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。
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
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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
选择题：请在以下每题中选出正确答案，每题正确答案为1-6个，多选和少选均不得分 1. NO直接作用于 A.腺苷酸环化酶 B.鸟苷酸环化酶 C.钙离子门控通道 2. 以下哪一类细胞可释放NO A.心肌细胞 B.血管内皮细胞 C.血管平滑肌细胞 3. 硝酸甘油作为治疗心绞痛的药物是因为它 A.具有镇痛作用 B.抗乙酰胆碱 C.能在体内转换为NO 4. 胞内受体A.是一类基因调控蛋白 B.可结合到转录增强子上 C.是一类蛋白激酶 D.是一类第二信使 5. 受体酪氨酸激酶RTK A.为单次跨膜蛋白 B.接受配体后发生二聚化 C.能自磷酸化胞内段 D.可激活Ras 6. Sos属于 A.接头蛋白（adaptor） B.Ras的鸟苷酸交换因子（GEF） C.Ras的GTP酶活化蛋白（GAP） 7. 以下哪些不属于G蛋白 A.Ras B.微管蛋白β亚基 C.视蛋白 8. PKC以非活性形式分布于细胞溶质中，当细胞之中的哪一种离子浓度升高时，PKC转位到质膜内表面
A.镁离子 B.钙离子 C.钾离子 D.钠离子 9. Ca2+载体——离子霉素（ionomycin）能够模拟哪一种第二信使的作用 A.IP3 B.IP2 C.DG 10. 在磷脂酰肌醇信号通路中，质膜上的磷脂酶C（PLC-β）水解4，5-二磷酸磷脂酰肌醇（PIP2），产生哪两个两个第二信使 A.1，4，5-三磷酸肌醇（IP3） B.DAG C.4，5-二磷酸肌醇（IP2） 11. 在磷脂酰肌醇信号通路中，G蛋白的直接效应酶是 A.腺苷酸环化酶 B.磷脂酶C-β C.蛋白激酶C 12. 蛋白激酶A（Protein Kinase A，PKA）由两个催化亚基和两个调节亚基组成，cAMP能够与酶的哪一部分结合 A.催化亚基 B.调节亚基 13. 在cAMP信号途径中，环腺苷酸磷酸二酯酶（cAMP phosphodiesterase）的作用是 A.催化ATP生成cAMP B.催化ADP生成cAMP C.降解cAMP生成5’-AMP 14. 在cAMP信号途径中，G蛋白的直接效应酶是 A.蛋白激酶A B.腺苷酸环化酶 C.蛋白激酶C 15. 以下哪一种感觉不是由G蛋白偶联型受体介导的 A.听觉 B.味觉 C.视觉 D.嗅觉 16. G蛋白的GTP酶活化蛋白GAP（GTPase activating protein）可
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
第二信使：为细胞信号传导过程中的次级信号。指胞内信号分子，是由胞外刺激信号（第一信使）与受体作用后在胞内最早产生的信号分子。现已知道的有：cAMP、cGMP、IP3、GD 等。其相互间调节控制的关系十分复杂。G蛋白：又称为GTP结合调节蛋白，是偶联受体接受信号与第二信使的产生之间的膜上信号转换系统。由α、β、γ三个亚基组成。当G 蛋白与受体结合而激活时，它就同时结合上GTP，继而触发效应器，把胞外信号转换为胞内信号；而当GTP水解为GDP后，G蛋白就失去信号转换的功能。钙调素：是分子分布最广、了解最多的一种钙结合蛋白。由19种148个氨基酸组成的一种耐热、酸性、小分子可溶性球蛋白。这种小分子蛋白质活性由Ca2＋浓度调节；它本身又可调节细胞质Ca2＋水平。以Na＋－K＋泵为例说明主动运输的机理。解：Na＋－K＋泵存在于一切动物细胞的细胞膜上，是由α和β二种亚基组成的跨膜多次的膜整合蛋白，具有ATP酶活性，因此，也被称作Na＋－K＋ATP 酶。其工作模式是在α亚基的细胞内侧与Na＋相结合促进ATP 水解，α亚基上的一个天冬氨酸残基磷酸化，引起α亚基构象改变，将Na＋逆浓度梯度泵出细胞，同时细胞外的K＋与α亚基的另一位点结合，使其去磷酸化，α亚基构象再度发生变化将K＋逆浓度梯度泵进细胞，完成整个循环。每个循环消耗一个A TP分子，泵出3个Na＋和泵进2个K＋。由此可以看出，主动运输的机理是在膜载体的协助下，由A TP供能，直接或间接将所转运的物质逆浓度梯度运出或运入细胞的过程。试概述H+泵的类型与作用。解：H＋－ATP酶指转运H＋的ATP酶或称为H＋泵。可分为三种类型：一种与Na ＋－K＋泵和Ca2+泵结构类似，在转运H＋的过程中涉及磷酸化和去磷酸化，存在于真核细胞的细胞膜上，称为P型质子泵。第二种存在于动物细胞溶酶体膜和植物细胞液泡膜上，转运H＋过程中不形成磷酸化的中间体，称为V 型质子泵，其功能是从细胞质基质中泵出H＋进入细胞器，有助于保持细胞质基质中性环境和细胞器内的酸性pH；第三种存在于叶绿体类囊体、线粒体内膜和多数细菌质膜上，它以相反的方式来发挥其生理作用，即H＋顺浓度梯度运动，将所释放的能量A TP合成耦联起来。细胞内Ca2+的分布特点和钙转移系统的主要成分，阐述在胞外信号分子的作用下细胞内Ca2+信号的产生、传递与终止的过程及其生物学效应。通常细胞总钙以结合态（与带负电的脂类或蛋白质结合）和自由离子态（Ca2+）两种形式存在。在通常情况下，细胞外液中，结合钙约占50-60%。细胞内钙99.9%以上为结合钙，分布不均匀。许多被称为“钙库”的细胞器，如内质网、线粒体等，其钙含量很高，具有对Ca2+很大的缓冲能力。Ca2+信号产生和灭活的基础是胞内Ca2+的分布和细胞存在复杂的Ca2+转移系统。钙的转移系统包括质膜上的、内质网膜上的和线粒体膜上三处的转移系统。质膜上有两个Ca2+转移系统：高亲和力低容量的Ca2+泵（Ca2+-ATP酶）与低亲和力高容量的Na＋－Ca2+交换器。（1）钙泵：钙泵是一种疏水的膜结合蛋白分解1个ATP可将1-2个Ca2+跨膜转移到胞外，同时以1：2比例将H＋转移到细胞内，使离子交换结果为电中性。（2）Na＋-Ca2+交换器：它主要存在于兴奋性细胞如神经细胞和肌细胞。它与Ca2+泵不同，不能直接ATP作能源，Na＋- Ca2+交换器排出1个Ca2+，交换进入3个Na＋。靠着化学梯度和电位梯度二者的结合驱动的。（3）离子通道：Ca2+从胞外内流是通过质膜上钙离子通道。Ca2+通道是一种膜内在蛋白，它通过构象变化呈开放或关闭状态，从而控制Ca2+的流动。内质网与线粒体在运送Ca2+的数量上远远超过质膜。内质网钙转移系统：（1）内质网Ca2+泵：内质网或肌浆网含有丰富的Ca2+泵，其结构与质膜Ca2+泵类似，也是靠水解ATP 将细胞溶质中Ca2+逆浓度梯度泵入内质网。（2）内质网Ca2+通道。线粒体起着持久的、大容量的调节作用。线粒体吸入Ca2+依靠叫做单一运送器的膜蛋白，其能量来自线粒体呼吸作用形成的膜电位。它以2 个Na＋交换1 个Ca2+，即是电中性的，这使得线粒体内膜电位很高时，也不影响交换，Ca2+始终可以缓慢释放。故线粒体钙库对肌肉的舒缩不起直接作用。钙信号的产生与终止是细胞内Ca2+增减、波动的结果。如神经冲动经轴突传到肌细胞的运动终板，使肌肉细胞膜去极化，经T小管传到肌质网，Ca2+
细胞要点（翟中和细胞生物学） Chapter 1.2.3 1、1838年，德国植物学家施莱登（M.J.Schleiden）发表了《植物发生论》，指出细 胞是构成植物的基本单位。1839年，德国动物学家施旺（M.J.schwann）发表了《关 于动植物的结构和生长的一致性的显微研究》，指出动植物都是细胞的聚合物。两人 共同提出：一切植物、动物都是由细胞组成的，细胞是一切动植物的基本单位，这就 是著名的“细胞学说”（celltheory）。 2、支原体（mycoplast）：又称霉形体，为目前发现的最小的最简单的细胞，也是唯 一一种没有细胞壁的原核细胞。支原体细胞中唯一可见的细胞器是核糖体。 3、朊病毒（prion）：仅由有感染性的蛋白质构成的生命体。 4、真核细胞与原核细胞的差异： 原核细胞真核细胞 无真正细胞核，遗传物质无核膜包被，散状分布或相对集中分布形成核区或拟核 区具完整细胞核，有核膜包被，还有明显的核仁等构造遗传物质DNA分子仅一条，不与蛋白质结合，呈裸露状态 DNA分子有多条，常与蛋 白质结合成染色质或染色质 无内膜系统，缺乏膜性细胞器具发达的内膜系统 不存在细胞骨架系统，无非膜性细胞器具由微管、微丝、中间纤维等构成的细胞 骨架系统 基本表达两个基本过程即转录和翻译相偶联遗传信息的转录和翻译过程具有明显 的阶级性和区域性 细胞增殖无明显周期性，以无丝分裂进行增殖以有丝分裂进行，周期性很强 细胞体积较小细胞体积较大
细胞之中有不少的病原微生物细胞为构成人体和动植物的基本单位 5、细胞生物学研究的主要技术与手段： a.观察细胞显微结构的光学显微镜技术； b.探索细胞超微结构的电子显微镜技术； c.研究蛋白质和核酸等生物大分子结构的X射线衍射技术； d.用于分离细胞内不同大小细胞器的离心技术； e.用于培养具有新性状细胞的细胞融合和杂交技术； f.使机体细胞能在体外长期生长繁殖的细胞培养技术； g.能对不同类型细胞进行分类并测其体积、DNA含量等数据的流式细胞术； h.利用放射性同位素对细胞中的DNA、RNA或蛋白质进行定位的放射自显影技术； i.用于探测基因组中英雄模范种基因是否存在，是否表达以及拷贝数多少的核酸 分子杂交技术； j.能将细胞中的特定蛋白质或梳酸分子进行分离纯化的层析技术和电泳技术； k.对细胞化学定性、定量分析的显微分光光度术，显微荧光光度术，核磁共振技 术。 Chapter4 1、生物膜（biomembrane）结构模型的演化：a.1925三明治模型； b.1959单位膜模 型（unitmembranemodel）；c.1972生物膜的流动镶嵌模型；d.1975晶格镶嵌模型； e.1977板块镶嵌模型； f.脂筏模型（lipidraftsmodel） 2、细胞膜（cellmembrane）：指围绕在细胞最外层，由脂质和蛋白质构成的生物膜 ，又称质膜，厚度6-10nm，是细胞间或细胞与外界环境间的分界，维持着细胞内外环 境的差别。电镜下，CM呈三层结构，磷脂双分子层是膜的骨架，每个磷脂分子都可以 自由地作横向运动，其结果使膜具有流动性、弹性。磷脂双分子层的
细胞生物学复习资料精华版 3.细胞增殖、细胞分化和细胞癌变之间的关系 细胞分化过程往往伴随着细胞增殖与细胞凋亡，其中细胞增殖时细胞生命活动的重要特征之一，是生物繁育的基础，单细胞生物要保持物种的存在，必须依赖大量的细胞增殖，增加个体数量，多细胞生物往往是由一个单细胞即受精卵分裂发育而来，它的产生，肯定需要许多次细胞增殖，并经过复杂的细胞分化过程。 而细胞癌变是细胞分化领域的一个特殊问题，因为肿瘤细胞以后看作是正常细胞分化机制失控的细胞，细胞分裂调节失控而无限增殖，其与正常分化的细胞不同的是，不同类型的分化细胞都具有相同的基因组；而癌细胞的基因组即发生不同形式的突变，癌细胞的细胞类型趋于一致，破坏有机体的组织器官。 对细胞癌变的研究有助于了解细胞增殖、细胞分化而且也为治疗癌症提供线索和希望。 5.细胞核的结构、功能及其与细胞质的关系？ 1、细胞核的结构：由核被膜、核纤层、染色质、核仁及核体组成 2、功能：是遗传信息的储存场所，这里进行基因复制、转录和转录初产物的加工过程，从而控制着细胞的遗传与代谢活动。 3、核质关系：细胞核和细胞质是调控胚胎发育和分化的内在因素。细胞核提供特异的mRNA及其他核酸分子的合成模板，细胞核基因在个体发育过程中的不同时间里，直接或间接地调节胚胎发育、分化；而细胞质中的核蛋白体含有几乎全部蛋白质合成所需的组装，细胞质对基因的表达起调节作用。 7.G-蛋白偶联受体所介导的细胞信号通路 细胞外信号与相应受体结合，导致细胞内第二信使cAMP的水平变化而引起细胞反应的信号通路。 效应酶腺苷酸环化酶受不同受体-配体复合物的激活或抑制，激活型激素与相应激活型受体(Rs)结合，耦联激活型三聚体G蛋白(Gs)，激活腺苷酸环化酶活性；抑制性激素与相应抑制性受体(Ri)结合，耦联抑制性三聚体G蛋白(Gi)，抑制腺苷酸环化酶活性. 信号通路的快速应答：cAMP活化cAMP依赖的蛋白激酶A（PKA）使下游靶蛋白磷酸化，影响细胞的代谢和行为。 信号通路缓慢应答的反应链：激素→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（PKA）→基因调控蛋白→基因转录。 1.端粒、端粒酶Hayflick界限之间的关系 ①端粒：（端粒是染色体末端的重复序列，为特化结构，对于染色体的结构稳定与完整性有重要作用，与染色体在核内的空间排布及同源染色体配对有关。） ②端粒酶：端粒酶含有RNA的反转录酶，以自身RNA为模板，对DNA端粒序列进行延长而解决线性染色体末端复制问题 ③Hayflick界限，是关于细胞的增殖能力和寿命是有限的观点。细胞，至少是培养的细胞，不是不死的，而是有一定的寿命，它们增殖negligence不是无限的，而是有一定的界限，这个界限称Hayflick。 ④细胞增殖次数与端粒DNA长度有关，DNA复制一次，端粒就缩短一段，当缩短到Hayflick 点时，细胞停止复制，走向衰亡。端粒的长度与端粒酶的活性有关，三者的关系表现在对细胞增殖与衰老的调控上。 2.DNA合成阻断法:用DNA合成抑制剂可逆地抑制DNA合成而不影响其他各期细胞沿细胞周期运转,最终将细胞群体阻断在S期.TdR和羟基脲(DNA合成抑制剂)最常用,细胞最终被阻断于G1/S交界处.
第五节溶酶体与过氧化物酶体 一、溶酶体的结构 * 1955年de Duve与Novikoff，首次发现溶酶体（lysosome） * 它是单层膜围绕、内含多种酸性水解酶类的囊泡其主要功能是进行细胞内消化 * 具有异质性，形态、大小及其内含的水解酶种类都可能有很大的不同，标志酶为酸性磷酸酶。 * 根据完成其生理功能的不同阶段， 可分为：初级溶酶体（primary lysosome） 次级溶酶体（secondary lysosome） 残体（residual body）。 1、初级溶酶体 * 直径约0.2~0.5um 膜厚7.5nm 内含物均一，无明显颗粒 是高尔基体分泌形成的（图6-27） * 含有多种水解酶，但没有活性 只有当溶酶体破裂or 其它物质进入，才有酶活性
* 其水解酶包括： 蛋白酶，核酸酶、脂酶、磷酸酶、硫酸酯酶、磷脂酶类，已知60余种， 均属于酸性水解酶，反应的最适pH值为5左右 * 溶酶体膜与质膜厚度相近，但成分不同 主要区别是： ①膜有质子泵，将H+泵入溶酶体，使其pH值降低 ②膜蛋白高度糖基化，可能利于防止自身膜蛋白降 解 图6-27 初级溶酶体 引自http://www.uni-mainz.de/
2、次级溶酶体 * 都是消化泡（图6-28） 正在进行or 完成消化作用的溶酶体 内含水解酶和相应的底物 * 分为 异噬溶酶体，消化的物质来自外源 自噬溶酶体 消化的物质，是细胞本身的各种组分 图6-28 次级溶酶体 引自http://www.uni-mainz.de/
3、残体 * 又称后溶酶体 已失去酶活性，仅留未消化的残渣故名 * 残体可通过外排作用，排出细胞 也可能留在细胞内，逐年增多 如，肝细胞中的脂褐质（图6-29） 图6-29 肝细胞中的脂褐质 引自《细胞生物学超微结构图谱》1989
细胞的信号转导 信号转导(signal transduction):指在信号传递中,细胞将细胞外的信号分子携带的信息转变为细胞内信号的过程 完整的信号传递程序: 1、合成信号分子; 2、细胞释放信号分子; 3、信号分子向靶细胞转运; 4、信号分子与特异受体结合; 5、转化为细胞内的信号,以完成其生理作用; 6、终止信号分子的作用; 第一节、细胞外信号 1、由细胞分泌的、能够调节机体功能的一大类生物活性物质。如：配体 2、配体的概念： 指细胞外的信号分子，或凡能与受体结合并产生效应的物质。 3、配体的类型：1）水溶性配体：N 递质、生长因子、肽类激素 2）脂溶性配体：甲状腺素、性激素、肾上腺激素 4、第一信使：指配体，即细胞外来的信号分子。 第二节、受体 一、受体的概念：细胞膜上或细胞内一类特殊的蛋白质，能选择性地和细胞外环境中特定的活性物质结合，从而引起细胞内的一系列效应。 二、受体的类型：细胞表面受体胞内受体（胞浆和核内） 1、细胞表面受体类型 1） 离子通道偶联受体： 特点：本身既有信号结合位点又是离子通道 组成：几个亚单位组成的多聚体，亚单位上配体的结合部位，中间围成离子通道，通道的“开”关受细胞外配体的调节。 2） 酶偶联受体：或称催化受体、生长因子类受体，既是受体，又是“酶”。 特点：N 端细胞外区有配体结合部，C 端细胞质区含特异酪氨酸蛋白激酶（TPK ）的活性。 组成：一条肽链一次跨膜的糖蛋白。 3、 G 蛋白偶联受体：是N 递质、激素、肽类配体的受体。 1）特点：指配体与细胞表面受体结合后激活偶联的G 蛋白，活化的G 蛋白再激活第二信使的酶类。通过第二信使引起生物学效应。 2）组成：由一条350-400个氨基酸残基组成的多肽链组成，具有高度的同源性和保守性。 3）G 蛋白偶联受体作用特点:分布广，转导慢， 敏感，灵活，类型多。 G 蛋白（由G 蛋白偶联受体介导的信号转导） 1）、G 蛋白的概念：指鸟苷酸结合蛋白配体—G 蛋白 2）、G 蛋白的结构特征： ① 由α、β、γ3个不同的亚单位构成异三聚体（异聚体），β、γ二个亚单位极为相似且结合为二聚体，共同发挥作用。 ② α-亚单位上有GDP 或GTP 结合位点。在未受刺激状态下，α与GDP 结合，无活性。一旦配体与受体结合（受刺激），α即与GTP 结合并与β、γ分离，此时是功能状态，能激活效应器。当α亚单位 与β、 γ复合物重新结合，即信号关闭。 ③ G 蛋白本身的构象改变可进一步激活效应蛋白，使效应蛋白活化，并引起细胞生物学效应。 3）G 蛋白类型:① Gs ：对效应蛋白起刺激和激活作用,相应的为刺激性受体（Rs ）。 ② Gi ：对效应蛋白起抑制作用,相应的为抑制性受体（Ri ）。 G 蛋白偶联受体:
细胞生物学总结 第四章：细胞质膜 第一节、细胞质膜的结构模型与基本成分 生物膜 生物膜结构： 磷脂双分子层是组成生物膜的基本成分，蛋白分子以不同的方式镶嵌在脂双分子层中或结合在其表面，膜蛋白是赋予生物膜功能的主要决定者。生物膜可看成是蛋白质在双层脂分子中的二维溶液。在细胞生长和分裂等整个生命活动中，生物膜在三维空间上可出现玩去、折叠、延伸等改变，处于不断的动态变化中。 膜脂——生物膜基本组成成分 （一）基本成分 1.甘油磷脂：膜脂的基本成分（50%以上） 主要特征：①除心磷脂外，具有一个与磷酸集团相结合的极性头和两个非极性的尾。②脂肪酸碳链为偶数，多数碳链为16/18个碳原子组成。③除饱和脂肪酸外，常含有1~2个双键的不饱和脂肪酸（多为顺式） 2.鞘脂：鞘磷脂（SM）、糖脂 3.固醇：胆固醇及其类似物。特殊的分子结构和强疏水性，自身不能形成脂双层。调节膜的流动性，增加膜的稳定性降低水溶性物质的通透性。 （二）膜脂的四种热运动方式 （1）沿膜平面的侧向运动（基本方式） （2）脂分子围绕轴心的自旋运动 （3）脂分子尾部的摆动 （4）双层脂分子之间的翻转运动。一般情况下极少发生，发生频率不到脂分子侧向交换频率的10￣10.但在内质网膜上频率很高。 （三）脂质体 脂质体是根据磷脂分子可在水相中形成稳定的脂双层膜的现象而制备的人工膜。应用：研究膜脂和膜蛋白及其生物学性质的极好实验材料；脂质体中裹入DNA 可有效地将其导入细胞中，常用于转基因实验；在临床医疗中，常作为药物或酶等的载体。 膜蛋白： （一）膜蛋白的类型 外在（外周）膜蛋白：靠离子键或其他较弱的键与膜表面的膜蛋白分子或膜脂分子结合，易分离。 内在（整合）膜蛋白：水不溶性蛋白，形成跨膜螺旋，与膜结合紧密，只有用去垢剂处理使膜崩解后才可分离出来。 脂锚定蛋白：通过磷脂或脂肪酸锚定，共价结合。 （二）内在膜蛋白与质膜结合的方式
名词解释: 细胞学是研究细胞生命现象的科学，其研究范围包括：细胞的形态结构和功能、分裂和分化、遗传和变异以及衰老和死亡等。 细胞生物学从细胞的整体、亚显微和分子三个结构层次及细胞间的相互关系来研究细胞的结构与功能以阐明其生命活动基本规律的科学。 原生质构成细使胞的所有的生活物质,包括细胞核细胞质和细胞膜。 ★DNA双螺旋结构模型 1.DNA分子是由两条相互平行方向相反的多核苷酸链围绕着同一中心轴形 成的双螺旋结构。2.两条长链的碱基在双螺旋内侧按碱基配对原则（A=T，G三C）以氢键相连。3.相邻碱基对旋转36°，间距0.34nm，一个螺旋包含10个碱基旋转360°，螺距为3.4nm。 ★★蛋白质的四级结构模型 1.蛋白质的一级结构:多肽链中氨基酸的种类，数目和排列顺序。2.蛋白质的二级结构:在一级结构的基础上，借氢键在氨基酸残基之间连接，使多肽链成为螺旋或折叠的结构。（氢键）3.蛋白质的三级结构:在二级结构的基础上再行折叠。（氢键，酯键，离子键，疏水键）4.蛋白质的四级结构:四级结构中每个独立的三级结构的多肽链构成亚基,亚基间由氢键连接后形成蛋白质的四级结构。（★蛋白质的一、二、三级结构都是单条多肽链的变化。只有一条多肽链的蛋白质，须在三级结构的水平才表现出生物活性，但由两条或多条肽链构成的蛋白质，必须构成四级结构，方能表现出生物活性。） 核衣壳病毒蛋白质衣壳和衣壳中心包含的病毒核酸的合称。 被膜包裹于病毒核衣壳的外侧，具有以双脂层为基础的膜状结构物。 壳微粒组成病毒衣壳的亚单位。 类病毒无蛋白质外壳保护的游离的共价闭合环状单链RNA分子，侵入宿主细胞后自我复制，并使宿主致病或死亡。朊病毒仅由有感染性的蛋白质构成，类似于病毒，但不含核酸，是细胞内正常蛋白质经变构后形成的并具有致病性。 支原体是目前发现的最小的最简单的细胞，也是唯一一种没有细胞壁的原核细胞。支原体细胞中唯一可见的细胞器是核糖体。 细胞膜是包围在细胞质外周的一层界膜，又称质膜。 细胞内膜除细胞膜外，真核细胞内许多膜性细胞器的膜，如内质网膜、高尔基复合体膜、溶酶体膜、核膜等，称为细胞内膜。它们共同构成真核细胞的内膜系统。 内膜系统指位于细胞质内，在结构，功能乃至发生上有一定联系的膜性结构的总称。内膜系统为细胞提供了足够面积的膜，使之完成各种重要的生命活动。（★线粒体虽然也是由膜结构组成的，但不属于内膜系统。） 生物膜细胞膜、线粒体膜和细胞内膜的总称。 膜脂生物膜上的脂类（磷脂、固醇、糖脂）统称膜脂。 ★★双亲性分子既有亲水性一端，又有疏水性一端的分子。（如磷脂、固醇、糖脂） ☆跨膜蛋白贯穿脂双层，两端露出膜内外的内在膜蛋白。 半嵌入蛋白一端嵌入膜层内，另一端露出膜外的内在膜蛋白。 细胞外衣（糖萼）细胞外表的糖链与该细胞分泌出来的糖蛋白等粘附在一起，形成的一层外被。 单位膜模型利用电子显微镜观察，发现所有生物膜都呈“暗-明-暗”三层结构，把“两暗一明”的结构模型称为单位膜模型。 ★★液态镶嵌模型（流动镶嵌模型） 1. 流动的脂双分子层构成生物膜的连续主体。2.球形的膜蛋白以各种形式镶嵌在脂双分子层中或附着在膜表面。3.强调了膜的流动性和不对称性。（液态镶嵌模型不足之处：如忽视了膜的各部分流动性的不均匀性，忽视了蛋白质分子对脂分子流动性的限制作用。） ★膜泡运输大分子及颗粒物质并不直接穿越细胞膜,而是通过一系列膜囊泡的形成和融合来完成物质转运的，称膜泡运输。（★包括内吞作用&外吐作用） 内吞作用细胞表面发生内陷，由细胞膜将胞外大分子或颗粒物质包围成膜泡，脱离细胞膜进入细胞内的运输过程。（根据吞入物质的状态、大小及特异程度的不同，分为三种：吞噬作用；吞饮作用；受体介导的内吞作用。）
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
一、填空题(每空0.5 分，共10 分) 1. 细胞中水对于维持细胞温度的相对稳定具有重要作用，其原因是 水分间的氢键能够吸收较多的热能。 2. 中膜体是细菌细胞质膜内陷折皱形成的，具有类似线粒体的功能。 3. Sugar-containing lipids called ______________ are found only in the outer half of the bilayer and their sugar groups are exposed at the cell surface. 4. 乙醇沉淀DNA 的主要原理是。 答：除去DNA 分子的结合水。 5. 从进化论的观点，细胞学说的创立解决了一个核心问题，就是： 解决了生命的共同起源，即生命的同一性问题。 6. 纤粘连蛋白和细胞结合的结构域具有特征性的三肽结构，简称RGD 序列，代表的三个氨基酸是∶Arg-Gly-Asp。 7. 倒置显微镜和普通显微镜的不同在于。 答：物镜和照明系统的位置颠倒。 8. 间隙连接的功能除了有机械连接作用外,还具有代谢偶联和电偶联。 9. 原核生物的mRNA 通过SD 序列和核糖体rRNA 结合,而真核生物的RNA 则通过5＇帽子结构和核糖体rRNA 结合。 10．肌醇磷脂信号通路中产生两个第二信使的前体物质是。 答：PIP2。 11. 在细胞外基质中,具有抗压作用的分子是透明质酸。 12. NO 是一种气体信号分子,在体内主要由精氨酸产生, 它的半衰期很短, 故只作用于邻近细胞, 它作用的靶酶是鸟苷酸环化酶。 13. K+ 离子很难通过人工膜, 但加入短杆菌肽A 后, 对K+ 的透性大大增 加, 原因是。 答：短杆菌肽A 起了通道蛋白的作用。 14. 蛋白质合成时多聚核糖体的形成对生命活动的意义在于: 节省了遗传信息量，减轻了核的负担。 15. NAPs 是了解得较多的一类肽类激素, 它可以降低血压。这类信号的 传递需要通过第二信使的放大作用。 答：c-GMP； 16. 限制哺乳动物细胞体积大小的主要因素有两个:一种是 的关系,另一种是。 答：体积和表面积; 重要分子在细胞内的浓度 二、判断题(若是正确的标√号，错误的标×号，并做简要说明。每题 1分，共20分) 1. One can determine if a membrane protein is exposed on the external side of the plasma membrane by covalent attachment of a labeling reagent or by protease digestion only if the membrane is intact. (√) 2. 脂锚定蛋白是通过蛋白的氨基酸残基同膜脂的脂肪酸链形成共价键而 锚定在质膜上。 (×,有两种情况,另一种情况是通过糖和脂的共价连接进行锚定) 3. CsCl 密度梯度离心法分离纯化样品时, 样品要和CsCl 混匀后分装, 离 心时, 样品中不同组分的重力不同, 停留在不同区带。( ×)
细胞生物学名词解释 1、细胞：由膜转围成的、能进行独立繁殖的最小原生质团，是生物体电基本的开矿结构和生理功能单位。其基本结构包括：细胞膜、细胞质、细胞核（拟核）。 2、病毒（virus）：迄今发现的最小的、最简单的专性活细胞内寄生的非胞生物体，是仅由一种核酸（DNA或RNA）和蛋白质构成的核酸蛋白质复合体。 3、病毒颗粒：结构完整并具有感染性的病毒。 4、原核细胞：没有由膜围成的明确的细胞核、体积小、结构简单、进化地位原始的细胞。 5、原核（拟核、类核）：原核细胞中没有核膜包被的DNA区域，这种DNA不与蛋白质结合。 6、细菌染色体（或细菌基因组）：细菌内由双链DNA分子所组成的封闭环折叠而成的遗传物质，这样的染色体是裸露的，没有组蛋白和其他蛋白质结合也不形成核小体结构，易于接受带有相同或不同物种的基因的插入。 7、质粒：细菌细胞核外可进行自主复制的遗传因子，为裸露的环状DNA，可从细胞中失去而不影响细胞正常的生活，在基因工程中常作为基因重组和基因转移的载体。 8、芽孢：细菌细胞为抵抗外界不良环境而产生的休眠体。 9、细胞器：存在于细胞中，用光镜、电镜或其他工具能够分辨出的，具有一定开矿特点并执行特定机能的结构。 10、类病毒：寄生在高等生物（主要是植物）内的一类比任何已知病毒都小的致病因子。没有蛋白质外壳，只有游离的RNA分子，但也存在DNA型。 11、细胞体积的守恒定律：器官的总体积与细胞的数量成正比，而与细胞的大小无关。 1、分辨率：区分开两个质点间的最小距离。 2、细胞培养：把机体内的组织取出后经过分散（机械方法或酶消化）为单个细胞，在人工培养的条件下，使其生存、生长、繁殖、传代，观察其生长、繁殖、接触抑制、衰老等生命现象的过程。 3、细胞系：在体外培养的条件下，有的细胞发生了遗传突变，而且带有癌细胞特点，失去接触抑制，有可能无限制地传下去的传代细胞。 4、细胞株：在体外一般可以顺利地传40—50代，并且仍能保持原来二倍体数量及接触抑制行为的传代细胞。 5、原代细胞培养：直接从有机体取出组织，通过组织块长出单层细胞，或者用酶消化或机械方法将组织分散成单个细胞，在体外进行培养，在首次传代前的培养称为原代培养。 6、传代细胞培养：原代培养形成的单层培养细胞汇合以后，需要进行分离培养（即将细胞从一个培养器皿中以一定的比率移植至另一些培养器皿中的培养），否则细胞会因生存空间不足或由于细胞密度过大引起营养枯竭，将影响细胞的生长，这一分离培养称为传代细胞培养。 7、细胞融合：两个或多个细胞融合成一个双核细胞或多核细胞的现象。一般通过灭活的病毒或化学物质介导，也可通过电刺激融合。 8、单克隆抗体：通过克隆单个分泌抗体的B淋巴细胞，获得的只针对某一抗原