细胞生物学复习资料

1、第一章细胞基本生命活动规律的科学，它是以动态观点，采用现代科技手段，在不同层次（显微、亚显微与分子水平）上研究细胞的结构与功能的关系，探索其各种生命现象规律的科学。发现：通常认为施莱登和施旺正式提出了 “细胞学说”，即：一切植物、动物都是由细胞组成的，细胞是一切动植物的基本单位。第二章最小细胞支原体最小生物 病毒原核细胞与真核细胞的比较结构与功能比较：真核细胞的生物膜将细胞分化为核与质两部分，细胞质又分化出各种 细胞器，细胞骨架又保证了细胞形态的合理排布与执行功能的有序性 细胞遗传装置与基因表达方式的比较：核膜使扩增了的遗传信息与复杂的遗传装置相对 独立，使基因表达的程序有严格的阶段性与区域性

2、 表格比较区别原核细胞真核细胞大小110um10100um细胞核无核膜包围，称拟核有双层核膜染色体形状环状DNA分子线TDNA分子DNA序列无或很少有重复序列启重里序列基因表达RNA和pro在同一区间合成RNA在核中合成pro在细胞 质中合成细胞分裂二分裂或出芽有丝分裂或减数分裂，少数出 芽生殖光合与呼吸酶分布质膜r线粒体或叶绿体营界方式吸收，有的进行光合作用吸收光合作用内吞细胞壁肽聚糖蛋白质脂多糖脂蛋 白植物细胞具有细胞壁器官的大小主要决定于细胞的数量，与细胞的数量成正比，而与细胞的大小无关，把这种现象为“细胞体积的守恒定律第三章显微镜的种类普通复式光学显微镜荧光显微镜相差显微镜微分干涉显微

3、镜激光共聚焦显微镜荧光漂白恢复技术原理：荧光标记一激光猝灭（漂白）一荧光恢复（蛋白运动）激光共聚焦原理 激光波长小，故分辨率高，为普通光镜的3倍；改变焦平面可对样品进行三维重构。应用：观察细胞形态。相差显微镜（光程差或相位差转变为振幅差，相差板）光波通过不同密度物质后产生相位差（速度）一“相差板”夸大“相位差” 一光的干涉现象一明暗区别（振幅差）应用：不需染色，可进行活细胞及其细胞器动态的观察微分干涉显微镜（样品厚度差转变为明暗差；增加样品反差，立体感强）超薄切片技术 取材一固定（保持细胞精细结构）一脱水一包埋（支撑以易切片，增加强度）一切片一染色（重金属盐染色） 选择性染色：苏木精（DNA）

4、;伊红（Pr） 特异性染色：抗体-抗原；酶-底物冷冻蚀刻技术 冷冻-低温断裂-蚀刻-金属、碳喷镀-碳膜-观察应用：观察膜断面的蛋白颗粒及膜面结构特点：富立体感，对样品无损伤一一研究膜分子结构的唯一显示方法差速离心：利用不同的离心速度所产生的不同离心力，可以将各种亚细胞组分和各种颗粒分开密度梯度离心：是将要分离的细胞组分小心的铺放在密度逐渐增加的、高溶解性的惰性物质形成的密度密度梯度溶液表面，通过重力或离心力的作用使样品中不同组分以不同的沉降率 沉降，形成不同的沉降带原代培养细胞 直接从生物体获取细胞进行培养细胞系 有限细胞系：保持染色体二倍体并具接触抑制。永生细胞系：失去接触抑制细胞株接触抑制

5、：细胞系在固体表面生长繁殖，在互相接触后即培养皿长满一单层细胞后停止分裂、增殖。细胞克隆：把单个细胞从群体内分离出来单独培养，并由其增殖形成具有基本相同的遗传性状的细胞群体。细胞融合：两个或多个细胞融合成一个双核或多核细胞的现象单克隆抗体技术：从单个B淋巴细胞繁殖的细胞克隆而得到的匀质的抗体。第四章三明治式的质膜模型（三夹板模型）蛋白质一脂质一蛋白质“流动镶嵌模型” 强调了膜的流动性和膜蛋白分布的不对称性。具体特征：细胞膜由流动的双脂层和嵌在其中的蛋白质组成。 磷脂分子以疏水性尾部相对，极性头部朝向水相组成生 物膜骨架；蛋白质或嵌在双脂层表面，或嵌在其内部，或横跨整个双脂层，表现出分布的不对称

6、性。液晶态模型：强调生物膜的膜脂处于无序（流动态）和有序（晶态）之间动态转变 板块镶嵌模型：强调：整个生物膜是由不同组织结构、不同大小、不同性质、不同流动性 的可移动的膜块（脂质区）所组成，是同时存在有不同流动性的板块镶嵌而成的动态结构。脂筏模型：位于以甘油磷脂为主体的生物膜中；富含胆固醇和鞘磷脂的微结构域，该微结构域形成相对有序的脂相，分子排列紧密，流动性较低，载着执行某些特定生物学功能的各种 膜蛋白，与膜的信号转导、蛋白质分选、跨膜物质运输等均有密切的关系。简述新生儿呼吸窘迫症同细胞膜的关系。新生儿呼吸窘迫症与其细胞质膜中卵磷脂/鞘磷脂比值过低，限制了膜流动性，影响O2/CO2的交换。脂质

7、体：脂质体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。膜蛋白的分类：根据与磷脂互作方式和在磷脂中的位置，分为外周蛋白 整合蛋白 脂锚定蛋白根据功能分为（1）受体蛋白（2）载体蛋白（3）酶蛋白（4）链接蛋白荧光漂白恢复技术 ：原理：用荧光素标记膜蛋白或膜脂，然后用激光束照射细胞表面的某一区域，使被照射 区的荧光淬灭变暗，根据荧光恢复的速度可推算出膜蛋白或膜脂扩散速度。膜骨架：指细胞质膜下与膜蛋白相连的由纤维蛋白组成的网架结构，它参与维持细胞质膜的形状并协助质膜完成多种生理功能。血影：红细胞经低渗处理，细胞破裂释放出内容物，留下一个保持原形的空壳成熟的哺乳动物血红细胞没有核和内

8、膜系统，是研究膜骨架的理想材料。SDS电泳分析血影的蛋白成分为：红细胞膜蛋白主要包括血影蛋白，肌动蛋白，带蛋白和锚蛋白，带 3蛋白，血型糖蛋白。膜骨架蛋白主要成分：包括血影蛋白，肌动蛋白，带 4.1蛋白和锚蛋白等。膜结合蛋白：血型糖蛋白，带 3蛋白。红细胞膜骨架的构成：血影蛋白四聚体游离端与短肌动蛋白纤维相连，形成血影蛋白网络。通过两个锚定点固定在质膜下方：通过带4.1蛋白与血型糖蛋白连结；通过锚蛋白与带3蛋白相连。血影蛋白与肌动蛋白的结合较微弱，但带4.1蛋白和内收蛋白的作用极大加强了两者的结合力。膜骨架网络与细胞膜之间的连接主要通过锚蛋白。它含有两个功能结构域：与血影蛋白相连；与带3蛋白结

9、合第五章膜转运蛋白：小分子跨膜运输的载体或通道，分为载体蛋白和通道蛋白载体蛋白一一允许与载体蛋白结合部位相合适的溶质分子通过，且转运时自身构像发生改变。介导被动运输与主动运输。通道蛋白一一一般不与溶质分子结合。只有大小和电荷适宜的离子或颗粒才能通过，只介 导被动运输。通道蛋白分类：电压门通道、配体门通道、应力激活门通道被动运输：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运输。类型：简单扩散协助扩散主动运输：指由载体蛋白介导的物质逆浓度梯度或电化学梯度由低的一侧向高的一侧进行转运的方式。提供能量的三种基本类型：1）ATP驱动泵（水解 ATP获得能量）2）耦联转运蛋白（间接利用离子

10、梯度动力）3）光驱动泵（利用光能运输物质，见于细菌）ATP驱动泵：位于生物膜上的 ATP酶（载体蛋白），能将ATP水解成ADP+Pi同时释放能 量，使载体蛋白构象改变，实现离子或小分子的逆浓度梯度或电化学梯度的跨膜运输。类型有：P-型离子泵：V-型质子泵与F -型质子泵（H+-ATP合酶）ABC超家族蛋白（泵）P-型离子泵：有两个“亚基，由ATP水解直接提供能量，在泵周期中有一个a亚基会发生磷酸化或去磷酸化，形成磷酸化中间体，实现离子的跨膜转运。类型：钠钾泵 钙泵其他P-型离子泵钠钾泵又称Na+/K+交换泵或 Na+ -K+ ATP酶，由两个大亚基（a亚基）和两个小亚基（3亚基）组成；存在于动

11、物细胞质膜上；机制：a亚基与Na+结合，ATP水解，a亚基磷酸化，ATP酶构象改变，释放Na+,结合K+ ,去磷酸化，释放K+ ,构象复原Na+-K+泵的作用：维持细胞的渗透性， 保持细胞的体积；维持低Na+高K+的细胞内环境；维持细胞 的静息电位。Ca2+泵的工作原理类似于 Na+ -K+泵：具有Ca2+结合位点，伴随着1个ATP分子的水解，Ca2+泵可转运2个Ca2+。作用：维持细胞质中较低的钙离子浓度V-型质子泵与F -型质子泵1、V-type ：存在于各类小泡（vacuole）膜上，由许多亚基构成，水解ATP产生能量，但不发生自磷酸化，位于溶酶体膜、内体、植物液泡膜上。2、F-type

12、：是由许多亚基构成的管状结构，利用质子动力势合成ATP,也叫ATP合酶，位于细菌质膜，线粒体内膜和叶绿体的类囊体膜上。质子泵可分为三种：P型质子泵：载体利用 ATP使自磷酸化发生构象的改变来转移质子，如：植物细胞膜上的 H+泵，H+K+ 泵V型质子泵：存在于各类小泡膜上，由许多亚基构成，水解 ATP提供能量，但不发生自磷 酸化，位于溶酶体膜，内体，植物液泡膜上F型质子泵：H+沿浓度梯度运动，所释放的能量与 ATP合成偶联起来，所以也叫ATP合酶， 位于细菌质膜，线粒体内膜和叶绿体的类囊体膜上 协同运输：是指由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，

13、一种物质的运输伴随另一种物质的运输。 .能量：钠钾泵或质子泵通过消耗 ATP产生膜两侧的电化学浓度梯度，驱动协同运输的进行。类型：共运输（同向协同 symport） 对运输（反向协同 antiport） 受体介导包吞作用过程：大分子物质与细胞表面互补性受体结合，形成受体一配体复合物并引起细胞膜内化，在该处质膜部位在网格蛋白参与下形成有被小窝，有被小窝脱离质膜形成有被小泡，有被小泡经脱被作用脱去网格蛋白与包内体融合，网格蛋白返回细胞膜循环使用膜泡运输：完成大分子和颗粒性物质的跨膜运输，因转运过程中质膜内陷， 形成包围细胞外物质的囊泡而得名，又称批量运输；分为包吞作用和胞吐作用 胞吞作用胞吞作用通

14、过细胞膜内陷形成囊泡（胞吞泡），将外界物质包裹并输入细胞的过程。 第六章 氧化磷酸化作用与电子传递的偶联四种酶复合物 复合物I: NADH脱氢酶；复合物II:琥珀酸-CoQ还原酶（琥珀酸脱氢酶）； 复合物III: CoQ-细胞色素c还原酶；复合物IV：细胞色素c氧化酶 主呼吸链（NADH呼吸链）：复合物I、III IV构成主呼吸链，从 NADH来的电子依次经过 这三个复合物进行传递 次呼吸链：FADH2呼吸链：复合物II III IV构成次呼吸链来自 FADH2的电子不经过复 合物IATP合酶广泛分布于线粒体内膜，叶绿体类囊体，异养菌和光合菌的质膜上，参与氧化磷酸 化和光合磷酸化，在跨膜质子动

15、力势的推动下合成ATP,分子结构由突出于膜外的F1亲水头部和嵌入膜内的 F0疏水尾部组成 化学渗透假说：当高能电子在线粒体内膜中沿呼吸连传递时，所释放的能量将H+从基质泵到膜间隙，形成 H+电化学梯度（质子动力势），在这个梯度驱使下，H+穿过ATP合酶回到基质，同时合成 ATP,电化学梯度中蕴含的能力量储存到ATP的高能磷酸键中，强调了膜的完整性，定向的化学反应。 叶绿体的光合作用： 光反应是通过叶绿素等光和色素分子吸收传递光能，并将光能转化为化学能，形成ATP和NADPH的过程 光反应包括光能的吸收、传递和转化过程，即光合作用的原初反应、电子传递和光合磷酸化 场所：叶绿体类囊体 氧化磷酸化和

16、光合磷酸化的异同点 相同点：AYP的形成都需要 H+的推动；叶绿体 CF1因子和线粒体 F1因子都有催化 ADP 和pi形成ATP的作用；都需要完整的膜结构 不同点：氧化磷酸化光合磷酸化细胞器部位线粒体内膜叶绿体类囊体膜电子传递系统呼吸链PSI PSII电子供体NADH/FADH2H2O的光解电子终受体1/2O2NADP+传递电子跨膜次数23H+浓度差膜间隙高，基质低类囊体高，基质低偶联因子FqFlATP合成酶CFaCF2ATP合成酶产生ATP所需的H+2个3个产生ATP的目的消耗有机物，产生 ATP供生 物体使用利用ATP,合成有机物第七章蛋白质的修饰与加工包括糖基化、羟基化、酰基化、二硫键

17、形成等，其中最主要的是糖基化，几乎所有内质网 上合成的蛋白质最终被糖基化。糖基化的作用是：使蛋白质能够抵抗消化酶的作用； 赋予蛋白质传导信号的功能；某些蛋白只有在糖基化之后才能正确折叠。糖基一般连接在 4种氨基酸上，分为 2种：O-连接的糖基化(O-linked glycosylation )：与Ser Thr和羟脯氨酸(Hyp)的OH连接,连 接的糖为半乳糖或 N-乙酰半乳糖胺，在高尔基体上进行O-连接的糖基化。N-连接的糖基化(N-linked glycosylation ):与天冬酰胺残基的 NH2连接，糖为 N-乙酰葡 胺。高尔基体的形态结构与极性凸出的一面对着内质网称为形成面或顺面(

18、cis face)。凹进的一面对着质膜称为成熟面或反面(trans face)。顺面和反面都有一些或大或小的运输小泡，在具有极性的细胞中，高尔基体常大量分布于分泌端的细胞质中。高尔基体的功能：参与细胞分泌；依据信号序列与信号斑对蛋白质进行分类蛋白质糖基化的特点及其生物学意义为各种蛋白质打上不同的标志， 影响多肽的构象，影响合成多肽的去留。糖基化增强糖蛋白的稳定性。 多羟基糖侧链影响蛋白质的水溶性及蛋白质所带电荷的性质。对多数分选的蛋白质来说，糖基化并非作为蛋白质的分选信号。根据溶酶体的不同生理阶段，可分为初级溶酶体、次级溶酶体和残余体。初级溶酶体 即高尔基复合体成熟面上形成的新生溶酶体，其中只

19、含有酶，不含底物 ，又称原溶酶体或非活动性溶酶体。基质均匀致密，也称致密体。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，分别称之为自噬溶酶体和异噬溶酶体，二者都是进行消化作用的溶酶体。未被消化的物质残存在溶酶体中形成残余小体或后溶酶体，可通过类似胞吐的方式将内容物排除细胞，如：表皮细胞的老年斑，肝细胞的脂褐质。蛋白质的分选 (protein sorting )：又称蛋白质的定向转运(protein targeting ),指绝大多数的 蛋白质均在细胞质基质中的核糖体上开始合成，然后转运到细胞的特定部位， 装配成结构与功能的复合体，才能参与细胞的生命活动这一

20、过程。信号假说：即分泌性蛋白 N端序列作为信号肽，指导分泌性蛋白到内质网膜上合成，在信号肽引导下蛋白质边合成边通过异位子蛋白复合体进入内质网腔，在蛋白合成结束前信号肽被切除。信号识别颗粒（SRP）和内质网膜上的信号识别颗粒的受体（停泊蛋白，DP）等因子协助完成这一过程。信号肽：引导新合成的肽链转移到内质网的信号序列，位于新合成肽链的N端，一般16-26个氨基酸残基，含有 6-15个连续排列的带正电荷的非极性氨基酸，包括疏水核心区、信号 肽的C端和N端三部分。其又是引导肽链进入内质网腔的一段序列，又称开始转移序列； 信号序列：存在于蛋白质一级结构上的线性序列，通常由 15-60个氨基酸残基组成，

21、有些信 号序列在完成蛋白质的定向转移后被信号肽酶切除。信号斑（signal patch）：存在于完成折叠的蛋白质中，构成信号斑的信号序列之间可以不相 邻，折叠在一起构成蛋白质分选的信号。信号识别颗粒 （signal recognition particle , SRP）:由6种结构不同的多肽组成，结合一个7SRNA ,分子量325 KD,属于一种核糖核蛋白。SRP受体（停泊蛋白，DP）:是膜的整合蛋白，为异二聚体蛋白由亲水的a亚基，疏水的3亚基，存在于内质网上，可与SRP特异结合。肽链边合成边转移至内质网腔中的方式称为共转移。起始转移序列：作为信号被SRP识别外、起始穿膜转移。肽链中的某些序列

22、与内质网膜有很强的亲和力。而结合在内质网膜的脂质双层中且不再转入内质网腔中的肽链序列，称为停止转移序列指导蛋白质进入线粒体、叶绿体和过氧化物酶体中的信号序列称为导肽。后转移某些蛋白质在细胞质基质中合成以后再转移至线粒体、叶绿体和过氧化物酶体等细 胞器中的方式白质的分选大体可分两条途径：1、翻译后转运途径：在细胞质基质游离核糖体上完成多肽链的合成，然后转运至膜围绕的 细胞器，如线粒体、 叶绿体、过氧化物酶体及细胞核，或者成为细胞质基质的可溶性驻留蛋 白和支架蛋白2、共转运翻译途径：蛋白质合成在游离核糖体上起始之后由信号肽引导转移至糙面内质网， 然后新生肽边合成边转入糙面内质网中，再经高尔基体加工

23、包装并有其膜泡运送至溶酶体、 细胞质膜或分泌到胞外。分子伴侣：在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、 折叠或组装，这一类分子本身并不参与最终产 物的形成在细胞合成与分泌途径中不同膜组分之间三种不同的膜泡运输方式 ：1、COPII包被小泡介导从内质网高尔基体的运输；2、 COPI包被小泡负责将蛋白从高尔基体内质网。在从内质网高尔基体利/或从高尔基体的 cis而 trans面的物质转运中也可能涉及到COPI包被小泡3、网格蛋白包被小泡介导从高尔基体TGN质漠、腿内体及溶酌体或植物洗泡等的运输；蛋白质分选的类型：1、跨膜转运

24、：在细胞质基质中合成的蛋白质转运到内质网、线粒体、 质体和过氧化物酶体等细胞器；2、膜泡运输：通过不同类型的转运小泡从糙面内质网合成部位转运至高尔基体，进而分选 转运至细胞的不同部位；3、门控转运：通过核孔复合体选择性的核输入和输出；4、细胞质基质中的蛋白质转运第八章细胞通讯：是指一个细胞发出的信息通过介质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。细胞通讯类型：分泌化学信号通讯膜表面分子接触通讯细胞间隙连接分泌化学信号通讯分类：内分泌：内分泌激素随血液循环输至全身，作用于靶细胞。特点：低浓度，全身性，长

25、时效。旁分泌：信号分子通过扩散作用于邻近的细胞。包括：各类细胞因子；气体信号分子。自分泌：信号发放细胞和靶细胞为同类或同一细胞，常见于癌变细胞。突触信号发放：神经递质经突触作用于靶细胞。细胞表面受体：细胞信号转导的基本路线1特定的细胞释放信号分子 2信号分子经扩散或血循环到达靶细胞 3与靶细胞的受体特异性 结合4受体对信号进行转换并启动细胞内信使系统 5靶细胞产生生物学效应，最后反应终止 第一信使：由细胞分泌的调节靶细胞生命活动的化学物质的统称。第二信使：在细胞内产生的小分子，其浓度变化应答于胞外信号（第一信使）与细胞表面受体的结合，并在细胞信号转导中行使功能。如：cAMP、cGMP、 Ca2

26、+、 IP3、 DAGcAMP的合成与分解相关酶：腺甘酸环化酶磷酸二酯酶cAMP作用 PKA cGMP作用PKG 、 DAG 作用PKC、 IP3作用 Ca2+再作用 PKC 第二信使再调节底物酶活性根结据构和转换信号的方式又分为三大类：离子通道耦联受体；G蛋白偶联受体；酶联受体；信号转导系统：膜受体介导的信号向细胞内，尤其是细胞核的转导过程需要多种分子参与， 各种信号转导分子相互识别、相互作用，将信号进行转换和传递，形成复杂的信号转导系统。以cAMP为第二信使的信号通路路径：1胞外信号分子与 G蛋白偶联受体结合使 G蛋白活化2活化的G蛋白结合腺甘酸环化酶结 合，腺甘酸环化酶活化，在ATP水解作用下产生还腺甘酸 3还腺甘酸作用无活性的 PKA （蛋 白激酶A）使PKA活化4活化的PKA进入细胞核使基因调控蛋白磷酸化5磷酸化的基因蛋白与基因调控序列结合，增强靶基因表达 磷脂酰肌醇双信使信号通路：1胞外信号分子与 G蛋白偶联受体结合，得到激活的G蛋白2活化的G蛋白作用于磷脂酶C使之活化，3活化的磷脂酶 C作用于磷脂酰基醇使磷脂酰基醇分裂产生二酰甘油和三磷酸 肌醇（IP3）, 4