细胞和生物大分子

细胞和生物大分子第1页，共29页，2023年，2月20日，星期六一、细胞大小和数目最小的细胞是支原体细胞，直径只有100nm；最大的细胞是鸟卵，肉眼可见。细胞的大小和细胞的机能是相适应的。例如，神经细胞、鸟卵。一般说来，生物体积的加大，是由于细胞数目增加，而不是由于细胞体积加大。单细胞生物仅有一个细胞；而多细胞生物的细胞数目和生物体的大小成正比。第2页，共29页，2023年，2月20日，星期六二、细胞结构（一）细胞膜和细胞壁植物细胞有，在质膜之外。是一无生命结构，由细胞的分泌物组成。功能是支持和保护，防止细胞吸涨而破裂。细胞膜：又名质膜，是细胞表面的膜。厚7-8nm。半透性（选择性透性）。质膜上存在激素的受体、抗原结合点以及其他细胞识别位点。细胞壁：第3页，共29页，2023年，2月20日，星期六真核细胞有细胞核。有些细胞是多核的，大多数细胞则是单核的。细胞核在细胞的代谢、生长和分化中，都起着重要的作用。遗传物质主要位于核中。细胞核包括核被膜、核质、染色质和核仁等部分。（二）细胞核第4页，共29页，2023年，2月20日，星期六核膜:有两层膜组成。两膜之间为宽约10-50nm的核周腔。外膜常与粗糙内质网相连。核纤层：在核膜内面，有核纤层蛋白组成。核孔：大分子出入细胞核的通道。1、核被膜在核的外面，包括核膜和核膜下面的核纤层。第5页，共29页，2023年，2月20日，星期六染色质：分成常染色质，即细丝状的部分；和异染色质，即染色较深的团块。组成：

DNA和蛋白质，及少量RNA。组成蛋白分成组蛋白和非组蛋白两类。组蛋白是碱性蛋白，分为H1H2A、H2B、H3、H4共5种。它们与DNA相结合；非组蛋白种类多，如DNA聚合酶、RNA聚合酶等。核小体：直径10nm。4对组蛋白分子。连接DNA：与核小体上的DNA相加，约为200碱基对。２、染色质第6页，共29页，2023年，2月20日，星期六细胞核中圆形或椭圆形的颗粒状结构。各种生物的核仁数目是固定的。核仁富含蛋白质和RNA分子。核仁是由某一个或几个特定染色体的核仁组织区构成。而核仁组织区是rDNA的所在地。３、核仁有由蛋白质成分组成的纤维状网，网孔中充以液体。4、核基质第7页，共29页，2023年，2月20日，星期六除细胞核和质膜外，剩下的是细胞质，而细胞质又分为细胞器和细胞溶质两部分。（三）细胞质和细胞器

内质网：彼此相通的一列囊腔和细管。光滑内质网：与脂类代谢有关。粗糙内质网：蛋白质合成和运输。

核糖体：蛋白质合成的场所。1、内质网和核糖体第8页，共29页，2023年，2月20日，星期六由一系列扁平小囊和小泡组成。是细胞分泌物的最后加工和包装场所。内质网-小泡-高尔基体-分泌泡-质膜高尔基体能合成多糖。2、高尔基体第9页，共29页，2023年，2月20日，星期六溶酶体是单层膜包裹的小泡，由高尔基体断裂产生，内含40种以上的水解酶。溶酶体的功能是消化从外界吞入的颗粒和细胞本身产生的碎渣。食物泡+溶酶体次级溶酶体。溶酶体是酸性的，PH4.8或更低，而各种水解酶只有在酸性环境中才有活性。3、溶酶体第10页，共29页，2023年，2月20日，星期六形状：颗粒状或短杆状，大小与细菌相当。数目：随细胞而定。1个到几百个。４、线粒体

自主性：有自己的DNA及核糖体，编码约10%的自身蛋白。细胞呼吸及能量代谢的中心。基质中有各种酶，而电子传递在内膜上进行，合成ATP的ATP合成酶复合体也在内膜上。功能：双层膜包裹的囊状细胞器，囊内充满液态的基质。外膜平整，内膜向内折叠形成嵴。结构：第11页，共29页，2023年，2月20日，星期六质体是植物细胞细胞器，分五类：5、质体

叶绿体的自主性：叶绿体：大小、形状、数目多变。双层膜包裹。内部的基质中有一由类囊体组成的内膜系统。基粒类囊体重叠成基粒，在基粒之间是基质类囊体。光合色素和电子传递系统位于类囊体膜上，而暗反应在基质中进行。有自己的DNA和核糖体，编码部分自身蛋白。真核细胞起源。前质体、淀粉体、黄化质体、叶绿体和有色体。第12页，共29页，2023年，2月20日，星期六6、微体单层膜包裹的小泡，外形与溶酶体相似。分成过氧化物酶体和乙醛酸循环体两种。过氧化物酶体乙醛酸循环体动、植物细胞都有，内含氧化酶。细胞中20%的脂肪酸在其中氧化分解。氧化反应产生的H2O2由所含的过氧化氢酶分解。只存在于植物细胞。脂类转化为糖及参与光呼吸。第13页，共29页，2023年，2月20日，星期六植物细胞中普遍存在。有单层细胞膜包裹。分生组织细胞的液泡多而小，而成熟细胞的液泡大，且占据细胞的中央。7、液泡植物液泡的作用：调节细胞渗透压以及收集代谢废物。液泡中的花青素还决定花、果实和叶的颜色。第14页，共29页，2023年，2月20日，星期六秋水仙素、长春藤碱、紫杉醇：多倍体、抗癌。微管：中空长管状纤维，宽约24nm。纺锤体、鞭毛和纤毛都由微管构成。细胞溶质中由蛋白质纤维构成的支架。蛋白质纤维有三种：微管、微丝和中间纤维。8、细胞骨架微管蛋白：构成微管的蛋白，含和两个亚基，分子量均在55000左右。双体分子螺旋排列，盘绕成一层分子的微管管壁。维管或成束存在，或分散于细胞质中，起支持作用。微管在细胞中可解体成亚基，也可由亚基重新组装成完整的微管。微管蛋白没有特异性。第15页，共29页，2023年，2月20日，星期六微丝：又称肌动蛋白丝，是实心纤维，宽约4~7nm。组成单体是肌动蛋白。单体相连成串，两串扭缠成束，即微丝。微丝在动植物细胞中都有。肌动蛋白也没有特异性。微丝有运动的功能。它们易于解聚成单体，单体也容易重新聚合成微丝。中间纤维：细胞松弛素B、鬼笔环肽。大小介于微管和微丝之间（8~10nm），有支持和运动的功能。核纤层。第16页，共29页，2023年，2月20日，星期六鞭毛和纤毛：9、鞭毛、纤毛和中心粒中心粒：基粒：细胞表面的附属物，有运动的功能。两者基本结构相同，区别主要在于长度和数量。它们的结构成分是微管，在横切面上呈9（2）+2排列。由微管构成，呈9（3）+0排列。基粒与鞭毛和纤毛的基部相连。由微管构成的细胞器，结构和基粒相似，它们是同源器官。中心粒位于中心体（微管组织中心）中。第17页，共29页，2023年，2月20日，星期六除细胞器以外的细胞质液体部分。胞质溶胶含有多种酶，是细胞多种代谢活动的场所。此外，胞质溶胶中还有各种储藏物。10、胞质溶胶第18页，共29页，2023年，2月20日，星期六各种细胞器的膜和核膜、质膜在分子结构上是一样的，它们统称为生物膜。生物膜厚越7~8nm，真核细胞的生物膜占细胞干重的70~80%，最多的是内质网膜。生物膜把细胞空间分隔开，使细胞具有了界限分明、工作性质各异的单位。生物膜的这种分隔也使膜面积加，提高了物质合成、运输等多种生命活动的效率。生物膜主要由脂类和蛋白质分子以非共价键组合装配而成。骨架是脂双层，其中有以不同方式镶嵌其间的蛋白质分子。此外，质膜的表面还有糖类分子。生物膜不是固定不变的，而是经常处于动态变化之中。三、生物膜——流动镶嵌模型第19页，共29页，2023年，2月20日，星期六在生物膜的总重量中，脂类约占40~50%。构成脂双层的脂类包括：磷脂（主要）；胆固醇；糖脂。脂双层的表面是磷脂分子的亲水端，内部是磷脂分子疏水的脂肪酸链。脂双层有屏障作用，使膜两侧的水溶性物质不能自由通过。有利于细胞保持正常的结构和功能。组成脂双层的脂类成分随不同生物而不同。大肠杆菌质膜仅有一种，而人红细胞膜有四种。（一）脂双层第20页，共29页，2023年，2月20日，星期六不同生物膜中蛋白质的含量不同。线粒体内膜75%、神经纤维髓鞘膜25%、质膜50%。膜蛋白可分为两大类：内在蛋白和外在蛋白。内在蛋白以其疏水的部分直接与磷脂的疏水部分共价结合。这些蛋白大多两端亲水，也有仅一端亲水。外在蛋白以非共价键结合在内在蛋白的外端上，或结合在磷脂分子的亲水头上。膜蛋白的功能是多方面的。物质运输、酶、电子传递体、受体、细胞识别。很多膜蛋白在脂双层中能自由移动。人、鼠细胞融合实验可证明。也有的不能完全自由移动。（二）膜蛋白第21页，共29页，2023年，2月20日，星期六膜糖是质膜表面的糖类总称。膜糖大部分以共价键与膜蛋白结合而成糖蛋白，少部分与脂类结合而成糖脂。膜糖只存在于质膜表面，细胞器膜和质膜的内表面没有膜糖存在。膜糖的成分主要有半乳糖、甘露糖、半乳糖胺、葡萄糖胺、葡萄糖以及唾液酸等。糖蛋白与细胞识别有关。（三）膜糖第22页，共29页，2023年，2月20日，星期六扩散：一种物质的分子从相对高浓度地区移动到低浓度地区。O2和CO2的跨膜运动。分子的跨膜扩散速度取决于分子的浓度梯度外，还与分子的大小、溶解性和电性有关。单纯扩散：扩散速度随浓度梯度的增加而增高。易化扩散：物质由载体携带穿越质膜。顺浓度梯度扩散，不需要细胞提供能量，而扩散速度大于单纯扩散。物质出入细胞都要经过细胞膜，方式有扩散、渗透、主动运输、内吞作用和外排作用。四、物质的穿膜运动（一）扩散第23页，共29页，2023年，2月20日，星期六渗透：水分子穿过膜的扩散。水势：水分子的动能。渗透势：等于溶液水势减去纯水水势，为负值。渗透压：与渗透势相反的力。（二）渗透膨压和质壁分离：植物细胞在吸水而膨胀时，原生质体产生对细胞壁的压力，称为膨压。原生质体因缩水而与细胞壁分离，称质壁分离。等渗、高渗和低渗溶液：0.9%生理盐水的渗透压。第24页，共29页，2023年，2月20日，星期六主动运输：细胞逆浓度梯度运输物质。这需要载体和消耗能量。（三）主动运输Na+-K+泵第25页，共29页，2023年，2月20日，星期六吞噬作用：细胞吞噬固体颗粒的作用。胞饮作用：细胞吞入液体的过程。（四）内吞作用分为吞噬作用和包饮作用。第26页，共29页，2023年，2月20日，星期六外排作用：细胞从细胞表面排出渣滓和细胞分泌物的过程。（五）外排作用内吞作用和外排作用中使用的细胞膜可循环使用。第27页，共29页，2023年，2月20日，星期六桥