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文档简介

1、细胞生物学期末复习资料1. 原核细胞(prokaryotic cell)原核细胞由质膜包绕,没有明确的核,内部组成相对简单。如细菌、支原体、放线菌和蓝绿藻等。支原体是最小的原核细胞。2. 真核细胞(eukaryotic cell)真核细胞具有核膜包被的核,以及丰富的内膜结构,细胞器和细胞骨架。是原核胞长期进化的结果。3. 细胞增殖(cell proliferation) 通过细胞分裂增加细胞数量的过程,是生物繁殖的基础,同时维持细胞数量平衡和机体正常功能。 4. 细胞工程 (Cell engineering):应用细胞生物学和分子生物学原理和方法,通过某种工程学手段,在细胞整体水平或细胞器水平

2、上,依照人们的需要和设计来改变细胞内遗传物质或获得细胞产品的一门综合科学技术。 细胞工程也称细胞技术,它是在细胞水平上,采用细胞生物学、发育生物学、 遗传学及分子生物学等学科的理论和方法,按照人们的需要对细胞的遗传性状进行人为修饰,以获得具有产业化价值或其他利用价值的细胞或细胞相关产品的综合技术体系。 5. 拟核(nucleoid) 原核细胞中的DNA区域,无被膜包被,仅含有一条不与蛋白质结合的裸露DNA。6. 细胞超微结构(ultrastructure)指在光学显微镜下观察不到,在电子显微镜下能观察到的细胞结构。主要是一些细胞器。光学显微镜显示的层次称为显微结构,电子显微镜显示的为亚显微结构

3、。7. 细胞化学技术(cytochemistry) 是在细胞结构完整的情况下,借助细胞内的化学反应,研究细胞及细胞器的结构与功能的关系的技术。8. 细胞培养(cell culture)是指从生物活体分离组织或细胞,并在模拟体内生理环境的体外条件下使之生存并生长的一种细胞生物学研究方法。 通过细胞培养技术可以获得大量的、性状相似的细胞,以此为实验样本,使用各种实验方法来研究细胞的形态结构、组分功能、基因表达调控和代谢活动的规律。细胞培养的过程要求无菌操作、避免微生物和其他有害因素的影响,因此一般在细胞培养室的特殊环境中进行。细胞培养需要无菌条件和营养供应。9. 原代细胞(primary cult

4、ure cell)是指从机体取出后立即培养的细胞。 原代培养(primary culture)是从生物供体分离取得组织或细胞后在体外进行的首次培养,也是建立各种细胞系的第一步,培养时间一般为14周。原代培养的细胞由于刚离开活体,生物学特性和体内细胞比较接近,因此在研究中被广泛应用,适于进行药物测试和细胞分化等实验。 传代细胞(subculture cell)通过胰酶等物质消化后继续用于细胞培养的原代细胞,适应在体外培养条件下持续传代培养。传代细胞通常比原代细胞增殖旺盛,在细胞培养一代的时间里,一般可发生26次的数量倍增。普通哺乳动物的细胞可以传1050代,然后增殖逐渐变缓,细胞进入衰退期,最后

5、自然死亡。10. 细胞融合(cell fusion) 是指用人工或自然的方法使两个或几个不同的细胞融合为一个细胞的过程。 细胞融合又称细胞杂交(cell hybridization),对于体外培养的动物细胞,常用灭火的仙台病毒(Sendaivirus)或聚乙二醇(polythylene glycol,PEG)诱导细胞间的融合,由此产生新品系的杂交细胞(hybrid cell),此杂交细胞可具有很强的生命力,能旺盛增殖。11. 细胞膜( cell membrane) 围绕细胞的通透屏障,由磷脂双分子层和相关蛋白质以及胆固醇和糖脂组成,又称质膜(plasma membrane)。 细胞膜将细胞中的

6、生命物质与外界环境分隔开,维持细胞特有的内环境。它不仅为细胞的生命活动提供了稳定的内环境,还行使着物质转运、信号传递、细胞识别等多种复杂功能。是细胞之间、细胞与细胞外环境之间相互交流的重要通道。细胞膜的改变与多种遗传病、神经退行性疾病、恶性肿瘤等的发生相关。12. 生物膜(biomembrane) 质膜和细胞内膜系统的总称。13. 膜脂(membrane lipid) 存在于质膜以及细胞内膜的脂质,约占膜成分的50%。主要有磷脂,胆固醇,糖脂。其中磷脂含量最高。由于磷脂分子具有亲水头和疏水尾,被称为两亲性分子(amphipathic molecule)或兼性分子。14. 膜蛋白(membran

7、e protein)与细胞膜结合并决定其不同特性和功能的蛋白质。生物膜功能的主要承担者。 根据膜蛋白与脂双层结合的方式不同,膜蛋白可分为三种基本类型:膜内在蛋白(intrinsic protein)或整合蛋白(integral protein)、膜外在蛋白(extrinsic protein)和脂锚定蛋白(lipid anchored protein)。15. 穿膜蛋白( transmembrane protein)即膜内在蛋白,其多肽链能从膜的一侧跨向另一侧。分单次穿膜、多次穿膜、多亚基穿膜三种类型。占膜蛋白总量的70%80%,也是两亲性分子。16. 膜周蛋白(peripheral prot

8、ein) 即膜外在蛋白,是一类与细胞膜结合比较松散的、不插入脂双层的蛋白质,分布在质膜的胞质侧或胞外侧。占膜蛋白总量的20%30%。17. 脂锚定蛋白又称脂连接蛋白(lipid-linked protein)这类膜蛋白可位于膜的两侧,很像周边蛋白,但与其不同的是脂锚定蛋白以共价键与脂双层分子结合。18. 流动镶嵌模型(fluid mosaic model)细胞膜中脂双层构成膜的连贯主体,膜中蛋白质分子以不同形式与脂双分子层结构,是一种动态的,不对称的,具有流动性的结构。 这一模型认为膜中脂双层构成膜的连贯主体,它具有晶体分子排列的有序性,又具有液体的流动性。膜中蛋白质分子以不同形式与脂双分子层

9、结合,有的嵌在脂双层分子中,有的则附着在脂双层的表面。19. 被动运输( passive transport) 离子或小分子在浓度差或电位差的驱动下顺梯度穿膜的运输方式,需载体蛋白,不消耗能量。20. 简单扩散(simple diffusion)是小分子物质穿膜运输的最简单的方式,小分子的热运动可使分子以自由扩散的方式从膜的一侧通过质膜进入另一侧,但必须满足两个条件:一是溶质在膜两侧保持一定的浓度差,二是溶质必须能透过膜。21. 主动运输(active transport) 细胞膜利用代谢产生的能量驱动物质的逆浓度梯度的转运。是载体蛋白介导的物质逆电化学浓度、由低浓度一侧向高浓度一侧进行的穿膜

10、转运方式。转运的溶质分子其自由能变化为正值,因此需要与某种释放能量的过程相偶联,能量来源包括ATP水解、光吸收、电子传递、顺浓度梯度的离子运动等。22. 异化扩散(facilitated diffusion) 一些非脂溶性(或亲水性)物质,在载体蛋白的介导下,不消耗代谢产生的能量,顺物质浓度梯度进行的转运。23. 胞吞作用(endocytosis) 细胞摄入大分子或颗粒物质的过程,是指质膜内陷,包围细胞外物质形成胞吞泡,脱离质膜进入细胞的转运过程,包括吞噬和胞饮。根据胞吞物质的大小、状态及特意程度不同,可将胞吞作用分为三种类型:吞噬作用、胞饮作用和受体介导的胞吞。24. 胞吐作用(exocyt

11、osis)是指细胞内合成的物质通过囊泡转运至细胞膜并与其融合后排出细胞外的过程。 胞吐作用又称外排作用或出胞作用,指细胞内合成的物质通过膜泡转运至细胞膜,与质膜融合后将物质排出细胞外的重要方式。 根据方式的不同,胞吐作用分为连续性分泌和受调分泌两种形式。25. 内膜系统(endomembrane system)细胞内在结构,功能以及发生上相互密切关联的所有膜性结构细胞器。不包括线粒体和叶绿体。主要包括内质网、高尔基复合体、溶酶体、过氧化物酶体、各种转运小泡及核膜等功能结构。26. 内质网(endoplasmic reticulum,ER)真核细胞细胞质内广泛分布的由扁囊、小管,小泡相互连接吻合

12、形成的三维网状膜系统。以脂类(30%40%)与蛋白质(60%70%)为主要成分。分为糙面内质网和光面内质网两种。内质网的数量及结构复杂程度,往往与细胞的发育进程呈正相关。27. 糙面内质网(rough endoplasmic reticulum , rER)膜表面有核糖体颗粒附着的一种内质网,是分泌蛋白和膜蛋白合成与加工的场所。作为内质网与核糖体共同形成的一种功能性结构复合体,糙面内质网主要地和外输性蛋白质及多种膜蛋白的合成有关。因此在具有肽类激素或蛋白质分泌功能的细胞中,糙面内质网高度发达,在肿瘤细胞和未分化细胞中则相对比较少见。高尔基复合体(Golgi complex)高尔基体(Golgi

13、 apparatus,Golgi complex) 亦称高尔基复合体、高尔基器。是真核细胞中内膜系统的组成之一。为意大利细胞学家高尔基Golgi于1898年首次用银染方法在神经细胞中发现。是由光面膜组成的囊泡系统,它由扁平膜囊(saccules)、大囊泡(vacuoles)、小囊泡(vesicles)三个基本成分组成。扁平囊泡现在统称为潴泡没事高尔基复合体中最具特征的主体结构组分。小囊泡现在统称为小泡,一般认为这些小型囊泡由附近的糙面内质网芽生、分化形成,并通过这种形式把内质网中的蛋白质转运到高尔基复合体中,因此也被称为运输小泡。大囊泡现统称为液泡,是见于高尔基复合体成熟面的分泌小泡。28.

14、溶酶体(lysosome)一类富含多种酸性水解酶的膜性结构细胞器,有高度异质性和同源性;分为初级溶酶体,次级溶酶体(自噬溶酶体、异噬溶酶体和吞噬溶酶体)和残余体。溶酶体具有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。29. 过氧化物酶体( peroxisome)一类含有氧化酶、过氧化物酶和过氧化氢酶的球状膜性细胞器,具有较高的物质通透性。作为一种膜性结构细胞器,脂类及蛋白质是过氧化物酶体膜的主要化学结构组分,其

15、膜脂主要为磷脂酰胆碱和磷脂酰乙醇胺,膜蛋白包括多种结构蛋白和酶蛋白。30. 细胞骨架(cytoskeleton)是指真核细胞中与保持细胞形态结构和细胞运动有关的纤维网络,包括微丝,微管和中间丝。细胞骨架是由不同的蛋白质亚基装配成的纤维状的动态结构。与细胞的运动、物质的运输、信息传递、基因表达、细胞分裂、细胞分化等重要生命活动密切相关,是细胞内除了生物膜体系和遗传基因表达体系外的第三类重要结构体系。31. 微管(microtubule,MT)是由微管蛋白原丝组成的不分支的中空管状结构。微管在保持细胞特定形态、参与细胞运动方面起着重要的作用,因此被看做细胞的骨骼系统。细胞内微管呈网状或束状分布,是

16、一种动态结构,能够很快的组装与去组装。32. 微丝(microfilament,MF)在真核细胞中呈束状,网状或散布于细胞质中,由肌动蛋白组成,有收缩功能。微丝是普遍存在于真核细胞中由肌动蛋白(actin)组成的直径为57nm的骨架纤丝。基本组分是肌动蛋白,具有收缩功能,被称为细胞的“肌肉系统”。33. 中间丝(intermediate filament,IF)又称中间纤维,其直径介于微丝和微管之间,是最稳定也是成分最复杂的细胞骨架成分。中间丝参与构成细胞完整的支撑网架系统,为细胞提供机械强度支持,参与细胞分化和细胞内信息传递。微丝与微管和中间丝共同构成细胞的支架,参与细胞形态维持、细胞内外物

17、质转运、细胞连接以及细胞运动等多种功能。34. 自养生物(autotroph)具有叶绿素的植物和一些有光和能力的细菌。通过光合作用,将无机物转化成可被自身利用的有机物。35. 异养生物(heterotroph)不具有叶绿体,以自养生物合成的有机物为营养,通过分解代谢而获取能量的生物。36. 线粒体(mitochondria)是由双层单位膜套叠而成的封闭性膜囊结构。线粒体的基因组只有一条DNA,称为线粒体DNA。细胞内实现能量转换的细胞器,是细胞呼吸的主要场所。除水分外线粒体的主要成分是蛋白质,多数分布于内膜和基质。线粒体的数量可因细胞种类而不同。37. 细胞呼吸(cellularrespira

18、tion) 在细胞内特定的细胞器内,在氧气的参与下分解各种大分子物质,产生二氧化碳,分解代谢所释放出的能量储存于ATP中的过程。细胞呼吸本质上是在线粒体中进行的一系列由酶系所催化的氧化还原反应,所产生的能量存储于ATP的高能磷酸键中,整个反应过程是分步进行的,能量也是逐步释放的,反应是在恒温和恒压条件下进行的,反应过程需要水的参与。38. 核孔复合体(nuclear pore complex, NPC) 多种核孔蛋白质以特定方式排列形成的复合结构,由胞质环,核质环,辐,中间栓组成。核孔的数目、疏密程度和分布形式随细胞种类和生理状态不同而有很大的变化,一般动物细胞的核孔多于植物细胞,代谢不活跃的

19、细胞中核孔比较少。39. 核纤层:(nuclear lamina)是位于内核膜下与染色质之间的一层由高电子密度纤维蛋白质组成的网络片层结构,主要成分是由中间丝组成的核纤层蛋白,在细胞分裂中对核膜的破裂和重建起调节作用。40. 染色质(chromatin):细胞分裂间期细胞核中由DNA和组蛋白构成的能被碱性染料着色的物质,是遗传信息的载体。在细胞分裂间期,染色质呈细丝状,形状不规则,弥散在细胞核内,以保证遗传物质DNA能够被准确地分配到两个子代细胞中,因此染色质和染色体是细胞核内同一物质在细胞周期不同时期的不同表现。染色体是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,染色质高度螺旋化

20、凝集而成,光学显微镜下可见的具有明显形态特征的棒状形态结构。41. 姐妹染色单体( sister chromatid)在细胞有丝分裂中期一条染色体的两条单体间在着丝粒部位相连,彼此称为姐妹染色单体。着丝粒位于主缢痕内两条姐妹染色单体相连处的中心部位。姐妹染色单体在细胞有丝分裂中期每条染色体都由两条姐妹染色单体组成,每一条单体则由一条DNA双链盘曲折叠而形成。42. 同源染色体(homologous chromosomes)是有丝分裂中期长度和着丝点位置相同的两个染色体,或减数分裂时两两配对的染色体。是在二倍体生物细胞中,形态、结构基本相同的染色体,并在减数第一次分裂(参考减数分裂)的四分体时期

21、中彼此联会(若是三倍体及其他奇数倍体生物细胞,联会时会发生紊乱),最后分开到不同的生殖细胞(即精子、卵细胞)的一对染色体,在这一对染色体中一个来自母方,另一个来自父方。 43. 着丝点(kinetochore):着丝粒两侧的具有三层盘状或球状结构的蛋白。44. 动粒(Kinetochore):由蛋白质组成的存在于着丝粒两侧的特化圆盘状结构,是非染色体性质物质附加物。每一中期染色体含有两个动粒,是细胞分裂时纺锤丝微管附着的部位,与细胞分裂过程中染色体的运动密切相关。在细胞分裂后期,微管牵引着两条染色单体向细胞两级移动,动粒起着核心作用,控制着微管的装配和染色体的移动。45. 端粒(Telomer

22、es ):线状染色体末端的DNA重复序列,可随着细胞分裂而逐渐缩短。对维持染色体形态结构的稳定性和完整性起着重要的作用。端粒序列在维持染色体的独立性和稳定性中起作用。46. 核型(karyotype):染色体组在有丝分裂中期的表型, 是染色体按其大小,形态特征排列构成的图像。47. 核小体(nucleosome ):由DNA和组蛋白(histone)构成,是染色质(染色体)的基本结构单位。由4种组蛋白H2A、H2B、H3和H4, 每一种组蛋白各二个分子,形成一个组蛋白八聚体,约200 bp的DNA分子盘绕在组蛋白八聚体构成的核心结构外面1.75圈,形成了一个核小体。48. 基因(gene):遗

23、传物质的最小结构单位,是负载有特定遗传信息的DNA片段。其结构一般包括DNA编码序列、非编码调节序列和内含子。基因的功能是为生物活性物质编码,其产物为各种RNA和蛋白质。49. 中心法则(central dogma):遗传信息通过DNA、RNA和蛋白质这三个重要的大分子的单方向流动。50. 细胞分裂(cell division):一个亲代细胞一分为二、形成两个子细胞的过程。细胞分裂是重要的生命特征,也是新细胞形成的途径,通过细胞分裂遗传物质可以在亲代与子代细胞间传递,保证了细胞遗传的稳定性。细胞分裂直接导致细胞数量增加,是个体繁殖的重要方式,使组织器官细胞数量得以维持恒定,细胞组成也得到了更新

24、。51. 细胞周期(cell generation cycle ):从亲代细胞分裂结束到子代细胞分裂结束所经历的间隔时期。细胞分裂与生长是周期性进行的,通常将细胞从上次分裂结束到下次分裂终了说经历的过程称为细胞周期。52. 纺锤体(spindle):在有丝分裂过程中由微管装配而成的纤维结构,功能是将 两套染色体均等分开。是一种出现在前期末,对细胞分裂及染色体分离有重要作用的临时性细胞器,呈纺锤样,具有双极性,由纵向排列的微管及相关蛋白组成,包括星体微管、动粒微管和极间微管组成。53. 有丝分裂(mitosis)是细胞周期的丝裂期(M期)进行的分裂活动。在这个时期,通过纺锤丝的形成和运动,以及染

25、色体的形成,把在S期已经复制好了的DNA平均分配到两个子细胞,以保证遗传的连续性和稳定性。54. 减数分裂(meiosis)减数分裂是生殖细胞产生配子的分裂,包括两次连续的有丝分裂,形成4个单倍体的子细胞。相继的两次分裂分别称为减数分裂I和减数分裂。55. 细胞周期检测点(check point)为了保证细胞染色体数目的完整性及细胞周期正常运转,细胞中存在着一系列监控系统,可对细胞周期发生的重要事件及出现的故障加以检测,只有当这些事件完成或故障修复后,才允许细胞周期进一步进行,该监控系统即为检测点。56. 细胞分化(cell differentiation)胚胎细胞分裂后,未定形的细胞在形态和

26、生化组成上向专一性或特异性方向发展,或由原来较简单具有可塑性的状态向异样化稳定状态发展的过程。细胞分化是个体发育过程中细胞在结构和功能上发生差异的过程。57. 细胞全能性(Cell totipotency)是单个细胞在一定条件下增殖、分化发育成为完整个体的能力,具有这种能力的细胞称为全能性细胞。58. 细胞决定(cell determination)细胞决定是指细胞在发生可识别的形态变化之前, 就已受到约束而向特定方向分化。59. 脱分化(dedifferentiation)又称去分化。是指分化细胞失去特有的结构和功能变为具有未分化细胞特性的过程。去分化往往随之又发生再分化(rediffere

27、ntiation)。60. 细胞衰老(cellular aging,cell senescence)机体在退化时期生理功能下降和紊乱的综合表现,是不可逆的生命过程。细胞在形态上发生明显变化,细胞皱缩,质膜透性和脆性提高,线粒体数量减少,染色质固缩、断裂等。细胞衰老是机体衰老和老年病发病的基础。61. Hayflick界限(Hayflick life span)1961年,Leonard Hayflick发现:胚胎的成纤维细胞分裂传代50次后开始衰退和死亡,来自成年组织的成纤维细胞只能培养1530代就开始死亡;动物体细胞在体外可传代的次数,与物种的寿命有关;细胞的分裂能力与个体的年龄有关。62.

28、 细胞凋亡(apoptosis)、指为维持内环境稳定,由基因控制的细胞自主的有序性的死亡,具有生理性和选择性。细胞凋亡在发育过程中清除多余的细胞,清除正常生理活动过程中无用的细胞,细胞凋亡是维持机体正常生理功能和自身稳定的重要机制,清除病理活动过程中有潜在危险的细胞。63. 细胞连接(cell junction)细胞间的联系结构,是细胞质膜局部区域特化形成,是多细胞有机体中相邻细胞之间通过细胞质膜相互联系, 协同作用的重要基础。人和多细胞动物的体内除缔结组织和血液外,其他组织中的细胞均按一定方式排列而且相互连接,在相邻细胞膜表面形成各种连接结构,以加强细胞间的机械联系,维持组织结构的完整性并协

29、调细胞的功能,这些结构称为细胞连接。64. 封闭连接(occluding junction):又称紧密连接(tight junction),主要存在体内腺上皮及各种管腔被覆上皮的顶端侧面,呈带状环绕细胞。紧密连接具有将上皮细胞紧密联合成整体的机械作用,是封闭上皮细胞的间隙,阻止可溶性物质从上皮层一侧通过细胞间隙进入下方组织,或组织中的物质回流到腔内,保证了内环境的稳定。紧密连接是形成上皮细胞膜脂和膜蛋白侧向扩散的屏障,维持上皮细胞的极性。65. 斑块连接 (plaque-bearing junction):又称锚定连接(anchoring junction)。通过粘着蛋白、整联蛋白和细胞骨架体

30、系以及细胞外基质的相互作用,将相邻两细胞连接在一起的细胞连接方式。是一类由细胞骨架参与、存在于细胞间或细胞外基质之间的细胞连接,广泛存在与多种组织中,特别是那些需承受机械力的组织,如上皮、心肌和子宫颈等。将相邻细胞或细胞与细胞外基质相连接,起到分散和传递作用力,增强组织支撑和抵抗机械张力的作用。66. 通迅连接(communicating junction):保持细胞间在化学信号和电信号上的联系,维持多细胞间的协调合作的连接方式。通讯连接除具有机械的细胞连接作用外,还可以在细胞间形成代谢偶联或电偶联。在动物细胞,细胞间通讯主要由间隙连接介导。67. 细胞黏附(cell adhesion):由粘

31、附分子介导的细胞与细胞间,细胞与胞外基质间的粘附。68. 细胞黏附分子(cell adhesion molecule,CAM)穿膜糖蛋白以配体-受体的形式发挥作用,由胞外区,穿膜区,胞质区3部分构成。69. 免疫球蛋白超家族(immunoglobulin superfamily,lgSF)许多蛋白质含有免疫球蛋白结构域,组成免疫球蛋白超家族,包括多个黏附分子家族。神经细胞黏附分子和血小板-内皮细胞粘附分子介导同亲型细胞黏着;细胞间黏附分子和血管细胞黏附分子介导异亲型细胞黏着。70. 整联蛋白(integrin)细胞外基质受体蛋白,作为跨膜接头在细胞外基质和细胞内肌动蛋白骨架之间起双向联络作用,

32、还具有将细胞外信号向细胞内传递的作用。 存在于各种脊椎动物的细胞表面。71. 细胞外基质(extracellular matrixc,ECM):细胞外由蛋白质及各种多糖纤维交错形成的网络胶体结构体系,既是细胞生命代谢活动的分泌产物,也是组织细胞生存和发挥功能的直接环境。分布于细胞外空间的蛋白质和多糖纤维交错形成的网络胶体结构体系,它既是细胞生命代谢活动的分泌产物,也构成了组织细胞整体生存和功能活动的直接微环境,它不仅是细胞功能活动的体现者和执行者,而且是细胞与生物有机组织的重要组成成分。72. 基膜 (basement membrane)上皮细胞下面特化的细胞外基质,柔软而坚韧的网状结构。对上

33、皮细胞、内皮细胞等的生命活动具有重要影响。 基膜介于两层细胞之间,而在各种上皮及内皮组织,基膜则是细胞基部的支撑垫,将细胞与结缔组织相隔离。73. 细胞信号转导(signal transduction)细胞通讯的基本概念,强调信号的接收与接收后信号转换的方式(途径)和结果。通过化学信号分子而实现对细胞的生命活动进行调节的现象。74. 受体(receptor)一类具有特异功能的蛋白质,位于细胞膜表面,细胞质,或细胞核内,它能接受外界的信号并将其转化为胞内一系列的生化反应,从而对细胞的结构或功能产生影响。根据靶细胞上受体存在的部位,可将受体分为膜受体或细胞表面受体和胞内受体。75. 配体(liga

34、nd)在受体介导的内吞中, 与细胞质膜受体蛋白结合, 最后被吞入细胞的即是配体。76. 第二信使(second messengers):细胞表面受体接受细胞外信号后转换而来的细胞内信号称为第二信使,而将细胞外的信号称为第一信使(first messengers)。甘油磷脂是第二信使的重要来源。77. 干细胞(stem cell):高等多细胞生物体内具有自我更新及多向分化潜能的未分化或低分化细胞。除了与体细胞相同的对称分裂以外,干细胞还能通过非对称分裂进行增殖。78. 再生(regeneration):部分缺失或受损的组织器官重新生长并保持较完整的生理功能的过程。组织或器官的再生是动物和植物中的

35、普遍现象,但不同物种的再生能力与其结构复杂程度及组织和器官的分化程度相反。一般来说,低等生物的再生能力较高等动物强。79. 不对称分裂(asymmetric division)分裂产生两个子细胞,一个与母细胞相同,另一个为分化的细胞。80. 胚胎干细胞(embryonic stem cell,ES)一种经人工操作能够发育成一个新个体的全能性二倍体细胞。胚胎干细胞的发育等级较高,属全能干细胞。胚胎干细胞表达特征性的基因产物和表面标记分子。81. 组织干细胞(tissue-specific stem cell )成体组织内具有自我更新功能及分化产生一种或多种组织细胞能力的未成熟细胞。能够自我更新,

36、具有谱系定向分化能力,体内各组织干细胞具有在特定组织定居的能力。全能(多能、单能)干细胞:全能干细胞(totipotent stem cell,TSC):能够发育成为具有各种组织器官的完整个体潜能的细胞。多能干细胞(pluripotent stem cell):多能干细胞具有分化出多种细胞组织的潜能,但失去发育成完整个体的能力。单能干细胞(unipotent stem cell)单能干细胞干细胞只能向一种类型或密切相关的两种类型的细胞分化。82. 间充质干细胞(mesenchymal stem cells,MSC)是一种多能组织干细胞,具有自我更新及多方向分化的能力,可分化为中胚层来源的细胞。

37、主要栖息于骨髓,在其他组织器官如胎盘、脂肪、脐血和肝脏中也少量存在。83. 干细胞巢(stem cell niche)个体出生以后,组织干细胞生活的微环境。84. 细胞核移植(nuclear transplantation)将供体细胞核移入除去核的卵母细胞中,使后者不经过精子穿透等有性过程即无性繁殖即可被激活、分裂并发育成新个体,使得核供体的基因得到完全复制。85. 转基因动物(transgenic animal)指以实验方法导入外源基因,在染色体组内稳定整合并能遗传给后代的一类动物。86. 基因敲除和嵌入( gene knock-out/in) 基因敲除是指外源DNA与受体细胞基因组中序列相

38、同或相近的基因发生同源重组,从而代替受体细胞基因组中的相同/相似的基因序列。基因嵌入又称基因置换,利用内源基因序列两侧或外面的断裂点,用同源序列的目的基因整个置换内源基因。87. 转基因动物生物反应器(Transgenic animal bioreactor)利用转基因生物所具有的生物功能,在体外进行生化反应的装置系统。88. 细胞治疗(cell therapy )利用患者自体(或异体)的成体细胞(或干细胞)对组织、器官进行修复的治疗方法。是将体外的、具有正常功能细胞植入患者体内(或直接导入病变部位),以代偿病变细胞所丧失的功能。思考题:1.细胞生物学的发展简史:发现细胞建立细胞学说建立细胞学

39、多学科渗透与细胞生物学细胞超微结构与分子生物学l 1604年 第一台显微镜的诞生l 1665年 英国 Robert Hooke 观测到植物的Celll 19世纪中叶 德国Shleiden and Schwannn创立细胞学说:1 所有生物都是由细胞构成的;2 所有生活细胞的结构都是类似的;3 所有细胞都是来源已有的细胞的分裂。l 十九世纪自然科学三大发现:1.达尔文的进化论 2.能量守恒定律 3.细胞学说l 20世纪30年代 电子显微镜的诞生,超微结构的研究。l 20世纪50年代 英国Watson and Crick提出DNA 双螺旋结构和遗传信息传递的中心法则“central dogma”

40、。l 分子生物学的兴起。2. 细胞生物学研究在医学中的意义:细胞生物学研究生命活动基本规律,人体是生命活动的最高形式。基础医学每门学科都以细胞为研究基础,医学中许多疾病现象与细胞生物学密切相关。细胞生物学与医学实践紧密结合,研究疾病的发生、发展、转归和预后规律,为疾病的诊断提供新的理论、思路和方案。医学科学是以人体为研究对象,探索人类疾病的发生、发展机制,并对疾病进行诊断、治疗和预防的一门综合学科。医学科学不断地吸收和运用其他学科尤其是生命科学的新知识和新技术,以提高本学科的整体水平,推动医学科学研究向前发展。细胞生物学是基础医学的一门重要课程,它和基础医学其他学科,尤其是医学分子生物学、发育

41、生物学、遗传学、生理学等学科的关系非常密切。细胞生物学也是临床医学的基础学科,细胞生物学是研究细胞生命活动规律的学科,细胞是人体结构和功能的基本单位,因此医学的许多重要的病理现象都与细胞生物学密切相关。细胞生物学研究中的许多热点问题在医学中具有重要的地位:细胞骨架的结构和功能,细胞质膜的结构与功能,细胞周期调控,细胞分化和细胞凋亡,细胞的信号转导与细胞间相互识别和通信,细胞的衰老和死亡机制,包括端粒和端粒酶与衰老的关系,肿瘤发生机制,干细胞的生物学特性以及细胞工程和组织工程研究。3.细胞生物学的主要研究技术:显微镜技术、细胞化学技术、放射自显影技术、流式细胞技术、细胞分离技术、细胞培养技术、胚

42、胎干细胞技术、细胞融合技术、单克隆抗体技术等。显微成像技术,细胞及其组分的分离和纯化技术,细胞体外培养技术,细胞化学和细胞内分子示踪技术,细胞功能基因组学技术4.细胞膜的化学组成与膜功能的关系:细胞膜主要由脂类、蛋白质和糖类组成。脂类排列成双分子层,构成膜的基本结构,形成了对水溶性分子相对不通透的屏障;蛋白质以不同方式与脂类结合,构成膜的功能主体;膜糖有助于蛋白质在细胞膜上的定位和固定,对细胞识别、粘附、转移等活动也起着重要作用。细胞膜不是一种机械屏障,它不仅为细胞的生命活动提供了稳定的内环境,还行使着物质转运、信号传递、细胞识别等多种复杂功能。并且与生命科学中的许多基本问题,如细胞的增殖、分

43、化、细胞的识别黏附、代谢、能量转换等密切相关,是细胞之间、细胞与细胞外环境之间相互交流的通道,细胞膜的改变与多种遗传病、神经退行性疾病、恶性肿瘤等的发生相关。5.物质跨膜运输的类型和作用:A:某些物质仅靠浓度梯度即可自由扩散通过细胞膜,称简单扩散,不耗能。运输一些脂溶性强、不带电的非极性小分子物质。一般来说分子量越小、脂溶性越强,通过脂双层膜的速率越快。B:被动运输又称易化扩散,指物质顺浓度梯度或电化学梯度运输且不耗能的运输方式。运输一些相对较大的极性或带电的分子。C:主动运输,可逆浓度梯度进行,耗能,需要运输蛋白。D:大分子的跨膜运输依靠胞吞胞吐作用。6. 细胞内膜系统的组成、结构及功能。内

44、膜系统(endomembrane system),主要包括:内质网(以类脂与蛋白质为主要化学组分的膜性结构细胞器)、高尔基复合体、溶酶体、过氧化物酶体等。1. 糙面内质网:结构:多呈扁平囊状,排列较为整齐,网膜表面附有许多核糖体颗粒。功能: 核糖体附着的支架;新生多肽链的折叠与装配;蛋白质的糖基化;蛋白质的胞内运输。2. 光面内质网:结构:网膜表面无核糖体颗粒,故光滑,常与粗面内质网相通。功能:参与合成与转运;糖原代谢解毒作用;参与钙离子的储存和浓度调节;与胃酸、胆汁的合成、分泌密切相关。 3.高尔基复合体:结构:由三种不同大小类型的囊泡组成膜性结构复合体。功能:糖蛋白的合成和修饰、蛋白质的水

45、解等;细胞内蛋白质的分选和膜泡的定向运输;参与溶酶体的形成。 4.溶酶体:多呈圆形或球形,呈高度异质性。能够分解胞内的外来物质及清除衰老、残损的细胞器;具有细胞营养功能;是机体防御保护功能的组成部分;参与某些腺体组织细胞分泌过程的调节;参与个体发生、发育过程。5.过氧化物酶体:多呈圆形或卵圆形。具有解毒作用;有效进行细胞氧张力的调节;参与对细胞内脂肪酸等高能物质分子的分解和转化。7.线粒体的结构和功能。l 结构: 线粒体外膜:线粒体外膜是线粒体最外层所包绕的一层单位膜,外膜含有脂质和转运蛋白。线粒体内膜:线粒体内膜向基质折叠形成特定的内部空间,内膜上有大量向内突起的折叠,形成嵴。内外膜转位接触

46、点:编码蛋白质进入线粒体的通道。线粒体基质:主要成分为电子密度较低的可溶性蛋白质和脂肪等。l 功能: 1.线粒体介导了某些类型的细胞死亡(凋亡)。 2.线粒体是细胞呼吸的主要场所。在线粒体中进行了一系列由酶系所催化的氧化还原反应,是细胞内生物能源生成的主要途径。8. 细胞骨架的组成及功能。细胞骨架(cytoskeleton) 是指真核细胞中与保持细胞形态结构和细胞运动有关的纤维网络,包括微管、微丝和中间丝。1.微管:中空的圆柱状结构,由微管蛋白(tubulin)组成。1)微管构成细胞内的网状支架,支持和维持细胞的形态;2)微管为细胞内物质的运输提供了轨道;3)在膜性细胞器的空间定位上起着重要作

47、用;4)微管与细胞运动关系密切;5)参与染色体的运动和调节细胞分裂;6)微管参与细胞内信号传递。2.微丝:普遍存在于细胞中由肌动蛋白的骨架纤丝,呈束状、网状或散在分布于细胞质中,具有收缩功能。1) 微丝构成细胞的支架,并维持细胞的形态;2)微丝参与细胞的运动;3)微丝在肌球蛋白参与下作为运输轨道参与细胞内物质运输;4)微丝参与细胞质的分裂,形成收缩环;5)微丝参与受精作用;6)微丝参与细胞内信息传递;7)微丝参与肌肉收缩。3.中间丝:由中间丝蛋白构成的纤维状蛋白,是最稳定的细胞骨架成分,也是化学成分最为复杂的一种。1) 构成细胞完整的支撑网架系统;2)为细胞提供机械强度支持;3)参与细胞的分化

48、;4)参与细胞内信息传递。9.细胞核的基本概念、组成和功能。l 基本概念:真核细胞内最大的细胞器,是遗传物质储存、复制和转录的场所,是细胞生命活动的控制中心。l 组成:1.核膜:外核膜、内核膜、核周隙、核孔复合体以及核纤层。2.染色质和染色体:遗传物质在细胞中的储存形式,主要组成成分均为核酸和蛋白质。3.核仁:真核细胞间期核中最明显的结构,呈均匀、海绵状的球体。4.核基质:一个精密的网架系统,又称核骨架,由非组蛋白构成。l 功能:细胞核是细胞遗传物质DNA存在的主要部位,是DNA储存、复制、传递及核糖体大小亚基组装、DNA损伤修复的场所,在维持细胞遗传稳定性及细胞的代谢、生长、分化、增殖等生命

49、活动中起着控制中心的作用。 10.染色质的基本概念及折叠包装成染色体的过程。l 基本概念 染色质是间期细胞核内由DNA、组蛋白、非组蛋白及少量RNA组成的线性复合结构,能被碱性染料染色,是间期细胞遗传物质的存在形式。染色质的化学组成是DNA和以组蛋白为主的相关蛋白质。 l 过程 1.染色质的一级结构核小体。 2.核小体紧密连接,螺旋缠绕,形成一个外径30nm、内径10nm的螺线管,为染色质的二级结构。 3.螺线管进一步盘绕,形成超螺线管,为染色质的三级结构。 4.染色质的四级结构染色单体,由超螺线管经再次折叠而形成。11.中期染色体的形态及结构特征。l 形态特征:染色体达到最大程度的凝集,非随

50、机地排列在细胞中央的赤道面上,构成赤道板。所有着丝粒均位于同一平面,所有动粒均面朝纺锤体两极,纺锤体赤道面直径变小,两极距离增长。l 结构特征:着丝粒将两条姐妹染色单体相连;动粒是由蛋白质组成的存在于着丝粒两侧的特化圆盘状结构;随体是位于染色体末端的球形或棒状结构;端粒是存在于染色体末端的特化部位。12.中心法则的含义。遗传信息通过DNA、RNA和蛋白质的单方向流动。13.细胞信号转导的概念、分类、细胞生物学效应及共同特点。l 概念 :通过化学信号分子而实现对细胞的生命活动进行调节的现象。l 分类 : 胞外信号分子,即第一信使,分为内分泌激素、神经递质、局部化学介导因子和气体分子等四类。细胞表

51、面以及细胞内部能接受这些化学信号分子的受体,可分为膜受体与胞内受体。 受体将信号分子所携带的信号转变为细胞内信号分子,即第二信使。 信号转导过程中的蛋白质变化及其所引发的细胞行为的改变。 l 细胞生物学效应 :细胞信号转导调节控制生物体的生长、发育、神经传导、激素和内分泌作用、学习与记忆、疾病、衰老与死亡等;也包括细胞的增殖与细胞周期调控、细胞迁移、细胞形态与功能的分化与维持、免疫、应激、细胞恶变与细胞凋亡等。l 共同特点:蛋白质的磷酸化和去磷酸化是其激活的共同机制; 信号转导过程中的各反应形成级联式反应; 信号转导途径具有通用性与特异性; 胞内信号转导途径可以相互交叉。14.真核细胞分裂的方

52、式及各期主要特征。l 无丝分裂,又称直接分裂,分裂过程首先是胞核拉长后从中间断裂,胞质随后被一分为二。l 有丝分裂 前期 染色质凝集、分裂极被确定、核仁缩小并解体。前中期 核膜破裂,纺锤体形成,染色体向赤道面运动。中期 染色体非随机地排列在细胞中央的赤道面上构成赤道板。后期 染色体两姐妹染色单体发生分离,子代染色体移向细胞两极。末期 子细胞核出现及胞质分裂。减数分裂 1. 第一次减数分裂前期I 胞核显著增大,发生染色体配对、交换。 中期I 四分体向细胞中部汇集,排列于细胞的赤道面上,通过动粒微管分别与细胞不同极相连。后期I 受纺锤体微管作用,同源染色体彼此分离并开始移向细胞的两极。同源染色体向

53、两极的移动是随机的。末期I 染色体去凝集,逐渐成为细丝状的染色质纤维,核仁、核膜重新出现,每条染色体着丝粒上连接有两条染色单体。2. 第二次减数分裂 可分为前期II、中期II、后期II、末期II、胞质分裂。持续时间短,不发生DNA合成,无染色体复制,细胞中染色体数目已经减半。15.真核细胞的细胞周期及进程。细胞周期(cell cycle)是指细胞从上次分裂结束到本次分裂终了所经历的过程,包括有丝分裂期(mitosis期, M)及分裂间期(gap期, G)两个阶段)。l 间期可分为G1、S、G2期。(一)G1期是DNA复制的准备期(二)在S期中DNA完成其复制(三)G2期为细胞分裂准备期l M期

54、为细胞有丝分裂期 染色体凝集及分离,核膜、核仁破裂及重建,纺锤体、收缩环在胞质形成,胞核分裂,两子核形成,胞质一分为二,细胞完成分裂。16.癌基因与原癌基因的概念及参与细胞周期的调控。癌基因(V-oncogene, V-onc) 是指一些逆转录病毒基因组所具有的、异常活化后可使细胞无限增殖进而癌变的DNA序列。在脊椎动物正常细胞中,与V-onc 相似的同源DNA序列,则被称为细胞癌基因(cellular oncogene, C-onc)或原癌基因(proto-oncogene)。原癌基因是一种显性基因,在正常情况下其表达的产物量较少,但却为细胞生长、增殖所必须,原癌基因突变或过度表达,将导致细

55、胞增殖发生异常,引起癌变。癌基因和原癌基因产物种类很多,主要可分为生长因子类蛋白、生长因子受体类蛋白。与细胞内信号转导相关的蛋白及转录因子类蛋白。通过不同的编码产物,癌基因与原癌基因能以多种方式参与对细胞周期的调节。17.细胞分化的基因表达调控。细胞分化的基因表达调控主要发生在转录水平。细胞分化的基因表达调控可以发生在转录、翻译以及蛋白质形成后活性修饰等不同水平,其中转录因子介导的转录水平调控是最重要的。(1) 组织细胞特异性转录调节因子决定细胞特异性基因的表达(2) 转录因子的独特调控方式启动特定谱系细胞的分化(3)染色质成分的共价修饰制约基因的转录18.细胞分化与再生。(1) 一些发育成熟

56、的成年动物个体有再生现象,表现为动物的整体或器官受外界因素作用发生创伤而部分丢失时,在剩余部分的基础上又生长出与丢失部分在形态结构和功能上相同的组织或器官的过程。不同动物的再生能力有显著差异,一般来说高等动物的再生能力低于低等动物,脊椎动物低于无脊椎动物。(2) 再生方式主要有三种,第一种方式是成体组织通过去分化过程形成未分化的细胞团,这种形式称为微变态再生。第二种称为变形再生,这种再生通过已存在组织的重组分化,即组织中的多潜能未分化细胞的再分化和部分细胞的转分化来进行。第三种再生是一种中间形式,被认为是补偿性再生,表现为细胞分裂,产生与自己相似的细胞,保持它们的分化功能,这是哺乳动物肝脏再生

57、的方式。(3) 多潜能未分化细胞的再发育是再生的一般规律再生的本质是成体动物为修复缺失组织器官的发育再活化,是多潜能未分化细胞的再发育。再生方式有多种,其中涉及哺乳动物组织再生的方式有补偿性再生,表现为细胞分裂,产生与自己相似的细胞,保持它们的分化功能。当正常组织细胞的增殖不能完全补偿丢失的细胞时,存在于组织中的组织专能性干细胞开始增殖分化,参与组织的重建。(4)从对再生机制的认识到再生医学 目前生命科学工作者已从人类发育的某些阶段分离出未分化的多潜能胚胎干细胞,并探讨了这些细胞的体外可塑性与临床上病变器官的修复和再生的关系。这些来源于胚胎早期的多潜能未分化细胞为迄今难以或无法治愈的白血病、糖尿病、帕金森氏病以及老年痴呆等复杂疾病的治疗带

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