人體解剖課件-第二章人體的基本組織第一節(jié)細(xì)胞.ppt

1、第二章 人體的基本構(gòu)成 -細(xì)胞和基本組織,細(xì)胞膜的化學(xué)組成和分子結(jié)構(gòu)細(xì)胞膜的物質(zhì)轉(zhuǎn)運機(jī)能基本組織,第一節(jié) 細(xì)胞與細(xì)胞膜的化學(xué)組成和分子結(jié)構(gòu),（1）,（3）,（2）,一 細(xì)胞核的微細(xì)結(jié)構(gòu)模式圖,作用：細(xì)胞遺傳、代謝、生長及繁殖的控制中心,特性：一個細(xì)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(xì)胞內(nèi)蛋 白質(zhì)的合成,二 細(xì)胞質(zhì)以及細(xì)胞器的超微結(jié)構(gòu)模式圖,細(xì)胞質(zhì),核酸糖小體,微絲,支撐細(xì)胞,溶酶體,呼吸、供能,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

2、解丙酮酸 產(chǎn)生ATP,溶酶體 水解蛋白質(zhì)、 糖、脂等,多利和邦妮（圖片來自http:/www.ri.bbsrc.ac.uk）,三、細(xì)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,4聚體,糖蛋白,錨蛋白,聚集物,四、細(xì)胞膜的化學(xué)組成與分子結(jié)構(gòu)（The Chemical composition and Molecular Structure of Cell Membrane） 細(xì)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(fù)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,流體鑲嵌模型(fluid mosa

3、ic model)： 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(xì)胞膜蛋白質(zhì)： 表面蛋白質(zhì)(peripheral protein)； 整合蛋白質(zhì)(integrated protein)。 充當(dāng)受體、載體、通道及酶的作用，在細(xì)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(xì)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(xì)胞識別、信息交換、細(xì)胞免疫、細(xì)胞粘著、藥物反應(yīng)、激素反應(yīng)密切相關(guān)。,細(xì)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(xì)胞

4、表面。 脂質(zhì)雙分子層中分散鑲嵌著多種蛋白質(zhì)分子。 細(xì)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。,細(xì)胞膜的作用 細(xì)胞膜是將細(xì)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(xì)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(xì)胞膜進(jìn)出細(xì)胞。因此，細(xì)胞膜必須有選擇地通透不同物質(zhì)。 胞外信息要被細(xì)胞感知，也須要特定的結(jié)構(gòu)參與。,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(xì)胞骨架蛋白 細(xì)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(xì)胞和周圍環(huán)境間進(jìn)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

5、蛋白,二 細(xì)胞膜的物質(zhì)轉(zhuǎn)運機(jī)能 Transport Across Cell Membrane,1 被動轉(zhuǎn)運 Passive transport 單純擴(kuò)散 易化擴(kuò)散 2 主動轉(zhuǎn)運 Active transport 3 出胞和入胞 Exocytosis and endocytosis,被動轉(zhuǎn)運 Passive transport,單純擴(kuò)散：在生物體系中，細(xì)胞外液和細(xì)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(kuò)散原理作跨膜運動或轉(zhuǎn)運，這稱為單純擴(kuò)散。 單純擴(kuò)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(kuò)散特點： 擴(kuò)散速率高

6、無飽和性 不依靠特殊膜蛋白質(zhì)的“幫助” 不需另外消耗能量,滲透 ( Osmosis ) 滲透是單純擴(kuò)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。,易化擴(kuò)散(facilitated diffusion) 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(kuò)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

7、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(kuò)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),Na+通道：葡萄糖載體：Na+-K+-ATP酶（主動轉(zhuǎn)運）=1107：1104：5102,主動轉(zhuǎn)運（active transport） 細(xì)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(primary active transport) 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(jìn)行跨膜轉(zhuǎn)運。 鈉-鉀泵（sodium-po

8、tassium pump） 鈉泵活動的生理意義： 鈉泵活動造成的細(xì)胞內(nèi)高鉀，是許多代謝反應(yīng)進(jìn)行的必要條件 防止細(xì)胞內(nèi)水腫的發(fā)生 建立一種勢能貯備,在消耗代謝能的情況下逆著濃度差把細(xì)胞內(nèi)的Na+移出膜外，同時把細(xì)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(xì)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(jìn)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(jìn)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)。,（2）繼發(fā)性主動轉(zhuǎn)運（secondary

9、active transport) （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(jìn)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(xì)胞內(nèi)的Na+-H+交換和Na+-Ca+交換,同向轉(zhuǎn)運葡萄糖,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(tuán)塊通過細(xì)胞膜移向細(xì)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(tuán)塊通

10、過細(xì)胞膜移向細(xì)胞內(nèi)的過程。 一些特殊物質(zhì)的進(jìn)入細(xì)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。,受體介導(dǎo)式入胞的過程 ：細(xì)胞膜上的受體對物質(zhì)的“辨認(rèn)” 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(xì)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(xì)胞器，受體再循環(huán),細(xì)胞膜物質(zhì)轉(zhuǎn)運的形式及其特點,（一）細(xì)胞周期概念 細(xì)胞周期（cell cycle）：是指細(xì)胞從上一次分裂結(jié)束開始生長到下一次細(xì)胞分裂結(jié)束所經(jīng)歷的過程，又稱細(xì)胞增殖周期。 細(xì)胞周期時間（TC） 絕大多數(shù)真核

11、生物的細(xì)胞周期時間較長，通常在細(xì)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(xì)胞在37條件下，一個細(xì)胞周期為1822h，其中分裂期為45min，而分裂間期17h以上。,五、細(xì)胞的增殖,細(xì)胞周期劃分,G1(gap1) 細(xì)胞有絲分裂完成DNA復(fù)制前,S (synthesis phase) DNA復(fù)制 2c-4c,M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(xì)胞,周期性細(xì)胞： 始終保持旺盛的增殖活性。 G0期細(xì)胞： 一般不分裂，暫不增殖細(xì)胞。 終端分化細(xì)胞 （無增殖能力細(xì)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

12、段時期，也稱靜止期(resting or quiescent phase)。G0期不包括在細(xì)胞周期之內(nèi)。細(xì)胞在適宜刺激下能被觸發(fā)從靜止?fàn)顟B(tài)進(jìn)人增殖周期，G1期細(xì)胞在一定條件下也可退入G0期。 近年來的研究表明，G0期細(xì)胞并不靜止，而是進(jìn)行著極為復(fù)雜的生化反應(yīng)。,細(xì)胞周期的特點,單向性 即細(xì)胞只能沿G1SG2M方向推進(jìn)而不能逆行 階段性 在4個連續(xù)的時相中，細(xì)胞的形態(tài)與代謝特點有較明顯的差異，細(xì)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(xì)胞可重新活躍起來過渡到下一時相。,G1期（DNA合成前期） G1早期：細(xì)胞生長、生物合成、 形成細(xì)胞器 體積、表面積、核/質(zhì)比增加 G1

13、晚期：為DNA合成準(zhǔn)備 信號分子調(diào)控 G0 G1晚S期 start point （DNA合成相關(guān)酶，細(xì)胞周期運行的蛋白）,（二）細(xì)胞周期各時相的細(xì)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 check point： 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(xì)胞質(zhì)分裂（

14、收縮環(huán)；細(xì)胞板） 細(xì)胞分裂用時 0.52hr,Synthesis phase,gap phase l gap phase 2,mitotic phase,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6l2h。在G1期有mRNA和蛋白的合成，G1期細(xì)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68h。S期末DNA含量增加1倍，細(xì)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(xì)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(jī)制(“on-of”s

15、witch)。DNA合成前設(shè)“檢查點”(check point)。 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34h。只有完成了所有DNA復(fù)制后，細(xì)胞才進(jìn)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(jìn)行線粒體的復(fù)制。 M期即有絲分裂期，細(xì)胞進(jìn)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(early metaphase)、中期(metaphase)、后期(anaphase)、末期(telophase)和胞質(zhì)分裂

16、期(cytokinesis)。,（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(xì)胞質(zhì)分裂（收縮環(huán)；細(xì)胞板） 細(xì)胞分裂用時 0.52hr,M期即有絲分裂期，細(xì)胞進(jìn)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(early metaphase)、中期(metaphase)、后期(anaphase)、末期(telophase)和胞質(zhì)分裂期(cytokinesis)。,1. 前期（prophase ） 染色質(zhì)凝集 (組蛋白-P 核小體染色體袢環(huán)

17、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,動粒微管 極間微管 星體微管 星 體 染色體,有絲分裂器 （ mitotic apparatus）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動粒,位于著絲粒的兩側(cè)。,紡錘體拉長,3. 后期（anaphase） 姐妹染色單