细胞生理PPT幻灯片
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细胞的结构和功能(共27张ppt)
减数分裂的意义
是生物进行有性生殖的基础，通过染色体的 减半和重新组合，增加了遗传的多样性和变
异性，有利于生物适应复杂多变的环境。
08
细胞生长、分化与凋亡
细胞生长过程及影响因素
细胞生长过程
包括细胞体积增大、细胞质增加、细胞核复制等阶段。
影响因素
生长因子、营养状况、细胞密度、激素水平等。
细胞分化现象和机制
功能
叶绿体的功能是进行光合作用。光合作用是叶绿素吸收光能，使之转变为化学能 ，同时利用二氧化碳和水制造有机物并释放氧的过程。其中包括很多复杂的步骤 ，一般分为光反应和暗反应两大阶段。
其他细胞器简介
核糖体
核糖体是细胞内一种核糖核蛋白颗粒，主要由RNA（rRNA）和蛋白质构成，其唯一功能是 按照mRNA的指令将氨基酸合成蛋白质多肽链，所以核糖体是细胞内蛋白质合成的分子机器。
02
细胞学说建立
19世纪，施莱登和施旺提出细胞学说，揭示了生物体结构的统一性。
03
细胞研究历程
随着科学技术的不断发展，人们对细胞的研究逐渐深入，从形态结构到
生理功能、从分子水平到细胞群体水平，不断揭示细胞的奥秘。
02
细胞膜结构与功能
细胞膜组成成分
脂质
细胞膜的主要成分是脂质，包括磷脂、胆固醇等。磷脂双 分子层构成了细胞膜的基本骨架。
一些物质在细胞膜上特定蛋白质的协助下 ，可以顺浓度梯度进行跨膜运输，如葡萄 糖进入红细胞等。
主动运输
胞吞和胞吐
细胞通过消耗能量的方式，将物质逆浓度 梯度进行跨膜运输，如钠离子、钾离子等 离子物质的运输。
对于一些大分子物质或颗粒性物质，细胞 通过胞吞或胞吐的方式进行跨膜运输。
细胞膜功能总结
绪论3细胞_PPT幻灯片
1905年，J.Farmer 和J.More把进行有性生殖的生 物体的生殖细胞使染色体数目减半的分裂方式称为减 数分裂。
中心体、高尔基体、线粒体等细胞器的发现
透射电镜
四、分子细胞生物学时代
1. 1944年，美国人O. Avery，C. Macleod和M. McCarthy等人通过肺炎球菌转化实验证明DNA是遗传物质。
12.1983年，美国人K.B.Mullis 发明PCR仪，于1993年获诺贝尔化学奖。1988年美国Cetus 公 司获PCR技术专利，1990年其诊断试剂盒和仪器的销售额达2600 万美元。
13.1990年，美国国会正式批准的“人类基因组计划”,计划在15年内投入30亿美元以上的资金 进行人类基因组分析。我国于1993年加入该计划，承担其中1%的任务，即人类3号染色体短 臂上约30Mb的测序任务。2000年6月28日人类基因组工作草图完成。
第二节 细胞研究的模型——模式生物
与细胞的生命意义
大肠杆菌 酿酒酵母
拟南芥 海胆
斑马鱼 小鼠
第三节 细胞生物学特征
细胞生物学（Cell Biology） ：
以细胞为研究对象，经历了从显微水平 （细胞整体）到亚显微水平（细胞超微结构） 和分子水平的发展过程，成为今天在分子层次 上研究细胞精细结构和生命活动规律的学科。
细胞（cell）：有机体结构与功 能的基本单位（除了病毒），是 一切生命活动的基本单位。
• 细胞是构成有机体的基本单位。 • 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。 • 细胞遗传的基本单位。 • 没有细胞就没有完整的生命。
细胞是构成有机体的基本单位
形状：多样，但同种细胞的形状一般 是固定的。
14.1990年，美国国立卫生研究院，给一名患有先天性重度联合免疫缺陷病的4岁女孩实施了首 例基因治疗。这种疾病因腺苷脱氨酶（ADA）基因变异引起。
中心体、高尔基体、线粒体等细胞器的发现
透射电镜
四、分子细胞生物学时代
1. 1944年，美国人O. Avery，C. Macleod和M. McCarthy等人通过肺炎球菌转化实验证明DNA是遗传物质。
12.1983年，美国人K.B.Mullis 发明PCR仪，于1993年获诺贝尔化学奖。1988年美国Cetus 公 司获PCR技术专利，1990年其诊断试剂盒和仪器的销售额达2600 万美元。
13.1990年，美国国会正式批准的“人类基因组计划”,计划在15年内投入30亿美元以上的资金 进行人类基因组分析。我国于1993年加入该计划，承担其中1%的任务，即人类3号染色体短 臂上约30Mb的测序任务。2000年6月28日人类基因组工作草图完成。
第二节 细胞研究的模型——模式生物
与细胞的生命意义
大肠杆菌 酿酒酵母
拟南芥 海胆
斑马鱼 小鼠
第三节 细胞生物学特征
细胞生物学（Cell Biology） ：
以细胞为研究对象，经历了从显微水平 （细胞整体）到亚显微水平（细胞超微结构） 和分子水平的发展过程，成为今天在分子层次 上研究细胞精细结构和生命活动规律的学科。
细胞（cell）：有机体结构与功 能的基本单位（除了病毒），是 一切生命活动的基本单位。
• 细胞是构成有机体的基本单位。 • 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。 • 细胞遗传的基本单位。 • 没有细胞就没有完整的生命。
细胞是构成有机体的基本单位
形状：多样，但同种细胞的形状一般 是固定的。
14.1990年，美国国立卫生研究院，给一名患有先天性重度联合免疫缺陷病的4岁女孩实施了首 例基因治疗。这种疾病因腺苷脱氨酶（ADA）基因变异引起。
《植物生理学》第一章 细胞生理ppt课件
第二节 细胞壁的结构与功能
细胞壁—是植物细胞外围的一层壁，具一定弹性 和硬度，界定细胞形状和大小。
一、细胞壁的组成
典型的细胞壁的组成： 胞间层(intercellular layer)、 初生壁(primary wall) 次生壁(secondary wall)
细胞壁的亚显微结构图解
细胞在初生壁内产生次生壁
有明显的膜包裹，形成 界限分明的细胞核 高度分化，形成多种细 胞器
有丝分裂
A模式图
B显微结构
大液泡 叶绿体 细胞壁 是植物细胞 区别于动物 细胞的三大 结构特征。
二、原生质的性质
• 原生质(protoplasm)是构成细胞的生活物质， 是细胞生命活动的物质基础。
组成原生质的各类物质的相对数量
1.带电性与亲水性 2.扩大界面 3.凝胶作用 4.吸胀作用
在植物细胞中，有不少分子如磷脂、蛋白质、核 酸、叶绿素、类胡萝卜素及多糖等在一定温度范围内 都可以形成液晶态。一些较大的颗粒像核仁、染色体 和核糖体也具有液晶结构。
液晶态与生命活动息息相关比如膜的流动性是生 物膜具有液晶特性的缘故。当温度过高时，膜会从液 晶态转变为液态，其流动性增大，膜透性加大，导致 细胞内葡萄糖和无机离子等大量流失。温度过低也会 使膜的液晶性质发生改变。
物质 水
蛋白质 DNA RNA 脂类 其他有机物 无机物
含量（%） 85 10 0.4 0.7 2 0.4 1.5
平均分子量
18ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ36000
107 4.0 ×105
700 250 55
由于原生质含有大量的水分，使它具有液体的某些性质， 如有很大的表面张力(surface tension)，因而裸露的原生 质体呈球形。
生理学课件细胞生理学
目录•细胞生理学概述•细胞膜与物质转运•细胞的能量代谢与生物氧化•细胞分裂、增殖与凋亡•细胞分化、发育与再生•细胞信号传导与调控细胞生理学概述研究对象细胞生理学以细胞为研究对象，探讨细胞在各种生理状态下的生命活动及其调节机制。
定义细胞生理学是研究细胞生命活动规律的科学，包括细胞的结构、功能、代谢、生长、分裂、分化、凋亡等方面。
细胞生理学的定义与研究对象细胞生理学的历史与发展早期研究17世纪，列文虎克首次观察到细胞；19世纪，施莱登和施旺提出细胞学说。
20世纪以来的发展随着显微镜技术的改进和分子生物学的发展，细胞生理学的研究领域不断扩展，包括细胞膜的离子通道、信号转导、基因表达调控等。
光学显微镜、电子显微镜等用于观察细胞形态和结构。
显微镜技术通过模拟体内环境，在体外培养细胞，研究细胞的生长、分化等过程。
细胞培养技术如细胞破碎、差速离心等，用于分离细胞膜、细胞质、细胞核等组分。
细胞组分分离技术如蛋白质组学、基因编辑等，用于研究细胞内的生物大分子及其功能。
生物化学与分子生物学技术细胞生理学的研究方法与技术细胞膜与物质转运细胞膜的结构与功能01细胞膜的主要成分脂质、蛋白质和糖类02细胞膜的结构模型流动镶嵌模型03细胞膜的功能保护细胞、物质转运、信息传递和细胞识别等单纯扩散脂溶性物质顺浓度差转运主动转运物质逆浓度差或电位差转运，需消耗能量易化扩散非脂溶性物质或带电离子顺浓度差转运，需膜蛋白参与膜泡运输大分子物质和颗粒物质的转运方式，包括出胞和入胞物质跨膜转运的方式与机制细胞膜的信号传导功能受体介导的信号传导01细胞通过膜受体感受外界信号分子的刺激，引发细胞内一系列生物化学反应通道介导的信号传导02离子通道在特定刺激下开放或关闭，改变细胞膜电位，进而引发细胞反应酶介导的信号传导03细胞膜上的酶参与信号分子的合成或分解，从而调节细胞内的代谢和生理功能细胞的能量代谢与生物氧化1 2 3细胞通过分解代谢和合成代谢过程，实现能量的获取、转化和利用，以维持生命活动的正常进行。
细胞生理学ppt课件
2024/1/28
11
物质跨膜运输调节因素
细胞内外环境
细胞内外环境的pH值、温度、 离子浓度等因素影响物质跨膜运 输的速率和方向。
信号转导
信号分子与膜受体结合后，通过 信号转导途径影响物质跨膜运输 相关蛋白的活性或表达，从而调 节物质跨膜运输的过程。
01
02
膜蛋白
膜蛋白的种类和数量影响物质跨 膜运输的速率和选择性。
钙泵
通过消耗ATP能量，将细胞质内的Ca2+泵入细胞内钙库（如内质网、线粒体等）中储存，以维持细胞质内低钙 浓度。
2024/1/28
10
膜泡运输：内吞和外排过程
内吞作用
细胞通过膜包裹将物质摄入细胞内的 过程，包括吞噬作用、胞饮作用和受 体介导的内吞作用等。
外排作用
细胞通过膜包裹将物质排出细胞外的 过程，包括组成型外排和调节型外排 两种类型。
2的主 要阶段，包括G1、S、G2 三个时期，为分裂期做准 备。
2024/1/28
分裂期
细胞分裂成两个子细胞的 过程，包括前期、中期、 后期和末期。
各个时期的特点
如DNA复制、染色体凝集 、核膜破裂、纺锤体形成 等。
29
有丝分裂过程中染色体行为变化观察
01
02
03
04
前期
染色体凝集，纺锤体形成。
乙酰化
在蛋白质上添加糖链，影响其稳定性、溶解 度和相互作用。
糖基化
在蛋白质上添加乙酰基团，影响其活性和稳 定性。
2024/1/28
泛素化
通过添加泛素分子来标记蛋白质，导致其被 蛋白酶体降解。
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蛋白质降解途径及其生理意义
溶酶体途径
通过溶酶体内的水解酶将蛋白质降解为小分子物质，如氨基酸、 寡肽等，供细胞再利用。
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单纯扩散受电荷、极性与大小的影响
例如：二氧化碳、氧气
细胞膜的物质转运
易化扩散（Facilitated diffusion）： 某些物质需要细胞膜上的特殊蛋白的“帮助”，顺浓度
梯度（电化学梯度）从膜的高浓度一侧扩散到低浓度一侧。 特 点： （1）顺浓度梯度（电化学梯度）进行转运，不消耗ATP； （2）转运过程中必须有膜蛋白的帮助（介导）。 分 类： （1）载体介导的易化扩散；
（2）离子通道介导的易化扩散。
细胞膜的物质转运
特异性、饱和性、竞争性 如葡萄糖转运子
速度快、有选择性、受调控 如： Na+通道
细胞膜的物质转运
哺乳动物细胞内外离子的浓度差
细胞通过主动运输维持细胞内外离子的浓度梯度
细胞膜的物质转运
主动转运（Active transport）：
在细胞膜上载体的帮助 下，通过消耗ATP，将某种 物质逆浓度梯度进行转运的 过程。
细胞生理
2、细胞膜的跨膜物质转运功能
浓 度 梯 度
单纯扩散
易化扩散
主动运输
细胞膜的物质转运
单纯扩散（Simple diffusion）：
指一些小分子的脂溶性物质顺 浓度梯度（电化学梯度）从膜的高 浓度一侧扩散到低浓度一侧的方式。
（1）细胞膜两侧存在物质
条件
的浓度差或电位差；
（2）细胞膜对该物质有通透性。
和氨基酸的转运）
细胞膜的物质转运
动物细胞转运葡萄糖
细菌转运乳糖
细胞膜的物质转运
入胞作用（Endocytosis）：
是指某些物质与细胞膜接触，导 致接触部位的质膜内陷以包被该物质， 然后出现膜结构融合和断裂，使该物 质连同包被它的质膜一起进入胞浆的 过程，含胞饮（Pinocytosis）和吞噬 （Phagocytosis）。
可兴奋组织（Exitable tissue）——受到刺激 时，能够产生动作电位的组织。
刺激与兴奋的关系
• 适宜刺激：在自然条件下能引起细胞发生反应的刺激。
• 不适宜刺激:在自然条件下不能引起某细胞发生反应的
•
刺激
• 不同细胞有不同的适宜刺激。同种细胞不一定只有一种
• 适宜刺激
刺激引起兴奋的条件：(可兴奋细胞、适宜刺激） 刺激强度 刺激时间 强度对时间的变化率
1、细胞膜的结构
“液态镶嵌模型” （Fluid mosaic model ）
细胞膜以液态的脂质双分子层为骨架，其中镶嵌着 不同结构和功能的蛋白质（Singer & Nicolson 1972 ）
细胞膜的结构
膜 脂：磷脂、胆固醇
（构成膜的骨架） 膜蛋白：酶、受体、载体、离子通道等（介导细胞的功能） 膜 糖： 糖脂、糖蛋白（式图
细胞膜的结构
• 细胞膜是脂质双分子结构，起屏障作用。细胞膜是半 透性膜。
• 细胞膜是液态镶嵌模型，镶嵌在脂质双分子层中的蛋 白质可以横向漂浮移动。
• 膜中的特殊蛋白质负责物质、能量和信息的跨膜转运 和转换。
• 膜中的糖脂或糖蛋白是蛋白质和细胞的特异性“标 志” ，能特异性地与某种递质、激素、或其它化学信 号分子结合。
出胞作用（Exocytosis）：
动画
出胞与入胞相反，指某些大分子物质或颗粒从细胞排出 的过程，主要见于细胞的分泌活动等。
细胞膜的物质转运
细胞膜的物质转运
LDL通过受体介导实现细胞内吞
内吞泡形成的电镜照片
细胞生理
二、细胞的跨膜信号转导
动物体各种器官之间的功能协调以及整体统一 性的维持主要依靠组织与组织之间、细胞与细胞 之间的信息传递来完成的。
细胞膜的信号转导
根据参与信号转导蛋白质种类的不同可将 信号转导系统分为以下三大类：
1、离子通道介导的信号转导
(电压门控通道、机械门控通道、化学门控通道）
2、G蛋白耦联受体介导的信号转导 3、酶耦联受体介导的信号转导
（具有酪氨酸激酶的受体、具有鸟苷酸环化酶受体）
细胞生理
G蛋白耦联受体介导信号转导的主要步骤
细胞生理
三、细胞的兴奋性和生物电现象
1、细胞的兴奋性 2、细胞的生物电现象
细胞的兴奋性
1、细胞的兴奋性
刺 激（stimulus）——引起细胞、组织或机体产 生反应的各种内外环境的变化。
兴 奋（Exitation）——细 胞受到刺激后发生 的反应（产生动作电位的过程）。
兴奋性（Exitability）——细胞受到刺激后发生 反应（具有产生动作电位）的能力。
配体+受体 G蛋白 G蛋白效应器 第二信使 第二信使效应器
腺 依 磷 C蛋 蛋 N环 环 三 二aa苷白 白 磷 磷 磷 酰赖 酯2++、或酸激 激 酸 酸 酸 甘于 酶KK环酶 酶 腺 鸟 酰 油cC+G+和化苷 苷 肌 （AC通M（ （C酶（ （ 醇D道PaGPP的2（cc+KKAG）通磷IACMMP道酸））3PP）蛋））二白酯酶 钙离子和NO等
细胞的兴奋性
刺激强度与兴奋的关系
阈刺激——引起组织、细胞兴奋（产生动作电位）所需 的最小刺激强度。
阈上刺激——大于阈刺激的刺激强度。 阈下刺激——小于阈刺激的刺激强度。
阈下刺激不能引起组织、细胞的兴奋（或动作电位 产生），但并非对组织细胞不产生任何影响。
刺激时间与兴奋的关系
第二章 细胞生理 （Cell Physiology）
一、细胞膜物质转运功能 二、细胞的跨膜信号转导 三、细胞的兴奋性和生物电现象 四、兴奋性传递和肌肉收缩
重点：细胞膜的物质转运和兴奋性 难点：生物电产生的机制
细胞生理
一、细胞膜物质转运功能
1、细胞膜的结构 2、细胞膜的跨膜物质转运功能
——半透膜
细胞膜的结构
细胞膜的信号转导
1、细胞膜的信号转导系统：
各种化学物质以及非化学性的外界刺激信号， 大多数作用到细胞膜上，通过跨膜信号传递 （transmembrane signaling）或跨膜信号转导 （transmembrane signal tranduction） ，引起细 胞功能活动的改变。
第一信使：激素、神经递质和细胞因子
特 点：（1）逆浓度梯度转运；
动画
（2）耗能（ATP） ；
（3）需要载体介导。
细胞膜的物质转运
钠钾泵（Na+ K+ ATPase）: 逆浓度梯度，需要载体，消耗能量（ATP）
保持细胞内的高K+低Na+和细胞外的高Na+低 K+
细胞膜的物质转运
s
原发性主动转运
（钠钾泵、钙泵、碘泵）
继发性主动转运（葡萄糖