细胞生物学重点名词及概念解释集锦

细胞生物学重点名词及概念解释集锦细胞生物学作为生命科学的核心学科，围绕细胞的结构、功能与生命活动规律展开研究，其概念体系庞大且逻辑严密。本文梳理了细胞生物学领域的核心名词与概念，以助力学习者构建系统的知识框架，为科研与教学提供实用的参考工具。一、细胞基本理论与结构基础（一）细胞学说由施莱登（M.Schleiden）和施旺（T.Schwann）于19世纪提出，经魏尔肖（R.Virchow）补充完善，核心内容为：细胞是动植物有机体的结构与功能基本单位；新细胞由老细胞通过分裂产生；生物体的疾病本质是细胞功能或结构的异常。该学说奠定了细胞生物学的理论基石，将动植物生命现象统一于细胞层面。（二）原核细胞与真核细胞原核细胞：无核膜包被的细胞核，遗传物质集中于拟核区，仅含核糖体等简单细胞器（如细菌、蓝细菌）。其结构简化但代谢高效，部分具有细胞壁（成分多为肽聚糖）或光合膜（如蓝细菌的类囊体）。真核细胞：具有核膜分隔的细胞核，遗传物质与蛋白质结合形成染色质，细胞器高度分化（如线粒体、叶绿体、内质网等）。动植物、真菌及原生生物均为真核细胞生物，其结构复杂性支撑了更精细的生命活动调控。二、细胞膜与细胞表面（一）流动镶嵌模型由辛格（S.Singer）和尼科尔森（G.Nicolson）提出，描述细胞膜的结构特征：磷脂双分子层构成膜的基本支架，蛋白质以“镶嵌”“贯穿”或“附着”方式分布于磷脂层中；膜脂与膜蛋白具有流动性（磷脂分子侧向运动、蛋白质构象或位置变化），且膜内外组分存在不对称性（如糖蛋白仅分布于外表面）。该模型解释了膜的物质运输、信号传递等功能的结构基础。（二）细胞外被（糖萼）细胞膜外表面由糖蛋白、糖脂的寡糖链构成的糖被，具有细胞识别（如精子与卵细胞的识别）、保护润滑（如消化道上皮细胞的糖被减少摩擦）、信号介导（如免疫细胞的抗原呈递）等功能。三、细胞器的结构与功能（一）线粒体（“动力车间”）双层膜结构，外膜平滑，内膜向内折叠形成嵴（扩大膜面积），基质含DNA、核糖体及柠檬酸循环酶系。功能：通过有氧呼吸（三羧酸循环+氧化磷酸化）合成ATP，为细胞供能；参与细胞凋亡（释放细胞色素c）、钙稳态调节等过程。（二）叶绿体（“光合工厂”）植物细胞特有的双层膜细胞器，内膜包裹基质，基质中堆叠的类囊体（基粒）含光合色素。功能：通过光合作用（光反应生成ATP、NADPH；暗反应固定CO₂合成有机物）将光能转化为化学能，储存于糖类中。（三）内质网（“物质合成与加工通道”）粗面内质网（rER）：膜上附着核糖体，参与分泌蛋白（如抗体、胰岛素）的合成、折叠与糖基化修饰。滑面内质网（sER）：无核糖体，参与脂质合成（如磷脂、固醇）、解毒（肝细胞分解毒物）、钙储存（肌细胞的肌质网）等。（四）高尔基体（“物流中心”）由扁平囊泡堆叠而成，功能：对来自内质网的蛋白质进行加工（如糖链修饰）、分类与运输（通过囊泡发送至细胞膜、溶酶体或分泌到细胞外）；植物细胞中参与细胞壁合成（合成果胶、纤维素）。（五）溶酶体（“消化车间”）单层膜包裹的囊泡，含多种酸性水解酶，功能：分解衰老细胞器（自体吞噬）、吞噬并降解病原体（异体吞噬）；病理状态下可因膜破裂导致细胞自溶。（六）核糖体（“蛋白质合成机器”）无膜结构，由rRNA和蛋白质组成，分游离型（合成胞内蛋白）与附着型（结合于rER，合成分泌蛋白）。通过翻译过程将mRNA的遗传信息转化为蛋白质的氨基酸序列。（七）细胞骨架（“细胞的支架与马达”）由微管（α/β-微管蛋白构成，参与细胞器定位、细胞分裂纺锤体形成）、微丝（肌动蛋白构成，参与细胞运动、胞质分裂）、中间纤维（如角蛋白、波形蛋白，维持细胞形态、抵抗机械应力）组成，是细胞形态维持、物质运输、运动的结构基础。四、细胞核与遗传信息调控（一）核膜与核孔复合体核膜：双层膜结构，外膜与rER相连，内膜含核纤层蛋白（维持核形态）。核孔复合体：贯穿核膜的蛋白通道，允许RNA、蛋白质等大分子选择性进出细胞核（如mRNA出核、组蛋白入核），实现核质间的物质交换与信息传递。（二）核仁细胞核内的无膜结构，由rDNA、rRNA和蛋白质组成，功能：rRNA合成与核糖体亚基组装（rRNA与核糖体蛋白结合后，经加工形成核糖体大、小亚基，通过核孔运至细胞质）。（三）染色质与染色体同一物质在细胞周期不同阶段的形态：染色质（间期）为丝状，由DNA、组蛋白、非组蛋白组成，是遗传信息的储存形式；染色体（分裂期）为高度浓缩的棒状结构，便于遗传物质的均等分配（如人类体细胞含46条染色体）。五、细胞周期与细胞分裂（一）细胞周期连续分裂的细胞从一次分裂结束到下一次分裂结束的过程，分为：间期：G₁期（物质准备，RNA、蛋白质合成，决定细胞是否进入分裂）、S期（DNA复制，遗传物质倍增）、G₂期（进一步合成蛋白质、检查DNA损伤）。分裂期（M期）：包括前期（染色体凝聚、纺锤体形成）、中期（染色体排列于赤道板）、后期（姐妹染色单体分离）、末期（核膜重建、胞质分裂）。（二）有丝分裂体细胞的分裂方式，通过纺锤体将复制后的染色体均等分配到两个子细胞，保证遗传物质的稳定性（子细胞与母细胞遗传物质相同）。（三）减数分裂生殖细胞（配子）的分裂方式，包括两次连续分裂（减Ⅰ：同源染色体联会、交叉互换，后分离；减Ⅱ：姐妹染色单体分离），最终产生染色体数目减半的配子（如人类精子/卵细胞含23条染色体），是遗传多样性（基因重组）与物种稳定性的基础。六、细胞命运与信号调控（一）细胞凋亡（“程序性细胞死亡”）由基因调控的主动死亡过程，形态学特征：细胞皱缩、染色质凝聚成凋亡小体（被吞噬细胞清除，无炎症反应）。意义：胚胎发育中清除多余细胞（如手指间的细胞）、维持组织稳态（清除衰老/癌变细胞）。（二）细胞坏死病理性被动死亡，因外力（如缺氧、毒素）导致细胞膜破裂、内容物释放，引发炎症反应，对机体造成损伤。（三）细胞信号转导细胞通过受体接收外界信号（如激素、神经递质、生长因子），经胞内通路传递并产生响应的过程：受体：分膜受体（如G蛋白偶联受体、受体酪氨酸激酶）与胞内受体（如固醇类激素受体），特异性结合配体后激活。第二信使：如cAMP（激活蛋白激酶A）、Ca²⁺（调节钙调蛋白活性）、IP₃/DAG（调控钙释放与蛋白激酶C），将胞外信号转化为胞内信号。G蛋白偶联受体（GPCR）：七次跨膜蛋白，结合配体后激活G蛋白（α亚基结合GTP），进而激活下游酶（如腺苷酸环化酶），产生第二信使。受体酪氨酸激酶（RTK）：单次跨膜蛋白，配体结合后二聚化并自磷酸化，激活下游通路（如Ras-MAPK通路），调控细胞增殖、分化。七、细胞分化与干细胞（一）细胞分化细胞在发育过程中逐渐特化，形成形态、结构、功能各异的细胞的过程，本质是基因选择性表达（如红细胞表达血红蛋白基因，肌细胞表达肌动蛋白基因）。分化具有稳定性（如心肌细胞不会逆转为干细胞）、时空特异性（如胚胎发育的不同阶段分化方向不同）。（二）干细胞具有自我更新（分裂产生与自身相同的细胞）和分化潜能（产生多种功能细胞）的细胞：胚胎干细胞：来自囊胚内细胞团，具有全能性（可分化为所有组织细胞）。成体干细胞：如造血干细胞（分化为血细胞）、神经干细胞（分化为神经细胞），具有多能性（分化为特定组织的细胞）。八、细胞工程技术（一）细胞融合通过物理（电融合）、化学（PEG）或生物（仙台病毒）方法，使两个细胞的细胞膜融合，形成杂交细胞（如骨髓瘤细胞与B淋巴细胞融合形成杂交瘤细胞，用于制备单克隆抗体）。（二）单克隆抗体由单一杂交瘤细胞克隆产生的抗体，具有特异性强、纯度高的特点，可用于疾病诊断（如ELISA检测）、靶向治疗（如抗癌单抗药物）。（三）核移植（克隆技术）将供体细胞的细胞核