细胞生物学中科院考研版重点整理第十三章
细胞生物学各章重点
细胞生物学各章重点
第一章：细胞生物学的定义及发展趋势
第二章：原核细胞与真核细胞的基本结构及差异
第三章：各种方法的基本原理
第四章：膜骨架的基本结构与功能
第五章：胞吞和胞吐
第六章：线粒体和叶绿体是半自主性的细胞器
第七章：细胞质基质的定义与功能、内质网的两种基本类型、高尔基体的形态与功能、溶酶体与过氧化物酶体的发生、分泌性蛋白质在内质网上合成过程的信号肽假说、膜泡运输的类型
第八章：细胞信号转导途径
第九章：细胞骨架的结构与功能
第十章：核孔复合体、巨大染色体、核基质
第十一章：多聚核糖体
第十二章：细胞周期的调控
第十三章：程序性细胞死亡的定义、特征、分子机制
第十四章：细胞分化的概念、癌基因与抑癌基因
第十五章：细胞连接的类型及功能。
细胞生物学第三版 重点总结
第一章绪论一、细胞生物学的主要研究内容（一）细胞核、染色体以及基因表达的研究（二）生物膜与细胞器的研究（三）细胞骨架体系的研究（四）细胞增值及其调控（五）细胞分化及其调控（六）细胞的衰老与凋亡（七）细胞的起源与进化（八）细胞工程二、细胞发现：英国胡克1665年发现死细胞；荷兰列文虎克1674年发现活细胞。
三、细胞学说基本内容及意义①所有生物体都是由细胞构成的；②细胞是生物体结构和功能的基本单位；③细胞是生命的基本单位；④新细胞来源于已存在的细胞。
※意义：细胞学说的建立，使细胞及其功能有了一个较为明确的定义，证实了生命体具有共同的结构基础和起源，促进了自然科学和哲学的进步。
第二章细胞的统一性与多样性一、细胞的基本共性1、所有的细胞都有相似的化学组成————————分子统一。
2、所有的细胞表面均有由磷脂双分子层与镶嵌蛋白质构成的脂-蛋白体系的生物膜－－－－－－细胞质膜。
3、所有的细胞都含有两种核酸：即DNA与RNA作为遗传信息复制与转录的载体－——DNA-RNA的遗传装置。
4、作为蛋白质合成的机器─核糖体，毫无例外地存在于一切细胞内－－－－－－信息表达。
5、所有细胞的增殖都以一分为二的方式进行分裂。
————－繁殖后代。
二、真核细胞的基本结构体系（亚显微结构水平）1）以脂质和蛋白质为基础的生物膜结构体系：质膜、细胞核被膜、细胞器膜2）以核酸和蛋白质为主要成分的遗传信息表达系统。
1、DNA-蛋白质与RNA-蛋白质复合体形成遗传信息载体与表达系统；2、DNA与组蛋白构成了染色质与染色体的基本结构—核小体。
3、核仁：主要由DNA-蛋白质与RNA-蛋白质组成，主要功能是rRNA的转录与核糖体亚单位的装配。
核仁DNA主要是rDNA，是转录rRNA的摸板。
4、核糖体由rRNA与数种蛋白质构成，是蛋白质合成的场所。
3）由特异蛋白质分子装配构成的细胞骨架系统。
是由一系列特异的结构蛋白装配而成的网架系统。
分为胞质骨架和核骨架。
(完整版)细胞生物学知识点总结
细胞生物学目录第一章绪论第二章细胞生物的研究方法和技术第三章质膜的跨膜运输第四章细胞与环境的相互作用第五章细胞通讯第六章核糖体和核酶第七章线粒体和过氧化物酶体第八章叶绿体和光合作用第九章内质网，蛋白质分选，膜运输第十章细胞骨架，细胞运动第十一章细胞核和染色体第十二章细胞周期和细胞分裂第十三章胚胎发育和细胞分化第十四章细胞衰老和死亡第一章绪论1.原生质体：被质膜包裹在细胞内的所有的生活物质，包括细胞核和细胞质细胞质：细胞内除核以外的原生质，即细胞中细胞核以外和细胞膜以内的原生质部分原生质体：除去细胞壁的细胞2.结构域：生物大分子中具有特异结构和独立功能的区域3.装配模型：模板组装，酶效应组装，自组装4.五级装配：第一级,小分子有机物的形成第二级，小分子有机物组装成生物大分子第三级,由生物大分子进一步组装成细胞的高级结构第四级,由生物大分子组装成具有空间结构和生物功能的细胞器第五级，由各种细胞器组装成完整细胞6.支原体：目前已知的最小的细胞第二章细胞生物的研究方法和技术1.显微镜技术：光镜标本制备技术、2.光镜标本制备技术步骤：样品固定、包埋与切片、染色3.电子显微镜种类：透射电子显微镜，扫描电镜，金属投影，冷冻断裂和冷冻石刻电镜，复染技术，扫描隧道显微镜4.细胞化学技术：酶细胞化学技术，免疫细胞化学技术，放射自显影5.细胞分选技术：流式细胞术6.分离技术：离心技术，层析技术，电泳技术第三章质膜的跨膜运输1.细胞功能：外界与通透性障碍，组织和功能定位，运输作用，细胞间通讯，信号检测2.膜化学组成：膜脂，膜糖，膜蛋白3.膜脂的三个种类：磷脂，糖脂，胆固醇4.脂质体用途：用作生物膜的研究模型，作为生物大分子与药物的运载体5.膜糖功能：细胞与环境的相互作用，接触抑制，信号转导，蛋白质分选，保护作用。
6.膜蛋白类型：整合蛋白，外周蛋白，脂锚定蛋白7.膜蛋白功能：运输蛋白，酶，连接蛋白，受体（信号接受和传递）8.不对称性的研究方法：冰冻断裂复型，冰冻蚀刻9.膜流动性研究方法：质膜融合，淋巴细胞的成斑成帽效应，荧光漂白恢复技术10.膜流动性的重要性：酶活性，信号转导，物质运输，能量转换，细胞周期11.影响膜脂流动性的因素：脂肪酸链，胆固醇，卵磷脂/鞘磷脂比值12.影响膜蛋白流动的因素：整合蛋白，膜骨架，细胞外基因，相邻细胞，细胞外配体、抗体、药物大分子13.膜骨架的主要蛋白：血影蛋白，肌动蛋白和原肌球蛋白，带4.1蛋白，锚定蛋白14.转运蛋白质包括：载体蛋白，通道蛋白15.协同运输的方向：同向协同，反向协同第四章细胞与环境的相互作用1.细胞表面结构：细胞外被、膜骨架、胞质溶胶2.细胞外被功能：连接，细胞保护，屏障3.糖萼：由细胞表面的碳水化合物形成的质膜保护层，又称为多糖包被。
细胞生物学考研题库【名校考研真题+章节题库】细胞周期与细胞分裂【圣才出品】
细胞生物学考研题库【名校考研真题+章节题库】细胞周期与细胞分裂【圣才出品】第13章细胞周期与细胞分裂13.1名校考研真题一、选择题1．在减数分裂S期DNA并不完全复制，大约还有（）DNA是在偶线期合成的。
[浙江师范大学2011研]A．100%B．50%C．10%D．0.3%【答案】D【解析】偶线期发生的重要事件：①同源染色体配对；②合成在S 期未合成的约0.3%的DNA（偶线期DNA）。
2．细胞周期中不经历解聚和重建的是（）。
[南开大学2011研]A．收缩环B．纺锤体C．核纤层D．中心体【答案】D【解析】A项，胞质分裂开始时，大量的肌动蛋白和肌球蛋白在中间体处组装成微丝，并相互组成微丝束，环绕细胞，称为收缩环。
B 项，当细胞从间期进入有丝分裂期，间期细胞微管网络解聚为游离的α/β-微管蛋白二聚体，再重组成纺锤体，介导染色体的运动；分裂末期纺锤体微管解聚，又重组形成细胞质微管网络。
C项，当细胞进行有丝分裂时，核纤层蛋白被磷酸化，引起核纤层的可逆解聚。
D项，中心体在细胞周期过程中也要进行复制，并经历一系列的发育过程，称为中心体周期。
包括：G1期末到S期复制；晚G2期到M期，子中心粒长大并逐渐分离；有丝分裂前期分离成为一个生长辐射状微管的核心。
3．下列关于纺锤体的叙述正确的是（）。
[南京师范大学2008研] A．由微管和微管结合蛋白组成B．有动力微管和极性微管两种类型C．是细胞分裂中染色体分离相关细胞器D．以上全对【答案】D4．在有丝分裂的哪个时期染色体最分散？（）[中科院-中科大2007研]A．前期B．前中期C．中期D．后期【答案】A【解析】B项，前中期的一个特征性现象是染色体整列，染色体彼此靠近慢慢排列在赤道板上。
C项，中期染色体已完成整列，规则的排列在赤道板上。
D项，后期染色体在纺锤丝的牵引下移向细胞两极，排列较规则。
5．染色体出现成倍状态发生于细胞周期中的（）[湖南大学2007研]A．G2期和早M期B．G1期和S期C．晚M期和G l期D．G0期和G1期【答案】A【解析】S期开始DNA的复制，同时染色体也在这个阶段完成复制。
细胞生物学各章节重点内容整理
第一章细胞质膜1、被动运输是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转运。
转运的动力来自于物质的浓度梯度，不需要细胞代谢提供能量。
2、主动运输是由载体蛋白所介导的物质逆浓度梯度或电化学梯度由低浓度一侧向高浓度一侧进行跨膜转运的方式。
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耦连。
主动运输普遍存在于动植物细胞和微生物细胞中。
3、紧密连接是封闭连接的主要形式，一般存在于上皮细胞之间。
紧密连接有两个主要功能：一是紧密连接阻止可溶性物质从上皮细胞层一侧通过胞外间隙扩散到另一侧，形成渗透屏障，起重要封闭作用，二是形成上皮细胞质膜蛋白与质膜分子侧向扩散的屏障，从而维持上皮细胞的极性。
4、通讯连接一种特殊的细胞连接方式，位于特化的具有细胞间通讯作用的细胞。
介导相邻细胞间的物质转运、化学或电信号的传递，主要包括间隙连接、神经元间的化学突触和植物细胞间的胞间连丝。
动物与植物的通讯连接方式是不同的，动物细胞的通讯连接为间隙连接,而植物细胞的通讯连接则是胞间连丝5、桥粒是一种常见的细胞连接结构，位于中间连接的深部。
一个细胞质内的中间丝和另一个细胞内的中间丝通过桥粒相互作用，从而将相邻细胞形成一个整体，在桥粒处内侧的细胞质呈板样结构，汇集很多微丝，这种结构和加强桥粒的坚韧性有关。
物质跨膜运输的方式和特点Ⅰ、被动运输是指物质由高浓度向低浓度方向的跨膜转运。
转运的动力来自于物质的浓度梯度，不需要细胞代谢提供能量。
主要分为两种类型：（1）简单扩散②不需要提供能量；③没有（2）协助扩散②存在最大转运速率；在一定限度内运输速率同物质浓度成正比。
如超过一定限度，浓度不再增加，④不需要提供能量。
属于这种运输方式的物质有某些离子和一些较大的分子如葡萄糖等物质Ⅱ、主动运输物质从浓度梯度从低浓度的一侧向高浓度的一侧方向跨膜运输的过程。
此过程中需要消耗细胞生产的能量，也需要膜上载体协助。
属于这种运输方式的物质有离子和一些较大的分子如葡萄糖、氨基酸等物质。
《细胞生物学》考纲
第一章细胞生物学与医学一、熟悉：1、细胞生物学基本概念2、原核细胞和真核细胞的特点二、了解：1、细胞的进化2、细胞生物学与医学的关系3、学习本课程的注意点第二章细胞的基本特征一、掌握：1、组成细胞的主要大分子的名称以及组成它们的小分子的名称2、组成蛋白质一级结构的基本单位和化学键3、DNA的双螺旋结构模型和DNA的功能4、亚细胞结构的名称二、熟悉：1、蛋白质的分子结构，以及与生物学活性的关系2、细胞的基本功能三、了解：1、水的极性和无机盐2、多糖、脂质的种类3、各种多糖的异同、各种脂质的异同4、蛋白质的功能5、各种有机小分子的基本结构第三章细胞的研究方法了解：细胞生物学常用技术的名称，各种技术所能解决的问题。
第四章质膜一、掌握：1、生物膜的3种化学成分及其共有特点2、生物膜的结构和特点二、熟悉：1、质膜的主要功能（四大点）三、了解：1、脂双层不对称性的功能意义2、膜蛋白的不对称性和移动性3、膜蛋白的存在方式以及在质膜主要功能中扮演的角色4、脂筏的概念第五章细胞质一、掌握：1．细胞质的组成以及细胞器、细胞骨架、细胞内含物的概念2．核糖体以及内质网、高尔基体、溶酶体的结构和功能（要点）3．线粒体的结构以及在物质氧化、能量转换方面的功能（要点）4、蛋白质泛素化降解的基本概念二、熟悉：三种RNA分子在蛋白质合成中的作用三、了解：1、蛋白质的生物合成过程2、蛋白质降解的两条途径3、线粒体的半自主性4、过氧化物酶体的结构和功能5、溶酶体、线粒体与疾病6、物质氧化和电子传递的过程7、光面内质网的功能第六章细胞核与染色体一、掌握：1、染色体的化学组成2、基因的概念和组成。
3、染色体分子复制的必需元件4、细胞核的功能5、遗传信息的复制和表达的概念二、熟悉：1、核被膜的结构和功能2、核孔复合体、核纤层的概念3、染色质和染色体的包装和形态结构（双螺旋/核小体/30nm纤维/襻环）4、常染色质和异染色质的结构和功能特点5、核仁的功能6、非编码RNA的概念三、了解：1、核仁的形态结构2、组蛋白修饰的概念3、染色体包装对基因表达的影响4、核小体包装成30纳米纤维的机制5、核骨架或核基质的概念6、基因转录过程7、核仁中rRNA基因的转录8、真核细胞对3种RNA的转录后加工第七章细胞骨架一、掌握：1、细胞骨架的概念2、微管、微丝和中间丝的概念3、微管组织中心、微管极性二、熟悉1、细胞骨架三种组分的功能2、微管的组装和存在形式3、微丝的组装三、了解1、微管结合蛋白和微丝结合蛋白2、肌肉收缩系统中的微丝结合蛋白3、中间丝的组装及其调节4、影响细胞骨架成分的特异性药物第八章细胞连接、细胞黏附与细胞外基质一、掌握：1、细胞连接的概念和类型2、细胞黏附的概念3、细胞外基质的概念和作用二、熟悉1、紧密连接的形态结构和作用2、间隙连接的形态结构和作用特点3、桥粒和半桥粒的形态结构和作用三、了解1、黏合带和黏合斑的形态结构和作用2、细胞黏附的基本特性3、细胞外基质的主要成分4、化学突触概念和作用5、几种主要的细胞黏附分子6、基膜的概念7、细胞外基质与细胞的相互关系第九章小分子物质的跨膜运输一、掌握：1、小分子跨膜运输的类型2、载体和通道在运输原理、特点、对象和能量依赖上的比较3、Na-K-ATP酶的工作原理二、熟悉：1、Na驱动的同向运输葡萄糖偶联载体的运输原理2、葡萄糖单一运输载体的运输原理3、离子通道和水通道的概念三、了解：1、乙酰胆碱受体的工作原理2、神经肌肉信号传导中的一系列离子通道激活过程第十章细胞内蛋白质的分选和运输一、掌握1、蛋白质分选和靶向运输的概念2、细胞内蛋白质的运输途径和各个区室之间蛋白质的运输方式3、生物合成-分泌的途径（路线图）二、熟悉1、蛋白质到细胞核的运输（大致的过程和特点）2、信号假说3、细胞的胞吞种类和功能4、细胞的胞吐（分泌）的种类和功能二、了解1、蛋白质到线粒体的运输（大致的过程和特点）2、小泡运输的基本过程第十一章细胞通讯与信号转导一、掌握：1、细胞通讯的概念和分类2、细胞信号转导的基本模式3、细胞信号转导系统的构成二熟悉：1、膜受体的概念和种类2、第二信使的概念3、信号转导蛋白的“分子开关”特性三、了解1、G蛋白偶联受体信号转导途径2、酶偶联受体信号转导途径（受体酪氨酸激酶）3、信号转导的一些特点第十二章细胞增殖一、掌握：1、细胞周期概念2、细胞周期检查点的概念和作用3、周期蛋白和周期蛋白依赖性激酶的概念二、熟悉：1、细胞周期各期的主要特征2、有丝分裂各期的主要特征三、了解：1、细胞周期与医学2、有丝分裂、减数分裂的区别3、细胞周期的运转第十三章细胞分化一、掌握：1、细胞分化的概念2、细胞分化的概念及分化潜能（全能、多能、单能和终末分化细胞）二、熟悉：1、干细胞的概念2、基因的差异表达（管家基因、奢侈基因）的概念与细胞分化的关系三、了解：1、细胞有多种途径产生差异2、细胞分化中细胞质的作用和重编程的概念3、细胞分化与医学第十四章细胞衰老一、掌握：细胞衰老的概念二、熟悉：细胞衰老的学说三、了解：细胞衰老的基本特征第十五章细胞凋亡一、掌握：细胞凋亡的概念二、熟悉：1、细胞凋亡的特征2、细胞凋亡的生物学意义（要点）3、胱冬肽酶的概念三、了解：1、细胞凋亡信号转导的基本途径（前两种）2、细胞凋亡与医学。
细胞生物学第十三至十七章作业答案
第十三章细胞增殖及其调控1 什么是细胞周期？简述细胞周期各时相及其主要事件。
答：细胞周期: 是指连续分裂的细胞从一次有丝分裂结束后开始生长到下次有丝分裂终止所经历的全过程。
细胞周期各时相的生化事件：①G1期：DNA合成启动相关，开始合成细胞生长所需要的多种蛋白质、RNA、碳水化合物、脂等，但不合成DNA；②S期: 开始合成DNA和组蛋白；在真核细胞中新和成的DNA立即与组蛋白结合，组成核小体串珠结构；③G2期:主要大量合成ATP、RNA和蛋白质，包括微管蛋白和成熟促进因子等；④M期: 为细胞分裂期，一般包括前期，中期，后期，末期4个时期。
2 细胞通过什么机制将染色体排列到赤道板上？有何生物学意义？答：细胞将染色体排列到赤道板上的机制可以归纳为牵拉假说和外推假说。
①牵拉假说：染色体向赤道面方向运动，是由于动粒微管牵拉的结果。
动力微管越长，拉力越大，当来自两级的动粒微管拉力相等时，即着丝粒微管形成的张力处于动态平衡时，染色体即被稳定在赤道面上；②外推假说：染色体向赤道方向移动，是由于星体的排斥力将染色体外推的结果。
染色体距离中心体越近，星体对染色体的外推力越强，当来自两极的推力达到平衡时，推力驱动染色体移到并稳定在赤道板上。
染色体排列到赤道板上具有重要的生物学意义，染色体排列到赤道板后，Mad2和Bub1消失，才能启动细胞分裂后期，并为染色体成功分开并且平均分配向两极移动做准备。
3 细胞周期有哪些主要检验点？各起何作用？答：细胞周期有以下主要检验点：①G1/S期检验点：检验DNA是否损伤、能否启动DNA的复制，作用是仿制DNA损伤或是突变的细胞进入S期；②S期检验点：检验DNA复制是否完毕，DNA复制完毕才能进入G2期；③G2/M期检验点：DNA是否损伤、能否开始分裂、细胞是否长到合适大小、环境是否利于细胞分裂，作用是使得细胞有充足的时间将损伤的DNA得以修复；④中-后期检验点：纺锤体组装的检验，作用是抑制着丝点没有正确连接到纺锤体上的染色体，确保纺锤体正确组装。
细胞生物学重点知识整理
细胞生物学第一章：绪论●现代细胞生物学研究的三个层次是什么？●细胞的发现●细胞学说●分子生物学的出现●真核细胞与原核细胞的比较第三章：细胞基础●生物大分子●蛋白质一、二、三、四级结构●核酸分类●DNA/RNA结构、功能比较●三类主要RNA的大体结构与功能●DNA双螺旋结构模型第四章：细胞膜●膜的化学组成：三种膜脂加二种膜蛋白●膜的流动镶嵌模型fluid mosaic model●脂筏●膜的两大特性，●物质运输的方式及比较：穿膜与跨膜●主/被动运输名词及其异同●内吞、外吐比较●细胞表面，细胞外被概念第六章：细胞连接与细胞外基质●名解解释：◆细胞连接cell junction,◆紧密连接tightjunction,◆锚定连接anchoringjunction,◆通讯连接communicationjunction,◆细胞外基质extracellular matrix,●细胞连接可分为几种类型？在结构和功能上各有什么特点？第七章：核糖体●根据来源和沉降系数，细胞中核糖体分两类，其亚基组成？其rRNA组成及组成蛋白质种类？●细胞中核糖体有几种存在形式？所合成的蛋白质在功能上有什么不同？●核糖体上重要活性位点●蛋白质合成的过程●遗传密码，密码子，反密码子之间有何联系和区别？●遗传密码具有哪些特征？（细胞生物学复习资料вＴсエ莋室整理）第一，对内膜系统的概念和相互关系有较清楚的了解和掌握；第二，重点要了解和掌握内质网，高尔基体，溶酶体和过氧化物酶体等细胞器和结构的性质特点和主要功能，以及有关的一些重要名词术语概念。
标志酶分别是。
Signal peptide- SRP- ribosome膜流；溶酶体分类；有被小泡类型；膜泡定向运输机制名词解释内膜系统；内质网；粗面内质网；滑面内质网；信号肽,信号假说内体性溶酶体；吞噬性溶酶体；自噬性溶酶体；异噬性溶酶体内质网有几种类型？在形态和功能上各有何特点？●简述分泌蛋白的合成和分泌过程●高尔基复合体的超微结构有何特点？●高尔基复合体有哪些主要功能？●简述溶酶体的形成过程（溶酶体与ER、GC的关系）。
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第十三章细胞衰老与凋亡
第一节、细胞衰老 (cellular aging或cell senescence)
Hayflick界限(Hayflick Limitation）
概念：关于细胞增殖能力和寿命是有限的观点
细胞，至少是培养的二倍体细胞，不是不死的，而是有一定的寿命；它们的增殖能力不是无限的，而是有一定的界限，这就是 Hayflick界限。
癌细胞或培养的细胞系是不正常细胞，其染色体数目或形态已经不同于原先的细胞
细胞的增殖能力与供体年龄有关
物种寿命与培养细胞寿命之间存在着一定的关系
二倍体细胞的衰老是由细胞本身决定的
◆决定细胞衰老的因素在细胞内部，而不是外部的环境
◆是细胞核而不是细胞质决定了细胞衰老
细胞在体内条件下的衰老
在机体内，细胞的衰老和死亡是常见的现象，甚至在个体发育的早期也会发生;
正常情况下终生保持分裂的细胞，其分裂能力是否随着有机体年龄的增高而下降？它们会不会衰老？
◆衰老动物体内，细胞分裂速度显著减慢，其原因主要是G1期明显延长;
◆衰老个体内的环境因素影响了细胞的增殖和衰老;
◆骨髓干细胞移植实验说明随着年龄的增加，干细胞增殖速度也趋缓慢.
衰老细胞结构的变化
细胞核的变化
体外培养的二倍体细胞，细胞核随着细胞分裂次数的增加不断增大
细胞核的核膜内折（invagination）、染色质固缩化
内质网的变化: 衰老动物内质网成分弥散性地分散于核周胞质中，粗面内质网的总量似乎是减少了
线粒体的变化: 通常，细胞中线粒体的数量随龄减少，而其体积则随龄增大
色素生成和色素颗粒沉积
膜系统的变化
衰老的细胞，其膜流动性降低、韧性减小
衰老细胞间间隙连接 ;
细胞衰老的分子机理
氧化性损伤学说：代谢过程中产生的活性氧基团或分子（ROS--- O2-， OH-， H2O2），引发的氧化性损伤的积累，最终导致衰老。
端粒与衰老：发现端粒长度确实与衰老有着密切的关系，提出细胞衰老的“有丝分裂钟”学说（Harley,1990）
rDNA与衰老: 酵母染色体外rDNA 环（ERC）的积累，导致细胞衰老。
沉默信息调节蛋白复合物（Sir complex）与衰老：Sir complex 存在于异染色质区，其作用在于阻断所在位点DNA转录。
SGS1基因和WRN基因与衰老：SGS1基因和WRN基因同源,编码解旋酶; 酵母sgs1突变体寿命明显短于野生型（平均9.5代:24.5代）; wrn突变引发早老症.
发育程序与衰老:
线粒体DNA与衰老: mtDNA突变积累与细胞衰老有关.
第二节、细胞凋亡(Apoptosis)
细胞凋亡的概念及其生物学意义
概念：细胞凋亡是一个主动的由基因决定的自动结束生命的过程，所以也常常被称为细胞编程死亡（programmed cell death, PCD）。
凋亡细胞将被吞噬细胞吞噬。
生物学意义：细胞凋亡对于多细胞生物个体发育的正常进行，自稳平衡的保持以及抵御外界各种因素的干扰方面都起着非常关键的作用：
细胞凋亡研究的模式动物：线虫
蝌蚪尾的消失，脊椎动物的神经系统的发育，发育过程中手和足的成形过程。
细胞凋亡的形态学和生物化学特征
细胞凋亡与坏死(necrosis)
二者的主要区别是，细胞凋亡过程中，细胞质膜反折，包裹断裂的染色质片段或细胞器，然后逐渐分离，形成众多的凋亡小体（apoptotic bodies），凋亡小体则为邻近的细胞所吞噬。
整个过程中，细胞质膜的整合性保持良好，死亡细胞的内容物不会逸散到胞外环境中去，因而不引发炎症反应。
在细胞坏死时，细胞质膜发生渗漏，细胞内容物，包括膨大和破碎的细胞器以及染色质片段，释放到胞外，导致炎症反应。
细胞凋亡的形态学特征
凋亡的起始：细胞表面的特化结构如微绒毛消失，细胞间接触的消失，但细胞膜依然完整；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
凋亡小体的形成：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。
细胞表面产生了许多泡状或芽状突起，逐渐形成单个的凋亡小体凋亡小体逐渐为邻近的细胞吞噬并消化
细胞凋亡的生化特征
细胞凋亡的主要特征是形成大小为180～200bp特征性的DNA ladders
凋亡细胞组织转谷氨酰胺酶tTG（tissue Transglutaminase）积累并达到较高水平
诱导细胞凋亡的因子
物理性因子，包括射线（紫外线，γ射线等），较温和的温度刺激（如热激，冷激）等
化学及生物因子：包括活性氧基团和分子，DNA和蛋白质合成的抑制剂，激素，细胞生长因子，肿瘤坏死因子α（TNFα），抗Fas/Apo-1/CD95抗体等
细胞凋亡的检测
形态学观测：染色法、透射和扫描电镜观察
DNA电泳：DNA片段就呈现出梯状条带
TUNEL测定法，即DNA断裂的原位末端标记法
流式细胞分析
根据凋亡细胞DNA断裂和丢失，采用碘化丙啶使DNA 产生激发荧光，用流式细胞仪检出凋亡的亚二倍体细胞，同时又能观察细胞的周期状态。
细胞凋亡的分子调控机理
●线虫(C.elegans)凋亡研究发现ced3,ced4基因促进
细胞凋亡，ced9基因阻止ced3/ced4的激活，抑制
细胞凋亡。
Ced3哺乳类同源物是ICE(Interleukin-
1-converting enzyme)，即Caspase1
●Caspase家族与凋亡
Caspase家族
·Caspase活性位点是半胱氨酸(Cysteine)，裂解靶蛋白位点是天冬氨酸残基后的肽键，因此称为天冬氨酸特异性半胱氨酸蛋白酶（Cysteine aspartic acic specific protease，即
Caspase）。
◆Caspase活化
Caspase自身以非活化的Procaspase存在，其激活依赖于其他的Caspase在它的天冬氨酸位点裂解活化或自身活化
◆胞外信号分子诱导的细胞凋亡途径
·凋亡信号通路
当细胞接受凋亡信号分子(Fas,TNF等)后，凋亡细胞表面信号分子受体相互聚集并与细胞内的衔接蛋白(Adaptor protein)结合，这些衔接蛋白又募集Procaspases聚集在受体部位，Procaspase相互活化并产生级联反应，使细胞凋亡·下游Caspases活化后，作用底物：裂解核纤层蛋白，导致细胞核形成凋亡小体；裂解DNase结合蛋白，使DNase释放，降解DNA形成DNA Ladder; 裂解参与细胞连接或附着的骨架和其他蛋白，使凋亡细胞皱缩、脱落，便于细胞吞噬；导致膜脂重排，便于吞噬细胞识别并吞噬。
●Bcl-2家族、线粒体与细胞凋亡
◆Bcl-2 (BCL-2) 是一种原癌基因，是ced-9在哺乳类中的同源物，能抑制细胞凋亡；与线粒体及内质网膜相结合；Bcl-2蛋白的羧基末端有一穿膜的结构域；Bcl-2家族成员的基因中，常常含有三个保守的Bcl-2同源区，即BH1，BH2和BH3
◆Bcl-2、线粒体与细胞凋亡
◆当Caspase8活化后，它一方面作用于Procaspase3，另一方面使Bid裂解成2个片段，其中含BH3结构域的C-端片段被运送到线粒体，与Bcl-2/Bax的BH3结构域形成复合物，导致细胞色素C释放。
CytC与胞质中Ced4同源物Apaf-1(凋亡蛋白酶活化因子apoptosis protease activating factor)结合并活化Apaf-1，活化的Apaf-1再活化Procaspase9，最后引起细胞凋亡
◆哺乳动物细胞中发现的Apaf2即是CytC。