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高中生物竞赛复习课件:细胞器


第 二 节 细胞器

一、细胞核

核 基 质

核纤层





? 构成:①内核膜②外核膜③核周腔
? 外核膜:胞质面;附有核糖体;有时与内 质网相连通。

核膜是双层膜结构

? 核周隙:宽20~

40nm,与内质网腔相
通。

? 核纤层:位于内核膜的内表面的纤维
网络,可支持核膜,并与染色质相连。

? 核纤层由核纤肽构成,核纤肽一类中间纤维,
分为A、B两型。作用:

? 1.保持核的形态:
? 2.参与核膜的组装:在前期结束时,核纤层 被磷酸化,核膜解体(其中B型核纤肽与核膜 残余小泡结合,A型溶于胞质中)。在分裂末 期,核纤肽去磷酸化重新组装,介导了核膜的 重建。

The Nuclear Pore

? 核孔由至 少50种不

同的蛋白
质构成,

称为核孔
复合体。

染色质的化学组成:DNA、组蛋白、非组蛋白、 少量RNA 组蛋白带正电荷,含Arg,Lys,属碱性蛋白, 共5种,分为: 核心组蛋白: H2A、H2B、 H3、H4; 连接组蛋白 H1 :与连 结DNA结合

非组蛋白

1.含有较多天冬氨酸、谷氨酸,带负 电荷,属酸性蛋白质。 2.整个细胞周期都进行合成,组蛋白 只在S期合成。 3.能识别特异的DNA序列,帮助DNA 折叠;协助DNA复制;调节基因表 达。

巴氏小体(barr body)。雌性哺 乳动物细胞中一 条固缩化的X染色 体。人的胚胎发 育到16天以后, 出现巴氏小体。

barr body

? 端粒:由高度
重复的短序列 组成。起细胞 分裂计时器的 作用。 端粒核苷酸复制和基因DNA不同,每复制一 次减少50~100bp,其复制要靠具有反转录酶 故随细胞分裂而变短,细胞随之衰老。

性质的端粒酶来完成,正常体细胞缺乏此酶,

2009年诺贝尔生理学或医学奖揭晓 三美国人 分享,他们的功绩是发现了染色体端粒及端粒酶对 染色体的保护机制。承载着各种基因的DNA分子 就象一根长长的细线,并依一定规则扭曲成染色 体,而端粒就象一顶帽子那样覆盖在染色体末端。 当端粒变短的时候,细胞就开始老化。相反, 如果端粒酶一直保持较高的活力,则端粒的长度 就能保持下去,而细胞衰老的进程就会被推迟, 这种情形可见于癌细胞。相比之下,某些遗传病 的机制正是因为端粒酶有缺陷、从而导致细胞受 损的缘故。本届诺贝尔生理学及医学奖对此予以 奖励,等于宣布人类发现了细胞生长的基本机理, 这一科学发现,将加快人类研究新的疾病治疗方

核仁
? 核仁见于间期的细胞核内,呈圆球形, 一般1~2个。主要功能是转录rRNA和组 装核糖体单位。

? 一般蛋白质合成旺盛和分裂增殖较快的 细胞有较大和数目较多的核仁,反之核 仁很小。
? 核仁在分裂前期消失,分裂末期又重新 出现。

二、细胞质
(一)细胞膜 质膜主要由膜脂和膜蛋白组成,另外还有

少量糖,主要以糖脂和糖蛋白的形式存在。
膜脂是膜的基本骨架,膜蛋白是膜功能的 主要体现者。动物细胞膜通常含有等量的 脂类和蛋白质。

1、膜脂
? 膜脂主要包括磷脂、糖脂和胆固醇 三种类型。

? 磷脂
? 是构成膜脂的基本成分,约占整个 膜脂的50%以上。磷脂分子的主要 特征是:具有一个极性头和两个非 极性的尾(脂肪酸链)。

胆碱 磷酸
甘油基团

脂 肪 酸 链

甘油磷脂 ? 以甘油为骨架的磷脂类,在骨架 下结合两个脂肪酸链,上有一个 磷酸基团,胆碱、乙醇胺、丝氨 酸或肌醇等分子借磷酸基团连接 到脂分子上。主要类型有: ①磷脂酰胆碱:旧称卵磷脂 ②磷脂酰乙醇胺:旧称脑磷脂 ③磷脂酰丝氨酸 ④磷脂酰肌醇

鞘磷脂 鞘磷脂在脑和神经细胞膜中特别丰富。以 鞘胺醇为骨架,与一条脂肪酸链组成疏水 尾部,亲水头部也含胆碱与磷酸结合。原 核细胞、植物中没有鞘磷脂。

糖 脂 类

D—葡萄糖或 glucose D—半乳糖
鞘氨醇的 碳氢链



肪 酸

?糖脂是含糖而不含磷酸的脂类:极性头部 为糖基 ,非极性尾部是鞘氨醇的碳氢链和连 于鞘氨醇酰氨基上的脂肪酸侧链,头尾通 过鞘氨醇的羟基相连接,在神经细胞膜上 糖脂含量较高。 ?糖脂也是两性分子,其结构与鞘磷脂很相 似,只是由糖残基代替了磷脂酰胆碱。 ?最简单的糖脂是半乳糖脑苷脂,在髓鞘的 膜中含量丰富

胆固醇广泛存在与动物
细胞膜中, 植物和原 核细胞中不含 (支原 体的胆固醇占细胞膜 成 分 的 36% ) 其 功 能 是提高脂双层的稳定 性 。分子结构 包括羟 基(极性头部 )、类 固 醇环(环戊烷多氢 菲)、一条碳氢链 (非极性尾部)。 环戊 烷多 氢菲

脂质体(liposome) ? 是一种人工膜。 ? 在水中,搅动后磷脂形成双层脂分 子 的 球 形 脂 质 体 , 直 径

25~1000nm不等。

2、膜蛋白
? 是膜功能的主要体现者。根据在膜中 的位置以及与脂分子的结合方式,可 分为:

整合蛋白 外周蛋白

①②整合蛋白;③④⑤⑥外周的蛋白

? 整合蛋白(内在蛋白或跨膜蛋白)分布于膜脂
双分子层中,是两性分子。与膜的结合非常

紧密,只有用去垢剂才能从膜上洗涤下来。
? 外周蛋白(外在蛋白):分布于细胞膜的内外

表面,为水溶性蛋白质,靠离子键或其它较
弱的键与膜表面的蛋白质分子或脂分子的亲

水部分结合,与膜脂和膜蛋白结合松散,因
此只要改变溶液的离子强度甚至提高温度等

比较温和的方法就可以从膜上分离下来。

Robertson 1959 用超薄切片技术获得了 清晰的细胞膜照片,显示暗-明-暗三层结 构,它由双层脂分子和内外表面的蛋白 质构成,总厚约7.5nm。

S. J. Singer(桑格) & G. Nicolson (尼克森)于1972根据免疫荧光技术、 冰冻蚀刻技术的研究结果,提出了 “流动镶嵌模型”。

膜的不对称性 ? 质膜内外两层的组分和功能的差异,称为膜的

不对称性。 ? 样品经冰冻断裂处理后,细胞膜可从脂双层中 央断开,各断面命名为:ES,细胞外表面; EF,细胞外小页断面;PS,原生质表面;PF, 原生质小页断面。

ES

PF PS

EF

①膜脂的不对称性:同一种脂分子在脂双

层中呈不均匀分布,如:卵磷脂和鞘磷脂 主要分布在外小页,脑磷脂和磷脂酰丝氨 酸分布在内小页。 ②复合糖的不对称性:糖脂和糖蛋白只分 布于细胞膜的外表面。 ③ 膜蛋白的不对称性:每种膜蛋白分子在 细胞膜上都具有特定的方向性和分布的区 域性。如细胞色素 C位于线粒体内膜 M (胞质)侧。

质膜的流动性 ? 由膜脂和蛋白质的分子运动两个方 面组成。
? 1、膜脂分子的运动 ? 侧向扩散运动:同一平面上相邻的 脂分子交换位置。 ? 旋转运动:围绕与膜平面垂直的轴 进行快速旋转。

膜脂分子的运动

侧向 旋转 摆动 扩散 运动 运动 运动

伸缩 振荡 运动

翻转 旋转异 运动 构化运 动

? 摆动运动:围绕与膜平面垂直的轴进 行左右摆动。
? 伸缩震荡运动:脂肪酸链进行伸缩震 荡运动。 ? 翻转运动:膜脂分子从脂双层的一层 翻转到另一层。 ? 旋转异构化运动:脂肪酸链围绕C-C 键旋转。

①温度:液晶态(能流动)

影响膜脂流动性的因素 降温

凝胶态

相变温度越低,膜脂的流动性就越大。 ②脂肪酸链:脂肪酸链所含双键越多越不 饱和,使膜流动性增加;短链脂肪酸相变 温度低,膜流动性增加。 ③ 胆固醇:胆固醇增加会降低膜的流动性。 ④卵磷脂/鞘磷脂:该比例高则膜流动性增 加,是因为鞘磷脂粘度高于卵磷脂。

? 细胞连接 是细胞与细胞间或

细胞与细胞外基质间的联结 结构。 ? 分为三大类: ? 封闭连接:紧密连接 ? 锚定连接:粘和带、桥粒 ? 通讯连接:间隙连接

紧密连接 ? 存在于脊椎动物的上皮细胞间。连接 区域具有蛋白质焊接线,由跨膜的蛋 白分子构成。 ? 相邻细胞之间的质膜紧密结合,没有 缝隙。 ? 主要作用:封闭相邻细胞间的接缝, 防止溶液中的分子沿细胞间隙渗入体 内,如脑血屏障等。

桥粒是相邻细胞间形成的纽扣状结构:通 过质膜下的致密斑连接中间纤维;承受 强拉力的组织中,如皮肤、心肌。

? 间隙连接(通讯连接) ? 存在于大多数动物组织。连接处有 2~4nm的缝隙。 ? 基本单位称连接子,由6个相同或 相似的跨膜蛋白环绕而成。 ? 注射染料证明间隙连接可允许相对 分子量小于1000的分子通过,但 通透性是可调节的。如蔗糖、 cAMP等。

Gap junction

? 由穿过植物细胞壁的原生质构成,直径 约20~40nm。中央有SER形成的连丝小 管。 ? 功能上与动物细胞间的间隙连接类似。 允许分子量小于800的分子通过,在相邻 细胞间起通讯作用。 ? 通透性可调节。某些植物病毒能制造特 殊的蛋白质,使胞间连丝的有效孔径扩 大,植物病毒能扩大感染。

胞间连丝

次生壁

初生壁 胞间层

胞质环带 连丝微管

细胞膜与细胞通信

细胞信号分子 ? 种类:蛋白质、气体分子(NO、CO)、 胆固醇衍生物。(硝酸甘油治疗心绞痛 具有百年的历史,其作用机理是在体内 转化为NO,使血管扩张、血流通畅) ? 特点:特异性;高效性;可被灭活。 ? 脂溶性信号分子(如性激素和甲状腺素) 可直接穿膜进入靶细胞,与胞内受体结 合形成激素-受体复合物,调节基因表达。

? 水溶性信号分子(如神经递质)不 能穿过靶细胞膜,只能经膜上的信 号转换机制实现信号传递,所以这 类信号分子又称为第一信使。 ? 第二信使主要有:cAMP、IP3 (3 磷酸肌醇,来源于磷脂酰肌醇)、 Ca2+。

? 第二信使的作用:信号转换、信号 放大。



受体是位于细胞膜或细胞内的一类特殊的蛋 白质,可特异地识别信号分子并与之结合,从 而启动细胞内信号转导系统的级联反应。根据 在细胞中的位置,受体可以分为细胞膜受体与 细胞内受体。细胞膜受体蛋白占细胞总蛋白质 量的比例很小,仅0.01%,因此很难纯化。细 胞膜受体蛋白有三种类型: G蛋白偶联受体、 离子通道偶联受体、酶偶联受体。膜受体作为 信号转导体,能以高亲和力与细胞外的信号分 子结合,再将细胞外信号转变为细胞内一个或 多个信号,从而改变细胞的生物行为。

? cAMP信号途径可表示为:

激素→ G蛋白(GTP---三聚体结
合调节蛋白的简称)耦联受体→ 腺苷酸环化酶→cAMP→基因调控

蛋白磷酸化→基因表达。

(二)细胞质基质的功能:

(1)许多代谢过程是在细胞基质中完 成的,如①糖酵解;②磷酸戊糖 途径;③脂肪酸合成;④糖元代 谢; ⑤核苷酸的合成。
(2)为细胞内各类生化反应的正常进 行提供了稳定的离子环境;供给细 胞器行使功能所需要的底物。

(三)线粒体
? 粒状或杆状。哺乳动物成熟的红细胞 无线粒体。分为外膜、内膜、膜间

隙和基质四部分。

(1)外膜 :含40%的脂类和60%的蛋 白,标志酶为单胺氧化酶。 (2)内膜: 蛋白质的含量高,占80% 。 通透性很低,仅允许不带电荷的小分 子物质通过。标志酶为细胞色素氧化 酶内膜向线粒体内室褶入形成嵴。嵴 上覆有基粒。基粒由头部(F1)、基 部(F0)和柄部构成 。 ? (3)膜间隙 (是内外膜之间的腔隙)) 标志酶为腺苷酸激酶。

(4)基质:为内膜和嵴包围的空间:

含有DNA、核糖体、RNA 、DNA
聚合酶等;

含有催化三羧酸循环、丙酮酸、脂 肪酸和氨基酸氧化的酶类。
标志酶为苹果酸脱氢酶。

(四)、 内质网 ? 约占细胞总膜面积的一半,是封闭的且 互相沟通的网状结构。 ? 分为粗面型内质网(RER)和光面型内 质网(SER)。 ? RER有核糖体附着;SER无核糖体附着。
? 葡萄糖-6-磷酸酶和 细胞色素P-450酶是 内质网的标志酶.

⑤ ③ ② ① ④

ER的功能 ? (一)、蛋白质合成与转运
? 蛋白质都是在核糖体上合成的,并且起 始于细胞质基质,但是有些蛋白质在合 成开始不久后便转在内质网上合成,这 些蛋白主要有: 向细胞外分泌的蛋白,如抗体、激素; 膜蛋白;溶酶体的各种水解酶; 需要进行修饰的蛋白,如糖蛋白。

关于核糖体如何结合到ER 膜上, Blobel提出 了信号肽假说,获1999年诺贝尔生理医学奖。 信号肽:位于新合成肽链的N端,一般 16~30个氨基酸残基,主要由非极性氨基酸 组成. 信号识别颗粒(SRP):位于细胞质中, 能与信号肽结合,导致蛋白质合成暂停。 SRP受体:内质网膜的整合蛋白,可与 SRP特异结合。

Translocation of soluble proteins across ER

SRP

信 号 肽

SRP 受体

核糖体 易位子(通道蛋白) 受体

蛋白质转入内质网合成的过程: 信号肽与SRP结合→肽链延伸终止 →SRP与受体结合→SRP脱离信号 肽→肽链在内质网上继续合成,同 时信号肽引导新生肽链进入内质网 腔→信号肽切除→肽链继续伸入内 质网腔中。

蛋白质的修饰与加工 ? 包括糖基化、羟基化、酰基化(有机或无机 含氧酸分子中去掉羟基后,剩下的原子团统 称为酰基。)等,其中最主要的是糖基化, 几乎所有内质网上合成的蛋白质最终被糖基 化。 ? 糖基化的作用: – ①使蛋白质能够抵抗消化酶的作用; – ②赋予蛋白质传导信号的功能; – ③某些蛋白只有在糖基化之后才能正确折 叠。

? 糖基化分为2种,一般连接在4种氨基酸

上:
N-连接:与天冬酰胺残基的NH2连接, 糖为N-乙酰葡萄糖胺、甘露糖、葡萄 糖,在内质网中进行。 O-连接:与丝氨酸、苏氨酸和酪氨酸的 OH连接,连接的糖为半乳糖或N-乙酰 半乳糖胺,在高尔基体中进行。

内质网的其它作用

1. 合成磷脂、胆固醇等膜脂(发生在接近胞质的 一边),合成后以出芽的方式转运至高尔基体, 溶酶体和质膜上。 2. 参与甾体类激素的合成。 3. 使葡糖6-磷酸水解,释放糖至血液中(膜对磷 酸化的糖是高度不通透的,葡糖6-磷酸只有在 去磷酸化以后才能通过质膜,进入血液 )。 4. 解毒,如肝细胞的细胞色素P450酶系。 5. 储存钙离子,作为细胞内信号物质,如肌质网。

(五) 核糖体 核糖体是在各类细 胞中普遍存在的颗粒 状结构,是无膜的细 胞器,主要成分是蛋白质与RNA。核糖 体的RNA称为rRNA,约占60%,蛋白质 约占40%,蛋白质分子主要分布在核糖体 的表面,而rRNA则位于内部,二者靠非 共价键结合在一起。

在真核细胞中很多核糖体附着在内质网 的膜,称为附着核糖体,它与内质同形 成复合细胞器,即粗面内质网。在原核 细胞质膜内侧也常有核糖体附着。还有 一些核糖体呈游离状态,分布在细胞质 基质内,称游离核糖体。附着在内质网 膜上的核糖体与游离核糖体所合成的蛋 白质种类不同,但核糖体的结构与化学 组成是完全相同的。

核糖体由大、小两个亚单位组成。由于沉降系 数不同,核糖体又分为70S型和80S型。70S型 核糖体主要存在于原核细胞及叶绿体、线粒体 基质中,其小亚单位为30S,大亚单位为50S; 80S型核糖体主要存在于真核细胞质中,其小 亚单位为40S,大亚单位60S。 23S(rRNA) 28S 50S 5S(rRNA) 60S 5.8S、5S

70S

31种肽 80S 30S
16S(rRNA)

21种肽

49种肽 18S 40S 33种肽

How a nucleolus is organized

5SRNA在核 仁外合成

核仁由颗粒组分,纤维中心和致密纤维组分三大 部分组成。核仁组成成分包括rDNA 、rRNA和 核糖核蛋白。核仁是rRNA基因存储,rRNA合成、 加工以及核糖体亚单位的装配场所。

瑞典皇家科学院10月 7日宣布,美国科学家万卡 特拉曼-莱马克里斯南 、托马斯-施泰茨和以色列 科学家阿达-尤纳斯获得2009年诺贝尔化学奖,3人 因“核糖体的结构和功能”的研究而获奖。 3名获奖者通过独立的研究工作,分别采用X射线蛋 白质晶体学方法绘制出3D模型来体现合成核糖体 的成千上万个原子的位置,他们绘制的模型已被广 泛应用于新抗生素的研制,以减少患者的病痛和拯 救生命。 没有核糖体存在,病菌就无法存活,当今医学上很多 抗生素类药物都是通过抑制病菌的核糖体来达到 治疗目的的。

功能 核糖体是蛋白质合成的场所。因此核 糖体是细胞不可缺少的基本结构,存 在于所有细胞中。核糖体往往并不是 单个独立地执行功能,而是由多个核 糖体串连在一条mRNA分子上高效地 进行肽键的合成。这种具有特殊功能 与形态的核糖体与mRNA的聚合体称 为多聚核糖体。

(六)、高尔基体

标志酶为糖基转移酶(位于中间膜囊)

? 高尔基体呈弓形或半球形。凸出的对着内质 网或细胞核的一面称为形成面(顺面);凹 进的对着质膜的一面称为成熟面(反面) ? 顺面膜囊功能:接受囊泡并对其中的内容物 分类后,大部分被送入中间膜囊,小部分再 运回内质网。 ? 中间膜囊功能:多数糖基化修饰、糖脂的形 成。 ? 反面膜囊功能:主要参与蛋白质的分类与包 装,少数蛋白质的修饰。 ? 研究发现,溶酶体中所有的酶都打上了6-磷酸 甘露糖共同标记,它是在高尔基体中完成的。

主要功能 1、参与细胞分泌活动:RER上合成蛋白质 →进入ER腔→运输小泡→进入高尔基体 中加工、分类、包装后→形成运输小泡→ 与质膜融合、排出。 2、蛋白质的糖基化:O-连接,糖的供体为 半乳糖或乙酰半乳糖胺。 3、参与植物细胞壁的形成:合成纤维素和 果胶。 4、参与形成溶酶体。

? 是单层膜围绕、内含多种酸性水解酶类。 ? 具有多样性和异质性,形态大小及内含 的水解酶种类都可能有很大的不同。酸 性磷酸酶是标志酶。 ? 膜有质子泵,将H+ 泵入溶酶体,使其 PH值降低。 ? 膜蛋白高度糖基化,可能有利于防止自 身膜蛋白降解

(七)、溶酶体

1、初级溶酶体:有多种酸性水解酶,但 没有活性,反应的最适PH值为5左右。 2、次级溶酶体:是正在进行消化作用的 溶酶体,内含水解酶和相应的底物,可分 为自体吞噬泡和异体吞噬泡。 3、后溶酶体:又称残体,已失去酶活性, 仅留未消化的残渣,故名。残体可通过外 排作用排出细胞,也可能留在细胞内逐年 增多,如表皮细胞的老年斑。

溶酶体的功能 1.细胞内消化:内吞并消化大分子物质。 2.自体吞噬:清除衰老细胞和细胞器、清除 个体发育中多余的细胞。 3.防御作用:如巨噬细胞杀死病原体。 4.形成精子的顶体。 5.植物细胞中类似溶酶体的细胞器: 圆球体具有消化作用和贮存脂肪的功能 糊粉粒具有消化作用和贮存蛋白质的功能

(八)液泡
表面:有单层液泡膜 内有细胞液:含酸、碱、 盐、糖、蛋白质、色素 功能:与颜色(枫叶变红、有的牵牛花清晨 和傍晚的颜色不一 )有关;保持一定的渗 透压,与渗透吸水有关;有多种转运蛋白, 可将细胞中的水、离子、营养转运到液泡中 贮存;液泡与动物细胞中溶酶体相似,有降 解某些化合物的功能。

(九)、微体 植物细胞中普遍存在2种微体(过氧 化物酶体、乙醛酸循环体),动物细胞中 只有过氧化物酶体,微体的形态、大小与 溶酶体相似,但起源与溶酶体不同(微体 器源于滑面内质网和游离核糖体);过氧 化物酶体中含过氧化氢酶(标志酶)和多 种氧化酶;在过氧化物酶体中尿酸氧化酶 常形成晶格状结构,它是电镜下识别过氧 化物酶体的特征。

过氧化物酶体的功能 1、 RH2+O2
氧化酶

R+H2O2

H2O2

过氧化氢酶

2H2O + O2

2、具有解毒作用,将酚、甲醛、甲酸和 醇等有害物质氧化,饮入的酒精1/2是在 微体中氧化为乙醛。 3、在植物中参与光呼吸,将光合作用的 副产物乙醇酸氧化为乙醛酸。

乙醛酸循环体:
除具有过氧化物酶体的功能外,还 可以在萌发的种子中,与圆球体和 线粒体配合,进行脂肪的β-氧化,

产生乙酰辅酶A,加入三羧酸循环,
进一步转化为糖类。

与乙醛酸循环有关 的细胞内的反应 圆球体

糖异生

乙醇 醋酸 乙醛酸循环体

琥珀酸

胞浆
线粒体

质体是植物细胞中特有的结构,根据质 体内所含色素的不同,可将质体分为白色 体、有色体和叶绿体,目前认为三类质体 都是由细胞中被称为前质体的结构发育而 来的。三种质体不但来源相同,且结构相 似,都含有少量的遗传物质DNA和RNA, 能够进行自我复制,三种质体在一定的条 件下,还可以发生相互转化。

(十) 质体

白色体:不含色素。有储存淀粉、蛋白质 和油滴的作用。 有色体:只含叶黄素和胡萝卜素,有色体 多存在于果实、花瓣或植物体的其他部分, 如胡萝卜的根、西红柿、红辣椒及一些花 瓣。 叶绿体:含有叶绿素和类胡萝卜素,主要 存在于植物的叶肉细胞和幼茎的皮层细胞 里。是进行光合作用合成有机物的场所。 叶绿体是植物细胞中最重要的一种质体。

球形或椭球形,由外被、类囊体和基质3
部分组成。含有3种不同的膜:外膜、内 膜、类囊体膜;3种彼此分开的腔:膜间隙、 基质和类囊体腔。 外膜

叶绿体 结构

内膜
基质

基粒

线粒体和叶绿体的半自主性 线粒体和叶绿体中的DNA信息量小,不能满 足自身需要;既受到细胞核遗传物质的控制,又 受到自身遗传物质的控制。 内共生学说认为线粒体体来源于被原始的前 真核生物吞噬的好氧性细菌,这种细菌在长期的 共生过程中演化成了线粒体。 叶绿体的起源是真 核细胞吞噬了光合细菌或蓝藻,最后光合细菌或 蓝藻演化成了叶绿体。 分化学说认为线粒体在进化过程中的发生是 由于细胞膜的内陷,再经过分化后形成的。

(十一)、细胞骨架:包括膜、质、核骨架 细胞膜骨架:细胞膜下由蛋白质纤维(如 微丝、微管等)构成的网架结构;一方面直 接与膜蛋白结合,另一方面又与细胞质骨 架相连,参与维持细胞膜的形态。
星体 微管

极性微管

细胞质骨架:微管、微丝、中间纤维和微 梁系统 微管是由13条原纤维构成的中空管状结构。 每一条原纤维由微管蛋白二聚体线性排列 而成,微管蛋白二聚体由结构相似的α和β球 蛋白构成。

? 多数微管处于动态的组装和去组装状态, 微管在解聚后重新装配的发生处称为微 管组织中心( MTOC)。 ? 微管具有极性, -极的最外端是α , -极 指向MTOC (MTOC先组装出-极)。微 管蛋白的加上或释放主要发生在+极 ? 微管形成的有些结构是比较稳定,如轴 突、纤毛、鞭毛。 ? 秋水仙素抑制微管组装, 紫杉酚能促进 微管的组装, 并使已形成的微管稳定。

轴突末梢
神经元细胞体

髓鞘 树突 突起 轴突

神经纤维 轴突或长的树突以及包在外面的髓鞘 神经元功能: 接受刺激、产生兴奋、传导兴奋

中心体属于微管组织中心:中心体由两个相 互垂直的中心粒构成,周围是一些无定形物 质(PCM),中心粒由9组3联微管构成, 具有召集PCM的作用。

微管的功能 (1)支架作用 (2)细胞内物 质的运输:

微管马达蛋白是 动力蛋白 使细胞质中被运 输物沿着微管移 动的蛋白质,包 括驱动蛋白和动 驱动蛋白 力蛋白两个家族。 被转运囊泡

细胞内有一类蛋白质能够用ATP供能,产生推动 力,进行细胞内的物质运输,这种蛋白分子称 为发动机蛋白。至今所发现的分子发动机可分 为三个不同的家族∶驱动蛋白家族、动力蛋白 家族、肌球蛋白家族。 其中驱动蛋白和动力蛋白是以微管作为运行的 轨道,而肌球蛋白则是以肌动蛋白纤维作为运 行的轨道。尚没有发现以中间纤维为运行轨道 的发动机分子。 分子发动机的运输是单方向进行的,一种发动 机分子只能引导一种方向的运输。例如驱动蛋 白只能引导沿微管的(-)端向(+)端的运输,而动 力蛋白则是从(+)端向(-)端运输。

驱动蛋白是一个大的复合蛋白,由几个不同的结 构域组成, 包括两条重链和一条轻链。它有一对球 形的头,这是产生动力的“电机”; 还有一个扇形 的尾,是货物结合部位。

(3)参与纤毛和鞭毛的运动:纤毛与
鞭毛是相似的两种细胞外长 物,前者 短。由基体和鞭杆两部分构成。鞭杆

中的微管为9(2)+2结构结构;中心体
和基体的微管组成为9(3)+0。 (4)形成纺锤体:在细胞分裂中牵引

染色体到达分裂极。

高等植物细胞有丝分裂过程

间期

前期

中期

末期

末期

后期

动物细胞有丝分裂过程













微丝:微丝是由肌动蛋白单体形成的多 聚体,肌动蛋白单体具有极性;是由两条 线性排列的肌动蛋白链形成的螺旋 ,形 状如双线捻成的绳子,直径约7nm 。

外观呈哑铃状

肌动蛋白单体

负极端由于 解聚而缩短

+
正极端因聚 集而伸长

在一定条件下,微丝或微管一端发生装配而 使延长,而另一端则去装配而缩短,这种现象称为 踏车现象.(实际上正极的装配速度大于负极的 装配速度)

? 细胞中大多数微丝结构处于动态的组装
和去组装过程中。 ? 细胞松弛素可结合在微丝末端抑制肌动

蛋白单体加合到微丝纤维上,特异性的
抑制微丝的组装。

? 鬼笔环肽:与微丝能够特异性的结合,
使微丝纤维稳定而抑制其解聚。

微丝的功能
1、与肌肉的收缩密切相关。
2.参与细胞质运动及细胞的变形运动。 3. 胞质分裂; 4.形成微绒毛。
与肌肉收缩有关的微丝结合蛋白有哪些?

肌动蛋白、 细丝 原肌球蛋白、 肌原纤维 肌钙蛋白

粗丝:肌球蛋白

5、参与形成应力纤维 微丝广泛存在于真核细胞。微丝紧密平行 排列成束,形成应力纤维,具有收缩功能。 应力纤维成分:肌动蛋白、肌球蛋白、原 肌球蛋白和?-辅肌动蛋白。介导细胞间或 细胞与基质表面的粘着。 6、微丝遍及胞质各处,集中分布于质膜下, 和其结合蛋白形成网络结构,维持细胞形 状和赋予质膜机械强度。迄今为止,对细 胞膜骨架研究最多的是哺乳动物红细胞。

? 中间纤维(IF)直径介于微丝和微管之 间,故名。 ? IF是最稳定的细胞骨架成分,参与桥粒 的形成,主要起支撑作用 。 ? IF在细胞中外连细胞膜,内与核内的核 纤层相通,与细胞内的信息传递有关。 ? 具有组织特异性,不同类型细胞含有不 同IF,与细胞分化有关。

三、细胞壁 植物细胞壁中:

胞间层为果胶;初生壁为纤维素、半
纤维素和果胶,次生壁为木质素、纤 维素、半纤维素。

细菌细胞壁:大多为肽聚糖。
真菌细胞壁:为几丁质。


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