细胞生物学 复习.docx

1、细胞生物学 复习细胞膜 主要内容如何证明细胞膜的存在？ 实验一 植物细胞质壁分离 实验二 红细胞的溶血试验 实验三 光学显微镜观察 实验四 电子显微镜观察第一节 细胞膜的化学组成和分子结构 1902，Overton，细胞膜由脂类构成 1925，Gorter等， 膜由双层脂类构成 1935，Denielli等，片层结构模型 1959，Roberson，单位膜模型 1972，S.J.Singer等，液态镶嵌模型 1975，Wallach，晶格镶嵌模型 1977，Jain 等，板块镶嵌模型液态镶嵌模型理论的主要内容及优缺点1、 流动的脂双层构成膜的连续主体； 流动性,有序性2、 球状蛋白质镶嵌在脂双

2、层中； 分布不对称性缺陷： 忽视蛋白质对脂类流动性的控制； 忽视膜各部分流动性的不均一性。第二节 细胞膜的重要特性不对称性1. 膜蛋白分布的不对称性2. 膜脂分布的不对称性3. 膜糖分布的不对称性流动性1、 膜脂的流动性1. 侧向扩散 2. 旋转运动 3. 摆动运动 4. 伸缩震荡 5.翻转运动 6. 旋转异构2、 膜蛋白的运动性3、 影响膜流动性的因素（1）脂肪酸链的长度和不饱和程度（2）胆固醇与磷脂的比例（3）卵磷脂与鞘磷脂的比例（4）膜蛋白的影响（5）其他因素（环境温度、pH等）第三节 细胞表面特化结构第四节 细胞连接 细胞连接的种类、结构特征和功能1. 封闭连接（occluding j

3、unction） 又称“紧密连接(tight junction)”结构 （1） 相邻质膜紧密相贴；（2） 跨膜蛋白对和交联, 形成拉链状“封闭索”；（3） 侧面观呈脊索状网状结构（4） 封闭索通过膜外周蛋白固定于细胞骨架上 功能 (1) 细胞连接(2) 封闭细胞间隙，防止物质双向渗透(3) 定位膜蛋白，维持细胞功能的方向性分布 多见于体内管腔及腺上皮细胞靠腔面的一端2. 锚定连接 (anchoring junction) 黏合带、黏合斑、隔状连接；细胞骨架为肌动蛋白 桥粒、半桥粒；细胞骨架为中间丝 (1) 黏合带( adhesion belt) 又称为“中间连接（intermediate ju

4、nction）结构 1. 相邻细胞膜中间有跨膜糖蛋白-钙黏蛋白2. 钙黏蛋白借助于相邻细胞内的附着蛋白与肌动蛋白微丝束相互作用，形成黏合带3. 黏合带沿质膜延伸并相连成跨细胞网功能 细胞连接， 增强组织的机械性能分布 上皮细胞顶部紧密连接的下方 (2) 黏合斑 (adhesion plaque)结构1. 细胞膜与胞外基质之间的连接；2. 跨膜连接蛋白为“整合素”3. 整合素通过纤黏连蛋白与胞外基质结合，细胞内与肌动蛋白丝结合。功能 细胞连接， 增强组织的机械性能分布 体外培养细胞贴壁(3) 隔状连接（septate junction） 存在于无脊椎动物组织中 连接的细胞内骨架成分为肌动蛋白纤维

5、 (4) 桥粒 ( desmosome) 结构 30nm细胞间隙 跨膜连接糖蛋白-钙黏素 相邻细胞的胞质侧有桥粒斑 中间丝附着其上构成网状系统 功能 连接细胞 限制细胞膨胀 分散切力分布易受牵连、摩擦的组织(5) 半桥粒 （hemidesmosome)结构细胞与基膜之间的连接跨膜连接糖蛋白-整合素只有一个桥粒斑中间丝附着其上构成网状系统功能 将上皮细胞固定在基底膜上分布 上皮和结缔组织的交界面几种锚定连接的化学组成名称跨膜连结蛋白细胞外配体结合细胞骨架类型细胞内附着蛋白黏合带钙粘蛋白相邻细胞钙粘蛋白肌动蛋白丝连锁蛋白粘着斑蛋白黏合斑整合素胞外基质蛋白肌动蛋白丝踝蛋白、粘着斑蛋白、-辅肌动蛋白桥

6、粒钙粘蛋白相邻细胞钙粘蛋白中间丝桥粒片蛋白，片珠蛋白半桥粒整合素胞外基质（基膜）蛋白质中间丝桥粒片蛋白样蛋白质3. 通讯连接(1) 缝隙连接(gap junction)结构 盘状结构, 连接子(6个亚基), 中央隧道功能 A 机械连接 B 细胞间小分子交换 C 通讯传递分布 最普遍（骨骼肌和血细胞除外）(2) 化学突触 (synapse)各种连接的比较封闭连接紧密连接上皮组织锚定连接骨架成分：肌动蛋白粘合带上皮组织粘合斑上皮细胞基部隔状连接只存在于无脊椎动物中骨架成分：中间纤维桥粒心肌、表皮半桥粒上皮细胞基部通讯连接间隙连接大多数动物组织中化学突触神经细胞间和神经肌肉间胞间连丝植物细胞间第五节

7、 细胞膜与物质的跨膜转运一、 穿膜运输（transmembrane transport）（一） 穿膜运输的特性 分子量小、脂溶性强则容易通过膜：O2，苯； 不带电荷极性分子，小分子比大分子容易穿膜：乙醇 尿素 甘油 葡萄糖 脂双层膜对所有带电荷的分子或离子高度不通透； 水可以快速穿膜：体积小，膜上有水通道。（二） 某些溶质的穿膜工具：转运蛋白 通道蛋白（channel protein）水通道、离子通道载体蛋白(carrier protein)葡萄糖载体（三） 控制溶质转运方向的因素（四） 穿膜运输的方式1. 简单扩散 simple diffusion特点 不耗能、不需膜蛋白、依靠物质浓度差。举

8、例 脂溶性物质、气体物质、水2. 离子通道扩散 ion channel diffusion特点 A “通道蛋白”；B 选择性；C 门控性； D 瞬间、大量通过；F 不耗能分类 A 电压门通道：靠膜电位，Na+、K+、Ca2等离子通道； B 配体门通道：依靠化学物质（配体）与受体的结合，如乙酰胆碱通道。 C 机械门通道：内耳听觉毛细胞3. 易化扩散 facilitated diffusion特点（1）需“载体蛋白”（镶嵌蛋白质） （2）高度特异性 （3）饱和性 （4）不耗能举例 非脂溶性物质，如葡萄糖、氨基酸、核苷酸进入红细胞。4. 离子泵 ion pump特点1、需“载体蛋白”，具有两种离子的

9、结合位点和ATP酶活性。 2、分解ATP，造成载体与离子亲和力的变化。举例 Na+-K+泵，Ca2泵，H泵等5. 伴随运输 cotransport特点1、需“载体蛋白”（同向运输载体），不直接利用ATP，利用Na+ 跨膜梯度驱动。 2、需Na+泵消耗ATP转运Na+，造成 膜内外Na+浓度差。举例 小肠上皮细胞吸收葡萄糖和氨基酸等。二、 膜泡运输 transport by vesicle formation膜泡运输的两种方式（一） 胞吞作用（endocytosis）1、 吞噬作用（phagocytosis）特点（1） 吞入较大固体颗粒或分子复合物 如细菌、无机尘粒和细胞碎片（2） 物质附着膜凹

10、陷膜分离膜融合（3） 形成“吞噬体”或“吞噬泡”举例（1） 原生动物获取营养的方式（2） 巨噬细胞、单核细胞和中型粒白细胞防御微生物侵入，清除衰老和死亡的细胞2、 胞饮作用（pinocytosis）特点 （1） 大分子液体溶质或极微小颗粒；（2） 液体吸附膜凹陷膜分离膜融合；（3） 形成“胞饮体”或“胞饮小泡”举例 主要存在于变形虫、小肠上皮细胞、毛细血管内皮细胞等3、 受体介导的内吞作用（receptor mediated endocytosis）特点（1） 有受体参与，特异性很强（2） 选择浓缩机制，速度快（3） 配体受体识别-质膜凹陷-“有被小窝”-有被小泡-进入细胞内-无被小泡-与膜内

11、体结合-受体泡+配体泡-受体再循环-配体被消化举例 铁的吸收，胆固醇的吸收等LDL受体介导的内吞过程 回去看书 93页受体介导的内吞与一般液相内吞方式的比较受体介导的内吞一般液相内吞有受体无有被小凹（泡）有被或无被摄入物选择、浓集无摄入物：特定非特定发生时间：激发经常、持续（二） 胞吐作用 (外排作用 exocytosis)特点 膜融合；小泡运输；耗能。举例 蛋白质如胰岛素；小分子如组胺。（三） 问答题：1、 简述细胞膜物质运输的方式和特点，并各举一例。2、 血液中的胆固醇是如何被转运到细胞内部利用的？这种转运方式有什么突出特点。第六节 细胞膜受体一、 受体的概念存在于细胞膜上或细胞内，能接受

12、外界信号，并将这一信号转化为细胞内的一系列生物化学反应，从而对细胞的结构或功能产生影响的蛋白质分子统称为“受体（receptor）”二、 膜受体的分子结构细胞外域（亲水区，有寡糖链结合）跨膜域（疏水区，1个或多个）细胞内域 （亲水区）三、 化学成分、分类、特性第七节 膜受体与细胞识别一、 细胞识别概念细胞识别（cell recognition）是指细胞间相互辨认和鉴别，对自己和异己分子认识的现象，具有种属、组织和细胞特异性。 二、 分子基础是各类细胞表面受体间或受体与大分子间互补形式的相互作用。相同受体之间相互作用受体与大分子之间互补作用受体共同连接相同大分子三、 细胞识别所引起的反应类型1、

13、 导致配体进入细胞内2、 导致细胞的粘附3、 导致信息传入细胞第八节 膜受体与信号转导一、 信号转导的概念信号分子与胞膜或胞内受体相互作用，通过信号转换把细胞外信号转变为细胞能“感知”的信号，诱发细胞对外界信号作出相应的反应。二、 膜受体介导的信号转导途径第一信使膜受体信号转换激活的酶第二信使神经递质 配体闸门通道化学信号变为电信号腺苷酸环化酶(AC)激素等G蛋白偶联受体G蛋白磷脂酶C （PLC ）cAMPIP3, DG，cGMP等生长因子 等受体酪氨酸激酶 受体酪氨酸蛋白激酶受体酪氨酸激酶 三、 胞内主要信号转导通路的类型：1、 cAMP信号通路 通路组成及信号转导过程 这部分回去看书 10

14、3页G蛋白的特点 回去看书 101页2、 磷脂酰肌醇信号通路 3、 具有酪氨酸蛋白激酶活性的受体信号通路 第九节 细胞膜与医药学：略第一十节 小结（细胞膜部分） 细胞膜的亚微结构和分子结构 细胞膜的特性 细胞表面特化结构、细胞连接、 细胞膜的功能 细胞膜与物质运输 细胞膜与细胞识别 细胞膜与信息跨膜传递细胞质与细胞器第一节 细胞质基质：略第二节 核糖体（一） 核糖体的形态结构一、 形态与分布最小的细胞器（直径15-25nm）非膜相结构除哺乳类红细胞外,真核细胞、原核细胞中均有;分布于细胞质、核质、核仁、线粒体。二、 超微结构： 电镜下，不规则颗粒,含大、小亚基三、 核糖体的类型：1、 真核细胞

15、质核糖体2、 原核细胞质核糖体3、 真核细胞器核糖体（二） 核糖体的理化性质（三） 核糖体与蛋白质的生物合成一、 参与蛋白质合成的主要成员主要原料20种氨基酸运输工具tRNA编码模板（图纸）mRNA合成场所（制造车间）核糖体其它必需“材料”蛋白因子及酶、ATP和GTP等二、 蛋白质合成的简要过程1、 起始 initiation 氨基酸活化、起始复合物形成2、 延伸 elongation 进位、成肽、转位 3、 终止 termination 终止密码子辨认 肽链和mRNA释出 核糖体解聚多个核糖体可以同时翻译一条mRNA，两个相邻的核糖体可以相距6个核苷酸，此时就形成多聚核糖体的状态。（四） 核

16、糖体的功能？-多肽链的“装配机”为多肽链合成提供场所稳定mRNA和保护合成的肽链。（五） 核糖体的异常改变和功能抑制：略第三节 内膜系统*（一） 内质网一、 糙面内质网1、 结构特征：扁囊为主，管腔与核膜腔相通 2、 功能：与外输性蛋白及多种膜蛋白的合成有关二、 滑面内质网1、 结构特征：分支小管交织成网，与RER相通2、 功能：多功能细胞器（脂类合成，糖原代谢，解毒，钙储存与调节等）高尔基体1、 结构特征：扁平囊 flatten cisternae 边缘膨大 分枝小管和圆泡 成摞存在 反面高尔基网 中间高尔基网 顺面高尔基网2、 功能： 1、参与胞内物质的转运和细胞的分泌活动； 2、糖蛋白的

17、加工合成； 3、蛋白质的水解； 4、蛋白质的分选与胞内膜泡运输。三、 溶酶体1、 结构特征：1. 6nm的单位膜包围成的圆形，卵圆形的结构；2. 含多种酸性水解酶(溶酶)，酸性磷酸酶是标志酶； 3. 膜上H泵（HATP酶），使内部pH值保持5左右.4. 膜的腔面富含高度糖基化的跨膜整合蛋白，保护自身膜结构。溶酶体的类型（“异质性”细胞器）1) 初级溶酶体（primary lysosome） 2) 次级溶酶体(secondary lysosome)：3) 吞噬性溶酶体自噬性溶酶体（自体吞噬泡）多泡体异噬性溶酶体（异体吞噬泡）4) 三级溶酶体tertiary lysosome脂褐素 含铁小体 髓样

18、结构2、 功能：A. 消化营养作用B. 防御作用C. 参与激素合成，释放与降解D. 参与生物个体发生、发育过程(1) 协助精子与卵细胞受精(2) 骨骼发育中吸收陈旧的骨基质四、 过氧化物酶体的结构特征，功能：略五、 房室化概念：即膜性细胞器对细胞的分隔作用。内膜系统在细胞内形成一个个彼此隔离、相互独立的功能性结构区域，称细胞内房室化或区域化。意义：扩大细胞内的表面积，为提高细胞代谢功能奠定基础 形成细胞内不同的特殊微环境，有效提高了细胞新陈代谢的质量和效率 形成一个严密而完善的细胞内体系六、 膜流的概念：指细胞的膜成分在质膜与内膜系统之间，以及在内膜系统各结构之间的穿梭、转移、转换与重组的过程

19、。意义：？第四节 线粒体（一） 线粒体的形态结构一、 形态、大小、数量与分布形态多样 大小可变 数目不同 分布各异二、 超微结构双层 单位膜套叠构成的封闭性的膜囊，囊中囊 结构外膜 膜间腔(外腔) 内膜 嵴，基粒 嵴间腔 嵴内空间 基质（内腔）（二） 线粒体的化学组成及酶系分布水、无机盐、蛋白质、脂类、其他（三） 线粒体的功能（1） 氧化供能一、细胞呼吸（cellular respiration）二、细胞呼吸的特点1、本质是酶系所催化的氧化还原反应2、能量形式ATP3、反应分步进行，能量逐步释放4、恒温恒压条件下进行5、反应需要H2O参与三、细胞呼吸的主要步骤1、糖酵解2、乙酰辅酶A的生成3、

20、三羧酸循环4、电子传递偶联氧化磷酸化（2） 与细胞死亡的关系：略第五节 线粒体的遗传体系一、 线粒体在遗传信息表达方面的自主性1、 线粒体是核外唯一含DNA（mtDNA）的细胞器； mtDNA: 双链环状DNA分子，裸露，一个mt中有5-10个DNA分子.2、 具蛋白质合成系统：55S核糖体，独特的遗传密码3、 线粒体蛋白不外运；4、 线粒体与核之间无DNA、RNA的交换。二、 线粒体蛋白质的合成受核控制1、 合成蛋白质的种类少，很多蛋白质需要在核的遗传信息控制下才能合成。 2、 其转录和翻译过程完全依赖于细胞核的遗传装置.如核糖体蛋白质，rRNA,DNA 聚合酶，氨酰tRNA合成酶是由核DN

21、A编码的。3、 内外膜的形成接受核的控制；4、 生长时90的蛋白质来源于核mRNA的转录和翻译。第六节 线粒体的生物发生一、 线粒体的增殖线粒体来源于已有的线粒体的分裂。1、 间壁分离：分裂时先由内膜向中心皱褶，将线粒体分为两个，常见于鼠肝和植物分生组织中。3. 收缩后分离：通过中部缢缩分裂为两个。4. 出芽：见于酵母和藓类植物，线粒体出现小芽，脱落后长大，发育为线粒体。二、 线粒体的起源*第七节 线粒体异常与疾病一、 线粒体遗传病：由mtDNA突变引起的各种疾病，其传递和表达完全不同于核基因突变引起的遗传病，最突出的特点是呈现母系遗传的特点。细胞骨架（cytoskeleton）第一节 微管的

22、结构、组装和功能一、 形态结构中空管状蛋白纤维 内径15nm,外径25nm 长度：微米厘米二、 微管的存在形式和类型单管：不稳定，对温度、压力、抗分裂药物敏感；例如构成纺锤丝的微管二联管 三联管：稳定，对温度、压力、抗分裂药物不敏感；例如构成纤毛和鞭毛的微管三、 微管的组装 回去看书 第165页四、 微管的体内组装的特征1、 遵循体外装配规律，时空性2、 “微管组织中心 MTOC” （microtubule organizing center） 的参与 组装开始的位置；决定微管的极性；控制微管的数量、位置和方向。包括中心体、纤毛和鞭毛的基体五、 微管的功能1、 构成细胞的网架结构，维持细胞形态

23、，固定和支持细胞器的位置2、 参与细胞的收缩与变形运动，是纤毛与鞭毛等细胞运动器官的主体结构成分。3、 参与细胞器的位移和细胞分裂过程中染色体的定向运动。4、 参与胞内物质特别是大分子颗粒的运送，并具有运输的定向作用。第二节 微丝结构、组装和功能一、 形态结构 实心纤维, 直径6nm, 成束存在 极性二、 化学成分肌动蛋白 单体(球形)： G-actin多聚体(纤维形): F-actin三、 组装 回去看书 第173页装配过程i. G-actinii. ATP结合actiniii. 稳定actin寡聚体iv. 成核期v. 延长期vi. 平衡期四、 功能（一） 构成细胞的支架并维持细胞的形态（二

24、） 微丝参与细胞运动（三） 参与细胞质的分裂（四） 微丝参与受精作用（五） 微丝参与细胞内信息传递（六） 微丝参与肌肉收缩1、 与肌肉收缩有关的微丝结合蛋白 原肌球蛋白 （tropomyosin） 肌球蛋白 (myosin) 肌钙蛋白 (troponin)五、 微丝的分布和类型张力丝：人体皮肤上皮深层细胞中。肌丝：肌细胞中神经丝：神经细胞的轴突和树突中。第三节 中间纤维结构、组装和功能一、 形态结构 最复杂的一种柱状纤维，直径10nm。 无极性，最稳定。 粗细：微管 中间纤维 微丝 组成：中间纤维蛋白 分布特点：组织特异性，细胞特异性 二、 中间纤维的组装双股超螺旋多肽2个四聚体原纤维8条中间

25、丝中间纤维的组装特征非极性结构组装不需结合蛋白参加，不需核苷酸参加，不依赖蛋白浓度，不受温度变化影响；头、尾部非螺旋区可稳定中等纤维，对组装必不可少。中间纤维蛋白生理条件下可迅速自我装配成四聚体中2个二聚体以反向平行排列三、 中间丝的功能1、构成细胞完整的支撑网架系统： 固定核在胞质中央并维持细胞形态2、为细胞提供机械强度支持3、参与细胞的分化4、参与细胞内的信息传递第四节 细胞骨架与疾病：略 遗传性溶血性贫血 纤毛、鞭毛异常 先天性纤毛、鞭毛不动综合征 后天性呼吸道纤毛异常 老化细胞内的骨架 中间纤维与疾病诊断一、 细胞骨架建立在由三类蛋白丝组成的网络上二、 细胞骨架构成细胞内支撑和区域化的

26、网架三、 细胞骨架参与细胞的运动和细胞内物质的运输四、 细胞骨架具有信息传递功能 微管微丝中间纤维组成成分 、微管蛋白 微管结合蛋白 G 肌动蛋白 肌动蛋白结合蛋白 中间纤维蛋白 螺旋多肽头部、尾部结构 外径24nm 中空管状纤维 直径7nm 实心纤维 直径10nm 实心纤维极性 有 有无 组装 一定的微管浓度 需GTP、MTOC 微管结合蛋白 肌动蛋白结合蛋白 Gactin浓度 耗ATP不需中间丝结合蛋白特异性药物 秋水仙素 细胞松弛素B 无细胞核与染色体*第一节 间期核的超微结构一、 核被膜 核孔：超微结构内、外核膜核周间隙核孔复合体。外核膜上有核糖体附着，核膜腔与糙面内质网腔相通。 内核

27、膜内侧有核纤层。*核孔复合体(nuclear pore complex)超微结构 胞质环 cytoplasmic ring 胞质纤维 cytoplasmic filament 核质环 nuclear ring 核质纤维 basket filament 核篮 nuclear cage 中央栓 central plug 轮辐 spokesFunctions of nuclear membrane1. 区域化作用 Compartmentation 遗传信息被完整、准确地传递，并得以高效表达和精确调控，使细胞以更大的多样性适应环境变化。2. 控制核质间的物质交换 regulate the exchan

28、ge of materials like proteins between the nucleus and the cytoplasm无机离子和小分子可以自由通过核膜 大分子和某些小颗粒物质可以通过核孔复合体 Contribute to the location and separation of chromosome in cell divisionContribute to the biosynthesis of large molecular二、 核纤层核内与核基质相连，核外与中间纤维相连，构成核与质的网架结构体系内核膜下高电子密度的纤维蛋白壳层，厚1020 nm不同的中间纤维蛋白都有保守的杆状区，但氨基端和羧基端的序列变异大核纤层蛋白Lamin A、Lamin B1,B2、Lamin C 核纤层的功能 稳定细胞核的结构 参与核膜重建 参与染色体凝集 参与细胞核构建核纤层 与核膜重建有关 与染色体凝集有关 与细胞核构建有关三、 核骨架(核基质）蛋白质纤维直径3-30nm,与核纤层和中间纤维构成贯穿于核、质之间的复合网格系