细胞生物学课件第9章A (Endomembrane)
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《细胞生物学》教学课件：细胞基本结构(2)
GC是具有明显极性的膜结构复合体
通常整个扁平囊较 弯曲，凸出的一面 对着内质网，称为 顺面（cis face）或 形成面（forming face）。凹进的一 面朝向细胞膜，称 为反面（trans face） 或成熟面（mature face）。
GC是具有明显极性的膜结构复合体
cis Golgi network, cis cisternae, medial cisternae, trans cisternae, trans Golgi network
内膜系统endomembrane system
The endomembrane system is a collection of membranous structures involved in transport within the cell.
The endomembrane system functions, in part, in
1. protein synthesis, 2. protein modification, 3. protein sorting and 4. protein transport.
内质网endoplasmic reticulum, ER
an organelle found in all eukaryotic cells.
蛋白质合成修饰加工与转运。
SER呈分 支管状或 小泡状， 无核糖体 附着。
脂质、甾体激素合成；解毒、分解糖原 （肝脏）；Ca2＋贮存（肌肉）；胃酸、胆 汁形成。
微粒体（microsome）：密度梯度离心后 内质网断裂而形成。仍保留内质网的基本 特性，是研究内质网极好的材料。
高尔基体 Golgi complex, GC
细胞生物学,翟中和,第三版--第九章
第九章 细胞骨架(Cytoskeleton)
细胞骨架是指存在 于真核细胞中的蛋白 纤维网架体系。
包括：微丝、微管和
中间丝。
细胞生物学
细胞生物学
细胞生物学
◆作为支架(scaffold)
◆在细胞内形成一个框架(framework)结构 ◆为细胞内的物质和细胞器的运输运动提
供机械支持
◆为细胞的位臵移动提供动力 ◆为信使RNA提供锚定位点，促进 mRNA 翻译成多肽 ◆是细胞分裂的机器 ◆参与信号转导
◆肌球蛋白的结构 由一个重链和几个轻链组成 ， 并组成三个结构 域∶ ●头部 含有与肌动蛋白、ATP结合的位点，负责产生力。 ●颈部 颈部通过同钙调素或类似钙调素的调节轻链亚基 的结合来调节头部的活性。 ●尾部 含有决定尾部是否同膜结合还是同其它的尾部结 细胞生物学 合的位点
（一）Ⅱ型肌球蛋白 ●肌球蛋白Ⅱ:肌收缩、胞质分裂
↓
第二节
微管及其功能
一、微管的结构组成与极性 有α-微管蛋白和β-微管蛋白组成； α-微管蛋白 和β-微管蛋白形成微管蛋白异二聚体是微管装配 的基本单位，微管蛋白异二聚体含有鸟嘌呤核苷酸 的两个结合位点，二价阳离子也能结合到微管蛋白 异二聚体。微管蛋白异二聚体具有一个秋水仙碱结
合位点，一个长春花碱结合位点。
而成。肌膜AP 沿T管传导）。
纵管系统：
L管（也称肌浆 网。肌节两端 的L管称终池， 富含Ca2+)。 三联管：T 管+终池×2
细胞生物学
肌小节：是肌细胞收缩的基本结构和功能单位。 =1/2明带＋暗带＋1/2明带 = 2条Z线间的区域
细胞生物学
（二）肌肉收缩的滑动模型
细胞生物学
终池膜上的钙通道开放 终池内的Ca2+进入肌浆 Ca2+与肌钙蛋白结合 肌钙蛋白的构型
细胞骨架是指存在 于真核细胞中的蛋白 纤维网架体系。
包括：微丝、微管和
中间丝。
细胞生物学
细胞生物学
细胞生物学
◆作为支架(scaffold)
◆在细胞内形成一个框架(framework)结构 ◆为细胞内的物质和细胞器的运输运动提
供机械支持
◆为细胞的位臵移动提供动力 ◆为信使RNA提供锚定位点，促进 mRNA 翻译成多肽 ◆是细胞分裂的机器 ◆参与信号转导
◆肌球蛋白的结构 由一个重链和几个轻链组成 ， 并组成三个结构 域∶ ●头部 含有与肌动蛋白、ATP结合的位点，负责产生力。 ●颈部 颈部通过同钙调素或类似钙调素的调节轻链亚基 的结合来调节头部的活性。 ●尾部 含有决定尾部是否同膜结合还是同其它的尾部结 细胞生物学 合的位点
（一）Ⅱ型肌球蛋白 ●肌球蛋白Ⅱ:肌收缩、胞质分裂
↓
第二节
微管及其功能
一、微管的结构组成与极性 有α-微管蛋白和β-微管蛋白组成； α-微管蛋白 和β-微管蛋白形成微管蛋白异二聚体是微管装配 的基本单位，微管蛋白异二聚体含有鸟嘌呤核苷酸 的两个结合位点，二价阳离子也能结合到微管蛋白 异二聚体。微管蛋白异二聚体具有一个秋水仙碱结
合位点，一个长春花碱结合位点。
而成。肌膜AP 沿T管传导）。
纵管系统：
L管（也称肌浆 网。肌节两端 的L管称终池， 富含Ca2+)。 三联管：T 管+终池×2
细胞生物学
肌小节：是肌细胞收缩的基本结构和功能单位。 =1/2明带＋暗带＋1/2明带 = 2条Z线间的区域
细胞生物学
（二）肌肉收缩的滑动模型
细胞生物学
终池膜上的钙通道开放 终池内的Ca2+进入肌浆 Ca2+与肌钙蛋白结合 肌钙蛋白的构型
《细胞生物学》ppt课件(2024)
叶绿体
主要功能是进行光合作用，将光能转化为化学能储存在有 机物中。其结构包括外膜、内膜和类囊体，类囊体上附有 大量与光合作用有关的色素和酶。
高尔基体
主要功能是参与蛋白质的加工、分类和包装，形成分泌泡 或分泌颗粒，将其运输到细胞表面或分泌到细胞外。其结 构包括扁平囊泡、大泡和小泡。
2024/1/30
核糖体
2024/1/30
01 02 03 04
推动医学发展
细胞生物学在医学领域有着广泛 的应用，如研究疾病的发病机理 、开发新的治疗方法和药物等。
探索生命起源与进化
通过研究细胞的起源、进化和多 样性，可以深入了解生命的起源 和进化过程，探索生命科学的奥 秘。
6
02
细胞的基本结构与功能
Chapter
2024/1/30
能量代谢的调节机制
受到细胞内能量状态、激素水平、神经调节等多 种因素的影响。
2024/1/30
14
细胞的信号传导与调控
信号传导的基本概念
信号传导的主要途径
信号传导是指细胞通过特定的信号分子和 信号通路，将外界刺激转化为细胞内生物 化学反应的过程。
包括G蛋白偶联受体信号通路、酶联受体信 号通路、离子通道受体信号通路等。
7
细胞膜的结构与功能
2024/1/30
细胞膜的主要成分
01
脂质、蛋白质和糖类
细胞膜的结构特点
02
流动性、选择透过性
细胞膜的功能
03
物质运输、信息传递、能量转换、细胞识别等
8
细胞质的结构与功能
2024/1/30
细胞质的主要成分
水、无机盐、脂质、蛋白质、糖类等
细胞质的结构特点
胶态、不均一性
主要功能是进行光合作用，将光能转化为化学能储存在有 机物中。其结构包括外膜、内膜和类囊体，类囊体上附有 大量与光合作用有关的色素和酶。
高尔基体
主要功能是参与蛋白质的加工、分类和包装，形成分泌泡 或分泌颗粒，将其运输到细胞表面或分泌到细胞外。其结 构包括扁平囊泡、大泡和小泡。
2024/1/30
核糖体
2024/1/30
01 02 03 04
推动医学发展
细胞生物学在医学领域有着广泛 的应用，如研究疾病的发病机理 、开发新的治疗方法和药物等。
探索生命起源与进化
通过研究细胞的起源、进化和多 样性，可以深入了解生命的起源 和进化过程，探索生命科学的奥 秘。
6
02
细胞的基本结构与功能
Chapter
2024/1/30
能量代谢的调节机制
受到细胞内能量状态、激素水平、神经调节等多 种因素的影响。
2024/1/30
14
细胞的信号传导与调控
信号传导的基本概念
信号传导的主要途径
信号传导是指细胞通过特定的信号分子和 信号通路，将外界刺激转化为细胞内生物 化学反应的过程。
包括G蛋白偶联受体信号通路、酶联受体信 号通路、离子通道受体信号通路等。
7
细胞膜的结构与功能
2024/1/30
细胞膜的主要成分
01
脂质、蛋白质和糖类
细胞膜的结构特点
02
流动性、选择透过性
细胞膜的功能
03
物质运输、信息传递、能量转换、细胞识别等
8
细胞质的结构与功能
2024/1/30
细胞质的主要成分
水、无机盐、脂质、蛋白质、糖类等
细胞质的结构特点
胶态、不均一性
细胞生物学PPT
深，称为染色粒（chromosome）。
2.偶线期：同源染色体发生联会，形成二价体。
联会（synapsis）：同源染色体从靠近核膜的某一点开 始相互靠拢，在相同位置上的染色粒准确配对，这个过 程称为联会。
二价体（bivalent）：联会后，每对紧密相伴的同源染色 体，称二价体。
联会复合体（synaptonemal complex）：联会时，同源染色体之
3.粗线期：每个二价体含4个染色单体，称为四分体 （tetrad）。两条非姐妹染色单体之间存在交叉（chiasma）， 代表它们之间发生了DNA片段的交换（crossing-over）和重组， 产生新的等位基因的组合。交叉处的联会复合体中央区有一重 组节，是与交换有关的结构。
联会复合体的中央区有一些圆球形、椭球形或长约0.2μm的棒状， 称为重组节（recombination nodule）。重组节直径约90nm的蛋白 质集合体，重组节中含有大量与DNA重组有关的酶。
2．在减数分裂前期Ⅰ，同源染色体的非姐妹染色单体间出现 染色体片段的交换，染色体片段上控制遗传性状的基因也随之 进行了交换，同时，非同源染色体之间随机组合进入生殖细胞， 使得配子的染色体组成多种多样，这对于生物遗传性状的变异， 进化，适应性等都具有实际意义。
3．减数分裂为经典遗传学三大定律——分离律，自由组合律， 连锁互换律提供了细胞学基础和证据。 同源染色体的配对， 分离及非姐妹染色体之间的交换，非同源染色体之间的随机组 合，合理地解释了配子形成过程中基因的行为。
胞质分裂
开始于后期；
纺锤体微管趋于瓦解， 而赤道部分的微管增 多，形成中间体；
细胞中央细胞膜下肌 动蛋白和肌球蛋白聚 集形成收缩环，通过 微丝滑动，收缩环变 小，细胞膜凹陷，产 生分裂沟。分裂沟逐 渐加深，与中间体接 触，最后收缩环处细 胞膜融合，形成两个 子细胞。
2.偶线期：同源染色体发生联会，形成二价体。
联会（synapsis）：同源染色体从靠近核膜的某一点开 始相互靠拢，在相同位置上的染色粒准确配对，这个过 程称为联会。
二价体（bivalent）：联会后，每对紧密相伴的同源染色 体，称二价体。
联会复合体（synaptonemal complex）：联会时，同源染色体之
3.粗线期：每个二价体含4个染色单体，称为四分体 （tetrad）。两条非姐妹染色单体之间存在交叉（chiasma）， 代表它们之间发生了DNA片段的交换（crossing-over）和重组， 产生新的等位基因的组合。交叉处的联会复合体中央区有一重 组节，是与交换有关的结构。
联会复合体的中央区有一些圆球形、椭球形或长约0.2μm的棒状， 称为重组节（recombination nodule）。重组节直径约90nm的蛋白 质集合体，重组节中含有大量与DNA重组有关的酶。
2．在减数分裂前期Ⅰ，同源染色体的非姐妹染色单体间出现 染色体片段的交换，染色体片段上控制遗传性状的基因也随之 进行了交换，同时，非同源染色体之间随机组合进入生殖细胞， 使得配子的染色体组成多种多样，这对于生物遗传性状的变异， 进化，适应性等都具有实际意义。
3．减数分裂为经典遗传学三大定律——分离律，自由组合律， 连锁互换律提供了细胞学基础和证据。 同源染色体的配对， 分离及非姐妹染色体之间的交换，非同源染色体之间的随机组 合，合理地解释了配子形成过程中基因的行为。
胞质分裂
开始于后期；
纺锤体微管趋于瓦解， 而赤道部分的微管增 多，形成中间体；
细胞中央细胞膜下肌 动蛋白和肌球蛋白聚 集形成收缩环，通过 微丝滑动，收缩环变 小，细胞膜凹陷，产 生分裂沟。分裂沟逐 渐加深，与中间体接 触，最后收缩环处细 胞膜融合，形成两个 子细胞。
Ru-第9章 内膜系统 20161016
• Transport across membranes: Proteins can enter an organelle such as mitochondrion, chloroplast, peroxisome and ER by passing through the membrane.
• Transport by vesicles: Proteins can enter an organelle such as Golgi apparatus, lysosome, endosome by transport and fusion of vesicles.
Golgi membranes, the vesicles (indicated by the arrowheads) accumulate in the cell. [The
mutants depicted in c and d are temperature-sensitive mutants. When kept at the lower
ER cisternae accumulate in the cell. (d ) A yeast cell bearing a mutation in the sec17 gene,
whose product is involved in vesicle fusion (step 2, part a). Because they cannot fuse with
Chloroplasts
organelle that is enclosed by two layers of membranes (an inner and an outer membrane); chloroplasts absorb sunlight and to make food molecules (sugars) by photosynthesis
• Transport by vesicles: Proteins can enter an organelle such as Golgi apparatus, lysosome, endosome by transport and fusion of vesicles.
Golgi membranes, the vesicles (indicated by the arrowheads) accumulate in the cell. [The
mutants depicted in c and d are temperature-sensitive mutants. When kept at the lower
ER cisternae accumulate in the cell. (d ) A yeast cell bearing a mutation in the sec17 gene,
whose product is involved in vesicle fusion (step 2, part a). Because they cannot fuse with
Chloroplasts
organelle that is enclosed by two layers of membranes (an inner and an outer membrane); chloroplasts absorb sunlight and to make food molecules (sugars) by photosynthesis
2024版细胞生物学电子版PPT课件
分裂期
分为前期、中期、后期和末期，主要完成染色体的分离和细胞质的分裂。
间期
细胞周期的大部分时间处于间期，包括G1期、S期和G2期，主要进行DNA复制和相关蛋白质合成。
细胞周期
指连续分裂的细胞从一次有丝分裂结束到下一次有丝分裂结束所经历的整个过程，包括间期和分裂期。
细胞周期与有丝分裂
减数分裂与遗传规律
胚胎发育过程中的细胞分化
组织器官的形成
在胚胎发育过程中，各种组织器官的形成是细胞分化的结果，需要多种类型细胞的协同作用。
组织的再生与修复
当组织受到损伤时，机体可以通过再生和修复机制来恢复组织的结构和功能，其中涉及到干细胞的激活、增殖和分化等过程。
再生医学的应用
再生医学利用干细胞和其他生物技术手段来促进组织的再生和修复，为治疗多种疾病提供了新的思路和方法。
减数分裂
生物细胞中染色体数目减半的分裂方式，性细胞分裂时，染色体只复制一次，细胞连续分裂两次。
遗传规律
主要包括分离定律、自由组合定律和连锁互换定律，是生物遗传的基本规律。
分离定律
在杂种后代中，一对相对性状的显隐性状会分开，各自独立地遗传给后代。
自由组合定律
控制两对或两对以上相对性状的基因在遗传给下一代时，各自独立分配，互不干扰。
位于细胞膜或细胞内，能够特异性识别并结合信号分子的蛋白质或糖蛋白。
受体
信号分子通过受体介导的一系列生物化学反应，将信号从细胞外传递到细胞内，并调节细胞的功能和代谢。
信号转导途径
细胞信号转导的基本概念
参与视觉、嗅觉、味觉等多种生理功能的调节。
G蛋白偶联受体信号转导途径
通过酶促反应将信号放大并传递到细胞内，调节细胞的生长、分化和代谢。
细胞分化的意义
分为前期、中期、后期和末期，主要完成染色体的分离和细胞质的分裂。
间期
细胞周期的大部分时间处于间期，包括G1期、S期和G2期，主要进行DNA复制和相关蛋白质合成。
细胞周期
指连续分裂的细胞从一次有丝分裂结束到下一次有丝分裂结束所经历的整个过程，包括间期和分裂期。
细胞周期与有丝分裂
减数分裂与遗传规律
胚胎发育过程中的细胞分化
组织器官的形成
在胚胎发育过程中，各种组织器官的形成是细胞分化的结果，需要多种类型细胞的协同作用。
组织的再生与修复
当组织受到损伤时，机体可以通过再生和修复机制来恢复组织的结构和功能，其中涉及到干细胞的激活、增殖和分化等过程。
再生医学的应用
再生医学利用干细胞和其他生物技术手段来促进组织的再生和修复，为治疗多种疾病提供了新的思路和方法。
减数分裂
生物细胞中染色体数目减半的分裂方式，性细胞分裂时，染色体只复制一次，细胞连续分裂两次。
遗传规律
主要包括分离定律、自由组合定律和连锁互换定律，是生物遗传的基本规律。
分离定律
在杂种后代中，一对相对性状的显隐性状会分开，各自独立地遗传给后代。
自由组合定律
控制两对或两对以上相对性状的基因在遗传给下一代时，各自独立分配，互不干扰。
位于细胞膜或细胞内，能够特异性识别并结合信号分子的蛋白质或糖蛋白。
受体
信号分子通过受体介导的一系列生物化学反应，将信号从细胞外传递到细胞内，并调节细胞的功能和代谢。
信号转导途径
细胞信号转导的基本概念
参与视觉、嗅觉、味觉等多种生理功能的调节。
G蛋白偶联受体信号转导途径
通过酶促反应将信号放大并传递到细胞内，调节细胞的生长、分化和代谢。
细胞分化的意义
细胞生物学ppt课件(2024)
针对细胞信号转导途径中的关键分子设计药物，可以实现对疾病的精准 治疗。例如，靶向肿瘤细胞表面受体的抗体药物可以阻断肿瘤细胞的生 长和扩散。
信号转导与疾病预防
通过调节饮食、生活方式等，可以影响细胞信号转导过程，从而预防疾 病的发生。例如，适量运动可以促进细胞信号转导的正常进行，降低心 血管疾病的风险。
05
细胞的增殖与分化
细胞周期与有丝分裂
细胞周期的定义与阶段
细胞从一次分裂结束到下一次分裂结束所经历的全过程， 包括间期和分裂期两个阶段。
间期的特点与功能
间期是细胞生长和DNA复制的时期，包括G1期、S期和 G2期三个阶段，为细胞分裂准备物质基础。
有丝分裂的过程与意义
有丝分裂是真核细胞进行细胞分裂的主要方式，包括前期 、中期、后期和末期四个阶段，确保遗传物质平均分配到 两个子细胞中。
主动运输
需要消耗能量，物质逆浓度梯度进 行运输，包括原发性主动转运和继 发性主动转运。
膜泡运输
通过膜包裹、膜融合、膜分离等步 骤，实现大分子和颗粒物质的跨膜 运输，包括胞吞作用和胞吐作用。
细胞信号转导的基本过程
信号分子识别
细胞通过表面受体识别信号分子，启动 信号转导过程。
信号跨膜转导
信号分子与受体结合后，通过激活或抑 制膜内信号转导蛋白，将信号跨膜传递 。
04
细胞的能量转换与代谢
细胞的能量转换过程
1 2
ATP的合成与分解
细胞通过ATP的合成和分解来实现能量的转换和 储存，其中ATP的合成主要在线粒体中进行，而 分解则发生在细胞质中。
氧化磷酸化
在线粒体中，通过氧化磷酸化过程将NADH和 FADH2中的能量转化为ATP中的高能磷酸键。
3
光合作用
信号转导与疾病预防
通过调节饮食、生活方式等，可以影响细胞信号转导过程，从而预防疾 病的发生。例如，适量运动可以促进细胞信号转导的正常进行，降低心 血管疾病的风险。
05
细胞的增殖与分化
细胞周期与有丝分裂
细胞周期的定义与阶段
细胞从一次分裂结束到下一次分裂结束所经历的全过程， 包括间期和分裂期两个阶段。
间期的特点与功能
间期是细胞生长和DNA复制的时期，包括G1期、S期和 G2期三个阶段，为细胞分裂准备物质基础。
有丝分裂的过程与意义
有丝分裂是真核细胞进行细胞分裂的主要方式，包括前期 、中期、后期和末期四个阶段，确保遗传物质平均分配到 两个子细胞中。
主动运输
需要消耗能量，物质逆浓度梯度进 行运输，包括原发性主动转运和继 发性主动转运。
膜泡运输
通过膜包裹、膜融合、膜分离等步 骤，实现大分子和颗粒物质的跨膜 运输，包括胞吞作用和胞吐作用。
细胞信号转导的基本过程
信号分子识别
细胞通过表面受体识别信号分子，启动 信号转导过程。
信号跨膜转导
信号分子与受体结合后，通过激活或抑 制膜内信号转导蛋白，将信号跨膜传递 。
04
细胞的能量转换与代谢
细胞的能量转换过程
1 2
ATP的合成与分解
细胞通过ATP的合成和分解来实现能量的转换和 储存，其中ATP的合成主要在线粒体中进行，而 分解则发生在细胞质中。
氧化磷酸化
在线粒体中，通过氧化磷酸化过程将NADH和 FADH2中的能量转化为ATP中的高能磷酸键。
3
光合作用
细胞生物学全套ppt课件(共277张PPT)
激光共聚焦显微镜
结合激光扫描和共聚焦技术，实现三 维重建和动态观察，用于研究细胞内 分子定位和相互作用。
电子显微镜
利用电子束代替光束，通过电磁透镜 成像，可观察细胞的超微结构，如透 射电子显微镜和扫描电子显微镜。
分子生物学技术在细胞生物学中应用
DNA重组技术
通过体外操作DNA片段，实现基因克隆、表达和调控研究，用于 解析基因功能和调控网络。
细胞周期调控异常可能导致细胞增殖失控和肿瘤发生。因此，深入研究 细胞周期调控因子和机制对于理解细胞增殖、分化和癌变等生物学过程 具有重要意义。
06
细胞分化、衰老与凋亡
细胞分化类型和影响因素
细胞分化类型 多能干细胞分化
专能干细胞分化
细胞分化类型和影响因素
01
终末分化细胞
02
影响因素
基因表达调控
03
系。
蛋白质组学技术
利用质谱技术、蛋白质芯片等方 法，研究细胞内蛋白质组成、相 互作用和修饰等，揭示蛋白质在
细胞生命活动中的作用。
生物信息学分析
运用生物信息学方法对基因组学 和蛋白质组学数据进行挖掘和分 析，发现新的基因、蛋白质和调 控网络及其与细胞生物学过程的
关系。
THANKS
胞内外环境的稳定。
物质跨膜运输方式及机制
被动运输
01
包括简单扩散和易化扩散两种方式，不需要消耗能量，物质顺
浓度梯度进行运输。
主动运输
02
包括原发性主动转运和继发性主动转运两种方式，需要消耗能
量，物质逆浓度梯度进行运输。
膜泡运输
03
包括出胞和入胞两种方式，通过膜泡的形成和移动来实现物质
的跨膜运输。
膜蛋白功能及其调控
细胞生物学课件(共137张PPT)
DNA存在细胞核和线粒体内，携带和传递遗传信息， 决定细胞和个体的基因型（gene type)。
RNA存在于细胞质和细胞核内，参入细胞内DNA 遗传信息的表达。
病毒中，RNA也可作为遗传信息的载体。
Section 1 DNA的结构与功能
一、DNA的一级结构
4种核苷酸的连接及排列顺序 四种脱氧核糖核苷酸分别表示为：
(6)核小体沿DNA的定位受不同因素的影响，进 而通过核小体相位改变影响基因表达 。
核小体的性质及结构要点示意图（引自等）
在用微球菌核酸酶降解染色质时，反应早期可得到166bp的片段，但不稳定；进一步降解则得到146bp片段，
比较稳定。推测可能原因是失去H1后，DNA两端各有10bp的DNA，易被核酸酶作用而降解。
Chromatin Packing
Chromatin Packing
Section 3 基因与基因组
• 基因：表达一种蛋白质或功能RNA的基 本单位。
• 基因组：是指某种生物所包含的全套基
因。
人类基因组的C值在3＊109 bp ； 病毒含 103~105bp；细菌含105~107bp；
基因与蛋白质
（１）铺展染色质的电镜观察
Isolated from interphase nucleus: 30nm thick Chromatin unpacked, show the nuclesome
(2)用非特异性微球菌核酸酶消化染色质,部分酶解片
段检测结果
（３）应用X射线衍射、中子散射和电镜三维重建 技术研究染色质结晶颗粒
五、分子及细胞生物学研究技术
基因组的维持
真核基因组的结构
染色质结构及其调控 DNA的复制 、修复和转座
1
RNA存在于细胞质和细胞核内，参入细胞内DNA 遗传信息的表达。
病毒中，RNA也可作为遗传信息的载体。
Section 1 DNA的结构与功能
一、DNA的一级结构
4种核苷酸的连接及排列顺序 四种脱氧核糖核苷酸分别表示为：
(6)核小体沿DNA的定位受不同因素的影响，进 而通过核小体相位改变影响基因表达 。
核小体的性质及结构要点示意图（引自等）
在用微球菌核酸酶降解染色质时，反应早期可得到166bp的片段，但不稳定；进一步降解则得到146bp片段，
比较稳定。推测可能原因是失去H1后，DNA两端各有10bp的DNA，易被核酸酶作用而降解。
Chromatin Packing
Chromatin Packing
Section 3 基因与基因组
• 基因：表达一种蛋白质或功能RNA的基 本单位。
• 基因组：是指某种生物所包含的全套基
因。
人类基因组的C值在3＊109 bp ； 病毒含 103~105bp；细菌含105~107bp；
基因与蛋白质
（１）铺展染色质的电镜观察
Isolated from interphase nucleus: 30nm thick Chromatin unpacked, show the nuclesome
(2)用非特异性微球菌核酸酶消化染色质,部分酶解片
段检测结果
（３）应用X射线衍射、中子散射和电镜三维重建 技术研究染色质结晶颗粒
五、分子及细胞生物学研究技术
基因组的维持
真核基因组的结构
染色质结构及其调控 DNA的复制 、修复和转座
1
细胞生物学翟中和编-第9章-细胞信号转导PPT课件
一细胞，常见于癌变细胞。 化学突触（chemical synapse）：神经递质由突触前膜释
放，经突触间隙扩散到突触后膜，作用于特定的靶细胞。
一、细胞通讯
2.步骤与功能
存活 生长+分裂
分化
死亡
信号转导影响细胞结构和功能的各方面
发育 生长
信号转导 代谢
凋亡 免疫
酶活性； 细胞骨架； 离子通透性； DNA合成的起始； 基因表达激活或抑制
二、几个基本概念
• 信号分子 • 受体 • 第二信使 • 分子开关
（一）信号分子（配体）
Signal molecule (Ligand): 细胞的信息载体，能与靶细胞受体 结合并传递信息。 ²物理信号：声、光、电、温度 ²化学信号：激素、局部介质、神经递质
10
化学信号分子
• 气体性信号分子：NO、CO 特点：可自由扩散进入细胞激活效应酶。
（三）第二信使
• 第一信使-----细胞外信号分子
• 第二信使（second messenger）：指在胞内产生的非蛋白类 小分子，其浓度变化应答于胞外信号与细胞表面受体的结
合，在细胞信号转导途径中行使携带和放大信号的功能。
（三）第二信使
• 目前公认的第二信使：cAMP（环腺苷酸）、 cGMP（环鸟甘酸）、Ca2+、 DAG（二酰甘油）、 IP3（1,4,5-三磷酸肌醇）、 PIP3（3,4,5-三磷酸磷 脂酰肌醇）等。
化学信号通讯作用方式
A. 内分泌 B. 旁分泌 C. 化学突触 D. 自分泌
细胞分泌化学信号的作用方式
内分泌（endocrine）：①低浓度；②全身性；③长时效。 旁分泌（paracrine）：细胞分泌的信号分子通过扩散作用
放，经突触间隙扩散到突触后膜，作用于特定的靶细胞。
一、细胞通讯
2.步骤与功能
存活 生长+分裂
分化
死亡
信号转导影响细胞结构和功能的各方面
发育 生长
信号转导 代谢
凋亡 免疫
酶活性； 细胞骨架； 离子通透性； DNA合成的起始； 基因表达激活或抑制
二、几个基本概念
• 信号分子 • 受体 • 第二信使 • 分子开关
（一）信号分子（配体）
Signal molecule (Ligand): 细胞的信息载体，能与靶细胞受体 结合并传递信息。 ²物理信号：声、光、电、温度 ²化学信号：激素、局部介质、神经递质
10
化学信号分子
• 气体性信号分子：NO、CO 特点：可自由扩散进入细胞激活效应酶。
（三）第二信使
• 第一信使-----细胞外信号分子
• 第二信使（second messenger）：指在胞内产生的非蛋白类 小分子，其浓度变化应答于胞外信号与细胞表面受体的结
合，在细胞信号转导途径中行使携带和放大信号的功能。
（三）第二信使
• 目前公认的第二信使：cAMP（环腺苷酸）、 cGMP（环鸟甘酸）、Ca2+、 DAG（二酰甘油）、 IP3（1,4,5-三磷酸肌醇）、 PIP3（3,4,5-三磷酸磷 脂酰肌醇）等。
化学信号通讯作用方式
A. 内分泌 B. 旁分泌 C. 化学突触 D. 自分泌
细胞分泌化学信号的作用方式
内分泌（endocrine）：①低浓度；②全身性；③长时效。 旁分泌（paracrine）：细胞分泌的信号分子通过扩散作用
2024版细胞生物学课件
02
配体与受体结合后激活受体本身具有的酶活性，催化下游底物
产生生物学效应。
离子通道型受体介导的信号传导途径
03
配体与受体结合后引起离子通道的开放或关闭，改变细胞内外
离子浓度，从而产生生物学效应。
11
膜流动性及意义
膜流动性
细胞膜中的脂质分子和蛋白质分子均可发生侧向移动和旋转运动，使得细胞膜具有一定的流动性。
主动运输
物质逆浓度梯度进行跨膜运输，需要 消耗细胞代谢能量，包括原发性主动 运输和继发性主动运输两种方式。
2024/1/26
10
膜受体介导信号传导途径
2024/1/26
G蛋白偶联受体介导的信号传导途径
01
配体与受体结合后激活G蛋白，进而激活或抑制下游效应器，产
生生物学效应。
酶联型受体介导的信号传导途径
结构特点
细胞膜具有流动性，其脂质分子和蛋白质分子均可发生侧向移动和旋转运动； 细胞膜还具有不对称性，即膜两侧的组成成分和功能不同。
2024/1/26
9
物质跨膜运输方式
被动运输
膜泡运输
包括简单扩散和易化扩散两种方式， 物质顺浓度梯度进行跨膜运输，不需 要消耗细胞代谢能量。
通过膜泡的形成、移动、融合等过程 进行物质跨膜运输，包括出芽、内吞、 外排等过程。
减数分裂是生殖细胞形成过程中的重要环节，确保生殖细胞具有 半数染色体。
25
细胞周期各时相变化规律
间期
细胞生长和DNA复制的时期，包括G1期、S期和 G2期。
分裂期（M期）
包括前期、中期、后期和末期，进行细胞分裂。
检查点
在细胞周期的不同阶段存在检查点，确保DNA的 正确复制和修复，以及细胞的正常分裂。
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◆混合功能的氧化酶(mixed-function oxidase) ●每分子的底物被氧化需要消耗一分子氧,并且将NADPH
转变成NADP+ ●该氧化过程消耗的氧分子中有一个氧原子出现在水中，
另一个氧原子出现在产物中 ●故此将催化该反应的酶称为混合功能的氧化酶。
光面内质网的氧化作用
9.2.4 粗面内质网的功能 --信号肽与蛋白质运输
内膜 系统 的蛋 白质 分选
蛋白质分选定位的三种机制
◆Transport through nuclear pore ◆Across membrane transport ◆Vesicle translocation
蛋白质分选定位的三种途径
信号序列的引导作用
◆与生俱来的三种信号序列 ●寿命信号 ●加工信号 ●定位信号 ▲核定位信号 ▲引导肽 ▲信号肽。
糖原分解与游离葡萄糖释放 脂类的合成与转运 解毒作用 Ca2+离子浓度的调节作用
糖原分解与游离葡萄糖释放
磷脂的合成
◆磷脂转运的三种方式
磷脂交换蛋白的作用
解毒作用
◆光面内质网含有丰富的氧化酶系统(如细胞色素P450、 NADH细胞色素C还原酶等)能使许多有害物质解毒,转 化为易于排出的物质。
核糖体循环
?
信号序列 在蛋白质定位中的作用
?
9.2 Endoplasmic Reticulum, ER
9.2.1 形态结构和化学组成
◆形态 ●ER is a network of membrane-enclosed tubules
and sacs (cisternae) that extends from the nuclear membrane throughout the cytoplasm.
about 10% of the total cell volume.
内质网的模式图
内 质 网 的 形 态 结 构
内质网与核膜的关系
内质网的化学组成
◆内质网的标志酶是 葡萄糖-6-磷酸酶。
◆细胞色素P450在内质网膜中 最为丰富。
9.2.2 内质网的类型
◆Rough endoplasmic reticulum (RER) ◆Smooth endoplasmic reticulum (SER) ▲内质网的外表面称为胞质溶胶面
Transport
内膜系统的进化
◆起因∶ ●遗传信息的扩大 ●体积的增大 ●表面积与体积比值失调 ●物质代谢速度受限 ◆对策:细胞内部结构区域化 ◆途径： ●内共生途径 ●细胞质膜内陷途径。
细胞核、内质网、线粒体的进化
内膜结构特点与动态性质
◆独立性
●内膜封闭的区室 ●执行独立的功能
◆协作性:动态性质
内膜 系统 的动 态特 性
内膜系统的生物学意义
◆形成了一些特定的功能区域和 微环境(细胞内功能分化)
●合理使用资源 ●集团化管理 ●提高工作效率 ◆动态性质 ●保证了膜结构的一致性 ●使细胞“青春常在” ?
9பைடு நூலகம்1.2 内膜系统的研究方法
◆放射自显影术(autoradiography) ●胰泡细胞 ●脉冲示踪实验(pulse-chase experiment) ◆亚细胞组分的分离 ●微粒体(microsomes) ◆突变体使用
●ER is the largest organelle of most eukaryotic
cells.
●Its membrane may account for about half of all
cell membranes.
●the space enclosed by the ER may represent
● Biosynthetic pathway ● Secretory pathway ●Endocytic pathway:
materials move from the outer surface of the cell to compartments, such as endosomes and lysosomes, located within the cytoplasm
微粒体分离
?
突变体使用
9.1.3 Protein Sorting
Because of the complex internal organization of eukaryotic cells, the sorting and targeting of proteins to their appropriate destinations are considerable tasks.
(sytosolic space) ▲内表面称为潴泡面(cisternal space) ◆特殊类型的内质网 ●微粒体(microsome) ●肌质网(sarcoplasmic reticulum)
9.2.3 光面内质网的功能
光面内质网的酶类
◆糖代谢酶类 ◆脂代谢酶类 ◆药物脱毒与相关的氧化酶 ◆蛋白质的加工酶类
CHAPTER 9
Endomembrane System and Protein Sorting
OUTLINE
9.1 Intruction 9.2 The Endoplasmic Reticulum 9.3 Golgi complex 9.4 Lysosomes 9.5 Secretory and Endocytosis 9.6 The Mechanism of Vesicular
转变成NADP+ ●该氧化过程消耗的氧分子中有一个氧原子出现在水中，
另一个氧原子出现在产物中 ●故此将催化该反应的酶称为混合功能的氧化酶。
光面内质网的氧化作用
9.2.4 粗面内质网的功能 --信号肽与蛋白质运输
内膜 系统 的蛋 白质 分选
蛋白质分选定位的三种机制
◆Transport through nuclear pore ◆Across membrane transport ◆Vesicle translocation
蛋白质分选定位的三种途径
信号序列的引导作用
◆与生俱来的三种信号序列 ●寿命信号 ●加工信号 ●定位信号 ▲核定位信号 ▲引导肽 ▲信号肽。
糖原分解与游离葡萄糖释放 脂类的合成与转运 解毒作用 Ca2+离子浓度的调节作用
糖原分解与游离葡萄糖释放
磷脂的合成
◆磷脂转运的三种方式
磷脂交换蛋白的作用
解毒作用
◆光面内质网含有丰富的氧化酶系统(如细胞色素P450、 NADH细胞色素C还原酶等)能使许多有害物质解毒,转 化为易于排出的物质。
核糖体循环
?
信号序列 在蛋白质定位中的作用
?
9.2 Endoplasmic Reticulum, ER
9.2.1 形态结构和化学组成
◆形态 ●ER is a network of membrane-enclosed tubules
and sacs (cisternae) that extends from the nuclear membrane throughout the cytoplasm.
about 10% of the total cell volume.
内质网的模式图
内 质 网 的 形 态 结 构
内质网与核膜的关系
内质网的化学组成
◆内质网的标志酶是 葡萄糖-6-磷酸酶。
◆细胞色素P450在内质网膜中 最为丰富。
9.2.2 内质网的类型
◆Rough endoplasmic reticulum (RER) ◆Smooth endoplasmic reticulum (SER) ▲内质网的外表面称为胞质溶胶面
Transport
内膜系统的进化
◆起因∶ ●遗传信息的扩大 ●体积的增大 ●表面积与体积比值失调 ●物质代谢速度受限 ◆对策:细胞内部结构区域化 ◆途径： ●内共生途径 ●细胞质膜内陷途径。
细胞核、内质网、线粒体的进化
内膜结构特点与动态性质
◆独立性
●内膜封闭的区室 ●执行独立的功能
◆协作性:动态性质
内膜 系统 的动 态特 性
内膜系统的生物学意义
◆形成了一些特定的功能区域和 微环境(细胞内功能分化)
●合理使用资源 ●集团化管理 ●提高工作效率 ◆动态性质 ●保证了膜结构的一致性 ●使细胞“青春常在” ?
9பைடு நூலகம்1.2 内膜系统的研究方法
◆放射自显影术(autoradiography) ●胰泡细胞 ●脉冲示踪实验(pulse-chase experiment) ◆亚细胞组分的分离 ●微粒体(microsomes) ◆突变体使用
●ER is the largest organelle of most eukaryotic
cells.
●Its membrane may account for about half of all
cell membranes.
●the space enclosed by the ER may represent
● Biosynthetic pathway ● Secretory pathway ●Endocytic pathway:
materials move from the outer surface of the cell to compartments, such as endosomes and lysosomes, located within the cytoplasm
微粒体分离
?
突变体使用
9.1.3 Protein Sorting
Because of the complex internal organization of eukaryotic cells, the sorting and targeting of proteins to their appropriate destinations are considerable tasks.
(sytosolic space) ▲内表面称为潴泡面(cisternal space) ◆特殊类型的内质网 ●微粒体(microsome) ●肌质网(sarcoplasmic reticulum)
9.2.3 光面内质网的功能
光面内质网的酶类
◆糖代谢酶类 ◆脂代谢酶类 ◆药物脱毒与相关的氧化酶 ◆蛋白质的加工酶类
CHAPTER 9
Endomembrane System and Protein Sorting
OUTLINE
9.1 Intruction 9.2 The Endoplasmic Reticulum 9.3 Golgi complex 9.4 Lysosomes 9.5 Secretory and Endocytosis 9.6 The Mechanism of Vesicular