第三章第三章 细胞细胞一、细胞的发现及细胞学说的确立一、细胞的发现及细胞学说的确立 1665年，英国的物理学家年，英国的物理学家罗伯特罗伯特胡克胡克(Robert Hooke,) 用自己设计并制用自己设计并制造的显微镜观察栎树软木造的显微镜观察栎树软木塞切片时发现其中有许多塞切片时发现其中有许多小小 室，状如蜂窝，称为室，状如蜂窝，称为“cella”，这是人类第一次，这是人类第一次发现细胞，不过，胡发现细胞，不过，胡 克发克发现的只是死的细胞壁。胡现的只是死的细胞壁。胡克的发现对细胞学的建立克的发现对细胞学的建立和发展具有开和发展具有开 创性的意义，创性的意义，其后，生物学家就用其后，生物学家就用“cell”一词来描述生物体一词来描述生物体的基本结的基本结 构。构。 Robert Hooke and his “cells” 1674年，荷兰布商列年，荷兰布商列文文虎克为了检查布的虎克为了检查布的质量，亲自磨制透镜，质量，亲自磨制透镜，装配了高倍显微镜装配了高倍显微镜（300倍左右），倍左右）， 并并观察到了血细胞、池观察到了血细胞、池塘水滴中的原生动物、塘水滴中的原生动物、人类和哺乳类动物的人类和哺乳类动物的精精 子，这是人类第一子，这是人类第一次观察到完整的活细次观察到完整的活细胞。胞。Made by A.van Leeuwenhoek (1632-1723).Magnification ranges at 50-275x.著名的博物学家拉著名的博物学家拉马克马克1809年就说过，年就说过，物体若其组成部分物体若其组成部分不是细胞性组织，不是细胞性组织，或或 不由细胞组织所不由细胞组织所形成者，不可能有形成者，不可能有生命。生命。 拉马克拉马克1838年，德国人施莱年，德国人施莱登对植物登对植物 细胞进行了细胞进行了大量的研究工作后，大量的研究工作后，发表了关于植物发生发表了关于植物发生的论文，提出了的论文，提出了 细胞细胞是构成植物体的基本是构成植物体的基本单位单位的看法。他认为，的看法。他认为，细胞是任何一个植物细胞是任何一个植物 体的基本单位，最简体的基本单位，最简单的植物是由一个细单的植物是由一个细胞构成的。多数植物胞构成的。多数植物是由细是由细 胞和细胞的变胞和细胞的变态构成的。态构成的。 施莱登施莱登施莱登的著作施莱登的著作Principles of Scientific Botany中中的插图的插图 德国人施旺对动物细胞进行了德国人施旺对动物细胞进行了大大 量的研究，根据对鸡、青量的研究，根据对鸡、青蛙，甚至哺乳类的卵黄量的比蛙，甚至哺乳类的卵黄量的比较等的观察研较等的观察研 究，究，1839年他年他发表了关于动植物在构造与发表了关于动植物在构造与生长上的一致性的显微研生长上的一致性的显微研 究究一文。施旺提出，细胞结构一文。施旺提出，细胞结构是一切动物体共有的结构特征，是一切动物体共有的结构特征，并进并进 一步指出了动物和植物一步指出了动物和植物在结构上的统一性。他认为，在结构上的统一性。他认为，不论是动物还是不论是动物还是 植物，都是植物，都是由细胞构成的，细胞结构是生由细胞构成的，细胞结构是生物体的共同特征物体的共同特征。初步使用。初步使用 了细胞学说一语了细胞学说一语 施旺施旺细胞学说细胞学说 1838-1839年间由年间由 德国的植物学家施莱登和动物学家施旺德国的植物学家施莱登和动物学家施旺所提出，直到所提出，直到1858年才完善。年才完善。主要内容：主要内容： 所有生物都由细胞和细胞产物组成；所有生物都由细胞和细胞产物组成；新的细胞必须经过已存在细胞的分裂而产生；新的细胞必须经过已存在细胞的分裂而产生；每每一一个个细细胞胞可可以以是是独独立立的的生生命命单单位位，许许多多细细胞胞又又可可以以共共同同形成生物体或组织。形成生物体或组织。细胞是生物学的基础。细胞是生物学的基础。为什么说细胞是生命的基本单位？为什么说细胞是生命的基本单位？为什么说细胞是生命的基本单位？为什么说细胞是生命的基本单位？l细胞是生命的基本结构单位，细胞是生命的基本结构单位，所有生物都是由细胞所有生物都是由细胞组成的；组成的；l细胞是生命活动的细胞是生命活动的功能单位功能单位，一切代谢活动均以细，一切代谢活动均以细胞为基础；胞为基础；特化的细胞分工合作，共同完成复杂的特化的细胞分工合作，共同完成复杂的生命活动生命活动l细胞是细胞是生殖和遗传生殖和遗传的基础与桥梁；具有的基础与桥梁；具有相同的遗传相同的遗传语言语言；l细胞是生物体生长发育的基础细胞是生物体生长发育的基础；l形状与大小各异的细胞形状与大小各异的细胞是生物进化的结果是生物进化的结果l没有细胞就没有完整的生命（病毒的生命活没有细胞就没有完整的生命（病毒的生命活 动离不开细胞）动离不开细胞） 一切生命有机体都由细胞构成一切生命有机体都由细胞构成单细胞生物如：细菌、衣藻、酵母菌单细胞生物如：细菌、衣藻、酵母菌群体生物如：团藻群体生物如：团藻多细胞生物如：竹、熊猫多细胞生物如：竹、熊猫（病毒除外）（病毒除外）证明细胞全能性的实验证明细胞全能性的实验转基因抗虫杨转基因抗虫杨 组培实验室组培实验室 l形状与大小各形状与大小各异的细胞异的细胞是生是生物进化的结果物进化的结果二、二、 细胞的形态细胞的形态细细胞胞的的形形态态各各异异细细胞胞的的大大小小各各不不相相同同小的如人体的淋巴细小的如人体的淋巴细胞胞, , 仅仅6 m 6 m ；血小；血小板仅板仅4 m ,4 m , 人体内最大的是成熟人体内最大的是成熟的卵细胞的卵细胞0.1mm单细胞生物：只有一个细胞组成，如衣藻、单细胞生物：只有一个细胞组成，如衣藻、变形虫等变形虫等多细胞生物：有许多细胞组成多细胞生物：有许多细胞组成一般来说，细胞的数目和生物体的大小成一般来说，细胞的数目和生物体的大小成正比例，个体越大，细胞数目就越多正比例，个体越大，细胞数目就越多三、细胞的类别三、细胞的类别1、原核细胞、真核细胞、原核细胞、真核细胞2、动物细胞、植物细胞、动物细胞、植物细胞1、 原核细胞原核细胞遗传的信息量小，遗遗传的信息量小，遗传信息载体仅由一个传信息载体仅由一个环状环状DNA构成构成细胞内没有核膜和具细胞内没有核膜和具有专门结构与功能的有专门结构与功能的细胞器的分化细胞器的分化 细菌模式图细菌模式图菌毛菌毛核糖体核糖体间体间体鞭毛鞭毛性菌毛性菌毛颗粒颗粒三大结构体系三大结构体系2 2、真、真 核核 细细 胞胞遗传信息表达系统遗传信息表达系统染色质染色质(体体)、核糖体、核糖体、mRNA、tRNA等等等等细胞骨架系统细胞骨架系统胞质骨架、核骨架胞质骨架、核骨架生物膜系统生物膜系统质膜、内膜系统（细胞器）质膜、内膜系统（细胞器）原核细胞原核细胞真核细胞真核细胞代表生物代表生物细菌、蓝细菌细菌、蓝细菌原生生物、植物、动物和真菌原生生物、植物、动物和真菌细胞大小细胞大小110um3100um细胞核细胞核没有真正的细胞核没有真正的细胞核有核膜包被的细胞核有核膜包被的细胞核细胞膜细胞膜有有有有细胞器细胞器没有线粒体、叶绿体、内质网等细没有线粒体、叶绿体、内质网等细胞器胞器有线粒体、叶绿体、内质网、溶酶体等细胞器有线粒体、叶绿体、内质网、溶酶体等细胞器细胞壁细胞壁多数有肽聚糖构成的细胞壁多数有肽聚糖构成的细胞壁植物细胞和真菌细胞有细胞壁，动物细胞没有植物细胞和真菌细胞有细胞壁，动物细胞没有细胞壁细胞壁核糖体核糖体70s(由由50s和和30s两个亚基组成两个亚基组成)80s(由由60s和和40s两个亚基组成两个亚基组成)染色体染色体仅有一条裸露双链仅有一条裸露双链DNA有两条以上的染色体，有两条以上的染色体，DNA与蛋白质结合与蛋白质结合DNA环状，存在于细胞质中环状，存在于细胞质中线状，存在于细胞核中线状，存在于细胞核中核外核外DNA有的细胞有质粒有的细胞有质粒有线粒体有线粒体DNA和叶绿体和叶绿体DNARNA与蛋白质与蛋白质合成合成RNA没有内含子，没有内含子，DNA转录为转录为RNA与蛋白质的合成都在细胞质中与蛋白质的合成都在细胞质中进行进行RNA有内含子和外显子，有内含子和外显子，DNA转录为转录为RNA在细在细胞核中进行，蛋白质的合成在细胞质中进行胞核中进行，蛋白质的合成在细胞质中进行细胞质细胞质无细胞骨架无细胞骨架有细胞骨架有细胞骨架细胞分裂细胞分裂二分裂，无有丝分裂二分裂，无有丝分裂有丝分裂和减数分裂有丝分裂和减数分裂细胞组织细胞组织主要是单细胞生物体，不形成细胞主要是单细胞生物体，不形成细胞组织组织大多数是多细胞生物并形成细胞组织大多数是多细胞生物并形成细胞组织动物细胞模式图动物细胞模式图细胞核细胞核溶酶体溶酶体内质网内质网高尔基体高尔基体微丝微丝微管微管质膜质膜线粒体线粒体中心体中心体植物细胞模式图植物细胞模式图液泡液泡细胞核细胞核内质网内质网微管微管质膜质膜细胞壁细胞壁线粒体线粒体叶绿体叶绿体微丝微丝高尔基体高尔基体3、植物细胞和动物细胞、植物细胞和动物细胞叶绿体线粒体细胞壁细胞膜液泡细胞质光面内质网细胞核粗面内质网高尔基体高尔基体线粒体细胞质细胞膜细胞核粗面内质网光面内质网中心体纤毛细胞壁（细胞壁（cellwall)叶绿体（叶绿体（chloroplast)大液泡（大液泡（vacuole)胞间连丝（胞间连丝（plasmodesmata)植物细胞特有的结构植物细胞特有的结构掌握植物细胞、动物细胞的区别；掌握植物细胞、动物细胞的区别；原核细胞、真核细胞的区别原核细胞、真核细胞的区别四、细胞的结构与功能四、细胞的结构与功能真核细胞基本结构真核细胞基本结构1、细胞膜、细胞膜2、细胞壁、细胞壁3、细胞核、细胞核4、细胞质和细胞器、细胞质和细胞器1、细胞膜、细胞膜细细胞胞膜膜又又称称质质膜膜，具具有有半半透透性性，可可选选择择地地让让物物质质通通过过；它它还还有有一一些些细细胞胞识识别别位位点点如如激激素素的的受受体体、抗抗原原结结合合点点等等，具具有有接接受受外外界界信信息息、与与外外界界通通讯等功能。讯等功能。植植物物细细胞胞的的细细胞胞膜膜外外还还有有细细胞胞壁壁，具具有有支支持持和和保保护植物细胞的功能。护植物细胞的功能。结构特点：具一定流动性结构特点：具一定流动性功能特点：选择透过性功能特点：选择透过性2、功能、功能1、结构、结构细胞膜的结构与功能细胞膜的结构与功能保护细胞保护细胞物质交换物质交换 （比较）磷脂双分子层磷脂双分子层蛋白质分子蛋白质分子（外有糖被）（外有糖被）物质出入细胞膜的三种方式自由扩散自由扩散协助扩散协助扩散主动运输主动运输物质出入细胞膜的二种方式比较物质出入细胞膜的二种方式比较K、氨基酸等、氨基酸等水、水、O2、甘油等、甘油等需需不需不需需需不需不需低低高高高高低低举例能量载体浓度主动运输自由扩散比较在细胞膜的外表，有一层由细胞膜上的蛋白质与在细胞膜的外表，有一层由细胞膜上的蛋白质与多糖结合形成的糖蛋白，叫做糖被。多糖结合形成的糖蛋白，叫做糖被。作用作用作用作用：有保护和润滑及细胞通讯作用：有保护和润滑及细胞通讯作用细胞膜上的糖被细胞膜上的糖被细胞膜的流动性细胞膜的流动性变形虫下在吞噬草履虫变形虫下在吞噬草履虫该现象说明：细胞膜具有一定的流动性该现象说明：细胞膜具有一定的流动性2、细胞壁、细胞壁I.植植物物细细胞胞与与真真菌菌细细胞胞具具有有细细胞胞壁壁，由由原原生生质质体体分分泌泌形形成成，具具有有一一定定的的硬硬度度和和弹弹性性，动动物物细细胞胞没有细胞壁；没有细胞壁；II.植物细胞壁可分为胞间层、初生壁和次生壁植物细胞壁可分为胞间层、初生壁和次生壁；III.作用：作用：A.具有一定的机械强度，使细胞维持一定的形状；具有一定的机械强度，使细胞维持一定的形状；B.能承受外力挤压；能承受外力挤压；C.防止病原体侵袭；防止病原体侵袭；D.在在植植物物吸吸收收、分分泌泌、蒸蒸腾腾作作用用和和细细胞胞间间物物质质运运输输、信息传递中均起重要作用。信息传递中均起重要作用。次生壁次生壁初生壁初生壁胞间层胞间层细胞细胞壁的壁的结构结构和化和化学组学组成成纤维素纤维素木质素木质素角质角质栓质栓质蜡质蜡质细胞壁的化学组成和超微结构细胞壁的化学组成和超微结构3、细胞核、细胞核(nucleus)真真核核细细胞胞内内最最大大、最最重重要要的的细细胞胞器器，是是细细胞胞遗遗传传与与代代谢谢的的调调控信息中心。控信息中心。细胞核的结构组成：细胞核的结构组成：I.核被膜核被膜(nuclear envelope)II.染色质染色质(chromatin)III.核仁核仁(nucleolus)IV.核基质核基质I.核被膜核被膜结构组成结构组成 外核膜：附有核糖体颗粒，内质网的特化区。外核膜：附有核糖体颗粒，内质网的特化区。内核膜：有特有的蛋白成份。内核膜：有特有的蛋白成份。核核纤纤层层（nuclear lamina）：一一种种纤纤维维蛋蛋白白，维维持持核核膜膜和染色体形态。和染色体形态。核孔：核膜上的小孔，约几千个，含核孔：核膜上的小孔，约几千个，含100种以上蛋白质，种以上蛋白质，与核纤层紧密结合成与核纤层紧密结合成核孔复合体核孔复合体。功能功能 构成核、质之间的天然选择性屏障；构成核、质之间的天然选择性屏障；避免生命活动的彼此干扰；避免生命活动的彼此干扰；保护保护DNA不受细胞骨架运动所产生的机械力的损伤。不受细胞骨架运动所产生的机械力的损伤。核质之间的物质交换与信息交流。核质之间的物质交换与信息交流。II.染色质染色质 A.染色质的概念染色质的概念B.染色质的基本结构单位染色质的基本结构单位核小体核小体C.染色体染色体染色质与染色体的区别与联系？染色质与染色体的区别与联系？A. 染色质的概念染色质的概念染染色色质质(chromatin)：在在光光学学显显微微镜镜下下，苏苏木木精精染染色色后后的的细细胞胞核核中中可可看看到到许许多多或或粗粗或或细细的的长长丝丝交交织织成成网网，网网上上还还有有较较粗粗大大、染染色色更更深深的的团团块块，就就是是染染色色质质。是是由由DNA、组组蛋蛋白白、非非组组蛋蛋白白及及少少量量RNA组组成成的的线线性性复复合合结结构构, 是是间间期期细细胞胞遗遗传传物质存在的形式。物质存在的形式。常常染染色色质质(euchromatin)：即即细细丝丝状状的的部部分分，是是间间期期核核内内染染色色质质纤纤维维折折叠叠压压缩缩程程度度低低, 处处于于伸伸展展状状态态, 用用碱碱性性染染料料染染色色时着色浅的那些染色质。时着色浅的那些染色质。异异染染色色质质(heterochromatin)：即即较较粗粗大大、染染色色更更深深的的团团块块，是是间间期期细细胞胞核核中中折折叠叠压压缩缩程程度度高高，处处于于聚聚缩缩状状态态的的染染色色质质组分，用碱性染料染色时着色较深。组分，用碱性染料染色时着色较深。B. 核小体核小体(nucleosome) 在在电电子子显显微微镜镜下下可可以以看看到到染染色色质质呈呈串串珠珠状状的的细细丝丝，此此小小珠珠称称为核小体，是染色质的基本结构单位。为核小体，是染色质的基本结构单位。每每个个核核小小体体单单位位包包括括200bp左左右右的的DNA超超螺螺旋旋和和一一个个组组蛋蛋白白八八聚聚体体及及一一个个分分子子H1组组蛋蛋白白八八聚聚体体构构成成核核小小体体的的盘盘状状核核心心结结构。构。两两个个相相邻邻核核小小体体之之间间以以连连接接DNA相相连连，典典型型长长度度60bp，不不同物种变化值为同物种变化值为080bp；组组蛋蛋白白与与DNA之之间间的的相相互互作作用用主主要要是是结结构构性性的的，基基本本不不依依赖赖于于核核苷苷酸酸的的特特异异序序列列，实实验验表表明明，核核小小体体具具有有自自组组装装(self-assemble)的性质；的性质；核核小小体体沿沿DNA的的定定位位受受不不同同因因素素的的影影响响，进进而而通通过过核核小小体体相相位改变影响基因表达。位改变影响基因表达。组蛋白（组蛋白（histones）：）： 真核生物体细胞染色质真核生物体细胞染色质中的碱性蛋白质，含精中的碱性蛋白质，含精氨酸和赖氨酸等碱性氨氨酸和赖氨酸等碱性氨基酸特别多，二者加起基酸特别多，二者加起来约为所有氨基酸残基来约为所有氨基酸残基的的1/4。组蛋白与带负电。组蛋白与带负电荷的双螺旋荷的双螺旋DNA结合成结合成DNA-组蛋白复合物。组蛋白复合物。非组蛋白非组蛋白是指细胞核中组蛋白以外的酸性是指细胞核中组蛋白以外的酸性蛋白质。非组蛋白不仅包括以蛋白质。非组蛋白不仅包括以DNA作为底作为底物的酶，也包括作用于组蛋白的一些酶物的酶，也包括作用于组蛋白的一些酶, 如如组蛋白甲基化酶。此外还包括组蛋白甲基化酶。此外还包括DNA结合蛋结合蛋白、组蛋白结合蛋白和调节蛋白。由于非白、组蛋白结合蛋白和调节蛋白。由于非组蛋白常常与组蛋白常常与DNA或组蛋白结合或组蛋白结合, 所以在染所以在染色质或染色体中也有非组蛋白的存在色质或染色体中也有非组蛋白的存在, 如染如染色体骨架蛋白。色体骨架蛋白。 C.染色体染色体(chromosome)染染色色体体：指指细细胞胞在在有有丝丝分分裂裂或或减减数数分分裂裂过过程程中中, 由染色质聚缩而成的棒状结构。由染色质聚缩而成的棒状结构。与染色质的区别：与染色质的区别：染染色色质质与与染染色色体体是是在在细细胞胞周周期期不不同同的的功功能能阶阶段段可可以相互转变的的形态结构；以相互转变的的形态结构；染染色色质质与与染染色色体体具具有有基基本本相相同同的的化化学学组组成成，但但包包装程度不同，构象不同。装程度不同，构象不同。分裂期：高度螺旋化，缩短变粗分裂期：高度螺旋化，缩短变粗分裂间期：解开螺旋，变细变长分裂间期：解开螺旋，变细变长染色体染色体DNA蛋白质蛋白质染色质染色质组组成成(棒状棒状)(丝状)III.核仁核仁(nucleolus) 细胞核中折光性很强的均匀小球体；细胞核中折光性很强的均匀小球体；电镜下，是裸露无膜由纤维丝构成的海绵状结构；电镜下，是裸露无膜由纤维丝构成的海绵状结构；富含蛋白质和富含蛋白质和RNA分子；分子；细细胞胞分分裂裂时时，核核仁仁消消失失，分分裂裂完完成成后后，两两个个子子细细胞核中分别产生新的核仁。胞核中分别产生新的核仁。核仁的功能：核仁的功能：合成合成rRNA；装装配配核核糖糖体体的的亚亚单单位位。核核糖糖体体亚亚单单位位可可通通过过核核孔孔进进入入细细胞质后再装配称完整的核糖体胞质后再装配称完整的核糖体IV.核基质核基质核基质核基质(nuclear matrix)的概念：的概念：狭狭义义概概念念仅仅指指核核基基质质，即即细细胞胞核核内内除除了了核核被被膜膜、核核纤纤层层、染色质与核仁以外的网架结构体系。染色质与核仁以外的网架结构体系。广广义义概概念念应应包包括括核核基基质质、核核纤纤层层(或或核核纤纤层层核核孔孔复复合合体体结构体系结构体系)，以及染色体骨架。，以及染色体骨架。 核核骨骨架架是是真真实实存存在在于于真真核核细细胞胞核核内内的的结结构构体体系系；核核骨骨架架与与核核纤纤层层、中中间间纤纤维维相相互互连连接接形形成成贯贯穿穿于于核核与与质质的的一一个个独独立立结结构构系系统统。其其主主要要成成分分是是由由非非组组蛋蛋白白的的纤纤维维蛋蛋白白构构成成的的，含含有有多多种种蛋蛋白白成成分分及及少少量量RNA；核核骨骨架架与与DNA复复制、基因表达及染色体的包装与构建有密切关系。制、基因表达及染色体的包装与构建有密切关系。 4、细胞质和细胞器、细胞质和细胞器I.内质网内质网(endoplasmic reticulum，ER)II.高尔基体高尔基体(Golgi body)III.溶酶体溶酶体(lysosome)和微体和微体(microbody)IV.线粒体线粒体(mitochondrion)V.质体质体(plastie)VI.核糖体核糖体(ribosome) VII.液泡液泡(vacuole)VIII.细胞骨架细胞骨架(Cytoskeleton)IX.鞭毛、纤毛和中心粒鞭毛、纤毛和中心粒X.胞质溶胶胞质溶胶细胞的亚显微结构细胞的亚显微结构细细胞胞的的亚亚显显微微结结构构示示意意图图I.内质内质网网真核细胞的重要细胞器。真核细胞的重要细胞器。由由封封闭闭的的膜膜系系统统及及其其围围成成的的腔腔形形成成互相沟通的网状结构。互相沟通的网状结构。主主要要功功能能：某某些些蛋蛋白白质质的的合合成成；大大部部分分脂脂质质的的合合成成；蛋蛋白白质质的的修修饰饰与与加工；新生多肽的折叠与装配。加工；新生多肽的折叠与装配。n其其它它功功能能：增增加加了了细细胞胞内内膜膜表表面面积积，为为多多种种酶酶提提供供了了大大面面积积结结合合位位点点；将将其其合合成成的的物物质质与与细细胞胞基基质质中中合合成成的的物物质质分分隔隔开开，有有利利于于加工和运输；是细胞内一系列重要的生物大分子的合成基地。加工和运输；是细胞内一系列重要的生物大分子的合成基地。n根根据据表表面面是是否否附附着着核核糖糖体体可可分分为为两两种种基基本本类类型型：糙糙面面内内质质网和光面内质网。网和光面内质网。光面内质网与脂类合成和代谢有关。糙面内质网膜上光面内质网与脂类合成和代谢有关。糙面内质网膜上附有颗粒状的核糖体。核糖体是细胞合成蛋白质的场附有颗粒状的核糖体。核糖体是细胞合成蛋白质的场所，糙面内质网合成并运输蛋白质。所，糙面内质网合成并运输蛋白质。II.高尔基体高尔基体普遍存在于真核细胞内普遍存在于真核细胞内的细胞器。的细胞器。由由一一些些排排列列较较为为整整齐齐的的扁扁平平膜膜囊囊堆堆叠叠在在一一起起构构成成其其主主体体结结构构。扁扁囊囊多多呈呈弓弓形形，有有的的呈呈半半球球形形或或球球形形。膜膜囊囊周周围围有有大大量量的的大大小小不不等等的的囊泡结构。囊泡结构。具具有有极极性性，在在细细胞胞中中往往往往有有比比较较恒恒定定的的位位置置与与方方向向，物物质质从从高高尔尔基基体体的的一一侧侧进进入入，从从另另一侧输出，每层膜囊都各不相同。一侧输出，每层膜囊都各不相同。主要功能：主要功能：是细胞分泌物的加工和包装场所，最是细胞分泌物的加工和包装场所，最后形成分泌泡将分泌物排出体外。高尔基体还与植物后形成分泌泡将分泌物排出体外。高尔基体还与植物分裂时的新细胞壁和细胞膜的形成有关。分裂时的新细胞壁和细胞膜的形成有关。III.溶酶体和微体溶酶体和微体溶溶酶酶体体是是单单层层膜膜围围绕绕、内内含含多多种种酸酸性性水水解解酶酶类类的的囊囊泡泡状状细细胞胞器器。由由高高尔尔基基体体断断裂裂而而产产生生, 内内含含多多种种水水解解酶酶, 可可催催化化蛋蛋白白质质、核核酸酸、脂脂类类、多多糖糖等等生物大分子，消化细胞碎渣和从外界吞入的颗粒。生物大分子，消化细胞碎渣和从外界吞入的颗粒。溶酶体溶酶体主要功能：主要功能：进进行行细细胞胞内内的的消消化化作作用用(清清除除无无用用的的生生物物大大分分子子、衰衰老老的的细细胞胞器器及及不不同同生生理理状状态下的细胞态下的细胞)；某些细胞的溶酶体可以起防御功能。某些细胞的溶酶体可以起防御功能。溶溶酶酶体体几几乎乎存存在在于于所所有有动动物物细细胞胞中中，植植物物细细胞胞内内也也有有与与溶溶酶酶体体功功能能相相似似的细胞器的细胞器圆球体及植物中央液泡。圆球体及植物中央液泡。溶酶体溶酶体可大致分为初级溶酶体、次级溶酶体、残余体。可大致分为初级溶酶体、次级溶酶体、残余体。过氧化物酶体：过氧化物酶体：又又称称微微体体，是是由由单单层层膜膜围围绕绕、内内含含一一种种或或多多种种氧氧化酶类的细胞器；化酶类的细胞器；中央常有一个高电子密度的核心结晶；中央常有一个高电子密度的核心结晶；能使能使H2O2分解成分解成H2O和和O2，起到解毒作用。，起到解毒作用。过氧化物酶体过氧化物酶体与初级与初级溶酶体的比较：溶酶体的比较：特征特征溶酶体溶酶体过氧化物酶体过氧化物酶体形态大小形态大小多多呈呈球球形形，直直径径0.2 0.5 m，无酶晶体，无酶晶体球球形形，哺哺乳乳动动物物细细胞胞中中直直径径多多在在0.150.25 m，内常有酶晶体，内常有酶晶体。酶种类酶种类酸性水解酶酸性水解酶含有氧化酶类含有氧化酶类pH值值57是否需是否需O2不需要不需要需要需要功能功能细胞内的消化作用细胞内的消化作用多种功能多种功能发生发生在在糙糙面面内内质质网网合合成成，经高尔基体出芽形成经高尔基体出芽形成在在细细胞胞质质基基质质中中合合成成，经经分分裂裂与与装配形成装配形成识别的标志酶识别的标志酶酸性水解酶等酸性水解酶等过氧化氢酶过氧化氢酶IV.线粒体线粒体颗粒状或短杆状，颗粒状或短杆状，110um,约与细菌等大；约与细菌等大；结构复杂：结构复杂：外膜：含孔蛋白，通透性较高。外膜：含孔蛋白，通透性较高。内内膜膜：高高度度不不通通透透性性，向向内内折折叠叠形形成成嵴嵴。含含有有与能量转换相关的蛋白。与能量转换相关的蛋白。膜膜间间隙隙：内内外外膜膜之之间间的的间间隙隙，含含许许多多可可溶溶性性酶酶、底物及辅助因子。底物及辅助因子。腺苷酸激酶腺苷酸激酶基基质质：含含三三羧羧酸酸循循环环酶酶系系、线线粒粒体体基基因因表表达达酶酶系等以及线粒体系等以及线粒体DNA，RNA，核糖体。，核糖体。线粒体的线粒体的功能功能主要功能：主要功能：进行氧化磷酸化，合成进行氧化磷酸化，合成ATP，为细胞生命活动，为细胞生命活动提供直接能量；提供直接能量；其它功能：其它功能：与细胞中氧自由基的生成、细胞凋亡、细胞的与细胞中氧自由基的生成、细胞凋亡、细胞的信号转导、细胞内多种离子的跨膜转运及电解信号转导、细胞内多种离子的跨膜转运及电解质稳态平衡的调控有关。质稳态平衡的调控有关。V.质体质体植植物物细细胞胞特特有有的的细细胞胞器器，分分为为白白色色体体、色色质质体体和和叶绿体叶绿体(chloroplast)3种；种；白色体主要存在于分生组织和不见光组织中；白色体主要存在于分生组织和不见光组织中；色质体含各种色素，如类胡萝卜素、番茄红素；色质体含各种色素，如类胡萝卜素、番茄红素；叶绿体是进行光合作用的细胞器，常呈椭圆形。叶绿体是进行光合作用的细胞器，常呈椭圆形。叶绿体叶绿体由以下由以下3部分构成：部分构成：叶绿体膜叶绿体膜(或称叶绿体被膜或称叶绿体被膜)：双层单位膜：双层单位膜内膜和内膜和外膜，主要成分是蛋白质和脂质。外膜，主要成分是蛋白质和脂质。类囊体类囊体：由单位膜封闭形成的扁平小囊。圆柱状的基：由单位膜封闭形成的扁平小囊。圆柱状的基粒是由类囊体叠成的垛，粒是由类囊体叠成的垛，基粒基粒上的类囊体称为基粒类上的类囊体称为基粒类囊体，基粒间没有发生垛叠的类囊体称为基质类囊体。囊体，基粒间没有发生垛叠的类囊体称为基质类囊体。类囊体中集中了光合作用的全部组分类囊体中集中了光合作用的全部组分。主要化学成分。主要化学成分是蛋白质和脂质。是蛋白质和脂质。基质基质：叶绿体内膜与类囊体之间的流动性的基质。主：叶绿体内膜与类囊体之间的流动性的基质。主要成分是可溶性蛋白质和其它代谢活跃物质。要成分是可溶性蛋白质和其它代谢活跃物质。主要功能主要功能光合作用。光合作用。光合作用的场所光合作用的场所有氧呼吸的主要场所有氧呼吸的主要场所都含有少量的都含有少量的DNA和和RNA（都能半自主复制）（都能半自主复制）含有关酶含有关酶含许多酶含许多酶片片层层膜膜堆堆叠叠而而成成的的圆圆柱柱形形，含色素和有关酶。含色素和有关酶。内内膜膜上上突突出出的的小小颗颗粒粒，含含许多酶许多酶是一层光滑的膜是一层光滑的膜向向内内腔腔折折叠叠形形成成嵴嵴，嵴嵴上上附着基粒，含许多酶附着基粒，含许多酶与周围的细胞质基质分开与周围的细胞质基质分开扁平的椭球形或球形扁平的椭球形或球形粒状、棒状粒状、棒状主要存在于植物的叶肉细胞主要存在于植物的叶肉细胞动植物细胞中动植物细胞中内膜内膜外膜外膜基质基质基粒基粒双双层层膜膜功能功能结结构构形态形态分布分布叶绿体叶绿体线粒体线粒体线粒体和叶绿体比较表线粒体和叶绿体比较表VI.核糖体核糖体核核糖糖核核蛋蛋白白体体，简简称称核核糖糖体体，是是合合成成蛋蛋白白质的细胞器；质的细胞器；唯唯一一的的功功能能：按按照照mRNA的的指指令令由由氨氨基基酸酸高效且精确地合成多肽链。高效且精确地合成多肽链。多聚核糖体多聚核糖体概概念念：核核糖糖体体在在细细胞胞内内并并不不是是单单个个独独立立地地执执行行功功能能，而而是是由由多多个个甚甚至至几几十十个个核核糖糖体体串串连连在在一一条条mRNA分分子子上上高高效效地地进进行行肽肽链链的的合合成成，这这种种具具有有特特殊殊功功能能与与形形态态结构的核糖体与结构的核糖体与mRNA的聚合体称为多聚核糖体。的聚合体称为多聚核糖体。生物学意义：生物学意义：1.细细胞胞内内各各种种多多肽肽的的合合成成，不不论论其其分分子子量量的的大大小小或或是是mRNA的的长短如何，单位时间内所合成的多肽分子数目都大体相等。长短如何，单位时间内所合成的多肽分子数目都大体相等。2.以以多多聚聚核核糖糖体体的的形形式式进进行行多多肽肽合合成成，对对mRNA的的利利用用及及对对其其浓度的调控更为经济和有效。浓度的调控更为经济和有效。VII.液泡液泡 细胞质中由单层膜包围的充满水溶液的泡；细胞质中由单层膜包围的充满水溶液的泡；普普遍遍存存在在于于植植物物细细胞胞中中，原原生生动动物物的的伸伸缩缩泡泡也也是是一种液泡；一种液泡；液液泡泡中中溶溶有有无无机机盐盐、氨氨基基酸酸、糖糖类类和和各各种种(特特别别是是花青素等花青素等)；是植物代谢废物的囤积场所；是植物代谢废物的囤积场所；具有渗透调节、贮藏、消化等功能。具有渗透调节、贮藏、消化等功能。VIII.细胞骨架细胞骨架存存在在于于真真核核细细胞胞中中的的蛋蛋白白纤纤维维网网架架体系；体系；按按照照纤纤维维直直径径的的粗粗细细、存存在在的的位位置置及及相相关关的的功功能能的的不不同同，可可分分为为微微丝丝(microfilament，MF，或或称称肌肌动动蛋蛋白白纤纤维维)、微微管管(Microtubules)和和中中间间纤纤维维(intermediate filament，IF) 3种；种；对对细细胞胞形形态态、细细胞胞运运动动、物物质质运运输输、能能量量转转换换、信信息息传传递递、细细胞胞分分化化和和转化都起着重要作用。转化都起着重要作用。上上图图示示分分裂裂中中期期的的细细胞胞骨骨架架结构结构A. 微丝微丝又又称称肌肌动动蛋蛋白白纤纤维维(actin filament)，是是真真核核细细胞胞中中由由肌肌动动蛋白蛋白(actin)组成、直径为组成、直径为7nm的骨架纤维；的骨架纤维；由肌动蛋白由肌动蛋白(actin)组成，外观呈哑铃状；组成，外观呈哑铃状；功能：功能：维持细胞形态，赋予质膜机械强度；维持细胞形态，赋予质膜机械强度；参与胞质分裂；参与胞质分裂；细胞运动；细胞运动；微绒毛；微绒毛；应力纤维；应力纤维；肌肉收缩。肌肉收缩。B. 微管微管中空长管状纤维，外径为中空长管状纤维，外径为25nm，内径为，内径为1.4nm，长度不定；，长度不定；由一种球形微管蛋白组装而成；由一种球形微管蛋白组装而成；可可装装配配成成单单管管，二二联联管管(纤纤毛毛和和鞭鞭毛毛中中)，三三联联管管(中中心心粒粒和和基基体体中中)。微管装配是一个动态不稳定过程。微管装配是一个动态不稳定过程。功能：功能：维持细胞形态；维持细胞形态；细胞内物质的运输；细胞内物质的运输；细胞器的定位；细胞器的定位；鞭毛运动和纤毛运动；鞭毛运动和纤毛运动；纺锤体与染色体运动。纺锤体与染色体运动。红豆杉红豆杉秋水仙秋水仙C. 中间纤维中间纤维直直径径8-10nm的的纤纤维维，直直径径介介于于微微管管和和微微丝丝之之间间，故故称称中中间纤维。间纤维。几几乎乎分分布布于于所所有有动动物物细细胞胞，往往往往形形成成一一个个网网络络结结构构，特特别别是是在在需需要要承承受受机机械械压压力力的的细细胞胞中中含含量量相相当当丰丰富富。如如上上皮皮细细胞中。除了胞质中，在内核膜下的核纤层也属于中间纤维。胞中。除了胞质中，在内核膜下的核纤层也属于中间纤维。成成分分与与分分布布：成成分分比比微微管管、微微丝丝复复杂杂，具具有有组组织织特特异异性性。形态上相似，而化学组成有明显的差别。形态上相似，而化学组成有明显的差别。功能：功能：细胞质中、细胞间或组织中均起支架作用；细胞质中、细胞间或组织中均起支架作用；与细胞核定位有关；与细胞核定位有关；与与mRNA的运输有关；的运输有关；构成核纤层。构成核纤层。IX.鞭毛、纤毛和中心粒鞭毛、纤毛和中心粒鞭毛和纤毛是细胞表面的附属物，具运动功能；鞭毛和纤毛是细胞表面的附属物，具运动功能；鞭毛和纤毛基本结构相同，均由微管组成，但鞭鞭毛和纤毛基本结构相同，均由微管组成，但鞭毛较长，且一个细胞通常只有毛较长，且一个细胞通常只有1根或少数几根，而根或少数几根，而纤毛较短，很多。纤毛较短，很多。中心粒是由微管构成的细胞器，存在于大部分真中心粒是由微管构成的细胞器，存在于大部分真核细胞核细胞(除种子植物和某些原生动物除种子植物和某些原生动物)中；中；中心粒由排列成圆筒状的九束三体微管组成。中心粒由排列成圆筒状的九束三体微管组成。X.胞质溶胶胞质溶胶指细胞中除了细胞器外的胶体部分；指细胞中除了细胞器外的胶体部分；含丰富的蛋白质；含丰富的蛋白质；含多种酶，是细胞多种代谢活动的场所；含多种酶，是细胞多种代谢活动的场所；细胞的各种包含物都保存在胞质溶胶中。细胞的各种包含物都保存在胞质溶胶中。细胞内的各种膜在结构上存在着直接或间接的联系。细胞内的各种膜在结构上存在着直接或间接的联系。内质网与核内质网与核膜外层相连膜外层相连内质网腔与两层核内质网腔与两层核膜之间的腔相通膜之间的腔相通内质网与细内质网与细胞膜相连胞膜相连细胞内的各种膜在结构上存在着直接或间接的联系。细胞内的各种膜在结构上存在着直接或间接的联系。核膜外表面和内质核膜外表面和内质网上均有核糖体附网上均有核糖体附着着核膜外表面和内质核膜外表面和内质网上均有核糖体附网上均有核糖体附着着高尔基体膜高尔基体膜的厚度和化学成的厚度和化学成分介于内质网膜分介于内质网膜与细胞膜之间。与细胞膜之间。在活细胞中，这在活细胞中，这三种膜可以互相三种膜可以互相转变。转变。内质网以类似于内质网以类似于“出芽出芽”的形式形成具有膜的小泡，的形式形成具有膜的小泡，小泡离开内质网，移动到高小泡离开内质网，移动到高尔基体与高尔基体融合，成尔基体与高尔基体融合，成为高尔基体的一部分。为高尔基体的一部分。高尔基体又以高尔基体又以“出芽出芽”方式形成小泡，移动到细胞方式形成小泡，移动到细胞膜与细胞膜融合，成为细胞膜与细胞膜融合，成为细胞膜的一部分。膜的一部分。细胞内的生物膜在结构上具有细胞内的生物膜在结构上具有一定的连续性。一定的连续性。3 3分钟后标记的氨分钟后标记的氨基酸出现在附有核糖体基酸出现在附有核糖体的内质网中。的内质网中。 科学家用科学家用标记亮氨酸供标记亮氨酸供给豚鼠的胰腺细胞以合成蛋白给豚鼠的胰腺细胞以合成蛋白质。质。1717分钟后，标记的分钟后，标记的氨基酸出现在高尔基体氨基酸出现在高尔基体中。中。117117分钟后，标记分钟后，标记的氨基酸出现在细胞膜的氨基酸出现在细胞膜内运输蛋白质的小泡及内运输蛋白质的小泡及细胞外的分泌物中。细胞外的分泌物中。实验实验:3min3min17min17min117min117min核糖体核糖体内质网内质网 高尔基体高尔基体细胞膜细胞膜分泌蛋白的运输方向分泌蛋白的运输方向?科学家的实验表明，科学家的实验表明，腺体细胞在核糖体上合成腺体细胞在核糖体上合成的分泌蛋白，首先进入内的分泌蛋白，首先进入内质网腔内，加工形成比较质网腔内，加工形成比较成熟的蛋白质。然后内质成熟的蛋白质。然后内质网以出芽方式形成具膜的网以出芽方式形成具膜的小泡将它运输到高尔基体小泡将它运输到高尔基体进行进一步的加工。经高进行进一步的加工。经高尔基体加工成熟的蛋白质尔基体加工成熟的蛋白质再形成分泌小泡，通过细再形成分泌小泡，通过细胞膜排出细胞外面。胞膜排出细胞外面。在这个过程中，在这个过程中，内质网膜可通过小内质网膜可通过小泡转化成高尔基体泡转化成高尔基体膜，高尔基体膜又膜，高尔基体膜又可通过分泌小泡形可通过分泌小泡形成细胞膜。成细胞膜。在蛋白质的合成、在蛋白质的合成、运输与分泌过程中还运输与分泌过程中还需要能量，这些能量需要能量，这些能量主要是由线粒体通过主要是由线粒体通过有氧呼吸合成的有氧呼吸合成的ATPATP提供的。线粒体的内提供的。线粒体的内膜上有进行有氧呼吸膜上有进行有氧呼吸所需的各种酶。所需的各种酶。由此可见，细胞内由此可见，细胞内的各种生物膜不但在结的各种生物膜不但在结构上互相连系，在功能构上互相连系，在功能上也是既有分工又相互上也是既有分工又相互联系的。各种生物膜的联系的。各种生物膜的分工合作、相互配合是分工合作、相互配合是细胞生命活动协调进行细胞生命活动协调进行的结构与功能的基础。的结构与功能的基础。五、生物膜五、生物膜各类细胞器的膜（如内质网膜、内囊体膜等）、质膜各类细胞器的膜（如内质网膜、内囊体膜等）、质膜和核膜在分子结构上基本相同，它们统称为生物膜。和核膜在分子结构上基本相同，它们统称为生物膜。n n膜的结构膜的结构1895189518951895年年年年 Overton Overton Overton Overton 膜是由脂组成的膜是由脂组成的膜是由脂组成的膜是由脂组成的1917191719171917年年年年 Langmuir Langmuir Langmuir Langmuir 磷脂单分子层磷脂单分子层磷脂单分子层磷脂单分子层1925192519251925年年年年 GorterGorterGorterGorter & & & & GrendelGrendelGrendelGrendel 磷脂双分子层磷脂双分子层磷脂双分子层磷脂双分子层1935193519351935年年年年 DavsonDavsonDavsonDavson & & & & DanielliDanielliDanielliDanielli “ “ “ “三三三三明治明治明治明治”模型模型模型模型 流动镶嵌模型流动镶嵌模型流动镶嵌模型流动镶嵌模型生物膜的生物膜的“流动镶嵌模型流动镶嵌模型”主要特点主要特点有序性有序性流动性流动性不对称性不对称性生物膜的结构是与其功能相一致的。生物膜的结构是与其功能相一致的。物质的跨膜运输物质的跨膜运输 被动运输简单扩散（自由扩散） 水的简单扩散（渗透作用）水的简单扩散（渗透作用） 被动运输易化扩散(协助扩散) 主动运输钠钾泵（动物细胞） 直接消耗ATP 主动运输质子泵（植物细胞） 直接消耗ATP 主动运输协同运输 间接消耗ATP 胞吞和胞吐作用胞吞和胞吐作用 生物大分子或生物大分子或颗粒物质的运输颗粒物质的运输物质的跨膜运输物质的跨膜运输 （总结）（总结） 被动运输被动运输简单扩散简单扩散 易化扩散易化扩散 主动运输主动运输直接消耗直接消耗ATPATP （动物细胞）动物细胞）钠钾泵钠钾泵 （植物细胞）（植物细胞）质子泵质子泵 间接消耗间接消耗ATPATP协同运输协同运输胞吞和胞吐作用胞吞和胞吐作用 生物大分子或颗粒物质的运输生物大分子或颗粒物质的运输生物膜的功能生物膜的功能1)为细胞的生命活动提供相对稳定的内环境；为细胞的生命活动提供相对稳定的内环境；2)选择性的物质运输，包括新陈代谢底物的输入与代谢产物选择性的物质运输，包括新陈代谢底物的输入与代谢产物的排除，其中伴随着能量的传递；的排除，其中伴随着能量的传递；3)提供细胞识别位点，并完成细胞内外信息跨膜传递；提供细胞识别位点，并完成细胞内外信息跨膜传递；4)为多种酶提供结合位点，使酶促反应高效而有序地进行；为多种酶提供结合位点，使酶促反应高效而有序地进行；5)介导细胞与细胞、细胞与基质之间的连接；介导细胞与细胞、细胞与基质之间的连接；6)质膜参与形成具有不同功能的细胞表面特化结构，如膜骨质膜参与形成具有不同功能的细胞表面特化结构，如膜骨架、鞭毛、纤毛、微绒毛及细胞的变形足等，分别与细胞架、鞭毛、纤毛、微绒毛及细胞的变形足等，分别与细胞形态的维持、细胞运动、细胞的物质交换等功能有关。形态的维持、细胞运动、细胞的物质交换等功能有关。生物膜单层细胞膜内质网膜 高尔基体膜 溶酶体膜 双层膜核膜 线粒体膜叶绿体膜（植物细胞） 各种生物膜的成分及含量各种生物膜的成分及含量生物膜生物膜蛋白质蛋白质( (质质量分数量分数%)%)脂类脂类( (质质量分数量分数%)%)糖类糖类( (质质量分数量分数%)%)人红细胞膜人红细胞膜49438大鼠肝细胞大鼠肝细胞核膜核膜59352.9内质网膜内质网膜6733含量很少含量很少线粒体外膜线粒体外膜5248含量很少含量很少线粒体内膜线粒体内膜7624含量很少含量很少研究生物膜的重要意义研究生物膜的重要意义1、理论意义、理论意义 有助于阐明细胞的生命活动规律。如细胞与有助于阐明细胞的生命活动规律。如细胞与环境的物质交换、细胞内各种有机物的合环境的物质交换、细胞内各种有机物的合成各运输等。成各运输等。海水净化装置：模拟生物膜选择性透过原理，海水净化装置：模拟生物膜选择性透过原理，对海水、污水进行净化获得纯净淡水。对海水、污水进行净化获得纯净淡水。2、实践意义、实践意义农业上农作物的抗寒、抗旱、耐盐等，农业上农作物的抗寒、抗旱、耐盐等，均可从膜的结构上找到解决的方法。均可从膜的结构上找到解决的方法。如，现已广泛使用的透析型人工肾如，现已广泛使用的透析型人工肾当人的血液通过人工肾时，能将血液中当人的血液通过人工肾时，能将血液中的尿素等废物透析出来，然后让的尿素等废物透析出来，然后让“干净干净”的血液返回人的体内。有效地解决了的血液返回人的体内。有效地解决了肾脏衰竭的病人体内废物排出的问题，肾脏衰竭的病人体内废物排出的问题，延长了肾衰病人的寿命。延长了肾衰病人的寿命。医学上根据生物膜的结构、功能原理，医学上根据生物膜的结构、功能原理，可以研制出许多种代用的人体组织与器官。可以研制出许多种代用的人体组织与器官。五、五、 细胞周期和细胞分裂细胞周期和细胞分裂细细胞胞增增殖殖是是生生命命的的基基本本特特征征，种种族族繁繁衍衍、个个体体发发育育、机体修复等都离不开细胞增殖。机体修复等都离不开细胞增殖。初生婴儿有初生婴儿有1012个细胞，成人个细胞，成人1014个，约个，约200种类型。种类型。成成人人体体内内每每秒秒钟钟有有数数百百万万新新细细胞胞产产生生，以以补补偿偿衰衰老老和和死死亡的细胞。亡的细胞。一一个个大大肠肠杆杆菌菌若若按按20分分钟钟分分裂裂一一次次，并并保保持持这这一一速速度度，则两天即可超过地球的重量。则两天即可超过地球的重量。染色体的结构染色体的结构染色质：染色质：真核细胞细胞核内细长的双链真核细胞细胞核内细长的双链DNA、蛋白质及少、蛋白质及少量量RNA结合形成的复合物；结合形成的复合物；染色体：染色体：细胞分裂期，松散存在的染色质经过紧密盘绕、细胞分裂期，松散存在的染色质经过紧密盘绕、折叠，形成凝缩的染色体。折叠，形成凝缩的染色体。染色体组成染色体组成着丝粒：着丝粒：将染色体分为两个将染色体分为两个臂；臂；着丝点：着丝点：也叫动粒，着丝粒也叫动粒，着丝粒两侧蛋白质丰富的区域；两侧蛋白质丰富的区域；端粒：端粒：位于染色体的两端，位于染色体的两端，包含着端粒酶，端粒酶是核包含着端粒酶，端粒酶是核糖核蛋白构成的逆转录酶；糖核蛋白构成的逆转录酶；1、 细胞周期细胞周期 （cell cycle ） 由细胞分裂结束到下一次由细胞分裂结束到下一次细胞分裂结束所经历的过细胞分裂结束所经历的过程，叫细胞周期。程，叫细胞周期。可分为：可分为：间期：有丝分裂间期间期：有丝分裂间期M期：有丝分裂期期：有丝分裂期间期间期包括：包括：G1期，期，S期，期，G2期期G1期期(DNA合合成成前前期期) ：与与DNA合合成成启启动动相相关关，开开始始合合成成细细胞胞生生长长所所需需要要的的多多种种蛋蛋白白质质、RNA、碳碳水水化化合合物物、脂脂等等，同同时时染染色色质质去去凝凝集集。(G0)S期期(DNA合合成成期期) ：DNA复复制制与与组组蛋蛋白白合合成成同同步步，组组成成核核小小体体串串珠珠结结构。构。G2期期(DNA合成后期合成后期) ：DNA复制完复制完成，在成，在G2期合成一定数量的蛋白质期合成一定数量的蛋白质和和RNA分子。分子。M期期即即有有丝丝分分裂裂期期(Mitosis)或或称称胞胞质质分分裂裂期期，细细胞胞内内RNA合合成成停停止止，蛋蛋白白质质合合成成减减少少，细细胞胞进进行行细细胞胞核核和和细细胞胞质质的的分分裂裂。母母细细胞胞分分裂裂成成2个个染染色色体体数数目目相同的子细胞，并使子细胞保持遗传上的一致性。相同的子细胞，并使子细胞保持遗传上的一致性。细胞沿着细胞沿着G1SG2MG1周期性运转，在间周期性运转，在间期细胞体积增大期细胞体积增大(生长生长)，在，在M期细胞先是核分裂，期细胞先是核分裂，接着胞质分裂，完成一个细胞周期。接着胞质分裂，完成一个细胞周期。 不同细胞的细胞周期时间差异很大，主不同细胞的细胞周期时间差异很大，主要差别在要差别在G1期期 细胞类型细胞类型 细胞周期时间细胞周期时间 早期蛙胚胎细胞早期蛙胚胎细胞 30分钟分钟 酵母菌细胞酵母菌细胞 1.53小时小时 小肠上皮细胞小肠上皮细胞 12小时小时 细胞培养成纤维细胞细胞培养成纤维细胞 20小时小时 人肝细胞人肝细胞 年年2、 细胞分裂细胞分裂有机体生长和繁衍的基本保证有机体生长和繁衍的基本保证 无丝分裂无丝分裂有丝分裂有丝分裂减数分裂减数分裂无丝分裂的过程？无丝分裂的过程？有丝分裂的过程？有丝分裂的过程？ （1） 无丝分裂无丝分裂细胞分裂时，先是核仁拉长分裂为二，接细胞分裂时，先是核仁拉长分裂为二，接着细胞核拉长，核仁向核的两端移动，然着细胞核拉长，核仁向核的两端移动，然后核的中部凹陷断裂，细胞质也从中部收后核的中部凹陷断裂，细胞质也从中部收缩一分为二，于是一个细胞分为两个细胞。缩一分为二，于是一个细胞分为两个细胞。 （2） 有丝分裂有丝分裂有丝分裂：是多细胞生物增殖的主要方式，一般发生在生物体有丝分裂：是多细胞生物增殖的主要方式，一般发生在生物体的体细胞中，分裂过程较复杂，因有纺锤丝及染色质的形态的体细胞中，分裂过程较复杂，因有纺锤丝及染色质的形态变化而得名。变化而得名。有丝分裂主要表现在细胞核分裂时核相的变化，人为地划分为有丝分裂主要表现在细胞核分裂时核相的变化，人为地划分为前期、中期、后期和末期几个时期。在后期和末期也包括了前期、中期、后期和末期几个时期。在后期和末期也包括了细胞质的分裂。细胞质的分裂。前期前期染色质凝缩形成染色质凝缩形成染色染色体体，纺锤体开始装配，纺锤体开始装配，细胞器解体，核膜核细胞器解体，核膜核仁消失仁消失有丝分裂前期染色体变化有丝分裂前期染色体变化中期中期染色体排列于赤道板染色体排列于赤道板后期后期排列在赤道面上的染色体的姐妹染色单体排列在赤道面上的染色体的姐妹染色单体分离为两条染色体分离为两条染色体,向两极运动。向两极运动。末末 期期?染色单体到达两极，并开始去浓缩；染色单体到达两极，并开始去浓缩；?核膜开始重新组装；核膜开始重新组装；?Golgi体和体和ER重新形成并生长；重新形成并生长；?核核仁仁也也开开始始重重新新组组装装，RNA合合成成功功能能逐逐渐渐恢恢复复，有丝分裂结束有丝分裂结束有有丝丝分分裂裂图图解解前期前期中期中期后期后期末期末期DNADNA复复制和有制和有关蛋白关蛋白质合成质合成出现染色体出现染色体出现纺锤体出现纺锤体核仁逐渐解核仁逐渐解体核膜逐渐体核膜逐渐消失染色体消失染色体散乱散乱每条染色体每条染色体的着丝点排的着丝点排列在赤道板列在赤道板上，染色体上，染色体和纺锤体比和纺锤体比较清晰，便较清晰，便于观察和计于观察和计数数每个着丝点每个着丝点分裂成两个分裂成两个（染色体平（染色体平分为二）并分为二）并移向两极移向两极染色体消失染色体消失纺锤体逐渐消失纺锤体逐渐消失出现新的核膜、核仁出现新的核膜、核仁赤道板处形成细胞板，赤道板处形成细胞板，并逐渐形成新的细胞壁并逐渐形成新的细胞壁一一个个细细胞胞分分裂裂成成两两个个子子细胞细胞加倍加倍不变不变不变不变不变不变减半（与亲代细减半（与亲代细胞同数）胞同数）不变不变不变不变不变不变加倍加倍减半（与亲代减半（与亲代细胞同数）细胞同数）0 0DNADNA数数不变不变（DNADNA数）数）不变不变（DNADNA数）数）0 00 0染色质染色质（丝状）（丝状）染色质染色质染色体染色体（含染色单（含染色单体）体）染染 色色 体体（含染色单（含染色单体）体）染色体染色体（无染色单（无染色单体）体）染色体染色体染色染色质质间期间期前期前期中期中期后期后期末期末期主主要要变变化化特特点点DNA DNA 数数染色染色体数体数染色染色单体单体数数染色染色体体状态状态高等植物细胞的有丝分裂过程及各期变化特点高等植物细胞的有丝分裂过程及各期变化特点 动物细胞有丝分裂过程及各期变化特点（与植物细胞比较）动物细胞有丝分裂过程及各期变化特点（与植物细胞比较）1 1 相同点相同点 过程基本相同过程基本相同2 2 不同点不同点 动物动物植物植物前期纺锤体前期纺锤体形成不同形成不同由中心体发出由中心体发出星射线构成星射线构成无无中中心心体体，由由细细胞胞两两极发出纺锤丝构成极发出纺锤丝构成 末期细胞末期细胞质分裂方式质分裂方式不不 同同赤赤道道板板处处不不形形成成细细胞胞板板，而而是是细细胞胞膜膜从从中中部部向向内内凹凹陷陷，最最后后细细胞胞缢缢裂裂成成两两个子细胞个子细胞赤赤道道板板处处形形成成细细胞胞板板，并并进进一一步步形形成成细细胞胞壁壁将将细细胞胞分分裂裂为为两两个个子子细胞细胞有丝分裂的意义有丝分裂的意义: :是将亲代细胞的染色体经过复是将亲代细胞的染色体经过复制以后制以后, ,精确的平均分配到两个精确的平均分配到两个子细胞中子细胞中, ,使子细胞中的遗传物使子细胞中的遗传物质保持了稳定质保持了稳定, ,从而保证了遗传从而保证了遗传性状的稳定性状的稳定. .( (保持了亲代的遗传特性保持了亲代的遗传特性) )（3）减数分裂）减数分裂(Meiosis)概念：是细胞仅进行一次概念：是细胞仅进行一次DNADNA复制，随后进行两次分裂，复制，随后进行两次分裂，染色体数目减半的一种特殊的有丝分裂。染色体数目减半的一种特殊的有丝分裂。意义：确保世代间遗传的稳定性；增加变异机会，确保生意义：确保世代间遗传的稳定性；增加变异机会，确保生物的多样性，增强生物适应环境变化的能力；是生物有性物的多样性，增强生物适应环境变化的能力；是生物有性生殖的基础，是生物遗传、生物进化和生物多样性的重要生殖的基础，是生物遗传、生物进化和生物多样性的重要基础保证。基础保证。特点：遗传物质只复制一次，细胞连续分裂两次，导致染特点：遗传物质只复制一次，细胞连续分裂两次，导致染色体数目减半；色体数目减半；S S期持续时间较长；同源染色体在减数分期持续时间较长；同源染色体在减数分裂期裂期I(MeiosisI)I(MeiosisI)配对联会、基因重组减数分裂同源染色配对联会、基因重组减数分裂同源染色体配对排列在中期板上，第一次分裂时，同源染色体分开。体配对排列在中期板上，第一次分裂时，同源染色体分开。减数分裂包括连续的两次分裂，即减数分裂第一次分裂减数分裂包括连续的两次分裂，即减数分裂第一次分裂（减数分裂（减数分裂I I）和减数分裂第二次分裂（减数分裂）和减数分裂第二次分裂（减数分裂） 减数分裂减数分裂I I前期前期I：同源染色体进行联会配同源染色体进行联会配对，形成四分体，非姐妹染色对，形成四分体，非姐妹染色单体间发生局部交换。可分为单体间发生局部交换。可分为细线期、偶线期、粗线期、双细线期、偶线期、粗线期、双线期、终变期等五个阶段。线期、终变期等五个阶段。前期前期I可分为细线期、偶线期、可分为细线期、偶线期、粗线期、双线期、终变期粗线期、双线期、终变期细线期：细线期：染色质凝集，出现螺旋丝，在染色质丝上有许多粒状结构，染色质凝集，出现螺旋丝，在染色质丝上有许多粒状结构，类似念珠，称为类似念珠，称为染色粒染色粒，这是染色质丝螺旋紧密折叠的结果。，这是染色质丝螺旋紧密折叠的结果。偶线期：偶线期：细线期终了阶段，染色体渐渐缩短变粗，来自父本、母本各细线期终了阶段，染色体渐渐缩短变粗，来自父本、母本各自相对应的染色体，其形态、结构相似，成为同源染色体，同源染色自相对应的染色体，其形态、结构相似，成为同源染色体，同源染色体进行配对就是体进行配对就是联会联会，是这一时期的主要特征，当同源染色体配对完，是这一时期的主要特征，当同源染色体配对完成后，在两者之间便形成一个复合结构，就是联会复合体。成后，在两者之间便形成一个复合结构，就是联会复合体。粗线期粗线期 ：这一阶段开始与同源染色体配对完成之后，染色体明显变粗这一阶段开始与同源染色体配对完成之后，染色体明显变粗变短，结合紧密，同源染色体之间发生变短，结合紧密，同源染色体之间发生DNA的片段交换的片段交换，产生新的等，产生新的等位基因的组合。位基因的组合。双线期：双线期：重组阶段已结束，同源染色体便分开，但是仍有几点相连，重组阶段已结束，同源染色体便分开，但是仍有几点相连，此时可见到粗线期形成的四分体，因每个染色体上含有一对姊妹染色此时可见到粗线期形成的四分体，因每个染色体上含有一对姊妹染色单体，因而每对同源染色体含有两对姊妹染色单体共四个染色单体，单体，因而每对同源染色体含有两对姊妹染色单体共四个染色单体，这一时期，这一时期，染色体比粗线期缩的更短，核仁体积也进一步缩小染色体比粗线期缩的更短，核仁体积也进一步缩小。终变期：终变期：双线期和终变期之间的差别不十分明显，可从它们之间双线期和终变期之间的差别不十分明显，可从它们之间染色染色体的长度及姊妹染色单体与另一对染色单体分开的距离来区别体的长度及姊妹染色单体与另一对染色单体分开的距离来区别。染色。染色体缩的更短，核仁消失，四分体较均匀地分在散核中，最后，四分体体缩的更短，核仁消失，四分体较均匀地分在散核中，最后，四分体只靠端部交叉结合在一起，姊妹染色单体借着丝粒连接在一起。终变只靠端部交叉结合在一起，姊妹染色单体借着丝粒连接在一起。终变期的完成标志着减数分裂前期期的完成标志着减数分裂前期I的结束，其结果是染色体重组，合成了的结束，其结果是染色体重组，合成了配子所需要的或胚胎早期发育所需要的全部或大部分配子所需要的或胚胎早期发育所需要的全部或大部分RNA、蛋白质及、蛋白质及糖类物质，染色体凝集成棒状。糖类物质，染色体凝集成棒状。中期中期I：染色体排列到细胞的赤道：染色体排列到细胞的赤道面上面上后期后期I：同源染色体对分离，纺锤：同源染色体对分离，纺锤丝分别牵拉并向两极移动到达每极丝分别牵拉并向两极移动到达每极的染色体是单倍体数量的一组染色的染色体是单倍体数量的一组染色体体末期末期I ：染色体解旋：染色体解旋减数分裂减数分裂这次分裂实际上类似一次有丝分裂，前期这次分裂实际上类似一次有丝分裂，前期很短，伸展的染色质又缩短螺旋化，中很短，伸展的染色质又缩短螺旋化，中期期时出现纺锤体，染色体再次排列到细时出现纺锤体，染色体再次排列到细胞赤道面，接着，各染色体的两个染色单胞赤道面，接着，各染色体的两个染色单体分开，并分别移向细胞两极（后期体分开，并分别移向细胞两极（后期），），然后细胞分裂一次（末期然后细胞分裂一次（末期）而形成两个）而形成两个子细胞子细胞黑麦花粉母细胞减数分裂黑麦花粉母细胞减数分裂有丝分裂与减数分裂的区别有丝分裂与减数分裂的区别有丝分裂有丝分裂减数分裂减数分裂分裂细胞类型分裂细胞类型体细胞体细胞原始生殖细胞原始生殖细胞细胞分裂次数细胞分裂次数复制一次分裂一次复制一次分裂一次复制一次分裂二次复制一次分裂二次子细胞数目子细胞数目21或或4染色体数目变化染色体数目变化2n4n2n2nn2nnDNA分子数变化分子数变化2n4n2n2n4n2nn染色单体数目变染色单体数目变化化04n004n2n0同源染色体行为同源染色体行为不联会、无四分体形成不联会、无四分体形成联会后形成四分体联会后形成四分体可能发生的变异可能发生的变异基因突变和染色体变异基因突变和染色体变异基因突变、染色体变异和基因重组基因突变、染色体变异和基因重组意义意义有有丝丝分分裂裂使使生生物物在在个个体体发发育育中中亲亲代代细细胞胞与与子子代代细细胞胞之之间间维维持持遗遗传传性性状状的稳定。的稳定。减减数数分分裂裂和和受受精精作作用用使使上上下下代代生生物物之之间间保保持持染染色色体体数数目目的的恒恒定定，减减数数分分裂裂时时发发生生的的高高频频率率的的基基因因重重组组是是生生物物进进化的主要原因。化的主要原因。细胞衰老（细胞衰老（cell senescence）细胞衰老又称为老化，通常指生物发育成熟后，细胞衰老又称为老化，通常指生物发育成熟后，在正常情况下随着年龄的增加，机能和结构发生在正常情况下随着年龄的增加，机能和结构发生退行性变化，从而趋向死亡的不可逆现象。退行性变化，从而趋向死亡的不可逆现象。细胞来源细胞来源人胚肺成纤人胚肺成纤维细胞维细胞中年人成中年人成纤维细胞纤维细胞老年人成老年人成纤维细胞纤维细胞可增殖可增殖代数代数 60-80 40 30不同年龄来源的人成纤维细胞的增殖代数不同年龄来源的人成纤维细胞的增殖代数细胞衰老的特征细胞衰老的特征细胞死亡细胞死亡 机械损伤、毒物毒害机械损伤、毒物毒害 质膜、核膜破裂，胞质溢出，周围细胞质膜、核膜破裂，胞质溢出，周围细胞炎症炎症细胞凋亡细胞凋亡概念：细胞凋亡是一个主动的由基因决定的自动概念：细胞凋亡是一个主动的由基因决定的自动结束生命的过程，所以也常常被称为细胞程序性结束生命的过程，所以也常常被称为细胞程序性死亡。凋亡细胞将被吞噬细胞吞噬。死亡。凋亡细胞将被吞噬细胞吞噬。生物学意义：细胞凋亡对于多细胞生物个体发育生物学意义：细胞凋亡对于多细胞生物个体发育的正常进行，自稳平衡的保持以及抵御外界各种的正常进行，自稳平衡的保持以及抵御外界各种因素的干扰方面都起着非常关键的作用。因素的干扰方面都起着非常关键的作用。蝌蚪尾巴的消失发育中的神经细胞发育中的神经细胞手和足的形成过程坏死细胞坏死细胞凋亡细胞凋亡细胞细胞凋亡与坏死的区别细胞凋亡与坏死的区别细胞凋亡与坏死的主要区别：细胞凋亡与坏死的主要区别：细胞凋亡过程中，细胞质膜反折，包裹断裂的染细胞凋亡过程中，细胞质膜反折，包裹断裂的染色质片段或细胞器，然后逐渐分离，形成众多的色质片段或细胞器，然后逐渐分离，形成众多的凋亡小体，凋亡小体则为邻近的细胞所吞噬。整凋亡小体，凋亡小体则为邻近的细胞所吞噬。整个过程中，细胞质膜的整合性保持良好，死亡细个过程中，细胞质膜的整合性保持良好，死亡细胞的内容物不会逸散到胞外环境中去，因而不引胞的内容物不会逸散到胞外环境中去，因而不引发炎症反应。发炎症反应。在细胞坏死时，细胞质膜发生渗漏，细胞内容物，在细胞坏死时，细胞质膜发生渗漏，细胞内容物，包括膨大和破碎的细胞器以及染色质片段，释放包括膨大和破碎的细胞器以及染色质片段，释放到胞外，导致炎症反应。到胞外，导致炎症反应。脱离正常轨道的细胞脱离正常轨道的细胞 癌细胞癌细胞癌症是严重威胁人类生命安全的疾病。癌症是严重威胁人类生命安全的疾病。 动物体内细胞分裂调节失控而无限增殖的动物体内细胞分裂调节失控而无限增殖的细胞称为肿瘤细胞，具有转移能力的肿瘤细胞称为肿瘤细胞，具有转移能力的肿瘤称为恶性肿瘤。称为恶性肿瘤。癌的基本生物学特征癌的基本生物学特征 细细胞胞生生长长与与分分裂裂失失去去控控制制，具具有有无无限限增增殖殖能能力力(HeLa Cell) 具有扩散性具有扩散性 恶恶性性肿肿瘤瘤细细胞胞（癌癌细细胞胞）的的细细胞胞间间粘粘着着性性下下降降，具具有有侵润性和和扩散性，这是癌细胞的基本特征侵润性和和扩散性，这是癌细胞的基本特征 在在分分化化程程度度上上癌癌细细胞胞低低于于良良性性肿肿瘤瘤细细胞胞，且且失失去去了了许许多原组织细胞的结构和功能多原组织细胞的结构和功能 细胞间相互作用改变细胞间相互作用改变 蛋白表达谱系或蛋白活性改变蛋白表达谱系或蛋白活性改变 mRNA转录谱系的改变转录谱系的改变 染色体非整倍性染色体非整倍性 脑癌脑癌肺癌肺癌胃癌胃癌乳腺癌乳腺癌白细胞吞白细胞吞噬癌细胞噬癌细胞肝癌肝癌 目前，世界上死亡人数中有目前，世界上死亡人数中有12%死于癌死于癌症。现在世界上每年因癌症死亡人数约症。现在世界上每年因癌症死亡人数约1000万。万。 在中国癌症死亡率已升至所有疾病的首在中国癌症死亡率已升至所有疾病的首位，成为人类健康的第一杀手。在我国每位，成为人类健康的第一杀手。在我国每年新发癌症患者年新发癌症患者200万，每年有万，每年有150万人死万人死于癌症。于癌症。 300300多年前英国人多年前英国人LeeuwenhoekLeeuwenhoek制出了世界上最早制出了世界上最早的显微镜，打开了微观世界的大门。的显微镜，打开了微观世界的大门。 细胞学说可以归纳为；所有生物都由细胞和细胞细胞学说可以归纳为；所有生物都由细胞和细胞的产物组成；新的细胞必须经过已存在的细胞分裂而的产物组成；新的细胞必须经过已存在的细胞分裂而产生。产生。 原核细胞是地球上起源最早、结构最简单的生命原核细胞是地球上起源最早、结构最简单的生命形式。原核细胞的遗传物质分布于核区，没有以膜为形式。原核细胞的遗传物质分布于核区，没有以膜为基础的具特定结构与功能的细胞器，细胞壁主要化学基础的具特定结构与功能的细胞器，细胞壁主要化学成分是肽聚糖而区别于以纤维素为主的植物细胞壁。成分是肽聚糖而区别于以纤维素为主的植物细胞壁。本章主要内容真核细胞具有真正的细胞核，其遗传物质真核细胞具有真正的细胞核，其遗传物质DNADNA包被包被在双层膜的特殊结构中。细胞核包括核仁、核质在双层膜的特殊结构中。细胞核包括核仁、核质和核膜等部分。真核细胞还具有许多由膜包被或和核膜等部分。真核细胞还具有许多由膜包被或组成的细胞器，它们包括线粒体、叶绿体、高尔组成的细胞器，它们包括线粒体、叶绿体、高尔基体、内质网等。基体、内质网等。 膜是生命最基础的结构。典型的生物膜为蛋膜是生命最基础的结构。典型的生物膜为蛋白质镶嵌的磷脂双分子层，具有脂类的流动特性。白质镶嵌的磷脂双分子层，具有脂类的流动特性。物质的跨膜运输包括不需要能量的被动运输和需物质的跨膜运输包括不需要能量的被动运输和需要消耗要消耗ATPATP的主动运输。的主动运输。细胞周期细胞周期有丝分裂有丝分裂 减数分裂减数分裂思考题思考题为什么要学习细胞结构？为什么要学习细胞结构？举例说明学习细胞结构及功能的意义？举例说明学习细胞结构及功能的意义？列举列举2-4个例子个例子