细胞生物学-第17章-细胞的社会联系(翟中和第四版) PPT
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细胞社会的联系-4学时PPT课件
信号转导途径
信号分子与细胞表面受体结合后， 会引发一系列的信号转导途径， 如MAPK途径、PI3K途径等，最 终实现对细胞功能的调控。
细胞通讯
细胞间的信号传递是细胞通讯的 一种方式，它使得细胞能够相互 协调和协作，共同完成复杂的生 理功能。
细胞间的粘附与分离
粘附分子
细胞分离
细胞表面表达的粘附分子（如钙粘蛋 白、选择素等）能够与相邻细胞或细 胞外基质中的配体结合，从而维持细 胞的粘附状态。
细胞社会中的信号转导机制
信号转导是细胞社会中一个关键的过 程，它涉及到细胞如何通过接收和传 递信号来响应外部刺激。未来的研究 方向包括深入探究信号转导的机制和 调控方式，以及如何通过干预信号转ห้องสมุดไป่ตู้导来治疗疾病和促进细胞再生。
VS
信号转导的研究需要综合运用多种技 术手段，包括遗传学、生物化学和生 物物理学等。未来的研究需要更深入 地了解信号转导的机制和调控方式， 以便更好地理解细胞社会中的信号转 导。
物质交换的调控
物质交换的过程受到多种因素的调控，包括细胞膜通透性、运输蛋白的活性以及细胞间 的相互作用等。
物质交换的意义
细胞间的物质交换对于维持细胞的正常生理功能、组织稳态以及机体平衡具有重要意义。
03
细胞社会中的组织结构
组织结构的形成
细胞分化
在胚胎发育过程中，细胞通过特定的基因表达模式进行分化，形 成具有特定功能和形态的细胞类型。
细胞外基质的更新
细胞外基质不断更新，以适应组织结构的需要，并保持组织的稳定。
组织结构的改变
细胞凋亡与坏死
在某些情况下，如损伤或疾病，细胞可能会 发生凋亡或坏死，导致组织结构的改变。
细胞转化与癌变
《细胞社会的联系》课件
细胞社会
04
细胞组织
组织结构
细胞组织是由形态相似、功能相关的细胞集合而成的结构，具有 特定的结构和功能。
组织类型
根据细胞类型和功能的不同，细胞组织可以分为多种类型，如上皮 组织、结缔组织、肌肉组织和神经组织等。
组织功能
细胞组织在生物体中发挥着重要的功能，如保护、吸收、分泌和运 动等。
细胞群落
群落形成
《细胞社会的联系》 ppt课件
目 录
• 细胞概述 • 细胞通讯 • 细胞间联系 • 细胞社会 • 细胞联系与疾病
细胞概述
01
细胞定义
细胞是生物体的基本结构和功 能单位，是组成生物体的最小 单位。
细胞具有自我复制、代谢、遗 传和繁殖等生命活动的基本特 征。
细胞是生物体生长、发育和繁 殖的基础，也是生物体进行新 陈代谢和信息传递的场所。
信号转导
信号分子与受体结合后 ，通过一系列化学反应 将信号传递至细胞内部
。
效应产生
细胞根据接收到的信号 ，产生相应的生理反应
或功能变化。
反馈调节
细胞可以产生反馈调节 机制，对接收到的信号 进行负反馈或正反馈调
节。
细胞间联系
03
细胞连接
紧密连接
存在于上皮细胞之间，通过一种 称为“闭锁小带”的结构将细胞 紧密结合在一起，形成了一个封 闭的细胞屏障，阻止大分子物质
细胞种类
原核细胞
哺乳动物成熟的红细胞
没有核膜包裹的细胞核，只有裸露的 DNA，常见于细菌、支原体等微生物 。
没有细胞核和其他细胞器，只有细胞 膜和血红蛋白，用于运输氧气。
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
真核细胞
具有核膜包裹的细胞核，DNA被包裹 在核内，常见于动物、植物和真菌等 生物。
《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
细胞生物学第四版(13至17章)ppt课件
• CDK有多种：在人体中发现并命名的CDK包括CDK1（Cdc2） ~CDK13。不同的CDK在细胞周期中起调节作用的时期不同。
• 某些CDK与cyclin的配对关系及执行的功能的时期：见表14-1。 • CDK激酶结构域：各种CDK的CDK激酶结构域保守程度有所不
同，但其中有一小段序列则相当保守，即PSTAIRE序列，与周期 蛋白结合有关。 • CDK的活性受磷酸化修饰调节：细胞内存在多种因子，对CDK 分子结构进行磷酸化修饰，从而调节CDK的活性。 • CDK抑制蛋白（CDK inhibitor, CKI）：指对CDK起负调控作用 的蛋白质，包括Cip/Kip家族和INK家族。① Cip/Kip家族：包括 pC2D1K、6）p2起7和抑p制57作等用，p其2中1还p2与1D主N要A对聚G合1酶期δCD的K辅（助CD因K子2~增4殖和细胞 核抗原（PCNA）结合，抑制DNA的复制；② INK家族：包括p16、 p15、p18和p19等，其中p16主要抑制CDK4和CDK6活性。
.
有丝分裂中后期转换（图13-20 ）
.
动物细胞胞质分裂示意图（图13-21 ）
.
中央纺锤体和星体微管作用于细胞 皮层并诱导分裂沟形成（图13-22）
.
真核细胞减数分裂的3种类型（图 13-23）
.
有丝分裂与减数分裂比较（图13-1 ）
.
减数分裂过程图解 （图13-24）
.
偶线期DNA在减数分裂前期Ⅰ才进 行复制示意图（图13-25）
.
第一节 细胞增殖调控
一、MPF的发现及其作用 二、p34cdc2激酶的发现及其与MPF的关系 三、周期蛋白 四、CDK和CDK抑制因子 五、细胞周期运转调控 六、其他因素在细胞周期调控中的作用
• 某些CDK与cyclin的配对关系及执行的功能的时期：见表14-1。 • CDK激酶结构域：各种CDK的CDK激酶结构域保守程度有所不
同，但其中有一小段序列则相当保守，即PSTAIRE序列，与周期 蛋白结合有关。 • CDK的活性受磷酸化修饰调节：细胞内存在多种因子，对CDK 分子结构进行磷酸化修饰，从而调节CDK的活性。 • CDK抑制蛋白（CDK inhibitor, CKI）：指对CDK起负调控作用 的蛋白质，包括Cip/Kip家族和INK家族。① Cip/Kip家族：包括 pC2D1K、6）p2起7和抑p制57作等用，p其2中1还p2与1D主N要A对聚G合1酶期δCD的K辅（助CD因K子2~增4殖和细胞 核抗原（PCNA）结合，抑制DNA的复制；② INK家族：包括p16、 p15、p18和p19等，其中p16主要抑制CDK4和CDK6活性。
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有丝分裂中后期转换（图13-20 ）
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动物细胞胞质分裂示意图（图13-21 ）
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中央纺锤体和星体微管作用于细胞 皮层并诱导分裂沟形成（图13-22）
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真核细胞减数分裂的3种类型（图 13-23）
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有丝分裂与减数分裂比较（图13-1 ）
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减数分裂过程图解 （图13-24）
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偶线期DNA在减数分裂前期Ⅰ才进 行复制示意图（图13-25）
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第一节 细胞增殖调控
一、MPF的发现及其作用 二、p34cdc2激酶的发现及其与MPF的关系 三、周期蛋白 四、CDK和CDK抑制因子 五、细胞周期运转调控 六、其他因素在细胞周期调控中的作用
2024细胞生物学翟中和第四版PPT大纲
目录•细胞生物学概述•细胞的基本结构与功能•细胞的物质运输与信号转导•细胞的能量转换与代谢•细胞的生长、分裂与分化•细胞衰老、凋亡与疾病细胞生物学概述细胞生物学的定义与研究对象01定义细胞生物学是研究细胞结构、功能和生活规律的科学。
02研究对象包括所有类型的细胞，从原核生物到真核生物，从单细胞生物到多细胞生物的各种细胞。
03研究内容涉及细胞的形态结构、生理功能、遗传变异、生长发育、衰老死亡等方面。
细胞生物学的发展历史早期研究0117世纪，随着显微镜的发明，人们开始观察和研究细胞。
细胞学说的提出0219世纪，德国植物学家施莱登和动物学家施旺提出了细胞学说，奠定了细胞生物学的基础。
现代细胞生物学的发展0320世纪以来，随着分子生物学、遗传学、生物化学等学科的交叉融合，细胞生物学得到了快速发展。
细胞生物学是生命科学领域的基础学科之一，对于理解生命的本质和规律具有重要意义。
基础学科细胞生物学与分子生物学、遗传学、生物化学等学科相互交叉、相互渗透，共同推动了生命科学的发展。
交叉学科细胞生物学在医学、农业、工业等领域具有广泛的应用前景，如疾病治疗、作物改良、生物制药等。
应用前景细胞生物学在现代科学中的地位细胞的基本结构与功能细胞形态多样，有球形、椭球形、柱形、扁平形等，不同形态的细胞具有不同的功能。
细胞的形态细胞的大小细胞的计量单位细胞大小因生物种类和细胞类型而异，一般细菌细胞较小，动植物细胞较大。
细胞的大小通常以微米（μm）为单位进行计量。
030201细胞的形态与大小03质膜与细胞壁的关系质膜和细胞壁共同构成了细胞的边界，维持细胞内环境的稳定。
01细胞质膜细胞质膜是包裹在细胞质外的一层薄膜，由磷脂双分子层和蛋白质组成，具有选择透过性。
02细胞壁细胞壁是位于细胞质膜外的一层厚壁，主要成分为多糖和蛋白质，具有保护和支持细胞的作用。
细胞质膜与细胞壁细胞器细胞器是细胞内具有一定形态和功能的微小结构，如线粒体、叶绿体、内质网、高尔基体等，各细胞器分工合作，共同完成细胞的生命活动。
《细胞社会的联系》PPT课件
第十五章 细胞社会的联系
§1 细胞连接
封闭连接 细胞连接 锚定连接
通讯连接
一、封闭连接 occluding junctions
紧密连接 1.结构 2.嵴线中的蛋白质
封闭蛋白（occludin） claudin蛋白家族（现已发现15种以上）
3.功能
（1） 封闭作用 （2）将上皮组织联合成整体
二、锚定连接 anchoring junctions
1.胶原
精选PPT
23
2）胶原的合成与加工
前体肽链在粗面内质网合成，并 形成前原胶原 (preprocollagen)
前原胶原(preprocollagen)是原胶 原的前体和分泌形式
在粗面内质网合成、加工与组装， 经高尔基体分泌
前原胶原在细胞外由两种专一性不 同的蛋白水解酶作用, 分别切去N末端前肽及C-末端前肽, 成为原胶 原（procollagen）
斑 2.功能： 铆接相邻细胞，提供
细胞内中间纤维的锚定 位点，形成整体网络， 起支持和抵抗外界压力 与张力的作用。
精选PPT
6
（二）半桥粒hemismosome
1.结构 在半桥粒中，中间纤维 不是穿过而是终止于半 桥粒的致密斑内。
2.功能 它通过细胞质膜上的膜 蛋白整合素将上皮细胞 固着在基底膜上
31
3.层粘连蛋白和纤粘连蛋白
层粘连蛋白(laminin)
层粘连蛋白是高分子糖蛋白（820KD）, 动物胚胎及成体组织的基膜的主要结构 组分之一。 结构： 由一条重链和两条轻链构成 功能
细胞通过层粘连蛋白锚定于基膜上， 层粘连蛋白中至少存在两个不同的受体 结合部位：
与Ⅳ型胶原的结合部位 细胞质膜上的整合素结合的Arg-
精选PPT
§1 细胞连接
封闭连接 细胞连接 锚定连接
通讯连接
一、封闭连接 occluding junctions
紧密连接 1.结构 2.嵴线中的蛋白质
封闭蛋白（occludin） claudin蛋白家族（现已发现15种以上）
3.功能
（1） 封闭作用 （2）将上皮组织联合成整体
二、锚定连接 anchoring junctions
1.胶原
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23
2）胶原的合成与加工
前体肽链在粗面内质网合成，并 形成前原胶原 (preprocollagen)
前原胶原(preprocollagen)是原胶 原的前体和分泌形式
在粗面内质网合成、加工与组装， 经高尔基体分泌
前原胶原在细胞外由两种专一性不 同的蛋白水解酶作用, 分别切去N末端前肽及C-末端前肽, 成为原胶 原（procollagen）
斑 2.功能： 铆接相邻细胞，提供
细胞内中间纤维的锚定 位点，形成整体网络， 起支持和抵抗外界压力 与张力的作用。
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6
（二）半桥粒hemismosome
1.结构 在半桥粒中，中间纤维 不是穿过而是终止于半 桥粒的致密斑内。
2.功能 它通过细胞质膜上的膜 蛋白整合素将上皮细胞 固着在基底膜上
31
3.层粘连蛋白和纤粘连蛋白
层粘连蛋白(laminin)
层粘连蛋白是高分子糖蛋白（820KD）, 动物胚胎及成体组织的基膜的主要结构 组分之一。 结构： 由一条重链和两条轻链构成 功能
细胞通过层粘连蛋白锚定于基膜上， 层粘连蛋白中至少存在两个不同的受体 结合部位：
与Ⅳ型胶原的结合部位 细胞质膜上的整合素结合的Arg-
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第17章 细胞的社会联系【学习资料】
学习资料
TK-
19
• 在胚胎早期发育中的作用：
间隙连接存在于发育与分化的特定阶段 的细胞之间
学习资料
20
间隙连接通透性的调节
• 对小分子物质的通透能力具有底物选择性 • 通透性受细胞质Ca2+ 浓度和pH调节 • 间隙连接的分布呈现动态变化
G. Gaietta et al., Science 296, 503 -507 (2002)
学习资料
10
• 自身免疫缺陷病--天疱疮: 患者自身抗体 结合桥粒跨膜黏附性蛋白质，破坏桥粒结 构，导致上皮细胞间锚定连接丧失，体液 渗漏而产生严重的皮肤水疱病
学习资料
11
天疱疮小鼠模型
学习资料
12
半桥粒(hemidesmosome)： • 细胞与胞外基质间的连接 • 中间丝----整联蛋白----层粘连蛋白
学习资料
17
• 结构与成分:
基本结构单位是连接子, 形成一个直径 约1.5 nm 的亲水性通道
学习资料
许多间隙连接单位往 往集结在一起形成大 小不一的片状结 密度梯度离心技术可 将质膜上的间隙连接 区域的膜片分离出来
18
功能:
• 代谢偶联：﹤1×103
放射自显影信号 放射性标记胸苷
TK+
间
隙
连
接
通过半桥粒，上 细胞可以黏着在 基膜上
学习资料
13
与肌动蛋白纤维相连的锚定连接： 黏着带与黏着斑
• 黏着带(adhesion belt)
学习资料
推测在动物胚胎 发育形态建成过程中 促使上皮细胞层弯曲 形成神经管等结构： 微丝—钙黏蛋白
14
黏着斑(focal adhesion)
细胞的社会联系
根据不同Ca2+,H+浓度下连接子电镜图假想的连接子开闭变化模型： 通过连接子蛋白扭动开关通道。
9
2013-09-12
2）植物细胞：胞间连丝。 • 胞间连丝：细胞分裂时形成的或后期胞壁融通形成的原生质丝，可能具有选
择通透性。小分子物质及蛋白、核酸、病毒、细胞器等都可通过。光面内质 网常位于连丝中心成链样管，它和质膜之间的环孔两端较窄，可能有调节通 透的作用。胞间连丝随细胞发育通透性可能改变。 • 病毒可分泌运动蛋白扩大胞间连丝孔径，使病毒可以通过胞间连丝进入其他 细胞。
7
2013-09-12
间隙连接： A, 间隙连接结构示意图；B, 间隙连接的蛋白组成；C， 4次跨膜的间隙连接蛋白结 构示意图； D， 豚鼠上皮细胞冷冻蚀刻电镜照片显示间隙连接成片分布。
电突触结构示意图： A， 电突触结构示意图； B， 电突触的间隙连接示意图。
8
2013-09-12
培养的成纤维细胞间隙连接电镜照片：B，冷冻断裂 。
蛋白、filamin （细丝蛋白，连接整合蛋白和微丝）等。 • 黏合斑在肌肉，肌键及细胞贴壁生长中常见。可维持细胞张力，传递
生长信号。
黏着斑结构与功能示意图
1.3 通讯连接
一种特殊的细胞连接方式，它除了有机械的细胞连接作用之外， 还具有传递信 息功能。
1）动物细胞：间隙连接和化学突触。
• 间隙连接（gap junction）：分布在除骨骼肌和血细胞外所有的组织细胞上。 • 连接子（connexon）：6个相同（相似）的跨膜蛋白排列成环形。中间形成约
• E-选择素及P-选择素所识别与结 合的糖配体为唾液酸化及岩藻糖 化的N-乙酰氨基乳糖结构（sLeX 及sLeA）。sLeA结构存在于髓系 白细胞表面（其中包括L选择素） 分子中。
9
2013-09-12
2）植物细胞：胞间连丝。 • 胞间连丝：细胞分裂时形成的或后期胞壁融通形成的原生质丝，可能具有选
择通透性。小分子物质及蛋白、核酸、病毒、细胞器等都可通过。光面内质 网常位于连丝中心成链样管，它和质膜之间的环孔两端较窄，可能有调节通 透的作用。胞间连丝随细胞发育通透性可能改变。 • 病毒可分泌运动蛋白扩大胞间连丝孔径，使病毒可以通过胞间连丝进入其他 细胞。
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间隙连接： A, 间隙连接结构示意图；B, 间隙连接的蛋白组成；C， 4次跨膜的间隙连接蛋白结 构示意图； D， 豚鼠上皮细胞冷冻蚀刻电镜照片显示间隙连接成片分布。
电突触结构示意图： A， 电突触结构示意图； B， 电突触的间隙连接示意图。
8
2013-09-12
培养的成纤维细胞间隙连接电镜照片：B，冷冻断裂 。
蛋白、filamin （细丝蛋白，连接整合蛋白和微丝）等。 • 黏合斑在肌肉，肌键及细胞贴壁生长中常见。可维持细胞张力，传递
生长信号。
黏着斑结构与功能示意图
1.3 通讯连接
一种特殊的细胞连接方式，它除了有机械的细胞连接作用之外， 还具有传递信 息功能。
1）动物细胞：间隙连接和化学突触。
• 间隙连接（gap junction）：分布在除骨骼肌和血细胞外所有的组织细胞上。 • 连接子（connexon）：6个相同（相似）的跨膜蛋白排列成环形。中间形成约
• E-选择素及P-选择素所识别与结 合的糖配体为唾液酸化及岩藻糖 化的N-乙酰氨基乳糖结构（sLeX 及sLeA）。sLeA结构存在于髓系 白细胞表面（其中包括L选择素） 分子中。
细胞生物学-第17章-细胞的社会联系(翟中和第四版) PPT
3. 免疫球蛋白超家族 (IgSF)
• 分子结构中具有与免疫 球蛋白类似结构域的细 胞黏着分子超家族（不 依赖于Ca2+）
• 大多介导淋巴细胞和免 疫应答所需要的细胞之 间的黏着
4. 整联蛋白 (integrin)
• 普遍存在于脊椎动物细胞表面，异亲型结合、Ca2+ 或 Mg2+依赖性的细胞黏着分子，主要介导细胞与胞外基质间 的黏着
大家应该也有点累了，稍作休息
大家有疑问的，可以询问和交流
一、紧密连接（tight junction）
主要功能： • 形成上皮细胞膜
蛋白与膜脂分子 侧向扩散的屏障， 维持上皮细胞极 性
一、紧密连接（tight junction）
• 紧密连接形成的渗透屏障是相对的，某些小分子可通过紧密连接， 以细胞旁路途径从上皮细胞层一侧转运或“渗漏”到另一侧
• 细胞识别与黏着的分子基础是细胞表面的细胞黏着分子 • 细胞黏着分子分为 4 大类：钙黏蛋白、选择素、整联蛋白
及免疫球蛋白超家族
细胞黏着分子（cell adhesion molecule，CAM）
• 通过3 种方式介导细胞识别与黏着 同亲型结合、异亲型结合、衔接分子依赖性结合
细胞黏着分子（cell adhesion molecule，CAM）
钙黏蛋白家族部分成员
钙黏蛋白参与的细胞连接
钙黏蛋白的结构与功能
钙黏蛋白介导高度选择性的细胞识别与黏着
• 通过调控钙黏蛋白的种类与数量能影响细胞间的 黏着与迁移，从而影响组织分化
小鼠8 细胞胚胎时期，表达E-钙黏蛋白将松散的分裂球细胞变成紧 密黏合的细胞。E-钙黏蛋白突变，会导致胚胎细胞的分离和死亡
结构与成分：
• 基本结构单位是连接 子，形成一个直径约 1.5 nm 的亲水通道
翟中和细胞生物学ppt
三、细胞超微结构研究
1932年德国人E. Ruska和M. Knoll发明透射电镜，
人类视野进入超微领域 。 1939年Siemens公司生产商品电镜。 1940-50s用电镜观察了各类细胞超微结构。并结合 超速离心、电泳、无细胞体系等分析技术研究这 些结构的功能。Cytology发展为Cell Biology。
当代生物学主要分支学科
The required course with biotechnological speciality 生物技术专业的必修课
The basis of life sciences 各类生命科学的基础
The important pillar for the development of life sciences 现代生命科学发展的重要支柱
“Cell” from “cellulae”
Micrographia
Micrographia
1680年荷兰布商列文虎克A. van Leeuwenhoek当选
为英国皇家学会会员。他自制了高倍显微镜(300
倍左右)观察过植物、原生动物、水、鲑鱼的红细
胞、牙垢中的细菌、唾液、血液、精液等等。是
第一个描述活细胞的科学家。
1. 细胞显微结构从亚微水平的重新认识
显微镜的放大倍数和分辨率提高 基体变更清晰
的显微研究”。
Matthias Jacob Schleiden
Theodar Schwann
a. b.
Schwann提出： 有机体是由细胞构成的； 细胞是构成有机体的基本单位。 但他也采用了的Schleiden细胞形成理论。 1855 德国人R. Virchow 提出omnis cellula e cellula 的著名论断；进一步完善了细胞学说。
细胞生物学第四版详细课件 PPT
本章概要（二）
• 细菌与蓝藻是原核细胞的两个重要代表。原核细胞的共同特征：没有核膜、遗传信息载体仅仅是一个 裸露的环状DNA分子，除核糖体与细胞质膜及其特化结构外，几乎不存在其他复杂的细胞器。将原核 细胞与真核细胞进行比较，从进化与动态的观点分析，主要有两个基本差异：一是以生物膜系统的分 化与演变为基础，真核细胞形成了复杂的内膜系统，构建成各种具有独立功能的细胞器，双层核膜将 细胞分隔为细胞核与细胞质两个基本部分；二是遗传结构装置的扩增与基因表达方式的相应变化。由 于上述的根本差异，真核细胞的体积也相应增大，内部结构更趋复杂化，生命活动的时间与空间的布 局更为严格，细胞内部出现精密的网架结构——细胞骨架。 • 古核细胞在形态结构、遗传装置虽与原核细胞相似，但一些基本分子生物学特点又与真核细胞接近。 • 真核细胞的结构可以概括为三大体系：（1）生物膜体系以及以生物膜为基础构建的各种独立的细胞 器；（2）遗传信息表达的结构体系；（3）细胞骨架体系。此外，细胞体积的守恒规律及其制约因素 的分析，细胞的形态结构和功能的相关性与一致性，动植物细胞的差异等均是真核细胞知识的重要组 成部分。 • 病毒是非细胞形态的生命体，但所有的病毒，必须在细胞内才能表现它们的基本生命活动——复制与 增殖。病毒是最小、最简单的生命体，主要是由一个核酸分子（DNA或RNA）与蛋白质构成的复合结 构，类病毒仅由一条有感染性的RNA构成。病毒在细胞内的复制（增殖）过程大致可分为： 侵染、脱 衣壳、早基因复制与表达、晚基因复制、结构蛋白合成、装配与释放等过程。
生物界的基本类群（图2-2）
支原体（A）及其模式图（B） （图2-3）
细菌的结构（图2-4）
革兰氏阳性菌（A）与革兰氏阴性菌 （B）的细胞壁（图2-5）
细菌的复制、转录和翻译同时进行 （图2-6）
细胞的社会联系课件培训讲学
➢ E-钙黏着蛋白(表皮) ➢ N-钙黏着蛋白(神经) ➢ P-钙黏着蛋白(胎盘)
2020/10/22
功能
• 不同细胞及其不同发育阶段钙黏蛋白种类 和数量不同。
• 钙黏蛋白对个体发育具有重要作用，钙黏 蛋白种类和数量的调控决定某些胚胎细胞 的黏着，影响细胞分化，参与器官建成。
2020/10/22
Selectin and cell adhension
2020/10/22
◆透明质酸(hyaluronic acid) 细胞外基质中发现的大多数糖胺聚糖 都是作为蛋白聚糖的一个成分而存在， 惟一例外的是透明质酸，它在细胞外 基质中也可游离存在。
透明质酸在结缔组织中起强化、弹性和润滑 作用,具有抗压能力。
2020/10/22
2. 蛋白聚糖（proteoglycan）
3条前α链螺旋（前胶原） ↓分泌 原胶原 ↓ 胶原原纤维 ↓ Байду номын сангаас原纤维
2020/10/22
4. 胶原的组织:
• 同一组织中常含有几种不同类型的胶原， 但常以某一种为主。在不同的组织中，胶 原组装成不同的纤维形式，以适应特定的 功能。
• 多样的排列形式主要与两种因素有关。 • 纤维结合胶原，介导分子间或胶原与胞外
• 功能： ➢ 纤连蛋白的表面受体是整联蛋白的家族成员，有的纤连蛋
白含有RGD结构域，结合细胞表面受体，介导细胞的粘着 。
➢ 通过结合细胞表面受体和胶原等胞外基质成分，将细胞锚 定在胞外基质上，参与维持细胞形态。
➢ 多种癌细胞不能合成纤连蛋白，失去正常的形态，脱离胞 外基质。纤连蛋白涉及细胞的癌变与迁移。
组成：由糖胺聚糖和核心蛋白（core protein）共 接形成的巨分子，是糖和蛋白质的复合物。含糖量 －95％。 2020/10/22
2020/10/22
功能
• 不同细胞及其不同发育阶段钙黏蛋白种类 和数量不同。
• 钙黏蛋白对个体发育具有重要作用，钙黏 蛋白种类和数量的调控决定某些胚胎细胞 的黏着，影响细胞分化，参与器官建成。
2020/10/22
Selectin and cell adhension
2020/10/22
◆透明质酸(hyaluronic acid) 细胞外基质中发现的大多数糖胺聚糖 都是作为蛋白聚糖的一个成分而存在， 惟一例外的是透明质酸，它在细胞外 基质中也可游离存在。
透明质酸在结缔组织中起强化、弹性和润滑 作用,具有抗压能力。
2020/10/22
2. 蛋白聚糖（proteoglycan）
3条前α链螺旋（前胶原） ↓分泌 原胶原 ↓ 胶原原纤维 ↓ Байду номын сангаас原纤维
2020/10/22
4. 胶原的组织:
• 同一组织中常含有几种不同类型的胶原， 但常以某一种为主。在不同的组织中，胶 原组装成不同的纤维形式，以适应特定的 功能。
• 多样的排列形式主要与两种因素有关。 • 纤维结合胶原，介导分子间或胶原与胞外
• 功能： ➢ 纤连蛋白的表面受体是整联蛋白的家族成员，有的纤连蛋
白含有RGD结构域，结合细胞表面受体，介导细胞的粘着 。
➢ 通过结合细胞表面受体和胶原等胞外基质成分，将细胞锚 定在胞外基质上，参与维持细胞形态。
➢ 多种癌细胞不能合成纤连蛋白，失去正常的形态，脱离胞 外基质。纤连蛋白涉及细胞的癌变与迁移。
组成：由糖胺聚糖和核心蛋白（core protein）共 接形成的巨分子，是糖和蛋白质的复合物。含糖量 －95％。 2020/10/22
细胞生物学：第17章 细胞的社会联系
直接通过间隙连接，反应快速 信号需要转换，出现延迟现象
黏合带
细胞内的多种连接方式
紧密连接
间隙连接
桥粒
紧密连接 黏合带 桥粒 间隙连接 半桥粒
第二节 细胞黏着及其分子基础
细胞黏着：在细胞识别的基础上, 同类细胞发生聚 集形成细胞团或组织的过程。在器官形成过程中, 通过细胞识别与黏着使具有相同表面特性的细胞聚 集在一起形成器官。
3.免疫球蛋白超家族(Ig-superfamily, IgSF) :
•分子结构中具有与 免疫球蛋白类似的结 构域的细胞粘着因子 （ CAM）超家族 •有的为同亲型，有 的为异亲型，但黏着 都不依赖Ca2+
4.整联蛋白 :
•属于异亲型结合的细胞黏着分子， 介导细胞与细胞间、细胞与细胞 外基质的黏着。
紧密连接的两大功能：
1. 封闭作用：阻止可溶 性物质从细胞间扩散， 形成渗透的屏障； 2. 隔离作用：限制膜蛋 白与膜脂分子的侧向扩 散，维持上皮细胞的极 性，保证膜的不同区域 行驶不同功能；
Tight Junction
小肠上皮细胞紧密连接电镜照片
二、锚定连接
或斑块连接，通过细胞骨架系统将相邻两细胞或细胞与 细胞外基质连接在一起，增强细胞机械承受能力。在动 物各组织中广泛存在，特别是在需要承受机械力的组织
(一) 间隙连接 几乎所有动物组织细胞间的通讯方式
•基本结构单位：连接子 (connexons) ；
•每个连接子由6个连接蛋白组 成的跨膜蛋白呈环状排列; 连 接子中心形成一个直径约 1.5nm的孔道,可允许小分子物 质直接通过；
•相邻细胞膜上的两连接子对接形成一 个连接单位；
•间隙连接处相邻细胞质膜间的间隙 为2～3nm，故也称缝隙连接
细胞生物学(翟中和,高教四版)
细胞生物学（翟中和，高教四版）第一章绪论 (3)第二章细胞的统一性和多样性 (5)第三章细胞生物学研究方法 (9)第四章细胞质膜 (11)第五章物质的跨膜运输 (13)第六章线粒体和叶绿体 (15)第七章细胞质基质与内膜系统 (17)第八章蛋白质分选与膜泡运输 (20)第九章细胞信号转导 (21)第十章细胞骨架 (25)第十一章细胞核与染色质 (27)第十二章核糖体 (34)第十三章细胞周期与细胞分裂 (35)第十四章细胞增殖调控与癌细胞 (36)第十五章细胞分化与胚胎发育 (37)第十六章细胞死亡与细胞衰老 (39)第十七章细胞的社会联系 (40)第一章绪论第一节细胞生物学研究的内容与现状一、现代生命科学的一门重要的基础前沿学科当前细胞生物学研究的课题归纳起来包括3个根本性问题：（1）基因组是如何在时间与空间上有序表达的？（2）基因表达产物是如何逐级组装成能行使生命活动的基本结构体系及各种细胞器？（3）基因及其表达的产物，特别是各种信号分子与活性因子，是如何调节诸如细胞的增殖、分化、衰老、与凋亡等细胞最重要的生命活动过程的？二、细胞生物学得主要研究内容10个方面：（一）生物膜与细胞器（二）细胞信号转导基本研究内容3个方面：①细胞间信号传递：信号分子-受体作用②受体与信号跨膜转导：G蛋白与一系列受体③细胞内信号传递途径与网络调控-生物学效应（三）细胞骨架体系（四）细胞核、染色体及基因表达（五）细胞增殖及其调控增殖调控研究从两方面进行：①找控制增殖的因子②研究控制增殖的主要检验点相关的周期蛋白与依赖于周期蛋白的激酶的调控机理（六）细胞分化及干细胞生物学（七）细胞死亡（八）细胞衰老（九）细胞工程（十）细胞的起源于进化目前全球最热门的研究方向是：①细胞周期调控②细胞凋亡③细胞衰老④信号转导⑤DNA的损伤修复第二节细胞学与细胞生物学发展简史生物科学发展的3个阶段：①＞19世纪形态描述为主-生物科学②20世纪前半个世纪（1950年前）-实验生物学③20世纪50年代后-现代生物学一、细胞的发现二、细胞学说的建立及其意义当时“细胞学说”的基本内容：①细胞是有机体，一切动植物都是有细胞发育而来，并有细胞产物所构成②每个细胞作为一个相对独立的单位，既有它自己的生命，又对其他细胞共同组成的整体的生命有所助益③新的细胞可以通过已存在的细胞繁殖产生三、细胞学的经典时期（一）原生质理论的提出（二）细胞分裂的研究（三）细胞器的发现四、实验细胞学与细胞学的分支及其发展（一）细胞遗传学（二）细胞生理学（三）细胞化学五、细胞生物学学科的形成与发展这个新阶段的基本特点可归纳如下：（1）研究对象：细胞（及社会），尤其活细胞（2）研究内容：细胞重大生命活动（3）研究重点：细胞信号调控网络，作为揭示生命活动分子机制方面（4）研究目标：多层次上特别是纳米层次揭示生命活动本质（5）研究特征：多领域、多学科交叉结构&流程示意图1.细胞重大生命活动及其相互关系示意图思考题1.根据细胞生物学研究的内容与你所掌握的生命科学知识，恰当地评价细胞生物学在生命科学中所处的地位及它与其它学科的关系。
《细胞的社会联系》课件
细胞间物质交换
物质交换的方式
细胞间物质交换的方式包括细胞 间通道、胞吞胞吐、直接接触等
。
物质交换的意义
细胞间物质交换对于维持细胞的 正常生理功能具有重要意义，可 以调节细胞的代谢、生长和分化
等过程。
物质交换的调控
细胞间物质交换受到多种因素的 调控，包括信号分子、受体、通 道蛋白等，这些因素共同作用，
细胞的分类与功能
总结词
多样性与专一性
详细描述
细胞有多种分类方式，如根据来源可分为干细胞、胚胎细胞和成体细胞等；根 据功能可分为生殖细胞、血细胞和神经细胞等。不同类型的细胞具有不同的功 能，共同协作完成生物体的各项生理活动。
细胞的结构与组成
总结词统一ຫໍສະໝຸດ 与复杂性详细描述细胞的结构包括细胞膜、细胞质和细胞核等部分，其中细胞质又包括细胞器、细胞骨架和细胞溶胶等。这些结构 与组成相互协作，共同维持细胞的正常生理功能。
02
CATALOGUE
细胞间的联系
细胞通讯
信号分子
细胞通过释放和接收信号分子来 进行通讯，这些信号分子可以调 节细胞的生长、分化、代谢等过
程。
受体
细胞表面存在受体，可以识别和结 合信号分子，将信号传递到细胞内 部，影响细胞的功能。
通讯方式
细胞通讯的方式包括内分泌、旁分 泌、自分泌和胞间通讯等，每种方 式都有其特定的信号分子和受体。
微生物细胞的社会联系
总结词
微生物细胞通过群体感应等机制，形成了一种独特的细胞社会联系。
详细描述
微生物细胞通过释放特定的信号分子来感知周围环境，协调群体行为。例如，细菌通过群 体感应机制感知其他细菌的存在，协同形成生物膜等群体结构，以应对不利环境条件。
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2. 胞间连丝(plasmodesma)
• 植物细胞间通讯连接方式 • 在植物细胞物质运输和信
号传递中起着重要作用 • 胞间连丝介导的细胞间物
质运输也是有选择性的， 并且是可以调节的
3. 化学突触 (chemical synapses )
第二节 细胞黏着及其分子基础
细胞识别与细胞黏着
• 细胞连接需要细胞识别与黏着，然后在细胞骨架和跨膜蛋 白参与下形成细胞连接
第17章 细胞的社会联系
细胞的社会联系
本章主要内容
• 细胞连接 • 细胞黏着及其分子基础 • 细胞外基质
第一节 细胞连接
细胞连接(cell junction): 细胞质膜的特化区域，通过膜蛋白、细胞骨架蛋白或者胞外基质 形成的细胞与细胞之间、细胞与胞外基质之间的连接结构
第一节 细胞连接
• 三大类： ·封闭连接 ·锚定连接 ·通讯连接
Communication junctions 通讯连接
一、紧密连接（tight junction）
• 一般存在于上皮细胞之间 • 冰冻断裂复型技术显示出它是由围绕在细胞四周的
“焊接线”形成
一、紧密连接（tight junction）
主要功能： • 形成渗加入上皮 细胞一侧作为示踪物，不能够通 过紧密连接进入细胞的另一侧
结构与成分：
• 基本结构单位是连接 子，形成一个直径约 1.5 nm 的亲水通道
• 许多间隙连接单位往 往集结在一起形成大 小不一的片状结
• 密度梯度离心技术可 将质膜上的间隙连接 区域的膜片分离出来
1. 间隙连接(gap junction)
功能：
• 代谢偶联：﹤1×103
放射自显影信号 放射性标记胸苷
钙黏蛋白家族部分成员
钙黏蛋白参与的细胞连接
钙黏蛋白的结构与功能
钙黏蛋白介导高度选择性的细胞识别与黏着
• 通过调控钙黏蛋白的种类与数量能影响细胞间的 黏着与迁移，从而影响组织分化
小鼠8 细胞胚胎时期，表达E-钙黏蛋白将松散的分裂球细胞变成紧 密黏合的细胞。E-钙黏蛋白突变，会导致胚胎细胞的分离和死亡
TK+
间
隙
连
接
TK-
TTP* entered from wild cell to mutant cell
1. 间隙连接(gap junction)
功能：
• 在神经冲动信息传递中的作用：电突触
与化学突触传递信号不同，电突触的间隙连接有利于细胞间的快速通讯
间隙连接通透性的调节
• 对小分子物质的通透能力具有底物选择性 • 通透性受细胞质Ca2+ 浓度和pH调节
与中间丝相连的锚定连接：桥粒与半桥粒
半桥粒 (hemidesmosome)：
• 细胞与胞外基质间的 连接
• 中间丝—整联蛋白— 层粘连蛋白 上皮细胞通过半桥粒黏着在基膜上
与肌动蛋白纤维相连的锚定连接：黏着带与黏着斑
黏着带(adhesion belt) • 推测在动物胚胎发育
形态建成过程中促使 上皮细胞层弯曲形成 神经管等结构 • 微丝—钙黏蛋白
二、锚定连接
• 增强组织中细胞承受机械力的能力 • 细胞内锚蛋白+跨膜黏附性蛋白
与中间丝相连的锚定连接：桥粒与半桥粒
Desmosomes connect intermediate filaments from cell to cell
Hemidesmosome
与中间丝相连的锚定连接：桥粒与半桥粒
• 细胞识别与黏着的分子基础是细胞表面的细胞黏着分子 • 细胞黏着分子分为 4 大类：钙黏蛋白、选择素、整联蛋白
及免疫球蛋白超家族
细胞黏着分子（cell adhesion molecule，CAM）
• 通过3 种方式介导细胞识别与黏着 同亲型结合、异亲型结合、衔接分子依赖性结合
细胞黏着分子（cell adhesion molecule，CAM）
• 桥粒(desmosome)：相 邻细胞内的中间丝通过 桥粒相互作用，将相邻 细胞连成一体，增强了 细胞抵抗外界压力与张 力的机械强度
• 中间丝—钙黏蛋白
桥粒结构
自身免疫缺陷病——天疱疮
• 患者自身抗体结合桥粒跨膜黏附性蛋白质，破坏桥粒结构， 导致上皮细胞间锚定连接丧失，体液渗漏而产生严重的皮 肤水疱病
• 同种类型细胞间的彼此黏着是许多组织结构的基本特征
将两栖动物早期胚胎的外胚层和中胚层细胞解离为单细胞并混合在一起，起初细胞形 成一个混合的聚合体，然后从其他类型细胞中分选出 来。外胚层细胞移动到聚合体 的外表面，中胚层细胞移动到聚合体的内部，这些正是它们在胚胎中所占据的位置
细胞黏着分子（cell adhesion molecule，CAM）
细胞黏着分子（cell adhesion molecule，CAM）
细胞黏着分子（cell adhesion molecule，CAM）
胞质区与质膜下的骨架成分相连
1. 钙黏蛋白(cadherin)
• 同亲型结合、Ca2+ 依赖的细胞黏 着糖蛋白
• 典型钙黏蛋白胞外部分形成5 个 重复结构域
• 铰链区是Ca2+ 结合位点
上皮－间质转型涉及E-钙黏蛋白的表达与否
Kalluri R & Weinberg RA, 2009
上皮－间质转型是细胞转分化的一种方式
Kalluri R & Weinberg RA, 2009
• epithelial-mesenchymal transition，EMT • 癌细胞演进、干细胞分化与EMT有关
与肌动蛋白纤维相连的锚定连接：黏着带与黏着斑
黏着斑(focal adhesion) • 细胞与胞外基质之间
的连接方式 • 微丝—整联蛋白 • 维持细胞运动张力以
及影响细胞生长信号 传递
Focal adhesion
Actin a5b1 Integrin
三、通讯连接
1. 间隙连接(gap junction)
大家应该也有点累了，稍作休息
大家有疑问的，可以询问和交流
一、紧密连接（tight junction）
主要功能： • 形成上皮细胞膜
蛋白与膜脂分子 侧向扩散的屏障， 维持上皮细胞极 性
一、紧密连接（tight junction）
• 紧密连接形成的渗透屏障是相对的，某些小分子可通过紧密连接， 以细胞旁路途径从上皮细胞层一侧转运或“渗漏”到另一侧