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1、,英国科学家霍克（R.Hook,1635-1703),发表对木栓的观察,命名Cell。,荷兰人列文虎克（Antoni von Leeuwenhoek,1623-1723）用自磨镜片做成显微镜第一次观察了活的细菌和原生动物。,第二章 细胞的形态结构,人们用显微镜观察各种生物，包括微生物和动、植物的细微构造，到处都看到细胞结构。逐渐形成一个观念：各种生物都是由细胞组成的。,19 世纪初，两位德国生物学家施莱登和施旺正式明确提出：细胞是植物体和动物体的基本结构单位。,这个观点，经过后来的丰富和发展，形成公认的细胞学说：,（1）细胞是所有动、植物的基本结构单位。（2）每个细胞相对独立，一个生物体内各细
2、胞之间协同配合。（3）新细胞由老细胞繁殖产生。,最初提出细胞学说观点的两篇论文是:德国植物学家施莱登 1838 年发表的论文:论植物发现;德国动物学家施旺 1839 年发表的论文:动、植物结构与生长相似性的显微研究。,真核细胞和原核细胞,细菌细胞结构与动、植物细胞不同，要简单的多。最主要的差别是细菌没有细胞核结构，核物质DNA还是有的，形成类核区(又称拟核)。并且细菌细胞也没有其他各种细胞器。,细菌细胞结构,动物细胞模式图,植物细胞模式图,依据有无细胞核，整个生命世界可以区分为两大类：原核生物 真核生物 细 菌 植 物 放线菌 动 物 蓝 藻 真 菌（霉菌、酵母)原生动物 藻 类,一、细胞的大
3、小、数目和形态二、细胞结构（一）细胞膜和细胞壁（二）细胞核（三）细胞质中细胞器,基本内容,A colony of human embryonic stem cells(center,blue)人胚胎干细胞克隆球,一、细胞的大小、数目和形态二、细胞结构（一）细胞膜和细胞壁（二）细胞核（三）细胞质中细胞器,基本内容,（一）细胞膜和细胞壁 1、细胞膜 1）结构,细胞膜电子显微镜图像,单位膜模型 1935年，丹尼利(Danielli)和戴维森(Davson)提出了该模型;该模型表示，细胞膜由脂质双分子层及其内外两侧各覆盖的一层蛋白质所组成。晶格镶嵌模型 这是1975年wallach提出的一种模型。由蛋
4、白质脂质复合体形成有序的晶态结构。,液态镶嵌模型 在单位膜的基础上，1972年sJ辛格(SJ.Singer)和GL尼科尔森(GLNicolson)提出了流动镶嵌模型(fluid mosaic modle)。该模型强调：(1)膜的流动性：膜蛋白、膜脂均可侧向运动。(2)膜蛋白分布的不对称性：有的镶嵌在膜表面，有的嵌入或横跨脂质双分子层。该模型纠正了单位膜的静态的不足，建立起动态观点,强调流动的脂质双分子层和球蛋白嵌入的不对称性。,在水中的脂双层微囊,细胞膜液态镶嵌模型,2）功能（1）物质跨膜运动 被动运输。通过镶嵌在细胞膜上的多肽、载体蛋白质完成离子和单糖类物质运输任务。包括简单扩散、溶剂牵引、
5、帮助扩散。主动运输。物质逆浓度梯度运输如Na、K离子泵，这种运输需要细胞膜上的ATP酶参与并消耗ATP。内吞作用和外排作用。内吞作用中若吞入的是固体则称为吞噬作用若吞入的为液体则称胞饮作用。,（2）细胞膜受体 受体是一种能够识别和选择性结合某种配基的大分子，与配基结合后，产生物理的或化学的信号、以启动一系列过程，最终表现为生物学效应，如神经细胞传递兴奋、G蛋白偶联受体信号传导等。,2、细胞壁植物细胞的质膜外有细胞壁(cell wall)，这是与动物细胞显著区别之一。一般植物中，细胞壁分为三层，即胞间层(中胶层)、初生壁、次生壁。细胞壁是由纤维素、半纤维素和果胶质等大分子组成的；对细胞起支持作用
6、。,3、细胞连接 在细胞紧密靠拢的组织，如上皮组织中，细胞膜在相邻细胞之间分化而成特定的连接即细胞连接(cell junctions)。脊推动物的细胞连接主要有3种类型，即桥粒(desmosomes)、紧密连接(tight junctions)和间隙连接(gap junctions)。,（二）细胞核控制中心,包括核被膜、染色质、核仁、核基质,1、核被膜：包括核膜、核纤层、核孔。2、染色质：1）概念：利用固定染色的技术，可在光镜下看到细胞核中许多或粗或细的长丝交织成网，网上还有较粗大、染色更深的团块。这些就是染色质(chromatin)。细丝状的部分称常染色质（euchromatin)，即在间期
7、细胞核中，染色较浅、螺旋松散、活跃转录的染色质。较大的深染团块是异染色质（heterochromatin)，即在间期细胞核中，染色较深、螺旋紧密、不转录的染色质。异染色质常附着在核膜内面。真核细胞染色质的主要成分是DNA和蛋白质，也含少量RNA。2）结构,将细胞核用实验手段涨破，使其中染色质流出，铺开，在电子显微镜下可看到染色质成串珠状的细丝，小珠称为核小体(nucleosomes)。其直径约为l 0nm,核小体之间以15nm一25nm的细丝相连，核小体的核心部分由8个或4对组蛋白分子所构成(H2A、H2B、H3和H4各2个)，DNA分子链缠绕在核小体核心的外周。各核小体之间也是由这同一分子连
8、接起来，连接核小体的部分称为连接DNA。一个核小体上的DNA加上段连接DNA共有200个碱基对，构成染色质丝的一个单位，连接DNA 上也有组蛋白，即H1组蛋白，它的功能可能是促进各核小体的聚拢。细胞分裂时，染色质进一步浓缩而成染色体。DNA即遗传物质，DNA的存在形式是染色质DNA上含大量遗传信息，遗传信息的载体是DNA，遗传物质的载体是染色质。,3、核仁（nucleolus）1）结构：位于染色质旁的颗粒状结构，富含蛋白质和 RNA。2）功能：（1）转录rRNA；（2）组装核糖体。4、核基质：核液,（三）细胞质和细胞器1、内质网1）形态结构 细胞质内有一列由一层单位膜构成的囊腔和细管，彼此相通
9、，形成一个隔离于细胞溶质的管道系统，即是内质网(endoplamsmic reticulum)。2）分类与功能内质网分为光面和糙面的两种类型,（1）光面内质网（smooth ER）在睾丸和肾上腺细胞主要是合成固(甾)醇；在肌细胞是贮存钙，调节钙的代谢，参与肌肉收缩；在肝细胞是制造脂蛋白所含的脂类和解毒作用。此外，光面内质网还有合成脂肪、磷脂等功能，所以脂肪细胞中总含有丰富的光面内质网。（2）糙面内质网(rough ER)膜上附有颗粒状核糖体。核糖体是细胞合成蛋白质的场所，所以糙面内质网的功能是合成并运输蛋白质。光面内质网和糙面内质网是相通的，因此管腔中的蛋白质和脂类能够相遇而产生脂蛋白。管腔中
10、的各种分泌物质都逐步被运送到光面内质网，然后内质网膜围裹这些物质，从内质网上断开而成小泡，移向高尔其体，由高尔基体加工、排放。,内质网结构,2、高尔基体浓缩包装车间1）形态结构：由一层单位膜所围成的小泡、大泡及扁平囊状结构。高尔基体靠近细胞核的一面，扁平囊弯曲成凸面又称形成面或顺面(cis-face)；面向细胞质膜的一面常呈凹面又称成熟面或反面(trans-face)。2）功能 高尔基体是细胞分泌物的最后加工和包装的场所。从内质网断下来的分泌小泡移至高尔基区与高尔基体融合。小泡中的分泌物在这里加工后，围以外膜而成分泌泡。分泌泡脱离高尔基体向细胞外周移动。最后，分泌泡外膜与细胞膜愈合而将分泌物排
11、出细胞之外(外排作用)。,3、溶酶体垃圾处理车间 1）结构分类 动物、真菌和一些植物细胞中有一些单层膜包裹的小泡，数目可多可少，大小也颇多变异，这就是溶酶体(1ysosomes)。溶酶体是由高尔基体断裂产生的。溶酶体内含40种以上水解酶，可催化蛋白质、多糖、脂类以及DNA和RNA等大分子的降解。分为：初级溶酶体、次级溶酶体、残质小体2）功能（1）正常的细胞内消化（2）自嗜作用,内膜系统：内膜系统是指在结构、功能或在发生上相关的膜围绕的细胞器或细胞结构，主要是指内质网、高尔基体及其形成的溶酶体和分泌泡等。,4、核糖体1）结构由蛋白质及rRNA组成核糖体的大亚基和小亚基。,2）功能：蛋白质合成的场
12、所,5、线粒体（mitochondria）发电厂、动力车间,1）形态结构 在光学显微镜下，线粒体成颗粒状或短杆状，横径约0.2um0.5um，长约2um一8um，相当于一个细菌的大小。线粒体的数目随不同细胞而不同。,外膜、膜间腔、内膜、嵴、基粒、基质、环状DNA,2）功能（1）氧化产能（2）半自主性复制,6、质体 质体(P1astid)是植物细胞的细胞器，分白色体（leucoplast）和有色体（chromoplast)两种。白色体主要存在于分生组织以及不见光的细胞中。各种白色体可含有淀粉(如马铃薯的块茎中)也可含有蛋白质或油类。菜豆的白色体既含有淀粉又含有蛋白质。有色体含有各种色素。最重要的
13、有色体是光合作用的细胞器叶绿体(ch1orop1ast)。叶绿体的形状、数目和大小随不同植物和不同细胞而不同。叶绿体在细胞中的分布与光照有关。光照时，叶绿体常分布在细胞外周，黑暗时，叶绿体常流向细胞内部。,结构：外膜、内膜、基粒、类囊体、基质、环状DNA,功能：进行光合作用,7、微体1）过氧化物酶体：一层单位膜包着多种氧化酶 物质过氧化氢水和氧气2）乙醛酸循环体 这是只存在于植物细胞中的一种微体。在种子萌发生成幼苗的细胞中，乙醛酸循环体特别丰富。细胞中脂类转化为糖的过程就发生在这种微体中。动物细胞没有乙醛酸循环体。8、液泡(vacuole)这是在细胞质中由单层膜包围的充满水液的泡，是普遍存在于
14、植物细胞中的一种细胞器。年幼的细胞只有很少的、分散的小液泡，而在成长的细胞中，这些小液泡就逐渐合并而发展成一个大液泡，占据细胞中央很大部分，而将细胞质和细胞核挤到细胞的周缘。,9、细胞骨架微管、微丝、中等纤维、微梁网络 微管(microtubules)是直径约24nm的中空长管状纤 维。除红细胞外，真核细胞都有微管。细胞分裂时纺锤体、鞭毛、纤毛等都是微管构成的。构成微管的蛋白质是微管蛋白。微丝(microfilament,MF)直径58nm，或成束平行排列或疏散成网状位于细胞膜下。微丝是由肌动蛋白组成的。微丝、微管和中间纤维共同构成细胞骨架，并有运输和运动的功能。中间纤维又称中间丝(intermediate filament)。其成分比微丝和微管复杂。中间纤维的功能并不十分清楚。一般认为，中间纤维在细胞质中起支架作用并与细胞核定位有关系。微梁(microtrabecular system)曾是各类细胞质骨架纤维的总称，近年来专指一类特定的胞质骨架纤维。微梁不仅将微管、微丝、中间纤维联结起来，并且与线粒体、核糖体等各种细胞器联系，在细胞内形成细密的立体网架。,微管,微丝,中间纤维,细胞骨架结构,
