绪论
细胞生物学是现代生命科学的重要基础学科.是从不同层次上研究细胞的结构、功能及其生命活动规律的科学。
重大生命现象的研究要以细胞为基础；疾病发病机制的研究以细胞病变的研究为基础；现代生物技术以细胞操作为基础而进行。
转基因技术：农业----大豆，玉米，棉花，西红柿等
畜牧业----奶牛
医学----各种疾病的动物模型
干细胞技术：器官移植的供体
无性繁殖技术：克隆羊、狗、牛等
细胞生物学是对农、畜牧业和医学的发展至关重要的基础学科
研究内容
细胞的结构与功能：
1.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
细胞重要生命活动：
4.细胞增殖及其调控
5.细胞分化及其调控
6.细胞的衰老与死亡
细胞的增殖，分化衰老和凋亡是生命体的生长和发育的基础，也是癌变的发生和逆转的途径。
7.细胞信号转导
8.细胞工程：用人工方法改造细胞的遗传信息从而产生新的遗传性状。
细胞杂交：杂交瘤细胞--单抗的制备。
细胞克隆：无性繁殖。
干细胞工程。
9.细胞的起源与进化
细胞的发现
1. 1665年，英国人胡克（Robert Hook）发现软木塞中蜂窝状小室，命名为细胞。此后不久，荷兰学者列文虎克（Leeuwenhoek)观察了许多动植物的活细胞。
2. 1838-1839年，德国植物学家施莱登（MJ. Schleiden）和动物学家施旺（T. Schwann）正式提出了细胞学说：一切植物、动物都是由细胞组成的；每个细胞都是相对独立的；新细胞是已存在细胞繁殖的。
第二章细胞的统一性和多样性
统一性：相似的化学组成；基本的结构要素；类似的遗传语言、生命活动及其调控机制。
多样性：种类繁多，形态各异，功能多样。
细胞的基本共性
1.所有细胞具有相似的化学组成。
大分子：蛋白质，脂类，多糖+核酸
小分子：氨基酸，脂肪酸，单糖，核苷酸
原子：C, N, H, O, P, S, Ca，Mg，Na，Fe，K，Zn等。
2. 所有的细胞均有由磷脂双分子层与镶嵌蛋白质构成的细胞质膜。真核细胞还有内膜体系。
3.除了某些特化细胞外，如红细胞,所有的细胞都含有两种核酸：即DNA与RNA。
4. 作为蛋白质合成的机器─核糖体，存在于一切细胞内。
5. 几乎所有的细胞都使用一套相同的遗传密码
6. 所有细胞的增殖都以一分为二的方式进行分裂。
在分裂之前，染色体复制加倍，最后等分到两个子细胞中。
原核细胞
基本特点：
1.体积小，结构简单。
2.没有典型的细胞核，即没有核膜。
3.遗传信息量小，主要遗传信息在一个环状DNA 上。
4.细胞内没有膜性细胞器，如细胞核和线粒体等。
原核细胞构成的生物称为原核生物(prokaryote)。
原核生物均为单细胞生物，进化地位原始，在地球上出现早，分布广，对环境适应性强。 主要代表：
支原体（mycoplasma ）——目前发现的最小最简单的细胞；
细菌（bacteria ）
蓝藻又称蓝细菌（cyanobacteria ）
细菌:在自然界分布最广、个体数量最多的有机体
质粒(plasmid) ：
1.存在于细菌中，除核区DNA 外，可进行自主复制，裸露的环状DNA 分子，所含遗传信息量小，有时能整合到核区DNA 中去。
2.细菌可以失去质粒而正常代谢。
质粒常用作基因重组与基因转移的载体。
蓝藻(Cyanobacteria)
又称蓝细菌，是最简单的光能自养生物，分布广泛，能生长在极为贫瘠的环境。它的光合作用类似于高等植物 ，而不同于光合细菌。没有叶绿体，但有质膜内陷形成的光合片层 原核细胞和真核细胞的区别
染色体
细胞增殖 细胞器
细胞核
细胞壁
原核细胞
无丝分裂（直接分裂） 有核膜、核仁，有成形的细胞核 没有核膜、核仁，称为拟核 有，成分是氨基糖壁酸 动物细胞没有；植物细胞壁成分是纤维素与果胶 有核糖体、线粒体、内质网、高尔基体、叶绿体（植物）等 只有核糖体 2条以上染色体，线状DNA 和蛋白质结合 单个染色体，环状DNA 不与蛋白质结合 以有丝分裂（间接分裂）为
主 细胞骨架
无 有
病毒的基本知识—分类
真病毒（virus）——核酸分子（DNA或RNA）与蛋白质构成的核酸-蛋白质复合体；
根据病毒的核酸类型可以将其分为两大类： DNA病毒与RNA病毒
类病毒（viroid）——仅由一个感染性的环状RNA构成；只感染植物
朊病毒（prion）——仅由感染性的蛋白质亚基构成；参与疯牛病，人类克-雅氏症的传播病毒是彻底的寄生物：植物病毒，动物病毒，细菌病毒（噬菌体）。
动物病毒根据形态可分为：立体对成型病毒和螺旋对称型病毒。
第三章细胞生物学研究方法
模式生物
1.模式生物具有个体较小，容易培养，操作简单，生长繁殖快的特点。
2.基于细胞的统一性，如遗传密码的通用性，和某些基因进化的保守性，简单细胞的生命活动规律可能提示高等细胞的生命活动规律。
突变体制备技术
RNA干扰技术（RNA interfering， RNAi) ：利用小RNA瞬时或永久干扰RNA的稳定性或阻碍翻译过程，从而显著降低靶基因的表达(gene knockdown)。
基因敲除（gene knockout):删除基因组中某个基因的部分或全部序列，使该基因失活，在DNA 水平制备突变体。
基因敲入（gene knockin):在基因组中特定位置插入某个基因，使之得到表达。
第四章细胞膜
流动镶嵌模型：1.膜的流动性2.膜蛋白分布的不对称性
液晶态模型：膜质在无序的流动态和有序的晶态之间动态转变。
板块镶嵌模型：生物膜由流动程度不同的板块镶嵌而成。
脂筏模型（lipid raft model）：1.在以甘油磷脂为主的生物膜上，2.富含胆固醇和鞘磷脂的区域，3.载有蛋白质。
生物膜结构:膜脂是膜的基本骨架，膜蛋白是膜功能的主要体现者。
膜蛋白的分类：根据蛋白与脂分子的结合方式
1.外周膜蛋白：水溶性蛋白，与膜结合弱。
2.整合膜蛋白：与膜结合紧密
3.脂锚定膜蛋白
三种膜蛋白的特征
1.外周膜蛋白靠离子键或其它较弱的键与膜表面蛋白或脂分子结合。结合弱，易分离。
2.脂锚定膜蛋白通过与之共价相连的脂分子插入膜的脂双分子中。与脂肪酸结合的多在内侧，与糖脂结合的多在外侧。
3.整合膜蛋白为跨膜蛋白，占膜蛋白的70~80%。与膜的结合紧密。
细胞质膜是选择性通透屏障
1.脂溶性分子（甾体类激素,如雌激素）和小的不带电的分子(气体分子,如O2, CO2, N2）能以简单扩散的方式通过。
2.对多数水溶性分子（葡萄糖，氨基酸，核苷酸，多肽）和离子（Na, K, Ca)的透过需要膜转运蛋白。
第九章细胞信号转导
细胞通讯（cell communication）
1. 概念：是指一个细胞发出的信息通过介质传递到另一个细胞并与靶细胞相应的受体相互作用，然后通过细胞信号转导产生胞内一系列生理生化变化，最终表现为细胞整体的生物学效应的过程。
2. 细胞通讯的方式
1)细胞通过分泌化学信号进行细胞间通讯。
2)细胞间接触依赖性的通讯（信息介质和受体分别位于信号细胞和靶细胞的细胞质膜，是跨膜蛋白）。
3)相邻细胞间形成间隙连接或胞间连丝使细胞间相互沟通，通过小分子交换实现细胞间的通讯。
3. 通过胞外信号介导的细胞通讯过程
1)信号细胞合成并释放信号分子；
2)化学信号分子运送至靶细胞；
3)信号分子与靶细胞质膜上特异性受体结合并激活受体；
4)信息的跨膜转导,将胞外信号转导为胞内信号，启动细胞内一种或多种信号转导途径；
5)引起细胞的应答反应（生物学效应：功能、代谢或基因表达的改变）
6)信号的解除并导致细胞应答反应的终止。
受体
1. 概念：
一种能够识别和选择性结合某种配体（信号分子）的大分子。受体结合特异性配体后被激活，通过信号转导途径将胞外信号转换为胞内的信号。
2.分类：
1. 细胞表面受体
2. 细胞内受体
1)位于细胞质基质或核基质中；
2)识别并结合小的脂溶性分子；
3)通常是基因调控蛋白（转录因子）或酶，与信号分子结合后被激活。
3. 受体激活后引发的细胞反应
1.细胞内预存蛋白的活性或功能的改变，因而影响细胞的功能和代谢（快反应）。
2.影响细胞内特殊蛋白的表达量，常通过激活或抑制该基因的表达（慢反应）。
第二信使概念：细胞外的信号分子（第一信使）与受体作用后在细胞内最早产生的信号分子称为第二信使，其功能是启动和协助细胞内信号的逐级放大。
信号转导系统基本组成—5个步骤：
1.细胞表面受体识别信号分子
2.信号的跨膜转导，产生第二信使
3.信号放大级联反应
4.细胞应答反应—代谢反应；基因表达调控；细胞形状或运动改变
5.受体下调/脱敏—终止反应
细胞内受体介导的信号转导
一、细胞内核受体对基因表达的调节
1.配体：为脂溶性小分子，可直接穿膜，
类固醇激素、视黄酸、维生素D等；
2.受体的本质：依赖激素激活的基因调控蛋白；
3.受体由三部分组成：
C端---激素结合位点
中部---DNA或抑制性蛋白的结合位点
N端---转录激活结构域
G蛋白耦联受体介导的信号转导
1. G蛋白的结构
1).全称：三聚体GTP结合调节蛋白，位于细胞质膜的胞浆侧；有多种，分别参与不同的信号通路。
2).由α、β、γ三个亚基组成，Gβγ二聚体及Gα亚基通过共价结合脂分子锚定于膜上；
3).Gα亚基具有GTP酶活性，是分子开关蛋白，与GDP结合时处于关闭状态，与GTP结合时处于开启状态。
2. GPCR结构：
1).受体为7次跨膜蛋白；
2).受体胞外结构域识别并结合胞外信号分子，胞内结构域与G蛋白耦联。
G蛋白耦联受体所介导的细胞信号通路
按照效应蛋白的不同分为3类：
1)以cAMP为第二信使的信号通路：以腺苷酸环化酶为效应蛋白；
2)磷脂酰基醇双信使（IP3和DAG）信号通路：以磷脂酶C为效应蛋白；
3)G蛋白耦联受体介导的离子通道信号通路：以离子通道为效应蛋白。
4. 蛋白激酶A(PKA)：
结构：由两催化亚基和两调节亚基组成；
功能：PKA在不同细胞中作用于不同的底物，PKA的活化导致细胞产生不同的应答反应。
胰高血糖素和肾上腺素刺激肝细胞促进血糖升高的生物学机制（信号转导机制）？
①胰高血糖素或肾上腺素同细胞表面受体特异性结合；
②通过激活G蛋白活化腺苷酸环化酶；
③激活的腺苷酸环化酶催化ATP生成cAMP，
④cAMP同蛋白激酶A的调节亚基结合，将PKA激活，
⑤活化的PKA使糖原合成酶磷酸化从而抑制葡萄糖合成糖原，
⑥同时PKA可使磷酸化酶激酶磷酸化而促进糖原分解为1-磷酸葡萄糖，最后生成葡萄糖进入血液循环。
cAMP信号通路反应链：
信号分子→G-蛋白偶联受体→ G-蛋白→腺苷酸环化酶→cAMP→ cAMP依赖的蛋白激酶A→不同细胞产生不同的应答反应
磷脂酰肌醇信号通路反应链：
G蛋白偶联的受体→ G蛋白→磷脂酶C(PLC) →
→IP3→胞质Ca2+浓度升高→Ca2+-CaM复合体→靶蛋白磷酸化→细胞应答
→DAG→激活PKC→靶蛋白或基因调控蛋白的磷酸化→细胞应答
1. 受体酪氨酸激酶。
2. 受体丝氨酸/苏氨酸激酶。
3. 受体酪氨酸磷脂酶。
4. 受体鸟苷酸环化酶、
5. 酪氨酸激酶连接的受体。
受体酪氨酸激酶的激活
1.配体（如EGF）在胞外与受体结合并引起构象变化
2.导致受体二聚化（dimerization）形成同源或异源二聚体
3.激活受体本身的酪氨酸蛋白激酶活性, 在二聚体内彼此相互磷酸化胞内段酪氨酸残基。
4.细胞质中有SH2结构域的信号蛋白与磷酸化的酪氨酸残基结合，信号在细胞内传递。
细胞质内有SH2结构域的蛋白：即可结合磷酸化的酪氨酸残基的蛋白
生长因子受体结合蛋白（GRB2）磷脂酶C-γ（PLC -γ）3-磷脂酰肌醇激酶（PI3K） STAT等JAK－STAT途径
1. 配体cytokine与受体结合导致受体二聚化；
2.二聚化受体激活JAK；
3.JAK将STAT磷酸化；
4.STAT形成二聚体，暴露出入核信号；
5.STAT进入核内，调节基因表达。
由细胞表面受体介导的信号途径分类：
1.GPCR-cAMP-PKA和RTK-Ras-MAPK信号途径：受体活化导致蛋白激酶活化，后者转至核内并磷酸化转录因子，进而调控基因转录。
2.TGF-β-Smad和JAK-STAT信号通路：受体为激酶或与激酶偶联，导致胞质内转录因子的磷酸化并入核，进而影响基因转录。
3.Wnt信号通路：受体活化引发胞质内多蛋白复合物去装配，从而释放转录因子，再转到核内调控基因表达。
4.NF-kB信号通路：涉及抑制物的切割，从而释放转录因子进入核内，调控基因表达。
第七章细胞质基质与内膜系统
真核细胞内的膜相结构将细胞质区分成3类结构：
1.细胞质基质（水，蛋白质，离子）
2.内膜系统（内质网，高尔基体，分泌泡，溶酶体，胞内体）
3.其它由膜包被的细胞器（线粒体，叶绿体，细胞核，过氧化物酶体）
细胞质基质主要特点：细胞质骨架和细胞膜为蛋白质、mRNA等大分子物质和细胞器，如核糖体等，提供附着位点。从而使细胞质基质形成一个高度有序的体系；通过弱键相互结合处于动态平衡的结构体系
细胞质基质的功能
1. 完成各种中间代谢过程，如糖代谢、脂肪酸代谢如糖酵解过程、磷酸戊糖途径、糖醛酸途径等
2. 蛋白质的合成场所：所有蛋白质的合成都起始于细胞质基质中的游离核糖体。
3. 蛋白质的修饰、蛋白质的选择性降解
4. 细胞内信号转导：信号由胞外经细胞质基质传至细胞核，并最终影响基因表达:信号由胞外传至细胞质基质，并最终改变酶的活性，影响细胞代谢。
5. 与细胞质骨架相关的功能维持细胞形态、细胞运动、胞内物质运输及能量传递
控制蛋白质的寿命即蛋白质选择性降解
1.细胞质基质中的蛋白质寿命长短不一：有些蛋白为几天甚至数月（多为结构蛋白），有些只有几分钟（多为调控蛋白，调控代谢反应或基因表达）
2.蛋白质的寿命取决于其结构—N端的第一个氨基酸如果是Met、Ser、Thr、Ala、Gly、Val、Cys或Pro，则蛋白是稳定的，否则不稳定，通过泛素化和蛋白酶体途径降解。
3.变性和错误折叠的蛋白质（疏水基团的暴露）也通过泛素化和蛋白酶体途径降解。
细胞内膜系统
是指细胞内，在结构、功能及发生上相关的由膜包绕形成的细胞器或细胞结构。包括内质网、高尔基体、溶酶体、胞内体和分泌泡等。
内质网
1.是合成蛋白质，脂质和糖类的基地。合成的种类与细胞质中合成的不同。
2.分为粗面内质网rER和滑面内质网sER。
rER呈扁平囊状，排列整齐，有核糖体附着。
sER呈分支管状或小泡状，无核糖体附着。
细胞不含纯粹的RER或SER，它们分别是ER连续结构的一部分
内质网上合成的蛋白主要有：
1.分泌性蛋白: 如浆细胞产生的抗体、内分泌细胞产生的激素、消化腺细胞产生的消化酶等；
2.整合膜蛋白：构象有方向性，并且在合成时方向性就已确定；
3.构成内膜系统细胞器中的可溶性驻留蛋白：如溶酶体中的酸性水解酶等。
脂类的合成：ER合成细胞所需绝大多数膜脂（包括磷脂和胆固醇）(rER); 酶的位置在rER的细胞质基质侧，底物在基质中，故新合成的膜脂位于基质侧。
糖基化:蛋白质合成的同时或合成后，在酶的催化下寡糖链被连接在肽链特定的糖基化位点，形成糖蛋白。
N-连接的糖基化：糖基转移酶（glycosyltransferase）在作用下发生在ER腔；与天冬酰胺残基的NH2连接，第一个糖为N-乙酰葡糖胺。
硫键
又称S－S键。是2个SH基被氧化而形成的—S—S—形式的硫原子间的键。在生物化学的领域中，通常是指蛋白质分子中的半胱氨酸残基之间形成的键。此键在蛋白质分子的立体结构形成正确折叠上起着一定的重要作用。
功能区隔
1.顺面高尔基体管网状结构（cis Golgi network），CGN是入口区域。接收来自内质网的物质。
2.高尔基体中间膜囊（medial Golgi），多数糖基修饰，糖脂的形成以及与高尔基体有关的多糖合成发生于此处。
3.反面高尔基体管网状结构（trans Golgi network），TGN是出口区域，参与蛋白质的分选与包装，最后输出。
蛋白质的O-连接的糖基化：经高尔基体加工过的蛋白大多数在高尔基体发生了糖基化修饰。
溶酶体的结构
1. 溶酶体膜的特征：
1)嵌有V-型质子泵，形成和维持溶酶体中酸性的内环境（pH为5左右)；
2)具有多种载体蛋白用于水解的产物向外转运；
3)膜蛋白高度糖基化，可能有利于防止自身膜蛋白的降解。
2. 内含多种酸性水解酶：蛋白酶、核酸酶、酯酶等
3.溶酶体的标志酶：酸性磷酸酶
溶酶体的类型
1.初级溶酶体（primary lysosome）:内容物均一，球形。
2.次级溶酶体（secondary lysosome）：含颗粒、膜片甚至某些细胞器，形态不规则，较大。
"自噬溶酶体（autophagolysosome）
"异噬溶酶体（phagolysosome）
3.残余体（residual body），又称后溶酶体：含未被消化的残存物质，通过类似胞吐的形式将内容物排出细胞。
溶酶体是以含有大量酸性水解酶为共同特征、不同形态大小，执行不同生理功能的一类异质性（heterogenous）的细胞器。
次级溶酶体（secondary lysosome）
是正在进行或完成消化作用的溶酶体，分为自噬溶酶体和异噬溶酶体。由初级溶酶体与胞吞泡(胞饮泡）、自噬泡或异噬泡融合形成。
溶酶体的功能
1.清除无用的生物大分子、衰老的细胞器及衰老损伤和死亡的细胞（如红细胞）：自噬溶酶体和异噬溶酶体
2.防御功能（病原体感染刺激单核细胞分化成巨噬细胞而吞噬、消化）：异噬溶酶体
3.作为细胞内的消化“器官”为细胞提供营养；
4.分泌腺细胞中，溶酶体摄入分泌颗粒参与分泌过程的调节。
5.参与清除赘生组织或退行性变化的细胞；
6.精子的顶体（acrosome）是特化的溶酶体，帮助精子进入卵细胞。
微体与初级溶酶体的特征比较
蛋白质的分选(protein sorting)：即蛋白质的定向转运，是蛋白质在核糖体上合成后被转运至细胞的特定部位并组装成结构与功能的复合体的过程。
信号肽：位于N端，约16~26个氨基酸，含有6-15个连续排列的带正电荷的非极性氨基酸，又称开始转移序列。
共翻译转运:肽链边合成边向内质网腔转移的方式，称为共翻译转运
蛋白质分选的基本途径—共翻译转运和翻译后转运
膜泡运输—4种膜泡类型
1.COPII有被小泡介导的细胞内顺向运输：从内质网到高尔基体。
2.COPI有被小泡介导的逆向运输：从高尔基体到粗面内质网。
3.分泌泡：从高尔基体到细胞表面。
4.网格蛋白有被小泡：从高尔基体的反面管网区出芽或从细胞质膜内陷形成。
关键步骤：
1. 供体膜的出芽、装配、断裂、形成转运膜泡
2. 由马达蛋白驱动，以微管为轨道的运输
3. 转运膜泡与靶膜的锚定和融合
氨基酸是指含有氨基的羧酸。生物体内的各种蛋白质是由20种基本氨基酸构成的。
第十章细胞核(nucleus)与染色质(chromatin)
细胞核:真核细胞最重要的细胞器，是细胞遗传与代谢的调控中心
细胞核的结构组成：核被膜与核孔复合体核纤层染色质染色体核仁
核定位信号 (nuclear localization signal，NLS)
1.NLS是存在于亲核蛋白内的一些短的氨基酸序列片段，富含碱性氨基酸残基，如Lys、Arg;
2.有的NLS是一段连续的序列，也有的NLS分成两段。
3.NLS序列可存在于亲核蛋白的不同部位，在指导完成核输入后并不被切除。
4.NLS只是亲核蛋白入核的一个必要条件而非充分条件
1有些蛋白质可以在核质之间多次穿梭，如亲核蛋白importin 和某些转录调控蛋白（如STAT）。2输入蛋白(importin):核定位信号的受体蛋白,存在于胞质溶胶中,可与核定位信号结合,帮助核蛋白进入细胞核,这种受体称为输入蛋白。
染色质（chromatin）:能被碱性染料强烈着色
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, 是间期细胞遗传物质存在的形式。
染色体(chromosome):指细胞在有丝分裂或减数分裂过程中, 由染色质聚缩而成的棒状结构。
1.染色质与染色体是在细胞周期不同的功能阶段可以相互转变的的形态结构
2.染色质与染色体具有基本相同的化学组成，但包装程度不同, 结构状态不同。
染色质是细胞内基因存在与发挥功能的结构基础，DNA复制、基因转录、DNA修复等都在染色质水平进行。 Accessible 易于接近！
基因组
概念：一个生物贮存在单倍染色体组中的总遗传信息，称为该生物的基因组。
1.基因组大小通常随物种的复杂性而增加，人类有3至4万个蛋白编码基因。
2.基因组中两类遗传信息
编码序列：蛋白编码序列、RNA编码序列
调控序列：基因的启动子等
基因组DNA的一级结构具有多样性
1.非重复单一DNA序列：占基因组DNA的1-1.5%, 大部分蛋白编码序列
2.串联重复序列：0.3%, 编码rRNA、tRNA、snRNA和组蛋白；20—300拷贝.
3.中度重复DNA序列： DNA转座子, 3%
中度重复序列DNA在物种进化过程中是基因组中可移动的遗传元件，并且影响基因表达。
4.高度重复DNA序列：10%，至少10万拷贝
卫星DNA（satellite DNA），主要分布在染色体着丝粒部位；
小卫星DNA（minisatellite DNA），又称数量可变的的串联重复序列，常用于DNA指纹技术（DNA finger-printing）作个体鉴定；
微卫星DNA（microsatellite DNA）重复单位序列最短，具高度多态性，在遗传上高度保守，为重要的遗传标志，用于构建遗传图谱和个体鉴定。
组蛋白(histone
1.核小体组蛋白(nucleosomal histone)：H2A、H2B、H3和H4,帮助DNA卷曲形成核小体的稳定结构
2.H1组蛋白：在构成核小体时H1起连接作用, 它赋予染色质以极性。
3.特点：
富含带正电荷的Arg和Lys等碱性氨基酸，属碱性蛋白质，可以和酸性的DNA紧密结合（非特异性结合）；
没有种属及组织特异性，在进化上十分保守：酵母的组蛋白H3、H4和人类的组蛋白H3、H4非常相似。
非组蛋白主要是质染色体上与特异DNA序列相结合的蛋白质，所以又称序列特异性DNA结合蛋白 (sequence specific DNA binding proteins)，包括 DNA聚合酶等酶类，染色体支架蛋白，基因调控蛋白等
核小体结构要点
◆每个核小体单位包括200bp左右的DNA超螺旋和一个组蛋白八聚体及一个分子组蛋白H1
◆组蛋白八聚体构成核小体的盘状核心结构
◆146bp的DNA分子超螺旋盘绕组蛋白八聚体1.75圈, 组蛋白H1在核心颗粒外结合额外20bp DNA，锁住核小体DNA的进出端，起稳定核小体的作用。
◆两个相邻核小体之间以连接DNA 相连，典型长度60bp，不同物种变化值为0～80bp。
◆组蛋白与DNA之间的相互作用主要是结构性的，基本不依赖于核苷酸的特异序列。
◆核小体沿DNA的定位受不同因素的影响，进而通过核小体位置的改变影响基因表达。
染色质包装的多级螺旋模型
◆一级结构：核小体
◆二级结构：螺线管(solenoid)
◆三级结构：超螺线管(supersolenoid)
◆四级结构：染色单体（chromatid）
常染色质(euchromatin)概念：指间期核内染色质纤维折叠压缩程度低, 处于伸展状态, 用碱性染料染色时着色浅的那些染色质
异染色质(heterochromatin)概念：指间期细胞核中, 折叠压缩程度高, 处于聚缩状态，碱性染料染色时着色较深的染色质组分。
细胞周期(cell cycle)概述概念：
细胞从一次细胞分裂结束开始到下一次细胞分裂结束为止，所经历的一个有序过程 ,包括物质准备和细胞分裂过程，其间细胞遗传物质和其他内含物分配给子细胞。
细胞周期中不同时相及其主要事件
◆ G1期：与DNA合成启动相关，开始合成细胞生长所需要的多种蛋白质、RNA、碳水化合物、脂等，同时染色质去凝集。
◆ S 期：DNA复制与组蛋白合成同步，组成核小体串珠结构。
◆ G2期：DNA复制完成，染色体倍性由2n变成4n,在G2期合成一定数量的蛋白质和RNA分子。
◆ M 期： M期即细胞分裂期，遗传物质平均分配给子细胞和细胞内其它物质分配给子细胞。细胞周期的人工选择同步化
1.有丝分裂选择法：用于单层贴壁生长细胞。
优点是细胞未经任何药物处理，细胞同步化效率高。缺点是分离的细胞数量少。
2.密度梯度离心法：根据不同时期的细胞在体积和重量上存在差别进行分离。
优点是方法简单省时，细胞同步化效率高，分离的细胞数量多。缺点是对大多数种类的细胞并不适用。适用于姴殖酵母（fission yeast)和有些哺乳动物细胞（如HeLa)。
药物诱导法同步化
1.DNA合成阻断法：常用试剂如HU（hydroxyurea，羟基脲), TdR (胸腺嘧啶核苷）。单次处理可将细胞群同步化于G1/S交界处和S期。TdR两次处理可将细胞群同步化在G1/S交界处。优点是同步化效率高，几乎适合于所有体外培养的细胞体系，被广泛采用。
2. 分裂中期阻断法：常用试剂如秋水仙素、nocodazole，通过抑制微管聚合来抑制细胞分裂器的形成，将细胞群同步化在M期。优点是操作简便，效率高。缺点是这些药物的毒性相对较大，若处理时间长，细胞常不能恢复细胞周期的运转。
条件依赖性突变株在细胞周期同步化中的应用：可用于酵母细胞的同步化，极少用于动物细胞。
将与细胞周期调控有关的条件依赖性突变株转移到限定条件下培养，所有细胞便被同步化在细胞周期中某一特定时期。
特殊的细胞周期
卵裂球主要指的是从二细胞期到八细胞期之间的形态，其中每一个细胞都是胚胎干细胞，具有
全能性。卵裂球之后会继续分裂形成桑葚期
受精卵细胞快速分裂，几乎只有S期和M期。没有
G1期的物质合成，所以细胞体积越来越小。
第十四章细胞增殖调控与癌细胞
◆MPF是一种使多种底物蛋白磷酸化的蛋白激酶；由M期Cyclin-Cdk(Cyclin-dependent protein kinase) 形成的复合物。MPF=CDK1/p34/cdc2+cyclinB
细胞周期蛋白cyclin
特点：
1.含量：在细胞周期中蛋白含量呈周期性变化。图14-5
2.结构上，含有一段约100个氨基酸的保守序列，称为周期蛋白框（cyclin box），介导与CDK
结合。图14-4
3.结构上， M期周期蛋白有破坏框（destruction box)，位于蛋白质进N末端，参与由泛素
介导的蛋白降解。
4.特异性：不同的cyclin 结合并激活不同的CDK。
作用：激活和引导不同的CDK作用于不同底物
Cyclin A 和 B 通过泛素化途径（ubiquitination pathway) 降解(M期周期蛋白的破坏框起调
节作用）
1.泛素与泛素激活酶E1结合形成E1-泛素复合体。
2.E1-泛素复合体将泛素转移给泛素结合酶E2，形成E2-泛素复合体。
3.在泛素蛋白连接酶E3的催化下，泛素分子连接到靶蛋白上。
4.形成多聚泛素链。
5.泛素化的靶蛋白被蛋白酶体（proteasome)逐步降解。
细胞周期蛋白依赖性激酶cyclin-dependent kinase, CDK
◆cdc2与细胞周期蛋白结合才具有激酶的活性，故称为CDK。
◆CDK1 蛋白在细胞周期中含量相对稳定，而cyclin B 的含量呈周期性变化。
◆不同的CDK结合相应的cyclin，由于cyclin含量周期性变化导致CDK活性随之波动
CDK抑制因子（CDK inhibitors, CDKIs)
◆CDKI对细胞周期起负调控作用，分为2大家族：
①INK4家族: 包括p16,p18,p19等。 p16抑制cdk4 和 cdk6。
②Cip/Kip家族：包括p21Cip/WAF1，p27Kip1和p57Kip2等。其中p21Cip/WAF1抑制G1期CDK，如CDK2、3、4、6；还能与DNA聚合酶δ的辅助因子PCNA（proliferating cell nuclear antigen)结合，直接抑制DNA的合成。
CDK激酶是细胞周期运转的引擎分子，对细胞周期起核心性调控作用。
Rb的发现—G1期细胞的“刹车”
◆Kundson对视网膜母细胞瘤（retinoblastoma, RB)研究时，发现该肿瘤的形成需要第13号染色体上一对等位基因的同时缺失或失活，表明该基因具有抑制肿瘤形成的作用，称为Rb基因。Rb蛋白具有多种转录因子的结合位点，如E2F。
p53对G1/S的调控
◆p53是一个肿瘤抑制蛋白，该基因的突变与50%的人类肿瘤相关。
◆UV、药物等引起的DNA损伤会激活细胞内的ATM等激酶，导致p53的激活，阻止细胞周期进程，直到DNA损伤完全修复。如果最终不能完全修复，p53会介导细胞凋亡。
◆在DNA损伤时，p53可通过其下游蛋白p21，抑制Cdk2/cyclin E活性，阻止G1/S转换。 p53还可以通过p21，抑制Cdk1/cyclin B活性，阻止G2/M转换。
◆细胞内的p53蛋白水平一般很低， DNA损伤后其蛋白水平显著上升。
G1期/S期转换的调控
主要的相关蛋白：
●周期蛋白：cyclin D、E
●周期蛋白依赖性蛋白激酶：Cdk2、4、6
●Cdk抑制蛋白：p16、p15、p18、p19(Ink4家族）；p21、p27、p57(CIP/KIP家族）
●肿瘤抑制蛋白：Rb和p53
参与细胞周期调控的其他因素
1.癌基因与抑癌基因均是细胞生命活动所必需的基因，其表达产物对细胞增殖和分化起着重要的调控作用。癌基因(oncogene) 表达产物多为蛋白激酶、生长因子（growth factor）、受体、转录因子等。生长因子与细胞表面的生长因子受体结合，可以促使处于生长静止状态（G0期）的细胞进入G1期，返回细胞周期进程。抑癌基因(tumor suppressor gene)表达产物包括Rb、p53等。
2.细胞和机体外界因素对细胞周期也有重要影响，如离子辐射、化学物质作用、病毒感染、温度变化、pH变化等。
一、基本生物学特征
1.细胞生长与分裂失去控制，成为“永生”细胞。
2.具有侵润性和扩散性，这是癌细胞的基本特征。
3.在分化程度上低于良性肿瘤细胞，且失去了许多原组织细胞的结构和功能
4.细胞间相互作用改变（识别改变；表达水解酶类）
5.蛋白表达谱系或蛋白活性改变（胚胎细胞蛋白、端粒酶活性升高）
6.mRNA转录谱系的改变（少数基因表达不同）
7.染色体非整倍性
癌基因与抑癌基因
癌症主要是体细胞多个基因突变产生，涉及到两大类与细胞增殖相关的基因的突变。
●促进细胞增殖相关基因突变：原癌基因(proto-oncogene)突变形成癌基因(oncogene)
●抑制细胞增殖相关基因突变：肿瘤抑制基因(tumor-suppressor gene)
◆原癌基因存在于细胞基因组中，是控制细胞生长和分裂的基因。目前已识别的癌基因有100多个。
◆癌基因是控制细胞生长和分裂的原癌基因的一种突变形式。
◆这类基因获得性突变(显性突变)，其产物量增加或活性升高，促进细胞癌变
原癌基因的产物主要包括：
①生长因子，如PDGF.
②生长因子受体，如EGF 受体。
③蛋白激酶及其它信号转导组分，如src、ras、raf，
④细胞周期蛋白，如cyclin D，
⑤细胞凋亡调控因子，如bcl-2，
⑥转录因子，如myc、fos、jun。
这类基因功能获得性突变(显性突变)，在二倍体细胞中只要有一个基因发生突变，就可以导致癌的发生。
◆抑癌基因(tumor-suppressor gene)是正常细胞增殖过程中的负调控因子。抑癌基因编码的蛋白抑制细胞增殖，使细胞停留于检验点上阻止周期进程。
◆抑癌基因发生功能丧失性突变(隐性突变)，则导致细胞周期
失控而过度增殖。
◆Rb基因突变导致视网膜母细胞瘤形成。
Rb对细胞周期运转作用
◆p53基因突变将导致细胞癌变.
目前发现的抑癌基因有10多种，其表达产物主要包括：
①转录调节因子，如Rb、p53。
② CDK抑制因子（CKI），如p16、p21。
③ DNA修复因子，如BRCA1、BRCA2。
④信号通路的抑制因子，如ras GTP酶活化蛋白（NF-1），磷脂酶（PTEN）；
细胞癌变是基因突变累积和自然选择的结果，所以患者多为年长者。每个基因都可能发生突变。肿瘤干细胞：一群存在于肿瘤组织内的干细胞样细胞，具有无限增殖、转移和抗化学毒物损伤的能力，却失去分化能力，而且不受控制。
目前认为肿瘤干细胞的存在是化疗产生耐药性的原因。
第十五章细胞分化与胚胎发育
细胞分化(cell differentiation)：在个体发育中，由一种相同的细胞类型经细胞分裂后逐渐在形态、结构和功能上形成稳定性差异，产生不同的细胞类群的过程。
细胞分化的标志
(1)合成特异性蛋白质
如：红细胞→血红蛋白;上皮细胞→角蛋白
(2)细胞内出现新组装的亚细胞结构
如：肌细胞→肌节和肌浆网; 上皮细胞→细胞骨架；神经细胞→离子通道
(3)细胞形态结构变化
如：神经细胞→突触; 红细胞→核丢失
基本概念
（一）基因的选择性表达
早期人们推测细胞分化是由于细胞在发育过程中遗传物质的选择性丢失所致。现代分子生物学的证据表明，细胞分化是由于基因选择性的表达各自持有的专一性蛋白质而导致细胞形态、结构与功能的差异。
实验证据（分子杂交）：
不同的细胞类型（cell types)中，DNA相同，mRNA种类不同，蛋白质种类不同。
结论：相同的基因组在不同细胞中的选择性表达；
组织特异性基因与管家基因
◆管家基因(house-keeping genes)：是指所有细胞中均要表达的一类基因，其产物是维持细胞基本生命活动所必需；如微管蛋白基因（tubulin),糖酵解酶系基因（GAPDH)，核糖体成分基因（18s rRNA),肌动蛋白基因（actin）与组蛋白基因（histone）等。占少数，估计不超过3%。
◆组织特异性基因(tissue-specific genes)：是在指不同类型的细胞进行特异性表达的基因，其产物赋予各种类型细胞特异的形态、结构与功能。占多数。
◆调节基因：产物用于调节组织特异性基因的表达，起激活或者起阻遏作用。
转分化与再生
●一种类型的分化细胞转变成另一种类型的分化细胞现象称转分化。
●转分化经历去分化和再分化的过程。高等动物细胞的去分化又称为重编程（reprogramming)，涉及DNA和组蛋白修饰的改变。
●生物界普遍存在再生现象，再生是指生物体缺失部分后重建过程，广义的再生可包括分子水平、细胞水平、组织与器官水平及整体水平的再生。反映了细胞的全能性。
●不同的细胞有机体，其再生能力有明显的差异。
一般来说，植物比动物再生能力强，低等动物比高等动物再生能力强。人和其他高等动物只具有组织水平(除肝脏外)的再生能力。再生能力通常随个体年龄增大而下降。
细胞的全能性(totipotency)
◆概念：细胞全能性是指细胞经分裂和分化后
仍具有形成完整有机体的潜能或特性。
◆植物细胞具有全能性，在适宜的条件下可培
育成正常的植株；动物细胞的受精卵和卵裂早期的胚胎细胞具有全能性（同卵双生的双胞胎）◆动物细胞核移植实验证明细胞核具有发育全能性
干细胞
1.定义：干细胞指在机体中具有自我更新能力，且能形成各种类型分化细胞的一类细胞的总称。
2.分类：
（1）全能干细胞，包括：胚胎干细胞（embryonic stem cells, ES细胞）
生殖干细胞（embryonic germ cells, EG细胞）
能够分化成全身200多种细胞类型，进一步形成机体的任何组织和器官。
（2）多能干细胞：具有分化成多种细胞和组织的潜能，但却失去了发
育成完整个体的能力。如造血干细胞等。
（3）单能干细胞：只能向一种或密切相关的两种类型的细胞分化，如神经干细胞、小肠上皮中的干细胞等。
在成体的许多组织中都保留一部分未分化的细胞，一旦需要，这些细胞可按发育途径先进行细胞分裂，然后分化，产生分化细胞。
三、影响细胞分化的因素
1.胞外信号分子对细胞分化的影响, 如眼的发生
2.细胞记忆与决定
3.受精卵细胞质的不均一性对细胞分化的影响
4.细胞间的相互作用与位置效应
5.环境对性别决定的影响
6.染色质变化与基因重排对细胞分化的影响
发育（development):后生生物经历的由单细胞到多细胞，最终形成成熟的个体的过程。
发育的过程涉及细胞分裂、迁移、分化和凋亡，而细胞分化是发育的基础与核心。
原生殖细胞的产生
1.线虫、果蝇等无脊椎动物和蛙等部分脊椎动物的卵细胞中含某些特殊的大分子，如mRNA,
在细胞质有特异的定位。受精卵分裂后，得到这些分子的细胞将分化为生殖细胞，其
它细胞分化为各种体细胞。
2.哺乳动物的卵细胞是均质的，卵裂初期产生的细胞没有差别，如果分开并给以适当条
件，每个细胞都可以发育为一个完整的胚胎----胚胎干细胞的全能性。
卵裂：受精卵形成后进行快速细胞分裂，形成囊胚。哺乳动物的囊胚腔内有内细胞团，是胚胎发育的基础。
原肠胚：囊胚形成后，胚胎细胞进行复杂的迁移，形成3个胚层。3个胚层的形成是组织和器官形成的基础。
第十六章细胞死亡与细胞衰老
细胞死亡分三种形式：细胞凋亡（apoptosis）坏死（necrosis)自噬性细胞死亡（autophagic cell death
细胞凋亡（apoptosis)是指活组织中，单个细胞由外来因素启动的，由内在基因控制的，主动的生理性自杀行为。主要发生在胚胎发育过程中。凋亡细胞将被吞噬细胞吞噬。
（一）细胞凋亡的形态学特征
1.凋亡的起始：细胞表面的特化结构如微绒毛消失，细胞间接触的消失，但细胞膜依然完整；线粒体大体完整，但核糖体逐渐从内质网上脱离，内质网囊腔膨胀，并逐渐与质膜融合；染色质固缩，形成新月形帽状结构等形态，沿着核膜分布。
2.凋亡小体的形成：核染色质断裂为大小不等的片段，与某些细胞器如线粒体一起聚集，为反折的细胞质膜所包围。细胞表面产生了许多泡状或芽状突起，逐渐形成单个的凋亡小体。
3.凋亡小体逐渐为邻近的细胞吞噬并在溶酶体内被消化。
最重要特征：细胞质膜始终完整，细胞内含物不泄漏，因此不引发机体的炎症反应。
（二）细胞凋亡的检测方法
1.形态学观测：染色法（台盼蓝-死亡细胞着色，DAPI-观察细胞核形态，Giemsa-染色质着色）、透射和扫描电镜观察
2.DNA电泳：DNA片段呈现出梯状条带。凋亡细胞中核酸内切酶被激活，在核小体之间切割DNA，降解成约200bp或其整数倍的片段。
3.DNA断裂的原位末端标记法，即TUNEL测定法：荧光标记DNA断裂的末端，利用荧光显微镜观察。
4.彗星电泳法（comet assay）：降解的DNA泳动速度快，所以凋亡细胞的细胞核呈现彗星式图案，正常细胞核呈球形。
5.流式细胞分析
采用碘化丙啶（PI）使DNA产生激发荧光，用流式细胞仪检出凋亡的亚二倍体细胞，同时又能观察细胞的周期状态。
6.检测细胞膜成分变化
凋亡早期，细胞膜内侧的磷酯酰丝氨酸翻转至细胞膜外侧，可用荧光标记的磷脂结合蛋白Annexin V，利用荧光显微镜或流式细胞仪检测。
7. Western-blot：检测caspase的激活，PARP的裂解
细胞凋亡的生理学意义 (4点）
细胞凋亡对于
1.多细胞生物个体发育的正常进行
2.自稳平衡的保持：控制凋亡和增殖的速率完成体细胞的更新和细胞群数量维持。
3.免疫耐受（胸腺对识别自身抗原的T细胞克隆进行选择性消除）的形成
4.肿瘤监控（清除体内多余、受损或危险的细胞）等方面都起着非常关键的作用
细胞凋亡的分子机制
2. 细胞凋亡的4个阶段：
1）接受凋亡信号
2）凋亡相关分子的活化
3）凋亡的执行
4）凋亡细胞的清除
3. 细胞凋亡的途径：能同时被激活
Caspase依赖性细胞凋亡：包括外源途径和内源途径。
不依赖Caspase的细胞凋亡
Caspase家族与凋亡
Caspase：是一组存在于细胞质中的具有类似结构的蛋白酶，全称是天冬氨酸特异性的半胱氨酸蛋白水解酶。包括15个成员，即caspase1--caspase15。
特点：
1.Caspase活性位点均包含半胱氨酸(Cysteine)残基，能裂解靶蛋白天冬氨酸残基后的肽
键，因此称为Cysteine aspartic acic specific protease，即Caspase。通过对2.靶
2.蛋白的切割使靶蛋白活化或失活，而非降解。
Caspase 1
Caspase 11不直接参与细胞凋亡信号的传导,负责白介素前体的活化。
Caspase 4
Caspase 2
Caspase 8
Caspase 9
Caspase 10
Caspase 3
Caspase 6
Caspase 7
细胞凋亡的过程
细胞凋亡
激活期：应答死亡信号，起始caspase 活化，同型活化
执行期：执行细胞死亡程序，异型活化
下游Caspases （caspase executioners)活化后，作用于底物 (280余种）：
1 裂解核纤层蛋白以及细胞质骨架蛋白，导致细胞核形成凋亡小体；
2 裂解DNase 结合蛋白（ICAD, inhibitor of CAD ），使DNase 释放（CAD ，caspase activated DNase ），降解DNA 形成DNA Ladder;
3 裂解参与细胞连接或附着的骨架和其他蛋白，使凋亡细胞皱缩、脱落，便于细胞吞噬。
4 参与DNA 修复的酶，如PARP ，使其失去活性，以便DNA 降解。
细胞凋亡的途径：
1. Caspase 依赖性细胞凋亡
2. 不依赖Caspase 的细胞凋亡
Caspase 依赖性的细胞凋亡-
外源途径与内源途径的联系
1. Caspase 8活化后，它一方面作用于pocaspase 3，另一方面使Bid 裂解成2个片段，其中
含BH3结构域的C-端片段被运送到线粒体.
2. Bid 与线粒体外膜上的Bcl-2/Bax 形成复合物，导致细胞色素C 释放。
3. CytC 与胞质中Apaf-1(凋亡蛋白酶活化因子apoptosis protease activating factor)结合
并活化Apaf-1，活化的Apaf-1再活化Procaspase 9，最后引起细胞凋亡.
细胞凋亡的调控
来自其它细胞的“营养因子”参与维持细胞存活，如不足则细胞会激活自杀程序，发生凋亡；
细胞直接接受来自其它细胞的死亡信号，激活自杀程序。
1.细胞中存在Caspase 抑制因子，能够直接与Caspase 活性分子结合，抑制其对底物的切割作用。如：c-IAP ， c-FLIP, BAR 和ARC 。见教材，表16-
2.
病毒阻止宿主细胞发生凋亡：
A.天花病毒蛋白CrmA 抑制Caspase-8。
B.杆病毒蛋白p35对大多数Caspase 有较强的抑制作用。
C.疱疹病毒和痘病毒蛋白v-FLIP, 可与死亡受体Fas 的接头蛋白FADD 作用，阻止Caspase-8与FADD 结合及活化，来抑制凋亡。
2.IAP 家族的抑制因子-凋亡激活因子
凋亡启动后，Smac/DIABLO 和Omi/HtrA2与Cytc 一起从Mt 中释放出来，与IAP 结合并释放被IAP 封闭的Caspase.
Smac ：second mitochondria derived activator of caspase 外源途径-由死亡受体(TNF-R1和Fas 等)起始 内源途径-由线粒体起始
DIABLO: direct IAP binding protein with low PI
Htra2/Omi 是丝氨酸蛋白酶，切割IAP以解除其抑制作用
3. 细胞外信号调控--细胞凋亡的信号传导:抗凋亡、促存活
●NF-kB是转录调控因子，广泛表达与哺乳动物细胞。
●它的靶基因是c-FLIP，c-IAP等，这些基因的表达产物是caspase抑制因子。
●多种生长因子（EGF，PDGF，NGF等）通过信号转导活化NF-kB ， NF-kB通过调控
靶基因表达蛋白，抑制Caspase 的活性，从而抑制细胞凋亡。
4. p53与细胞凋亡
p53是肿瘤抑制基因和促凋亡因子。在DNA损伤时p53被激活，发挥转录因子作用，通过其靶基因的转录激活或抑制来阻断细胞周期和诱导细胞凋亡。
p53的靶基因：
阻断细胞周期：p21 (CDK2的抑制剂）激活
促进细胞凋亡：Apaf-1，Bax 激活
抑制细胞凋亡：Bcl-2，Survivin 抑制
细胞坏死：
1.是细胞程序性死亡的另一种形式。
2.发生于细胞受到极端的物理化学或严重的病理刺激时。
3.形态学表现为细胞膜破裂,细胞解体,内容物散逸，引起周围组织的炎症反应。
4.在细胞的免疫反应中发挥重要作用：细胞感染病原体后，通过坏死清除病原体。
坏死与凋亡的区别
凋亡坏死
胞体变小变大
胞膜皱缩肿胀
胞核浓缩, 溶解,
染色质固缩形成染色质裂解
块状小体, 为颗粒状,
位于核膜下散在分布
胞质浓缩肿胀
结果形成凋亡小体细胞崩解
无炎症反应引起炎症反应
只影响散在单个细胞涉及周边大量细胞
组织结构不被破坏组织结构被破坏
凋亡坏死
生酶核酸内切酶等的激活无酶的激活
DNA 由内切酶切为不规则断裂
180bp或其倍数的片段片段大小不一
化电泳结果“梯状”条带“弥散”条带
动物细胞的程序性死亡
动物细胞的死亡有三种不同形式：
1.细胞凋亡（apoptosis)，是指活组织中，单个细胞由外来因素启动的，由内在基因控制的，主动的生理性自杀行为。主要发生在胚胎发育过程中。凋亡细胞将被吞噬细胞吞噬。
2.坏死（necrosis），它是由某些外界因素比如局部贫血，高热以及物理、化学损伤和生物侵袭等造成细胞急速死亡，也是一种程序性死亡。
3.自噬（autophagy)，细胞通过溶酶体与双层膜包裹着细胞自身物质的自噬泡融合，从而降解细胞自身物质的过程。
植物细胞和酵母细胞也会发生程序性死亡。
Hayflick界限
概念：由美国生物学家Hayflick提出的关于细胞增殖能力和寿命是有限的观点。此观点认为细胞，至少是培养的二倍体细胞，不是不死的，而是有一定的寿命；它们的增殖能力不是无限的，而是有一定的界限，这就是 Hayflick界限。
课后思考题 1．请描述细胞的发现与“细胞学说”的主要内容 1604年荷兰眼镜商詹森发明了第一台显微镜 1665年英国物理学家虎克最早观察到细胞 1675年荷兰生物学家列文虎克发现活细胞 细胞学说：施来登和施旺 1、一切生物都是由细胞组成的 2、细胞是生物体形态结构和功能活动的基本单位 3、“细胞来源”：一切细胞只来源于原来的细胞，一切病理现象都基于细胞的损伤 2. 如何理解细胞生物学说在医学科学中的作用地位 细胞生物学是现代医学的重要基础理论。细胞生物学的研究有助于医学重大课题的解决，治病机理的阐明、诊断、治疗、预防都依赖于（分子）细胞生物学的发展 4.简述DNA的结构特点和功能 结构特点： （1）两条脱氧核苷酸组成双链，为右手螺旋。两条单链走向相反，一条由5'-3'，另一条由3'-5' （2）亲水的脱氧核糖——磷酸位于螺旋的外侧。 （3）双螺旋内侧碱基互补配对：A=T；C≡T；A+G=C+T（嘌呤数等于嘧啶数） （4）碱基平面垂直螺旋中心轴，每10对碱基螺旋一周，螺距 功能： （1）携带和传递遗传信息——遗传信息的载体； （2）表达：产生生物的遗传性状——作为模版转录RNA，从而控制蛋白质的合成 （3）突变：产生变异，引导进化
6.试比较DND和RNA的异同 相同点： （1）其基本单位都由一分子五碳糖，一分子磷酸和一分子碱基构成 （2）都含有磷酸二酯键 不同点： （1）两者基本单位的五碳糖不同，DNA的是脱氧核糖，RNA的是核糖 （2）DNA的碱基为腺嘌呤、鸟嘌呤、胞嘧啶和胸腺嘧啶；RNA的碱基为腺嘌呤、鸟嘌呤、胞嘧啶和尿嘧啶 （3）DNA为双链，RNA为单链 7.试描述蛋白质的各级结构特征 （1）蛋白质的一级结构：组成蛋白质的氨基酸种类、数目和排列顺序 （2）蛋白质的二级结构：局部或某一段肽链的空间结构，由氢键维持。有以下几种构象单元： 1.α－螺旋：右手螺旋，每一周有3.6个氨基酸，螺距0.54nm 2.β-折叠：锯齿状，不同肽链间由氢键维系 3.其余有β-转角、无规则卷曲、π螺旋等 （3）蛋白质的三级结构：在二级结构的基础上，整条肽链中全部氨基酸残基的相对空间位置，主要依靠R基团（侧链）间的相互作用维持 （4）蛋白质的四级结构：两条或两条以上的多肽链所组成的蛋白质中各亚基的空间排列和相互接触的布局 8.简述膜脂和膜蛋白的类型以及各自的特点 膜脂： （1）磷脂：是细胞膜中最重要的脂类，通常大于膜脂总量的50%，磷脂酰碱基+甘油基团（鞘氨醇）+脂肪酸，前二者为极性头部（亲水），后者为非极性尾部（疏水） A 甘油磷脂：以甘油为骨架的磷脂类，因丙三醇柔性好，故甘油磷脂分子较柔软; B 鞘磷脂：以鞘氨醇为骨架的磷脂类。鞘氨醇分子刚性强，故鞘磷脂分子较硬（2）.胆固醇，有极性头部（羟基）、非极性的固醇环和烃链。散布于磷脂分子间，其功能是增加膜的稳定性，调节膜的流动性 （3）.糖脂：寡糖+鞘氨醇+脂肪酸 由糖基和脂类组成，占膜脂总量的5%以下。在神经细胞膜上糖脂含量较高，约占5-10%，糖脂也是两性分子。其结构与SM相似，只是由一个或多个糖残基代替了磷脂酰胆碱而与鞘氨醇的羟基结合 膜蛋白： 1.内在蛋白（整合蛋白）：占膜蛋白的70-80%，是膜功能的主要承担者（运输蛋白、酶、受体等）。不同程度地镶嵌在类脂双分子层中，有的为跨膜蛋白。以疏水键和共价键镶嵌在膜内，与膜结合紧密
题库—医学细胞生物学 第六章细胞质与细胞器 【教案目的与要求】 一、掌握 . 内膜系统的概念。 . 内质网的形态结构及类型；粗面内质网的主要功能；信号肽假说的主要内容。. 高尔基复合体的超微结构及主要功能。 . 溶酶体的形态特征及其形成过程。 . 线粒体的超微结构及其相关的生物学功能。 . 线粒体的半自主性。 二、熟悉 . 滑面内质网的主要功能。 . 高尔基复合体与膜流活动。 . 膜流中膜囊泡的类型以及各自参与的物质定向运输方式。 . 溶酶体的类型；溶酶体的主要功能。 . 线粒体形态、数目及分布与其类型和功能状态有关。 . 线粒体有相对独立的遗传体系。 . 核编码蛋白质的线粒体转运。 三、了解 . 游离核糖体和附着核糖体及二者合成蛋白质的差别。 . 核糖体上与蛋白质合成密切相关的活性部位。 . 蛋白质的糖基化方式。 .线粒体的特点，胞质蛋白和母系遗传的概念。 . 线粒体参与介导细胞死亡。
一、单选题 . 矽肺与哪一种细胞器有关（） A.高尔基体 .内质网.溶酶体.微体.过氧化物酶体 . 以下哪些细胞器具有极性（） A.高尔基体 .核糖体 .溶酶体 .过氧化物酶体 .线粒体. 粗面型内质网上附着的颗粒是（） A. .核糖体Ⅱ衣被蛋白 .粗面微粒体 . 肝细胞中的脂褐质是（） A.衰老的高尔基体 B.衰老的过氧化物酶 C.残体（） D.脂质体 E.衰老的线粒体 . 人体细胞中含酶最多的细胞器是（） A.溶酶体.内质网.线粒体.过氧化物酶体.高尔基体 .下列哪种细胞器是非膜性细胞器（） A.线粒体 .核糖体 .高尔基体 .溶酶体 .过氧化物酶体 .下列哪项细胞器不是膜性细胞器（） A.溶酶体.内质网.染色体.高尔基复合体.过氧化物酶体.下列哪种细胞器具双层膜结构（） A.线粒体 .内质网 .高尔基体 .溶酶体 .过氧化物酶体 .由两层单位膜构成的细胞器是（） A.溶酯体.内质网.核膜 .微体 .高尔基复合体 .粗面内质网和滑面内质网的区别是（） A.粗面内质网形态主要为管状，膜的外表面有核糖体 B.粗面内质网形态主要为扁平囊状，膜的外表面有核糖体 C.滑面内质网形态主要为扁平囊状，膜上无核糖体 D.粗面内质网形态主要为扁平囊状，膜的内表面有核糖体 E.以上都不是 .下列核糖体活性部位中哪项具有肽基转移酶活性？（） A.因子因子位位位和位 . 组成微管的管壁有多少条原纤维（） A. .10 .下列核糖体活性部位中哪个是接受氨酰基的部位（） A.因子因子位位 .以上都不是 .在肽键形成时，肽酰基所在核糖体的哪一部位？（） A.供体部位 .受体部位 .肽转移酶中心酶部位 .以上都是.下列哪一种结构成分不是高尔基复合体的组成部分：（） A.扁平囊.小囊泡.大囊泡.微粒体.以上都是 .除了细胞核外，含有分子的细胞器是（） A.线粒体.内质网.核糖体.溶酶体 .高尔基复合体 .高尔基复合体的小泡主要来自于（） A. .以下哪个结构与核膜无关（） A.内外两层膜 .基粒 .核孔复合体 .核纤层 .以上都不对.以下有关微管的叙述，哪项有误？（）
Cell Biology：广泛采用现代生物学的实验技术和手段，应用分析和综合的方法，将细胞的整体活动水平，亚细胞水平和分子水平三方面的研究有机地结合起来，以动态的观点观察细胞和细胞器的结构和功能，以期最终阐明生命的基本规律。 脂筏（lipid raft）是质膜上富含胆固醇和鞘磷脂的微结构域（microdomain）。大小约70nm左右，是一种动态结构，位于质膜的外小叶。 质膜主要由膜脂和膜蛋白组成，另外还有少量糖，主要以糖脂和糖蛋白的形式存在。 膜骨架membrane associated skeleton 细胞膜下与膜蛋白相连的由纤维蛋白组成的网架结构，它参与维持细胞膜的形状并协助质膜完成多种生理功能。 被动运输（passive transport）：通过简单扩散或协助扩散实现物质由高浓度向低浓度方向的跨膜转运。动力来自物质的浓度梯度，不需要细胞提供代谢能量。 简单扩散（simple diffusion）疏水的小分子或小的不带电荷的极性分子的热运动可以使分子从膜的一侧通过细胞膜到另一侧，其结果是分子沿着浓度梯度降低的方向转运。因无需细胞提供能量，也没有膜蛋白的协助，故名。 协助扩散（facilitated diffusion） 小分子物质沿其浓度梯度（或电化学梯度）减小方向的跨膜运动，是由膜转运蛋白“协助”完成的。 主动运输active transport 由载体蛋白所介导的物质逆着浓度梯度或电化学梯度由低浓度侧到高浓度侧转运，需要供给能量。ATP 直接供能、间接供能、光能。 协同运输（cotransport）：由离子泵与载体蛋白协同作用，利用跨膜的离子浓度梯度或电化学梯度，使特定离子的顺梯度运动与被转运分子或离子的逆梯度运输相偶联。直接动力是膜两侧的离子浓度梯度。 胞吞作用：质膜内陷形成囊泡将外界大分子裹进并输入细胞的过程。 胞吐作用：与胞吞作用的顺序相反，将细胞内的分泌泡或其它某些膜泡中的物质通过细胞膜运出细胞的过程。 外膜（outer membrane）：单位膜结构，厚约6nm。含40%的脂类和60%的蛋白质，具有孔蛋白（porin）构成的直径 2-3nm 的亲水通道，10KD 以下的分子包括小型蛋白质可自由通过。 内膜（inner membrane）：厚约6-8nm。含100种以上的多肽，蛋白质和脂类的比例高于3:1。心磷脂含量高（达20%）、缺乏胆固醇，类似于细菌。 膜间隙（intermembrane space）：内外膜之间的腔隙，延伸到嵴的轴心部。宽约6-8nm。其中含有许多可溶性酶类，底物和辅助因子。标志酶为腺苷酸激酶。 基质（matrix）：内膜之内侧，类似胶状物，含有很多Pr.和脂类。三羧酸循环，脂肪酸和丙酮酸氧化的酶类都在其中。另外还有线粒体DNA、核糖体、tRNA、rRNA、DNA 聚合酶、AA 活化酶等。其标志酶为苹果酸脱氢酶。 外被（outerenvelop）：双层膜，每层厚6～8nm，膜间隙为10～20nm。外膜通透性大，细胞质中大多数营养分子可自由进入膜间隙。内膜对物质透过的选择性比外膜强，其上有特殊载体称为转运体，可运载物质过膜。 类囊体(Thylakoid)：在叶绿体基质中由单位膜所形成的封闭扁平小囊。 光合磷酸化（photophosphorylation）：由光照所引起的电子传递与磷酸化作用相偶联而生成ATP的过程。 细胞质膜系统(cytoplasmic membrane system)：是指细胞内那些在生物发生上与质膜相关的细胞器，显然不包括线粒体、叶绿体和过氧化物酶体，因为这几种细胞器的膜是逐步长大的，而不直接利用质膜。 膜结合细胞器(membrane-bound organelles)或膜结合区室(membrane-bound compartments)：指细胞质中所有具有膜结构的细胞器，包括细胞核、内质网、高尔基体、溶酶体、分泌泡、线粒体、叶绿体和过氧化物酶体等。由于它们都是封闭的膜结构，内部都有一定的空间，所以又称为膜结合区室。 溶酶体（lysosome）：是单层膜包围的，含有各种酸性水解酶类的囊泡状细胞器。 信号肽（signal peptide）：是引导新合成肽链转移到内质网上的一段多肽，位于新合成肽链的N端，一般16~26个氨基酸残基，其中包括疏水核心区、信号肽的C 端和N 端。由于信号肽又是引导肽链进入内质网腔的一段序列，又称开始转移序列（start transfer sequence）。 跨膜运输（transmembrane transport）：蛋白质通过跨膜通道进入目的地。如细胞质中合成的蛋白质在信号序列的引导下，进入ER；进入线粒体、叶绿体和过氧化物酶体，都是通过膜上的蛋白质转运体（转位因子），以解折叠的线性分子进入。
学习细胞生物学和生理学后的感想 细胞生物学是研究细胞生命活动规律的一门科学, 细胞是生命的结构和功能单位，也是遗传和变异的单位。有机体的一切病理现象都是细胞病理反应的结果,所以一切生命现象都可从细胞中得到解答。现代分子生物学理论和技术的发展,科学家们开始在分子水平上逐步揭示细胞生命活动规律,并开始研究组织内和组织间细胞的相互关系和分子关联,这是现代细胞生物学的主要特点。 细胞生物学作为基础课，既有理论教学，又有实验教学，教学内容量大面广，对学生的知识、能力和素质具有直接和长远的影响。教学内容要反映科学的发展，细胞生物学发展日新月异，新内容层出不穷。因此，我们本着“实、宽、新、活”的原则，要求学生牢固掌握细胞的基本结构和功能及各细胞器间的关系的基本知识，并且能够掌握和了解细胞生物学的热点课题的现状和未来的发展趋势，包括生命信息流和细胞信息网络的研究、信号传递与细胞识别、蛋白质的加工、折叠与分选、发育的分子机制及遗传控制、细胞增殖、调控与编程死亡等。《细胞生物学网络课程》集文字、图像、动画于一体，图文并茂。既能作为本专科生的自学和教师教学使用、又能作为相关研究人员有价值的参考网络课程。 通过学习，掌握了课程的基本原理、内容体系、相关的研究手段以及细胞生物学在生命科学中的地位和应用，同时了解了相关的参考文献和网站，使自己既具有扎实的细胞生物学基础知识，又训练了获取知识的能力，从而使自己的综合素质进一步得到提高。 《细胞生物学网络课程》的总体教学模式是自主学习型。通过大量的文本资料、图片、动画演示、多媒体辅助等手段为网上学习者展现细胞生物学的知识要点，通过多种表现手法，化解难点。教学的重点体现在既兼顾基础，又注意与分子的衔接，重点是细胞器的结构体系和生物学功能。从章节内容考虑，第四章（细胞膜与细胞表面）、第五章（细胞的信号传递部分）、第六章（细胞基质与细胞内膜系统）、第八章（细胞核与染色体）、第十章（细胞骨架）、第十一章（细胞增殖及其调控）、第十二章（细胞分化与基因表达调控）和第十三章（细胞凋亡部分）是细胞生物学的重点内容，同时也是难点，需要认真学习和掌握。 生理学是生物科学的分支学科之一。是以生物机体的生命活动现象和生命活动规律及其机体各个组成部分的功能为研究对象，此外，研究内容还包括了生理功能为适应内外环境变化而进行的调节机制和规律。由于生理学是研究生命活动规律的科学，因此本课程在要求学生掌握基本概念、基本理论的同时，更加强调对学生科学思维能力、分析和解决问题的能力的培养。本课程主要包括：以细胞生理学为主的有关生理活动的一般规律；与生命活动调控有关的神经生理学、感觉器官生理学及内分泌生理学；血液循环生理学、呼吸生理学、消化生理学、代谢与体温调节、泌尿生理学、生殖生理学等。该课程是以动物学、解剖学、细胞生物学、生物化学与分子生物学为基础，以此为基础，在功能这一层面揭示生命活动的规律。 生理学是从功能这一层面比较系统的揭示生命活动的规律，从知识来看，是以阐述生命活动规律为核心，重构生命科学知识体系。因此，内容十分复杂，范围广，难度大。学习生理学应该做到两个准确，两个灵活，坚持一个主题，一个基本原则。即准确把握知识的框架体系，准确掌握和理解基本概念，灵活运用基本概念和理论进行思考，灵活思考各个主题内容，重新构建自己的知识体系。整个生理学课程以兴奋性为主题，以稳态及其维持为基本原则。全部内容按系统分章节，各章节之间是有联系的，先做到章节内知识的联系，后做到章节间的知识联系，系统地提出问题，分部深入学习理解，然后再进行系统的总结总之，学习的收获是非常丰富，它引发我更多的思考，也让我收获了很多的知识。然而，憧憬未来，我知道前方的道路依然是曲折的，毕竟这些思考和理论需要我在今后的教学实践中不断的去尝试和运用，并最终将其转化为自身的东西，我想只有这样才算是真正达到培训的目的。
医学细胞生物学试题集及答案 第一章细胞生物学与医学 一、单选题 1.生命活动的基本结构单位和功能单位是() A.细胞核 B.细胞膜 C.细胞器 D.细胞质 E.细胞 2.DNA 双螺旋模型是美国人J. D. Watson 和英国人F. H. C. Crick 哪一年提出的() A.1951 B.1952 C.1953 D.1954 E.1955 3. 那两位科学家最早提出了细胞学说()
A. Shleiden 、Schwann B.Brown 、Porkinjie C.Virchow 、Flemming D. Hertwig、Hooke E.Wanson 、Click 4. 最早观察到活细胞的学者是() A. Brown R B. Flemming W C. Hooke R D. Leeuwenhoek A E. Darvin C 5. 最早观察到有丝分裂的学者是() A. Brown R B. Flemming W C. Hooke R D. Leeuwenhoek A E. Darvin C
二、多选题 1.以下哪些是当代细胞生物学研究的热点( ) A. 细胞器结构 B.细胞凋亡 C.细胞周期调控 D.细胞通信 E.肿瘤细胞 2. 现代的细胞生物学在哪些层次上研究细胞的生命活动() A. 分子水平 B.亚细胞水平 C.组织水平 D.器官水平 E.细胞整体水平 三、是非题 1. 细胞最早于1665 年由Robert Hooke 发现。() 2. 在十八世纪Hooke 和Flemming 提出了细胞学说。() 3. 细胞生物学就是细胞学。()
细胞生物学试题题库第五部分 简答题 1. 根据光镜与电镜的特点，观察下列结构采用那种显微镜最好？如果用光镜（暗视野、相差、免疫荧显微镜） 那种最有效？为什么？ 2. 细胞是生命活动的基本单位，而病毒是非细胞形态的生命体，如何理解二者之间的关系？ 3. 为什么说支原体是最小、最简单的细胞？ 4. 原核细胞与真核细胞差别是后者有细胞器，细胞器结构的出现有什么优点？（至少2点） 5. 简述动物细胞与植物细胞之间的主要区别。 6. 简述动物细胞、植物细胞、原生动物应付低渗膨胀的主要方式？ 7. 简述单克隆抗体的主要技术路线。 8. 简述钠钾泵的工作原理及其生物学意义。 9. 受体的主要类型。 10. 细胞的信号传递是高度复杂的可调控过程，请简述其基本特征。 11. 简述胞饮作用和吞噬作用的主要区别。 12. 细胞通过分泌化学信号进行通讯主要有哪几种方式？ 13. 简要说明G蛋白偶联受体介导的信号通路的主要特点。 14. 信号肽假说的主要内容。 15. 简述含信号肽的蛋白在细胞质合成后到内质网的主要过程。 16. 简述蛋白质糖基化修饰中N－连接与O－连接之间的主要区别。 17. 溶酶体膜有何特点与其自身相适应？ 18. 简述A.TP合成酶的作用机制。 19. 化学渗透假说的主要内容。 20. 内共生学说的主要内容。 21. 线粒体与叶绿体基本结构上的异同点。 22. 细胞周期中核被膜的崩解和装配过程。 23. 核孔复合体的结构模型。 24. 染色质的多级螺线管模型。 25. 染色体的放射环模型。 26. 细胞内以多聚核糖体的形式合成蛋白质，其生物学意义是什么？ 27. 肌肉收缩的机制。 28. 纤毛的运动机制。 29. 中心体周期。 30. 简述C.D.K1（MPF）激酶的活化过程。 31. 泛素化途径对周期蛋白的降解过程。 32. 人基因组大约能编码5万个基因，而淋巴细胞却能产生约107－109个不同抗体分子，为什么？ 33. 细胞学说的主要内容。 34. 溶酶体膜有何与其自身功能相适应的特点？ 35. 何为信号肽假说的？ 36. 核孔复合体的结构模型。 37. 胞饮作用和吞噬作用的区别。 38. 为什么说线粒体和叶绿体是半自主性细胞器？ 39. 简述核被膜的主要功能 40. 简述减数分裂的意义
细胞生物学复习资料 第一章绪论 1.什么叫细胞生物学 细胞生物学是研究细胞基本生命活动规律的科学，它是在不同层次（显微、亚显微与分子水平）上以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容。核心问题是将遗传与发育在细胞水平上结合起来。 第二章细胞基本知识概要 一、名词解释 1.古核细胞：也称古细菌，是一类很特殊的细菌，多生活在极端的生态环境中。具有原核生物的某些特征，如无核膜及膜系统；也有真核生物的特征。 2.含子：是基因不编码蛋白质的核苷酸序列，不出现在成熟的RNA分子中，在转录后通过加工被切除。大多数真核生物的基因都有含子。在古细菌中也有含子。 3.外显子：指真核细胞的基因在表达过程中能编码蛋白质的核苷酸序列。 二、简答 1.真核细胞的三大基本结构体系 （1）以脂质及蛋白质成分为基础的生物膜结构系统； （2）以核酸（DNA或RNA）与蛋白质为主要成分的遗传信息表达系统 （3）由特异蛋白分子装配构成的细胞骨架系统。 2.细胞的基本共性 （1）所有的细胞都有相似的化学组成 （2）所有的细胞表面均有由磷脂双分子层与镶嵌蛋白质构成的生物膜，即细胞膜。 （3）所有的细胞都含有两种核酸：即DNA与RNA作为遗传信息复制与转录的载体。 （4）作为蛋白质合成的机器─核糖体，毫无例外地存在于一切细胞。 （5）所有细胞的增殖都以一分为二的方式进行分裂。 3.病毒与细胞在起源与进化中的关系并说出证明 病毒是非细胞形态的生命体，它的主要生命活动必须要在细胞实现。病毒与细胞在起源上的关系，目前存在3种主要观点： 生物大分子→病毒→细胞 病毒 生物大分子→ 细胞 生物大分子→细胞→病毒（最有说服力） 认为病毒是细胞的演化产物的观点，其主要依据和论点如下: （1）由于病毒的彻底寄生性，必须在细胞复制和增殖，因此有细胞才能有病毒 （2）有些病毒（eg腺病毒）的核酸和哺乳动物细胞DNA某些片段的碱基序列十分相似。病毒癌基因起源于细胞癌基因 （3）病毒可以看做DNA与蛋白质或RNA与蛋白质的复合大分子，与细胞核蛋白分子有相似之处
建立一个动物细胞培养室与植物细胞培养室所需的条件与社会价值无菌环境是细胞离体培养的最基本条件，所以构建一个细胞培养室需要保证工作环境不受微生物和其他有害物质污染，并且干燥无烟尘。细胞培养室的设计原则一般是无菌操作区设在室内较少走动的内侧,常规操作和封闭培养于一室,而洗刷消毒在另一室。 一、基础实验室配置 ⑴消毒间：消毒间主要为了处理实验器材以及实验材料，营造一个无菌的试验环境，一般消毒间会配备超净实验台、高压灭菌锅、排风灭火设备、细菌过滤设备、干热消毒柜、电炉、酸缸等。 ⑵无菌操作间：一般由缓冲间和操作间两部分组成。缓冲间在外侧，多用于实验之前的准备，例如：更衣，准备实验材料，处理实验数据等，可放置电冰箱,冷藏器及消毒好的无菌物品等。操作间放置净化工作台及二氧化碳培养箱,离心机,倒置显微镜等。工作人员进入操作间一定要消毒并更衣。 （3）培养基配制间：主要用于配置细胞培养所用的培养基。主要包括冰箱、天平、微波炉、pH计、培养基分装器、药品柜、器械柜、抽气泵、电炉、各种规格的培养瓶、培养皿、移液管、烧杯、量筒、容量瓶、储藏瓶等。 （4）培养室：用于培养细胞，放置以接种的培养基等。为了控制培养室的温度和光照时间及其强度，培养室的房间不要窗户，但应当留一个通气窗，并安上排气扇。室内温度由空调控制，光照由日光灯控制。天花板和内墙最好用塑料钢板装修，地面用水磨石或瓷砖铺
设，一般要分两间，一为光照培养室，一为暗培养室。培养室外应有一预备间或走廊。培养室应配有培养架、转床、摇床、光照培养箱、生化培养箱、自动控时器等。 （5）洗涤间：主要用于清洗实验之后的用具。除配置水槽外，还需配置洗液皿、落水架、干燥箱、柜子、超声波清洗器等，有需求的还可以配置洗瓶机。 以上基础设施若实验室条件不够，可将消毒间，培养基配制间，洗涤间合并一起，但注意实验室卫生以及仪器摆放，房间要保持清洁，明亮。 二、辅助实验室 细胞学鉴定室：其功能是对培养材料进行细胞学鉴定和研究。要求清洁、明亮、干燥，使各种光学仪器不受潮湿和灰尘污染。应配置各种显微镜、照相系统等。 生化分析室：在以培养细胞产物为主要目的的实验室中，应建立相应的分析化验实验室，以便于对培养物的有效成分随时进行取样检查。离心机、酶联免疫检测仪、天平、PCR仪等。 温室：用于试管苗的锻炼和移植，为试管苗提供满足生长的适宜环境条件。常用设备有：温室、弥雾装置、荫棚、移栽床、钵、盆、基质等（用于植物细胞培养室）。 实验器材汇总：
医学细胞生物学试题及答案 第一章细胞生物学与医学 一、名词解释 1. 细胞生物学(cell biology: 2. 医学细胞生物学(medical cell biology: 二、问答题 1. 简述细胞生物学的主要研究内容。 2. 如何理解细胞的“时空”特性? 3. 细胞学说是怎样形成的? (eukaryotic cell:拟核(nucleoid:质粒 细胞体积守恒定律 二、问答题2. 比较真核细胞的显微结构和亚显微结构。3. 细胞的生命现象表现在哪些方面? 第五章细胞膜及其表面 一、名词解释
1. 生物膜(biological membrane 2. 脂质体(liposome 3. 糖脂(glycolipid 和糖蛋白(glycoprotein 4. 内在蛋白质(integral protein 和周边蛋白质(peripheral protein 6. 细胞表面(cell surface 8. 糖萼(glycocalyx 9. 细胞连接(cell junction 11. 穿膜运输(transmembrane transport 和膜泡运输(transport by vesicle formation 12. 胞吞作用(endocytosis 、胞饮作用(pinocytosis 和胞吐作用(exocytosis 13. 低密度脂蛋白(low density lipoprotein, LDL 14. 受体(receptor 和配体(ligand 1 5. 细胞识别(cell recognition 1 6. G 蛋白受体(G receptor和G 蛋白(G protein 1 7. 信号转导(signal transduction 1 8. 二、问答题 1. 组成细胞膜的化学物质主要有哪些? 2. 3. 5. 细胞膜的理化特性有哪些? 12. 细胞是如何识别的?细胞的识别有何生物学意义? 13. 简述G 蛋白的结构和作用机制。 14.cAMP 、IP3、DAG 和Ca 2+等第二信使分属于哪些信号传导通路?是如何产生的?有何生物学功能? 第六章细胞质和细胞器 一、名词解释
医学0000细胞生物学资料整理
医学细胞生物学资料整理 0000000第三章细胞的分子基础 生物小分子： 1、无机化合物：水（游离水、结合水） 无机盐：离子状态 2、有机化合物：单糖、脂肪酸、氨基酸、核苷酸 细胞大分子：细胞的蛋白质、核酸、多糖（由小分子亚基装配而成） 蛋白质一级结构：多肽链仲氨基酸的种类、数目和排列顺序形成的线性结构，化学键主要是肽键蛋白质功能：①细胞的结构成分。②运输和传导。③收缩运动。④免疫保护。⑤催化作用—酶核酸: DNA:双螺旋结构 RNA：信使RNA(Mrna)、转运RNA(tRNA)、核糖体RNA(rRNA) 功能：1、携带和传递遗传信息。2、复制。3、转录。 第四章细胞生物学的研究技术 第一节细胞形态结构的观察 光学显微镜技术------显微结构的观察 一、普通光学显微镜---染色标本 二、荧光显微镜---（紫外线）细胞结构观察、细胞化学成分研究、DNA＆RNA含量变化 三、相差显微镜---（光的衍射和干涉效应）活细胞结构、活动观察 四、微分干涉差显微镜 ---（平面偏振光的干涉）活细胞结构观察、细胞工程显微操作（三维立 体投影）
五、暗视野显微镜---（特殊的聚光器）观察活细胞外形 六、激光共聚焦扫描显微境 ---（激光作光源）立体图像，组织光学切片；三维图像重建电子显微镜技术------亚微结构的观察 分：透射、扫描、高压 透射电子显微镜： 电子束穿透样品而成像，观察细胞超显微结构，荧光屏上成像 亚微结构观察---电子显微镜技术、扫描隧道显微镜 光镜与电镜的区别 第二节细胞的分离与培养 一、细胞培养 是指在体外适宜条件下使细胞继续生长、增殖的过程。 优点： 1、容易在较短的时间内获得大量的细胞 2、有利于研究单一类型的细胞 3、通过人为控制培养条件，可以减少一些未知的因素影响 细胞培养的条件
精心整理细胞生物学心得体会 舒斌水产301402 细胞生物学是现代生命科学的重要基础学科,它联系着生物科学的许多分支学科,尤其是与分子生物学、遗传学、生物化学等学科联系密切.从1665年英国人胡克发现第一个植物细胞后,历经170多年的研究探索,科学家们创立了被认为是19世纪的三大发现之一的细胞学说,细胞学说的创立对细胞学的发展起着极大的推动作用,在19世纪的最后25年的时间里,人们相继发现了有丝分裂、无丝分裂、减数分裂等细胞生命现象,同时还发现了染色体和多种细胞器,这段时间是细胞学的经典时期.1876年,O.Hertwig等发现了动物细胞的受精现象,于是实验细胞学得以迅速发展,人们广泛应用实验手段与分析方法来研究细胞学中的一些根本问题,于是 ,大大 年代随着分子 高. 1 种类型, ,（IP3PKG 2 ,具一级 3 , ,MPF 的活性达到最高峰.CDK通过对其底物丝氨酸和苏氨酸的磷酸化和去磷酸化进行调节.细胞周期中有3个关键的控制点；G1关卡、G2关卡、中期关卡.促后期复合物（APC）介导细胞周期蛋白降解使细胞退出有丝分裂. 哺乳动物细胞受多种CDK和多种Cyclin的调控,裂殖酵母只有一种CDK和一种Cyclin,芽殖酵母有一个CDK和多种Cyclin. 另外,对生物膜流动性的机理和功能上也有进一步的了解,科学家们发现了越来越多的参与跨膜运输的蛋白质种类,并对其作用机制研究得越来越深入.对细胞骨架体系的组成和装配机制有了更深入的理解,认识了分子发动机的概念.学习了核酶一节后,认识到并非所有的酶都是蛋白质,核酶的作用与蛋白酶的作用机制也有一定的差别.对目前的热门研究领域：程序性细胞死亡、癌细胞的发生机理及控制也有了一定的了解和认识.
医学细胞生物学08级考试题库 一、名词解释(gyxj)： 1、主动运输：是载体蛋白介导的物质逆浓度梯度或电化学梯度由低浓度一侧向高浓度一侧进行的跨膜运输方式，要消耗能量。 2、易化扩散：一些亲水性的物质不能以简单扩散的方式通过细胞膜，但它们在载体蛋白的介导下，不消耗细胞的代谢能量，顺物质浓度或电化学梯度进行转运。 3、内在膜蛋白：其主体部分穿过细胞膜脂双层，分为单次跨膜，多次跨膜和多亚基跨膜蛋白三种类型。 4、脂锚定蛋白：这类膜蛋白位于膜的两侧，很像外周蛋白，但与其不同的是脂锚定蛋白以共价键与脂双层内的脂分子结合。 5、肽键：是一个氨基酸分子上的羧基与另一个氨基酸分子上的氨基经脱水缩合形成的化学键。 6、蛋白质二级结构：是在蛋白质一级结构基础上形成的，是由于肽链主链内的氨基酸残基之间有规则地形成氢键相互作用的结果。 7、转录：基因转录是遗传信息从DNA流向RNA 的过程，即将DNA分子上的核苷酸序列转变为RNA分子上核苷酸序列的过程。 8、蛋白质一级结构：是指蛋白质分子中氨基酸的排列顺序。 9、膜泡运输：大分子和颗粒物质运输时并不直接穿过细胞膜，都是由膜包围形成膜泡，通过一些列膜囊泡的形成和融合来完成的转运过程。 10、吞噬体：细胞摄取较大的固体颗粒或或分子复合物，在摄入这类颗粒物质时，细胞膜凹陷或形成伪足，将颗粒包裹后摄入细胞，吞噬形成的膜泡称为吞噬体。 11、胞饮体：质膜内凹陷形成一个小窝，包围液体物质而形成。 12、受体介导的内吞作用：是细胞通过受体介导摄取细胞外专一性蛋白质或其它化合物的过程。 13、细胞外被：在大多数真核细胞表面有富含糖类的周缘区，被称为细胞外被。 14、胞质溶胶：是均匀而半透明的液体物质，其主要成分是蛋白质。 15、细胞内膜系统：是细胞内那些在结构、功能及其发生上相互密切关系的膜性结构细胞器之总称。 16、N-连接糖基化：发生在粗面内质网中的糖基化主要是寡糖与蛋白质天冬酰胺残基侧链上氨基基团的结合，所以亦称之为N-连接糖基化。 17、初级溶酶体：是指通过其形成途径刚刚产生的溶酶体。 18、次级溶酶体：当初级溶酶体经过成熟，接受来自细胞内、外的物质，并与之发生相互作用时，即成为次级溶酶体。 19、自噬溶酶体：作用底物是来自于细胞自身的各种组分，或者衰老、残损和破碎的细胞器。 20、吞（异）噬性溶酶体：作用底物是源于细胞外来的物质。 21、细胞呼吸：在细胞内特定的细胞器（主要是线粒体）内，在O2的参与下，分解各种大分子物质，产生CO2 ;与此同时，分解代谢所释放出的能量储存于ATP中。22、呼吸链：由一系列能够可逆地接受或释放H+和e_ 的化学物质在内膜上有序的排列成相关联的链状。
关于分子生物学实验的体会 梁慧媛（生技01 级） 不知不觉间，一年的时间就这样流逝了，与分子生物实验相伴，对我而言，的确不同寻常。并不仅仅是学习生物学实验技术和方法的宝贵经历，它意味着更多。 首先是实验条件、实验过程、实验设计的完备性，从这里可以初步感受到生物学研究的科学性与严肃性，自己可以得到宝贵的机会，亲身体会生物学研究的苦辣酸甜。一直一直喜欢，得到正确实验结果时刻的畅快感，那是无法言明的欣慰感，一次身心彻底地放松，可以将所有一整天来积累的疲劳抛之身后，即使仅仅是小小的成功，也会让我们兴奋不已。在整理资料，将一年来保存的记录一遍一遍的翻看，重温其中的特别滋味，我，轻轻地笑了。我，喜欢这里，喜欢生物学。 失误是常有的，经历过吃惊、后悔、无奈，检讨分析，最后重新开始。一波三折的记忆清晰的印在脑海中，这种深深的挫折感，再试一次的勇气，我会一生记取的。一年间，随着对生物学实验知识和技能的进一步学习，我更坚定了自己学习生物学的志向，感谢分子生物学实验的"试炼" 。 分子生物学实验心得体会 刘东强（生科01 级） 分子生物学实验室本科生第一次接触到了真正培养实验能力的实验课，它不同于我们在大二开的植物、动物、微生物等实验课。在这些课上，主要以制备样品并观察样品的形态、结构特征为主，这是由于我们当时正值大二，专业知识还远不够。 随着以后理论课学习的深入，我们开始了分子生物学实验的学习，这无疑对于深刻巩固我们理论课上学到的知识是有帮助的，也进一步加深了对原有知识的理解，如启动子的概念、类型、PCR的原理等。另外，在实验课中，我们掌握并学会如何运用分子生物学研究中的一些基本实验技术，如质粒的提取、总RNA 的制备、PCR 技术等。 我们的实验动手能力通过亲身接触实验过程并亲自设计一些实验得到了提高，使我们不再象刚开始做分子生物学实验的时候照搬实验指导上的实验步骤，而是通过我们自己的思考，根据现有的实验条件，对原有的步骤作必要的改进。 此外，通过这门实验课的学习，我们形成了严谨的态度，如有时得出的实验结果与理论不符，我们渐渐养成了仔细分析实验结果的习惯，查找在实验设计或操作过程中出现的问题，同时对理论知识认识得更清楚。 总之，我认为，分子生物学实验课，是称得上实用、精彩、有意思的好实验，对于今后我的研究或工作很有价值 刘佳凝（生技01 级） 一学期的分子生物学实验对我来说很重要，同时通过一学期的实践让我给分子生物学有了较深入地体会： 1、很感谢由我系生化组老师们编写的这本实验指导。里面的实验原理与操作步骤都清晰易懂，有助于我
医学细胞生物学 第一篇细胞生物学概论 第一章绪论一．单选题 1．利用现代技术和手段从分子、亚细胞和整体水平等不同层次上研究细胞生命活动及其基本规律的科学称( ) A．细胞遗传学 B．细胞生物学 C．细胞病理学 D．细胞生理学 E．细胞形态学 2．细胞学说的创始人是( ) A．R·Hook B．Schleiden and Schwann C．R·Brown D．W·Flemming E．C．Darwin 3．最早发现细胞并将其命名为“cell”的学者是( ) A．R·Hook B．A．Leeuwenhook C．R·Brown D．W·Flemming E．C．Darwin 4．最早观察到活细胞的学者是( ) A．R·Hook B．A．Leeuwenhook C．R·Brown D．W·Flemming E．C·Darwin 5．最早自制显微镜并用于观察细胞的学者是( ) A．Schleiden and Schwann B．R·Hook and A·Leeuwenhook C．Virchow D．R·Brown E．C．Darwin 6．最早发现细胞的遗传物质DNA分子为双螺旋结构的学者是( ) A．Schleiden and Schwann B．R·Hook and A·Leeuwenhook C．Watson and Crick D．R·Brown E．C·Darwin 二．多选题 1．现代的细胞生物学在哪些层次上来研究细胞的生命活动( ) A．分子水平 B．亚细胞水平 C．细胞整体水平 D．组织水平 E．器官水平 2．活细胞的基本生命活动有( ) A．生长发育 B．分裂增殖 C．遗传变异 D．衰老 E．死亡 3．19世纪自然科学的三大发现包括( ) A．进化论 B．细胞学说 C．能量守恒定律 D．重演率 E．分离律
医学细胞生物学 一、名词解释 1、联会复合体：在联会的同源染色体之间，沿纵轴方向，存在一种特殊的结构，即联会 复合体，发生在减数第一次分裂前期的偶线期。 2、细胞分化：在个体发育中，来自同一受精卵的同源细胞在不同发育阶段，不同环境下 逐渐衍生为在形态结构，功能和蛋白质合成等方面都具有稳定性差异的细胞的过程称为细胞分化。 3、X 染色质：上皮细胞等的间期核，用碱性染料染色后，在人的女性细胞靠近核膜处可 观察到有一个长圆形的小体，为X染色质。这是由于女性两条染色体中有一条非活性，而异常凝缩而成的。 4、马达蛋白：马达蛋白是指为细胞内组分的运动提供动力，使它们能够沿着骨架蛋白向 不同方向运动的一类蛋白。 5、协助扩散：依赖于转运蛋白的才能完成的物质运输方式称为协助转运，也称协助扩散。 协助扩散可分为离子通道和载体两种方式，前者负责运输离子，后者负责运输单糖，氨基酸，脂肪酸等极性物质。 6、细胞学说：由施莱登和施万创立，包括①所有生物体都是由细胞构成的；②细胞是构 成生物体的基本单位；③所有细胞都来自于已有细胞。 7、生物膜：细胞质内的膜系统与细胞质膜统称为生物膜。生物膜具有共同的结构特征和 各自高度专一的功能，以保证生命活动的高度有序化和高度自控性。 8、糖萼：糖蛋白，蛋白聚糖和糖脂的糖分子侧链在细胞表面形成细胞被，又称糖萼。 糖萼的主要功能是保护细胞，兼有润滑作用，还具有识别功能，eg人类ABO血型与糖脂的结构有关。 9、核小体：染色质的基本结构是核小体，由DNA双链包装而成，是染色质的一级结构。 10. 细胞凋亡：细胞凋亡，又称程序性细胞死亡，是多细胞生物在发生，发展过程中，为 调控机体发育，维护内环境稳定，而出现的主动死亡过程。 11. 灯刷染色体：灯刷染色体是普遍存在于鱼类，两栖类等动物卵母细胞中的一类形似灯 刷的特殊巨大染色体，长度超过1m m，是未成熟的卵母细胞进行第一次减数分裂时停留在双线期的染色体，大部分DNA以染色粒形式存在，没有转录活性，而侧环是RNA
第一章绪论 1.*细胞生物学：是从细胞的显微、亚显微和分子三个水平对细胞的各种生命活动开展研究的学科 2.细胞学说：一切生物，从单细胞生物到高等动物和植物都由细胞组成，细胞是生物形态结构和功能的基本单位 3.细胞分化：是指在个体发育中，由单个受精卵产生的细胞在形态结构，生化组成和功能等方面形成明显和稳定差异的过程 4.基因组：是指细胞或生物体的一套完整的单倍体遗传物质，是所有不同染色体上全部基因和基因间的DNA总和 5.蛋白质组：是指由一个细胞，一个组织或生物的基因组所表达的全部蛋白质 第四章细胞膜与物质的跨膜运输 1.*生物膜的组成及作用 生物膜：质膜（细胞膜）和内膜系统（内质网、高尔基复合体、溶酶体等）的统称 作用：（1）细胞膜不仅为细胞的生命活动提供了稳定的内环境，还行使着物质转运、信号传递、细胞识别等多种复杂功能（2）细胞内的生物膜把细胞分割成一个个小的区室，使胞内不同的生理、生化反应过程得以彼此独立、互不干扰地在特定的区域内进行和完成（3）有效增大了细胞内有限空间的表面积，从而极大地提高了细胞整体的代谢水平和功能效率 2.细胞膜：又称质膜，是包围在细胞质表面的一层薄膜，主要由脂类、蛋白质和糖类组成。它既将细胞中的生命物质与外界环境分隔开，为其生命活动提供了稳定的内环境，同时还行使着物质转运、信号传递、细胞识别等多种复杂功能。 3.细胞膜的特性：（1）*膜的不对称性决定膜功能的方向性。不对称性是指细胞膜中各种成分（膜脂、膜蛋白、膜糖）的分布是不均匀的，包括种类和数量上都有很大差异（2）膜的流动性是膜功能活动的保证。流动性主要是指膜脂的流动性和膜蛋白的运动性。 4.*什么是膜的流动性？它体现在哪些方面？ 膜的流动性是指膜脂与膜蛋白处于不断的运动状态，它是保证正常膜功能的重要条件。在生理状态下，生物膜既不是晶态也不是液态，而是液晶态，即介于液态与晶态的过渡状态。在这种状态下，其既具有液态分子的流动性，又具有固态分子的有序排列。表现在（1）膜脂的流动性（侧向扩散运动、翻转运动、旋转运动、伸缩和振荡运动、烃链的旋转异构运动（2）膜蛋白的流动性（侧向扩散运动、旋转运动） 5.流动镶嵌模型：这一模型认为膜中脂双层构成膜的连贯主题，它既具有晶体分子排列的有序性，又具有液体的流动性。膜中蛋白质分子以不同形式与脂双层分子结合，有的镶嵌在脂双层分子中，有的附着在脂双层表面。它是一种动态的，不对称的具有流动性的结构。 6.脂筏模型：脂质双层内含有由特殊脂质和蛋白质组成的微区，微区中富含胆固醇和鞘脂，其中聚集一些特定种类的膜蛋白。这些区域比膜的其他部分厚，更有秩序且较少流动，被称为“脂筏”。脂筏周围则是富含不饱和磷脂的流动性较高的液态区。 7.膜的选择性通透：不同分子通过脂双层的扩散速率不同，主要取决于分子的大小和它在脂质中的相对溶解度。分子量越小，脂溶性越强，通过脂双层膜的速率越快。脂双层对所有带电荷的分子，不管它多么小，都是高度不通透的 8.简单扩散：是小分子物质跨膜运输的最简单的方式。溶质分子直接溶解于膜脂双层中，通过质膜进行自由扩散，不需要跨膜运输蛋白协助。转运是由高浓度向低浓度方向进行，所需要的能量来自高浓度本身所包含的势能，不需细胞提供能量，故也称被动扩散。必须满足两个条件：一是溶质在膜两侧保持一定的浓度差，二是溶质必须能透过膜。 9.膜转运蛋白介导的跨膜运输：包括（1）离子通道高效转运各种离子：在膜上形成亲水性地跨膜通道，快速并有选择的让某些离子通过而扩散到质膜的另一侧（被动运输）（2）载体蛋白介导的异化扩散：一些非脂溶性物质在载体蛋白的介导下，不消耗细胞的代谢能量，顺物质浓度梯度或电化学梯度进行转运。（被动运输）（3）载体蛋白介导的主动运输
《医学细胞生圳学》习题冊 第一章绪论 一.单选题 1.利用现代技术和手段从分子、亚细胞和整体水平等不同层次上研究细胞生命活动及其基本规律的科学称（） A.细胞遗传学 B.细胞生物学 C.细胞病理学 D.细胞生理学 E.细胞形态学 2.细胞学说的创始人是（） A.R ? Hook B.Schleiden and Schwann C.R ? Brown D.W ? Flemming E. C. Darwin 3.最早发现细胞并将其命名为“cell”的学者是（） A.R ? Hook B. A. Leeuwenhoek C.R ? Brown D.W , Flemming E. C. Darwin 4.最早观察到活细胞的学者是（） A.R ? Hook B. A. Leeuwenhoek C.R ? Brown D.W ■ Flemming E. C ? Darwin 5.最早自制显微镜并用于观察细胞的学者是（） A.Schleiden and Schwann B.R ? Hook and A ? Leeuwenhook C.Virchow D.R ? Brown E. C. Darwin 6.最早发现细胞的遗传物质DNA分子为双螺旋结构的学者是（） A.Schleiden and Schwann B.R ? Hook and A ? Leeuwenhook C.Watson and Crick D.R ? Brown E. C ? Darwin 二多疵 1.现代的细胞生物学在哪些层次上来研究细胞的生命 活动（） A.分子水平 B.亚细胞水平 C.细胞整体水平 D.组织水平 E.器官水平 2.活细胞的基本生命活动有（） A.生长发育 B.分裂增殖 C.遗传变异 D.衰老 E.死亡 3.19世纪自然科学的三大发现包括（） A.进化论 B.细胞学说 C.能量守恒定律 D.重演率 E.分离律 三. 填空题 1.细胞生物学是从、和等3个水平上研究细胞生命活动的科学。 2.细胞是人体和其他生物体与的基本单位。 3.细胞生物学的发展大致可分为、、和等几个阶段。 4.1838年，和提出了,认为细胞是一切动植物的基本单位。