1、普通生物學細胞結構與通訊第1頁，共62頁，2022年，5月20日，1點30分，星期四一、顯微鏡的發明打開了微觀世界的大門光學顯微鏡透射電子顯微鏡掃描電子顯微鏡樣本內部樣本表面第2頁，共62頁，2022年，5月20日，1點30分，星期四Robert Hooke 軟木蜂窩狀的小格子“細胞” （命名） Anton van Leeuwenhoek （荷蘭，1632-1723） 能將微小物體放大近300倍, 最早看到細菌的人 第3頁，共62頁，2022年，5月20日，1點30分，星期四細胞學說1838年施萊登 1839年施萬 細胞學說細胞是組成生物體的基本單位 細胞只能由業已存在的細胞經分裂而產生電鏡觀

2、察的樣本都是經過加工的樣本用電鏡不能觀察活的樣本第4頁，共62頁，2022年，5月20日，1點30分，星期四二、分級分離技術可用于研究活的樣本 用細胞破碎技術和超離心技術對細胞器或細胞結構成分進行分離和進一步的生物化學分析是探索細胞結構與功能相互關系的重要途徑。第5頁，共62頁，2022年，5月20日，1點30分，星期四沉降系數用離心法時，大分子沉降速度的量度，等于每單位離心場的速度?；騭=v/2r。s是沉降系數，是離心轉子的角速度（弧度/秒），r是到旋轉中心的距離，v是沉降速度。沉降系數以每單位重力的沉降時間表示，并且通常為120010-13秒范圍，10-13秒這個因子叫做沉降單位S，即1S

3、=10-13秒，如血紅蛋白的沉降系數約為410-13秒或4S。大多數蛋白質和核酸的沉降系數在4S和40S之間，核糖體及其亞基在30S和80S之間，多核糖體在100S以上。沉降系數越大，分子或顆粒就越大第6頁，共62頁，2022年，5月20日，1點30分，星期四三、兩類細胞：原核細胞和真核細胞原核細胞遺傳信息載體僅由一個環狀DNA構成細胞內沒有核膜和細胞骨架第7頁，共62頁，2022年，5月20日，1點30分，星期四真核細胞的結構葉綠體線粒體細胞壁細胞膜液泡細胞質光面內質網細胞核粗面內質網高爾基體高爾基體線粒體細胞質細胞膜細胞核粗面內質網光面內質網中心體纖毛第8頁，共62頁，2022年，5月20

4、日，1點30分，星期四第9頁，共62頁，2022年，5月20日，1點30分，星期四第10頁，共62頁，2022年，5月20日，1點30分，星期四一、細胞核是真核細胞的控制中心第11頁，共62頁，2022年，5月20日，1點30分，星期四核被膜：雙層膜，外膜可延伸與細胞質中的內質網相連（外膜實際上是圍繞核的內質網部分）。核纖層：纖維狀蛋白構成核孔：由3050種蛋白質組成，并與核纖層結合，成為核孔復合體，其上蛋白統稱為核孔蛋白。 一些蛋白質和RNA分子可由核孔進入或輸出細胞核；原理：大分子依據自身的核定位信號與核孔復合體中專一受體蛋白結合而實現“主動轉運”第12頁，共62頁，2022年，5月20日

5、，1點30分，星期四染色質：1.可被蘇木精、醋酸洋紅、龍膽紫等染料染色的物質2.常染色質 異染色質（附于核被膜內面）3.組成成分：DNA和組蛋白（主要成分）和少量RNA和非組蛋白（如DNA復制和轉錄有關的蛋白質）4.核小體：核心（4對組蛋白）5.染色質絲的單位：一個核小體上的DNA加一段連接DNA共有146個堿基對6、與染色體第13頁，共62頁，2022年，5月20日，1點30分，星期四核仁：是核中顆粒狀結構，富含蛋白質和RNA，核糖體RNA（rRNA）就來自核仁，核糖體的裝配場所； 核仁組織者：染色體上含編碼rRNA的rDNA的區域核基質：含蛋白質的細纖維組成的網架結構 維持形態、固定許多與

6、細胞核活動相關的裝置。如：幾乎所有新合成的核酸都與核基質纖維相連。 核質與核基質的區別 第14頁，共62頁，2022年，5月20日，1點30分，星期四內質網的結構與功能1.組成：由膜形成的小管和小囊狀的潴泡組成。其膜占全部膜一半以上。2.種類：分糙面內質網(rER)和光面內質網(sER) 。第15頁，共62頁，2022年，5月20日，1點30分，星期四糙面內質網膜上附有顆粒狀的核糖體，是蛋白質合成(主要是合成分泌性蛋白和多種膜蛋白)、 蛋白質的修飾與加工（糖基化、羥基化、酰基化與二硫鍵的形成）、新生肽的折疊與組裝的場所，糙面內質網形成轉運小泡。在分泌細胞（如胰腺腺泡細胞）和漿細胞中（分泌抗體）

7、中粗面內質網非常發達； 糙面內質網是制造膜的工廠（rER膜中的酶將細胞溶膠中的前體組裝成磷脂） 功能第16頁，共62頁，2022年，5月20日，1點30分，星期四光面內質網不含有核糖體，在細胞中只是內質網連續結構的一部分。主要功能：脂質合成（脂肪、磷脂、固醇類） 糖類的代謝（肝細胞） 藥物或毒物的解毒（肝細胞） （對巴比妥類的鎮靜劑藥物產生耐受性的原因）在肌肉細胞中的特殊功能：細胞溶膠中的Ca2+泵入潴泡，在接受刺激時返回而引發肌肉收縮在睪丸細胞、卵巢細胞、肝細胞中光面內質網非常發達。第17頁，共62頁，2022年，5月20日，1點30分，星期四核糖體的結構與功能核糖體(ribosome)是合

8、成蛋白質的細胞器。-蛋白質生產的“機器”參與蛋白質的核糖體都是由大小兩個亞基組成，每個亞基由不同的rRNA和蛋白質組裝而成。分布：最多一個細胞可多達幾百萬個合成：第18頁，共62頁，2022年，5月20日，1點30分，星期四原核細胞的核糖體，其沉降系數為70S(50S,30S)；真核細胞的核糖體，其沉降系數為80S(60S,40S)。核糖體的分類：游離的核糖體：制造細胞溶膠中的蛋白質連在內質網膜或核被膜上的核糖體：運到指定地點起作用的蛋白質第19頁，共62頁，2022年，5月20日，1點30分，星期四高爾基體的結構與功能 -蛋白質的加工、存貯、分揀和轉運中心 是一摞扁平的小囊和小泡組成。第20

9、頁，共62頁，2022年，5月20日，1點30分，星期四高爾基體主要功能：蛋白質的修飾（糖基側鏈的修飾）、加工與分選；細胞的分泌活動；大分子的運輸；合成多糖等生物大分子；與植物分裂時的新細胞壁的形成有關。第21頁，共62頁，2022年，5月20日，1點30分，星期四溶酶體的結構與功能 溶酶體是動物、真菌和一些植物細胞內的一種細胞器，單層膜小泡，由高爾基體外運側出芽而產生, 內含多種水解酶, 可催化蛋白質、核酸、脂質、多糖、DNA和RNA等生物大分子的降解，消化細胞碎渣和從外界吞入的顆粒（自噬和異噬）。第22頁，共62頁，2022年，5月20日，1點30分，星期四溶酶體含有各種酸性水解酶，酸性磷

10、酸酶是溶酶體標志性酶。溶酶體對細胞營養、免疫防御、清除有害物質、應激、分泌、細胞的新陳代謝及組織器官的發育和老化等具有重要作用。第23頁，共62頁，2022年，5月20日，1點30分，星期四液泡液胞內的液汁稱細胞液，其主要成分是水，并含有糖、有機酸、脂類、蛋白質、酶、氨基酸、樹膠、粘液、植物堿、花青素和無機鹽等物質。花瓣、果實上紅色或藍色是因含有花色素苷，花色素苷的顏色隨著細胞液的酸堿性不同而有變化，酸性時呈紅色，堿性時呈藍色。如牽?；ǎ河稍缟系乃{色中午的紅色。第24頁，共62頁，2022年，5月20日，1點30分，星期四圖1-7 植物細胞的液泡及其發育A-E. 幼期細胞到成熟的細胞，隨細胞的

11、生長，細胞中的小液泡變大，合并，最終形成一個大的中央液泡 第25頁，共62頁，2022年，5月20日，1點30分，星期四液泡的生理功能: 貯藏作用液泡在維持細胞的內環境的穩定上 起著重要的作用 液泡形成的內環境可以緩沖外界條件的突然變化，因而液泡與植物抗性有關第26頁，共62頁，2022年，5月20日，1點30分，星期四由內膜和外膜包裹的囊狀結構，其膜蛋白是由游離的核糖體制造的，囊內是液態的基質，基質中含有催化三羧酸循環的多種酶；外膜平整，內膜向內折入形成一些嵴，內膜面上有ATP合酶；線粒體 線粒體和質體等進行能量轉換第27頁，共62頁，2022年，5月20日，1點30分，星期四線粒體基質中還

12、含有環狀DNA分子和核糖體，可以進行半自我復制；線粒體是細胞呼吸和能量代謝中心，細胞呼吸中的電子傳遞過程及ATP的合成就發生在線粒體內膜的表面。推測線粒體的分布推測線粒體的起源第28頁，共62頁，2022年，5月20日，1點30分，星期四質 體質體根據色素和功能的不同，分為二種主要類型有色體白色體第29頁，共62頁，2022年，5月20日，1點30分，星期四是最重要的植物質體，是植物光合作用的細胞器；也有兩層膜，內部由一些扁平囊組成膜系統，稱類囊體。植物的光合作用的色素和電子傳遞系統位于類囊體膜上；含有大量的葉綠素和各種與光合作用有關的酶；含有環狀的DNA和核糖體，也可以進行半自我復制。葉綠體

13、 第30頁，共62頁，2022年，5月20日，1點30分，星期四有色體 含有類胡蘿卜素的質體，故呈橘紅一黃之間的色彩?；ò?、果實等的顏色就是有色體的顏色。有色體多從葉綠體轉化而來，積累脂類和淀粉。 番茄的有色體中還含有番茄紅素第31頁，共62頁，2022年，5月20日，1點30分，星期四白色體 是無色的質體，近球形，主要存在于分生組織細胞或不見光的細胞，如：甘薯（番薯）、馬鈴薯地下貯藏器官中；種子的胚及少數植物葉的表皮細胞中也有存在。包括合成淀粉的造粉體、合成脂肪和油的造油體，合成蛋白質的糊粉體等等。 第32頁，共62頁，2022年，5月20日，1點30分，星期四微體與H2O2代謝有關的細胞器

14、兩種類型：過氧化物酶體：存在于動植物細胞中 肝臟解毒乙醛酸循環體：只存在于植物細胞中，種子萌發時，脂肪轉化為糖的過程就發生在其中第33頁，共62頁，2022年，5月20日，1點30分，星期四細胞骨架（cytoskeleton ）是細胞內部以蛋白纖維為主要成分的網絡結構，由微管(microtube)、微絲（microfilament）和中間絲（intermediate filament）構成的，維持著細胞的形態結構和內部結構的有序性。 細胞骨架維持細胞形狀并控制其運動第34頁，共62頁，2022年，5月20日，1點30分，星期四 微管 微絲 中間絲第35頁，共62頁，2022年，5月20日，1點

15、30分，星期四微管： 由微管蛋白組裝成，平均直徑為約25nm，由兩種微管蛋白亞基組成的二聚體是微管裝配的基本單位。存在于所有的真核細胞中。微管參與紡錘體、中心粒、鞭毛、纖毛的組裝。微管是細胞器移動的軌道、與細胞分裂過程中染色體的分離有關第36頁，共62頁，2022年，5月20日，1點30分，星期四微絲：又稱肌動蛋白絲，是指真核細胞中由肌動蛋白組成，直徑為7nm的骨架纖維。存在于動植物細胞中，如肌肉細胞、成纖維細胞、腸絨毛細胞中有豐富的微絲。肌肉收縮、胞質環流、細胞分裂（裂溝）、細胞運動（偽足）中起作用； 原理 是：產生張力細胞松弛素B和鬼筆環肽的作用：肌動蛋白絲的解聚和防解聚第37頁，共62頁

16、，2022年，5月20日，1點30分，星期四中間絲: 直徑為10nm，其成分非常復雜，常見的有：角蛋白、波形蛋白、核纖層蛋白。產生張力在維持細胞形狀和固定細胞器位置上有重要作用第38頁，共62頁，2022年，5月20日，1點30分，星期四鞭毛和纖毛：基本結構成分：微管結構模式：二連體微管 9（2）+2 排列兩者都是從位于膜下的基體生長出來的。（基體與中心粒是同源器官）基體的結構模式：三連體微管9（3）+0 排列區別：長度、數目、作用方式功能：（1）使細胞位置移動 （2）使細胞周圍的液體或顆粒移動鞭毛、纖毛、中心粒與運動有關第39頁，共62頁，2022年，5月20日，1點30分，星期四第40頁，

17、共62頁，2022年，5月20日，1點30分，星期四中心粒結構模式：三連體微管9（3）+0 排列分布：大部分真核細胞，但種子植物和某些原生動物中沒有中心粒中心體：又稱微管組織中心，包括中心粒及其埋藏在其中的一團特殊的細胞質第41頁，共62頁，2022年，5月20日，1點30分，星期四細胞壁包被著植物細胞是區別于動物細胞的最典型特征功能：保護、支持、使細胞不能吸收過量的水分組成：纖維素組成的微原纖維埋藏在由其他多糖和蛋白質組成的基質中第42頁，共62頁，2022年，5月20日，1點30分，星期四初生壁：主要成分為纖維素、半纖維素，并有結構蛋白存在。細胞在形成初生壁后，如果不再有新的壁層積累，初生

18、壁便是他們的永久的細胞壁。如薄壁組織細胞。 胞間層：富含多糖（果膠質）的物質，位于相鄰細胞間。 作用： 初生壁加固方式：次生壁：位于質膜和初生壁之間。主要成分為纖維素 木質化: 細胞壁內填充了木質素（芳香醇類的多聚化合物），使細胞壁的硬度增加木栓化: 細胞壁中增加了木栓質（脂質），不易透氣，也不易透水 。如胡克所看到的就是木栓化的壁。第43頁，共62頁，2022年，5月20日，1點30分，星期四胞間連絲：由相互連接的相鄰細胞的細胞膜共同組成的直徑為2040nm的管狀結構，中央是由內質網延伸形成的鏈管結構。第44頁，共62頁，2022年，5月20日，1點30分，星期四胞間連絲：植物細胞間通訊連絡

19、。第45頁，共62頁，2022年，5月20日，1點30分，星期四動物細胞有胞外基質（ECM）和細胞連接胞外基質： 膠原纖維（主要） 蛋白聚糖 纖連蛋白：與質膜內的整聯蛋白相連糖蛋白第46頁，共62頁，2022年，5月20日，1點30分，星期四細胞連接動物的細胞連接主要有3種類型：橋粒、緊密連接（封閉連接）、間隙連接第47頁，共62頁，2022年，5月20日，1點30分，星期四橋粒橋粒：兩個細胞間鈕扣式的結構。是中間絲的錨定位點，使相鄰細胞的細胞骨架間接地連接成網第48頁，共62頁，2022年，5月20日，1點30分，星期四角蛋白纖維盤狀致密斑橋粒蛋白第49頁，共62頁，2022年，5月20日，

20、1點30分，星期四緊密連接：可阻止溶液中的分子沿細胞間隙滲入體內，一般存在于上皮細胞之間血腦屏障、腸壁上皮、腎小管上皮第50頁，共62頁，2022年，5月20日，1點30分，星期四間隙連接：又稱通訊連接幾乎所有的動物組織中都有。構成間隙連接的基本單位稱連接子，每個連接子由6個相同或相似的跨膜蛋白亞單位環繞，中心形成一個直徑約1.5nm的孔道。相鄰細胞膜上的兩個連接子對接便形成一個間隙連接單位。第51頁，共62頁，2022年，5月20日，1點30分，星期四第52頁，共62頁，2022年，5月20日，1點30分，星期四間隙連接的功能：細胞內的一些小分子，如離子、氨基酸等物質有可能通過。 有助于細胞

21、間的代謝偶聯，它在細胞通訊方面有重要作用。第53頁，共62頁，2022年，5月20日，1點30分，星期四生物膜流動鑲嵌模型第54頁，共62頁，2022年，5月20日，1點30分，星期四細胞膜（質膜）1、化學組成：脂質和蛋白質組成的生物膜，另有少量糖類2、磷脂分子：3、動物細胞膜中有膽固醇；細菌、藍藻等原核細胞和植物細胞的膜中一般沒有膽固醇第55頁，共62頁，2022年，5月20日，1點30分，星期四膜是流動的1.磷脂分子和蛋白質分子都可以移動，但磷脂分子移動得快。2.膜蛋白的移動可能連在膜蛋白胞質側的馬達分子指導它沿著細胞骨架的纖絲移動。3.膜固化的溫度決定于組成它的脂質類型4.不同溫度下，膽固醇對膜的流動性影響不同第56頁，共62頁，2022年