第三章 细胞的结构与功能

1第三章细胞的结构与功能21细胞的发现与细胞理论的建立1.1DiscoveryofCells第一个发现细胞的是英国学者胡克(RorbertHooke)。◆1665年，胡克发表了《Micrographia》一书,报道用自制的显微镜(30倍)观察栎树软木塞切片时发现“cella”。3胡克自制的显微镜41.2细胞学理论的建立1838年,德国植物学家施来登(MathiasSchleiden)发表论文指出∶植物是由细胞构成的;1839年,德国动物学家施旺(TheodorSchwan)提出了细胞学说的前两条原理∶◆所有的生物都是由一个或多个细胞组成的；◆细胞是生命的基本单位;1858年,德国医生和病理学家魏尔肖(RudolfVirchow)对细胞学说进行了重要补充并提出∶◆一切细胞产自细胞。562细胞的基本特性2.1都具有细胞膜2.2细胞都具有遗传物质2.3细胞都具有核糖体2.4都能进行分裂72.5细胞的其他特性形态大小与体积◆细胞的形态细胞的形态与功能相适应8个体中不同组织的细胞形态脂肪细胞肠上皮细胞骨细胞结缔组织纤维细胞神经细胞束红细胞平滑肌细胞横纹肌细胞9◆细胞维持体积的相对恒定典型的原核细胞直径平均在1～10μm之间，而真核细胞的直径平均为3～30μm;某些不同来源的细胞大小变化很大,如人的卵细胞直径只有0.1mm,而鸵鸟的卵细胞的直径则有5cm;同类型细胞的体积一般是相近的,不依生物个体的大小而增大或缩小。如人、牛、马、鼠、象的肾细胞、肝细胞的大小基本相同;器官的大小主要决定于细胞的数量,与细胞的数量成正比,而与细胞的大小无关,把这种现象为“细胞体积的守恒定律”。103原核细胞与真核细胞3.1ProkaryoticCells◆没有明显可见的细胞核,同时也没有核膜和核仁,只有拟核，进化地位较低。◆原核细胞的基本特点:■遗传信息量少;■内部结构简单,特别是没有分化为以膜为基础的专门结构和功能的细胞器和细胞核膜。11支原体◆是最简单的原核细胞，直径为0.1～0.3μm;◆具有细胞质膜，但没有细胞壁;◆环状双螺旋DNA，没有拟核,能指导合成750多种蛋白质;◆惟一的细胞器是核糖体，每个细胞中约有800～1500个;◆具感染性,可在培养基上培养;◆培养细胞很容易被支原体污染,污染源主要是血清。12支原体细胞13细菌的模式图143.2真核细胞的结构体系•以脂质及蛋白质成分为基础的生物膜结构系统；•以核酸（DNA或RNA）与蛋白质为主要成分的遗传信息表达系统•由特异蛋白分子装配构成的细胞骨架系统。15动物细胞16PlantCell（植物细胞）17CytoskeletalSystem（细胞骨架系统）细胞骨架系统首要作用是维持细胞的一定形态；细胞内物质运输的动脉；细胞内基质区域化；帮助细胞移动或行走；主要成分:微管、微丝和中间纤维。18◆流动镶嵌模型(fluidmosaicmodel)1972年，由SingerNicolson所提出。膜的双分子层具有液晶态的特性,它既具有晶体的分子排列的有序性,又有液体的流动性球形膜蛋白分子以各种镶嵌形式与脂双分子层相结合,有的附在内外表面,有的全部或部分嵌入膜中,有的贯穿膜的全层,这些大多是功能蛋白。糖类附在膜的外表面,与膜层的脂质、蛋白质的亲水端结合,构成糖脂和糖蛋白。19流动镶嵌模型204细胞的分化、衰老和死亡4.1细胞分化的内涵：•细胞分化起始于基因表达的调控•分化细胞之间的差异在于不同蛋白质的表达•分化过程通常不可逆•一般认为达到成年阶段，个体发育完成2122234.2细胞的衰老个体衰老与细胞衰老个体衰老过程特征：•遗传控制，各个人身体衰老进程快慢可以相差很大•中枢神经系统影响，悲观或烦躁的情绪会加快衰老•环境条件影响，营养不良或过度都会使衰老加快•生命在于运动，适当的体力或脑力劳动可减慢衰老•每个人身体各部分组织的衰老不是均衡的24细胞衰老特征：•细胞核体积增大，核膜内折，染色质凝集程度增高•线粒体数量减少，体积增大•细胞膜结构改变，细胞骨架体系改变•蛋白质合成发生改变254.3细胞死亡个体死亡不等于细胞死亡：•个体死亡发生时，身体的大部分细胞并未死亡•个体生活着的时间内，身体细胞不停的更新26细胞死亡有不同的方式：•有的细胞因微生物感染、有毒物质侵袭或辐射伤害，发生坏死；•整体生长发育的需要，规定在一定时期内死亡，称为细胞凋亡。细胞坏死与凋亡不同，对细胞凋亡研究较多275癌细胞5.1癌细胞的主要特征•脱分化：处于分化末端的细胞恢复分裂增殖的能力•无限增殖•失去接触抑制现象•对生长因子需求降低•细胞骨架紊乱•细胞表面和粘附性质改变285.2致癌因子•物理致癌因子•化学致癌因子•病毒致癌295.3抑制和消灭癌细胞的艰巨任务•继续从自然资源中寻找杀灭癌细胞，提高身体免疫能力的有效成分；•对细胞凋亡的研究启发人们继续寻求促使癌细胞凋亡的办法；•端粒酶可能成为发展抗癌药物的新目标30•瑞典卡罗林斯卡医学院10月5日宣布将2009年诺贝尔生理学或医学奖授予3位美国科学家。美国科学家伊丽莎白·布莱克本、卡萝尔·格雷德和杰克·绍斯塔克因为发现端粒和端粒酶保护染色体的机制而获得2009年诺贝尔生理学或医学奖。揭开了人类衰老和罹患癌症等严重疾病的奥秘。•最深远的科学发现一般都来自基础科学研究，我们对卡萝尔的成就得到认可感到激动，这也再次提醒我们，在好奇心驱动下，科学具有强大力量。