细胞生物学复习总结Word文件下载.docx
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分子开关：
细胞内信号传递级联反应中，有正、负两种反馈机制的精确控制，即对每一步反应既有激活机制又有相应的失活机制。
细胞信号通路（signalingpathway）：
细胞接受外界信号，通过一整套特定机制，将胞外信号转导为胞内信号，最终调节特定基因表达，引起细胞应答反应，这种反应系列称之为细胞信号通路。
多聚核糖体：
由多个甚至几十个核糖体串连在一条mRNA分子上高效地进行肽链的合成，这种具有特殊功能与形态结构的核糖体与mRNA的聚合体称为多聚核糖体。
细胞周期（cellcycle）：
指从一次细胞分裂结束开始，经过物质积累过程，直到下一次细胞分裂结束所经历的整个过程。
在这一过程中,细胞的遗传物质进行复制并均等地分配给子细胞。
减数分裂（meiosis）:
染色体DNA复制一次而细胞连续分裂两次，使染色体数目减半的细胞分裂形式。
产生的子细胞只含有母细胞每对同源染色体中的一条。
是真核生物形成成熟生殖细胞的分裂法方式。
联会复合体（SC）：
减数分裂前期I染色体配对时，同源染色体之间形成的一种复合结构，既有利于同源染色体健的基因重组，，也有利于同源染色体的分离。
周期蛋白（cyclin）：
调节真核细胞周期的一组蛋白质，其浓度在细胞周期中出现周期性变化，激活特异的依赖细胞周期的蛋白激酶，控制细胞周期按照阶段逐一进行。
CDK激酶：
与cdc2一样，含有一端类似的氨基酸序列，可以与周期蛋白结合，并将周期蛋白作为其调节亚单位，进而表现出蛋白激酶活性。
细胞周期检验点：
是细胞周期调控的一种机制,主要是确保细胞周期每一时相事件的有序、精确完整进行，并与外界环境因素相联系，维护基因组的稳定。
核酶（ribozyme）：
具有催化作用的RNA分子。
核孔复合体（NPC）:
镶嵌在内外核膜上的篮状复合体结构，主要由胞质环、核质环、核篮等结构域组成，是物质进出细胞核的通道。
染色质：
在间期细胞中构成染色体的DNA、组蛋白及其他非组蛋白形成的线性复合体。
染色体：
真核细胞分裂中期由DNA及其结合蛋白组成的高度压缩的棒状结构。
核小体:
由DNA和组蛋白形成的染色质基本结构单位。
每个核小体由147bp的DNA缠绕组蛋白八聚体近两圈形成。
核小体核心颗粒之间通过60bp左右的连接DNA相连。
常染色质；
间期核内染色质丝折叠压缩程度低，处于伸展状态，着色浅的那部分染色质。
富含单拷贝DNA序列，有转录活性。
异染色质：
间期核内染色质丝折叠压缩程度高，处于凝聚状态，染料着色深的那部分染色质。
富含重复DNA序列、复制延迟，一般无转录活性。
活性染色质：
是具有转录活性的染色质。
着丝粒：
将姐妹染色单体连接在一起形成有丝分裂染色体的主缢痕部位，着丝粒也是动粒形成及微管与动粒结合的区域。
核仁：
由核仁组织区DNA、RNA和核糖体亚单位等成分组成的球形致密结构。
在电镜下可区分成纤维中心、致密纤维组分和颗粒组分三个区域。
组织工程：
应用生命科学与工程学的原理与技术，在正确认识哺乳动物的正常及病理两种状态下的组织结构与功能关系的基础上，研究、开发用于修复、维护、促进人体各种组织或器官损伤后的功能和形态的生物替代物的一门新兴学科。
脂质体：
根据磷脂分子可在水相中形成稳定的脂双层膜的趋势而制备的人工膜。
膜骨架：
指细胞膜下与膜蛋白相连的由纤维蛋白组成网架结构，参与维持细胞膜形状并协助质膜完成多种功能。
协同效应：
一类由Na+-K+泵（或H+泵）与载体蛋白协同作用，靠间接消耗ATP所完成的主动运输的方式。
跨膜转运的直接动力来自膜两侧离子电化学浓度梯度，在动物细胞主要是靠Na+泵、在植物细胞则是由H+泵来维持。
化学渗透假说：
电子在传递过程中所释放的能量转换成了跨膜的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。
★导肽：
线粒体前体蛋白的N端具有牵引蛋白质通过线粒体膜进行运送的功能的氨基酸序列，呈未折叠状态。
共翻译转运：
新生肽链边合成边转移至内质网腔。
翻译后转运：
在细胞质基质（游离核糖体）中完成多肽链的合成，然后转移到膜围绕的细胞器中，或者是成为驻留蛋白、支架蛋白。
★信号转导：
信号分子与细胞表面受体结合后，使胞外信号转变为胞内信号，从而引发靶细胞内变化的过程，一般是通过第二信使系统。
细胞通讯：
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称为细胞通讯
★微管：
一种中空的细胞骨架纤维，有α与β微管蛋白形成的异二聚体组装而成。
信号分子：
细胞的信息载体，根据化学信号的溶解性通常分为亲脂性（可直接穿膜
入靶细胞）和亲水性（不能穿过靶细胞膜，又称为第一信使）两大类。
★微管组织中心：
在活细胞内，能够起始微管的成核作用，并使之延伸的细胞结构称为微管组织中心。
如动物细胞的中心体（动态微管）、鞭毛纤毛的基体（永久性结构）。
★微丝：
由肌动蛋白单体组装而成的细胞骨架纤维。
它们在细胞内与几乎所有形式的运动有关。
核定位信号:
存在于亲核蛋白内的一些短的氨基酸序列（4-8个氨基酸）,片段带正电荷，指导蛋白质转运到核内。
纺锤体：
由微管和微管蛋白组成的参与染色体向极移动的纺锤式结构。
结构组成：
动粒微管、极微管、星体微管。
中心体：
动物细胞中的主要的微管组织中心。
它由中心粒及其周围的基质构成。
中心体和外围的微管合称为星体。
MPF：
是一种使多种底物蛋白磷酸化的蛋白激酶；
能启动细胞从G2期进入M期的相关事件。
由M期周期蛋白依赖性蛋白激酶（ＣＤＫ）与周期蛋白形成的复合物
Hayflick界限：
细胞，至少是培养的细胞并不是不死的，而是有一定的寿命的；
它们的增殖能力并不是无限的，而是有一定的界限。
细胞程序性死亡：
正常机体细胞在受到生理和病理刺激后出现的一种主动的死亡过程。
机体在产生新细胞的同时，衰老和突变的细胞通过程序性死亡机制被清除，使器官和组织得以正常发育和代谢，是动物个体发育过程不可缺少的步骤。
细胞程序性死亡强调细胞功能上的改变。
凋亡：
是由一系列基因控制并受复杂信号调节的细胞自然死亡的现象。
细胞凋亡对于多细胞生物个体发育的正常进行，自稳平衡的保持以及抵御外界各种因素的干扰方面都起着非常关键的作用。
★Caspase：
是一组存在于细胞质中具有类似结构的蛋白酶。
它们的活性位点均包含半胱氨酸残基，能够特异性的切割靶蛋白蛋白天冬氨酸残基后的肽键。
全称为天冬氨酸特异性的半胱氨酸蛋白水解酶。
其负责选择性的切割某些蛋白质，从而造成细胞凋亡。
细胞分化：
一种相同的细胞类型经细胞分裂形成在形态、结构和功能上不同的稳定的细胞类群的过程；
是个体发育的基础和核心。
★★为什么说细胞是生命活动基本单位？
①、一切有机体都由细胞构成，细胞是构成有机体的基本单位。
②、细胞具有独立的、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，具有遗传的全能性。
⑤、没有细胞就没有完整的生命。
★★原核细胞与真核细胞的比较
相同点：
1、有类似的细胞质膜结构；
2.、以DNA作为遗传物质，并使用相同的遗传密码；
3.、以一分为二的方式进行细胞分裂增殖；
4.、有相同的遗传信息转录和翻译机制，有类似的核糖体结构；
5.、代谢机制相同（如糖酵解和TCA循环）；
6.、有相同的化学能贮能机制，如ATP合成酶（原核位于细胞质膜上，真核位于线粒体膜L）；
7.、光合作用机制相同（蓝细菌与植物相比较）；
8.、膜蛋白的合成和插入机制相同；
9.、通过蛋白酶体（蛋白质降解结构）降解蛋白质。
不同点：
原核细胞真核细胞
细胞大小1～10μm10～100μm
染色体形状环状DNA分子线性DNA分子
基因连锁群数目1个2个以上
DNA分子裸露或结合少量Pr.与组Pr.和非组Pr.结合
DNA重复序列无或很少有
基因表达RNA和Pr.在同一区间合成RNA在核中合成和加工、Pr.在细胞质中合成
细胞增殖（分裂）无丝分裂有丝分裂、减数分裂
内膜无独立的内膜有，分化成各种细胞器
鞭毛构成鞭毛蛋白微管蛋白
核糖体70S（50S+30S）80S（60S+40S）
光合与呼吸酶分布质膜线粒体和叶绿体
核外DNA细菌有质粒DNA线粒体DNA、叶绿体DNA
细胞壁肽聚糖纤维素、果胶（植物细胞）
营养方式吸收，有的行光合作用吸收/光合作用/内吞
★★线粒体和叶绿体的异同
①、由双层生物膜包围而成；
②、相对独立的遗传和基因表达系统，具有半自主性
①、线粒体为所有真核细胞所共有，其主要功能是进行物质的有氧氧化和ATP合成，从而把化学能转变为可以直接利用的能量形式（ATP所携带的能量形式）；
②、叶绿体是植物细胞所特有的一种质体，其主要的功能是进行光合作用，即把太阳能转变为可直接利用的能量形式及转变为储备的化学能。
★★线粒体的半自主性的含义
（1）线粒体有自身的DNA，具有遗传上的自主性。
线粒体内存在着自身的DNA（mtDNA）和完整的遗传信息传递与表达系统。
能合成自身的mRNA、tRNA、rRNA，并生成自身的蛋白质，具有一定的遗传性。
线粒体DNA环状、裸露。
核糖体55S，遗传密码与核的遗传密码也有差异。
（2）线粒体的自主性是有限的，功能的实现有赖于两套遗传系统的协调作用。
线粒体的DNA只含有3种蛋白质的遗传信息，占全部蛋白质的10%，其余90%的蛋白质由核DNA编码；
线粒体的DNA转录和翻译所需的酶由核DNA编码；
线粒体的生物发生是核DNA和mtDNA分别受控的过程。
线粒体基础支架的形成、DNA的复制、转录、线粒体的生长、增殖等高度依赖核基因编码的蛋白质。
而内膜上的氧化磷酸化的位点的分化受核DNA和mtDNA共同控制。
氧化磷酸化的作用机理
根据“化学渗透假说”，当电子沿呼吸链传递时，所释放的能量将质子从内膜基质侧（M侧）泵至膜间隙（胞质侧或C侧），由于线粒体内膜对离子是高度不通透的，从而使膜间隙的质子浓度高于基质，在内膜的两侧形成pH梯度及电位梯度，两者共同构成电化学梯度，即质子动力势。
质子沿电化学梯度穿过内膜上的ATP酶复合物流回基质，使ATP酶的构象发生改变，将ADP和Pi合成ATP。
高尔基体的功能
主要功能是将内质网合成的蛋白质进行加工、分类与包装，然后分门别类地送到细胞特定的部位或分泌到细胞外。
1、参与细胞分泌活动
2、蛋白质的糖基化及其修饰：
①使蛋白质能够抵抗消化酶的作用；
（稳定）②赋予蛋白质传导信号的功能；
（信使）③某些蛋白只有在糖基化后才能正确折叠。
（构象）
3、进行膜的转化功能 4、将蛋白水解为活性物质5、参与形成溶酶体6、参与植物细胞壁的形成
7、合成植物细胞壁中的纤维素和果胶质
★★溶酶体的发生及其功能
1、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，其形成过程如下：
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，N-乙酰葡糖胺磷酸转移酶识别溶酶体水解酶的信号斑，将N-乙酰葡糖胺磷酸转移在1~2个甘露糖残基上，在中间膜囊切去N-乙酰葡糖胺形成M6P配体，与trans膜囊上的受体结合，选择性地包装成初级溶酶体。
2、溶酶体的功能：
（1）主要作用是消化，是细胞内的消化器官；
（2）细胞内消化；
（3）细胞凋亡；
（4）自体吞噬；
（5）防御作用；
（6）参与分泌过程的调节；
（7）形成精子的顶体。
★★细胞蛋白质的合成和分选原理
一、信号假说与蛋白质分选信号
信号假说：
分泌性蛋白的N端序列作为信号肽，指导分泌性蛋白质至内质网膜上合成，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,在蛋白质合成结束之前信号肽被切除.
细胞内合成的蛋白质、脂类等物质之所以能够定向的转运到特定的细胞器取决于两个方面：
其一是蛋白质中包含特殊的信号序列，其二是细胞器上具特定的信号识别装置。
二、蛋白质分选信号
细胞类至少存在两类蛋白质分选的信号：
1、信号序列：
一级结构上的线性序列，有些信号序列在完成蛋白质的定向转移后被信号肽酶切除。
信号序列包括信号肽和导肽（前导肽）。
2、信号斑：
存在于完成折叠的蛋白质中，构成信号斑的信号序列之间可以不相邻，折叠成三维结构构成蛋白质分选的信号。
每一种信号序列决定特殊的蛋白质转运方向。
三、蛋白质分选的基本途径和类型
基质核糖体→半合成－粗面内质网－高尔基体－溶酶体或膜或胞外
基质核糖体→全合成－转运至细胞器
共转移：
肽链边合成边转移至内质网腔。
后转移：
在细胞质基质中合成蛋白质以后才转移到细胞器中。
四、蛋白质分选运输的途径
蛋白质的分选运输途径主要有三类：
1、门控运输：
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。
2、跨膜运输：
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，通过线粒体上的转位因子，以解折叠的线性分子进入线粒体。
3、膜泡运输：
蛋白质被选择性地包装成运输小泡，定向转运到靶细胞器。
如内质网向高尔基体的物质运输、高尔基体分泌形成溶酶体、细胞摄入某些营养物质或激素，都属于这种运输方式。
这几种运输机制都涉及信号序列的引导和靶细胞器上受体蛋白的识别。
★★微丝的结构、组装及其功能：
（一）结构与组成
肌动蛋白（actin）是微丝的结构成分,外观呈蝶状，中间有ATP、离子结合的位点。
单体为球状肌动蛋白（G-actin），纤维状肌动蛋白F-actin是肌动蛋白（actin）多聚体，呈纤维形。
（二）组装：
MF的组装或去组装受G-actin浓度和外界条件（如ATP、温度、离子浓度等）的影响。
MF是由G-actin单体形成的多聚体，肌动蛋白单体具有极性,组装时呈头尾相接,故微丝具有极性，既正极与负极之别。
（三）、微丝功能
1.维持细胞形态，赋予质膜机械强度。
2.参与细胞的重要功能活动。
（1）肌肉收缩；
（2）应力纤维；
（3）细胞运动；
（4）微绒毛；
（5）参与胞质分裂；
（6）精卵结合的顶体反应。
3.细胞内信号传递、蛋白质合成支架。
4.与细胞器关系密切。
（四）特异性药物：
细胞松弛素：
可以切断微丝,并结合在微丝正极阻抑肌动蛋白聚合,微丝特异性抑制剂。
鬼笔环肽：
与F-微丝侧面结合,防止微丝解聚。
★★微管的结构、组装及其功能：
微管由α，β微管蛋白异源二聚体组装而成，α为负极β为正极。
每一个微管蛋白二聚体有两个GTP结合位点：
α亚基GTP结合位点（N位点）；
β亚基GTP结合点是可交换位点（E位点）
所有的微管都有确定的极性，有“头”、“尾”之分。
微管的起始端为尾。
（-）极α球蛋白;
生长端为头，（+）极β球蛋白。
组装主要在（+）极添加或释放异二聚体。
正端快负端慢。
（三）、功能
（1）维持细胞形态、细胞器的定位；
（2）细胞内依赖于微管的物质运输；
（3）鞭毛（flagella）和纤毛（cilia）的结构与功能；
（4）纺锤体与染色体运动；
秋水仙素、长春花碱阻断微管蛋白组装成微管，可破坏纺锤体结构。
秋水仙素与未聚合的微管蛋白二聚体结合,阻止聚合。
★★核仁的超微结构和功能：
结构：
纤维中心、致密纤维组分、颗粒组分。
纤维中心是rRNA基因的储存位点；
转录主要发生在纤维中心与致密纤维组分的交界处，并加工初始rRNA转录本；
颗粒组分区负责装配核糖体亚单位，是核糖体亚单位成熟和储存的位点。
功能：
1、rRNA基因的转录；
2、rRNA前体的加工；
3、核糖体亚单位的组装。
★★中期染色体的形态结构,染色体DNA的三种功能元件结构和意义
1、中期染色体具有比较稳定的形态，由两条相同的姐妹染色单体构成，彼此以着丝粒相连，其主要结构有①、着丝粒与动粒；
②、次缢痕；
③、核仁组织区；
④、随体；
⑤、端粒。
2、染色体DNA的三种功能元件结构和意义：
（1）自主复制DNA序列：
富含AT的序列11-14bp，确保染色体自我复制、维持染色体在细胞时代传递中的连续性。
（2）着丝粒DNA序列：
使染色体平均分配到子细胞中，保持染色体数目的恒定两个核心区：
80-90bp的AT区、11bp的保守区
（3）端粒DNA序列：
保持染色体的独立性与稳定性端粒重复序列由端粒酶反转录合成后添加到染色体末端
细胞外基质的功能
1.支持——构成细胞的框架，负责组织的构建。
2.调控——其三维结构及成份的变化可改变细胞微环境，对细胞形态、生长、分裂、分化和凋亡起重要的调控作用。
★★核被膜形态结构、核孔复合体功能
一、核被膜形态结构：
①、外核膜，附有核糖体颗粒；
②、内核膜，有特有的蛋白成份（如核纤层蛋白B受体，LBR）；
③、核纤层；
④、核周间隙；
⑥、核孔：
核孔复合体-特有蛋白gp210。
二、核孔复合体功能：
核质交换的双向选择性亲水通道
1、通过核孔复合体的被动运输；
2、通过核孔复合体的主动运输，生物大分子的核质分配主要是通过核孔复合体的主动运输完成的，具有高度的选择性，并且是双向的。
选择性表现在以下三个方面：
①、对运输颗粒大小的限制：
有效功能直径可被调节约10～20nm，甚至可达26nm，
②、主动运输是一个信号识别与载体介导的过程，需要消耗能量，并表现出饱和动力学特征
③、主动运输具有双向性，即核输入与核输出
3、转录产物RNA的核输出：
细胞核中合成的各类RNA、核糖体亚单位需要通过核孔运到细胞质。
★★活性染色质主要特征
1、活性染色质具有DNaseI超敏感位点：
通常位于5‘-启动子区，长度100-200bp的DNA序列特异暴露的染色质区域。
2、活性染色质在生化上具有特殊性：
①、活性染色质很少有组蛋白H1与其结合；
②、活性染色质的组蛋白乙酰化程度高；
③、活性染色质的核小体组蛋白H2B很少被磷酸化；
④、活性染色质中核小体组蛋白H2A在许多物种很少有变异形式；
⑤、组蛋白H3的变种H3.3只在转录活跃的染色质中出现;
⑥、HMG14和HMG17只存在于活性染色质中，与DNA结合。
3、活性染色质在组蛋白修饰上的特异性
★★核糖体的基本类型结构与成分
1、类型：
70S的原核细胞核糖体（50S、30S）：
原核细胞、叶绿体、线粒体
80S的真核细胞核糖体（60S、40S）：
真核细胞的细胞质
2、结构：
①、rRNA位于核糖体内部核心。
②、r蛋白有球形结构域和伸展的尾部，定位在核糖体表面。
球形结构域分布在核糖体表面，伸展的尾部伸入核糖体内折叠的rRNA分子中。
③、tRNA结合的3个位点横跨核糖体大小亚基的结合面。
④、核糖体大小亚基的结合面，特别是mRNA与tRNA的结合处，无核糖体蛋白分布。
⑥、催化肽健形成的活性位点由RNA组成。
3、主要成分：
r蛋白质：
40%，核糖体表面；
rRNA:
60%,，核糖体内部，rRNA都具有甲基化现象
★★核糖体的功能活性位点
1、与mRNA结合的位点：
蛋白质的其实合成首先需要mRNA与小亚基结合。
2、A位点：
与新掺入的氨酰—tRNA结合的位点—氨酰基位点；
3、P位点：
与延伸中的肽酰—tRNA结合的位点—肽酰基位点；
4、E位点：
脱氨酰tRNA的离开A位点到完全释放的一个位点；
5、与肽酰tRNA从A位点转移到P位点有关的转移酶的结合位点；
6、肽酰转移酶的催化位点。
细胞核的结构、功能
①核被膜、②核纤层、③染色质、④核仁、⑤核基质、⑥核体等。
细胞生命活动的控制中心。
①遗传②代谢活动。
前者表现为通过DNA染色体的复制和细胞分裂，维持物种的世代连续性。
后者表现为通过基因表达的选择性，控制细胞的代谢、分化等活动，完成个体发育的使命。
★★细胞周期检验点及其意义
（1）G1/S检验点：
start点（酵母）或R点（动物），控制细胞由静止状态的G1进入DNA合成期，检查DNA是否损伤？
细胞外环境是否适宜？
（2）G2/M检验点：
是决定细胞一分为二的控制点，检查DNA是否损伤？
细胞体积是否足够大？
（3）中-后期检验点（纺锤体组装检验点）：
检查染色体是否完全分离。
简述减数分裂的生物学意义。
（1）维持生物物种的染色体数目恒定。
（2）为生物种内的多样性提供源泉。
同源染色体的联会和非姐妹染色单体间的交换，增加了生殖细胞中染色体组的差异，同源染色体的分离和非同源染色体的自由组合为生物遗传变异提供了细胞学基础。
★★减数分裂与有丝分裂有何异同。
答：
（1）有丝分裂发生在体细胞的增殖过程中，减数分裂发生在生殖细胞的形成过程中。
（2）有丝分裂过程中DNA复制一次，细胞分裂一次，结果形成两个子细胞；
减数分裂过程中DNA复制一次，细胞连续分裂两次，结果形成4个子细胞。
（3）有丝分裂1个间期DNA100%复制，中心体复制一次；
减数分裂具有两个间期，前间期S期长，但只合成99.7%DNA，其余的0.3%在前期Ⅰ合成，间期Ⅱ无DNA复制合成。
（4）有丝分裂无遗传物质间的互换，减数分裂前期Ⅰ同源染色体配对，非姐妹染色单体之间可
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