《细胞环境与互作》word版

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1、4.细胞环境与互作　　4.1细胞表面　　　4.1.1细胞被　　　4.1.2植物的细胞外结构:细胞壁　　　4.1.3细菌的细胞表面:细胞壁　　4.2细胞外基质　　　4.2.1细胞外基质的基本组成和功能　　　4.2.2蛋白聚糖与透明质酸　　　4.2.3胶原和弹性蛋白　　　4.2.4细胞外基质中的粘着蛋白　　　4.2.5细胞外基质与细胞的相互关系　　4.3细胞识别与粘着　　　4.3.1细胞识别及识别反应　　　4.3.2细胞粘着的机制　　4.4细胞连接　　　4.4.1细胞连接的概念和类型　　　4.4.2紧密连接　　　4.4.3斑块连接　　　4.4.4通讯连接学习指导录像  4.

2、细胞环境与互作细胞环境(图4-1)包括内环境和外环境，互作包括细胞与细胞、细胞与环境之间的相互作用。这些作用主要是通过细胞表面进行的，包括细胞识别、细胞粘着、细胞连接、细胞通讯等。本章主要集中讨论细胞的表面结构、细胞外基质、细胞识别、细胞粘着和细胞连接等。图4-1细胞与环境的关系4.1细胞表面■细胞表面(cellsurface)●结构上:包括细胞被(cellcoat)和细胞质膜。●功能上:是细胞质膜功能的扩展，它保护细胞，使细胞有一个相对稳定的内环境；负责细胞内外的物质交换和能量交换，并通过表面结构进行细胞识别、信息的接收和传递、细胞运动以及维护细胞的各种形态，并且与免

3、疫、癌变都有十分密切的关系。 4.1.1细胞被(cellcoat)■细胞被的结构与组成细胞质膜通常是由覆盖在细胞表面的保护层保护着，这种保护层即是细胞被。由于这层结构的主要成份是糖，所以又称为糖萼(glycocalyx)，或多糖包被(图4-2)。图4-2细胞被用钌红染色，电子显微镜观察到的淋巴细胞的细胞被糖被通常含有两种主要的成份:糖蛋白和蛋白聚糖(图4-3)。这些糖蛋白和蛋白聚糖都是在细胞内合成的，然后分泌出来并附着到细胞质膜上。图4-3糖被的结构和组成示意图 ■细胞被的功能●保护作用:如消化道、呼吸道、生殖腺等上皮细胞的外被有助于润滑、防止机械损伤，同时又可保护上皮

4、组织不受消化酶的作用和细菌的侵袭。植物和细菌的细胞壁不仅可以保护细胞质膜和细胞器，同时还赋予细胞以特定的形状。革兰氏阳性菌的细胞壁是一种蛋白聚糖，青霉素通过抑制它的合成从而抑制细菌的生长。●参与细胞与环境的相互作用，参与细胞与环境的物质交换，细胞增殖的接触抑制、细胞识别等。  4.1.2植物的细胞外结构:细胞壁植物没有骨骼系统，但却有相当强度的细胞壁维持着植物的形态。细胞壁保护细胞免遭渗透及机械损伤，还保护植物免受微生物，特别是真菌和细菌的侵染。 ■细胞壁的化学组成与结构●纤维素(cellulose):植物细胞壁的主要成分是多糖，其中最主要的是纤维素，它赋予植物细胞的硬

5、度和强度，同动物细胞细胞外基质中的胶原具有相似的作用。在细胞壁中，由50～60个纤维素分子形成一束，并且相互平行排列，形成长的、坚硬的微纤维(图4-4，4-5)。图4-4纤维素微纤维的结构此电镜图所示的是绿藻细胞壁中单个纤维素微纤维的结构，每个微纤维的直径是25nm，由许多侧向排列的纤维素构成。图4-5纤维素分子与纤维素微纤维(a)纤维素分子，是由葡萄糖以β(1→4)连接形成的链状多聚体;(b)由很多的纤维素链组成纤维素微纤维。●半纤维素(hemicellulose)半纤维素是由几种不同类型的单糖构成的异质多聚体(图4-6)，半纤维素木聚糖在木质组织中占总量的50%，它

6、结合在纤维素微纤维的表面，并且相互连接，这些纤维构成了坚硬的细胞相互连接的网络。图4-6半纤维素的化学组成(a)组成半纤维素的5种单糖:β-D-葡萄糖(Glc)，β-D-半乳糖(Gal)，β-D岩藻糖(Fuc)，β-D-木糖(Xyl)，β-D-阿拉伯糖(Ara);(b)半纤维素可能的结构。●果胶(pectin)果胶是由半乳糖醛酸和它的衍生物组成的多聚体(图4-7)。果胶在细胞壁中的作用主要是连接相邻细胞壁，并且形成细胞外基质，将纤维素包埋在水合胶中。图4-7果胶的化学组成和可能的结构(a)果胶主要是由半乳糖醛酸和鼠李糖构成的;(b)果胶可能的结构排列●木质素(ligni

7、n)是由聚合的芳香醇构成的一类物质，木质素主要位于纤维素纤维之间，它的作用是抵抗压力。●糖蛋白(glycoprotein)也是植物细胞壁中的重要成分之一，总量占10%。最重要的一种糖蛋白叫伸展蛋白(extensin)，这种蛋白同其它的相关蛋白一起，与纤维素等形成交叉网络，产生一种加固蛋白质-多糖复合物的力。植物细胞被的主要成分有哪些?各起什么作用?细胞壁的结构以及各主要成份间的相互关系示于图4-8。图4-8植物细胞壁中纤维素及其它几种主要成份间的关系 ■初生细胞壁与次生细胞壁植物有两种类型的细胞壁:初生细胞壁(primarycellwal