细胞生物学1课件

细胞生物学一、.细胞生物学的主要研究内容两大基本部分：细胞结构功能；细胞重要生命活动８大研究领域：(翟中和）

（１）细胞核、染色体以及基因表达（２）生物膜与细胞器（３）细胞骨架（４）细胞增殖及其调控（５）细胞分化及其调控（６）细胞衰老与凋亡（７）细胞起源与进化（８）细胞工程第一章绪言细胞学说1、一切动植物都由细胞发育而来，并由细胞核细胞产物构成。2、细胞是相对独立的单位，既有自己的生命，又对整体机体的生命起作用。3、新细胞从老细胞中产生。依结构分：非细胞结构的生物原核生物真核生物三、细胞的基本知识

１．细胞的基本概念

细胞是生命活动的基本单位。细胞是构成有机体的基本单位；细胞是代谢与功能的基本单位；细胞是有机体生长与发育的基础；细胞是遗传的基本单位；没有细胞就没有完整的生命２.细胞的基本共性

细胞膜核酸核糖体增殖－一分为二

３．细胞的大小和形状

最大的直径１０cm，最小的０.1μm,一般１０－１００μm细胞学的计量单位：μm

1mm=1000μm，1μm=1000nm，1nm=10Å真核细胞植物细胞动物细胞结构区别细胞壁：细胞膜细胞质细胞核细胞膜细胞质细胞核纤维素和果胶第二章细胞膜与细胞表面细胞外被细胞表面细胞膜（质膜）胞质凝胶细胞膜(质膜)生物膜内膜系统（内质网、高尔基体、核摸、溶酶体膜、小泡、液泡）细胞内膜线粒体、叶绿体膜

第一节生物膜的结构模型１.“三明治”模型２.液态镶嵌模型：生物膜是由脂质和蛋白质分子按二维排列构成的流态。强调两点：（１）膜的流动性，膜蛋白和膜脂均可侧向运动；（２）膜蛋白分布的不对称性。对生物膜结构的理解：

（１）具极性头部和非极性尾部的磷脂分子在水相中自发形成封闭的膜系统；（２）蛋白质分子以不同的方式镶嵌在脂双分子中或结合在其表面；（３）生物膜是蛋白质在双层脂分子中的二维溶液。脂质体是一种人工膜。在水中，搅动后磷脂形成双层脂分子的球形脂质体。3.生物膜结构成份及其特征（１）膜脂成分：磷脂、糖脂和胆固醇胆固醇质存在动物细胞（２）膜蛋白功能复杂的细胞，膜蛋白越多

膜蛋白外在蛋白：细胞的内外表面，容易从膜上分离整合蛋白：分布在膜脂双分子层中，结合紧密，难以分离（3）糖类分布于细胞膜的外表面，与细胞识别有关4.膜的流动性（结构特征）膜脂的流动:脂分子的侧向运动，与脂肪酸链长、不饱和度有关；胆固醇的含量膜蛋白的流动：荧光抗体免疫标记技术意义：质膜的流动性是保证其正常功能的必要条件。当膜的流动性低于一定的阈值时，许多酶的活动和跨膜运输将停止，反之如果流动性过高，又会造成膜的溶解。（5）膜的不对称性

质膜内外的组分和功能的差异，称为膜的不对称性。①膜脂的不对称性：各类的脂分子的分布是不均匀的，卵磷脂、鞘磷脂分布在外层，脑磷脂分布在内层。

②复合糖的不对称性：糖脂和糖蛋白只分布于细胞膜的外表面。③膜蛋白的不对称性：（５）细胞膜的功能：为细胞的生命活动提供相对稳定的内环境；选择性的物质运输；提供细胞识别位点，并完成细胞内外信息的跨膜传递；为多种酶提供结合位点，使酶促反应高效有序地进行；介导细胞与细胞、细胞与基质之间的连接；参与形成具有不同功能的细胞表面特化结构。物质的跨膜运输与信号传递第一节物质的跨膜运输１.被动运输:（１）简单扩散：疏水的小分子顺浓度梯度转运。（２）协助扩散：极性分子和无机离子顺浓度梯度转运。有特异膜蛋白协助，转运速率和特异性高。膜转运蛋白：通道蛋白、门通道蛋白、载体蛋白简单扩散的影响因素：1、分子大小2、极性大小3、浓度差协助扩散特点：1、需要转运蛋白2、对转运物质有高选择性3、转运速度快4、具有饱和效应水通道水扩散通过人工膜的速率很低，人们推测膜上有水通道。1991年Agre发现第一个水通道蛋白CHIP28，他将CHIP28的mRNA注入非洲爪蟾的卵母细胞中，在低渗溶液中，卵母细胞迅速膨胀，5分钟内破裂。细胞的这种吸水膨胀现象会被Hg2+抑制。2003年Agre与离子通道的研究者MacKinnon同获诺贝尔化学奖。目前在人类细胞中已发现的此类蛋白至少有11种，被命名为水通道蛋白（Aquaporin，AQP）。2003年，美国科学家彼得·阿格雷和罗德里克·麦金农，分别因对细胞膜水通道，离子通道结构和机理研究而获诺贝尔化学奖。PeterAgreRoderickMacKinnon

２.主动运输：

由载体蛋白介导，物质逆浓度梯度转运，耗能。（１）钠钾泵（２）钙泵和质子泵（３）协同运输：不需要ATP直接供能，有另一种物质的浓度差为动力（４）物质的跨膜转运与膜电位:由ATP直接供能(1)钠钾泵构成：由2个α亚基、2个β亚基组成的4聚体，分布于动物细胞的质膜。工作原理：Na+-K+ATP酶通过磷酸化和去磷酸化过程发生构象的变化，导致与Na+、K+的亲和力发生变化。其总的结果是每一循环消耗一个ATP；转运出三个Na+，转进两个K+。Na+-K+ATPPUMPNa+-K+泵的作用：①维持细胞的渗透性，保持细胞的体积；②维持低Na+高K+的细胞内环境；③维持细胞的静息电位。(2)钙离子泵作用：维持细胞内较低的钙离子浓度。(3)质子泵(4)协同运输是一类靠间接提供能量完成的主动运输方式。物质跨膜运动所需要的能量来自膜两侧离子的电化学浓度梯度，而维持这种电化学势的是钠钾泵或质子泵。动物细胞中常常利用膜两侧Na+浓度梯度来驱动。植物细胞和细菌常利用H+浓度梯度来驱动。根据物质运输方向与离子沿浓度梯度的转移方向，协同运输又可分为：同向协同与反向协同。第二节膜泡运输的基本概念真核细胞通过内吞作用和外排作用完成大分子与颗粒性物质的跨膜运输。在转运过程中，质膜内陷，形成包围细胞外物质的囊泡，因此又称膜泡运输。细胞的内吞和外排活动总称为吞排作用。细胞内吞较大的固体颗粒物质，如细菌、细胞碎片等，称为吞噬作用。一、吞噬作用细胞吞入液体或极小的颗粒物质。二、胞饮作用三、外排作用exocytosis包含大分子物质的小囊泡从细胞内部移至细胞表面，与质膜融，将物质排出细胞之外。第三节细胞联结１.封闭连接：如紧密连接，存在于上皮细胞中。由围绕在细胞四周的焊接线（嵴线）网络而成。阻止可溶性物质扩散。２.锚定连接：通过细胞骨架系统将相邻细胞或细胞与基质之间连接起来，形成一个坚挺、有序的细胞群。（１）桥粒－与中间纤维相连（２）粘着带与粘着斑－与肌动蛋白相连３.通讯连接（１）间隙连接：连接处相邻细胞膜间的间隙为２～３nm，以连接子为基本单位。允许小分子物质通过。（２）胞间连丝：高等植物，相邻细胞的细胞膜相互连接，共同组成的管状结构，中央有内质网穿过。（３）化学突触：各类连接的比较第四节细胞通讯与信号传递１.细胞通讯与细胞识别（1）信号分子与受体、第二信使膜表面三类受体第四章细胞质基质与内膜系统第一节细胞质基质１.细胞质基质：真核细胞质中，除可分辨的细胞器以外的胶状物质。(胞质溶胶：“酶溶液”)细胞质基质的涵义：它是一种高度有序而又不断变化的结构体系，细胞质骨架贯穿其中。２.细胞质基质的功能：

（１）中间代谢；（２）物质合成、运输；（３）细胞骨架使代谢反应区域化；（４）蛋白质修饰；（５）蛋白质的选择性降解第二节内质网由封闭的膜系统及其围成的腔形成互相沟通的网状结构。１.两种基本类型：RER,SER２.功能:（１）蛋白质合成（２）脂质合成（３）蛋白质的修饰与加工（４）新生多肽的折迭与装配（５）其它功能：信息传递（肌质网）；组织酶区域化；解毒第三节高尔基复合体（一）形态结构：（二）功能：将内质网合成的多种蛋白质进行加工、分类、包装及运输。１.细胞分泌２.蛋白质的糖基化及其修饰３.蛋白酶水解及其他加工过程：如多肽激素、神经多肽的成熟加工（三）高尔基体与膜泡运输第四节溶酶体与过氧化物酶体（一）溶酶体１.形态特征：含多种酸性水解酶的囊泡