细胞生物学

什么是细胞生物学？
细胞生物学是研究细胞结构、功能和生理过程的科学领域。

它关注细胞的组成、特性及其如何相互作用。

这些研究有助于我们理解生命的基本单位 - 细胞的复杂性和多样性。

细胞生物学的研究涉及多个层次，包括分子、细胞器、细胞和组织之间的相互作用。

它研究细胞如何进行生物化学反应、如何处理遗传信息、如何进行细胞分裂和细胞死亡等基本过程。

通过深入研究这些过程，细胞生物学为其他许多领域的研究提供了基础，例如发育生物学、免疫学、神经科学和癌症研究等。

细胞生物学的研究方法包括观察细胞的形态和结构，利用显微镜和其他成像技术，以及研究细胞内的分子和基因表达。

科学家还使用细胞培养和基因编辑技术来探索细胞的功能和相互作用。

细胞生物学对我们了解生命的本质非常重要。

通过研究细胞，我们可以了解生命的起源、发展和运作方式。

此外，细胞生物学的研究对于理解疾病的发生和治疗也具有重要意义。

细胞生物学是一个充满活力和不断发展的领域。

随着技术的进步和科学的发展，我们对细胞的认识将不断深化，这将推动我们在健康、医学和生物科学等领域取得更大的突破和进步。

参考文献：
- Alberts B, Johnson A, Lewis J, et al. Molecular Biology of the Cell. 4th edition. New York: Garland Science; 2002.
- Lodish H, Berk A, Zipursky SL, et al. Molecular Cell Biology. 4th edition. New York: W. H. Freeman; 2000.。

细胞生物学细胞生物学是一门研究细胞和分子结构和功能的学科。

它研究了细胞的结构、形态、功能、发育和进化。

细胞生物学的研究对象包括真核细胞和原核细胞，它们的结构和功能有很大的不同。

一、细胞结构细胞结构是细胞生物学研究的基础。

细胞由细胞膜、细胞质和细胞核组成。

细胞膜是细胞的外壳，它把细胞与外界隔离开来，保护细胞免受外界的伤害；细胞质是细胞的内部组织，它是细胞内的代谢活动的主要场所；细胞核是细胞的控制中心，它负责细胞的遗传信息的传递、调节和控制细胞的活动。

二、细胞功能细胞功能是细胞生物学研究的重点。

细胞的主要功能包括新陈代谢、运动、感知和繁殖。

新陈代谢是细胞内的代谢活动，提供细胞所需的能量和物质；运动是细胞内的运动活动，它保证细胞的正常运转；感知是细胞对外界信息的反应，它使细胞能够从外界接收信息；繁殖是细胞的繁殖活动，它使细胞能够不断繁衍，保证细胞的繁衍和维持细胞的数量。

三、细胞发育细胞发育是细胞生物学研究的重要方面。

细胞发育指的是细胞从受精卵到成熟的发育过程。

这个过程可以分为几个阶段，包括受精、分裂、分化、成熟等。

在受精阶段，受精卵会分裂成多个细胞，这些细胞会经历分化，也就是说，它们会发展出不同的细胞类型，从而形成复杂的组织结构；在成熟阶段，细胞会发展出完整的功能，它们可以完成特定的任务。

四、细胞进化细胞进化是细胞生物学研究的重要方面。

细胞进化指的是细胞在不同的环境条件下，通过遗传变异和突变，不断进化变化的过程。

细胞的进化可以通过种群遗传学的方法来研究，它可以帮助我们了解细胞的发展、进化和衰老等过程。

总结细胞生物学是一门研究细胞和分子结构和功能的学科，它研究了细胞的结构、形态、功能、发育和进化。

细胞生物学的研究对象包括真核细胞和原核细胞，它们的结构和功能有很大的不同。

细胞的结构包括细胞膜、细胞质和细胞核；细胞的功能包括新陈代谢、运动、感知和繁殖；细胞的发育可以分为受精、分裂、分化和成熟等几个阶段；细胞的进化是指细胞在不同的环境条件下，通过遗传变异和突变，不断进化变化的过程。

1、细胞生物学：是研究细胞基本生命活动规律的科学，是在显微、亚显微和分子水平上，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的一门学科。

2、分子细胞生物学：是细胞的分子生物学，是指在分子水平上探索细胞的基本生命活动规律，主要应用物理的、化学的方法、技术，分析研究细胞各种结构中核酸和蛋白质等大分子的构造、组成的复杂结构、这些结构之间分子的相互作用及遗传性状的表现的控制等。

3、细胞连接：细胞连接是多细胞有机体中相邻细胞之间通过细胞膜相互联系、协同作用的重要组织方式，在结构上常包括质膜下、质膜及质膜外细胞间几个部分，对于维持组织的完整性非常重要，有的还具有细胞通讯作用。

4、信号通路：细胞接受外界信号，通过一整套的特定机制，将胞外信号转导为胞内信号，最终调节特定基因的表达，引起细胞的应答反应，这种反应系列称为细胞信号通路。

5、异染色质：间期核内染色质纤维折叠压缩程度高，处于聚缩状态，用碱性染料染色时着色深的染色质组分。

6、核小体：染色体的基本结构单位，是由组蛋白和200个碱基对的DNA双螺旋组成的球形小体，其核心由四种组蛋白（H2A、H2B、H3、H4）各两分子共8分子组成的八聚体，核心的外面缠绕了1.75圈的DNA双螺旋，其进出端结合有H1组蛋白分子。

7、核纤层：是位于细胞核内膜与染色质之间的纤维蛋白片层或纤维网络，与核内膜紧密结合。

它普遍存在于高等真核细胞间期细胞核中。

8、细胞骨架：细胞骨架(Cytoskeleton)是指存在于真核细胞质内的中的蛋白纤维网架体系。

包括狭义和广义的细胞骨架两种概念。

广义的细胞骨架包括：细胞核骨架、细胞质骨架、细胞膜骨架和细胞外基质。

狭义的细胞骨架指细胞质骨架，包括微丝、微管和中间纤维。

9、细胞周期：连续分裂的细胞，从上一次有丝分裂结束开始到下一次有丝分裂结束所经历的整个过程。

在这个过程中，细胞遗传物质复制，各组分加倍，平均分配到两个子细胞中。

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。

细胞生物学：是研究细胞基本生命活动规律的学科，它在不同层次上以研究细胞结构和功能，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。

细胞生物学从显微水平、超微水平和分子水平等不同层次研究细胞结构、功能及生活史。

在我国的基础学科发展规划中，细胞生物学与分子生物学，神经生物学和生态学并列为生命科学的四大基础学科。

细胞生物学的主要研究内容：1、细胞核、染色体以及基因表达的研究2、生物膜与细胞器的研究3、细胞骨架体系的研究4、细胞增殖及其调控5、细胞分化及其调控6、细胞的衰老与凋亡7、细胞的起源与进化8、细胞工程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.分子生物学时期，20世纪50-60年代至今细胞是生命活动的基本单位：1、一切有机体都由细胞构成，细胞是构成有机体的基本单位；2、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，细胞具有遗传的全能性5、没有细胞就没有完整的生命细胞分化：一个尚未特化的细胞发育出特征性结构和功能的过程细胞分化是一种持久性的变化，细胞分化不仅发生在胚胎发育中，而是在一生都进行着，以补充衰老和死亡的细胞．影响细胞分化的因素：1、胞外信号分子2、细胞记忆与决定持家基因：又称管家基因，是指所有细胞中均要表达的一类基因,其产物是对维持细胞基本生命活动所必需的。

如微管蛋白基因、糖酵解酶系基因与核糖体蛋白基因等。

生物体各类细胞中都表达，对维持细胞存活和生长所必需的蛋白质编码的基因膜骨架：真核细胞中与保持细胞形态结构和细胞运动有关的纤维网络。

包括微管、微丝和中间丝。

它参与维持细胞膜的形状并协助质膜完成多种生理功能。

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扩散的方式跨膜转运中，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。

医学细胞生物学名词解释1、医学细胞生物学：是指用细胞学的原理和方法研究人体细胞的结构、功能、生命活动规律和其疾病关系的科学2、受体：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。

3、配体：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。

4、残留小体：次级溶酶体在完成对绝大部分作用底物消化、分解作用之后，尚会有一些不能被消化、分解的物质残留其中。

随着酶活性的逐渐降低以至最终消失，进入溶酶体生理功能的终末状态。

5、马达蛋白：利用ATP 水解酶释放的能量驱动自身沿微管或微丝定向运动的蛋白，如驱动蛋白、动力蛋白和肌球蛋白。

6、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。

7、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。

8、紧密连接：是相邻细胞间局部紧密结合，在连接处，两细胞膜发生点状融合，形成与外界隔离的封闭带，由相邻细胞的跨膜连接糖蛋白组成对应的封闭链，主要功能是封闭上皮cel间隙，防止胞外物质通过间隙进入组织，从而保证组织内环境的稳定性，紧密连接分布于各种上皮细胞管腔面，细胞间隙的顶端。

9、桥粒：上皮细胞等细胞间结合的一种形式，是细胞膜上直径约为0.5微米的圆形区域，在切面上可以看到二个相连的细胞膜之间有相距20—25毫微米严格平行的细胞间隙。

桥粒有增强细胞间结合的效能。

10、粘着带：粘着带连接位于上皮细胞紧密连接的下方,靠钙粘着蛋白同肌动蛋白相互作用,将两个细胞连接起来。

细胞生物学细胞生物学：从细胞整体、显微、亚显微和分子等各级水平上研究细胞结构、功能及生命活动规律的学科。

细胞学说：由德国植物学家施莱登和德国动物学家施万提出的学说。

认为一切生物都由细胞组成，细胞是生命的结构单位，细胞只能由细胞分裂而来。

细胞质：位于细胞质和细胞核间的透明、黏稠、不断流动并充满各种细胞器的溶胶。

原生质：无色、半透明，具有不同程度弹性的黏稠液体，有极强的亲水性，是一种亲水胶体。

原生质体：去掉细胞壁的植物细胞或其他去壁细胞原代细胞：是指从机体取出后立即培养的细胞，即第1代细胞与第10代以内的细胞的统称传代细胞：适应在体外培养条件下持续传代培养的细胞。

细胞株：具有有限分裂潜能适合于进行培养，并在培养过程中保持其特性和标志的细胞群。

细胞系：可长期连续传代的培养细胞。

单克隆抗体：由单一杂交瘤细胞克隆分泌的只能识别一种表位（抗原决定簇）的高纯度抗体。

细胞膜：现泛指包括细胞质和细胞器的界膜。

由磷脂双层和相关蛋白质以及胆固醇和糖脂组成。

细胞内模：细胞膜内侧与细胞质相接的膜。

单位膜：由脂双层及嵌合蛋白质构成的一层生物膜。

在电镜下呈现出“暗-明-暗”三层式结构。

细胞外被：覆盖在细胞质膜表面的一层黏多糖物质。

以共价键和膜蛋白或膜脂结合形成糖蛋白或糖脂，对膜蛋白有保护作用，并在分子识别中起重要作用。

脂质体：在水溶液环境中人工形成的一种球形脂双层结构。

膜骨架：细胞质膜胞质侧与膜蛋白相连的由纤维状蛋白组成的网架结构。

去垢剂：是一类即具有亲水基又具有疏水基的物质，一般具有乳化、分散、和增溶作用，是分离与研究膜蛋白的常用试剂。

被动运输：离子或小分子在浓度差或电位差的驱动下顺电化学梯度穿膜的运输方式。

简单扩散：小分子由高浓度区向低浓度区的自行穿膜运输。

属于最简单的一种物质运输方式，不需要消耗细胞的代谢能量，也不需要专一的载体。

协助扩散：被选择吸收的物质也是从高浓度的一侧通过细胞膜到达低浓度的一侧，但需要细胞膜上的一种物质—载体蛋白的协助才能促进扩散，称为协助扩散。

《细胞生物学》教学大纲一、课程基本信息课程名称：（中文）：细胞生物学（英文）：Cell Biology课程代码：09S5118B课程类别：专业核心课程适用专业：生物科学（检验与检测方向）课程学时：48课程学分：3先修课程：动物生物学、植物生物学、生物化学等选用教材：丁明孝、王喜忠、张传茂、陈建国主编，《细胞生物学》（第5版），北京：高等教育出版社，2020，5参考书目：1. 翟中和、王喜忠、丁明孝主编，《细胞生物学》（第4版），北京：高等教育出版社，2011，62. 王金发主编，《细胞生物学》，北京：科学出版社，2018，2二、课程简介《细胞生物学》课程是高等学校生物专业的必修课程，综合运用各种现代科学技术，从细胞水平，亚细胞水平和分子水平上全面系统地研究细胞生命活动规律的科学。

细胞生物学是生命科学中的一门重要前沿学科，作为四大基础学科之一，也是基础医学领域的重要基础学科，在现代生命科学领域中起着不可替代的重要作用。

通过学习该课程后，使学生掌握细胞生物学的基本理论、基本知识和基本技能，了解细胞的形态结构、功能与生命活动的基本规律以及该领域的最新发展动态，建立细胞生物学的知识脉络和体系，培养学生生物学的科学思想，从而使学生能够从细胞的角度去理解生命。

本课程总学分为3，共48学时，授课对象为生物科学（检验与检测方向）专业大三学生。

三、课程目标通过本课程的学习，使学生具备以下知识、技能和素养。

1.知识目标：能初步了解细胞间的相互关系和作用，理解生物有机体的生长、分化、遗传、变异、衰老、死亡等基本生命活动的规律；掌握遗传信息的贮存、复制、表达及其调控；认识细胞生物学与生物化学、遗传学、分子生物学、动物生物学等的联系。

2.能力目标：增强细胞生物学研究兴趣，善于对细胞生物学现象进行观察和思考，提高应用细胞生物学知识进行教育教学研究的能力；学会收集和分析细胞生物学问题，初步了解如何进行细胞生物学科学研究，为进一步的生命科学前沿知识的学习或从事生命科学教学科研相关研究奠定基础。

Ch1-31.细胞生物学：研究细胞基本生命活动规律的科学，它从显微、亚显微与分子水平研究细胞结构与功能，细胞增殖、分化、衰老与凋亡，信号转导，基因表达与调控，起源与进化等。

2.细胞学说：一切动植物都是由细胞组成的，细胞是一切动植物的基本单位。

基本内容：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新的细胞可以通过自己存在的细胞繁殖产生。

（细胞只能来自细胞）3.原生质：构成细胞中的所有生命物质，由蛋白质、核酸等生物大分子和水、无机盐、糖类、脂类等生物小分子组成。

4.细胞膜：由磷脂双分子和镶嵌蛋白质构成的富有弹性的半透性膜，具有流动性和不对称性。

5.中膜体：又称间体或质膜体，由细胞质内陷形成，在G+更明显，有拟线粒体之称，可能起DNA复制起点的作用。

6.细胞器：细胞内具有特定形态和功能的显微或亚显微结构。

7.荚膜：位于细胞壁表面的一层松散的黏液物质，主要由葡萄糖和葡萄糖醛酸组成。

8.芽孢：内生孢子，是对不良环境有强抵抗力的休眠体，含水量较丰富的致密体。

9.中心质：蓝藻细胞中央遗传物质DNA所在部位，相当于细菌的核区。

10.细胞体积守恒定律：器官的大小主要决定于细胞的数量，与细胞的数量成正比，而与细胞的大小无关。

11.病毒：迄今发现的最小最简单的，活细胞体内寄生的非细胞生命体，仅有一种核酸和蛋白质构成的核酸-蛋白质复合体。

12.亚病毒：仅由一个有感染性的RNA构成。

13.阮病毒：仅由有感染性的蛋白质构成。

14.分辨率：分开两个质点间的最小距离。

D=0.61λ／N*sin(α/2) N介质折射率α-物镜镜口角15.光学显微镜：光学放大系统，照明系统，机械和支架系统。

0.2μm16.相差显微镜：把光程差转换成振幅差，可用于观察未染色的活细胞。

17.微分干涉显微镜：以平面偏振光为光源，光线经棱镜折射后分成两束，在不同时间经过样品相邻部位，再经另一棱镜将其会和，将厚度差转化成明暗区别，立体感强。