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细胞
《普通生物学》第一章细胞思维导图，细胞结构体系的形成，细胞的组装活动是细胞生命活动的基础；连续分裂的细胞从一次有丝分裂结束到下一次有丝分裂终止所经历的全过程。
编辑于2022-03-21 01:00:56- 可视化
- 严谨
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- 大纲
细胞
细胞的形态、结构和功能
细胞的形态和大小
细胞形态
细胞大小
细胞大小的限制因素
细胞的基本属性
细胞是生命活动的基本单位
细胞的共性
细胞的种类
原核细胞
真核细胞
古核细胞
生物膜
细胞外被
细胞质膜
细胞器
一、 细胞核
功能
细胞内最大的细胞器，是细胞的控制中心和储存遗传物质的场所
保持细胞世代间的连续性
控制细胞的活动
分布
只有哺乳动物成熟的红细胞和高等植物成熟的筛管没有细胞核
组成
1. 核被膜或核膜
(1) 外核膜
(2) 内核膜
(3) 核周腔
(4) 核孔复合物
2. 染色质与染色体
化学组成
DNA和蛋白质
少量RNA
核小体
染色质的基本结构单位
结构模型
多级螺线管模型
核型
染色体数目、大小、形态特征的总和
染色体分带
鉴别单个染色体和染色体组的一种手段
3. 核仁
进行rRNA的合成，是细胞制造核糖体的装置
4. 核基质
由纤维蛋白构成的纤维网架结构
在DNA复制、hnRNA加工等过程中起重要的作用
二、 内质网
糙面内质网
附着有核糖体
合成分泌多种膜蛋白，参与蛋白质的运输
光面内质网
脂质合成的主要场所
肝细胞含量较多
三、 高尔基体
形态结构
1| 扁平膜囊
2| 小囊泡
3| 大囊泡
功能
参与细胞的分泌活动
将内质网合成的蛋白质进行加工、分类和包装
提供构建细胞膜结构的物质
四、 核糖体
存在形式
附着在内质网膜外表面
游离在细胞质中
功能
合成蛋白质
五、 线粒体
形状、大小和分布
细胞内氧化磷酸化和产生ATP的主要场所
呈颗粒状或短棒状
结构
1| 外膜
单胺氧化酶
2| 内膜
形成嵴，增大了内膜的表面
氧化磷酸化的关键场所
3| 膜间隙
含可溶性酶、底物和辅因子
4| 基质
含有线粒体基因表达的各种酶
功能
是糖类、脂肪、氨基酸最终氧化放能的场所
六、 叶绿体
形态、大小和分布
植物细胞特有的能量转化细胞器
存在于植物茎叶等绿色组织的细胞内
呈椭圆状
结构
1| 叶绿体膜
是细胞质和叶绿体基质的功能屏障
2| 类囊体
光合作用的光反应场所
3| 叶绿体基质
含有光合作用中固定CO2的所有酶类
功能
进行光合作用
七、 溶酶体
形态结构和特性
由一层单位膜包围的球形小体
在细胞内起消化和保护作用
酸性磷酸酶
功能
1| 自噬作用
清除有害物质，维持细胞内环境的稳定
保护性反应
2| 异噬作用
重要的防御机制
八、 液泡
由单分子生物膜包围的充满水溶液的泡，普遍存在于植物细胞中
九、 微体
可被诱导增殖
(1) 过氧化物酶体
解毒
(2) 乙醛酸循环体
将脂肪合成糖类和其他细胞成分
细胞骨架系统
一、 概念
是细胞内在细胞质和细胞核间构成的以蛋白质纤维为主的网络结构，普遍存在于真核细胞中
维持着细胞的形态结构及内部结构的有序性
二、 细胞质骨架
1. 微管
细胞质骨架系统中的主要成分，在细胞中由单管、二联管和三联管三种形式
支架作用、纤毛和鞭毛运动
2. 微丝
肌动蛋白纤维，是真核细胞中由肌动蛋白组成的实心纤维
维持细胞形态
3. 中间纤维
介于微管与微丝之间的纤维，具有严格的组织特异性
骨架功能与信息功能
4. 鞭毛、纤毛
运动，使细胞移位
5. 中心粒
存在于大部分真核生物，种子植物除外
三、 细胞核骨架
1. 核基质
由蛋白质组成的细胞核内的骨架结构，分布于整个细胞核内
提供作用位点
2. 染色体骨架
细胞核中的核基质蛋白
3. 核纤层
位于内核膜下方，是一种纤维网络
为细胞核提供结构支持
细胞连接
一、 封闭连接
位于上皮顶端两相邻细胞间
紧密连接
维持上皮细胞的极性
防止物质从细胞间通过
二、 锚定连接
桥粒连接
桥粒
两细胞间的连接
出现在上皮组织
半桥粒
细胞同细胞外基质相连
上皮细胞的底面
黏着连接
黏合带
位于上皮细胞紧密连接下方
黏合斑
相邻两个细胞
三、 通讯连接
1. 间隙连接
动物细胞
无机离子、水溶性小分子
2. 胞间连丝
植物细胞
蛋白质、RNA分子
3. 化学突触
可兴奋细胞之间
释放神经递质
物质的跨膜运输
一、 范畴
1. 细胞运输
细胞与环境
2. 胞内运输
真核生物细胞内膜与内环境
3. 细胞间运输
穿越细胞
二、 种类
1. 被动运输
(1) 自由扩散
特点
不消耗ATP
不需要膜蛋白
膜两侧保持浓度差
可通过物质
气体分子
小的不带电的极性分子
脂溶性分子
(2) 协助扩散
顺浓度梯度
不消耗ATP
通过运输蛋白，加快运输
通道蛋白
载体蛋白
2. 主动运输
(1) 特点
逆浓度梯度
依赖膜蛋白
消耗代谢能
选择与特异性
(2) 离子泵
具有运输功能的ATP酶
利用ATP作为能源
(3) 伴随运输/协同运输
不直接消耗ATP，间接利用ATP的能量
葡萄糖
氨基酸
逆浓度运输
三、 内吞作用
1. 胞饮作用
连续
吞入液体或溶解物
2. 胞吞作用
巨噬细胞
保护
原生动物
摄食
四、 外排作用
细胞不需要的大分子物质
细胞通讯
一、 特点与方式
1. 方式
间接通讯
接触通讯
细胞间隙连接
2. 过程
(1) 信号传导
信号的产生与传送
信号的合成、分泌和传递
(2) 信号转导
信号的接收与转换
信号的识别、转移和交换
二、 信号分子
1. 类型
化学信号
气体性信号分子
疏水性信号分子
亲水性信号分子
物理信号
声、光、电和温度变化
2. 作用方式
1| 内分泌
作用于靶细胞
2| 旁分泌
作用于邻近靶细胞
3| 自分泌
对自身分泌的物质
4| 化学突触传递
电信号——化学信号——电信号
3. 功能
与细胞受体结合并传递信息
三、 信号转导
1. 受体
接收信息的分子
糖蛋白
糖脂
糖蛋白和糖脂的复合物
2. 膜受体
三大家族
离子通道偶联受体
G蛋白偶联受体
酶联受体
反应
细胞内现存蛋白活性或功能的改变
影响细胞内特殊蛋白的表达量
3. 胞内受体
启动某些基因的转录与表达
细胞增殖与分化
细胞周期
概念
连续分裂的细胞从一次有丝分裂结束到下一次有丝分裂终止所经历的全过程
细胞的遗传物质复制并均等地分配给两个子细胞
真核细胞
(1) 间期
G1期
上次细胞分裂之后与合成期之前的间隔期
S期
DNA合成期
G2期
合成期之后与细胞分裂之前的间隔期
(2) 分裂期
1| 持续分裂细胞
周期性细胞
2| 终端分化细胞
永久失去分裂能力的细胞
3| G0细胞
休眠细胞
原核细胞
启动期
DNA复制准备阶段
DNA合成期
40min
细胞分裂期
20min
调控
调控系统
连锁反应
协同反应
调控因子
促成熟因子MPF
蛋白激酶Cdk
周期蛋白
机制
控制点
G1/S检验点
G2/M检验点
调控机制
见课本P51 图1-34
细胞分裂
无丝分裂
不出现染色体和纺锤体
低等生物及高等动植物生长旺盛的组织和器官中
有丝分裂
1. 前期
染色质浓缩，核仁解体、核膜消失
2. 前中期
纺锤体形成
3. 中期
染色体排列在赤道面上，纺锤体呈现典型的纺锤样
4. 后期
染色单体分开，并移向两级
5. 末期
核仁、核膜重新出现，形成新的细胞核
子细胞在染色体的数量和质量上与母细胞完全一致
6. 胞质分裂
动物细胞
参与
肌动蛋白和肌球蛋白
方式
谥缩和起沟
植物细胞
成膜体
细胞板
减数分裂
过程
1. 减数分裂Ⅰ
1| 间期
不发生DNA的复制
2| 前期Ⅰ
细线期
染色质纤维折叠、螺旋化
偶线期
同源染色体配对，发生联会
有别于有丝分裂的重要特征
粗线期
等位基因之间部分DNA片段交换重组
双线期
同源染色体分离，交叉消失
终变期
染色体重新开始凝集
3| 中期Ⅰ
染色体排列在细胞的赤道面上，同源染色体不分开
4| 后期Ⅰ
同源染色体对彼此分离，被纺锤丝牵拉移向两级
有利于基因产生变异
5| 末期Ⅰ
染色体解旋变细，细胞质分裂成两个细胞
2. 减数分裂Ⅱ
1| 前期Ⅱ
染色质浓缩螺旋化
2| 中期Ⅱ
出现纺锤体
3| 后期Ⅱ
4| 末期Ⅱ
染色单体分开，分别移向细胞两级
结果
一个二倍体的细胞产生了4个在染色体数目上都是单倍体的细胞
生物学意义
增加了新的遗传变异，确保生物的多样性
增强了生物适应变化环境的能力
保证了生物的繁衍
成为生物进化的动力
细胞分化
概念
同一来源的细胞在形态结构、生理功能和生化特征出现差异的过程
特定基因在一定时间、空间表达的结果
细胞的全能性，基因选择性表达
基因表达
1. 基因与细胞分化
(1) 看家基因
维持细胞最低限度功能
(2) 组织特异性基因/奢侈基因
赋予细胞特异的形态结构和功能
(3) 调节基因
其转录产物或激活或阻遏奢侈基因的表达
2. 作用
(1) 维持细胞的生活功能
(2) 导致细胞分化
干细胞
分类
发育阶段
胚胎干细胞/ES细胞
在不同条件下具有不同的功能状态
具有发育分化成各种类型细胞的多潜能性
成体干细胞
成年动物体内组织和器官修复再生的基础
发育潜能
全能干细胞
多能干细胞
专能干细胞
特点
1| 不处于分化途径的终端
2| 可无限制地分裂
3| 仍为干细胞
4| 不可逆地向终末分化
细胞决定
预先保证细胞怎样变化的时期
细胞的衰老与死亡
细胞衰老
1| 细胞水分减少
2| 色素生成、色素颗粒沉积
3| 细胞质膜流动性下降
4| 线粒体体积膨大，数量减少
5| 细胞核膜内折直至核膜崩解
6| 细胞骨架系统解体，蛋白质合成速度降低
细胞死亡/程序性细胞死亡
凋亡
一定生理或病理条件
不引发炎症反应
自我保护机制
坏死
酶性消化
蛋白变性
自溶
死亡细胞本身的溶酶体
异溶
浸润坏死组织内白细胞溶酶体
自噬
基本应激反应
利用溶酶体降解自身受损的细胞器和大分子物质的过程
癌细胞
形态特征
细胞凋亡相关的信号通路产生障碍，成为永生细胞
生理特征
1. 生长失控
2. 浸润性
3. 转移性
4. 细胞间相互作用改变
5. 代谢旺盛
6. 可移植性
Hela细胞
可以连续传代
细胞株不会衰老致死
感染性极强
细胞的生命物质
细胞的元素组成
以化合物的形式存在
常量元素
碳、氢、氧、氮、磷、硫、钾、钙、镁、钠、氯
微量元素
铁、铜、锰、锌、钴、钼、硒、铬、镍、钒、锡、硅、碘、氟
细胞的分子组成
细胞中的水
游离水
作为溶剂参与代谢物质的运输
结合水
直接与蛋白质等物质的分子结合，成为细胞结构的一部分
无机盐
功能
维持细胞内的渗透压，以保持细胞的正常生理活动
同蛋白质或脂质结合组成具有特定功能的结合蛋白，参与细胞的生命活动
作为酶促反应的辅因子
阴离子
能量代谢
组成成分
调节酸碱平衡
阳离子
见课本P18 表1-3
有机物
糖类 C、H、O
1. 单糖
葡萄糖、果糖、半乳糖、核糖、脱氧核糖
2. 二糖/寡糖
蔗糖、麦芽糖、乳糖
3. 多糖
淀粉（植物）、糖原（动物）、纤维素
4. 糖蛋白
开关和调节
激素
胞内转运
保护和促进物质吸收
参与血液凝固
细胞识别
脂质 C、H、O、P
1. 中性脂肪
植物和动物细胞储存脂质的主要形式
2. 磷脂
构成生物膜磷脂双分子层的主要成分
3. 类固醇
胆固醇
细胞膜的组成成分
性激素
分泌雌雄激素
维生素D
促进钙的吸收
4. 萜类
类胡萝卜素
维生素A、维生素E、维生素K
5. 蜡
防止植物水分蒸发
帮助动物抵御干旱环境的胁迫
一定的经济价值
蛋白质 C、H、O、N、S
氨基酸 脱水缩合形成肽键
必需氨基酸
非必需氨基酸
结构
一级结构：氨基酸数目、种类、顺序
二级结构：氢键使多肽链发生卷曲和折叠
超二级结构
结构域
三级结构：进一步盘绕或折叠形成的三维空间形态
四级结构：由亚基之间借次级键互相聚合形成的聚集体
分类
简单蛋白质
完全由氨基酸缩合而成的蛋白质
结合蛋白质
多肽链上有共价结合的辅基、配集或侧链的蛋白质
功能
生命的组成者和功能的体现者 见课本P24 表1-4
细胞骨架
由蛋白质组成的蛋白质纤维结构
核酸 C、H、O、N、P
组成单体
核苷酸
五碳糖分子
脱氧核糖核酸
DNA分子链：双链
DNA的结构
1| 碱基组成规律：A+G=C+T
2| DNA的一级结构：碱基排列顺序
3| DNA的二级结构：两条脱氧核苷酸链反向平行盘绕所形成的双螺旋结构
4| DNA的三级结构：DNA扭曲盘绕所形成的特定空间结构
核糖核酸
RNA的结构
1| tRNA:把氨基酸转运到核糖体，具有专一性
2| rRNA：核糖体组成和行使功能的主要成分
3| mRNA:蛋白质合成的模板
4| 非编码RNA：调控基因表达
a. snRNA:剪接mRNA
b. snoRNA：指导rRNA核糖甲基化
c. microRNA：参与转录后基因表达调控
d. lncRNA：参与细胞内多种过程调控
e. circRNA：具有一定的组织、时序和疾病特性
以DNA为模板合成 单链
磷酸
含氮碱基
DNA
腺嘌呤【A】鸟嘌呤【G】胞嘧啶【C】胸腺嘧啶【T】
RNA
腺嘌呤【A】鸟嘌呤【G】胞嘧啶【C】尿嘧啶【U】
功能
储存遗传信息
控制蛋白质的合成
细胞结构体系的形成
细胞的组装活动是细胞生命活动的基础
小分子有机物
细胞的基本结构单位
生物大分子
细胞的高级结构
细胞器
细胞
细胞的发现和细胞学说的创立
显微镜的发明
1. 1590年 荷兰 詹森——发明显微镜第一人
2. 1665年 英国 胡克——首次发现了细胞并命名为“cella"
3. 1674年 荷兰 列文虎克——微生物世界的发现者
细胞学说的创始人
1. 1838年 德国 施莱登
2. 1839年 德国 施旺
3. 1858年 德国 魏尔肖
4. 1880年 德国 魏斯曼
细胞学说
1| 细胞是一个有机体，一切动植物都由细胞发育而来，并由细胞和细胞产物所构成
2| 细胞是一个相对独立的单位，既有它自己的生命，又对与其他细胞共同组成的整体的生命起作用
3| 新细胞可以从老细胞中繁殖产生