《医学生物学教学资料》2生命的基本单位.ppt

第二章 生命的基本单位细胞,细胞:是生物体形态结构和生命活动的基本单位。,第二节 细胞的基本特征,基本结构单位；基本功能单位；生长发育的基本单位;遗传的基本单位，具有遗传的全能性。,四、原核细胞与真核细胞,（一）、原核细胞(prokaryotic-cell)1、体积小，结构简单，具有细胞膜与核物质和少数简单的细胞器，但无内膜系统和核膜。,2、形态结构：种类：支原体、细菌和蓝藻等。结构：细胞膜形成的中间体（质膜体）是质膜内褶形成，与细胞呼吸与细胞分裂有关,曾被称为类线粒体。如：光和细菌中的光合作用。有原始核糖体（沉降系数为70S）。,拟核：无核膜，无核仁，仅一个环状DNA分子，有多个质粒（细菌中除了基因组DNA外的小的环形DNA分子），没有组蛋白。,（二）、真核细胞膜相结构：细胞膜、线粒体、内质网、高尔基复合体、溶酶体、过氧化物酶体和核膜等；非膜相结构：核糖体、中心体、细胞质基质、核仁、染色体、核基质和微管、微丝等细胞骨架。,特征 原核细胞 真核细胞,细胞大小 较小，110m较大，10100m细胞质 无胞质环流 有胞质环流核糖体 70s(50+30s)80s(60s+40s)细胞骨架 无 有内膜系统 无 有,细胞核 拟核 有核膜、核仁,染色体 单数，非组蛋白和单多个，组蛋白及非组 个DNA分子组成 蛋白与多个DNA分子,细胞分裂 无丝分裂 有丝分裂,原核细胞核真核细胞的主要区别 page15,真核细胞原核细胞主要区别总结细胞器:完善的内膜系统和细胞骨架系统，80S核糖体;遗传物质:DNA多条，线状，基因数量多，有内含子，DNA有重复序列，染色体有组蛋白形成高级结构；,（三）病毒与蛋白质感染粒：1、动物病毒、植物病毒和噬菌体,2、类病毒,3、朊病毒:疯牛病克雅氏综合症等,第三节：生物膜的结构与功能,一、膜的化学组成膜脂：生物膜上的脂类统称膜脂。包括：磷脂、胆固醇和糖脂。磷脂：生物膜脂质双分子层的骨架；,膜蛋白：,膜糖类,二、膜的分子结构模型,液态镶嵌模型的要点（1）脂质双分子基本骨架；（2）镶嵌蛋白质；（3）膜的两侧不对称；（4）膜脂具有流动性。,三、膜功能调节运输 膜的通透性 简单扩散易化扩散主动运输：离子泵,第四节：真核细胞的细胞器,一、蛋白合成细胞器（一）细胞核：细胞核载有全部基因组，是细胞内DNA复制和RNA转录的中心，也是细胞代谢、生长、分化和繁殖的控制枢纽。,间期核的外核膜可见中间纤维、微管形成的细胞骨架网络，可能与细胞核在细胞内定位有关。,核孔，nuclear pore,核被膜上由内外核膜局部融合产生的圆环状结构称为核孔。核膜孔的孔径为一般在50-7Onm范围内。,核膜孔数目随代谢旺盛、分化程度、转录活性有关。,核纤层,结构：1、内核膜下的一层纤维状蛋白质网。一侧结合于内膜，另一侧与染色体结合2、核纤层蛋白，属于中间纤维。,核仁,结构:电镜下，核仁是裸露无膜的、一般认为核仁结构由纤维成分、颗粒成分、核仁区染色质和核仁基质4部分组成,核仁组织区：(nucleolar organizing region，NOR)是存在于细胞内特定染色体次缢痕处，含有主要rRNA基因的一个染色体区段。人类的 rRNA基因家族位于5对染色体(13、14、15、21和22号染色体)的短臂。10个小的核仁，融合而成1个大的核仁。,多拷贝的rDNA,染色质与染色体,人体一个二倍体细胞中的DNA序列约含60亿个核苷酸对，染色质DNA连接起来全长可达174cm。,染色体的一级结构核小体核小体是染色质的基本结构单位。核小体的中心是H2A、H2B、H3、H4各两分子构成核心部，核心部DNA长度140bp,绕八聚体1.75圈，连结部是组蛋白H1。,染色质和染色体是真核细胞遗传物质在细胞周期不同时相的不同形态结构。,二级结构：每圈螺旋含6个核小体。螺线管结构的形成与稳定过程中，组蛋白H1和二价阳离子起重要作用。,四级结构：染色单体。,染色体的袢环结构模型,螺线管折叠形成袢环，袢环向四周伸出，构成放射环，放射环的基部与非组蛋白的轴相连接。,每18个袢环呈放射平面排列，形成微带，再由微带沿纵轴构建成染色单体。,（二）核糖体(ribosome),形态结构：,核糖体的重要活性部位：,mRNA结合部位：小亚基上，与mRNA起始密码子前富含嘌呤的序列结合，并使其保持单链状态；A部位（A site）：也称氨酰基部位或受位，位于大亚基上，是接受氨酰-tRNA的部位；P部位（P site）又称肽酰基部位或供位：位于小亚基上，是tRNA释放的部位；肽基转移酶（简称T因子）部位：位于大亚基上，起作用是催化肽键形成；GTP酶也称转位酶，简称G因子：可分解GTP产生能量，并将肽酰基-tRNA由A位转移到P位；,二、内膜结构系统细胞器：位于细胞内，在结构、功能以及发生上具有一定联系的膜性结构的总称。,（一）内质网(endoplasmicreticulum,ER),1、糙面内质网（rough ER,rER）（1）结构特点：呈扁囊状，排列较整齐，表面附着核糖体而得名。（2）功能：主要合成内膜系统和分泌性蛋白质,2、光面内质网（smooth ER,SER）,（1）结构特点：分支状的管道结构（2）功能：脂质合成肝细胞中起解毒作用；肌细胞是特化的肌浆网是储存Ca2+的场所，调节肌肉收缩,（二）高尔基复合体（Golgi complex,GC）,1、结构：扁平囊：3-8层，分为形成面或顺面和成熟面或反面。小囊泡：转运小泡。大囊泡：有扁平囊末端或成熟面末端膨大脱落而成，内涵浓缩、加工的分泌产物，固有称浓缩泡或分泌泡。,GC的功能：精细加工胞内蛋白和分泌蛋白。在分泌活动旺盛的细胞中（如小肠上皮的杯状细胞），GC很发达。,（三）溶酶体(lysosome),1、形态结构：由一层单位膜包围而成的圆形或卵圆形的囊状结构。直径 0.20.8m。2、酶类：含有60余种酸性水解酶。,3、溶酶体膜的特性：膜上嵌有质子泵；膜蛋白呈高度糖基化状态，可保护膜自身免受内部水解酶的消化；膜上具有多种载体蛋白，用于向外转运水解产物。,4、溶酶体的发生和分类发生过程：M6P标记的酶蛋白在GC反面与其膜囊上的受体结合，形成运输小泡与细胞质中的内体融合形成溶酶体。,分类：初级溶酶体次级溶酶体异噬性溶酶体与自噬性溶酶体残余小体：溶酶体内的未消化或未分解的物质。,肝细胞脂褐质（残质体）,线粒体,有机物,O2,ATP,H2O,ADP+Pi,直接驱动细胞各种形式生命活动,CO2,对线粒体的主要功能概述:线粒体：又称power plant 氧化分解有机物,放能 合成ATP,需能 运入原料，运出ATP去直接驱动细胞生命活动,三、能量转换的细胞器,线粒体的结构：外膜;膜间腔;内膜;嵴；基粒,ATP：能量通货，ATP含有2个高能磷酸键，释放的能量用以驱动细胞生命活动。,三羧酸循环,葡萄糖,脂肪,丙酮酸,脂肪酸,乙酰辅酶A,草酰乙酸,柠檬酸,2CO2,8H,H+,O2,H2O,H+,H+,H+,ADP+PiATP,e,H+,H+,ATP,O2,ADP,氧化磷酸化概要：通过电子传递链，将H原子氧化，其所含的能量缓慢地释放，并将H+泵入膜间腔，储存了渗透势能，然后ATP酶复合体利用H+渗透势能，将ADP磷酸化，固定了能量。这就是氧化磷酸化。又称氧化磷酸化耦联。,基粒，Elementary particle:ATP synthesis complex,四、细胞骨架(Cytoskeleton),是普遍存在于真核细胞中的蛋白纤维组成的网架结构，由微管、微丝和中间纤维组成。各种细胞器和细胞内膜系统也同时得到它的支撑。,1、微管(microtubule)：,（1）微管的形态结构：电镜下，微管是一种中空的管状结构，由13条原丝纵形螺旋排列而成。,2、微丝（Microfilament）：,（1）微丝的形态结构：是存在于真核细胞中的一种实心骨架纤维，直径7nm。最常见形态是形成不稳定的束或复杂的网。,五、细胞表面与细胞外基质（一）细胞表面：保护细胞物质运输细胞识别、信号传递细胞运动（二）胞外基质：细胞的贴壁性生长胚胎细胞的迁移决定细胞的生存，避免细胞启动凋亡程序,第五节 细胞增殖周期,一、细胞周期，Cell cycle细胞周期各时相的动态变化：Gap 1,G1 phase;DNA synthesis,S phase;Gap 2,G2 phase;M phaseGo cell:暂时不增殖，从G1期退出增殖周期的细胞，条件满足将再回到G1期，重新开始细胞分裂。,细胞周期蛋白:细胞质中一类含量随细胞周期变化而周期性波动的蛋白。R点和Go细胞：细胞周期中，细胞只会在G1期某个时间点之前，检验完成所有此次细胞分裂所应具备的物质条件，一旦逾过此点，没有什么力量能阻止它完成此次分裂，此时间点称为R点。条件不满足，则退出细胞周期，此时不再称为G1期，而是G0期。,二、细胞增殖：有丝分裂,（一）、前期 组蛋白和核纤层的磷酸化导致：染色质的凝集；核膜的消失。,请注意以下二个区别：着丝粒与动粒；星体微管、极间微管与动粒微管,（二）、中期：有丝分裂器：包括染色体、星体（MTOC）、中心粒和纺锤体组成（三）、后期：动粒微管的端不断去组装，牵引染色体向两极；极间微管的端则不断组装，向两极伸长。（四）、末期：组蛋白和核纤层的去磷酸化导致：染色质的去凝集；核膜的出现。,