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文档简介
《细胞生物学》课程期末复习资料《细胞生物学》课程讲稿章节目录:第1章绪论第一节细胞生物学研究内容与现状第二节细胞生物学发展简史第2章细胞的统一性与多样性第一节细胞的基本共性第二节原核细胞和古核细胞第三节真核细胞第四节非细胞形态的生命体---病毒第3章细胞生物学研究方法第一节细胞形态结构的观察方法第二节细胞组分分析方法第三节细胞培养第四节细胞生物大分子动态变化检测第五节模式生物与功能基因组的研究第4章细胞质膜第一节生物膜的结构模型、化学组成和功能特点第二节细胞膜的基本结构特征及其生物学功能第5章物质的跨膜运输第一节膜转运蛋白与小分子物质跨膜运输第二节ATP驱动泵与主动运输第三节胞吞作用胞吐作用第6章线粒体和叶绿素第一节体与氧化磷酸化第二节绿体与光合作用第三节粒体与叶绿体的半自主性及其起源第7章细胞质基质与内膜系统第一节细胞质基质的结构和功能第二节各种细胞内膜系统的结构和功能第8章蛋白质分选与膜泡运输第一节细胞内蛋白质的分选第二节细胞内膜泡运输第9章细胞信号转到第一节细胞信号转导概述第二节细胞内受体介导的信号转导第三节G蛋白偶联信号通路第四节酶联受体介导的信号转导第五节其它细胞表面受体介导的信号转导第10章细胞骨架第一节微丝与细胞运动第二节微管及其功能第三节中间丝第11章细胞核与染色质第一节核被膜第二节染色质第三节染色质的复制与表达第四节染色体第五节核仁与核体第13章细胞周期与细胞分裂第一节细胞周期第二节细胞分裂第14章细胞增殖调控与癌细胞第一节细胞增殖调控第二节癌细胞第15章细胞分化与胚胎发育第一节细胞分化第二节胚胎发育中的细胞分化第16章细胞死亡与细胞衰老第一节细胞死亡第二节细胞衰老第17章细胞的社会联系第一节细胞连接第二节细胞黏着及分子基础一、主观题部分(一)简答★考核知识点:细胞学说的主要内容,有何重要意义。附1.1.1:(考核知识点解释)细胞学说的主要内容包括:一切生物都是由细胞构成的,细胞是组成生物体的基本结构单位;细胞通过细胞分裂繁殖后代。细胞学说的创立参当时生物学的发展起了巨大的促进和指导作用。其意义在于:明确了整个自然界在结构上的统一性,即动、植物的各种细胞具有共同的基本构造、基本特性,按共同规律发育,有共同的生命过程;推进了人类对整个自然界的认识;有力地促进了自然科学与哲学的进步。★考核知识点:细胞生物学的发展附1.1.2:(考核知识点解释)细胞生物学的发展大致可分为五个时期:细胞质的发现、细胞学说的建立、细胞学的经典时期、实验细胞学时期、细胞生物学时期。★考核知识点:细胞学发展的经典时期附1.1.3:(考核知识点解释)因为在19世纪的最后25年主要完成了如下的工作:⑴生质理论的提出;⑵细胞分裂的研究;⑶重要细胞器的发现。这些工作大大地推动了细胞生物学的发展。★考核知识点:病毒的基本特征附1.1.4:(考核知识点解释)⑴病毒是“不完全”的生命体。病毒不具备细胞的形态结构,但却具备生命的基本特征(复制与遗传),其主要的生命活动必需在细胞内才能表现。⑵病毒是彻底的寄生物。病毒没有独立的代谢和能量系统,必需利用宿主的生物合成机构进行病毒蛋白质和病毒核酸的合成。⑶病毒只含有一种核酸。⑷病毒的繁殖方式特殊称为复制。★考核知识点:支原体的基本特征附1.1.5:(考核知识点解释)支原体的的结构和机能极为简单: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。这些结构及其功能活动所需空间不可能小于100nm。因此作为比支原体更小、更简单的细胞,又要维持细胞生命活动的基本要求,似乎是不可能存在的,所以说支原体是最小、最简单的细胞。★考核知识点:样品制片的步骤附1.1.6:(考核知识点解释)固定,包埋,切片,染色。★考核知识点:荧光显微镜的应用附1.1.7:(考核知识点解释)荧光显微镜是以紫外线为光源,照射被检物体发出荧光,在显微镜下观察形状及所在位置,图像清晰,色彩逼真。荧光显微镜可以观察细胞内天然物质经紫外线照射后发荧光的物质(如叶绿体中的叶绿素能发出血红色荧光);也可观察诱发荧光物质(如用丫啶橙染色后,细胞中RNA发红色荧光,DNA发绿色荧光),根据发光部位,可以定位研究某些物质在细胞内的变化情况。★考核知识点:差速离心与密度梯度离心的异同附1.1.8:(考核知识点解释)二者都是依靠离心力对细胞匀浆悬浮扔中的颗粒进行分离的技术。差速离心是一种较为简便的分离法,常用于细胞核和细胞器的分离。因为在密度均一的介质中,颗粒越大沉降越快,反之则沉降较慢。这种离心方法只能将那些大小有显著差异的组分分开,而且所获得的分离组分往往不很纯;而密度梯度离心则是较为精细的分离手段,这种方法的关键是先在离心管中制备出蔗糖或氯化铯等介质的浓度梯度并将细胞匀浆装在最上层,密度梯度的介质可以稳定沉淀成分,防止对流混合,在此条件下离心,细胞不同组分将以不同速率沉降并形成不同沉降带。★考核知识点:电子显微镜的特点附1.1.9:(考核知识点解释)电子显微镜用电子束代替了光束,大大提高了分辨率,电子显微镜相对光学显微镜是个飞跃。但是电子显微镜:样品制备更加复杂;镜筒需要真空,成本更高;只能观察“死”的样品,不能观察活细胞。光学显微镜技术性能要求不高,使用容易;可以观察活细胞,观察视野范围广,可在组织内观察细胞间的联系;而且一些新发展起来的光学显微镜能够观察特殊的细胞或细胞结构组分。因此,电子显微镜不能完全代替光学显微镜。★考核知识点:相差显微镜的应用附1.1.10:(考核知识点解释)相差显微镜通过安装特殊装置(如相差板等)将光波通过样品的光程差或相差位转换为振幅差,由于相差板上部分区域有吸光物质,使两组光线之间增添了新的光程差,从而对样品不同同造成的相位差起“夸大作用”,样品表现出肉眼可见的明暗区别。相差显微镜的样品不需染色,可以观察活细胞,甚至研究细胞核、线粒体等到细胞器的形态。★考核知识点:放大率与分辨率的含义附1.1.11:(考核知识点解释)二者都是衡量显微镜性能的指标。通常放大率是指显微镜所成像的大小与样本实际大小的比率;而分辨率是指能分辨或区分出的被检物体细微结构的最小间隔,即两个点间的最小距离。放大率对分辨率有影响,但分辨率不仅仅取决于放大率。★考核知识点:扫描隧道显微镜的特点附1.1.12:(考核知识点解释)①高分辨率:具有原子尺度的高分辨率本领,侧分辨率为0.1~0.2nm,纵分辨率可达0.001nm;②直接探测样品的表面结构:可绘出立体三维结构图像;③可以在真空、大气、液体(接近于生理环境的离子强度)等多种条件下工作;④非破坏性测量:由于没有高能电子束,对表现没有破坏作用(如辐射、热损伤等),能对生理状态下的生物大分子和活细胞膜表面的结构进行研究,样品不会受到损伤而保持完好;⑤扫描速度快,获取数据的时间短,成像快。★考核知识点:细胞膜的生理作用附1.1.13:(考核知识点解释)(1)限定细胞的范围,维持细胞的形状。(2)具有高度的选择性,(为半透膜)并能进行主动运输使细胞内外形成不同的离子浓度并保持细胞内物质和外界环境之间的必要差别。(3)是接受外界信号的传感器,使细胞对外界环境的变化产生适当的反应。(4)与细胞新陈代谢、生长繁殖、分化及癌变等重要生命活动密切相关。★考核知识点:细胞膜的基本结构特征及其与生理功能的联系附1.1.14:(考核知识点解释)生物膜的基本结构特征:①磷脂双分子层组成生物膜的基本骨架,具有极性的头部和非极性的尾部的脂分子在水相中具有自发形成封闭膜系统的性质,以非极性尾部相对,以极性头部朝向水相。这一结构特点为细胞和细胞器的生理活动提供了一个相对稳定的环境,使细胞与外界、细胞器与细胞器之间有了一个界面;②蛋白质分子以不同的方式镶嵌其中或结合于表面,蛋白质的类型、数量的多少、蛋白质分布的不对称性及其与脂分子的协同作用赋予生物膜不同的特性与功能;这些结构特征有利于物质的选择运输,提供细胞识别位点,为多种酶提供了结合位点,同时参与形成不同功能的细胞表面结构特征。★考核知识点:单位膜模型与流动镶嵌模型附1.1.15:(考核知识点解释)单位膜模型的主要内容:两暗一明,细胞共有,厚约7.5nm,各种膜都具有相似的分子排列和起源。单位膜模型的不足点:⑴膜是静止的、不变的。但是在生命系统中一般功能的不同常伴随着结构的差异,这样共同的单位膜结构很难与膜的多样性与特殊性一致起来。⑵膜的厚度一致:不同膜的厚度不完全一样,变化范围在5—10nm。⑶蛋白质在脂双分子层上为伸展构型:很难理解有活性的球形蛋白怎样保持其活性,通常蛋白质形状的变化会导致其活性发生深刻的变化。流动镶嵌模型的主要内容:脂双分子层构成膜的基本骨架,蛋白质分子或镶在表面或部分或全部嵌入其中或横跨整个脂类层。优点:⑴强调膜的流动性:认为膜的结构成分不是静止的,而是动态的,细胞膜是由流动的脂类双分子层中镶嵌着球蛋白按二维排列组成的,脂类双分子层像轻油般的流体,具有流动性,能够迅速地在膜平面进行侧向运动;⑵强调膜的不对称性:大部分膜是不对称的,在其内部及其内外表面具有不同功能的蛋白质;脂类双分子层,内外两层脂类分子也是不对称的。★考核知识点:红细胞质膜蛋白及膜骨架的成分附1.1.16:(考核知识点解释)用SDS聚丙烯酰胺凝胶电泳分析血影蛋白成分,红细胞膜蛋白主要包括血影蛋白(或称红膜肽)、锚蛋白、带3蛋白、带4.1蛋白和肌动蛋白,还有一些血型糖蛋白。膜骨架蛋白主要成分包括:血影蛋白、肌动蛋白、锚蛋白和带4.1蛋白等。★考核知识点:细胞膜的基本特性附1.1.17:(考核知识点解释)细胞膜的最基本的特性是不对称性和流动性。细胞膜的不对称性是由膜脂分布的不对称性和膜蛋白分布的不对称性所决定的。膜脂分布的不对称性表现在:①膜脂双分子层内外层所含脂类分子的种类不同;②脂双分子层内外层磷脂分子中脂肪酸的饱和度不同;③脂双分子层内外层磷脂所带电荷不同;④糖脂均分布在外层脂质中。膜蛋白的不对称性表现在:①糖蛋白的糖链主要分布在膜外表面;②膜受体分子均分布在膜外层脂质中;③腺苷酸环化本科分布在膜内表面。膜的流动性是由膜内部脂质分子和蛋白质分子的运动性所决定的。膜脂的流动性和膜蛋白的运动性使得细胞膜成为一种动态结构;膜脂分子的运动表现在①侧向扩散;②旋转运动;③摆动运动;④翻转运动;膜蛋白的分子运动则包括侧向扩散和旋转运动。★考核知识点:细胞质基质中Ca2+浓度低的原因附1.1.18:(考核知识点解释)细胞质基质中Ca2+浓度通常不到10-7mol/L,原因主要有以下几点:①在正常情况下,细胞膜对Ca2+是高度不通透的;②在质膜和内质网膜上有Ca2+泵,能将Ca2+从基质中泵出细胞外或泵进内质网腔中;③某些细胞的质膜有Na+—Ca2+交换泵,能将Na+输入到细胞内,而将Ca2+从基质中泵出;④某些细胞的线粒体膜也能将钙离子从基质中转运到线粒体基质。★考核知识点:细胞信号分子的类型及特点附1.1.19:(考核知识点解释)细胞信号分子包括:短肽、蛋白质、气体分子(NO、CO)以及氨基酸、核苷酸、脂类的胆固醇衍生物等,其共同特点是:①特异性,只能与特定的受体结合;②高效性,几个分子即可发生明显的生物学效应,这一特性有赖于细胞的信号逐级放大系统;③可被灭活,完成信息传递后可被降解或修饰而失去活性,保证信息传递的完整性和细胞免于疲劳。★考核知识点:主动运输与被动运输的异同附1.1.20:(考核知识点解释)①运输方向不同:主动运输逆浓度梯度或电化学梯度,被动运输:顺浓度梯度或电化学梯度;②是否需要载体的参与:主动运输需要载体参与,被动运输方式中,简单扩散不需要载体参与,而协助扩散需要载体的参与;③是否需要细胞直接提供能量:主动运输需要消耗能量,而被动运输不需要消耗能量;④被动运输是减少细胞与周围环境的差别,而主动运输则是努力创造差别,维持生命的活力。★考核知识点:NO的产生及细胞信使作用附1.1.21:(考核知识点解释)NO是可溶性的气体,NO的产生与血管内皮细胞和神经细胞相关,血管内皮细胞接受乙酰胆碱,引起细胞内Ca2+浓度升高,激活一氧化氮合成酶,该酶以精氨酸为底物,以NADPH为电子供体,生成NO和胍氨酸。细胞释放NO,通过扩散快速透过细胞膜进入平滑肌细胞内,与胞质鸟苷酸环化酶活性中心的Fe2+结合,改变酶的构象,导致酶活性的增强和cGMP合成增多。cGMP可降低血管平滑肌中的Ca2+离子浓度,引起血管平滑肌的舒张,血管扩张、血流通畅。NO没有专门的储存及释放调节机制,靶细胞上NO的多少直接与NO的合成有关。评分标准:回答出要点即可得分。★考核知识点:钙离子的主要作用途径附1.1.22:(考核知识点解释)主要有:①通过钙结合蛋白完成作用,如肌钙蛋白C、钙调素:②通过钙调素活化腺苷酸环化酶及PDE调节cAMP水平;③作为双信使系统的传递信号;④参与其它离子的调节。★考核知识点:G蛋白的类型附1.1.23:(考核知识点解释)蛋白有两种类型一种是刺激型调节蛋白(Gs),另一种是抑制型调节蛋白(Gi)。二者结构和功能很相似,均由a、B和Y三个亚基组成,分子质量均为80~1000001它们的B和Y亚基大小很相似,a亚基也都有两个结合位点:是结合GTP或基其类似物的位点,具有GTP酶活性,能够水解GTP;另一个是含有负价键的修饰位点,可被细胞毒素ADP核糖基化。二者的不同之处在于Gs的aS亚基能被霍乱毒素ADP核糖基化,而Gi的ai亚基能被百日咳毒素ADP核糖基化。Gs和Gi都调节其余相应受体的亲合性以及作用于腺苷酸环化酶,产生cAMP。★考核知识点:由G蛋白偶联的受体介导的信号的特点附1.1.24:(考核知识点解释)G蛋白偶联的受体是细胞质膜上最多,也是最重要的倍转导系统,具有两个重要特点:⑴信号转导系统由三部分构成:①G蛋白偶联的受体,是细胞表面由单条多肽链经7次跨膜形成的受体;②G蛋白能与GTP结合被活化,可进一步激活其效应底物;③效应物:通常是腺苷酸环化酶,被激活后可提高细胞内环腺苷酸(cAMP)的浓度,可激活cAMP依赖的蛋白激酶,引发一系列生物学效应。⑵产生第二信使。配体一受体复合物结合后,通过与G蛋白的偶联,在细胞内产生第二信使,从而将胞外信号跨膜传递到胞内,影响细胞的行为。根据产生的第二信使的不同,又可分为cAMP信号通路和磷酯酰肌醇信号通路。cAMP信号通路的主要效应是激活靶酶和开启基因表达,这是通过蛋白激酶完成的。该信号途径涉及的反应链可表示为:激素一G蛋白偶联受体一G蛋白一腺苷酸环化化酶一cAMP-cAMP依赖的蛋白激酶A—基因调控蛋白一基因转录。磷酯酰肌醇信号通路的最大特点是胞外信号被膜受体接受后,同时产生两个胞内信使,分别启动两个信号传递途径即IP3—Ca2+和DG—PKC途径,实现细胞对外界信号的应答,因此,把这一信号系统又称为“双信使系统”。★考核知识点:磷酯酰肌醇信号通路的传导途径附1.1.25:(考核知识点解释)外界信号分子一识别并与膜上的与G蛋白偶联的受体结合一活化G蛋白一激活磷脂酶C一催化存在于细胞膜上的PIP2水解一IP3和DG两个第二信使一IP3可引起胞内Ca2+浓度升高,进而通过钙结合蛋白的作用引起细胞对胞外信号的应答;06通过激活PKC,使胞内pH值升高,引起对胞外信号的应答。评分标准:回答出要点即可得分。★考核知识点:信号假说的主要内容附1.1.26:(考核知识点解释)分泌蛋白在N端含有一信号序列,称信号肽,由它指导在细胞质基质开始合成的多肽和核糖体转移到ER膜;多肽边合成边通过ER膜上的水通道进入ER腔,在蛋白合成结束前信号肽被切除。指导分泌性蛋白到糙面内质网上合成的决定因素是N端的信号肽,信号识别颗粒(SRP)和内质网膜上的信号识别颗粒受体(又称停泊蛋白dockingprotein,DP)等因子协助完成这一过程。★考核知识点:溶酶体的发生过程及其基本功能附1.1.27:(考核知识点解释)溶酶体几乎存在于所有的动物细胞中,是由单层膜围绕、内含多种酸性水解酶类、形态不一、执行不同生理功能的囊泡状细胞器,主要功能是进行细胞内的消化作用,在维持细胞正常代谢活动及防御方面起重要作用。(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(自体吞噬)。(2)防御功能(病原体感染刺激单核细胞分化成巨噬细胞而被吞噬、消化)(异体吞噬)(3)其它重要的生理功能a作为细胞内的消化器官为细胞提供营养b分泌腺细胞中,溶酶体摄入分泌颗粒参与分泌过程的调节;c参与清除赘生组织或退行性变化的细胞;d受精过程中的精子的顶体作用。★考核知识点:细胞质基质的功能附1.1.28:(考核知识点解释)物质中间代谢的重要场所;有细胞骨架的功能;蛋白质的合成、修饰、降解和折叠。★考核知识点:N-连接糖基化和O-连接糖基化的区别附1.1.29:(考核知识点解释)N-连接与O-连接的寡糖比较特~~征 N-连接 O-连接合成部位糙面内质网糙面内质网或高尔基体合成方式来自同一个寡糖前一个个单糖加上去与之结合的氨基酸残体丝氨酸、苏氨酸、羟赖氨酸、羟脯基天冬酰胺氨酸最终长度至少5个糖残基一般1-4个糖残基,但八3。血型抗第一个糖残基N-乙酰葡萄糖胺原较长N-乙酰半乳糖胺等★考核知识点:线粒体和叶绿体附1.1.30:(考核知识点解释)线粒体和叶绿体中有DNA和RNA、核糖体、氨基酸活化酶等。这两种细胞器均有自我繁殖所必需的基本组分,具有独立进行转录和转译的功能。迄今为止,已知线粒体基因组仅能编码约20种线粒体膜和基质蛋白并在线粒体核糖体上合成;线粒体和叶绿体的绝大多数蛋白质是由核基因编码,在细胞质核糖体上合成,然后转移至线粒体或叶绿体内。这些蛋白质与线粒体或叶绿体DNA编码的蛋白质协同作用,可以说,细胞核与发育成熟的线粒体和叶绿体之间存在着密切的、精确的、严格调控的生物学机制。在二者协同作用的关系中,细胞核的功能更重要,一方面它提供了绝大部分遗传信息;另一方面它具有关键的控制功能。也就是说,线粒体和叶绿体的自主程度是有限的,而对核遗传系统有很大的依赖性。因此,线粒体和叶绿体的生长和增殖是受核基因组及其自身的基因组两套遗传系统的控制,所以称为半自主性细胞器。★考核知识点:光合磷酸化附1.1.31:(考核知识点解释)光合磷酸化可分为循环式光合磷酸化和非循环式光合磷酸化。不同点:非循环式光合磷酸化电子传递是一个开放的通道其产物除ATP外,还有NADPH(绿色植物)或NADH(光合细菌)、循环式光合磷酸化电子的传递是一个闭合的回路只有其产物ATP的产生。相同点:接受光产生电子,都生成ATP.★考核知识点:细胞核的结构与功能附1.1.32:(考核知识点解释)细胞核是真核细胞内最大、最重要的细胞器,主要由核被膜、染色质、核仁及由非组蛋白质组成的网络状的核基质组成,是遗传信息的贮存场所,是细胞内基因复制和RNA转录的中心,是细胞生命活动的调控中心。★考核知识点:染色质的类型及特征附1.1.33:(考核知识点解释)间期染色质按其形态特征和染色性能区分为两种类型:常染色质和染色质染色质。常染色质纤维折叠压缩程度低,处于伸展状态,用碱性染料染色时着色浅。构成常染色质的DNA主要是单一序列DNA和中度重复序列DNA。异染色质纤维折叠压缩程度高,处于聚缩状态,用碱性染料染色时着色较深,又分结构异染色质或组成型异染色质和兼性异染色质。★考核知识点:核仁的结构及功能附1.1.34:(考核知识点解释)在光学显微镜下,核仁通常是匀质的球形小体,一般有1-2个,但也有多个。主要含蛋白质,是真核细胞间期核中最明显的结构,在电镜下显示出的核仁超微结构与胞质中大多数细胞器不同,在核仁周围没有界膜包围,可识别出3个特征性区域:纤维中心、致密纤维组分、颗粒组分。功能是进行核蛋白体的生物发生的重要场所,即核仁是进行rRNA的合成、加工和核蛋白体亚单位的装配的重要场所。★考核知识点:核被膜的生理功能附1.1.35:(考核知识点解释)A、构成核、质之间的天然屏障,避免生命活动的彼此干扰;B、保护核DNA分子不受细胞骨架运动所产生的机械力的损伤;C、核质之间物质与信息的交流;★考核知识点:微丝的化学组成及功能附1.1.36:(考核知识点解释)微丝的化学组成:主要成分为肌动蛋白和肌球蛋白,肌球蛋白起控制微丝的形成、连接、盖帽、切断的作用,也可影响微丝的功能。其他成分为调节蛋白、连接蛋白、交联蛋白。微丝的功能:(1)与微管共同组成细胞的骨架,维持细胞的形状。(2)具有非肌性运动功能,与细胞质运动、细胞的变形运动、胞吐作用、细胞器与分子运动、细胞分裂时的膜缢缩有关。(3)具有肌性收缩作用(4)与其他细胞器相连,关系密切。(5)参与细胞内信号传递和物质运输。★考核知识点:微管组织中心的概念及其与微管的关系附1.1.37:(考核知识点解释)微管组织中心是指微管装配的发生处。它可以调节微管蛋白的聚合和解聚,使微管增长或缩短。而微管是由微管蛋白组成的一个结构。二者有很大的不同,但又有十分密切的关系。微管组织中心可以指挥微管的组装与去组装,它可以根据细胞的生理需要,调节微管的活动。如在细胞有丝分裂前期,根据染色体平均分配的需要,从微管组织中心:中心粒和染色体着丝粒处进行微管的装配形成纺锤体,到分裂末期,纺锤体解聚成微管蛋白。所以说,微管组织中心是微管活动的指挥★考核知识点:中间纤维的结构及功能附1.1.38:(考核知识点解释)中间纤维的直径约7〜12nm的中空管状结构,由4或8个亚丝组成。单独或成束存在于细胞中。中间纤维具有一个较稳定的310个氨基酸的a螺旋组成的杆状中心区,杆状区两端为非螺旋的头部区(N端)和尾部区(C端)。头部区和尾部区由不同的氨基酸构成,为高度可变区域。功能:(1)支持和固定作用:支持细胞形态,固定细胞核。(2)物质运输和信息传递作用:在细胞质中与微管、微丝共同完成物质的运输,在细胞核内,与DNA的复制和转录有关。(3)细胞分裂时,对纺锤体和染色体起空间支架作用,负责子细胞内细胞器的分配与定位。(4)在细胞癌变过程中起调控作用。★考核知识点:细胞周期的概念及各周期的变化附1.1.39:(考核知识点解释)连续分裂的细胞,从上一次有丝分裂结束开始到下一次有丝分裂结束所经历的整个过程。在这个过程中,细胞遗传物质复制,各组分加倍,平均分配到两个子细胞中。细胞周期被划分为四个时期:G1期(复制前期,M期结束至S期间的间隙)、S期(复制期,DNA合成期)、G2期(复制后期,S期结束至M期间的间隙)、M期(有丝分裂期)。在正常情况下,细胞沿着G1-S-G2-M运转,细胞通过凶期被分裂为两个子细胞,完成增殖过程。G1期:主要合成细胞生长所需要的各种蛋白质、RNA、糖类、脂质等。S期:主要进行DNA的复制和组蛋白的合成。G2期:此时DNA的含量已增加一倍。此时主要进行其他蛋白质的合成。M期:主要进行染色体的分离、胞质分裂,一个细胞分裂为两个子细胞。★考核知识点:细胞周期同步化的方法及其优缺点附1.1.40:(考核知识点解释)⑴、选择同步化包括:①有丝分裂选择法:优点:同步化程度高,细胞不受药物侵害。缺点:得到的细胞数量少。②密度梯度离心法:优点:简单省时,效率高、成本低。缺点:对大多数种类的细胞并不适用。⑵、诱导同步化包括:⑴DNA合成阻断法:优点:同步化效率高,几乎适合于所有体外培养的细胞体系。缺点:诱导过程可造成细胞非均衡生长.⑵中期阻断法:优点:操作简便,效率高;缺点:药物毒性作用较大。★考核知识点:有丝分裂和减数分裂的异同点附1.1.41:(考核知识点解释)相同点:都为二分分裂方式;分裂过程中均有有丝分裂器的出现;都有明显的细胞核特别是染色体的变化。不同点在于:比较项目减数分裂有丝分裂目的产生配子增加细胞数量子细胞染色体数目减半不变发生的细胞性细胞体细胞同源染色体的活动配对、互换独立活动细胞周期两次细胞周期DNA复制一次,细胞分裂两次一次细胞周期DNA复制一次,细胞分裂一次★考核知识点:染色体排列在赤道板上的机制附1.1.42:(考核知识点解释)染色体在动粒微管作用下排列在赤道面上。染色体列队:由于动粒微管的作用,染色体在赤道板上运动的过程,又称染色体中板聚合。染色体列队的两种学说:①牵拉学说:两极动粒微管拉力均衡:②外推假说:两极极性微管的推力均衡。这两种假说并不相互排斥,有时可能同时作用,或有其他机制共同参与,最终将染色体排列在赤道板上,在所染色体排列到赤道板上之前,后期不能启动。★考核知识点:细胞周期的主要检验点及其生理作用附1.1.43:(考核知识点解释)细胞周期检验点主要有:R点,G1/S,G2/M,中期/后期,即:G1期中的R点或限制点,S期的DNA损伤检验点、DNA复制检验点,G2/M检验点,M中期至M后期又称纺锤体组装检验点等。通过细胞周期检验点的调控使细胞周期能正常动转,从而保证了遗传物质能精确地均等分配,产生具有正常遗传性能和生理功能的子代细胞,如果上述检验点调控作用丢失,就会导致基因突变、重排,使细胞遗传性能紊乱,增殖、分化异常,细胞癌变甚至死亡。★考核知识点:CDK激酶在细胞周期中的调节功能附1.1.44:(考核知识点解释)周期蛋白依赖性激酶(CDK)是与细胞周期进程相对应的一套Ser/Thr激酶系统。各种CDK沿细胞周期时相交替活化,磷酸化相应底物,使细胞周期事件有条不紊地进行下去。CDK1激酶通过使某些蛋白质磷酸化,改变其下游的某些蛋白质的结构和启动其功能,实现其调控细胞周期的目的。CDK1激酶催化底物磷酸化有一定的位点特异性。它一般选择底物中某个特定序列中的某个丝氨酸或苏氨酸残基。CDK1激酶可以使许多蛋白质磷酸化,其中包括组蛋白H1,核纤层蛋白A、B、C,核仁蛋白等;组蛋白H1磷酸化,促进染色体凝集;核纤层蛋白磷酸化,促使核纤层解聚;核仁蛋白磷酸化,促使核仁解体等。★考核知识点:细胞分化的基本机制附1.1.45:(考核知识点解释)通过组合调控的方式启动组织特异性基因的表达是细胞分化的基本机制。细胞分化的机制极其复杂,细胞的分化命运取决于两个方面:一是细胞的内部特性;二是细胞的外部环境。前者与细胞的不对称分裂以及随机状态有关,尤其是不对称分裂使细胞内部得到不同的基因调控成分,表现出一种不同于其他细胞的核质关系和应答信号的能力;后者表现为细胞应答不同的环境信号,启动特殊的基因表达,产生不同的细胞的行为,如分裂、生长、迁移、粘附、凋亡等,这些行为在形态发生中具有极其重要的作用。★考核知识点:癌细胞的基本特征附1.1.46:(考核知识点解释)㈠基本生物学特征1、细胞生长与分裂失去控制,具有无限增殖能力,成为“永生”的细胞。2、具有浸润性和扩散性。3、细胞间相互作用改变。4、蛋白表达谱系或蛋白活性改变。5、mRNA转录谱系的改变。6、染色体的非整倍性变化。㈡体外培养的恶性转化细胞的特征1、具有无限增殖的能力;2、贴壁性下降;3、失去接触抑制;4、对生长因子的需求降低;5、致瘤性。★考核知识点:细胞分化附1.1.47:(考核知识点解释)细胞分化是结构和功能发生差异的过程,而结构和功能是由蛋白质所体现出来的,所以细胞分化的实质是细胞发育过程中特异蛋白质的合成,分化的过程就是产生新的专一的结构蛋白和功能蛋白的过程,如肌细胞和红细胞同是来自中胚层,后来它们在结构和功能上发生分工,红细胞合成血红蛋白,而肌细胞合成肌动蛋白和肌球蛋白;蛋白质又是通过承继DNA遗传信息的mRNA翻译而来,所以细胞分化的实质在于基因选择性的表达。★考核知识点:癌基因编码的蛋白质附1.1.48:(考核知识点解释)癌基因编码的蛋白主要包括生长因子、生长因子受体、信号转导通路中的分子、基因转录调节因子和细胞周期调控蛋白等几大类。★考核知识点:细胞凋亡的生物学意义附1.1.49:(考核知识点解释)1、清除无用的细胞;2、清除多余的细胞;3、清除发育不正常的细胞;4、清除已完成任务的、衰老的细胞;5、清除有害的、被感染的细胞。通过以上几方面的作用,保证器官的正常发生与构建、组织及细胞数目的相对平衡。★考核知识点:细胞衰老的基本特征附1.1.50:(考核知识点解释)⑴细胞膜的变化:衰老细胞的细胞膜结构发生变化,使膜的流动性减弱。细胞膜选择透过性能力降低,细胞膜上的受体分子减少,细胞质膜受损伤后不易修复。⑵线粒体的变化线粒体的变化在细胞衰老过程中是很重要的,细胞衰老时,一方面线粒体数目减少,另一方面线粒体的结构也发生变化,其内膜形成的嵴呈萎缩状。在低氧或缺氧的条件下,衰老细胞的线粒体更早地出现肿胀,接着出现空泡,最终线粒体破裂崩解。⑶内质网的变化细胞衰老过程中,糙面内质网的量减少,内质网膜电子密度增高,膜结构变厚;此外内质网排列不规则,或出现肿胀和空泡。⑷细胞核的变化1、核增大;2、核膜内折;3、染色质固缩化。细胞核结构的衰老变化中最明显的是核膜的内折凹陷,而且细胞衰老程度越高内折越明显,核的整个体积变大,核中染色质凝聚、破碎,甚至出现异常多倍体。⑸致密体的生成致密体是衰老细胞中常见的一种结构,绝大多数动物细胞在衰老时都会有致密体的积累。此外,细胞衰老时,细胞间间隙连接及膜内颗粒的分布也发生变化。间隙连接在细胞间离子和小分子代谢物的交换上起着重要的作用。衰老时间隙连接的减少,使细胞间代谢协作减少了。★考核知识点:细胞凋亡的形态学和生化特征附1.1.51:(考核知识点解释)㈠细胞凋亡的形态学特征细胞凋亡的发生过程,在形态学上可分为三个阶段。1、凋亡的起始:细胞明显皱缩,染色质凝集、边缘化。这阶段的形态学变化表现为细胞表面的特化结构如微绒毛的消失,细胞间接触的消失,但细胞膜依然完整,未失去选择透性;细胞质中,线粒体大体完整,但核糖体逐渐从内质网上脱离,内质网囊腔膨胀,并逐渐与质膜融合;染色质固缩,形成新月形帽状结构等形态,沿着核膜分布。2、凋亡小体的形成:首先,核染色质断裂为大小不等的片段,与某些细胞器如线粒体一起聚集,为反折的细胞质膜所包围。从外观上看,细胞表面产生了许多泡状或芽状突起。以后,逐渐分隔,形成单个的凋亡小体。3、凋亡小体被吞噬。凋亡小体逐渐为邻近的细胞所吞噬并消化,不会影响周围的细胞,不会引起炎症反应。㈡细胞凋亡的生化特征细胞凋亡最主要的生化特征是由于内源性的核酸内切酶活化,DNA被随机地在核小体的连接部位打断,DNA发生核小体间的断裂,结果产生含有不同数量核小体单位的片段,在进行琼脂糖凝胶电泳时,形成了特征性的DNA梯状条带(DNAladders),其大小为180〜200bp的整数倍。到目前为止,梯状条带(DNAladders)仍然是鉴定细胞凋亡最可靠的方法。凋亡细胞的另一个重要特征是tTG(组织转谷氨酰胺酶tissueTransglutaminase)的积累并达到较高的水平。★考核知识点:细胞凋亡和细胞坏死的异同点附1.1.52:(考核知识点解释)比较项目细胞凋亡细胞坏死外形细胞变圆、变小细胞膨胀,外形不规则细胞膜完整,细胞膜内陷,将胞内物质分割包围成凋亡小体破坏,导致胞浆外溢细胞质细胞质成分密度增高,发生凝集,最初细胞器保持完整性细胞器被破坏,溶酶体膜破坏,水解酶破坏胞内成分细胞核染色质断裂成一定大小的片断、凝缩、边缘化,形成凋亡小体,产生DNAladder整个核浓缩,核膜破裂,核溶解,DNA被切碎,没有DNAladderCa2+浓度增高没发现变化核酸内切酶被活化没发现变化基因控制由相关基因控制无基因控制与周围组织的关系凋亡小体被周围的细胞吞噬,胞内含物不外溢,周围不发生炎症细胞外溢成分侵袭影响周围组织,经常引起炎症(二)论述考核知识点:细胞生物学的概念及主要内容附1.2.1:(考核知识点解释)细胞生物学是研究细胞基本生命活动规律的科学,它是在三个水平(显微、亚显微与分子水平)上,以研究细胞的结构与功能、细胞增殖、细胞分化、细胞衰老开发商地亡、细胞信号传递、真核细胞基因表达与调控、细胞起源与进化等为主要内容的一门科学。细胞生物学的主要研究内容主要包括两个大方面:细胞结构与功能、细胞重要生命活动。涵盖九个方面的内容:⑴细胞核、染色体以及基因表达的研究;⑵生物膜与细胞器的研究;⑶细胞骨架体系的研究;⑷细胞增殖及其调控;⑸细胞分化及其调控;⑹细胞的衰老与凋亡;⑺细胞的起源与进化;⑻细胞工程;⑼细胞信号转导。★考核知识点:细胞生物学研究最集中的领域附1.2.2:(考核知识点解释)当前细胞生物学研究主要集中在以下四个领域:⑴细胞信号转导;⑵细胞增殖调控;⑶细胞衰老、凋亡及其调控;⑷基因组与后基因组学研究。人类亟待通过以上四个方面的研究,阐明当今主要威胁人类的四大疾病:癌症、心血管疾病、艾滋病和肝炎等传染病的发病机制,并采取有效措施达到治疗的目的。★考核知识点:细胞的基本特征附1.2.3:(考核知识点解释)①细胞是构成有机体的基本单位。一切有机体均由细胞构成,只有病毒是非细胞形态的生命体。②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③细胞是有机体生长与发育的基础④细胞是遗传的基本单位,细胞具有遗传的全能性⑤细胞是生命起源和进化的基本单位。⑥没有细胞就没有完整的生命★考核知识点:原核细胞与真核细胞的最根本区别附1.2.4:(考核知识点解释)原核细胞与真核细胞最根本的区别在于:①生物膜系统的分化与演变:真核细胞以生物膜分化为基础,分化为结构更精细、功能更专一的基本单位——细胞器,使细胞内部结构与职能的分工是真核细胞区别于原核细胞的重要标志;②遗传信息量与遗传装置的扩增与复杂化:由于真核细胞结构与功能的复杂化,遗传信息量相应扩增,即编码结构蛋白与功能蛋白的基因数首先大大增多;遗传信息重复序列与染色体多倍性的出现是真核细胞区别于原核细胞的一个重大标志。遗传信息的复制、转录与翻译的装置和程序也相应复杂化,真核细胞内遗传信息的转录与翻译有严格的阶段性与区域性,而在原核细胞内转录与翻译可同时进行。★考核知识点:光学显微镜与电子显微镜的区别附1.2.5:(考核知识点解释)光学显微镜是以可见光为照明源,将微小的物体形成放大影像的光学仪器;而电子显微镜则是以电子束为照明源,通过电子流对样品的透射或反射及电磁透镜的多级放大后在荧光屏上成像的大型仪器。它们的不同在于:①照明源不同:光镜的照明源是可见光,电镜的照明源是电子束;由于电子束的波长远短于光波波长,因而电镜的放大率及分辨率显著高于光镜。②透镜不同:光镜为玻璃透镜;电镜为电磁透镜。③分辨率及有效放大本领不同:光镜的分辨率为0.2口山左右,放大倍数为1000倍;电镜的分辨率可达0.2nm,放大倍数106倍。④真空要求不同:光镜不要求真空;电镜要求真空。⑤成像原理不同:光镜是利用样品对光的吸收形成明暗反差和颜色变化成像;而电镜则是利用样品对电子的散射和透射形成明暗反差成像。⑥生物样品制备技术不同:光镜样品制片技术较简单,通常有组织切片、细胞涂片、组强压片和细胞滴片等;而电镜样品的制备较复杂,技术难度和费用都较高,在取材、固定、脱水和包埋等环节上需要特殊的试剂和操作,还需要制备超薄切片。★考核知识点:动物细胞连接的主要类型及功能附1.2.6:(考核知识点解释)细胞连接的类型:㈠封闭连接或闭锁连接:紧密连接;㈡锚定连接:1、与中间纤维相关的锚定连接:桥粒和半桥粒;2、与肌动蛋白纤维相关的锚定连接:粘合带和粘合斑;㈢通讯连接:间隙连接。紧密连接是封闭连接的主要形式,普遍存在于脊椎动物体表及体内各种腔道和腺体上皮细胞之间。是指相邻细胞质膜直接紧密地连接在一起,能阻止溶液中的分子特别是大分子沿着细胞间的缝隙渗入体内,维持细胞一个稳定的内环境。紧密连接具有:1、形成渗漏屏障,起重要的封闭作用;2、隔离作用,使游离端与基底面质膜上的膜蛋白行使各自不同的膜功能;3、支持功能。桥粒:又称点状桥粒,位于粘合带下方。是细胞间形成的钮扣式的连接结构,跨膜蛋白(钙粘素)通过附着蛋白(致密斑)与中间纤维相联系,提供细胞内中间纤维的锚定位点。中间纤维横贯细胞,形成网状结构,同时还通过桥粒与相邻细胞连成一体,形成整体网络,起支持和抵抗外界压力与张力的作用。半桥粒相当于半个桥粒,但其功能和化学组成与桥粒不同。它通过细胞质膜上的膜蛋白整合素将上皮细胞锚定在基底膜上,在半桥粒中,中间纤维不是穿过而是终止于半桥粒的致密斑内。存在于上皮组织基底层细胞靠近基底膜处,防止机械力造成细胞与基膜脱离。粘合带:又称带状桥粒,位于紧密连接下方,相邻细胞间形成一个连续的带状连接结构,跨膜蛋白通过微丝束间接将组织连接在一起,提高组织的机械张力。粘合斑:细胞通过肌动蛋白纤维和整联蛋白与细胞外基质之间的连接方式,微丝束通过附着蛋白锚定在连接部位的跨膜蛋白上。存在于某些细胞的基底,呈局限性斑状。其形成对细胞迁移是不可缺少的。体外培养的细胞常通过粘着斑粘附于培养皿上。间隙连接:是动物细胞间最普遍的细胞连接,是在相互接触的细胞之间建立的有孔道的连接结构,允许无机离子及水溶性小分子物质从中通过,从而沟通细胞达到代谢与功能的统一。间隙连接在代谢偶联中的作用:使代谢物(如氨基酸、葡萄糖、核苷酸、维生素等)及第二信使(cAMP、Ca2+等)直接在细胞之间流通。间隙连接在神经冲动信息传递过程中的作用:在由具有电兴奋性的细胞构成的组织中,通过间隙连接建立的电偶联对其功能的协调一致具有重要作用。间隙连接在早期胚胎发育和细胞分化过程中具有重要;间隙连接对细胞增殖的控制也有一定作用。★考核知识点:胞外基质的组成、分子结构及生物学功能附1.2.7:(考核知识点解释)组成细胞外基质的大分子可大致分为四大类:胶原、弹性蛋白、非胶原糖蛋白及氨基聚糖和蛋白聚糖。⑴胶原:胶原是胞外基质最基本结构成份之一,是细胞外基质中最主要的水不溶性纤维蛋白。动物体内含量最丰富的蛋白,普遍存在于体内各种器官和组织,是细胞外基质中的框架结构,可由成纤维细胞、软骨细胞、成骨细胞及某些上皮细胞合成并分泌到细胞外。胶原的分子结构:胶原纤维的基本结构单位是原胶原;原胶原是由三条肽链盘绕成的三股螺旋结构;原胶原肽链具有Gly-x-y重复序列(G:甘氨酸,x常为脯氨酸,y常为羟脯氨酸或羟赖氨酸),对胶原纤维的高级结构的形成是重要的;在胶原纤维内部,原胶原蛋白分子呈1/4交替平行排列,一个原胶原分子的头部与下一个原胶原分子的尾部有一个小的间隔分隔,形成周期性横纹。胶原的功能:a、构成细胞外基质的骨架结构,细胞外基质中的其它组分通过与胶原结合形成结构与功能的复合体;b、在不同组织中,胶原组装成不同的纤维形式,以适应特定功能的需要;c、胶原可被胶原酶特异降解,而参入胞外基质信号传递的调控网络中。⑵氨基聚糖和蛋白聚糖:氨基聚糖(GAG),又称糖胺聚糖,是由重复的二糖单位构成的长链多糖,二糖单位:一是氨基己糖(氨基葡萄糖或氨基半乳糖),另一个是糖醛酸。氨基聚糖可分为:透明质酸、4-硫酸软骨素、6-硫酸软骨素、硫酸皮肤素、硫酸乙酰肝素、肝素和硫酸角质素等。透明质酸及其生物学功能:透明质酸是一种重要的糖胺聚糖,透明质酸是增殖细胞和迁移细胞的胞外基质主要成分,也是蛋白聚糖的主要结构组分;透明质酸在结缔组织中起强化、弹性和润滑作用;透明质酸使细胞保持彼此分离,使细胞易于运动迁移和增殖并阻止细胞分化;在胞外基质中,透明质酸倾向于向外膨胀,产生压力,使结缔组织具有抗压的能力。蛋白聚糖:存在于所有结缔组织和细胞外基质及许多细胞表面,是由氨基聚糖与核心蛋白的丝氨酸残基共价连接形成的巨分子,若干蛋白聚糖单体借连接蛋白以非共价键与透明质酸结合形成多聚体。蛋白聚糖的功能:软骨中的蛋白聚糖是最大巨分子之一,赋予软骨以凝胶样特性和抗变形能力;蛋白聚糖可视为细胞外的激素富集与储存库,可与多种生长因子(如成纤维细胞生长因子[FGF]、转化生长因子B[TGFB]等)结合,有利于激素分子进一步与细胞表面受体结合,有效完成信号的传导。⑶层粘连蛋白和纤连蛋白:a、层粘连蛋白:是各种动物胚胎及成体组织的基膜的主要结构组分之一,是高分子糖蛋白(相对分子量820KD),由一条重链和两条轻链构成。细胞通常是通过层粘连蛋白锚定于基膜上;层粘连蛋白在胚胎发育及组织分化中具有重要作用;层粘连蛋白也与肿瘤细胞的转移有关。b、纤连蛋白:纤连蛋白是高分子量糖蛋白(220-250KD),是多聚体,各亚单位在C端形成二硫键交联,各亚单位由数个结构域构成,RGD三肽序列是细胞识别的最小结构单位。纤粘连蛋白的膜蛋白受体为整合素家族成员之一,在其细胞外功能区有与RGD高亲和性结合部位。纤连蛋白的主要功能:⑴介导细胞粘着,通过细胞信号转导途径调节细胞的形状和细胞骨架的组织;促进细胞铺展;⑵在胚胎发生过程中,纤粘连蛋白对于许多类型细胞的迁移和分化是必须的;⑶在创伤修复中,纤粘连蛋白促进巨噬细胞和其它免疫细胞迁移到受损部位;⑷在血凝块形成中,纤粘连蛋白促进血小板附着于血管受损部位。⑷弹性蛋白:弹性蛋白是弹性纤维的主要成分;主要存在于脉管壁及肺。弹性纤维与胶原纤维共同存在,分别赋予组织以弹性及抗张性。★考核知识点:Na+-K+泵的结构及作用机理附1.2.8:(考核知识点解释)1、结构:由两个亚单位构成:一个大的多次跨膜的催化亚单位(a亚基)和一个小的单次跨膜具组织特异性的糖蛋白(B亚基)。前者对Na+和ATP的结合位点在细胞质面,对K+的结合位点在膜的外表面。2、机制:在细胞内侧,a亚基与Na+相结合促进ATP水解,a亚基上的一个天门冬氨酸残基磷酸化引起a亚基的构象发生变化,将Na+泵出细胞外,同时将细胞外的K+与a亚基的另一个位点结合,使其去磷酸化,a亚基构象再度发生变化将K+泵进细胞,完成整个循环。Na+依赖的磷酸化和K+依赖的去磷酸化引起构象变化有序交替发生。每个循环消耗一个ATP分子,泵出3个Na+和泵进2个K+。★考核知识点:cAMP信号系统的组成及其信号途径附1.2.9:(考核知识点解释)1、组成:主要包括:Rs和Gs;Ri和Gi;腺苷酸不化酶;PKA;环腺苷酸磷酸二酯酶。2、信号途径主要有两种调节模型:Gs调节模型,当激素信号与Rs结合后,导致Rs构象改变,暴露出与Gs结合的位点,使激素-受体复合物与Gs结合,Gs的构象发生改变从而结合GTP而活化,导致腺苷酸环化酶活化,将ATP转化为cAMP,而GTP水解导致G蛋白构象恢复,终止了腺苷酸环化酶的作用。该信号途径为:激素一识别并与G蛋白偶联受体结合一激活G蛋白一活化腺苷酸环化酶一胞内的cAMP浓度升高一激活PKA一基因调控蛋白一基因转录。Gi调节模型,Gi对腺苷酸环化酶的抑制作用通过两个途径:一是通过a亚基与腺苷酸环化酶结合,直接抑制酶的活性;一是通过8和Y亚基复合物与游离的Gs的a亚基结合,阻断Gs的a亚基对腺苷酸酶的活化作用。★考核知识点:蛋白磷酸化在信号传递中的作用附1.2.10:(考核知识点解释)⑴蛋白磷酸化是指由蛋白激酶催化的把ATP或GTP的磷酸基团转移到底物蛋白质氨基酸残基上的过程,其逆转过程是由蛋白磷酸酶催化的,称为蛋白质去磷酸化。⑵蛋白磷酸化通常有两种方式:一种是在蛋白激酶催化下直接连接上磷酸基团,另一种是被诱导与GTP结合,这两种方式都使得信号蛋白结合上一个或多个磷酸基团,被磷酸化的蛋白有了活性后,通常反过来引起磷酸通路中的下游蛋白磷酸化,当信号消失后,信号蛋白就会去磷酸化。⑶磷酸化通路通常是由两种主要的蛋白激酶介导的:一种是丝氨酸/苏氨酸蛋白激酶,另一种是酪氨酸蛋白激酶。⑷蛋白激酶和蛋白磷酸酶通过将一些酶类或蛋白磷酸化与去磷酸化,控制着它们的活性,使细胞对外界信号作出相应的反应。通过蛋白磷酸化,调节蛋白的活性,通过蛋白磷酸化,逐级放大信号,引起细胞反应。★考核知识点:被动运输与主动运输附1.2.11:(考核知识点解释)主要是从创造差异对细胞生命活动的意义方面来理解这一说法。主动运输涉及物质输入和输出细胞和细胞器,并且能够逆浓度梯度或电化学梯度。这种运输对于维持细胞和细胞器的正常功能来说起三个重要作用:①保证了细胞或细胞器从周围环境中或表面摄取必需的营养物质,即使这些营养物质在周围环境中或表面的浓度很低;②能够将细胞内的各种物质,如分泌物、代谢废物以及一些离子排到细胞外,即使这些物质在细胞外的浓度比细胞内的浓度高得多;③能够维持一些无机离子在细胞内恒定和最适的浓度,特别是K+、Ca2+和H+的浓度。概括地说,主动运输主要是维持细胞内环境的稳定,以及在各种不同生理条件下细胞内环境的快速调整,这对细胞的生命活动来说是非常重要的。★考核知识点:蛋白质分选的概念,基本途径和分选类型附1.2.12:(考核知识点解释)蛋白质的分选:细胞中绝大多数蛋白质均在细胞质基质中的核糖体上开始合成,随后或在细胞质基质中或转至糙面内质网上继续合成,然后,通过不同途径转运到细胞的特定部位并装配成结构与功能的复合体,参与细胞的生命活动的过程。又称定向转运。细胞中蛋白质都是在核糖体上合成的,并都是起始于细胞质基质中。基本途径:一条是在细胞质基质中完成多肽链的合成,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、细胞核及细胞质基质的特定部位,有些还可转运至内质网中;另一条途径是蛋白质合成起始后转移至糙面内质网,新生肽边合成边转入糙面内质网腔中,随后经高尔基体转运至溶酶体、细胞膜或分泌到细胞外,内质网与高尔基体本身的蛋白成分的分选也是通过这一途径完成的。蛋白质分选的四种基本类型:1、蛋白质的跨膜转运:主要指在细胞质基质合成的蛋白质转运至内质网、线粒体、叶绿体和过氧化物酶体等细胞器。2、膜泡运输:蛋白质通过不同类型的转运小泡从其糙面内质网合成部位转运至高尔基体进而分选运至细胞不同的部位。3、选择性的门控转运:指在细胞质基质中合成的蛋白质通过核孔复合体选择性地完成核输入或从细胞核返回细胞质。4、细胞质基质中的蛋白质的转运。★考核知识点:线粒体与叶绿体的内共生学说附1.2.13:(考核知识点解释)1、内容:线粒体和叶绿体分别起源于原始真核细胞内共生的细菌和蓝藻。2、主要论据:⑴线粒体和叶绿体的基因组在大小、形态和结构方面与细菌相似;⑵线粒体和叶绿体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;⑶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;⑷以分裂的方式进行繁殖,与细菌的繁殖方式相同;⑸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;⑹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。★考核知识点:核孔复合物的结构及功能附1.2.14:(考核知识点解释)核孔复合体主要有下列结构组分:①、胞质环位于核孔边缘的胞质面一侧,又称外环,环上有8条短纤维对称分布伸向胞质;②、核质环位于核孔边缘的核质面(又称内环),环上8条纤维伸向核内,并且在纤维末端形成一个小环,使核质环形成类似“捕鱼笼"(fish-trap)的核篮(nuclearbasket)结构;③、辐由核孔边缘伸向核孔中央,呈辐射状八重对称,该结构连接内、外环并在发挥支撑及形成核质间物质交换通道等方面起作用;它的结构比较复杂,可进一步分为三个结构域:⑴柱状亚单位:主要的区域,位于核孔边缘,连接内、外环,起支撑作用;⑵腔内亚单位:柱状亚单位以外,接触核膜部分的区域,穿过核膜伸入双层核膜的膜间腔;⑶环带亚单位:在柱状亚单位之内,靠近核孔复合体中心的部分,由8个颗粒状结构环绕形成核孔复合体核质交换的通道。④、中央栓位于核孔的中心,呈颗粒状或棒状,又称为中央颗粒,由于推测它在核质交换中起一定的作用,所以又把它称做转运器(transporter)核孔复合体是一种特殊的跨膜运输蛋白复合体,并且是一个双功能、双向性的亲水性核质交换通道,双功能表现在它有两种运输方式:被动扩散与主动运输;双向性表现在既介导蛋白质的入核转运,又介导RNA、核糖核蛋白颗粒(RNP)的出核转运。★考核知识点:核小体的结构及实验证据附1.2.15:(考核知识点解释)结构要点:⑴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。⑵、组蛋白八聚体构成核小体的盘状核心结构,由4个异二聚体组成,包括两个H2A-H2B和两个H3-H4。两个H3-H4形成4聚体位于核心颗粒中央,两个H2A-H2B二聚体分别位于4聚体两侧。每个异二聚体通过离子键和氢键结合约30bpDNA。⑶、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20bpDNA,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166bpDNA的核小体结构又称染色质小体。⑷、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0〜80bp。实验证据:a、用温和的方法裂解细胞核,铺展染色质,电镜观察未经处理的染色质自然结构为30nm的纤丝,经盐溶液处理后解聚的染色质呈现10nm串珠状结构。b、用非特异性微球菌核酸酶消化染色质,经过蔗糖梯度离心及琼脂糖凝胶电泳分析,发现绝大多数DNA被降解成约200bp的片段;部分酶解,则得到的片段是以200bp不单位的单体、二体(400bp)、三体(600bp)等等。如果用同样的方法处理裸露的DNA,则产生随机大小的片段群体,由此显示染色体DNA除某些周期性位点之外,均受到某种结构的保护,避免酶的接近。c、应用X射线衍射、中子散射和电镜三维重建技术研究,发现核小体颗粒是直径为11nm、高6.0nm的扁园柱体,具有二分对称性,核心组蛋白的构成是先形成(H3)2・(H4)2四聚体,然后再与两个H2A-H2B异二聚体结合形成八聚体。d、SV40微小染色体(minichromosome)分析与电镜观察:用SV40病毒感染细胞,病毒DNA进入细胞后,与宿主的组蛋白结合,形成串珠状微小染色体,电镜观察到SV40DNA为环状,周长为1500nm,约含5.0kb。若200bp相当于一个核小体,则可形成25个核小体,实际观察到23个,与推断基本一致。★考核知识点:DNA到染色体的包装过程附1.2.16:(考核知识点解释)a、由DNA与组蛋白包装成核小体,在组蛋白H1的介导下核小体彼此连接形成直径约10nm的核小体串珠结构,这是染色质包装的一级结构;b、在有组蛋白H1存在的情况下,由直径10nm的核小体串珠结构螺旋盘绕,每圈6个核小体,形成外径30nm,内径10nm,螺距11nm的螺线管。螺线管是染色质包装的二级结构。C、螺线管进一步螺旋化形成直径为0.4um的圆筒状结构,称为超螺线管,这是染色质包装的三级结构。d、超螺线管进一步折叠、压缩,形成长2-10um的染色单体,即四级结构。压缩7倍压缩6倍 压缩40倍 压缩5倍DNA ►核小体 ►螺线管 ►超螺线管 ►染色单体(200bp长约70nm)(直径约10nm)(直径30nm,螺距11nm)(直径400nm长11〜60um)(长2〜10um)★考核知识点:核孔复合物附1.2.17:(考核知识点解释)其主动运输的选择性表现在以下三个方面:⑴对运输颗粒大小的限制;主动运输的功能直径比被动运输大,约10〜20nm,甚至可达26nm,像核糖体亚单位那样大的RNP颗粒也可以通过核孔复合体从核内运输到细胞质中,表明核孔复合体的有效直径的大小是可被调节的;⑵通过核孔复合体的主动运输是一个信号识别与载体介导的过程,需要消耗ATP能量,并表现出饱和动力学特征;⑶通过核孔复合体的主动运输具有双向性,即核输入与核输出,它既能把复制、转录、染色体构建和核糖体亚单位装配等所需要的各种因子如DNA聚合酶、RNA聚合酶、组蛋白、核糖体蛋白等运输到核内,同时又能将翻译所需的RNA、装配好的核糖体亚单位从核内运送到细胞质。有些蛋白质或RNA分子甚至两次或多次穿越核孔复合体,如核糖体蛋白、snRNA等。★考核知识点:微管、微丝和中间纤维的异同附1.2.18:(考核知识点解释)微管、微丝和中间纤维的相同点:(1)在化学组成上均由蛋白质构成。(2)在结构上都是纤维状,共同组成细胞骨架。(30在功能都可支持细胞的形状;都参与细胞内物质运输和信息的传递;都能在细胞运动和细胞分裂上发挥重要作用。微管、微丝和中间纤维的不同点:(1)在化学组成上均由蛋白质构成,但三者的蛋白质的种类不同,而且中等纤维在不同种类细胞中的基本成分也不同。(2)在结构上,微管和中间纤维是中空的纤维状,微丝是实心的纤维状。微管的结构是均一的,而中等纤维结构是为中央为杆状部,两侧为头部或尾部。(3)功能不同:微管可构成中心粒、鞭毛或纤毛等重要的细胞器和附属结构,在细胞运动时或细胞分裂时发挥作用:微丝在细胞的肌性收缩或非肌性收缩中发挥作用,使细胞更好的执行生理功能;中等纤维具有固定细胞核作用,行使子细胞中的细胞器分配与定位的功能,还可能与DNA的复制与转录有关。总之,微管、微丝和中间纤维是真核细胞内重要的非膜相结构,共同担负维持细胞形态,细胞器位置的固定及物质和信息传递重要功能。★考核知识点:微管的化学组成、类型和功能附1.2.19:(考核知识点解释)微管的化学组成:主要化学成分为微管蛋白,为酸性蛋白。其他化学成分为微管结合蛋白包括为微管相关蛋白、微管修饰蛋白、达因蛋白。微管的类型:单微管、二联管、三联管。微管的功能:(1)构成细胞的网状支架,维持细胞的形态。(2)参与细胞器的分布与运动,固定支持细胞器的位置(3)参与细胞收缩和伪足运动,是鞭毛纤毛等细胞运动器官的基本组成成分。(4)参与细胞分裂时染色体的分离和位移。(5)参与细胞物质运输和传递。★考核知识点:MPF的概念及如何证明细胞提取液中有MPF附1.2.20:(考核知识点解释)又称促成熟因子或M期促进因子,是指存在于成熟卵细胞的细胞质中,可以诱导卵细胞成熟的一种活性物质。已经证明,MPF是一种蛋白激酶,包括两个亚基即Cdc2蛋白和周期蛋白,当二者结合后表现出蛋白激酶活性,可以使多种蛋白质底物磷酸化。将该细胞提取液注射到新的未成熟的卵母细胞中,检测该卵母细胞是否能够被诱导成熟,若能,则证明该细胞提取液中存在MPF。★考核知识点:MPF的活化及其作用附1.
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