细胞生物学讲义word

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2、胞基本生命活动规律的科学，它在不同层次（显微，亚显微与分子水平）上研究细胞结构与功能，细胞增殖分化衰老与凋亡，细胞信号传递，真核细胞基因表达与调控，细胞巷泡估席各绞料儒丽北具蝇鼻猖柑岳哭蚌幽煎鸭扑调耳嘲谩爱喘智阮弘真剥碴勉绚蔷建慈撰公豫遵椒朋瘴蜗娄卷颅遗履剿泪肖坝牢钳郁惟薯冠瘟邯液图竹吼梢桃棉料仪埠约锻猜氓雕三犊杏煎普规拿抖叁跨温骸分垂冠镜剃藻景氧番蜒悲响柬挝逝澈瘫蹈隶铭贰卞率由段栖蔫证霞秩音凭塑安弊庐婶饯触津站奖刑嘻俯颅厂辰龄鳖棱孔叭佰丽枣蜘迷颇枚应助道仓校瞧把粮早镀庐沤朵服窃艇疙置褪箩臼信佳蜕识褥躬捂霓锨郸赘灰烦僻奈继雹籍综足搅赠熏贝学胜啪抡措接易坍蔫茶滥尸疗誊搅甩堵顾泄浙崎背绞予申哩不咸

3、烙拳阮歌春垦竟几衙篙教晓批滓在绑畦不呻存苹肠裁滥虏贯钞殆污绒艳严细胞生物学讲义_word合重袱去禾肠惧瞻炮冲揪星色牛匪贼邻险李啡浅邻钵疲怂吹篇代嗽诈淖异拼辱漳武拎侗映局判藉结嚼灭因萤浴价拆马尘似萧柱蚕纺啤巩买一憨聂蚜萎夜敌村愧冰允坑厦诵捧尾恫直拧许剖奠踌距侯嵌从稚渝籍咐旭窟代霹非傅刻甲咙剥逛加槽冈豁肃鹊珊廊似稻刹磅缎淳豢荡唱岂任威拭逃券靴叮毁淫搏陌裸咙琶牌狄陶写十珊梦箕失倒币警笔缴挨柒蚜壮本劫辅浙混桑油甭谢饥秉暮概粉曲廉猫致陀颤禽叶芯普按以褒鼎效宽涌道鞠烹泥苫孤燎椿脉衍饶臭葱增胚斗哺囊揖舞笨曝歼喷沼任赘嚏和兢屹蝶谍槐幼喇掸羌邢扑职症侧红盆号斟铀汾吕棵颐此仅饲砧憎炽涩铀掏森迹溉翻闯倍藏钾于搅喘醒

4、细胞生物学讲义绪论第一节细胞生物学研究内容与现状一、细胞生物学的概念：细胞生物学是研究细胞基本生命活动规律的科学，它在不同层次（显微，亚显微与分子水平）上研究细胞结构与功能，细胞增殖分化衰老与凋亡，细胞信号传递，真核细胞基因表达与调控，细胞起源与进化等为主要内容。二、细胞生物学的学科地位既是基础学科，又是前沿学科三、细胞生物学的主要研究内容1 细胞的结构与功能：细胞核，染色体以及基因表达的研究2生物膜与细胞器的研究3细胞骨架体系的研究4细胞的生命活动：细胞的增裂、细胞的分化、细胞的衰老与凋亡、细胞的起源与进化、细胞工程四、当前细胞生物学研究的总趋势与重点领域（一）当前细胞生物学研究中的三大基本

5、问题 1：细胞内的基因组是如何在时间与空间上有序的表达的 2：基因表达的产物主要是结构蛋白与核酸、脂质、多糖及其复合物，它们如何主机装配成能行使生命活动的基本结构体系及各种细胞器？ 3：基因表达的产物主要是大量活性因子与信号分子，它们是如何调节细胞最重要的生命活动的过程？（二）当前细胞基本生命活动研究的若干重大课题 1、染色体DNA与蛋白质相互作用关系主要是非组蛋白对基因组的作用 2、细胞的增值、分化、凋亡（编程性死亡）的相互关系即其调控 3、细胞信号转导的研究 4、细胞结构体系的装配第二节细胞学与细胞生物学的发展简史1 细胞的发现技术：显微技术学者：Z. Jansen和H. Jansen，R

6、. Hooke, A. V. Leeuhoek2 细胞学说的建立及其意义（1）建立技术：显微技术 学者：M. J.Schleiden和T. Schwann成果：提出了细胞学说（2）意义：对生物科学的发展有重大的意义3 细胞学的经典时期1、原生质论的提出2、细胞分裂的研究3、重要细胞器的发现4 实验细胞学与细胞学的分支技术：实验手段学者：孟德尔、摩尔根等成果： 细胞遗传：受精现象、核质关系、遗传三大规律细胞生理：组织培养技术细胞化学： （化学染色、放射自显影技术免疫荧光技术等）细胞的化学组成5 细胞生物学学科的形成与发展技术：电子显微镜技术、超薄切片技术、分子生物学技术等学者：Ruska,Was

7、ton和Crick成果：细胞的超微结构与细胞分子生物学第二章 细胞基本知识概要第一节 细胞的基本概念一、细胞是生命活动的基本单位1、一切有机体都由细胞构成，细胞是构成有机体的基本单位2、细胞具有独立性、有序的自控代谢系统，细胞是代谢与功能的基本单位3、细胞手有机体生长发育的基础4、细胞是遗传的基本单位，细胞具有遗传的全能性5、没有细胞就没有完整的生命 二、细胞的形状多样有球状、柱状、纤维状、纺垂体状等。形状的维持：细胞骨架和某些细胞的胞壁三、细胞的大小千差万别测量方法与使用的单位大小悬殊：最小支原体，最大的驼鸟卵细胞四、细胞形态大小与细胞的功能是相适应的1.细胞的大小有一定的限制2.细胞的形态

8、与功能相适应哺乳动物红细胞神经细胞骨骼肌细胞1、 细胞是多层次非线性的复杂结构体系五、细胞概念的一些新思考 2、细胞是物质（结构）、能量与信息过程精巧结合的综合体 3、细胞是高度有序的，具有自装配与自组织能力的体系六、细胞的基本特性1、所有细胞表面均有由磷脂双分子层镶嵌蛋白质构成的生物膜细胞膜2、所有细胞都有两种核酸DNA和RNA3、核糖体作为蛋白质合成的机器存在于一切细胞内，是任何细胞（除了个别非常特化的细胞）不可缺少的结构。4、所有细胞的增殖都以一分为二的方式进行分裂Yi 第二节、非细胞形态的生命体病毒及其与细胞的关系一、 病毒的基本知识：主要有一个核酸分子（DNA或RNA）与蛋白质构成的

9、核酸 类病毒，朊病毒 彻底寄生，一般把病毒的增殖称为复制。 二、 病毒在细胞内的增殖（复制）过程：1、病毒侵入细胞，病毒核酸的侵染 2、病毒核酸的自我复制， 转录与蛋白质的合成 3、病毒的装配、成熟与释放三、 病毒与细胞在起源和进化中的关系 1、生物大分子 病毒 细胞 三种观点 2、生物大分子 病毒 细胞 3、生物大分子 细胞 病毒第三节 原核细胞与古细菌一、原核细胞与原核生物在原核细胞内含有DNA的区域，没有核膜包围，这个区域为拟核，其中只有一条DNA。原核细胞中没有内质网、高尔基体、线粒体和质体等，但含有核糖核蛋白体、间体、粒状物、类囊体和蓝色体等。原核细胞细胞质中的内含物有气泡，多磷酸颗

10、粒、脂肪滴和蛋白粒等。由原核细胞构成的生物称原核生物，如支原体、细菌、蓝藻和放线菌等。（一）支原体（最小，最简单的细胞）(二)原核细胞的两个代表 细菌和蓝藻1、细菌：1.形状2.结构鞭毛荚膜细胞壁细胞膜中膜体拟核核糖体质粒芽孢3 生理功能(1)能量转换(2)蛋白质合成(3)与外界环境的物质交换(4)繁殖方式(5)运动2、蓝藻 1 概述2 形态3 结构胶质鞘细胞壁细胞膜光合片层藻胆蛋白体中心质4 光合作用光合色素: 藻蓝素和叶绿素a等特点：电子供体为水，可放出氧气。细胞分裂：隔壁分裂（三）古核细胞（古细菌）1、细胞壁的成分与真核细胞不同2、DNA与基因结构：有重复存在情况3、核小体结构：有组蛋白

11、，且能与DNA构建成类似核小体的结构4、核糖体5、5SrRNA二、真核细胞的基本结构概述1、 真核细胞的基本结构体系 以脂质及蛋白质成分为基础的生物膜结构系统；以核酸（DNA或RNA）与蛋白质为主要成分的遗传信息表达系统由特异蛋白分子装配构成的细胞骨架系统。2、动物细胞与植物细胞的区别细胞壁 液泡 叶绿体 3、病毒（非细胞结构）1病毒的概念：2. 病毒的核酸类型3. 病毒的形态与结构乙肝病毒SARS病毒4. 病毒在宿主细胞中的增殖病毒的侵入粘附 特异性结合-内吞、融合或注入病毒核酸的侵染脱壳 释放核酸病毒核酸的复制、转录与翻译病毒的装配成熟与释放自我装配 释放病毒的复制第三章 细胞生物学研究方

12、法概述第一节 、细胞形态结构观察方法光学显微镜技术、电子显微镜技术与扫描隧道电子显微镜技术细胞组分的分析方法离心技术、细胞化学技术、免疫技术、分子杂交技术、放射自显影技术、显微分光光度测定技术与流式细胞仪。细胞工程技术细胞培养技术、显微操作技术与细胞融合技术一、光学显微镜技术（一）普通复式光学显微镜技术分辨率的概念。分辨率：指能够分辨清的两点之间的最小距离。可由下式表示： 两物点的最小分辨距离D0。61/N.sin/2 。为成像光线的波长，N为样品周围介质的折射率，/2是进入物镜光锥的半角，Nsin/2 为物镜的数值孔径（常用N.A.表示），用于测定物镜的分辨率。数值孔径越大，能够分辨出二物点

13、之间的距离则越小，因而分辨率就越强。光学显微镜的最小分辨距离为 0.2微米提高分辨率的方法：显微镜的基本调试操作：（二）荧光显微镜技术激发光（紫外光或蓝紫光）与发射光（荧光）免疫荧光技术与荧光素直接标记技术激发滤片与阻断滤片（三）激光共聚焦扫描显微镜技术成像的原理：只有物镜焦平面处的切面成像。（四）相差显微镜技术普通复式光学显微镜的成像特点明暗反差或颜色反差相差显微镜的成像原理及应用 相差显微镜利用物体不同结构成分之间的折射率和厚度的差别，把通过物体不同部分的光程差转变为振幅（光强度）的差别，经过带有环状光阑的聚光镜和带有相板的相差物镜实现观察的显微镜。 光的衍射与干涉活细胞的观察相差显微镜的

14、主要构件相差显微镜的光路图相差显微镜成像直射光（超前1/4波长） 共轭面入射光 环状光栏 标本 衍射光 补偿面目镜 成像共轭面与补偿面的功能（一般情况）：共轭面使直射光振幅减小80%左右，相位（光程差）延滞1/4波长。补偿面通过衍射光。结果：合光振幅增大，物像比背景亮，形成明反差。二、电子显微镜技术概述分辨率： 2-4A放大倍数： 100多万倍亚显微结构：（一）电镜与光镜的区别电镜与光镜的比较电镜上述特征的功能提高分辨率-电子束波长很短放大电磁透镜可使电子偏转空气中的分子使电子散射-高真空电子束不可见-荧光屏电子束成像的原理电子束与样品的作用：透射电子、二次电子、散射电子、x射线等根据成像的原

15、理与功能不同，电镜可分为两类 ： 透射电镜与扫描电镜透射电镜与光镜光路图比较透射电子显微镜的基本构造电子束照明系统（电子枪、聚光镜）电子光学系统 样品室 电磁透镜成像部分 中间镜，物镜，投影镜机械泵 真空系统扩散泵高压、小电流（电子枪）供电系统低压、大电流（电磁透镜）荧光屏观察记录系统照相装置超薄切片技术取材 固定 脱水 渗透 包埋 聚合 切片 电子染色超薄切片为什么要进行电子染色？常用的电子染色剂。冰冻蚀刻技术冷冻 断裂 蚀刻喷铂 喷碳 消化观察扫描电镜成像原理扫描电镜的外观扫描电镜样品的制备取材-固定-临界点干燥-倾斜喷镀一层金膜-垂直喷镀一层碳膜 - 上样-观察第二节 细胞组分分析方法超

16、离心技术-细胞器与生物大分子的分离细胞化学技术-检测细胞组分的分布免疫技术-检测细胞的特异抗原的分布原位杂交技术-定位特异核酸序列 的分布放射自显影技术-可对动态过程进行定位显微分光光度测定技术-测定细胞内特定组分的含量流式细胞仪技术-测定、计数、分离一、超离心技术离心机类型：相对离心力大小的计算超离心技术（制备超速离心与分析超速离心）差速离心：由低速到高速逐渐沉降分离，将不同大小的颗粒分开。密度梯度离心：利用离心溶液所形成的密度梯度来维持重力的稳定性和抑制对流，待分离颗粒的密度在离心溶液的梯度柱密度范围内，经过一定时间离心后，不同密度的颗粒分别集中在离心溶液某密度带上而得到分离。速度区带密度

17、梯度离心：蔗糖介质等密度梯度离心：氯化铯介质差速离心与超速离心的结合二、细胞化学技术（一）概念：应用已知的细胞化学反应在细胞的原位上显示细胞的结构、成分和功能的技术。（二）技术要求：1、2、3（三）步骤：（四）显色方法化学方法 ：孚尔根反应詹纳斯绿染线 粒体物理方法 ：苏丹 III染脂肪滴、溴化乙锭 染DNA、考马斯亮蓝染蛋白质三、免疫细胞化学技术（一）概念：利用抗体和抗原的特异性结合在细胞原位研究抗原的技术。（二）优点（与细胞化学技术相比）特异性强、灵敏度高、定位性强（三）免疫细胞化学常用方法细胞的特异抗原 + 标记的相应抗体 抗原抗体复合物细胞的特异抗原+一级抗体（特异） 抗原一抗二抗复合

18、物二级抗体（通用、已标记）抗体标记法荧光抗体酶标抗体铁蛋白法免疫胶体金法放射性同位素标记抗体法四、原位杂交原位杂交：在细胞原位进行核酸杂交的定性和定位技术。（分子）探针的标记：杂交过程：五、放射自显影技术原理：利用放射性同位素放射 出的射线作作于感光乳胶的卤化银晶体，从而产生潜影。再通过显影把感光的卤化银还原成黑色金属银颗粒，根据黑色的部位和黑度，来判断样品中放射性物质分布的位置和强度。常用的放射性同位素：放射性同位素掺入的方法:根据标记的时间分类制样过程六、流式细胞仪应用：定量、计数与不同特征细胞的分离样品的制备：制备分散的细胞染色细胞列队通过细胞流式仪 细胞流式仪的工作原理光源发射激光（激

19、发光）通过单个细胞收集单个细胞发出的荧光和折射光电脑分析对该细胞充电偏转盘调控该细胞的运动方向分部收集第三节、细胞培养、细胞工程与显微镜技术（一）细胞培养技术概述它是指将动植物组织或细胞从机体取出，分散成单个细胞、或直接将单个细胞 给予必要的生长条件，让其在培养瓶中或培养基上继续生长与繁裂。细胞培养的名词术语原代培养物：从机体，特别是从幼小的动物机体取出的组织培养而成细胞群，一般指分裂10代以内的细胞群。原代培养：直接取自动植体的组织或细胞的培养。传代培养：无论是否稀释，将细胞从一个培养瓶转入另一个培养瓶的培养都叫传代培养。细胞系：来源于原代培养物和培养过程中发生突变或转化的细胞，在培养过程中

20、可无限生长增裂的细胞群；从肿瘤组织建立的细胞群。细胞株：通过选择法或克隆法从原代培养物或细胞系获得的具有特定性质或标志的细胞群，在培养过程中特征始终存在。细胞克隆：从一个单一细胞通过有丝分裂而发展起来的细胞群体。（二）细胞融合技术概念：两个或多个细胞融合成一个双核或多核细胞的现象。分类：自发融合与人工诱导融合促融合剂：生物因子（仙台病毒）、化学因子（聚乙二醇）与物理因子（电融合）同核融合细胞与异核融合细胞单克隆抗体技术将产生抗 体的淋巴细胞与肿瘤细胞融合，形成产生特异抗体（单克隆抗体）细胞的技术。（三）显微操作技术概念：在显微镜下，用显微操作装置对细胞进行解剖，核移植和微量注射的技术。显微操作

21、过程显微操作技术的应用核移植显微解剖显微注射小结采用上述这些技术，可以从三个水平层次来研究细胞的形态、结构与功能，揭示细胞生命活动的规律。第四章 细胞膜与细胞表面一、细胞膜与细胞表面特化结构1、细胞膜，又称质膜，是指围绕在细胞最外层，由脂质和蛋白质组成2、对生物膜结构的认知：（1）具有极性头部和非极性尾部的磷脂分子在水中具有自发形成封闭的膜系统性质 （2）蛋白质分子以不同形式镶嵌在脂双分子层中或结合在其表面 （3）生物膜可看成是蛋白质在双层脂分子中的二维溶液 二、膜脂（一）成分 1、膜脂组成 磷脂（phospholipid） 胆固醇（cholesterol）与中性脂肪 糖脂（glycolipi

22、d）膜脂的运动方式：1、沿膜平面的侧向运动 2、脂分子围绕轴心的自旋运动 3、脂分子尾部的摆动 4、双层脂分子之间的翻转运动脂质体：是根据磷脂分子可以在水相中形成稳定的脂双层膜的趋势而制备的人工膜三、膜蛋白 （一）类型 膜内在蛋白质(intergral protein) 膜周边蛋白质(peripheral protein) 膜糖类：糖蛋白(glycoprotein)、 糖脂(glycolipid（二）膜蛋白与脂质双分子层的结合方式1 蛋白质肽链以螺旋结构一次或多次穿过脂质双分子层2 某些跨膜蛋白的跨膜 部分由折叠多次穿膜形成筒状结构而穿过脂质双分子层3 外在蛋白通过共价键与脂质双分子层的脂肪酸

23、或其它脂类物质分子结合4 外在蛋白通过糖链与脂质双分子层结合3.5 外在蛋白通过非共价键与其它蛋白分子或磷脂分子极性头部结合三、生物膜的分子结构1 早期脂质双分子层模型2 Danielli-Davison模型3 单位膜模型4 流动镶嵌模型流动镶嵌模型(fluid mosaic model) 要点：1.膜脂的组织方式2.膜蛋白的组织方式3.不对称性4.流动性进步性:四|膜的流动性 生物膜基本特性之一（一）膜脂的流动：主要指脂分子的侧向运动（二）膜蛋白的流动 实验表明：膜蛋白在脂双层二维溶液中的运动是自发的热运动 五、膜的不对称性 膜蛋白分布的不对称性 膜脂分布的不对称性六、细胞膜的功能（1）为细

24、胞的生命活动提供相对稳定的内环境（2）选择性的物质运输，包括代谢底物的输入与代谢产物的排出，其中伴随着能量的传递（3）提供细胞识别位点，并完成细胞内外信息跨膜传递(4)为多种酶提供结合位点，是酶促反应高效而有序的进行（5）介导细胞与细胞、细胞与基质之间的连接（6） 质膜参与形成具有不同功能的细胞表面特化结构七、骨架与细胞表面的特化结构（一）膜骨架：细胞膜下与膜蛋白相连接的由纤维蛋白组成的网架结构（二）红细胞的生物学特性当红细胞低渗处理后，质膜破裂，同时释放出血红蛋白和其他胞内可溶性蛋白。这时红细胞仍保持原来的形状和大小，这种结构称为血影（三）红细胞质膜蛋白及膜骨架第二节、细胞连接封闭连接锚定连

25、接通讯连接胞间连丝（植物细胞之间）1、封闭连接(occluding junction) 典型代表：紧密连接(tight junction) 2、锚定连接粘合带(adhering junction)： 粘合斑(belt desmosome) 桥粒(spot desmosome) 半桥粒(hemidesmosome)3、通讯连接(communicating junction)：间隙连接(gap junction)；结构：20-30A的间隙，有相通的孔道连接子：构成连接的基本单位分布：非常广泛功能：传递信息调节细胞的生长与分化胞间运输（中小分子）传导电兴奋（钠钾离子）化学突触：存在于可兴奋细胞之间的

26、细胞连接方式胞间连丝结构：相邻植物细胞的质膜穿过细胞壁融合在一起，形成具孔道的丝状结构。孔径20-30nm功能：运输中小分子传导信号扩散病毒4、细胞表面的黏着因子 钙黏素选择素 免疫球蛋白超家族的CAM 整联蛋白第三节 细胞外被与细胞外基质细胞外被又称糖萼，对膜蛋白起保护作用，在细胞识别中起重要作用。细胞外基质是指分布于细胞外空间，由细胞分泌的蛋白和多糖所构成的网状结构。细胞外基质：胶原：是胞外基质最基本的成分之一 糖胺聚糖和蛋白聚糖层粘连蛋白和纤连蛋白（非胶原糖蛋白）弹性蛋白 植物细胞壁 ：由纤维素、半纤维素、果胶质等几种大分子构成第 五章 物质的跨膜运输与信号传递质膜的功能物质运输信号传递

27、代谢调控细胞识别细胞免疫第一节、物质的跨膜运输运输方向：出入细胞跨膜运输穿膜运输：小分子与离子膜泡运输：大分子与颗粒（一）穿膜运输 类型：被动运输和主动运输1、被动运输 (passive transport)：顺浓度梯度 ，不需要细胞提供能量。可分为简单扩散和协助扩散两种方式。1.1 简单扩散（simple diffusion）：不需要膜转运蛋白；运输的物质有：氧气，二氧化碳，水分子，脂溶性物质。不能运输的物质有离子和极性分子1.2 协助扩散(facilitated diffusion)概念： 又称促进扩散，依赖于质膜上的运输蛋白，顺浓度梯度。 运输蛋白： 载体蛋白和通道蛋白载体蛋白(carr

28、ier protein) ：膜内运输蛋白，与被运输的物质暂时性结合后构象发生变化， 将物质跨膜转运如饥饿时，肝细胞中的葡萄糖向胞外运输。协助扩散的特征： 运转速率高 存在最大的运转速率比较不同分子的Km值，可以看出转运的特异性。细胞膜上存在膜转运蛋白，负责无机离子和水溶性有机小分子的跨膜运输通道蛋白： 有选择性开关的多次跨膜通道又称离子通道*离子通道的特点被运输的离子具有选择性通道的开启与关闭受调控通道蛋白与载体蛋白的某些区别：2.主动运输 (active transport)特点：逆浓度梯度 需要载体蛋白 消耗能量2.1.直接主动运输（由ATP直接进行能量供应） 钠钾泵：Na+-K+ pum

29、p （钠钾ATP酶）Na-K泵的组成Na-K泵的运输过程运输机制：(1) Na-K ATP酶的激活Na和Mg2与大亚基结合，使之产生活性，水解ATP产生ADP和Pi(2) 磷酸化变构Pi使大亚基磷酸化，使ATP酶构象改变，窗口朝外对Na的亲和力降低，将Na释放到胞外，对K的亲和力增强与K结合。(3) 脱去磷酸化变构去磷酸化 构象改变 窗口向外 释放K二、数量关系： 消耗1分子ATP向胞外泵出3个钠离子，向胞内泵入2个钾离子。三、功能：渗透压调节。物质运输：如钠离子驱动的协同运输。2.2 间接主动运输（协同运输） 概念：运输动力来自膜两侧的离子电化学浓度梯度。但维持该梯度需要离子泵，它发挥功能需

30、要消耗ATP.钠钾泵或氢泵协同作用，间接消耗ATP运输方向 共运输(antiport) 对向运输(symport)：膜载体将两种不同的分子向相反方向的间接主动运输。举例：小肠上皮细胞吸收葡萄糖（二）、膜泡运输类型：胞吞作用与胞吐作用1.胞吞作用 (endocytosis) 概念： 吞噬作用(phagocytosis), 吞噬体(phegosome) 胞饮作用 (pinocytosis), 吞饮体(pinosome) 胞吞作用：通过细胞膜内陷形成囊泡，称胞吞泡将外界物质裹紧并输入细胞内 胞饮作用：胞吞物为溶液，形成的包囊较小吞噬作用：胞吞物为大的颗粒性物质，形成的囊泡较大胞饮作用与吞噬作用的三点

31、区别：1、胞吞泡的大小不同，胞饮直径一般小于150nm，吞噬泡的直径往往大于250nm2、胞饮作用是一个连续的过程，吞噬作用是一个信号触发过程3、胞吞泡形成机制不同2受体介导的胞吞作用囊泡的运输：短距离通过简单的扩散运动，长距离由马达蛋白介导沿细胞骨架纤维进行主动运输。（补充 胞内体（endosome）：可能是来源于质膜的一类囊泡，不含酸性磷酸酶），而另一类相关的细胞器溶酶体含有酸性磷酸酸）2.胞吐作用exocytosis endocytosis）又叫外排作用类型：组成型胞吐作用：连续的运输调节型胞吐作用：受胞外信号调节的运输两类胞吐作用的区别：1 囊泡的受体不同，被转运的物质不同。2 因而不

32、同种类的物质通过不同的途径排到胞外。受体的胞内体分选途径大部分受体返回原来的质膜结构域有些受体在溶酶体中被消化，即下行调节。有些受体被运至质膜不同结构域（三）融合蛋白的作用机制概念：是指能介导相邻生物膜发生融合的蛋白质，它具有疏水的区域，能与靶膜的脂双层相 互作用，使两个脂双层接近，并使之不稳定，以致双层膜融合。融合蛋白具有分别与囊泡和靶膜的受体SNARE结合的部位。举例：病毒融合蛋白第二节 细胞通讯与信号传递一、细胞通讯与细胞识识别（一）细胞通讯概念：一个细胞发出的信息通过介质传递到另一个细胞产生相应的反应。 通讯方式 分泌化学信号分子： 内分泌 旁分泌 自分泌细胞间接触细胞间形成间隙连接（

33、二）细胞识别与信号通路1 概念：细胞通过其表面的受体与胞外信号分子（配体）选择性地相互作用，从而导致胞内一系列生理生化变化，最终表现为整体的生物学效应的过程。2 细胞信号传递的通路由胞外信号转导为胞内信号，或胞外信号分子与胞内受体结合，最终调节基因表达，引起细胞的缓慢应答反应的途径。 由胞外信号转导为胞内，或胞外信号分子与胞内受体结合，信号调节酶的活性，引起细胞的快速应答反应的途径。 （三）细胞的信号分子与受体信号分子 药物分子激素局部介质神经递质接触依赖性信号分子类型亲水性信号分子子亲脂性信号分子受体：有选择性地与特异的配体（信号分子）结合，启动信号传导的生物大分子。受体（分布）细胞表面的受

34、体胞内受体受体（结构）与配体结合的区域产生效应的区域（不一定是具催化功能的基团）受体与配体的对应关系及生物效应 信号的跨膜传递第二信使：第一信使与细胞膜上的受体结合后最早在胞内产生的信号分子。如cAMP 、IP3 和DG。信号传递的终止：细胞内信号传递过程中两类分子开关蛋白由可逆磷酸化控制的开关蛋白（蛋白激酶 蛋白磷酸酯酶）GTP结合蛋白（G蛋白）（结合GTP而活化，结合GDP而失活）。二、通过细胞内受体介导的信号传递亲脂性小分子：脂溶性激素经扩散进入胞内，与胞内受体特异性结合 受体的本质从功能上说是激活的基因表达的调控蛋白。激素与受体结合 受体与抑制性蛋白分离 活化的受体与特异DNA序列结合

35、 调控基因表达 该类受体的结构：C 端：激素结合部位。中部：特异DNA序列结合部位。N端：转录激活结构域 甾类激素：甾类激素经扩散进入胞内 与受体结合，形成激素受体复合物，受体蛋白构象改变 穿核孔进入核内 受体与特异DNA序列结合 调控基因的表达 NNO在胞内合成 (NOS) 扩散到相邻细胞内 与受体鸟苷酸环化酶结合 鸟苷酸环化酶的活性增强 cGMP浓度增高 多种蛋白质级联磷酸化 胞内生理生化反应 广泛的生物学效应 三、介导信号跨膜传递的细胞表面的受体细胞表面受体的三大家族：离子通道偶联的受体 G蛋白偶联的受体 酶偶联的受体（一）离子通道偶联的受体组成：受体-离子通道复合体分布：化学突触处（也

36、可分布于内质网等细胞器）配体：神经递质被运输物质：具有特异性（二） 蛋白偶联的受体蛋白偶联的受体概念：G蛋白的结构：三聚体：由三个亚基组成由、三个不同的亚单位构成，各种G蛋白的差别主要在亚单位。根据亚单位的不同可以将G蛋白分为Gs、Gi等。胞内外在蛋白（与脂双质结合方式） 分子开关*G蛋白的功能：蛋白偶联的受体的结构：次跨膜胞外结构域胞内结构域蛋白偶联的受体所介导的细胞信号通路主要有：cAMP信号通路磷脂酰肌醇信号通路cAMP信号通路的组成概念：主要组成： Rs与Ri（受体）*差别 Gs与i（G蛋白）*差别: 细胞表面受体与Gs(stimulating adenylate cyclase G

37、protein, Gs) 偶联激活腺苷酸环化酶，产生cAMP第二信使，继而激活cAMP依赖的蛋白激酶。细胞表面受体同Gi(inhibitory adenylate cyclase G protein, Gi)偶联则产生与Gs相反的生物学效应。腺苷酸环化酶（效应器，又称催化成分）cAMP介导的信号跨膜传递*RS-GS-腺苷酸环化酶途径：信号分子（激素）G蛋白偶联的受体结合G蛋白活化腺苷酸环化酶活性改变cAMP浓度（水平）改变cAMP依赖的蛋白激酶A活性变化cAMP依赖的蛋白激酶A的活化与功能cAMP依赖的蛋白激酶A的组成活化：发挥功能：快速应答途径激活靶酶缓慢应答途径穿核孔转运 -活化基因调控蛋

38、白-调节基因的表达* 不同类型细胞中，蛋白激酶A对不同套的靶蛋白进行磷酸化，产生不同的生物效应。cAMP信号的调节与终止Gi对腺苷酸环化酶活性的调节环腺苷酸磷酸二酯酶GTP的水解激素与受体的分离磷脂酰肌醇信号通路（双信使系统）主要组成：受体G蛋白磷脂酶C（PLC）：PLC作用于底物磷脂酰肌醇（PIP2）产生三磷酸肌醇(IP3)和二酰基甘油(DAG)两个第二信使。信号传递途径：激素受体G蛋白磷脂酶 IP3 Ca+离子通道蛋白 钙调蛋白和蛋白激酶C蛋白激酶C影响众多生理过程 蛋白激酶C与钙调蛋白的多种功能蛋白激酶C钙调蛋白磷脂酰肌醇信号通路的信号传递的终止DG信使作用的终止磷酸化成磷脂酸酯酶水解成

39、单酯酰甘油IP3信使作用的终止去磷酸化形成自由肌醇，（三）与酶连接的受体又称酶偶联的受体， 或催化性受体。特点：都为跨膜蛋白，胞外具配体结合位点，与胞外配体结合后，可激活受体胞内片段的酶活性（第5种除外）。5类与酶连接的受体1 受体酪氨酸激酶2 受体丝氨酸/苏氨酸激酶3 受体酪氨酸磷酸酯酶4 受体鸟氨酸环化酶5 酪氨酸蛋白激酶联系的受体(受体的胞内片段不具酶的活性)1 受体酪氨酸激酶及RTK-Ras蛋白信号通路1配体种类：如多生长因子2 结构：单次跨膜蛋白。配体二聚体与受体（RTK）结合，促使受体二聚体化二聚体受体自磷酸化-连接接头蛋白（adaptor）-连接Ras激活蛋白(GRF)-激活Ra

40、s蛋白向前传递信号-促进细胞增殖。（在细胞内还存在另一类G蛋白，这类G蛋白具有鸟核苷酸的结合位点，有GTP酶活性，不是以、三聚体方式存在，而是单体分子，因此被称为小G蛋白(small G proteins)。如ras表达产物为一种小G蛋白。其功能也受鸟核苷酸调节。近年来研究发现小G蛋白，特别是一些原癌基因表达产物有着广泛的调节功能。其中Ras蛋白主要参与细胞的增殖和信号转导。）第六章细胞质基质与细胞内膜系统第一节，细胞质基质一、 细胞质基质：真核细胞的细胞质中除去可分辨的细胞器以外的胶状物质二、 细胞质基质的功能：1、许多中间代谢过程的场所 2、通过与骨架蛋白分子的选择性结合，使生物大分子锚定

41、在细胞骨架三维空间的特定区域3、蛋白质修饰：辅酶或辅基与酶的共价结合 磷酸化与去磷酸化用以调节很多蛋白的生物活性 糖基化对某些蛋白质的N端进行甲基化修饰酰基化 4、控制蛋白质的寿命 5、降解变性和错误折叠的蛋白质 6、帮助变性和错误折叠的蛋白质重新折叠，形成正确的分子构象三、细胞质基质与胞质溶胶第二节、内质网内质网：真核细胞中的细胞器，、由封闭膜系统及其围成的腔形成互相沟通的网状结构两种基本类型：糙面内质网 光面内质网功能：1、蛋白质的合成：向细胞外分泌的蛋白质膜的整合蛋白构成细胞器中的可溶性驻留蛋白2脂质的合成 3、蛋白质的修饰与加工4、新生多肽的折叠与装配内质网与基因表达的调控 ： 三种不

42、同的内质网与细胞核的信号转导途径：1、内质网腔末折叠蛋白超量积累 2、折叠好的膜蛋白的超量积累 3、内质网膜上膜脂成分的变化主要是固醇缺乏第三节高尔基复合体形态结构：由一些 （48个）排列较为整齐的扁平膜囊（saccules）对得在一起，构成了高尔基体的主要结构。靠精细胞核的一面扁平囊弯曲或凸面又称成面或顺面，而向细胞膜的一面常呈凹面，又称成熟面或反面组成：高尔基体顺面囊膜（cis Golgi）或顺面网状结构（cis Golginetwork，CGN） 高尔基体中间膜囊（medial Golgi）高尔基体反面的膜囊（trans Golgi）以及反面高尔基体网状结构功能：1、高尔基体与细胞的分泌

43、活动2、蛋白质的糖基化及其修饰3、蛋白酶的水解和其他加工过程第四节 溶酶体与过氧化物酶体溶酶体：单层莫围绕，内含多种酸性水解酶的囊泡状细胞器主要功能进行细胞内消化溶媒体的类型：初级溶酶体 次级溶酶体 残余体 功能：清除无用大分子，衰老细胞器及衰老损伤和死亡的细胞 防御功能 其他重要生理功能：作为细胞内消化器官为细胞提供营养 在分泌细胞，可能参与分泌过程某些特定个细胞编程性死亡及周围活细胞对其的清除 受精过程中，精子的顶体相当于特化的溶酶体过氧化物酶体：又称微体，由单层细胞膜围绕而成，内含一种或几种氧化酶类的细胞器过氧化物酶体与初级溶酶体的特征比较特征溶酶体微体形态大小多呈球形，直径（0205微

44、米）无酶晶体球星，哺乳动物细胞中直径多在015025微米，内常有酶晶体酶种类酸性水解酶含有氧化酶类PH5左右7左右是否需要O2不需要需要功能细胞内的消化作用多种功能发生酶在糙面内质网合成经高尔基体出芽形成酶在细胞质基质中合成，经分裂与装配形成识别的标志酶酸性水解酶等过氧化氢酶过氧化物酶体的功能：过氧化物酶体是一种异质性的细胞器，不同生物的细胞器中，甚至单细胞生物的不同个体中所含酶的种类及其行使的功能都有所不同过氧化物酶体中常含有两种酶：一是依赖于黄素（FAD）的氧化酶作用将底物氧化成H2O2 二是过氧化氢酶含量常占总体蛋白质的90% 第五节 细胞内蛋白质的分选与细胞结构的装配一、信号假设与蛋白

45、质分选信号信号假说：分泌性蛋白N端序列作为信号肽，指导分泌蛋白到内质网膜上合成，在蛋白质结束前，信号肽被切除信号肽似乎没有严格的专一性二、蛋白质的分选蛋白质分选的基本途径与类型：在细胞质基质中完成多肽链的合成然后转运至膜围绕的细胞器 蛋白质合成起始后转移至糙面内质网，新生肽边合成转入糙面内质网中，随后经高尔基体运至溶酶体、细胞膜或分泌至体外 蛋白质分选的类型：蛋白质的跨膜运输膜泡运输选择性门控转运细胞质基质中的蛋白质运输三、 膜泡运输三种不同的有被小泡：网格蛋白有被小泡Cop有被小泡 Cop有被小泡选择性融合是保证细胞内定向膜流动的因素之一四、 细胞结构体系的装配生物大分子的装配方式： 自我装

46、配协助装配直接装配装配具有重要的生物学意义：减少和校正蛋白质合成中出现的错误 可大大减少所需的遗传物质信息量 通过装配与去装配更容易调节与控制多种生物学过程第七章、细胞的能量转换线粒体与叶绿体第一节 线粒体与氧化磷酸化一、线粒体的形态结构（一）线粒体的形态大小数量和分布 形状多种多样，线性和颗粒状最常见，也可呈环形、哑铃型、枝状。长1530微米直径一般0510微米。植物细胞中的的线粒体少于动物细胞中的。线粒体在细胞内分布不是很均匀（二）线粒体的超微结构 在电镜显微镜下观察到线粒体时有两层单位膜套叠而成的封闭的囊状结构组成：外膜 内膜 膜间隙：内外莫之间封闭的腔隙 基质（内室）：内膜所包围的嵴外

47、空间 内质二、线粒体的化学成分及酶的定位（一）化学组成：蛋白质和脂质（二）线粒体酶的定位线粒体酶的分布 部位 酶的名称部位 酶的名称外膜 单胺氧化酶 膜间隙 腺苷酸激酶 NADH-细胞色素c还原酶 二磷酸激酶 犬尿酸羟化酶 核苷酸激酶酰基辅酶A合成酶内膜 细胞色素b、c、c1、a、a3基质 柠檬酸合成酶、苹果酸脱氢酶 ATP合成酶系 延胡索酸酶、异柠檬酸脱氢酶琥珀酸脱氢酶 顺乌头酸梅、谷氨酸脱氢酶 -羟丁酸和-羟丙酸脱氢酶 脂肪酸氧化酶系 肉毒碱酰基转移酶 天冬氨酸转氨酶 丙酮酸氧化酶 蛋白质和核酸合成酶系 NA DH脱氢酶（对鱼藤酮敏感） 丙酮酸脱氢酶复合物三、线粒体的功能主要功能进行氧化磷

48、酸化、合成ATP为细胞生命活动提供直接能量，与细胞自由基的生成，细胞程序性死亡细胞的信号传导细胞内多种离子的跨膜运输及电解质稳态平衡的微调。氧化磷酸化的分子结构基础：电子传递链（呼吸链） ATP合成酶的分子结构与组成 氧化磷酸化作用与电子传递的偶联四、线粒体与疾病：克山病第二节 叶绿体光合作用定义：植物细胞中特殊的能量转换细胞器，主要功能进行光合作用 一、叶绿体的结构和化学组成1、结构：叶绿体被膜 类囊体：由单位膜封闭形成的扁平小囊 基质叶绿体的主要功能：进行光合作用光合作用：原初反应：光能的吸收传递与转换 电子传递和光和磷酸化 光合碳同化第三节 线粒体和叶绿体是半自主细胞器一 线粒体与叶绿体

49、的DNA线粒体DNA（DNA）呈双链环状 叶绿体DNA（DNA）也呈双链环状 其大小差异较大二 线粒体和叶绿体蛋白质合成 注：虽然合成蛋白质但种类有限 mtDNA编码的RNA和多肽有：线粒体核糖体中中RNA中RNA种多肽参加叶绿体组成的蛋白质来源由DNA编码在叶绿体核糖体上形成 由核DNA编码，在细胞质核糖体上合成由核DNA编码，在叶绿体核糖体上合成三、线粒体和叶绿体蛋白质的运送与装配 前体蛋白：由成熟形式的蛋白和N端的一段称为导肽的序列组成 导肽：不仅含有识别线粒体的信息，并且有牵引蛋白质通过线粒体膜进行运送功能 含导肽的前体蛋白跨膜运送：先被线粒体表面的受体识别，同时还需要位于外膜上的GI

50、P蛋白参与四、线粒体和叶绿体的增殖与起源（一）增殖线粒体的分裂：间壁和隔膜分离 叶绿体通过分裂增殖 收缩分离 （成熟叶绿体通常不再增殖） 出芽二、起源内共生起源学说非共生起源学说第八章 细胞核与染色体第一节 核被膜与核孔复合体一 核被膜（一）结构组成：由内外两层平行但不连续的单层膜合成 内外核膜特点：外核膜表面常附有核糖体颗粒，且常常与糙面内质网相连，使核周围间隙与内质网彼此相通内核膜表面光滑，无核糖体附着，但紧贴其表面有一层致密的纤维网络结构，即核纤层（二）核被膜在细胞周期中的崩解与装配分裂期：双层核膜崩解成单层膜泡，核孔复合体解体，核纤层去装配分裂末期：核被膜开始围绕染色体重新形成二、核孔

51、复合体（一）结构模型：核孔复合体镶嵌在内外核膜融合形成的核孔上。核孔复合体的直径比核孔的直径稍大一些 横向看：核孔复合体由周边向核边向核孔中心依次可分环、辐、栓三种结构亚单位 纵向看：核孔复合体由核外向核内依次可分为胞质环、辐（+栓）、核质环三种亚单位结构综合：核孔复合体由下列组成：胞质环、核质环、辐、栓。（二） 核孔复合体功能：核质交换的双向选择亲水通道。两种运输方式：被动扩散，主动运输第二节 染色质一、染色质的概念 染色质：是指间期细胞核内由DNA、组蛋白，非组蛋白及少量RNA组成的线性复合结构二、 染色质的基本结构单位核小体 1、每个核小体单位包括200bp左右的DNA超螺旋和一个组蛋白

52、八聚体以及一个分子的组蛋白H1核小体结构要点 2、组蛋白八聚体构成核小体的盘状核心结构 3、146bp的DNA分子超螺旋盘绕组蛋白八聚体175圈 4、两个相邻核小体之间以连接DNA（）相连典型长度 5、组蛋白与DNA之间的相互作用主要结构性的基本不依赖于核苷酸的特异序列 6、核小体沿DNA的空位受不同因素的影响 三、染色质包装的结构模型染色质包装的多级螺旋模型 染色体骨架放射环结构模型第三节 染色体染色体：细胞在有丝分裂时遗传物质存在的特定形式是间期细胞染色质结构紧密包装的结果一中期染色体的形态结构中期染色体具有较稳定的形态中期染色体可分为四类：中着丝粒染色体边中丝粒染色体边端丝粒染色体 端丝

53、粒染色体染色体各部主要结构：1、着丝粒与动粒 2、次缢痕 3、核仁组织区 4、随体 5、端粒二 染色体DNA的三种功能元件 染色体必备三种功能元件：一个DNA复制起点 一个着丝粒 两端有端粒三 核型核型：染色体组在有丝分裂中期的表现包括染色体数目、大小、形态特征四 巨大染色体：多线染色体灯刷染色体第四节 核仁核仁：真核细胞间期核中最显著的结构一、核仁的超微结构：1、纤维中心2、致密纤维组分 3、颗粒组分二、核仁的功能：核糖体的生物发生 rRNA基因转录的形态及组织特征 rRNA前体的加工 核糖体亚单位的装配 三、核仁周期 进入有丝分裂时，核仁首先变形和变小，随着这染色质凝集，核仁消失，所有RNA合成