第五章Intracellular Compartments：细胞内的区域
一.名词解释
Compartmentalization：区分，划分；
prokaryotic and eukaryotic cells：原核细胞和真核细胞
Eucaryotic cells are subdivided into functionally distinct, membrane- enclosed compartments (organelles).真核细胞由膜分割成不同的区域（细胞器）secretory vesicles：分泌小泡
endosome：内体，
peroxisome：过氧化物酶体
free polyribosomes:游离多聚核糖
cytosol:细胞溶质
lysomsome:溶酶体
Golgi apparatus:高尔基体
mitochondrion:线粒体
endoplasmic reticulum with membrane-bound polyribosomes:内质网和与膜结合的多聚核糖体
nucleus:细胞核
plasma membrane:质膜
Cytoplasmic matrix (Cytosol)：细胞质基质
The Cytosol is the site of protein synthesis and degradation or modification. It also performs most of the cell’s intermediary metabolism.：细胞质是蛋白质合成和降解或修饰的位点。它还执行大多数细胞的中间代谢
Endomembrane System：内膜系统
Endoplasmic reticulum (ER), Golgi complex, endosomes, lysosome, and vesicles function as a coordinated unit.：内质网（ER），高尔基复合体，核内体，溶酶体，囊泡，充当一个协调单元。
Other membranous organelles: mitochondria, chloroplasts, peroxisomes, and the nucleus.：其他膜质细胞器：线粒体，叶绿体，过氧化物酶体和细胞核中。
exocytosis：胞吐Endocytic：内吞
secretory granule：分泌小泡
Dynamic Nature of the Endomembrane System：内膜系统的动态性质Biosynthetic：生物合成
二.五种检验分泌蛋白分泌途径的方法：
1.Autoradiography：放射自显影：其原理是将放射性同位素（如14C和3H）标记的化合物导入生物体内，经过一段时间后，将标本制成切片或涂片，涂上卤化银乳胶，经一定时间的放射性曝光，组织中的放射性即可使乳胶感光。然后经过显影、定影处理显示还原的黑色银颗粒，即可得知标本中标记物的准确位置和数量，放射自显影的切片还可再用染料染色，这样便可在显微镜下对标记上放射性的化合物进行定位或相对定量测定。这种技术与电镜样品处理，则为电镜放射自显影。
2.Subcellular Fractionation：亚细胞分离
Homogenization：同质化
Differential Centrifugation：差速离心
Microsome: a heterogeneous collection of vesicles formed from the endomembrane system (primarily ER and Golgi complex) after homogenization.：微粒：均化后，从内膜系统（主要是ER和高尔基体复合物）形成的囊泡的异构集合
3.GFP:绿色荧光蛋白YFP:黄色荧光蛋白CFP：Cyan Fluorescent Protein青色荧光电白
4. Cell-Free System：无细胞系统
Fractionated cell homogenate that retains a particular biological function of the intact cell, and in which biochemical reactions and cell processes can be more easily studied.：分级分离细胞匀浆保留了完整的细胞的特定的生物学功能，且其中生化反应和细胞过程可以更容易地分析。
5. Genetic Mutants：基因突变
RER is continuous with the outer membrane of the nuclear envelope.：粗面内质网与细胞核外膜相连。
ribosome;核糖体
interconnected相连的，（RER and SER are interconnected滑面内质网和粗面内质网）
A. Functions of the SER滑面内质网的功能
1. ?Synthesis of steroids in endocrine cells. 在内分泌细胞类固醇的合成
2.?Detoxification of organic compounds in liver cells. 在肝细胞中合成解毒物质?
3. Release of glucose from glucose 6-phosphate in liver cells by the enzyme glucose 6-phosphatase.在肝细胞内通过酶（葡萄糖-6 - 磷酸酶）从葡萄糖-6 - 磷酸释放葡萄糖。
4.?Sequestering Ca2+within the cytoplasm of skeletal and cardiac muscle cells. Ca2+-ATPase：螯合钙离子骨骼肌和心肌细胞的细胞质内。的Ca2 + -ATP酶
B. Functions of the RER粗面内质网的功能
?1.Proteins synthesized on ribosomes of rER include:
secretory proteins：分泌蛋白. integral membrane proteins. ：整合膜蛋白soluble proteins of organelles.：细胞器的可溶蛋白
?2.Modification and processing of newly synthesized proteins: glycosylation in the RER糖基化的粗面内质网
The precursor oligosaccharide(14 sugars), which is transferred en blocto proteins in ER, is the same in plants, animals, and single- celled eukaryotes.
N-linkage: N-连接
N-linkage：linked to the amide nitrogen of asparagine (in ER).连接在天冬酰胺的N上面
O-linkage: linked to the hydroxyl group of serine or threonine via GalNac (in Golgi complex)苏氨酸或丝氨酸
?Quality control of of newly synthesized proteins--- The role of
N-linked glycosylation in ER protein folding：新合成的蛋白质的质量控制--- N-连接糖基化的内质网蛋白折叠中的作用
Quality control: ensuring that misfolded proteins do not leave ER：保证错误折叠的蛋白质不离开内质网
The lumen of RER contains: Bip and calnexin (chaperones) that recognize and bind to unfolded or misfolded proteins and give them correct conformation. Protein disulfide isomerase ( PDI )粗面内质网内部有Bip和钙连接蛋白（伴侣），识别并整合到为折叠或者折叠错误的蛋白上，给他们正常的构象，蛋白质二硫键异构酶（PDI）
GT(glucosyl-transferase, monitoring enenzyme) recognize unfolded or misfolded proteins and adds a glucose to the end of oligosaccharide chains. GT （葡糖基转移酶，监测酶）识别未折叠或错误折叠的蛋白质，并添加了葡萄糖的寡糖链的末端。
A Model of the Mammalian Unfolded Protein Response ：(UPR)哺乳动物的未折叠蛋白反应（UPR）的模型
Inactive Sensors (BIP-bound ER transmembrane proteins)：传感器处于非活动状态（BIP结合ER跨膜蛋白）
Activated Sensors (dimers) and BIP as chaperones：激活传感器（二聚体）和BIP作为分子伴侣
Phosphorylation of one type of sensor and activation of other type of sensor by cleavage of the cytosolic domain, and diffusion into nucleus ：一种类型的传感器和激活的细胞内结构域的裂解其它类型的传感器，并扩散进入细胞核的磷酸化
Signals that are transmitted into both the nucleus and cytosol被发送到这两个细胞核和细胞质中的信号
?Synthesis of membrane lipids膜脂质的合成
Most membrane lipids are synthesized entirely within the ER. There are two exceptions: 大多数膜脂质在内质网合成有两个例外(1)Sphingomyelin and glycolipids (ER to Golgi complex). 鞘磷脂和糖脂（ER到高尔基复合体）(2) Some of the unique lipids of the mitochondrial and chloroplast membranes.一些线粒体和叶绿体膜的独特脂质
The membranes of different organelles have markedly different lipids composition.不同的细胞器的膜具有明显不同的脂质成分。
Membrane biosynthesis in the ER Membrane grow as newly synthesized proteins and lipids are inserted into existing membrane in the ER and move to virtually every other compartments in the cell.在内质网中合成的脂质和蛋白质插在内质网的膜上随着内质网膜的移动运送的细胞各处
Modifying the lipid composition of membranes修饰膜的脂质组成
(1)Enzymatic modification of the head groups of phospholipids.头部基团的磷脂的酶改性。
(2) Different components in vesicles.不同成分的囊泡
(3) Phospholipid-transfer proteins (phospholipid translocators).磷脂转移蛋白1. Flippase 2,。Floppase3. Scramblase
4. The Golgi Complex
A. The polarity of Golgi complex高尔基复合体的极性
cisFace: entry face closest to the ER. 靠近内质网cisGolgi network(CGN): interconnected network of tubules. 微管
transFace: exit face farthest from the ER.远离内质网transGolgi network (TGN): interconnected network of tubules and vesicles that sorts and targets proteins for delivery to their ultimate destination.微管和囊泡进行排序和目标蛋白质运送到最终目的地的互连网络。
cis, medial, and transcisternae
Cisternae: flattened membrane-bound compartment.
a) Reduced osmium tetroxide(OsO4) impregnates the ciscisternae. b) Enzyme mannosidase II is localized in the medialcisternae. c) Enzyme nucleoside diphosphatase is localized in the transcisternae. Regional differences in membrane composition across the Golgi stack B. The Functions of Golgi complex
?Glycosylation in the Golgi complex.
Assembly of carbohydrate component of glycoproteins and glycolipids. ?The core carbohydrate of N-linked oligosaccharides is assembled in the rER. Modifications to N-linked oligosaccharides are completed in the Golgi complex. ?O-linked oligosaccharides takes place in Golgi complex.
?The Golgi networks are processing and sorting stations where proteins are modified, segregated and then shipped in different directions.
?Transport within the Golgi apparatus ---Cisternal maturation model and vesicular transport model
5. Lysosomes A. Characteristics of Lysosomes
①Lysosome is a heterogenous organelle
Primary lysosomes Secondary lysosomes Heterophagy Autophagy Residual body
Histochemical visualization of lysosomes.Electron micrographs of two sections of a cell stained to reveal the location of acid phosphatase, a marker enzyme for lysosomes. The larger membrane-bounded organelles, containing dense precipitates of lead phosphate, are lysosomes, whose diverse morphology reflects variations in the amount and nature of the material they are digesting.
②Lysosomes contain acid hydrolases that can digest virtually every type of biological macromolecule. Marker enzyme: acid phosphatase
③Lysosome membrane: H+-pumps: internal proton concentration is kept high by H+- ATPase. Glycosylated proteins protect the lysosome from self-digestion. Transport proteins: transporting digested materials.
Proteins labeled with a pH- sensitive fluorescent probe (fluorescein)
and then endocytosed by cells can be used to measure the pH in endosomes and lysosomes. The different colors reflect the pH that the fluorescent probe encounters in these organelles. The pH in lysosomes (red) is about 5, while the pH in various types of endosomes (blue and green) ranges from 5.5 to 6.5. (Courtesy of Fred Maxfield and Kenneth Dunn.)
The Low pH in Lysosomes and Endosomes
B. The Functions of Lysosomes ?Lysosomes are involved in three major cell functions ①phagocytosis; ②autophagy; ③endocytosis
Primary lysosomes fuse with either phagocytic or autophagic vesicles, forming residual bodies that either undergo exocytosis or are retained in the cell as lipofuscin granules.
The Autophagic Pathway
6. The Cell Nucleus
A. A Typical Nonmitotic Nucleus Includes Several Major Components
B. The Nuclear Envelope Consists of Two Membranes
C. The Nuclear Lamina
The inner surface of the nuclear envelope is lined by the nuclear lamina, which provides the mechanical support to the nuclear envelop and serves as a site of attachment for chromatin fibers at the nuclear periphery.
The nuclear lamina is composed of lamins.
The integrity of the nuclear lamina is regulated by phosphorylation and dephosphorylation
D. The Nuclear Pore Complex (NPC)
The Arrangement of NPCs in the Nuclear Envelope
A Model of A Vertebrate NPC
The Cytoplasmic Face of NPC
The Nuclear Face of NPC
Molecules enter and exit the nucleus through nuclear pore complex
第一章：
细胞生物学Cell Biology
What are the fundamental properties that characterize living things and distinguish them from nonliving matter?
All living things are made ofCells
Chapter 1
The Development of Cell
The Realization of the Importance of Cells as the Structural Unit
of Life
1. The Discovery of Cells
The Invention of Microscope
The microscope used by Robert Hooke and the honeycomb-like network of “cell”he drawed in 1665.
In 1665, Robert Hooke saw a network of tiny boxlike compartments that reminded him of a honeycomb. He called these little compartments “cellulae”, a Latin term meaning little room. It is from this word we get our present-day term, cell. The Discovery of Cells
2. Cell Theory
1. All organisms are composed of one or more cells.
2. The cell is the basic unit of structure and function for all organisms.
3. All cells arise only from preexisting cells by division. 2. 细胞理论1。所有有机体由一个或更多细胞组成。 2. 细胞是结构和作用基本的单位为所有有机体。 3. 所有细胞仅出现从事先存在的细胞由分裂。Three Basic Tenets:
Schleiden (1804-1834)Schwann (1810-1882)
Rudolf Virchow, a German pathologist, proposed the third tenet in 1855.
The origin of cells: Cell could arise from noncellular materials.
3. Why are Cells the Basic Units of Life?
A. The cell is the structural unit of life; all organisms are made up of cells.
From Egg to Tadpole
B. The cell is the functional unit of organisms.
All metabolic activity is based on cells.
Wound HealingKeratocyte Dance
C. The cell is the foundation of reproduction,
and the bridge of inheritance.
D. The cell is the growing and developing basis of life
Human fetal development. (a)At 5 weeks, limb buds, eyes, the heart, the liver and rudiments of all other organs have started to develop in the embryo, which is only about 1cm long. (b)Growth and development of the offspring, now called a fetus, continue during the second trimester. This fetus is 14 weeks old and about 6cm long. (c)The fetus in this photograph is 20 weeks old. Now the fetus grows to about 30cm in length.
E. Cell (nucleus) is totipotent, which can create a new organism of the same type
Dolly, the first animal ever cloned from a cell derived from an adult, reported in 1997
Each cell, even a highly specialized one, carries a full
complement of genes
Animal Cloning
Tadpole nuclei transplantation
iPS: induced pluripotent stem cells, reported in 2007
ES Cells: Embryotic Stem Cells
Dolly and Her DaughterThe Cloning of Dolly
ES Cells
An undifferentiated cell type derived from the inner cell mass of an early mammalian embryo. Embryonic stem cells can be maintained indefinitely as a proliferating cell population (cell line) in culture, but remain capable of differentiating, when placed in an appropriate environment, to give any of the specialized cell types in the adult body.
iPS (Induced Pluripotent Stem Cells)
c‐Myc
Klf4
Sox2 Oct3/4
Fibroblast
iPS
Mouse iPS cells are indistinguishable from ES cells in morphology, proliferation, gene expression, and teratoma formation. Furthermore, when transplanted into blastocysts, mouse iPS cells can give rise to adult chimeras, which are competent for germline transmission. Induction of 4 transcription factores, Sox2, Oct3/4, Klf4 and c‐myc or Nanog and LIN28, reprograms somatic cells to pluripotent stem cells, and these induced pluripotent stem cells (iPS) are similar to ES cells.
4. Basic properties of cells
A.Cells are highly complex and organized, capable of self‐regulation; Cells acquire and utilize energy.
B. All cells share similar structure, composition and metabolic features: plasma membrane, DNA/RNA, and Ribosome. Prokaryotic and Eukaryotic Eukaryotic Cells
4. Basic properties of cells
C. Cells are capable of producing more of themselves, can grow and reproduce in culture for extended periods.
D. Cells are able to respond to stimuli via surface receptors that sense changes in the chemical environment.
HeLacells are cultured tumor cells isolated from a cancer patient named Henrietta Lacks in 1951. It is the first human cell to be kept in culture for long periods of time and is still used today. 5. The Size of Cells
A. Two units of linear measure
Micrometers: 1um=10‐6meter
Nanometers: 1nm=10‐9meter
Resolution
Light Microscope0.2 μm TEM2 nm
Instruments
B. Diameter or length Nuclei5-10 μm Prokaryotic Cells1-5 μm Eukaryotic Cells10-30 μm
zNucleus/cytoplasm ratio zSurface area/volume ratio zSubstances can efficiently travel through the cytoplasm via diffusion
C.Cell size is limited
6. Prokaryotes and Eukaryotes
A. Prokaryotic and eukaryotic cells are distinguished by the size and the types of internal structures, or organelles, especially if there is nuclear envelope.
Bacteria are prokaryotes; they arose 3.5 billion years ago. Protists, fungi, plants, and animals are eukaryotes. The first eukaryotes arose 1.5 billion years ago.
B. Characteristics that distinguish prokaryotic and eukaryotic cells Complexity
Prokaryotes are relatively simple, eukaryotes are more complex in structure and function.
A Bacterial Cell
A Typical Plant Cell
A Typical Animal Cell
A Comparison of Prokaryotic and Eukaryotic Cells
7. Model Organisims
Organisms that have been widely used for research so that a great deal is known about their biology. These organisms have properties that have made them excellent research subjects. Such organisms include the bacterium, E. coli; the budding yeast, S. cerevisiae; the nematode, C. elegans; the fruit fly, D. melanogaster; the mustard plant, A. thaliana; and the mouse, M. musculum. Human and mouse: similar genes and similar development.The human baby and the mouse shown here have similar white patches on their foreheads because both have mutations in the same gene (called Kit), required for the development and maintenance of pigment cells.
8. Cell Replacement Therapy
One of the Hottest Subjects in Research
Organ Transplantation
Stem Cell Therapy
Embryonic Stem Cells Ethical Issue
The availability of donor organs and immunological rejection
iPS
Cell Replacement Therapy
Cell Replacement Therapy
9. How to Learn Cell Biology?
What we know
How we know
The human perspective
Keep pace with the times
The Chemical Basis of Life
Chapter 2
Molecular Basis of Cells
DNA‐Protein Interaction
Disposition of Amino Acid Residues
1. Atoms
Elements: substances such as hydrogen or carbon that cannot be broken down or converted into other substance s by chemical means. Matter is made of combination of elements.
Atom: The smallest particle of an element that still remains its distinctive chemical properties is an atom. The characteristics of substances other than pure elements depend on which atoms they contain, and the way these atoms are linked together in groups to form molecules.
Inside The Atom
Cloud of Orbiting Electrons
Nucleus
Carbon Atom
Protons and Neutrons
Electronic Structure of Atoms
NN a
The Electron Shell
The arrangement of electrons
The Outermost Electron Shell
1stshell2 electrons 2nd8 electrons 3rd8 electrons
4thshell18 electrons 5thshell18 electrons
The Outermost Electron Shell
Filled or unfilled electron shells
The outermost electrons determine how atoms interact
Ionic Bond: formed by the gain and loss of electrons. Covalent Bond: formed by the sharing of electrons.
An atom is most stable when its outermost electron shell is filled. Elements in Living Organisms
Elements in Living Organisms
Filled and Unfilled Electron Shells
Most Abundant Atoms in Organisms
These 4 elements make up 96.5% of an organism’s weight.
2. Chemical Bonds
Covalent Bonds
Noncovalent Bonds
Interactions between atoms that make up a molecule depending on shared electrons
Interactions between molecules or different parts of a large biological molecule depending on attractive forces between atoms having an opposite charge.
Covalent Bonds
A moleculeis a cluster of atoms held together by covalent bonds, in which electronsare shared between atoms. The shared electrons complete the outer shells of both atoms.
Covalent Bonds
Interactions between atoms that make up a molecule depending on shared electrons.
Covalent Bonds
Covalent Bonds
Covalent Bonds
Types of Covalent Bonds
Single Bond
Double Bond
Triple Bond
Quadruple Bond
Covalent bonds vary in strength, posess particular geometries.
Types of Covalent Bonds
Polar Covalent Bonds
The electrons between two unlike atoms are shared unequally.
Polar and Nonpolar Covalent Bonds
Polar Covalent Bonds
Electronnegativitiesof Atoms
The electrons between two unlike atoms are shared unequally. Noncovalent Bonds Interactions between molecules or between different parts of a large biological molecule depending on attractive forces between atoms having an opposite charge. Noncovalent Bonds
Ionic Bond
Ion An atom carrying a net positive or negative charge. (because it has lost or gained one or more electrons during a
chemical reaction) (fully charged atom)
An attractive force that holds together two oppositely charged ions, also called a salt bridge.
Electronnegativities of Atoms
Hydrogen Bond
A weak attractive interaction between an electronegative atom and a hydrogen atom covalently bonded to another electronegative atom.
Hydrogen Bond
The Most Common Hydrogen Bonds in Cells
Hydrogen Bond
van der Waals Force
A weak attractive force due to transient asymmetries of electrical charge within adjacent atoms or molecules that are 0.3 to 0.4 nm apart. At a shorter distance, repulsive forces begin to operate.
van der Waals Force
Two macromolecules with complementary shapes
3. Polar and Nonpolar Molecules
Polar Molecules
Polar covalent bonds
Polar molecules
Electrical interaction
Hydrophilic Molecules
Hydrophilic Molecule
Polar molecule that forms enough hydrogen bond to water to dissolve readily in water.
Hydrophilic: water loving
Hydrophilic Molecule
Hydrophilic Molecule
Hydrophobic Molecules
Hydrophobic Molecule
Nonpolarmolecules tend to aggregate so as to minimize their collective interaction with surrounding polar water molecules. Nonpolar molecules are insoluble in water.
Hydrophobic: water fearing, water hating
1. The extraordinary chemical properties of water molecules.
2. The contributions of hydrogen bonds to the physical state of water molecules.
3. Compare water and H2S.
How hydrophilic and hydrophobic molecules interact differently with water?
4. The Carbon Atom
4. The Carbon Atom
Having 4 outer‐shell electrons.
Able to bond with other carbon atoms.
Relatively small size.
The Carbon Atom
5. Functional Groups
‐CH3
‐OH
‐COOH
‐NH2
‐PO3
‐C=O
‐SH
Chemical Groups Methyl Group: ‐CH3 Hydroxyl Group: ‐OHPhosphorylGroup: ‐PO32‐Carboxyl Group: ‐COOHCarbonyl Group: ‐C=O Amino Group: ‐NH2SulfhydrylGroup: ‐SH
6. Organic Molecules in Cells ‐‐‐‐‐‐Biochemicals
Organic molecules: the small and large carbon compounds made by cells.
Four Types of Biological Macromolecules
Approximate Chemical Compositions of a Typical Bacterium and a Typical Mammalian Cell
7. From Atoms to The Cells
Small Organic Molecules
Macrolecules
Organelles and Other Structures
The Cell
SupermolecularStructuresThe Chemical Basis of Life
Chapter 2
Molecular Basis of Cells
DNA‐Protein Interaction
Disposition of Amino Acid Residues
1. Atoms
Elements: substances such as hydrogen or carbon that cannot be broken down or converted into other substances by chemical means. Matter is made of combination of elements.
Atom: The smallest particle of an element that still remains its distinctive chemical properties is an atom. The characteristics of substances other than pure elements depend on which atoms they contain, and the way these atoms are linked together in groups to form molecules.
Inside The Atom
Cloud of Orbiting Electrons
Nucleus
Carbon Atom
Protons and Neutrons
Electronic Structure of Atoms
NN a
The Electron Shell
The arrangement of electrons
The Outermost Electron Shell
1stshell2 electrons 2nd8 electrons 3rd8 electrons
4thshell18 electrons 5thshell18 electrons
The Outermost Electron Shell
Filled or unfilled electron shells
The outermost electrons determine how atoms interact
Ionic Bond: formed by the gain and loss of electrons. Covalent Bond: formed by the sharing of electrons.
An atom is most stable when its outermost electron shell is filled. Elements in Living Organisms
Elements in Living Organisms
Filled and Unfilled Electron Shells
Most Abundant Atoms in Organisms
Carbon (C)
Nitrogen (N)
Oxygen (O)
ElementIII
Hydrogen (H)
Electrons needed to achieve stability
1
4
3
2
These 4 elements make up 96.5% of an organism’s weight.
2. Chemical Bonds
Covalent Bonds
Noncovalent Bonds
Interactions between atoms that make up a molecule depending on shared electrons
Interactions between molecules or different parts of a large biological molecule depending on attractive forces between atoms having an opposite charge.
Covalent Bonds
A moleculeis a cluster of atoms held together by covalent
bonds, in which electronsare shared between atoms. The shared electrons complete the outer shells of both atoms.
Covalent Bonds
Interactions between atoms that make up a molecule depending on shared electrons.
Covalent Bonds
Covalent Bonds
Covalent Bonds
Types of Covalent Bonds
Single Bond
Double Bond
Triple Bond
Quadruple Bond
Covalent bonds vary in strength, posess particular geometries.
Types of Covalent Bonds
Polar Covalent Bonds
The electrons between two unlike atoms are shared unequally.
Polar and Nonpolar Covalent Bonds
Polar Covalent Bonds
Electronnegativitiesof Atoms
The electrons between two unlike atoms are shared unequally. Noncovalent Bonds Interactions between molecules or between different parts of a large biological molecule depending on attractive forces between atoms having an opposite charge. Noncovalent Bonds
Ionic Bond
Ion An atom carrying a net positive or negative charge. (because it has lost or gained one or more electrons during a chemical reaction) (fully charged atom)
An attractive force that holds together two oppositely charged ions, also called a salt bridge.
Electronnegativities of Atoms
Hydrogen Bond
A weak attractive interaction between an electronegative atom and a hydrogen atom covalently bonded to another electronegative atom.
Hydrogen Bond
The Most Common Hydrogen Bonds in Cells
Hydrogen Bond
van der Waals Force
A weak attractive force due to transient asymmetries of electrical charge within adjacent atoms or molecules that are 0.3 to 0.4 nm apart. At a shorter distance, repulsive forces
begin to operate.
van der Waals Force
Two macromolecules with complementary shapes
3. Polar and Nonpolar Molecules
Polar Molecules
Polar covalent bonds
Polar molecules
Electrical interaction
Hydrophilic Molecules
Hydrophilic Molecule
Polar molecule that forms enough hydrogen bond to water to dissolve readily in water.
Hydrophilic: water loving
Hydrophilic Molecule
Hydrophilic Molecule
Hydrophobic Molecules
Hydrophobic Molecule
Nonpolarmolecules tend to aggregate so as to minimize their collective interaction with surrounding polar water molecules. Nonpolar molecules are insoluble in water.
Hydrophobic: water fearing, water hating
1. The extraordinary chemical properties of water molecules.
2. The contributions of hydrogen bonds to the physical state of water molecules.
3. Compare water and H2S.
How hydrophilic and hydrophobic molecules interact differently with water?
4. The Carbon Atom
4. The Carbon Atom
Having 4 outer‐shell electrons.
Able to bond with other carbon atoms.
Relatively small size.
The Carbon Atom
5. Functional Groups
‐CH3
‐OH
‐COOH
‐NH2
‐PO3
‐C=O
‐SH
Chemical Groups Methyl Group: ‐CH3 Hydroxyl Group: ‐OHPhosphorylGroup: ‐PO32‐Carboxyl Group: ‐COOHCarbonyl Group: ‐C=O Amino Group: ‐NH2SulfhydrylGroup: ‐SH
6. Organic Molecules in Cells ‐‐‐‐‐‐Biochemicals
Organic molecules: the small and large carbon compounds made by cells.
Four Types of Biological Macromolecules
Approximate Chemical Compositions of a Typical Bacterium and a Typical Mammalian Cell
7. From Atoms to The Cells
Small Organic Molecules
Macrolecules
Organelles and Other Structures
The Cell
SupermolecularStructures
Membrane Structure
Chapter 3
Why Cell Membrane?
Ion Concentrations
K+Na+
Impermeability of lipid bilayers Spontaneous diffusions (given enough time)
1. Typical Plasma Membrane
?Plasma membrane
?End omembraneSystem
?Biomembrane
ER, Golgi complex, endosomes, lysosomes, and vacuoles.
2. Plasma Membrane Structure
?All biological membranes have a common general structure.
?The lipid bilayerprovides the basic fluid structure for all cell membranes.
?Membrane proteins associate with the lipid bilayerin various ways. ?The plasma membrane is a fluid, dynamic, asymmetric, and semipermeablestructure.
3. Membrane Lipids
Amphipathic
?Hydrophilic head ?Hydrophobic tail
Saturated fatty acids
Unsaturated fatty acids
Double bonds of the cisconfiguration
Phospholipids
Phosphatidylcholine
Phospholipids
Three Main Types of Membrane Lipids
Phosphoglycerides
Sphingolipids
Cholesterol
Phospholipids: phosphate-containing lipids that represent the primary constituents of the lipid bilayerof cellular membrane. Phospholipids include phosphoglyceridesand sphingomyelin.
Sphingosine-based lipids.
Phosphoglycerides
Phosphoglycerides
Phospholipids
?Phosphoglycerides ?Sphingolipids
Phosphoglycerides
?Phosphatidylcholine(PC)
?PS
?PE
?PI
?PS and PI have an overall negative charge.
Sphingolipids
?Sphingolipidsconsist of sphingosinelinked to a fatty acid by its amino group.
?Sphingomyelin: the only phospholipidof the membrane that is not built with a glyceralbackbone.
?Glycolipids: cerebroside, ganglioside.
Sphingolipids
Glycolipids
Four Major Phospholipids
Cholesterol
?Cholesterol is smaller than the other lipids of the membrane and less amphipathicwith a small hydrophilic hedroxylgroup. ?The hydrophobic rings are flat and rigid and interfere with the movements of the fatty acid tails of the phosphalipids.
?Eucaryoticplasma membranes contain large amounts of cholesterol. Cholesterol
Approximate Lipid Compositions of Different Cell Membranes
4. Nature of the Lipid Biolayer
How hydrophilic and hydrophobic molecules interact differently with water
Packing arrangements of lipid molecules in an aqueous environment Micelle A water‐soluble spherical aggregate of phospholipids or other amphipathicmolecules that form spontaneously in aqueous solution.
Lipid BilayerFormation
The shape and amphipathicnature of the lipid molecules
Self‐Sealing Property of Lipid Bilayer
The shape and amphipathic nature of lipid molecues.
The prohibition of free edges in aqueous environment.
Self‐healing property of membrane.
Liposome
An artificial lipid bilayerthat aggregates into a spherical vesicle or vesicles when in an aqueous environment.
Liposome Vehicles to deliver drugs or DNA molecules TransfectionReagents: LipoFectamine2000 SuperFect
Targeting the drugs or DNS molecules
Stealth liposomescontain an other coating of a synthetic polymer that protects the liposomesfrom immune destruction.
Transfection Introduction of a foreign DNA molecule into a cell. Usually followed by expression of one or more genes in the newly introduced DNA.
Fluidity of Lipid Bilayer
?The lipid bilayeris a two‐dimensional fluid
?The fluidity of a lipid bilayerdepends on its composition CisDouble Bond
Fatty acid chain length
Cholesterol
InflucingFactors
?The structure of lipid bilayerdepends on the temperature (transition temperature)
Transition temperature: The temperature at which a membrane is converted form a fluid state to a crystalline gel in which lipid‐molecule movement is greatly reduced.
Lipid Rafts Microdomainsin the plasma membrane enriched in sphingolipids, cholesteral, and certain proteins. Often the residence
of GPI‐anchored proteins.
?Extraction of cultured cells with cold, nonionic detergents left behind a considerable fraction of the membrane’s lipids, which consists primarily of cholesterol and sphingolipids.
?Cholesterol and sphingolipidstend to pack together tightly to form microdomains.
?Cholesterol‐rich microdomainstend to float within the more fluid and disordered environment of the artificial bilayer.
(A) Giant liposomesproduced from a 1:1 mixture of PC and sphingomyelinform uniform bilayer; (B) Liposomesproduced from a 1:1:1 mixture of PC, sphingomyelin, and cholesterolform bilayerswith two immiscible phases.
Lipid rafts, shown in orange, are thicker than the rest of the bilayer. The rafts primarily contain sphingomyelinand cholesterol. The sharp, yellow spikes are GPI‐anchored proteins.
Cholesterol and sphingolipids
PC with long saturated fatty acids
GPI‐anchored proteins
Lipid‐anchored signaling proteins in the inner leaflet
Lipid Rafts ‐‐‐‐‐more than structural compartments within plasma membrane
?As floating platforms that concentrate particular proteins, thereby organizing the membrane into functional compartments.
?Involved in endocytosis, cell‐cell interactions, cell signaling, etc. 5. Membrane Proteins
Integral Proteins
Peripheral Proteins
Lipid‐anchored Proteins
Various ways in which membrane proteins associate with the lipidbilayer.Most transmembraneproteins are thought to extend across the bilayeras (1) a single αhelix,(2) as multiple αhelices,or (3) as a rolled-up βsheet(a βbarrel).Some of these "single-pass" and "multipass" proteins have a covalently attached fatty acid chain inserted in the cytosoliclipid monolayer (1). Other membrane proteins are exposed at only one side of the membrane. (4) Some of these are anchored to the cytosolicsurface by an amphipathicαhelix that partitions into the cytosolicmonolayer of the lipid bilayerthrough the hydrophobic face fothe helix. (5) Others are attached to the bilayersolely by a covalently attached lipid chain -either a fatty acid chain or a prenylgroup -in the cytosolicmonolayer or, (6) via an oligosaccharide linker, to phosphatidylinositolin the
noncytosolicmonolayer-called a GPI anchor. (7, 8) Finally, many proteins are attached to the membrane only by noncovalentinteractions with other membrane proteins.
Membrane protein attachment by a fatty acid chain or a prenylgroup. The covalent attachment of either of two types of lipid groups can help localize a water-soluble protein to a membrane after its synthesis in the cytosol.
Integral Membrane Proteins
Also called transmembraneproteins, single‐pass or multipass. Amphipathic, having both hydrophilic and hydrophobic portions. Transmembranedomains, Hydrophilic portions, nonimbedded domains at the edges of the membrane, and hydrophilic interior channels providing an aqueous passageway through the lipid bilayer. Hydrophobic interactinswith the fatty acylchains of the bilayer. TransmembraneDomains
Two Conformations
αhelix: common folding pattern in proteins, in which a linear sequence of amino acids folds into a right‐handed helix stabilized by internal hydrogen bonding between backbone atoms. First found in the protein α‐keratin.
βsheet: common structural motif in proteins in which different sections of the polypeptide chain run alongside each other, joined together by hydrogen bonding between atoms of the polypeptide backbone. First found in the protein fibroin.
αHelix
αHelix
βSheet
βSheet
βSheet
A Coiled‐coil
A Coiled‐coil
TransmembraneDomains
TransmembraneDomains
A string of 20 to 30 predominantly nonpolar amino acids. Membrane‐Spanning Segment
A segment of a transmembrane polypeptide chain crossing the lipid bilayeras an a helix. Only the α-carbon backbone of the polypeptide chain is shown, with the hydrophobic amino acids in green and yellow.
Formation of TransmembraneHydrophilic Pore
The three-dimensional structure of a bacteriorhodopsinmolecule. The polypeptide chain crosses the lipid bilayeras seven αhelices.The location of the retinal chromophore and the probable pathway taken by protons during the light-activated pumping cycle are shown. Two
细胞生物学教案 （来自https://www.doczj.com/doc/bc13291562.html,）目录 前言 第一章绪论 第二章细胞结构概观 第三章研究方法 第四章细胞膜 第五章物质运输与信号传递 第六章基质与内膜 第七章线粒体与叶绿体 第八章核与染色体 第九章核糖体 第十章细胞骨架 第十一章细胞增殖及调控 第十二章细胞分化 第十三章细胞衰老与凋亡
前言 依照高等师范院校生物学教学计划，我们开设细胞生物学。 一、学科本身的重要性 要最终阐明生命现象，必须在细胞水平上。细胞是生命有机体最基本的结构和功能单位，生命寓于细胞之中，只有把各种生命活动同细胞结构相联系，才能在细胞水平上阐明各种生命现象。世界著名生物学家Wilson（德国人）曾说过：“一切生物学问题的答案最终要到细胞中去寻找”。 二、学科发展特点 细胞生物学涉及知识面广、内容浩繁且更新迅速。它同生物化学、遗传学形成生命科学的鼎立三足，既是当代生命科学发展的前沿，又是生命科学赖以发展的基础。 三、欲达到的目的 通过系统地学习细胞生物学，丰富细胞学知识，以适应当代人类社会知识结构发展的需求，也是为考研做准备。 本课程讲授51学时，实验21学时，共72学时。 参考资料 1 De.Robertis，《细胞生物学》，1965年（第四版）；1980年（第七版）《细胞和分子生物学》 2 Avers，“Molecular Cell Biology”， 1986年 3 Alberts，《细胞的分子生物学》，“Molecular biology of the cell”，1989年 4 Darnell，《分子细胞生物学》，1986年（第一版）；1990年（第二版）“Molecular Cell Biology”5郑国錩，细胞生物学，1980年，高教出版社；1992年，再版 6 郝水，细胞生物学教程，1983年，高教出版社 7 翟中和，细胞生物学基础，1987年，北京大学出版社 8 韩贻仁，分子细胞生物学，1988年，高等教育出版社；2000年由科学出版社再版 9 汪堃仁等，细胞生物学，1990年，北京师范大学出版社 10 翟中和，细胞生物学，1995年，高等教育出版社，2000年再版 11 郑国錩、翟中和主编《细胞生物学进展》， 12翟中和主编《细胞生物学动态》，从1997年起（1—3卷），北师大出版社 13徐承水等，《分子细胞生物学手册》1992，中国农业大学出版社 14徐承水等，《现代细胞生物学技术》1995，中国海洋大学出版社 15徐承水，《细胞超微结构研究》2000，中国国际教育出版社 学术期刊、杂志 国外：Cell、Science、Nature、J.Cell Biol.、J.Mol. Biol. 国内：中国科学、科学通报、实验生物学报、细胞生物学杂志等
名词解释题 细胞：是生命体活动的基本单位。 原位杂交：确定特殊的核苷酸序列在上染色体或细胞中的位置的方法称为原位杂交 脂质体：根据磷脂分子可在水相中形成稳定的脂双层的趋势而制备的人工膜。单层脂分子铺展在水面上时，其极性端插入水相而非极性尾部面向空气界面，搅动后形成乳浊液，即形成极性端向外而非极性尾部在部的脂分子团或形成双层脂分子的球形脂质体。 主动运输：有载体介导的物质逆浓度梯度或电化学梯度由浓度低的一侧向高浓度的一侧进行跨膜转运的方式。此种转运的方式需要消耗能量。 转移序列：存在与新生肽连中使肽连终止转移的一段信号序列，可导致蛋白质锚定在膜的脂双层中。因终止转移信号作用而形成单次跨膜的蛋白质，那么该蛋白质在结构上只有一个终止转移信号序列，没有部转移信号，但在N端有一个信号序列作为起始转移信号。 P34cdc2/cdc28：是有芽殖或裂殖酵母cdc2/cdc28基因表达一种分子量为34X103细胞周期依赖的蛋白激酶。 细胞全能性：细胞经分裂和分化后仍具有产生完整有机体的潜能或特性 膜系统（endomembrane system）: 指在结构、功能及发生上密切相关的，由膜围绕的细胞器或细胞结构，主要包括质网、高尔基体、溶酶体、过氧化物酶体、核膜、胞体和分泌泡等。 Caspase家族： Caspase活性位点是半胱氨酸(Cysteine)，裂解靶蛋白位点是天冬氨酸残基后的肽键，因此称为Cysteine aspartic acic specific protease，即Caspase 细胞分化：在个体发育中，有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称细胞分化。或：由于基因选择性的表达各自特有的专一蛋白质而导致细胞形态、结构与功能的差异。 分泌型胞吐途径：真核细胞都从高尔基体反面管网区分泌的囊泡向质膜流动并与之融合的稳定过程。 细胞骨架：是由蛋白纤维交织而成的立体网架结构，它充满整个细胞质的空间，与外侧的细胞膜和侧的核膜存在一定的结构联系，以保持细胞特有的形状，并与细胞运动有关。(也可以这样回答：从广义上讲，细胞骨架包括细胞质骨架、细胞核骨架、细胞膜骨架和细胞外基质。从狭义上讲，细胞骨架即为细胞质骨架，包括微管、纤丝两大类纤维成分)。 膜的流动性：是生物膜的基本特征之一，包括膜脂的流动性和膜蛋白的流动性，膜脂的流动性主要是指脂分子的侧向运动。 钙粘素：属亲同性CAM，其作用依赖于Ca2＋。钙粘素分子结构同源性很高，其胞外部分形成5个结构域，其中4个同源，均含Ca2＋结合部位。决定钙粘素结合特异性的部位在靠N末端的一个结构域中，只要变更其中2个氨基酸残基即可使结合特异性由E-钙粘素转变为P-钙粘素。钙粘素分子的胞质部分是最高度保守的区域，参与信号转导。 接合素蛋白：它既能结合网格蛋白，又能识别跨膜受体胞质面的尾部肽信号，从而介导跨膜受体及其结合配体的选择性运输。
第四章细胞质膜 本章小结 ?细胞膜与其他生物膜一样都是由膜脂与膜蛋白构成的。 ?膜脂主要包括甘油磷脂、鞘脂和胆固醇。甘油磷脂是构成膜的主要成分，主要包括磷脂酰胆碱、磷脂酰丝氨酸、磷脂酰乙醇胺和磷脂酰肌醇等；鞘脂是鞘氨醇的衍生物，主要包括神经鞘磷脂、脑苷脂和神经节苷脂等。 ?膜蛋白可分为内在蛋白、外在蛋白和脂锚定蛋白3大类。 ?内在蛋白可以α单次或多次螺旋、β折叠片或形成大复合物的方式与膜脂结合；外在蛋白靠离子键或其他弱键与膜内在蛋白或膜脂结合；脂锚定蛋白通过与之共价相连的脂肪酸（质膜内侧）或糖基磷脂酰肌醇（质膜外侧）锚定在质膜上。 ?膜的流动性与膜的不对称性是生物膜的最基本特性。 ?膜的流动性表现：膜脂分子具有侧向扩散、旋转运动、弯曲运动与翻转运动；膜蛋白具有侧向扩散和旋转运动，但不具备翻转运动。 ?膜的不对称性表现：膜脂分布的不对称性（质膜外小页SM、PC多，质膜内小页PS、PE多）；膜蛋白的不对称性（糖蛋白全部分布于质膜外小页面）。 ?膜骨架是细胞质膜与膜内的细胞骨架纤维形成的复合结构，它参与维持细胞的形态、并协助细胞质膜完成多种的生理功能。 ?各种不同的膜蛋白与膜脂分子的协同作用不仅为细胞的生命活动提供了稳定的内环境，而且还行驶着物质转运、信号传递、细胞识别等多种复杂的功能。 ?胞膜窖是近年来发现的新的细胞质膜结构，可能是窖蛋白与脂筏结合形成的一种特殊结构。在细胞的胞饮、蛋白质分选、胆固醇的发生、信号转导、肿瘤的发生中具有重要作用。 本章重点与难点 ?膜脂与膜蛋白的主要类型 ?不同膜蛋白与膜脂的结合方式 ?膜脂与膜蛋白的运动方式 ?膜的流动性与不对称性特征 ?细胞质膜的基本功能 第五章物质的跨膜运输 本章小结 ?细胞质膜具有选择通透性，是细胞与细胞外环境之间物质运输的屏障。广义的细胞物质运输包括跨膜运输、胞内运输与转细胞运输。 ?几乎所有小的有机分子和带电荷的无机离子的跨膜运输都需要膜运输蛋白。膜转运蛋白包括：载体蛋白、通道蛋白以及微生物分泌的离子载体。 ?载体蛋白是多次跨膜的整合蛋白，每种载体蛋白能与特定的溶质分子结合，通过构象改变介导溶质分子的被动或主动跨膜运转。 ?通道蛋白形成跨膜的亲水性通道，介导溶质的被动跨膜运输。可分为离子通道与水通道。 ?根据应答信号的不同，离子通道可分为：电压门通道、配体门通道和压力激活通道。离子通道具有3个显著特征：①具有离子选择性；②不与转运离子结合，转运速率高且无饱和性；③非连续性开放而是门控的。 ?水通道是细胞膜上四个相同水通道蛋白亚基构成的四聚体，每个亚基为6次跨膜蛋白，特异性被动转运水。 ?P-型离子泵包括：Na+/K+-泵、Ca2+-泵、P-型H+泵等。在转运离子过程中，P-型离子泵发生磷酸化与去磷酸化引起构象改变，实现离子跨膜转运。 ?Na+/K+-泵每个循环消耗1个ATP泵出3个Na+泵入2个K+。动物细胞借助Na+/K+-泵维持细胞
细胞生物学复习资料 第一章绪论 一、细胞生物学定义及其主要研究内容（名词解释） 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 / 超微与分子水平）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内容。核心问题是将遗传与发育在细胞水平上结合起来。 二、细胞生物学的发展史（代表人物及其发现） 1、细胞的发现。胡克利用自制显微镜发现了细胞。 2、细胞学说的建立及其意义。施莱登和施旺共同提出细胞学说 3、细胞学的经典时期 4、实验细胞学时期。摩尔根建立基因学说。 5、细胞生物学学科的形成与发展 第二章 一、细胞是生命活动的基本单位 （一）一切有机体都由细胞构成（除病毒是非细胞形态生命体外），细胞是构成有机体的基本单位（二）细胞具有独立的、有序的自控代谢体系，细胞是代谢与功能的基本单位。细胞生命活动以物质代谢为基础；以能量代谢（ATP）为动力；以信息调控为机制。 （三）细胞是有机体生长与发育的基础 （四）细胞是遗传的基本单位，细胞具有遗传的全能性 （五）没有细胞就没有完整的生命（病毒也适合）。结构破坏的细胞不能生存；单独的细胞器不能长期培养。 二、细胞的基本共性 1、所有的细胞都有相似的化学组成 2）所有细胞表面均有细胞膜（磷脂双分子层 + 镶嵌蛋白质） 3）均含有 DNA 与 RNA 作为遗传信息复制与转录的载体 4）均含有核糖体（合成蛋白质） 5）所有细胞的增殖都以一分为二的方式进行分裂 三、原核细胞的基本特征 1、遗传的信息量小，一个环状 DNA 构成； 2、细胞内没有分化为以膜为基础的具有专门结构与功能的细胞器和细胞核膜。 原核生物的代表： 支原体、衣原体、立克次氏体、细菌、放线菌、蓝藻等
细胞生物学名词解释 1受体，配体：受体（receptor）：存在于细胞膜上细胞内、能接受外界的信号，并将这一信号转化为细胞内的一系列生物化学反应，从而对细胞的结构或功能产生影响的蛋白质分子。 配体（ligand）：受体所接受的外界信号，包括神经递质、激素、生长因子、光子、某些化学物质及其他细胞外信号。受体是细胞膜上的特殊蛋白分子，可以识别和选择性地与某些物质发生特异性结合反应，产生相应的生物效应．与之结合的相应的信息分子叫配体。 2. 细胞通讯，信号传导，信号转导，细胞识别： 细胞通讯：指一个细胞发出的信息通过介质传递到别一个细胞产生相应的反应。 信号传导：相当于是将上面细胞的刺激冲动传向下一个细胞，起着一种传递承接的作用，生化性质上没有什么改变。信号转导：指细胞通过胞膜或胞内受体感受信息分子的刺激，经细胞内信号转导系统转换，从而影响细胞生物学功能的过程。 细胞识别：是指细胞通过其表面的受体与胞外信号物质分子（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，最终表现为细胞整体的生物学效应的过程。是细胞通讯的一个重要环节。
3. 分子伴侣：一类在序列上没有相关性但有共同功能的蛋白质，它们在细胞内帮助其他含多肽的结构完成正确的组装，而且在组装完毕后与之分离，不构成这些蛋白质结构执行功能时的组份。 4. 核孔复合体：在内外膜的融合处形成环状开口，直径为50～100nm，核孔构造复杂，含100种以上蛋白质，并与核纤层紧密结合。是选择性双向通道。功能是选择性的大分子出入（主动运输），酶、组蛋白、mRNA、tRNA等存在电位差，对离子的出入有一定的调节控制作用。 5. 常染色质，异染色质 : 在细胞核的大部分区域，染色质结构的折叠压缩程度比较小,即密度较低，进行细胞染色时着色较浅，这部分染色质称常染色质．着丝点部位的染色质丝，在细胞间期就折叠压缩的非常紧密，和细胞分裂时的染色体情况差不多，即密度较高，细胞染色时着色较深，这部分染色质称异染色质． 6. 核仁组织区：即rRNA序列区，它与细胞间期核仁形成有关，构成核仁的某一个或几个特定染色体片断。这一片段的DNA转录为rRNA, rRNA所在处。 7. 多聚核糖体：在蛋白质合成过程中,同一条mRNA分子能够同多个核糖体结合，同时合成若干条蛋白质多肽链，结合在同一条mRNA上的核糖体就称为多聚核糖体。 8. 紧密连接，粘着带，桥粒，间隙连接：
第一章绪论 一、名词解释 1.细胞生物学 (cell biology) 2.细胞学说(cell theory) 3.医学细胞生物学( medical cell biology) 4.蛋白质组(proteome) 5.表观遗传学(epigenetics) 6.组蛋白密码(histone code) 二、单项选择题 1.发现细胞的时间和科学家分别是 A.1665，R.Hooke B.1673，A.Van Leeuwenhoek C.1831，R.Brown D.1855，R.Virchow E.1864, H. Von Mohl 2.生物体结构和功能的基本单位是 A.细胞 B.基因组 C.蛋白质组 D.染色体 E.基因 3.细胞生物学发展过程的实验细胞学阶段的主要标志是 A.研制成功第一台光学显微镜 B.观察到活体细胞 C.利用各种实验手段研究细胞的生化代谢过程及生理功能 D.研制成功第一台电子显微镜 E.明确了遗传信息流向的“中心法则 4.发表了“中心法则”的是 A.F.Crick B. G.Gamow C. J.Watson D.M.J.Schleiden E. T.Schwan 5.细胞学说的建立发生于 A.16世纪 B.17世纪 C.18世纪 D.19世纪 E.20世纪 6.使细胞生物学研究深入到亚细胞水平的是 A.光学显微镜 B.电子显微镜技术 C.DNA重组技术 D.DNA序列分析技术 E.体细胞克隆技术 7.下列与细胞骨架网状结构的发现有关的技术是 A.光学显微镜 B.原子力显微镜 C.扫描隧道显微镜 D.分子生物学技术 E.超高压电子显微镜 8.细胞生物学学科形成于
细胞生物学考研大纲 第一章绪论 1．掌握细胞学说的内容及意义。 2．了解细胞生物学发展简史。 3．了解细胞生物学研究的重点领域和发展趋势。 第二章细胞基本知识概要 1．掌握细胞的基本共性及其作为生命活动的基本单位的特征。 2．掌握支原体的结构特点和细胞生存与增殖的必备装置；掌握真核细胞的基本结构体系。 3．了解病毒的基本知识（结构，分类）；病毒的增殖；病毒与细胞在起源与进化中的关系。 4．了解原核细胞与真核细胞，植物细胞与动物细胞的区别。 第三章细胞生物学研究方法 1．掌握光学显微镜技术、电子显微镜技术的原理和应用以及分辨率的概念。2．掌握离心技术的原理和应用 3．掌握细胞内核酸、蛋白质、酶、糖类与脂质的显示方法。 4．掌握细胞中特异蛋白抗原的定位与定性的技术原理。 5．了解同位素示踪技术、定量细胞化学分析技术、单克隆抗体技术。 6．了解细胞培养的相关概念和实验方法、细胞工程相关技术。 第四章细胞膜与细胞表面 1．掌握细胞膜的结构、特性及分子组成。 2．掌握细胞间连接的不同类型。 3．了解细胞外被的组成 4．掌握细胞外基质的分子组成及各组成的生物学功能。 5．了解细胞表面的粘着因子。 第五章物质的跨膜运输与信号传递 1．掌握细胞的被动运输和主动运输的概念及类型。 2．了解载体蛋白、通道蛋白及泵的概念和作用方式。 3．了解胞吞作用与胞吐作用的概念和作用方式。 4．掌握细胞通讯与细胞识别的概念和类型。 5．掌握细胞信号转导的相关概念；掌握细胞信号传递的基本特征和类型。
6．掌握细胞表面受体介导的信号跨膜传递的方式和特征。 7．了解信号分子的“交谈”和信号网络对信息的整合。 第六章细胞质基质与细胞内膜系统 1．掌握细胞质基质的概念、细胞质基质的主要组成及功能。 2．掌握内质网的基本类型、内质网的功能；掌握内质网上合成的蛋白类型以及磷脂在内质网上的合成过程。 3．掌握高尔基体的形态结构和高尔基体的功能。 4．掌握蛋白质糖基化修饰的两种类型。 5．掌握溶酶体的形态结构、溶酶体的功能及溶酶体的发生。 6．了解过氧化物酶体的结构和功能特征。 7．掌握信号假说的内容。 8．了解几种蛋白质分选信号。 9．了解膜泡运输的类型及运输过程。 10．掌握蛋白质分选的基本途径与类型 11．了解细胞结构体系的装配。 第七章细胞的能量转换—线粒体和叶绿体 1．掌握线粒体的形态结构和各组成结构中的化学组成与酶的定位。 2．掌握线粒体的功能和化学渗透学说的主要内容。 3．掌握ATP酶的作用机制。 4．掌握叶绿体的形态结构与化学组成。 5．掌握光合作用的主要过程。 6．了解光合磷酸化的两种类型及光合磷酸化的作用机制。 7．了解线粒体和叶绿体的蛋白质合成、转运及装配过程。 8．了解线粒体和叶绿体的增殖及起源。 第八章细胞核与染色体 1．掌握核被膜、核孔复合体的结构和功能特征。 2．掌握核小体的结构特征。 3．掌握染色质包装的结构模型及染色体DNA的三种功能元件。 4．掌握核仁的超微结构、核仁周期以及核仁的功能。 5．了解活性染色质的主要特征。 6．掌握常染色质和异染色质的特征和区别。 7．了解核型与染色体显带技术，了解巨大染色体的结构特征。 8．了解核基质和核体的概念。
1、第一个观察到活细胞有机体的是（）。 A、Robert Hooke B、Leeuwen Hoek C、Grew D、Virchow 2、细胞学说是由（）提出来的。 A、Robert Hooke和Leeuwen Hoek B、Crick和Watson C、Schleiden和Schwann D、Sichold和Virchow 1、大肠杆菌的核糖体的沉降系数为（） A、80S B、70S C、 60S D、50S 2、下列没有细胞壁的细胞是（） A、支原体 B、细菌 C、蓝藻 D、植物细胞 3、植物细胞特有的细胞器是（） A、线粒体 B、叶绿体 C、高尔基体 D、核糖体 4、蓝藻的遗传物质相当于细菌的核区称为（） A、中心体 B、中心质 C、中体 D、中心球 5、在病毒与细胞起源的关系上，下面的（）观战越来越有说服力。 A、生物大分子→病毒→细胞 B、生物大分子→细胞和病毒 C、生物大分子→细胞→病毒 D、都不对 6、动物细胞特有的细胞器是（） A、细胞核 B、线粒体 C、中心粒 D、质体 7、目前认为支原体是最小的细胞，其直径约为（） A、0.01μm B、0.1~0.3μm C、1~3μm D、10μm 8、在真核细胞和原核细胞中共同存在的细胞器是（） A、中心粒 B、叶绿体 C、溶酶体 D、核糖体 9、SARS病毒是（）。 A、DNA病毒 B、RNA病毒 C、类病毒 D、朊病毒 10、原核细胞的呼吸酶定位在（）。 A、细胞质中 B、质膜上 C、线粒体内膜上 D、类核区内 11、在英国引起疯牛病的病原体是（）。 A、朊病毒（prion） B、病毒（Virus） C、立克次体 D、支原体 12、逆转录病毒是一种（）。 A、双链DNA病毒 B、单链DNA病毒 C、双链RNA病毒 D、单链RNA病毒 1、由小鼠骨髓瘤细胞与某一B细胞融合后形成的细胞克隆所产生的抗体称（）。 A、单克隆抗体 B、多克隆抗体 C、单链抗体 D、嵌合抗体 2、要观察肝组织中的细胞类型及排列，应先制备该组织的（） A、滴片 B、切片 C、涂片 D、印片 3、提高普通光学显微镜的分辨能力，常用的方法有（） A、利用高折射率的介质（如香柏油） B、调节聚光镜，加红色滤光片 C、用荧光抗体示踪 D、将标本染色 4、适于观察培养瓶中活细胞的显微镜是（） A、荧光显微镜 B、相差显微镜 C、倒置显微镜 D、扫描电镜 5、观察血细胞的种类和形态一般制备成血液（） A、滴片 B、切片 C、涂片 D、印片
第十三章细胞增殖及其调控 1 什么是细胞周期？简述细胞周期各时相及其主要事件。 答：细胞周期: 是指连续分裂的细胞从一次有丝分裂结束后开始生长到下次有丝分裂终止所经历的全过程。 细胞周期各时相的生化事件： ①G1期：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，但不合成DNA； ②S期: 开始合成DNA和组蛋白；在真核细胞中新和成的DNA立即与组蛋白结合，组成核小体串珠结构； ③G2期:主要大量合成ATP、RNA和蛋白质，包括微管蛋白和成熟促进因子等； ④M期: 为细胞分裂期，一般包括前期，中期，后期，末期4个时期。 2 细胞通过什么机制将染色体排列到赤道板上？有何生物学意义？ 答：细胞将染色体排列到赤道板上的机制可以归纳为牵拉假说和外推假说。 ①牵拉假说：染色体向赤道面方向运动，是由于动粒微管牵拉的结果。动力微管越长，拉力越大，当来自两级的动粒微管拉力相等时，即着丝粒微管形成的张力处于动态平衡时，染色体即被稳定在赤道面上； ②外推假说：染色体向赤道方向移动，是由于星体的排斥力将染色体外推的结果。染色体距离中心体越近，星体对染色体的外推力越强，当来自两极的推力达到平衡时，推力驱动染色体移到并稳定在赤道板上。 染色体排列到赤道板上具有重要的生物学意义，染色体排列到赤道板后，Mad2和Bub1消失，才能启动细胞分裂后期，并为染色体成功分开并且平均分配向两极移动做准备。 3 细胞周期有哪些主要检验点？各起何作用？ 答：细胞周期有以下主要检验点： ①G1/S期检验点：检验DNA是否损伤、能否启动DNA的复制，作用是仿制DNA损伤或是突变的细胞进入S期； ②S期检验点：检验DNA复制是否完毕，DNA复制完毕才能进入G2期； ③G2/M期检验点：DNA是否损伤、能否开始分裂、细胞是否长到合适大小、环境是否利于细胞分裂，作用是使得细胞有充足的时间将损伤的DNA得以修复； ④中-后期检验点：纺锤体组装的检验，作用是抑制着丝点没有正确连接到纺锤体上的染色体，确保纺锤体正确组装。 4、细胞周期时间是如何测定的? 答：测定细胞周期的方法很多，有同位素标记法、细胞计数法等，其中标记有丝分裂百分率法是常用的一种测定方法。 标记有丝分裂百分率法的原理是对测定细胞进行脉冲标记、定时取材、利用放射自显影技术显示标记细胞，通过统计标记有丝分裂百分数的办法来测定细胞周期。 实验中常用的方法是BrdU渗入测定细胞周期的方法。BrdU（5-溴脱氧尿嘧啶核苷）加入培养基后，可做为细胞DNA复制的原料，经过两个细胞周期后，细胞中两条单链均含BrdU 的DNA将占l/2，反映在染色体上应表现为一条单体浅染。如经历了三个周期，则染色体中约一半为两条单体均浅染，另一半为一深一浅。细胞如果仅经历了一个周期，则两条单体均深染。计算分裂相中各期比例，可算出细胞周期的值。 5、细胞周期同步化有哪些方法? 比较其优缺点? 答：①自然同步化：自然界存在的细胞周期同步化过程。 ②人工同步化包括人工选择同步化和人工诱导同步化两种方法，比较如下：
细胞生物学教案 . 第一章绪论 教学目的 1 掌握本学科的研究对象及内容； 2 了解本学科的来龙去脉（发展史及发展前景）； 3 掌握与本学科有关的重大事件和名词。 教学重点本学科的研究对象及内容 第一节细胞生物学研究内容与现状 一、细胞生物学是现代生命科学的重要基础学科 1.细胞学（Cytology）：是研究细胞的结构、功能和生活史的科学 2.细胞生物学（Cell Biology）：运用近代物理学和化学的技术成就以及分子生物学的概念与方法，从显微水平、亚显微水平和分子水平三个层次上，研究细胞的结构、功能及各种生命活动规律。 二、细胞生物学的主要研究内容 1. 细胞核、染色体及基因表达基因表达与调控是目前细胞生物学、遗传学和发育生物学在细胞和分子水平相结合的最活跃领域。 2.生物膜与细胞器的研究膜及细胞器的结构与功能问题（“膜学”）。 3. 细胞骨架体系的研究胞质骨架、核骨架的装配调节问题和对细胞行使多种功能的重要.性。 4. 细胞增殖及调控控制生物生长和发育的机理是研究癌变发生和逆转的重要途径（“再教育细胞”）。 5. 细胞分化及调控一个受精卵如何发育为完整个体的问题。（细胞全能性） 6 .细胞衰老、凋亡及寿命问题。 7. 细胞的起源与进化。 8. 细胞工程改造利用细胞的技术。生物技术是信息社会的四大技术之一，而细胞工程又是生物技术的一大领域。目前已利用该技术取得了重大成就（培育新品种，单克隆抗体等），所谓21世纪是生物学时代，将主要体现在细胞工程方面。 三、当前细胞生物学研究的总趋势与重点领域 1. 染色体DNA与蛋白质相互作用关系； 2. 细胞增殖、分化、凋亡的相互关系及其调控； 3 .细胞信号转导的研究； 4 .细胞结构体系的装配。 第二节细胞生物学发展简史 一细胞生物学研究简史1.细胞学创立时期 19世纪以及更前的时期（1665—1875），是以形态描述为主的生物科学时期； 2. 细胞学经典时期20世纪前半世纪（1875—1900），主要是实验细胞学时期； 3. 实验细胞学时期（1900—1953）； 4. 分子细胞学时期（1953至今）。
10.以动物细胞摄入LDL为例，概述受体介导胞吞的组成结构、运行过程及生理意义。 组成结构：衔接蛋白、网格蛋白、发动蛋白、受体、膜 过程：低密度脂蛋白LDL，先与细胞表面的互补性受体相结合，形成受体-配体复合物并引起细胞膜的局部内化作用，先是质膜在网格蛋白的参与作用下内陷形成有被小窝，然后是深陷的小窝脱离质膜形成有被小泡。即完成胞吞过程（后又脱包被，胞内体作用等）。生理意义：作为一种选择性浓缩机制，既保证了细胞大量的摄入特定的大分子，同时又避免了吸入胞外大量的液体。 11.比较两种胞吐途径的特点及功能。 类型特点功能 组成型合成就外排补充膜成分；信号介导完成其他生命活动；可形成外周 蛋白、基质等 调节型合成先储存，等信号刺激 短时间内大量释放，维持机体平衡 12. 甾类激素是如何通过胞内受体介导的信号通路去调节基因表达？ 甾类激素与受体结合时，导致抑制性蛋白脱离，暴露出受体上DNA结合位点而被激活。受体结合的DNA序列是转录增强子，可增加某些相邻基因的转录水平。甾类激素诱导的基因活化分两个阶段: 1）初级反应阶段：直接活化少数特殊基因，发生迅速 2）延迟的次级反应：由初级反应的基因产物，再活化其他基因，对初级反应起放大作用。NO是自由基性质的气体，具脂溶性，可快速扩散透过细胞膜，对邻近靶细胞起作用。血管内皮细胞和神经细胞中有一氧化氮合酶（NOS），能催化合成NO，当血管神经末释放乙酰胆碱作用于血管内皮，使其合成释放NO，所以才快速缓解心绞痛。 13. 以突触处神经递质作用为例，说明离子通道偶联受体介导的信号通路特点。离子通道偶联受体本身具信号结合点，又是离子通道，其跨膜信号转导无需中间步骤。神经递质（胞外化学信号）与受体结合而引起通道蛋白变构，导致离子通道开启，使突触后细胞膜出现过膜离子流（如Na＋和Ca2＋），从而将胞外化学信号转换成胞内电信号，导致突触出后细胞的兴奋。当胆碱脂酶将神经递质水解后，离子通道关闭，信号传递中断。 14. 概述G蛋白偶联受体介导的信号通路的组成、特点及主要功能。组成：细胞外配体、细胞表面受体、G蛋白（分子开关）、第二信使、靶蛋白 G蛋白偶联受体介导的信号通路整体的传递过程：细胞外配体—→细胞表面受体—→G蛋白（分子开关）—→第二信使—→靶蛋白（酶或离子通道）—→细胞应答根据第二信使的不同，信号通路可以分为两类： （1）cAMP信号通路信号通路信号通路信号通路cAMP的产生有腺苷酸环化酶催化完成，而该酶的活性由激活性激素（肾上腺素、胰高血糖素）或抑制性激素（前列腺素、腺苷）调控。激素－→G蛋白偶联受体－→G蛋白－→腺苷酸环化酶－（激素作用）→cAMP－→cAMP依赖的蛋白激酶A（PKA）产生PKA后，他可以激活下游的靶酶以及开启基因表达：（前者是快速反应，后者是慢速反应）a. 活化的PKA—>靶酶蛋白磷酸化—>细胞代谢核细胞行为（如肾上腺素刺激骨骼肌细胞导致糖原分解） b. 活化的PKA—>基因调控蛋白—>基因转录 （2）磷脂酰肌醇信号通路磷脂酰肌醇信号通路磷脂酰肌醇信号通路磷脂酰肌
第一章绪论 第一节细胞生物学研究的内容与现状 一、细胞生物学是现代生命科学的重要基础学科 生命体是多层次、非线性、多侧面的复杂结构体系，而细胞是生命体的结构与生命活动的基本单位，有了细胞才有完整的生命活动。 研究的主要任务是以细胞作为生命活动的基本单位为出发点，探索生命活动基本规律，阐明生物生命活动的基本规律，阐明细胞生命活动的结构基础。 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、代谢、运动、衰老与凋亡、细胞信号传递、真核细胞基因表达与调控、细胞起源与进化等重大生命过程。核心问题是将遗传与发育在细胞水平上结合起来。 细胞生物学研究的课题归纳起来包括3个根本性的问题： 1.基因组是如何在时间与空间上有序表达的？ 2.基因表达的产物是如何逐级组装成能行使生命活动的基本结构体系及各种细胞器的？这种自组装过程的调控顺序与调控机制是什么？ 3.基因及其表达的产物，特别是各种信号分子与活性因子，是如何调节诸如细胞的增殖、分化、衰老与凋亡等细胞最重要的生命活动过程的？ 二、细胞生物学的主要研究内容 1、生物膜与细胞器的研究 2、细胞信号转导的研究 3、细胞骨架体系的研究 4、细胞核、染色体以及基因表达的研究 5、细胞增殖及其调控 6、细胞分化及干细胞生物学 7、细胞凋亡 8、细胞衰老 9、细胞工程 10、细胞的起源与进化 第二节细胞学与细胞生物学发展简史 一、生物科学发展的三个阶段: 1.形态描述生物学时期，19世纪以前； 2.实验生物学时期，20世纪前半世纪； 3.精细定性与定量的现代生物学时期，20世纪50-60年代至今。 二、细胞生物学发展简史 1. 细胞的发现 英国学者胡克，1665年第一次描述植物细胞的构造。 荷兰学者列文虎克观察了动植物活细胞与原生动物 2. 细胞学说的建立其意义 Matthias Jacob Schleiden（1804~1881)，德国植物学教授，1838年发表“植物发生论”(Beitr?ge zur Phytogenesis)，认为无论怎样复杂的植物都有形形色色的细胞构成。 Theodor Schwann（1810~1882)，德国解剖学教授，一开始就研究Schleiden的细胞形成学说，并于1838年提出了“细胞学说”（Cell Theory)这个术语；1939年发表了“关于动植物结构和生长一致性的显微研究”
名词解释 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：由光照所引起的电子传递与磷酸化作用相偶联而生成A TP的过程，称为photophosphorylation 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
一、细胞概论 2.细胞培养01a 4.细胞学说01a 1.亚显微结构就是超微结构.( )01a 2.光学显微镜和电子显微镜的差别在于后者的放大倍数远远大于前者,所以能看到更小的细胞结构.（）01a 3．体外培养的细胞，一般保持体内原有的细胞形态。（）02 18、一个细胞克隆是由单个细胞通过分裂形成的细胞群体。（）05 19、病毒是非细胞形态的生命体，它的复制可在细胞外实现。（）05 1.原核细胞与真核细胞虽有许多不同,但都有（）01 A核仁B核糖体C线粒体D内质网 1．最小最简单的细胞是：（）02 A．病毒；B。支原体；C。细菌D。红细胞 2．扫描电子显微镜可用于：（）02 A．获得细胞不同切面的图象；B观察活细胞； c．定量分析细胞中的化学成份；D 观察细胞表面的立体形貌 3．建立分泌单克隆抗体的杂交瘤细胞是通过下列技术构建的：（）02 A 细胞融合； B 核移植； C 病毒转化； D 基因转移 1、对细胞的概念，近年来比较普遍的提法是：有机体的————（）04 A、形态结构的基本单位 B、形态与生理的基本单位 C、结构与功能的基本单位 D、生命活动的基本单位 3、流式细胞术可用于测定（）04 A、细胞的大小和特定细胞类群的数量 B、细胞中DNA、RNA或某种蛋白的含量 C、分选出特定的细胞类群 D、以上三种都有可能 4、SARS病毒是（）04 A、DNA病毒 B、RNA病毒 C、类病毒 D、朊病毒 20、激光扫描共聚集显微技术的特点是能（）04 A、进行光学切片 B、进行激光切割 C、检测自发荧光 D、产生微分干涉差 21、冰冻蚀刻技术主要用于（）04 A、电子显微镜 B、光学显微镜 C、原子力显微镜 D、隧道显微镜 14、某同学在一次培养酵母细胞时，感觉这次培养的酵母细胞长得比以往的快很多。他怀疑是否有细菌污染。下列哪种方法可为很快知道是否有细菌污染05 A）光学显微镜B）扫描显微镜 C）接种培养物在细菌培养板上D）染色 28、细胞学说创建时提出_____05 A）细胞由细胞膜、细胞核、细胞质组成 B）一切动植物都由细胞组成，细胞是一切动植物的基本单位 C）细胞只能来自细胞 D）生物个体发育的过程就是细胞不断增殖和分化的连续过程 29、原核细胞和真核细胞相比，共有的特征中，哪一条描述是不正确的05 A）都有细胞膜B）都有内质网 C）都有核糖体D）都有两种核酸，DNA，RNA
第一章细胞质膜 1、被动运输 是指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。转运的动力来自于物质的浓度梯度，不需要细胞代谢提供能量。 2、主动运输 是由载体蛋白所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跨膜转运的方式。转运的溶质分子其自由能变化为正值，因此需要与某种释放能量的过程相耦连。主动运输普遍存在于动植物细胞和微生物细胞中。 3、紧密连接 是封闭连接的主要形式，一般存在于上皮细胞之间。紧密连接有两个主要功能：一是紧密连接阻止可溶性物质从上皮细胞层一侧通过胞外间隙扩散到另一侧，形成渗透屏障，起重要封闭作用，二是形成上皮细胞质膜蛋白与质膜分子侧向扩散的屏障，从而维持上皮细胞的极性。 4、通讯连接 一种特殊的细胞连接方式，位于特化的具有细胞间通讯作用的细胞。介导相邻细胞间的物质转运、化学或电信号的传递，主要包括间隙连接、神经元间的化学突触和植物细胞间的胞间连丝。动物与植物的通讯连接方式是不同的，动物细胞的通讯连接为间隙连接,而植物细胞的通讯连接则是胞间连丝 5、桥粒 是一种常见的细胞连接结构，位于中间连接的深部。一个细胞质内的中间丝和另一个细胞内的中间丝通过桥粒相互作用，从而将相邻细胞形成一个整体，在桥粒处内侧的细胞质呈板样结构，汇集很多微丝，这种结构和加强桥粒的坚韧性有关。
物质跨膜运输的方式和特点 Ⅰ、被动运输 是指物质由高浓度向低浓度方向的跨膜转运。转运的动力来自于物质的浓度梯度，不需要细胞代谢提供能量。主要分为两种类型： （1）简单扩散②不需要提供能量；③没有 （2）协助扩散②存在最大转运速率；在一定限度内运 输速率同物质浓度成正比。如超过一定限度，浓度不再增加， ④不需要提供能量。属于这种运输方式的物质有某些离子和一些较大的分子如葡萄糖等物质 Ⅱ、主动运输 物质从浓度梯度从低浓度的一侧向高浓度的一侧方向跨膜运输的过程。此过程中需要消耗细胞生产的能量，也需要膜上载体协助。属于这种运输方式的物质有离子和一些较大的分子如葡萄糖、氨基酸等物质。主动运输根据其过程所需的能量来源不同，可将其归纳为三种主要类型： （1）ATP驱动泵：ATP酶直接利用水解ATP提供的能量，实现离子或小分子逆浓度梯度或电化学梯度的跨膜运动。 （2）耦连转运蛋白：是介导各种离子和分子的跨膜运动。这类转运蛋白包括2种基本类型：同向转运蛋白和反向转运蛋白。这两类转运蛋白使一种离子或分子逆浓度梯度的运动与一种或多种不同离子顺浓度梯度的运动耦连起来。 （3）光驱动泵：主要在细菌细胞中发现，对溶质的主动运输与光能的输入相耦连，如菌紫红质利用光能驱动氢离子的转运。 Ⅲ、膜泡运输 物质进出细胞不需穿透细胞膜，而是借助各种膜泡来达到运输的目的。运输过程中涉及膜的融合，不需要膜上载体协助，但需要消耗细胞生产的能量，是一种物质的批量运输方式，又包括胞吞作用和胞吐作用。
1．双亲媒分子：一头亲水另一头疏水的分子。如：磷脂、胆固醇、糖脂等。 2．主动转运：一种溶质逆浓度差跨膜转运，需要转运蛋白的参与和消耗能量的转运方式。如：离子泵、伴随转运等。 3．简单扩散：只要物质在膜两侧保持一定的浓度差就可以发生的最简单的运输方式。不耗能，不需要膜蛋白。如：氧气，二氧化碳，乙醇及某些脂溶性物质的转运方式。 4．胞吐作用：细胞表面发生内陷，由细胞膜把环境中的大分子活颗粒性物质包围成小泡，然后脱离细胞膜进入细胞内的过程。有吞噬、胞饮、受体介导的胞吞作用。 5．信号传导：当细胞受到胞外信号分子刺激后，将胞外信号转变为胞内信号，最终使细胞产生特异性反应的过程。 6．受体：一类能识别和选择性结合某种配体的大分子，产生继发信号激活细胞内一系列生化反应，使细胞产生相应的效应。其多为糖蛋白，分为胞内和胞外膜受体。 7．第二信使：当细胞外信号分子与膜上特异性受体结合后，通过膜发生信号转导，在细胞内产生的小分子物质。 8．膜病：膜结构成分改变和功能异常导致细胞发生一定病理变化，乃至机体的功能紊乱，由此引起的疾病。9．内膜系统：是指位于细胞质内，在结构，功能乃至发生上有一定联系的模性结构的总称。包括ER，Gc，溶酶体等。 10．蛋白质的糖基化：指单糖或寡糖与蛋白质共价结合形成糖蛋白的过程。包括粗面内质网腔上N—连接的寡糖蛋白和高尔基复合体上O—连接的寡糖蛋白两种方式。 11．初级溶酶体：是指刚从反面高尔基网出芽形成的特异性囊泡，仅含有水解酶类，不含作用底物，酶处于非活性状态，尚未进行消化活动。 12．信号肽：位于新合成的细胞的N端，由15—60个氨基酸残基组成的疏水序列。 13．细胞氧化：机体将摄入的营养物质中的化学能，通过酶的作用使其释放出来的特性。 14．呼吸链：指一系列可逆地接受及释放电子或质子的脂蛋白复合体，它们存在于线粒体内膜，形成相互关联、有序排列的功能结构体系，并偶联线粒体的氧化磷酸化反应，称之为呼吸链。 15．氧化磷酸化：指作用物氧化脱氢经呼吸链传递给氧成水，释放能量的同时，偶联ADP磷酸化生成A TP 的过程。 16．细胞骨架：指广泛存在于细胞内的蛋白质纤维网络系统。 17．微管：是不分支的中空管状纤维，由α-微管蛋白、β-微管蛋白、γ-微管蛋白组成，普遍存在于除哺乳动物成熟红细胞外的所有真核细胞中。 18．微丝：普遍存在于各种真核细胞中的骨架网络纤维，由纤丝状肌动蛋白彼此缠绕落选而成。其直径5~7nm，在具有运动功能和不对称形态的细胞中尤为发达。微丝常成群成束存在，可根据细胞需要，改变他们在细胞内的存在形式与空间位置。 19．中间纤维：介于粗肌丝和细肌丝之间的，直径为10nm左右的纤维。分为5种类型：角蛋白丝、结蛋白丝、波形蛋白丝、神经胶质丝、神经丝。 20．细胞周期：细胞从上一次分裂结束到再次分裂终止所经历的全过程。包括G1、S 、G2、M 四个周期。 21．细胞衰老：是细胞内部结构的衰变而导致细胞生理功能出现衰退性。 22．细胞坏死：是因病理而产生的被动死亡，如物理性或化学性的损害因子及缺氧与营养不良等均导致细胞坏死。 23．Hayflick界限：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；它们的增值能力不是无限的，而是有一定的界限，这就是Hayflick界限。 24．细胞凋亡：基因控制的主动过程，表现为细胞缩小核内染色浓缩，核质边缘化，膜发泡，凋亡小体形成。 25．凋亡小体：细胞凋亡过程中细胞膜不断出芽，脱落，细胞变成数个大小不等的由膜包裹的凋亡小体。