1 細(xì)胞生物學(xué) 講稿ppt課件

1、細(xì)胞生物學(xué)生物奧賽輔導(dǎo)授課人：楊化濤.細(xì)胞學(xué)部分比值：20% 主要內(nèi)容：細(xì)胞的化學(xué)成分 細(xì)胞的構(gòu)造與功能 細(xì)胞代謝 細(xì)胞分裂。 學(xué)習(xí)方法：掌握運用必修1內(nèi)容 掌握了解奧賽教材內(nèi)容細(xì)胞部分內(nèi)容引見.1細(xì)胞的發(fā)現(xiàn) 1665年英國物理學(xué)家羅伯特虎克用他自制的顯微鏡察看栓皮櫟的軟木切片時，看到了一個個蜂窩狀的小室。他把這樣的“小室稱為細(xì)胞死細(xì)胞。2細(xì)胞學(xué)說的建立德國植物學(xué)家施萊登于1838年提出了細(xì)胞學(xué)說的主要論點，次年又經(jīng)德國動物學(xué)家施旺加以充實，最終創(chuàng)建了細(xì)胞學(xué)說。細(xì)胞學(xué)說的主要內(nèi)容是：細(xì)胞是動、植物有機(jī)體的根本構(gòu)造單位，也是生命活動的根本單位一細(xì)胞生物學(xué)的開展.三細(xì)胞的形狀與大小1.細(xì)胞概念：細(xì)

2、胞是由膜包圍的，能進(jìn)展獨立繁衍的最小原生質(zhì)團(tuán)，是生命活動的根本單位，是生物體最根本的形狀構(gòu)造和功能活動單位。 2細(xì)胞的大?。簃顯微構(gòu)造和亞顯微構(gòu)造 在顯微技術(shù)和電鏡技術(shù)中常用的單位有：微米m或、納米nm和埃三種。 1m102cm106m109 nm 1010 .影響細(xì)胞大小的要素：1.細(xì)胞的核質(zhì)比與細(xì)胞大小有關(guān)，決議細(xì)胞上限；2.細(xì)胞的相對外表積與細(xì)胞大小有關(guān)；3.細(xì)胞內(nèi)物質(zhì)的交流與細(xì)胞大小有關(guān)。.3.原生質(zhì)：細(xì)胞內(nèi)所含有的生活物質(zhì)，真核細(xì)胞包括細(xì)胞質(zhì)和細(xì)胞核。留意與原生質(zhì)層的區(qū)別57. 細(xì)胞膜(cell membrane)又稱質(zhì)膜plasma membrane，是指圍繞在細(xì)胞最外層，由脂質(zhì)和

3、蛋白質(zhì)組成的生物膜。細(xì)胞膜只是真核細(xì)胞生物膜的一部分，真核細(xì)胞的生物膜biomembrane包括細(xì)胞的內(nèi)膜系統(tǒng)細(xì)胞器膜和核膜和細(xì)胞膜cell membrane。.1細(xì)胞膜/生物膜1質(zhì)膜的化學(xué)組成細(xì)胞膜主要由脂類和蛋白質(zhì)組成，蛋白質(zhì)約占膜干重的20%70%，脂類約占30%80%，此外還有少量的糖類。比例的不同與其功能相順應(yīng)。.四真核細(xì)胞的亞顯微構(gòu)造2質(zhì)膜的分子構(gòu)造模型三明治模型流動鑲嵌模型. 脂質(zhì)體脂質(zhì)體liposome是根據(jù)磷脂分子在水相中構(gòu)成穩(wěn)定的脂雙層膜的趨勢而制備的一種人工膜。脂質(zhì)體可用于細(xì)胞膜的研討；轉(zhuǎn)基因；疾病的診斷及治療。 .二、 膜蛋白膜蛋白是膜功能的主要表達(dá)者。核基因組編碼的蛋

4、白質(zhì)中30%左右的為膜蛋白。根據(jù)與膜脂的結(jié)合方式以及在膜中的位置的不同，膜蛋白分為內(nèi)在integral protein、外周蛋白peripheral protein和脂錨定蛋白lipid-anchored protein。.一內(nèi)在蛋白integral proteins 內(nèi)在蛋白又稱為整合蛋白，以不同程度嵌入脂雙層的內(nèi)部，有的為全跨膜蛋白tansmembrane proteins。它與膜結(jié)合非常嚴(yán)密，只需用去垢劑detergent才干從膜上洗滌下來，常用SDS和Triton-X100。 內(nèi)在蛋白的跨膜構(gòu)造域構(gòu)成親水通道有兩種方式，一是由多個螺旋組成親水通道；而是由折疊組成親水通道。 .細(xì)胞膜的構(gòu)

5、造模型及特點一、細(xì)胞膜構(gòu)造的研討歷史1. E. Overton 1895 推測細(xì)胞膜由延續(xù)的脂類物質(zhì)組成。.2. E. Gorter & F. Grendel 1925 推測細(xì)胞膜由雙 層脂分子組成。.3. J. Danielli & H. Davson 1935 提出了蛋白質(zhì)-脂類-蛋白 質(zhì)的三明治模型。以為質(zhì)膜由雙層脂類分子及其內(nèi)外表 面附著的蛋白質(zhì)構(gòu)成的。1959年提出了修正模型，以為膜 上還具有貫穿脂雙層的蛋白質(zhì)通道，供親水物質(zhì)經(jīng)過。.4. J. D. Robertson 1959 用超薄切片技術(shù)獲得了明晰的細(xì)胞膜照片，顯示暗-明-暗三層構(gòu)造，厚約7.5nm。這就是所謂的“單位膜模型。

6、它由厚約3.5nm的雙層脂分子和內(nèi)外外表各厚約2nm的蛋白質(zhì)構(gòu)成。.5.S. J. Singer & G. Nicolson 1972根據(jù)免疫熒光技術(shù)、冰凍蝕刻技術(shù)的研討結(jié)果，在單位膜模型的根底上提出流動鑲嵌模型。.二、質(zhì)膜的流動鑲嵌模型的特點組成成分：主要組成成分為脂類和蛋白質(zhì)，還含有少量的糖類。不對稱性：蛋白質(zhì)或嵌在脂雙層外表，或嵌在其內(nèi)部，或橫跨 整個脂雙層，表現(xiàn)出分布的不對稱性。流動性：膜蛋白和膜脂可作各向運動。.膜脂的分子運動1 側(cè)向分散運動 2 旋轉(zhuǎn)運動 3 擺動運動 4 伸縮震蕩運動5 翻轉(zhuǎn)運動 6 旋轉(zhuǎn)異構(gòu)化運動.2. 影響膜流動的要素規(guī)律點撥.主要有側(cè)向分散和旋轉(zhuǎn)分散兩種運動

7、方式。旋轉(zhuǎn)分散指膜蛋白圍繞與膜平面垂直的軸進(jìn)展旋轉(zhuǎn)運動。膜蛋白的側(cè)向運動受細(xì)胞骨架的限制，破壞微絲的藥物如細(xì)胞松弛素B能促進(jìn)膜蛋白的側(cè)向運動。可用熒光標(biāo)志技術(shù)檢測膜蛋白的流動性。3膜蛋白的流動.細(xì)胞交融技術(shù)察看蛋白質(zhì)運動.質(zhì)膜的流動性是保證其正常功能的必要條件。例如跨膜物質(zhì)運輸、細(xì)胞信息傳送、細(xì)胞識別、細(xì)胞免疫、細(xì)胞分化以及激素的作用等等都與膜的流動性親密相關(guān)。當(dāng)膜的流動性低于一定的閾值時，許多酶的活動和跨膜運輸將停頓，反之假設(shè)流動性過高，又會呵斥膜的溶解。4膜流動性的意義.膜的不對稱性.冰凍蝕刻 研討不對稱型亦稱冰凍斷裂。標(biāo)本置于干冰或液氮中冰凍。然后斷開，升溫后，冰升華，暴顯露了斷面構(gòu)造。

8、向斷裂面上噴涂一層蒸汽碳和鉑。然后將組織溶掉，把碳和鉑的膜剝下來，此膜即為復(fù)膜replica。A Yeast Cell.三、細(xì)胞膜的功能 為細(xì)胞的生命活動提供相對穩(wěn)定的內(nèi)環(huán)境; 選擇性的物質(zhì)運輸,包括代謝底物的輸入與代謝 產(chǎn)物的排除,其中伴隨著能量的傳送; 提供細(xì)胞識別位點,并完成細(xì)胞內(nèi)外信息跨膜傳送; 為多種酶提供結(jié)合位點,使酶促反響高效而有序地進(jìn)展； 介導(dǎo)細(xì)胞與細(xì)胞、細(xì)胞與基質(zhì)之間的銜接; 質(zhì)膜參與構(gòu)成具有不同功能的細(xì)胞外表特化構(gòu)造。.Fig. cAMP信號通路對基因轉(zhuǎn)錄的激活信號分子與受體結(jié)合經(jīng)過G蛋白活化腺苷酸環(huán)化酶，導(dǎo)致細(xì)胞內(nèi)cAMP濃度增高激活蛋白激酶A，被活化的蛋白激酶A催化亞基

9、轉(zhuǎn)為進(jìn)入細(xì)胞核，使基因調(diào)控蛋白cAMP應(yīng)對結(jié)合蛋白，CREB磷酸化，磷酸化的基因調(diào)控蛋白與靶基因調(diào)控序列結(jié)合，加強(qiáng)靶基因的表達(dá)。.細(xì)胞外表的特化構(gòu)造是為順應(yīng)某種環(huán)境而構(gòu)成的特殊外表構(gòu)造，如：膜骨架、鞭毛、纖毛及微絨毛等，分別與細(xì)胞形狀的維持、細(xì)胞運動、細(xì)胞的物質(zhì)交換等功能有關(guān)。 骨架與細(xì)胞外表的特化構(gòu)造.膜骨架指細(xì)胞膜下與膜蛋白相連的由纖維蛋白組成的網(wǎng)架構(gòu)造( meshwork)，它參與維持質(zhì)膜的外形并協(xié)助質(zhì)膜完成多種生理功能。它的特點是粘質(zhì)性高，有較強(qiáng)的抗拉才干。一、膜骨架.二、紅細(xì)胞一紅細(xì)胞的生物學(xué)特性哺乳動物成熟的紅細(xì)胞沒有細(xì)胞核和內(nèi)膜系統(tǒng)，細(xì)胞膜既有良好的彈性又有較高的強(qiáng)度，并且細(xì)胞膜

10、和膜骨架的蛋白比較容易純化、分析。紅細(xì)胞經(jīng)過低滲處置，質(zhì)膜破裂，內(nèi)容物釋放，留下一個堅持原形的殼，稱為血影。因此，是研討膜骨架的理想資料。二紅細(xì)胞質(zhì)膜蛋白及膜骨架.血影SDS聚丙烯酰胺凝膠電泳分析：血影蛋白主要成分包括：血影蛋白、錨蛋白、帶3蛋白、帶4.1蛋白、帶4.1蛋白、肌動蛋白和血型糖蛋白。改動處置的離子強(qiáng)度：血影蛋白和肌動蛋白條帶消逝，血影的外形改動，膜的流動性加強(qiáng)。用Triton100處置：帶3蛋白和一些血型糖蛋白消逝，血影的外形根本不變。用非離子去垢劑處置：一切的脂質(zhì)和血型糖蛋白及大部分帶3蛋白消逝，血影的外形根本不變。膜骨架蛋白主要成分包括：血影蛋白、肌動蛋白、錨蛋白和 帶4.1蛋白等。.植物細(xì)胞壁cell wall植物細(xì)胞壁的組成 植物細(xì)胞壁的功能 添加細(xì)胞強(qiáng)度，提供支持功能； 信息儲存庫的功能：產(chǎn)生多種寡糖 素作為信號物質(zhì)，或抵抗病、蟲害， 或作為細(xì)胞生長和發(fā)育的信號物質(zhì)。 .纖維素分子纖維素微原纖維microfibril,為細(xì)胞壁提供了抗張強(qiáng)度半纖維素hemicellulose: 木糖、半乳糖和葡萄糖 等組成的高度分支的多糖 介導(dǎo)微原纖維銜接彼此銜接或介導(dǎo)微原纖維與其 它基質(zhì)成分果膠質(zhì)銜接果膠質(zhì)pectin：含有大量攜帶負(fù)電