医学细胞生物学考试总结

第一章——细胞生物学概述细胞学说：施来登和施旺1、一切生物都是由细胞组成的2、细胞是生物体形态结构和功能活动的基本单位3、“细胞来源”：一切细胞只来源于原来的细胞，一切病理现象都基于细胞的损伤细胞生物学在显微、亚显微和分子水平三个层次上，研究细胞的结构、功能和各种生命规律的一门科学。细胞是生物体基本的结构和功能单位。光学显微镜的分辨率：σ=λ/NA;式中σ为最小分辨距离；λ为光线的波长；NA为物镜的数值孔径光学显微镜的最大分辨率0.2μm（油镜），在空气中也可以达到0.29um的。电子显微镜的最大分辨率分辨率为0.2nm第二章——细胞的概念与分子基础细胞的形态和大小：1、形态和功能的统一，形态多种多样，适应不同的生理和环境要求游离细胞：圆形，近或圆形组织细胞：多种形态2、细胞的大小0.1-100μm支原体<0.1μm；驼鸟卵>5cm3、细胞的计量单位：毫米，微米，纳米，埃细胞的进化从原核细胞到真核细胞从单细胞生物到多细胞生物结构原核细胞支原体（最小的细胞）细胞壁、细胞膜、环状DNA（拟核、质粒）、核糖体、细胞膜内陷形成中间体、细菌真核细胞膜相结构细胞膜、内质网、高尔基复合体、核膜、线粒体、溶酶体、过氧化物酶体、小泡等非膜相结构核糖体、中心体、微管、微丝、中间纤维、染色质、核仁细胞质基质、细胞骨架古细菌具有原核生物的某些特征：无核膜及内膜系统具有真核生物的特征：RNA聚合酶和真核细胞的相似、DNA具有内含子并结合组蛋白等。具有不同于原核细胞和真核细胞的特征：细胞膜种的脂类不能皂化，细胞壁不含肽聚糖。原核细胞真核细胞大小1-10μm10-100μm细胞核无核膜、核仁有核膜、核仁染色体一条，环状，裸露多条，线状，与蛋白质结合核糖体70s80s内膜系统简单(只有中间体)复制(有内质网、线粒体等)细胞骨架无有细胞增殖无丝分裂有丝分裂转录和翻译在同一时间和地点在不同时间和地点生物小分子功能无机化合物水游离水良好的溶剂，代谢反应的环境，调节体温结合水细胞内结构的组分之一无机盐游离离子调节渗透压、PH值结合离子调节结合蛋白、类脂有机小分子单糖戊糖(核糖)组成核苷酸、核酸1、供能2、是细胞的组成成分己糖(葡萄糖)组成糖原、淀粉、糖原、淀粉脂肪酸1、贮能、功能2、是构成细胞膜的重要组分—磷脂氨基酸蛋白质的基本组成成分，由20种基本氨基酸组成核苷酸(含氮环合物、五碳糖、磷酸基团)核酸的基本单位核酸脱氧核糖核酸脱氧核苷酸核糖核酸核苷酸结构功能DNA4种脱氧核糖核酸通过3‘，5’—磷酸二酯键相连而成。双螺旋结构：1、两条磷酸-核糖骨架组成双链，为右手螺旋。2、双螺旋内侧碱基以氢键互补配对：A=T，G(三个键)C，碱基平面垂直螺旋中心轴。3、相邻碱基平面相距0.34nm，每10条碱基螺旋一周，螺距3.4nm，4、两条单链走向相反，一条5‘-3’一条3‘-5’；1、携带和传递遗传信息——遗传信息的载体2、表达：产生生物的遗传性状——作为模板转录RNA，从而控制蛋白质的合成3、突变：发生变异，引导进化RNAmRNA4种核苷酸通过3‘，5’——磷酸二酯键相连而成。RNA通常为单链，碱基A=U，G(三个键)C。信使RNA，作为模板，指导蛋白质合成rRNA核糖体RNA，在核仁中合成，是核糖体的组成成分，核糖体是蛋白质合成场所tRNA转运RNA，携带特定氨基酸到核糖体，参与蛋白质合成(一种tRNA转运一种氨基酸，一种氨基酸可由多种tRNA转运)蛋白质的一级结构组成蛋白质的氨基酸的种类、数目和排列顺序蛋白质的二级结构局部或一段肽链的空间结构，由氢键维持。构想单元：α—螺旋β—折叠β—转角、无规则卷曲、Π—螺旋的等蛋白质的三级结构在二级结构的基础上，整条肽链中全部氨基酸残基的相对空间位置，主要依靠R基团(侧链)间的相互作用维持。蛋白质的四级结构多条肽链组成的蛋白质中各亚基的空间排列和相互接触的布局酶：由细胞产生的具有催化作用的蛋白质。有高效性、高度专一性和高度不稳定性。思考题：Q：细胞的物质基础是什么？A：化学元素：CHONSPClKNaCaMgFeCuZnMnMoCoCrSiFBrILiBa；化合物：糖类、蛋白质、核酸、脂质、水、无机盐、维生素第四章——细胞膜与物质的穿膜运输膜脂结构特性磷脂甘油磷脂磷脂酰碱基+基团【极性头部，亲水】+脂肪酸链【非极性尾部，疏水】甘油磷脂分子较柔软主要类型：磷脂酰胆碱PC、磷脂酰丝氨酸PS、磷脂酰乙醇胺PE、磷脂酰肌醇PI、双磷脂酰甘油DPG为兼性分子(双亲媒性分子)。分子中既有亲水端也有疏水端。自发排列成脂双层鞘磷脂磷脂酰碱基+鞘氨醇+脂肪酸链故鞘磷脂分子较硬。糖脂寡糖+鞘氨醇+脂肪酸链亲水脂，两性分子胆固醇羟基+甾环+脂肪酸链(烃链)刚性的甾环结构膜蛋白名称特性内在蛋白（整合蛋白、镶嵌蛋白）跨膜蛋白：在跨膜去一般含15~20个疏水性氨基酸形成α螺旋(大多)和β片层膜功能的主要承担者周边蛋白（外周蛋白）水溶性，以非共价键结合在膜的内外表面（内表面较多），与膜结合疏松脂锚定蛋白（脂连接蛋白）通过共价键的方式同脂分子结合膜糖多为低聚糖（1~10个单糖或单糖衍生物）形式与膜脂、膜蛋白以共价键相连，存在于膜的外表面，分别形成糖脂、糖蛋白、蛋白多糖。构成细胞外被和糖萼。参与细胞与环境互作。生物膜的流动镶嵌模型特点：液晶态的脂双层构成膜的主体，蛋白质以不同形式与脂双层分子结合，有的镶嵌其中，有的黏附其表。是一种动态变化的、流动性的和不对称的结构。片层结构模型：第一个生物膜分子模型，蛋白质—磷脂—蛋白质的片层结构单位膜模型：两暗一明的三夹板层结构脂筏模型：膜两分子层的外层富含胆固醇和鞘磷脂组成的微区，并聚集一些特定的膜蛋白，因此这一区域比膜的其他部分厚。更有秩序且较少流动，称为脂筏。生物膜的特性：A不对称性膜蛋白分布的绝对不对称性：内多外少膜脂分布的相对不对称性膜糖类全部分布在于膜的非胞质面B流动性：膜是一个动态的结构，其流动性主要是指膜脂的流动性和膜蛋白的流动性膜脂运动方式：侧向扩散、旋转运动、翻转运动、弯曲运动膜蛋白的运动方式：侧向扩散、旋转扩散影响膜流动性的因素：1、温度（一定范围内呈正比）2、脂肪酸链的长度（反比）和不饱和度（正比）3、胆固醇（双重调节）4、卵磷脂/鞘磷脂的比值（正比）5、膜蛋白（反比）细胞表面：由细胞膜、细胞外被、胞质溶胶层以及一些其它的特化结构所组成的复合结构体系。细胞表面功能：细胞外被：1、保护作用2、细胞识别-同种同一类型细胞的识别；同种不同类型细胞的识别。胞质溶胶层：维持细胞形态、极性及运动等具有重要作用。细胞外被（糖萼）：糖链交织成网状，末端富含唾液酸，排斥伸展。胞质溶胶层：质膜胞质面下的一层透明的粘滞的溶胶状物质（蛋白质、微管、微丝等）,与膜蛋白直接或间接相连细胞膜特化结构被动运输1、顺电化学梯度2、不耗能简单扩散1、顺电化学梯度2、不耗能3、不需要膜蛋白、脂溶性分子和不带电的极性小分子的协助易化扩散1、顺电化学梯度2、不耗能3、需要膜蛋白的协助通道蛋白介导的易化扩散：由通道蛋白在膜上形成亲水通道，让离子顺电化学梯度进出细胞膜的运输方式1、顺电化学梯度，不耗能、通道蛋白介导2、运输对象：离子(Na+、K+、Ca2+、Cl-等)持续开放的通道间接开放的通道：配体闸门通道—受化学物质(配体)控制的通道电压闸门通道—受跨膜电压变化调节的通道应力刺激通道载体蛋白介导的易化扩散通过载体蛋白发生可逆性构象变化协助物质顺电化学梯度进行运输的方式1、顺电化学梯度，不耗能、载体蛋白介导2、运输对象：亲水性分子（单糖、氨基酸、核苷酸、离子等）主动运输1、逆电化学梯度2、耗能3、载体蛋白协助ATP驱动泵(直接消耗ATP)P-型离子泵利用ATP水解供能，并形成磷酸化蛋白中间体Na+-K+泵(Na+-K+ATP酶)能逆电化学梯度对向运输Na+-K+。1ATP释放的能量，输出3Na+，摄入2K+机制：1、在细胞膜外侧，α亚基与Na+结合后，促进ATP水解为ADP和磷酸，磷酸基团与α亚基上的天冬氨酸残基共价结合使其磷酸化，ATP水解释放的能量驱动酶蛋白构象改变，使与Na+结合的位点转向膜外侧，酶蛋白失去对Na+亲和性，从而将Na+释放到细胞外2、3个Na+被释放后，在酶蛋白就获取2个K+，K+与磷酸化的α亚基结合后促其去磷酸化，结果酶的构象又恢复原状，并失去对K+的亲和力，将K+释放到胞内，完成一个循环。Ca2+泵(Ca2+-ATP酶)从胞质中运至细胞外、内质网或线粒体内Ca2+-ATP酶磷酸化→去磷酸化，通过两种构象的改变，结合与释放Ca2+。每水解一个ATP分子，能逆浓度梯度转运2个Ca2+进入肌浆网或泵出细胞。V-型离子泵利用ATP水解供能，(不形成磷酸化蛋白中间体)，把H+从细胞质基质中逆H+电化学梯度转运到上述细胞器和囊泡中，使其成为酸性环境F-型离子泵H+顺浓度梯度过程中释放的能量使ADP转化成ATP(线粒体氧化磷酸化和叶绿体光合磷酸化)，又称ATP合酶ABC转运体底物特异性，运输对象包括离子、糖、氨基酸、磷脂和肽等等。离子梯度驱动的耦联运输(间接消耗ATP)有些物质逆浓度运输的能量是由与之协同运输的另一种物质的电化学梯度中贮存的能量来提供。一种主动运输由耦联在一起的被动运输提供动力。胞吞作用吞噬作用细胞摄取大分子或颗粒物质形成吞噬体(吞噬泡)的过程。胞饮作用细胞摄入液态物质、水溶性大分子或小颗粒物质形成胞饮体的过程。受体介导的胞吞作用通过细胞膜受体与配体(所要摄入的特异性分子)结合而引发的吞噬作用。特异、高效。过程：配体+细胞膜受体→有被小窝→有被小泡→无被小泡(光滑小泡)→与内体结合→内体→内体分裂为含受体的小泡和含配体的小泡→受体再循环，含配体的小泡与溶酶体结合，形成内体性溶酶体。胞吐作用结构性(连续性)分泌途径形成分泌泡后立即排出细胞外的分泌过程调节性分泌途径分泌泡接受信号刺激后，才把泡内物质排出细胞外的分泌过程细胞膜异常与疾病——膜受体异常与疾病：家族性高胆固醇血症、重症肌无力膜载体蛋白异常与疾病：胱氨酸尿症、先天性葡萄糖-半乳糖吸收不良症细胞膜表面异常与细胞癌变：膜蛋白改变、糖脂减少、接触抑制消失、黏着作用消失第五章——细胞的内膜系统与囊泡转运第一节——内质网*内膜系统：细胞质中存在着许多由膜构成的细胞器或结构（不包括线粒体、叶绿体），它们彼此相关，甚至连通，组成一个庞大而精密复杂的系统，这个由小管、小泡、扁囊组成的系统称为内膜系统。*细胞器：细胞质中具有特定形态结构和功能的微器官。*膜性结构：细胞膜和细胞内具有膜包裹的细胞器。*细胞质：细胞质膜包围的除核区外的一切半透明、胶状、颗粒状物质的总称。*内质网的化学组成：内质网占细胞全部膜相结构组成的50%左右，占整个细胞质总量的15%-20%由脂质和蛋白质构成，内质网膜的脂类较细胞膜少；蛋白质则较多。标志酶为葡萄糖-6-磷酸酶微粒体：是细胞匀浆在差速离心时所分离出来的膜泡成分，具有内质网的基本特征。*内质网的病理改变：病变条件下的内质网肥大和肿胀有害因素：缺氧、辐射、感染、化学药物病理条件下：病毒性肝炎附着多聚核糖体→单核核糖体→从ER上脱落→分泌蛋白合成减少名称结构特点功能粗面内质网常排列成板层状的扁平囊，RER膜外表面附着大量核糖体（通过核糖体连接蛋白）A信号学说：1、信号肽的合成：信号密码（mRNA）→生成信号肽2、SRP—核糖体复合体形成SRP识别信号肽→SRP—核糖体复合体，SRP与核糖体结合后，占据了核糖体大亚基上的A位。3、核糖体与内质网结合SRP识别内质网膜上的SRP受体→SRP把核糖体引导到内质网膜上→核糖体的大亚基与膜上的核糖体结合蛋白结合→SRP脱离内质网参与再循环4、多肽链进入内质网腔多肽链的继续合成→多肽链通过转运体蛋白形成的通道→多肽链进入内质网腔→信号肽被酶分解→整条多肽链合成后通道关闭→核糖体加入再循环*SRP具有和核糖体、信号肽、内质网膜上的SRP受体的三个结合位点B蛋白质分泌途径：1、小泡→高尔基复合体→浓缩泡→分泌颗粒被排到细胞外（多数）2、小泡→浓缩泡→分泌颗粒排到细胞外（少数）C蛋白质在RER腔内的糖基化：N—连接糖基化在内质网合成的大部分蛋白质都需要糖基化而形成糖蛋白(糖基作为分选信号)D跨膜蛋白在RER的合成及膜转移机制单词跨膜蛋白形成的两种机制：1起始转移信号和终止转移序列共同参与的单次跨膜蛋白转移2内部信号序列参与的单次跨膜蛋白转移机制定向机制：多肽链与转运通道结合过程中，始终保持具有较多正电荷氨基酸的一端朝向细胞质基质多次跨膜蛋白的形成机制E新生多肽链的折叠与装配：内质网驻留蛋白滑面内质网表面光滑，为分支小管或小泡，没有核糖体附着。与RER在形态、功能上有明显不同，但两者在结构上是连续的。不同类型SER功能不同A脂质的合成与转运1合成磷脂和胆固醇2转运：运输小泡；磷脂转换蛋白B类固醇激素的合成肾上腺皮质细胞、睾丸间质细胞、卵巢黄体细胞能合成甾醇类固醇C糖原在内质网的合成与分解D钙的储存场所横纹肌的SER转化为肌质网，参与肌肉收缩E解毒作用F胃酸、胆汁的合成与分泌核糖体：蛋白质和rRNA(1：1），是蛋白质合成场所附着核糖体主要合成分泌蛋白、膜蛋白、溶酶体蛋白、驻留蛋白游离核糖体主要合成结构性蛋白质核糖体功能部位A部位氨基酸部位或受位，接受氨酰基tRNAP部位肽基部位或放位，肽酰基tRNA移交肽链后，tRNA被释放的部位T因子(肽基转移酶)1在肽链延长时，催化氨基酸间形成肽键2催化已合成的肽链和P部位的tRNA断开G因子(GTP酶)催化肽酰基tRNA从A位→P位第二节——高尔基复合体主要结构：1、扁平囊泡(扁平膜囊)形态结构、化学组成及功能上有一定的极性。为4~8层扁囊，可分顺面(形成面)和反面(成熟面)；反面较顺面有更多的酶，利于分泌物的浓缩和成熟。2、小囊泡(运输小泡)：多位于扁平囊泡的顺面3、大囊泡(浓缩泡/分泌泡)：多位于扁平囊泡的反面三维结构1顺面高尔基网：由顺面的小管和小泡所组成的网状结构2高尔基堆：包括顺面膜囊、中间膜囊、反面膜囊3反面高尔基网：由反面的小管和小泡所组成的网状结构主要功能：1在细胞分泌活动中的作用：对内质网合成的分泌蛋白起重要的运输作用2对蛋白质的修饰加工(1)对蛋白质进行糖基化修饰→糖蛋白糖基化：N-连接糖基化(RER)，O-连接糖基化(Golgi器)(2)蛋白质水解修饰3分选蛋白质溶酶体酶(顺面修饰)新合成的蛋白质经修饰形成分泌蛋白(反面修饰)膜蛋白(中层修饰)4参与膜的转化膜转化RER→Golgi复合体→质膜膜物质蛋白质60%-70%→60%→50%脂类30%-40%→40%→50%磷脂、胆固醇、蛋白质等成分，Golgi复合体介于内质网和细胞膜之间分泌物浓度稀→稠来源顺面的膜近似于粗面内质网，反面的膜近似于细胞膜化学组成：1蛋白质、脂类的含量介于内质网与质膜之间，过渡性细胞器2酶：特征性酶为糖基化转移酶异常变化：功能亢进导致高尔基体的代偿性肥大毒性物质作用导致高尔基体的萎缩与损坏肿瘤细胞分化状态影响高尔基复合体形态Q简述输出蛋白的合成、运输和分泌过程A分泌蛋白在糙面内质网上合成后，直接进入内质网，在内质网中经过折叠包装以小泡的形式从内质网中排出，然后，再与高尔基体的膜融合，经过一定的修饰之后，在从高尔基体上以出芽的形式被高尔基体的包被，以小泡形式逐渐接近细胞膜，再与细胞膜融合，蛋白排出细胞！Q为什么说高尔基复合体是膜分化中间阶段A除了外输性分泌蛋白之外，胞内溶酶体的酸性水解蛋白、多种细胞膜蛋白以及胶原纤维等细胞外基质成分也都是经由高尔基复合体进行定向转送和运输的。第三节——溶酶体1溶酶体的形态特征：圆形或卵圆形，内含多种酸性水解酶，单位膜2溶酶体的膜主要成分：脂蛋白（鞘磷脂含量多）特殊性质：①膜蛋白高度糖基化②质子泵③特殊的转运蛋白、通透性（M<300）3溶酶体的酶标志酶：酸性磷酸酶4溶酶体的形成和成熟(1)合成RER(2)N-连接糖基化：RER，加入甘露糖(3)磷酸化：Golgicisface高尔基体顺面，M-6-P分选信号(4)分选：Golgitransface高尔基体反面，M-6-P受体(5)出芽：网格蛋白包被的运输小泡(6)初级溶酶体：无被的运输小泡和次级内体结合(7)成熟：PH<6，溶酶体酶蛋白和M-6-P受体分离，并且去磷酸化而成熟。5溶酶体的功能(1)细胞正常的消化作用：细胞内消化继续代谢外源性物质→异体吞噬体→异噬性溶酶体小分子物质提供营养物质细胞内(初级)内体性溶酶体消化胞吐作用内源性物质→自体吞噬体→自噬性溶酶体残余体留在细胞(2)保护和防御保护：外源性有害因子或内源性衰老结构都由膜相结构包围，进行降解和消化以保护细胞防御：炎症时白细胞受损后，脓液的形成(3)激素生成与分泌调节(甲状腺的生成)(4)协助器官组织的变态和退化自溶作用：溶酶体膜在细胞内破裂时，整个细胞被溶酶体所释放的酶所消化(5)参与受精作用——细胞外起作用6溶酶体的类型按功能阶段分类(1)初级溶酶体(前溶酶体)刚形成的只有酸性水解酶而无作用底物的溶酶体(2)次级溶酶体初级溶酶体与作用底物结合后形成的溶酶体A自噬性溶酶体：初级溶酶体+内源性底物发生条件：①细胞内结构衰老、变性②机体发生饥饿③细胞本身发生病变B异噬性溶酶体：初级溶酶体+外源性底物。如：细菌、红细胞、蛋白质糖原颗粒等(3)三级溶酶体(后溶酶体，残余体)消化作用到最后阶段而残留一些不再被消化的残余物质的各类溶酶体按形成过程分类(1)内体性溶酶体=运输小泡(Golgi复合体出芽)+内体(细胞的胞吞作用)(2)吞噬性溶酶体=内体性溶酶体+底物*异体吞噬体：靠吞噬细胞外的物质形成的。*自体吞噬体：靠吞噬自身细胞的一部分形成的。7溶酶体与人类疾病a先天性溶酶体疾病：泰萨病b溶酶体膜异常与疾病：矽肺第四节——过氧化物酶体由单层膜包围的、位于基质内的致密小颗粒，也成为微体一、过氧化物酶体的结构1中间含类核体(人和鸟除外)2含40多种酶，主要有三类：氧化酶、过氧化氢酶、过氧化物酶标志酶：过氧化氢酶二、过氧化物酶体的功能1对有毒物质的解毒作用：H2O2+RG2→R+2H202对细胞氧的调节作用：RH2+O2→R+H2O2三、过氧化物酶体的发生由原来的过氧化物酶体分裂形成，其酶和蛋白质由游离核糖体合成，而膜脂由滑面内质网合成。第五节——囊泡与囊泡转运一、细胞内蛋白质运输的主要途径1核孔(门控运输)：由特定的分拣信号介导，并通过核孔复合体的选择性作用，在细胞质与细胞核之间进行的蛋白质运输。蛋白质通过核孔复合体运到细胞核：游离核糖体的形成。2穿膜运输：通过结合在膜上的蛋白质转运体进行的蛋白质运输。蛋白质通过膜运到内质网、线粒体、叶绿体和过氧化物酶体3小泡运输：由不同膜性运输小泡承载的蛋白质运输形式。膜性细胞器之间的蛋白分子转移、细胞的分泌活动及细胞膜的大分子和颗粒物质转运，都是以这种运输形式来实现。蛋白质通过囊泡从内质网运到其它细胞器或细胞外：附着核糖体合成。二、囊泡的类型1网格蛋白有被小泡：产生于高尔基复合体及细胞膜。与网格蛋白有被小泡产生相关的蛋白：网格蛋白、衔接蛋白、受体、发动蛋白2COPⅡ有被小泡：产生于内质网，介导从内质网到高尔基复合体的物质转运。3COPⅠ有被小泡：主要功能是回收转运内质网逃逸蛋白。三、网格蛋白包被小泡的形成过程1披网格蛋白有被小窝的形成：衔接蛋白一方面与网格蛋白结合，从而把网格蛋白固定在小泡的表面；另一方面与穿模蛋白受体连接。从而使膜内陷，形成披网格蛋白有被小窝。2披网格蛋白有被小泡的形成：在披网格蛋白有被小窝形成后，通过出芽形成有被小泡。然后发动蛋白与出芽的颈部结合，将小泡与膜分开。3无被小泡的形成：有被小泡形成后，便会立即脱去网格蛋白外被，转化为无被小泡。膜流：膜性结构间的膜成分的相互联系和转移的现象。膜流的意义：高尔基体是细胞膜流的枢纽，细胞的膜流参与细胞质膜的更新，在细胞不同区隔之间或细胞内外转运物质，参与细胞器的发生与功能过程，因此我们说，细胞的膜流对于维持细胞生存是必要的。Q：简述有被小泡的三种类型和运输方向A：COPⅡ包被小泡：从内质网运到高尔基复合体；COPⅠ包被小泡：从高尔基复合体回到内质网和高尔基复合体囊泡之间；网格蛋白包被小泡：介导物质从TGN高尔基体管网状结构运送到溶酶体/通过受体介导的胞吞作用介导外来物质从质膜运到细胞质。第六章——线粒体与细胞的能量转换第一节——线粒体的基本特征1线粒体的超微结构(1)外膜光滑、平整，含孔蛋白，通透性高，允许分子量10000以下的物质通过(2)内膜皱褶、突起形成嵴；内膜通透性很低，选择通透性高；基粒：内表面附着许多基粒，又称F0F1ATP合酶，是合成ATP的装置。头部(F1)：含可溶性ATP酶，为3α3βγδε复合体；功能——合成ATP。基部(F0)：疏水蛋白(HP)横跨内膜，由a、b、c三种亚基组成的复合体；功能——H+流向F1的穿膜通道。(3)膜间腔介于外膜和内膜之间，与嵴内腔相通；含有多种可溶性酶、底物、辅助因子，环境与细胞质基质相似(4)基质腔内膜包围的空间，或嵴与嵴之间的腔隙，充满基质，为氧化代谢的场所；基质中含参与物种代谢的酶类、mt核糖体、mtDNA、mtRNA、基质颗粒等；基质颗粒：积聚Ca2+、Mg2+的场所，调节线粒体内部的离子环境(5)转位接触点内、外膜接触处，是蛋白质等物质进出线粒体的通道；内膜转位子Tim；外膜转位子Tom2线粒体基因组对核基因组的依赖性=线粒体半自主性含义A能自主复制，但需要核基因组编码DNA复制酶B有自己的核糖体，但核糖体蛋白由核基因组编码C大多数线粒体膜蛋白由核基因组编码3线粒体的功能主要功能：营养物质在线粒体内氧化并与磷酸化耦联生成ATP。线粒体还参与细胞质中钙离子浓度、氧自由基浓度的调节，从而调节细胞的生理活动。生命活动的重要过程——细胞死亡也与线粒体有关4线粒体的化学组成化学组成：水、蛋白质(内膜分布较多)、脂类、DNA、RNA、辅酶、维生素……标志酶(含酶最多的细胞器)a外膜(标志酶是单胺氧化酶)b内膜(标志酶是细胞色素氧化酶)c膜间腔(标志酶是腺苷酸激酶)：d基质(标志酶是苹果酸脱氢酶)：5线粒体DNA特点：裸露，不与组蛋白结合；环状双链DNA(H,L)；结构紧密，无内含子，也很少有非编码区6核编码蛋白质向线粒体的转运核基因组编码的线粒体蛋白在分子伴侣协助下转运到线粒体特定部位(线粒体基质、膜间腔、内/外膜)发挥作用7线粒体的起源与增值起源：内共生学说、非内共生学说增值：线粒体通过分裂方式实现增值。主要方式：出芽分裂、收缩分裂核间壁分裂第二节——细胞呼吸与能量转换1细胞呼吸的主要过程(1)燃料初步分解(细胞质基质)①燃料分解：葡萄糖、脂肪酸、氨基酸等能源物质在细胞质中进行无氧分解②反应方程式：葡萄糖+2Pi+2ADP→2丙酮酸+2H2O+2ATP③能量转移：大量转移到丙酮酸中(2)乙酰辅酶A生成(线粒体基质)①丙酮酸进入线粒体基质②反应方程式：2丙酮酸+2HS-CoA→2乙酰CoA+2CO2③能量转移：大量转移到乙酰辅酶A(3)三羧酸循环(线粒体基质)生成CO2、GTP及H(具有还原能)(4)氧化磷酸化耦联与ATP生成(线粒体内膜)*氧化磷酸化：由于电子传递所产生的质子(H+)浓度梯度和电位差，其中所蕴藏的能量被F0F1ATP合酶用来催化ADP磷酸化而合成ATP2化学渗透学说——氧化磷酸化耦联机制存在的先决条件：内膜对质子和离子通透性差，可以形成质子梯度假说内容：电子通过呼吸链传递，所释放的能量可把H+从膜内泵到膜外，进入到线粒体外室及嵴内间隙。由于内膜对H+不通透，就造成了膜外H+浓度高，膜内H+浓度低，产生电化学梯度，从而驱使H+通过ATP酶复合体回流入基质，其蕴藏的能量可使ADP磷酸化形成ATP。3细胞呼吸(细胞氧化/生物氧化)：在活细胞的特定细胞器(线粒体)内，在氧的参与下，细胞内各种供能物质被彻底氧化分解为CO2和H2O，并释放能量和合成ATP的过程。4呼吸链(电子传递链)概念：线粒体内膜的酶体系有序地排列成相互关联的链状。组成：一系列能够可逆地接受和释放H+和e-的化学物质。作用：H须首先离解为H+和e-，电子经过线粒体内膜上酶体系的逐级传递，最终使1/2O2成为O2-，后者再与基质中的2个H+化合生成H2O定位：线粒体内膜上5细胞呼吸的特点：(1)是在线粒体内进行的一系列由酶系所催化的氧化还原反应(2)所产生的能量储存于ATP的高能磷酸键中(3)整个反应过程是分布进行，能量也是逐步释放(4)反应在恒温和恒压的条件下进行(5)反应过程中需要水的参与6ATP合成的结合变构机制H+回流驱动γ亚基旋转→F1颗粒的构象变化→ADP和Pi与活性部位紧密结合→产生ATP。7线粒体与疾病线粒体疾病：以线粒体结构和功能缺陷为主要病因的疾病。常用治疗方法：补充疗法、选择疗法、基因疗法第七章——细胞骨架与细胞的运动一、细胞骨架概念：是真核细胞内由蛋白质组成的纤维网架系统。分类：微管、微丝、中间纤维主要功能：1、维持细胞的形状和结构2、细胞运动3、胞内物质运输4、维持细胞器定位和分布5、细胞分裂6、胞内细胞传导二、微管A基本结构：由微管蛋白和微管结合蛋白组成的中空管状结构。α、β-微管蛋白线性排列构成原纤维，13条原纤维围成的中空管状结构，直径25nm，微管结合蛋白稳定微管微管蛋白：一类酸性蛋白质，常以异二聚体形式存在。另有γ-微管蛋白不参与微管主体构成，其主要存在于微管组织中心。微管结合蛋白：结合在微管表面的辅助蛋白，其主要功能有二：1、与微管运动的产生、聚合和解聚的调节有关2、与微管和其它细胞结构之间的连接有关，稳定微管的空间结构B主要功能：1、维持细胞形态和结构2、参与中心体、鞭毛和纤毛的形成3、参与胞内物质运输4、维持细胞器的分布和定位5、参与细胞分裂：形成纺锤体6、参与细胞内信号传导C装配：体外组装成核期：主要限速步骤。延长期：两端均可延长，但(+)极快稳定期：(+)级组装，(-)级去组装，”踏车行为”。体内组装：符合体外装配的规律，但同时受细胞高度的时空调控。时间控制：如受细胞周期控制空间控制：以微管组织中心(MTOC)为始发区D中心粒由9组三联体微管围成的成对圆筒状结构。结构模式：9x3+0功能1、组织形成纤毛和鞭毛2、构成中心体（MTOC），参与细胞的有丝分裂纤毛和鞭毛：鞭毛：少而长；纤毛：多而短结构：本体9X2+2；基体9x3+0功能：运动作用三、微丝A基本结构：由肌动蛋白与微丝结合蛋白组成。肌动蛋白：单体结构，相同单位常首尾相连成多聚体。微丝结合蛋白：种类繁多，能与微丝或细胞内其他结构结合，使微丝形成复杂的网格结构，对微丝的构型和行为具有控制作用。B主要功能：1、支持作用：形成细胞表层、支撑细胞表面结构2、参与细胞运动。3、参与细胞分裂：形成胞质收缩环。4、参与肌肉收缩：肌动蛋白丝、肌球蛋白丝之间的滑动。5、胞内物质运输作用：与肌球蛋白相互作用。6、参与细胞内信息传递。C装配成核期：发生在质膜下的细胞皮层聚合期微稳定期Q：什么叫微管组织中心（MTOC）？有哪些结构可起MTOC的作用？A：细胞内能为微管的装配提供始发区域的结构。其控制了微管的数量、位置和方向。包括中心体、(染色体上的)动粒、(纤毛和鞭毛的)基体第八章细胞核间期核的基本结构：核膜、染色质、核仁、核基质主要功能：*遗传信息的贮存*DNA→DNA，稳定传递遗传信息*DNA→RNA→蛋白质，进行遗传信息的表达，控制细胞的生长、分化、繁殖*细胞核是细胞功能及代谢、生长、增殖、分化的控制中心。核质比：NP=细胞核体积/细胞质体积第一节——核膜1、组成：A外核膜：表面附有核糖体，与细胞质中的RER相连接，粗面内质网的特化区域B内核膜：光滑，没有核糖体附着，内表面附有核纤层C核周隙：两层核膜之间的封闭的间隙，与粗面内质网腔相通D核孔：其数目与细胞的种类、代谢有关，内有核孔复合体，物质运输2、主要功能（区域化、生物合成、物质与信息交换）：A基因表达的空间隔离B生物大分子合成C保护性屏障，控制核-质间的物质交换D染色质、染色体定位和酶分子支架核孔复合体的捕鱼笼式结构模型：主要结构：①胞质环②核质环③中央栓④轮辐第二节——染色质和染色体组成结构功能染色质常染色质DNA：组蛋白：非组蛋白：RNA=1：1：0.5~1.5：0.05基本结构—核小体染色质一级结构：核小体丝染色质二级结构—螺丝管染色质三级结构—袢环模型/超螺丝管染色质四级结构—染色单体遗传信息的载体异染色质染色体中期染色体的结构特点：由两条姐妹染色单体构成，相连处为着丝粒；着丝粒与动粒；端粒；主缢痕次缢痕随体核小体结构核心颗粒：由组蛋白H2A、H2B、H3、H5两两成对形成一个八聚体，DNA(146bp)分子在外盘绕1.75圈核小体连接线：为长约60bp的DNA分子，DNA上结合一分子由组蛋白H1组蛋白：保守的碱性蛋白，分五种H1、H2A、H2B、H3、H4；与DNA同步合成非组蛋白：酸性蛋白质，量少，种类多，随时合成特点功能常染色质①在间期处于伸展状态，染色浅②具转录活性③复制时间早（在S早期复制）④一般位于核的中央部分，有的深入核仁内，形成核仁组织者。转录异染色质①在间期仍处于凝聚状态，染色深②一般无转录活性或转录不活跃、不合成mRNA③复制时间较晚（在S晚期才复制）④一般分布于核周边区域或核仁外周结构异染色质：一直处于凝聚状态，没有转录活性兼性异染色质（功能异染色质）：在发育过程中由常染色质转变而成的异染色质人的正常核型常染色体：44条，男女共有2n=46性染色体：X、Y第三节——核仁化学组成：蛋白质、RNA、DNA和少量脂类蛋白质（干重的80%）：核糖体蛋白质、组蛋白、非组蛋白、DNA聚合酶、RNA聚合酶、ATP酶等RNA（占干重的10%）：多与蛋白质结合成核蛋白DNA（占干重的8%）：主要在核仁相随染色质中核仁的超微结构纤维中心致密纤维组分颗粒成分核仁周围染色质核仁基质核仁的主要功能rRNA的合成、剪接和加工，是核糖体大、小亚基组装的场所核仁组织区：含rRNA基因的染色质区段，因其有组织形成核仁的作用，故称核仁组织区。核仁的形成：核仁在细胞分裂期消失，在细胞间期重建，具周期性变化。第四节——核基质核基质概念：间期细胞核中，在染色质和核仁周围的由蛋白质构成的网架结构。组成：狭义上，核基质=核骨架；广义上，核基质包括核纤层、核孔复合体、染色体骨架、核骨架功能：与染色体空间构建、基因表达调控、DNA复制、RNA转录及RNA剪切、加工、修饰和转运过程密切相关。2、核骨架概念：核内以非组蛋白为主的纤维网架结构，是细胞核除去了核被膜、染色质、核纤层和核仁以外的部分。广义核骨架包括核内纤维网架、核纤层和核孔复合体第十三章——细胞分裂与细胞周期第一节——细胞分裂分裂方式特点无丝分裂简单、迅速分裂时细胞体积增长，细胞核伸长呈哑铃状缢断，同时细胞中部收缩直至完全裂开成两个细胞没有染色体、纺锤丝的形成，没有核膜、核仁的解体是低等生物细胞增殖的主要方式有丝分裂细胞形态结构发生巨大变化（1）染色质→染色体（2）出现有丝分裂器和收缩环（3）核膜、核仁的消失和重建复制的染色体能平均地分给两个子细胞，子细胞染色体数和母细胞相同是真核细胞的主要的增殖方式减数分裂DNA复制一次，细胞分裂两次，子细胞染色体数目减半有丝分裂一般过程和各阶段发生的事件时期事件间期DNA复制，中心粒组装前期细胞核变化：1染色质组装成染色体2双侧动粒组装3核膜裂解为膜泡4核仁解体细胞质变化：两个中心体向两极运动（5确定分裂极），形成早期的有丝分裂器-纺锤体*结束标志：核膜的突然破裂前中期细胞质变化：形成完整的纺锤体细胞核变化：纺锤体微管附着在染色体的动粒上中期细胞核变化：各条中期染色体在动粒微管的作用下，不断调整位置最终聚集在细胞中央的赤道面上细胞质变化：形成完整的有丝分裂器。后期姐妹染色单体分离向两极移动末期细胞核变化：核重建。染色体解旋成染色质，核仁重新出现，核膜重新形成，形成两个子细胞的核胞质分裂在收缩环的作用下，赤道面细胞膜向内缢缩→分裂沟的形成完整的有丝分裂器：中心体、纺锤体、染色体组成的复合装置，与染色体的移动和平均分配有关。比较项目减数分裂有丝分裂细胞类型初级生殖母细胞体细胞和生殖母细胞DNA复制次数一次一次细胞分裂次数两次一次子细胞的数目四个两个染色体的数目减半不变是否发生联会和交叉是否意义产生遗传变异，保持遗传形状稳定发育、生长和组织修复减数分裂各时期的划分及各阶段发生的事件时期事件前间期原始生殖细胞分化成初级生殖母细胞，DNA复制(S期很长)，组装成染色体，中心体复制，单侧动粒组装前期Ⅰ细线期染色质螺旋成细线状的染色体，染色线上分布许多染色粒偶线期同源染色体联会，形成二价体。联会复合体出现（侧生组分，中央组分，横向排列的纤维）粗线期出现明显的四分体；同源染色体的非姐妹染色体的相对应的片段发生交叉、互换，联会复合体中形成的重组节（只在粗线期出现）部位，出现基因重组双线期同源染色体相互排斥分离，出现交叉的端化（联会复合体开始消失）终变期染色体浓缩得更粗短，核膜、核仁消失中期Ⅰ同源染色体排列在细胞中央后期Ⅰ同源染色体分离非同源染色体自由组合末期Ⅰ形成两个子细胞间期中心体复制，双侧动粒组装前期Ⅱ染色质逐渐螺旋形成染色体中期Ⅱ姐妹染色体排列在细胞的赤道面上后期Ⅱ姐妹染色单体分别向两级移动末期Ⅱ形成4个子细胞，子细胞染色体数目减半减数分裂的特征和意义（1）DNA复制一次细胞分裂两次①保持亲代与子代之间遗传物质的恒定性②增加后代遗传性状的多样性*同源染色体的非姐妹染色单体互换*非同源染色体自由组合（2）同源染色体的配对和分离①配对有利于两条非姐妹染色单体进行某一片段的相互交换，造成基因重组（遗传重组）②配对后的交叉互换对于同源染色体的正确分离具有重要作用（3）性染色体的配对性染色体同源区域的配对和交叉互换，保证纺锤体连接在性染色体上，便于染色体分离。第二节——细胞周期及其调控细胞周期：细胞生长和增值的全过程，是指连续分裂的细胞从一次有丝分裂结束到下一次分裂结束为止所经历的过程。细胞周期特点G1期（DNA合成前期）早期合成三种RNA（进入S期的必要条件），组装核糖体，合成结构蛋白、酶蛋白等使细胞体积增加细胞周期最长的一段时间晚期为DNA复制做好物质准备，合成各种RNA和蛋白质（DNA聚合酶、钙调蛋白和细胞周期蛋白等）S期（DNA合成期）DNA复制为细胞分裂的先决条件；组蛋白开始合成，非组蛋白大量合成；中心粒的复制时期G2期（DNA合成后期）为M期的细胞分裂做好物质和能量贮备；加速合成RNA和有丝分裂相关的蛋白质（微管蛋白、与核膜崩解、染色体凝集相关的成熟促进因子）M期（分裂期）把复制好的染色体平均地分到两个子细胞中去G1期细胞的类型①继续增殖细胞群②暂不增殖细胞群③永不增殖细胞群细胞周期的调控1、细胞周期蛋白：细胞周期蛋白是真核细胞的一类蛋白，随细胞周期进程周期性地出现、消失。能与细胞周期蛋白依赖性激酶(Cdk)结合，使Cdk具有激酶活性2、细胞周期蛋白依赖性激酶：一类必须与cyclin结合后才具有激酶活性的蛋白激酶能控制细胞周期的一些主要事件3、Cdk抑制因子(CKI)能抑制Cdk激酶活性*调控因素：生长因子及其受体的调节、抑素的调节，cMAP和cGMP的调节、激素的调节、Ca2+和钙调素的调节细胞周期检验点：监控细胞周期的运行细胞中存在一系列监控系统，对细胞中发生的重要时间以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运动，该监控系统即为检测到/限制点。主要检验点检测点类型作用特点未复制-DNA监测点监控DNA复制，决定细胞是否进入M期纺锤体组装检测点监控纺锤体组装，决定细胞是否进入后期染色体分离检测点监控后期末子代染色体在细胞中的位置，决定细胞是否进入末期及发生胞质分裂DNA损伤检测点监控DNA损伤的修复，决定细胞周期是否继续进行如果P53突变，将会引发细胞癌变第三节——细胞周期与医学的关系细胞周期与组织再生生理性再生：干细胞继续分裂并分化补偿性再生：损伤后局部生长因子等胞外信号刺激周期进行肿瘤细胞周期特点：G1期较长增殖细胞所占比例较高周期调控出现诸多异常（周期相关基因异常表达或突变）细胞增殖与肿瘤治疗肿瘤细胞群体与肿瘤治疗（1）增殖细胞群：始终保持着活跃的增殖能力的细胞