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普通生物学-清华大学

2023-07-25 22:28 作者:陳先僧er  | 我要投稿

2.1-2.2

壹.细胞生物学基础

一.细胞概述

1细胞的基本特征

1)细胞是生命活动的基本单位

  1. 细胞是构成有机体的基本结构单位
  2. 细胞是代谢与功能的基本单位
  3. 细胞是生长于发育的基础
  4. 细胞是繁殖的基本单位,是遗传的桥梁
  5. 细胞是生命起源的归宿,是生命进化的起点

2)细胞的基本共性

  1. 相似的化学性质
  2. 脂-蛋白体系的细胞膜
  3. 相同的遗传装置
  4. 一分为二的分裂方式

2原核生物与真核生物的区别

1)原核生物

*原核生物出现于30-35亿年前,属于古老的生命形态

*主要代表:细菌、衣原体、支原体、立克次氏体、放线菌和蓝绿藻等

2)古细菌(古核生物):产甲烷菌、嗜热酸菌、嗜盐菌、硫氧化菌等

*通常生活在极端特殊的环境中(推测可能代表原始生命形式)

*除古细菌,其他原核为真细菌。

*古细菌细胞形态结构、遗传信息表达系统类似原核生物,遗传物质表达类似真核生物。

3)原核细胞的特征

  1. 原核细胞没有真正的细胞核,只有拟核,DNA分子裸露(通常环状,含有少量RNA和分子蛋白蛋白质)
  2. 原核细胞无核被膜:DNA复制、RNA转录、蛋白质翻译在同一空间,三者同时进行。
  3. 原核细胞没有膜包裹的细胞器,也没有内膜系统,但有核糖体
  4. 原核细胞的增殖方式是无丝分裂,真核细胞是有丝分裂(无法形成纺锤体)

4)真核细胞与原核细胞的区别

  1. 细胞膜系统的分化,细胞内部结构与职能的分工
  2. 遗传信息量与遗传装置的扩增与复杂化


二.细胞膜与组织的跨膜运输

1质膜的结构与基本成分

1)生物膜结构特点(流动镶嵌模型,脂筏模型)

1.脂双分子层是组成生物膜的基本结构成分

2.蛋白质的分布是不对称的

3.生物膜具有流动性

4.生物膜处于动态变化中

2)生物膜的物质组成

1.膜脂:甘油磷脂(基本成分,50%以上,由内质网合成)、鞘脂、固醇

2.膜蛋白:整合膜蛋白、外周膜蛋白、锚定膜蛋白

*膜蛋白的功能

①作为膜转运蛋白,选择性地介导小分子物质的跨膜运输;②具有酶的功能;③作为细胞表面地受体,与激素结合后将信号传递到胞内;④糖蛋白的糖链作为细胞之间的识别标志;⑤形成细胞之间的连接;⑥作为细胞骨架的附着点,形成锚定连接

3.糖类(仅存在于细胞质膜的外侧,一般为短而有分支的寡糖链):糖蛋白、糖脂

*糖链与细胞识别有关,可作为区分细胞的标志

2质膜的基本特征与功能

1)流动性

1.膜脂:膜脂分子的侧向运动(速度2μm/s)

*影响膜脂流动性的因素

①脂肪酸链的长度(反比)②不饱和脂肪酸的含量(正比)③温度④胆固醇⑤膜脂之间和膜脂与蛋白质之间的相互作用

2.膜蛋白(荧光抗体免疫标记实验):有限制

*测定速率:荧光漂白恢复技术FRAP

2)不对称性

1.膜脂:不均匀分布

2.膜蛋白:有明确的方向性,是膜各种复杂功能的保证

3)质膜功能(主要由膜蛋白决定)

1.提供相对稳定的内环境

2.选择性的物质运输

3.提供细胞识别的位点

4.为酶提供结合位点

5.介导细胞之间和细胞与胞外基质之间的联系

6.参与形成具有不同功能的细胞表面特化的结构

3膜转运蛋白

1)载体蛋白

*与特定的溶质分子结合

*通过构象改变来介导物质主动被动运输

*特异性高

*不同的生物膜各有一套与该膜功能相关的不同载体蛋白

2)通道蛋白

1.离子通道(运无机离子)

*不结合,效率高,只介导被动运输

*具有选择性:(表现在)

①直径与形状②带电荷氨基酸分布

*不连续开放,有调控开关:

①膜电位变化:电压门控离子通道

②化学信号:配体门控离子通道

③压力刺激:应力激活通道

2.孔蛋白(选择性较低)

3.水孔蛋白(快)

4小分子物质的跨膜运输

类型:简单扩散、被动运输、主动运输

1)简单扩散:小分子物质通过热自由运动顺浓度梯度/电化学梯度进行跨膜转运

特点:不需要转运蛋白协助,不消耗能量

物质:疏水性分子、极性不带电荷小分子

2)被动运输(协助扩散):溶质分子顺浓度梯度/电化学梯度的运输,在膜转运蛋白的协助下的跨膜转运

特点:不需要能量,动力来于物质的电化学梯度

物质:多种极性小分子、无机离子

介导:离子通道、载体蛋白

3)主动运输:由载体蛋白介导的,物质逆浓度梯度/电化学梯度(低→高)的跨膜转运

*要消耗能量:(种类)

①ATP直接供能(如Na⁺-K⁺泵)

**Na⁺-K⁺泵作用:❶维持细胞膜电位❷维持动物细胞的渗透平衡❸吸收营养物质

②ATP间接供能

③光驱动


*****大分子物质/颗粒性物质:胞吞,胞吐

5细胞连接

定义:细胞间或细胞-基质间的接触部位形成特殊的连接结构

分布:在紧密靠拢的组织

类型:

1)封闭作用——屏蔽连接

①紧密连接(主要形式)

作用:❶形成渗透屏障(封闭);❷组织膜蛋白侧向扩散(隔离)

②间壁连接

2)机械附着——锚定连接

特点:借助细胞骨架系统

*(半)桥粒


3)化学通讯——通讯连接

类型:①间隙连接

基本结构单位:连接子

物质:小分子或分子量小于1000的离子

②胞间连丝(植物!)

通道:环孔

*胞间连丝使植物细胞连接成共质体

总结:


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