细胞生物学78年制知识整理Word格式.docx
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三级结构：
通过侧链非共价键形成球状蛋白构象
四级结构：
多个亚基通过分子间作用力形成聚合体
2.构成细胞的无机化合物、有机小分子、有机大分子各包含哪些成分？
各自功能是什么？
无机化合物
水
细胞中含量最多的成分，良好的溶剂，生化反应的场所
无机盐
维持细胞内外液的PH和渗透压，与蛋白质或脂类结合构成功能蛋白
有机大分子
核
酸
组成
由戊糖，碱基（含氮有机碱），磷酸组成
种类
RNA（mRNA,rRNA,tRNA,snRNA,miRNA,snRNA）,DNA
功能
遗传信息的贮存、传递和表达；
催化功能
蛋白质
结构
四级结构
多糖
主要存在形式
复合糖：
糖蛋白，蛋白聚糖，糖脂，脂多糖
有机小分子
核苷酸
核糖/脱氧核糖，含氮生物碱，无机磷酸
嘌呤核苷酸，嘧啶核苷酸
1.构成核酸分子2.作为第二信号物质3.作为生物催化剂
氨基酸
两性化合物
非极性氨基酸，不带电荷的极性氨基酸
带正电荷的极性氨基酸，带负电荷的极性氨基酸
构建蛋白质分子
脂肪酸
特性
1.直链肪烃有机酸，2.双亲性分子，3.与其他分子共价结合
构成生物膜的能源物质
单糖
1.核糖和脱氧核糖，2.葡萄糖、半乳糖、岩藻糖、甘露糖
构成生物大分子；
能源物质
3.细胞的分类图表及原真核细胞的异同
*细胞是生命活动的基本单位——没有细胞就没有完整的生命——病毒必须在细胞内才能表现基本的生命特征
细胞
原核生物
特征
有：
细胞膜，拟核，裸露DNA，核糖体，细胞壁
无：
模型细胞器
真细菌：
支原体，衣原体，放线菌，螺旋体，立克次氏体，细菌（球菌，杆菌，螺旋菌）
古细菌
真核生物
细胞壁，细胞核，DNA，核糖体，膜性细胞器
动物细胞没有细胞壁
种类：
原生生物（包括藻类和原生动物），真菌，植物，动物
真核细胞与原核细胞的区别：
原核细胞
真核细胞
大小
较小，长度1-10um
较大，长度10-100um
代谢
厌氧或需氧（自养或异养）
需氧（主要是异养生物）
细胞质
无细胞骨架、胞质流动、胞吞和胞吐作用
有细胞骨架、胞质流动、胞吞和胞吐作用
细胞器
很少或没有（核糖体）
有内质网、高尔基复合体、线粒体等
细胞核
无核膜、核仁（为拟核）
有核膜、核仁
环状，位于细胞质中
位于细胞核中，很长，含非编码区，构成染色体
DNA和蛋白质
同一区室内合成RNA和蛋白质
核内合成和加工RNA，细胞质内合成蛋白质
细胞分裂
无丝分裂
有丝分裂，减数分裂
细胞数量
单细胞
多细胞，且种类不同
第四章细胞膜及物质跨膜运输
一、名词解释
细胞膜（cellmembrane）：
包围在细胞质表面的一层薄膜，又称质膜或外膜，在电镜下表现为单位膜结构
单位膜：
电子显微镜下，生物膜呈“两明一暗”的铁轨样形态，又称单位膜
流动镶嵌模型：
（1）流动的脂质分子构成膜的连续主体
（2）膜蛋白质分子以不同的程度镶嵌在脂质双分子层内
（3）蛋白质非极性部分嵌入膜的非极性区，极性部分暴露于膜表面
被动运输：
是被转运物质顺电化学梯度从高浓度的一侧通过细胞膜或其他膜相结构向低浓度一侧进行的物质运输，不需要消耗能量，需要或不需要膜转运蛋白的参与
简单扩散：
特点：
（1）顺电化学梯度
（2）无需消耗能量
（3）不需要膜转运蛋白⑷运输速度取决于分子的大小和脂溶性
协助扩散（易化扩散）：
（1）顺电化学梯度
（2）不需消耗能量
（3）需要特异性的膜转运蛋白（4）具有特异性，饱和性
主动运输：
（1）逆浓度梯度或电化学梯度
（2）直接或间接需要能量，需ATP酶参与（3）需特异性的膜转运蛋白（载体蛋白）——泵（具有ATP酶活性）
协同运输：
（1）顺&
逆浓度梯度；
（2）溶质运输不直接由ATP提供能量，而是靠与之偶联的离子如Na+提供的电化学梯度；
（3）细胞内外离子如Na+浓度梯度的正常维持需要相应的离子泵参与；
（4）需载体蛋白（协同运输载体蛋白）参与
包括共运输（symport）和对向运输（antiport）。
（如：
肠上皮细胞或肾小管上皮细胞对葡萄糖、氨基酸的吸收）
吞噬作用：
细胞吞入较大的固体颗粒或分子化合物,如细菌，无机尘粒，细胞碎片等物质的过程
受体介导的内吞作用：
细胞通过受体的介导摄取细胞外专一性蛋白质或其他化合物的过程,具有高度的特异性。
低密度脂蛋白颗粒（LDL）：
低密度脂蛋白是一种运载胆固醇进入外周组织细胞的脂蛋白颗粒，可被氧化成氧化低密度脂蛋白。
LDL是富含胆固醇的脂蛋白
Na+-K+泵：
Na+-K+ATP酶，镶嵌在质膜脂双层中，具有载体的功能和酶的活性，是细胞膜上进行主动运输的一种载体蛋白。
（它利用自身对ATP的水解提供能量，逆浓度梯度一次可将3个Na+泵出细胞、2个K+泵入细胞，以维持细胞内高钾低钠的状态。
）
固有分泌
即结构性分泌，途径是指分泌蛋白在粗面内质网合成之后，转运至高尔基复合体经修饰、浓缩、分选，装入分泌囊泡，随即被运送至细胞膜与质膜融合将分泌物派出细胞外的过程。
是一种连续的分泌方式
受调分泌regulated
secretion
分泌蛋白合成后，先储存在分泌泡中。
只有当接受细胞外信号的刺激后，引起细胞内Ca2+浓度瞬间提高，分泌泡才移动至细胞膜处，将里面的物质排出细胞外。
这种分泌途径只存在于分泌激素、酶、神经递质的细胞内。
是非连续的
1.说明Na+－K+ATP酶的作用机制及其生物学意义。
作用机制：
（出3Na进2K）
从细胞内捕获3个钠离子→亚基被ATP磷酸化，构象改变→
向细胞外排出3个钠离子→从细胞外捕获2个钾离子→
亚基去磷酸化，构象改变→向细胞内排出2个钾离子
生物学意义：
1、产生和维持细胞膜电位2、维持细胞渗透压平衡
2.以细胞对胆固醇的摄取为例，简述受体介导的内吞作用
a.LDL颗粒与受体结合凹陷进细胞形成衣被小泡
b.衣被小泡去被形成平滑小泡与内体融合，衣被返回细胞膜
c.LDL颗粒与受体分离，LDL进去溶酶体，受体返回细胞膜
d.在溶酶体中，LDL中的胆固醇酯被水解成游离的胆固醇而被利用
第五章细胞内膜系统
●名词解释
内膜系统:
endomembrane
system
真核细胞中，相对于质膜而言，在结构、功能及发生上有一定联系的膜性细胞器构成的一个完整的系统。
主要包括内质网（ER）、高尔基体（GC）、溶酶体、过氧化物酶体、转运小泡和核膜。
信号肽:
signal
peptide
是由信号密码所编码的，位于蛋白质N端的一段氨基酸序列，一般有15~30个疏水性氨基酸，可被SRP识别，在引导蛋白质到达目的地后一般会被切除。
信号假说:
signalhypothesis
指导分泌性蛋白多肽链在糙面内质网上进行合成的决定因素是合成肽链N端的一段特殊氨基酸序列，即信号肽；
大致过程为：
①SRP结合信号肽；
②核糖体锚着与内质网；
③结合成新的多肽链进入内质网腔；
④信号肽被切除；
⑤肽链合成完成。
初级溶酶体primary
lysosome
刚刚形成的只含水解酶（无活性）而没有底物的溶酶体。
次级溶酶体secondary
初级溶酶体与底物结合后的溶酶体，此时水解酶被激活开始水解底物，实质上是溶酶体的一种功能作用状态，又称消化泡。
膜流（囊泡运输）membrane
flow
是指囊泡以出芽的方式从一个细胞器膜产生、脱离后又定向地与另一细胞器膜的融合的过程，是真核细胞运输大分子及颗粒物质的主要方式。
（注：
膜流是物质定向运输的基本途径;
是细胞外膜和内膜系统间结构转换和代谢更新的桥梁；
具有高度有序性，特异性）
蛋白质糖基化
糖基化是在酶的控制下，蛋白质或脂质附加上糖类的过程，发生于内质网。
在糖基转移酶作用下将糖转移至蛋白质，和蛋白质上的氨基酸残基形成糖苷键。
蛋白质经过糖基化作用，形成糖蛋白。
糖基化是对蛋白的重要的修饰作用，有调节蛋白质功能作用。
（N连接糖基化:
发生在粗面内质网，主要是寡糖与蛋白质天冬酰胺残基侧链上氨基集团的结合。
O连接糖基化：
略）
●简答
1.简述内质网的形态结构和主要功能。
（1）内质网是由一层单位膜包围形成的结构，有小泡、小管、扁囊3种基本结构单位。
这些结构相互连通。
内质网腔是独立于细胞质基质的连续空间，内与核膜间隙相连。
（2）根据表面有无核糖体附着，分为SER（滑面内质网）和RER（粗面内质网）。
（3）RER（粗面内质网）上有许多核糖体附着，表面粗糙。
电镜下多呈囊状或扁平囊状。
在蛋白质合成旺盛的细胞中含量多且发达。
主要功能：
参与外输型蛋白质的合成、加工修饰和转运。
具体来说：
①作为核糖体附着的支架。
②新生多肽链的折叠与装配。
有丰富的GSSG、PDI、分子伴侣。
③蛋白质的糖基化（N-连接）、酰基化。
④蛋白质的胞内运输。
（4）SER（滑面内质网）上无核糖体附着，表面光滑。
电镜下多呈管、泡样网状，某些部位可以和RER相连。
①脂质的合成与转运（包括膜脂）。
脂肪分解物→SER合成新生脂类→与蛋白质形成脂蛋白→GC分泌。
②糖原的代谢。
如在肝脏中。
③细胞解毒作用。
含电子传递链。
④Ca+的储存和浓度调节。
如在肌肉中。
⑤胃酸、胆汁的分泌和调节。
2.简述溶酶体的类型和主要生物学功能。
*
（1）结构特点：
①溶酶体是由一层单位膜包被而形成的球囊状结构，内含多种酸性水解酶，可以消化外源性和内源性物质，被称为细胞内的消化器官。
②具有高度的异质性。
③膜上具有质子泵，能维持膜内酸性环境。
④膜内表面高度糖基化（lgpA/lgpB），防止自身膜蛋白降解。
（2）根据不同的生理状态分为初级溶酶体、次级溶酶体（包括：
自噬溶酶体、异噬溶酶体、吞噬溶酶体）、残余体（后溶酶体）。
基于其形成过程和不同发育阶段分为内溶酶体（GC芽生的运输小泡（含溶酶体酶）与晚期内体结合形成）和吞噬溶酶体。
（3）功能：
①细胞内消化，获得营养成分。
②吞噬细菌和病毒，防御作用。
③清除细胞内衰老和多余的细胞器。
④腺体组织分泌调控。
⑤个体发育调控（蝌蚪、精子）。
3.简述高尔基体的类型和主要生物学功能。
（1）由一层单位膜包围而形成的复杂囊泡系统，有小泡（形成面）、扁平囊（最富特征性，由凸面到凹面依次为顺面高尔基网状结构（CGN）、高尔基中间膜囊（MGS）、反面高尔基网状结构（TGN））和大泡（成熟面）3种基本形态
（2）主要功能：
a.蛋白质的化学修饰（O-连接糖基化）
b.蛋白质进行水解加工
c.蛋白质的分拣运输：
细胞内蛋白质分选和膜囊泡的定向运输过程中具有极为重要的枢纽作用
d.通过膜流进行生物膜的更新
4.简述过氧化物酶体功能
①解毒作用（最主要）（过氧化氢及其他毒性物质）。
②调节氧浓度、氧张力。
③参与细胞内脂肪酸等高能分子物质的分解转化。
●问答题
1.说明溶酶体酶蛋白（或分泌蛋白）的合成、加工和定向运输过程。
①加甘露糖：
溶酶体蛋白酶+甘露糖（内质网腔）
②磷酸化：
形成6-磷酸甘露糖（高尔基体顺面扁囊）
③受体识别：
6-磷酸甘露糖被受体识别、结合形成有被小泡（高尔基体反面扁囊）
④脱衣被：
衣被返回，无被小泡+内体——形成融和囊泡
⑤脱受体：
酸性环境导致受体分离，形成空载的受体囊泡和含酶蛋白的囊泡
⑥去磷酸化：
受体返回高尔基体，6-磷酸甘露糖去磷酸化，最终形成成熟的溶酶体酶蛋白
第六章细胞骨架（cytoskeleton）与细胞运动
一．微管（microtubule）
✓微管以α，β异二聚体为基本构件，二聚体首先首尾相连形成原纤维，而后原纤维进一步加长、变宽形成片层，当片层达到13根原纤维时则闭合形成微管。
✓微管具有极性，增长速度快的一端为正端，另一端为负端
✓微管有三种存在形式：
单管，二联管，三联管
1.微管结合蛋白的功能（tau-帮稳）
微管结合蛋白不是微管的基本构件，而是结合在微管表面的辅助蛋白，执行特殊功能：
①使微管互相交联，形成束状②微管组装时与成核点作用
③促进聚合提高微管稳定性（阿尔茨海默，AD）
④沿微管运输囊泡、颗粒的马达蛋白
2.马达蛋白：
细胞内有一类蛋白质分子能利用ATP，通过自身构型的变化产生推动力，能够带动与之连接的结构在细胞内移动，所以，马达蛋白又被称为移动因子。
称为马达蛋白。
主要有3类：
肌球蛋白、驱动蛋白、动力蛋白。
3.马达蛋白三大家族
家族
结合对象
运输方式
运输方向
肌球蛋白家族
与微丝结合
沿微丝运动
（-）到（+）
驱动蛋白家族
与微管结合
沿微管运动
动力蛋白家族
（+）到（-）
4.微管的踏车现象
当微管正端聚合速度等于负端解聚速度时，微管长度不变，但微管蛋白二聚体在不断地移行，这一现象称为踏车现象
5.微管的装配
✓微管的装配主要表现为动态不稳定性；
可分为成核期，聚合期，稳定期
✓微管装配的起始点是微管组织中心，可帮助微管的成核。
γ微管蛋白环形复合体课刺激微管核心的形成，并包裹微管负端，阻止微管蛋白的渗入。
中心体是动物细胞中决定微管形成的一种细胞器。
6.影响微管组装的因素
✓主要影响因素:
GTP和微管蛋白二聚体的浓度
✓GTP微管蛋白聚合速度≥GTP水解速度，形成GTP帽，微管稳定、生长；
GTP微管蛋白聚合速度<
GTP水解速度，GTP帽缩短、消失，微管不稳定；
GDP微管蛋白趋于解离，微管解聚、缩短
✓其他因素：
物理因素：
温度（最适37º
C）、压力（低压组装，高压去组装）、pH（最适6.9）
化学因素：
秋水仙素（促进解聚）；
紫杉醇（促进聚合）
7.微管蛋白二聚体与GTP的相互作用
（1）微管蛋白二聚体的β位点结合GTP后被激活（GTP微管蛋白），GTP微管蛋白有相互聚集的倾向；
（2）微管蛋白二聚体聚集成微管后不久，β位点的GTP被水解为GDP，二聚体因此失活（GDP微管蛋白），GDP微管蛋白有相互解离的倾向。
8.微管的功能（记住例子）
①构成细胞内的网状支架，支持和维护细胞形态②维持细胞内细胞器的分布和定位（线粒体的分布与微管相伴随，游离核糖体附着于微管和微丝的交叉点上，内质网沿微管在细胞质中展开分布，高尔基体借助微管实现极化分布）③参与细胞内物质的运输（神经轴突中的膜泡转运：
内向运输：
内吞泡--动力蛋白；
外向运输：
神经递质，分泌泡--驱动蛋白）④参与细胞的运动（形成鞭毛和纤毛）⑤参与染色体的运动，调节细胞分裂（纺锤丝）⑥参与细胞内信号传导
二．微丝（microfilament）
球状肌动蛋白（G-肌动蛋白）组成多聚体纤维状肌动蛋白（F-肌动蛋白），构成丝状的微丝。
微丝有极性，正负两端。
1.微丝体外组装的基本过程
✓三个阶段：
成核期聚合期稳定期
✓组装条件：
ATP和一定盐浓度（Mg2+、Na+、K+）
✓影响因素：
主要：
G-肌动蛋白浓度其他：
Mg2+、Na+、K+离子浓度，松弛素B（抑制聚合），鬼笔环肽（抑制解聚）
2.肌球蛋白的运动机制
①与核苷酸结合，头部与肌动蛋白纤维脱离
②水解，头部转动并与新的肌动蛋白亚基结合
③释放出Pi，产生滑动力④释放ADP,头部回复原始状态
3.微丝的踏车行为
当微丝正端的聚合速度等于微丝负端的解聚速度，此时微丝净长度保持不变
4.非稳态动力学模型
ATP是调节微丝组装的主要因素：
（1）当ATP-G-肌动蛋白结合到纤维末端后，蛋白构象变化，ATP水解为ADP，形成ADP-G-肌动蛋白；
（2）ATP-G-肌动蛋白对纤维状肌动蛋白末端亲和力高，微丝生长；
ADP-G-肌动蛋白对纤维末端亲和力低，易脱落，微丝缩短
5.微丝的功能（重）
①构成细胞的支架，维持细胞的形态（微绒毛、应力纤维）
②参与细胞运动（伪足）③参与细胞分裂（收缩环）
④作为肌纤维的组成成分，参与肌肉收缩（细肌丝）
⑤参与细胞内物质的运输⑥参与细胞内信号转导
6.肌细胞的收缩步骤
①结合（ATP）②释放：
肌球蛋白头部脱离细肌丝
③直立：
ATP水解，构象改变
④产力：
肌球蛋白头部结合的ADP释放，恢复到原始构象
⑤再结合（ATP）：
肌球蛋白头部又与细肌丝紧密结合
三．中间纤维（植物细胞没有）（intermediatefilaments）
1.中间纤维的几个重要类型和分布
✓酸性角蛋白：
表皮细胞；
✓波形纤维蛋白：
间充质细胞，成纤维细胞；
✓结蛋白：
肌细胞；
✓巢蛋白：
神经干细胞
2.中间纤维的组装
①两条中间纤维单体组成二聚体②两个二聚体组成四聚体
③两个二聚体串联成原纤维④八条原纤维缠绕成中间纤维
中间纤维蛋白单体具有极性，中间纤维分子不具极性；
中间纤维的组装无须核苷酸和结合蛋白的参与；
中间纤维的组装受到蛋白单体磷酸化和去磷酸化的调节；
中间纤维较稳定，不受细胞松弛素或秋水仙素的影响
3.中间纤维的功能
①在细胞内形成一个完整的网状系统（联通细胞外基质,细胞质膜,核膜,核基质）②为细胞提供机械强度支持
③参与细胞连接（桥粒结构和半桥粒结构）
④维持细胞核膜的稳定性
⑤参与细胞内信息传输
⑥参与细胞分化（待定）
四.细胞骨架与疾病
✓AD与tau蛋白有关（微管异常）
✓单纯性大泡性表皮松懈症与角蛋白基因缺陷有关（中间纤维异常）
第七章线粒体与细胞能量转换
一、名词解释
内外膜转位接触点：
线粒体内、外膜上存在着一些内外膜相互接触的地方，在这些地方，膜间腔隙变窄
细胞呼吸（生物氧化）：
生物体内的糖类、脂肪、蛋白质等有机物在细胞的某些细胞器（线粒体）内借助O2的作用，被氧化分解，产生CO2，同时释放能量存储于ATP中的过程
氧化磷酸化：
是指生物氧化过程中所释放能量的转移过程与ADP的磷酸化过程结合起来，从而将生物氧化过程中释放出来的能量转移到ATP的高能磷酸键中，又称为氧化磷酸化偶联
底物水平磷酸化：
是由高能底物水解放能，直接将高能磷酸键从底物转移到ADP上，使ADP磷酸化生成ATP的过程
电子传递链（呼吸链）：
一系列能够可逆的接受和释放H+和e-的酶体系，在内膜上有序的排列成相互关联的链状
电子传递途径：
H首先解离出H+和e-，电子经过线粒体内膜上酶体系的逐级传递，最终使1/2O2成为O2-,后者再与基质中的2个H+化合成H2O
基粒：
是存在于线粒体内膜的ATP酶复合体，由头部（F1）、柄部（对寡霉素敏感）和基片（F0）构成，包括多个蛋白质亚基，具有催化ADP合成ATP的功能
二、简答
1.简述线粒体结构及各部分标志酶。
（1）外膜：
线粒体最外层所包绕的一层膜，厚度约5-7nm，光滑平整，蛋白质：
脂类=1:
1，标志酶为单胺氧化酶
（2）膜间腔：
内外膜之间的腔隙，标志酶为腺苷酸激酶
（3）内膜：
厚度约4.5nm，蛋白质：
脂类=8:
2，内膜上有大量向内腔突起的折叠，形成嵴，内膜表面附着有基粒，标志酶为细胞色素氧化酶
（4）基质：
分布于线粒体内腔的电子密度较低的可溶性蛋白质和脂肪成分，含数百种氧化酶类，标志酶为苹果酸脱氢酶
2.说明线粒体DNA特性及产物种类。
特性：
①为裸露的双链环状DNA②一个线粒体内有1个至数个不等
③根据转录密度可分为重链（H链）和轻链（L链），各有一个启动子,都具编码功能④线粒体DNA两条链有各自的复制起始点
产物种类:
编码37种产物,2种rRNA,22种tRNA,13种mRNA
3.以图表方式解析1分子葡萄糖完全氧化可形成多少分子ATP？
4.化学渗透假说
（1）NADH或FADH2提供2e-，经电子传递链传递给O2；
（2）2e-传递过程中，同时起质子泵的作用,向外腔排放2H+；
（3）线粒体内膜具有离子不通透性，能隔绝H+、OH-等，从而形成跨线粒体内膜的电化学质子梯度；
（4）2H+顺浓度经F0F1ATP合酶回流，释放自由能产生1分子ATP。
5.简述线粒体的母性遗传。
形成受精卵的精子和卵细胞为后代提供的成分有所不同，精子主要提供半数的染色体，而卵细胞提供本身所携带的线粒体和半数的染色体，所以称这里的线粒体为母系遗传
6.简述线粒体的半自主性。
线粒体虽具有自己的遗传物质,可以合成线粒体所需要的某些组分,但是线粒体内绝大多数蛋白质仍依赖细胞核基因,因而在遗传上的自主性是不完整的,故为半自主性。
第八章细胞核
●间期核的基本结构包括：
核被膜，核仁，染色质，核基质
一．核膜（nuclearmembrane）
1．化学组成：
蛋白质和脂类，还有少量DNA和RNA（跟粗面内质网相似）
2.结构
核被膜是由两层平行但不连续的非对称性单位膜构成的，包括外核膜、内核膜、核周间隙、核孔复合体以及核纤层等结构.
（1）外核膜：
与粗面内质网膜连续，使核周腔与内质网腔相通,表面结合核糖体，是粗面内质网的特化区域，胞质面常附着有细胞骨架成分（IF和MT）
（2）内核膜：
内侧衬以核纤层蛋白形成的骨架网络体系
（3）核周间隙：
与粗面内质网腔相连续；
内含多种蛋白质和酶。
（4）核孔（nuclearpore）：
核孔数量与细胞活力成正相关
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