东莞中学生物竞赛辅导专题

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细胞生物学（共 3次， 6课时）

分子与细胞、细胞膜、细胞外基质1

细胞质、细胞核、细胞骨架2

细胞增殖与调控、细胞的生命历程、癌变3

第一专题：组成细胞的元素与分子第一专题：组成细胞的元素与分子细胞细胞

细胞膜细胞膜细胞外基质细胞外基质


组成生物体的化学元素及化合物

组成生物体的化学元素中，含量占生物体总质量的万分之一以上的元素，称大量元素，如 C 、 H 、 O 、N 、 P 、 S 、 K 、 Ca、 Mg 等。

生物生活所必需，但是需要量却很少的一些元素，称微量元素，如 Fe、 Mn、 Zn、 Cu、 B 、 Mo等。

组成生物体的二十多种化学元素，在无机自然界都可以找到，没有一种化学元素是生物所特有的。这个事实说明，生物界和非生物界具有统一性。


组成生物体的化学元素及化合物（－）糖类1 ．生物学功能糖类参与细胞组成，是生命活动的主要能源物质。2 ．组成元素及种类糖类的组成元素为 C 、 H 、 O ，分单糖、寡糖、多糖三类。单糖是不能水解的最简单的糖类，其分类中只含有一个多羟

基醛或一个多羟基酮，如葡萄糖、果糖、核糖、脱氧核糖。寡糖（低聚糖）是由少数几个（ 10 个以内）单糖分子脱水

缩合而得的糖。常见的是含有 2 个单糖单位的双糖，如植物细胞内的蔗糖、麦芽糖，动物细胞内的乳糖，存在于藻类细菌、真菌和某些昆虫细胞内的海藻糖等。

多糖是由多个单糖缩聚而成链状大分子，与单糖、双糖不同，一般不溶于水，从而构成贮藏形式的糖，如高等植物细胞内的淀粉，高等动物细胞内的糖元。纤维素是植物中最普遍的结构多糖。



（二）蛋白质1 ．生物学功能蛋白质具有催化作用、运输作用和贮存作用、结构和机械支

持作用、收缩或运动功能、免疫防护功能、调节作用。2 ．组成元素和基本组成单位蛋白质主要由 C 、 H 、 O 、 N 四种元素组成，多数还含有

S 。基本组成单位是氨基酸。组成天然蛋白质的氨基酸约有 20 种，都是 L 型的 α氨基

酸。氨基酸与氨基酸之间可以发生缩合反应，形成的键为肽键。肽是两个以上氨基酸连接起来的化合物。两个氨基酸连接起来的肽叫二肽，三个氨基酸连接起来的肽叫三肽，多个氨基酸连接起来的肽叫多肽。多肽都有链状排列的结构，叫多肽链。蛋白质就是由一条多肽链或几条多肽链集合而成的复杂的大分子。



3 ．结构蛋白质结构分一、二、三、四级结构。在蛋白质分子中，不

同氨基酸以一定数目和排列顺序编合形成的多肽链是蛋白质的一级结构。蛋白质分子的高级结构决定于它的一级结构，其天然构象（四级结构）是在一定条件下的热力学上最稳定的结构。

4 ．变性蛋白质受到某些物理或化学因素作用时引起生物活性的丧失、

溶解度降低以及其他物理化学因素的改变，这种变化称为蛋白质的变性。

变性的实质是由于维持高级结构的次级键遭到破坏而造成的天然构象的解体，但未涉及共价键的破坏。有些变性是可逆的（能复性），有些则不可逆。



（三）核酸1 ．生物学功能核酸是遗传信息的载体，存在于每一个细胞中。核酸也是一切生物的遗传物质，对于生物体的遗传性、变异性和蛋白质的生物合成有极其重要的作用。

2 ．种类核酸分 DNA和 RNA 两大类。所有生物细胞都含有这两大类

核酸（病毒只含有 DNA或 RNA ）。3 ．组成元素及基本组成单位核酸是由 C 、 H 、 O 、 N 、 P 等元素组成的高分子化合物。

其基本组成单位是核苷酸。每个核酸分子是由几百个到几千个核苷酸互相连接而成的。每个核苷酸含一分子碱基、一分子戊糖（核糖或脱氧核糖）及一分子的磷酸组成。



4 ．结构 DNA 一级结构中

核苷酸之间唯一的连接方式是 3’、5’﹣磷酸二酯键。所以 DNA 的一级结构是直线形或环形的结构。 DNA 的二级结构是由两条反向平行的多核苷酸链绕同一中心轴构成双螺旋结构。



DNA有三种主要构象（图 3-35）： B-DNA：为 Watson&Click

提出的右手螺旋模型，每圈螺旋 10个碱基，螺旋扭角为 36度，螺距 34A，每个碱基对的螺旋上升值为 3.4A，碱基倾角为 -2度。

A-DNA：为右手螺旋，每圈螺旋 10.9个碱基，螺旋扭角为33度，螺距 32A，每个碱基对的螺旋上升值为 2.9A，碱基倾角为 13度。

Z-DNA：为左手螺旋，每圈螺旋 12个碱基，螺旋扭角为 -51度（ G—C）和 -9度（ C—G ），螺距 46A，每个碱基对的螺旋上升值为 3.5A（ G—C ）和 4.1A（ C—G），碱基倾角为 9 度。



（四）脂类脂类是生物体内一大类重要的有机化合物，由C 、 H 、 O 三种元素组成，有的（如卵磷脂）含有N 、 P 等元素，不溶于水，但溶于乙醚、苯、氯仿和石油醚等有机溶剂。

1 ．生物学功能脂类是构成生物膜的重要成分；是动植物的贮能物

质；在机体表面的脂类有防止机械损伤和水分过度散失的作用；脂类与其他物质相结合，构成了细胞之间的识别物质和细胞免疫的成分；某些脂类具有很强的生物活性。



2 ．种类（ l ）脂肪也叫中性脂，一种脂肪分子是由一个甘油分子

中的三个羟基分别与三个脂肪酸的末端羟基脱水连成酯键形成的。脂肪是动植物细胞中的贮能物质，当动物体内直接能源过剩时，首先转化成糖元，然后转化成脂肪。在植物体内就主要转化成淀粉，有的也能转化成脂肪。

（ 2 ）类脂包括磷脂和糖脂，这两者除了包含醇、脂肪酸外，还包含磷酸、糖类等非脂性成分。含磷酸的脂类衍生物叫做磷酯，含糖的脂类衍生物叫做糖脂。磷脂和糖脂都参与细胞结构特别是膜结构的形成，是脂类中的结构大分子。

（ 3 ）固醇又叫甾醇，是含有四个碳环和一个羟基的烃类衍生物，是合成胆汁及某些激素的前体，如肾上腺皮质激素、性激素。有的固醇类化合物在紫外线作用下会变成维生素 D 。在人和动物体内常见的固醇为胆固醇。



（五）水和无机盐1 ．水水是细胞的重要成分，一般发育旺盛的幼小细胞中含水量较

大，生命活力差的细胞组织中含水量较小，休眠的种子和孢子中含水量一般低于 10％。水的作用有：水是代谢物质的良好溶剂，水是促进代谢反应的物质，水参与原生质结构的形成，水有调节各种生理作用的功能。

2 ．无机盐它在体内通常以离子状态存在，常见的阳离子有 K ＋、 Na ＋、Ca2 ＋、 Mg2 ＋、 Fe2 ＋、 Fe3 ＋等；常见的阴离子有 Cl－、 SO4

2 －、 PO43 －、 HPO4

2 －、 H2PO4－、 HCO3 －等。各种

无机盐离子在体液中的浓度是相对稳定的，其主要作用有：维持渗透压，维持酸碱平衡，特异作用等。


其他重要化合物

一、细胞内能合流通的物质—— ATP1 ． ATP 的结构 ATP （三磷酸腺苷）是各种活细胞内普遍存在的一种高磷酸化合物（水

解时释放的能量在 20 ～ 92kJ ／ mol 的磷酸化合物）。 ATP 的分子简写成 A － P ～ P ～ P ， A 代表由腺嘌呤和核糖组成的腺苷， P 代表磷酸基团，～代表高能磷酸键。 ATP 中大量化学能就贮存在高能磷酸键中。 ATP 结构中的 3 个磷酸（ Pi ）可依次移去而生成二磷酸腺苷（ ADP ）和一磷酸腺苷（ AMP ）

2 ． ATP 的作用 ATP 水解时释放出的能量，是生物体维持细胞分裂、根吸收矿质元素离

子和肌肉收缩等生命活动所需能量的直接来源，是细胞内能量代谢的“流通货币”。在动物肌肉或其他兴奋性组织中，还有一种高能磷酸化合物即磷酸肌酸，它也是高能磷酸基的贮存者，其中的能量要兑换成“流通货币”才能发挥作用。



二、 NAD ＋和 NADP ＋

NAD ＋又叫辅酶Ⅰ，全称烟酰胺腺嘌呤二核苷酸；NADP ＋又叫辅酶Ⅱ，全称烟酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸。它们都是递氢体，能从底物里取得电子和氢。 NAD ＋和 NADP ＋都是以分子中的烟酰胺部分来接受电子的，所以烟酰胺是它们的作用中心。接受电子的过程如下图所示：

这里虽然从底物脱下来的两个电子都被接受了，但脱下来的两个氢原子却只有一个被接受，剩下的一个质子 H 暂时被细胞的缓冲能力接纳下来，留待参与其他反应。因此， NAD ＋和 NADP ＋的还原形式被写作NADH 和 NADPH 。



三、酶与生物催化剂（一）酶酶是蛋白质性的催化剂，主要作用是降低化学反应的活化能，增加了反

应物分子越过活化能屏障和完成反应的概率。酶的作用机制是，在反应中酶与底物暂时结合，形成了酶——底物活化复合物。这种复合物对活化能的需求量低，因而在单位时间内复合物分子越过活化能屏障的数量就比单纯分子要多。反应完成后，酶分子迅即从酶——底物复合物中解脱出来。

酶的主要特点是：具有高效催化能力、高度特异性和可调性；要求适宜的 pH和温度；只催化热力学允许的反应，对正负反应的均具有催化能力，实质上是能加速反应达到平衡的速度。

某些酶需要有一种非蛋白质性的辅因子（ cofactor）结合才能具有活性。辅因子可以是一种复杂的有机分子，也可以是一种金属离子，或者二者兼有。完全的蛋白质——辅因子复合物称为全酶（ holoenzyme）。全酶去掉辅因子，剩下的蛋白质部分称为脱辅基酶蛋白（ apoenzyme ）。



三、酶与生物催化剂（二） RNA催化剂 T.Cech 1982发现四膜虫（ Tetrahymena ） rRNA的前体物能在没

有任何蛋白质参与下进行自我加工，产生成熟的 rRNA产物。这种加工方式称为自我剪接（ self splicing）。后来又发现，这种剪下来的 RNA内含子序列像酶一样，也具有催化活性。此 RNA序列长约 400个核苷酸，可褶叠成表面复杂的结构。它也能与另一 RNA分子结合，将其在一定位点切割开，因而将这种具有催化活性的 RNA序列称为核酶Ribozyme。

后来陆续发现，具有催化活性的 RNA不只存在于四膜虫，而是普遍存在于原核和真核生物中。一个典型的例子核糖体的肽基转移酶，过去一直认为催化肽链合成的是核糖体中蛋白质的作用，但事实上具有肽基转移酶活性和催化形成肽键的成分是 RNA，而不是蛋白质，核糖体中的蛋白质只起支架作用。


细胞生物学的发展

1 ．细胞的发现 1665年英国物理学家罗伯特·虎克用他自制的显微镜观察栓皮栎的软木切片时，看到了一个个蜂窝状的小室。他把这样的“小室”称为细胞。其实，他所看到的是植物细胞死亡后留下来的细胞空腔，是一个死细胞。尽管如此，虎克的工作还是使生物学的研究进入了微观领域。此后，许多人在动、植物中都看到和记载了细胞构造的轮廓。


细胞生物学的发展2 ．细胞学说的建立自虎克发现细胞之后约 170年，到 1839年创立了细胞学说。

在这期间内，人们对动物、植物细胞及其内含物进行了较为广泛的研究，积累了大量的资料。直到 19世纪 30年代已有人注意到植物和动物在结构上存在某种一致性，它们都是由细胞所组成的。在这一背景下，德国植物学家施莱登于 1838年提出了细胞学说的主要论点，次年又经德国动物学家施旺加以充实，最终创立了细胞学说。

细胞学说的主要内容是：细胞是动、植物有机体的基本结构单位，也是生命活动的基本单位。这样，就论证了整个生物界在结构上的统一性，细胞把生物界的所有物种都联系起来了，生物彼此之间存在着亲缘关系。这是对生物进化论的一个巨大的支持。细胞学说的建立有力地推动了生物学的发展，为辩证唯物论提供了重要的自然科学依据，恩格斯对此评价很高，把细胞学说誉为 19世纪自然科学的三大发现之一。


细胞生物学的发展

3 ．细胞学的发展进入本世纪以来，染色方法的改进，高速离心机的应用，

特别是电镜的问世和放射性同位素的应用等，已使细胞生物学发展进入了较高的层次。从 1953年开始，逐渐兴起在分子水平上探讨生命奥秘的分子生物学。分子生物学取得的卓越成就对细胞学的发展是一个巨大的推动。

细胞学逐渐发展成从显微水平、亚显微水平和分子水平三个层次上深入探讨细胞生命活动的学科。

人眼――分辨率： 0.1mm （ 105nm,100um) 显微镜――分辨率： 200nm，放大几十倍、几百倍、一千倍。电子显微镜――分辨率： 0.2nm，可以放大几千倍、几万倍，甚至几十万倍


原核细胞与真核细胞

1 ．原核细胞原核细胞外部由质膜包围。在质膜之外还有一层坚固的细胞壁保护。原核细胞壁的化学组成与真核细胞不同，是由一种叫胞壁质的蛋白多糖所组成，少数原核细胞的壁还含有其他多糖和类脂，有的原核细胞壁外还有胶质层。

原核细胞内有一个含 DNA的区域，称类核或拟核。类核外面没有核膜，只由一条 DNA构成。这种 DNA不与蛋白质结合形成核蛋白。原核细胞中没有内质网、高尔基体、线粒体和质体等，但有核糖体和中间体。核糖体分散在原生质中，是蛋白质合成的场所。中间体是质膜内陷形成的复杂的褶叠构造，其中有小泡和细管样结构。有些原核细胞含有类囊体等结构。类囊体具有光合作用功能。在原核细胞中还有糖原颗粒、脂肪滴和蛋白颗粒等内含物。



1 ． DNA2 ．核糖体3 ．细胞壁 4 ．细胞膜

蓝藻细胞模式图



2 ．真核细胞植物细胞的外面有细胞壁，它由纤维素和果胶构成。细胞壁

分为三层：中胶层、初生壁和次生壁。中胶层（胞间层）把相邻细胞粘合在一起，初生壁在中胶层的两侧，所有植物细胞都具有。次生壁在初生壁里面，又分为外、中、内三层，厚而硬，不是所有植物细胞都有的。在两个相邻细胞之间的壁上，有胞间连丝联结两个相邻细胞的原生质体，使细胞之间互相流通。此外，植物细胞的细胞器中有液泡和质体。

动物细胞表面由质膜包着，它控制着细胞内物质的运输。两个相邻细胞之间的质膜也可变形，形成联结或桥粒，使两个相邻细胞“焊接”在一起，便于通讯。动物细胞质膜外无细胞壁，动物细胞内的微管对细胞的形态起着支持作用；动物细胞质内也无明显的液泡和叶绿体。在核附近有中心体，细胞有丝分裂时，中心体能发出星状细丝，分裂时称为星体。



原核细胞真核细胞细胞大小很小（ 1 ～ 10 微米）较大（ 10 ～ 100 微米）细胞核无膜（称“类核”或“拟核”）有膜

遗传系统 DNA 不与蛋白质结合一个细胞只有一条 DNA

核内的 DNA 与蛋白质结合，形成染色质（染色体）

一个细胞有两条以上染色体

细胞质仅有核糖体和功能上相近的中间体无叶绿体，但有的原核细胞有类囊体一般无微管、无微丝

有内质网、高尔基体、溶酸体、线粒体、叶绿体( 植物细胞）、微管、微丝

在中心粒 ( 动物细胞）

细胞壁主要由胞壁质（蛋白多糖）组成主要由纤维素组成


细胞膜的化学组成

1 ．细胞膜的化学组成细胞膜主要由脂类和蛋白质组成，蛋白质约占膜干重的 20%～ 70% ，脂类约占 30% ～ 80% ，此外还有少量的糖类。不同细胞的细胞膜中各成分的含量因膜的功能而有所不同。

构成质膜的脂类中有磷脂、糖脂和类固醇等，其中以磷脂为主要组分。磷脂主要由脂肪酸、磷酸和甘油组成。它是兼性分子，既有亲水的极性部分，又有疏水的非极性部分，磷脂分子的构形是一个头部和两条尾巴。

糖脂和胆固醇也都属于兼性分子。


细胞膜的化学组成

一般地说，功能多而复杂的生物膜蛋白质比例大。例如，神经髓鞘主要起绝缘作用，蛋白质的只有三种。线粒体内膜则功能复杂，因此含有蛋白质的种类约 30 种～ 40 种。

从分布位置看，质膜的蛋白质可分为两大类。一类只是与膜的内外表面相连，称为外在性蛋白或外周蛋白。另一类嵌入双脂质内部，有的甚至还穿透膜的内外表面，称为内在性蛋白或整合蛋白。一般外在性蛋白占全部膜蛋白的比例较小，而内在性蛋白所占的比例较大。

内在性蛋白只是部分暴露于水中，而主要处于油脂介质中，内在蛋白在这种双相环境中所以能保持稳定，是因为它也像磷脂分子那样具有亲水和疏水两个部分。暴露在水介质中的部分由亲水性氨基酸组成，而嵌在脂质在的蛋白质部分主要是由疏水性氨基酸组成的。现在已能分离出某些内在性蛋白，发现它们的疏水性氨基酸含量显著多于亲水性氨基酸，而外在性蛋白的这两类氨基酸的比例是大体相等的。

质膜中的多糖主要以糖蛋白和糖脂的形式存在。一般认为，多糖在接受外界刺激的信息方面有重要作用。多糖只分布于膜和外侧，表现出不对称性。


细胞膜的结构

2 ．细胞膜的结构关于细胞膜的结构有很多假说和模型，其中广泛被接受的是“流动镶嵌模型”。它有两个主要特点：一是膜的结构具有一定的流动性；二是不对称性，膜蛋白质在脂双层中不对称镶嵌分布，卵磷脂和鞘磷脂分布在外层而脑磷脂分布在内层，还有多糖只分布在外层。

膜蛋白流动的实验证据是 1970年 Frye． L ． D 和Eddidin． M 的工作

这说明质膜抗原蛋白质可以在细胞膜中移动而重新分布。这一过程基本上不需能量，因为它不因缺乏 ATP 而受抑制。


细胞膜的功能3 ．细胞膜的功能细胞膜的基本功能是：物质运输、细胞膜受体作用、代谢的调节控制、细胞识别、信息传递、保护细胞等。物质运输方面。细胞膜对物质的通过有高度的选择性。

物质出入细胞的方式

此外，一些大分子物质或物质团块，还可以通过内吞和外吐的方式进出细胞。如白细胞吞噬侵入人体的病菌，属内吞方式；腺细胞所分泌的酶的过程，属外吐方式。内吞和外吐也需消耗能量。

自由扩散协助扩散主动运输浓度高→低高→低低→高载体不需要需要载体协助需要载体协助能量不消耗不消耗消耗类例水、脂溶性

物质葡萄糖进入红细

胞无机离子、氨基酸进入细

胞


细胞膜的功能：物质跨膜运输

① 自由扩散指物质顺浓度梯度直接穿过脂双层进行运输的方式。既不需要细胞提供能量也不需要膜蛋白协助。一般来说，影响物质进行自由扩散速度的因素主要是物质本身分子大小、物质极性大小、膜两侧物质的浓度差及环境温度等。



②协助扩散也是一种顺浓度梯度的运动，但扩散是通过镶嵌在质膜上的蛋白质（膜转运蛋白）的协助来进行的。

有实验说明， K ＋不能通过磷脂双分子层的人工膜，但如在人工膜中加入少量缬氨霉素时， K ＋便可通过。缬氨霉素就相当于质膜中起载体作用的蛋白质。

葡萄糖过红细胞膜进入细胞的过程也是以这种促进扩散的方式进行的。但葡萄糖通过膜进入细胞的过程，特别是在小肠上皮细胞，往往是以主动运输方式进行的。

膜转运蛋白有以下几种类型：通道蛋白、门通道蛋白、载体蛋白

与自由扩散相比，协助扩散的特点是： A 需要膜转运蛋白，B 对转运物质有高度选择性， C 速度快， D 具有饱和效应



③ 主动运输物质由低浓度向高浓度（逆浓度梯度）进行的物质运输。主动运输过程中，需要细胞提供能量。需要膜上特殊蛋白——” 泵”

有实验证明，当注射 ATP给枪乌贼（由于中了毒不能合成自己的 ATP ）巨大神经细胞时，细胞膜立即开始抽排钠和钾离子，并且一直继续到 ATP全部用完为止。

关于泵的作用机制，有各种解释。例如，一个存在于神经和肌肉细胞中的离子泵的模型，要求有一个蛋白质的载体，它横跨质膜，在质膜外侧一端和 K ＋结合，而在内侧一端和 Na ＋结合。在有ATP提供情况下，载体蛋白内外旋转，使K ＋转入内侧，而 Na＋转入外侧。这样离子脱离载体蛋白后， K ＋即积累于细胞内，而Na ＋进入细胞外的环境中。整个过程可以反复进行。每消耗一分子 ATP ，可排出 3 个 Na ＋和吸入 2 个 K ＋

除了Na ＋ -K ＋泵外，还有与 Ca2 ＋、 H ＋的转运有关的钙泵和质子泵



③ 伴随运输也是物质逆浓度梯度进入细胞的过程，又叫协同运输。如果进行协同运输的两种物质运输方向一致，叫同向协同；若方向相反，叫反向协同运输。

在此过程中物质运动并不直接需要 ATP ，而是借助其他物质的浓度梯度为动力进行的。后一种物质是通过载体和前一种物质相伴随运动的。比如动物细胞对氨基酸和葡萄糖的主动运输，就是伴随Na ＋的同向协同运输。



④ 内吞作用和外排作用大分子物质要以形成小泡的方式才能进入细胞。它们先与膜上

某种蛋白质进行特异性结合，然后这部分质膜内陷形成小囊，将该物质包在里面。随后从质膜上分离下来形成小泡，进入细胞内部。这个过程称做内吞作用。内吞的物质为固体者称为吞噬作用，若为液体则称为胞饮作用。

变形虫利用吞噬作用来获取食物。吞噬后的小泡再与细胞质的溶酶体融合逐步将其吞进的物质分解。哺乳动物的多形核白细胞和巨噬细胞利用吞噬作用来消灭侵入的病菌。

与内吞作用相反，有些物质通过形成小泡从细胞内部逐步移到细胞表面，与质膜融合而把物质向外排出。这种运送方式称为外排作用。分泌蛋白颗粒就是通过这种方式排出体外的。

内吞作用和外排作用与其他主动运输一样也需要能量供应。如果氧化磷酸化作用被抑制，那么吞噬作用应就会被阻止；如果分泌细胞中的 ATP 合成受阻，则外排作用也不能继续进行。


细胞膜的功能：细胞识别

（ 4 ）细胞膜与细胞通讯细胞识别是指生物细胞对同种和异种细胞的认识，对自己和异己物

质的认识。细胞识别是指细胞通过其表面受体与细胞外信号分子选择性相互作

用，从而导致细胞内一系列生理生化变化，最终表现为细胞整体生物学效应的过程。

无论单细胞生物和高等动植物，许多重要的生命活动都和细胞的识别能力有关。比如，草履虫有性生殖过程中的细胞接合，开花植物的雌蕊能否接受花粉进行受精，都要靠细胞识别的能力。高等动物和人类的免疫功能更要依靠细胞的识别能力。抗原与抗体的识别，主要取决于细胞膜上表面的某些受体。

细胞对细胞外特殊的亲水性信号分子（ eg. 神经递质、蛋白激素等）的反应能力，主要取决于细胞膜上是否具有相对应的特应性受体


细胞膜的功能：信号跨膜传递

（ 4 ）细胞膜与细胞通讯信号跨膜传递亲脂性小分子（ eg. 甾类激素、 NO ）可通过自由扩散方式直接穿过细胞膜与细胞内受体结构传递信号

亲水性化学信号分子则需要靶细胞的识别作用，通过与细胞膜上特异受体的结合产生效应。这些受体主要包括三类：

离子通道偶联的受体 G-蛋白偶联的受体与酶偶联的受体



（一）离子通道偶联的受体化学物质（递质、激素）→膜上通道型受体蛋白→形成通道、

允许离子通过。主要存在于神经细胞或其他可兴奋细胞间的突触信号传导。此类受体对配体有特异性选择，激活的通道对运输的离子也

有选择性。



（二） G- 蛋白偶联的受体 : 细胞外化学信号分子与靶细胞膜上相应受体结合，通过调节细胞内第二信使的水平而引起细胞效应的信号通路

cAMP 信号通路

肌醇信号通路

第二信使除 cAMP( 环磷腺苷）外还有 IP3 （三磷酸肌醇）、 DG （二酰基甘油）、钙离子等


cAMP 信号通路 1. 激素结合膜上 [G 蛋白耦联 ] 受体 →α 亚单位结合 GTP→G 蛋白 (+) 2. Ｇ蛋白 (+)→( 膜效应器酶 ) 腺苷酸环化酶 (+) 3. ↓( 细胞内 )　　　 ATP →cAMP↑( 环磷腺苷：第二信使 ) 4. 激活蛋白激酶或者抑制蛋白激酶



cAMP 信号通路



( 三 ) 由酪氨酸激酶受体完成的跨膜信号转导

一些细胞因子和靶细胞膜上相应受体结合后，受体本身的酪氨酸蛋白激酶被激活，将细胞内靶蛋白的酪氨酸残基磷酸化，从而引起细胞反应。


细胞膜与细胞连接

（ 5 ）细胞膜与细胞连接在多细胞生物体内，细胞与细胞之间通过细胞膜相互联系，形成

一个密切相关，彼此协调一致的统一体，称为细胞连接。动物细胞间的连接方式有紧密连接、桥粒、粘合带以及间隙连接等



紧密连接：亦称结合小带，这是指两个相邻细胞的质膜紧靠在一起，中间没有空隙。这类连接多见于胃肠道上皮细胞和内皮细胞之间，可防止物质在细胞间隙自由扩散，可构成脑血屏障和睾血屏障。



间隙连接：是两个细胞的质膜之间有 2nm ～4nm 的间隙的一种连接方式。在间隙与两层质膜中含有许多颗粒结构，称“连接子”。相邻细胞膜上的连接子两两相对，形成可相通的孔道，为细胞间的物质交换、化学信息的传递提供了直接通道。间隙连接主要分布于上皮、平滑肌及心肌等组织细胞间。





粘合带：是相邻细胞膜之间有较大间隙的一种连接方式，约 15nm ～ 20nm 。这部分细胞膜下方的细胞质增浓，由肌动蛋白组成的环形微丝穿行其中。粘合带一般位于紧密连接的下方，又称中间连接，具有机械支持作用。见于上皮细胞间。



桥粒：相邻细胞间的纽扣样连接方式。在桥位处两个细胞膜之间有宽约 25nm 的间隙，其中有一层电子密度稍高的接触层，将间隙等分为二。在桥粒处内侧的细胞质呈板样结构（称胞质斑），汇集很多微丝。这种结构加强桥粒的坚韧性。桥拉多见于上皮，尤以皮肤、口腔、食管、阴道等处的复层扁平上皮细胞间较多。桥粒能被胰蛋白酶、胶原酶及透明质酸酶所破坏，故其化学成分中可能含有很多蛋白质。






植物细胞间则通过胞间连丝连接。胞间连丝：植物细胞特有的连接方式，在胞间连丝连接处的细胞壁不连续，相邻细胞的细胞膜形成直径约 20nm ～ 40nm 的管状结构，使相邻细胞的细胞质互相连通。胞间连丝是植物细胞物质与信息交流的通道，对于调节植物体的生长与发育具有重要作用。





总的来讲，细胞间连接的主要作用在于加强细胞间的机械连接 ,对细胞间的物质交换起重要作用。一般认为，间隙连接在细胞间物质交换中起明显的作用；中间连接部分也是相邻细胞间易于物质交流的场所；紧密连接是不易进行细胞间物质交换的部分；桥粒的作用看来也只是在于细胞间的粘着和机械支持。



各类连接的比较


细胞外基质（ ECM）

由细胞合成并分泌到细胞间隙中的大分子物质组成的细胞外结构称为细胞外基质。

动物细胞的细胞外基质化学组成主要为胶原蛋白、粘连蛋白、弹性蛋白、氨基多糖及蛋白多糖等。

植物细胞外基质为细胞壁，化学组成主要为纤维素和果胶

ECM在结缔组织中含量较高。 ECM的成分及组装形式由所产生的细胞决定，并与组织

的功能相适应。如：角膜、肌腱。 ECM影响细胞的存活、死亡、增殖和分化。


细胞外基质（ ECM）

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