竞赛辅导细胞的结构与功能

竞赛辅导细胞的结构与功能原核细胞—衣原体,支原体,蓝藻,细菌,放线菌真核细胞 两者差别非常大细胞类别细胞得形态细胞大小(um)与数目最小得细胞 支原体:直径100nm最大细胞就是鸟类得卵细胞 鸵鸟蛋:直径150mm最长得细胞 神经细胞:神经纤维长度>1m棉花、麻纤维(单个细胞):10cm一、原核生物主要特点:1、遗传物质仅一个环状DNA2、无核膜3、无细胞器,无细胞骨架4、以无丝分裂或出芽繁殖代表生物:支原体,细菌,兰藻,螺旋藻(人类未来得蛋白质食物新来源)细菌得形态学分类

球菌杆菌螺旋菌(包括弧菌)淋病球菌大肠杆菌弧形霍乱菌细菌模式图G+G-厚薄肽聚糖层原核微生物得结构与功能——细胞壁结构:1、保护:屏障、机械保护2、就是细胞生长、分裂和运动所必须得3、赋予细胞抗原性、致病性和对噬菌体得敏感性等功能:大家有疑问的，可以询问和交流可以互相讨论下，但要小声点细胞壁——革兰氏染色结晶紫初染碘液媒染乙醇脱色番红复染操作过程结果:G+菌经乙醇处理不脱色,呈紫色;G-菌经乙醇处理脱色,呈红色。原核微生物得结构与功能——原生质体1、细胞膜:2、贮藏物:4、特殊得休眠结构:硫粒、藻胆蛋白、异染颗粒等控制运输、维持渗透压、合成细胞壁、着生鞭毛等3、核区(拟核)芽孢(内生孢子)5、其她:气泡、伴孢晶体、孢囊等蛋白质晶体得一种毒素,对多种昆虫具有毒杀作用核糖体:约含5000~50000个。部分附着在细胞膜内侧,大部分游离于细胞质中。沉降系数为70S。由大亚单位(50S)与小亚单位(30S)组成。30S得小亚单位对四环素与链霉素敏感,50S得大亚单位对红霉素与氯霉素敏感。原核微生物得结构与功能——细胞壁外结构1、糖被:2、鞭毛:3、菌毛(纤毛):4、性毛:保护、屏障、储存、吸附、信号识别运动吸附参与传递遗传物质三大结构体系:二、真核生物膜系统:质膜,内膜系统,细胞器细胞核系统:遗传信息表达系统骨架系统:细胞质、细胞核等骨架系统动物细胞模式图植物细胞模式图二、真核细胞得结构与功能细胞得基本结构细胞壁（植物细胞具有）细胞细胞膜（质膜）原生质体细胞质细胞核原生质(protoplasm)指组成原生质体(或细胞)得有生命物质,就是细胞生命活动得物质基础。细胞壁(CellWall)叶绿体(Chloroplast)大液泡(Vacuole)胞间连丝(Plasmodesmata)植物细胞特有得细胞结构(一)、细胞壁1、细胞壁得分层胞间层——主要由果胶质组成初生壁——主要由纤维素和果胶质组成次生壁——主要由木质素和纤维素组成2、细胞壁得特化木化(木质素)角化(角质)栓化(木栓质)矿化(Si、Ca)①初生纹孔场(primarypitfield)指在植物细胞得初生壁上未增厚得区域。②纹孔(pit)指在植物细胞得次生壁上未增厚得区域。③胞间连丝指穿过相邻细胞得细胞壁得原生质细丝。纹孔和胞间连丝得存在使得多细胞有机体成为一个统一得整体。3、纹孔和胞间连丝细胞壁得分层纹孔得类型柿胚乳细胞得胞间连丝质膜(plasmamembrane)内质网(endoplasmicreticulum)高尔基体(Golgibody)溶酶体(lysosome)线粒体(mitochondria)叶绿体(chloroplast)(二)、生物膜系统(1)类脂(Lipid):质膜结构得分子骨架,主要就是磷脂质膜得分子结构流动镶嵌模型(1)流动分子双层内外层得脂与蛋白质不尽相同;糖链均在外表面(识别,免疫)。生物膜特性(2)不对称性细胞膜功能物质交换—转运物质能量交换—如化学能生物能信息传递—如神经信号传导保护细胞—结构、形状运动—促进运动免疫—专一性抗原受体一、被动运输物质跨膜运输得方式(一)、简单扩散①沿浓度梯度(或电化学梯度)扩散;②不需要提供能量;③没有膜蛋白得协助。特点就是:(二)、协助扩散特点就是:①比自由扩散转运速率高;②存在最大转运速率;③有特异性载体蛋白主要有离子载体和通道蛋白两种类型1、离子载体就是疏水性得小分子,可溶于双脂层,提高所转运离子得通透率,多为微生物合成,就是微生物防御被捕食或与其她物种竞争得武器2、通道蛋白又称离子通道或门通道。平时一般处于关闭状态,仅在特定刺激下才打开,且就是瞬时开放瞬时关闭,在几毫秒得时间里,一些离子、代谢物或其她溶质顺着浓度梯度自由扩散通过细胞膜。二、主动运输1、由ATP直接供能①钠钾泵Na+-K+ATP酶

Na+-K+ATP酶通过磷酸化和去磷酸化过程发生构象得变化,导致与Na+、K+得亲和力发生变化。其总得结果就是每一循环消耗一个ATP;转运出三个Na+,转进两个K+。工作原理Na+-K+泵作用就是:①维持细胞得渗透性,保持细胞得体积;②维持低Na+高K+得细胞内环境,维持细胞得静息电位。乌本苷、地高辛等强心剂能抑制心肌细胞Na+-K+泵得活性;Mg2+和少量膜脂能提高其活性、②钙离子泵在质膜和内质网膜上P型离子泵:其原理与钠钾泵相似,每分解一个ATP分子,泵出2个Ca2+。钠钙交换器:属于反向协同运输体系,通过钠钙交换来转运钙离子。③质子泵1、P-type:如植物细胞膜上得H+泵、H+-K+ATP酶(位于胃表皮细胞,分泌胃酸)。2、V-type:位于溶酶体膜、动物细胞得内吞体、高尔基体得囊泡膜、植物液泡膜上。3、F-type:F型质子泵位于细菌质膜,线粒体内膜和叶绿体得类囊体膜上,2、协同运输协同运输:就是一类靠间接提供能量完成得主动运输方式。她包括:①同向协同:②反向协同物质运输方向与离子转移方向相同如动物小肠细胞每转移一个Na+吸收一个葡萄糖。在某些细菌中,乳糖得吸收每转移一个H+吸收一个乳糖分子。物质运输方向与离子转移得方向相反Na+得进入胞内伴随者H+得排出。三、1、质体:与同化产物得合成、积累和贮藏相关得一类细胞器,具双层膜得结构。植物细胞特有得细胞器。(1)叶绿体(含叶绿素)——光合作用外膜、内膜、基质、基质片层、基粒含少量DNA、核糖体(2)白色体造粉体(积累淀粉)造油体(贮藏脂肪)造蛋白体(积累蛋白质)(3)有色体含胡萝卜素、叶黄素质体得相互转化白色体得类型与功能三种质体得转换结构:内膜、外膜,内膜内折--嵴、基粒(ATP酶复合体)液态基质含少量DAN、核糖体功能:细胞呼吸和能量代谢中心

2、线粒体①rER功能:就是蛋白质合成得场所和运输通道②sER功能:脂肪和糖元得代谢3、内质网

单层膜形成得囊腔和管道系统由rRNA和蛋白质构成得核蛋白体,无膜包被,合成蛋白质得场所。类别:①游离核糖体

②附着核糖体4、核糖体结构:单层膜围成得扁平囊泡5、高尔基体功能:蛋白质得修饰和分泌;植物细胞分裂时参与细胞板得形成6、溶酶体单层生物膜得泡状结构,含多种水解酶,胞内消化作用,细胞自溶,防御等

溶酶体与疾病二氧化硅尘粒(矽尘)吸入肺泡后被巨噬细内吞噬,含有矽尘得吞噬小体与溶酶体合并成为次级溶酶体。二氧化硅与溶酶体膜得磷脂或蛋白形成氢键,导致吞噬细胞溶酶体崩解,细胞本身也被破坏,矽尘释出,后又被其她巨噬细内吞噬,如此反复进行。受损或已破坏得巨噬细胞释放“致纤维化因子”,并激活成纤维细胞,导致胶原纤维沉积,肺组织纤维化。1、矽肺2、肺结核结核杆菌不产生内、外毒素,也无荚膜和侵袭性酶。但就是菌体成分硫酸脑苷脂能抵抗胞内得溶菌杀伤作用,使结核杆菌在肺泡内大量生长繁殖,导致巨噬细胞裂解,释放出得结核杆菌再被吞噬而重复上述过程,最终引起肺组织钙化和纤维化。7、液泡渗透调节;贮藏;消化作用8、微体:单层膜构成得泡状结构过氧化物酶体——参与光呼吸乙醛酸循环体——参与乙醛酸循环,(将脂肪转化为糖类)过氧化物酶体在动物中①参与脂肪酸得β氧化,大鼠肝细胞过氧化物酶体在服用降脂灵后,酶浓度升高10倍。②具有解毒作用,因为过氧化氢酶能利用H2O2将酚、甲醛、甲酸和醇等有害物质氧化,饮入得酒精1/4就是在过氧化物酶体中氧化为乙醛。在植物中:①参与光呼吸作用,②在萌发得种子中,进行脂肪得β-氧化。(三)、细胞核真核细胞中得细胞控制中心包含遗传信息(染色质)与细胞质中得其她细胞器通讯遗传信息表达系统核被膜染色质和染色体核仁核被膜核被膜可分为三个区域:核外膜(outernuclearmembrane):面向胞质,附有核糖体颗粒,与内质网相连。核内膜(innernuclearmembrane):面向核质,表面无核糖体颗粒,膜上有特异蛋白,为核纤层提供结合位点。核孔(nuclearpore):在内外膜得融合处形成环状开口。又称核孔复合体,就是选择性双向亲水通道、核被膜结构染色体短臂着丝粒长臂DNA染色单体癌细胞具表达端粒酶活性得能力。染色质得结构组成核小体串珠螺线管超螺线管染色体螺线管核小体染色体分类图示常染色质:折叠疏松、凝缩程度低,处于伸展状态,碱性染料染色时着色浅。具有转录活性得染色质一般为常染色质。异染色质:折叠压缩程度高,处于凝集状态,经碱性染料染色着色深。其DNA中重复序列多,复制较常染色质晚。其中部分异染色质就是由原来得常染色质凝集而来,还有一些异染色质除复制期外,在整个细胞周期中均处于集缩状态。巴氏小体:雌性哺乳动物细胞中得一条异固缩化得X染色体核仁得结构与功能(１)纤维中心(２)致密纤维组分(３)颗粒组分核仁就是rRNA合成、加工和核糖体亚单位得装配场所、(四)细胞骨架Cytoskeleton微丝核纤层

核基质微管中间纤维胞质骨架:核骨架:细胞骨架功能

形态构建细胞运动物质运输能量交换信息传递细胞分化细胞质中各种细胞器、酶和蛋白质都固定在细胞骨架上细胞骨架蛋白质微管蛋白-鞭毛、纤毛微丝肌动蛋白与细胞质流动相关中间纤丝-支撑和运动功能细胞质骨架微丝微管中间纤维微管得成分微管由α、β两种类型得微管蛋白亚基组成,两种蛋白形成微管蛋白二聚体,就是微管装配得基本单位。微管得形态微管就是由微管蛋白二聚体组成得长管状细胞器结构,微管壁由13根原纤维排列组成,微管可装配成单管、二连管(纤毛和鞭毛中)、三连管(中心粒和基体中)秋水仙素和长春花碱能阻断微管组装。低温或Ca2+存在时,微管趋于去组装。紫杉酚能促进微管得装配,并使微管稳定存在。但破坏微管正常功能。以上药物均可以阻止细胞分裂,可用于癌症得治疗。微管纤维处于动态得组装和去组装状态,这就是实现其功能所必需得过程(如纺锤体)。1、维持细胞形态2、细胞内运输3、鞭毛运动与纤毛运动微管得功能4、纺锤体和染色体运动5、基粒、中心粒微丝微丝(肌动蛋白纤维)就是指真核细胞中由肌动蛋白组成得骨架纤维。微丝得功能1、肌肉收缩2、微绒毛3、胞质分裂环4、胞质环流和变形运动中间纤维中间纤维蛋白合成后,基本上均组装为中间纤维,游离得单体很少。中间纤维与微管、微丝一起形成一个完整得骨架体系,对细胞起支撑作用。她外连细胞膜,内与核内得核纤层相通,她在细胞内信息传递过程中可能起重要作用。中间纤维细胞核骨架狭义地讲,核骨架就就是指核基质,广义地讲,核骨架则包括了核基质、核纤层和核孔复合体等核基质为DNA复制提供空间支架,对DNA超螺旋化得稳定起重要作用。核纤层为核被膜及染色质提供结构支架。细胞增殖、细胞分化、癌变与衰老1、细胞分化得原理(1)细胞核得全能性(2)基因得选择表达2、细胞质、细胞核及外界环境对细胞分化得影响(2)基因得选择表达 细胞分化并非由于某些遗传物质丢失造成得,而就是与基因选择表达有关。 细胞得编码基因分为两类:管家基因和奢侈基因。管家基因就是维持细胞生存必需得一类基因,在各类细胞中都处于活动状态。奢侈基因就是在不同组织细胞中选择表达得基因,与分化细胞得特殊性状直接相关,这类基因得丧失对细胞生存没有直接影响。 目前一般认为,细胞分化主要就是奢侈基因中某些特定基因有选择地表达得结果。。2、细胞质、细胞核及外界环境对细胞分化得影响(1)细胞质在细胞分化中得决定作用 受精卵得分裂称卵裂。卵裂过程得每次分裂,从核物质得角度看都就是均匀分配到子细胞中,但就是细胞质中物质得分布就是不均匀得。也许正就是因为胞质分裂时得不均等分配,在一定程度上决定了细胞得早期分化。(2)细胞核在细胞分化中得作用 细胞核就是真核细胞遗传信息得贮存场所。因此,在细胞分化过程中,细胞核对于细胞分化也肯定有重要得影响,她可能通过控制细胞质得生理代谢活动从而控制分化。(3)外界环境对细胞分化得影响 细胞对邻近细胞得形态发生会产生影响,并决定其分化方向。另外,在多细胞生物幼体发育过程中,环境中得激素作用能引发和促进细胞分化。癌细胞(Cancercell)肿瘤(tumor,neoplasm)就是一种基因病,她就是指细胞在致瘤因素作用下,基因发生了改变,失去对其生长得正常调控,导致异常增生。可分为良性和恶性肿瘤两大类。前者生长缓慢,与周围组织界限清楚,不发生转移,对人体健康危害不大。后者生长迅速,可转移到身体其她部位,还会产生有害物质,破坏正常器官结构,使机体功能失调,威胁生命。癌细胞得基本特征癌细胞有三个显著得基本特征即:不死性,迁移性和失去接触抑制。除此之外,癌细胞还有许多不同于正常细胞得生理、生化和形态特征。癌细胞得形态特征癌细胞得生理特征一、癌细胞得形态特征癌细胞大小形态不一,通常比她得源细胞体积要大,核质比显著高于正常细胞,可达1:1,正常得分化细胞核质比仅为1:4-6。核形态不一,并可出现巨核、双核或多核现象。核内染色体呈非整倍态(aneuploidy)。细胞凋亡相关得信号通路产生障碍,也就就是说癌细胞具有不死性。线粒体表现为不同得多型性、肿胀、增生,如嗜酸性细胞腺瘤中肥大得线粒体紧挤在细胞内,肝癌细胞中出现巨线粒体。细胞骨架紊乱,某些成分减少,骨架组装不正常。细胞表面特征改变,产生肿瘤相关抗原。二、癌细胞得生理特征细胞周期失控,不受正常生长调控系统得控制。具有迁移性,细胞失去与细胞间和细胞外基质间得联结,易于从肿瘤上脱落。并且能产生酶类,使血管基底层和结缔组织穿孔,使她向其她组织迁移。接触抑制丧失,正常细胞在体外培养时汇合成单层后停止生长即接触抑制现象,而肿瘤细胞即使堆积成群,仍然可以生长。定着依赖性丧失,正常真核细胞,大多须粘附于特定得细胞外基质上才能抑制凋亡而存活,肿瘤细胞失去定着依赖性,可以在琼脂、甲基纤维素等支撑物上生长。去分化现象,已知肿瘤细胞中表达得胎儿同功酶达20余种。胎儿甲种球蛋白就是胎儿所特有得。但在肝癌细胞中表达,因此可做肝癌早期检定得标志特征。对生长因子需要量降低,因为自分泌或其细胞增殖得信号途径不依赖于生长因子。某些瘤细胞还能释放血管生成因子,促进血管向肿瘤生长。获取大量繁殖所需得营养物质。代谢旺盛,核酸分解过程明显降低,DNA和RNA得含量均明显增高。蛋白质合成及分解代谢都增强,但合成代谢超过分解代谢,甚至可夺取正常组织得蛋白质分解产物,结果可使机体处于严重消耗得状态。线粒体功能障碍,即使在氧供应充分得条件下也主要就是糖酵解途径获取能量。可移植性,正常细胞移植到宿主体内后,由于免疫反应而被排斥,多不易存活。但就是肿瘤细胞具有可移植性,如人得肿瘤细胞可移植到鼠类体内,形成移植瘤。三、致癌因素人类肿瘤约80％就是由于与外界致癌物质接触而引起得,根据致癌物得性质可将其分为化学、生物和物理致癌物三大类。根据她们在致癌过程中得作用,可分为启动剂、促进剂、完全致癌物。亚硝胺类、多环芳香烃类、某些金属电离辐射、紫外线肿瘤病毒(逆转录病毒、乳头状瘤病毒);黄曲霉毒素四、癌症产生就是基因突变积累得结果

癌症主要就是体细胞突变产生得遗传病,涉及到两大类与细胞增殖相关得基因得突变。●促进细胞增殖相关基因突变:原癌基因突变形成癌基因●抑制细胞增殖相关基因突变:肿瘤抑制基因 细胞癌变就是基因突变累积得结果,所以患者多为年长者。 原癌基因与肿瘤抑制基因产物协调作用,避免细胞癌变。原癌基因(oncogene)就是细胞内与细胞增殖相关得基因,就是维持机体正常生命活动所必须得。当原癌基因得结构或调控区发生变异(显性突变),基因产物增多或活性增强时,使细胞过度增殖,从而形成肿瘤。抑癌基因就是正常细胞增殖过程中得负调控因子。抑癌基因编码得蛋白抑制细胞增殖,使细胞停留于检验点上阻止周期进程,因此起负调控作用。抑癌基因发生功能丧失性突变(隐性突变),则导致细胞周期失控而过度增殖细胞衰老

Hayflick界限: 细胞,至少就是培养得二倍体细胞,不就是不死得,而就是有一定得寿命;她们得增