细胞生物学第一讲第三讲

细胞生物学课件第一讲第三讲第1页，课件共42页，创作于2023年2月一、细胞生物学：

细胞生物学是研究细胞基本生命活动规律的科学。它是在不同层次（显微、亚显微与分子水平）上以研究细胞结构与功能、细胞增殖、分化、衰老与凋亡、细胞信号传递、真核细胞基因表达与调控、细胞起源与进化等为主要内容。第一讲细胞生物学的概况第2页，课件共42页，创作于2023年2月1、细胞的发现

1665年，胡克(RorbertHooke)用自制的显微镜(30倍)观察栎树软木塞切片时发现“cell”（细胞）。他看到的是死细胞的细胞壁，是发现细胞的第一人1674年，荷兰人列文虎克(AntonvanLeeuwenhoek)利用自制的高倍显微镜(300倍左右)，观察到池塘水滴中的原生动物、人类和哺乳类动物的精子（活细胞）。他们二人的工作是人类的认识进入了微观世界二、细胞学说的建立第3页，课件共42页，创作于2023年2月2、细胞学说的建立

1838年，德国植物学家施莱登提出:

植物细胞是一切植物结构的基本单位。

1839年,德国动物学家施旺提出

动、植物都是细胞的集合体

1858年德国医生和病理学家魏尔肖（Virchow）指出：

“细胞只能来自细胞”。至此细胞学说最后完成。第4页，课件共42页，创作于2023年2月3、“细胞学说”的基本内容

认为细胞是有机体，一切动植物都是由细胞发育而来,并由细胞和细胞产物所构成；

每个细胞作为一个相对独立的单位，既有它“自己的”生命,又对与其它细胞共同组成的整体的生命有所助益；

新的细胞可以通过老的细胞繁殖产生。

人们通常称1838——1839年施莱登和施旺确立的细胞学说，1859年达尔文确立的进化论和1866孟德尔确立的遗传学为现代生物学的三大基石。而实际上，细胞学说又是后两者的基石第5页，课件共42页，创作于2023年2月三、细胞的大小

细胞大小的计量单位，一般都用微米计算。使用电子显微镜后又提到(Angstrom,Å)为超显微结构计量单位。现在常用的国际单位是纳米。

1毫米=1000微米(μm)1微米=1000纳米(nm）1纳米(nm)=10埃

典型的原核细胞的平均大小在1～10μm之间，而真核细胞的直径平均为3～30μm，一般为10～20μm。第6页，课件共42页，创作于2023年2月第7页，课件共42页，创作于2023年2月

最大的细胞是鸟类的卵（鸟类的蛋只有其中的蛋黄才是它的细胞，卵白是供发育用的营养物质，不属于细胞部分），如鸵鸟蛋卵黄的直径可达5cm。第8页，课件共42页，创作于2023年2月

支原体是最小、最简单的原核细胞，直径为0.1～0.3μm◆

具有细胞质膜(10nm)，但没有细胞壁;◆环状双螺旋DNA，没有核区,能指导合成750多种蛋白质;◆唯一的细胞器是核糖体，每个细胞中约有800～1500个。40多种酶支原体的形态结构

第9页，课件共42页，创作于2023年2月1、光学显微镜：

分辨率：指区分两个点之间的最小距离。是考察一台显微镜好坏的最重要指标，而不是放大倍数。光学显微镜的分辨率是0、2微米，人肉眼是0.2mm，电子显微镜是0.2nm

(2008年）光学显微镜能观察到的最小生物是（）A．酵母B．植物细胞C．细菌D．噬菌体C四、细胞生物学研究方法第10页，课件共42页，创作于2023年2月分辨率D=————

0.61

N·sin/2D:能被分辨的两点之间的距离:光源波长N:介质折射率:样品对物镜的角孔径0.61：恒定参数N·sin/2:数值孔径提高分辨率：增大角孔径缩短波长空气N＝1，油镜N＝1.5第11页，课件共42页，创作于2023年2月2、荧光显微镜：以紫外线为光源，照射被检物体使之发光，然后在显微镜观察它的形态及所在位置。是特异蛋白质等生物大分子定性、定位的最有力工具。3、相差显微镜：可以观察无色透明的活体，最大的特点是可以观察未经染色的标本和活细胞。第12页，课件共42页，创作于2023年2月普通光学显微镜

普通光学显微镜第13页，课件共42页，创作于2023年2月4、透射电子显微镜：用电子束代替照明的光线。分辨率比光学显微镜更高的显微镜。5、扫描电子显微镜

主要用来观察样品表面的形貌特征，成像具有强烈的立体感。第14页，课件共42页，创作于2023年2月电子显微镜

第15页，课件共42页，创作于2023年2月6、常用的染色剂：1）结晶紫：只是用于染细胞核2）孚尔根反应：对DNA显示高度专一性，染成鲜亮的紫红色3）甲基绿-派洛宁混合液：DNA呈绿色，RNA呈红色4）詹纳斯绿：染活细胞中的线粒体，由于线粒体中细胞色素氧化酶使染料保持氧化态，呈蓝绿色，而周围的细胞质还原成无色5）中性红：使高尔基体、液泡呈红色或淡红色6）银染法：将染色体染成金黄色，而核仁组织区为深黑色7）台盼蓝：可区分死、活细胞，死细胞为均匀蓝色，活细胞不被染色。第16页，课件共42页，创作于2023年2月原核细胞和真核细胞的主要区别比较如下：原核细胞真核细胞细胞大小很小（1～10微米）较大（10～100微米）细胞核无膜有膜遗传系统DNA不与蛋白质结合一个细胞只有一条DNA核内的DNA与蛋白质结合，形成染色质（染色体）一个细胞有两条以上染色体细胞质只具有核糖体一种细胞器有的原核细胞有光合色素一般无微管、无微丝无中心粒有各种细胞器有微管、微丝在中心粒(动物细胞）细胞壁主要由肽聚糖组成主要由纤维素组成五、细胞的结构和功能

第17页，课件共42页，创作于2023年2月(00)1、下列结构中必须用电子显微镜才能看到的是:答()A.液泡和叶绿体B.基粒和核孔C.细胞核和染色体D.细胞壁和细胞膜:

(00)2、生物学实验中常用普通光学显微镜观察细小物体,若物体被放大50倍这里“被放大50倍”是指细小物体的:答()A.体积边B.表面积C.像的面积D.长度或宽度 (01)3．植物细胞作为植物有机体的结构和功能的基本单位，区别于动物细胞的结构是。（）

Ａ．叶绿体、线粒体、乙醛酸体Ｂ．细胞壁、细胞膜、液泡膜

Ｃ．液泡、质体、叶绿体Ｄ．细胞壁、叶绿体、液泡(01)4．与真核细胞相比原核细胞缺少哪些结构？（）

Ａ．细胞膜Ｂ．核膜Ｃ．溶酶体Ｄ．核糖体(03)6．自然界最小的细胞是A．病毒B．支原体C.血小板D．细菌(02)5．细胞生长时，细胞壁表现出一定的()A.可逆性B．可塑性C．弹性D．刚性BDDBB

B、C第18页，课件共42页，创作于2023年2月（04）8．细胞进行有氧呼吸时电子传递是在A．细胞质内B，线粒体的内膜C.线粒体的膜间腔内D．基质内进行9．下列细胞组成成分与其功能的关系，哪个是正确的?A．线粒体---合成多肽链B．叶绿体---形成ATPC．核糖体---光合作用D，光滑内质网---多肽及脂类合成（05）10．线粒体的功能是：A．水解蛋白质B．自我复制C．合成脂类D．产生ATP

11．叶绿体不具有下面哪一项功能：A．氮同化B．DNA复制C．合成组蛋白D．产生ATP13．具有独立遗传系统的细胞器是

A叶绿体B溶酶体C核糖体D内质网14．线粒体内膜上具有什么酶系统？

A酵解B过氧化氢C三羧酸循环D电子传递链

BBD

CAD第19页，课件共42页，创作于2023年2月(07)58．下列有关动物细胞中ATP合成的说法哪一个正确?A．ATP都是在线粒体中合成B．ATP在线粒体和细胞质中都可以合成C．ATP在细胞质中合成D．ATP在高尔基体中合成(07)61．下列有关线粒体内蛋白质合成的说法哪一个正确?A．线粒体的蛋白质都是在细胞质中合成后转运到线粒体的B．线粒体的蛋白质都是在线粒体内部合成的C．线粒体内膜的蛋白质由线粒体合成，外膜的蛋白质则来自于细胞质D．线粒体蛋白质既有核基因编码合成的蛋白，也有线粒体自己合成的蛋白BD(07多选)106．在真核细胞中具有半自主性的细胞器为：A．高尔基体B．内质网C．线粒体D．质体E．溶酶体CD第20页，课件共42页，创作于2023年2月

第二讲细胞质膜及其表面结构第21页，课件共42页，创作于2023年2月一、细胞质膜的化学组成蛋白质：20-70%脂类：30-70%糖类：10%7.5nm的膜结构膜脂：包括磷脂，糖脂和胆固醇膜蛋白：有三种类型，内在蛋白、外在蛋白、脂锚定蛋白第22页，课件共42页，创作于2023年2月二、生物膜结构模型

1、罗伯特森（J.D.Robertson1959年）：单位膜模型

“蛋白质-脂类-蛋白质”三明治式的质膜结构模型

2、桑格（S.J.Singer）和尼克森（G.Nicolson）（1972）：生物膜的流动镶嵌模型

第23页，课件共42页，创作于2023年2月（1）磷脂双分子层是细胞膜的主要结构支架，具有极性头部和非极性尾部的磷脂分子以疏水性尾部相对，极性头部朝向水相；（2）膜蛋白为球蛋白，分布于脂双层表面或镶嵌脂分子中，有的甚至横跨整个脂双层；（3）在膜的两侧脂分子的分布，蛋白质分子的分布与性质是不相同的，即具有不对称性；（4）膜结构中蛋白质分子和脂类分子都能运动，具有流动性。

细胞膜的流动镶嵌模型第24页，课件共42页，创作于2023年2月1、磷脂：膜脂的基本成分（50％以上），主要有卵磷脂，鞘磷脂主要特征：①具有一个极性头和两个非极性的尾(脂肪酸链)②脂肪酸碳链碳原子为偶数,多数碳链由16,18或20个组成；③饱和脂肪酸(如软脂酸)及不饱和脂肪酸(如油酸)；

三、膜脂——生物膜的基本组成成分第25页，课件共42页，创作于2023年2月2、糖脂：糖脂普遍存在于原核和真核细胞的质膜上（5％以下）,神经细胞糖脂含量较高；第26页，课件共42页，创作于2023年2月鞘磷脂和胆固醇含量增多，膜的流动性减小而甘油磷脂量增多。膜的流动性增大3、胆固醇：胆固醇分子也是极性分子（30%以下），只存在于动物细胞、酵母菌、支原体；细菌、蓝藻等原核细胞和植物细胞膜中一般没有胆固醇；能增加膜的稳定性，可调节膜的流动性，使膜的流动性不至于在温度降低时而下降。第27页，课件共42页，创作于2023年2月膜脂分子的运动①侧向运动：会产生分子的换位，是最基本的运动方式②旋转运动：围绕轴心的自旋运动③摆动运动④伸缩震荡运动；⑤翻转运动；⑥旋转异构化运动。第28页，课件共42页，创作于2023年2月内在（整合）膜蛋白

水不溶性蛋白，嵌入脂双层中或横跨脂双层的蛋白质叫内在性蛋白，大多是两端都带有极性的，因而形成跨膜螺旋，与膜结合紧密，有些内在蛋白疏水性氨基酸含量显著多于亲水性氨基酸。(需用去垢剂分离)外在(外周)膜蛋白水溶性蛋白,靠离子键或其它弱键与膜内表面的蛋白质分子或脂分子极性头部非共价结合，易分离,主要处于水的介质中，组成这类蛋白质的氨基酸中，疏水性氨基酸含量与亲水性氨基酸含量大体相当。脂锚定蛋白

通过磷脂或脂肪酸链插入膜中，膜蛋白与脂通过共价结合。四、膜蛋白基本类型膜内在蛋白外周膜蛋白脂分子或糖脂连接的膜蛋白第29页，课件共42页，创作于2023年2月膜的流动性：生物膜的基本特征之一,

膜脂的运动方式主要有侧向扩散、旋转运动、左右摆动以及翻转运动等；不饱和脂肪酸越多，脂肪酸链越短，膜脂流动性越大；温度下降，膜脂的流动性减弱；胆固醇含量的增加，可增加膜脂的有序性，降低膜脂的流动性。卵磷脂与鞘磷脂的比值越高，膜脂的流动性越大.膜蛋白质分子的运动分为侧向扩散和旋转运动.膜的不对称性:

膜脂与糖脂的不对称性:膜脂中的不饱和脂肪酸和固醇在膜的外侧较多糖脂仅存在于质膜的ES（细胞外表面）面，是完成其生理功能的结构基础膜蛋白与糖蛋白的不对称性:膜蛋白的不对称性是指每种膜蛋白分子在细胞膜上都具有明确的方向性；糖蛋白糖残基均分布在质膜的ES面；

五、生物膜结构的特征第30页，课件共42页，创作于2023年2月六、细胞质膜的功能将细胞与外界环境分隔开。为细胞的生命活动提供相对稳定内环境控制物质进出细胞进行细胞间的信息交流介导细胞间黏着第31页，课件共42页，创作于2023年2月1、细胞外被，又称糖萼：指膜上的糖蛋白和糖脂。实际指膜磷脂亲水的头与寡糖链连接而成的结构 作用：对膜蛋白起保护作用,在细胞识别中起重要作用。七、质膜表面结构第32页，课件共42页，创作于2023年2月结构组成：指分布于细胞外空间,由细胞分泌的蛋白和多糖所构成的不溶性的网状结构。1）结构蛋白：包括胶原蛋白和弹性蛋白（使ECM具有强度和韧性）2）蛋白聚糖（ECM具有抗压能力）3）粘连糖蛋白：包括纤连蛋白和层粘连蛋白（帮助细胞粘连到ECM）

2、细胞外基质（ECM）蛋白聚糖胶原第33页，课件共42页，创作于2023年2月3、基（底）膜：由胞外基质成分构成的一层薄薄的网状结构。位于大多数动物的上皮和其他组织细胞的基底层，将与其连接的组织或其他细胞分开。在其上发现了胞外基质4种蛋白：基膜对组织结构起支持作用，是渗透性的障碍，调节分子和细胞的运动。在肾细胞中，基膜可以作为一种过滤器，允许小分子进入尿液，却扣下大分子的蛋白质。表皮细胞下的基膜一方面阻止结缔组织的细胞进入表皮，另一方面允许“防卫战士”;白细胞的移动。蛋白聚糖巢蛋白层粘连蛋白Ⅳ型胶原纤维第34页，课件共42页，创作于2023年2月生物种类细胞外结构结构纤维及基质组分粘连分子动物细胞细胞外基质胶原蛋白弹性蛋白蛋白聚糖纤粘连蛋白层粘连蛋白植物细胞细胞壁纤维素半纤维素伸展蛋白果胶质总结：真核细胞的细胞外结构胶原蛋白是胞外基质最基本结构成份之一，动物体内含量最丰富的蛋白（总量的30％以上）。第35页，课件共42页，创作于2023年2月八、细胞连接

在多细胞生物体内，细胞与细胞之间通过细胞膜相互联系，形成一个密切相关，彼此协调一致的统一体，称为细胞连接。1、动物细胞间的连接方式有紧密连接、桥粒、黏合带以及间隙连接等（见下图）。

2、植物细胞间则通过胞间连丝连接。第36页，课件共42页，创作于2023年2月1）紧密连接：亦称结合小带，这是指两个相邻细胞的质膜紧靠在一起，中间没有空隙，而且两个质膜的外侧电子密度高的部分互相融合，成一单层，这类连接多见于胃肠道上皮细胞之间的连接部位。2）间隙连接（通讯连接）：是两个细胞的质膜之间有20Å～40Å的间隙的一种连接方式。在间隙与两层质膜中含有许多颗粒——连接子（由6个相同的跨膜蛋白分子组成，中央有一个1.5nm的小孔，相邻细胞间的物质可以通过小孔进出）。间隙连接为细胞间的物质交换、化学信息的传递提供了直接通道。间隙连接主要分布于上皮、平滑肌及心肌等组织细胞间。3）黏合带：是相邻细胞膜之间有较大间隙的一种连接方式，连接处相邻细胞膜间存在着15nm～20nm的间隙。在这部分细胞膜下方的细胞质增浓，由肌动蛋白组成的环形微丝穿行其中。粘合带一般位于紧密连接的下方，又称中间连接，具有机械支持作用。见于上皮细胞间。第37页，课件共42页，创作于2023年2月4）黏合斑：细胞与胞外基质之间的连接方式，常见于肌肉和肌腱。5）桥粒：在桥粒处，两个细胞质膜之间有250Å的间隙。是一个细胞的细胞质的中间丝与另一个细胞的中间丝通过桥粒相互作用，从而将相邻细胞形成一个整体。在桥粒处内侧的细胞质呈板样结构，汇集很多微丝。这种结构和加强桥粒的坚韧性有关。桥粒多见于上皮，尤以皮肤、口腔、食管、阴道等处的复层扁平上皮细胞间较多。6）半桥粒：是细胞与胞外基质的连接方式，它像爪子似的向下紧紧地抓住基底膜。7）胞间连丝：植物细胞间特有的连接方式，在胞间连丝连接处的细胞壁不连续，相邻细胞的细胞膜形成直径约20nm～40nm的管状结构，使相邻细胞的细胞质互相连通。胞间连丝是植物细胞物质与信息交流的通道，对于调节植物体的生长与发育具有重要作用。第38页，课件