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细胞11.细胞信号转导●细胞信号转导概述●cell communication 细胞通信定义：细胞产生的胞外信号与靶细胞表面相应的受体结合，引发受体构象改变而激活，进而导致细胞内信号转导通路的建立，最终调节靶细胞的代谢、结构功能或基因表达，并表现为靶细胞整体的生物学效应●分泌化学信号进行细胞间通信多细胞普遍采用的方式●endocrine 内分泌由内分泌细胞分泌胞外信号分子（如激素），通过血液或其他细胞外液运送到体内相应组织，作用于靶细胞而发挥作用●paracrine 旁分泌细胞通过分泌局部化学介质到细胞外液中，经过局部扩散作用于邻近靶细胞而发挥作用●autocrine 自分泌细胞对自身分泌的信号分子产生反应●synaptic signaling 突出信号传递神经元：突触前膜释放化学信号到突触间隙，通过分子扩散作用于后膜的相应受体（电信号→化学信号→电信号）●contact-dependent signaling 接触依赖性通信细胞直接接触，通过信号细胞跨膜信号分子（配体）与相邻靶细胞表面受体相互作用●gap junction 间隙连接、plasmodesma 胞间连丝通过交换小分子实现代谢偶联或电偶联，从而实现功能调控●signal molecule 信号分子细胞承载物理或化学信息的载体●化学信号●gaseous signal molecule 气体性信号分子：NO、CO可以自由扩散，进入细胞直接激活效应酶（鸟苷酸环化酶），产生第二信使cGMP，参与体内众多生理过程，影响细胞行为●疏水性信号分子：甾类激素、甲状腺素亲脂性分子小、疏水性强，穿过细胞质膜进入细胞，与细胞内核受体（nuclear receptor）结合，调节基因表达●亲水性信号分子：神经递质、局部介质、大多数蛋白类激素不能透过细胞质膜，与靶细胞表面受体结合，经信号转换机制，在细胞内产生第二信使或激活蛋白激酶或蛋白磷酸酶，引起细胞的应答反应●膜结合信号分子：Delta受体表达在细胞质膜上的信号分子，通过与靶细胞质膜上的受体分子相互作用，引起细胞应答●物理信号●声、光、电、温度变化●receptor 受体一类能够识别和选择性结合某种信号分子（配体）的大分子intracellular receptor 细胞内受体：位于细胞质基质或核基质中，主要识别和结合小的脂溶性信号分子，如甾类激素、甲状腺素等cell-surface receptor 细胞表面受体：主要识别和结合亲水性信号分子，包括分泌型信号分子或膜结合型信号分子●种类●ion channel-coupled receptor 离子通道偶联受体（ligand-gated channel 配体门通道）受体本身既有配体结合位点又是离子通道，其跨膜信号转导无需中间步骤●G-protein-coupled receptor, GPCR G蛋白偶联受体（GPCR）介导的信号转导G蛋白：GTP结合蛋白根据其偶联蛋白效应的不同，介导不同的信号通路●enzyme-linked receptor酶联受体介导的信号转导分为胞外段、跨膜段、胞内段一类胞内结构域具有潜在酶活性另一类受体本身不具酶活性，而是受体胞内段与酶相联系●两种主要的细胞反应●快反应：细胞内预存蛋白活性或功能的改变，进而影响细胞代谢功能的短期反应●慢反应：影响细胞内特殊蛋白的表达量，最常见的方式是通过转录因子的修饰激活或抑制基因表达的长期反应●second messenger 第二信使定义：在胞内产生的非蛋白类小分子，通过其浓度变化（增加或减少）应答胞外信号与细胞表面受体的结合，调节细胞内酶和非酶蛋白的活性，从而在细胞信号转导途径中行使携带和放大信号的功能●cAMP ——激活PKA（GPCR介导，激活AC，cAMP-PKA pathway）●cGMP ——激活PKG（胞内受体介导，NO pathway）●Ca^{2+} ——结合CaM（NO pathway、Ca^{2+}spark）●DAG二酰甘油——激活PKC，进而激活MAPK或NFκB（GPCR介导，激活PLC，DAG-PKC pathway）●IP_31,4,5-三磷酸肌醇——激活内质网钙离子通道（GPCR介导，激活PLC，IP_3-Ca^{2+} pathway）●PIP_3 三磷酸磷脂酰肌醇——激活PKB （酶联受体介导，激活RTK，PI3K-PKB pathway）●molecular switch 分子开关定义：通过激活机制或失活机制精确控制细胞内一系列信号转导级联反应的蛋白质●GTP酶分子开关调控蛋白三聚体GTP结合蛋白、单体GTP结合蛋白（Ras蛋白）●结合GTP → 活化；结合GDP → 失活●由鸟苷酸交换因子介导GTP的添加●由GTP酶促进蛋白、G蛋白信号调节子促进GTP水解●protein kinase 蛋白激酶、protein phosphatase 蛋白磷酸酶PKA、PKB、PKC、PKG等●改变蛋白质的电荷并改变蛋白质构象，从而导致该蛋白质活性的增强或降低，是细胞内普遍存在的一种调节机制●calmodulin, CaM 钙调蛋白●定义：真核细胞中普遍存在的小分子蛋白，每个CaM分子具有含有4个Ca^{2+}结合位点，它作为行使多种功能的分子开关蛋白介导多种Ca^{2+}的细胞效应，CaM可通过与Ca^{2+}的结合或解离而分别处于活化或失活状态。
第一章绪论1.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内容.第三章细胞生物学研究方法2. 分辨率：能区分开两个物点最小间隔的能力。
通常用相邻两质点的距离表示。
D=0.61λ/N ．A第四章细胞膜与细胞表面3. 单位膜:由厚约3.5nm的双层脂分子和内外表面各厚约2nm的蛋白质构成。
4. 相变: 在不同温度下发生的膜脂状态的改变称为相变5. 生物膜:把细胞所有膜结构统称为生物膜,实际上它是细胞内膜和质膜的总称。
6. 膜骨架:指细胞质膜下与膜蛋白相连的由纤维蛋白组成的网架结构,它参与维持细胞质膜的形状并协助质膜完成多种生理功能。
7. 细胞表面细胞外表面:与细胞外环境接触的膜面。
细胞外基质: 指分布于细胞外空间, 由细胞分泌的蛋白和多糖所构成的网络结构8. 细胞外被:指细胞质膜外表面覆盖的一层粘多糖物质，实际指细胞表面与质膜中的蛋白或脂类分子共价结合的寡糖链。
第五章物质的跨膜运输9. 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。
转运的动力来自物质的浓度梯度，不需要细胞提供代谢能量。
:10.简单扩散: 疏水的小分子或小的不带电荷的极性分子在以简单的扩散方式跨膜转运中，不需要细胞提供能量，也没有膜蛋白的协助，因此称为简单扩散11.协助扩散: 各种极性分子和无机离子，如糖、氨基酸、核苷酸以及细胞代谢物等顺浓度梯度或电化学梯度减小方向的跨膜转运，该过程不需要细胞提供能量，但需要特异的膜蛋白“协助”物质转运使其转运速率增加，转运特异性增强。
12.载体蛋白：存在于细胞膜上的一种具有特异性传导功能的蛋白质，它能与特定的溶质分子结合，通过一系列构象改变介导溶质分子的跨膜转运。
13.通道蛋白：存在于细胞膜上的一种跨膜蛋白质，其跨膜部分形成亲水性的通道，当这些孔道开放时允许适宜大小的分子和带电荷的离子通过，通道蛋白所介导的被动运输不需要与溶质分子结合。
细胞生物学（第四版）课后思考题答案仅供参考目录第一章绪论 (1)1、根据细胞生物学研究的内容与你掌握的生命科学知识，恰当的评价细胞生物学在生命科学中所处的地位，以及它与其他学科的关系。
(1)2、如何认识细胞学说在细胞学乃至生物学发展简史中的重要意义？ (1)3、试简明扼要地分析细胞生物学学科形成的客观条件，以及它今后发展的主要趋势。
..14、当前细胞生物学研究的热点课题中你最感兴趣的是哪些？为什么？ (1)第二章细胞的统一性和多样性 (1)1、如何理解“细胞是生命活动的基本单位”这一概念？ (1)2、为什么说支原体可能是最小最简单的细胞存在形式？ (2)3、怎样理解“病毒是非细胞形态的生命体”？试比较病毒与细胞的区别并讨论其相互的关系。
(2)4、试从进化的角度比较原核细胞。
古核细胞及真核细胞的异同。
(2)第三章细胞生物学研究方法 (3)1、举例说明电子显微镜技术与细胞分子生物学技术的结合在现代细胞生物学研究中的应用。
(3)2、光学显微镜技术有哪些新发展?它们各有哪些突出优点? 为什么电子显微镜不能完全代替光学显微镜? (3)3、为什么说细胞培养是细胞生物学研究的最基本的技术之一？ (3)4、研究细胞内大分子之间的相互作用与动态变化涉及哪些实验技术？他们各有哪些优缺点？ (3)5、什么是模式生物？举例说明模式生物的使用在细胞生物学研究中的作用。
(3)6、功能基因组学的基本研究思路与基本方法是什么？为什么说它与细胞生物学的发展密切相关？ (4)第四章细胞质膜 (4)1、从生物膜结构模型的演化，谈谈人们对生物膜的认识过程。
(4)2、膜脂有哪几种基本类型？他们各自的结构特征和功能是什么？ (4)3、何谓内在膜蛋白? 内在膜蛋白以什么方式与膜脂相结合? (4)4、生物膜的基本结构特征是什么？这些特征与它的生理功能有什么联系？ (4)膜的流动性：生物膜的基本特征之一，细胞进行生命活动的必要条件。
第十章细胞骨架（Cytoskeleton）教学目的： 1 掌握细胞骨架的概念2 掌握细胞骨架各成分性质、结构与功能3 了解细胞的各种运动形式教学重点：1 细胞骨架的狭义及广义概念2 细胞骨架各成分性质、结构与功能教学难点：细胞骨架各成分之间的关系讲授与讨论概述细胞骨架是真核细胞中的蛋白纤维网架体系，可以说是迄今为止，最新发现的一类细胞器，也是当前细胞生物学研究中最活跃的领域之一，并且这种研究正方兴未艾。
真正确认细胞中骨架系统的存在，则是在本世纪60年代，人们对制作电镜标本的固定剂和条件作了改动之后。
1963年，Slauterback使用戊二醛（代替锇酸）在室温（代替0℃）下固定标本，首先在水螅刺细胞中发现了细胞骨架成分之——微管，同年，Porter在植物细胞中也发现了微管的结构。
那么细胞骨架的概念如何呢？包括哪些内容呢？细胞骨架是真核细胞中的蛋白纤维网架体系。
早期狭义的范围主要指胞质骨架，现代广义的理解应为：细胞骨架（cell skeleton）细胞骨架的主要功能是（1）维持细胞形态多样性（2）行使细胞运动（3）保持细胞内结构的合理空间布局与有序性（4）细胞内物质的传递与运输（5）参与细胞内信号传导（6）作为多种蛋白、酶和细胞器的支持点（7）参与蛋白质合成（多聚体3，端锚定在骨架纤维上才启动）（8）核骨架、染色体骨架参与染色质和染色体的构建（9）核骨架为基因表达提供空间支架（10）细胞骨架参与细胞周期的调节，并与细胞分化和细胞衰老关系密切。
第一节细胞质骨架（Cytoskeleton）一、微丝（microfilament,MF）即肌动蛋白纤维（actin microfilament），是真核细胞中由肌动蛋白组成，直径约7nm的骨架纤维。
微丝在细胞中可以两种状态存在，一种是微丝互相平行排列成束，形成有规则的稳定结构，如肌细胞中形成粗丝和细丝。
另一种状态是网络状，在非肌细胞中这种状态较多。
（一）化学组成微丝是由总称为收缩蛋白（Contractile P）的物质组成，主要是肌动蛋白和微丝结合蛋白。
《细胞生物学》课程教学大纲（Cell Biology）课程编号：1922011（1923011）课程类别：学科基础课（专业课）适用专业：生物技术、生物科学、生物科学（师范）、生物工程先修课程：动物生物学、植物生物学、生物化学后续课程：分子生物学、发育生物学、细胞工程、基因工程总学分：3.5 其中实验学分：1总学时：72 （其中理论40学时、实验32学时）教学目的和要求：细胞生物学是研究细胞基本生命活动规律的科学，是生命科学的四大基础学科之一，它在不同层次（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内容。
通过本课程的学习，使学生了解和掌握细胞的结构与功能，阐明细胞生命活动的基本规律，并为细胞的生命活动提供理论基础，为今后从事该领域及其相关领域的科学研究提供必要的基础。
教学内容与学时安排结论（1学时）一、课程介绍与要求二、细胞生物学是现代生命科学的重要基础学科三、细胞生物学的主要研究内容四、当前细胞生物学研究的总趋势与重点领域本章重点：细胞生物学的主要研究内容。
难点：细胞生物学研究的总趋势与重点领域。
教学基本要求：了解当前细胞生物学研究的总趋势，理解细胞生物学是生命科学的重要基础课，掌握细胞生物学的主要研究内容。
第一章细胞概述（3学时）第一节细胞的发现及细胞学说的创立一、细胞的发现二、细胞学说的创立三、细胞学理论对细胞学发展的推动作用第二节细胞的共性一、细胞结构的共性二、细胞功能的共性三、细胞的形态四、细胞的大小及体积的恒定五、细胞及细胞器的计量单位第三节细胞的分子基础一、细胞中的水二、无机盐三、有机小分子四、生物分子及其功能五、细胞结构体系的组装第四节细胞的类型和结构体系一、原核细胞二、真核细胞的两种主要类型：动物细胞和植物细胞三、真核细胞的结构体系四、真核细胞与原核细胞的比较第五节病毒：非细胞的生命体一、病毒是比细胞更小的生命体二、病毒只能在细胞中增殖三、冠状病毒与SARS第六节细胞生命的进化一、细胞生命的起源二、真核细胞的起源三、从单细胞向多细胞进化本章重点：细胞学说的内容；细胞的共性；细胞的类型和结构体系；细胞生命的进化。
