医学细胞生物学重点整理.doc
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医用细胞生物学知识点细胞生物学 (cell biology ):细胞生物学是以细胞为研究对象,经历了从显微水平到亚显微和分子水平的发展过程,成为今天在分子层次上研究细胞精细结构和生命活动规律的学科。
医学细胞生物学 (medical cell biology):医学细胞生物学以揭示人体各种细胞在生理和病理过程中的生 命活动规律为目的,期望能对人体各种疾病的发病机制予以深入阐明,为疾病的诊断、治疗和预防提 供理论依据和策略。
对细胞概念理解的五个角度: ①细胞是构成有机体的基本单位; ②细胞是代谢与功能的基本单位; ③ 细胞是有机体生长与发育的基础; ④细胞是遗传的基本单位;⑤没有细胞就没有完整的生命。
生物界划分的三个类型:原核细胞、古核细胞和真核细胞。
原核细胞与真核细胞的比较: p13 表 2-1 生物大分子:是由有机小分子构成的,大约有 3000种,分子量从 10000到 1000000。
核酸 (nucleic acid ) 的基本单位 :核苷酸。
核苷酸:核苷的戊糖羟基与磷酸形成酯键,即成为核苷酸。
DNA 分子的双螺旋结构模型( p18图 2-8):DNA 分子由两条相互平行而方向相反的多核苷酸链组成, 即一条链中磷酸二酯键连接的核苷酸方向是 5'→3',另一条是 3'→ 5',两条链围绕着同一个中心轴 以右手方向盘绕成双螺旋结构。
基因组:细胞或生物体的一套完整的单倍体遗传物质称为基因组。
动物细胞内含有的主要 RNA 种类及功能: p20 表 2-3 核酶 (ribozyme ) :核酶是具有酶活性的 RNA 分子。
蛋白质 ( protein )的基本单位:氨基酸。
肽键: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 而成的化学键。
肽 (peptide) :氨基通过肽键而连接成的化合物称为肽。
蛋白质分子的二级结构: α -螺旋, β-片层。
Amphipathic molecule(兼性分子或双亲媒性分子):指细胞中存在的由极性头部和非极性尾部组成,一头亲水而另一头疏水的分子如磷脂,胆固醇,糖脂。
其中以磷脂为最多Anchoring junction(锚定连接):是由一个细胞骨架系统成分与相邻细胞的骨架成分或细胞外基质相连接而成的。
Adhesion belt(黏合带)intermediate junction(中间连接):黏合带常位于上皮细胞顶部紧密连接的下方,是由黏合连接形成的连续的带状结构,其特点是相邻质膜并不融合,而隔以15~20nm的间隙,介于紧密连接与桥粒之间。
Active transport(主动运输):细胞具有逆浓度梯度运输物质的能力,在这种运输中,细胞膜不仅起被动的屏障作用,还有主动作用,它除了和易化扩散一样需要有载体分子参加外,还有消耗代谢能。
细胞膜的这种利用代谢能来驱动物质逆浓度梯度方向的运输,称为-。
Autophagy(自体吞噬):内源性物质可被内膜系统的膜包裹形成自噬体,自噬体与溶酶体融合后即成为自噬性溶酶体。
此外,细胞内的一些带有溶酶体靶信号的蛋白质也可输入到溶酶体进行降解,上述过程称为-。
Apoptosis (细胞凋亡),又叫程序性细胞死亡(programmedcelldeath,PCD):为了维持细胞内环境的稳定,由基因控制的细胞自主的有序死亡,是一个主动过程,涉及到一系列基因激活、表达以及调控过程。
不发生炎症。
Biological membrane(生物膜):构成细胞所有膜性结构的膜的总称,包括细胞膜和细胞内部构成线粒体、内质网、高尔基复合体、溶酶体、核被膜等膜性细胞器的细胞内膜。
生物膜都具有类似的化学成分和分子结构。
Centromere(着丝粒):染色体中将两条姐妹染色单体结合起来的区域。
由无编码意义的高度重复DNA序列组成,是动粒的形成部位。
Cell membrane(细胞膜):是围绕在细胞质表面的一层薄膜,因而又叫质膜(plasma membrane),主要由脂类和蛋白质构成。
引言概述:医学细胞生物学是一门研究细胞结构、功能和生命活动的学科,对于理解人类生物学过程及疾病的发生机制具有重要的意义。
本文将从细胞的组成、功能、分裂、信号传导和细胞凋亡五个大点进行详细阐述,并综合总结医学细胞生物学的重要性。
正文内容:一、细胞的组成1.化学组成:细胞主要由有机物质(蛋白质、核酸等)和无机物质(水、离子等)组成。
2.细胞膜:细胞膜是细胞的外包膜,具有选择性通透性和维持细胞内外环境稳定的功能。
3.细胞器:包括核、内质网、高尔基体、线粒体等,各自担负不同的生物学功能。
二、细胞的功能1.能量转化:细胞通过线粒体进行呼吸作用,产生ATP等能量供应细胞生活活动。
2.遗传信息传递:细胞通过DNA遗传物质的复制与传递,确保后代的遗传稳定性。
3.蛋白质合成:细胞通过转录和翻译过程合成各类蛋白质,担任生化反应催化剂和结构材料。
4.信号感知与传导:细胞通过感受外部和内部信号,通过信号转导通路进行相应的生物学反应。
5.细胞分裂:细胞通过有丝分裂和无丝分裂过程,实现细胞的增殖和遗传物质的传递。
三、细胞分裂1.有丝分裂:包括前期、中期、后期和末期四个阶段,通过纺锤体的形成和染色体的有序分离完成。
2.无丝分裂:指受精卵的有丝分裂过程中没有纺锤体参与,染色体直接分离到两个子细胞。
四、细胞信号传导1.细胞外信号分子:包括激素、神经递质等,作用于细胞膜上的受体。
2.信号转导通路:通过细胞膜上的受体、信号分子和内部信号分子等组成的信号传导链路,实现细胞内信号的传输。
3.激活的效应器:信号转导通路最终会导致某些效应器蛋白的活化,如转录因子的激活,进而调控基因的表达。
五、细胞凋亡1.细胞凋亡的类型:包括程序性细胞死亡(如胚胎发育过程中的细胞死亡)和非程序性细胞死亡(如损伤引起的细胞死亡)。
2.细胞凋亡的分子机制:包括线粒体通路、死亡受体通路和内质网应激通路等。
3.细胞凋亡的调控:细胞凋亡受到多种因素的调控,如生长因子的缺乏、DNA损伤等。
细胞生物学目录第一章绪论第二章细胞生物的研究方法和技术第三章质膜的跨膜运输第四章细胞与环境的相互作用第五章细胞通讯第六章核糖体和核酶第七章线粒体和过氧化物酶体第八章叶绿体和光合作用第九章内质网,蛋白质分选,膜运输第十章细胞骨架,细胞运动第十一章细胞核和染色体第十二章细胞周期和细胞分裂第十三章胚胎发育和细胞分化第十四章细胞衰老和死亡第一章绪论1.原生质体:被质膜包裹在细胞内的所有的生活物质,包括细胞核和细胞质细胞质:细胞内除核以外的原生质,即细胞中细胞核以外和细胞膜以内的原生质部分原生质体:除去细胞壁的细胞2.结构域:生物大分子中具有特异结构和独立功能的区域3.装配模型:模板组装,酶效应组装,自组装4.五级装配:第一级,小分子有机物的形成第二级,小分子有机物组装成生物大分子第三级,由生物大分子进一步组装成细胞的高级结构第四级,由生物大分子组装成具有空间结构和生物功能的细胞器第五级,由各种细胞器组装成完整细胞6.支原体:目前已知的最小的细胞第二章细胞生物的研究方法和技术1.显微镜技术:光镜标本制备技术、2.光镜标本制备技术步骤:样品固定、包埋与切片、染色3.电子显微镜种类:透射电子显微镜,扫描电镜,金属投影,冷冻断裂和冷冻石刻电镜,复染技术,扫描隧道显微镜4.细胞化学技术:酶细胞化学技术,免疫细胞化学技术,放射自显影5.细胞分选技术:流式细胞术6.分离技术:离心技术,层析技术,电泳技术第三章质膜的跨膜运输1.细胞功能:外界与通透性障碍,组织和功能定位,运输作用,细胞间通讯,信号检测2.膜化学组成:膜脂,膜糖,膜蛋白3.膜脂的三个种类:磷脂,糖脂,胆固醇4.脂质体用途:用作生物膜的研究模型,作为生物大分子与药物的运载体5.膜糖功能:细胞与环境的相互作用,接触抑制,信号转导,蛋白质分选,保护作用。
6.膜蛋白类型:整合蛋白,外周蛋白,脂锚定蛋白7.膜蛋白功能:运输蛋白,酶,连接蛋白,受体(信号接受和传递)8.不对称性的研究方法:冰冻断裂复型,冰冻蚀刻9.膜流动性研究方法:质膜融合,淋巴细胞的成斑成帽效应,荧光漂白恢复技术10.膜流动性的重要性:酶活性,信号转导,物质运输,能量转换,细胞周期11.影响膜脂流动性的因素:脂肪酸链,胆固醇,卵磷脂/鞘磷脂比值12.影响膜蛋白流动的因素:整合蛋白,膜骨架,细胞外基因,相邻细胞,细胞外配体、抗体、药物大分子13.膜骨架的主要蛋白:血影蛋白,肌动蛋白和原肌球蛋白,带4.1蛋白,锚定蛋白14.转运蛋白质包括:载体蛋白,通道蛋白15.协同运输的方向:同向协同,反向协同第四章细胞与环境的相互作用1.细胞表面结构:细胞外被、膜骨架、胞质溶胶2.细胞外被功能:连接,细胞保护,屏障3.糖萼:由细胞表面的碳水化合物形成的质膜保护层,又称为多糖包被。
第四章、细胞生物学的研究技术(简单了解,考试题目较简单)一显微镜1普通显微镜(light microscope): 主要用于染色标本的观察2相差显微镜(phase contrast microscope): 用于观察培养的活细胞(无色的细胞)倒置相差显微镜适用于观察体外培养的活细胞的结构和活动3微分干涉差显微镜(DIC显微镜):适用于活细胞之类的无色透明标本的观察,广泛应用于各种细胞工程中的显微操作4暗视野显微镜:适用于无色透明标本的观察(活细胞),但不可以观察到细胞的内部结构5激光扫描共聚焦显微镜:荧光检测、细胞结构的三维重建;、微操作、定点破坏培养物中的某些细胞,实现对某些特定细胞的保留6荧光显微镜:检测细胞表面或内部特定的抗原二.亚显微结构的观察1电子显微镜(electron microscope):透射电镜TEM用于观察和研究细胞内部细微结构;扫描电镜SEM用于观察标本表面精细的三维形态结构;高压电镜2扫描探针显微镜:扫描隧道显微镜;原子力显微镜三.细胞的分离与培养(1)细胞的分离:利用物理性质不同(沉降和离心);利用不同类型细胞与玻璃或塑料的黏附能力不同;利用抗体特异性结合的特性;采用带有荧光染料的特异性抗体来标记悬液中的某些特定细胞,然后采用流式细胞仪将被标记的细胞分离出来(悬液:用蛋白质水解酶处理组织块,并加入一定量的乙二胺四乙酸EDTA以结合溶液中的Ca2+,再通过轻微振荡使组织解散)(2)细胞的培养(cell culture):从组织分离出来特定的细胞在一定条件进行培养,使之能够继续生存生长以至增殖的一种方法,分为原代培养和传代培养细胞在体外生长的条件:培养基;支持物;其他(CO2浓度、适宜的温度、PH)A原代培养:由起始实验材料所进行的细胞培养B对已有的细胞(原代培养所得的培养物或已有的培养物)进行继续培养C细胞系:通过原代培养所得的细胞培养物(可以含有原代培养所用的起始实验材料的所含细胞)D细胞株(cell strain):由单一类型的细胞所组成的细胞系四.细胞融合(cell fusion):是指两个或两个以上的细胞相互接触并且合并而形成一个细胞(基因型相同的细胞形成融合称为同核融合,基因型不同的细胞形成的融合称为并核融合);细胞融合的方法:生物诱导法,化学诱导法,物理诱导法五.细胞连接(cell junction):A封闭连接occluding junction(又称紧密连接tight junction)B锚定连接anchoring junction:与肌动蛋白相连的锚定连接(隔状连接、黏合带、黏合斑);中间丝相连的锚定连接(桥粒、半桥粒)C通讯连接:间隙连接、化学突触、胞间连丝★第五章、细胞膜及其表面(重点内容)、第一节、细胞膜的分子结构和特性(一)膜的化学组成(1)膜脂1、磷脂(了解分类)A、磷脂酰胆碱(含量最多),也称为卵磷脂B、磷脂酰乙醇胺(含量其次)C、磷脂酰丝氨酸D、磷脂酰肌酶E、鞘磷脂2、胆固醇(知道胆固醇的作用:a、提高脂双层的力学稳定性b、调节脂双层的流动性c、降低水溶性物质的通透性3、糖脂(含有一个或者几个糖基的脂类,存在于膜的非细胞质表面,糖基暴露于细胞表面,并且存在于所有细胞膜中)【注意】(膜脂的特点:一头亲水,一头疏水的兼性分子或者称为双亲酶分子,其中亲水的一头为极性头,疏水的一头为非极性头)(2)、膜蛋白(membrane proteins)跨膜蛋白(transmembrane proteins)膜周边蛋白(peripheral protein)分布在膜的内表面,为水溶性的蛋白质脂瞄定蛋白(lipid-anchoral protein)位于膜的两侧(作用:有机械支持的作用,也可以作为载体蛋白、受体,抗原、酶在运输物质、信号传导、免疫反应、细胞连接)(3)膜糖(只有真核细胞才有,主要分布在细胞膜的外表面)细胞被(糖萼):在大多数真核细胞的表面,富含糖类的周边区,主要包括细胞膜连接的糖蛋白与糖脂的寡糖侧链和膜蛋白聚糖上的多聚糖。
细胞生物学重点线粒体:1.呼吸链(电子传递链)Respiratory chain一系列能够可逆地接受和释放H+和e-的化学物质所组成的酶体系在线粒体内膜上有序地排列成互相关联的链状。
2.化学渗透假说(氧化磷酸化偶联机制):线粒体内膜上的呼吸链起质子泵的作用,利用高能电子传递过程中释放的能量将H+泵出内膜外,造成内膜内外的一个H+梯度(严格地讲是离子的电化学梯度),A TP合酶再利用这个电化学梯度来合成A TP。
3.电子载体:在电子传递过程中与释放的电子结合并将电子传递下去的物质称为电子载体。
参与传递的电子载体有四种∶黄素蛋白、细胞色素、铁硫蛋白和辅酶Q,在这四类电子载体中,除了辅酶Q以外,接受和提供电子的氧化还原中心都是与蛋白相连的辅基。
4.阈值效应:突变所产生的效应取决于该细胞中野生型和突变型线粒体DNA的比例,只有突变型DNA达到一定数量(阈值)才足以引起细胞的功能障碍,这种现象称为阈值效应。
5.导向序列:将游离核糖体上合成的蛋白质的N-端信号称为导向信号,或导向序列,由于这一段序列是氨基酸组成的肽,所以又称为转运肽。
6.信号序列:将膜结合核糖体上合成的蛋白质的N-端的序列称为信号序列,将组成该序列的肽称为信号肽。
7.共翻译转运:膜结合核糖体上合成的蛋白质通过定位信号,一边翻译,一边进入内质网,由于这种转运定位是在蛋白质翻译的同时进行的,故称为共翻译转运。
8.蛋白质分选:在膜结合核糖体上合成的蛋白质通过信号肽,经过连续的膜系统转运分选才能到达最终的目的地,这一过程又称为蛋白质分选。
核糖体:1.原核生物mRNA中与核糖体16S rRNA结合的序列称为SD序列(SD sequence) 。
2.核酶:将具有酶功能的RNA称为核酶。
3.N-端规则(N-end rule): 每一种蛋白质都有寿命特征,称为半衰期(half-life)。
研究发现多肽链N-端特异的氨基酸与半衰期相关,称为N-端规则。
4.泛素介导途径:蛋白酶体对蛋白质的降解通过泛素(ubiquitin)介导,故称为泛素降解途径。
1 何谓生物大分子物质?2 核酸的基本单位是什么?由什么成分组成?有哪两型?它们之间的区别如何?(DNA的戊糖是脱氧核糖,RNA的戊糖是核糖)蛋白质有几级结构?一级结构是什么?(指蛋白质肽链中氨基酸残基的数目.种类和排列顺序)其基本单位是什么?(氨基酸)#二级:肽链以什么键相连?(肽键和二硫键)哪级结构有生物活性?(三)四级结构举例?[血红蛋白,乙醇脱氢酶,苹果酸脱氢酶(多亚基蛋白质)]一级结构:指多肽链中的氨基酸排列顺序二级结构:指多肽链主链骨架的局部空间结构三级结构:指多肽链上所有原子和基团的空间排布四级结构:由几条肽链构成3 何谓单位膜?(在高倍率的电镜下,膜性结构均显示出“两暗一明”的三层结构)、何谓液态镶嵌模型?生物膜在形态结构上共性模型是什么?(流动镶嵌模型)何谓膜相结构?(细胞膜和细胞内由膜包裹的细胞器)包括那些细胞器?细胞膜的主要特性是什么?4 何谓原核细胞(举例)?(细胞内遗传物质没有膜包围的一大类细胞。
三体:支原体衣原体立克次氏体三菌:细菌蓝细菌(蓝藻)放线菌)何谓真核细胞?(细胞核具有明显的核被膜所包围的一类细胞。
)它们之间主要区别是什么?(原核细胞与真核细胞不同,不具核膜和膜性细胞器,DNA裸露不与组蛋白结合。
)5 何谓被动运输?包括哪几种形何谓主动运输?包括哪几种形式?何谓胞吞作用?包括哪些形式?何谓胞吐作用?6 何谓细胞表面?何谓内膜系统?7 内质网分为哪两类?它们在结构上有何区别?简述它们各自功能?哪些细胞的内质网均为滑面内质网?哪些细胞内均为粗面内质网?哪些细胞内两种内质网皆有?粗面内质网上的核糖体主要合成什么蛋白质?8 高尔基复合体结构上由哪几部分组成?高尔基复合体的功能是么?9 在细胞的分泌活动中,分泌物质的合成、加工、运输过程的顺序是什么?答:粗面内质网→高尔基复合体→分泌泡→细胞膜→细胞外。
10 溶酶体有哪些类型?溶酶体的酶来自哪里?溶酶体膜来自哪里?主要含有什么酶?溶酶体功能有哪些?11 简述内质网、高尔基复合体、溶酶体、质膜之间的膜流情况。
1、液态镶嵌模型的内容:液态镶嵌模型主要把生物膜看成是球蛋白质和脂类的二维排列的液态体,不是静止的,而是一种具有流动性特点的结构。
膜中的脂类双层既具有固体分子排列的有序性,又具有液体的流动性,即流动的脂质双分子层构成膜的连续主体,各种球状蛋白质分子镶嵌在脂类双层分子中。
蛋白质分子的非极性部分嵌入脂类双层分子的疏水区;极性部分则外露于膜的表面,似一群岛屿一样,无规则地分散在脂类的海洋中。
这个模型主要强调了膜的流动性和脂类分子与蛋白质分子的镶嵌关系。
2、论述细胞有丝分裂各期主要特点:间期:G1期主要进行RNA和蛋白质的合成。
S期DNA复制,组蛋白和非组蛋白合成。
G2期进一步合成新的RNA和蛋白质,主要合成有丝分裂因子和由有丝分裂器。
分裂期:前期:染色体螺旋化成染色体,确定分裂极,核仁核膜消失中期:染色体进一步压缩。
纺锤体的微管与染色体着丝粒动粒相连。
染色体排列在赤道板上形成赤道板。
后期:着丝粒纵裂为二,姐妹染色单体在纺锤体的作用下,向两极移动。
末期:染色体到达两极后,解螺旋、伸长、核仁重现,核膜重建,纺锤体消失,子细胞核形成,进行胞质分裂。
一个母细胞分裂为两个子细胞。
3、为什么说线粒体是一个半自主的细胞器?线粒体中既存在DNA(mtDNA),又有蛋白质合成系统(mtRNA、mt核糖体、氨基酸活化酶等)。
但由于线粒体自身的遗传系统贮存信息很少,构建线粒体的信息大部分来自细胞核的DNA。
事实上,线粒体的转录和翻译过程完全依赖于细胞核的遗传装置,如没有细胞核的作用,mtDNA本身能进行复制,所以线粒体的生物合成涉及两个彼此分开的遗传系统,是由细胞核和线粒体两个基因组共同协调控制,因此线粒体只是一个半自主性的细胞器。
4、钠钾泵:钠钾泵是嵌在质膜类脂双层中的一种蛋白质,实质上就是Na+ — k+ ATP酶,它具有载体和酶的活性。
其作用过程可分为两个步骤:第一步,在细胞膜内侧,有Na+ ,Mg+存在下,ATP酶被Na+激活,将ATP分解为ADP和高能磷酸根。
1.电镜与光镜的主要区别?什么叫显微镜分辨率?光学显微镜是以可见光为照明源,将微小的物体形成放大影像的光学仪器;而电子显微镜则是以电子束为照明源,通过电子流对样品的透射或反射及电磁透镜的多级放大后在荧光屏上成像的大型仪器。
显微镜分辨率:分辨率或称分辨力是指在人眼明视距离处,能够清楚地分辨被检物体细微结构最小距离的能力。
2.电镜主要分哪二类?透视和扫描3.流式细胞术在科学研究中的应用?目前该技术普遍应用于生物大分子物质的定量,细胞周期分析,细胞表面抗原表达,细胞因子的检测,活细胞分类纯化等领域。
4.配制培育基时调节pH值的目的是什么?因为有的培育物对生长环境PH值要求高,有的则要求低,不同培育物的最适生长pH不同5.细胞传代培育的目的是什么?传代培育是组织培育常规保种方式之一。
也是几乎所有细胞生物学实验的基础。
当细胞在培育瓶中长满后就需要将其稀释分种成多瓶,细胞才能继续生长。
这一进程就叫传代。
传代培育可取得大量细胞供实验所需。
6.蛋白质电泳的种类及特点?蛋白质电泳(一般指SDS-PAGE)一般利用的都是聚丙烯酰胺凝胶电泳,电泳的驱动力靠与蛋白质结合的SDS上所携带的负电荷。
特点:分辨力高和固相免疫测定特异性高,敏感等7.核酸杂交技术的分类?按照杂交对象的不同可分为:DNA与DNA;RNA与DNA另外:Western blot,按照杂交对象位置的不同可分为:固相杂交,液相杂交,原位杂交。
8.聚合酶链式反映PCR的实施步骤是什么?1.DNA变性(90℃-96℃):双链DNA模板在热作用下,氢键断裂,形成单链DNA2.退火(25℃-65℃):系统温度降低,引物与DNA 模板结合,形成局部双链。
3.延伸(70℃-75℃):在Taq酶(在72℃左右,活性最佳)的作用下,以dNTP为原料,从引物的5′端→3′端延伸,合成与模板互补的DNA链。
4.还有就是体外快速DNA复制9.细胞膜的大体特征是什么?细胞膜把细胞包裹起来,使细胞能够维持相对的稳固性,维持正常的生命活动。
第一章绪论细胞生物学的概念。
第二章细胞的概念与分子基础真核细胞的基本结构;原核细胞和真核细胞的异同;核酸、蛋白质的分子结构特点;变构和变性;膜相结构和非膜相结构。
第三章细胞生物学的研究方法分辨率的概念及影响因素;显微结构、超微结构的概念;细胞培养、原代培养、传代培养、细胞系、细胞株、细胞融合的概念;细胞形态结构观察技术和应用;细胞培养的基本条件;细胞培养的医学意义和应用。
第四章细胞膜与物质的穿膜运输细胞膜的化学组成和生物学特性;流动镶嵌模型;小分子物质和离子的穿膜运输方式及特点;受体介导的胞吞作用。
第五章细胞的内膜系统与囊泡转运内膜系统的概念、组成;内质网、高尔基复合体、溶酶体、过氧化物酶体的标记酶、分类、结构特征与生理功能;囊泡运输的概念;蛋白质胞内运输三条途径;网格蛋白、COPⅠ、COPⅡ三种囊泡的运输方向。
第六章线粒体与细胞的能量转换线粒体的亚微结构、标记酶;以葡萄糖为例的细胞氧化基本过程、发生部位。
第七章细胞骨架与细胞的运动细胞骨架的概念;微管、微丝、中间纤维的分子组成、结构、装配及其功能;影响微管、微丝组装的特异性药物;中间纤维的结构特点。
第八章细胞核核膜的结构和功能;染色质与染色体的概念、化学组成;核小体的结构、多级螺旋模型、骨架-放射环结构模型;染色体的功能元件、着丝粒-动粒复合体;核仁的亚微结构和功能。
第九章细胞内遗传信息的传递及调控核糖体亚微结构、主要功能位点;蛋白质合成的一般过程。
第十章细胞连接与细胞粘附细胞连接的功能分类、结构分类、主要特征、主要分布、生物学功能;细胞黏附分子类型和功能。
第十一章细胞微环境及其与细胞的相互作用细胞外基质的概念、主要组成成分、结构及其生物学功能。
第十二章细胞间信息传递信号转导的概念、特点;细胞间信息传递的方式和途径;第一、第二信使的概念及其分类;受体、配体的概念;受体的类型、结构和作用特点;G 蛋白的类型、结构特征和作用机制。
第十三章细胞分裂与细胞周期细胞周期、细胞周期蛋白、细胞周期蛋白依赖性激酶的概念;细胞周期分期及各期的主要特征;细胞周期蛋白及细胞周期蛋白依赖性激酶对细胞周期的调控;细胞周期检测点。
1. 细胞(cell)是组成包括人类在内的所有生物体的基本单位,这一基本单位的含义即包括结构上的,也包括功能上的。
2. 细胞生物学(cell biology)是在细胞水平上研究生物体的生长、运动、遗传、变异、分化、衰老、死亡等生命现象的学科。
3. 医学细胞生物学(medical cell biology)以人体或医学为对象的细胞生物学研究或学科。
4. 原核细胞(prokaryotic cell)是组成原核生物的细胞,这类细胞主要特征是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,且遗传信息量小,因此进化地位较低。
5. 真核细胞(eukaryotic cell)指含有真核(被核膜包围的核)的细胞,主要特征是有细胞膜、发达的内膜系统和细胞骨架体系。
6. 生物大分子(biological macromolecules)也称多聚体,由许多小分子单体通过共价键连接而成,相对分子质量比较大,包括蛋白质、核酸和多糖等。
11. 细胞膜(cell membrane)又称质膜,是指围绕在细胞最外层,由脂质、蛋白质和糖类所组成的生物膜。
12. 生物膜(biological membrane)人们把生物膜和细胞内各种模性结构统称为生物膜。
13. 单位膜(unit membrane)生物膜在电镜下呈现出较为一致的3层结构,即电子致密度高的内、外两层之间夹着电子密度较低的中间层。
17. 内膜系统(endomembrane system)指真核细胞内在结构、功能及发生上有一定联系的有膜构成的细胞器。
18. 初级溶酶体(primary lysosome)只含水解酶而没有底物的溶酶体称为初级溶酶体。
131. 微管组织中心(microtuble organizing center,MTOC)包括中心体、基体和着丝点等,它们提供了微管组装所需要的核心,在微管装配过程中起重要作用。
9. 次级溶酶体(secondary lysosome)初级溶酶体与底物结合后的溶酶体称为次级溶酶体。
1、医学细胞生物学:从细胞角度研究生命的发生与分化、发育与生长、遗传与变异、健康与疾病、衰老与死亡等基本生物学现象。
以细胞生物学的原理与方法来研究人体细胞的结构、功能和生命活动规律以及同疾病发生关系的原理2、单位膜:生物膜在电镜下“两暗夹一明”的三层结构3、被动运输:物质顺浓度或电化学梯度的跨膜运输,不需要消耗细胞代谢能量,主要方式有简单扩散、离子通道扩散、易化扩散4、主动运输:物质逆浓度或电化学梯度的跨膜运输,需要膜特异性载体蛋白的介导,需要消耗能量。
5、简单扩散:小分子物质通过膜由高浓度侧向低浓度侧扩散的现象,不消耗细胞代谢能,不需要膜蛋白的协助,运输速度取决于分子的大小和脂溶性,且与溶质浓度差成正比。
6、易化扩散:在特异性载体蛋白的介导下,各种极性分子和无机离子顺电化学梯度的跨膜转运,不消耗细胞的代谢能,属于被动运输,具有选择性、特异性、饱和性。
存在最大的转运速度,可被竞争性抑制剂阻断,也可以被非竞争性抑制剂破坏。
7、离子通道扩散:介导被动运输,对被转运的离子具有高度的选择性,多数不持续开放,受“闸门”控制。
8、协同运输:是一类由Na+-K+泵与载体蛋白协同作用,间接消耗A TP所完成的主动运输9、胞吞作用:质膜内陷,包围细胞外物质形成胞吞泡,脱离质膜进入细胞内的过程。
可分为吞噬作用、胞饮作用、受体介导的内吞作用10胞吐作用:又称外排作用或入胞作用。
指细胞将合成的外输性物质和代谢废物,通过囊泡转运至细胞膜,与质膜融合后将物质排出细胞外的过程。
11 吞噬作用:细胞膜凹陷或形成伪足,摄入直径大于250nm的颗粒物质的过程,形成的小囊泡称吞噬体或吞噬泡。
12 吞饮作用:细胞膜凹陷,非特异性摄入溶质或液体的过程,形成的小囊泡称吞噬体或吞噬泡13 受体介导的内吞作用:细胞通过受体的介导摄取细胞外特异性蛋白质或其他化合物的过程,为细胞提供了可选择性、高效地摄取细胞外大分子物质的方式。
14 结构性分泌途径:一些外分泌性物质在内质网合成后,立即转运到高尓基复合体,经修饰、浓缩、分选后,装入分泌囊泡,转运至细胞膜,与质膜融合后将分泌物排出细胞外的过程。
[重点]医学细胞生物学重点医学细胞生物学重点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。
医学细胞生物学重点知识总结
纲要
本文档总结了医学细胞生物学的重点知识,旨在为研究和研究
医学细胞生物学的人提供参考。
1. 细胞的基本结构和功能
- 细胞是生物体的基本单位,由细胞膜、细胞质和细胞核组成。
- 细胞膜控制物质的进出,细胞质包含各种细胞器,细胞核储
存遗传信息。
- 细胞的功能包括物质运输、能量转化、分子合成等。
2. 细胞分裂
- 细胞分裂是细胞繁殖和生长的关键过程。
- 有两种类型的细胞分裂:有丝分裂和无丝分裂。
- 有丝分裂包括前期、中期、后期和末期四个阶段。
- 无丝分裂是原核生物进行的分裂方式。
3. 细胞器的功能
- 内质网:合成、贮存和运输蛋白质。
- 线粒体:参与细胞呼吸和能量产生。
- 高尔基体:合成和分泌物质。
- 溶酶体:消化和清除细胞内垃圾。
- 核糖体:蛋白质合成的地方。
4. 细胞信号传导
- 细胞信号传导是细胞间相互作用的重要机制。
- 细胞间通过分泌的信号分子进行通信。
- 信号可以是化学物质、细胞因子等。
- 信号传导的方式有激活受体、信号转导和应答。
5. 细胞分化
- 细胞分化是细胞发展成不同类型的细胞的过程。
- 细胞分化产生不同功能的细胞,如神经细胞、肌肉细胞等。
- 分化过程受到基因调控和外界环境的影响。
本文总结了医学细胞生物学的重点知识,涵盖了细胞的基本结构和功能、细胞分裂、细胞器的功能、细胞信号传导和细胞分化等方面。
希望本文能为学习和研究医学细胞生物学的人提供参考。
医学细胞生物学资料整理第三章细胞的分子基础生物小分子:★ 为掌握内容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培养基 :氨基酸+糖+维生素血清支持物环境 :无菌环境、适宜温度,pH 值特性 :贴壁生长接触抑制( 肿瘤细胞没有)分类:原代培养:直接来自于有机体的细胞培养称原代培养。
但常常也将第 1 代与传 10 代以内的细胞培养统称原代细胞培养。
传代培养:将适应了体外条件的原代培养细胞进行传代和扩大培养。
细胞系:有限 : 指能顺利传40- 50 代,仍保持正常细胞特点的传代细胞永生 : 50 代后,具有了癌细胞的特点细胞株从某一细胞系中,用单细胞克隆培养而形成的,具有基本相同的遗传性状的细胞群体二、细胞融合指自发或人工诱导下,两个或两个以上的细胞融合形成一个细胞的过程方法:自然方法人工诱导:灭活的病毒或化学物质介导、电融合技术第五章细胞膜及其表面★第一节细胞膜的分子结构和特性细胞是除病毒 (virus)以外一切生物体形态结构和功能的基本单位细胞膜( cell membrane ) , 又称质膜( plasma membrane ),是包围在细胞外表面的一层界膜,使得细胞质与外界环境相隔开细胞内膜( endo-membrane )是在真核细胞内除了质膜以外的膜结构生物膜( biomembrane ):细胞质膜和细胞内膜在起源、结构和化学组成的等方面具有相似性,故总称为生物膜单位膜 (unit membrane): 生物膜在透射电镜下有共同的形态结构特征,均为“两暗夹一明”的三层结构,这三层结构又称为单位膜第一部分细胞膜的化学组成Membrane lipids膜脂:基本成分phospholipids磷脂:形成脂双层 , 构成细胞膜的基本成分cholesterols胆固醇:具备调节膜流动性和稳定膜的作用glycolipids糖脂:作为受体参与细胞识别及信号转导的过程特性:1.双亲性分子2.构成生物膜的基本结构,各有其作用Membrane proteins膜蛋白:功能体现intrinsic protein内在蛋白:整合蛋白,以不同程度嵌入脂双层的内部。
与膜结合非常紧密,只有用去垢剂才能从膜上洗脱extrinsic protein外在蛋白:周边蛋白,水溶性,分布在细胞膜的表面,比较容易洗脱特点:1、是膜功能的主要体现者。
2、具有双亲性Membrane carbohydrates膜糖类:保护细胞表面,细胞识别和黏着、信息传递glycolipids糖脂:以寡糖或多糖链共价结合于膜脂分子上glycoproteins糖蛋白 : 以寡糖或多糖链共价结合于膜蛋白分子上第二部分细胞膜的分子结构模型流动镶嵌模型1.由流动的脂质双分子层构成膜的连续主体2.球形的膜蛋白以各种形式镶嵌或附在脂质双分子层中3.糖分子分布于膜外表面强调了膜的动态性和球形蛋白质与脂双层的镶嵌关系第三部分膜的理化特征不对称性:膜蛋白分布的不对称、膜脂的不对称流动性 :膜脂的流动性:1、侧向扩散运动:同一平面上相邻的脂分子交换位置2、翻转运动:膜脂分子从脂双层的一层翻转到另一层3、旋转运动:围绕与膜平面垂直的轴进行快速旋转4、弯曲运动5、伸缩震荡运动膜蛋白的运动性:1、侧向扩散:膜蛋白在膜脂中自由漂浮和在膜表面扩散。
2、旋转扩散:膜蛋白围绕与膜平面垂直的轴进行旋转运动质膜的流动性:是保证其正常功能的必要条件物质运输、信息传递、细胞识别、细胞免疫、细胞分化以及激素的作用等等都与膜的流动性密切相关细胞膜的功能物质运输、信息传递、免疫相关★第三节、细胞膜的物质运输形式小分子和离子物质——穿膜运输大分子和颗粒物质——膜泡运输一、穿膜运输细胞膜是选择性半透膜细胞膜上存在膜转运蛋白(membrane transport protein)膜转运蛋白1、载体蛋白(Carrier Protein):细胞膜上的一类跨膜蛋白, 与转运的物质特异性结合而改变自身的构象,使物质跨越细胞膜2、通道蛋白(Channel Protein):一类能形成孔道供某些离子或分子进出细胞的跨膜蛋白分类:被动转运----物质由高浓度向低浓度方向的跨膜转运。
转运的动力来自物质的浓度梯度,不需要细胞提供代谢能量。
1 、简单扩散 -- 物质顺浓度梯度自由穿越脂双层的运输方式适合简单扩散的物质 :脂溶性 ( 疏水 ) 小分子 : 苯、氧气、氮气不带电极性小分子 : 水 . 尿素 . 二氧化碳不适合简单扩散的物质 :带电荷的、水溶性的分子,分子量大2 、离子通道扩散 ---- 依靠通道蛋白 , 离子等物质顺浓度梯度的跨膜运输的方式通道蛋白 ( 跨膜蛋白 ) :水通道 ( 持续开放 )闸门通道:配体闸门通道、电压闸门通道特点:1、速度快,109 个离子 /秒2、高度选择性3、开放的间断性3 、易化扩散 --- 依靠载体蛋白, 一些非脂溶性物质等物质顺浓度梯度的跨膜运输的方式主动转运高度专一性的载体蛋白介导消耗代谢能量物质从低浓度处向高浓度钠钾泵( Na+-K+ ATP 酶):实质 : 泵为 Na-K-ATP 酶 , 具有载体和酶的双重作用大亚基 : 为跨膜蛋白 , 是该酶的催化部位小亚基 : 为膜外侧半嵌合糖蛋白伴随运输 --- 离子梯度驱动的主动运输或间接的主动运输一种物质的主动运输依赖于另一种离子的被动运输能量来源:存在膜上的离子浓度梯度载体蛋白介导的物质运输单运输:运输一种物质协同运输:运输两种物质----同向运输、对向运输判断关键:运输方向、跨膜动力、能量消耗、转运蛋白二、膜泡运输(批量运输)----大分子或颗粒物质进出细胞通过一系列膜泡的形成和融合来完成转运的过程Endocytosis( 胞吞作用 ) and exocytosis(胞吐作用)发生膜的融合和断裂消耗代谢能,属主动运输Endocytosis( 胞吞作用 ):-----胞外的大分子或颗粒物质靠近并结合于细胞表面后,膜逐渐内陷将其包围,形成吞噬(饮)小泡进入细胞的过程。
吞噬作用 ( cellular eating )大颗粒:细菌、细胞碎片 --- ( 形成吞噬体 )( 巨噬细胞 ) 、 ( 中性粒细胞 )------ 偶尔发生胞饮作用 ( cellular drinking )溶液 --- 形成吞饮小泡,发生在大多数真核细胞 --- 连续发生的过程受体介导的胞吞作用--- 细胞特异地摄取细胞外蛋白或其它化合物的胞吞方式--- 形成有被小泡具高度的特异性和高效性Exocytosis( 胞吐作用 ):-----胞内的大分子或颗粒物质由膜包被形成小泡,小泡再移至质膜并与细胞膜融合将内容物排出胞外的过程第四节、细胞膜与细胞识别★一、受体、配体的概念、类型受体 (receptor)是一类存在于细胞膜或细胞内的特殊蛋白质,能特异性识别并结合胞外信号分子,进而激活胞内一系列生化反应,使细胞对外界刺激产生相应的效应。
多为糖蛋白,至少包括两个功能区域:配体结合区域和产生效应的区域类型 --- 根据存在位置,受体可分为膜受体 (membrane receptor)---膜表面受体,位于细胞质膜上的受体胞内受体( intracellular receptor)---位于胞质、核基质中的受体配体( ligand )细胞外信号分子:由细胞分泌的调节靶细胞生命活动的化学物质,又称为配体、第一信使(first messenger)。
根据配体的溶解性,可分为:水溶性配体:在细胞膜上和膜受体结合,进行信号的转换。
脂溶性配体:穿过细胞膜和核膜,和胞内受体结合,直接调节基因转录活性。
★二、细胞膜受体的类型和特点膜表面受体主要有三类:①离子通道型受体②受体酪氨酸激酶关键词:概念、作用机理③ G蛋白耦联型受体(一)离子通道型受体概念:既为受体,又为离子通道,其跨膜信号转导无需中间步骤。
作用机理:受体和配体结合后,通道蛋白改变构象,导致通道开放或关闭,直接引起细胞反应。
如配体闸门通道。
(二)受体酪氨酸激酶(receptor trk)概念:这类受体由一条多肽链构成的跨膜的糖蛋白组成,N端位于质膜外,是配体结合的部位。
C 端位于胞质内,是具有酪氨酸激酶功能区.作用机理:受体和配体结合后,导致受体二聚化,二聚体内发生自磷酸化从而激活受体的激酶活性,引发生物学效应。
(三) G蛋白耦联型受体概念:七次跨膜蛋白,胞外结构域:识别信号分子(配体)胞内结构域:与G蛋白耦联。
机理:当此受体和配体结合后,激活偶联的G蛋白,调节相关酶活性,在细胞内产生第二信使。
膜受体的特点1 、特异性及非决定性:立体构象互补,分子的立体特异性2、可饱和性:有限的结合能力,受体数目和浓度恒定3、高亲和度:结合能力强4、可逆性:非共价结合5、特定的组织定位三、细胞识别的概念和现象细胞识别 (cell recognition)---指细胞能认识同种、异种细胞,自己、异己物质的一种现象★四细胞膜信息传递的概念、过程和构成细胞膜信息传递细胞表面受体介导的信号转导---指细胞外信号分子与细胞表面受体结合,使细胞产生胞内信号分子,进而引起细胞发生一系列反应的过程。