第三章-细胞结构与细胞通讯课件.ppt
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- 第三 细胞 结构 通讯 课件
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1、 一一、细胞的基本形态结构与功能、细胞的基本形态结构与功能 二二、生物膜、生物膜流动镶嵌模型流动镶嵌模型 三三、物质的跨膜转运、物质的跨膜转运 四四、细胞通讯、细胞通讯(一一)细胞概述细胞概述 细胞的发现、细胞学说、细胞的发现、细胞学说、细胞的基本概念、细胞的基本概念、细胞的数量、大小和形态、细胞的数量、大小和形态、原核细胞、真核原核细胞、真核 细胞、细胞、动物细胞与植物细胞的比较、细胞的动物细胞与植物细胞的比较、细胞的基本共性基本共性(二二)细胞的基本形态结构与功能细胞的基本形态结构与功能 细胞核、细胞内膜系统、细胞骨架细胞核、细胞内膜系统、细胞骨架1.1 细胞的发现细胞的发现 1665年,
2、英国罗伯特虎克年,英国罗伯特虎克(Robert Hooke)发现细胞,发现细胞,软木塞,软木塞,死的细胞壁死的细胞壁,命名细胞,命名细胞(Cell)。1674年,荷兰学者列文虎克年,荷兰学者列文虎克(Antonie van Leeuwenhoek)观察到完整的观察到完整的活细胞活细胞。1838年,德国植物学家施莱登年,德国植物学家施莱登(M.J.Schleidem)指出指出细胞是一切细胞是一切植物植物结构的基本单位。结构的基本单位。1839年,德国动物学家施旺年,德国动物学家施旺(T.Schwann)指出指出动物动物组织的基本单位都是细胞。组织的基本单位都是细胞。1.2、细胞学说、细胞学说 1
3、9 世纪初,两位德国生物学家施莱登和施旺正式明世纪初,两位德国生物学家施莱登和施旺正式明确提出:确提出:细胞是植物体和动物体的基本结构单位。标志着细胞是植物体和动物体的基本结构单位。标志着细胞学说的诞生。细胞学说的诞生。(1)细胞是有机体,是所有动、植物的基本结构单位;)细胞是有机体,是所有动、植物的基本结构单位;(2)每个细胞相对独立,既有它自己的生命,又对与其他细)每个细胞相对独立,既有它自己的生命,又对与其他细胞共同组成的整体的生命起作用;胞共同组成的整体的生命起作用;(3)新细胞由老细胞繁殖产生。)新细胞由老细胞繁殖产生。细胞学说被认为是细胞学说被认为是19世纪世纪自然科学的自然科学的
4、重大发现重大发现之一。之一。1.3 细胞的基本概念细胞的基本概念 细胞是什么?细胞是什么?细胞细胞是生命活动的基本单位是生命活动的基本单位 细胞是物质、能量和信息过程结合的综合体细胞是物质、能量和信息过程结合的综合体;细胞是生物形态结构、生理功能和生长发育、遗细胞是生物形态结构、生理功能和生长发育、遗传的基本单位。传的基本单位。研究细胞分整体水平、研究细胞分整体水平、亚显微水平亚显微水平、分子水平、分子水平三个层次,我们主要从亚显微水平讲解细胞的三个层次,我们主要从亚显微水平讲解细胞的亚显微结构(电子显微镜下)。亚显微结构(电子显微镜下)。细胞的数量细胞的数量 单细胞生物仅一个细胞,大小与细胞
5、体积成正单细胞生物仅一个细胞,大小与细胞体积成正比。比。多细胞生物的细胞数量一般与生物体个体多细胞生物的细胞数量一般与生物体个体 大小有关,大小有关,个体越大细胞数目越多。个体越大细胞数目越多。如:如:新生儿约有新生儿约有21012 个个 成年人约有成年人约有1014 个个 人眼、光学显微镜的分辨力分别为人眼、光学显微镜的分辨力分别为 0.1mm、0.2m.各类细胞直径的比较各类细胞直径的比较 细胞类型细胞类型 直径大小(直径大小(m)支原体细胞支原体细胞细菌细胞细菌细胞动植物细胞动植物细胞原生生物细胞原生生物细胞 0.1-0.31-210-50数百到数千数百到数千 鸵鸟蛋的蛋黄:鸵鸟蛋的蛋黄
6、:170mm*135mm(遗传的信息量小,遗传信息载体仅由一遗传的信息量小,遗传信息载体仅由一个环状个环状DNADNA构成构成细胞内没有分化为以膜为基础的具有专门细胞内没有分化为以膜为基础的具有专门结构与功能的细胞器和细胞核膜结构与功能的细胞器和细胞核膜“拟核区拟核区”荚膜荚膜菌毛菌毛l以脂质及蛋白质成分为基础的以脂质及蛋白质成分为基础的生物膜结构系统生物膜结构系统:细胞膜、核膜、线粒体、叶绿体、溶酶体、内质网、细胞膜、核膜、线粒体、叶绿体、溶酶体、内质网、高尔基体等;高尔基体等;l以核酸(以核酸(DNA或或RNA)与蛋白质为主要成分的)与蛋白质为主要成分的遗遗传信息表达系统传信息表达系统:染
7、色质、核仁、核糖体;:染色质、核仁、核糖体;l 由特异蛋白分子装配构成的由特异蛋白分子装配构成的细胞骨架系统细胞骨架系统:微管、:微管、微丝、中间纤维、细胞核骨架。微丝、中间纤维、细胞核骨架。原核细胞原核细胞 真核细胞真核细胞 细胞大小细胞大小 很小(很小(1-10微米)微米)较大(较大(10-100微米)微米)细胞核细胞核无核膜(称无核膜(称“拟核区拟核区”)有核膜有核膜 遗传系统遗传系统 DNA不与蛋白质结合不与蛋白质结合 DNA与蛋白质结合与蛋白质结合 只有一条只有一条DNA染色质染色质 有二条以上染色体有二条以上染色体 细胞器细胞器 无无 有有 细胞骨架细胞骨架 无无 有有 核糖体核糖
8、体 70S 80S 核外核外DNA 裸露的质粒裸露的质粒DNA 线粒体线粒体DNA,叶绿体叶绿体DNA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1.7 动物细胞与植物细胞的比较动物细胞与植物细胞的比较细胞壁(细胞壁(cell wall)cell wall)叶绿体(叶绿体(chloroplast)chloroplast)大液泡(大液泡(vacuole)vacuole)胞间连丝(胞间连丝(plasmodesmata)plasmodesmata)动物细胞动物细胞 植物细胞植物细胞 线粒体线粒体 核糖体核糖体 内质
9、网内质网 高尔基体高尔基体 乙醛酸循环体乙醛酸循环体所有的细胞表面均有由磷脂双分子层与镶嵌所有的细胞表面均有由磷脂双分子层与镶嵌 蛋白质构成的生物膜,即蛋白质构成的生物膜,即细胞膜细胞膜。所有的细胞都含有两种所有的细胞都含有两种核酸核酸:即:即DNADNA与与RNARNA 作为遗传信息复制与转录的载体。作为遗传信息复制与转录的载体。作为蛋白质合成的机器作为蛋白质合成的机器核糖体核糖体,毫无例外地,毫无例外地 存在于一切细胞内。存在于一切细胞内。所有细胞的增殖都以一分为二的方式进行所有细胞的增殖都以一分为二的方式进行分裂分裂。细胞的基本结构是由细胞的基本结构是由细胞膜细胞膜、细胞质细胞质和和细胞
10、核细胞核三部分组成。三部分组成。(细胞溶胶(细胞溶胶P30)真核细胞可分为三个系统:真核细胞可分为三个系统:生物膜结构系统生物膜结构系统:细胞膜、核膜、线粒体、叶:细胞膜、核膜、线粒体、叶绿体、溶酶体、内质网、高尔基体等。绿体、溶酶体、内质网、高尔基体等。遗传信息表达系统遗传信息表达系统(颗粒纤维系统):染色质、(颗粒纤维系统):染色质、核仁、核糖体。核仁、核糖体。细胞骨架系统细胞骨架系统:微管、微丝、中间纤维、细胞:微管、微丝、中间纤维、细胞核骨架。核骨架。细胞核是真核细胞核是真核细胞内细胞内最大、最大、最重要最重要的细胞的细胞器器 包含基因,包含基因,是细胞遗传、是细胞遗传、代谢调控的信代
11、谢调控的信息中心息中心 核孔复合体核孔复合体(nuclear pore complex)(nuclear pore complex)的组成与功能的组成与功能 组成:组成:核孔核孔:30-5030-50种蛋白种蛋白 核纤层核纤层 功能:功能:选择性的主动转运选择性的主动转运 转录产物(转录产物(RNARNA)的输出)的输出亲核蛋白入核亲核蛋白入核核质交换的双向亲水通道核质交换的双向亲水通道 输入蛋白输入蛋白(importin)(importin)输出蛋白输出蛋白(exportin)(exportin)染色质染色质的组成:的组成:DNA、组蛋白、少量、组蛋白、少量RNA和其他和其他蛋白蛋白染色质和
12、染色体是遗传物质在细胞周期不同阶段的染色质和染色体是遗传物质在细胞周期不同阶段的存在形式,由存在形式,由DNA和蛋白质组成。和蛋白质组成。细胞有丝分裂中期,细胞有丝分裂中期,染色质高度凝缩形成具有特定染色质高度凝缩形成具有特定形态结构的染色体形态结构的染色体。染色质的基本结构染色质的基本结构 核小体核小体(nucleosome)念珠状细纤维念珠状细纤维(10nm)常染色质常染色质:DNADNA长链分子展开的部分(转录活跃)长链分子展开的部分(转录活跃)异染色质异染色质:DNADNA长链分子紧缩盘绕的部分(转录不活跃)长链分子紧缩盘绕的部分(转录不活跃)组蛋白:组蛋白:H2A,H2B,H3,H4
13、H1DNADNA分子长链和连接分子长链和连接DNADNA核小体:核小体:形状、大小、和数目因物种和生理状态形状、大小、和数目因物种和生理状态而异而异 功能功能 rRNA合成和加工合成和加工 核糖体亚基的组装核糖体亚基的组装核仁组织者核仁组织者:含:含rDNArDNA的区域的区域细胞内在结构、功能及发生上相关的,由膜包围形细胞内在结构、功能及发生上相关的,由膜包围形成的细胞器或细胞结构。成的细胞器或细胞结构。细胞膜、核膜、线粒体、叶绿体、溶酶体、内细胞膜、核膜、线粒体、叶绿体、溶酶体、内质网、液泡、高尔基体等。质网、液泡、高尔基体等。2.3.1 内质网、核糖体的结构与功能内质网、核糖体的结构与功
14、能内质网的两种基本类型内质网的两种基本类型:囊腔和管道囊腔和管道糙面内质网糙面内质网:核糖体颗粒,核糖体颗粒,糙面内质网糙面内质网合成并运输蛋白质。合成并运输蛋白质。光面内质网光面内质网:与脂类合成和糖类代谢等有与脂类合成和糖类代谢等有关。关。细胞质中细胞质中无膜无膜包被的颗粒状结构包被的颗粒状结构 RNA 和蛋白质组成的复合物和蛋白质组成的复合物合成蛋白质的机器(细胞质和细胞核内合成蛋白质的机器(细胞质和细胞核内蛋白)蛋白)存在形式:游离态;结合态(附着于内存在形式:游离态;结合态(附着于内质网膜或核被膜)质网膜或核被膜)高尔基体的形态结构高尔基体的形态结构 由扁平囊和大小不等囊泡组成由扁平
15、囊和大小不等囊泡组成 具有具有极性极性的细胞器:形成顺面(接受侧)和反面的细胞器:形成顺面(接受侧)和反面 (外(外 运侧)运侧)功能功能:蛋白质修饰与加工、蛋白质分类、包装、运输,蛋白质修饰与加工、蛋白质分类、包装、运输,多糖合成多糖合成。溶酶体溶酶体是由单层膜包是由单层膜包围的含有多种酸性水围的含有多种酸性水解酶的囊泡状细胞器,解酶的囊泡状细胞器,膜内膜内 pH5.pH5.可催化蛋白质、可催化蛋白质、核酸、脂类、多糖等核酸、脂类、多糖等生物大分子,消化从生物大分子,消化从外界吞入的颗粒和细外界吞入的颗粒和细胞本身产生的废弃成胞本身产生的废弃成分。分。溶酶体与疾病溶酶体与疾病先天性贮积病:缺
16、乏某些溶酶体酶,导致某些先天性贮积病:缺乏某些溶酶体酶,导致某些物质在组织中大量积累物质在组织中大量积累 PompesPompes病病 糖原糖原积累,损害肝和肌肉,积累,损害肝和肌肉,2 2岁死亡岁死亡 Tay-sachsTay-sachs病病 脂质积累,损害脑,呆滞,脂质积累,损害脑,呆滞,2-62-6岁死亡岁死亡矽肺结核矽肺结核类风湿关节炎类风湿关节炎 结构结构:内外两层膜包被的囊状细胞器。内外两层膜包被的囊状细胞器。白色体白色体有色体有色体叶绿体叶绿体 单层膜围成的一类泡状结构,内含的酶不同于单层膜围成的一类泡状结构,内含的酶不同于溶酶体溶酶体 过氧化物酶体过氧化物酶体 脂肪酸氧化、肝脏
17、解酒精和解毒脂肪酸氧化、肝脏解酒精和解毒 H H2 2O O2 2 H H2 2O+OO+O2 2 (过氧化物酶)(过氧化物酶)乙醛酸循环体乙醛酸循环体(植物细胞植物细胞)植物细胞内:脂肪、油植物细胞内:脂肪、油 糖糖 2.3.7 液液 泡泡 细胞生长发育过程中来自内质网的小液泡细胞生长发育过程中来自内质网的小液泡 结合成中央液泡结合成中央液泡 功能:功能:有机物、无机离子贮藏库有机物、无机离子贮藏库 植物的溶酶体,含水解酶植物的溶酶体,含水解酶 代谢副产品丢弃场代谢副产品丢弃场 色素色素 增加细胞体积与表面积,有利于物质吸收增加细胞体积与表面积,有利于物质吸收分布与真核细胞内的蛋白质纤维组成
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