细胞生物学.docx
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细胞生物学
目录
第一章绪论-1-
第二章细胞的统一性与多样性-1-
第三章细胞生物学研究方法-2-
第四章细胞质膜-2-
第五章物质的跨膜运输-3-
一、被动运输-3-
二、主动运输-4-
三、胞吞与胞吐作用-4-
第六章细胞的能量转换——线粒体-4-
第七章真核细胞内膜系统、蛋白质分选与膜泡运输-5-
一、细胞质基质的涵义与功能：
-5-
二、细胞内膜系统及其功能-5-
三、细胞内蛋白质的分选与膜泡运输-7-
第八章细胞信号转导-8-
一、概述-8-
二、细胞内受体介导的信号传递-8-
三、G蛋白耦联受体介导的信号转导-9-
第九章细胞骨架（Cytoskeleton）-9-
一、微丝与细胞运动-9-
二、微管及其功能-10-
三、中间丝（中间纤维，IF）-10-
第十章细胞核（nucleus）与染色体（chromosome）-11-
一、核被膜（nuclearenvelope）与核孔复合体（NPC）-11-
二、染色质（chromatin）-12-
三、染色体-13-
四、核仁-13-
第十一章核糖体（ribosome）-13-
第十二章细胞增殖及其调控-14-
一、细胞周期-14-
二、有丝分裂（mitosis）-15-
三、减数分裂-15-
第十三章细胞衰老与凋亡-16-
第十四章细胞分化（celldifferentiation）与基因表达调控-16-
第一章绪论
1、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细胞的起源及进化⑧细胞工程
2、当前细胞生物学研究的总趋势与重点领域：
总趋势：
细胞生物学与分子生物学（包括分子生物学与生物化学）相互渗透与交融是总的发展趋势。
重点领域：
①以染色体DNA与蛋白质相互作用关系—主要是非组蛋白对基因组的作用
②细胞增殖、分化、凋亡的相互关系及其调控
③细胞信号转导的研究④细胞结构体系的组装
3、英国学者胡克与1665年用自制显微镜发现了细胞。
4、细胞学说的基本内容（施莱登、施旺）：
①细胞是有机体，一切动植物都是由细胞发育而来，并有细胞和细胞产物构成
②每个细胞作为一个相对独立的单位，既有他自己的生命，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
第二章细胞的统一性与多样性
1、细胞是生命活动的基本单位：
①一切有机体都有细胞构成，细胞是构成有机体的基本单位
②细胞具有独立性、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
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，毫无例外的存于一起细胞内
⑤所有细胞的增值都以一分为二的方式进行分裂
3、病毒
基本知识：
①病毒主要是由核酸分子（DNA或RNA）与蛋白质构成的核酸—蛋白质复合体，根据核酸类型的不同，可分为两大类：
DNA病毒与RNA病毒②类病毒仅由有感染性的RNA构成③阮病毒仅由有感染性的蛋白质亚基构成
增值过程：
①病毒侵入细胞，病毒核酸的侵染②病毒核酸的复制、转录与蛋白质的合成③病毒的组装、成熟与释放
4、原核细胞
基本特点：
遗传的信息量小，遗传信息载体仅由一个环状DNA构成；细胞内没有分化为以膜为基础的具有专门结构与功能的细胞器和细胞核膜。
主要代表：
支原体（mycoplast）—目前发现的最小最简单的细胞、细菌、蓝藻又称蓝细菌（Cyanobacteria）
5、支原体是目前发现的最小最简单的细胞；细胞生存需具备的结构：
细胞膜、遗传信息载体DNA与RNA、进行蛋白质合成的核糖体、催化主要酶促反应所需要的酶；细胞体积最小极限直径不可能小于100nm，而支原体的直径已接近这个极限。
6、真核细胞的基本结构体系：
①以脂质及蛋白质成分为基础的生物膜结构体系（细胞表面及模性细胞器）
②以核酸（DNA或RNA）与蛋白质为主要成分的遗传信息表达体系（核小体—染色质、组蛋白、非组蛋白）
③由蛋白质分子组装成的细胞骨架结构（细胞骨架、细胞核骨架）。
7、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。
8、原核细胞与真核细胞基本特真的比较：
特征原核细胞真核细胞
细胞质膜有（多功能性）有
核膜无有
染色体由一个环状DNA分子构成的单个染2条染色体以上，染色体由线状DNA
色体,DNA不与或很少与蛋白质结合与蛋白质组成
核仁无有
线粒体无有
内质网无有
高尔基体无有
溶酶体无有
核糖体70S（包括50S与30S的大小亚基）80S（包括60S与40S的大小亚基）
光合作用结构蓝藻含有叶绿素a的膜片层结构,植物叶绿体具有叶绿素a与b
细菌具有菌色素
核外DNA细菌具有裸露的质粒DNA线粒体DNA，叶绿体DNA
细胞壁主要成分是氨基酸与壁酸植物细胞壁的主要成分为纤维素与果胶,
动物细胞无细胞壁，真菌为几丁质
细胞骨架无有
细胞增殖（分裂）方式无丝分裂（直接分裂）以有丝分裂（间接分裂）为主
9、古核细胞（古细菌）：
是一些生长在地球上特殊环境中的细菌其形态结构、DNA结构及其基本生命活动方式与原核细胞相似。
特点：
①无核膜及内膜系统②以甲硫氨酸起始蛋白质的合成、核糖体对氯霉素不敏感、RNA聚合酶和真核细胞的相似、具有内含子和组蛋白③细胞膜中的脂类不可皂化，细胞壁不含肽聚糖④生活在极端环境中，如：
产甲烷菌、极端嗜盐菌、极端嗜热菌。
第三章细胞生物学研究方法
1、相差显微镜：
将光程差或相位差，转化成振幅差。
可观察活细胞。
2、微分干涉显微镜：
偏振光经合成后，使样品中厚度上的微小区别转化成明暗区别，增加了样品反差且具有立体感。
适于研究活细胞中较大的细胞器。
3、单克隆抗体技术（monoclonalantibody）（P73）：
将产生抗体的的淋巴细胞与肿瘤细胞在聚乙二醇或灭火的病毒的介导下进行融合。
第四章细胞质膜
1、生物膜的结构模型：
①E.Gorter和F．Grendel（1925）：
“蛋白质-脂类-蛋白质”三夹板质膜结构模型
②J.D.Robertson（1959年）：
单位膜模型
③S.J.Singer和G.Nicolson（1972）：
生物膜的流动镶嵌模型
④K.Simonsetal（1988）:
脂筏模型（lipidraftsmodel）
2、膜脂成分主要包括：
磷脂（50%↑）、糖脂（5%↓）、胆固醇（30%↓）三种类型。
４种热运动方式：
沿膜平面的侧向运动（基本运动方式）；脂分子围绕轴心的自旋运动；脂分子尾部的摆动；双层脂分子之间的翻转运动。
3、膜蛋白的基本类型：
外在（外周）膜蛋白，内在（整合）膜蛋白，脂质锚定膜蛋白。
4、生物膜的基本特征与功能：
基本特征：
膜的流动性，膜的不对称性，膜的分相现象。
膜的流动性是生物膜的基本特征之一，细胞进行生命活动的必要条件。
膜蛋白的流动性证明实验：
荧光抗体免疫标记实验。
基本功能：
①为细胞的生命活动提供相对稳定的内环境。
②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。
③提供细胞识别位点,并完成细胞内外信息跨膜转导。
④为多种酶提供结合位点,使酶促反应高效而有序地进行。
⑤介导细胞与细胞、细胞与基质之间的连接。
⑥质膜参与形成具有不同功能的细胞表面特化结构。
⑦膜蛋白的异常与某些遗传病、恶性肿瘤甚至神经退行性疾病相关，很多膜蛋白可作为疾病治疗的药物靶标。
细胞质膜各部分名称：
细胞外表面、原生质表面、细胞外小页断裂面、原生质小页断裂面。
5、膜骨架的概念：
指细胞质膜下与膜蛋白相连的由纤维蛋白组成的网架结构,它参与维持细胞质膜的形状并协助质膜完成多种生理功能。
6、红细胞质膜蛋白主要包括：
血影蛋白或称红膜肽、锚蛋白、带3蛋白、带4.1蛋白、肌动蛋白。
第五章物质的跨膜运输
一、被动运输
（一）膜转运蛋白：
载体蛋白、通道蛋白
1、载体蛋白及其功能：
（1）每种载体蛋白与特定的溶质分子结合，通过一系列构象的改变介导溶质分子的跨膜转运。
（2）功能：
①通透酶性质。
有特异性的结合位点，可同特异性底物（溶质）结合；载体蛋白具有高度的选择性，通常只转运一种类型的分子；具有类似酶与底物作用的饱和动力学特性；可以被底物竞争性抑制，又可以被某种抑制剂非竞争性抑制。
②可介导主动运输与被动运输。
2、通道蛋白及其功能
（1）通道蛋白形成跨膜的离子选择性通道，对离子的选择性依赖于离子通道的直径和形状及内衬带电荷氨基酸分布，所以只有大小和电荷适宜的离子才能通过。
（2）特性：
①离子通道具有极高的转运速率。
②离子通道没有饱和值，在很高的离子浓度下通过的离子量没有最大值。
③离子通道是门控的。
根据激活信号的不同，离子通道又区分为电压门通道、配体门通道、应力激活通道。
（二）特点：
运输方向：
高浓度向低浓度；跨膜动力：
物质的浓度梯度；能量消耗：
不需要；膜转运蛋白：
协助扩散—需要、简单扩散—不需要。
（三）类型：
1、简单扩散：
小分子的热运动可使分子从膜的一侧通过细胞质膜进入另一侧，特点是不需要提供能量和转运蛋白的协助。
2、协助扩散：
是各种极性分子和无机盐离子，如糖、氨基酸、核苷酸及细胞代谢物等顺其浓度梯度或化学梯度的跨膜转运，该过程不需要能量但有特异性转运蛋白的协助（葡萄糖载体蛋白家族，通过构象的改变完成G的协助转运）。
特征：
比简单扩散转运速率高；与酶催化反应相似，有最大转运速率；不同的载体蛋白对溶质的亲和性不同（G载体1-4对G亲和力不同，G5偏好转运果糖）。
二、主动运输
1、特点：
运输方向:
低浓度向高浓度；能量消耗:
需要；膜转运蛋白:
需要。
2、三种基本类型
①ATP直接提供能量（ATP驱动泵），实现离子或小分子逆浓度梯度或电化学梯度的跨膜运动。
②间接提供能量—耦联转运蛋白。
（协同转运蛋白）
③光能驱动。
（主要在细菌中发现，对溶质的主动运输与光能的输入相耦联）
3、钠钾泵（P110）：
结构：
Na+--K+泵是由2个α亚基和2个β亚基组成的四聚体，β亚基是糖基化的多肽不直接参与离子跨膜运动，帮助内质网新合成的α亚基进行折叠。
机制：
在细胞内测α亚基与Na+结合促进ATP水解，α亚基上的一个天冬氨酸的残基磷酸化引起α亚基构象发生变化，将Na+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+泵进细胞，完成整个循环。
4、离子跨膜转运与膜电位（P116）：
膜电位：
细胞质膜两侧各种带电物质形成的电位差的总和即膜电位。
细胞在静息状态下的膜电位成为静息电位；在刺激作用下行使通讯功能的快速变化的膜电位称为动作电位。
静息电位是细胞质膜内外相对稳定的电位差，质膜内为负值，质膜外为正值，这种现象又称为极化。
四个阶段：
静息状态（Na+、K+通道关闭）、除极化期（Na+通道打开）、再极化期（Na+通道失活，K+通道打开）和超极化期（K+通道保持开放，Na+通道失活）
三、胞吞与胞吐作用
1、胞饮作用与吞噬作用的主要区别
①胞吞泡的大小不同，胞饮：
小于150nm，吞噬：
大于250nm
②所有真核细胞都能通过胞饮作用连续摄入溶液及可溶性分子，而较大的颗粒性物质则主要由特殊吞噬细胞通过吞噬作用摄入。
③胞吞泡形成的机制不同。
胞饮泡的形成需要网格蛋白的帮助，吞噬泡的行程需要微丝及其结合蛋白的帮助。
2、胞吐作用
组成型的外排途径：
粗面内质网→高尔基体→分泌泡→细胞表面
调节型的外排途径：
储存——刺激——释放
第六章细胞的能量转换——线粒体
1、线粒体的形态结构
①外膜：
含有孔蛋白，通透性较高。
标志性酶是单胺氧化酶。
②内膜：
高度不通透性，向内折叠形成嵴。
含有与能量转换相关的蛋白。
标志性酶是细胞色素氧化酶。
③膜间隙：
含许多可溶性酶、底物及辅助因子。
④线粒体基质：
含三羧酸循环酶系、线粒体基因表达酶系等以及线粒体DNA,RNA，核糖体。
2、ATP形成机制——氧化磷酸化
①ATP分子结构：
（P139）
实质:
能量转化过程:
有机物分子中储存的能量→高能电子→质子动力势能→ATP
*分子结构：
F1颗粒具有ATP酶活性线粒体ATP合成系统的解离与重建实验证明电子传递与ATP合成是由两个不同的结构体系执行。
*工作特点：
可逆性复合酶，能利用质子电子化学梯度电化学梯度储存的能量合成ATP,又能水解ATP将质子从基质泵到膜间隙
②ATP合成机制：
（P140）
*质子梯度的作用是使ATP从酶分子上解脱下来；
*ATP合成酶的3个β亚基的氨基酸序列是相同的，但构象不同；
*ATP通过旋转催化而合成，此过程，通过F0通道的质子流引起c亚基环和附着于其他的γ亚基纵轴（中央轴）在α3β3的中央进行旋转，旋转是由F0质子通道所进行的之子跨膜驱动来进行的。
③化学渗透假说（P140）内容：
电子传递链各组分在线粒体内膜中不对称分布，当高能电子沿其传递时，所释放的能量将H+从基质泵到膜间隙，形成H+电化学梯度。
在这个梯度驱使下，H+穿过ATP合成酶回到基质，同时合成ATP,电化学梯度中蕴藏的能量储存到ATP高能磷酸键。
④质子动力势能的作用：
参与ATP的合成；物质运输；产热：
冬眠动物与新生儿细胞线粒体产热。
3、线粒体病：
克山病—心肌线粒体病
第七章真核细胞内膜系统、蛋白质分选与膜泡运输
一、细胞质基质的涵义与功能：
涵义：
用差速离心法分离细胞匀浆物组分，先后除去细胞核、线粒体、溶酶体、高尔基体和细胞质膜等细胞器或细胞结构后，存留在上清液中的主要是细胞质基质的成分。
生物化学家多称之为胞质溶胶。
功能：
①完成各种中间代谢过程,如:
糖酵解过程、磷酸戊糖途径、糖醛酸途径等
②蛋白质的分选与运输
③与细胞质骨架相关的功能：
维持细胞形态、细胞运动、胞内物质运输及能量传递等
④蛋白质的修饰、蛋白质选择性的降解：
蛋白质的修饰；控制蛋白质的寿命；降解变性和错误折叠的蛋白质；帮助变性或错误折叠的蛋白质重新折叠，形成正确的分子构象
二、细胞内膜系统及其功能
概念：
细胞内膜系统是指细胞内在结构、功能及发生上相关的由膜包绕形成的细胞器或细胞结构。
内质网：
基本类型：
粗面内质网（rER），光面内质网（sER）
功能：
①蛋白质合成：
分泌蛋白；整合膜蛋白；内膜系统各种细胞器内的可溶性蛋白；
注意：
细胞中蛋白质都是在核糖体上合成的，并都是起始于细胞质基质中“游离”核糖体。
②蛋白质的修饰加工：
糖基化、羟基化、酰基化、二硫键形成；
（P180）寡糖基转移到天冬酰胺残基上称为N---连接的糖基化，与天冬酰胺直接结合的糖都是N---乙酰葡萄胺。
少数糖基化是发生在丝氨酸或苏氨酸残基上，称O---连接的糖基化。
③新生肽的折叠与组装；
④脂类的合成；
⑤其他功能：
类固醇激素的合成；肝的解毒作用；肝细胞葡萄糖的释放；储存钙离子。
微粒体：
细胞匀浆和细胞超速离心中，由破碎的内质网形成的近似球形的囊泡结构，包含内质网莫和核糖体两种成分。
在体外实验中，微粒体仍具有蛋白质合成、蛋白质糖基化、脂质合成等内质网基本功能。
高尔基体：
形态结构：
电镜下的高尔基体结构是由扁平膜囊和大小不等的囊泡构成
两个面：
扁囊弯曲成凸面又称形成面（formingface）或顺面（cisface）；面向质膜的凹面（concave）又称成熟面（matureface）或反面（transface）
高尔基体各部膜囊的４种标志细胞化学反应：
①嗜锇反应的高尔基体cis面膜囊；
②焦磷酸硫胺素酶（TPP酶）细胞化学反应，显示trans面的1～2层膜囊；
③胞嘧啶单核苷酸酶（CMP酶）细胞化学反应，显示靠近trans面膜囊状和管状结构
④烟酰胺腺嘌呤二核苷磷酸酶（NADP酶）的细胞化学反应，显示中间扁平囊
高尔基体的4个组成部分：
①高尔基体顺面网状结构（cis-Golginetwork，CGN）又称cis膜囊；
②高尔基体中间膜囊（medialGolgi）；
③高尔基体反面网状结构（transGolginetwork，TGN）；
④周围大小不等的囊泡
功能：
①高尔基体与细胞的分泌活动
②蛋白质的糖基化及其修饰
③蛋白酶的水解和其它加工过程
溶酶体
形态结构：
单层膜围绕、内含多种酸性水解酶的囊泡状细胞器。
主要功能：
进行细胞内的消化作用。
类型：
初级溶酶体
次级溶酶体（分为自噬溶酶体、异噬溶酶体）
残余体，又称后溶酶体。
溶酶体是以含有大量酸性水解酶为共同特征、不同形态大小，执行不同生理功能的一类异质性的细胞器。
溶酶体膜的特征：
①嵌有质子泵，形成和维持溶酶体中酸性的内环境；
②具有多种载体蛋白用于水解的产物向外转运；
③膜蛋白高度糖基化，可能有利于防止自身膜蛋白的降解。
溶酶体的功能：
①清除无用的生物大分子、衰老的细胞器及衰老损伤和死亡的细胞
②防御功能（病原体感染刺激单核细胞分化成巨噬细胞而吞噬、消化）
③其它重要的生理功能：
*作为细胞内的消化“器官”为细胞提供营养（降解内吞的血清脂蛋白）；饥饿状态下分解细胞内的生物大分子以维持能量。
*分泌腺细胞中，溶酶体摄入分泌颗粒参与分泌过程的调节。
甲状腺球蛋白被水解成甲状腺激素，分泌到毛细血管中的过程需水解酶的参与。
*参与清除赘生组织或退行性变化的细胞；（蝌蚪尾巴的退化过程）
*受精过程中的精子的顶体（acrosome）反应。
（顶体中含有多种水解酶，溶解卵细胞的外被及卵泡细胞）
溶酶体与疾病：
溶酶体酶缺失或溶酶体酶的代谢环节故障，影响细胞代谢，引起疾病。
如台-萨氏（Tay-Sachs）等各种储积症（隐性的遗传病）
某些病原体（麻疯杆菌、利什曼原虫或病毒）被细胞摄入，进入吞噬泡但并未被杀死而繁殖（抑制吞噬泡的酸化或利用胞内体中的酸性环境）
过氧化物酶体（peroxisome）又称微体（microbody）
三、细胞内蛋白质的分选与膜泡运输
1、信号假说内容：
分泌蛋白N端序列作为信号肽，指导分泌蛋白到内质网上的合成，然后在信号肽引导下蛋白质边合成边通过易位子蛋白复合体进入内质网腔，在蛋白合成结束之前信号肽被切断。
指导因子：
蛋白质N-端的信号肽、信号识别颗粒（SRP）、信号识别颗粒的受体（又称停泊蛋白，DP）等
2、分泌蛋白在内质网上合成的共翻译转运过程：
P201
蛋白质首先在细胞质基质游离核糖体上合成，当多肽延伸至80个氨基酸左右时，N端的内质网信号序列暴露出核糖体并与信号识别颗粒结合，导致肽链延伸暂时停止，防止新生肽N端损伤和成熟前折叠，直至信号识别颗粒与内质网上的SRP受体结合，这种结合的相互作用被GTP与SRP和SRP受体的结合所强化。
核糖体/新生肽与内质网上的易位子结合，信号识别颗粒脱离了信号序列和核糖体，返回细胞质基质中重复作用，肽链又开始延伸。
以环化构象存在的信号肽与易位子组分结合并使孔道打开，信号肽穿入内质网膜并引导肽链以袢状的形式进入内质网腔中，这是一个耗能过程。
与此同时，腔面上的信号肽酶切除信号肽并快速使之降解。
肽链继续延伸，直至完成整个多肽链的合成，蛋白质进入腔内并折叠，核糖体释放，易位子关闭。
3、蛋白质分选的基本途径：
跨膜运输、门控运输、膜泡运输、细胞质基质中蛋白质的转运
4、3种不同类型的包被小泡具有不同的物质运输作用：
（1）COPII包被小泡
①负责从内质网到高尔基体的物质运输；
②COPII包被蛋白由5种蛋白亚基组成；包被蛋白的装配是受控的；
③COPII包被小泡具有对转运物质的选择性并使之浓缩。
（2）COPI包被小泡
①COPI包被含有8种蛋白亚基，包被蛋白复合物的装配与去装配依赖于ARF（GTP-bindingprotein）；
②负责回收、转运内质网逃逸蛋白（escapedproteins）返回ER。
③细胞器中保留及回收蛋白质的两种机制：
*转运泡将应被保留的驻留蛋白排斥在外，防止出芽转运；
*通过识别驻留蛋白C-端的回收信号的特异性受体，以COPI-包被小泡的形式捕获逃逸蛋白。
④COPI-包被小泡在非选择性的批量运输中行使功能，负责rER→Golgi→SV→PM。
⑤COPI-包被小泡除行使Golgi→ER逆行转运外，也可行使顺行转运功能,从ER→ER-GolgiIC→Golgi。
（3）网格蛋白包被小泡
①负责蛋白质从高尔基体TGN→质膜、胞内体或溶酶体和植物液泡运输
②在受体介导的细胞内吞途径也负责将物质从质膜→内吞泡（细胞质）→胞内体→溶酶体运输
③高尔基体TGN是网格蛋白包被小泡形成的发源地
5、细胞结构体系的组装
组装方式：
自我装配、协助装配、直接装配、复合物与细胞结构体系的组装
生物学意义：
①减少和校正蛋白质合成中出现的错误
②减少所需的遗传物质信息量
③通过装配与去装配更容易调节与控制多种生物学过程
分子“伴侣”：
细胞中的某些蛋白质分子可以识别正在合成的多肽或部分折叠的多肽并与多肽的某些部位相结合，从而帮助这些多肽转运、折叠或装配，这一类分子本身并不参与最终产物的形成，因此称为分子“伴侣”。
第八章细胞信号转导
一、概述
（一）细胞通讯
概念：
一个细胞发出的信息通过介质传递到另一个细胞产生相应的反应。
细胞间的通讯对于多细胞生物体的发生和组织的构建，协调细胞的功能，控制细胞的生长、分裂、分化和凋亡是必须的。
1方式：
①分泌化学信号进行通讯：
作用方式包括：
内分泌、旁分泌、自分泌、化学突触
②接触性依赖的通讯
③间隙连接实现代谢耦联或电耦联
细胞识别：
概念：
细胞通过其表面的受体与胞外信号物质分子（配体）选择性地相互作用，进而导致胞内一系列生理生化变化，最终表现为细胞整体的生物学效应的过程。
信号通路（signalingpathway）：
细胞识别是通过各种不同的信号通路实现的。
细胞接受外界信号，通过一整套特定的机制，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，这种反应系列称之为细胞信号通路。
2信号分子与受体
信号分子：
亲脂性信号分子、亲水性信号分子、气体性信号分子（NO）
受体概念：
是一种能够识别和选择性结合某种配体（信号分子）的大分子，多为糖蛋白，少数是糖脂，有的是糖蛋白和糖脂组成的复合物。
*细胞表面受体分属三大家族：
离子通道耦联的受体、G-蛋白耦联的受体、酶耦联的受体
受体的功能：
①介导物质跨膜运输（受体介导的内吞作用）
②信号转导：
受体的激活→级联反应；受体失敏→关闭反应；减量调节→降低反应。
第二信使：
是指在细胞内产生的小分子，其浓度变化应答于胞外信号与细胞表面受体的结合，并在细胞表面转导中行使功能。
包括：
cAMP、cGMP、Ca2+、二酰甘油（DAG）、1,4,5—肌醇三磷酸（IP3）。
（二）信号转导系统及其特征
细胞表面受体介导的信号途径有4个步骤：
①不同形式的细胞外信号刺激首先被细胞表面特异性受体所识别，源于信号分子与互
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