河南科技大学细胞工程考试总结.doc

一、绪论1、细胞学（ Cytology） 是从显微和亚显微两个结构层次上研究细胞结构、功能和生活史的学科；2、细胞生物学 是研究细胞基本生命活动规律的科学，从显微水平、亚显微水平和分子水平三个层次上，研究细胞的结构、功能及各种生命活动规律，是现代生命科学的基础学科。3细胞生物学的主要研究内容 （一）细胞核、染色体以及基因表达的研究 （二）生物膜与细胞器的研究 （三）细胞骨架体系的研究 （四）细胞增殖及其调控 （五）细胞分化及其调控 （六）细胞的衰老及凋亡 （七）细胞的起源与进化 （八）细胞工程4、当前细胞生物学研究中的三大基本问题 细胞内的基因组是如何在时间与空间上有序表达 结构蛋白与核酸、脂类、多糖及其复合物是如何自组装的 活性因子与信号分子是如何调节细胞生命活动过程的5、基因组学(Genomics)：研究生物基因组的组成,组内各基因的精确结构、相互关系及表达调控的科学。6、蛋白质组（Proteom）：蛋白质组指的是一个物种，组织或细胞内的全部蛋白质。7、蛋白质组学（Proteomics）：是应用各种手段与方法来研究蛋白质组的一门新兴学科，其目的是通过从整体角度分析细胞内动态变化的蛋白质组成、表达水平、修饰状况、蛋白质之间以及蛋白质与其它生物分子之间的相互作用，从而了解蛋白质的功能及其在生命过程中的作用。 8、细胞学说主要内容和意义 细胞是有机体， 一切动植物都是由单细胞发育而来， 即生物是由细胞和细胞的产物所组成； 所有细胞在结构和组成上基本相似； 新细胞是由已存在的细胞分裂而来； 生物的疾病是因为其细胞机能失常。 细胞学说的提出对生物科学的发展具有重大的意义。 有了这个发现, 比较解剖学、生理学和胚胎学才获得了巩固的基础。” 十九世纪三大发现之一 是现代生物学的三大基石之一 实验细胞学（Experimental Cytology） 是指采用实验的手段研究细胞学的问题,即从形态结构的观察深入到生理功能、生物化学及遗传发育机理的研究。10、细胞生理学主要是研究细胞对其周围环境的反应,细胞生长与繁殖的机理,细胞从环境中摄取营养的能力,机体代谢功能与其复制方法,细胞的兴奋性、收缩性、分泌和细胞活动的其它表现机制,生物膜的主动运输和能量传递与生物电等。 二、细胞的统一性与多样性1、细胞（cell）：细胞是由膜包围的、能进行独立繁殖的最小原生质团，是生命活动的基本单位。2、原生质（Protoplasm）：1840年由Pukinje首先提出来的。指活细胞内所含有的生活物质；具有生命现象的细胞活物质。从现代概念来讲包括细胞质和细胞核。3、细胞质（Cytoplasm）：指质膜以内、细胞核以外的原生质。它不是匀质的，其结构大体划分为两部分，一部分是有形结构，称为细胞器（Organelle），另一部分是可溶相，称细胞质基质（Cytoplasmic matrix）。4、细胞器（Organelle）：指存在于细胞中，用光镜或电镜能够分辩出的，具有一定形态特点并执行特定功能的结构。5、为什么说细胞是生命活动的基本单位 一切有机体都由细胞构成，细胞是构成有机体的基本单位 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 细胞是有机体生长与发育的基础 细胞是遗传的基本单位，细胞具有遗传的全能性 没有细胞就没有完整的生命6为什么说支原体是最小的细胞 一个细胞生存与增殖必须具备的结构装置与机能是：细胞膜、遗传信息载体DNA 与RNA、进行蛋白质合成的一定数量的核糖体以及催化主要酶促反应所需要的酶。 从保证一个细胞生命活动运转所必须的条件看，有人估计完成细胞功能至少需要100种酶，这些分子进行酶促反应所必须占有的空间直径约为50nm，加上核糖体（每个核糖体直径约1020nm），细胞膜与核酸等，我们可以推算出来，一个细胞体积的最小极限直径不可能小于100nm，而现在发现的最小支原体细胞的直径已接近这个极限。 7、古核细胞与真核细胞的相似性 细胞壁成分与真核细胞相似。 DNA与基因结构：古细菌DNA中有重复序列的存在。多数古核细胞的基因组中存在内含子。 有类核小体结构有类似真核细胞的核糖体。 5S rRNA：根据对5S rRNA的分析，认为古细菌与真核生物同属一类，而真细菌却与之差距甚远。根据DNA聚合酶分析、氨基酰tRNA合成酶的作用、起始氨基酰tRNA与肽链延长因子等分析，也说明古细菌与真核生物在进化上的关系较真细菌类更为密切。 第三章 生物膜系统的作用是什么 、细胞膜不仅是细胞结构上的边界,使细胞具有一个相对稳定的内环境、以生物膜系统为基础形成了各种独立的、重要的细胞器。、细胞内部由双层核膜将细胞分成两大结构与功能区域细胞质与细胞核，、在物质的交换与跨膜运输，信息与能量的传递和化学反应等生命过程中发挥重要作用。2、细胞骨架的功能 细胞骨架对细胞形态与内部结构的合理排布起支架作用， 细胞内大分子的运输，细胞的运动与细胞器的位移， 细胞信息的传递，基因表达，蛋白合成， 细胞的分裂与分化等重要的生命活动都与细胞骨架关系密切。3、真核细胞与原核细胞结构与功能方面主要区别复习四1、普通复式光学显微镜技术结构2、相差显微镜原理 3、微分干涉显微镜原理 4、荧光显微镜技术原理激发滤光片位于光源和物镜之间，其作用是选择激发光的波长范围；阻断滤光片多采用长波通滤片，其作用是吸收和阻挡激发光进入目镜，防止激发光干扰荧光和损伤眼睛5、激光扫描共聚焦显微镜技术原理 (图) 6、荧光共振能量转移技术7、 荧光漂白恢复技术 fluorescence recovery after photobleaching （FRAP)检测活体细胞表面或细胞内部的分子运动以及在各种结构上分子动态变化率的大小。 荧光脱色恢复技术是研究膜蛋白或膜脂流动性的基本实验技术之一。用荧光素标记膜蛋白或膜脂，然后用激光束照射细胞表面某一区域，使被照射区的荧光淬灭变暗。由于膜的流动性，淬灭区域的亮度逐渐增加，最后恢复到与周围的荧光强度相等。根据荧光恢复的速度可推算出膜蛋白或膜脂扩散速度。 8、扫描电镜原理样品表面或断面的形貌特征的观察技术9、扫描遂道显微镜 原理 扫描探针与样品接触或达到很近距离时，即产生彼此间相互作用力，如 量子力学中的隧道效应（隧道电流）、原子间作用力、磁力、摩擦力等， 并在计算机显示出来，从而反映出样品表面形貌信息、电特性或磁特性等。 复习五1、原代细胞：是指从机体取出后立即培养的细胞。有人把培养的第1代细胞与传10代以内的细胞统称为原代细胞培养2、传代细胞：适应在体外培养条件下持续传代培养的细胞称为传代细胞。3、两个或多个细胞融合成一个双核或多核细胞的现象称为细胞融合（cell fusion）。4、几个概念 基因型相同的细胞形成的融合细胞称为同核融合细胞（homokaryon）； 基因型不同的细胞形成的融合细胞称为异核融合细胞（heterokaryon）。含有两个核的同核融合细胞可通过同步有丝分裂产生含有一个异常大核的单核子细胞，其染色体数为正常数目的两倍，这些染色体是从原来两个核承袭而来的。通过细胞杂交形成的单核子细胞称为融合核细胞（synkaryon5、显微操作技术（micromanipulation）是早期建立的一种胚胎学技术，即在显微镜下，用显微操作装置对细胞进行解剖和微量注射（microinjection）的技术。现在显微操作装置的设计愈来愈精密，不仅用于核移植，而且亦可对细胞核进行解剖和向核内注入基因复习六1 细胞膜(cell membrane)又称细胞质膜(plasma membrane)，是指围绕在细胞最外层,由脂类和蛋白质组成的生物膜。2什么是三明治式质膜 J. Danielli & H. Davson 1935 发现质膜的表面张力比油水界面的张力低得多，推测膜中含有蛋白质并提出“蛋白质-脂类-蛋白质”的三明治式的质膜结构模型。1959年在上述基础上提出了修正模型，认为膜上还具有贯穿脂双层的蛋白质通道，供亲水物质通过。这一模型影响达20年之久。 3、单位膜模型J. D. Robertson 1959年 提出了单位膜模型并大胆地推断所有的生物膜都由蛋白质-脂类-蛋白质的单位膜构成，利用超薄切片技术获得了清晰的细胞膜照片，显示暗-明-暗三层结构，两侧的暗带厚度约2nm,推测是蛋白质,中间亮带厚度约3.5nm，推测是脂双层分子,整个膜的厚度约7.5nm 4、流动镶嵌模型流动镶嵌模型主要强调：(1)膜的流动性,膜蛋白和膜脂均可侧向运动；(2)膜蛋白分布的不对称性,有的镶在膜表面,有的嵌入或横跨脂双分子层。 “液 晶态模型” 、“板块镶嵌模型 ” 这是目前比较公认的模型5.脂筏模型（即在生物膜上胆固醇富集而形成有序脂相，如同“脂筏”一样载着各种蛋白，脂筏最初可能在内质网上形成转运到细胞质膜上后，有些脂筏可在不同程度上与膜下细胞骨架蛋白交联。 (1)具有极性头部和非极性尾部的磷脂分子在水相中具有自发形成封闭的膜系统的性质,以疏水性尾部相对,极性头部朝向水相的磷脂双分子层是组成生物膜的基本结构成分,尚未发现在生物膜结构中起组织作用的蛋白。 (2)蛋白分子以不同的方式镶嵌在脂双层分子中或结合在其表面,蛋白的类型，蛋白分布的不对称性及其与脂分子的协同作用赋予生物膜具有各自的特性与功能。 (3)生物膜可看成是蛋白质在双层脂分子中的二维溶液。然而膜蛋白与膜脂之间,膜蛋白与膜蛋白之间及其与膜两侧其它生物大分子的复杂的相互作用,在不同程度上限制了膜蛋白和膜脂的流动性。6、脂质体（liposome） 脂质体（liposome）是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。人工脂质体可用于转基因、制备的药物、研究生物膜的特性7、细胞质膜的基本功能 为细胞的生命活动提供相对稳定的内环境； 选择性的物质运输，包括代谢底物的输入与代谢产物的排出； 提供细胞识别位点，并完成细胞内外信息的跨膜传递； 为多种酶提供结合位点，使酶促反应高效而有序地进行； 介导细胞与细胞、细胞与基质之间的连接； 参与形成具有不同功能的细胞表面特化结构。 很多膜蛋白可作为疾病治疗的药物靶标。 复习七一、脂双层的不透性和膜转运蛋白 膜转运蛋白 载体蛋白(Carrier protein):只允许与载体蛋白上结合部位相适应的溶质分子通过 通道蛋白(Channel protein):根据溶质大小和电荷进行辨别二、被动运输与主动运输被动运输（passive transport）是指通过简单扩散或协助扩散实现物质由高浓度向低浓度方向的跨膜转运。顺浓度梯度动力来自物质的浓度梯度,不消耗ATP （一）简单扩散 (Simple Diffusion) （二）水孔蛋白：水分子的跨膜通道（三）协助扩散（facilitated diffusion）(四）主动运输 三、 离子泵和协同转运 P-型离子泵、V-型质子泵、F-型质子泵、ABC超家族（一）、P-型离子泵（1）钠钾泵：ATP直接提供能量又称Na+泵或 Na+/K+交换泵，或Na+ -K+ ATP酶；Na+-K+ ATPase是由两个大亚基(亚基)和两个小亚基(亚基)组成；、 （二）、V-型质子泵和F-型质子泵 转运H+过程中不形成磷酸化的中间体 V-型质子泵 动物细胞胞内体、溶酶体膜、破骨细胞和某些肾小管细胞的质膜；植物、酵母和其他真菌细胞液泡膜上 利用ATP水解供能从细胞质基质中逆H+电化学梯度泵出H+进入细胞器，维持细胞质基质pH中性和细胞器内的pH酸性 F-型质子泵 细菌质膜、线粒体内膜、植物内囊体膜 H+顺浓度梯度运动, 将释放的能量同ATP合成偶联起来 （三）、ABC超家族 是一类ATP驱动泵。ABC成员之间具有很多共性,如相似的物质转运功能和结构。但随着基因的不断进化,成员之间又产生许多不同点,表现在家族特征的各个方面,如结构、功能、器官分布与亚细胞定位等。广泛分布在从细菌到人类各种生物体中。 每种ABC蛋白对于单一底物或相关底物的基因是有特异性的。这些底物或许是离子、单糖、氨基酸、磷脂、肽、多糖甚至是蛋白质。 （四）、协同运输(Cotransport)动物细胞和植物细胞主动运输的比较动物细胞质膜上有Na+-K+ ATPase，并通过对Na+、K+ 的运输建立细胞的电化学梯度； 植物细胞质膜中没有Na+-K+ ATPase，代之的是H+-ATP酶，并通过对H+的运输建立细胞的电化学梯度(细菌、真菌也是如此)； 在动物细胞溶酶体膜和植物细胞的液泡膜上都有H+-ATP酶，它们作用都一样，保持这些细胞器的酸性。掌握：1、载体蛋白及功能 概念: 细胞膜上具特异性的跨膜运输蛋白，每种载体蛋白能与特定的溶质分子结合，通过一系列构象改变介导溶质分子的跨膜转运。 特点: 特异性；多次跨膜；具通透酶（permease）性质；载体蛋白既参与被动的物质运输，也参与主动的物质运输。 很多方面与酶催化反应相似，但也有区别2、通道蛋白的功能 具有离子选择性，转运速率高。 驱动带电荷的溶质跨膜转运的净驱动力来自两种力的合力，一种是溶质的浓度梯度，另一种是跨膜电位差，这种净驱动力构成溶质跨膜的电化学梯度，这种梯度决定溶质跨膜的被动运输的方向。 离子通道没有饱和值 离子通道是门控的，即离子通道的活性由通道开或关两种构象所调节，并通过通道开关应答于适当的信号。 被动运输被动运输（passive transport）是指通过简单扩散或协助扩散实现物质由高浓度向低浓度方向的跨膜转运。4简单扩散 物质从浓度高的地方向浓度低的地方移动的一个自发过程, 这种运动最终会使两处的浓度达到平衡。它不要膜蛋白的帮助,也不消耗ATP,仅靠膜两侧保持一定的浓度差。5、协助扩散膜转运蛋白“协助”各种极性分子和无机离子，如糖、氨基酸、核苷酸以及细胞代谢物等顺其浓度梯度或电化学梯度减小方向的跨膜转运。该过程不需要细胞提供能量。6协助扩散的特点： 转运速度快，要比自由扩散快几个数量级；自由扩散的速率与溶质的浓度成正 比，而膜蛋白促进的运输呈抛物线，有最大值；具有特异性; 细胞质膜上存在膜转运蛋白（membrane transport proteins），负责无机离子和水溶性有机小分子的跨膜转运。 7主动运输及特点 概念： 是由载体蛋白介导的物质逆浓度梯度或电化学梯度进行的跨膜运输主动运输的特点：膜转运蛋白、运输方向、跨膜动力、能量消耗 8、协同运输(Cotransport) 协同运输是一类由Na+-K+泵（或H+-泵）与载体蛋白协同作用，靠间接消耗ATP所完成的主动运输方式。这种运输需要先建立电化学梯度， 在动物细胞主要是靠Na+ -K+泵、在植物细胞则是由H+泵完成的。9动物细胞和植物细胞主动运输的异同点 动物细胞质膜上有Na+-K+ ATPase，并通过对Na+、K+ 的运输建立细胞的电化学梯度； 植物细胞质膜中没有Na+-K+ ATPase，代之的是H+-ATP酶，并通过对H+的运输建立细胞的电化学梯度(细菌、真菌也是如此)；在动物细胞溶酶体膜和植物细胞的液泡膜上都有H+-ATP酶，它们作用都一样，保持这些细胞器的酸性。 复习九 类囊体： 是膜围成的扁平囊。主要成分是蛋白质和脂类（60：40），不饱含脂肪酸含量高（约87%），膜流动性高。 半自主性细胞器的概念：自身含有遗传表达系统(自主性)；但编码 的遗传信息十分有限，其RNA转录、蛋白质翻译、自身构建和功能发挥等必须依赖核基因组编码的遗传信息(自主性有限)。 内共生起源学说的主要论据 基因组在大小、形态和结构方面与细菌相似。 有自己完整的蛋白质合成系统，能独立合成蛋白质，蛋白质合成机制有很多类似细菌而不同于真核生物。 两层被膜有不同的进化来源，外膜与细胞的内膜系统相似，内膜与细菌 质膜相似。 以分裂的方式进行繁殖，与细菌的繁殖方式相同。 能在异源细胞内长期生存，说明线粒体和叶绿体具有的自主性与共生性 的特征。 线粒体的祖先很可能来自反硝化副球菌或紫色非硫光合细菌。 发现介于胞内共生蓝藻与叶绿体之间的结构-蓝小体，其特征在很多方面可作为原始蓝藻向叶绿体演化的佐证。4、不足之处： 从进化角度，如何解释在代谢上明显占优势的共生体反而将大量的遗传信息转移到宿主细胞中？ 不能解释细胞核是如何进化来的，即原核细胞如何演化为 真核细胞？ 线粒体和叶绿体的基因组中存在内含子，而真细菌原核生物基因组中不存在内含子，如果同意内共生起源学说的观点，那么线粒体和叶绿体基因组中的内含子从何发生？5、非共生起源学说及成功与不足之处、主要内容： 真核细胞的前身是一个进化上比较高等的好氧细菌，比典型的原核细胞大，这样就要逐渐增加具有呼吸功能的膜表面，开始是通过细菌细胞膜的内陷、扩张和分化，后逐渐形成了线粒体和叶绿体的雏形。 在进化的最初阶段，原核细胞的基因组进行复制并不伴有细胞分裂，然后基因组附近的质膜内陷形成双层膜，分别将基因组包围在这些双层膜的结构中，从而形成了原始的线粒体、叶绿体和细胞核等细胞器。 、成功之处：解释了真核细胞核被膜的形成与演化的渐进过程。、 不足之处 实验证据不多 无法解释为何线粒体、叶绿体与细菌在DNA分子结构和蛋白质合成性能上有那么多相似之 对线粒体和叶绿体的DNA酶、RNA酶和核糖体的来源也很难解释。真核细胞的细胞核能否起源于细菌的核区？ 复习十 细胞质基质的涵义概念：真核细胞质中，除去可分辨的细胞器以外的胶状物质。细胞质基质是细胞的重要的结构成分，其体积约占细胞质的一半.2、细胞质基质的功能 完成各种中间代谢过程 与细胞质骨架相关的功能 蛋白质的修饰、蛋白质选择性的降解降解变性和错误折叠的蛋白质帮助变性或错误折叠的蛋白质重新折叠，形成正确的分子构象 3 细胞内膜系统 定义：是指在结构、功能及发生上相关的由膜围绕形成的细胞器或细胞结构。主要包括内质网、高尔基体、细胞核、溶酶体、液泡胞内体等。这些膜是相互流动的，处于动态平衡，功能上相互协调4、内质网的功能： 蛋白质的合成 蛋白质运输 蛋白质的修饰和加工 新生肽的折叠与组装 脂质的合成其它功能：解毒作用， Ca2+离子浓度的调节作用，固醇激素的合成5、 四种标志细胞化学反应 嗜锇反应的高尔基体cis面膜囊；焦磷酸硫胺素酶（TPP酶）细胞化学反应,显示trans面12层膜囊；胞嘧啶单核苷酸酶（CMP酶）细胞化学反应，显示靠近trans面膜囊状和管状结构烟酰胺腺嘌呤二核苷磷酸酶（NADP酶）的细胞化学反应，显示中间扁平囊 复习11 1、溶酶体（lysosome）是单层膜围绕、内含多种酸性水解酶类的囊泡状细胞器。其主要功能是进行细胞内的消化作用。 2、圆球体是植物细胞中由一层单位膜包裹的圆球形小体，直径为0.51m，来源于内质网。内含酸性水解酶，相当于动物细胞的溶酶体。3 溶酶体膜稳定性体现在哪几个方法 溶酶体的膜上嵌有质子泵溶酶体的膜上具有多种载体蛋白用于水解产物向外转运溶酶体的膜蛋白高度糖基化溶酶体的膜含有较高的能促进膜稳定性的胆固醇4初级溶酶体(primary lysosome)： 此类溶酶体是刚刚从高尔基体TGN形成的小囊泡, 仅含有水解酶类，但无作用底物，外面只有一层单位膜，其中的酶处于非活性状态。 5次级溶酶体(secondary lysosome)： 次级溶酶体是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复合体。此类溶酶体中含有水解酶和相应的底物，是一种将要或正在进行消化作用的溶酶体。根据所消化的物质来源不同, 分为自噬性溶酶体、异噬性溶酶体。6、自噬性溶酶体：是一种自体吞噬泡, 作用底物是内源性的,即细胞内的蜕变、破损的某些细胞器或局部细胞质。这种溶酶体广泛存在于正常的细胞内，在细胞内起“清道夫”作用。7、异噬性溶酶体：又称异体吞噬泡, 它的作用底物是外源性的, 即细胞经吞噬、胞饮作用所摄入的胞外物质。 8、残余体/后溶酶体(post lysosome) 经过一段时间的消化后，小分子物质可通过膜上的载体蛋白转运到细胞质基质中，供细胞代谢使用，未被消化的物质残存在溶酶体中形成残余小体或称后溶酶体。残余小体可通过类似胞吐的方式将内容物排出细胞 9、溶酶体的功能 （1）清除无用的生物大分子、衰老的细胞器及衰老损伤和死亡的细胞 清道夫（自噬作用）（2）防御功能（3）其他重要生理功能作为细胞内的消化“器官”为细胞提供营养发育过程（如蝌蚪发育）参与分泌过程的调节 (摄入分泌颗粒，参与分泌）受精过程10 溶酶体的生物发生甘露糖-6-磷酸途径（M6P） 溶酶体酶实在糙面内质网上合成并在经你N-连接的糖基化修饰，然后转至高尔基体，在高尔基体的顺面膜囊中寡糖连上的甘露糖残基被磷酸化形成M6P，在高尔基体的反面膜囊和TCN膜上存在M6P的受体，这样溶酶体的酶与其他蛋白质区分开来，并得以浓缩，最后以出芽的方式转运到溶酶体中、11、过氧化物酶体过氧化物酶体(peroxisom)又称微体(microbody)，是由单层膜围绕的内含一种或几种氧化酶类的异质性细胞器。12 过氧化物酶体功能（1使毒性物质失活（2脂肪酸的氧化（3含氮物质的代谢（4对氧浓度的调节作用 复习八1、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。2、胞吐作用：胞吐作用是将细胞内的分泌泡或其它某些膜泡中的物质通过细胞质膜运出细胞的过程3、标志酶、外膜 (out membrane)标志酶为单胺氧化酶。 内膜 （inner membrane） 。标志酶为细胞色素C氧化酶。、膜间隙 (intermembrane space)：标志酶为腺苷酸激酶。、基质（matrix）标志酶为苹果酸脱氢酶 4、呼吸链 定义：在线粒体内膜上存在传递电子的一组酶的复合物，有一系列能可逆的接受和释放电子或H+ 的化学物组成，他们在内膜上相互关联地有序排列形成传递链，称为电子传递链或呼吸链。、5、呼吸链有几条，每条有那些成分组成。Transport of electrons from NADH Transport of electrons from FADH2两条呼吸链两条主要的呼吸链 由复合物I、III、IV组成，催化NADH的脱氢氧化。 由复合物II、III、IV组成，催化琥珀酸的脱氢氧化。 任何两个复合物之间没有稳定的连接结构，而是由辅酶Q和细胞色素c这样的可扩散性分子连接。 1、复合物I：NADH脱氢酶。 2、复合物II：琥珀酸脱氢酶 3、复合物III：细胞色素c还原酶。 4、复合物IV：细胞色素c氧化酶 复习121、信号肽(signa1 sequence） ： 位于蛋白质的N端,一般有1626个氨基酸残基,其中包括疏水核心区、信号肽的C端和N端等三部分2、根据蛋白质分选的转运方式或机制划分 跨膜转运 （transmembrane transport） 膜泡运输 （Vesicular transport） 选择性的门控转运（gated transport） 通过核孔的运输（Transport through nuclear pore） 细胞质基质中蛋白质的转运 细胞骨架参与上述转运3、膜泡运输 (Vesicle translocation）膜泡运输是蛋白运输的一种特有的方式，普遍存在于真核细胞中。在转运过程中不仅涉及蛋白本身的修饰、加工和组装，还涉及到多种不同膜泡定向运输及其复杂的调控过程。4、装配的生物学意义? 减少和校正蛋白质合成中出现的错误； 可大大减少所需要的遗传物质信息量； 通过组装与去组装更容易调解与控制多种生物学过程。5、分子伴侣（molecular chaperones） 细胞中的某些蛋白质分子可以识别正在合成的多肽或部分折叠的多肽并与多肽的某些部位相结合,从而帮助这些多肽转运、折叠或装配,这一类分子本身并不参与最终产物的形成,因此称为“分子伴侣”。6、细胞通讯 细胞通讯（cell communication）是指一个细胞发出的信息通过介质（又称配体）传递到另一个细胞并与靶细胞相应的受体相互作用，然后通过细胞信号转导产生胞内一系列生理生化变化，最终表现为细胞整体的生物学效应的过程。它是细胞间实现通讯的关键过程 7、细胞通讯与信号转导引起的反应 酶活性的变化 基因表达的变化 细胞骨架构型 通透性的变化 DNA合成活性的变化 细胞死亡程序的变化等。 8 细胞通讯的方式分泌化学信号、细胞间接触、间隙连接9分泌化学信号通讯类型和异同点10、通过胞外信号介导的细胞通讯发生的过程 产生信号的细胞合成并释放信号分子。 运送信号分子至靶细胞。 信号分子与靶细胞受体特异性结合并导致受体激活。 活化受体启动胞内一种或多种信号转导途径。 引发细胞功能、代谢或发育的改变。 信号的解除并导致细胞反应终止。11 信号分子及类型概念:细胞的信息载体，种类繁多，包括化学信号诸如各类激素、局部介质和神经递质等，以及物理信号诸如声、光、电和温度变化等。化学信号分类（1）亲脂性信号分子，（2）亲水性信号分子，（3）气体信号分子NO12 受体（receptor ）类型 受体（receptor）是一种能够识别和选择性结合某种配体（信号分子）的大分子。多为糖蛋白，一般至少有两个功能域，结合配体的功能域及产生效应的功能域，分别具有结合特异性和效应特异性。复习131 第二信使定义 胞外化学物质（第一信使）不能进人细胞，它作用于细胞表面受体，从而在胞内产生的小分子，其浓度变化（增加或减少）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。当它降解使其信号作用终止。细胞外信号分子称为“第一信使”，因此它们成为第二信使，包括cAMP，cGMP，Ca2+，二酰甘油（DAG），1 ,4 ,5-肌醇三磷酸（IP3）等2信号转导系统的主要特性特异性、放大作用、信号终止或下调、整合作用、3 cAMP信号通路 cAMP信号途径的反应链 激素G-蛋白耦联受体G-蛋白腺苷酸环化酶cAMPcAMP依赖的蛋白激酶A基因调控蛋白基因转录 4 磷脂酰肌醇信号通路cAMP信号途径的反应链激素G-蛋白耦联受体G-蛋白腺苷酸环化酶cAMPcAMP依赖的蛋白激酶A基因调控蛋白基因转录 复习14 酶连受体受体蛋白既是受体又是酶，为跨膜蛋白，当胞外信号与受体结合即激活胞内段的酶活性并将信号放大，又称催化性受体 。这类受体传导的信号主要与细胞生长、分裂有关。 2、信号收敛： 不同的生长因子作用于不同的受体，但能整合激活一个共同的效应物，如Ras或MAP激酶；3.信号发散： 相同配体，如EGF或胰岛素能够激活许多不同的效应物，引起细胞的不同反应； 复习151、细胞骨架 细胞内复杂的纤维状网架结构体系，包括微丝、微管和中间丝。细胞骨架是一种高度动态的结构体系。胞骨架在细胞内发挥着重要的机械支撑与空间组织作用。2、微丝 又称肌动蛋白丝或纤维状肌动蛋白这种直径为7 nm的细胞骨架纤维存在于所有真核细胞中，它在细胞生命活动过程中发挥着重要的作用。微丝网络的空间结构与功能取决于所结合的微丝结合蛋白。3、踏车行为 在体外组装过程中有时可以见到微丝的正极由于肌动蛋白亚基的不断添加而延长，而负极则由于肌动蛋白亚基去组装而缩短，这种现象称为。 细胞皮层免疫荧光染色的结果显示，细胞内大部分微丝都集中在紧贴细胞质膜的细胞质区域，并由微丝结合蛋白交联成凝胶状三维网络结构，该区域通常称。 应力纤维（stress fiber）体外培养细胞在基质表面铺展时，常在细胞质膜的特定区域与基质之间形成紧密黏附的黏着斑。在紧贴黏着斑的细胞质膜内侧有大量的微丝紧密排列成束，这种微丝束称为应力纤维6、简述细胞的迁移过程 首先是细胞表面在它运动方向的前端伸出突起； 第二是细胞伸出的突起与基质之间形成新的锚定位点（如黏着斑），使突起附着在基质表面； 第三是细胞以附着点为支点向前移动； 最后，位于细胞后部的附着点与基质脱离，细胞的尾部前移。 复习161、肌肉收缩基本过程 (1) 动作电位的产生 (2) Ca 2+的释放 (3)原肌球蛋白位移 Ca2+与TnC结合，引起构象变化，TnC与TnI、TnT结合力增强，TnT使原肌球蛋白移动到肌动蛋白双螺旋沟的深处，消除肌动蛋白与肌球蛋白结合的障碍； (4) 肌动蛋白丝与肌球蛋白丝的相对滑动 (5)Ca 2+的回收 2、微管（microtubule）是存在于所有真核细胞中由微管蛋白（tubulin）装配成的长管状结构，外径为24nm、内径为15nm。3、微管的结构组成与极性 每一个微管蛋白亚基有两个GTP结合位点 微管蛋白GTP结合位点通常不会被水解，是不可交换位点 亚基GTP结合点是可交换位点 形态微管呈中空状，微管壁由13根原纤丝组成。 微管具有极性。可形成单体、二倍体和三倍体微管。组装与去组装具有踏车行为。4、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（microtubule organizing center, MTOC），除中心体以外，细胞内起微管组织中心作用的类似结构还有位手纤毛和鞭毛基部的基体等细胞器。5、中心体的结构 中心体含有一对桶状的中心粒， 每个中心粒含有9组等间距的三联体微管。在每组三联体微管中，只有一根微管在结构上是完整的，含有13根原纤丝，称为微管A，另外的两根微管为不完整微管，依次称为微管B和微管C。复习171、 中间丝直径为0nm纤维,因其直径介于肌粗丝和细丝之间, 故被命名为中间丝或中间纤维（intermediate filament,IF) 。中间丝存在于绝大多数动物细胞内。中间丝的分布具有严格组织特异性。2、细胞核是真核细胞内最大、最重要的细胞器，是细胞遗传与代谢的调控信息中心。细胞核的结构组成：核被膜、染色质、核仁及核体。3、核被膜 结构组成 外核膜(outer nuclear membrane)，附有核糖体颗粒内核膜(inner nuclear membrane),有特有的蛋白成份(如核纤层蛋白B受体)核纤层（nuclear lamina）核周间隙（perinuclear space）(核膜之间的腔)核孔（nuclear pore）4、核被膜的功能 构成核、质之间的天然选择性屏障避免生命活动的彼此干扰保护DNA不受细胞骨架运动所产生的机械力的损伤核质之间的物质交换与信息交流 5、核孔复合体结构模型胞质环（cytoplasmic ring），外环核质环（nuclear ring），内环辐（spoke）（有核孔边缘伸向中心，呈辐射八重对称）柱状亚单位（column subunit）连接内外环腔内亚单位(luminal subunit) 伸入核周间隙环带亚单位（annular subunit）8个颗粒状结构中央栓（central plug）：transporter在核孔中心，呈粒状或棒状 复习181 染色质(chromatin) 的概念 指间期细胞核内由DNA、组蛋白、非组蛋白及少量RNA组成的线性复合结构, 是间期细胞遗传物质存在的形式。2 染色体(chromosome)的概念 指细胞在有丝分裂或减数分裂过程中, 由染色质聚缩而成的棒状结构。染色质与染色体是在细胞周期不同的 功能阶段可以相互转变的的形态结构染色质与染色体具有基本相同的化学组成，但包装程度不同,构象不同。3、简述核小体结构要点每个核小体单位包括200bp左右的DNA超螺旋和一个组蛋白八聚体及一个分子H1组蛋白八聚构成核小体的盘状核心结构146bp的DNA分子超螺旋盘绕组蛋白八聚体1.75圈, 组蛋白H1在核心颗粒外结合额外20bp DNA，锁住核小体DNA的进出端，起稳定核小体的作用。 包括组蛋白H1和166bp DNA的核小体结构又称染色质小体。两个相邻核小体之间以连接DNA 相连，典型长度60bp，不同物种变化值为080bp组蛋白与DNA之间的相互作用主要是结构性的，基本不依赖于核苷酸的特异序列，实验表明，核小体具有自组装（self-assemble）的性质核小体沿DNA的定位受不同因素的影响，进而通过核小体相位改变影响基因表达4、染色质组装的模型 （1）染色质组装的多级螺旋模型(multiple coiling model) 一级结构：核小体二级结构：螺线管(solenoid) 三级结构：超螺线管(supersolenoid) 四级结构：染色单体（chromatid） 压缩7倍 压缩6倍 压缩40倍 DNA核小体螺线管超螺线管染色单体（压缩5倍）（2） 染色体的骨架-放射环结构模型 (scaffold radial loop structure model) 非组蛋白构成的染色体骨架(chromsomal scaffold)和由骨架伸出的无数的DNA侧环）30nm的染色线折叠成环, 沿染色体纵轴, 由中央向四周伸出,构成放射环。由螺线管形成DNA复制环,每18个复制环呈放射状平面排列, 结合在核基质上形成微带(miniband)。微带是染色体高级结构的单位,大约106个微带沿纵轴构建成子染色体。5、常染色质(euchromatin) 概念：指间期核内染色质纤维折叠压缩程度低, 处于伸展状态（典型包装率750倍）, 用碱性染料染色时着色浅的那些染色质。6、异染色质(heterochromatin)概念：指间期细胞核中, 折叠压缩程度高, 处于聚缩状态的染色质组分，碱性染料染色时着色较深的染色质。7、染色体的主要结构 （1）着丝粒(centromere) 与动粒(着丝点，kinetochore)（2）次缢痕(secondary constriction) 除主缢痕外，在染色体上其他的浅染缢缩部位称次缢痕。（3）核仁组织区(nucleolar organizing region,NOR) 位于染色体的次缢痕部位，染色体NOR是rRNA基因所在部位（5SrRNA基因除外），与间期细胞核仁形成有关。（4）随体(satellite) 指位于染色体末端的球形染色体节段，通过次缢痕区与染色体主体部分相连。（5）端粒(telomere) 8、 核型(karyotype) ：染色体组在有丝分裂中期的表型,包括染色体数目、大小、形态特征的总和。9核型模式图(idiogram) 一个染色体组的全部染色体逐个按其特征绘制下来, 再按长短、形态等特征排列起来的图象称为核型模式图,它代表一个物种的核型模式。10、显带染色是将染色体经过一定程序的处理,并用特定的染料染色后,使染色体在其长轴上显示出一个个明暗交替或深浅不同的横纹,这样的横纹就叫做染色体的带。11、 Q带用荧光染料氮芥喹叶因处理染色体标本,发现染色体因着色不同能够沿其纵轴显示出宽窄和亮度不同的荧光带。这种明暗相间的带纹被称为。12、G带中期染色体制片经过胰酶或碱、热、尿素、去垢剂等的处理后,再用姬姆萨染料 ( Giemsa )染液染色,也能使染色体沿其纵轴显示出深浅相间的带纹,这个带纹称为 13、 R带：中期染色体经磷酸盐缓冲液保温处理，以吖啶橙或Giemsa染色,所显示的带型和G带明暗相间带型正好相反，又称为反带。富含AT的带和富含GC的带都含有基因。191、巨大染色体（giant chromosome）概念：在某些生物的细胞中，特别是在发育的某些阶段，可以观察到一些特殊的体积很大的染色体，包括多线染色体（polytene chromosome）和灯刷染色体（lampbrush chromosome），这两种染色体总称为巨大染色体。 2、核仁及它的结构和功能核仁(nucleolus)是真核细胞间期核中最显著的结构。在光镜下被染色的细胞，相差显微镜下的活细胞或分离细胞的细胞核都容易看到核仁，它们通常表现为一个单一或者多个匀质的球形小体。 纤维中心（fibrillar centers，FC） 纤维中心是包埋在颗粒组分内部一个或几个浅染的低电子密度的圆形结构小岛，在纤维中心存在rDNA、RNA聚合酶 和结合的转录因子。 致密纤维组分（dense fibrillar component,DFC） 致密纤维组分是核仁超微结构中电子密度最高的部分。呈环形或半月形包围FC。 颗粒组分（granular component,GC） 颗粒组分是核仁的主要结构，由直径1520nm的核糖核蛋白（RNP）颗粒构成。 核仁的功能 rRNA基因转录的形态及组织特征 组织特征 位于NORs的rDNA是rRNA的信息来源。 rRNA前体的加工 3、 核基质或核骨架(nuclear skeleton)的概念 狭义概念仅指核基质，即细胞核内除了核被膜、核纤层、染色质与核仁以外的网架结构体系。 广义概念应包括核基质、核纤层(或核纤层-核孔复合体结构体系),以及染色体骨架。 4、目前对核骨架的研究结论 核骨架是存在于真核细胞核内真实的结构体系 核骨架与核纤层、中间丝相互连接形成贯穿于核与质的一个独立结构系统 核骨架的主要成分是由非组蛋白的纤维蛋白构成的, 含有多种蛋白成分及少量RNA 核骨架与DNA复制、基因表达及染色体的包装与构建有密切关系5、细胞分裂（cell division）： 由原来的一个亲代细胞（mother cell）变成两个子代细胞（daughter cell）。6、细胞增殖（cell proliferation） 各种细胞在分裂之前，还必须进行一定的物质准备。物质准备和细胞分裂是一个相互联系的过程，这一过程即为细胞增殖（cell proliferation）7 细胞周期 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为止，称为一个细胞周期。分为有丝分裂期和分裂间期。8、 高等生物细胞类群(根据增殖状况分类) 周期中细胞:细胞周期连续运转的细胞。这些细胞能不断分裂产生新的细胞，有丝分裂活性很高。如上皮组织的基底层细胞。 静止期细胞：又称G0期细胞。暂时离开细胞周期,不进行DNA复制和分裂，去执行一定的功能，但在某些条件的诱导下重新开始DNA合成，进行细胞分裂。如结缔组织成纤维细胞。 终末分化细胞：一般都是高度分化的细胞，一旦生成后，终生不再分裂。如横纹肌细胞。9、细胞周期中各时相及其主要事件. G1期 G1 早期三种RNA 和核糖体大量合成，导致结构蛋白质、酶蛋白大量合成，细胞体积增大。 G1 晚期合成与DNA 复制有关的前体物质和酶，为DNA 复制做好物质和能量上的准备。 G1 晚期检验点 S期 合成DNA、组蛋白、非组蛋白，RNA 聚合酶。 中心粒的复制在S 期完成。 G2期 RNA、蛋白质、磷脂的合成，纺锤体微管蛋白，维持细胞膜的蛋白，有丝分裂因子、成熟促进因子（MPF）的合成。 组蛋白H1 磷酸化。 . M期 形成有丝分裂器 细胞核产生一系列复杂的变化 胞质分裂 10、什么是细胞周期同步化概念：细胞同步化是指在自然过程中发生的，或经人为处理造成的细胞周期的同步化。复习20一、有丝分裂各个时期发生的主要事件1.前期（prophase） 细胞核染色质开始浓缩 在着丝粒处逐渐组装动粒 在中心体的周围，微管开始大量组装 两个星体即逐渐向细胞的两极运动 2.前中期（prometaphase） 核膜破裂，标志着前中期的开始 核纤层也随之解聚；核骨架结构也发生剧烈变化 染色体将进一步凝集浓缩，变粗变短，形成明显的X形染色体结构 纺锤体的组装。染色