第1章11+12细胞.ppt

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1、第1章 细 胞,细胞是生命存在的基本形式,是一切生命活动的基础.,一切生物都离不开细胞这一生命的基本形态. 细胞是生命活动赖以进行的基础. 地球上的多细胞生物是由单细胞生物进化而来的.,1.1 细胞的生命物质,1.1.1 细胞的元素组成 自然界130种元素,生物体约25种,其中C、H、O、N、P、S、Ca、Na、K、Cl、Mg、Fe占99.55%，是生物的必需元素。 C、H、O、N占96%，是主要的必需元素。 Mn 、Cu、Zn、Se等为痕量元素。,1.1.2 细胞的分子组成,1.1.2.1 水和无机盐 （1）水 约占细胞的6590%，水的重要性与水分子的特性密切相关 （a）水是极性分子 内聚

2、力 表面张力 附着力,（1）水,（b）水的比热大 （c）水是光合作用的原料 （d）固态水比液态水比重低,（2）无机盐,以离子状态存在 调节细胞的渗透压和pH值 酶的活化和调节因子，Mg2+、Ca2+ 合成有机物的原料，PO3-4是磷脂、核苷酸的原料， Mg2+是合成叶绿素的原料,1.1.2.2 糖类(carbohydrates),占植物有机体干重的80%,人和动物2%,微生物1020%;主要成分C、H、O,单糖 双糖 多糖,五碳糖/戊糖：核糖、脱氧核糖、核酮糖 六碳糖/己糖：葡萄糖、果糖、半乳糖,麦芽糖 蔗糖 乳糖,淀粉 糖原 纤维素 粘多糖/蛋白多糖 几丁质,透明质胶 磷酸软骨素 肝素,1.

3、1.2.3 脂类（lipids）,组成、结构、性质和功能差别很大。 共性：不溶于水，易溶于非极性有机溶剂。 生物学功能： 生物膜的重要组成部分 储存能量的分子 构成生物体表面的保护层 保温作用 VA、VD、睾丸酮、肾上腺皮质激素、前列腺素等，是重要的活性物质,脂类的分类,中性脂肪 类脂,室温下为固态的称为脂,为液态的称为油,磷脂 类固醇 萜类 蜡,卵磷脂 脑磷脂 丝氨磷脂,胆固醇 植物固醇 性激素 VD 肾上腺皮质激素,1.1.2.4 蛋白质（protein）,1、蛋白质的结构 （1）蛋白质组成的基本结构氨基酸（amino acids），20种，脂肪族、芳香族和杂环氨基酸3大类。 氨基酸通式：

4、R-CH(NH2)-COOH,（2）蛋白质的一级结构,指组成蛋白质的氨基酸的种类和它们相互连接的线性顺序, 如 -leu-Asp-Ala-Val-Arg-Gly-Ser- 肽键(peptide bond):两个氨基酸分子,由一个分子的羧基(-COOH)和另一个分子的氨基(-NH2)失去1分子水后形成的化学键(酰胺键) 由2个氨基酸组成的化合物叫二肽 由3个氨基酸组成的化合物叫三肽 以此类推,多肽(polypeptide)/多肽链,在蛋白质的一级结构中,氨基酸数目的不同、种类的不同、以及排列顺序的不同，就决定了各种蛋白质的不同,（3）蛋白质的二级结构,指蛋白质在链内通过氢键形成向右旋转的-螺旋,

5、以及在链间通过氢键形成的-折叠.,（4）蛋白质的三级结构,指多肽链在二级结构的基础上再次折叠、盘绕而形成的更加复杂的立体构象。 （5）蛋白质的四级机构 指由两个或多个三级结构单位/亚基结合而成的空间构象。,2、蛋白质的功能,（1）催化作用 （2）构成生物的结构成分 （3）运输作用 （4）贮存功能 （5）收缩与运动 （6）保护与防御 （7）接受与传递信号 （8）调节作用 （9）其他活性功能,3、蛋白质的性质,变性作用：蛋白质都有其自身特定的空间结构/形态，称为天然构象，一些物理化学因素（高温、X射线、紫外线、强酸、强碱、重金属盐等）可以破坏这种构象，致使蛋白质原有的化学性质和功能部分或全部丧失，

6、这种作用称为变性作用。 结果：溶解性降低,1.1.2.5 核酸（nucleic acid）,脱氧核糖核酸（deoxyribonucleic acid，DNA） 核糖核酸（ribonucleic acid，RNA） 1、核酸的化学组成 核酸的基本组成单位核苷酸（nucleotide）,核苷酸,碱基 戊糖 磷酸,嘌呤碱(2种) 嘧啶碱(2种),核糖 脱氧核糖,DNA与RNA在化学组成上的区别,2、DNA的结构,（1）DNA的一级结构 指通过3,5-磷酸二脂键连接起来的4种核苷酸在分子中的排列顺序.,（2）DNA的二级结构,DNA两条反向互补的单链以碱基互补配对原则所形成的螺旋结构.,（3）DNA的

7、三级结构,指DNA双螺旋结构进一步扭曲盘绕所形成的特定空间结构.,3、RNA 的结构,由4种核苷酸以3,5-磷酸二脂键连接而成的线形分子，以单链形式存在，但能自身回折，形成许多双螺旋区域。,1.2 细胞的形态结构和功能,1.2.1 细胞的形态和大小 圆形 椭圆形 矩形 梭形 长筒形 星形等,神经细胞,单极细胞,双极细胞,多极细胞,人类血液细胞,导管细胞,1.2.1 细胞的形态和大小,大多数细胞直径在几到几十微米之间 支原体细胞：100nm 鸵鸟卵细胞直径：75mm 神经细胞 直径：100 m；长：1m,1.2.2 原核细胞,只有细胞质,而没有以膜为界的可见细胞核和细胞器的细胞. 特点: 1）细

8、胞核拟核，无核膜，不形成染色体. 2）不具各种细胞器，但有游离的核糖体. 3）细胞壁为肽聚糖. 4）以无丝分裂进行繁殖. 支原体、细菌、蓝藻等原核生物（prokaryote),原核细胞,真核细胞,1.2.3 真核细胞,具有以膜为界的细胞核和细胞器的细胞 1.2.3.1 细胞膜和细胞壁 1) 细胞膜（cell membrane）/质膜（plasma membrane） 厚78nm 选择性透性,2) 细胞壁（cell wall）,停止生长的细胞,初生壁：纤维素、半纤维素、果胶 次生壁：纤维素、半纤维素、木质素,2)细胞壁（cell wall）,纹孔（pit） 胞间连丝（plasmodesma）,真

9、核细胞,动物细胞,植物细胞,1.2.3.2 细胞核（cell nucleus）,1）核被膜(nuclear envelope) 双层膜，外膜与内质网相连 核孔(nuclear pore) 2）核基质(nuclear matrix) 核纤维 3）核仁(nucleolus) 无膜，富含蛋白质和RNA,细胞核电镜照片,4）染色质（chromatin）,常染色质 异染色质,DNA、蛋白质,组蛋白（结构成分） 非组蛋白（酶）,染色质是真核细胞间期核中的DNA、组蛋白、非组蛋白和少量RNA组成的纤细串念珠状复合体,5）细胞核的功能,1）遗传信息中心，其载体是染色质/染色体。 2）核膜的出现便于对基因表达的

10、控制，保证生命活动的有序性；保持内环境稳定，完成物质交换的任务 3）核仁负责rRNA的转录与核糖体亚基的装配。,1.2.3.3 细胞质(cytoplasm)和细胞器(organelle),细胞质=细胞器+细胞溶质 1. 内质网（endoplasmic reticulum） 相互连通的呈囊状、泡状和管状的膜性通道系统。 粗面内质网（rough ER） 光面内质网（smooth ER）,功能:合成、运输蛋白质,功能:合成脂类,扁平囊泡（saccules）、小囊泡（vesicle）,2. 高尔基复合体（Golgi complex)/高尔基体（Golgi body)/ 高尔基器（Golgi appar

11、atus),顺面,反面,高尔基体的功能：,1）将内质网合成的蛋白质进行加工、分类、包装、运送到细胞特定部位，或分泌到细胞外。 2）进行糖蛋白、糖脂、多糖等的生物合成。,高尔基体功能示意图,3. 溶酶体（lysosome）,是由内质网和高尔基体产生的、由单层膜围成的球形结构。 功能： 1）吞噬分解异物 2）消化自身衰老细胞器,4. 线粒体（mitochondria),由内外两层膜包裹的囊状细胞器。 外膜平整，内膜内折形成脊，增大面积。 功能： 糖、脂肪和氨基酸被氧化放能并形成ATP的场所。 ATP/三磷酸腺苷（腺苷三磷酸）/能量仓库/能量货币,5. 质体（plastid）,植物细胞特有的细胞器。

12、 包括：白色体，有色体，叶绿体（chloroplast） 双层膜结构，内膜形成类囊体(thylakoid),类囊体以外充满基质(stroma),6. 微体（microbody）,是一类与溶酶体功能相似的、由单层膜围成的泡状结构。 包括：1）过氧化物酶体 2）乙醛酸酶体,7.核糖体（ribosome）,是由rRNA和蛋白质构成的颗粒状小体。 由2个亚基（60S 和 40S）构成。,8. 液泡（vacuole）,成熟植物细胞中充满水溶液的、单层膜包围的泡状结构。 功能： 1）维持细胞形状，增加细胞体积和面积。 2）贮存代谢产物，调节渗透等。,9. 细胞骨架（cell skeleton/cytosk

13、eleton）,细胞内以蛋白质纤维为主要成分的网络结构. 1）微管(microtubule 2）微丝(microfilament) 3）中间纤维(intermediate filaments),细胞骨架的功能,（1）形成和保持细胞形状；（2）细胞收缩与运动；（3）参与细胞分裂；（4）物质运输和信息传递。,1.2.4 生物膜（biomembrane),真核细胞中的细胞膜、细胞器膜与核膜总称为生物膜。 1.2.4.1 生物膜的结构 三夹板结构 流动镶嵌模型(fluid mosaic model),流动镶嵌模型的要点,1)磷脂排列成双分子层,构成膜的骨架,磷脂分子可自由横向移动。 2)蛋白质嵌入或穿

14、透磷脂双分子层，可在双分子层种做横向运动。,1.2.4.2 生物膜的功能,1 、物质跨膜运输 1）被动运输（passive transport) 物质顺着浓度梯度由高浓度向低浓度运动,运动的动力来自于浓度差,不需要细胞提供能量. （a）自由扩散(free diffusion)/简单扩散(simple diffusion） （b）帮助扩散(facilitated diffusion)/易化扩散,2）主动运输（active transport）,物质从低浓度向高浓度流动的跨膜运输方式,这一过程既需要膜蛋白的帮助又消耗能量. Na+K+泵（离子泵，ion pump）,3）内吞作用/胞吞作用（endo

15、cytosis),由质膜下的微丝通过收缩,造成质膜内陷,将细胞外的固体颗粒或液体包入,并从质膜上脱落到细胞内形成一个泡,这样的过程就称为内吞作用.,胞饮,吞噬,4）外排作用/胞吐作用(exocytosis),2、信息跨膜传递,1.2.5 细胞连接（cell junction）,1、植物细胞间的连接 依靠粘性多糖和胞间连丝加以连接.,2、动物细胞间的连接,1）桥粒（desmosome） 属于 锚定连接（anchoring junction）,2）紧密连接（tight junction）,通过特殊的跨膜蛋白成串排列形成网络状脊嵌入相邻细胞，使相邻细胞紧紧连在一起。,3）间隙连接（gap junction）,通讯连接（communicating junction） 通过连接子将两个相邻细胞连接起来的一种连接方式，细胞间有间隙，连接子是由6个膜蛋白亚单位形成的管状通道。,几种连接的比较,