细胞生物学-物质的跨膜运输(翟中和第四版)-含注释!!!
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癌基因 oncogene通常表示原癌基因(proto oncogene )的突变体,这些基因编码的蛋白使细胞的生长失去控制,并转变成癌细胞,故称癌基因。
氨酰-tRNA 合成酶 aminoacyl tRNA synthetase将氨基酸和对应的tRNA 的3′端进行共价连接形成氨酰-tRNA 的酶。
不同的氨基酸被不同的氨酰-tRNA 合成酶所识别。
暗反应light independent reaction光合作用中的另外一种反应,又称碳同化反应(carbonassimilation reaction)。
该反应利用光反应生成的ATP 和NADPH 中的能量,固定CO 2生成糖类。
白介素-1β转换酶 interleukin-1β converting enzyme,ICECaspase-1,Caspase 家族成员之一,线虫Ced3在哺乳动物细胞中的同源蛋白,催化白介素-1β前体的剪切成熟过程。
半桥粒 hemidesmosome 位于上皮细胞基底面的一种特化的黏着结构,将细胞黏附到基膜上。
胞间连丝 plasmodesma 相邻植物细胞之间的联系通道,直接穿过两相邻细胞的细胞壁。
胞内体 endosome 动物细胞内由膜包围的细胞器,其作用是转运由胞吞作用新摄取的物质到溶酶体被降解。
胞内体被认为是胞吞物质的主要分选站。
胞吐作用 exocytosis 携带有内容物的膜泡与质膜融合,将内容物释放到胞外的过程。
胞吞作用 endocytosis通过质膜内陷形成膜泡,将细胞外或细胞质膜表面的物质包裹到膜泡内并转运到细胞内(胞饮和吞噬作用)。
胞外基质 extracellular matrix分布于细胞外空间、由细胞分泌的蛋白质和多糖所构成的网络结构,如胶原和蛋白聚糖等,在决定细胞形状和活性的过程中起着一种整合作用。
胞质动力蛋白 cytoplasmic dynein 由多条肽链组成的巨型马达蛋白,利用ATP 水解释放的能量将膜泡或膜性细胞器等沿微管朝负极转运。
一、膜转运蛋白和小分子物质跨膜运输脂双层的不透性和膜转运蛋白脂双层对绝大多数极性分子、离子以及细胞代谢产物的通透性都极低,形成了细胞的渗透屏障。
膜转运蛋白分为两种:载体蛋白和通道蛋白。
载体蛋白及其功能载体蛋白几乎在所有类型的生物膜上,属于多次跨膜蛋白。
每种载体蛋白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载体蛋白具有与底物特异性结合的位点,所以每种载体蛋白对底物具有高度选择性,通常只转运一种类型的分子。
通道蛋白及其功能通道蛋白有三种:离子通道、孔蛋白和水孔蛋白(AQP)。
大多数通道蛋白以离子通道居多。
通道蛋白形成选择性和门控性跨膜运输。
孔蛋白存在于格兰仕阴性菌的外模和线粒体以及叶绿体的外模上,跨膜区域由β折叠片层形成柱状亲水性通道。
孔蛋白选择性很低,而且能通过较大的分子。
离子通道—因为对离子的选择性取决于通道的直径、形状以及通道内带电荷氨基酸的分布,所以离子通道介导被动运输时不需要与溶质分子结合,只有大小和电荷适宜的离子才能通过。
离子通道三个特征:1.具有极高的转运速率,比已知的任何一种载体蛋白的最高转运速率还要高。
2.离子通道没有饱和值,即使在很高的离子浓度下它们通过的离子量依然没有最大值。
3.离子通道并非连续性开放而是门控的,即通道的开启或关闭受膜电位变化、化学信号或压力刺激的调控。
因此离子通道可分为:电压门通道、配体们通道和应力激活通道。
电压门通道---带电荷的蛋白质结构域会随跨膜电位梯度的改变而发生相应的移动,从而使离子通道开启或关闭。
配体们通道---细胞内外的某些小分子配体与通道蛋白结合继而引起通道蛋白构象改变,从而使离子通道开启或关闭。
应力激活通道---通道蛋白感应应力而改变构象,从而开启通道形生离子流,产生电信号。
小分子物质的跨膜运输类型1、简单扩散小分子物质以热自由运动的方式顺着电化学梯度或浓度直接通过脂双层进出细胞,不需要细胞提供能量,也无需膜转运蛋白的协助。
光合作用中的另外一种反应,又称碳同化反应(carbon assimilation reaction)。
该反应利用光反应生成的ATP和NADPH中的能量,固定CO2生成糖类。
各章节概述第1章细胞生物学是研究细胞生命活动基本规律的学科,它是现代生命科学的基础学科之一。
细胞生物学研究的主要方面包括:①生物膜与细胞器;②细胞信号转导;③细胞骨架体系;④细胞核、染色体及基因表达;⑤细胞增殖及其调控;⑥细胞分化及干细胞;⑦细胞死亡;⑧细胞衰老;⑨细胞工程;⑩细胞的起源与进化。
本章回顾了细胞学与细胞生物学发展的简史,阐述了细胞学说的建立及其重要意义,分析了细胞生物学学科形成的基础与条件。
细胞学与细胞生物学发展的历史大致可以划分为以下几个阶段:①细胞的发现;②细胞学说的建立;③细胞学的经典时期;④实验细胞学时期;⑤细胞生物学学科的形成与发展。
当今的细胞生物学是以细胞作为生命活动的基本单位这一概念为出发点,在各层次上探索生命现象的最基本、最核心问题的一门重要的学科。
第2章细胞是一切生命活动的基本单位,包括以下几个方面的涵义:(1)一切有机体都由细胞构成,细胞是构成有机体的形态结构单位。
构成多细胞生物体的细胞虽然是“社会化”的细胞,但它们又保持着形态结构的独立性,每一个细胞具有自己完整的结构体系。
(2)细胞是有机体代谢与执行功能的基本单位,在细胞内的一切生化过程与试管内的生化过程的根本不同点,是细胞有严格自动控制的代谢体系,并且有保证完成生命过程有序性的独立的结构装置。
(3)有机体的生长与发育是依靠细胞增殖、分化与凋亡来实现的。
细胞是研究有机体生长与发育的基础。
(4)细胞是遗传的基本单位,每一个细胞都具有遗传的全能性(除少数特化细胞)。
构成各种生物机体的细胞的种类繁多,结构与功能各异,但它们都具有基本共性:细胞膜,两种核酸(DNA与RNA),蛋白质合成的机器——核糖体与一分为二的增殖方式,这些是细胞结构与生存不可缺少的基础。
细胞生物学(翟中和第四版)•细胞生物学概述•细胞的基本结构与功能•细胞的代谢与调控•细胞的生长、分裂与增殖•细胞的分化、衰老与凋亡•细胞工程与应用细胞生物学概述01细胞生物学的定义与研究对象定义细胞生物学是研究细胞结构、功能、生长、分裂、分化、凋亡以及细胞间相互作用的科学。
研究对象包括原核细胞、真核细胞、病毒等所有生物细胞以及细胞的各种组分和细胞器。
细胞生物学的发展历史与现状发展历史从17世纪列文虎克发现细胞到20世纪电子显微镜的发明,细胞生物学逐渐从形态学到生理学、生物化学等多学科交叉融合。
现状随着基因组学、蛋白质组学、代谢组学等组学技术的发展,细胞生物学研究已经进入后基因组时代,更加关注细胞在分子水平上的调控机制和细胞间的相互作用。
揭示生命现象的本质促进医学发展推动生物技术发展探索生物进化机制细胞生物学的研究意义与价值细胞是生物体的基本结构和功能单位,通过研究细胞可以揭示生命现象的本质和规律。
细胞培养、细胞工程、基因编辑等生物技术的发展都离不开细胞生物学的基础研究。
细胞生物学的研究对于理解疾病的发生发展机制、寻找新的治疗方法和药物具有重要作用。
通过研究不同物种细胞的结构和功能差异,可以探索生物进化的机制和规律。
细胞的基本结构与功能0203细胞膜的功能作为细胞的边界,维持细胞内外环境的相对稳定;控制物质进出细胞;进行细胞间的信息交流。
01细胞膜的主要成分脂质、蛋白质和糖类。
02细胞膜的结构磷脂双分子层构成基本支架,蛋白质分子以不同方式镶嵌其中。
水、无机盐、脂质、糖类、氨基酸、核苷酸等。
细胞质的主要成分细胞质的结构细胞质的功能包括基质和细胞器,基质呈胶质状态,细胞器分布于其中。
为细胞新陈代谢提供场所和物质;参与细胞内物质的运输;与细胞分裂、分化等生命活动密切相关。
030201细胞核的主要成分DNA、蛋白质和少量RNA。
细胞核的结构核膜、核仁、染色质和核基质。
细胞核的功能遗传信息库,控制细胞的遗传和代谢活动;细胞代谢和遗传的控制中心。
翟中和第四版细胞生物学1~9章习题及答案翟中和第四版《细胞生物学》习题集及答案第一章绪论一、名词解释细胞生物学:是研究和揭示细胞基本生命活动规律的科学,它从显微、亚显微与分子水平上研究细胞结构与功能、细胞增殖、分化、代谢、运动、衰老、死亡,以及细胞信号传导,细胞基因表达与调控,细胞起源与进化等重大生命过程。
二、填空题1、细胞分裂有直接分裂、减数分裂和有丝分裂三种类型。
2、细胞学说、能量转化与守恒和达尔文进化论并列为19世纪自然科学的“三大发现”。
3、细胞学说、进化论和遗传学为现代生物学的三大基石。
4、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展开研究的科学。
5、第一次观察到活细胞有机体的人是荷兰学者列文虎克。
三、问答题:1、当前细胞生物学研究中的3大基本问题是什么?答:①基因组是如何在时间与空间上有序表达的?②基因表达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程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?2、细胞生物学的主要研究内容有哪些?答:①生物膜与细胞器②细胞信号转导③细胞骨架体系④细胞核、染色体及基因表达⑤细胞增殖及其调控⑥细胞分化及干细胞生物学⑦细胞死亡⑧细胞衰老⑨细胞工程⑩细胞的起源与进化3、细胞学说的基本内容是什么?答:①细胞是有机体,一切动植物都是由细胞发育而来,并由细胞和细胞产物所构成。
②每个细胞作为一个相对独立的单位,既有它自己的生命,又对与其他细胞共同组成的整体的生命有所助益。
③新的细胞可以通过已存在的细胞繁殖产生。
第二章细胞的统一性与多样性一、名词解释1、细胞:生命活动的基本单位。
2、病毒(virus):非细胞形态生命体,最小、最简单的有机体,必须在活细胞体内复制繁殖,彻底寄生性。
3、原核细胞:没有核膜包裹的和结构的细胞,细菌是原核细胞的代表。
细胞生物学(翟中和,高教四版)第一章绪论 (3)第二章细胞的统一性和多样性 (5)第三章细胞生物学研究方法 (9)第四章细胞质膜 (11)第五章物质的跨膜运输 (13)第六章线粒体和叶绿体 (15)第七章细胞质基质与内膜系统 (17)第八章蛋白质分选与膜泡运输 (20)第九章细胞信号转导 (21)第十章细胞骨架 (25)第十一章细胞核与染色质 (27)第十二章核糖体 (34)第十三章细胞周期与细胞分裂 (35)第十四章细胞增殖调控与癌细胞 (36)第十五章细胞分化与胚胎发育 (37)第十六章细胞死亡与细胞衰老 (39)第十七章细胞的社会联系 (40)第一章绪论第一节细胞生物学研究的内容与现状一、现代生命科学的一门重要的基础前沿学科当前细胞生物学研究的课题归纳起来包括3个根本性问题:(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?(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、细胞生物学得主要研究内容10个方面:(一)生物膜与细胞器(二)细胞信号转导基本研究内容3个方面:①细胞间信号传递:信号分子-受体作用②受体与信号跨膜转导:G蛋白与一系列受体③细胞内信号传递途径与网络调控-生物学效应(三)细胞骨架体系(四)细胞核、染色体及基因表达(五)细胞增殖及其调控增殖调控研究从两方面进行:①找控制增殖的因子②研究控制增殖的主要检验点相关的周期蛋白与依赖于周期蛋白的激酶的调控机理(六)细胞分化及干细胞生物学(七)细胞死亡(八)细胞衰老(九)细胞工程(十)细胞的起源于进化目前全球最热门的研究方向是:①细胞周期调控②细胞凋亡③细胞衰老④信号转导⑤DNA的损伤修复第二节细胞学与细胞生物学发展简史生物科学发展的3个阶段:①>19世纪形态描述为主-生物科学②20世纪前半个世纪(1950年前)-实验生物学③20世纪50年代后-现代生物学一、细胞的发现二、细胞学说的建立及其意义当时“细胞学说”的基本内容:①细胞是有机体,一切动植物都是有细胞发育而来,并有细胞产物所构成②每个细胞作为一个相对独立的单位,既有它自己的生命,又对其他细胞共同组成的整体的生命有所助益③新的细胞可以通过已存在的细胞繁殖产生三、细胞学的经典时期(一)原生质理论的提出(二)细胞分裂的研究(三)细胞器的发现四、实验细胞学与细胞学的分支及其发展(一)细胞遗传学(二)细胞生理学(三)细胞化学五、细胞生物学学科的形成与发展这个新阶段的基本特点可归纳如下:(1)研究对象:细胞(及社会),尤其活细胞(2)研究内容:细胞重大生命活动(3)研究重点:细胞信号调控网络,作为揭示生命活动分子机制方面(4)研究目标:多层次上特别是纳米层次揭示生命活动本质(5)研究特征:多领域、多学科交叉结构&流程示意图1.细胞重大生命活动及其相互关系示意图思考题1.根据细胞生物学研究的内容与你所掌握的生命科学知识,恰当地评价细胞生物学在生命科学中所处的地位及它与其它学科的关系。