细胞生物学第三讲细胞显微结构及功能

• ⊙向细胞外分泌的蛋白质 • ⊙膜的整合蛋白： • ⊙构成细胞器中的可溶性驻留蛋白
信号假说：边翻译边转运
SRP：信号识别颗粒 Translocon：转运复合体
起始转移序列和终止转移序列
翻译后转运 ——导肽：
2）蛋白质的修饰与加工：糖基化、羟基化、酰基化、二硫键的形成等
3）新生肽的折叠与组装：
2.1.1.2 膜蛋白
膜蛋白类型：外周蛋白和整合(内在)蛋白
外周蛋白与整合蛋白
单次与多次跨膜蛋白
锚定蛋白： 通过与之共价相连的脂分子而插入膜的脂双层 中，锚定在细胞质膜上。
与脂肪酸结合的多分布在质膜内侧，与糖脂相 连的多分布在质膜外侧。
膜蛋白的功能：运输、连接、受体和催化等
去垢剂：具有极性端和非极性的碳氢链。与膜蛋白作用以后，
• 膜脂属于两性物质，有亲水 性的头和疏水性的尾，当这 样的兼性分子被水环境包围 的时候，它们会聚集起来， 可能有两种方式：
• 膜脂的4种热运动方式：
脂质体： 类型
(a)水溶液中的磷脂分子团； (c)平面脂质体膜；
(b) 球形脂质体； (d）用于疾病治疗的脂质体的示意图
作用： 研究膜脂生物学性质； 用于基因转移； 作为药物或酶等载体
两种核糖体的比较：
核糖体的结构：
多聚核糖体：
2.2.2.6 溶酶体
常为圆球形，只有一层膜包围，含有活性范围非 常广泛的各种水解酶类，以酸性磷酸酶为特有酶
溶酶体的 发生：
溶酶体的功能：
1）清除无 用的生物大 分子、衰老 的细胞器及 衰老损伤和 死亡的细胞
2）作为细胞内的消化“器官”为细胞提供营养；
果胶
新细胞形成时
初生壁
纤维素、半纤维 素和果胶质
细胞生长过程中
次生壁
纤维素、半纤维 素、木质素
细胞停止生长后
纤维素分子作为壁结构主要成分是由链状系列葡萄糖基构成的， 它聚集成微纤丝，微纤丝又聚集成大纤丝，以此形成骨架。
2.1.2.2 原核（细菌）细胞壁
成分：
肽聚糖 脂多糖 等等
2.1.2.3 真菌（酵母菌）细胞壁
有色体：
含有类胡萝卜素的质体，故呈橘红一黄之间的 色彩。花瓣、果实等的颜色就是有色体的颜色。 有色体多从叶绿体转化而来，积累脂类和淀粉。
白色体：
是无色的质体，近球形，存在于甘薯（番薯）、 马铃薯地下贮藏器官中，种子的胚及少数植物叶的 表皮细胞中也有存在。包括合成淀粉的造粉体、合 成脂肪和油的造油体，合成蛋白质的糊粉体等等。
不同的膜结合细胞器之间进行磷脂的转移。
特化的内质网：——肌质网
肌质网膜上的
Ca2+-ATP酶
将细胞质基质 中Ca2+泵入肌 质网腔中。
2.2.2.4 高尔基体
高尔基体的形态结构：具有显著的极性
高尔基体的功能：
1）参与细胞的分泌活动：
实验证明：①分泌蛋白在粗面内质网上合成 ②新合成的分泌蛋白由内质网输往高尔基体，并由高尔基 体将其分泌到胞外。
过氧化物酶体的功能：
动物细胞（肝细胞或肾细胞）中过氧化物酶体可氧化分解 血液中的有毒成分，起到解毒作用。
过氧化物酶体分解脂肪酸等高能分子向细胞直接提供热能
在植物细胞中过氧化物酶体的功能： 在绿色植物叶肉细胞中，它催化光呼吸反应； 在种子萌发过程中，过氧化物酶体降解储存的脂
肪酸转变为葡萄糖
2.2.2.8 液泡
2.2.2.3 内质网
粗面内质网：合成分泌蛋白、多种膜蛋白和酶蛋白 光面内质网：脂类合成的主要场所
内质网的功能：
1）蛋白质的合成和加工：
蛋白质的合成
• 细胞中的蛋白质都是在核糖体上合成的，并都是 起始于细胞质基质之中。有些蛋白质刚起始合成 不久便转移到内质网膜上，继续进行蛋白质合成。 在糙面内质网上，多肽链一边延伸一边穿过内质 网膜进入内质网腔中。以这类方式合成的蛋白质 主要包括：
叶绿体的超微结构：
• 叶绿体外被两层膜，称 叶绿体被膜。被膜以内 有蛋白质基质和密布其 中的基粒。每个基粒由 10-100个类囊体叠成。 类囊体是由单层膜围成 的，并且具有很多穿孔 的扁平小囊。囊内含有 液状内含物。
• 类囊体平行地相叠，在 基质间到处延伸，组成 了复杂的类囊体系统。 连接基粒的类囊体部分 称为基质片层或基质类 囊体。
组成型与调节型胞吐途径：
2）对蛋白质进一步的修饰加工：
O-糖基化：丝氨酸、苏氨酸等氨基酸残基的羟基上逐个
添加单糖分子，形成一般为1～4个单糖残基的寡糖链
3）植物细胞中高尔基体合成和分泌多种多糖： -----参与形成细胞壁
4）蛋白质的加工：胰岛素为例
5）
高尔基体在细胞内膜泡蛋白运输中起重要的枢纽作用，膜
膜蛋白的运动：
运动形式：①随机移动 ②定向移动 成帽现象 ③局部移动 成斑现象
有的膜蛋白与膜下细胞骨架结合，限制 了膜蛋白的移动性
2.1.2.2 细胞膜不对称性：
膜两侧分布的各类脂的含量比例不同，造成了不同膜区的功能各异。
膜蛋白分布的不对称性
每种膜蛋白分子在细胞膜上的分布都具有明确的方向性；膜蛋白的 不对称性是生物膜完成复杂的在时间与空间上有序的各种生理功能的保 证。
2.1.3 膜骨架：
指细胞质膜下 与膜蛋白相连的由 纤维蛋白组成的网 架结构
2.1.2 细胞壁：
植物细胞、真菌和原核细胞外表面由多糖类
物质组成的起保护和支持作用的结构 。
植物细胞
真菌细胞 （酵母菌）
原核细胞 （细菌）
主要成分 纤维素、果胶 葡聚糖、甘露聚唐肽聚糖2.1.2.1 植物细胞壁
（1）胞间层 又称中胶层，是细胞分裂产生新细胞时形 成的，是相邻细胞间共有的一层薄膜。它的主要成分 是果胶质，果胶是一类多糖物质
透射电子显微镜、扫描电子显微镜等等
生物显微镜与体视显微镜
倒置显微镜 倒置荧光显微镜
营养细胞 生殖细胞
花粉壁
光学显微镜下的成熟花药结构
表皮 纤维层
花粉粒
透 射 电 子 显 微 镜 下 看 到 的 花 粉 粒
扫描电子显微镜
扫 描 电 镜 下 柱 头 表 面 形 态
各种“视野”下的细菌
光镜
暗视野
• 液泡是植物细胞的显著特征 之一。
• 液胞内的液汁称细胞液，其 主要成分是水，并含有糖、 有机酸、脂类、蛋白质、酶、 氨基酸、树胶、粘液、植物 碱、花青素和无机盐等物质
成分：
葡聚糖 甘露聚糖 等等
2.2 细胞质
• 细胞质是质膜以内，细胞核以外的原生质。 • 细胞质可分细胞质基质和细胞器。 • 细胞器是细胞内具有特定结构和功能的亚细胞
结构。 • 胞基质是无色透明的胶体物质。
2.2.1 细胞质基质
胞基质是无色透明的胶体物质
• 胞基质能维持细胞器的实体完整性提供所需要 的环境，供给细胞器行使功能所必须的物质。 同时，胞基质本身还进行大量高度有序的生化 反应。如糖酵解、脂质的合成和分解、蛋白质 的合成、分解等等。
2、细胞的基本结构
1、细胞膜和细胞壁
2、细胞质（细胞质基质和细胞器） 细胞器有： ①线粒体 ②质体（叶绿体、有色体、白色体） ③内质网 ④高尔基体 ⑤核糖体 ⑥溶酶体 ⑦过氧化物酶体 ⑧液泡 等等
3、细胞核
4、细胞骨架
2.1 细胞膜和细胞壁 2.1.1 细胞膜成分：脂质和蛋白质以及糖类
2.1.1.1 膜脂的成分包括：磷脂、糖类和胆固醇 磷脂：含有磷酸基团的膜脂称为磷脂，是细胞膜中含量最
1.3 细胞的新概念 ——细胞是生命活动的基本单位
1、一切生命有机体都由细胞构成(除病毒) ——细胞是构成生命有机体的基本单位
2、细胞具有独立有序的自控代谢系统 ——细胞是代谢与功能的基本单位
3、细胞是生命有机体生长发育的基础 4、细胞具有遗传信息的全能性
——细胞是生命有机体遗传的基本单位 5、没有细胞就没有完整的生命
（2）初生壁， 在细胞生长过程中，原生质体分泌的造 壁物质在胞间层上沉积，构成细胞的初生壁。初生壁 主要成分是纤维素、半纤维素和果胶质
（3）次生壁是细胞体积停止增大后加在初生壁内表面的 壁层： 次生壁的主要成分有纤维素、半纤维素，且常有 木质素等物质填充其内而发生质变
壁层名称
主要成分
形成时间
胞间层 又称中胶 层
荧光 透射电镜
超薄切片 冷冻蚀刻切片 扫描电镜
DNA
电镜下的 酵 微生物 母 菌
质 复 合蛋
物白
曲霉
阿米巴
草履虫
几种显微镜观察样品大小的范围
1.2 细胞学说的建立
1838年德国 植物学家施莱登提出所有植物体都 是由细胞组合而成，这一结果被德国动物学家 施旺（1839年）在动物中证实。 由此提出“细胞学说” 细胞学说可以概括为： 1、任何一个细胞都是从其他细胞中产生出来的； 2、细胞是构成有机体的基本单位； 3、植物和动物的细胞大致是相似的。
高的（50％以上）。分为二类：
甘油磷脂：
鞘磷脂
糖脂：糖脂普遍存在于原核和真核细胞的质膜上，神经细
胞中糖脂含量较高。
胆固醇：存在于真核细胞的细胞膜上，
动物细胞膜中含量比较高， 有的占到膜脂的50％。大 多数植物细胞和细菌细胞 膜中不含胆固醇。对调节 膜的流动性、加强膜的稳 定性有重要作用。
膜脂的特性：
第三讲 细胞的结构及功能
1.概述
1.1 细胞发现与显微镜
（一）细胞的发现 1665年英国人——
罗伯特 胡克
荷兰的列文 虎克 人类第一次观察到完
整的活细胞。
各类显微镜
显微镜的发明者：札恰里亚斯·詹森
（1）光学显微镜 复式显微镜、暗视野显微镜、相差显微镜、倒置
显微镜、荧光显微镜等等 （2）电子显微镜
用非极性端和蛋白质的疏水区作用，取代膜脂，形成溶于水的去 垢剂－膜蛋白复合物，将膜蛋白和膜脂分离开。