1、一.細胞膜的生物學功能1.物質通過質膜進出細胞 物質進出細胞必須通過質膜，質膜對物質的通透有高度選擇性。 通透過程可分5種類型：自由擴散、促進擴散、伴隨運送、主動運輸和內吞外排作用 主動運輸： 物質由低濃度向高濃度（逆濃度梯度）進行的物質運輸。主動運輸過程中，需要細胞提供能量。 一般動物細胞和植物細胞的細胞內K的濃度遠遠超過細胞外的濃度，相反，Na的含量一般遠遠低于周圍環境。為了細胞逆濃度梯度排出Na，吸收K的機制，發展了一種離子泵的概念，即靠這種泵的作用在排出Na的同時抽進K。現在已經知道離子泵的能量來源是ATP。凡是具有離子泵的組織細胞，其質膜中都有ATP酶系。有實驗證明，當注射ATP給槍

2、烏賊（由于中了毒不能合成自己的ATP）巨大神經細胞時，細胞膜立即開始抽排鈉和鉀離子，并且一直繼續到ATP全部用完為止。 2.細胞膜與細胞連接 封閉連接 緊密連接是封閉連接的主要形式，一般存在于上皮細胞之間，緊密連接可阻止可溶性物質從上皮細胞層一側擴散到另一側，因此起到重要的封閉作用。錨定連接 錨定連接在機體組織內分布很廣泛。通過錨定連接可將相鄰細胞的骨架系統或將細胞與基質相連，形成一個堅挺、有序的細胞群。 錨定連接具有兩種不同形式：與中間纖維相連接的錨定連接主要包括橋粒和半橋粒；與肌動蛋白纖維相連接的錨定連接主要包括粘著帶與粘著斑。兩個細胞之間形成的鈕扣式的連接結構稱為橋粒，它將相鄰的細胞鉚接

3、在一起，同時它也是細胞內中間纖維的錨定位點。半橋粒在形態上與橋粒類似，但功能和化學組成不同。粘著帶一般位于上皮細胞緊密連接下方，相鄰上皮細胞間形成的一種連續的帶狀結構。粘著斑是肌動蛋白纖維與細胞外基質之間的一種連接方式。粘著斑與粘著帶均起著附著和支持功能。通訊連接 通訊連接包括間隙連接、植物細胞中的胞間連絲、神經細胞間的化學突觸。 間隙連接是兩個細胞的質膜之間有23 nm的間隙的一種連接方式。構成間隙連接的基本單位稱連接小體。一些小分子物質可通過連接小體中的中央孔道自由進出相鄰細胞。間隙連接主要分布于上皮、平滑肌及心肌等組織細胞間。胞間連絲是植物細胞間特有的連接方式。如圖1120所示，在胞間連

4、絲連接處的細胞壁不連續，相鄰細胞的細胞膜共同形成2040nm的管狀結構，是物質從一個植物細胞進入到另一個植物細胞的通路，它在植物細胞間的物質運輸和信息傳遞中具有重要作用。 3.細胞膜與細胞的識別細 胞識別是指生物細胞對同種和異種細胞的認識，對自己和異己物質的認識。無論單細胞生物和高等動植物，許多重要的生命活動都和細胞的識別能力有關。比如，草 履蟲有性生殖過程中的細胞接合，開花植物的雌蕊能否接受花粉進行受精，都要靠細胞識別的能力。高等動物和人類的免疫功能更要依靠細胞的識別能力。細胞識別 的功能是和細胞膜分不開的。因為細胞膜是細胞的外表面，自然對外界因素的識別過程發生在細胞膜。 二.細胞器一.核糖

5、體的基本類型和化學組成非膜性細胞器；電鏡：核糖體為高電子密度的圓形或橢圓形致密小顆粒。 15-25nm。每個核糖體有大、小兩個亞基組成。第一節 核糖體（ribosome)小亞基大亞基mRNA通道核糖體的種類和沉降系數 核糖體的類型 單體 大亞基 小亞基 原核細胞核糖體 70S 50S（23S 5S rRNA） 30S（16S rRNA） + 31種蛋白質 + 21種蛋白質 真核細胞核糖體 80S 60S（28S 5.8S 5S rRNA） 40S（18S rRNA） + 49種蛋白質 + 33種蛋白質 線粒體核糖體 55-80S(因種類而異） 50S 30SMg2+0.001mol/L：大小亞

6、基結合 Mg2+0.01mol/L：2個核糖體結合 形成二聚體60S+40S+Mg2+Mg2+80S+Mg2+Mg2+120S多聚核糖體（polyribosome)： 核糖體可由mRNA串連起來，形成針簇狀、菊花狀或念珠狀的長鏈，這樣形成蛋白質合成的功能單位，稱為多聚核糖體。功能：參與蛋白質的合成。翻譯：由mRNA分子中的核苷酸順序轉變為多肽鏈中氨基酸 順序的過程。三聯體密碼（密碼子）：mRNA分子中每三個相鄰的堿基 決定了合成的多肽鏈中的一種氨基酸。二、 核糖體的功能起始密碼：AUG終止密碼：UAA、UAG、UGA60S40StRNAmRNA多肽鏈轉移酶P位GTP酶A位60S40S40S60

7、S核糖體與多肽鏈合成有關的活性部位： 受體部位（A位） 供體部位（P位） 轉肽酶活性部位 GTP酶活性部位1945年，K.R.Poter-電子顯微鏡-小鼠成纖維細胞-內質網（endoplasmic reticulum,ER）第二節 內質網核膜外層 一、內質網的形態結構和類型 內質網是由一層單位膜圍成的相互連續的小管，小泡，扁囊樣結構組成的網狀膜系統，膜厚5-6nm.內質網內質網的內腔相互連通。細胞膜(一)粗面內質網（rER):膜表面附著核糖體；形態多為板層狀排列的扁囊；網腔內含低電子或中等電子密度的物質；多分布在分泌活動旺盛或分化較完善的細胞內。如胰腺細胞和漿細胞；而在未分化或分化低的細胞，如

8、胚胎細胞和干細胞及腫瘤細胞中粗面內質網較少。（二）滑面內質網（sER)膜表面無核糖體附著；形態多為分枝小管或小泡；多分布在一些特化的細胞中。如肝細胞，睪丸間質細胞，腎上腺細胞。三、內質網的化學組成脂類：40%較細胞膜少，主要成分為磷脂。 磷脂酰膽堿含量較高，鞘磷脂含量較少。蛋白質：60%較細胞膜多，約有30多種膜結合蛋白。 葡萄糖-6-磷酸酶被認為是標志酶， 電子傳遞體系：細胞色素b5，NADH-細 胞色素b5還原酶，細胞色素P450酶系。 內質網膜（一）粗面內質網的功能粗面內質網的主要功能是進行蛋白質的合成、修飾加工、分選和轉運。粗面內質網主要合成的蛋白質有：分泌性蛋白：包括抗體、酶類、肽類

9、激素 和細胞外基質蛋白 膜蛋白可溶性駐留蛋白（一）粗面內質網的功能1.粗面內質網與分泌蛋白質的合成2.蛋白質在內質網腔的折疊3.粗面內質網與蛋白質的糖基化4.蛋白質由內質網向高爾基體的運輸5.粗面內質網與膜脂的合成1.固醇激素的合成和脂類代謝2.糖原的合成與分解3.解毒作用：如肝細胞的細胞色素P450酶系。（二）滑面內質網的功能一. 高爾基復合體的形態結構光鏡：網狀結構電鏡扁平囊成熟面（反面）小囊泡大囊泡形成面（順面）高爾基體的三維結構順面高爾基體網狀結構（cis Golgi network，CGN），分選來自內質網新合成的蛋白質、脂類。高爾基體中間膜囊（medial Golgi），多數糖基修

10、飾，糖脂的形成以及與高爾基體有關的糖合成均發生此處。反面高爾基體網狀結構（trans Golgi network，TGN）， 是高爾基體的出口區域，功能是參與蛋白質的分類與包裝，最后輸出。 The Golgi Apparatus反面高爾基體網狀結構順面高爾基體網狀結構高爾基體中間膜囊 高 爾基器的第一個主要功能是為細胞提供一個內部的運輸系統，它把由內質網合成并轉運來的分泌蛋白質加工濃縮，通過高爾基小泡運出細胞，這與動物分泌物形成有 關。高爾基體對脂質的運輸也起一定的作用。 高爾基體的第二個重要功能是能合成和運輸多糖，這可能與植物細胞壁的形成有關。 第三個方面就是糖基化作用，即高 爾基體中含有多

11、種精基轉移酶，能進一步加工、修飾蛋白質和脂類物質。 關于高爾基體的發生，傾向于認為它是由內質網轉變來的。第四節 溶酶體 (lysosome) 1955年: 發現具酸性磷酸酶活性顆粒， 1956年: 確認為細胞器， 定名為溶酶體。 現在: 發現幾乎所有的真核細胞都具有溶 酶體，原核細胞無. 細胞內的消化器官 溶酶體是由一個單位膜圍成的球狀體。主要化學成分為脂類和蛋白質。溶酶體內富含水解酶，由于這些酶的最適pH值為酸性，因而稱為酸性水解酶。其中酸性磷酸酶為溶酶體的標志酶。 由于溶酶體外面有膜包著，使其中的消化酶被封閉起來，不致損害細胞的其他部分。否則膜一旦破裂，將導致細胞自溶而死亡。溶 酶體可分成

12、兩種類型： 一是初級溶酶體，它是由高爾基囊的邊緣膨大而出來的泡狀結構，因此它本質上是分泌泡的一種，其中含有種種水解酶。這些酶是在租面內質 網的核糖體上合成并轉運到高爾基囊的。初級溶酶體的各種酶還沒有開始消化作用，處于潛伏狀態。 二是次級溶酶體，它是吞噬泡和初級溶酶體融合的產物，是正在 進行或已經進行消化作用的液泡。有時亦稱消化泡。在次級溶酶體中把吞噬泡中的物質消化后剩余物質排出細胞外。吞噬泡有兩種，異體吞噬泡和自體吞噬泡，前者 吞噬的是外源物質，后者吞噬的是細胞本身的成分。 溶 酶體第一方面的功能是參與細胞內的正常消化作用。大分子物質經內吞作用進入細胞后，通過溶酶體消化，分解為小分子物質擴散到

13、細胞質中，對細胞起營養作用。 第二個方面的作用是自體吞噬作用。溶酶體可以消化細胞內衰老的細胞器，其降解的產物重新被細胞利用。 第三個作用是自溶作用。在一定條件下，溶酶體膜破裂， 其內的水解酶釋放到細胞質中，從而使整個細胞被酶水解、消化，甚至死亡，發生細胞自溶。細胞自溶在個體正常發生過程中有重要作用。如無尾兩棲類尾巴的消失 等。3.細胞核細胞核是細胞內最大的細胞器，它含有全部基因組的染色體，是生命活動的控制中心。細胞核主要由核膜、核基質、染色質、核仁組成。如圖l116所示。染色質和染色體 1染色質的概念和分類 染色質指間期細胞核內易被洋紅、龍膽紫、蘇木精等堿性染料著色的細絲狀結構，是間期細胞遺傳

14、物質存在的形式。染色體指細胞在有絲分裂或減數分裂過程中，由染色質聚縮而成的棒狀結構。二者的區別不在化學組成上，而在構型上，反映了細胞周期的不同階段。2.染色質的化學組成 染色質的主要成分是DNA、組蛋白、非組蛋白及少量RNA，DNA和組蛋白是染色質的穩定成分，非組蛋白與RNA的含量則隨著生理狀態而變化。組蛋白是染色體的基本結構蛋白，富含帶正電荷的精氨酸和賴氨酸等堿性氨基酸，屬于堿性蛋白，與酸性的DNA緊密結合，一般不要求特殊的核苷酸序列。 用聚丙烯酰胺凝膠電泳可將組蛋白區分為5種組分，即H1、H2A、H2B、H3和H4。非組蛋白是指在染色質中與特異的DNA序列相結合的蛋白質。非組蛋白主要包括各

15、種酶(如連接酶、轉錄酶等)以及少量的結構蛋白，它們能幫助DNA分子折疊，以形成不同的結構域。 3染色質和染色體的結構 在電子顯微鏡下可看到染色質成串珠狀的細絲，小珠稱核小體，是染色質的基本結構單位，如圖1117所示，它的主要結構要點是：每個核小體單位包括200堿基對左右的DNA和一個組蛋白八聚體以及一分子的組蛋白H1；組蛋白八聚體構成核小體的核心結構，由H2A、H2B、H3和H4各兩個分子所組成；DNA分子盤繞核小體的核心74圈，共140個堿基對，稱為核心DNA；一個分子的組蛋白H1與DNA結合，鎖住核心DNA的進出口，從而穩定了核小體的結構；兩相鄰核小體之間是一段連接DNA，含60個堿基對。

16、根據著絲粒在染色體上的位置，可將染色體分為四種類型：中著絲粒染色體，兩臂長度相等或大致相等；近中著絲粒染色體，兩臂長度不相等，分為長臂和短臂；近端著絲粒染色體，著絲粒位于染色體一端；端著絲粒染色體，有一個非常小的或難以察覺的短臂。如圖1-l-18所示。 4染色體各部分的主要結構 (1)著絲粒和著絲點(動粒) 著絲粒連接著兩個染色單體，由于染色體在著絲粒部位內縊，所以將此部位稱為主縊痕。著絲粒是一種高度有序的整合結構，在結構和組成上都是非均一的，至少包括3個不同的結構域：著絲點結構域，又稱動粒，即著絲粒外表面的結構。中央結構域，這是著絲粒結構域的主體。配對結構域，這是中期姐妹染色單體相互作用的位點。 (2)次縊痕 指除主縊痕外染色體上淺染縊縮的部位。它的數目、位置和大小