人體解剖課件第二章人體的基本組織第一節(jié)細胞

第一節(jié)細胞與細胞膜的化學(xué)組成和分子結(jié)構(gòu)（1）（3）（2）第一頁，共四十二頁。一細胞核的微細結(jié)構(gòu)模式圖作用：細胞遺傳、代謝、生長及繁殖的控制中心特性：一個細胞一個核，間期核是典型的核核膜包圍核物質(zhì)核仁蛋白質(zhì)和核酸染色質(zhì)脫氧核糖核酸貯藏、復(fù)制和傳遞遺傳信息控制細胞內(nèi)蛋白質(zhì)的合成第二頁，共四十二頁。二細胞質(zhì)以及細胞器的超微結(jié)構(gòu)模式圖細胞質(zhì)核酸糖小體微絲支撐細胞溶酶體呼吸、供能第三頁，共四十二頁。核蛋白體氨基酸縮合成肽內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜性管道系統(tǒng)粗面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)運送蛋白質(zhì)滑面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)合成貯存肝糖原，合成脂類，肌纖維收縮分解丙酮酸產(chǎn)生ATP溶酶體水解蛋白質(zhì)、糖、脂等第四頁，共四十二頁。多利和邦妮（圖片來自）

第五頁，共四十二頁。

三、細胞膜的超微結(jié)構(gòu)模式圖脂類（磷脂、糖脂、固醇）蛋白質(zhì)（嵌入蛋白、表在蛋白）糖類第六頁，共四十二頁。第七頁，共四十二頁。第八頁，共四十二頁。

第九頁，共四十二頁。4聚體糖蛋白錨蛋白聚集物第十頁，共四十二頁。四、細胞膜的化學(xué)組成與分子結(jié)構(gòu)（TheChemicalcompositionandMolecularStructureofCellMembrane）

細胞膜的基架是脂質(zhì)雙分子層，主要起屏障作用，而膜上鑲嵌、覆蓋、貫穿的各種特殊蛋白質(zhì)負責(zé)完成跨膜物質(zhì)、能量和信息的轉(zhuǎn)運和轉(zhuǎn)換。

膜結(jié)構(gòu)特點：液態(tài)鑲嵌模型第十一頁，共四十二頁。流體鑲嵌模型(fluidmosaicmodel)：以液態(tài)的脂質(zhì)雙分子層為基架，其中鑲嵌著具有不同分子結(jié)構(gòu)、因而也具有不同生理功能的蛋白質(zhì)。

1脂質(zhì)雙分子層：

2細胞膜蛋白質(zhì)：

表面蛋白質(zhì)(peripheralprotein)；

整合蛋白質(zhì)(integratedprotein)。

充當(dāng)受體、載體、通道及酶的作用，在細白間的識別、物質(zhì)的跨膜轉(zhuǎn)運及跨膜信號轉(zhuǎn)導(dǎo)方面起重要作用。3細胞膜糖類：以共價鍵形成糖脂或糖蛋白，可作為抗原決定簇或膜受體的可識別部位。

與細胞識別、信息交換、細胞免疫、細胞粘著、藥物反應(yīng)、激素反應(yīng)密切相關(guān)。

第十二頁，共四十二頁。細胞膜的脂質(zhì)以磷脂類為主，其次為膽固醇，還有少量鞘磷脂類物質(zhì)。脂質(zhì)以雙分子層形式包被在細胞表面。

脂質(zhì)雙分子層中分散鑲嵌著多種蛋白質(zhì)分子。

細胞膜還含有少量糖類，它們以共價鍵的形式和膜的脂質(zhì)或白質(zhì)結(jié)合，形成糖脂或糖蛋白。第十三頁，共四十二頁。細胞膜的作用

細胞膜是將細胞內(nèi)容物和周圍環(huán)境分隔開的一層薄膜，起屏障作用。

細胞生命活動所需的氧氣和營養(yǎng)物質(zhì)，及二氧化碳和代謝廢物，均須通過細胞膜進出細胞。因此，細胞膜必須有選擇地通透不同物質(zhì)。胞外信息要被細胞感知，也須要特定的結(jié)構(gòu)參與。第十四頁，共四十二頁。依據(jù)功能的膜蛋白分類

識別蛋白質(zhì)酶受體蛋白質(zhì)轉(zhuǎn)運蛋白質(zhì)離子通道細胞骨架蛋白

細胞膜所具有的各種功能，在很大程度上決定于膜上的蛋白質(zhì)的功能；細胞和周圍環(huán)境間進行的物質(zhì)、能量和信息交換，也大都與膜上的蛋白質(zhì)分子有關(guān)。

膜蛋白第十五頁，共四十二頁。第十六頁，共四十二頁。二細胞膜的物質(zhì)轉(zhuǎn)運機能TransportAcrossCellMembrane1被動轉(zhuǎn)運Passivetransport

單純擴散易化擴散2主動轉(zhuǎn)運Activetransport

3出胞和入胞Exocytosisandendocytosis第十七頁，共四十二頁。被動轉(zhuǎn)運Passivetransport單純擴散：在生物體系中，細胞外液和細胞內(nèi)液都是水溶液，溶于其中的各種溶質(zhì)分子，只要它們是脂溶性的，就可能根據(jù)擴散原理作跨膜運動或轉(zhuǎn)運，這稱為單純擴散。

單純擴散的物質(zhì)：O2、CO2、NH3、N2、尿素、乙醚、乙醇、類固醇類激素等少數(shù)幾種。

單純擴散特點：①擴散速率高②無飽和性③不依靠特殊膜蛋白質(zhì)的“幫助”④不需另外消耗能量

第十八頁，共四十二頁。滲透(Osmosis)

滲透是單純擴散的一種特例，是指水分子的跨膜轉(zhuǎn)運。在選擇性通透水而不通透溶質(zhì)的半透膜處，水將從低溶質(zhì)濃度（水分子濃度高，滲透壓低）的溶液一側(cè)向高溶質(zhì)濃度（水分子濃度低，滲透壓高）的溶液一側(cè)轉(zhuǎn)運。第十九頁，共四十二頁。易化擴散(facilitateddiffusion)

非脂溶性或脂溶性較小的物質(zhì)在膜上特殊蛋白質(zhì)幫助下，順著濃度差或電位差跨膜轉(zhuǎn)運的過程。特點：1.物質(zhì)由高濃度一側(cè)向低濃度一側(cè)運動

2.擴散通量不是固定不變的

3.選擇性-結(jié)構(gòu)特異性

4.飽和現(xiàn)象

5.競爭性抑制通道轉(zhuǎn)運物質(zhì):各種帶電離子化學(xué)門控通道：只有在它所在膜兩側(cè)（主要是外側(cè)）出現(xiàn)某種化學(xué)信號時才開放。

電壓門控通道：由所在膜兩側(cè)電位差的改變決定其開閉以載體為中介的易化擴散

載體轉(zhuǎn)運的物質(zhì)：葡萄糖、氨基酸等小分子親水物質(zhì)第二十頁，共四十二頁。Na+通道：葡萄糖載體：Na+-K+-ATP酶（主動轉(zhuǎn)運）=1×107：1×104：5×102

第二十一頁，共四十二頁。主動轉(zhuǎn)運（activetransport）細胞通過本身的某種耗能過程將某物質(zhì)的分子或離子由膜的低濃度一側(cè)移向高濃度一側(cè)的過程。（1）原發(fā)主動轉(zhuǎn)運(primaryactivetransport)由膜上具有ATP酶活性的特殊泵蛋白直接水解ATP提供能量而將一種或多種物質(zhì)逆著濃度梯度或電化學(xué)梯度進行跨膜轉(zhuǎn)運。

鈉-鉀泵（sodium-potassiumpump）鈉泵活動的生理意義：

鈉泵活動造成的細胞內(nèi)高鉀，是許多代謝反應(yīng)進行的必要條件

防止細胞內(nèi)水腫的發(fā)生

建立一種勢能貯備第二十二頁，共四十二頁。在消耗代謝能的情況下逆著濃度差把細胞內(nèi)的Na+移出膜外，同時把細胞外的K+移入膜內(nèi)，形成和保持膜內(nèi)高K+膜外高Na+的不均衡離子分布狀態(tài)。鈉泵是鑲嵌在細胞膜上的一種特殊蛋白質(zhì)分子，本身具有ATP酶的活性，使之釋放能量進行Na+和K+的轉(zhuǎn)運，因此鈉泵又稱為Na+-K+依賴式ATP酶的蛋白質(zhì)。鈉泵活動時，Na+和K+是耦聯(lián)在一起進行的，每分解一個ATP分子，可以使3個Na+移出膜外，同時有2個K+移入膜內(nèi)。第二十三頁，共四十二頁。（2）繼發(fā)性主動轉(zhuǎn)運（secondaryactivetransport)

（滲透作用）某種物質(zhì)能夠逆濃度差或電位差跨膜轉(zhuǎn)運，但其所需能量不是直接由ATP分解提供，而是由鈉泵主動轉(zhuǎn)運其他物質(zhì)時所造成的高勢能提供。特點（1）Na泵建立的Na+濃度差為基礎(chǔ)；（2）被轉(zhuǎn)運物質(zhì)逆濃度梯度的轉(zhuǎn)運與Na+順濃度梯度的轉(zhuǎn)運耦聯(lián)進行；（3）ATP間接供能。典型：小腸粘膜吸收G和AA,腎小管重吸收G和AA；細胞內(nèi)的Na+-H+交換和Na+-Ca+交換同向轉(zhuǎn)運葡萄糖第二十四頁，共四十二頁。入胞與出胞式物質(zhì)轉(zhuǎn)運

出胞（exocytosis)：大分子物質(zhì)或固態(tài)、液態(tài)的物質(zhì)團塊通過細胞膜移向細胞外的過程。

入胞（endocytosis)：大分子物質(zhì)或固態(tài)、液態(tài)的物質(zhì)團塊通過細胞膜移向細胞內(nèi)的過程。

一些特殊物質(zhì)的進入細胞，是通過被轉(zhuǎn)運物質(zhì)與膜表面的特殊受體蛋白質(zhì)相互作用而引起的，稱為受體介導(dǎo)式入胞。第二十五頁，共四十二頁。

第二十六頁，共四十二頁。受體介導(dǎo)式入胞的過程：

細胞膜上的受體對物質(zhì)的“辨認”

發(fā)生特異性結(jié)合，形成復(fù)合物

復(fù)合物向膜表面的“有被小窩”移動

“有被小窩”處的膜凹陷

凹陷膜與細胞膜斷離，形成吞食泡

吞食泡與胞內(nèi)體的膜性結(jié)構(gòu)相融合

物質(zhì)與受體分離，物質(zhì)轉(zhuǎn)運到能利用他們的細胞器，受體再循環(huán)第二十七頁，共四十二頁。細胞膜物質(zhì)轉(zhuǎn)運的形式及其特點被動過程

主動過程*單純擴散易化擴散原發(fā)性主動轉(zhuǎn)運繼發(fā)性主動轉(zhuǎn)運載體中介通道中介轉(zhuǎn)運方向高濃度→低濃度低濃度→高濃度需否轉(zhuǎn)運蛋白否是是是是有無飽和現(xiàn)象無有無有有化學(xué)特異性無有有有有需否代謝能量及來源否否否是

ATP是離子梯度（Na+泵活動形成）轉(zhuǎn)運的物質(zhì)O2，CO2，脂肪酸葡萄糖，氨基酸Na+，K+，Ca2+Na+，K+，Ca2+，H+葡萄糖，氨基酸第二十八頁，共四十二頁。（一）細胞周期概念

細胞周期（cellcycle）：是指細胞從上一次分裂結(jié)束開始生長到下一次細胞分裂結(jié)束所經(jīng)歷的過程，又稱細胞增殖周期。細胞周期時間（TC）絕大多數(shù)真核生物的細胞周期時間較長，通常在細胞周期中間期所占時間較分裂期長，例如人的組織培養(yǎng)細胞在37℃條件下，一個細胞周期為18－22h，其中分裂期為45min，而分裂間期17h以上。五、細胞的增殖第二十九頁，共四十二頁。細胞周期劃分終端分化細胞

G0周期性細胞G1(gap1)細胞有絲分裂完成DNA復(fù)制前S(synthesisphase)DNA復(fù)制2c-4cM期(mitosis,division）分裂開始到結(jié)束G2(gap2)：DNA復(fù)制完成到有絲分裂開始終端分化細胞

周期性細胞：始終保持旺盛的增殖活性。G0期細胞：一般不分裂，暫不增殖細胞。終端分化細胞（無增殖能力細胞）

結(jié)構(gòu)和功能高度特化G0是指分裂后相對穩(wěn)定的一段時期，也稱靜止期(restingorquiescentphase)。G0期不包括在細胞周期之內(nèi)。細胞在適宜刺激下能被觸發(fā)從靜止?fàn)顟B(tài)進人增殖周期，G1期細胞在一定條件下也可退入G0期。近年來的研究表明，G0期細胞并不"靜止"，而是進行著極為復(fù)雜的生化反應(yīng)。第三十頁，共四十二頁。細胞周期的特點單向性即細胞只能沿G1→S→G2→M方向推進而不能逆行階段性在4個連續(xù)的時相中，細胞的形態(tài)與代謝特點有較明顯的差異，細胞可因某種原因在某時相停滯(arrest)下來，待生長條件好轉(zhuǎn)后，細胞可重新活躍起來過渡到下一時相。

第三十一頁，共四十二頁。G1期（DNA合成前期）G1早期：細胞生長、生物合成、形成細胞器體積、表面積、核/質(zhì)比增加G1晚期：為DNA合成準(zhǔn)備信號分子調(diào)控G0——G1晚——S期startpoint（DNA合成相關(guān)酶，細胞周期運行的蛋白）（二）細胞周期各時相的細胞形態(tài)和分子事件S期（DNA合成期）1.DNA復(fù)制2.蛋白質(zhì)合成（組蛋白、非組蛋白）組裝核小體。G2期（有絲分裂準(zhǔn)備期）1.促有絲分裂因子(MPF)合成2.微管蛋白（tubulin)合成3.0.3%DNA復(fù)制G2期checkpoint：

是否完成DNA復(fù)制？是否有DNA錯誤復(fù)制？有絲分裂期（mitosis)

主要事件1.核膜的解體和重建2.染色質(zhì)凝集和重新形成3.紡錘體形成和染色體運動4.細胞質(zhì)分裂（收縮環(huán)；細胞板）細胞分裂用時0.5~2hrSynthesisphasegapphaselgapphase2mitoticphase第三十二頁，共四十二頁。G1期是指從上一次有絲分裂完成到本次DNA復(fù)制之前的過程，持續(xù)時間一般為6～l2h。在G1期有mRNA和蛋白的合成，G1期細胞的主要任務(wù)是積累能量和原料，為DNA的復(fù)制作準(zhǔn)備，故又稱DNA合成前期。S期即DNA合成期，持續(xù)時間一般為6～8h。S期末DNA含量增加1倍，細胞由二倍體變?yōu)樗谋扼w。S期DNA的復(fù)制極其準(zhǔn)確，每一段DNA只復(fù)制一次，從而可保證分裂后子細胞的遺傳物質(zhì)平均分配。S期DNA復(fù)制的起始存在“開啟”和“關(guān)閉”機制(“on-of”switch)。DNA合成前設(shè)“檢查點”(checkpoint)。G2期是指從DNA復(fù)制完成到有絲分裂開始的時間區(qū)間，持續(xù)時間一般為3～4h。只有完成了所有DNA復(fù)制后，細胞才進入G2期，故G2期又稱DNA合成后期或絲裂前期。在G2期RNA和蛋白質(zhì)合成活躍，有絲分裂所需的蛋白質(zhì)、微管蛋白是在G2期合成的。此外，還進行線粒體的復(fù)制。M期即有絲分裂期，細胞進行分裂，一般持續(xù)時間為lh。M期是很復(fù)雜的過程，根據(jù)光鏡所見，可順序分成6個階段，即前期(Prophase)、前中期(earlymetaphase)、中期(metaphase)、后期(anaphase)、末期(telophase)和胞質(zhì)分裂期(cytokinesis)。第三十三頁，共四十二頁。（三）有絲分裂期（mitosis)

主要事件1.核膜的解體和重建2.染色質(zhì)凝集和重新形成

3.紡錘體形成和染色體運動

4.細胞質(zhì)分裂（收縮環(huán)；細胞板）細胞分裂用時0.5~2hr

M期即有絲分裂期，細胞進行分裂，一般持續(xù)時間為lh。M期是很復(fù)雜的過程，根據(jù)光鏡所見，可順序分成6個階段，即前期(Prophase)、前中期(earlymetaphase)、中期(metaphase)、后期(anaphase)、末期(telophase)和胞質(zhì)分裂期(cytokinesis)。第三十四頁，共四十二頁。1.前期（prophase）

染色質(zhì)凝集(組蛋白-P核小體—染色體袢環(huán)—染色單體)核膜破裂和核仁解體(lamin-P為可溶性,核膜斷裂成小泡)核仁DNA加入各自染色體中，核仁成分分散

確立分裂極和紡錘體形成中心體centrosome移動

微管組織中心(MTOC):----中心體

星體周圍微管三種第三十五頁，共四十二頁。中心粒無定形基質(zhì)中心體星體

（astar)

星體微管第三十六頁，共四十二頁。動粒微管極間微管

星體微管

星體

染色體

有絲分裂器（mitoticapparatus）紡錘體

(spindle):星體周圍微管染色體兩側(cè)動粒動粒是由著絲粒結(jié)合蛋白在有絲分裂期間特別裝配起來的、附著于主縊痕外側(cè)的圓盤狀結(jié)構(gòu)，內(nèi)側(cè)與著絲粒結(jié)合，外側(cè)與動粒微管結(jié)合。每一個中期染色體含有兩個