《醫(yī)學(xué)細(xì)胞生物學(xué)》本科教學(xué)課件

《醫(yī)學(xué)細(xì)胞生物學(xué)》本科教學(xué)課件,醫(yī)學(xué)細(xì)胞生物學(xué),醫(yī)學(xué),細(xì)胞生物學(xué),本科,教學(xué),課件 第三章第三章 細(xì)胞的概念和分子基礎(chǔ)細(xì)胞的概念和分子基礎(chǔ)Cell and Molecular Basis學(xué)習(xí)目的和要求學(xué)習(xí)目的和要求1.掌握細(xì)胞概念、原核細(xì)胞和真核細(xì)胞的異同。掌握細(xì)胞概念、原核細(xì)胞和真核細(xì)胞的異同。2.熟熟悉悉細(xì)細(xì)胞胞的的化化學(xué)學(xué)組組成成；核核酸酸、蛋蛋白白質(zhì)質(zhì)的的分分子子結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和生物學(xué)功能。結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和生物學(xué)功能。Cell and Molecular Basis第一節(jié)第一節(jié)第二節(jié)第二節(jié)第三節(jié)第三節(jié)中英文中英文退退 出出一、細(xì)胞是一、細(xì)胞是生命活動的基本單位生命活動的基本單位1.細(xì)胞是細(xì)胞是機(jī)體機(jī)體構(gòu)成的構(gòu)成的基本單位基本單位。2.細(xì)胞是機(jī)體細(xì)胞是機(jī)體代謝與功能的基本單位。代謝與功能的基本單位。3.細(xì)胞是機(jī)體細(xì)胞是機(jī)體生長與發(fā)育的基礎(chǔ)。生長與發(fā)育的基礎(chǔ)。4.細(xì)胞是細(xì)胞是遺傳的基本單位遺傳的基本單位。5.沒有細(xì)胞就沒有完整的生命。沒有細(xì)胞就沒有完整的生命。退退 出出首首 頁頁Cell and Molecular Basis第一節(jié)第一節(jié) 細(xì)胞的基本概念細(xì)胞的基本概念細(xì)胞學(xué)說：細(xì)胞學(xué)說：1.所有生物體都是由細(xì)胞組成的。所有生物體都是由細(xì)胞組成的。2.所有細(xì)胞的結(jié)構(gòu)都類似。所有細(xì)胞的結(jié)構(gòu)都類似。3.所有細(xì)胞都來源于已有的細(xì)胞的分裂。所有細(xì)胞都來源于已有的細(xì)胞的分裂。退退 出出首首 頁頁Cell and Molecular Basis 細(xì)胞的分類細(xì)胞的分類細(xì)胞分為三大類型細(xì)胞分為三大類型原核細(xì)胞原核細(xì)胞古核細(xì)胞古核細(xì)胞真核細(xì)胞真核細(xì)胞早期細(xì)胞分為兩大類早期細(xì)胞分為兩大類原核細(xì)胞原核細(xì)胞（prokaryotic cell）真核細(xì)胞真核細(xì)胞（eukaryotic cell）1990年，生物界被劃分為三個(gè)域年，生物界被劃分為三個(gè)域細(xì)菌域（細(xì)菌域（bacteria）古菌域（古菌域（archaea）真核域（真核域（eukarya）退退 出出首首 頁頁Cell and Molecular Basis二、原核細(xì)胞二、原核細(xì)胞退退 出出首首 頁頁Cell and Molecular Basis特點(diǎn)特點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡單、體積?。航Y(jié)構(gòu)簡單、體積小主要代表主要代表：支原體、細(xì)菌、放線菌、藍(lán)藻：支原體、細(xì)菌、放線菌、藍(lán)藻肺炎支原體肺炎支原體細(xì)菌結(jié)構(gòu)示意圖細(xì)菌結(jié)構(gòu)示意圖原核細(xì)胞原核細(xì)胞 細(xì)菌細(xì)菌(bacteria)支原體支原體(mycoplasma)(一一)真核細(xì)胞的形態(tài)大小真核細(xì)胞的形態(tài)大小三、真核細(xì)胞三、真核細(xì)胞形態(tài)：形態(tài)：多種多樣，常與細(xì)胞所處的部位及功能相關(guān)。多種多樣，常與細(xì)胞所處的部位及功能相關(guān)。大小：大?。翰町惡艽?，與細(xì)胞類型有關(guān)差異很大，與細(xì)胞類型有關(guān)。多數(shù)直徑。多數(shù)直徑10-20m。退退 出出首首 頁頁Cell and Molecular Basis（二）真核細(xì)胞的基本結(jié)構(gòu)（二）真核細(xì)胞的基本結(jié)構(gòu) 光鏡光鏡下結(jié)構(gòu)：細(xì)胞膜（下結(jié)構(gòu)：細(xì)胞膜（cell membrane）細(xì)胞質(zhì)（細(xì)胞質(zhì)（cytoplasm）細(xì)胞核（細(xì)胞核（nucleus）電子顯微鏡電子顯微鏡下，在細(xì)胞質(zhì)中可以看到由單位膜下，在細(xì)胞質(zhì)中可以看到由單位膜組成的組成的膜性細(xì)胞器膜性細(xì)胞器以及微絲、微管、中間纖維以及微絲、微管、中間纖維等等骨架系統(tǒng)骨架系統(tǒng)。退退 出出首首 頁頁Cell and Molecular Basis動物細(xì)胞結(jié)構(gòu)模式圖動物細(xì)胞結(jié)構(gòu)模式圖 糙面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)糙面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)光面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)光面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)退退 出出首首 頁頁Cell and Molecular Basis真核細(xì)胞的基本結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：真核細(xì)胞的基本結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：1.1.以以脂質(zhì)及蛋白質(zhì)脂質(zhì)及蛋白質(zhì)成分為基礎(chǔ)的成分為基礎(chǔ)的生物膜系統(tǒng)生物膜系統(tǒng)。2.2.以以核酸核酸-蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)為主要成分的為主要成分的遺傳信息表達(dá)系統(tǒng)遺傳信息表達(dá)系統(tǒng)。退退 出出首首 頁頁Cell and Molecular Basis3.由由特異蛋白質(zhì)分子特異蛋白質(zhì)分子構(gòu)成的構(gòu)成的細(xì)胞骨架系統(tǒng)細(xì)胞骨架系統(tǒng)。退退 出出首首 頁頁Cell and Molecular Basis4.細(xì)胞質(zhì)溶膠細(xì)胞質(zhì)溶膠（cytosol）原核細(xì)胞與真核細(xì)胞的比較原核細(xì)胞與真核細(xì)胞的比較 退退 出出首首 頁頁Cell and Molecular Basis，無絲分裂四、病毒四、病毒 生物界中，病毒（生物界中，病毒（virus）是惟一的非細(xì)胞形態(tài)）是惟一的非細(xì)胞形態(tài)的生命體。的生命體。特點(diǎn)：特點(diǎn)：在在活細(xì)胞內(nèi)活細(xì)胞內(nèi)才能表現(xiàn)出它們的基本生命活動。才能表現(xiàn)出它們的基本生命活動。在電子顯微鏡下才能看到。在電子顯微鏡下才能看到。結(jié)構(gòu)：結(jié)構(gòu)：核酸分子與蛋白質(zhì)組成的核酸核酸分子與蛋白質(zhì)組成的核酸-蛋白質(zhì)復(fù)合體。蛋白質(zhì)復(fù)合體。退退 出出首首 頁頁Cell and Molecular Basis病毒的結(jié)構(gòu)病毒的結(jié)構(gòu)退退 出出首首 頁頁Cell and Molecular Basis病毒分類：病毒分類：根據(jù)病毒的核酸類型可以將其分為兩大類：根據(jù)病毒的核酸類型可以將其分為兩大類：DNA病毒；病毒；RNA病毒。病毒。類病毒（類病毒（viroid）：）：僅由感染性的僅由感染性的RNA構(gòu)成。構(gòu)成。朊病毒（朊病毒（prion）：僅由感染性的僅由感染性的蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)亞基構(gòu)成。亞基構(gòu)成。退退 出出首首 頁頁Cell and Molecular Basis細(xì)胞由生命物質(zhì)細(xì)胞由生命物質(zhì)原生質(zhì)（原生質(zhì)（protoplasm）組成組成基本元素基本元素99.9%：C、H、O、N90%；P、S、K、Ca、Na、Mg、Cl、Fe 9%。微量元素微量元素：Cu、Zn、Mn、Mo、Co、Cr、Se、F、Br、I等。等。退退 出出首首 頁頁Cell and Molecular Basis第二節(jié)第二節(jié) 細(xì)胞的分子基礎(chǔ)細(xì)胞的分子基礎(chǔ)細(xì)胞的成份細(xì)胞的成份4.4.生物大分子生物大分子 3.3.有機(jī)小分子有機(jī)小分子無機(jī)化合物無機(jī)化合物1.1.水水2.2.無機(jī)鹽無機(jī)鹽有機(jī)化合物有機(jī)化合物退退 出出首首 頁頁Cell and Molecular Basis一、生物小分子一、生物小分子二、生物大分子二、生物大分子生物大分子由有機(jī)小分子聚合而成，細(xì)胞生物大分子由有機(jī)小分子聚合而成，細(xì)胞內(nèi)主要的大分子有內(nèi)主要的大分子有核酸核酸、蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)和和多糖多糖。退退 出出首首 頁頁Cell and Molecular Basis(一一)核酸攜帶遺傳信息核酸攜帶遺傳信息1.核酸的化學(xué)組成核酸的化學(xué)組成 核苷酸核苷酸是核酸的基本組成單位是核酸的基本組成單位 磷酸磷酸核糖核糖戊糖戊糖脫氧核糖脫氧核糖嘧啶：嘧啶：C T U嘌呤：嘌呤：A G堿基堿基核苷酸核苷酸Nucleotide退退 出出首首 頁頁Cell and Molecular Basis 核酸核酸退退 出出首首 頁頁Cell and Molecular Basis一個(gè)核苷酸戊糖的一個(gè)核苷酸戊糖的5磷酸基磷酸基與另一個(gè)核苷酸戊糖的與另一個(gè)核苷酸戊糖的3羥羥基脫水縮合基脫水縮合，形成，形成3，5磷磷酸二酯鍵。酸二酯鍵。多個(gè)核苷酸之間借助磷酸二多個(gè)核苷酸之間借助磷酸二酯鍵重復(fù)相連而形成的多聚酯鍵重復(fù)相連而形成的多聚核苷酸鏈即為核苷酸鏈即為核酸核酸。核酸核酸脫氧核糖核酸脫氧核糖核酸（deoxyribonucleic acid，DNA）核糖核酸核糖核酸（ribonucleic acid，RNA）2.DNA DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型雙螺旋結(jié)構(gòu)模型DNA分子是由兩條脫氧核糖核苷酸鏈組成分子是由兩條脫氧核糖核苷酸鏈組成兩條鏈反向平行兩條鏈反向平行脫氧核糖和磷酸位于螺旋的外側(cè)，堿基位于雙脫氧核糖和磷酸位于螺旋的外側(cè)，堿基位于雙螺旋內(nèi)側(cè)螺旋內(nèi)側(cè)堿基之間互補(bǔ)配對：堿基之間互補(bǔ)配對：AT CG 退退 出出首首 頁頁Cell and Molecular BasisDNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型雙螺旋結(jié)構(gòu)模型退退 出出首首 頁頁Cell and Molecular BasisDNA化學(xué)結(jié)構(gòu)化學(xué)結(jié)構(gòu)退退 出出首首 頁頁Cell and Molecular Basis DNA功能：功能：儲存、復(fù)制和傳遞遺傳信息。儲存、復(fù)制和傳遞遺傳信息。退退 出出首首 頁頁Cell and Molecular Basis3.RNARNA分子以單鏈形式存在，分子以單鏈形式存在，在部分區(qū)域折疊并按堿基在部分區(qū)域折疊并按堿基互補(bǔ)配對原則形成雙鏈發(fā)互補(bǔ)配對原則形成雙鏈發(fā)夾結(jié)構(gòu)。夾結(jié)構(gòu)。退退 出出首首 頁頁Cell and Molecular Basis RNA發(fā)夾結(jié)構(gòu)模式圖發(fā)夾結(jié)構(gòu)模式圖 信使核糖核酸（信使核糖核酸（message RNA，mRNA)含量：含量：占細(xì)胞內(nèi)總占細(xì)胞內(nèi)總RNA的的1%5%。種類：種類：種類多而且極不均一。種類多而且極不均一。結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：5端頭，端頭，3端尾，中間的編碼區(qū)。端尾，中間的編碼區(qū)。功能：功能：作為合成蛋白質(zhì)的模板作為合成蛋白質(zhì)的模板。mRNA分子中每三個(gè)相鄰的堿基組成一個(gè)分子中每三個(gè)相鄰的堿基組成一個(gè)密碼子密碼子（codon），），決定蛋白質(zhì)中氨基酸的排列順序。決定蛋白質(zhì)中氨基酸的排列順序。退退 出出首首 頁頁Cell and Molecular Basis 核糖體核糖體RNA（ribosome RNA，rRNA）含量：含量：占占RNA總量的總量的80%90%。功能：功能：參與核糖體形成。參與核糖體形成。退退 出出首首 頁頁Cell and Molecular Basis 轉(zhuǎn)移核糖核酸（轉(zhuǎn)移核糖核酸（transfer RNA,tRNA）含量：含量：總總RNA的的5%10%。結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：單鏈單鏈結(jié)構(gòu)，部分折疊，整個(gè)分子結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)，部分折疊，整個(gè)分子結(jié)構(gòu)呈三葉草形。呈三葉草形。3端有端有CCA三個(gè)堿基，與特定氨基酸結(jié)合。三個(gè)堿基，與特定氨基酸結(jié)合。反密碼環(huán)上的三個(gè)堿基組成反密碼環(huán)上的三個(gè)堿基組成反密碼子（反密碼子（anticodon），），與與mRNA上密碼子互補(bǔ)結(jié)合，參與蛋白質(zhì)合成。上密碼子互補(bǔ)結(jié)合，參與蛋白質(zhì)合成。功能：功能：轉(zhuǎn)運(yùn)特定的氨基酸，參與蛋白質(zhì)合成。轉(zhuǎn)運(yùn)特定的氨基酸，參與蛋白質(zhì)合成。退退 出出首首 頁頁Cell and Molecular Basis1%-5%動物細(xì)胞內(nèi)含有的主要動物細(xì)胞內(nèi)含有的主要RNA種類及功能種類及功能 退退 出出首首 頁頁Cell and Molecular Basis 1.蛋白質(zhì)的化學(xué)組成蛋白質(zhì)的化學(xué)組成 蛋白質(zhì)的基本單位蛋白質(zhì)的基本單位氨基酸氨基酸(二二)蛋白質(zhì)表達(dá)遺傳信息蛋白質(zhì)表達(dá)遺傳信息氨基酸的結(jié)構(gòu)通式氨基酸的結(jié)構(gòu)通式 退退 出出首首 頁頁Cell and Molecular BasisRR退退 出出首首 頁頁Cell and Molecular Basis肽鍵的形成與結(jié)構(gòu)肽鍵的形成與結(jié)構(gòu)2.蛋白質(zhì)的分子結(jié)構(gòu)蛋白質(zhì)的分子結(jié)構(gòu) 以獨(dú)特的以獨(dú)特的三維構(gòu)象三維構(gòu)象形式存在，蛋白質(zhì)三維構(gòu)象的形式存在，蛋白質(zhì)三維構(gòu)象的形成主要由其形成主要由其氨基酸的順序氨基酸的順序決定，是氨基酸組分間相互決定，是氨基酸組分間相互作用的結(jié)果。作用的結(jié)果。退退 出出首首 頁頁Cell and Molecular Basis退退 出出首首 頁頁Cell and Molecular Basis 一級結(jié)構(gòu)一級結(jié)構(gòu) 氨基酸的排列順序。氨基酸的排列順序。一級結(jié)構(gòu)中氨基酸排列順序的差異使蛋白質(zhì)折疊成一級結(jié)構(gòu)中氨基酸排列順序的差異使蛋白質(zhì)折疊成不同的高級結(jié)構(gòu)。不同的高級結(jié)構(gòu)。二級結(jié)構(gòu)二級結(jié)構(gòu)肽鏈主鏈內(nèi)的氨基酸殘基之間有規(guī)則地形成肽鏈主鏈內(nèi)的氨基酸殘基之間有規(guī)則地形成氫鍵氫鍵相相互作用的結(jié)果。互作用的結(jié)果。折疊形式：折疊形式：-螺旋螺旋-片層片層退退 出出首首 頁頁Cell and Molecular Basis 蛋白質(zhì)的三級結(jié)構(gòu)蛋白質(zhì)的三級結(jié)構(gòu)不同側(cè)鏈間相互作用形成的，相互作用的方式有不同側(cè)鏈間相互作用形成的，相互作用的方式有氫氫鍵、離子鍵和疏水鍵鍵、離子鍵和疏水鍵等。等。退退 出出首首 頁頁Cell and Molecular Basis肌紅蛋白的三維結(jié)構(gòu)肌紅蛋白的三維結(jié)構(gòu) 蛋白質(zhì)的四級結(jié)構(gòu)蛋白質(zhì)的四級結(jié)構(gòu)獨(dú)立的三獨(dú)立的三級結(jié)級結(jié)構(gòu)的多構(gòu)的多肽鏈亞單肽鏈亞單位之位之間間通通過過氫鍵氫鍵等非等非共價(jià)共價(jià)鍵鍵的相互作用，形的相互作用，形成更成更為為復(fù)復(fù)雜雜的空的空間結(jié)間結(jié)構(gòu)。構(gòu)。退退 出出首首 頁頁Cell and Molecular Basis血紅蛋白的四級結(jié)構(gòu)血紅蛋白的四級結(jié)構(gòu) 3.蛋白蛋白質(zhì)質(zhì)的的結(jié)結(jié)構(gòu)與功能的關(guān)系構(gòu)與功能的關(guān)系一級結(jié)構(gòu)一級結(jié)構(gòu)是蛋白質(zhì)功能的基礎(chǔ)。是蛋白質(zhì)功能的基礎(chǔ)。結(jié)構(gòu)域（結(jié)構(gòu)域（structural domains）是大分子蛋白質(zhì)的結(jié)是大分子蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)組成單元。構(gòu)組成單元。組成一個(gè)結(jié)構(gòu)域的氨基酸殘基通常在組成一個(gè)結(jié)構(gòu)域的氨基酸殘基通常在40350之間。之間。通常通過結(jié)構(gòu)域去推斷某些蛋白質(zhì)的功能。通常通過結(jié)構(gòu)域去推斷某些蛋白質(zhì)的功能。具有相同結(jié)構(gòu)域的蛋白具有類似功能。具有相同結(jié)構(gòu)域的蛋白具有類似功能。退退 出出首首 頁頁Cell and Molecular BasisB.蛋白激酶蛋白激酶催化蛋白質(zhì)磷酸催化蛋白質(zhì)磷酸化，可以提高也可以降低蛋化，可以提高也可以降低蛋白質(zhì)活性，這取決于磷酸化白質(zhì)活性，這取決于磷酸化的位置和蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)的位置和蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)退退 出出首首 頁頁Cell and Molecular BasisA.蛋白質(zhì)磷酸化與去磷酸化反應(yīng)蛋白質(zhì)磷酸化與去磷酸化反應(yīng) 4.酶是一類特殊類型的蛋白質(zhì)。酶是一類特殊類型的蛋白質(zhì)。酶（酶（enzyme）：由生物體細(xì)胞產(chǎn)生的具有：由生物體細(xì)胞產(chǎn)生的具有催化劑催化劑作作 用的蛋白質(zhì)。用的蛋白質(zhì)。特點(diǎn)：特點(diǎn)：高催化效率；高催化效率；高度專一性；高度專一性；高度不穩(wěn)定性。高度不穩(wěn)定性。退退 出出首首 頁頁Cell and Molecular Basis氧化還原酶氧化還原酶簡單而重復(fù)的單糖可聚合形成線形或分支狀大分子簡單而重復(fù)的單糖可聚合形成線形或分支狀大分子糖類，短鏈稱為糖類，短鏈稱為寡糖寡糖，長鏈稱為，長鏈稱為多糖多糖。細(xì)胞中寡糖或多糖存在的主要形式有細(xì)胞中寡糖或多糖存在的主要形式有糖蛋白糖蛋白、蛋白蛋白聚糖聚糖、糖脂糖脂和和脂多糖脂多糖。退退 出出首首 頁頁Cell and Molecular Basis功能功能：構(gòu)成細(xì)胞抗原、細(xì)胞識別、細(xì)胞粘附及信息構(gòu)成細(xì)胞抗原、細(xì)胞識別、細(xì)胞粘附及信息傳遞中起重要作用。傳遞中起重要作用。(三三)多糖存在于細(xì)胞膜表面和細(xì)胞間質(zhì)中多糖存在于細(xì)胞膜表面和細(xì)胞間質(zhì)中anticodonarchaeaarchaebacteriabacteriacell membranechlamydiacodoncytoplasmcytosoldeoxyribonucleic acid，DNAenzyme中英文關(guān)鍵詞對照中英文關(guān)鍵詞對照反密碼子反密碼子古菌域古菌域古細(xì)菌古細(xì)菌細(xì)菌細(xì)菌細(xì)胞膜細(xì)胞膜衣原體衣原體密碼子密碼子細(xì)胞質(zhì)細(xì)胞質(zhì)細(xì)胞質(zhì)溶膠細(xì)胞質(zhì)溶膠脫氧核糖核酸脫氧核糖核酸酶酶退退 出出首首 頁頁Cell and Molecular Basiseukaryaeukaryotic cellglycolipidsglycoproteinsmessage RNA，mRNAmicroRNA,miRNAmycoplasmanucleoidnucleuspeptideplasmidprion真核域真核域真核細(xì)胞真核細(xì)胞糖脂糖脂糖蛋白糖蛋白信使核糖核酸信使核糖核酸微小微小RNA支原體支原體擬核擬核細(xì)胞核細(xì)胞核肽肽質(zhì)粒質(zhì)粒朊病毒朊病毒退退 出出首首 頁頁Cell and Molecular Basisprokaryotic cellprotoplasmribonucleic acid，RNAribosomeribosome RNA，rRNAribozymeRNA silencingsmall nuclear RNA,snRNA structural domainstransfer RNA,tRNAviroidvirus 原核細(xì)胞原核細(xì)胞原生質(zhì)原生質(zhì)核糖核酸核糖核酸核糖體核糖體核糖體核糖體RNA核酶核酶RNA沉默沉默 小核小核RNA結(jié)構(gòu)域結(jié)構(gòu)域轉(zhuǎn)運(yùn)轉(zhuǎn)運(yùn)RNA類病毒類病毒病毒病毒退退 出出首首 頁頁Cell and Molecular Basis第四章第四章 細(xì)胞膜與物質(zhì)的穿膜運(yùn)輸細(xì)胞膜與物質(zhì)的穿膜運(yùn)輸醫(yī)學(xué)細(xì)胞生物學(xué)醫(yī)學(xué)細(xì)胞生物學(xué)目 錄第四章第四章 細(xì)胞膜與物質(zhì)穿膜運(yùn)輸細(xì)胞膜與物質(zhì)穿膜運(yùn)輸1 第一節(jié)第一節(jié) 細(xì)胞膜的化學(xué)組成與生物學(xué)特性細(xì)胞膜的化學(xué)組成與生物學(xué)特性2一、細(xì)胞膜的化學(xué)組成一、細(xì)胞膜的化學(xué)組成3二、細(xì)胞膜的生物學(xué)特性二、細(xì)胞膜的生物學(xué)特性4三、細(xì)胞膜的分子結(jié)構(gòu)模型三、細(xì)胞膜的分子結(jié)構(gòu)模型5（一）膜脂構(gòu)成細(xì)胞膜的結(jié)構(gòu)骨架一、細(xì)胞膜的化學(xué)組成一、細(xì)胞膜的化學(xué)組成 細(xì)胞膜上的脂類稱為膜脂（membrane lipid)是細(xì)胞膜的基本組成成分并形成膜的基本骨架 膜脂主要有三種類型：磷脂（phospholipid）膽固醇（cholesterol）糖脂 (glycolipid)1.1.磷脂是膜脂的主要成分磷脂是膜脂的主要成分v膜分子中含有磷酸基團(tuán)的膜脂稱為磷脂，包括甘油磷脂和鞘磷脂v甘油磷脂以甘油為骨架，鞘磷脂以鞘氨醇為骨架v磷脂為雙親性分子v磷脂分子排列構(gòu)成細(xì)胞膜的骨架結(jié)構(gòu)2.2.膽固醇能夠穩(wěn)定細(xì)胞膜和調(diào)節(jié)膜的流動性膽固醇能夠穩(wěn)定細(xì)胞膜和調(diào)節(jié)膜的流動性 v化學(xué)結(jié)構(gòu)由固醇環(huán)、烴鏈、羥基構(gòu)成v分布于膜中的磷脂分子之間。極性羥基緊靠磷脂的極性頭部，固醇環(huán)固定在磷脂分子鄰近頭部的烴鏈上，疏水的烴鏈尾部埋在脂雙層的中央v具有調(diào)節(jié)膜的流動性，增強(qiáng)膜的穩(wěn)定性作用3.3.糖脂主要位于質(zhì)膜的非胞質(zhì)面糖脂主要位于質(zhì)膜的非胞質(zhì)面 v糖脂由脂類和寡糖構(gòu)成v糖脂普遍存在于原核和真核細(xì)胞膜表面 v動物細(xì)胞膜的糖脂幾乎都是鞘氨醇的衍生物，結(jié)構(gòu)似鞘磷脂，稱為鞘糖脂 v膜脂都是兩親性分子v膜脂在水環(huán)境中可能的兩種存在形式：脂雙層或磷脂分子團(tuán)（二）膜蛋白以多種方式與脂雙分子層結(jié)合根據(jù)膜蛋白與脂雙層結(jié)合的方式不同，膜蛋白可分為三種基本類型:內(nèi)在蛋白(intrinsic protein)或整合蛋白(integrator protein)或跨膜蛋白 (transmembrane protein)外在蛋白(extrinsic protein)或周邊蛋白 (peripheral protein)脂錨定蛋白(lipid anchored protein)或脂連接蛋白(lipid-linked protein)1.1.膜內(nèi)在蛋白膜內(nèi)在蛋白v又稱穿膜蛋白（transmembrane protein）占膜蛋白總量的7080，也是兩親性分子v分為單次穿膜、多次穿膜蛋白v 穿膜蛋白與膜結(jié)合 緊密，需用去垢劑處 理才能分離2.2.膜外在蛋白膜外在蛋白 v又稱周邊蛋白，占膜蛋白總量的20%30%。v分布在質(zhì)膜的胞質(zhì)側(cè)或胞外側(cè) v周邊蛋白為水溶性蛋白，與膜結(jié)合較弱，易于從脂膜上分離3.3.脂錨定蛋白脂錨定蛋白 v又稱脂連接蛋白（lipid-linked protein）v以二種方式與膜結(jié)合：位于質(zhì)膜胞質(zhì)一側(cè)，直接與脂雙層中的某些脂肪酸鏈形成共價(jià)鍵位于質(zhì)膜外表面，通過與磷脂酰肌醇分子相連的寡糖鏈共價(jià)鍵結(jié)合而錨定到質(zhì)膜上，稱為糖基磷脂酰肌醇錨定蛋白（GPI）（三）膜糖類覆蓋細(xì)胞膜表面v細(xì)胞膜中含有的糖類稱為膜糖類，約占細(xì)胞膜重量的210v以糖脂或糖蛋白的形式存在v在大多數(shù)真核細(xì)胞表面有富含糖類的周緣區(qū)，稱為細(xì)胞外被(cell coat)v或糖萼(glycocalyx)二、細(xì)胞膜的生物學(xué)特性二、細(xì)胞膜的生物學(xué)特性（一）膜的不對稱性決定膜功能的方向性1.膜脂的不對稱性 v磷脂和膽固醇分布為相對不對稱，僅為數(shù)量上的差異。v糖脂的分布為絕對不對稱，糖脂僅分布于脂雙層的非胞質(zhì)面。v不同膜性細(xì)胞器中脂類組成成分不同2.膜蛋白的不對稱性v膜蛋白分布是絕對不對稱的，各種膜蛋白在質(zhì)膜中都有一定的位置。3.膜糖的不對稱性 v膜糖類均分布在細(xì)胞膜或內(nèi)膜系統(tǒng)的 非胞質(zhì)面（二）膜的流動性是膜功能活動的保證（二）膜的流動性是膜功能活動的保證1.脂雙層為液晶態(tài)二維流體 v脂雙層它的組分既有固體分子排列的有序性，又有液體的流動性，居于晶態(tài)和液態(tài)之間的狀態(tài)，即液晶態(tài)(liquid-crystal state)，是細(xì)胞膜極為重要的特性。v溫度的改變使膜可以在液晶態(tài)和晶態(tài)之間轉(zhuǎn)換，這種膜脂狀態(tài)的改變稱為相變。發(fā)生相變的臨界溫度稱為膜的相變溫度。2.膜脂分子的運(yùn)動方式（1）側(cè)向擴(kuò)散 (lateral diffusion)（2）翻轉(zhuǎn)運(yùn)動 (flip-flop)（3）旋轉(zhuǎn)運(yùn)動 (rotation)（4）彎曲運(yùn)動 (flexion)3.影響膜脂流動性的因素（1）脂肪酸鏈的飽和程度v脂雙層中不飽和脂肪酸越多，膜脂流動性越大（2）脂肪酸鏈的長短v脂肪酸鏈越短，膜脂流動性越大（3）膽固醇的雙重調(diào)節(jié)作用 v相變溫度以上，限制膜的流動性，穩(wěn)定質(zhì)膜；v相變溫度以下，防止脂肪酸鏈相互凝聚，干擾晶態(tài)形成（4）卵磷脂與鞘磷脂的比值 v鞘磷脂含量高則流動性降低（5）膜蛋白的影響 v脂雙層中嵌入的蛋白質(zhì)越多，膜脂流動性越?。?）其他因素v膜脂的極性基團(tuán)、環(huán)境溫度、pH值、離子強(qiáng)度等 4.膜蛋白的運(yùn)動性（1）側(cè)向擴(kuò)散（lateral diffusion）（2）旋轉(zhuǎn)運(yùn)動（rotational diffusion）三、細(xì)胞膜的分子結(jié)構(gòu)模型三、細(xì)胞膜的分子結(jié)構(gòu)模型細(xì)胞膜研究簡史：v1890年，E.Overton 初步明確細(xì)胞膜是由脂類組成v1925年，E.Gorter和F.Grendel 提出紅細(xì)胞膜是由雙層磷脂雙分 子組成v1935年，J.Danielli 和 H.Davson提出“片層結(jié)構(gòu)模型”v1959年，J.D.Robertson提出“單位膜模型”v1972年，S.J.Singer和G.Nicolson提出“流動鑲嵌模型”v1975年，Wallach提出“晶格鑲嵌模型”v1977年，Jain和White 提出“板塊鑲嵌模型”v近年提出“脂筏模型”（一）片層結(jié)構(gòu)模型具有三層夾板式結(jié)構(gòu)特點(diǎn)（一）片層結(jié)構(gòu)模型具有三層夾板式結(jié)構(gòu)特點(diǎn)蛋白質(zhì)-磷脂-蛋白質(zhì)三層夾板式結(jié)構(gòu)（二）單位膜模型體現(xiàn)膜形態(tài)結(jié)構(gòu)的共同特點(diǎn)（二）單位膜模型體現(xiàn)膜形態(tài)結(jié)構(gòu)的共同特點(diǎn)細(xì)胞膜在電鏡下呈現(xiàn)“兩暗夾明”的單位膜結(jié)構(gòu)（三）流動鑲嵌模型是被普遍接受的模型（三）流動鑲嵌模型是被普遍接受的模型 脂雙層構(gòu)成膜的連貫主體，它具有晶體分子排列的有序性，又具有液體的流動性。膜中蛋白質(zhì)分子以不同形式與脂雙分子層結(jié)合。強(qiáng)調(diào)了膜的流動性和膜蛋白的不對稱性。（四）脂筏模型深化了對膜結(jié)構(gòu)和功能的認(rèn)識（四）脂筏模型深化了對膜結(jié)構(gòu)和功能的認(rèn)識v膜質(zhì)雙層內(nèi)含由特殊脂質(zhì)和蛋白質(zhì)組成的微區(qū) （microdomain），膜比其它部分厚，更有秩序且較少流動，被稱為脂筏（lipid rafts）。v微區(qū)中富含膽固醇和鞘脂，其中聚集一些特定種類的膜蛋白。目 錄第四章 細(xì)胞膜與物質(zhì)穿膜運(yùn)輸1 第二節(jié) 小分子物質(zhì)的穿膜運(yùn)輸2一、膜的選擇性通透和簡單擴(kuò)散3二、膜轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白介導(dǎo)的穿膜運(yùn)輸4一、膜的選擇性通透和簡單擴(kuò)散一、膜的選擇性通透和簡單擴(kuò)散1.膜的選擇性通透 易于通過膜的物質(zhì)：脂溶性物質(zhì) 不帶電荷小分子物質(zhì)不易通過膜的物質(zhì)：帶電荷物質(zhì) 大分子物質(zhì) 2.簡單擴(kuò)散溶質(zhì)分子通過質(zhì)膜進(jìn)行自由擴(kuò)散，不需要膜轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白協(xié)助，也稱被動擴(kuò)散(passive diffusion)由高濃度向低濃度方向進(jìn)行，所需要的能量來自高濃度本身所包含的勢能，不需要細(xì)胞提供能量需滿足兩個(gè)條件：溶質(zhì)在膜兩側(cè)保持一定的濃度差 溶質(zhì)必須能透過膜二、膜轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白介導(dǎo)的穿膜運(yùn)輸二、膜轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白介導(dǎo)的穿膜運(yùn)輸 膜轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白細(xì)胞膜中有特定的膜蛋白負(fù)責(zé)進(jìn)行物質(zhì)運(yùn)輸，這類蛋白質(zhì)稱為膜運(yùn)輸?shù)鞍祝╩embrane transport protein）。膜運(yùn)輸?shù)鞍字饕袃深悾狠d體蛋白（carrier protein）：與特定溶質(zhì)分子結(jié)合，通過構(gòu)象改變進(jìn)行物質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)。通道蛋白（channel protein）：在膜上形成親水孔道，貫穿脂雙層，介導(dǎo)特定離子轉(zhuǎn)運(yùn)。（一）易化擴(kuò)散是載體蛋白介導(dǎo)的被動運(yùn)輸（一）易化擴(kuò)散是載體蛋白介導(dǎo)的被動運(yùn)輸 一些非脂溶性（或親水性）的物質(zhì)，如葡萄糖、氨基酸、核苷酸以及細(xì)胞代謝產(chǎn)物等，不能以簡單擴(kuò)散的方式通過細(xì)胞膜，但它們可在載體蛋白的介導(dǎo)下，不消耗細(xì)胞的代謝能量，順物質(zhì)濃度梯度或電化學(xué)梯度進(jìn)行轉(zhuǎn)運(yùn)，這種方式稱為易化擴(kuò)散（facilitated diffusion）。易化擴(kuò)散特點(diǎn)n具有選擇性、特異性n轉(zhuǎn)運(yùn)速率遠(yuǎn)高于簡單擴(kuò)散n具有飽和性，存在最大轉(zhuǎn)運(yùn)速度葡萄糖載體蛋白(GlUT1)通過易化擴(kuò)散轉(zhuǎn)運(yùn)葡萄糖（二）主動運(yùn)輸是載體蛋白逆濃度梯度的耗能運(yùn)輸（二）主動運(yùn)輸是載體蛋白逆濃度梯度的耗能運(yùn)輸主動運(yùn)輸是載體蛋白介導(dǎo)的物質(zhì)逆電化學(xué)梯度、由低濃度一側(cè)向高濃度一側(cè)進(jìn)行的穿膜轉(zhuǎn)運(yùn)方式。根據(jù)主動運(yùn)輸過程中利用能量的方式不同，可分為ATP驅(qū)動泵（由ATP直接提供能量）和協(xié)同運(yùn)輸（ATP間接提供能量）兩種主要類型。1.ATP驅(qū)動泵 vATP驅(qū)動泵都是穿膜蛋白，它們在膜的胞質(zhì)側(cè)具有一個(gè)或多個(gè)ATP結(jié)合位點(diǎn)，能夠水解ATP使自身磷酸化，利用ATP水解所釋放的能量將被轉(zhuǎn)運(yùn)分子或離子從低濃度向高濃度轉(zhuǎn)運(yùn)，所以常稱之為“泵”v根據(jù)泵蛋白的結(jié)構(gòu)和功能特性，可分為4類：P-型離子泵，V-型質(zhì)子泵，F(xiàn)-型質(zhì)子泵和ABC轉(zhuǎn)運(yùn)體。前3種只轉(zhuǎn)運(yùn)離子，后一種主要轉(zhuǎn)運(yùn)小分子 A.P-型離子泵型離子泵 B.V-型質(zhì)子泵型質(zhì)子泵 C.F-型質(zhì)子泵型質(zhì)子泵 D.ABC轉(zhuǎn)運(yùn)體轉(zhuǎn)運(yùn)體（1）P-型離子泵（P-class ion pump）vP型離子泵都有2個(gè)獨(dú)立的大亞基（亞基），具有ATP結(jié)合位點(diǎn)，絕大多數(shù)還具有2個(gè)小的亞基v在泵工作過程中，形成磷酸化中間體，“P”代表磷酸化，故名P-型離子泵v所有有機(jī)體都是依靠P型離子泵穿膜轉(zhuǎn)運(yùn)陽離子 v動物細(xì)胞的Na+-K+泵、Ca2+泵和哺乳類胃腺壁細(xì)胞（parietal cells）上的H-K泵等都屬于此種類型 Na+-K+泵：由2個(gè)亞基（大亞基）和2個(gè)亞基（小亞基）組成水解一個(gè)ATP分子，可向細(xì)胞外輸出3個(gè)Na+，轉(zhuǎn)入2個(gè)K+具有維持滲透壓平衡、保持細(xì)胞容積恒定、產(chǎn)生和維持膜電位等功能2.協(xié)同運(yùn)輸 v是一類由Na+-K+泵（或H+泵）與載體蛋白協(xié)同作用，間接消耗ATP所完成的主動運(yùn)輸方式v根據(jù)溶質(zhì)分子運(yùn)輸方向與順電化學(xué)梯度轉(zhuǎn)移的離子（Na+或H+）方向的關(guān)系，可分為共運(yùn)輸（symport）與對向運(yùn)輸（antiport）小腸上皮細(xì)胞頂端質(zhì)膜中的小腸上皮細(xì)胞頂端質(zhì)膜中的NaNa+/葡萄糖協(xié)同運(yùn)輸?shù)鞍祝\(yùn)輸葡萄糖協(xié)同運(yùn)輸?shù)鞍?，運(yùn)輸2 Na2 Na+的同時(shí)轉(zhuǎn)的同時(shí)轉(zhuǎn)運(yùn)運(yùn)1 1個(gè)葡萄糖分子，個(gè)葡萄糖分子，使胞質(zhì)內(nèi)產(chǎn)生高葡萄糖濃度；質(zhì)膜基底面和側(cè)面的葡萄糖使胞質(zhì)內(nèi)產(chǎn)生高葡萄糖濃度；質(zhì)膜基底面和側(cè)面的葡萄糖易化擴(kuò)散運(yùn)輸?shù)鞍?，轉(zhuǎn)運(yùn)葡萄糖離開細(xì)胞，形成葡萄糖的定向轉(zhuǎn)運(yùn)。易化擴(kuò)散運(yùn)輸?shù)鞍祝D(zhuǎn)運(yùn)葡萄糖離開細(xì)胞，形成葡萄糖的定向轉(zhuǎn)運(yùn)。NaNa+-K-K+泵泵將回流到細(xì)胞質(zhì)中的將回流到細(xì)胞質(zhì)中的NaNa+轉(zhuǎn)運(yùn)出細(xì)胞，維持轉(zhuǎn)運(yùn)出細(xì)胞，維持NaNa+穿膜濃度梯度穿膜濃度梯度 壁細(xì)胞分泌鹽酸時(shí)其質(zhì)膜上多種轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白的協(xié)同作用（三）離子通道高效轉(zhuǎn)運(yùn)各種離子（三）離子通道高效轉(zhuǎn)運(yùn)各種離子離子通道的特點(diǎn)：v介導(dǎo)被動運(yùn)輸v對離子有高度選擇性v轉(zhuǎn)運(yùn)速率高v多數(shù)離子通道不持續(xù)開放，受“閘門”控制離子通道的類型：v配體門控通道 v電壓門控通道 v應(yīng)力激活通道 （1）配體門控通道 離子通道型受體，與細(xì)胞外的特定配體結(jié)合后，發(fā)生構(gòu)象改變，將“門”打開，允許某種離子快速穿膜擴(kuò)散乙酰膽堿受體模式圖 神經(jīng)-肌接頭處的離子通道協(xié)同活動示意圖（2）電壓門控通道 v通道蛋白分子結(jié)構(gòu)中存在著一些對膜電位改變敏感的基團(tuán)或亞單位，可誘發(fā)通道蛋白構(gòu)象的改變，從而將“門”打開，使一些離子順濃度梯度自由擴(kuò)散通過細(xì)胞膜 v電壓門控通道主要存在于可興奮細(xì)胞，如神經(jīng)元、肌細(xì)胞及腺上皮細(xì)胞等（3）應(yīng)力激活通道 v通道蛋白感受應(yīng)力而改變構(gòu)象，開啟通道使“門”打開，離子通過親水通道進(jìn)入細(xì)胞，引起膜電位變化，產(chǎn)生電信號。v 如內(nèi)耳毛細(xì)胞具有感受聲波震動的應(yīng)力激活通道（四）水通道介導(dǎo)水的快速轉(zhuǎn)運(yùn)1.水通道蛋白的分類v細(xì)胞膜上由水孔蛋白（aquaporin，AQP）形成的專一性轉(zhuǎn)運(yùn)水分子的通道。v目前發(fā)現(xiàn)哺乳動物水通道蛋白家族已有11個(gè)成員（AQP0AQP10）。AQP1、2、4、5、6、0：專一性通透水分子AQP3、7、9、10：通透水及甘油尿素等中小分子AQP8：功能尚不明確 2.水通道蛋白的結(jié)構(gòu) 水通道在質(zhì)膜上是由四個(gè)對稱排列的圓筒狀亞基包繞而成的四聚體，每個(gè)亞基的中心存在一個(gè)只允許水分子通過的中央孔，孔的直徑約0.28nm，稍大于水分子直徑。3.水通道對水分子的篩選機(jī)制vAQP1中央孔通道的直徑（0.28nm）限制了比水分子大的分子通過 vAQP1中央孔通道內(nèi)溶質(zhì)結(jié)合位點(diǎn)的控制v水通道的特點(diǎn)持續(xù)開放的膜通道蛋白轉(zhuǎn)運(yùn)速度快，水分子移動方向完全由膜兩側(cè)的滲透壓差決定目 錄第四章 細(xì)胞膜與物質(zhì)穿膜運(yùn)輸1 第三節(jié) 大分子和顆粒物質(zhì)的穿膜運(yùn)輸2一、胞吞作用3二、胞吐作用4v大分子和顆粒物質(zhì)被運(yùn)輸時(shí)并不直接穿過細(xì)胞膜，都是由膜包圍形成囊泡，通過一系列膜囊泡的形成和融合來完成轉(zhuǎn)運(yùn)過程，故稱為小泡運(yùn)輸 （vesicular transport）v細(xì)胞攝入大分子或顆粒物質(zhì)的過程稱為胞吞作用 （endocytosis）v細(xì)胞排出大分子或顆粒物質(zhì)的過程稱為胞吐作用 （exocytosis）一、胞吞作用（一）吞噬作用 吞噬細(xì)胞攝入顆粒性物質(zhì)的過程。由幾種特殊細(xì)胞 完成，如中性粒細(xì)胞、單核細(xì)胞及巨噬細(xì)胞等（二）胞飲作用 細(xì)胞吞入細(xì)胞外液和可溶性物質(zhì)的過程，多見于巨 噬細(xì)胞、毛細(xì)血管內(nèi)皮細(xì)胞、腎小管上皮細(xì)胞、小腸 上皮細(xì)胞等。（三）受體介導(dǎo)的胞吞 是細(xì)胞通過受體的介導(dǎo)選擇性高效攝取細(xì)胞外特定大 分子物質(zhì)的過程。受體介導(dǎo)的胞吞1.有被小窩和有被小泡的形成2.無被小泡形成與內(nèi)體融合繼而與溶酶體融合 二、胞吐作用二、胞吐作用（一）連續(xù)性分泌：不受調(diào)節(jié)持續(xù)不斷的細(xì)胞分泌 又稱固有分泌，是指分泌蛋白在粗面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)合成之后，轉(zhuǎn) 運(yùn)至高爾基復(fù)合體，經(jīng)修飾、濃縮、分選，形成分泌泡，隨即被運(yùn)送至細(xì)胞膜，與質(zhì)膜融合將分泌物排出細(xì)胞外的 過程。（二）受調(diào)分泌：細(xì)胞外信號調(diào)控的選擇性分泌（regulated secretion）指分泌性蛋白合成后先儲存于分泌囊泡中，只有當(dāng)細(xì)胞 接受到細(xì)胞外信號（如激素）的刺激，引起細(xì)胞內(nèi) Ca2+濃度瞬時(shí)升高，才能啟動胞吐過程，使分泌囊泡 與細(xì)胞膜融合，將分泌物釋放到細(xì)胞外 目 錄第四章 細(xì)胞膜與物質(zhì)穿膜運(yùn)輸1 第四節(jié) 細(xì)胞表面及特化結(jié)構(gòu)23二、纖毛和鞭毛 4一、微絨毛 三、褶皺 5一、微絨毛一、微絨毛 微絨毛（microvillus）是細(xì)胞膜和細(xì)胞質(zhì)共 同突向腔面的細(xì)小指 狀突起 二、纖毛和鞭毛二、纖毛和鞭毛 纖毛（cillia）和鞭毛（flagella）是細(xì)胞表面 向外伸出的細(xì)長突起 三、褶皺三、褶皺褶皺（ruffle）或片狀偽足（lamellipodium）是細(xì)胞表面的臨時(shí)性扁狀突起。第六章 細(xì)胞的內(nèi)膜系統(tǒng)醫(yī)學(xué)細(xì)胞生物學(xué)醫(yī)學(xué)細(xì)胞生物學(xué)細(xì)胞內(nèi)膜系統(tǒng):在結(jié)構(gòu)、功能或發(fā)生上相互關(guān)聯(lián)的一些由膜圍繞的細(xì)胞器（核膜、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、高爾基體、溶酶體、過氧化物酶體和各種小泡）；相互分隔成封閉性區(qū)室且各有一套獨(dú)特的微環(huán)境。有相對固定的比鄰關(guān)系；各部分互不干擾、但又互相依存、高度協(xié)調(diào)地進(jìn)行各種代謝活動。主要功能是蛋白質(zhì)的合成和分選主要內(nèi)容內(nèi)質(zhì)網(wǎng)內(nèi)質(zhì)網(wǎng)1高爾基復(fù)合體高爾基復(fù)合體2溶酶體溶酶體3過氧化物酶體過氧化物酶體4囊泡與囊泡轉(zhuǎn)運(yùn)囊泡與囊泡轉(zhuǎn)運(yùn)5 核糖體(ribosome)又名核蛋白體，沒有膜包裹的顆粒狀細(xì)胞器，蛋白質(zhì)合成的機(jī)器，普遍存在于原核細(xì)胞和真核細(xì)胞中。一化學(xué)組成和基本類型 RNA：60%，構(gòu)成核糖體 的骨架 蛋白質(zhì)：40%核糖體唯一的功能是按mRNA的指令指導(dǎo)氨基酸高效而精確地合成蛋白質(zhì)或多肽 兩種基本類型：70S的核糖體：原核細(xì)胞 2500 X 103 真核細(xì)胞 線粒體內(nèi)的核糖體 葉綠體內(nèi)的核糖體 80S 的核糖體：4800 X 103分布：原核細(xì)胞：大部分核糖體游離存在 真核細(xì)胞：大部分為附著核糖體除線粒體、葉綠體以外的真核細(xì)胞的核糖體二核糖體的結(jié)構(gòu) 電鏡下:顆粒狀 大亞基 小亞基 一般以游離狀態(tài)存在，一般以游離狀態(tài)存在，只有當(dāng)小亞基與只有當(dāng)小亞基與mRNAmRNA結(jié)合后，結(jié)合后，大亞基才與小亞基結(jié)合，形成完整的核糖體。大亞基才與小亞基結(jié)合，形成完整的核糖體。分布：附著核糖體 附著在粗面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)上（合成分泌蛋白和膜蛋白）游離核糖體游離在細(xì)胞質(zhì)中（合成基礎(chǔ)性蛋白）多聚核糖體：多個(gè)核糖體結(jié)合到一個(gè)mRNA鏈上排列，形成蛋白質(zhì)合成的功能單位 三細(xì)胞內(nèi)分布與蛋白質(zhì)合成 附著和游離核糖體的結(jié)構(gòu)和功能相同，不同點(diǎn)在于合成蛋白質(zhì)的種類不同。第一節(jié) 內(nèi)質(zhì)網(wǎng)內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的形態(tài)結(jié)構(gòu)與基本類型內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的形態(tài)結(jié)構(gòu)與基本類型1內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的化學(xué)組成內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的化學(xué)組成2內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的功能內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的功能3內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的發(fā)現(xiàn)v19世紀(jì)：在光鏡下觀察動物腺細(xì)胞時(shí)發(fā)現(xiàn)，稱為動質(zhì)。v1945年：Porter等在電鏡下觀察小鼠成纖維細(xì)胞時(shí)發(fā)現(xiàn)，命名為內(nèi)質(zhì)網(wǎng)（endoplasmic reticulum,ER）。一、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的形態(tài)結(jié)構(gòu)與基本類型（一）內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的形態(tài)結(jié)構(gòu) 由一層生物膜包裹的相互連續(xù)的小管、小泡和扁囊組成的網(wǎng)狀系統(tǒng)，膜厚約56nm。細(xì)胞膜核 膜內(nèi)質(zhì)網(wǎng)小 泡小 管扁 囊 內(nèi)腔內(nèi)質(zhì)網(wǎng)腔 內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜與核外膜連續(xù) 內(nèi)質(zhì)網(wǎng)腔與核膜腔相通一、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的形態(tài)結(jié)構(gòu)與基本類型 （二）內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的基本類型粗面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)粗面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)粗面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)粗面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)核糖體核糖體核糖體核糖體滑面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)滑面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)滑面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)滑面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)RERSER一、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的形態(tài)結(jié)構(gòu)與基本類型（一）粗面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)（rER）呈板層狀整齊排列的扁囊 表膜面附著許多顆粒狀的核糖體 內(nèi)質(zhì)網(wǎng)與核糖體共同形成復(fù)合機(jī)能結(jié)構(gòu) 主要功能合成分泌性蛋白和膜蛋白 分泌蛋白合成旺盛的細(xì)胞（胰腺和漿細(xì)胞）豐富、發(fā)達(dá) 分化程度低（胚胎細(xì)胞、干細(xì)胞、腫瘤細(xì)胞或）較少，但 游離核糖體增多（二）滑面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)（sER）l內(nèi)質(zhì)網(wǎng)表面無核糖體附著，少有扁囊結(jié)構(gòu)，多由分支小管或小泡構(gòu)成較為復(fù)雜的立體結(jié)構(gòu)，常與粗面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)相同。l是脂質(zhì)合成的重要場所，所占的區(qū)域較小l在某些細(xì)胞中非常發(fā)達(dá)并具有特殊功能 如：肝細(xì)胞中豐富解毒作用 睪丸、腎上腺細(xì)胞豐富合成激素 大多數(shù)細(xì)胞兩者同時(shí)存在，但比例不同（胰腺外分泌細(xì)胞全部為rER 肌細(xì)胞全部為sER）二、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的化學(xué)組成（占膜結(jié)構(gòu)的50%，細(xì)胞體積10%以上，占細(xì)胞質(zhì)量15-20%）內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜脂類脂類：30%30%40%40%較細(xì)胞膜少，主要成分為 磷脂，磷脂酰膽堿較多，鞘磷脂較少。蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)：60%60%70%70%較細(xì)胞膜多，約30種。標(biāo)志酶葡萄糖葡萄糖-6-6-磷酸酶磷酸酶含多種酶系：蛋白質(zhì)加工轉(zhuǎn)運(yùn)酶系、解毒酶系、脂類代謝酶系、碳水化合物代謝酶系等 微粒體（microsome）：將組織勻漿經(jīng)低速離心去除核及線粒體后再超速離心后 分離出的內(nèi)質(zhì)網(wǎng)碎片三、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的功能 蛋白質(zhì)、脂類和糖類合成的重要基地 擴(kuò)大膜的表面積，有利于酶的分布提高代謝效率使細(xì)胞質(zhì)區(qū)域化，為物質(zhì)代謝提供特定的內(nèi)環(huán)境 參與物質(zhì)運(yùn)輸，物質(zhì)交換和解毒作用 對細(xì)胞起機(jī)械支持作用三、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的功能（一）粗面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的功能 1.信號肽介導(dǎo)的蛋白質(zhì)的合成 1975年，G.Blobel等提出信號肽假說，獲1999年諾貝爾生理或醫(yī)學(xué)獎。主要成分信號肽 信號肽識別顆粒（SRP）信號肽識別顆粒受體（SRP-R）通道蛋白移位子、停止轉(zhuǎn)移序列通道蛋白移位子、停止轉(zhuǎn)移序列 信號假說（signal hypothesis)：（1）信號肽引導(dǎo)核糖體結(jié)合到內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜：信號肽蛋白質(zhì)合成中最先被翻譯的氨基酸序列 信號識別顆粒（SRP）細(xì)胞質(zhì)溶膠中識別信號肽的顆粒 （2）新生肽鏈到內(nèi)質(zhì)網(wǎng)腔的跨膜轉(zhuǎn)運(yùn)：協(xié)同翻譯轉(zhuǎn)運(yùn)多肽鏈穿過內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜入腔是與翻譯同步進(jìn)行（3）蛋白質(zhì)在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)腔內(nèi)的折疊：分子伴侶協(xié)助多肽折疊、裝配和轉(zhuǎn)運(yùn)（4）大部分蛋白質(zhì)在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)腔內(nèi)需糖基化：形成糖蛋白（5）蛋白質(zhì)由內(nèi)質(zhì)網(wǎng)向高爾基復(fù)合體的運(yùn)輸：衣被小泡將分泌蛋白從內(nèi)質(zhì)網(wǎng)運(yùn)輸?shù)礁郀柣鶑?fù)合體（6）蛋白質(zhì)在高爾基復(fù)合體內(nèi)加工分選：（7）運(yùn)輸出細(xì)胞外：附著核糖體合成的蛋白質(zhì)包括：向細(xì)胞外分泌的蛋白質(zhì)（抗體、酶、肽類激素、胞外基質(zhì)蛋白）膜嵌入蛋白（細(xì)胞膜蛋白、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)等膜性細(xì)胞器膜上的膜蛋 白，還有膜受體和膜抗原）與其他細(xì)胞組分嚴(yán)格隔離的蛋白質(zhì)（溶酶體蛋白、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)和 需要進(jìn)行復(fù)雜修飾的蛋白質(zhì) 某些可溶性蛋白合成后進(jìn)入細(xì)胞基質(zhì)中游離核糖體主要合成：細(xì)胞本身所需要的結(jié)構(gòu)蛋白 某些特殊蛋白質(zhì)（紅細(xì)胞中的血紅蛋白）2.合成脂質(zhì)：合成細(xì)胞所需要的全部膜脂（磷脂和膽固醇），其中最主要的是卵磷脂。磷脂向其他膜轉(zhuǎn)運(yùn)的方式：出芽方式：轉(zhuǎn)運(yùn)到高爾基體、溶酶體、細(xì)胞膜 水溶性載體蛋白：在膜之間轉(zhuǎn)移磷脂3蛋白質(zhì)合成的質(zhì)量控制 從內(nèi)質(zhì)網(wǎng)輸送到高爾基復(fù)合體的蛋白質(zhì)必須 正確的折疊和組裝 否則將被留在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)腔內(nèi) 通過內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜上的逆轉(zhuǎn)運(yùn)器輸送到細(xì)胞質(zhì)中并最終 到細(xì)胞中降解 由分子伴侶完成（可識別錯(cuò)誤折疊和未完全裝配的蛋白）（二）滑面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的功能 1固醇類激素的合成和脂類代謝：合成細(xì)胞所需的大部分膜脂，含有合成膽固醇的全套 酶系和使膽固醇轉(zhuǎn)化為類固醇激素的酶類 2參與糖原的代謝：與糖原的合成無關(guān)但與糖原的分解有關(guān) 3解毒功能：肝臟的解毒作用由滑面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)完成（由腸道吸收的外源性 毒物或藥物以及代謝產(chǎn)生的內(nèi)源性毒物，均由肝細(xì)胞的內(nèi)質(zhì) 網(wǎng)通過氧化、甲基化、結(jié)合等方式降低或排除毒性）4肌細(xì)胞中含有發(fā)達(dá)的滑面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)（稱肌漿網(wǎng)）：膜上有Ca2+-ATP，可將細(xì)胞基質(zhì)中的Ca2+泵入肌漿網(wǎng)中貯存起來。當(dāng)受到N沖動刺激后，肌漿網(wǎng)釋放Ca2+到肌絲之間，激活A(yù)TP酶，使ATPADP，釋放能量，肌肉收縮。第二節(jié) 高爾基復(fù)合體高爾基復(fù)合體的形態(tài)結(jié)構(gòu)高爾基復(fù)合體的形態(tài)結(jié)構(gòu)1高爾基復(fù)合體的化學(xué)組成高爾基復(fù)合體的化學(xué)組成2高爾基復(fù)合體的功能高爾基復(fù)合體的功能3 第二節(jié) 高爾基復(fù)合體 (Golgi complex)蛋白質(zhì)合成、加工、糖基化的場所具有極性（有比較恒定的位置和方向）富有特征性扁囊堆疊（弓形）大量大小不等的囊泡一.形態(tài)結(jié)構(gòu)順面網(wǎng)絡(luò)形成面、近內(nèi)質(zhì)網(wǎng)，有許多運(yùn)輸小泡，篩選由內(nèi)質(zhì)網(wǎng)新合 成的蛋白質(zhì)和脂類，（凸面）然后將其輸 入中央扁囊區(qū)，一 小部分再返回內(nèi)質(zhì)網(wǎng)反面網(wǎng)絡(luò)成熟面、近細(xì)胞膜，數(shù)目不等體積較大 分泌泡（凹面）中央扁平囊區(qū)順、反面之間高爾基復(fù)合體的3個(gè)區(qū)室的功能接受粗面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)芽生的運(yùn)輸小泡；篩選由內(nèi)質(zhì)網(wǎng)合成的蛋白和脂類，將大部分轉(zhuǎn)入扁囊去，少部分返回內(nèi)質(zhì)網(wǎng)蛋白質(zhì)的糖基化合成糖脂和多糖 體積較大的分泌泡，進(jìn)行蛋白質(zhì)的分選功能 二二.化學(xué)組成化學(xué)組成 蛋白質(zhì)：60%含量低于內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜，高于細(xì)胞膜 含有多種酶類 標(biāo)志性酶糖基轉(zhuǎn)移酶 脂 類：40%卵磷脂介于內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜與細(xì)胞膜之間 三功能 對來自內(nèi)質(zhì)網(wǎng)合成的蛋白質(zhì)糖基化和分選發(fā)送 （一）分泌蛋白的加工與修飾 1糖蛋白的合成和修飾：蛋白質(zhì)的糖基化；糖脂的糖基化 2蛋白質(zhì)的加工改造：蛋白由無活性的酶原有活性的蛋白（二）參與蛋白質(zhì)的分選和運(yùn)輸 分選：不同區(qū)室對蛋白質(zhì)糖鏈按順序修飾 分泌蛋白、跨膜蛋白、溶酶體蛋白 運(yùn)輸：高爾基反面形成運(yùn)輸小泡達(dá)細(xì)胞膜/溶酶體膜膜融合、排出內(nèi)容物 挽救受體識別錯(cuò)誤分選而丟失的蛋白并將其 運(yùn)回高爾基復(fù)合體（三）形成溶酶體 先在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)處合成溶酶體的膜蛋白、膜脂和各種酶，在高爾基復(fù)合體處加工修飾從反面分選運(yùn)輸，從反面以出芽方式形成。內(nèi)體性溶酶體：高爾基復(fù)合體與內(nèi)體性溶酶體形成模式圖高爾基復(fù)合體與內(nèi)體性溶酶體形成模式圖（四）與細(xì)胞內(nèi)膜的交通 四高爾基復(fù)合體的病理變化 功能亢進(jìn)/代償性肥大的器官 明顯肥大 肝中毒萎縮或消失 腫瘤細(xì)胞不發(fā)達(dá) 第四節(jié) 溶酶體溶酶體的形態(tài)結(jié)構(gòu)和化學(xué)組成溶酶體的形態(tài)結(jié)構(gòu)和化學(xué)組成1溶酶體的類型溶酶體的類型2溶酶體的形成與成熟溶酶體的形成與成熟34溶酶體的功能溶酶體的功能溶酶體的發(fā)現(xiàn)1955年：Christian de Duve等人應(yīng)用電鏡觀察鼠肝細(xì)胞時(shí)，發(fā)現(xiàn)一種富含各種水解酶的顆粒，將其命名為溶酶體(lysosome)。第四節(jié) 溶酶體（lysosome）分布廣泛（除成熟紅細(xì)胞外，在原核細(xì)胞中尚未觀察到溶酶體）內(nèi)含多種酸性水解酶(60多種)細(xì)胞內(nèi)消化器官 異質(zhì)性細(xì)胞器（不同的溶酶體的形態(tài)大小甚至內(nèi)容物都不完全一致）標(biāo)志酶酸性磷酸酶 膜蛋白高度糖基化 （免受溶酶體內(nèi)蛋白酶的消化）內(nèi)部酸性環(huán)境（靠質(zhì)子泵維持）溶酶體膜（與細(xì)胞膜和其他內(nèi)膜不同）：v含有特殊的轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白（質(zhì)子泵），可借助水解ATP釋放出能量將H+泵入溶酶體內(nèi)，使其內(nèi)的H+濃度比細(xì)胞質(zhì)中高100倍以上，以形成和維持酸性內(nèi)環(huán)境v溶酶體膜的蛋白質(zhì)高度糖基化，以防止自身膜蛋白的降解v具有多種載體蛋白可使水解后的產(chǎn)物向外運(yùn)送 一形態(tài)特點(diǎn)和化學(xué)組成 顆粒狀，球形，一層單位膜包裹，內(nèi)含多種高濃度酸性（ph 5.0）水解酶，可分解核酸、蛋白、多糖和脂類。二.溶酶體的類型傳統(tǒng) 初級溶酶體:前溶酶體成熟溶酶體，只有酶而無底物 次級溶酶體:初級溶酶體+底物按形成過程、功能狀態(tài) 內(nèi)體性：由高爾基體芽生的運(yùn)輸小泡和內(nèi)體合并而成 吞噬性：內(nèi)體性溶酶體+被水解的各種吞噬底物融合形成 底物的來源、性質(zhì) 自噬性底物來自細(xì)胞內(nèi)衰老崩解的細(xì)胞器 異噬性底物來自細(xì)胞外細(xì)菌、異物等 殘余小體（residual body)定義：未被消化和分解的物質(zhì)殘留在溶酶體中形成的 電子密度較高、色調(diào)較深的小體常見的殘余小體:脂褐質(zhì)(lipofusion)：神經(jīng)細(xì)胞、心肌細(xì)胞 含鐵小體(siderosome)：單核巨噬細(xì)胞 多泡體(multivesicular)：神經(jīng)細(xì)胞、卵母細(xì)胞、鹽酸細(xì)胞 髓樣結(jié)構(gòu)(myeline figure)：腫瘤細(xì)胞、病毒感染細(xì)胞 巨噬細(xì)胞系統(tǒng) 三溶酶體的功能：內(nèi)/外源性物質(zhì)的消化，參與生理活動和發(fā)育過程（一）細(xì)胞內(nèi)物質(zhì)的消化 內(nèi)源性 衰老、病變的細(xì)胞器 胞質(zhì)中某些蛋白（含KFERQ序列）更新細(xì)胞成分、維持生理功能 外源性 細(xì)菌、異物、紅細(xì)胞、胞飲攝入的可溶性物 質(zhì)是細(xì)胞中膽固醇的來源（二）細(xì)胞外物質(zhì)的消化 受精精子的頂體 骨質(zhì)更新破骨細(xì)胞的溶酶體（三）自溶作用與器官發(fā)育 兩棲類尾部的消失（細(xì)胞凋亡亦參與）（四）參與激素分泌的調(diào)節(jié)分泌自溶現(xiàn)象 參與甲狀腺素的生成四與疾病的關(guān)系 （一）先天性溶酶體病 （二）溶酶體與矽肺 （三）溶酶體與類風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎 （四）溶酶體與腫瘤第五節(jié) 過氧化物酶體過氧化物酶體的形態(tài)結(jié)構(gòu)過氧化物酶體的形態(tài)結(jié)構(gòu)1過氧化物酶體的酶類組成過氧化物酶體的酶類組成2過氧化物酶體的功能過氧化物酶體的功能34過氧化物酶體的發(fā)生過氧化物酶體的發(fā)生過氧化物酶體的發(fā)現(xiàn)1954年：過氧化物酶體（peroxisome）又稱微體(microbody)，是 J.Rhodin首次發(fā)現(xiàn)于鼠腎小管上皮細(xì)胞中的一種獨(dú)特的結(jié)構(gòu)。形態(tài)結(jié)構(gòu)：一層單位膜包裹圓形或卵圓形直徑0.2-1.7 m異質(zhì)性電鏡下：有些細(xì)胞過氧化物酶體內(nèi)含有晶格結(jié)構(gòu),稱為類核體或類晶體(尿酸氧化酶)。第五節(jié) 過氧化物酶體（peroxisome)化學(xué)組成：含40多種氧化酶 過氧化氫酶標(biāo)志酶功能：消除氧化底物產(chǎn)生的過氧化氫 參與肝、腎的解毒功能 參與核酸、脂肪、糖的代謝生物發(fā)生：酶由細(xì)胞內(nèi)的游離核糖體產(chǎn)生 由信號肽引導(dǎo)到過氧化物酶體中 僅存在于動物和人體細(xì)胞中（以肝、腎細(xì)胞中較為豐富）第六節(jié) 囊泡與囊泡轉(zhuǎn)運(yùn)囊泡的來源與類型囊泡的來源與類型1囊泡轉(zhuǎn)運(yùn)囊泡轉(zhuǎn)運(yùn)2一、囊泡的來源與類型 1.網(wǎng)格蛋白有被囊泡來源：高爾基復(fù)合體或細(xì)胞膜2.COP I有被囊泡來源：高爾基復(fù)合體3.COP II有被囊泡來源：粗面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)一、囊泡的來源與類型網(wǎng)格蛋白有被囊泡電鏡圖COP 有被囊泡電鏡圖COP 有被囊泡電鏡圖一、囊泡的來源與類型網(wǎng)格蛋白有被囊泡一、囊泡的來源與類型網(wǎng)格蛋白有被囊泡一、囊泡的來源與類型一種COP結(jié)構(gòu)模式圖二、囊泡轉(zhuǎn)運(yùn)囊泡轉(zhuǎn)運(yùn)的特異性識別和融合二、囊泡轉(zhuǎn)運(yùn)囊泡轉(zhuǎn)運(yùn)的特異性識別和融合二、囊泡轉(zhuǎn)運(yùn)膜流總 結(jié)