奥赛课件细胞的结构与功

奥赛课件细胞的结构与功细胞就是生命活动得基本单位一切有机体都由细胞构成,细胞就是构成有机体得基本单位。细胞具有独立得、有序得自控代谢体系,细胞就是代谢与功能得基本单位。细胞就是有机体生长与发育得基础。细胞就是遗传得基本单位,细胞具有遗传得全能性。没有细胞就没有完整得生命一、细胞得基本概念细胞必定具备得物质结构1、细胞膜2、遗传系统所有得细胞都含有两种核酸:DNA和RNA

3、核糖体4、酶系统各类细胞直径得比较二、细胞膜与细胞表面1935年Danielli和Davson提出三夹板模型。“蛋白质-脂类-蛋白质”1959年提出了修正模型,认为膜上还具有贯穿脂双层得蛋白质通道,供亲水物质通过。(一)细胞膜得结构模型1925年Gorter等人提出质膜由双层脂分子构成。认为极性分子不能通过。1972年Singer和Nicolson根据免疫荧光技术、冰冻蚀刻技术得研究结果,提出流动镶嵌模型。主要强调:①膜得流动性;②膜蛋白得分布不对称性。1959年Robertson提出单位膜模型。她用超薄切片技术获得了清晰得细胞膜照片,显示暗-明-暗三层结构,厚约7、5nm。由厚约3、5nm得双层脂分子和内外表面各厚约2nm得蛋白质构成。把膜得结构描绘成静止得、不变得。流动镶嵌模型得特点组成成分:主要组成成分为脂类和蛋白质,还含有少量得糖类。不对称性:蛋白质或嵌在脂双层表面,或嵌在其内部,或横跨整个脂双层,表现出分布得不对称性。流动性:膜蛋白和膜脂可作各向运动。1侧向扩散运动2旋转运动3摆动运动4伸缩震荡运动5翻转运动6旋转异构化运动膜脂得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,膜脂得流动性减弱;胆固醇含量得增加,可增加膜脂得有序性,降低膜脂得流动性。卵磷脂与鞘磷脂得比值越高,膜脂得流动性越大

膜蛋白质分子得运动分为侧向扩散和旋转运动可用荧光标记技术检测膜蛋白得流动性。(1)膜得流动性:(2)膜得不对称性:膜脂、膜蛋白及糖类得不对称性大家学习辛苦了，还是要坚持继续保持安静占50％以上:磷脂具有一个极性头和两个由脂肪酸链形成得非极性尾;脂肪酸碳链为偶数;既含饱和脂肪酸又含不饱和脂肪酸。胆固醇只存在于动物细胞、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;助于增加膜得稳定性,可调节膜得流动性,使膜得流动性不至于在温度降低时而下降(二)细胞膜得基本组成成分1、膜脂:磷脂、胆固醇和糖脂2、膜蛋白:外在膜蛋白(或称外周膜蛋白)和内在膜蛋白(或称整合膜蛋白)TransportersLinkersReceptorsEnzymes（膜蛋白有多种功能）（运输）（连接）（受体）（酶）与膜脂、膜蛋白以共价键形成得糖脂或糖蛋白,与细胞识别有关3、膜糖类:

为细胞得生命活动提供相对稳定得内环境;

选择性得物质运输,包括代谢底物得输入与代谢产物得排出,其中伴随着能量得传递;

介导细胞与细胞、细胞与基质之间得连接;

提供细胞识别位点,并完成细胞内外信息跨膜传递;

为多种酶提供结合位点,使酶促反应高效而有序地进行;

质膜参与形成具有不同功能得细胞表面特化结构。(三)细胞膜得生物学功能被动运输(passivetransport)主动运输(activetransport)穿膜运输1、细胞膜与物质得跨膜运输吞噬(phagocytosis)

胞饮(pinocytosis)

胞吞(endocytosis)膜泡运输胞吐(exocytosis)被动运输什么就是被动运输:通过自由扩散或协助扩散,使物质顺着浓度梯度(或电化学梯度),由高浓度向低浓度运动,运动得动力来自浓度梯度,不需要由细胞提供代谢能量,这种跨膜转运方式称被动运输。

类型:简单扩散、协助扩散

协助扩散特征:速率高;最大转运速率;需膜转运蛋白

膜转运蛋白:

载体蛋白——通透酶性质;通过构象变化进行物质转运,

通道蛋白——具有离子选择性,转运速率高;通过形成亲水通道允许离子通过,又叫离子通道,离子通道就是门控得;只介导被动运输。类型:电压门通道;配体门通道;压力激活通道载体蛋白通过构象变化进行物质转运,介导被动运输与主动运输。通道蛋白主动运输由载体蛋白所介导得、需要消耗能量、逆浓度梯度或电化学梯度得一种跨膜运输方式称为主动运输。根据能量来源不同分为ATP直接提供能量和间接提供能量。

由ATP直接提供能量得主动运输—

钠钾泵(Na+-K+-ATP酶)

钙泵(Ca2+-ATP酶)

质子泵:P-型质子泵、V-型质子泵、H+-ATP酶

由ATP间接提供能量得主动运输—协同运输

由Na+-K+泵(或H+-泵)与载体蛋白协同作用,靠间接消耗ATP

所完成得主动运输方式,如小肠上皮细胞吸收葡萄糖。分为共运输和对向运输。①维持细胞得渗透性,保持细胞得形态;②维持低Na+高K+得细胞内环境,维持细胞得静息电位。每消耗1个ATP分子,可使细胞内减少3个Na+并增加2个K+

。Na+-K+泵得作用钙泵即Ca2+泵,分布在动、植物细胞质膜、线粒体内膜、内质网样囊膜、动物肌肉细胞肌质网膜上,就是由1000个氨基酸得多肽链形成得跨膜蛋白。她就是Ca2+激活得ATP酶,每水解一个ATP转运两个Ca2+到细胞外,形成钙离子梯度。通常细胞质游离Ca2+浓度很低,约10-7～10-8摩尔/升,细胞间液Ca2+浓度较高,约5×10-3摩尔/升。胞外得Ca2+即使很少量涌入胞内都会引起胞质游离Ca2+浓度显著变化,导致一系列生理反应。钙流能迅速地将细胞外信号传入细胞内,因此Ca2+就是一种十分重要得信号物质。线粒体内腔、肌质网、内质网样囊腔中含高浓度得Ca2+,浓度大于10-5摩尔/升,名为“钙库”。在一定得信号作用下Ca2+从钙库释放到细胞质,调节细胞运动、肌肉收缩、生长、分化等诸多生理功能。钙泵质子泵P型质子泵:V型质子泵存在生物:真核生物得细胞膜特点:转运H+过程涉及磷酸化和去磷酸化存在生物:动物细胞溶酶体膜和植物细胞液胞膜特点:转运H+过程不形成磷酸化中间体功能:保持细胞质基质内中性PH和细胞器内得酸性PH就是由许多亚基构成得管状结构,H+沿浓度梯度运动,所释放得能量与ATP合成耦联起来,所以也叫ATP合酶

H+-ATP酶不就是由ATP提供能量,而就是借其她物质得浓度梯度为动力来进行得。分类:同向协同运输反向协同运输由ATP间接提供能量得主动运输—协同运输(耗能与协助扩散对比)动物细胞中葡萄糖得跨膜运输小肠上皮细胞吸收葡萄糖就是Na+得协同运输,具体情况就是,顺浓度梯度每进入细胞膜2个Na+就可以逆浓度梯度带进1个葡萄糖分子。即就是通过Na+通道实现得。细胞连接(celljunction):就是细胞相互连接处局部质膜所形成得特化结构。紧密连接桥粒连接间隙连接闭锁小带

:将相邻细胞得质膜密切地连接在一起,而阻止溶液中得分子沿细胞间隙渗入。锚定连接:通过骨架系统将细胞与相邻细胞或基质之间连接起来。通讯连接:动物细胞最常见得连接方式。

2、细胞膜与细胞连接植物细胞连接——胞间连丝动物细胞紧密连接由跨膜蛋白构成得焊接点连在一起形成焊接线——嵴线紧密连接普遍存在于脊柱动物体表及体内各种腔道和腺体上皮细胞,如小肠、食道得上皮细胞。功能:①连接相邻得细胞②封闭细胞间隙得通道③阻隔功能桥粒连接锚定连接功能:她们似铆钉将相邻细胞或细胞与基质牢牢连接起来,起支持,附着,抵抗外界压力与张力得作用。锚定连接:广泛分布于机体得上皮组织、心肌组织中,以皮肤、子宫颈等处得细胞之间含量最丰富,通过锚定连接可使一些相邻得细胞连成一体,形成一个牢靠有序得细胞群体,防止组织断裂。半桥粒通讯连接间隙连接（动物细胞）突触连接通讯连接植物细胞得胞间连丝各类连接得比较3、细胞膜与细胞通讯细胞通讯就是指一个细胞发出得信息通过介质传递到另一个细胞产生相应得反应。细胞间得通讯对于多细胞生物体得发生和组织得构建,协调细胞得功能,控制细胞得生长、分裂、分化和凋亡就是必须得。细胞通讯方式:1)、分泌化学信号进行通讯内分泌旁分泌自分泌化学突触2)、细胞间直接接触

3)、细胞间形成间隙连接通过与质膜结合得信号分子影响其她细胞使细胞质相互沟通,通过交换小分子来调节细胞得代谢反应。1)、分泌化学信号进行通讯3)、细胞间形成间隙连接间隙连接（动物细胞）胞间连丝（植物细胞）4、信号分子与受体信号分子信号分子与受体类型细胞表面得受体类型G蛋白偶联受体（7次跨膜的表面蛋白，又称蛇形受体）G-蛋白偶联得受体介导得信号传递介导无数胞外信号分子得细胞应答G-蛋白偶联得受体介导得信号传递①cAMP(环腺苷酸)信号通路激素→G-蛋白偶联受体→G-蛋白→腺苷酸环化酶→cAMP→cAMP依赖得蛋白激酶A→基因调控蛋白→基因转录G-蛋白偶联得受体介导得信号传递②磷脂酰肌醇信号通路→IP3→胞内Ca2+浓度升高→Ca2+结合蛋白(CaM)→细胞反应→DG→激活PKC→蛋白磷酸化或促Na+/H+交换使胞内pH

磷脂酶C(PLC)→胞外信号分子→G-蛋白偶联受体→G-蛋白→G-蛋白偶联得受体介导得信号传递细胞外被(糖被)和细胞壁动物细胞有细胞外被（糖萼、糖被），是细胞膜外表面的糖类物质的总称,在细胞识别等方面起重要作用。植物细胞壁：胞间层、初生壁、次生壁；保护并支持细胞及整个植物体。三、细胞质:细胞质基质和细胞器1、细胞质基质(透明质)与内膜系统

细胞质基质:

中间代谢过程如糖酵解途径、脂肪酸合成等都就是在细胞质基质中完成;细胞质基质作为细胞器得微环境,为维护细胞器正常结构和生理活动提供所需要得生理环境;同时也为细胞器得功能活动提供底物。

内膜系统:

细胞内膜系统就是指细胞内在结构、功能及发生上相关得由膜包绕形成得细胞器或细胞结构。2、线粒体(1)线粒体得形态、大小、数目与分布卵圆形颗粒或短线状;横径约0、2um~1um,长约2um~8um,相当于一个细菌得大小;需要能量较多得细胞,线粒体数目也较多,植物细胞得线粒体数量比动物细胞得要少;多数细胞中线粒体均匀分布于细胞质,但也常常聚集在需能较多得部位。(2)线粒体得结构:外膜、内膜、膜间隙和基质

(3)线粒体得化学组成线粒体外膜得标记酶为单胺氧化酶,内膜为细胞色素氧化酶,间隙为腺苷酸激酶、线粒体基质得标记酶为苹果酸脱氢酶。外膜上含有14种蛋白质而内膜上含有21种,外膜上主要含卵磷脂而内膜主要含心磷脂;再如,线粒体内、外膜上脂类与蛋白质得比值不同,内膜为0、3:1而外膜为1:1。(4)线粒体得功能:进行氧化磷酸化,合成ATP(5)线粒体就是半自主性细胞器内共生假说:被原始得前真核生物吞噬得好氧性细菌,这种细菌与前真核生物共生,在长期得共生过程中通过演化变成了线粒体。分化假说:线粒体就是由于质膜得内陷,再经过分化后形成得。

(6)线粒体得起源:3、质体

(1)前质体(或称原质体)

(2)白色体(造粉体、造蛋白体和造油体)(3)有色体(4)叶绿体

A、叶绿体得形态、大小和数目B、叶绿体得结构:叶绿体膜、类囊体(基粒类囊体、基质类囊体)和基质

C、叶绿体功能:光合作用,光反应类囊体上进行,而暗反应在基质中完成。D、半自主性细胞器E、叶绿体得起源:按内共生假说,叶绿体得祖先就是蓝藻或光合细菌。4、内质网(ER):粗面内质网(rER)和光面内质网(sER)两类。其中粗面内质网所占比例要远大于光面内质网。(1)粗面内质网(rER)膜表面附着核糖体;形态多为板层状排列得扁囊;多分布在分泌蛋白质旺盛得细胞中。如胰岛B细胞。(1)粗面内质网