細(xì)胞生物學(xué)14課件細(xì)胞概述與基本結(jié)構(gòu)細(xì)胞膜及其功能細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)與細(xì)胞器細(xì)胞核與遺傳信息表達(dá)細(xì)胞增殖與周期調(diào)控細(xì)胞分化、衰老與死亡目錄CONTENT細(xì)胞概述與基本結(jié)構(gòu)010102細(xì)胞定義及發(fā)現(xiàn)歷程細(xì)胞的發(fā)現(xiàn)歷程：從顯微鏡的發(fā)明到細(xì)胞學(xué)說(shuō)的建立。細(xì)胞是生物體基本的結(jié)構(gòu)和功能單位。無(wú)核膜包裹的細(xì)胞核，遺傳物質(zhì)裸露，細(xì)胞器簡(jiǎn)單。原核細(xì)胞有核膜包裹的細(xì)胞核，遺傳物質(zhì)與細(xì)胞質(zhì)分開，細(xì)胞器復(fù)雜。真核細(xì)胞原核與真核細(xì)胞區(qū)別不同生物和組織的細(xì)胞大小差異顯著，與功能需求有關(guān)。細(xì)胞大小細(xì)胞形態(tài)功能關(guān)系多樣化的細(xì)胞形態(tài)適應(yīng)不同的生理功能。細(xì)胞大小、形態(tài)與其在生物體中的功能密切相關(guān)。030201細(xì)胞大小、形態(tài)與功能關(guān)系保護(hù)細(xì)胞，控制物質(zhì)進(jìn)出，維持細(xì)胞內(nèi)外環(huán)境穩(wěn)定。細(xì)胞膜包括各種細(xì)胞器和細(xì)胞骨架，是細(xì)胞代謝和遺傳信息表達(dá)的重要場(chǎng)所。細(xì)胞質(zhì)真核細(xì)胞的遺傳信息庫(kù)，控制細(xì)胞的生長(zhǎng)、發(fā)育和遺傳。細(xì)胞核基本結(jié)構(gòu)：細(xì)胞膜、質(zhì)、核細(xì)胞膜及其功能02

膜組成與結(jié)構(gòu)特點(diǎn)膜脂構(gòu)成膜的基本骨架，以磷脂為主，膽固醇和糖脂起調(diào)節(jié)作用。膜蛋白分為內(nèi)在膜蛋白和外在膜蛋白，具有多種功能，如物質(zhì)運(yùn)輸、信息傳遞和細(xì)胞識(shí)別等。膜糖與膜蛋白結(jié)合形成糖蛋白，參與細(xì)胞識(shí)別和信號(hào)傳導(dǎo)。物質(zhì)跨膜運(yùn)輸方式脂溶性物質(zhì)順濃度梯度自由擴(kuò)散，不需要能量。物質(zhì)在膜蛋白的幫助下順濃度梯度擴(kuò)散，不需要能量。物質(zhì)逆濃度梯度運(yùn)輸，需要能量和膜蛋白的參與。大分子物質(zhì)和顆粒物質(zhì)的跨膜運(yùn)輸方式，需要能量和細(xì)胞骨架的參與。簡(jiǎn)單擴(kuò)散協(xié)助擴(kuò)散主動(dòng)運(yùn)輸胞吞和胞吐03離子通道型受體介導(dǎo)的信號(hào)傳導(dǎo)途徑配體與受體結(jié)合后直接打開或關(guān)閉離子通道，改變細(xì)胞內(nèi)外離子濃度。01G蛋白偶聯(lián)受體介導(dǎo)的信號(hào)傳導(dǎo)途徑配體與受體結(jié)合后激活G蛋白，進(jìn)而調(diào)節(jié)效應(yīng)器的活性。02酶聯(lián)型受體介導(dǎo)的信號(hào)傳導(dǎo)途徑配體與受體結(jié)合后激活受體本身的酶活性，進(jìn)而催化底物產(chǎn)生第二信使。膜受體介導(dǎo)信號(hào)傳導(dǎo)途徑膜流動(dòng)性細(xì)胞膜上的脂質(zhì)和蛋白質(zhì)分子可以自由移動(dòng)和旋轉(zhuǎn)，使得細(xì)胞膜具有一定的流動(dòng)性。意義膜流動(dòng)性對(duì)于維持細(xì)胞膜的正常結(jié)構(gòu)和功能具有重要意義，如物質(zhì)運(yùn)輸、信息傳遞和細(xì)胞識(shí)別等過(guò)程都需要膜流動(dòng)性的參與。同時(shí)，膜流動(dòng)性也是細(xì)胞應(yīng)對(duì)外界環(huán)境變化的一種自我保護(hù)機(jī)制。膜流動(dòng)性及意義細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)與細(xì)胞器03作用維持細(xì)胞形態(tài)；與細(xì)胞器的結(jié)構(gòu)和功能密切相關(guān)。成分：水、無(wú)機(jī)鹽、脂質(zhì)、糖類、氨基酸、核苷酸、多種酶等。為細(xì)胞內(nèi)的生化反應(yīng)提供場(chǎng)所；參與細(xì)胞內(nèi)物質(zhì)運(yùn)輸；010203040506細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)成分及作用功能是細(xì)胞進(jìn)行有氧呼吸的主要場(chǎng)所；參與細(xì)胞凋亡等過(guò)程。通過(guò)氧化磷酸化作用，合成ATP，為細(xì)胞提供能量；結(jié)構(gòu)：線粒體由外膜、內(nèi)膜和基質(zhì)組成，內(nèi)膜向內(nèi)折疊形成嵴，嵴上有基粒。線粒體結(jié)構(gòu)和功能葉綠體結(jié)構(gòu)和功能結(jié)構(gòu)：葉綠體由外膜、內(nèi)膜和類囊體組成，類囊體上含有光合色素和光合作用所需的酶。功能是植物進(jìn)行光合作用的場(chǎng)所；吸收光能，將二氧化碳和水轉(zhuǎn)化為有機(jī)物，并釋放氧氣；合成和儲(chǔ)存淀粉等有機(jī)物。合成蛋白質(zhì)的場(chǎng)所，由rRNA和蛋白質(zhì)組成。核糖體調(diào)節(jié)細(xì)胞內(nèi)的環(huán)境，維持細(xì)胞的滲透壓和膨壓。液泡由膜結(jié)構(gòu)連接而成的細(xì)胞器，分為粗面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)和光面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)，參與蛋白質(zhì)合成、加工和轉(zhuǎn)運(yùn)等過(guò)程。內(nèi)質(zhì)網(wǎng)由扁平膜囊和大小不等的液泡組成，參與蛋白質(zhì)的修飾、分選和轉(zhuǎn)運(yùn)等過(guò)程。高爾基體含有多種水解酶，能分解衰老、損傷的細(xì)胞器，吞噬并殺死侵入細(xì)胞的病毒或病菌。溶酶體0201030405其他重要細(xì)胞器簡(jiǎn)介細(xì)胞核與遺傳信息表達(dá)04染色體主要由DNA和蛋白質(zhì)組成，其中DNA是遺傳信息的載體。DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)由兩條反向平行的多核苷酸鏈組成，通過(guò)堿基互補(bǔ)配對(duì)形成穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)。DNA分子中存在堿基的排列順序，決定了遺傳信息的多樣性。染色體組成和DNA結(jié)構(gòu)特點(diǎn)轉(zhuǎn)錄因子通過(guò)與DNA結(jié)合，調(diào)控RNA聚合酶的活性，從而影響基因轉(zhuǎn)錄。表觀遺傳修飾如DNA甲基化、組蛋白修飾等，可以在不改變DNA序列的情況下影響基因表達(dá)?；虮磉_(dá)受到多種因素的調(diào)控，包括轉(zhuǎn)錄因子、表觀遺傳修飾等?；虮磉_(dá)調(diào)控機(jī)制RNA轉(zhuǎn)錄后需要經(jīng)過(guò)加工修飾才能成為成熟的mRNA。加工過(guò)程包括5'端加帽、3'端加尾、剪接等步驟。這些加工過(guò)程對(duì)于mRNA的穩(wěn)定性和翻譯效率至關(guān)重要。RNA轉(zhuǎn)錄后加工修飾過(guò)程蛋白質(zhì)翻譯后需要經(jīng)過(guò)加工修飾才能成為具有生物活性的蛋白質(zhì)。加工過(guò)程包括去除信號(hào)肽、二硫鍵形成、糖基化等步驟。這些加工過(guò)程對(duì)于蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)、功能和穩(wěn)定性都有重要影響。蛋白質(zhì)翻譯后加工修飾過(guò)程細(xì)胞增殖與周期調(diào)控05包括前期、中期、后期和末期四個(gè)階段，涉及染色體復(fù)制、紡錘體形成、姐妹染色單體分離等關(guān)鍵事件。確保遺傳物質(zhì)在細(xì)胞分裂過(guò)程中的準(zhǔn)確傳遞，維持生物體的遺傳穩(wěn)定性。有絲分裂過(guò)程及意義有絲分裂意義有絲分裂過(guò)程減數(shù)分裂過(guò)程包括第一次減數(shù)分裂和第二次減數(shù)分裂兩個(gè)階段，涉及同源染色體配對(duì)、交換遺傳物質(zhì)、分離等關(guān)鍵事件。減數(shù)分裂意義實(shí)現(xiàn)遺傳物質(zhì)的重組和多樣性，為生物進(jìn)化提供基礎(chǔ)。減數(shù)分裂過(guò)程及意義指細(xì)胞從一次分裂結(jié)束到下一次分裂結(jié)束所經(jīng)歷的全過(guò)程。細(xì)胞周期概念包括DNA合成前期（G1期）、DNA合成期（S期）、DNA合成后期（G2期）和分裂期（M期）。階段劃分細(xì)胞周期概念及階段劃分周期調(diào)控因子和信號(hào)通路周期調(diào)控因子包括細(xì)胞周期蛋白（cyclins）、細(xì)胞周期蛋白依賴性激酶（CDKs）等，它們通過(guò)相互作用調(diào)節(jié)細(xì)胞周期的進(jìn)程。信號(hào)通路涉及生長(zhǎng)因子信號(hào)通路、DNA損傷修復(fù)信號(hào)通路等，這些信號(hào)通路通過(guò)感知細(xì)胞內(nèi)外環(huán)境變化，調(diào)節(jié)細(xì)胞周期的進(jìn)程和細(xì)胞的命運(yùn)決定。細(xì)胞分化、衰老與死亡06包括形態(tài)分化、功能分化和分子分化等。形態(tài)分化指細(xì)胞在形態(tài)結(jié)構(gòu)上發(fā)生特化；功能分化指細(xì)胞在執(zhí)行特定生理功能方面的特化；分子分化涉及基因表達(dá)模式的改變。細(xì)胞分化類型主要包括基因選擇性表達(dá)、表觀遺傳修飾和細(xì)胞間相互作用?；蜻x擇性表達(dá)使得同一基因在不同細(xì)胞類型中產(chǎn)生不同的蛋白質(zhì)；表觀遺傳修飾通過(guò)改變基因表達(dá)模式而不改變DNA序列來(lái)影響細(xì)胞分化；細(xì)胞間相互作用通過(guò)信號(hào)傳遞和細(xì)胞間通訊來(lái)調(diào)控細(xì)胞分化。細(xì)胞分化機(jī)制細(xì)胞分化類型和機(jī)制干細(xì)胞特性具有自我更新能力和多向分化潛能。自我更新使得干細(xì)胞能夠維持自身數(shù)量穩(wěn)定；多向分化潛能使干細(xì)胞能夠分化為多種細(xì)胞類型。干細(xì)胞應(yīng)用前景在再生醫(yī)學(xué)、疾病治療和藥物研發(fā)等領(lǐng)域具有廣闊應(yīng)用前景。例如，利用干細(xì)胞治療帕金森病、糖尿病等難治性疾病；利用干細(xì)胞培養(yǎng)人體組織和器官進(jìn)行移植；利用干細(xì)胞篩選和開發(fā)新藥物等。干細(xì)胞特性及應(yīng)用前景自由基理論01認(rèn)為自由基對(duì)細(xì)胞的氧化損傷是衰老的主要原因。自由基會(huì)攻擊細(xì)胞內(nèi)的DNA、蛋白質(zhì)和脂質(zhì)等，導(dǎo)致細(xì)胞功能受損和衰老。端粒縮短理論02認(rèn)為端粒長(zhǎng)度與細(xì)胞壽命密切相關(guān)。隨著細(xì)胞分裂次數(shù)增加，端粒逐漸縮短，當(dāng)端?？s短到一定程度時(shí)，細(xì)胞將停止分裂并進(jìn)入衰老狀態(tài)?；蛘{(diào)控理論03認(rèn)為衰老是由基因表達(dá)模式改變引起的。隨著年齡的增長(zhǎng)，一些與衰老相關(guān)的基因表達(dá)上調(diào)，而一些與生長(zhǎng)和修復(fù)相關(guān)的基因表達(dá)下調(diào)，導(dǎo)致細(xì)胞功能下降和衰老。衰老相關(guān)理論探討凋亡和壞死過(guò)程比較是一種程序性細(xì)胞死亡方式，涉及一系列基因激活、表達(dá)和調(diào)控等過(guò)程。凋亡過(guò)程中，細(xì)胞會(huì)收縮、核碎裂并形成凋亡小體，