普通生物学第三章细胞结构与细胞通讯（高级版）
2023-12-15 23:33:50 28 举报AI智能生成
第三章”细胞结构与细胞通讯”深入探讨了细胞的基本构造和功能。首先，它详细介绍了细胞的微观结构，包括细胞膜、细胞核、线粒体等重要组成部分，以及它们在维持生命活动中的关键作用。接着，本章转向细胞间的通讯机制，解释了信号分子如何通过复杂的途径在细胞间传递信息，从而调控生物体的生理过程。此外，还讨论了细胞通讯在疾病发生和发展中的作用，以及如何利用这些知识来开发新的治疗策略。这一章为读者提供了全面而深入的细胞生物学知识，有助于理解生命的复杂性和多样性。
作者其他创作
大纲/内容
细胞通讯
地位
细胞与细胞之间的通讯有其他生命活动必须的否则不能够维持其整体性
信号的传导途径
以肾上腺素为例
肾上腺素，先与靶细胞的受体蛋白结合
受体蛋白接受到激素的信号会发生构像的改变
引起一系列的反应
产生第二信使
cAMP
Ca⁺
这种第二信使在肌肉细胞中比较常见
最终使得糖原发生水解产生葡萄糖
信号的接收方式
一般把信号分子叫做配体
一个能某种大分子专一性结合的较小分子
最常见的信号转接方式是G蛋白偶联受体
转接原理
正常情况下G蛋白与GDP结合此时G蛋白还没有活性
当信号分子与受体结合时收结构将会发生改变，从而引导G蛋白被活化
G蛋白会在质膜上移动，并与有关酶分子结合，激活该酶分子
信号的响应方式
级联效应
一传十十传百百传千
传递具有专一性
细胞结构
通过行进观察到细胞的微观世界
罗伯特虎克首次用自制的显微镜观察到细胞
植物学家施莱登和动物学家施万他们提出的结论，共同形成了细胞学说
后经魏尔肖的修订完善了细胞学说
显微镜的分辨能力也被称为分辨率
人眼的分辨率只有0.1毫米
光学显微镜的分辨率达到了200纳米
电子显微镜的分辨率为0.1纳米
透射电镜
TEM用于研究样品内部结构的一种方式
扫描电镜
SEM用于研究样品表面的微观结构
对于细胞结构的提纯与分离
分级分离
是指的是将细胞破碎，将其中的各种细胞器分开
常见并且最有效的机器就是超速离心机
分离步骤
匀浆化
将细胞组织打碎，然后在低温下离心时的离心的速度增加越小的颗粒就会沉淀下来
应用
利用分离技术可以具备大量的各种细胞器的制剂，以便研究其功能
细胞的大致样貌
以最小的细胞为例支原体直径只有100纳米
以最大的细胞为例鸟类的卵细胞最大几乎是肉眼可见的细胞
细胞生长发育结构变化
一般来说，多细胞生物的体积的增加不是由于细胞的体积增大，而是由于细胞的数量的增加
但对单细胞来说，它们的体积增大就是它们的生长发育
两类细胞
原核细胞
大致结构
拟核区
该区域是有裸露的DNA分子构成是一个巨大的DNA环
核糖体
存在于细胞溶胶中的唯一一种细胞器
质膜
控制着物质进出，并且还有大量代谢蛋白质
细胞壁
具有很高的机械强度而并不是所有的细菌都拥有很高这些强度的细胞壁
荚膜
对细菌来说，非常实用的一种结构
菌毛
通常附着于细胞壁的外表面，比较短它的作用主要是帮助附着于物体的表面上
鞭毛
鞭毛作用主要是运动有关
真核细胞
大致结构
完整的细胞核
细胞核是控制中心在细胞代谢生长分化中起着非常重要的作用
核被膜
包在核的外面结果非常复杂，有两层膜，每层约厚七大米到八大米左右，另外两层膜之间的宽约为十纳米到50纳米的核周腔
他的外膜延伸与我们细胞质的糙面内质网相链接
核被膜的内面拥有纤维蛋白组成的核纤层
核被膜上面还拥有一些小孔，这些被称为核孔
组成核孔复合体的蛋白质，我们把它叫做核孔蛋白
核孔复合体在核内外的物质转运中起的非常非常重要的作用
我把这些运输进去的蛋白质叫做输入蛋白
运输出去的蛋白叫做输出蛋白
染色质
用苏木精染色法，我们可以在光学显微镜下面看到细胞核中许多粗或者细长交织的网
细长的我们把它称为叫做常染色质
粗的我们把它称为叫做异染色质
相关成分
DNA
组蛋白
H1 H2A H2B H3 H4
非组蛋白
想了解他的话，可以去分子生物学上去看
核仁
是细胞核中球形或者椭圆形结构
个人是产生核能体的细胞器，因为他可以编码哦rRNA，包含rRNA基因区域又被称为核仁组织者
核基质
指的是除去脂质和几乎所有的组蛋白和非组蛋白后，再利用DNA降解DNA而后得到的是含蛋白质的细纤维组成的网架结构
作用
可以作为骨架维持细胞核的形态
固定许多细胞核的活动有关
核质
内质网与核糖体
内质网
是由模组成的网，在许多真核细胞中，内质网占全部膜的一半以上
两个区
糙面内质网
作用
合成分泌蛋白
可以合成膜
可以我合成蛋白质的同时，将膜也附着上去
光面内质网
作用
合成脂质
他可以合成脂肪，磷脂和固醇类
糖类代谢
糖类的代谢比较复杂简单一点来说，就是光面内质网可以帮助糖原转化为葡萄糖
药物和毒物的解毒
光面那种存在的酶与肝细胞的解毒息息相关，例如一些脂质类的毒素，它很难溶于水因而很难从人的肾脏排出去，而我们这种煤就可以将它上面加一些羟基让他能够溶于水，被肾脏排出去
肌肉细胞中内质网上还有一些特殊的功能
它可以储存钙离子当神经冲动刺激细胞时，它能够将钙离子重新放回细胞溶胶中引发电位变化，从而引起肌肉收缩
核糖体
与蛋白质的合成息息相关
存在于两种型态
附着于内质网上的核糖体
所以细胞膜上的蛋白和细胞外分泌蛋白有关系
游离在细胞溶胶中的核糖体
主要以细胞内的蛋白有关系
高尔基体
除红细胞以外，几乎所有的生物细胞中都会有这个结果当然，这里特指的是真核
作用
是细胞中蛋白质的加工，储存，分拣和转运的中心
还能够合成多糖
例如植物的果胶物质和其他非纤维素的多糖
结构
主要是由一摞扁平的小囊和小泡组成每一个扁平的小囊被称为一个潴泡
靠近细胞核的一侧弯曲成凹面，成为顺面
面向质膜的一侧，被称为凹面或者叫做反面
溶酶体
动物真菌和一些植物细胞中都有一类由单层膜包裹的小泡，数目不等，大小也颇多变异其中有多种在酸性条件下起作用的水解酶类这种小泡
就是溶酶体
就是溶酶体
形成方式
通常是由高尔基体
外运侧出芽形成
作用
是消化从外界通入颗粒和细胞本身产生的废气成分
液泡
液泡是由单层膜包被的充满稀溶液的囊泡，普遍存在于植物细胞中
植物液泡中的液体，也被称为细胞液
其中一种含有氨基酸，糖类以及各种色素，特别是花色素苷
细胞液的高浓度使得植物细胞经常处于一种充分膨胀的状态，这有利于维持细胞的形态
液泡也是植物细胞储存代谢废物的场所有些时候，这些废物会以晶体的形式存在于液泡中
线粒体和质体
线粒体
较为特殊的一类细胞器他们的膜蛋白不是由连在ER的核糖体上制造的而是由游离的核糖体制造的
他们不仅有游离的核糖体，还有独立的DNA因此，他们部分的蛋白质可以由他们自身合成
作用
他是我们集体中的动力工厂，他说工人就是将糖类的分子中储存的化学转变为直接利用的ATP的能量
关于它的结构，我就简述一下呈颗粒状或呈短杆状内部还有嵴，嵴上分布了大量的ATP合成酶
质体
白色体
主要存在于分身组织细胞和不见光的组织细胞中主要作用就是去储存淀粉和油脂
有色体
还有各种的色素花成熟时果实成熟，秋天落叶的颜色，就与这个有关
最主要的有色体叫做叶绿体
是一个能够进行光合作用的细胞器
几乎所有的植物都含有叶绿体
部分藻类也有
基本结构
是双层膜
内部拥有悬浮的基质即使是电子密度较低的物质，也就是东西比较少
还有一摞扁平的囊组成这种结构，我们把称为类囊体
内囊体是由基粒堆叠而成上面负责有色素和电子传递体
因此，基粒上的膜也被称为光合膜
与线体相同也是拥有环状的DNA和核能体一部分的蛋白质，能够自己合成
微体
拥有与融媒体类似的结构，但是其内容物不再是水解酶，而是有两种
过氧化物酶体
乙醛酸循环体
主要存在的位置
过氧化物酶体
主要存在于动物，植物细胞中内含有氧化酶类
作用
细胞中约有20%的脂肪酸是在过氧化物酶体中被氧化分解的
分解产生的过氧化物可以被过氧化氢酶分解为水和氧气起到解毒作用
乙醛酸循环体
主要存在于植物细胞中
作用
某些油脂种子萌发形成的幼苗，在某一时期，其细胞中的乙醛酸循环体会特别丰富
细胞中的脂肪转化为糖的过程就发生在这种微体中如果没有乙醛酸循环体，不能将这些脂肪直接转化为糖
细胞壁
可以用来区分植物与动物细胞的特点
作用
用来保护细胞维持形状不会因为吸收过多的水分而涨破
高的机械强度，也为他的整体稳性提供了一定的帮助
特点
比质膜更厚
化学成分不同胞一般与细胞的类型有关
通常细胞壁之间会有小孔，细胞质通过小孔彼此相通这种细胞间的连接方式被称为胞间连丝
形成过程
新生的植物细胞会分泌相当薄的柔软的初生壁
在相邻的细胞之间有一层包间层富含粘性果胶质的物质将相邻的细胞粘在一起
细胞成熟并停止生长后，他的壁就加固了
细胞骨架
用贯穿于整个细胞的网状结构，细胞骨架在组织细胞的结构和活动方面起着非常重要的作用
作用
维持细胞的形态，并且控制细胞的运动，是细胞骨架最显著的作用
希望骨架也与细胞的活动有关，细胞的活动包括了整个细胞的位置，移动以及细胞的某个部分的有限运动
其中这些活动与马达分子有关
基本组成
微管
结构
中空的管必有13行，微管蛋白分子组成
直径25纳米中有15纳米的空腔
由α和β微管蛋白微管蛋白亚基组成
作用
维持细胞的形状，与细胞的运动分裂中的染色体的移动，细胞器和生物大分子的运送有关
特性
微管的长度可以由二聚体的增加而增加
微管还可以发生解组装，又可以重新拼回去
专一性不明显
微丝
结构
是实心的，有两条相互缠绕的肌动蛋白丝构成
直径为七纳米
单体成哑铃型
作用
维持细胞形状和改变细胞形状
肌肉收缩
胞质环流
主要作用就是加速物质在细胞中的分配
特殊的细胞运动
比如说变形虫的伪足
细胞分裂
特性
与微管相似维斯同样可以解聚也可以重新组合
专一性不明显
黏菌的肌球蛋白可以与兔的肌球蛋白做个替换也不会影响他的生命活动
中间丝
结构
纤维中蛋白质分植形成的绳索状结构
直径八纳米到十二纳米之间
中间是蛋白家族成员之一，因细胞的类型而异
作用
维持细胞的形状，固定细胞和及其他细胞器纤维层的形成
细胞的运动
鞭毛
结构
直径约为10到200微米
基本结构微管
结构模式为9（2）+2
9为微管束的数量
（2）为每个微管束的单体微管数量
2为微管束中间的微管数量
在最下方存在一个叫基体的东西它能够生成新的微管
结构模式为9(3)+0
运动方式
以波浪的形式向前推进
纤毛
结构
直径约为0.25微米
基本结构为微管
结构模式与鞭毛相同
与鞭毛相同，也拥有一个基体
与鞭毛相同
运动方式
像浆一样来回摆动，而且你的方向与纤毛的轴垂直
中心粒
结构
与基体类似，两者是同源器官
位置
通常存在于中心体中
作用
与细胞的分裂有关
胞外基质和细胞连接
胞外基质（ECM）
成分
主要成分是细胞分泌的糖蛋白，也就是胶原
胶原纤维
蛋白聚糖
还有另一类糖蛋白，及纤维蛋白
细胞连接
是在相邻细胞之间形成的特定连接，在这细胞紧密靠拢的组织
连接方式
桥粒
类似于钉子他会镶嵌到细胞内部因此细胞之间非常紧密的连接
紧密连接
相邻细胞之间细胞膜紧密的靠拢类似于一个扣子，，将两个细胞扣在一起他的目的是不让其他物质进入细胞之间
间隙连接
类似于胞间连丝
生物膜
每一个真核细胞中都有生物膜，隔成了一个个区室，每个区室完全各自的功能
成分
主要成分是脂质和蛋白质，有糖类
细胞膜上最常见的脂质就是磷脂它是构成细胞膜最主要的结构
模型
流动镶嵌模型
膜并不是固定的
大多数的纸质和一部分的蛋白质是可以在膜上进行侧向移动的
磷脂移动的比较快，蛋白质的体积较大，因此移动的也比较慢
膜的流动速率的影响因素
温度
温度可以影响分子运动快慢，因此在较高的温度下，膜的流动速度会加快，反之则会减慢
胆固醇
常见于动物细胞，他的调节能力通常具有双向性
温度同样也可以影响胆固醇，进而影响它的调整能力
膜是镶嵌的
许多不同的蛋白质埋在液态的脂质双分子层中
在膜上的两大类膜蛋白
膜内在蛋白
一般是贯穿磷脂双分子层位于输水内部的蛋白质一般是疏水的与水接触的位置一般是清亲水的
膜周边蛋白
通常是镶嵌与膜上，，有一些则是以某一个共价键连接于细胞之上，这种蛋白质，我们称为脂锚定蛋白
特性
都有选择透过性
细胞之间的信息交流
糖类是在细胞间识别所必须的一种物质
一部分以共价键的形式与蛋白质结合成为糖蛋白
少部分以膜脂相结合成为糖脂
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