第一章

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、细胞是生长与发育的基础。 4、细胞是繁殖的基本单位，是遗传的桥梁。 5、细胞还是生命起源的归宿，是生命进化的起点。

    

特征：

 相似的化学组成  具有脂-蛋白体系的细胞膜  具有相同的遗传装置  一分为二的分裂方式

真核细胞与原核细胞的区别 ：

原核生物的主要代表是细菌，除细菌之外，还包括衣原体、支原体、立克次 氏体、放线菌和蓝绿藻等。

古细菌：产甲烷菌，嗜热酸菌、嗜盐菌和硫氧化菌等等，除了这些特殊的细 菌之外，其他的原核细胞被称为真细菌。

原核细胞、古核细胞、真核细胞的起源与进化

原核细胞的主要特征：

原核细胞没有真正的细胞核，只有拟核，DNA 分子裸露；原核细胞无核被

膜；. 原核细胞没有膜包裹的细胞器，也没有细胞骨架系统, 但有核糖体；原核 细胞的增殖的方式是无丝分裂，真核细胞是有丝分裂。

质膜的结构与基本成分

生物膜的流动镶嵌模型说明了生物膜的流动性和不对称性。

生物膜的特点：

1、磷脂分子以疏水性的尾部相对，极性的头部朝向水向，形成磷脂双分子 层，脂分子是组成生物膜的基本结构成分。 2、蛋白质以不同的方式镶嵌在脂双层分子中，或结合在其表面，分布是不 对称的。 3、生物膜是磷脂双分子层嵌有蛋白质的二维流体，具有流动性。  4、在细胞生长和分裂等整个生命活动中，生物膜处于动态变化中。

生物膜的主要成分：脂质、蛋白质和糖类。

（1）脂类：甘油磷脂、鞘脂和固醇。其中，甘油磷脂为 3-磷酸甘油的衍生 物，它构成了膜脂的基本成分，占整个膜脂的 50%以上，是两亲性分子。

（2）蛋白质：整合膜蛋白、外周膜蛋白、脂锚定膜蛋白。

膜蛋白的主要功能：

1、膜转运蛋白，如通道蛋白或载体蛋白，选择性地介导小分子物质的跨膜 运输；  2、具有酶的功能，例如，质子 ATP 酶等，利用 ATP 水解释放的能量，跨膜 运送 H+。 3、细胞表面的受体，与激素结合之后，将信号传递到胞内，引起胞内一系

列的生化反应。 4、细胞之间的识别标志：糖蛋白的糖链 5、形成细胞间的连接，如紧密连接和间隙连接都由膜蛋白形成； 6、作为细胞骨架的附着点，形成锚定连接。

生物膜的特点： 流动性和不对称性

① 流动性

 膜脂具有流动性

膜脂的流动性：主要是指膜脂分子的侧向运动，也就是一个磷脂分子与相邻 的磷脂分子不断地交换位置，从而实现侧向扩散。

② 不对称性

 膜脂的不对称性：膜脂分子在膜的脂双层中呈不均匀分布。糖脂，位于 细胞外侧 磷脂，内外层种类和数量不同。

生物学意义：磷酸化的磷脂酰肌醇的头部基团都是面向细胞质一侧。磷脂酰 肌醇被磷酸化后，变成 PIP2 分别激活两条不同的信号通路。

 膜蛋白的不对称性：膜蛋白在质膜上有明确的方向性。

质膜的功能： 

1、为细胞提供了相对稳定的内环境 2、选择性的跨膜运送物质 3、提供细胞识别的位点

4、为多种酶提供结合位点 5、介导细胞与细胞、细胞与胞外基质之间的连接

膜转运蛋白有两类：载体蛋白、通道蛋白。

载体蛋白：与特定的溶质分子结合，特异性高；通过构象改变来介导物质的 主动或被动运输；通常只转运一种类型的分子。

在生物体内，不同部位的生物膜都含有一套与该膜功能相关的一些载体蛋白，

通道蛋白

1、离子通道：主要运送无机离子，只介导小分子物质的被动运输。对离子 具有选择性，取决于通道的直径形状与带电荷氨基酸的分布。 2、孔蛋白： 革兰氏阴性菌的外膜，线粒体和叶绿体的外膜，选择性较低。 3、水孔蛋白: 快速跨膜转运水分子。

离子通道的调控开关：膜电位变化、化学信号、压力刺激。

离子通道分类：电压门控的，配体门控的和应力激活的。

小分子物质的跨膜运输

小分子物质的跨膜运输有三种方式：简单扩散、被动运输和主动运输。

简单扩散：不需要转运蛋白协助、不需能量；实现物质由高浓度向低浓度方 向的跨膜转运；转运的动力来自物质的浓度梯度，不需要细胞提供代谢能量。

被动运输：溶质分子顺浓度梯度或电化学梯度的运输，在膜转运蛋白的协助 下的跨膜转运方式，又称协助扩散。由通道蛋白或载体蛋白介导，不需要能量。

动力来源：物质的电化学梯度。

主动运输：是载体蛋白所介导的，物质逆浓度梯度或逆电化学梯度，由低浓 度一侧向高浓度一侧进行跨膜转运的方式，需消耗能量。

分类：ATP 直接供能、ATP 间接供能、光驱动

间接消耗 ATP 的协同转运是 Na+-K+泵（动物细胞）或 H+泵（植物细胞）与 协同转运蛋白合作完成的。

细胞连接：细胞间或细胞与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，如上皮组织中常见。

分类：

1、起封闭作用的——屏蔽连接

 2、机械附着——锚定连接

3、化学通讯——通讯连接

屏蔽连接: 是将相邻的细胞质膜紧密连接在一起，相互之间没有间隙。

紧密连接：是屏蔽连接的主要形式，存在于脊椎动物的上皮细胞之间。

紧密连接作用：封闭，形成渗透屏蔽；隔离。

锚定连接：是通过细胞骨架系统将相邻细胞或细胞与基质相连的结构，连接 形成一个坚挺、有序的细胞群体。

线粒体和叶绿体

1）叶绿体：是植物细胞特有的细胞器。 叶绿体作用：通过光合作用，将太阳能转换为化学能储存在糖分子中。 叶绿体的结构和功能：类囊体（构成基粒）、外膜、内膜、膜间腔、叶绿体 基质。类囊体膜上分布有光合色素、光系统和电子传递链，光合作用的光反应就 在类囊体膜中进行。光合作用的固碳反应在叶绿体基质中进行。基质中分布了环 状 DNA 分子与核糖体。

 2）线粒体的作用：通过生物氧化作用，将储存在有机分子中的化学能转变 成生物体可以利用的 ATP。 线粒体的结构和功能：外膜、内膜、膜间腔、嵴（为了扩大内膜表面积）。 内膜上分布了多个电子传递链和 ATP 合酶。基质中分布有环状 DNA 分子与核糖 体。

细胞的内膜系统：

内质网、高尔基器、溶酶体、胞内体和分泌泡等。 细胞内膜系统的功能：各区室通过生物合成、蛋白质修饰与分选和膜泡运输 等机制来维持动态平衡。

1）内质网结构：由膜形成的小管与小囊状的潴泡组成。 内质网分类：  粗面内质网：合成分泌性蛋白和多种膜蛋白  光面内质网：脂类合成、糖类代谢、药物或毒物的解毒等

2）高尔基器结构：由扁平的膜囊堆叠在一起。 高尔基器功能：  蛋白质、脂类的分选与运输  蛋白质的糖基化及其修饰  多糖合成  蛋白质的加工、合成和分选：游离的核糖体与 mRNA 结合后，会有两个去 向： 1、共翻译转运途径 2、后翻译转运途径。

 3）溶酶体：单层膜围绕的囊泡状细胞器，内含多种酸性水解酶类。内环境 酸性，pH5 左右。由高尔基体产生，大小各异溶酶体功能：标志酶是酸性磷酸酶，可以消化从外界吞入的食物颗粒，也可 以消化和降解细胞本身产生的废弃成分。

4）液泡：是植物细胞特有的细胞器，是单层膜包被的细胞器。 液泡的功能： 1、储藏：是储藏糖、蛋白质、脂肪的中心 2、是植物细胞的代谢库，调节细胞内环境 3、液泡中含有多种色素

1.3.4 细胞骨架-微丝 

细胞骨架分类： 1、微丝或肌动蛋白丝 2、微管 3、中间纤维丝 微丝的结构：实心的，直径约 7nm，以右手螺旋形式相互缠绕的肌动蛋白丝 组成。 微丝在细胞内的分布：微绒毛、细胞皮层、细胞基质、胞质分裂环。细胞内

大部分微丝都集中在皮层。 微丝的功能：维持细胞形态、改变细胞形态与细胞迁移、细胞质分裂、胞内 物质运输、肌纤维收缩。

微管：由微管蛋白装配成的管状细胞器结构。微管是一种动态变化的结 构。 微管的作用：细胞器定位、细胞内运输、细胞分裂、细胞运动。 微管有 3 种类型：

1  单管：由 13 个球形亚基环绕而成  二联体：由 A 管和 B 管组成，其中，A 管是完全微管，B 管是不完全 微管，由 10 个亚基构成，另 3 个亚基与 A 管共用  三联体：A 管是完全微管，B 管和 C 管都是不完全微管 2、微管组织中心: 细胞内能够起始微管成核作用的结构, 包括中心体和基体。   中心体的作用：负责组装细胞内的微管，参于纺锤体的形成，调控细胞 分裂。  基体的作用：负责组装鞭毛和纤毛中的微管。 3、微管参与形成的细胞器或结构：基粒（体）、中心体、纺锤体、鞭毛、纤 毛、轴突 ①纺锤体：在细胞分裂过程中，一种与染色体分离直接相关的细胞装置。纺 锤体主要由成束的微管和与微管结合的蛋白组成，两端为星体。 组成纺锤体的微管：包括动粒微管、极微管和星体微管三种。 ②鞭毛：细胞表面突出的，由微管组成的细胞结构 功能：细胞运动、细胞 分裂、信号传导、动物发育等

中间丝结构：是一种绳索样的结构, 由 8 根中间丝蛋白组成的原纤维构成一 种圆柱状的结构。直径 10nm 左右。是一种动态变化的结构。 在动物细胞内，中间丝具体分布：细胞质内、核被膜内侧。 中间丝的作用：机械支撑作用，固定细胞器。 三种细胞骨架的比较：  微丝（肌动蛋白丝）在细胞内分布广泛，主要位于细胞膜下的皮层中， 在胞内产生张力，与细胞运动相关。  微管比肌动蛋白丝坚硬，一端与中心体相连。与细胞器定位、细胞内运输、细胞分裂、细胞运动有关。  中间丝位于核被膜内面，或在细胞质中伸展，并通过锚定连接将相邻细 胞连成一体，增强机械应力。

细胞核与染色质 

细胞核的组成，由外向内包括核被膜、染色质、核仁和核基质。

 1、 核仁: 核糖体的加工厂，rRNA 的合成和加工，核糖体亚单位的装配。 2、核基质: 维持细胞核的形态，固定与细胞核活动有关的装置。 3、核被膜：双层核膜、核纤层和核孔复合体 主要功能： ①将细胞分成两大结构与功能区域   细胞核：DNA 复制、RNA 转录与加工  细胞质：蛋白质的翻译 ②调控核质之间频繁的物质交换  4、染色质：间期细胞核内由 DNA、组蛋白，非组蛋白和少量 RNA 组成的 线性复合结构, 是间期细胞遗传物质存在的形式。 染色体：指细胞在有丝分裂或减数分裂的特定阶段, 由染色质聚缩而成的棒 状结构。  染色质与染色体的异同点 具有基本相同的化学组成，但包装程度不同, 构象不同。染色质与染色体是 在细胞周期不同的功能阶段可以相互转变的形态结构。  染色质的基本构成单位——核小体 核小体的结构：核糖体分类：游离核糖体、膜附着核糖体 从结构与化学组成来看，二者是完全相同，但是，它们所合成的蛋白质的种 类却不同，各有分工。  游离型核糖体：合成非分泌蛋白，包括胞内所需可溶性蛋白，以及细胞 器的膜蛋白。 膜附着型核糖体：合成可溶性的分泌蛋白，细胞膜膜蛋白。 信号肽学说：指导分泌性蛋白质在糙面内质网上合成的决定因素是信号肽， 信号识别颗粒（SRP）以及内质网上的 SRP 受体。 核糖体在细胞内常以多聚核糖体的形式存在，同时进行多条肽链的合成，大 大提高了蛋白质合成的效率