chapter细胞的形态结构与新陈代谢

――一个极性的头两个非极性的尾巴。
– 在水环境中，这类分子会自发形成脂双
层微囊。
在水中的脂双层微囊
极性头部
非极性尾部
磷脂和鞘脂形成的脂质双分子层
Leabharlann Baidu
• 细胞膜的框架，就是脂双层，还有蛋白质 “镶嵌”其中。 • 1970s 提出的流动镶嵌学说, 强调了生物 膜中脂分子和蛋白质分子的运动。这样的 膜结构不但用以组成细胞膜，还用以分割 形成各种细胞器，所以, 统称生物膜。
原核细胞
大 小： 直径平均： 1～10μm 主要特点： 1.遗传物质仅一个环状DNA 2.无核膜 3.无细胞器, 无细胞骨架 4.以无丝分裂或出芽繁殖
代表生物： 支原体、细菌、蓝藻
细菌模式图
菌毛 核糖体 性菌毛
颗粒 间体
鞭毛
真核细胞
真核细胞直径平均： 3～30μm 三大结构体系：
生物膜系统 质膜、内膜系统（细胞器） 遗传信息表达系统 染色质(体)、核糖体、 mRNA、tRNA等等 细胞骨架系统 胞质骨架、核骨架
内质网的信号假说（了解）
停靠蛋白 （docking protein， DP）
即SRP在内质网膜上的受体蛋白，它能
够与结合有信号序列的SRP牢牢地结合，
使正在合成蛋白质的核糖体停靠到内质网 上来。
图：膜结合核糖体体的蛋白质合成与转运
内质网的信号假说（了解）
内质网腔 合成 多肽
停靠 蛋白 信号肽
核糖体
mRNA
高尔基体
•由单层生物膜围成，与蛋白质修饰和分 泌有关。
成熟面 空腔
分泌小泡
形成面
高尔基体结构
溶酶体
溶酶体（lysome）由单层生物膜围成的一类包 着多种水解酶的小泡 ，是生物大分子分解的 场所。
溶酶体的类型
根据溶酶体处于完成其生理功能 的不同阶段，大致可分为：
•初级溶酶体（primary lysosome) •次级溶酶体（secondary lysosome)
细胞膜结构
糖萼
膜 蛋 白
膜蛋白：与磷脂双分子层结合，执行各
种功能，分为：
• • 运输载体 酶
•
•
受体蛋白
连接蛋白
流动镶嵌模型特性
• 不对称性 膜蛋白分布不对称
跨膜 蛋白 膜表面 蛋白
脂质双层
镶嵌蛋白
流动镶嵌模型特性
• 流动性 膜蛋白的运动
鼠细胞
标记蛋白 人细胞 标记蛋白 重新分布
细胞融合
流动镶嵌模型特性
质膜
细胞核
线
•形态结构 •功能 •半自主性
粒
体
——能量转换器
线粒体的形态结构
• 由两层膜包被,外膜平滑,内膜向内折叠形成
嵴,两层膜之间有腔,线粒体中央是基质 。基
质内含有与三羧酸循环所需的全部酶类,内
膜上具有呼吸链酶系及ATP酶复合体。
• 线粒体有自身的DNA和遗传体系, 但线粒体 基因组的基因数量有限,因此,线粒体只是一 种半自主性的细胞器。
内
质
网
由单层生物膜围成。是蛋白质合成、修饰和 分泌；脂类合成的场所。
•粗糙面内质网
•光滑面内质网
蛋白质转运--内质网的信号假说
• 粗面内质网的主要功能是帮助膜结合核糖 体合成的蛋白质转运。
• 由于粗面内质网上合成的蛋白质包括膜蛋 白、内膜结构的腔池蛋白和分泌到细胞外 的蛋白， 所以必须有极好的运输机制进行 分选定位， 这就是信号肽假说。
动物细胞模式图
细胞核 微丝 微管 溶酶体 内质网 质膜 线粒体 中心体
高尔基体
植物细胞模式图
高尔基体 液泡 细胞核 内质网 微管 细胞壁
微丝
叶绿体 线粒体 质膜
植物细胞特有的结构
•细胞壁（cell wall) •叶绿体（chloroplast) •大液泡（vacuole) •胞间连丝（plasmodesmata)
内质网的信号假说（了解）
新蛋白复合物的发现与信号假说的补充 信号识别颗粒（signal recognition partical， SRP）
1981年，发现了信号识别颗粒（signal
recognition partical， SRP），是一种核糖核酸 蛋白复合体，沉降系数为11S，它的作用是识别信 号序列，并将核糖体引导到内质网上。
• 流动性 膜脂的运动
旋转
上下翻转
摆动
细胞核
• 由两层生物膜围成，遗传信息贮藏在核
内，是DNA 复制和RNA 合成场所。
细胞核结构
核孔复合物的组成与功能 组成： • 100多种多肽 功能： •核质交换的双向亲 水通道 •亲核蛋白入核 •转录产物（RNA） 的输出
真核生物的信息传 递：
从细胞核内到细胞核 外；从DNA到RNA 再到蛋白质
三、生物膜系统
•质膜（plasma membrane) •内质网(endoplasmic reticulum) •高尔基体（Golgi body) •溶酶体（lysosome) •线粒体（mitochondria)
•叶绿体（chloroplast)
生物膜的分子结构
• 细胞膜和生物膜
– 磷脂和鞘脂分子具有一个共同的特征
本章要点
• 细胞的形态结构 • 细胞的新陈代谢（自学）
第一节 细胞的形态结构
一、细胞化学成分
水: 85% DNA : 0.4%
无机盐: 1.5% RNA : 0.7%
蛋白质 : 10% 脂质 : 2% 糖类: 0.4%
二、细
直观：
一个受精卵
胞
细胞类别：
——生命的基本单位
原核细胞 真核细胞
婴儿（约2万亿个细胞） 成年人（约婴儿的30倍）
内质网的信号假说（了解）
● 早期的信号假说
• 1975年， G.Blobel和 B.Dobberstein 根据对信号序列的 研究成果，正式提出了信号假说（signal hypothesis）， 要点是： （1）分泌蛋白的合成始于细胞质中的游离核糖体； （2）合成的N-端信号序列露出核糖体后，靠自由碰撞与 内质网膜接触，然后靠N-端信号序列的疏水性插入内质网 的膜； （3）蛋白质继续合成，并以袢环形式穿过内质网的膜； （4）如果合成的是分泌的蛋白，除了信号序列被信号肽 酶切除外，全部进入内质网的腔，若是膜蛋白，则由一个 或多个停止转移信号将蛋白质锚定在内质网膜上。
•残余小体（residual body)
溶酶体的功能
溶酶体的标志酶是酸性水解酶
• 消化细胞内吞的食物，为细胞提供营养 • 清除衰老的细胞器 • 防御功能
例如：1.两栖类发育过程中蝌蚪尾巴的退化
2. 哺乳动物断奶后乳腺的退化性的变化等
内质网、高尔基体、溶酶体的 功能衔接
分泌小泡
高尔基体 运输小泡 内质网 内吞小泡 溶酶体