细胞生物学学习材料1

1、第四章 细胞膜与物质穿膜运输第一节 细胞膜的化学组成与生物学特性一、膜脂磷脂 ：两亲性分子 甘油磷脂 磷脂酰胆碱，磷脂酰乙醇胺，磷脂酰丝氨酸，磷脂酰肌醇（质膜内层，细胞信号转导） 鞘磷脂：膜中较少，神经元细胞膜较多 P65磷脂结构 胆固醇（P66结构）在培养基中细胞能够生存的条件：适量胆固醇；掺到质膜中 均匀分布 糖脂 细菌和植物细胞：甘油磷脂（磷脂酰胆碱）衍生物 动物细胞：鞘氨醇的衍生物（糖基取代磷脂酰胆碱作为极性头部） 最简单糖脂：脑苷脂（髓鞘的主要糖脂） 均位于非胞质面存在形式（两种）P682. 膜蛋白P69 图像 膜内在蛋白：螺旋允许有最大数量氢键，稳定性高 膜蛋白 （含量最多） 片层

2、有的作为膜运输蛋白，有的作为受体或酶发挥作用 膜外在蛋白：非共价作用附着在蛋白质分子的极性区或穿膜蛋白亲水区一侧 水溶性蛋白，提取时不需破坏膜结构 脂锚定蛋白：共价键对贫血患者的治疗方法P723. 膜糖 糖脂：以低聚糖链共价结合于糖脂，但在脂双层外层每个糖脂分子只带一个寡糖侧链 唾液酸：位于糖链末端，真核表面的净负电荷主要由它形成 细胞外被（糖萼） 基本功能P734. 膜的不对称性（保证了膜功能的方向性和生命活动的高度有序性）（冷冻蚀刻技术） 膜脂的不对称性 膜蛋白的不对称性 膜糖的不对称性膜的流动性（液晶态）光致漂白荧光恢复法 运动方式 影响流动性因素五、细胞膜的多种分子构型 片层结构模型：

3、球型蛋白，蛋白质磷脂蛋白质 单层膜模型：两暗一明的单位膜。暗线：亲水端头部与附着的蛋白质构成。 明线：磷脂分子的疏水尾部 非球形蛋白。 流动镶嵌模型：强调膜的流动性和不对称性。第二节 小分子物质和离子的穿膜运输采用人工脂双层膜方法研究细胞膜对小分子和例子的通透性简单扩散：条件，能量来源所有的膜运输蛋白都是穿膜蛋白 载体蛋白：改变构象；顺逆电化学梯度均可介导；膜运输蛋白 通道蛋白：开放通道；只介导逆电化学梯度易化扩散P82简单扩散与易化扩散的动力学比较图 主动运输重要过程：NaK泵工作原理及作用P82-85为各ATP驱动泵协同运输：重要过程：小肠上皮细胞转运葡萄糖入血离子通道及各种门控通道P91

4、主要的离子通道类型比较静息电位形成过程这里面有一些知识点归纳，可以参照一下白皮。第三节 大分子和颗粒物质的穿膜运输一膜泡运输（小泡运输）P94 大分子和颗粒物质被运输时并不直接穿过膜，而是由膜包裹形成囊泡，通过一系列膜囊泡的形成和融合来完成转运过程。二胞吞是物质入胞作用方式 功能：营养或防御1.吞噬作用：摄入颗粒物质2.胞饮作用：吞入液体和可溶性物质3.受体介导的内吞作用特异性摄取大分子，提高摄取特定物质的效率，如细胞吸收胆固醇。受体介导的胞吞以囊泡形式运输，特异性极强，有配体-受体参与，且转运小泡是具有网格蛋白包被的有被小泡。速度快，具有选择与浓缩功能。受体分为糖蛋白，脂蛋白，糖脂蛋白。具有

5、专一性，可饱和性，可逆性。配体：与受体结合的活性分子受体介导的LDL胞吞作用：细胞需要胆固醇时，先合成LDL受体并结合于膜上。LDL颗粒与膜上的LDL受体结合后，在细胞表面形成有被小窝。然后LDL与受体一起形成有被小泡进入细胞。在细胞内小泡失去衣被，与内体融合，在内体酸性环境下LDL与受体解离。受体经转运囊泡返回质膜重新利用。含LDL的内体与溶酶体融合，LDL被分解释放出游离胆固醇。三胞吐作用（外排作用，出胞作用or细胞分泌）可将酶，激素、抗体与一些未被分解的物质排出体外。分为1.连续性分泌不受调节的持续不断的细胞分泌，又称固有分泌。普遍存在于动物细胞。2.受调分泌受细胞外信号刺激时胞吐。存在

6、于分泌激素、酶、神经递质的细胞第五节 细胞膜异常与疾病载体蛋白异常性疾病：胱氨酸尿症 肾性糖尿通道蛋白异常性疾病：囊性纤维化受体异常性疾病：家族性高胆固醇血症第五章 细胞内膜系统与囊泡转运第一节 内质网（endoplasmic reticulum ，ER）一、内质网的化学组成 同普通生物膜一样，由脂类和蛋白质（1：2）组成。 酶：葡萄糖-6-磷酸酶（标志酶）、脂类合成酶系、网质蛋白（内质网驻留蛋白，其共同特点是羧基端含名为KDEL 的四氨基酸序列。）二、内质网的形态结构（1）由单层单位膜构成的小管、小泡和扁平囊，彼此连通形成连续的三维管网结构。（2）具有连续表面与连续的空腔。（3）以细胞核为中

7、心向外铺展，并与细胞核外膜直接相连。三、内质网的基本类型1、粗面内质网(rough ER, rER)（1）形态结构： 扁平囊形成板层状，膜上有结合核糖体(附着型核糖体)，腔内有特殊可溶性蛋白。（2）功能： 蛋白质的合成，折叠与装配 蛋白质的糖基化修饰（N连接糖基化） 蛋白质的胞内运输 重点：信号假说（书本p112-113） 新生多肽合成与暂停新生多肽牵引与定位新生多肽入ER与剪切2、滑面内质网(smooth ER, sER)（1）形态结构： 小管、小泡，膜表面没有结合核糖体。（2）功能： 脂质、类固醇激素的合成与转运 糖原的代谢 Ca2的调节作用 细胞解毒作用 胃酸、胆汁的合成与分泌第二节 高

8、尔基复合体(Golgi complex)一、高尔基复合体的化学组成同普通生物膜一样，高尔基复合体也是由脂类和蛋白质组成。酶：糖基转移酶(标志酶)。二、高尔基复合体的形态结构（1）由膜性囊泡构成的堆叠结构。（2）是一个具有极性的细胞器，可分为顺面高尔基网络（小囊泡）、中间膜囊（扁平囊泡）和反面高尔基网络（大囊泡）。三、高尔基复合体的功能 细胞内物质加工合成的重要场所（蛋白质的糖基化加工、水解加工） 蛋白质运输分泌的中转站 高尔基体对胞内蛋白质的分选作用（分选信号与受体结合并介导膜泡运输）第三节 溶酶体 (lysosome)一、溶酶体是一类富含多种酸性水解酶的模型结构细胞器 1、基本概念：广泛分布

9、于除成熟红细胞以外的所有真核细胞中 由单层膜形成的囊泡状结构 2、了解溶酶体高度的异质性：在每一个溶酶体中所含的酶的种类是有限的，不同溶酶体中 所含有的水解酶亦并非完全相同，这使得它们表现出不同的生化或生理性质。总之，溶酶体 在其形态大小、数量分布、生理或生化性质的等方面都表现出了高度的异质性。 3、溶酶体共同的标志性特征：含有丰富的酸性磷酸酶 溶酶体的共性：（1）由单层膜形成的囊泡状结构 （2）内含多种酸性水解酶：酸性磷酸酶(标志酶) （3）溶酶体膜蛋白通常高度糖基化 （4）溶酶体膜含有较多的胆固醇，膜上常嵌有质子泵二、溶酶体的分类（会考哦，这部分需重点掌握）1依据生理功能状态划分自噬溶酶体

10、脂褐质次级溶酶体含铁小体溶酶体初级溶酶体吞噬溶酶体残余体，即三级溶酶体异噬溶酶体髓样结构2、依据形成过程和不同发育阶段分为：内溶酶体和吞噬溶酶体三、酶体的形成与成熟 1、内溶酶体：酶蛋白的N-糖基化与内质网转运 N-连接甘露糖残基磷酸化及酶蛋白在高尔基器中的加工与转移 酶蛋白在高尔基复合体中的分选与转运 内溶酶体的形成与成熟 (在这边要注意与高尔基体分选联系起来：高尔基复合体的功能之三高尔 基体对胞内蛋白质的分选作用 分泌性蛋白、内膜系统驻留蛋白及跨膜蛋白经过高尔基体各扁平囊后在高尔 基体反面要进行“分选”即对待运输的蛋白质进行分类、浓缩、包装成膜泡，运输到目的地的过程。 “分选”的机制：蛋白

11、质经加工修饰带上了特定的分选信号，该信号能在高尔基体反面被特定受体所识别并介导膜泡运输。重要实例：溶酶体酶蛋白的分选转运） 2、吞噬性溶酶体：是内溶酶体与来源于胞内外的作用底物融合形成的四、溶酶体的功能（书上）基于物质消化分解作用的胞内残损结构清除更新功能基于物质消化分解作用的细胞营养功能基于物质消化分解作用的细胞免疫和防御保护功能基于物质消化分解作用的腺体组织细胞分泌调控功能基于物质消化分解作用的生物个体发生发育过程调控功能（例子：顶体反应）课件上：及时清除残损、衰老的细胞器，稳定内环境；分解胞内的外来物质，消化多余大分 子，提供细胞营养；机体防御保护功能；参与某些激素的分泌(甲状腺素)；参

12、与个体发生与发育。最后注意一下，自噬作用对细胞的生命活动有什么意义？ 酶系统的更新:细胞质中某些暂时不需要的酶系统, 需要通过自噬作用进行更新。 旧细胞器的清除:细胞器都有一定的寿命, 为了保证细胞正常的代谢活动, 必须不断地清除衰老的细胞器和生物大分子。很多生物大分子的半衰期只有几小时或几天。肝细胞中线粒体的寿命平均约10天左右。 参与细胞发育:如红细胞发育成熟后, 所有的细胞器都要通过自噬作用被清除。 应激反应:在细胞饥饿条件下, 自噬作用也特别强, 主要是为细胞提供能量, 维持细胞的生命活动。第四节 过氧化物酶体 （peroxisome)1. 一些基本概念 单位膜形成的囊泡状结构； 过氧

13、化物酶体膜具有较高的通透性，脂类及蛋白质是膜的主要化学结构组成 含40多种酶，分三类：氧化酶 过氧化氢酶标志酶 过氧化物酶仅在少数几种细胞出现，如血细胞2. 主要生理功能 1、能够有效地清除细胞代谢过程中产生的过氧化氢及其他毒性物质 氧化酶利用氧分子，通过氧化反应去除有机底物上的氢原子； 过氧化氢酶利用过氧化氢去除甲醛、甲酸、酚、醇等各种反应底物。 2、能够有效地进行细胞氧张力调节 避免高浓度氧损害 3、参与对细胞内脂肪酸等高能物质的分解与转化 形成乙酰辅酶A，给细胞供能第五节 囊泡与囊泡转运一、囊泡(vesicle)的类型 1.网格蛋白(clathrin-coated vesicle)有被小

14、泡： 货物分子与受体结合，在衔接蛋白的帮助下吸附网格蛋白； 囊泡出芽，在动力素的作用下与细胞膜脱离，形成网格蛋白有被小泡； 网格蛋白有被小泡脱去网格蛋白形成无被小泡。 2.COP有被小泡：来源于粗面内质网，负责从内质网到高尔基复合体的物质转运 3.COP有被小泡：来源高尔基体主要负责回收内质网逃逸蛋白 第六节 细胞内膜系统与医学的关系一、内质网的病理改变.肿胀、肥大或囊池塌陷是最为常见的内质网形态结构改变钠离子和水的渗入、内流；低氧、辐射、阻塞是引起肿胀的常见原因膜的过氧化损伤所致的合成障碍，则往往造成内质网囊池的塌陷二、病理状态下高尔基复合体的异常改变 1. 功能亢进导致高尔基复合体的代偿性肥大 2. 毒性物质作用下常导致高尔基复合体的萎缩与损坏 3 .在肿瘤细胞中,高尔基复合体的数量分布、形态结构极其发达程度,会因肿瘤细胞的分化状态不同而呈现显著的差异三、溶酶体与人类疾病 1. 溶酶体缺乏或缺陷疾病多为先天性疾病 已经发现有40多种先天性溶酶体病是由溶酶体中某些酶的缺乏或缺陷所引起 2.溶酶体酶的异常释放或外泄会造成的细胞或组织损伤性疾病四、过氧化物酶体异常与疾病 1. 原发性过氧化物酶体缺陷相