细胞生物学基础知识-细胞生物学在线
细胞生物学基础知识
呼吸链和氧化磷酸化过程
呼吸链
呼吸链是由一系列电子传递体按标准氧化还原电位从低到高排列所构成的连续反 应体系。呼吸链上的电子传递体包括NADH、FADH2、CoQ、Cyt c、Cyt aa3 等。
氧化磷酸化过程
在呼吸链中，电子从NADH或FADH2传递给O2的过程中，会释放能量并驱动 ADP磷酸化生成ATP。这个过程称为氧化磷酸化。氧化磷酸化是细胞获取能量的 主要方式。
糖类
与蛋白质结合形成糖蛋白 ，位于细胞膜外侧，参与 细胞识别、免疫应答等。
物质跨膜运输方式
简单扩散
物质顺浓度梯度自由通过细胞 膜，如氧气、二氧化碳等。
易化扩散
借助膜蛋白的协助进行顺浓度 梯度的跨膜运输，如钠离子、 钾离子等。
主动转运
通过膜蛋白的介导，消耗能量 逆浓度梯度进行物质运输，如 钠钾泵、钙泵等。
细胞间连接和通讯方式
紧密连接
通过相邻细胞膜间的紧密连接蛋白相互作用，形成细胞间的封闭连接。
锚定连接
通过细胞骨架与相邻细胞或细胞外基质相连，维持细胞形态和位置稳定。
通讯连接
包括间隙连接、化学突触和胞间连丝等，实现细胞间的信息交流和物质交换。其中间隙连 接允许小分子物质和离子直接通过，化学突触通过释放神经递质传递信息，胞间连丝则通 过细胞质桥实现细胞间的直接联系。
蛋白质组学技术
研究细胞内蛋白质的表达、修饰和相互作用，揭示细胞功能的分子 机制。
未来发展趋势和挑战
单细胞分析技术
随着单细胞测序技术的发展，未来有 望实现单细胞水平上的精准分析和诊 断。
细胞命运调控
深入研究细胞命运调控的分子机制， 为再生医学和疾病治疗提供新的思路 和方法。
细胞与微环境相互作用
细胞生物学基础知识
为3Mb-140000Mb。 • 一个能够独立生存的细胞需要约500个基因。
• 细胞中的糖类有单糖和多糖。 • 重要的五碳糖为核糖，重要的六碳糖为葡萄糖。
多糖有：营养储备多糖，如淀粉、糖原；结构多 糖，如纤维素、几丁质。
一、真核细胞eukaryotic cell 1.基本结构
Plant Cell
肝细胞中细胞质组分所占的体积百分比
细胞质成分 细胞质基质 线粒体 粗面内质网 光面内质网和高尔基体 细胞核 过氧化物酶体 溶酶体 内体
体积百分比 54 22 9 6 6 1 1 1
2. 细胞器
• 细胞器（organelle）：细胞内特定的功能结构域。 • 一类是膜围成的，构成内膜系统：①endoplasmic
• 脂类包括：脂肪酸、中性脂肪、类固醇、蜡、磷 酸甘油酯、鞘磷脂、糖脂、类胡萝卜素等。脂类 参与组成细胞膜和细胞通信，也是重要的能量储 备物质。
营养贮备多糖 ——淀粉、糖元
结构多糖——纤维素
二、细胞的形状和大小
• 细胞的形状与细胞功能及细胞间的相互作 用有关。
• 细胞骨架对细胞形态的构建维持具有重要 作用。
• 本章内容提要：细胞的化学组成与形态；三类不同的细胞；病毒与蛋 白质感染因子
第一节 细胞的化学组成与形态
一、细胞的化学组成
• 基本元素：O、C、H、N、S、K、Ca、P、Mg等， 前四种元素占90%以上。
• 无机物：水、无机盐。 • 水：75％-80％，约95％为游离水，其余为结合水。 • 无机盐：约1％，主要以离子形式存在 。
• 5 ）质粒(plasmid) ： • 核区DNA外，可进行自主复制的遗传因子； • 是裸露的环状DNA，2~200个基因； • 能自我复制，有时整合到核DNA中； • 常用作基因重组与基因转移的载体。
细胞生物学02细胞基本知识概要
T4噬菌体侵染大肠杆菌E.coli
1. 吸附 2. 侵入 3. 复制 4. 成熟 5. 释放
三、病毒与细胞在起源和进化中的关系
病毒与细胞在起源上的关系，目前存在3种主要观点：
生物大分子→病毒→细胞
病毒
生物大分子
细胞 生物大分子→细胞 → 病毒
有说服力
课后作业：有何依据？
第三节 原核细胞和古核细胞
➢ 是目前发现最小、最简单的细胞，体积为细菌的 1/3，直径为0.1～0.3 μm；
➢ 具有细胞膜，无细胞核； ➢ 环状双螺旋DNA，能指导合成700多种必需蛋白；
➢ 唯一的细胞器是核糖体，每个细胞中约有800～ 1500个；
➢ 具有感染性，其中不少是致病的病原体，尤其是 一些慢性病的病原体；
肺炎支原体
由于没有核膜将核和细胞质分开，DNA的复制、 RNA转录与蛋白质的合成可以同时进行
2. 细菌的细胞表面结构
细胞膜 细胞壁
荚膜
特化结构 中膜体
鞭毛
1） 细胞膜
多功能性
➢ 最重要的功能就是物质运输和信号传递；
➢ 还具有真核细胞线粒体的部分功能；
2） 中膜体
间体或质膜体(mesome)
➢ 由细胞膜内陷产生，每细胞含一到数个；
包括核骨架和胞质骨架，由一些特异蛋白构成的网络 体系；主要对细胞形态与内部结构的合理布局起支架 作用，也与胞内大分子运输、细胞分裂等相关
二、细胞大小及其分析
表2-1 各类细胞直径的比较(见课本P33)
➢典型的原核细胞的平均大小 在1～10μm之间，而高等植物 细胞的直径平均为10～100μm， 一般为20～30μm
病毒类型： DNA病毒和RNA病毒
形态：立体对称型和螺旋对称型
细胞生物学复习资料1
细胞生物学复习资料第一章绪论1.什么叫细胞生物学细胞生物学是研究细胞基本生命活动规律的科学，它是在不同层次（显微、亚显微与分子水平）上以研究细胞结构与功能、细胞增殖、分化、衰老与凋亡、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。
核心问题是将遗传与发育在细胞水平上结合起来。
第二章细胞基本知识概要一、名词解释1.古核细胞：也称古细菌，是一类很特殊的细菌，多生活在极端的生态环境中。
具有原核生物的某些特征，如无核膜及内膜系统；也有真核生物的特征。
2.内含子：是基因内不编码蛋白质的核苷酸序列，不出现在成熟的RNA分子中，在转录后通过加工被切除。
大多数真核生物的基因都有内含子。
在古细菌中也有内含子。
3.外显子：指真核细胞的基因在表达过程中能编码蛋白质的核苷酸序列。
二、简答1.真核细胞的三大基本结构体系（1）以脂质及蛋白质成分为基础的生物膜结构系统；（2）以核酸（DNA或RNA）与蛋白质为主要成分的遗传信息表达系统（3）由特异蛋白分子装配构成的细胞骨架系统。
2.细胞的基本共性（1）所有的细胞都有相似的化学组成（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生物膜，即细胞膜。
（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。
（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。
（5）所有细胞的增殖都以一分为二的方式进行分裂。
3.病毒与细胞在起源与进化中的关系并说出证明病毒是非细胞形态的生命体，它的主要生命活动必须要在细胞内实现。
病毒与细胞在起源上的关系，目前存在3种主要观点：生物大分子→病毒→细胞病毒生物大分子→细胞生物大分子→细胞→病毒（最有说服力）认为病毒是细胞的演化产物的观点，其主要依据和论点如下:（1）由于病毒的彻底寄生性，必须在细胞内复制和增殖，因此有细胞才能有病毒（2）有些病毒（eg腺病毒）的核酸和哺乳动物细胞DNA某些片段的碱基序列十分相似。
细胞的基本知识(医学细胞生物学)
有
44
第五节 病毒与蛋白质感染因子
一、病毒 二、蛋白质感染因子
第六节 细胞与医学
一、细胞生物学在医学发展中的重要性 二、细胞生物学在医学科学研究中的重要性
第2章 小 结
1.氨基酸的特性 2.蛋白质四级结构模型的要点 3.蛋白质的主要作用 4.核酸的类型及化学组成 5.DNA双螺旋结构模型论点及功能 6.RNA类型及功能
水含量与年龄有关：年龄↓水含量↑
年龄↑水含量↓
2. 无机盐（1%）：细胞内的渗透压和PH值
无机盐在体液中一般都以离子形式存在
如K+ 、 Na+ 、Mg 2+ 等阳离子
Cl -、HCO3- 等阴离子
2
（二）有机化合物
1.单糖（monose) 结构式：(CH2O)n——碳水化合物 葡萄糖：C6H12O6
mRNA
转录链模板：3′→ 5′
17
基因突变的表型效应 镰状细胞性贫血（AR）产生机制 β珠蛋白基因第一外显子第6密码子突变 GAG → GTG
谷氨酸 缬氨酸
结果： 突变
HbA → HbS
镰化的红细胞
电镜下红细胞形态 18
2. RNA
特点：单链、线形，局部有假双链
假双链
OH
OH
OH
酵母丙氨酸tRNA分子结构
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7.真核细胞与原核细胞的区别 8.真核细胞基本结构（电镜下结构） 9.名词解释：
真核细胞、原核细胞、生物（命）大分 子、蛋白质组学
48
36
支原体
最小的单细胞生物
细菌
最典型的原核细胞 生物
最大的特点：核没有核膜包围 37
细菌的鞭毛
细胞生物学基础知识
细胞生物学基础知识一、细胞的结构和功能1. 细胞膜细胞膜是细胞的外层包裹结构，由磷脂双层和各种蛋白质组成。
它具有选择性通透性，可以控制物质的进出。
同时，细胞膜上还存在许多跨膜蛋白，起到信号传导和运输分子等重要功能。
2. 细胞质细胞质指位于细胞核与细胞膜之间的区域，主要由水溶液、细胞器和有机物质组成。
其中最重要的组成部分是细胞器，包括内质网、高尔基体、线粒体、溶酶体等。
它们各自承担着不同的功能，在合作协调下完成维持生命所必需的各种代谢活动。
3. 核核是控制细胞活动的中枢，内含染色体和核仁。
染色体携带了遗传信息，并通过DNA分子决定了个体遗传特征。
核仁则参与转录RNA过程，在蛋白质合成中发挥着重要的作用。
4. 线粒体线粒体是细胞中能量合成的主要场所，通过呼吸过程将食物中的化学能转换为ATP分子。
它们具有独立的DNA和蛋白质合成机制，因此被认为在进化上与细胞起源密切相关。
5. 内质网和高尔基体内质网由一系列相互连接的膜囊组成，参与了蛋白质合成、修饰和运输过程。
高尔基体是内质网上特定区域的一部分，主要对前体蛋白进行完善修饰，并运输到其他细胞器或细胞外。
二、细胞生命周期1. 有丝分裂有丝分裂是细胞增殖过程中最基本也是最常见的方式。
它包括前期、中期、后期和末期四个阶段。
在有丝分裂中，染色体复制并均匀分配给两个新生细胞，形成两个完全一样的子细胞。
2. 减数分裂减数分裂只发生在配子（生殖细胞）中。
它经历了减数第一次分裂和减数第二次分裂，最终产生四个不同的子细胞。
这是生物进化和遗传多样性的重要机制。
3. 细胞周期细胞周期指从一个细胞形成到它再次分裂所经历的时间。
通常可以分为G1、S、G2和M四个阶段。
G1阶段是生长期，S阶段是DNA复制期，G2阶段是准备有丝分裂前期，M阶段是有丝分裂过程。
三、细胞信号传导1. 激素信号激素是由内分泌腺体合成并释放到血液中的化学物质，在远距离内转运至靶细胞，并引发特定的生理反应。
例如，胰岛素能促进葡萄糖摄取和利用，甲状腺激素调节代谢速率等。
细胞生物学基础知识学习
细胞生物学基础知识学习一、细胞生物学基础知识学习细胞生物学是生物学的基础，研究的是组成生命体的最基本单位——细胞。
通过对细胞内部结构和功能的了解，可以揭示生命现象发生的根本机制。
本文将介绍细胞的基本结构组成和功能，以及相关实验技术和应用。
1. 细胞的基本结构组成细胞由细胞膜、细胞质和遗传物质构成。
其中，细胞膜是包围细胞外部和内部的薄层结构，它控制着物质在细胞内外之间的交换。
细胞质是位于细胞膜内部的半流动物质，包括了各种器官（如核、线粒体、高尔基体等）。
遗传物质则存在于核内，主要以DNA形式存在，并编码了所有蛋白质合成所需的信息。
2. 细胞功能细胞具有多样化而复杂的功能，在生命活动中起到关键作用。
常见功能包括代谢、增殖、分化和响应刺激等。
代谢是指通过各种化学反应将外界物质转化为细胞所需的物质和能量。
增殖是指细胞通过分裂繁殖，维持生物体的生长和修复组织。
分化是指未分化状态的细胞发展为各种特定类型的细胞，形成组织和器官。
响应刺激是指细胞对内外环境变化做出相应反应，以保证生命活动正常进行。
3. 细胞实验技术细胞实验技术在研究和应用中起到重要作用。
其中，常用的技术包括荧光显微镜、流式细胞仪、蛋白质分析技术等。
荧光显微镜可以观察并研究活体细胞内各种结构和分子的动态变化过程。
流式细胞仪可以快速检测和分析大量单个细胞的性状、大小及内部成分等信息。
蛋白质分析技术可用于确定特定蛋白质在某个细胞类型或组织中的表达水平，并揭示其功能。
4. 细胞生物学的应用细胞生物学在医学、农业、生物工程等领域有广泛应用。
在医学上，细胞生物学可以帮助诊断疾病、研究疾病机制，并开发新药物。
在农业上，通过细胞培养和转基因技术可以提高植物的耐逆性以及产量质量。
在生物工程上，通过生物反应器内细胞的大规模培养和酶的表达及纯化可实现药物和化工产品的生产。
二、结语细胞生物学是现代科学研究中不可或缺的一部分，它为我们揭示了生命活动中最微观的层面。
通过对细胞结构和功能的深入了解，我们能更好地理解生命现象发生机制，并探索相关应用。
细胞生物学知识点(最终版)
细胞生物学知识点绪论一、细胞生物学研究的内容和现状1、细胞生物学是现代生命科学的重要基础学科什么是细胞生物学？细胞生物学是研究细胞基本生命活动规律的科学，它是在不同层次（显微、亚显微与分子水平）上以研究细胞结构与功能、细胞增殖、分化、衰老与凋亡、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。
核心问题是将遗传与发育在细胞水平上结合起来。
二、细胞生物学的主要研究内容1、细胞核、染色体以及基因表达的研究2、生物膜与细胞器的研究3、细胞骨架体系的研究4、细胞增殖及其调控5、细胞分化及其调控6、细胞的衰老与凋亡7、细胞的起源与进化8、细胞工程三、细胞生物学的发展趋势从分子水平→细胞水平，相互渗透交融从细胞结构功能研究为主→细胞重大生命活动为主分析→综合功能基因组学研究是细胞生物学研究的基础与归宿(应用)由基因治疗→细胞治疗四、当前细胞生物学研究的重点领域染色体DNA与蛋白质相互作用关系细胞增殖、分化、衰老及凋亡的调控及其相互关系细胞信号转导五、最近几年诺贝尔奖与细胞生物学（2000-2010）2000：神经系统中的信号传递2001：控制细胞周期的关键物质2002: 细胞凋亡调节机制2003：细胞膜水通道及离子通道结构和机理2004：泛素调节的蛋白质降解系统2005：幽门螺旋杆菌2006：RNAi2007：基因敲除小鼠2008：绿色荧光蛋白2009：端粒和端粒酶保护染色体的机理2010：试管受精技术2001年，美国人Leland Hartwell、英国人Paul Nurse、Timothy Hunt因对细胞周期调控机理的研究而获诺贝尔生理医学奖。
2002年，英国人悉尼·布雷诺尔、美国人罗伯特·霍维茨和英国人约翰·苏尔斯顿，因在器官发育的遗传调控和细胞程序性死亡方面的研究获诺贝尔诺贝尔生理学或医学奖。
2003年，美国科学家彼得·阿格雷和罗德里克·麦金农，分别因对细胞膜水通道，离子通道结构和机理研究而获诺贝尔化学奖。
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•
4）1970s以来，分子细胞生物学时代。
一、细胞的发现
• 细胞生物学的变革和显微技术的改进息息相关。
• 1590年J. 和Z. Janssen制作第一台复式显微镜。 • 1610年Galileo Galilei用显微镜观察昆虫。 • 1665年英国人Robert Hooke出版《显微图谱》。观 察了软木，并首次用cells来描述“细胞”。
• Schwann 提出了“细胞学说”（ Cell Theory) ；
1839 年发表了“关于动植物结构和生长一致性
的显微研究”。提出：有机体是由细胞构成的；
细胞是构成有机体的基本单位。
Matthias Jacob Schleiden
Theodar Schwann
• 通常认为施莱登（MJ. Schleiden）和施旺（T.
Made by A.van Leeuwenhoek (1632-1723).
Magnification ranges at 50-275x.
• 1831年R. Brown在兰科植物表皮细胞内发现
了细胞核。
• 1836年GG. Valentin在动物神经细胞中发现 了细胞核与核仁。 • 这些工作对于细胞学说的诞生具有重要意 义。
细胞生物学教程
主讲：田润刚 博士
电话：88345002,668526
电邮：642175685@
网址：
CELL BIOLOGY COURSE
课程主要教学内容
章节 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 周次 1 2 2 3 4 5 6 7 8 9 10 10 11 12 13 14 教学内容 细胞生物学简史 细胞生物学实验技术 细胞生物学基础知识 质膜及其表面结构 细胞的物质运输 细胞内膜系统 细胞能学 细胞核与染色体 细胞通信 细胞骨架 细胞外基质 细胞连接 细胞周期 细胞分化 细胞衰老与凋亡 肿瘤细胞 备注 第一单元
• 发展迅速，期刊数量最多， SCI源期刊中细胞生物
学的平均影响影子为4. 1； • 是生物、农学、医学等专业的一门必修课程。
•
• •
细胞生物学经历了四个主要发展阶段：
1）1665-1830s，细胞发现，显微生物学。 2）1830s-1930s，细胞学说，Cytology诞生。
•
3）1930s-1970s，电镜技术应用， Cytology发展
• •
1855 德国人Rudolf Virchow 提出omnis cellula e cellula的著名 论断；进一步完善了细胞学说。
•
19世纪30年代后发现活细胞并不是空的而是充 满粘稠的液体。
• •
F. Dujardin（1835）将之称为“sarcode”； JE. Purkinje（1839）和von Mohl（1846）则将 之称作原生质“protoplasm” 。
二、细Байду номын сангаас学说
• Cell Theory 是19 世纪的重大发现之一，其
基本内容有三条：
•
• •
①有机体是由细胞构成的；
②细胞是构成有机体的基本单位； ③新细胞来源于已存在细胞的分裂。
•
1838年Schleiden发表“植物发生论” ，认为无
论怎样复杂的植物都由细胞构成。但他以 free-
cell formation理论来解释细胞形成。
•
• Robert Hooke and his “cells”
Robert Hooke’s microscope
Micrographia
Micrographia
• 1680年A. van Leeuwenhoek当选为英国皇家学会会 员。他是第一个描述活细胞的科学家。观察过植 物、原生动物、水、鲑鱼的红细胞、牙垢中的细 菌、唾液、血液、精液等等。 • Hooke之后的160多年里，对细胞的研究没有实质 进展。直到1830s消色差显微镜出现，人们才对细 胞的结构和功能有了新的认识。 •
第二单元
第三单元
第四单元
第五单元
课程教学目的
• 1. 掌握细胞生物学基础，即：关于细胞结构、功
能、生活史的基本知识。 • 2. 掌握细胞生物学的最新进展，并能检索和整理 文献，解决自己感兴趣的问题。 • 3. 理论联系实际，能用学到的细胞生物学知识理 解生活和社会中的一些问题，如：健康生活（心 血管病、老年性痴呆、癌症等疾病的防治）。
• 二、细胞学说
• 三、细胞超微结构研究 • 四、分子细胞生物学 • 第二节 细胞生物学学习方法 • 第三节 对未来的展望 • 附录 细胞生物学参考书
第一节 一小段历史
• 细胞生物学研究细胞的结构、功能和生活史。分
三个层次：
• 1）显微水平
• 2）超微水平 • 3）分子水平
• 由细胞学（Cytology）发展而来； • 是当代生物技术的支撑学科；
Schwann）正式提出了细胞学说。 • 实际上它是19世纪许多科学家共同努力的结果。 包括:BC. Dumortier、JB. de Lamark、CB. Milbel、H. Dutrochet、R. Brown、JE. Purkyne、R. Remak、
R.Virchow等许多著名科学家。
Jean-Baptiste de Lamark
教学方法和要求
• 1. 采用多媒体教学和网络辅导。
• 2. 遵守课堂纪律，不干扰同学和老师；
• 3. 会利用本校图书馆资源和PubMED、
Highwire等免费资源； • 4. 会阅读外文文献，整理出其中的重要内 容，并撰写读书报告。
课程考核
• 一、平时成绩：50分 • 就个人感兴趣的问题，撰写课程论文2份，不限字数，但 要求具有中英文摘要、关键词和参考文献列表； • 翻译细胞生物学进展文献2篇，每篇3000字以上。 • 二、考试成绩：50分
• 采用教考分离，题型：不定项选择题（50分）、简答题（
30分）、论述题（20分），所有考题均可在
网站下载，或在线练习。
第一章 历史与展望
HISTORY AND PERSPECTIVE
本章内容提要
• 第一节 一小段历史 • 一、细胞的发现