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细胞结构与细胞通讯
这是一个关于细胞结构与细胞通讯的思维导图，主要内容有细胞的结构、真核细胞的结构、生物膜—流动镶嵌模型、细胞通讯。
编辑于2022-10-29 23:31:21 陕西- 普通生物
- 细胞结构与细胞通讯
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细胞结构与细胞通讯
细胞的结构
细胞学说
细胞是有机体，是所有动植物的基本结构单位
每个细胞相对独立，一个生物体细胞之间协同配合
新细胞由老细胞繁殖产生
分离细胞器的方法—差速离心
细胞的概貌
细胞的形态差异与其生理功能和所处环境密切相关
不同的细胞大小差异很大，与其功能相适应
细胞体积守恒：生物体大小与细胞数量成正比，细胞体积和数量不能无限增大
原核细胞
特点
结构简单无膜性细胞器 拟核
体积小 无丝分裂 细胞壁（蛋白多糖和糖脂 主要是肽聚糖）
主要代表 细菌 蓝藻（蓝细菌）衣原体 支原体
支原体是最小最简单的细胞器
无细胞壁 具感染性 只有核糖体
真核细胞的结构
形态大小
形态多种多样常与所处部位及功能相关
大小差异很大，与细胞类型有关
细胞壁主要为纤维素或几丁质
细胞核是真核细胞的控制中心
核被膜
内核膜
与外核膜平行排列
核质面附着有致密的核纤层纤维网络结构
外核膜
与糙面内质网相连表面附着核糖体
胞质面附着有中间纤维和微管与核定位有关
核周隙
内外核膜之间的缓冲区 内外核膜之间的腔隙
与糙面内质网相通，内含多种蛋白质和酶类
核孔复合体
活动旺盛的细胞核孔数目较多
由多个蛋白质颗粒以特定方式排列而成的蛋白质分子复合物，也称为核孔复合体
核纤层
内核摸内侧纤维蛋白组成的网络片层结构
属于中间纤维
功能
提供屏障 使基因表达在不同时间和空间进行 维持相对稳定的内环境
参与蛋白质合成
核质之间的物质交换
染色质
组成 组蛋白和非组蛋白
常染色质（细丝状）异染色体（染色较深的团块） 染色体（染色质进一步浓缩）
基本结构单位 核小体—DNA分子和一个组蛋白八聚体构成的圆盘状颗粒
核仁
组成 RNA DNA 蛋白质和酶
rRNA基因转录和加工的场所，是核糖亚基装配的场所 含rDNA的区域为核仁组织者
核基质
由纤维蛋白构成的网架体系 是细胞核的支架
内质网与核糖体
内质网
膜性小管，小泡和扁囊彼此连通构成的三维网管结构体系
粗面内质网（rER） 外输性蛋白质及多种膜蛋白的合成，加工及转用有关
光面内质网（sER）
参与脂类的合成和转运
参与糖原的代谢
作为细胞解毒的主要场所
作为肌细胞Ca2+的储存场所
与胃酸，胆汁的合成与分泌密切相关
核糖体
rRNA和蛋白质组成，进行蛋白质合成
附着核糖体 合成分泌性蛋白
游离核糖体 合成自身结构蛋白
线粒体核糖体
在核仁中分别组装核糖体的亚单位然后在细胞质中组装成完整的核糖体
高尔基体合成 分裂拣并将产物运出细胞
功能 蛋白质修饰与加工 多糖合成 蛋白质分类，包装，运输
溶酶体起消化作用
含60种以上水解酶 酸性 膜上嵌有质子泵
液泡有多种功能
作用 调节渗透压收集代谢废物 液泡中的花青素决定花果实和叶的颜色
线粒体和质体等就行能量转换
线粒体
细胞呼吸并产生ATP的重要场所
基粒又称ATP合酶复合体
三羧酸循环，电子传递和AYP生成的场所
质体（植物细胞细胞器）
白色质体：储存淀粉
有色质体：果实，花，秋叶中，含色素
有光 叶绿体：光合作用
叶绿体
叶绿体膜：外膜的渗透压大，内膜的选择性强
类囊体：光能向化学能的转化是在类囊体上进行的，因此又称光合膜（半自助性细胞器）
微体是与H2O2代谢有关的细胞结构
过氧化物酶体
20%脂肪酸在其中氧化分解，氧化反应产生的H2O2由所含过氧化氢酶分解
乙醛酸循环体
只存在于植物细胞，参与脂类转化为糖的过程
细胞骨架维持细胞形状并控制（蛋白质纤维组成网状结构）
微管（中空管）
功能
维持细胞形态
细胞器定位
胞内物质运输
鞭毛，纤毛，染色体运动
秋水仙素，长春新碱抑制微管装配，紫杉醇促进微管装配并使已形成的微管稳定
动态性 以异二聚体为单位
极性 踏车运动：正端生长速度快，负端生长速度慢（正端添加速度高于负端）
马达蛋白参与微管
微丝（肌动蛋白组成）
功能
产生张力，维持细胞形态
细胞分裂
肌肉收缩（细胞内的信号转导，运动功能）
参与细胞内物质运输
细胞松弛素：抑制微丝的聚合，对微管无作业 鬼笔环肽：同聚合的微丝结合后，抑制微丝的解体
中间纤维（纤维，由多种蛋白构成）
功能：起着广泛的骨架功能
分布 ：与质膜和细胞外基质有直接联系，内与核膜核基质联系形成贯穿整个细胞的网络系统
分类（根据构成的蛋白质氨基酸序列的相似性）：角蛋白 核纤层蛋白 波形蛋白 胶质原纤维酸性蛋白 神经纤丝蛋白 结蛋白
鞭毛 纤毛 中心粒与运动有关
基体由微管构成与鞭毛和纤毛的基部相连 中心粒由微管构成
鞭毛和纤毛是细胞表面运动器官（中央为一组二连微管称为中央微管，周围有9组二联微管（二联体）
中心粒和中心粒旁物质构成中心体
细胞壁包被着植物细胞
构成 包间层，初生壁，次生壁 主要成分：多糖物质
维持细胞的一定形态，增强细胞的机械强度，并且与细胞的生理活动有关
胞间层 分裂时产生，相邻两个细胞所共有的一层薄膜 主要成分：果胶质 缓冲细胞间的挤压
初生壁 存在与所有活着的植物细胞，主要成分为纤维素，半纤维素并有结构蛋白存在，如不再有新壁层积累初生壁就是永久的细胞壁如薄壁组织细胞
次生壁 初生壁内侧积累的细胞壁层 ，主要成分为纤维素常有木质素存在 使细胞壁具有很大机械强度
子主题
胞间连丝细胞壁中开的小口相邻细胞的细胞膜伸入孔中，彼此相连，光面内质网彼此相连
动物细胞有胞外基质（ECM）和细胞连接
动物细胞合成并分泌到胞外，分布在细胞表面和细胞之间的大分子，主要糖蛋白，如胶原.蛋白聚糖
细胞连接
功能加强细胞间的机械连接和维持组织结构的完整性，协调性
紧密连接
分布
广泛分布于各种上皮细胞
功能
保证组织内环境稳定
维持上皮细胞的极性
桥粒
非常牢固的细胞连接，是与中间纤维相连的锚定连接
桥粒 细胞与细胞之间的连接 半桥粒 细胞与细胞外基质的连接
功能 增强了组织抵抗外界压力与张力的机械强度
间隙连接（通讯连接）
功能 加强相邻细胞的连接，介导细胞间通讯
生物膜—流动镶嵌模型
主要由脂类和蛋白质分子以非共价键（疏水键）组合装配，表面还有糖类分子
功能 区间化，物质交换，信息传递，细胞间的相互作用，能量转换，机械强度，绝缘，细胞运动等
基本支架：磷脂双分子层 主要成分：蛋白质，脂类（磷脂），糖类
磷脂分子：双亲性分子或兼性分子
胆固醇：双亲性分子，极性头部为羟基非极性疏水结构为固醇环和烃链 功能：调节膜的流动性，增强膜的稳定性，降低通透性
鞘脂（鞘氨常醇衍生物）鞘酸脂，鞘糖脂（高尔基体合成）
生物膜是一种动态的，不对称的 具有流动性的结构 具有晶体分子的有序性，又具有液体的流动性
膜是流动的
膜脂分子的运动方式 侧向扩散 翻转运动 旋转运动 弯曲运动 伸缩和振荡运动
膜蛋白的运动性 侧向扩散 旋转运动
影响膜流动性的因素 1.不饱和脂肪酸越多，流动性越大2.脂肪酸链越短3.胆固醇分子相变温度以上限制膜的流动性，稳定质膜；相变温度以下，防止脂肪酸链相互凝聚，干扰晶态形成4.嵌入的蛋白质越多流动性越小5.膜脂的极性基团，环境温度 ，PH值，离子强度及金属离子等都可对流动性产生影响
蛋白质是镶嵌的
内在（整合）膜蛋白 穿过脂双层
外在（周边）膜蛋白 粘附在膜内在蛋白的膜外部分
脂锚定膜蛋白
膜蛋白的功能 转运 酶活性 信号传导 胞间连结 细胞—细胞识别 将细胞骨架与胞外基质连接起来
膜上的糖类为细胞间识别所必需
细胞膜中含有的糖类称为膜糖类 主要与膜蛋白和膜脂分子共价结合形成糖蛋白，糖脂，所有糖链伸向细胞膜外表面 主要成分为半乳糖，甘露糖，唾液酸
功能：有助于蛋白质在膜上的定位与固定，参与细胞识别及与周围环境的相互作用
糖萼：寡糖链和蛋白质共同构成细胞表面的一层糖萼
细胞通讯
信号接受
配体与受体结合
配体：细胞外的信号分子
受体：能特异性识别并结合胞外信号分子的特殊蛋白质
膜受体
细胞外域：与配体相互作用
跨膜域：将受体固定在细胞膜上
胞内域：起传递信号作用
其配体是一些亲水的，不能直接穿越细胞膜脂质双分子层
胞内受体，为DNA结合蛋白，作为转录因子与DNA顺势作用元件结合，调节基因的表达 （其配体是来自胞外的亲脂性小分子甾类激素，如性激素睾酮
膜表面受体
1.离子通道型受体
2.G蛋白耦联型受体
3.酶耦联的受体
信号转导
由蛋白质磷酸化引起 作用：把信号从受体上传递到细胞内发生专一的响应
细胞外信号分子：第一信使 细胞内信使：受体被激活后在细胞内产生的，能介导信号转导的活性物质，称为第二信使 最重要的有：cAMP和钙离子等
钙信号使细胞内某些酶的活性和蛋白质功能发生改变
细胞对信号的响应
信号转导的最终结果是细胞对信号的响应，响应包括酶活性的改变，酶的合成，甚至细胞核内的变化
信号级联放大的结果
信号转导的专一性
细胞结构与细胞通讯
细胞的结构
细胞学说
细胞是有机体，是所有动植物的基本结构单位
每个细胞相对独立，一个生物体细胞之间协同配合
新细胞由老细胞繁殖产生
分离细胞器的方法—差速离心
细胞的概貌
细胞的形态差异与其生理功能和所处环境密切相关
不同的细胞大小差异很大，与其功能相适应
细胞体积守恒：生物体大小与细胞数量成正比，细胞体积和数量不能无限增大
原核细胞
特点
结构简单无膜性细胞器 拟核
体积小 无丝分裂 细胞壁（蛋白多糖和糖脂 主要是肽聚糖）
主要代表 细菌 蓝藻（蓝细菌）衣原体 支原体
支原体是最小最简单的细胞器
无细胞壁 具感染性 只有核糖体
真核细胞的结构
形态大小
形态多种多样常与所处部位及功能相关
大小差异很大，与细胞类型有关
细胞壁主要为纤维素或几丁质
细胞核是真核细胞的控制中心
核被膜
内核膜
与外核膜平行排列
核质面附着有致密的核纤层纤维网络结构
外核膜
与糙面内质网相连表面附着核糖体
胞质面附着有中间纤维和微管与核定位有关
核周隙
内外核膜之间的缓冲区 内外核膜之间的腔隙
与糙面内质网相通，内含多种蛋白质和酶类
核孔复合体
活动旺盛的细胞核孔数目较多
由多个蛋白质颗粒以特定方式排列而成的蛋白质分子复合物，也称为核孔复合体
核纤层
内核摸内侧纤维蛋白组成的网络片层结构
属于中间纤维
功能
提供屏障 使基因表达在不同时间和空间进行 维持相对稳定的内环境
参与蛋白质合成
核质之间的物质交换
染色质
组成 组蛋白和非组蛋白
常染色质（细丝状）异染色体（染色较深的团块） 染色体（染色质进一步浓缩）
基本结构单位 核小体—DNA分子和一个组蛋白八聚体构成的圆盘状颗粒
核仁
组成 RNA DNA 蛋白质和酶
rRNA基因转录和加工的场所，是核糖亚基装配的场所 含rDNA的区域为核仁组织者
核基质
由纤维蛋白构成的网架体系 是细胞核的支架
内质网与核糖体
内质网
膜性小管，小泡和扁囊彼此连通构成的三维网管结构体系
粗面内质网（rER） 外输性蛋白质及多种膜蛋白的合成，加工及转用有关
光面内质网（sER）
参与脂类的合成和转运
参与糖原的代谢
作为细胞解毒的主要场所
作为肌细胞Ca2+的储存场所
与胃酸，胆汁的合成与分泌密切相关
核糖体
rRNA和蛋白质组成，进行蛋白质合成
附着核糖体 合成分泌性蛋白
游离核糖体 合成自身结构蛋白
线粒体核糖体
在核仁中分别组装核糖体的亚单位然后在细胞质中组装成完整的核糖体
高尔基体合成 分裂拣并将产物运出细胞
功能 蛋白质修饰与加工 多糖合成 蛋白质分类，包装，运输
溶酶体起消化作用
含60种以上水解酶 酸性 膜上嵌有质子泵
液泡有多种功能
作用 调节渗透压收集代谢废物 液泡中的花青素决定花果实和叶的颜色
线粒体和质体等就行能量转换
线粒体
细胞呼吸并产生ATP的重要场所
基粒又称ATP合酶复合体
三羧酸循环，电子传递和AYP生成的场所
质体（植物细胞细胞器）
白色质体：储存淀粉
有色质体：果实，花，秋叶中，含色素
有光 叶绿体：光合作用
叶绿体
叶绿体膜：外膜的渗透压大，内膜的选择性强
类囊体：光能向化学能的转化是在类囊体上进行的，因此又称光合膜（半自助性细胞器）
微体是与H2O2代谢有关的细胞结构
过氧化物酶体
20%脂肪酸在其中氧化分解，氧化反应产生的H2O2由所含过氧化氢酶分解
乙醛酸循环体
只存在于植物细胞，参与脂类转化为糖的过程
细胞骨架维持细胞形状并控制（蛋白质纤维组成网状结构）
微管（中空管）
功能
维持细胞形态
细胞器定位
胞内物质运输
鞭毛，纤毛，染色体运动
秋水仙素，长春新碱抑制微管装配，紫杉醇促进微管装配并使已形成的微管稳定
动态性 以异二聚体为单位
极性 踏车运动：正端生长速度快，负端生长速度慢（正端添加速度高于负端）
马达蛋白参与微管
微丝（肌动蛋白组成）
功能
产生张力，维持细胞形态
细胞分裂
肌肉收缩（细胞内的信号转导，运动功能）
参与细胞内物质运输
细胞松弛素：抑制微丝的聚合，对微管无作业 鬼笔环肽：同聚合的微丝结合后，抑制微丝的解体
中间纤维（纤维，由多种蛋白构成）
功能：起着广泛的骨架功能
分布 ：与质膜和细胞外基质有直接联系，内与核膜核基质联系形成贯穿整个细胞的网络系统
分类（根据构成的蛋白质氨基酸序列的相似性）：角蛋白 核纤层蛋白 波形蛋白 胶质原纤维酸性蛋白 神经纤丝蛋白 结蛋白
鞭毛 纤毛 中心粒与运动有关
基体由微管构成与鞭毛和纤毛的基部相连 中心粒由微管构成
鞭毛和纤毛是细胞表面运动器官（中央为一组二连微管称为中央微管，周围有9组二联微管（二联体）
中心粒和中心粒旁物质构成中心体
细胞壁包被着植物细胞
构成 包间层，初生壁，次生壁 主要成分：多糖物质
维持细胞的一定形态，增强细胞的机械强度，并且与细胞的生理活动有关
胞间层 分裂时产生，相邻两个细胞所共有的一层薄膜 主要成分：果胶质 缓冲细胞间的挤压
初生壁 存在与所有活着的植物细胞，主要成分为纤维素，半纤维素并有结构蛋白存在，如不再有新壁层积累初生壁就是永久的细胞壁如薄壁组织细胞
次生壁 初生壁内侧积累的细胞壁层 ，主要成分为纤维素常有木质素存在 使细胞壁具有很大机械强度
子主题
胞间连丝细胞壁中开的小口相邻细胞的细胞膜伸入孔中，彼此相连，光面内质网彼此相连
动物细胞有胞外基质（ECM）和细胞连接
动物细胞合成并分泌到胞外，分布在细胞表面和细胞之间的大分子，主要糖蛋白，如胶原.蛋白聚糖
细胞连接
功能加强细胞间的机械连接和维持组织结构的完整性，协调性
紧密连接
分布
广泛分布于各种上皮细胞
功能
保证组织内环境稳定
维持上皮细胞的极性
桥粒
非常牢固的细胞连接，是与中间纤维相连的锚定连接
桥粒 细胞与细胞之间的连接 半桥粒 细胞与细胞外基质的连接
功能 增强了组织抵抗外界压力与张力的机械强度
间隙连接（通讯连接）
功能 加强相邻细胞的连接，介导细胞间通讯
生物膜—流动镶嵌模型
主要由脂类和蛋白质分子以非共价键（疏水键）组合装配，表面还有糖类分子
功能 区间化，物质交换，信息传递，细胞间的相互作用，能量转换，机械强度，绝缘，细胞运动等
基本支架：磷脂双分子层 主要成分：蛋白质，脂类（磷脂），糖类
磷脂分子：双亲性分子或兼性分子
胆固醇：双亲性分子，极性头部为羟基非极性疏水结构为固醇环和烃链 功能：调节膜的流动性，增强膜的稳定性，降低通透性
鞘脂（鞘氨常醇衍生物）鞘酸脂，鞘糖脂（高尔基体合成）
生物膜是一种动态的，不对称的 具有流动性的结构 具有晶体分子的有序性，又具有液体的流动性
膜是流动的
膜脂分子的运动方式 侧向扩散 翻转运动 旋转运动 弯曲运动 伸缩和振荡运动
膜蛋白的运动性 侧向扩散 旋转运动
影响膜流动性的因素 1.不饱和脂肪酸越多，流动性越大2.脂肪酸链越短3.胆固醇分子相变温度以上限制膜的流动性，稳定质膜；相变温度以下，防止脂肪酸链相互凝聚，干扰晶态形成4.嵌入的蛋白质越多流动性越小5.膜脂的极性基团，环境温度 ，PH值，离子强度及金属离子等都可对流动性产生影响
蛋白质是镶嵌的
内在（整合）膜蛋白 穿过脂双层
外在（周边）膜蛋白 粘附在膜内在蛋白的膜外部分
脂锚定膜蛋白
膜蛋白的功能 转运 酶活性 信号传导 胞间连结 细胞—细胞识别 将细胞骨架与胞外基质连接起来
膜上的糖类为细胞间识别所必需
细胞膜中含有的糖类称为膜糖类 主要与膜蛋白和膜脂分子共价结合形成糖蛋白，糖脂，所有糖链伸向细胞膜外表面 主要成分为半乳糖，甘露糖，唾液酸
功能：有助于蛋白质在膜上的定位与固定，参与细胞识别及与周围环境的相互作用
糖萼：寡糖链和蛋白质共同构成细胞表面的一层糖萼
细胞通讯
信号接受
配体与受体结合
配体：细胞外的信号分子
受体：能特异性识别并结合胞外信号分子的特殊蛋白质
膜受体
细胞外域：与配体相互作用
跨膜域：将受体固定在细胞膜上
胞内域：起传递信号作用
其配体是一些亲水的，不能直接穿越细胞膜脂质双分子层
胞内受体，为DNA结合蛋白，作为转录因子与DNA顺势作用元件结合，调节基因的表达 （其配体是来自胞外的亲脂性小分子甾类激素，如性激素睾酮
膜表面受体
1.离子通道型受体
2.G蛋白耦联型受体
3.酶耦联的受体
信号转导
由蛋白质磷酸化引起 作用：把信号从受体上传递到细胞内发生专一的响应
细胞外信号分子：第一信使 细胞内信使：受体被激活后在细胞内产生的，能介导信号转导的活性物质，称为第二信使 最重要的有：cAMP和钙离子等
钙信号使细胞内某些酶的活性和蛋白质功能发生改变
细胞对信号的响应
信号转导的最终结果是细胞对信号的响应，响应包括酶活性的改变，酶的合成，甚至细胞核内的变化
信号级联放大的结果
信号转导的专一性