医学细胞生物学复习资料Word格式文档下载.docx
《医学细胞生物学复习资料Word格式文档下载.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《医学细胞生物学复习资料Word格式文档下载.docx（94页珍藏版）》请在冰点文库上搜索。
•单位膜：
电镜下观察，膜相结构的膜由两侧致密深色带（各2nm）和中间一层疏松浅色带（3.5nm）构成，把这三层结构形式作为一个单位，称为单位膜。
第二节原核细胞和真核细胞
原核细胞与真核细胞的比较
特征
原核细胞
真核细胞
细胞大小
较小，1μm～10μm
较大，10μm～100μm
细胞核（根本区别）
无核膜、核仁（拟核）
有核膜、核仁（真核）
DNA
环状双链，不与组蛋白结合
线状双链，与组蛋白结合成染色质
细胞壁
不含纤维素、主要由肽聚糖组成
不含肽聚糖，主要由纤维素组成
细胞器
无（除核糖体外）
有
核糖体
70S
80S
内膜系统
无
复杂
细胞骨架
转录与翻译
转录与翻译同时进行
转录在核内，翻译在胞质中进行
细胞分裂
无丝分裂
有丝分裂，减数分裂
概述1．原生质：
细胞中的生命物质，由细胞质（包括质膜）和细胞核组成。
2．元素组成
•主要元素：
C.H.O.N4种
•少量元素：
S.P.Na.K.Ca.Cl.Mg.Fe8种
•微量元素：
Cu.Zn.Mn.Co.I.Br.F.Si.Sr.Ba10种
3．分子组成
•无机化合物：
水、无机盐
•有机化合物：
糖、脂、维生素、蛋白质（酶）、核酸。
细胞的小分子物质
一、水
•水是细胞内最重要的无机小分子，占细胞总重量的70%。
•大多数代谢过程都需要水参与。
二、无机盐
•占细胞总重量的19%左右，以离子形式存在。
•维持细胞内的渗透压和酸碱平衡。
•作为酶的辅助因子。
三、有机小分子
•是细胞代谢过程中的中间产物，也是构成生物大分子的基本单位。
•主要包括：
单糖、脂肪酸、氨基酸、核苷酸。
•单糖
•脂肪酸功能：
1、构成细胞膜的主要成分。
2、能量
•氨基酸功能：
组成蛋白质的基本结构单位。
•核苷酸
细胞的大分子物质
一、蛋白质
•构成细胞的主要成分，是各种生命物质的主要结构基础。
•基本结构单位：
氨基酸
•基本化学键：
肽键
•氨基酸：
•组成蛋白质的氨基酸有20种，主要以侧链（R）区别----蛋白质特异性和多样性。
•氨基酸通过肽键相连形成多肽链。
（一）蛋白质的分子结构
1.蛋白质的一级结构
•组成蛋白质多肽链的氨基酸的种类、数量和排列顺序。
•是蛋白质的基本结构和功能基础。
•主键：
肽键，少量二硫键
2.蛋白质的二级结构
•在一级结构基础上，肽链上相邻近氨基酸残基间主要靠氢键维系的有规律、
重复有序的空间结构。
•有三种类型：
α螺旋（右手螺旋），β折叠，三股螺旋。
（1）α螺旋肽链以右手螺旋盘绕而成的空心筒状构象
（2）β折叠一条肽链自身回折而成的平行排列构象
（3）三股螺旋是胶原蛋白特有的结构，是动物重要的纤维蛋白
3.蛋白质的三级结构
4.蛋白质的四级结构（血红蛋白四级结构）
注意：
•并非所有蛋白质都有四级结构；
•蛋白质必须在三级结构基础上才能表现出生物活性。
（二）蛋白质的功能
二、核酸
•细胞内贮存和传递遗传信息的生物大分子物质。
核苷酸
3’，5’——磷酸二酯键
1．脱氧核糖核酸（DNA）
2．核糖核酸（RNA）：
信使RNA（mRNA）
转运RNA（tRNA）
核糖体RNA（rRNA）
（一）DNA
1.DNA的结构：
1953年Watson和Crick提出B-DNA分子的双螺旋结构模型。
2.DNA的功能
•携带和传递遗传信息。
•核酶（ribozyme）
•具有酶活性的RNA分子。
•功能：
核酶的底物是RNA分子，它们通过与序列特异性的靶RNA分子配对而发挥作用。
DNA和RNA的比较
RNA
戊糖
脱氧核糖
核糖
碱基
A、G、C、T
A、G、C、U
磷酸
相
同
结构
双螺旋
单链或假双链
分布
细胞核为主
细胞质为主
功能
储存遗传信息
传递和调控遗传信息
几个重要的概念：
•单位膜（unitmembrane）
•细胞膜：
构成细胞外层界膜的单位膜，又称质膜。
•细胞内膜：
核膜和构成各种细胞器的膜。
•生物膜：
细胞膜和细胞内膜统称为生物膜。
第一节膜的化学组成
概述：
•主要由蛋白质、脂类和糖类组成，此外还有水、无机盐和金属离子等。
•功能越复杂的膜其蛋白质所占的比例越大，反之则小。
一、膜脂（MembraneLipids）
•细胞膜上的脂类，是细胞的基本组成成分，形成膜的基本骨架。
•Therearethreemajorclassesoflipids:
•磷脂、胆固醇和糖脂
•磷脂为主
（一）磷脂（phospholipid）
•包括：
磷酸甘油酯——最简单的磷酸甘油脂是磷脂酸、鞘磷脂
磷脂酸：
磷酸+甘油+脂肪酸
鞘磷脂：
脂肪酸+鞘氨醇+胆碱
（二）胆固醇（cholesterol）
•Cholesterolisonlyfoundinanimals.
•极性羟基－固醇环－非极性脂肪酸链
•胆固醇与磷脂的碳氢链相互作用，可阻止磷脂凝集成晶体结构，对膜脂的物理状态具有调节作用。
（三）糖脂（Glycolipids）
•为含一个或几个糖基的脂类。
•大约占外层脂类分子的5%左右。
•脂的特点：
（头部——亲水尾部——疏水）
均含有极性基团和非极性基团，形成亲水头部和疏水尾部，称为双亲媒性分子或兼性分子。
•脂在水环境中存在的三种形式：
单分子团、双分子层、脂质体
二、膜蛋白（Membraneproteins）
•细胞膜最重要组成。
•功能越复杂的膜蛋白质所占的比例越大，反之则小。
•分类：
•膜内在蛋白质：
又称镶嵌蛋白，具有受体、载体、酶的作用；
•膜周边蛋白质：
又称周围蛋白，具有支架、收缩、调节作用。
•膜内在蛋白和膜周边蛋白比较
名称
含量
解离方法
膜内在蛋白
70%~80%
镶嵌于膜脂双分子层中
去垢剂
受体、载体、酶等作用
膜周边蛋白
20%~30%
主要分布于膜内侧
改变溶液的离子强度或PH值及加入金属螯合剂等
起细胞支架、收缩、调节等作用
三、膜糖类
•糖蛋白（glycoprotein）•糖脂（glycolipid）•构成细胞外被。
•细胞外被（cellcoat）
•细胞外被又称糖萼，伸展于质膜的外表面，是质膜中糖蛋白和糖脂向外表面延伸出的寡糖链部分。
•作用：
保护；
细胞物质运输；
决定细胞识别、形态形成和分化时选择性。
•细胞表面（cellsurface）
•包围在细胞质外层的一个复合结构体系和多功能体系，是细胞与外环境物质相互作用，并产生各种复杂功能的部位。
包括细胞膜、细胞外被和胞质溶胶。
•胞质溶胶（cytosol）
•质膜下方的一层厚0.01～0.02μm的较黏滞无结构的液体物质。
•维持细胞的极性和形态，调节膜蛋白的分布和运动。
•细胞膜的基本骨架:
•膜脂生物膜基本骨架
磷脂
胆固醇
糖脂
•膜蛋白多种方式与脂双层结合
膜内在蛋白（镶嵌蛋白）
膜外在蛋白（周边蛋白）
•膜糖质膜外表面
与脂类结合-糖脂
与蛋白结合-糖蛋白
第二节膜的分子结构
液态镶嵌模型:
（S.J.SingerandG.Nicolson（1972））
脂双层构成膜的连贯主体，它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分子层结合。
强调了膜的流动性和膜蛋白的不对称性。
•该模型优点：
强调了膜的流动性以及球形蛋白质与脂双分子层的镶嵌关系，可以解释许多膜中所发生的现象。
•该模型缺点：
没有说明具有流动性的细胞膜在变化过程中怎样保持膜的相对完整性和稳定性。
•“晶格镶嵌模型”和“板块镶嵌模型”对其补充。
第三节膜的特性
一、膜的不对称性（asymmetry）
•膜蛋白分布的不对称性
•膜脂分布的不对称性
二、膜的流动性（fluidity）
（一）膜脂的流动性（Fluidityofmembranelipid）
1、膜脂双分子层是二维流体
•生理条件下，膜脂既有固体分子排列的有序性，又具有液体的流动性，是居于晶态和液态之间的液晶态。
•温度的改变可以在液晶态和晶态之间转换，这种膜脂状态的改变称为相变。
发生相变的临界温度称为膜的相变温度。
2、膜脂分子的运动
（二）膜蛋白的运动性（motilityofmembraneprotein）
（1）侧向扩散：
膜蛋白在膜脂中可以自由漂浮和在膜表面扩散
（2）旋转运动：
膜蛋白能围绕与膜平面相垂直的轴进行旋转运动
（三）影响膜流动性的因素（effectfactorsofmembranefluidity）
•脂双层中的不饱和脂肪酸越多，膜脂流动性越大。
•脂肪酸链越短，膜脂流动性越大。
•胆固醇与磷脂比值：
相变温度以上，胆固醇含量增加，增加膜脂的有序性；
相变温度以下，胆固醇含量增加，防止脂肪酸链相互凝聚，干扰晶态的形成。
•卵磷脂/鞘磷脂：
比值越大，膜脂流动性越大
•脂双层中嵌入的蛋白质越多，膜脂流动性越小
•膜脂中的极性基团、环境温度、PH值、离子强度及金属离子等均对膜脂的流动性产生一定的影响。
小结:
•细胞膜的化学组成
•细胞膜的液态镶嵌模型
•细胞膜的特性（不对称性和流动性）
第三节细胞膜与物质转运
概述：
•与细胞膜有关的物质运输活动包括两类：
•穿膜运输：
小分子和离子
•膜泡运输：
大分子和颗粒物质
●穿膜运输
•穿膜运输是小分子物质和离子穿过细胞膜的运输方式。
•膜的选择性通透
•易于通过膜的物质：
脂溶性物质、不带电荷小分子物质
•不易通过膜的物质：
带电荷物质、大分子物质
•根据是否消耗细胞代谢能，穿膜运输可分为：
•被动运输
•主动运输
一、被动运输
•指物质从浓度高的一侧，穿过膜运输到浓度低的一侧，即顺浓度梯度穿膜扩散，不消耗细胞代谢能的运输方式。
•依据是否需要膜运输蛋白的协助，可分为：
•简单扩散
•离子通道扩散
•易化扩散
（一）简单扩散
•指不需要消耗细胞代谢能，不依靠膜运输蛋白，顺浓度梯度运输小分子物质的运输方式。
•特点：
•顺浓度梯度运输
•不消耗细胞的代谢能
•不依靠膜运输蛋白（直接穿过膜的脂双层）
•条件：
•溶质在膜两侧保持一定的浓度差
•溶质能透过膜（脂溶性小分子）
•决定扩散速度的因素：
•浓度梯度；
•通过物质的分子大小；
•通过物质在脂质中的相对溶解度。
•以简单扩散的方式通过的物质包括：
一些脂溶性物质，如：
苯、乙醚、氯仿、甾类激素等。
不带电荷的极性小分子物质，如：
H2O、CO2、N2、尿素等。
（二）离子通道扩散
•Na＋、K＋、Ca2+等极性很强的水化离子，借助膜上的离子通道由高浓度一侧向低浓度一侧扩散。
•离子通道为膜上的跨膜蛋白。
包括三类：
•电压闸门通道
•配体闸门通道
•机械闸门通道
1.电压闸门通道
•这类通道依据细胞内外带电离子的状态，主要是通过膜电位的变化使其构型发生改变，从而将"
门"
打开。
2.配体门通道
•这类通道在细胞内外的特定配体与其表面受体结合时，引起门通道蛋白发生构象变化，结果使“门”打开。
3.机械闸门通道
•这类通道在细胞内外的机械压力发生改变时，引起门通道蛋白发生构象变化，结果使“门”打开。
•离子通道蛋白介导的离子转运的主要特征：
•转运速度很快；
•高度的选择性；
•都是被动运输。
（三）易化扩散
•一些非脂溶性的物质，需要借助细胞膜上的载体蛋白顺浓度梯度的物质运输方式。
•依靠膜载体蛋白协助
•通过物质：
非脂溶性物质或亲水性物质：
葡萄糖、氨基酸、核苷酸、金属离子以及细胞代谢物等。
•过程：
例：
葡萄糖载体蛋白介导红细膜上葡萄糖的被动转运。
•载体蛋白介导的协助扩散具有以下主要特征:
•高度特异性•饱和现象•可抑制性
•决定因素：
载体蛋白的饱和状态。
二、主动运输
•通过消耗细胞代谢能，将物质从低浓度一侧向高浓度一侧运输，即逆浓度梯度运输的过程叫主动运输。
逆浓度梯度或电化学梯度运输、要消耗细胞的代谢能、需运输蛋白的帮助。
•影响因素：
细胞代谢状态。
•离子泵——由ATP直接提供能量；
•伴随运输——由ATP间接提供能量。
（一）离子泵
•离子泵：
是膜上的一种能将离子逆浓度梯度转运的载体蛋白，实质是一种ATP酶。
•离子泵具有载体和酶的两重作用。
•种类：
•钠钾泵•钙泵（Ca2+-ATP酶）•质子泵：
H+-ATP酶
•以Na+—K+泵（Na+—K+pump）为例说明离子泵的作用机制。
①组成：
大亚基：
跨膜蛋白，具有ATP酶活性，是催化亚单位。
在细胞质侧有Na+和ATP结合的部位，外侧有K+和乌本苷结合的部位。
小亚基：
具有组织特异性的糖蛋白，功能不详。
②作用过程：
是通过ATP水解供能驱动泵构型改变来完成的。
每水解一分子ATP所释放的能量可泵出3个Na+，泵入2个K+。
应用乌本苷能抑制Na+—K+泵。
•Na+-K+泵的作用：
①维持细胞的渗透压，保持细胞的体积；
②维持低Na+高K+的细胞内环境；
③维持细胞的膜电位；
④驱动糖与氨基酸等的主动运输。
（二）伴随运输
•是一类靠细胞代谢能间接提供能量完成的主动运输方式。
•物质跨膜运输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。
•物质逆浓度梯度跨膜运输需同时伴有离子的顺浓度梯度运输，故名伴随运输。
•共运输（同向协同运输）
•对向运输（反向协同运输）
●膜泡运输
概述
•通过膜包裹被转运物形成膜囊泡进行物质转运的方式，称为膜泡运输。
•是大分子和颗粒物质的运输方式。
•分类:
•胞吞作用
•胞吐作用
•均需消耗代谢能。
一、胞吞作用
•是指细胞膜局部发生内陷，将外来的大分子或颗粒物质包裹成小囊泡，最终脱离细胞膜进入细胞内的转运过程。
•类型：
•吞噬作用；
•胞饮作用；
•受体介导的内吞作用。
（一）吞噬作用
•是指细胞内吞较大的颗粒物质或大分子复合物的过程。
•吞噬作用形成的囊泡较大，称为吞噬体。
•作用过程：
以细菌的吞噬为例说明。
•吞噬作用是原生动物获取营养物质的重要方式。
•哺乳动物的大多数细胞没有吞噬作用，只有少数特化细胞具有这一功能，如巨噬细胞等，它们广泛分布在组织和血液中，共同防御微生物的侵入，清除衰老死亡的细胞等。
（二）胞饮作用
•是指细胞内吞液体和溶质或极微小颗粒物质的过程。
•胞饮作用形成的囊泡较小，称为胞饮小体或胞饮小泡。
（三）受体介导的内吞作用
•通过特异性受体—配体结合而引发的吞饮作用，称为受体介导的内吞作用。
•是一种特异、高效地摄取细胞外大分子的方式。
•有被小窝：
•举例：
细胞对胆固醇的摄取
•LDL（低密度脂蛋白）：
LDL颗粒的分子结构为中心含有大约1500个酯化的胆固醇分子，起外包围着800个磷脂分子和500个游离的胆固醇分子，载脂蛋白ApoB100将酯化胆固醇、磷脂、游离胆固醇组装形成球形颗粒。
•LDL受体：
由839个氨基酸残基形成的单次跨膜糖蛋白。
吸收速度快，具有选择性浓缩作用。
•运输物质：
已发现25种受体参与不同大分子的胞吞作用，如胰岛素、某些病毒、低密度脂蛋白（LDL）和转铁蛋白等。
二、胞吐作用
•是细胞以小泡方式向外界环境排除物质的过程。
•这是一种与胞吞作用方向相反的外排过程。
•细胞分泌产生的激素、酶类及未消化的残渣等。
小结：
穿膜运输：
被动运输：
简单扩散
离子通道：
电位门通道
配体门通道
机械门通道
易化扩散
主动运输：
离子泵
伴随运输：
同向运输
对向运输
膜泡运输：
胞吞作用：
吞噬作用
胞饮作用
受体介导的胞吞作用
胞吐作用
•内膜系统（EndomembraneSystem）是指位于细胞质内在结构、功能以及发生上有一定联系的膜性结构的总称。
•内膜系统是真核细胞特有的结构，包括内质网、高尔基复合体、溶酶体、过氧化氢体、核膜以及细胞质内的膜性转运小泡。
•这些膜是相互流动的，处于动态平衡，功能上相互协调。
第一节内质网
一、内质网的形态结构和类型（thestructureandtypeofER）
•ER由封闭的膜系统及其形成的腔构成的相互沟通的网状结构。
它从核膜延伸至细胞质中，靠近细胞质内侧。
•一层单位膜包绕；
管状、泡状和囊状组成的膜性管道系统。
•ER是真核细胞中最大的细胞器。
ER的膜占细胞膜系统的一半。
所包围的体积占细胞总体积的10%。
•内质网的形态结构、分布及数量多少与细胞类型、生理状态及分化程度有关。
一般情况下，已分化细胞的内质网较发达，而增殖能力旺盛的未分化细胞内质网不发达。
因此，内质网发达与否可作为判断细胞分化程度和功能状态的形态学指标。
（1）糙面内质网
（2）光面内质网
二、内质网的化学组成和酶类（thechemicalcompositionandenzymeofER）
•主要为蛋白质、脂类。
•内质网的标志酶是葡萄糖-6-磷酸酶。
•细胞色素P450在内质网膜中最为丰富。
三、内质网的功能（thefuntionsofER）
（一）糙面内质网的功能
1.蛋白质的合成
•糙面内质网合成的蛋白质的类型：
分泌蛋白，膜蛋白，细胞器驻留蛋白
•蛋白质的合成及转移
2.蛋白质的折叠
3.蛋白质的糖基化修饰：
（1）N-连接的寡糖蛋白
（2）O-连接的寡糖蛋白
4.蛋白质的运输
5.糙面内质网与膜脂的合成
（二）光面内质网功能（记标题）
1.脂类的合成和转运2.解毒作用
3.糖原的代谢（使葡糖6-磷酸水解，释放糖至血液中。
）4.储存和调节钙离子浓度
四、微粒体（microsome）
•用蔗糖密度梯度离心法可将SER和RER分离，离心后ER断裂成许多小泡，称微粒体。
•是研究ER化学组成和功能的极好的材料。
◎rER和sER的区别
类别
rER
sER
扁囊状，排列整齐
分支管网状
核糖体附着
附有核糖体
无核糖体附着
合成、修饰、折叠、转移外输性蛋白，另外还可合成脂类。
不同种类的细胞实施不同的功能（脂类合成、解毒、糖原代谢、钙库等）。
第二节高尔基复合体
一、高尔基复合体的形态结构（结构和功能上表现出明显的极性）
•由一层单位膜构成的结构较为复杂、主要由相互联系的三个部分组成：
顺面高尔基网（CGN）、中间高尔基网（MGN）、反面高尔基网（TGN）
•顺面高尔基网（形成面、未成熟面、凸面）：
一般认为是RER芽生而来。
也称转移小泡。
•中间高尔基网：
GC主体部分及最富特征性的结构，由3-8层弓形扁平囊膜平行排列而成。
•反面高尔基网（成熟面、分泌面、凹面）：
由扁平囊末端或成熟面末端膨大脱落而成。
又称浓缩泡或分泌泡。
•构成高尔基复合体主体的膜（扁平）囊，从形成面到成熟面可呈现不同的结构形态，各膜囊所执行的功能也不尽相同，因此，高尔基复合体被称为极性细胞器。
二、高尔基复合体的化学组成
•主要是由蛋白质和脂类组成
•含有多种酶，如催化糖蛋白合成的糖基转移酶，催化糖脂合成的磺基糖基转移酶，以及磷脂酶、糖苷酶等
•标志酶：
糖基转移酶
三、高尔基复合体的功能
•高尔基复合体对蛋白质的加工
•蛋白质的糖基化
•溶酶体酶的磷酸化
•分泌性蛋白质部分肽链的水解
•高尔基复合体对蛋白质的分选
四、高尔基体与细胞内的膜泡运输
高尔基体在细胞内膜泡蛋白运输中起重要的枢纽作用
膜泡运输的主要途径,其中多数与高尔基体直接相关
•通过加工修饰，不同的蛋白质带上可被反面高尔基网专一受体识别的分选信号，进而按照下列可能途径被分类输出：
①溶酶体酶经高尔基复合体分选和包装，以有被小泡的形式被转运到溶酶体。
②分泌蛋白以有被小泡的形式直接运向细胞膜或分泌释放到细胞外——结构性分泌。
③分泌蛋白以分泌小泡的形式暂时性储存于细胞质中，在有需要的情况下，被分泌释放到细胞外——调节性分泌。
第三节溶酶体
•溶酶体几乎存在于所有的动物细胞中。
•溶酶体（lysosome）是单层膜围绕、内含多种酸性水解酶类的囊泡状细胞器。
•主要功能是进行细胞内的消化作用。
一、溶酶体的形态结构与酶
•形态结构：
溶酶体是由一层单位膜构成的含有多种酸性水解酶的囊泡状细胞器。
•最适pH＝5•特征酶：
酸性磷酸酶
二、溶酶体膜的特性（溶酶体内的pH为5.0）
①溶酶体膜上具有H+泵及Cl-通道，能将细胞质中的H+及Cl-运输到溶酶体中维持其酸性环境。
②溶酶体膜的蛋白质表现为高度糖基化，可防止溶酶体膜被自身的酸性水解酶消化。
升级会员 