细胞结构与细胞通讯课件

1医学资料本章主要内容：本章主要内容：细胞概述细胞概述真核细胞的结构与功能真核细胞的结构与功能生物膜生物膜 细胞通讯细胞通讯2医学资料第一节第一节 细胞概述细胞概述3医学资料一个受精卵一个受精卵 成年人（成年人（约婴儿的约婴儿的 30 30 倍倍）婴儿（婴儿（约约 2 2 万亿个细胞万亿个细胞）q人眼人眼的分辨力仅有的分辨力仅有0.1mm4医学资料q显显微微镜镜的的发发明明为为细细胞胞的的发发现现奠奠定定了了基基础础，没没有有显显微镜就不可能有细胞学诞生微镜就不可能有细胞学诞生.一、显微镜一、显微镜：打开微观世界大门的钥匙：打开微观世界大门的钥匙5医学资料R.虎克在17世纪中期制做的复式显微镜 19世纪中期的显微镜 20世纪初期的显微镜 6医学资料光学显微镜透射电子显微镜扫描电子显微镜目镜放大倍数乘物镜放大倍数7医学资料16651665年年Robert Robert HookeHooke 软软木木蜂蜂窝窝状状的小格子的小格子“细胞细胞”(死细胞死细胞)18381838年年SchleidenSchleiden（施施莱莱登登）植植物物18391839年年SchwannSchwann（施旺）（施旺）动物动物8医学资料细细胞胞分分级级分分离离是是一一种种通通过过离离心心，从从而而分分离离细细胞胞内内不不同同结结构构组组分的细胞器。分的细胞器。不不同同细细胞胞器器的的大大小小和和密密度度不不同同，在在同同一一离离心心场场中中的的沉沉降降速速度度不同。不同。二、分级分离技术二、分级分离技术用于研究活的样本用于研究活的样本9医学资料q细胞的分级分离（细胞的分级分离（fractionationfractionation）目的：获得高纯度的各类细胞器目的：获得高纯度的各类细胞器步骤：步骤：匀浆：将细胞打碎匀浆：将细胞打碎离心：把其中的各种细胞器分开离心：把其中的各种细胞器分开超超速速离离心心机机（ultracentrifugeultracentrifuge）：转转速速可可达达130,000 130,000 r/minr/min；离离心心力力可可达达1,000,0001,000,000g g沉降系数沉降系数S S：表示分子超速离心时的沉降行为；：表示分子超速离心时的沉降行为；S S越大、分子越大越大、分子越大如：如：150,000150,000g g离心离心3 h3 h，得到核糖体沉淀，上清液为细胞溶胶，得到核糖体沉淀，上清液为细胞溶胶10医学资料1 1、所有生物都由细胞和细胞的产物组成；、所有生物都由细胞和细胞的产物组成；2 2、新的细胞必须经过已存在的细胞分裂而产生。、新的细胞必须经过已存在的细胞分裂而产生。3 3、每每一一个个细细胞胞可可以以是是独独立立的的生生命命单单位位，许许多多细细胞又可以共同形成生物体或组织。胞又可以共同形成生物体或组织。三、细胞学说三、细胞学说 Schleiden和 Schwann总结了利用显微镜观察细总结了利用显微镜观察细胞的结果，提出了胞的结果，提出了细胞学说细胞学说，内容可以概括为以，内容可以概括为以下两点：下两点：11医学资料细胞是生命活动的基本单位。细胞是生命活动的基本单位。一切有机体都由细胞构成，细胞是构成有机体的基本单位；一切有机体都由细胞构成，细胞是构成有机体的基本单位；细胞具有独立的、有序的自控代谢体系，细胞是代谢与功能的基本单位；细胞具有独立的、有序的自控代谢体系，细胞是代谢与功能的基本单位；细胞是有机体生长发育的基础；细胞是有机体生长发育的基础；细胞是遗传的基本单位，细胞具有遗传的全能性。细胞是遗传的基本单位，细胞具有遗传的全能性。12医学资料l特化的细胞分工合作，共同完成复杂的生命活动特化的细胞分工合作，共同完成复杂的生命活动13医学资料l细胞是生物体细胞是生物体生长发育生长发育的基础的基础:14医学资料l形形状状与与大大小小各各异异的的细细胞胞是是生生物物进进化化的的结果结果1m100mm10mm1mm100m10m1m100nm四、细胞的形态四、细胞的形态人神经细胞人神经细胞植物纤维植物纤维鸡卵鸡卵人卵和精子人卵和精子变形虫变形虫血细胞血细胞支原体支原体15医学资料最小的细胞最小的细胞支原体：直径支原体：直径100 nm100 nm最大细胞是鸟类的卵细胞最大细胞是鸟类的卵细胞鸵鸟蛋：直径鸵鸟蛋：直径150mm150mm最长的细胞最长的细胞神经细胞：神经纤维长度神经细胞：神经纤维长度 1 m 1 m 棉花、麻纤维（单个细胞）：棉花、麻纤维（单个细胞）：10 cm10 cm1 1、细胞的大小细胞的大小16医学资料动植物细胞直径：动植物细胞直径：10 10 100 100 m m细胞核直径：细胞核直径：8 8 30 30 m m 要求：要求：体积：容纳自身生存和繁殖所必需的核酸、蛋白质等体积：容纳自身生存和繁殖所必需的核酸、蛋白质等 面积：保证能够从环境中获得充分的营养和水分面积：保证能够从环境中获得充分的营养和水分 17医学资料l细胞有大有小，为什么大多数细胞都非常小？细胞有大有小，为什么大多数细胞都非常小？l作为一个活的细胞，它必须通过其细胞膜从外部作为一个活的细胞，它必须通过其细胞膜从外部不断地获得能量和物质；细胞的体积越小，其表不断地获得能量和物质；细胞的体积越小，其表面积与体积比相对就越大，越有利于代谢物质进面积与体积比相对就越大，越有利于代谢物质进出细胞膜，利于与外界进行物质交换。出细胞膜，利于与外界进行物质交换。18医学资料2 2、细胞的形状、细胞的形状细细胞胞的的形形状状，也也是是多多样样的的，有有球球状状、多多面面体体、纺纺锤锤体体、线线形和柱状体等。形和柱状体等。19医学资料1 1、大肠杆菌、大肠杆菌2 2、念珠藻、念珠藻3 3、小球藻、小球藻4 4、酵母菌、酵母菌5 5、火丝菌、火丝菌6 6、眼虫、眼虫7 7、分生组织细胞、分生组织细胞8 8、栅栏组织薄壁细胞、栅栏组织薄壁细胞9 9、驴蹄草叶表皮细胞和保卫细、驴蹄草叶表皮细胞和保卫细胞胞1010、大鼠肝细胞、大鼠肝细胞1111、肾近曲小管上皮细胞、肾近曲小管上皮细胞1212、成纤维细胞、成纤维细胞1313、人红细胞、人红细胞1414、人精子、人精子1515、哺乳动物的横纹肌细胞、哺乳动物的横纹肌细胞1616、平滑肌细胞、平滑肌细胞1717、神经细胞体、神经细胞体20医学资料细胞胞真核真核细胞胞原核原核细胞胞:细菌，蓝藻细菌，蓝藻五、细胞的种类五、细胞的种类21医学资料1 1、原核细胞、原核细胞 prokaryoteprokaryote 1-10 m 1-10 m细菌细胞的透射电子显微镜照片（右）及其模式图（左）细菌细胞的透射电子显微镜照片（右）及其模式图（左）22医学资料原核细胞原核细胞主要特点主要特点1.遗传物物质仅一个一个环状状 DNA2.无核膜无核膜3.无无细胞器胞器,无无细胞骨架胞骨架4.以无以无丝分裂或出芽繁殖分裂或出芽繁殖代表生物代表生物支原体、细菌、蓝藻、螺旋藻支原体、细菌、蓝藻、螺旋藻(人类未来的蛋白人类未来的蛋白质食物新来源质食物新来源)23医学资料2、真核细胞、真核细胞 eukaryote 3-100 m24医学资料三大三大结构体系构体系真核细胞真核细胞遗传信息表达系统：遗传信息表达系统：染色质染色质 (体体)、核糖、核糖体、体、mRNA,tRNA mRNA,tRNA 等等等等细胞骨架系统：细胞骨架系统：胞质骨架、核骨架胞质骨架、核骨架生物膜系统：生物膜系统：质膜、内膜系统（细胞器）质膜、内膜系统（细胞器）25医学资料动物细胞模式图动物细胞模式图细胞核胞核溶溶酶体体内内质网网高高尔基体基体微微丝微管微管质膜膜线粒体粒体中心体中心体26医学资料植物细胞模式图植物细胞模式图液泡液泡细胞核胞核内内质网网微管微管质膜膜细胞壁胞壁线粒体粒体叶叶绿体体微微丝高高尔基体基体27医学资料原核细胞和真核细胞比较原核细胞和真核细胞比较细胞大小细胞大小 染色体染色体 细胞核细胞核 细胞器细胞器 内膜系统内膜系统 微梁系统微梁系统 细胞分裂细胞分裂 转录和转译转录和转译较小较小(1-10m)较大较大(10-100m)一条一条DNA。不与。不与蛋白质联结。蛋白质联结。几条染色体。与蛋几条染色体。与蛋白质联结在一起白质联结在一起。核区核区,无核膜核仁无核膜核仁有核膜和核仁有核膜和核仁无无有有简单简单复杂复杂无无微管和微丝微管和微丝二分体二分体,出芽分裂出芽分裂有丝分裂有丝分裂同一时间和地点同一时间和地点不同时间和地点不同时间和地点28医学资料第二节第二节 真核细胞的结构与功能真核细胞的结构与功能真核细胞是真核细胞是细胞核具有明显的核被膜所细胞核具有明显的核被膜所 包围的细胞。包围的细胞。细胞质中存在膜相细胞器。细胞质中存在膜相细胞器。29医学资料细胞核（细胞核（NucleusNucleus）细胞质（细胞质（CytoplasmCytoplasm）细胞膜（细胞膜（Cell MembranesCell Membranes）细胞壁（细胞壁（Cell WallCell Wall）30医学资料一、细胞核一、细胞核(nucleusnucleus，直径，直径5 5m m左右左右)（一）、细胞核的功能：（一）、细胞核的功能：真核细胞中的控制中心真核细胞中的控制中心包含遗传信息（染色质）包含遗传信息（染色质）与细胞质中的其它细胞器通讯与细胞质中的其它细胞器通讯 31医学资料核液核液（二）、细胞核的结构（二）、细胞核的结构32医学资料1 1、核被膜、核被膜核外膜核外膜：面向胞质，附有核糖体颗粒，与内质网相连。面向胞质，附有核糖体颗粒，与内质网相连。核内膜核内膜：面向核质，表面无核糖体颗粒，面向核质，表面无核糖体颗粒，膜上有特异蛋膜上有特异蛋白白，为核纤层提供结合位点。，为核纤层提供结合位点。核孔核孔：在内外膜的融合处形成环状开口在内外膜的融合处形成环状开口，又称核孔复合又称核孔复合体，是选择性双向亲水通道体，是选择性双向亲水通道。大分子物质出入细胞核的大分子物质出入细胞核的通道；主要是蛋白质和核酸出入的通道。通道；主要是蛋白质和核酸出入的通道。33医学资料核核被被膜膜结结构构34医学资料2 2、染色质与染色体、染色质与染色体 染色质染色质(chromatin)(chromatin)是指间期细胞内由是指间期细胞内由DNADNA、组蛋白、组蛋白、非组蛋白及少量非组蛋白及少量RNARNA组成的线性复合结构，是组成的线性复合结构，是 间期细胞遗传物质存在的形式。间期细胞遗传物质存在的形式。染色体染色体（chomosomechomosome）是指细胞在有丝分裂或减数分是指细胞在有丝分裂或减数分 裂过程中，由染色质聚缩而成的棒状结构。裂过程中，由染色质聚缩而成的棒状结构。35医学资料染色质的基本结构单位染色质的基本结构单位36医学资料多级螺线管模型多级螺线管模型螺线管螺线管核小体核小体37医学资料38医学资料染染色色体体短臂短臂着丝粒着丝粒长臂长臂DNA染色单体染色单体39医学资料染色体染色体40医学资料分裂间期分裂间期分裂期分裂期染色质和染色体是同种物质在细胞分裂的不同时期染色质和染色体是同种物质在细胞分裂的不同时期的两种形态的两种形态41医学资料3 3、核仁、核仁核仁核仁折光性较强的球形小体，有丝分裂时折光性较强的球形小体，有丝分裂时周期性的消失和出现。周期性的消失和出现。核仁是核仁是真核细胞真核细胞间期核中最明显的结构。它位于间期核中最明显的结构。它位于细细胞核胞核中。中。42医学资料核核仁仁由由纤纤维维中中心心（FCFC）、致致密密纤纤维维组组分分(DFC)(DFC)、颗颗粒粒组组分分(GC)(GC)三大部分组成。三大部分组成。核核仁仁组组成成成成分分包包括括rRNArRNA，rDNArDNA和和核核糖糖核核蛋蛋白白。核核仁仁是是rRNArRNA基因存储，基因存储，rRNArRNA合成加工以及合成加工以及核糖体亚单位核糖体亚单位的装配场所。的装配场所。43医学资料纤维中心纤维中心致密纤维组分致密纤维组分颗粒组分颗粒组分44医学资料4 4、核基质：、核基质：又成为核液，是细胞核的支架，又成为核液，是细胞核的支架，并为染色质的代谢活动提供附着的场所。并为染色质的代谢活动提供附着的场所。45医学资料核核基基质质的的主主要要成成分分是是纤纤维维蛋蛋白白，其其中中相相当当部部分分是是含含硫硫蛋蛋白白，并并含含有有少少量量核核糖糖核核酸酸（RNARNA），是是以以蛋蛋白白质质为主并含有少量为主并含有少量RNARNA的复合物。的复合物。核核基基质质具具有有广广泛泛生生物物学学效效应应，它它可可能能参参与与染染色色体体DNADNA有有序序包包装装和和构构建建；对对于于间间期期核核内内DNADNA有有规规律律的的空空间间构构型型起起着着维维系系和和支支架架作作用用；可可能能是是DNADNA复复制制的的基基本本位位点点；与与基基因因表表达达密密切切有有关关，可可能能是是细细胞胞核核中中RNARNA转转录位点和核不均一录位点和核不均一RNARNA（hnRNAhnRNA）加工场所。）加工场所。46医学资料二、细胞质二、细胞质(cytoplasm)在在细细胞胞膜膜以以内内、细细胞胞核核以以外外的的全全部部原原生生质质，叫叫做做细细胞胞质质。用用光光学学显显微微镜镜观观察察活活细细胞胞，可可以以看看到到细细胞胞质质是是均均匀匀透透明明的的胶胶状状物质。活细胞中的细胞质处于不断流动的状态。物质。活细胞中的细胞质处于不断流动的状态。细胞质主要包括细胞质基质和细胞器。细胞质主要包括细胞质基质和细胞器。47医学资料细胞质基质：细胞之内处于各个细胞器之外的细胞质基质：细胞之内处于各个细胞器之外的 区域。区域。细胞器：细胞器：线粒体线粒体 叶绿体叶绿体 内质网内质网 高尔基体高尔基体 溶酶体溶酶体 细胞骨架细胞骨架 核糖体核糖体48医学资料（一）、细胞质基质（一）、细胞质基质成分：成分：水水、无无机机盐盐、脂脂类类、糖糖类类、氨氨基基酸、核苷酸和酶等多种物质酸、核苷酸和酶等多种物质新陈代谢的主要场所新陈代谢的主要场所功能：功能：49医学资料细胞液50医学资料（二）、各种细胞器（二）、各种细胞器 线线粒粒体体 （功功能能：能能量量转转换换，细细胞复制，生存）胞复制，生存）叶绿体叶绿体 （功能：光合作用）（功能：光合作用）内质网内质网 高尔基体高尔基体 溶酶体溶酶体 细胞骨架细胞骨架 核糖体核糖体51医学资料1 1、内质网和核糖体、内质网和核糖体内内质质网网（endoplasmic reticulum）：细细胞胞质质内内一一系系列列囊囊腔腔和和细细管管，彼彼此此相相通通，形形成成的的一一个个隔隔离离于于细细胞胞溶溶质质的的膜膜系系统统（占占细细胞胞总总膜膜面面积积的的一一半半），由由膜膜形形成成的的小小管管和和囊囊状状的的潴泡组成潴泡组成核糖体（核糖体（ribosome）：合成蛋白质的场所：合成蛋白质的场所52医学资料内质网内质网光面内质网光面内质网（SER）糙面内质网糙面内质网（RER）53医学资料光面内质网（光面内质网（smooth ERsmooth ER）无无核糖体颗粒，核糖体颗粒，脂质合成脂质合成的主要场所，的主要场所，降解有毒分子。降解有毒分子。l合成脂肪、磷脂合成脂肪、磷脂 脂肪细胞脂肪细胞l合成甾体类激素合成甾体类激素睾丸、肾上腺细胞睾丸、肾上腺细胞l酶参与糖和巴比妥类等药物的代谢酶参与糖和巴比妥类等药物的代谢肝脏细胞肝脏细胞l将钙离子从胞浆泵入潴泡将钙离子从胞浆泵入潴泡肌肉细胞肌肉细胞54医学资料糙面内质网（糙面内质网（rough ERrough ER）富有富有核糖体颗粒，合成并转运核糖体颗粒，合成并转运蛋白质蛋白质蛋蛋白白质质都都是是在在核核糖糖体体上上合合成成的的，起起始始于于细细胞胞质质基基质质，有有些些蛋蛋白白质质在在合合成成开开始始后后不不久久便便转转到糙面内质网上合成。到糙面内质网上合成。55医学资料核糖体核糖体l唯一功能：唯一功能：按照按照mRNAmRNA的指令由氨基酸合成多肽链的指令由氨基酸合成多肽链l分类：分类：70S70S核糖体（核糖体（原核细胞原核细胞），），80S80S核糖体（核糖体（真核细胞真核细胞）l构成：构成：均由大、小均由大、小两个亚单位两个亚单位构成构成 只有当小亚单位与只有当小亚单位与mRNA结合后，结合后，大亚单位才与小亚单位结合成完大亚单位才与小亚单位结合成完整的核糖体；肽链合成终止后，整的核糖体；肽链合成终止后，大小亚单位解离。大小亚单位解离。56医学资料2 2、高尔基体（、高尔基体（Golgi apparatus）它由数个它由数个扁平囊泡扁平囊泡堆在一起而形成，高度有极性堆在一起而形成，高度有极性 57医学资料q高尔基体的功能：高尔基体的功能：将将内内质质网网合合成成的的蛋蛋白白质质进进行行加加工工、贮贮存存、分分拣拣、包包装装，然然后后分分门门别别类类地地转转运运到到细细胞胞特特定的部位或分泌到细胞外定的部位或分泌到细胞外合合成成细细胞胞分分泌泌的的多多糖糖，包包括括植植物物的的果果胶胶物物质质和和其其它它非非纤纤维维素素的的多多糖糖58医学资料3 3、线粒体（、线粒体（mitochondrionmitochondrion）细胞的细胞的“动力工厂动力工厂”通通过过氧氧化化磷磷酸酸化化作作用用，经经ATPATP合合酶酶，将将贮贮存存在在糖糖类类或或脂脂肪肪中中的的化化学学能能转转变变为为细细胞胞代代谢谢可可直接利用的能量分子直接利用的能量分子ATPATP（三磷酸腺苷）（三磷酸腺苷）59医学资料结构：结构：内外内外两层膜两层膜套叠而成的封闭囊状结构，内外膜不相连套叠而成的封闭囊状结构，内外膜不相连外膜外膜：孔蛋白（孔蛋白（porinporin）内膜内膜：向内折叠形成：向内折叠形成嵴嵴膜间隙膜间隙：无定形液体：无定形液体基质基质：蛋白质性胶状物质：蛋白质性胶状物质 60医学资料功能：功能：氧化磷酸化氧化磷酸化电子传递链电子传递链ATPATP合酶合酶 61医学资料4 4、质体（、质体（plastidplastid）植物细胞植物细胞的细胞器的细胞器白色体：分生组织和不见光的细胞中白色体：分生组织和不见光的细胞中含淀粉、蛋白质或油脂含淀粉、蛋白质或油脂有色体：有色体：含各种色素，如类胡萝卜素含各种色素，如类胡萝卜素叶绿体叶绿体（chloroplastchloroplast）62医学资料q叶绿体（叶绿体（chloroplastchloroplast）光合作用光合作用的场所，将光能转变为化学能的场所，将光能转变为化学能同化二氧化碳和水，合成糖，同时产生分子氧同化二氧化碳和水，合成糖，同时产生分子氧叶绿体在细胞中的分布与光照有关叶绿体在细胞中的分布与光照有关 强光强光弱光弱光63医学资料叶绿体的结构叶绿体的结构叶绿体膜叶绿体膜（外膜和内膜）（外膜和内膜）类囊体（类囊体（thylakoidthylakoid）基粒类囊体基粒类囊体基质类囊体基质类囊体基质（基质（stromastroma）64医学资料q叶绿体的主要功能：叶绿体的主要功能：光合作用（光合作用（photosynthesisphotosynthesis）光反应光反应类囊体膜上进行类囊体膜上进行碳反应碳反应基质中进行基质中进行 65医学资料5 5、细胞骨架（、细胞骨架（cytoskeletoncytoskeleton）真核细胞真核细胞中的中的蛋白质蛋白质纤维网架体系纤维网架体系组成：组成：微管微管、微丝微丝、中间纤维中间纤维功能：功能：参与细胞运动、物质运输、能量参与细胞运动、物质运输、能量转换、细胞分裂、基因表达、及转换、细胞分裂、基因表达、及细胞分化等细胞分化等 66医学资料微管（微管（microtubulemicrotubule）平均外径平均外径24 nm24 nm的中空长管状纤维的中空长管状纤维除除红细胞红细胞外，真核细胞都有微管外，真核细胞都有微管参与纺锤体、鞭毛、纤毛、轴突、神经管等构成参与纺锤体、鞭毛、纤毛、轴突、神经管等构成功能：功能：细胞形态维持、细胞运动、细胞分裂细胞形态维持、细胞运动、细胞分裂 67医学资料微丝（微丝（microfilamentmicrofilament）又称又称肌动蛋白丝肌动蛋白丝直径直径7 nm7 nm的骨架纤维的骨架纤维u组成单体为组成单体为肌动蛋白肌动蛋白u单体相连成串，两串以右手螺旋扭缠成束，即微丝单体相连成串，两串以右手螺旋扭缠成束，即微丝u微丝在动植物细胞中都有，肌动蛋白没有特异性微丝在动植物细胞中都有，肌动蛋白没有特异性u微丝也有微丝也有极性（极性（+/-+/-）68医学资料微丝易于解聚成单体，单体又容易重新聚合成微丝，因此有运动功能：肌肉收缩、变形运动、胞质分裂及胞质环流等横纹肌、纤维细胞、肠微绒毛均有丰富的微丝 69医学资料中间纤维（intermediate filament）直径8-10 nm，介于微管和微丝之间最稳定的细胞骨架成分，支持、运动的功能形态上非常相似，但其组成蛋白却不尽相同：角蛋白（keratin）：上皮细胞波形蛋白（vimentin）：成纤维细胞层粘连蛋白（laminin）：上皮组织基础膜细胞核膜下的核纤层也是中间纤维构成70医学资料q细细胞胞膜膜：细细胞胞表表面面的的被被膜膜，又又名名质质膜膜（plasma plasma membranemembrane）厚度：厚度：7 78 nm8 nm半透性（半透性（semipermeabilitysemipermeability）：选择通透性选择通透性激素受体激素受体、抗原结合位点抗原结合位点、其他、其他有关细胞识别的位点有关细胞识别的位点三、细胞膜三、细胞膜71医学资料1 1、细胞膜的化学组成、细胞膜的化学组成细细胞胞膜膜主主要要由由膜膜脂脂和和膜膜蛋蛋白白组组成成，另另外外还还有有少少量量糖糖，主主要要以糖脂和糖蛋白的形式存在。以糖脂和糖蛋白的形式存在。膜膜脂脂是是膜膜的的基基本本成成分分，膜膜蛋蛋白白是是膜膜功功能能的的主主要要体体现现者者。动动物细胞膜通常含有等量的脂类和蛋白质。物细胞膜通常含有等量的脂类和蛋白质。72医学资料 保护细胞保护细胞 结构、形状结构、形状 物质交换物质交换 转运物质转运物质 信息传递信息传递 如神经信号传导如神经信号传导 能量交换能量交换 如化学能如化学能生物能生物能 运动运动 促进运动促进运动 免疫免疫 专一性抗原受体专一性抗原受体2、细细胞胞膜膜的的功功能能73医学资料四、细胞壁四、细胞壁(厚度厚度0.1-几个几个m)74医学资料q细胞壁（细胞壁（cell wallcell wall）：植物细胞的细胞膜之外）：植物细胞的细胞膜之外无生命结构，由细胞代谢产物（如无生命结构，由细胞代谢产物（如纤维素纤维素等）组成等）组成功能：功能：支持支持和和保护保护，防止细胞吸涨破裂，防止细胞吸涨破裂75医学资料植物细胞质膜外围植物细胞质膜外围l胞间层初生壁胞间层初生壁l 初生壁初生壁l次生壁次生壁1 1、细胞壁的结构、细胞壁的结构76医学资料胞间连丝胞间连丝胞间层胞间层初生壁初生壁次生壁次生壁质膜质膜77医学资料2 2、细胞壁的功能、细胞壁的功能维持细胞形状，控制细胞生长维持细胞形状，控制细胞生长控制物质运输与信息传递控制物质运输与信息传递防御与抗性防御与抗性78医学资料3 3、细胞壁（、细胞壁（cell wallcell wall）的组成：）的组成：纤维素（纤维素（cellulosecellulose）木质素（木质素（ligninlignin）木栓质（木栓质（suberinsuberin）肽聚糖肽聚糖肽聚糖肽聚糖79医学资料Fibronectin五、胞外基质（五、胞外基质（extracellular matrix,ECM）动物细胞没有细胞壁，但胞外具有动物细胞没有细胞壁，但胞外具有ECMECMECMECM的主要成分是细胞分泌的的主要成分是细胞分泌的糖蛋白，含蛋白聚糖形成的网糖蛋白，含蛋白聚糖形成的网和埋在其中的胶原（和埋在其中的胶原（collagencollagen）形成的丝形成的丝80医学资料质质膜膜和和内内膜膜在在起起源源、结结构构和和化化学学组组成成的的等等方方面面具具有有相相似似性性，总称为总称为生物膜生物膜（biomembranebiomembrane）。）。生物膜是细胞进行生命活动的重要物质基础。生物膜是细胞进行生命活动的重要物质基础。第三节第三节 生物膜生物膜81医学资料生生物物膜膜就就是是围围绕绕细细胞胞或或细细胞胞器器的的脂脂双双层层膜膜。由由磷磷脂脂双双层层结结合合有有蛋蛋白白质质和和胆胆固固醇醇、糖糖脂脂构构成成，起起渗渗透透屏屏障障、物物质质转转运运和信号转导的作用。和信号转导的作用。82医学资料真核细胞的生物膜占细胞干重的真核细胞的生物膜占细胞干重的70-80%70-80%，其中，其中内质网膜内质网膜最多，占细胞总膜面积的一半最多，占细胞总膜面积的一半l生生物物膜膜把把细细胞胞空空间间分分隔隔开开，使使细细胞胞具具有有了了界界限限分分明明、功功能能各各异异的的工工作作单位单位细胞器细胞器l分分隔隔使使膜膜面面积积大大大大增增加加，提提高高物物质质合成、运输等生命活动的效率合成、运输等生命活动的效率83医学资料一、一、生物膜的组成和性质生物膜的组成和性质 生物膜主要由蛋白质（包括酶）、脂生物膜主要由蛋白质（包括酶）、脂质（主要是磷脂）和糖类组成，还有水、金质（主要是磷脂）和糖类组成，还有水、金属离子等。属离子等。84医学资料二、生物膜结构的几个主要特征二、生物膜结构的几个主要特征1 1、膜组分的不对称分布膜组分的不对称分布 构成膜组分的脂质、蛋白质和糖类在构成膜组分的脂质、蛋白质和糖类在膜两侧的分布都是不对称的。膜两侧的分布都是不对称的。85医学资料2 2、生物膜的流动性生物膜的流动性1 1）膜脂的流动性）膜脂的流动性磷脂分子在膜内作侧向扩散或侧向移动磷脂分子在膜内作侧向扩散或侧向移动磷脂分子在脂双层中作翻转运动磷脂分子在脂双层中作翻转运动磷脂烃链围绕磷脂烃链围绕CCCC键旋转而导致异构化运动键旋转而导致异构化运动磷脂分子围绕于膜平面相垂直的轴左右摆动磷脂分子围绕于膜平面相垂直的轴左右摆动磷脂分子围绕于膜平面相垂直的轴作旋转运动磷脂分子围绕于膜平面相垂直的轴作旋转运动86医学资料 2 2）膜蛋白的运动性膜蛋白的运动性膜蛋白的侧向扩散膜蛋白的侧向扩散膜蛋白的旋转扩散膜蛋白的旋转扩散 87医学资料三、生物膜的结构模型三、生物膜的结构模型流动镶嵌模型流动镶嵌模型 （Fluid-mosaic modelFluid-mosaic model）19721972年年S.Jonathan SingerS.Jonathan Singer和和Garth Garth L.NicolsonL.Nicolson根据免疫荧光技术、冰冻蚀刻技根据免疫荧光技术、冰冻蚀刻技术的研究结果，提出了术的研究结果，提出了“流动镶嵌模型流动镶嵌模型”。88医学资料 细胞膜由流动的双脂层和蛋白质组成。细胞膜由流动的双脂层和蛋白质组成。磷脂分子以疏水性尾部相对，极性头部朝向水磷脂分子以疏水性尾部相对，极性头部朝向水相组成生物膜骨架；相组成生物膜骨架；蛋白质或在双脂层表面，或嵌在其内部，或横蛋白质或在双脂层表面，或嵌在其内部，或横跨整个双脂层，表现出分布的不对称性。跨整个双脂层，表现出分布的不对称性。89医学资料膜结构的流动镶嵌模型(FluidMosaicModel)90医学资料四、生物膜的功能四、生物膜的功能（一）、（一）、保护功能保护功能（二）、（二）、转运功能转运功能细胞或细胞器通过生物膜，从膜外选择性地吸收所需细胞或细胞器通过生物膜，从膜外选择性地吸收所需要的养料，同时也要排出不需要的物质。要的养料，同时也要排出不需要的物质。在各种物质跨膜转运过程中，细胞膜起着重要的调控在各种物质跨膜转运过程中，细胞膜起着重要的调控作用。作用。91医学资料 （三）、（三）、能量转换能量转换真核细胞的氧化磷酸化主要在真核细胞的氧化磷酸化主要在线粒体膜线粒体膜上上进行。进行。原核细胞的氧化磷酸化则是在原核细胞的氧化磷酸化则是在细胞质膜细胞质膜上上进行。进行。光合磷酸化主要在光合磷酸化主要在叶绿体膜叶绿体膜上进行。上进行。92医学资料（四）、（四）、信息传递信息传递 生物体内的信息传递，例如激素的刺激、神经生物体内的信息传递，例如激素的刺激、神经传导和遗传信息的传递等，主要是在细胞膜上进行传导和遗传信息的传递等，主要是在细胞膜上进行的。的。（五）、（五）、运动功能运动功能 许多原生动物及单细胞动物主要是通过其细胞许多原生动物及单细胞动物主要是通过其细胞膜表面的纤毛或鞭毛的摆动而移动。膜表面的纤毛或鞭毛的摆动而移动。93医学资料第四节第四节 细胞连接和细胞通讯细胞连接和细胞通讯94医学资料q定义定义Cell junction：细细胞胞与与细细胞胞间间或或细细胞胞与与细细胞胞外外基基质质的连接结构。的连接结构。一、细胞连接一、细胞连接95医学资料q动物细胞连接主要有动物细胞连接主要有3 3种：种：桥粒桥粒：通过骨架系统连接：通过骨架系统连接紧密连接：紧密连接：细胞膜紧密靠拢、无间隙，细胞膜紧密靠拢、无间隙，间间隙隙连连接接：两两细细胞胞之之间间有有很很窄窄的的间间隙隙，贯贯穿穿于于间间隙隙之之间间有有一一系系列列通通道道，将将两两细细胞胞的的细细胞胞质质相相连通。连通。96医学资料胞间连丝（胞间连丝（plasmodesmaplasmodesma）l植物细胞间特有的连接植物细胞间特有的连接通道通道l直径直径20-40 nm20-40 nml由穿过细胞壁的相邻细胞由穿过细胞壁的相邻细胞质膜质膜围成的细胞质通道围成的细胞质通道l中中央央是是光光面面内内质质网网特特化化形形成成的的链链管管结结构构连连丝丝小小管管l连丝小管的两端与内质网相连连丝小管的两端与内质网相连 97医学资料细细胞胞通通讯讯：是是细细胞胞间间或或细细胞胞内内通通过过高高度度精精确确和和高高效效地地发发送送与接收信息的通讯机制，对环境作出综合反应的细胞行为。与接收信息的通讯机制，对环境作出综合反应的细胞行为。二、细胞通讯二、细胞通讯98医学资料q细胞通讯维持了生物的细胞通讯维持了生物的整体性整体性，为生命活动所必需，为生命活动所必需q细胞发送细胞发送化学信号化学信号，经，经信号转导途径信号转导途径，引起靶细胞的，引起靶细胞的响应响应99医学资料q举例举例肾上腺素（肾上腺素（NE）在骨骼肌中的信号转导途径：）在骨骼肌中的信号转导途径：肾上腺分泌肾上腺分泌NE NE经血流至骨骼肌细胞经血流至骨骼肌细胞 NE与膜受体结合与膜受体结合 经一系列信号转导途径经一系列信号转导途径 使糖原水解为葡萄糖使糖原水解为葡萄糖 能量供给肌肉收缩能量供给肌肉收缩100医学资料细胞通讯分为细胞通讯分为信号接受信号接受信号转导信号转导响应响应101医学资料细胞信号转导模式框图细胞信号转导模式框图胞胞外外刺刺激激信信号号第第二二信信使使靶靶酶酶或或调调解解因因子子基因基因表达表达调控调控短期短期生理生理效应效应长期长期生理生理效应效应跨膜信号转换跨膜信号转换胞内信号转导胞内信号转导质质 膜膜受受体体G蛋蛋白白效效应应器器细胞外细胞外细胞内细胞内102医学资料