普通生物学2细胞结构与通讯课件.ppt
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- 普通 生物学 细胞 结构 通讯 课件
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1、3 细胞结构与细胞通讯细胞结构与细胞通讯3.1 3.1 细胞的结构细胞的结构光学显微镜透射电子显微镜扫描电子显微镜样本内部样本内部样本表面样本表面 Anton van LeeuwenhoekAnton van Leeuwenhoek (荷兰,(荷兰,1632-17231632-1723)能将微小物体放大近能将微小物体放大近300300倍倍,最早看到细菌的人最早看到细菌的人 细胞学说细胞学说电镜观察的样本都是经过加工的样本电镜观察的样本都是经过加工的样本用电镜不能观察活的样本用电镜不能观察活的样本 用用细胞破碎技术和细胞破碎技术和超离心技术超离心技术对细胞器对细胞器或细胞结构成分进行或细胞结构成
2、分进行分离和进一步的生物分离和进一步的生物化学分析是探索细胞化学分析是探索细胞结构与功能相互关系结构与功能相互关系的重要途径。的重要途径。沉降系数沉降系数用离心法时,大分子沉降速度的量度,等于每单位离用离心法时,大分子沉降速度的量度,等于每单位离心场的速度。心场的速度。或或s=v/2r。s是沉降系数,是沉降系数,是离心是离心转子的角速度(弧度转子的角速度(弧度/秒),秒),r是到旋转中心的距离,是到旋转中心的距离,v是沉降速度。沉降系数以每单位重力的沉降时间表是沉降速度。沉降系数以每单位重力的沉降时间表示,并且通常为示,并且通常为120010-13秒范围,秒范围,10-13秒秒这个这个因子叫做
3、因子叫做沉降单位沉降单位S,即,即1S=10-13秒,如血红蛋白的秒,如血红蛋白的沉降系数约为沉降系数约为410-13秒或秒或4S。大多数蛋白质和核酸。大多数蛋白质和核酸的沉降系数在的沉降系数在4S和和40S之间,核糖体及其亚基在之间,核糖体及其亚基在30S和和80S之间,多核糖体在之间,多核糖体在100S以上。以上。沉降系数越大,分子或颗粒就越大沉降系数越大,分子或颗粒就越大l 原核细胞 遗传信息载体仅由一个环状DNA构成 细胞内没有核膜和细胞骨架叶绿体线粒体细胞壁细胞膜液泡细胞质光面内质网细胞核粗面内质网高尔基体高尔基体线粒体细胞质细胞膜细胞核粗面内质网光面内质网中心体纤毛一、细胞核是真核
4、细胞的控制中心一、细胞核是真核细胞的控制中心v核被膜核被膜:双层膜,外膜可延伸与细胞:双层膜,外膜可延伸与细胞质中的内质网相连(外膜实际上是围绕质中的内质网相连(外膜实际上是围绕核的内质网部分)。核的内质网部分)。v核纤层:纤维状蛋白构成核纤层:纤维状蛋白构成v核孔:核孔:由由30503050种蛋白质组成,并与种蛋白质组成,并与核纤层结合,成为核孔复合体,其上蛋核纤层结合,成为核孔复合体,其上蛋白统称为核孔蛋白。白统称为核孔蛋白。一些蛋白质和一些蛋白质和RNARNA分子可由分子可由核孔核孔进入或进入或输出细胞核;输出细胞核;原理:大分子依据自身的核定位信号与核原理:大分子依据自身的核定位信号与
5、核孔复合体中专一受体蛋白结合而实现孔复合体中专一受体蛋白结合而实现“主动转运主动转运”染色质:染色质:1.1.可被苏木精可被苏木精、醋酸洋红、龙、醋酸洋红、龙胆紫胆紫等染料染色的物质等染料染色的物质2.2.常染色质常染色质 异染色质(附于核被膜内异染色质(附于核被膜内面)面)3.3.组成成分:组成成分:DNADNA和组蛋白和组蛋白(主要成分)和少量(主要成分)和少量RNARNA和非组蛋白(如和非组蛋白(如DNADNA复制复制和转录有关的蛋白质)和转录有关的蛋白质)4.4.核小体:核心(核小体:核心(4 4对组蛋白)对组蛋白)5.5.染色质丝的单位:一个核小染色质丝的单位:一个核小体上的体上的D
6、NADNA加一段连接加一段连接DNADNA共有共有146146个碱基对个碱基对6 6、与染色体、与染色体v核仁:核仁:是核中颗粒状结构,富含蛋白质和是核中颗粒状结构,富含蛋白质和RNARNA,核糖体核糖体RNARNA(rRNArRNA)就来自核仁,核糖体的)就来自核仁,核糖体的装配场所;装配场所;核仁组织者:染色体上含编码核仁组织者:染色体上含编码rRNArRNA的的rDNArDNA的的区域区域v核基质核基质:含蛋白质的细纤维组成的网架结构:含蛋白质的细纤维组成的网架结构 维持形态、固定维持形态、固定许多与细胞核活动许多与细胞核活动相关的装置。如:几乎所有新合成的核酸都与相关的装置。如:几乎所
7、有新合成的核酸都与核基质纤维相连。核基质纤维相连。核质与核基质的区别核质与核基质的区别 内质网的结构与功能内质网的结构与功能1.1.组成:由膜形成的小管和小囊状的潴泡组成。组成:由膜形成的小管和小囊状的潴泡组成。其膜占全部膜一半以上。其膜占全部膜一半以上。2.2.种类:分种类:分糙面内质网糙面内质网(rER)和光面内质网和光面内质网(sER)(sER)。糙面内质网膜糙面内质网膜上附有颗粒状的核糖体,是蛋白上附有颗粒状的核糖体,是蛋白质合成质合成(主要是合成分泌性蛋白和多种膜蛋白主要是合成分泌性蛋白和多种膜蛋白)、蛋白质的修饰与加工蛋白质的修饰与加工(糖基化、羟基化、(糖基化、羟基化、酰基化与二
8、硫键的形成)、酰基化与二硫键的形成)、新生肽的折叠与新生肽的折叠与组装组装的场所,糙面内质网形成转运小泡。在的场所,糙面内质网形成转运小泡。在分泌细胞(如胰腺腺泡细胞)和浆细胞中(分分泌细胞(如胰腺腺泡细胞)和浆细胞中(分泌抗体)中粗面内质网非常发达;泌抗体)中粗面内质网非常发达;糙面内质网是糙面内质网是制造膜的工厂制造膜的工厂(rERrER膜中的酶膜中的酶将细胞溶胶中的前体组装成将细胞溶胶中的前体组装成磷脂磷脂)功能功能 光面内质网光面内质网不含有核糖体,在细胞中只是内质网连续结不含有核糖体,在细胞中只是内质网连续结构的一部分。构的一部分。主要功能:脂质合成(脂肪、磷脂、主要功能:脂质合成(
9、脂肪、磷脂、固醇类固醇类)糖类的代谢(肝细胞)糖类的代谢(肝细胞)药物或毒物的解毒(肝细胞)药物或毒物的解毒(肝细胞)(对巴比妥类的镇静剂药物产生耐受性的原因)(对巴比妥类的镇静剂药物产生耐受性的原因)在肌肉细胞中的特殊功能在肌肉细胞中的特殊功能:细胞溶胶中的:细胞溶胶中的Ca2+Ca2+泵入泵入潴泡,在接受刺激时返回而引发肌肉收缩潴泡,在接受刺激时返回而引发肌肉收缩 在睾丸细胞、卵巢细胞、肝细胞中光面内质网非常发达。在睾丸细胞、卵巢细胞、肝细胞中光面内质网非常发达。核糖体的结构与功能核糖体的结构与功能核糖体核糖体(ribosome)(ribosome)是合是合成蛋白质的细胞器。成蛋白质的细胞
10、器。-蛋白质生产的蛋白质生产的“机器机器”参与蛋白质的核糖体都是参与蛋白质的核糖体都是由大小两个亚基组成,每由大小两个亚基组成,每个亚基由不同的个亚基由不同的rRNA和蛋和蛋白质组装而成。白质组装而成。分布分布:最多一个细胞可多:最多一个细胞可多达几百万个达几百万个合成:合成:原核细胞的核糖体原核细胞的核糖体,其沉降系数为,其沉降系数为70S(50S,30S);真核细胞的核糖体真核细胞的核糖体,其沉降系数为,其沉降系数为80S(60S,40S)。核糖体的分类:核糖体的分类:游离游离的核糖体:制造细胞溶胶中的蛋白质的核糖体:制造细胞溶胶中的蛋白质连在连在内质网膜或核被膜上的核糖体:运到指内质网膜
11、或核被膜上的核糖体:运到指定地点起作用的蛋白质定地点起作用的蛋白质高尔基体的结构与功能高尔基体的结构与功能 -蛋白质的加工、存贮、分拣和转运中心蛋白质的加工、存贮、分拣和转运中心 是一摞扁平的小囊和小泡组成。是一摞扁平的小囊和小泡组成。高尔基体高尔基体主要功能:蛋白质的修饰(糖基侧链的修饰)、主要功能:蛋白质的修饰(糖基侧链的修饰)、加工与分选;细胞的分泌活动;大分子的运输;合成多糖加工与分选;细胞的分泌活动;大分子的运输;合成多糖等生物大分子;与植物分裂时的新细胞壁的形成有关。等生物大分子;与植物分裂时的新细胞壁的形成有关。溶酶体溶酶体的结构与功能的结构与功能 溶酶体溶酶体是动物、真菌和一些
12、植物细胞内的一种细是动物、真菌和一些植物细胞内的一种细胞器,单层膜小泡,由高尔基体外运侧出芽而产胞器,单层膜小泡,由高尔基体外运侧出芽而产生生,内含多种水解酶内含多种水解酶,可催化蛋白质、核酸、脂质、可催化蛋白质、核酸、脂质、多糖、多糖、DNADNA和和RNARNA等生物大分子的降解,消化细等生物大分子的降解,消化细胞碎渣和从外界吞入的颗粒(胞碎渣和从外界吞入的颗粒(自噬和异噬自噬和异噬)。)。溶酶体溶酶体含有各种酸性水解酶,酸性磷酸酶是溶酶体标志性酶。含有各种酸性水解酶,酸性磷酸酶是溶酶体标志性酶。溶酶体溶酶体对细胞对细胞营养、免疫防营养、免疫防御、清除有害御、清除有害物质、应激、物质、应激
13、、分泌、细胞的分泌、细胞的新陈代谢及组新陈代谢及组织器官的发育织器官的发育和老化等具有和老化等具有重要作用。重要作用。图图1-7 1-7 植物细胞的液泡及其发育植物细胞的液泡及其发育A-E.A-E.幼期细胞到成熟的细胞,随细幼期细胞到成熟的细胞,随细胞的生长,细胞中的小液泡变大,胞的生长,细胞中的小液泡变大,合并,最终形成一个大的中央液泡合并,最终形成一个大的中央液泡 由内膜和外膜包裹的囊状结构,其膜蛋白是由游离的由内膜和外膜包裹的囊状结构,其膜蛋白是由游离的核糖体制造的,囊内是液态的基质,基质中含有催化核糖体制造的,囊内是液态的基质,基质中含有催化三羧酸循环的多种酶;三羧酸循环的多种酶;外膜
14、平整,内膜向内折入形成一些嵴,内膜面上有外膜平整,内膜向内折入形成一些嵴,内膜面上有ATPATP合酶;合酶;线粒体线粒体 线粒体和质体线粒体和质体等进行能量转换等进行能量转换线粒体基质中还含有环状线粒体基质中还含有环状DNA分子和核糖体,分子和核糖体,可以进行半自我复制;可以进行半自我复制;线粒体是线粒体是细胞呼吸和能量代谢中心,细胞呼吸细胞呼吸和能量代谢中心,细胞呼吸中的电子传递过程及中的电子传递过程及ATP的合成的合成就发生在线粒就发生在线粒体内膜的表面。体内膜的表面。推测线粒体的分布推测线粒体的分布推测线粒体的起源推测线粒体的起源 是最重要的植物质体,是植物光合作用的细胞器;是最重要的植
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