《细胞生物学》硕士研究生入学考试考试大纲Word格式.docx
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2.1.细胞的形态结构
共性：
都有膜结构、遗传物质、核糖体
基本构件：
氨基酸、核苷酸、脂质和糖类
红细胞呈扁圆状、卵细胞圆形
2.2掌握植物细胞与动物细胞的区别
细胞器
动物细胞
植物细胞
细胞壁
无
有
叶绿体
液泡
溶解酶
圆球体
乙醛缩循环体
通讯连接方式
间隙连接
胞丝连接
中心体
胞质分裂方式
收缩环
细胞板
1．线粒体：
是细胞进行有氧呼吸的主要场所。
又称”动力车间”。
细胞生命活动所需的能量，大约95%来自线粒体。
双层膜，形状为椭球形，有少量DNA和RNA，能相对独立遗传。
存在于所有真核生物细胞中（蛔虫等厌氧菌除外）。
2.叶绿体
是绿色植物能进行光合作用的细胞含有的细胞器，是植物细胞的“养料制造车间”和“能量转换站”。
双层膜，形状为扁平椭球形或球形，。
3.内质网
是由膜连接而成的网状结构，是细胞内蛋白质的合成和加工，以及脂质合成的“车间”。
4.高尔基体
对来自内质网的蛋白质加工，分类和包装的“车间”及“发送站”。
5.溶酶体
分解衰老，损伤的细胞器，吞噬并杀死入侵的病毒或细菌。
6.液泡
是调节细胞内的环境，是植物细胞保持坚挺的细胞器。
含有色素（花青素）
7.核糖体
是蛋白质合成的场所，它是由RNA和蛋白质构成的
8.中心体
是细胞中一种重要的无膜结构的细胞器，存在于动物及低等植物细胞中。
每个中心体主要含有两个中心粒。
它是细胞分裂时内部活动的中心。
2.3掌握原核细胞、古核细胞与真核细胞的主要差别
古核细胞：
遗传信息表达系统和其他原核细胞差异相当大，与真核细胞更为接近的另一个类群
原核细胞：
没有细胞核也没有内质网等细胞器支原体是最小最简单细胞代表群：
细菌和蓝藻
真核细胞：
一、真核细胞的基本结构体系
1、脂质及蛋白质组成的生物膜系统
2、核酸和蛋白组成的遗传信息传递系统
3、特异蛋白装配的骨架系统
胞骨架：
微丝（细胞传递和运动）、微管（物质运输通道）、中等纤维（支撑细胞
核骨架：
核纤层、核基质（基因表达，染色体构建和排布有关）
2.4了解病毒与细胞的关系
病毒是非细胞形态的生命体，遗传物质含有两种RNADNA
DNA病毒：
乙肝病毒
RNA病毒：
流感、轮状、艾滋、骨髓灰质炎，烟草花叶
病毒与细胞的比较：
基本结构：
核酸和蛋白质构成的
特征是：
①含有单一种核酸（DNA或RNA）的基因组和蛋白质外壳，没有细胞结构；
②在感染细胞的同时或稍后释放其核酸，然后以核酸复制的方式增殖，而不是以二分裂方式增殖；
③严格的细胞内寄生性。
病毒缺乏独立的代谢能力，只能在活的宿主细胞中，利用细胞的生物合成机器来复制其核酸并合成由其核酸所编码的蛋白，最后装配成完整的、有感染性的病毒单位，即病毒粒。
病毒粒是病毒从细胞到细胞或从宿主到宿主传播的主要形式
关系：
由于病毒的彻底寄生性，所有病毒毫无例外，必须要在细胞内复制增殖，才能表达其基本生命现象，没有细胞的存在也就没有病毒的繁殖。
因此，病毒绝不可能起源于细胞之前，只能现有细胞后有病毒。
由于二者的同源性能，猜测病毒可能是细胞在特定条件下“扔出”的一个“病毒基因组”，或者是具有复制和转录功能的mRNA。
病毒在细胞中增值过程：
4P-27
（细胞膜）吸附——胞饮——融合——释放——翻译聚合酶RNA——复制——转录——翻译成病毒
细胞与病毒关系：
生物大分子-细胞-病毒
3．细胞生物学研究方法
3.1.观察细胞形态结构的技术方法和仪器
3.1.1.光学显微技术
●了解普通复式光学显微镜：
掌握分辨率及计算公式，像差与复合透镜
1）组成部分：
光学放大系统即目镜和物镜
2）照明系统光源和聚光镜（另滤光片）
3）镜架及样品条件系统
显微镜的分辨率定义是指在标本上能清楚分辨的两个小点之间的最小距离，是显微镜的最重要性能。
其计算公式为：
D=0.61λ／N.A.
式中：
D为分辨率（μm）；
λ为光源波长（μm）
；
N.A为物镜的数值口径（也称镜口率）（1000nm=1μm）
像差：
像差-实际像与理想象之间的偏差
复合透镜：
把凸、凹两个透镜粘合起来,组成一个复合透镜
●了解观察样品的一般制备：
固定、切片、染色4P36
取材——固定——包埋——切片——染色——观察
固定剂：
常用甲醛其他戊二醛和锇酸
包埋剂：
石蜡切片成5μm
染色剂：
1）H-E染色苏木精和伊红（碱性燃料）原理：
将染色体或染色质特异性结合改变其透光性的波长
2）锇酸-脂质
3）柠檬酸铅—蛋白质
4）乙酸双氧铀—核酸
反应颜色表：
试剂
检验物质
目的
反应结果
名称、原理
希夫试剂
DNA
紫红色
福尔根反应，酸水解最后产生自由醛基
四氧化锇、苏丹III
不饱和脂肪酸
黑色、深红色
氮汞试剂
蛋白质
红色沉淀
米伦反应
●了解荧光显微镜与观察样品的荧光染色4P32
荧光染料与DAPI特异性地直接与细胞中的DNA结合，显示出细胞核和染色体在细胞中的定位
●了解暗视野显微镜：
聚光器，分辨率
●了解相差显微镜：
用途、特有装置（光栏、相板），原理
原理：
利用光的衍射和干涉特性使相位变成振幅差，表现为明与暗的对比，肉眼能观察到无色透明物体中的细节
特有装置：
将直射光与经物体衍射光分尅；
将一半波长从相位中去掉不发生相互作用
环形光阑：
位于光源与聚光镜之间
相差板：
物镜后加了有涂有氟化镁的相差板，可将直射光或衍射光的相位推迟1/4λ
●了解干涉显微镜：
用途、特有装置干涉器
●了解激光共聚焦扫描显微镜及其原理、用途
●
3.1.2.电子显微镜技术
●了解透射电镜：
基本构造，成像原理，分辨率；
超高压电镜
●了解透射电镜观察样品制备：
超薄切片技术，负染色和冰冻劈裂一复型技术和金属投影技术
●了解扫描电镜和隧道电镜及其原理和用途
3.2.细胞化学组成及其定位和动态分析技术
●了解细胞和细胞器的分离：
匀浆和差速离心技术
●了解生物化学和分子生物学技术
●了解细胞化学、免疫荧光细胞化学和流式细胞分离技术
●了解电镜细胞化学和电镜免疫细胞化学技术
●了解显微放射自显影、分子原位杂交
3.3.了解细胞培养、细胞工程、显微操作、活体染色等技术方法
4．细胞质膜、
4.1.质膜的化学组成和结构
4.1.1.掌握构成质膜的主要分子类别及其特点和意义
4.1.1.1.脂质：
磷脂、糖脂、胆固醇。
附：
人工脂质体及其应用
磷脂：
有一个极性头和两个非极性头尾简称脂肪酸链；
碳链为偶数，含有1-2个不饱和脂肪酸（都在内质网形成）脂双层
磷脂酰胆碱（卵磷脂）
PC
磷酯酰丝氨酸
PS
磷脂酰乙醇胺
PE
磷脂酰肌醇
PI
信号传导
最简单糖脂——脑苷类
胆固醇——疏水性强，无脂双层
人工脂质体：
1）极性在水里，非极性在空气中，搅动形成乳浊液，形成了极性在外端而非极性在内的脂分子层4P58
2）用于脂溶性靶向药物脂质体的应用，在脂质体中嵌入药物或酶，使药物更好的作用于靶细胞。
4.1.1.2.蛋白质：
外在蛋白，内在蛋白；
跨膜蛋白的一般结构特点
描述三种膜蛋白的性质和他们之间的差异
外在膜蛋白为水溶性蛋白，靠离子键或其他较弱的键与膜表面的膜蛋白分子结合。
只要改变离子的浓度甚至提高温度就可以从膜上分离下来，且膜的结构不被破坏。
内在膜蛋白与膜结合比较紧密，多数为跨膜蛋白，只有用去垢剂使膜崩解后才可分离出来。
内膜蛋白占整个膜蛋白的70%—80%。
脂锚定膜蛋白是通过与之共价相连的脂分子（如脂肪酸或糖脂）插入膜的脂双分子中，从而锚定在细胞质膜上，与脂肪酸结合的脂锚定膜蛋白多分布在质膜内侧，与糖脂相结合的脂锚定膜蛋白多分布在质膜外侧。
4.1.1.3.糖类.附：
ABO血型抗原
4.1.2.掌握质膜的结构模型
4.2细胞质膜的基本特征与功能
4.2.1膜的流动性
简述膜的流动性对细胞的重要作用。
细胞膜的流动性具有重要的生理意义：
与物质运输、细胞识别、细胞融合、细胞表面受体功能调节等有关。
4.2.2膜的不对称性
膜质双脂在mongodb脂双层中呈不均匀分布：
如：
红细胞脂膜上，鞘磷脂和卵磷脂分布在质膜外小叶，脂酰乙醇胺等多分布在质膜内小叶。
从蛋白质、脂类和糖着手，描述膜的不对称性
糖脂的分布表现出完全不对称性，其糖侧链都在纸膜或其他内膜的ES面上，膜蛋白的不确定性是指每种膜蛋白分子在纸膜上都具有确定的方向性
4.2.3膜骨架
膜骨架：
细胞质膜与膜蛋白相连的由纤维蛋白组成的网架结构。
红细胞膜骨架在红细胞内侧，有膜蛋白和纤维蛋白组成的网架结构。
红细胞内膜存在的主要蛋白有：
血影蛋白、锚蛋白、带3蛋白、带4.1蛋白、肌动蛋白和血型糖蛋白。
膜支架蛋白包括：
血影蛋白、锚蛋白、带4.1蛋白、肌动蛋白。
血影蛋白在带4.1蛋白的协助下与肌动蛋白结合形成膜骨架的基本网络，带4.1蛋白与血型糖蛋白相互作用，锚蛋白与血影蛋白、带3蛋白相互作用。
功能：
是红细胞质膜具有刚性和韧性，维持红细胞正常形态，协助细胞质膜完成多种生理功能。
4.2.4细胞质膜的基本功能
5．物质的跨膜运输
5.2.质膜的功能
5.2.1.重点掌握物质的跨膜运输
5.2.1.1.被动运输：
特点；
简单扩散，易化扩散；
载体、转运蛋白的概念
1）比较物质跨膜运输的四种基本方式。
运输方式
被动运输
主动运输
胞吞
胞吐
自由扩散
协助扩散
运输方向
高浓度——低浓度
低浓度——高浓度
胞外--胞内
胞内--胞外
运输特点
不需要载体和能量
需要载体蛋白
不需要能量
需要载体蛋白和能量
需要能量
不需要载体蛋白
实例
水、气体、脂溶性物质
红细胞吸收葡萄糖
小肠吸收葡萄糖、氨基酸等
白细胞吞噬病菌，变形虫吞噬食物微粒
种类名称
葡萄糖转运蛋白
水孔蛋白：
水分子跨膜通道（通过高度保水的氨基酸残基（精、组、天冬）与水分子形成氢键
ATP驱动泵ATP=ADP+Pi
协同转运蛋白
光驱动泵
2）比较通道蛋白和载体蛋白的特点
通道蛋白和载体蛋白统称为膜转运蛋白，它们之间的主要不同在于它们以不同的方式辨别溶质，即决定运输某些溶质而不运输另外的溶质。
通道蛋白主要根据溶质的大小和电荷进行辨别，载体蛋白只容许与载体蛋白上结合部位相适合的溶质分子通过，而且载体蛋白每次转运都发生自身构象的改变。
载体蛋白：
具有与底物（溶质）特异性结合位点，高度选择底物，只转运一种类型分子
通道蛋白：
离子通道，具有极高转运速率、没有饱和值，
5.2.1.2.主动运输：
直接主动运输－泵运输及转运ATP酶的概念；
间接主动运输－协同运输、胞纳（胞饮和吞噬）、胞吐、穿胞运输
1）描述Na+--K+泵的工作原理及其生物学意义。
P78
答：
钠钾泵工作原理：
在细胞内侧a亚基与钠离子结合促进ATP水解，a亚基上的一个天冬氨酸残基磷酸化引起a亚基构象发生变化，将钠离子泵出细胞，同时细胞外的钾离子与a亚基的另一位点结合，使其失去磷酸化，a亚基构象再度发生变化，将钾离子泵进细胞，完成整个循环。
生物学意义：
维持膜的离子梯度差，调节细胞的体积和驱动某些细胞中凝固的糖和氨基酸运送；
维持膜电位，成为可兴奋性细胞，如肌肉和神经细胞等的活动基础。
维持细胞内低Na+高K+的离子环境
2）葡萄糖在细胞内的运输方式。
葡萄糖进入细胞的方式一般为主动运输，进入红细胞为协助扩散。
3）离子跨膜转运与膜电位的关系。
不同方式的物质跨膜运动，其结果是产生并维持了膜两侧不同物质特定的浓度分布。
对某些带有电荷的物质，特别是离子来说，就形成了膜两侧的电位差。
离子跨膜运动产生膜电位变化，膜电位变化不一定离子跨膜运动。
4）胞吞作用和胞吐作用的过程及相关机制。
胞吞作用：
通过细胞膜内陷形成囊泡，将外界物质裹进并输入细胞的过程。
胞吐作用：
与胞吞作用相反，将细胞内的内分泌泡或其他某些膜泡中的物质通过细胞质膜运出细胞的过程。
5）胞饮作用和吞噬作用的异同。
相同点：
都是细胞质膜内陷形成囊泡；
都是将外界物质裹进并输入细胞。
不同点：
（1）胞吞泡大小不同，胞饮泡一般直径小于150nm，而吞噬泡直径往往大于250nm。
（2）所有真核细胞都能通过胞饮作用连续摄入溶液及其可溶性分子，而较大的颗粒性物质主要由特殊的吞噬细胞通过吞噬作用摄入的。
（3）胞吞泡形成机制不同。
5.2.2.了解质膜的其他功能
6.线粒体
线粒体的基本结构和组成。
线粒体是由内外两层彼此平行的单位膜套叠而成的封闭的囊状结构。
外膜起界膜作用，内膜向内折叠形成脊。
组成：
外膜，内膜，膜间隙，线粒体基质
6.1.掌握显微形态特征和主要功能概要
显微结构：
由双层单位膜套叠而成的封闭性膜囊结构
6.2.重点掌握超微结构与功能定位及各部的结构和化学的组成特点
外膜：
具有孔蛋白构成的亲水通道，允许小分子物质自由通过；
标志酶为单胺氧化酶
内膜：
心磷脂含量高，通透性很低，氢离子和ATP不能自由通过，必须有载体蛋白参与标志酶为细胞色素氧化酶
细胞间隙：
标志酶为腺苷酸激酶
基质：
标志酶为苹果酸脱氢酶
6.3.重点掌握内膜进行能量转化（氧化磷酸化）的分子和超分子结构基础与转化机制
6.4.线粒体的半自主性
6.4.1.掌握半自主性的主要表现
自身合成的蛋白质仅占10%，其余为细胞核基因编码，因此线粒体有自己的DNA和蛋白质合成体系，即独立的遗传系统，但是又受和基因组遗传系统的控制。
6.4.2.掌握细胞质合成的线粒体蛋白之转运机制。
分子伴娘概念
6.4.3.了解线粒体的繁殖方式4P85
线粒体和叶绿体均以缢裂方式繁殖，类似细菌。
缢裂是动物细胞的分裂方式,因为动物细胞只有细胞膜。
动物细胞分裂时,细胞核首先一分为二,细胞质一分为二,每份里各有一个细胞核,最后细胞膜从中凹陷,并缢裂
7.细胞质基质与内膜系统
7.1细胞质基质
7.1.1细胞质基质的概念
在真核细胞的细胞质中，除去可分辨的细胞器以外的胶状物质，称为细胞质基质。
用差速离心分离细胞匀浆物组分，先后除去细胞核，线粒体，溶酶体，高尔基体和细胞膜等细胞器或细胞结构后，存留在上清液中的成分。
7.1.2.掌握细胞质基质的功能
细胞质基质的功能
1.
进行各种生化代谢活动（糖酵解、磷酸戊糖途径、糖醛酸途径等）
2.
为部分蛋白质合成和脂肪酸合成提供场所
3．和细胞骨架一起，辅助完成物质的运输、细胞的运动、维持细胞形态
4.
维持细胞器的实体完整性，供给细胞器行使功能所需要的底物，提供细胞生命活动所需要的离子环境
5.
修饰或降解蛋白质
（1）蛋白质的修饰
与辅酶或辅基的结合、磷酸化和去磷酸化、糖基化、甲基化、酰基化等
（2）控制蛋白质的寿命
真核细胞的细胞质基质中，有一种识别并降解错误折叠或不稳定蛋白质的机制：
泛素化和蛋白酶体介导的蛋白质降解途径。
7.2.内膜系统的概念及其组成成员
7.3.内质网
7.3.1.重点掌握内质网的形态结构特征和类别（粗面内质网和光面内质网）
7.3.2.重点掌握粗面内质网的主要功能
1．蛋白质的合成是糙面内质网的主要功能
蛋白质都是在核糖体上合成的，并且起始于细胞质基质游离的核糖体。
有些蛋白质在合成开始不久后便转移到内质网上继续合成，多肽链边延伸边穿过内质网膜进入内质网腔中。
这些蛋白质主要有：
（1）向细胞外分泌的蛋白质
如消化酶、抗体、激素；
（2）整合膜蛋白
在内质网合成时方向性就已确定，在后续转运过程中，其拓扑学特性始终保持不变。
（3）细胞器中的可溶性驻留蛋白
如溶酶体和液泡中的酸性水解酶，内质网、高尔基体和胞内体中可溶性驻留蛋白。
（4）需要进行修饰的蛋白如糖蛋白。
光面内质网是脂质合成的重要场所
大多数膜脂是完全在SER中合成的。
3．蛋白质的修饰与加工
包括糖基化、羟基化（Pro和Lys）、酰基化（发生在内质网胞质侧，通常是软脂酸共价结合在跨膜蛋白的Cys残基上）、二硫键形成等
糖基化的概念：
蛋白质糖基化是指在蛋白质合成的同时或合成后，在酶催化下将寡糖链连接在肽链特定的糖基化位点，形成糖蛋白。
糖基化的类型：
分为2种，O-连接的糖基化和N-连接的糖基化。
●重点掌握按信号肽假说参与分泌蛋白和溶酶体酶等蛋白合成.
以分泌蛋白为例简述蛋白质的向粗面内质网的运输过程。
（信号肽？
信号肽假说？
）信号肽：
一段由不同数目、不同种类的氨基酸组成的疏水氨基酸序列，普遍地存在于所有分泌蛋白肽链的氨基端，是指导蛋白多肽链在糙面内质网上进行合成的决定因素。
信号肽假说：
新生分泌性蛋白质多肽链在细胞质基质中的游离核糖体上起始合成。
新生肽链N端信号肽与SRP（信号识别颗粒）识别、结合，肽链延长受阻。
信号肽结合的SRP，识别、结合内质网膜上的SRP受体，并介导核糖体锚泊于内质网膜的转运体易位蛋白上，肽链延伸继续进行。
在信号肽引导下，肽链穿膜进入内质网腔，信号肽被切除，肽链继续延伸，直至合成完成。
①信号肽假说的主要内容：
即分泌性蛋白N端序列作为信号肽，指导分泌性蛋白到内质网上合成，在蛋白质合成之前信号肽被切除。
②现已确认，指导分泌性蛋白质在粗面内质网上合成的决定因素是蛋白质N端信号肽，信号识别颗粒和停泊蛋白等因子协助
●重点掌握蛋白质的修饰（包括N-连接糖基化、酰基化等）和正确折叠
7.3.3.掌握光面内质网的功能：
膜脂类和甾类激素合成、胞质溶胶Ca2+水平调节、解毒和参与糖元合成与分解等
7.4.高尔基体
7.4.1.重点掌握高尔基体的形态结构特点，结构分区，及各区的标志性酶
高尔基体的主要功能将内质网合成的蛋白质进行加工、分类（分选）与包装，然后分门别类地送到细胞特定的部位或分泌到细胞外；
内质网合成的脂质一部分也通过高尔基体向细胞质膜和溶酶体膜等部位运输。
此外，高尔基体还是细胞内糖类合成的工厂。
高尔基体参与细胞的分泌活动
高尔基体负责对在内质网合成的蛋白质进行加工，分类（选）并运出。
高尔基体对蛋白质的分类（分选），依据的是蛋白质本身所具有的信号序列或信号斑。
蛋白质的糖基化及其修饰
蛋白质糖基化的作用（目前对其生物学意义了解还不够完善和深入）：
①糖基化的蛋白质其寡糖链具有促进蛋白质正确折叠和增强蛋白稳定性的作用；
②糖基化修饰使不同蛋白质携带不同的标志，以利于在高尔基体进行分选与包装，同时保证糖蛋白从糙面内质网至高尔基体膜囊单向转移；
（如溶酶体酶的M6P标记）
③细胞表面、细胞外基质密集存在的寡糖链，可通过与另一个细胞表面的凝集素之间发生特异性相互作用，直接介导细胞间的双向通讯，或参与分化、发育等多种过程；
④多羟基糖侧链作为分子标志之一，可能参机体细胞间识别，以及宿主细胞与病原微生物之间的识别。
⑤寡糖链形成保护性的细胞外被，限制其他大分子接近细胞表面的膜蛋白，同时又不像细胞壁那样限制细胞的形状与运动。
（这一点可能糖基化的进化意义）
3．蛋白酶的水解和其他加工过程
高尔基体中蛋白酶解加工方式可归纳为3种类型：
（1）将没有生物活性的蛋白原（proprotein）N端或两端的序列切除形成成熟多肽。
如胰岛素、胰高血糖素及血清蛋白等。
（2）将含有多个相同氨基序列的前体水解为同种有活性的多肽。
如神经肽。
（3）将具有不同信号序列的蛋白前体分子加工成不同的产物。
7.4.2.重点掌握高尔基体的功能
●蛋白质的修饰和加工：
O-连接糖基化与磷酸化和硫酸化；
N-连接糖基化的改
7.5.溶酶体
7.5.1.掌握溶酶体的形态结构及化学组成特点
1、初级溶酶体
溶酶体膜虽然与质膜厚度相近，但成分不同，主要区别是：
3有质子泵，将H+泵入溶酶体，使其PH值降低。
（V型质子泵）
②有多种载体蛋白，用于水解产物向外转运。
③膜蛋白高度糖基化，可能有利于防止自身膜蛋白降解。
2、次级溶酶体
初级溶酶体与细胞内的自噬泡或异噬泡（胞饮泡或吞噬泡）融合形成的进行消化作用的复合体，是正在进行或完成消化作用的溶酶体，内含水解酶和相应的底物。
3、残质体
又称后溶酶体（post-lysosome），已失去酶活性，仅留未消化的残渣，故名。
7.5.2.掌握溶酶体的功能
溶酶体的基本功能是细胞内的消化作用，是细胞内的消化器官。
消化作用可概括成3种途径：
内吞作用、吞噬作用、自噬作用。
●溶酶体的基本功能－消化作用及溶酶体的亚类划分
●溶酶体的其他功能（动物受精过程中和免疫反应中的作用等）
7.5.3.了解溶酶体的发生
初级溶酶体是在高尔基体的trans面以出芽的形式形成的。
溶酶体酶以多种分选途径进入溶酶体。
了解比较清楚的溶酶体分选途径是M6P途径。
M6P途径：
内质网上核糖体合成溶酶体蛋白→进入内质网腔进行N-连接的糖基化修饰→进入高尔基体Cis面膜囊→
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