细胞生物学zWord格式文档下载.docx
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心磷脂含量高（达20%）、缺乏胆固醇，类似于细菌。
膜间隙（intermembranespace）：
内外膜之间的腔隙，延伸到嵴的轴心部。
宽约6-8nm。
其中含有许多可溶性酶类，底物和辅助因子。
标志酶为腺苷酸激酶。
基质（matrix）：
内膜之内侧，类似胶状物，含有很多Pr.和脂类。
三羧酸循环，脂肪酸和丙酮酸氧化的酶类都在其中。
另外还有线粒体DNA、核糖体、tRNA、rRNA、DNA聚合酶、AA活化酶等。
其标志酶为苹果酸脱氢酶。
外被（outerenvelop）：
双层膜，每层厚6～8nm，膜间隙为10～20nm。
外膜通透性大，细胞质中大多数营养分子可自由进入膜间隙。
内膜对物质透过的选择性比外膜强，其上有特殊载体称为转运体，可运载物质过膜。
类囊体（Thylakoid）：
在叶绿体基质中由单位膜所形成的封闭扁平小囊。
光合磷酸化（photophosphorylation）：
由光照所引起的电子传递与磷酸化作用相偶联而生成ATP的过程。
细胞质膜系统（cytoplasmicmembranesystem）：
是指细胞内那些在生物发生上与质膜相关的细胞器，显然不包括线粒体、叶绿体和过氧化物酶体，因为这几种细胞器的膜是逐步长大的，而不直接利用质膜。
膜结合细胞器（membrane-boundorganelles）或膜结合区室（membrane-boundcompartments）：
指细胞质中所有具有膜结构的细胞器，包括细胞核、内质网、高尔基体、溶酶体、分泌泡、线粒体、叶绿体和过氧化物酶体等。
由于它们都是封闭的膜结构，内部都有一定的空间，所以又称为膜结合区室。
溶酶体（lysosome）：
是单层膜包围的，含有各种酸性水解酶类的囊泡状细胞器。
信号肽（signalpeptide）：
是引导新合成肽链转移到内质网上的一段多肽，位于新合成肽链的N端，一般16~26个氨基酸残基，其中包括疏水核心区、信号肽的C端和N端。
由于信号肽又是引导肽链进入内质网腔的一段序列，又称开始转移序列（starttransfersequence）。
跨膜运输（transmembranetransport）：
蛋白质通过跨膜通道进入目的地。
如细胞质中合成的蛋白质在信号序列的引导下，进入ER；
进入线粒体、叶绿体和过氧化物酶体，都是通过膜上的蛋白质转运体（转位因子），以解折叠的线性分子进入。
膜泡运输（vesiculartransport）：
蛋白质被选择性地包装成运输小泡，定向转运到靶细胞器。
转运小泡从一个区室的内部间隙（或称“腔”）装载蛋白质，从膜上长出并离开。
这些小泡然后通过膜融合把所装的蛋白质卸到第二个区室中去，在这个过程中膜脂和膜蛋白也从第一区室转到第二区室。
如内质网向高尔基体的蛋白质运输，高尔基体分泌形成溶酶体，细胞摄入某些营养物质或激素。
门控运输（gatedtransport）：
如核孔可以选择性的主动运输大分子物质和RNP复合体，并且允许小分子物质自由进出细胞核。
有人认为通过植物细胞胞间连丝的蛋白也属于这类
细胞通讯（cellcommunication）
一个细胞发出的信息通过介质传递到另一个细胞并与靶细胞相应的受体相互作用，通过信号转导，使靶细胞产生相应反应的过程。
内分泌（endocrine）：
内分泌细胞分泌的激素随血液循环输至全身，作用于靶细胞。
旁分泌（paracrine）：
细胞分泌的信号分子通过扩散作用于邻近的细胞。
包括：
①各类细胞因子；
②气体信号分子（如NO）
自分泌（autocrine）：
与上述三类不同的是，信号发放细胞和靶细胞为同类或同一细胞，常见于癌变细胞
信号分子（signalmolecule）：
多细胞生物的不同细胞间及细胞与外部环境间发生信息交流的生物分子。
包括各类激素、局部介质和神经递质等。
受体（receptor）：
能够识别和选择性结合某种配体（信号分子）的大分子。
与配体结合后，通过信号转导，启动一系列生理生化反应。
第二信使（secondmessenger）：
一般将细胞外信号分子称为“第一信使”。
第一信使与受体作用后在胞内最早产生的小分子称为第二信使。
其浓度变化应答于胞外信号与细胞表面受体的结合，并在细胞信号转导中行使功能。
5个最重要的第二信使是：
cAMP、cGMP、IP3、DG、Ca2+。
分子开关（molecularswitch）：
使细胞内一系列信号传递的级联反应能在正、负反馈两个方面得到精确控制的分子机制。
G蛋白耦联受体：
配体-受体复合物与靶蛋白（酶或离子通道）的作用要通过与G蛋白耦联，在细胞内产生第二信使。
细胞骨架（cytoskeleton）：
是指真核细胞中的蛋白纤维网络结构。
微丝（microfilament，MF）是由肌动蛋白（actin）组成，直径约7nm的纤维。
微丝和它的结合蛋白以及肌球蛋白（myosin）三者构成化学机械系统，利用化学能产生机械运动。
在兔肌肉中占cell总Pr.19％，血小板（人）10％；
阿米巴14％。
微管（microtubule，MT）
平均外径24nm，内径15nm的管状纤维。
由和管蛋白和少量微管结合蛋白（MAPs）的聚合作用而形成。
和管蛋白联成二聚体（dimers），螺旋盘绕装配成微管的壁。
单管：
由13根原纤维组成，是细胞质中常见的形式，其结构不稳定，易受环境因素而降解二联管：
由A，B两根单管组成，A管由13根原纤维，B管有10根原纤维，与A管共用3根原纤维，主要分布于纤毛、鞭毛内。
三联管：
由A，B，C三根单管组成，A管有13根原纤维，B、C各有10根原纤维，主要分布于中心粒及鞭毛和纤毛的基体中。
桥微管的外面常有一层物质包围着，在管壁的一定间隔伸出“臂”状突起，称为桥。
桥的直径约2.5nm，长5-40nm，其功能是①稳定微管；
②构成微管间的连接，使微管成一定的排列；
③把微管跨接到其它结构上（如质膜、内质网、核膜或与它靠近的小泡）；
④产生力、纤毛、鞭毛的运动等。
中心体（centrosome）是主要的微管组织中心，主要结构是1对中心粒。
中间丝（intermediatefilament，IF）
IF是构成细胞质骨架的三种主要纤维之一。
在电镜下呈8-11nm的中空管状。
核被膜（nuclearenvelope）
两层平行的单位膜，每层厚约7.5nm。
两层膜之间有宽20～40nm的透明腔，称核周间隙或核周池。
外膜靠细胞质侧常附有大量的核糖体颗粒；
内膜平滑，在紧贴其内表面有一层致密的纤维网络结构，即核纤层。
核孔（nuclearpore）：
在内外核膜的融合之处形成环状开口，称核孔（nuclearpore）。
在核孔上镶嵌着复杂的核孔复合体。
核孔复合体（nuclearporecomplex，NPC）：
镶嵌在内外核膜彼此融合形成的核孔上，直径120-150nm，呈八重对称的超分子复合体。
染色质是指细胞核内能被碱性染料染色的物质，是DNA、组蛋白、非组蛋白及少量RNA（1：
1：
0.6：
0.1）组成的线性复合结构，是间期细胞遗传物质存在的形式。
在有丝分裂或减数分裂时，染色质凝缩成棒状的染色体。
常染色质（euchromatin）：
折叠压缩程度底，伸展状态，染色浅；
单一序列或中度重复序列。
异染色质（heterochromatin）：
间期核中染色质纤维折叠压缩程度高，处于凝缩状态，用碱性染料着色深的染色质
核纤层（nuclearlamina）：
又称核层，是位于核内膜之下的高电子密度的蛋白质层
染色体：
Chromosome:
细胞在有丝分裂时遗传物质存在的形式，是间期细胞染色质结构紧密包装的结果。
纤维中心（fibrillarcenters，FC）：
是被致密纤维包围的一个或几个低电子密度的圆形结构，主要成分为RNA聚合酶和rDNA，这些rDNA是裸露的分子。
致密纤维组分（densefibrillarcomponent，DFC）：
呈环形或半月形包围FC，由致密的纤维构成，是新合成的RNP（指结合蛋白质的rRNA），转录主要发生在FC与DFC的交界处。
颗粒组分（granularcomponent，GC）：
由直径15-20nm的颗粒构成，是不同加工阶段的RNP。
核仁相随染色质分为两部分，一部分位于核仁周围，称为核仁周染色质，属异染色质，一部分位于核仁内，为常染色质，即核仁组织区，是rDNA所在的位置。
核基质（nuclearmatrix）又称核骨架（nuclearskeleton）。
通过分离、酶消化、高盐溶液处理和去垢剂提洗等步骤，将DNA、组蛋白和RNA去除后，可得到一个基本保留核外形和大小的残余核结构
核糖体又名为核糖核蛋白体（ribosome），简称核糖体：
是合成蛋白质的细胞器，其唯一的功能是按照mRNA的指令由氨基酸高效且精确地合成多肽链。
细胞周期：
细胞周期是指连续分裂的细胞从一次有丝分裂结束到下一次有丝分裂完成所经历的整个过程
联会复合体（synaptonemalcomplex,SC）：
是减数分裂合线期两条同源染色体之间形成的一种结构，它与染色体的配对，交换和分离密切相关。
细胞程序性死亡（programmedcelldeath）：
细胞死亡受到细胞内遗传机制决定的“死亡程序”控制。
细胞死亡（Celldeath）一般定义是：
细胞生命现象不可逆的停止。
细胞凋亡（cellapoptosis）：
是受基因调控的主动的生理性细胞自杀行为。
细胞坏死（necrosis）
细胞受到化学因素（如强酸、强碱、有毒物质）、物理因素（如热、辐射）和生物因素（如病原体）等环境因素的伤害，引起细胞死亡的现象。
细胞产生稳定的新特征，其形态和生化组成以及生物学功能都相互差异的过程，称之为细胞分化（celldifferentiation）。
组织特异性基因（tissue-specificgenes）或奢侈基因（Luxurygene）：
与分化细胞的特殊性状有关的基因群，其产物赋予细胞特异的形态结构与生理功能。
管家基因（house-keepinggene），是维持细胞最基本生命活动所不可缺少的基因。
如组Pr.基因、微管蛋白基因和核糖体蛋白基因等。
细胞的全能性（totipotency）：
细胞经过分裂分化后仍具有产生完整有机体的潜能或特性
动物细胞的全能性随着胚胎发育逐渐丧失，一些细胞保留分化成有限细胞类型及构件组织的潜能，称为多潜能（pluripotency）。
具有多潜能的细胞称为干细胞（stemcell）
细胞连接（celljunction）多细胞生物体普遍存在的结构，是细胞质膜局部区域特化形成的。
在结构上包括质膜特化部分、质膜下胞质部分及质膜外细胞间部分。
它对组织、器官的构筑和维持有重要作用。
根据功能可分为三大类：
封闭连接、锚定连接和通讯连接
问答题
一、细胞的基本概念
（一）细胞是生命活动的基本单位
1、细胞是构成有机体的基本形态单位2、细胞是有机体的基本功能单位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，具有遗传的全能性5、没有细胞就没有完整的生命
（二）细胞的基本共性
1、细胞具有相似的化学组成2、脂-蛋白体系的生物膜3、DNA-RNA的遗传装置4、蛋白质合成的机器-核糖体5、一分为二的分裂方式
（三）植物细胞与动物细胞的比较
植物细胞：
细胞壁cellwall，中层或胞间层（middlelamella），胞间连丝。
质体（plastids）、较大液泡（Vacuole）。
动物细胞：
溶酶体、中心体
当前对生物膜结构的认识可归纳如下：
（1）磷脂分子在水中可自发形成封闭的膜系统。
（2）蛋白质镶嵌在脂双层或结合于表面。
（3）生物膜可看成是蛋白质在双层脂分子中的二维溶液
1、磷脂特征：
①具有一个极性头和两个非极性的尾（脂肪酸链），位于线粒体内膜上的心磷脂具有4个非极性局部。
②脂肪酸碳链为偶数，多数碳链由16，18或20个碳原子组成。
③常含有不饱和脂肪酸（如油酸），多为顺式，在烃链中产生30º
弯曲。
2、膜脂的运动方式
（1）侧向扩散或侧向迁移：
同一平面上相邻的脂分子交换位置。
（2）旋转运动：
围绕与膜平面垂直的轴快速旋转
（3）摆动运动：
围绕与膜平面相垂直的轴左右摆动
（4）翻转运动：
膜脂分子从双脂层的一层翻转至另一层的运动，效率很低，但ER例外，新合成的磷脂分子几分钟后，有一半要翻转。
是在酶的催化下完成的。
（5）伸缩振荡：
脂肪酸链沿着与膜平面相垂直的轴伸缩、振荡。
（6）旋转异构：
脂肪酸链围绕C-C键旋转，导致异构化运动。
3、膜蛋白的类型
根据膜蛋白与脂分子的结合方式，可分为外周蛋白（peripheralprotein）、整合蛋白（integralprotein）和脂锚定蛋白（lipid-anchoredprotein）。
主要根据蛋白质在质膜的相对位置或与脂分子的结合方式分类。
二、生物膜基本特征与功能
（一）膜的流动性
膜是一种动态的结构，具有膜脂的流动性（fluidity）和膜蛋白的运动性（mobility）膜的流动性概念是指膜内部的脂和蛋白质分子的运动性。
膜的流动性不仅是膜的基本特性之一，也是细胞进行生命活动的必要条件。
1、膜脂的流动性
膜的流动性主要是由膜脂双层的状态变化引起的。
在生理条件下，膜脂多呈液晶态，温度下降至某点，则变为晶态。
一定温度下，晶态又可熔解再变成液晶态。
这种临界温度称为相变温度，在不同温度下发生的膜脂状态的改变称为相变（Phasetransition）。
2、膜蛋白的流动
由于膜脂的流动，给膜蛋白提供了可以流动的环境，加上膜蛋白自身构型的变化，使膜蛋白处于动态之中。
（二）膜的不对称性
1、膜脂的不对称性：
同一种膜脂分子在脂双层中呈不均匀分布。
2、膜蛋白的不对称性：
蛋白质分子在膜上的分布具有明确的方向性。
3、糖脂和糖蛋白只分布于细胞膜的外表面，这些成分可能是细胞表面受体，并且与细胞的抗原性有关。
（三）细胞质膜的基本功能
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。
3.提供细胞识别位点，并完成信息跨膜传递4.为多种酶提供结合位点。
5.介导细胞之间、细胞与基质之间的连接。
6.参与形成不同功能的细胞表面特化结构。
7.膜蛋白的异常与一些疾病相关。
（三）线粒体的功能
主要功能是进行氧化磷酸化，合成ATP，为细胞生命活动直接提供能量。
1、氧化磷酸化的分子结构基础
（1）电子传递链（呼吸链）（electron-transportchainorrespiratorychain）：
存在于线粒体内膜上的脂蛋白复合物，由一系列能可逆地接受和释放电子或H+的酶体系所组成，它们相互关联地有序排列。
主要成分：
烟酰胺脱氢酶类（以NAD+或NADP+为辅酶）、黄素脱氢酶类（以FMN或FAD为辅基）、铁硫蛋白类（或称铁硫中心，FeS）、辅酶Q类（脂溶性的醌类化合物）、细胞色素类（以铁卟啉为辅基的色蛋白：
a、a3、b、c、c1）。
呼吸链的组分均以多分子复合物的形式包埋在线粒体内膜中，辅酶Q和cytc是可流动的递氢体或递电子体。
复合物Ⅰ：
NADH－CoQ还原酶，又称NADH脱氢酶。
是最大的复合物，包含约42个亚基，有辅基FMN和数个铁硫中心等。
复合物Ⅱ：
琥珀酸－CoQ还原酶，又称琥珀酸脱氢酶，包含4个亚基，有一个FAD、2个铁硫中心和一个细胞色素b。
催化电子从琥珀酸传给辅酶Q。
复合物III：
CoQH2－Cytc还原酶，由10条多肽链组成，含有cytb（b－562、b－566），细胞色素c1和一个铁硫蛋白。
复合物Ⅰ、Ⅲ、Ⅳ组成主要的呼吸链，催化NADH的脱氢氧化，复合物Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ组成另一条呼吸链，催化琥珀酸的脱氢氧化。
细胞色素（cytochrome）：
一类含铁卟啉辅基的复合Pr，具有典型的吸收光谱，在生物氧化过程中起电子传递作用，在生物界分布极广。
（四）氧化磷酸化的偶联机制─化学渗透假说
电子在电子传递链传递过程中所释放的能量转换成了跨越内膜的H+浓度的势能，这种势能驱动氧化磷酸化和光合磷酸化反应，合成ATP。
根据化学渗透假说，呼吸链将H+从内膜基质侧泵至膜间隙，由于膜对H+是不通透的，从而使膜间隙的H+浓度高于基质，因而在内膜的两侧形成电化学梯度，也称为质子动力势。
在这个梯度驱动下，H+穿过内膜上的ATP合成酶流回到基质，其能量促使ADP和Pi合成ATP。
（三）叶绿体的主要功能─光合作用
绿色植物利用体内的叶绿素吸收日光能，把CO2和水转化成有机物，并释放氧气的过程，称为光合作用。
化学反应式如下：
CO2＋H2O──→[CH2O]＋O2
光合作用包括许多不同的反应，可归为两大类即光反应和暗反应。
1、光反应（lightreaction）：
叶绿素等色素分子吸收，传递光能形成ATP和NADPH的过程。
在该过程中，水被分解，放出氧：
H2O＋ADP＋Pi＋NADP+─→O2＋ATP＋NADPH
光反应在类囊体膜上进行，包括三个过程：
即原初反应、电子传递及光合磷酸化过程。
C3途径（C3pathway）：
亦称卡尔文（Calvin）循环。
CO2受体为RuBP，最初产物为3-磷酸甘油酸（PGA）。
C4途径（C4pathway）：
亦称哈奇-斯莱克（Hatch-Slack）途径，CO2受体为PEP（磷酸稀醇式丙酮酸），最初产物为草酰乙酸（OAA）。
景天科酸代谢途径（Crassulaceanacidmetabolismpathway，CAM途径）：
夜间固定CO2产生有机酸，白天有机酸脱羧释放CO2，进行CO2固定。
2、线粒体和叶绿体的起源
（一）内共生假说（endosymbionthypothesis）
（二）分化假说或非共生假说
一、细胞质基质（cytoplasmicmatrix）的含义与功能
（一）定义：
在真核细胞的细胞质中，除去可分辨的细胞器和内含物以外的胶状物质，可发生溶胶和凝胶态变化，又称细胞溶胶（cytosol）。
Cytoplasm（细胞质）：
细胞核以外，质膜以内的原生质部分。
（三）生物学功能
1.是许多中间代谢反应的场所：
糖酵解、磷酸戊糖途径、糖原的合成与部分分解、蛋白质的合成和脂肪酸合成也是在基质中进行。
2.与细胞骨架形成相互联系的结构体系：
构成微丝、微管细胞骨架的各种Pr都存在于细胞基质中，对细胞形态的维持、胞内复杂的物质运输和信息传递以及能量传递有关，而且也是细胞质基质结构体系的组织者，为基质的其它成分和细胞器提供锚定位点。
3.对蛋白质的修饰、蛋白质的选择性降解、控制蛋白质寿命以及帮助变性或错误折叠的蛋白质重新折叠形成正常的分子构象等方面都有重要作用。
4.维持细胞内环境的稳定性缓冲pH，为细胞器等正常结构的维持提供离子环境。
二、细胞内膜系统及其功能
（一）内质网（endoplasmicreticulumER）
K.R.Porter等于1945年发现于培养的小鼠成纤维细胞，因最初看到的是位于细胞质内部的网状结构，故名内质网（endoplasmicreticulum，ER）。
1、形态：
由膜（一个单位膜）所形成的一些形状、大小不同的小管，小囊或扁囊（亦称膜层lamelle，小池或潴泡cisternae）构成。
膜厚约5-6nm。
2、内质网的两种基本类型：
粗面内质网（rER）和光滑内质网（sER）
4、内质网的功能
ER为细胞内各种生化过程的进行，为细胞代谢创造了极为理想的环境。
它不仅对细胞有机械支持，物质交换和物质运输作用，而且它的重要功能还在于Pr的合成、修饰与加工、新生多肽的折叠与装配方面，以及与脂类的合成、解毒作用等。
（1）蛋白质的合成、加工与转运
O-连接的糖基化（O-linkedglycosylation）：
与Ser、Thr和Hyp的OH连接，连接的糖为半乳糖或N-乙酰半乳糖胺，在高尔基体上进行O-连接的糖基化。
N-连接的糖基化（N-linkedglycosylation）：
与天冬酰胺残基的NH2连接，糖为N-乙酰葡糖胺。
新生肽链的折叠与装配：
（二）高尔基体的形态结构与功能
高尔基体（Golgibody）又称高尔基器（Golgiapparatus）或高尔基复合体（Golgicomplex）
3、高尔基体的功能
（1）参与细胞的分泌活动：
负责对细胞合成的蛋白质进行加工，分类，并运出，其过程是rER上合成蛋白质→进入ER腔→以出芽形成囊泡→进入CGN→在medialGdgi中加工→在TGN形成囊泡→囊泡与质膜融合、排出。
（2）蛋白质的糖基化及其修饰：
糖基的作用是标志和影响多肽的构象、增强蛋白质的稳定性。
O－连接的寡糖糖Pr是指这些蛋白质的酪氨酸、丝氨酸、苏氨酸残基侧链的-OH基团与寡糖共价结合、糖基化。
而N－连接的寡糖糖Pr的合成开始是在ER腔内，完成糖Pr的合成是在高尔基器内。
（3）蛋白酶的水解和其它加工过程：
切除原蛋白两端的部分序列；
分解前体；
具组织特异性的蛋白质加工。
如将蛋白质N端或C端切除，成为有活性的物质（胰岛素C端）或将含有多个相同氨基序列的前体水解为有活性的多肽，如神经肽。
（4）G与细胞内的膜泡运输：
胞吞与胞吐均与之有关；
运输到胞内特定部位或细胞器的物质也大多与高尔基体有关，因此，高尔基体在进行着膜转化的功能，在内质网上合成的新膜转移至高尔基体后，经过修饰和加工，形成运输泡与质膜融合，使新形成的膜整合到质膜上。
在
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