细胞生物学重点.docx

1、细胞生物学重点细胞生物学重点第一章细胞学说的主要研究内容：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、细胞工程细胞学说的定义及主要内容：定义：一切动植物都是由细胞组成的，细胞是一切动植物的根底单位主要内容： 细胞是有机体， 一切动植物都是由单细胞发育而来，物所组成； 所有细胞在结构和组成上根本相似； 新细胞是由已存在的 细胞分裂 而来； 生物的疾病是因为其细胞机能失常。 .细胞是生物体结构和功能的根本单位。 .生物体是通过细胞的活动来反映其功能的。第二章细胞是生命活动的根本单

2、位：即生物是由细胞和细胞的产1 一切有机体都是由细胞构成， 细胞是构成有机体的根本单位， 只有病毒是非细胞形态的生命体2细胞具有独立的，有序的自控代谢系统，它是代谢与功能的根本单位3细胞是有机体生长与发育的根底4细胞是遗传的根本单位，细胞具有遗传的全能性5没有细胞就没有完整的生命最小最简单的细胞是什么以及为什么：最小的细胞是支原体因为：1、一个细胞生存与增殖必须具备的结构装置与机能是： 细胞质膜 、遗传 信息载体 DNA与 RNA 、进行蛋白质合成的一定数量的 核糖体 以及催化主要 酶促反响 所需要的酶，这些 支原体 细胞已经具备。2、从保证一个细胞生命活动运转所必需的条件看，一个细胞体积的最

3、小极限直径不可能小于 100NM ，而现在发现的最小支原体细胞的直径已经接近这个极限。因此，比支原体更小更简单的细胞， 似乎不可能满足生命活动的根本要求， 所以说支原体是最小最简单的细胞 .古核细胞与真核细胞的相似性：（1在能量产生与新陈代谢方面与真细菌有许多相同之处（2复制、转录和翻译那么更接近真核生物（3核糖体蛋白与真核细胞的类似（4细胞壁不含肽聚糖，有的以蛋白质为主，有的含杂多糖，有的类似于肽聚糖（5 DNA 具有内含子并结合组蛋白所以，古核生物与真核生物可能共有一个由真细菌的祖先歧化而来的共同祖先。真核细胞的根本机构体系：生物膜结构体系、遗传信息表达结构体系、细胞骨架结构体系。第三章分

4、辨率：分开两个指点间的最小距离什么对分辨率有影响：物镜镜口角 、入射光的波长、介质的折射率负染色技术： (negative staining)某些结构、 如线粒体基粒， 核糖体和蛋白质以及其组装成的纤维甚至病毒等， 可以通过负染色电镜技术观察其精细结构，负染色是用重金属， 如磷钨酸或醋酸双氧轴， 对铺展在载网上的样品进行染色， 吸取多余染料， 样品经枯燥后， 整个载网上都铺上了一薄层重金属盐， 从而衬托出样品的精细结构冷冻蚀刻技术 :冷冻蚀刻 freeze etching 技术是在冷冻断裂技术的根底上开展起来的更复杂的复型技术。 如果将冷冻断裂的样品的温度稍微升高， 让样品中的干冰在真空中升华

5、， 而在外表上浮雕出 细胞膜 的超微结构。当大量的干冰升华之后，对浮雕外表进行铂一碳复型，并在腐蚀性溶液中除去生物材料，复型经重蒸水屡次清洗后，捞在载网上作电镜观察。第三章密度梯度离心：用一定的介质在离心管内形成一连续或不连续的密度梯度， 将细胞混悬液或匀浆置于介质的顶部，通过重力或离心力场的作用使 细胞 分层、别离。这类别离又可分为速度沉降和等密度沉降平衡两种。 密度梯度离心常用的介质为氯化铯， 蔗糖和多聚蔗糖。 别离活细胞的介质要求： 1能产生密度梯度，且密度高时，粘度不高； 2PH 中性或易调为中性； 3浓度大时渗透压不大； 4对细胞无毒。等密度梯度离心：当不同颗粒存在 浮力密度 差时，

6、在离心力场下，在密度梯度介质中，颗粒或向下沉降，或向上浮起， 一直移动到与它们各自的密度恰好相等的位置， 在这里颗粒没有重量， 不管离心多长时间， 它们再也不移动了， 形成一系列密度区。 从而使不同浮力密度的物质得到别离。原位杂交技术：原位杂交技术的根本原理是利用核酸分子单链之间有互补的碱基序列， 将有放射性或非放射性的外源核酸 (即探针 )与组织、 细胞或染色体上待测 DNA 或 RNA 互补配对， 结合成专一的核酸杂交分子， 经一定的检测手段将待测核酸在组织、 细胞或染色体上的位置显示出来。为显示特定的核酸序列必须具备 3 个重要条件：组织、细胞或染色体的固定、 具有能与特定片段互补的核苷

7、酸序列 (即探针 )、有与探针结合的标记物！流式细胞仪： flow cytometer;FCM将流体喷射技术、激光技术、空气技术、 射线能谱术及电子计算机等技术与显微荧光光度计密切结合的一种非常先进的检测仪器。 通过测量细胞及其他生物颗粒的散射光和标记荧光强度，来快速分析颗粒的物理或化学性质，并可以对细胞进行分类收集，可以高速分析上万个细胞，并能同时从一个细胞中测得多个细胞特征参数，进行定性或定量分析，具有速度快、精度高、准确性好等特点。单克隆抗体： monoclonal antibody 动物脾脏有上百万种不同的 B 淋巴 细胞系，具有不同 基因 不同的 B 淋巴细胞合成不同的抗体 。当机体

8、受 抗原 刺激时，抗原分子上的许多决定簇分别激活各个具有不同基因的 B细胞 。被激活的 B 细胞分裂 增殖形成 效应 B 细胞浆细胞和记忆 B 细胞，大量的浆细胞克隆合成和分泌大量的抗体分子分布到血液、 体液中。 如果能选出一个制造一种专一抗体的浆细胞进行培养， 就可得到由单细胞经分裂增殖而形成 细胞群 ，即单克隆。 单克隆细胞将合成针对一种 抗原决定簇 的抗体，称为单克隆抗体。第四章生物膜的流动模型模型主要强调：1、膜的流动性2、膜蛋白分布的不对称性脂质体： liposome 根据磷脂分子可在水中形成稳定的脂双层膜的趋势而制备的人工膜膜蛋白的类型：1、外在膜蛋白、外周围膜蛋白2、内在膜蛋白、

9、称整合膜蛋白extrinsic membrane protein intrinsic membrane protein3、脂锚定膜蛋白 lipid anchored protein !膜脂的流动性：脂肪酸链越短，不饱和性程度越高，膜脂的流动性越大。温度对膜脂的运动有明显的影响细胞质膜的根本功能：为细胞的生命活动提供相对稳定的内环境；选择性的物质运输， 包括代谢底物的输入与代谢产物的排除， 其中伴随着能量的传递；提供细胞识别位点，并完成细胞内外信息跨膜传递；为多种酶提供结合位点，使酶促反响高效而有序地进行；介导细胞与细胞，细胞与基质之间的连接；质膜参与形成具有不同功能的细胞外表特化结构.细胞外表

10、的特化结构是为适应某种环境而形成的特殊外表结构，如：膜骨架，鞭毛和纤毛，微绒毛及细胞的变形足等， 分别与细胞形态的维持，细胞运动， 细胞的物质交换等功能有关 .膜骨架： membrane skeleton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。参与维持细胞质膜的形状，协助质膜完成多种生理功能血影： blood ghost 指人的 红细胞 经低渗处理后，质膜破裂剩下保持原来的形态和大小的细胞膜结构。第五章载体蛋白的定义： carrier protein 生物膜中运载离子或分子穿膜的蛋白质。载体蛋白的特性：1.专一性，一种载体蛋白在细胞内外物质进行运输时只能对应的运送唯一的一种物质

11、2.饱和性，细胞膜上的载体蛋白数量有限，在运输过程中当所有载体蛋白都以 承当相应的运输任务时，运输的速度不在因其他条件加快通道蛋白的定义： channel protein通道蛋白是一类横跨细胞膜 ,能使适宜大小的分子及带电荷的分子通过简单的自由扩散运动 ,从质膜的一侧转运到另一侧的蛋白质。其主要分为两大类：水通道蛋白和离子通道蛋白通道蛋白的特点 :1介导被动运输。2对离子有高度选择性。3转运速率高4不持续开放，受 “阀门 控制。简单扩散： simple diffusion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水孔蛋白

12、： aquaporin膜内在蛋白质，形成专门输送水的穿膜通道，存在于红细胞和肾组织中，由4个相同的亚基组成，每个亚基(28 kDa) 含 6个穿膜 螺旋，极大地增加膜的水通透性协助扩散： (facilitated diffusion)是指非脂溶性物质或亲水性物质，如氨基酸、糖和金属离子等借助细胞膜上的膜蛋白的帮助顺浓度梯度或顺电化学浓度梯度，不消耗ATP 进入膜内的一种运输方式主动运输： active transport指物质逆浓度梯度，在载体的协助下，在能量的作用下运进或运出细胞膜的过程。Na+ 、K+和 Ca2+ 等离子，都不能自由地通过磷脂双分子层 ，它们从低浓度一侧运输到高浓度一侧，需

13、要 载体蛋白 的协助，同时还需要消耗细胞内化学反响所释放的能量。协同运输是高等主动运输协同运输 cotransport是一类靠间接提供能量完成的主动运输方式。物质跨膜运动所需要的能量来自膜两侧离子的电化学浓度梯度，而维持这种电化学势的是钠钾泵或质子泵。动物细胞中常常利用膜两侧Na+ 浓度梯度来驱动，植物细胞和细菌常利用H+ 浓度梯度来驱动。根据物质运输方向与离子沿浓度梯度的转移方向，协同运输又可分为：同向协同symport 与反向协同 antiport 。1 、同向协同同向协同 symport指物质运输方向与离子转移方向相同。如动物小肠细胞对葡萄糖的吸收就是伴随着Na+的进入， 细胞内的 Na

14、+ 离子又被钠钾泵泵出细胞外，细胞内始终保持较低的钠离子浓度，形成电化学梯度。在某些细菌中，乳糖的吸收伴随着H+的进入，每转移一个 H+ 吸收一个乳糖分子。2 、反向协同反向协同 antiport 物质跨膜运动的方向与离子转移的方向相反，如动物细胞常通过Na+/H+ 反向协同运输的方式来转运H+ 以调节细胞内的PH 值，即 Na+的进入胞内伴随者 H+ 的排出。此外质子泵可直接利用ATP 运输 H+来调节细胞 PH 值。还有一种机制是 Na+ 驱动的 Cl-HCO3- 交换，即 Na+与 HCO3- 的进入伴随着Cl- 和 H+ 的外流， 如红细胞膜上的带3蛋白。胞吞作用： endocytos

15、is)质膜四陷将所摄取的液体或颗粒物质包裹，逐渐成泡，脂双层融合、箍断，形成细胞内的独立小泡。胞吐作用： exocytosis细胞通过囊泡的形成并与细胞膜融合而将胞内物质 (液态或固态 )排出第六章：线粒体与叶绿体为什么是半自助细胞器？因为线粒体和叶绿体中含有质体，他们是一些环状 DNA ，可以编码一些蛋白质，但是线粒体和叶绿体的功能所需要的大多数蛋白质还是有细胞核表达形成的， 另外，线粒体和叶绿体不能再分裂的细胞中凭空产生， 而是依靠线粒体和叶绿体的分裂增殖， 然后再分裂的两个细胞中分配。线粒体和叶绿体与什么有关？与能量有关线粒体的结构及功能： mitochondrion 真核细胞中由双层高

16、度特化的单位膜围成的细胞器。主要功能是通过氧化磷酸化作用合成ATP，为细胞各种生理活动提供能量。线粒体一般呈短棒状或圆球状。线粒体由外至内可划分为线粒体外膜 OMM、线粒体膜间隙 、线粒体内膜 IMM 和 线粒体基质 四个功能区。功能：能量转化线粒体是真核生物进行氧化代谢的部位，是 糖类 、脂肪 和氨基酸 最终氧化释放能量的场所三羧酸循环糖酵解中生成的每分子 丙酮酸 会被 主动运输 转运穿过线粒体膜储存钙离子线粒体可以储存钙离子，可以和内质网、 细胞外基质 等结构协同作用，从而控制细胞中的钙离子浓度的动态平衡。其他功能：1 、调节膜电位 并控制 细胞程序性死亡2、细胞增殖与细胞代谢的调控3、合

17、成胆固醇及某些血红素叶绿体的结构与功能： chloroplast植物细胞中由双层膜围成， 含有叶绿素能进行光合作用的细胞器。间质中悬浮有由膜囊构成的类囊体，内含叶绿体DNA 。植物细胞中由双层膜围成， 含有叶绿素能进行光合作用的细胞器。间质中悬浮有由膜囊构成的类囊体，内含叶绿体DNA 。它能利用光能同化二氧化碳和水，合成贮藏能量的有机物，同时产生氧。第七章细胞膜系统： (endomembrane system)细胞的各种膜结构组成了在结构和功能上有一定关系的统一整体，即细胞膜系统.细胞的各种膜结构： 细胞膜 、核膜 及膜性细胞器 内质网 、高尔基体 、溶酶体 等内质网的形态结构与功能： end

18、oplasmic reticulum;ER 真核细胞细胞质内广泛分布的由膜构成的扁囊、小管或小泡连接形成的连续的三维网状膜系统。分为糙面内质网和光面内质网两种。形态结构：内质网膜约占细胞总膜面积的一半，是真核细胞 中最多的膜。内质网是 内膜 构成的封闭的网状管道系统。具有高度的多型性。粗面内质网RER 呈扁平囊状，排列整齐，膜围成的空间称为 ER 腔 lumen，膜外有 核糖体 附着。 SER 呈分支管状或小泡状，无核糖体 附着。肌肉 细胞中的内质网是一种特化的滑面内质网SER，称为 肌质网 ，可贮存Ca2+，引起肌肉收缩。细胞不含纯粹的 RER 或 SER，它们分别是 ER 连续结构的一局部

19、。功能：糙面内质网： rough endoplasmic reticulum RER 一蛋白质合成向细胞外分泌的蛋白、如抗体、激素；跨膜蛋白，并且决定膜蛋白在膜中的排列方式；需要与其它细胞组合严格分开的酶，如溶酶体的各种水解酶；需要进行修饰的蛋白，如糖蛋白。二蛋白质的修饰与加工包括 糖基化 、羟基化、酰基化、二硫键形成等，其中最主要的是糖基化，几乎所有内质网上合成的蛋白质最终被糖基化。糖基化的作用是： 使蛋白质能够抵抗消化酶的作用；赋予蛋白质传导信号的功能；某些蛋白只有在糖基化之后才能正确折叠。三新生肽链的折叠、组装和运输光面内质网： smooth endoplasmic reticulum

20、SER1、合成膜脂2、解毒作用解毒作用3、调节血糖浓度4、形成一些特殊结构5、支撑作用过氧化物酶体： peroxisome又称 微体 microbody ，单层膜围绕的内含一种或几种氧化镁类的细胞器信号肽： signal sequence 或 signal peptide蛋白质分选途径：蛋白质是由核糖体合成的， 合成之后必须准确无误地运送到细胞的各个部位， 此过程称为蛋白质的分选。蛋白质分选途径大体可分为两种： 1翻译后转运途径：在细胞质基质游离核糖体上完成多肽链的合成， 然后转运至膜周围的细胞器， 如线粒体、 叶绿体、 过氧化物酶体及细胞核，或者成为细胞质基质的可溶性驻留蛋白和支架蛋白 2

21、共翻译转运途径：蛋白质合成在游离核糖体上起始后由信号肽引导移至糙面内质网， 然后新生肽边合成边转入糙面内质网中， 在经高尔基体加工包装运输到溶酶体、 细胞质膜或分泌到细胞外， 内质网与高尔基体本身的蛋白质分选也是通过这一途径完成的。 影响因素： 1.分选信号 2.核糖体的存在部位蛋白质分选的四种根本类型： 1 、蛋白质的跨膜转运：主要指在细胞质基质合成的蛋白质转运至内质网、线粒体、叶绿体和过氧化物酶体等细胞器。 2、膜泡运输：蛋白质通过不同类型的转运小泡从其糙面内质网合成部位转运至高尔基体进而分选运至细胞不同的部位。 3 、选择性的门控转运：指在细胞质基质中合成的蛋白质通过核孔复合体选择性地完

22、成核输入或从细胞核返回细胞质。 4 、细胞质基质中的蛋白质的转运。第八章细胞通讯： (cell communication)指在多细胞生物的细胞社会中 , 细胞间或细胞内通过高度精确和高效地发送与接收信息的通讯机制 , 并通过放大引起快速的细胞生理反响， 或者引起基因活动 ,此后发生一系列的细胞生理活动来协调各组织活动 , 使之成为生命的统一整体对多变的外界环境作出综合反响。细胞通讯方式1.分泌化学信号进行通讯： 内分泌 endocrine、旁分泌 paracrine、自分泌 autocrine 、化学突触 chemical synapse；2.接触性依赖的通讯：细胞间直接接触，信号分子与受体

23、都是细胞的跨膜蛋白的通讯方式；3.间隙连接实现代谢偶联或电偶联受体： receptor能与细胞外专一信号分子配体 结合引起细胞反响的蛋白质 。分为细胞外表受体和细胞内受体 。细胞外表受体分数三大家族：1、离子通道耦联受体 ion-channel-coupled peceptor 2、 G 蛋白耦联受体 G protein-coupled receotors GPCRs 3、酶联受体 (enzyme-linked receptor)第二信使： second messengers)第二信使为第一信使作用于靶细胞后在胞浆内产生的信息分子，第二信使将获得的信息增强，分化， 整合并传递给效应器才能发挥特

24、定的生理功能或药理效应。 第二信使包括：环磷腺苷，环磷鸟苷，二酰甘油 DAG 钙离子， 1， 4， 5-肌醇三磷酸等。信号传导途径： (Signal transduction)1、 G 蛋白耦联2、离子通道耦联3、酶偶联磷脂酰肌醇双信使信号第九章细胞骨架： cytoskeleton 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。微丝 microfilament MF 又称肌动蛋白丝或纤维肌动蛋白微丝主要由 肌动蛋白 actin构成，和肌球蛋白 myosin，一种 分子马达蛋白一起作用，使细胞运动 。它们参与细胞的 变形虫 运动、植物细胞的 细胞质 流动与 肌肉

25、细胞的收缩微丝的组装：微丝的组装分为三个阶段： 即成核期 (nuleation phase)、生长期 (growth phase) 或延长期， 以及平衡期 (eauilibrium) 。成核期是微丝组装的限速过程，需要一定的时间，故又称延迟期，此时肌球蛋白开始聚合，其二聚体不稳定，易水解，只有形成三聚体才稳定， ，即核心形成。一旦核心形成， 球状肌球蛋白便迅速在核心两端聚合， 进入生长期。 微丝两端的组装速度有差异， 正端的组装速度明显快于负端，约为负端的 10倍以上。 微丝延长到一定时期， 肌动蛋白掺入微丝的速度与其从微丝负端解离的速度到达平衡， 此时进入平衡期， 微丝长度根本不变，正端延长

26、长度等于负端缩短的长度，并仍进行着聚合与解离活动。 微丝的组装可用踏车模型 (treadmiling model) 和非稳态动力学模型 (dynamic instability) 来解释，但后者更为合理。 ATP 是调节微丝组装的动力学不稳定性行为的主要因素。另外，微丝结合蛋白(actin-binding protein,ABP) 对微丝的组装也有调控作用。微丝特异性药物细胞松弛素 cytochalasin 可切断微丝纤维， 并结合在微丝末端抑制肌动蛋白加合到微丝纤维上， 特异性的抑制微丝功能。鬼笔环肽 phalloidin 与微丝能够特异性的结合， 使微丝纤维稳定而抑制其功能。 荧光标记的鬼

27、笔环肽可特异性的显示微丝。微管 microtubule;MT 由微管蛋白原丝组成的不分支的中空管状结构。直径约 25 nm，是细胞骨架成分，与细胞支持和运动有关。纺锤体、真核细胞纤毛、中心粒等均系由微管组成的细胞器。微管是一种具有极性的 细胞骨架 。微管是由 ， 两种类型的微管蛋白亚基形成的微管蛋白二聚体， 由微管蛋白二聚体组成的长管状 细胞器 结构。微管由微管蛋白异源二聚体为根本构件， 螺旋盘绕形成微管的壁。微管的组装：分为成核和延伸两个阶段微观组织中心 microtubule organizing center;MTOC 特殊结构，中心体、鞭毛和纤毛中间丝又称 中间纤维 intermedi

28、ate filament ， IF 直径 10nm 左右，介于 微丝 和微管 之间！第十章核孔复合体： nuclear pore complex 核定位序列： nuclear localization sequence称作核定位信号 nuclear localizationsignal ，NLS 。染色质： chromatin 最早是 1879年 Flemming 提出的用以描述核中染色后强烈着色的物质。现在认为染色质是细胞间期细胞核内能被 碱性染料 染色的物质。染色质的根本化学成分为脱氧核糖核酸核蛋白 ，它是由 DNA 、组蛋白 、非组蛋白和少量 RNA 组成的复合物。染色体 :(Chromosome )是细胞内具有遗传性质的物体，易被碱性染料染成深色，所以叫染色体染色质是脱氧核甘酸， 是细胞核内由 核蛋白 组成、能用碱性染料染色、有结构的线状体，质基因的 载体。；其本质是遗传物染色体与染色质的联系与区别：1、染色体由脱氧核糖核酸、蛋白质和少量核糖核酸组成的线状或棒状物，是生物主要遗传物质的载体。因是细胞中可被碱性染料着色的物质，故名。2、染色质是间期细胞核中由 DNA 和组蛋白构成的染色物质。3、染