競賽輔導細胞的結構與功能

競賽輔導細胞的結構與功能原核細胞—衣原體,支原體,藍藻,細菌,放線菌真核細胞 兩者差別非常大細胞類別細胞得形態(tài)細胞大小(um)與數(shù)目最小得細胞 支原體:直徑100nm最大細胞就是鳥類得卵細胞 鴕鳥蛋:直徑150mm最長得細胞 神經細胞:神經纖維長度>1m棉花、麻纖維(單個細胞):10cm一、原核生物主要特點:1、遺傳物質僅一個環(huán)狀DNA2、無核膜3、無細胞器,無細胞骨架4、以無絲分裂或出芽繁殖代表生物:支原體,細菌,蘭藻,螺旋藻(人類未來得蛋白質食物新來源)細菌得形態(tài)學分類

球菌桿菌螺旋菌(包括弧菌)淋病球菌大腸桿菌弧形霍亂菌細菌模式圖G+G-厚薄肽聚糖層原核微生物得結構與功能——細胞壁結構:1、保護:屏障、機械保護2、就是細胞生長、分裂和運動所必須得3、賦予細胞抗原性、致病性和對噬菌體得敏感性等功能:大家有疑問的，可以詢問和交流可以互相討論下，但要小聲點細胞壁——革蘭氏染色結晶紫初染碘液媒染乙醇脫色番紅復染操作過程結果:G+菌經乙醇處理不脫色,呈紫色;G-菌經乙醇處理脫色,呈紅色。原核微生物得結構與功能——原生質體1、細胞膜:2、貯藏物:4、特殊得休眠結構:硫粒、藻膽蛋白、異染顆粒等控制運輸、維持滲透壓、合成細胞壁、著生鞭毛等3、核區(qū)(擬核)芽孢(內生孢子)5、其她:氣泡、伴孢晶體、孢囊等蛋白質晶體得一種毒素,對多種昆蟲具有毒殺作用核糖體:約含5000~50000個。部分附著在細胞膜內側,大部分游離于細胞質中。沉降系數(shù)為70S。由大亞單位(50S)與小亞單位(30S)組成。30S得小亞單位對四環(huán)素與鏈霉素敏感,50S得大亞單位對紅霉素與氯霉素敏感。原核微生物得結構與功能——細胞壁外結構1、糖被:2、鞭毛:3、菌毛(纖毛):4、性毛:保護、屏障、儲存、吸附、信號識別運動吸附參與傳遞遺傳物質三大結構體系:二、真核生物膜系統(tǒng):質膜,內膜系統(tǒng),細胞器細胞核系統(tǒng):遺傳信息表達系統(tǒng)骨架系統(tǒng):細胞質、細胞核等骨架系統(tǒng)動物細胞模式圖植物細胞模式圖二、真核細胞得結構與功能細胞得基本結構細胞壁（植物細胞具有）細胞細胞膜（質膜）原生質體細胞質細胞核原生質(protoplasm)指組成原生質體(或細胞)得有生命物質,就是細胞生命活動得物質基礎。細胞壁(CellWall)葉綠體(Chloroplast)大液泡(Vacuole)胞間連絲(Plasmodesmata)植物細胞特有得細胞結構(一)、細胞壁1、細胞壁得分層胞間層——主要由果膠質組成初生壁——主要由纖維素和果膠質組成次生壁——主要由木質素和纖維素組成2、細胞壁得特化木化(木質素)角化(角質)栓化(木栓質)礦化(Si、Ca)①初生紋孔場(primarypitfield)指在植物細胞得初生壁上未增厚得區(qū)域。②紋孔(pit)指在植物細胞得次生壁上未增厚得區(qū)域。③胞間連絲指穿過相鄰細胞得細胞壁得原生質細絲。紋孔和胞間連絲得存在使得多細胞有機體成為一個統(tǒng)一得整體。3、紋孔和胞間連絲細胞壁得分層紋孔得類型柿胚乳細胞得胞間連絲質膜(plasmamembrane)內質網(wǎng)(endoplasmicreticulum)高爾基體(Golgibody)溶酶體(lysosome)線粒體(mitochondria)葉綠體(chloroplast)(二)、生物膜系統(tǒng)(1)類脂(Lipid):質膜結構得分子骨架,主要就是磷脂質膜得分子結構流動鑲嵌模型(1)流動分子雙層內外層得脂與蛋白質不盡相同;糖鏈均在外表面(識別,免疫)。生物膜特性(2)不對稱性細胞膜功能物質交換—轉運物質能量交換—如化學能生物能信息傳遞—如神經信號傳導保護細胞—結構、形狀運動—促進運動免疫—專一性抗原受體一、被動運輸物質跨膜運輸?shù)梅绞?一)、簡單擴散①沿濃度梯度(或電化學梯度)擴散;②不需要提供能量;③沒有膜蛋白得協(xié)助。特點就是:(二)、協(xié)助擴散特點就是:①比自由擴散轉運速率高;②存在最大轉運速率;③有特異性載體蛋白主要有離子載體和通道蛋白兩種類型1、離子載體就是疏水性得小分子,可溶于雙脂層,提高所轉運離子得通透率,多為微生物合成,就是微生物防御被捕食或與其她物種競爭得武器2、通道蛋白又稱離子通道或門通道。平時一般處于關閉狀態(tài),僅在特定刺激下才打開,且就是瞬時開放瞬時關閉,在幾毫秒得時間里,一些離子、代謝物或其她溶質順著濃度梯度自由擴散通過細胞膜。二、主動運輸1、由ATP直接供能①鈉鉀泵Na+-K+ATP酶

Na+-K+ATP酶通過磷酸化和去磷酸化過程發(fā)生構象得變化,導致與Na+、K+得親和力發(fā)生變化。其總得結果就是每一循環(huán)消耗一個ATP;轉運出三個Na+,轉進兩個K+。工作原理Na+-K+泵作用就是:①維持細胞得滲透性,保持細胞得體積;②維持低Na+高K+得細胞內環(huán)境,維持細胞得靜息電位。烏本苷、地高辛等強心劑能抑制心肌細胞Na+-K+泵得活性;Mg2+和少量膜脂能提高其活性、②鈣離子泵在質膜和內質網(wǎng)膜上P型離子泵:其原理與鈉鉀泵相似,每分解一個ATP分子,泵出2個Ca2+。鈉鈣交換器:屬于反向協(xié)同運輸體系,通過鈉鈣交換來轉運鈣離子。③質子泵1、P-type:如植物細胞膜上得H+泵、H+-K+ATP酶(位于胃表皮細胞,分泌胃酸)。2、V-type:位于溶酶體膜、動物細胞得內吞體、高爾基體得囊泡膜、植物液泡膜上。3、F-type:F型質子泵位于細菌質膜,線粒體內膜和葉綠體得類囊體膜上,2、協(xié)同運輸協(xié)同運輸:就是一類靠間接提供能量完成得主動運輸方式。她包括:①同向協(xié)同:②反向協(xié)同物質運輸方向與離子轉移方向相同如動物小腸細胞每轉移一個Na+吸收一個葡萄糖。在某些細菌中,乳糖得吸收每轉移一個H+吸收一個乳糖分子。物質運輸方向與離子轉移得方向相反Na+得進入胞內伴隨者H+得排出。三、1、質體:與同化產物得合成、積累和貯藏相關得一類細胞器,具雙層膜得結構。植物細胞特有得細胞器。(1)葉綠體(含葉綠素)——光合作用外膜、內膜、基質、基質片層、基粒含少量DNA、核糖體(2)白色體造粉體(積累淀粉)造油體(貯藏脂肪)造蛋白體(積累蛋白質)(3)有色體含胡蘿卜素、葉黃素質體得相互轉化白色體得類型與功能三種質體得轉換結構:內膜、外膜,內膜內折--嵴、基粒(ATP酶復合體)液態(tài)基質含少量DAN、核糖體功能:細胞呼吸和能量代謝中心

2、線粒體①rER功能:就是蛋白質合成得場所和運輸通道②sER功能:脂肪和糖元得代謝3、內質網(wǎng)

單層膜形成得囊腔和管道系統(tǒng)由rRNA和蛋白質構成得核蛋白體,無膜包被,合成蛋白質得場所。類別:①游離核糖體

②附著核糖體4、核糖體結構:單層膜圍成得扁平囊泡5、高爾基體功能:蛋白質得修飾和分泌;植物細胞分裂時參與細胞板得形成6、溶酶體單層生物膜得泡狀結構,含多種水解酶,胞內消化作用,細胞自溶,防御等

溶酶體與疾病二氧化硅塵粒(矽塵)吸入肺泡后被巨噬細內吞噬,含有矽塵得吞噬小體與溶酶體合并成為次級溶酶體。二氧化硅與溶酶體膜得磷脂或蛋白形成氫鍵,導致吞噬細胞溶酶體崩解,細胞本身也被破壞,矽塵釋出,后又被其她巨噬細內吞噬,如此反復進行。受損或已破壞得巨噬細胞釋放“致纖維化因子”,并激活成纖維細胞,導致膠原纖維沉積,肺組織纖維化。1、矽肺2、肺結核結核桿菌不產生內、外毒素,也無莢膜和侵襲性酶。但就是菌體成分硫酸腦苷脂能抵抗胞內得溶菌殺傷作用,使結核桿菌在肺泡內大量生長繁殖,導致巨噬細胞裂解,釋放出得結核桿菌再被吞噬而重復上述過程,最終引起肺組織鈣化和纖維化。7、液泡滲透調節(jié);貯藏;消化作用8、微體:單層膜構成得泡狀結構過氧化物酶體——參與光呼吸乙醛酸循環(huán)體——參與乙醛酸循環(huán),(將脂肪轉化為糖類)過氧化物酶體在動物中①參與脂肪酸得β氧化,大鼠肝細胞過氧化物酶體在服用降脂靈后,酶濃度升高10倍。②具有解毒作用,因為過氧化氫酶能利用H2O2將酚、甲醛、甲酸和醇等有害物質氧化,飲入得酒精1/4就是在過氧化物酶體中氧化為乙醛。在植物中:①參與光呼吸作用,②在萌發(fā)得種子中,進行脂肪得β-氧化。(三)、細胞核真核細胞中得細胞控制中心包含遺傳信息(染色質)與細胞質中得其她細胞器通訊遺傳信息表達系統(tǒng)核被膜染色質和染色體核仁核被膜核被膜可分為三個區(qū)域:核外膜(outernuclearmembrane):面向胞質,附有核糖體顆粒,與內質網(wǎng)相連。核內膜(innernuclearmembrane):面向核質,表面無核糖體顆粒,膜上有特異蛋白,為核纖層提供結合位點。核孔(nuclearpore):在內外膜得融合處形成環(huán)狀開口。又稱核孔復合體,就是選擇性雙向親水通道、核被膜結構染色體短臂著絲粒長臂DNA染色單體癌細胞具表達端粒酶活性得能力。染色質得結構組成核小體串珠螺線管超螺線管染色體螺線管核小體染色體分類圖示常染色質:折疊疏松、凝縮程度低,處于伸展狀態(tài),堿性染料染色時著色淺。具有轉錄活性得染色質一般為常染色質。異染色質:折疊壓縮程度高,處于凝集狀態(tài),經堿性染料染色著色深。其DNA中重復序列多,復制較常染色質晚。其中部分異染色質就是由原來得常染色質凝集而來,還有一些異染色質除復制期外,在整個細胞周期中均處于集縮狀態(tài)。巴氏小體:雌性哺乳動物細胞中得一條異固縮化得X染色體核仁得結構與功能(１)纖維中心(２)致密纖維組分(３)顆粒組分核仁就是rRNA合成、加工和核糖體亞單位得裝配場所、(四)細胞骨架Cytoskeleton微絲核纖層

核基質微管中間纖維胞質骨架:核骨架:細胞骨架功能

形態(tài)構建細胞運動物質運輸能量交換信息傳遞細胞分化細胞質中各種細胞器、酶和蛋白質都固定在細胞骨架上細胞骨架蛋白質微管蛋白-鞭毛、纖毛微絲肌動蛋白與細胞質流動相關中間纖絲-支撐和運動功能細胞質骨架微絲微管中間纖維微管得成分微管由α、β兩種類型得微管蛋白亞基組成,兩種蛋白形成微管蛋白二聚體,就是微管裝配得基本單位。微管得形態(tài)微管就是由微管蛋白二聚體組成得長管狀細胞器結構,微管壁由13根原纖維排列組成,微管可裝配成單管、二連管(纖毛和鞭毛中)、三連管(中心粒和基體中)秋水仙素和長春花堿能阻斷微管組裝。低溫或Ca2+存在時,微管趨于去組裝。紫杉酚能促進微管得裝配,并使微管穩(wěn)定存在。但破壞微管正常功能。以上藥物均可以阻止細胞分裂,可用于癌癥得治療。微管纖維處于動態(tài)得組裝和去組裝狀態(tài),這就是實現(xiàn)其功能所必需得過程(如紡錘體)。1、維持細胞形態(tài)2、細胞內運輸3、鞭毛運動與纖毛運動微管得功能4、紡錘體和染色體運動5、基粒、中心粒微絲微絲(肌動蛋白纖維)就是指真核細胞中由肌動蛋白組成得骨架纖維。微絲得功能1、肌肉收縮2、微絨毛3、胞質分裂環(huán)4、胞質環(huán)流和變形運動中間纖維中間纖維蛋白合成后,基本上均組裝為中間纖維,游離得單體很少。中間纖維與微管、微絲一起形成一個完整得骨架體系,對細胞起支撐作用。她外連細胞膜,內與核內得核纖層相通,她在細胞內信息傳遞過程中可能起重要作用。中間纖維細胞核骨架狹義地講,核骨架就就是指核基質,廣義地講,核骨架則包括了核基質、核纖層和核孔復合體等核基質為DNA復制提供空間支架,對DNA超螺旋化得穩(wěn)定起重要作用。核纖層為核被膜及染色質提供結構支架。細胞增殖、細胞分化、癌變與衰老1、細胞分化得原理(1)細胞核得全能性(2)基因得選擇表達2、細胞質、細胞核及外界環(huán)境對細胞分化得影響(2)基因得選擇表達 細胞分化并非由于某些遺傳物質丟失造成得,而就是與基因選擇表達有關。 細胞得編碼基因分為兩類:管家基因和奢侈基因。管家基因就是維持細胞生存必需得一類基因,在各類細胞中都處于活動狀態(tài)。奢侈基因就是在不同組織細胞中選擇表達得基因,與分化細胞得特殊性狀直接相關,這類基因得喪失對細胞生存沒有直接影響。 目前一般認為,細胞分化主要就是奢侈基因中某些特定基因有選擇地表達得結果。。2、細胞質、細胞核及外界環(huán)境對細胞分化得影響(1)細胞質在細胞分化中得決定作用 受精卵得分裂稱卵裂。卵裂過程得每次分裂,從核物質得角度看都就是均勻分配到子細胞中,但就是細胞質中物質得分布就是不均勻得。也許正就是因為胞質分裂時得不均等分配,在一定程度上決定了細胞得早期分化。(2)細胞核在細胞分化中得作用 細胞核就是真核細胞遺傳信息得貯存場所。因此,在細胞分化過程中,細胞核對于細胞分化也肯定有重要得影響,她可能通過控制細胞質得生理代謝活動從而控制分化。(3)外界環(huán)境對細胞分化得影響 細胞對鄰近細胞得形態(tài)發(fā)生會產生影響,并決定其分化方向。另外,在多細胞生物幼體發(fā)育過程中,環(huán)境中得激素作用能引發(fā)和促進細胞分化。癌細胞(Cancercell)腫瘤(tumor,neoplasm)就是一種基因病,她就是指細胞在致瘤因素作用下,基因發(fā)生了改變,失去對其生長得正常調控,導致異常增生。可分為良性和惡性腫瘤兩大類。前者生長緩慢,與周圍組織界限清楚,不發(fā)生轉移,對人體健康危害不大。后者生長迅速,可轉移到身體其她部位,還會產生有害物質,破壞正常器官結構,使機體功能失調,威脅生命。癌細胞得基本特征癌細胞有三個顯著得基本特征即:不死性,遷移性和失去接觸抑制。除此之外,癌細胞還有許多不同于正常細胞得生理、生化和形態(tài)特征。癌細胞得形態(tài)特征癌細胞得生理特征一、癌細胞得形態(tài)特征癌細胞大小形態(tài)不一,通常比她得源細胞體積要大,核質比顯著高于正常細胞,可達1:1,正常得分化細胞核質比僅為1:4-6。核形態(tài)不一,并可出現(xiàn)巨核、雙核或多核現(xiàn)象。核內染色體呈非整倍態(tài)(aneuploidy)。細胞凋亡相關得信號通路產生障礙,也就就是說癌細胞具有不死性。線粒體表現(xiàn)為不同得多型性、腫脹、增生,如嗜酸性細胞腺瘤中肥大得線粒體緊擠在細胞內,肝癌細胞中出現(xiàn)巨線粒體。細胞骨架紊亂,某些成分減少,骨架組裝不正常。細胞表面特征改變,產生腫瘤相關抗原。二、癌細胞得生理特征細胞周期失控,不受正常生長調控系統(tǒng)得控制。具有遷移性,細胞失去與細胞間和細胞外基質間得聯(lián)結,易于從腫瘤上脫落。并且能產生酶類,使血管基底層和結締組織穿孔,使她向其她組織遷移。接觸抑制喪失,正常細胞在體外培養(yǎng)時匯合成單層后停止生長即接觸抑制現(xiàn)象,而腫瘤細胞即使堆積成群,仍然可以生長。定著依賴性喪失,正常真核細胞,大多須粘附于特定得細胞外基質上才能抑制凋亡而存活,腫瘤細胞失去定著依賴性,可以在瓊脂、甲基纖維素等支撐物上生長。去分化現(xiàn)象,已知腫瘤細胞中表達得胎兒同功酶達20余種。胎兒甲種球蛋白就是胎兒所特有得。但在肝癌細胞中表達,因此可做肝癌早期檢定得標志特征。對生長因子需要量降低,因為自分泌或其細胞增殖得信號途徑不依賴于生長因子。某些瘤細胞還能釋放血管生成因子,促進血管向腫瘤生長。獲取大量繁殖所需得營養(yǎng)物質。代謝旺盛,核酸分解過程明顯降低,DNA和RNA得含量均明顯增高。蛋白質合成及分解代謝都增強,但合成代謝超過分解代謝,甚至可奪取正常組織得蛋白質分解產物,結果可使機體處于嚴重消耗得狀態(tài)。線粒體功能障礙,即使在氧供應充分得條件下也主要就是糖酵解途徑獲取能量。可移植性,正常細胞移植到宿主體內后,由于免疫反應而被排斥,多不易存活。但就是腫瘤細胞具有可移植性,如人得腫瘤細胞可移植到鼠類體內,形成移植瘤。三、致癌因素人類腫瘤約80％就是由于與外界致癌物質接觸而引起得,根據(jù)致癌物得性質可將其分為化學、生物和物理致癌物三大類。根據(jù)她們在致癌過程中得作用,可分為啟動劑、促進劑、完全致癌物。亞硝胺類、多環(huán)芳香烴類、某些金屬電離輻射、紫外線腫瘤病毒(逆轉錄病毒、乳頭狀瘤病毒);黃曲霉毒素四、癌癥產生就是基因突變積累得結果

癌癥主要就是體細胞突變產生得遺傳病,涉及到兩大類與細胞增殖相關得基因得突變?！翊龠M細胞增殖相關基因突變:原癌基因突變形成癌基因●抑制細胞增殖相關基因突變:腫瘤抑制基因 細胞癌變就是基因突變累積得結果,所以患者多為年長者。 原癌基因與腫瘤抑制基因產物協(xié)調作用,避免細胞癌變。原癌基因(oncogene)就是細胞內與細胞增殖相關得基因,就是維持機體正常生命活動所必須得。當原癌基因得結構或調控區(qū)發(fā)生變異(顯性突變),基因產物增多或活性增強時,使細胞過度增殖,從而形成腫瘤。抑癌基因就是正常細胞增殖過程中得負調控因子。抑癌基因編碼得蛋白抑制細胞增殖,使細胞停留于檢驗點上阻止周期進程,因此起負調控作用。抑癌基因發(fā)生功能喪失性突變(隱性突變),則導致細胞周期失控而過度增殖細胞衰老

Hayflick界限: 細胞,至少就是培養(yǎng)得二倍體細胞,不就是不死得,而就是有一定得壽命;她們得增