【正文】 油三酯（ triacylglycerols），一般是細胞中的貯藏物質(zhì) （ 2）磷脂： （ Phosphatipid） 有極性頭部和非極性尾部（親水基團和疏水基因），這樣同一分子上兩種性質(zhì)的基因在空間上總是對立分開，定向排列，構(gòu)成生物膜，形成一較整齊的界面，它對膜的性質(zhì)及功能起著重要的作用。主要是半乳糖 。 葉綠體層膜中含大量糖脂和硫脂。 四碳糖：赤蘚糖 五碳糖：核糖，脫氧核糖 —— 核酸組分，木糖，核酮糖，木酮糖。 代謝物，運輸，貯藏，和蛋白質(zhì)結(jié)合的糖蛋白起識別作用，作為信號分子的寡聚糖。 非單一生物分子組成：如核酸，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，生理功能特殊化，執(zhí)行生命活動的一定功能； （ 2）生物大分子相互組合，構(gòu)成結(jié)構(gòu)上，功能上更復(fù)雜的超分子復(fù)合物（ Super molecular plex）如膜結(jié)構(gòu)包括：蛋白質(zhì)，核酸，脂類，糖。正是它們的巧妙組裝，構(gòu)成了細胞的生命狀態(tài)。 （ 4）生物大分子，特別是核酸蛋白質(zhì)的遺傳特性 DNA→ RNA→ Protein 具有相當?shù)姆€(wěn)定性和特殊性，保持物種屬性。 從組成細胞的生物大分子的特點（本質(zhì)和功能上）來認識生命的特點（高級運動形式，復(fù)雜，多樣，精致，調(diào)控適應(yīng)） 一、 細胞概述 細胞種類 細胞膜：磷脂雙分子層和鑲嵌蛋白質(zhì) 形態(tài) 核酸： RNA 和 RNA 結(jié)構(gòu) 各異，基本共同點 核榶體：合成蛋白質(zhì)的場所 功能 分裂方式：一分為二，遺傳物質(zhì)分裂前復(fù)制，分裂時均勻分配到兩個子細胞中 （一）、原核細胞和真核細胞的區(qū)別 細胞的進化程度，細胞可分為兩大類型： 原核細胞（ prokaryotic cell）：細菌、藍藻；支原體、衣原體、立克次體、放線菌等，由原核細胞構(gòu)成的有機體稱為 原核生物（ prokaryote） 原核細胞體積小，直徑 ~10μ m，無 典型細胞核 ，即無核膜將遺傳物質(zhì)與細胞質(zhì)分開，只有環(huán)狀 DNA 分 子形成的 擬核（ nucleoid） ， 細胞器簡單 ：只有核糖體和類囊體。真核細胞體積大，直徑 10~100μ m， 細胞結(jié)構(gòu)區(qū)域化 ，即核質(zhì)被核膜包圍， 有細胞核、細胞器（ cell anelle）、細胞器間由膜形成的內(nèi)膜系統(tǒng) 。 原核細胞 真核細胞 大小 小（ 110mm） 大（ 10100mm 壁 有壁 有壁 核 無核膜、核仁，有裸露的 DNA，不與 RNA 蛋白質(zhì)結(jié)合稱擬核 有核仁、核膜，幾條染色體 DNA與 RNA蛋白質(zhì)連在一起。內(nèi)質(zhì)網(wǎng)和高爾基體 細胞器 有核糖體，無其它細胞器 有線粒體、葉綠體、溶酶體 細胞骨架 無 有微絲、微管 分裂方式 二分體分裂，無有絲分裂 進行有絲分裂 光合呼吸 在質(zhì)膜上進行 光合在葉綠體，呼吸在線粒體體 核糖體 70s 80s 遺傳信息 轉(zhuǎn)錄 在細胞質(zhì) 轉(zhuǎn)錄在核，翻譯在細胞質(zhì) (二 )、植物細胞與動物細胞的區(qū)別 動、植物細胞亞顯微結(jié)構(gòu)圖總結(jié)如下表 細胞壁 （ 植物細胞特有 ） 細胞 細胞膜 細胞質(zhì) 基質(zhì) 細胞器 線粒體 質(zhì)體 (植物細胞特有 ) 高爾基體 內(nèi)質(zhì)網(wǎng) 中心體 (主要存在于動物細胞中 ) 核糖體 液泡 (植物細胞特有 ) 細胞核 高等植物細胞的特點： 一株綠色植物中不同組織器官的細胞：大小、形態(tài)、細胞器的分化程度、數(shù)目等都不相同。這就是胞間連絲 (protoplasma) 細胞核、線粒體和質(zhì)體具有雙層細胞膜 (cell membrane)，三者均有各自的遺傳物質(zhì)，都可以進行自我繁殖。 有的細胞器，如微管、核榶體，沒有膜包裹，有明顯的形狀，行使獨特的生理功能。 二、原生質(zhì)的性質(zhì) 原生質(zhì)是構(gòu)成細胞的生活物質(zhì)，是細胞 生命活動的基礎(chǔ)。 細胞是植物體進行生命活動的基本單位，細胞生理功能的實現(xiàn)，是與細胞內(nèi)各種無機和有 機小分子、基本生物分子、生物大分子等的特點有關(guān)。 這些單體分子包括： 20 種氨基酸 5 種含氮的雜環(huán)化合物 (嘌呤及嘧啶的衍生物 ) 2 種單糖 (葡萄糖和核糖 ) 1 種脂肪酸 (棕櫚酸 ) 1 種多元醇 (甘油 ) 1 種胺類化合物 (膽堿 ) 這些基本生物分子可以相互轉(zhuǎn)變，或進一步轉(zhuǎn)變?yōu)槠渌纳锓肿?，如植物體內(nèi)已有 100多種氨基酸，但都是組成蛋白質(zhì)的 20 種氨基酸的衍生物。這些單體分子可以聚合成低聚物，甚至生物大分子(biomacromolecule)。 原生質(zhì)的化學(xué)組成決定原生質(zhì)具有液體和膠體的特性，同時具有液晶態(tài)的特性，在生命活動中起著重要而復(fù)雜多變的作用。使液體表面有自動收縮到小的趨勢，所以沒有細胞壁的原生質(zhì)體呈球形。當粘性增加、代謝活動降低時，植物與外界發(fā)生交換的物質(zhì)減少，抗逆性增加；反之植株生長旺盛，抗逆性減弱。 原生質(zhì)的彈性與抗逆也有很大關(guān)系：彈性越大，對抗外界機械壓力的能力越大，抗逆性越強。 流動性：原生質(zhì)流動是一種復(fù)雜的生理現(xiàn)象，在同一個細胞內(nèi)，可以觀察到不同的細胞器沿相反的方向同時流動，但其機理不太清楚。在顯微鏡下就很容易觀察到原生質(zhì)的流動。 1~100nm 大小的顆粒分散于另一種物質(zhì)中，就會形成膠體 構(gòu)成原生質(zhì)的蛋白質(zhì)、核酸等生物大分子的直徑均符合膠粒大小范圍，所以其水溶液具有膠體的性質(zhì)。在此吸附層外又有一層帶電量相等，符號相反的擴散層。 雙電層 的存在對于維持膠體的穩(wěn)定性起重要作用。 蛋白質(zhì)是兩性電解質(zhì)，在兩性電離狀態(tài)下，原生質(zhì)具有緩沖能力，對細胞內(nèi)代謝有重要作用。就會破壞原生質(zhì)膠體的穩(wěn)定性，降低原生質(zhì)的粘度、彈性、滲透壓以及傳導(dǎo)性。 2．擴大界面： 原生質(zhì)膠體顆粒的體積雖然大于分子或離子，但其分散度高，比表面積 (表面積與體積之比 )大。這就稱為 吸附作用 (absorption)。 已證明：許多化學(xué)反應(yīng)都在界面上發(fā)生。 3．凝膠作用： 膠體有兩種存在狀態(tài)：溶膠 (Sol) 凝膠 (Gel) 溶膠是液化的半流動狀態(tài)，近似流體的性質(zhì)。凝膠和溶膠可以相互轉(zhuǎn)化，凝膠轉(zhuǎn)變?yōu)槿苣z的過程稱為 溶膠作用 。溫度越低，膠粒動能越小，膠粒部分水膜變薄，膠粒間相互形成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，水分子處于網(wǎng)眼結(jié)構(gòu)的空隙中，這時膠體即呈凝膠狀態(tài)；溫度升高，膠粒動能增大，分子運動速度加快，膠粒間的聯(lián)系消失，網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)不再存在，膠粒均勻分布，呈自由活動狀態(tài)，此時膠體即為溶膠。 當原生質(zhì)處于溶膠狀態(tài)時，粘性小，代謝活躍，生長旺盛，但抗逆性較弱；當原生質(zhì)呈凝膠狀態(tài)時，細胞生理活性降低，對不良環(huán)境抵抗力高，有利于植物度過逆境。種子就是靠這種吸脹作用在土壤中吸水萌發(fā)。從微觀來看，液晶態(tài)是某些特定分子在溶劑中有序排列而成的聚集態(tài)。一些較大的顆粒如核仁、染色體和核糖體也具有液晶 結(jié)構(gòu)。如膜的流動性是生物膜具有液晶特性的緣故： 溫度過高，膜從液晶態(tài) 液態(tài)，流動性增大，膜透性增大，胞內(nèi)葡萄糖和無機離子等大量流失。 第二節(jié) 細胞壁的結(jié)構(gòu)與功能 細胞壁 (Cell wall)是植物細胞外圍的一層壁，具有一定的彈性和硬度，界定細胞外形和大小。它將兩個子細胞分開，這一層就叫 胞間層 ，也叫做中層 (middle lamella)。很多細胞只有初生壁：分生組織細胞、胚乳細胞等；而某些特化的細胞，如纖維細胞、管胞、導(dǎo)管等在生長接近定型時，在初生壁內(nèi)側(cè)沉積纖維素、木質(zhì)素等次生壁物質(zhì)，且層與層之間經(jīng)緯 交錯，這一層即為 次生壁 。 二、 細胞壁的化學(xué)組成 細胞壁：多糖 (90%)：纖維素，半纖維素和果膠類物質(zhì)。 蛋白質(zhì) (10%) 酶類 脂肪酸 1．纖維素 構(gòu)成細胞壁的主要成分。微團組合成 微纖絲 (microfibril)，微纖絲又組成 大纖絲 (macrofibril)。 2．半纖維素 半纖維素 (hemicellulose)指除纖維素和果膠物質(zhì)以外的溶于堿的細胞壁多糖類的總稱。不同來源的纖維素，組成成分也不盡相同：有的只有一種單糖縮合而成，如聚甘露糖和聚半乳糖； 有的有幾種單縮合而成，如木聚糖、阿拉伯糖、半乳聚糖等。 3．果膠類 果膠物質(zhì) (pectic substances)是由半乳糖醛酸組成的多聚體。根據(jù)其結(jié)合情況及理化性質(zhì)，又可分為三類：果膠酸、果膠和原果膠。 水溶性，易與鈣形成果膠酸鈣 的凝膠，主要存在于中層中。 （ 3）、原果膠（ protopectin）：分子量比果膠酸和要膠高，主要存在于初生壁中。 果膠物質(zhì)分子間形成鈣橋而成交聯(lián)成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，作 為細胞間的中層起粘合作用，允許水分子自由通過。 鈣橋：使細胞壁襯質(zhì)的流動性降低。 木質(zhì)素（ lignin）：由苯基丙烷衍生物的單體所構(gòu)成的聚合物。 蛋白質(zhì)與酶： 伸展蛋白（ extensin）：富含羥脯氨酸， 300aa。 礦質(zhì)： Ca2+，細胞壁為植物細胞最大的鈣庫 鈣調(diào)素（ calmodulin, CaM）在細胞壁中發(fā)現(xiàn)。成膜體的囊泡 連接 形成細胞的質(zhì)膜。 細胞 板形成后，高爾基體小泡 造壁物質(zhì) 釋放至質(zhì)膜外 充實新形成的壁。 初生壁內(nèi)側(cè)，纖維素分子定向、分層沉積經(jīng)緯交錯加固 ，是增強植物體支持能力的重要基礎(chǔ)。 由于胞間連絲是組織的原生質(zhì)體具有連續(xù)性，因而將由胞間連絲把原生質(zhì)連成一體的體系稱為 共質(zhì)體（ symplast） 。 共質(zhì)體與質(zhì)外體都是植物體內(nèi)物質(zhì)運輸和信息傳遞的通路。 胞間連絲的功能 （ 1）、物質(zhì)交換 可溶性物質(zhì)、生物大分子、細胞核發(fā)生胞間運輸 （ 2）、信號傳遞 物理信號、化學(xué)信號 第三節(jié) 生物膜的結(jié)構(gòu)與功能 生物膜（ biomembrane） 構(gòu)成細胞的所有膜的總稱。 一、 生物膜的化學(xué)組成： 真核細胞中，膜結(jié)構(gòu)占整個細胞干重 70~80%。 蛋白質(zhì)與脂類的比例，不同的細胞、細胞器或膜層相差較大。 （一）、膜蛋白 根據(jù)蛋白質(zhì)與膜脂相互作用的方式及其在膜中的排列部位，可將膜蛋白分為兩類： 外在蛋白（ extrinsic protein）：水溶性球蛋白，通過靜電、離子鍵等非共價鍵與膜脂相連，分布在膜的內(nèi)外表面。最近，新的膜蛋白，即膜脂蛋白，蛋白部分不直接嵌入膜，而是其中的脂肪酸插入脂質(zhì)雙分子層中。 （二）、膜脂 植物細胞中，生物膜中的脂類主要為復(fù)合脂類（ plex lipids）。 磷脂（ phospholipid）：含有磷酸基的復(fù) 合脂。 磷脂分子的結(jié)構(gòu)：疏水基團 疏水尾部 親水基團 極性頭部 糖脂（ glycolipid）： 甘 油脂中甘油分子上有一個－ OH 以糖苷鍵與一分子六碳糖結(jié)合的產(chǎn)物。 糖脂和硫脂也具有極性的頭部和尾部。 膜上的脂類都是兩性分子 ，在水相中可自發(fā)形成脂雙層，即親水的頭部在水相，疏水的尾部朝中央，這就上 脂類裝配 。 脂雙層具有自我裝配、自我閉合和流動性三大特點，是生物膜理想的基本結(jié)構(gòu)。與植物的抗逆性有關(guān)，通常，不飽和脂肪酸的含量和不飽和的程度，決定植物的抗逆程度。多數(shù)與膜蛋白共價結(jié)合，少數(shù)與膜脂結(jié)合，分別形成糖蛋白和糖脂。 二、 生物膜的結(jié)構(gòu) 生物膜的結(jié)構(gòu)有許多假說和模型，介紹兩種： （一）、流 動鑲嵌模型（ fluid mosaic model） 1972 年 . 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