细胞生物学各章节重点内容

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；分子物质等。

（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，运输也不再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。

主动运输根据其过程所需的能量来源不同，可将其归纳为三种主要类型：（1）ATP驱动泵：ATP酶直接利用水解ATP提供的能量，实现离子或小分子逆浓度梯度或电化学梯度的跨膜运动。

（2）耦连转运蛋白：是介导各种离子和分子的跨膜运动。

这类转运蛋白包括2种基本类型：同向转运蛋白和反向转运蛋白。

这两类转运蛋白使一种离子或分子逆浓度梯度的运动与一种或多种不同离子顺浓度梯度的运动耦连起来。

（3）光驱动泵：主要在细菌细胞中发现，对溶质的主动运输与光能的输入相耦连，如菌紫红质利用光能驱动氢离子的转运。

Ⅲ、膜泡运输物质进出细胞不需穿透细胞膜，而是借助各种膜泡来达到运输的目的。

运输过程中涉及膜的融合，不需要膜上载体协助，但需要消耗细胞生产的能量，是一种物质的批量运输方式，又包括胞吞作用和胞吐作用。

（1）胞吞作用大分子物质通过与膜上特异性受体结合而附着于膜上，这部分细胞膜内陷形成有被小窝，将附着物包在里面，然后分离下来形成小囊泡进入细胞内部，之后一般与溶酶体相融合，以此达到运输的目的。

此过程中物质不需穿透细胞膜，不需要膜上载体协助，但需要受体的帮助，也需要消耗细胞生产的能量，其方向是从细胞外到细胞内。

白细胞吞噬细菌就属于这种方式。

（2）胞吐作用细胞内合成的某些大分子物质先包裹在小囊泡中，然后转移到细胞膜处并与之融合，最后囊泡中的物质排出细胞外，组成囊泡的膜成为细胞膜的一部分。

此过程中物质也不需穿透细胞膜，不需要膜上载体协助，但需要特定信号的调节，也需要消耗细胞生产的能量，其方向则是从细胞内到细胞外。

分泌蛋白的分泌就属于这一方式。

第二章内膜系统1、分子伴侣一类在序列上没有相关性但有共同功能的蛋白质，它们在细胞内帮助其他含多肽的结构完成正确的组装，而且在组装完毕后与之分离，不构成这些蛋白质结构执行功能的组份。

热休克蛋白就是一大类分子伴侣。

2、泛素泛素(ubiquitin)是一种存在于所有真核生物（大部分真核细胞）中的小蛋白，由76个氨基酸残基组成，它的主要功能是在蛋白质降解过程中，多个泛素分子共价结合到含有不稳定氨基酸残基的蛋白质的N端，使其被26S蛋白酶体完全水解。

3、糙面内质网糙面内质网(rough endoplasmic reticulum, RER)是多呈排列极为整齐的扁平膜囊状的核糖体和内质网共同构成的复合机能结构，与细胞核的外层膜相连通。

糙面内质网的功能是合成分泌性的蛋白质和多种膜蛋白，并把它从细胞输送出去或在细胞内转运到其他部位。

凡蛋白质合成旺盛的细胞，糙面内质网便发达。

4、光面内质网光面内质网(smooth endoplasmic reticulum, SER)为表面不带有核糖体的内质网，为分支管状结构，是细胞内脂类物质进行合成的场所，广泛存在于各种类型的细胞中，包括合成胆固醇的内分泌腺细胞、肌细胞、肾细胞等。

5、溶酶体溶酶体（lysosomes）真核细胞中的一种细胞器；为单层膜包被的囊状结构，内含多种酸性水解酶，其主要功能的进行细胞内的消化作用。

溶酶体在维持细胞正常代谢活动以及防御等方面起着重要作用。

什么是蛋白质的分选，蛋白质的分选途径有哪些？依靠蛋白质自身信号序列，从蛋白质起始合成部位转运到其功能发挥部位的过程称为蛋白质的分选。

蛋白质分选不仅保证了蛋白质的正确定位，也保证了蛋白质的生物学活性。

蛋白质分选途径大体可分为两种：（1）翻译后转运途径：在细胞质基质游离核糖体上完成多肽链的合成，然后转运至膜周围的细胞器，如线粒体、叶绿体、过氧化物酶体及细胞核，或者成为细胞质基质的可溶性驻留蛋白和支架蛋白（2）共翻译转运途径：蛋白质合成在游离核糖体上起始后由信号肽引导移至糙面内质网，然后新生肽边合成边转入糙面内质网中，在经高尔基体加工包装运输到溶酶体、细胞质膜或分泌到细胞外，内质网与高尔基体本身的蛋白质分选也是通过这一途径完成的。

从蛋白质分选的转运方式或机制来看，可将蛋白质转运分为4类：（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：上述几种分选类型也涉及蛋白质在细胞基质中的转运，这一过程显然与细胞骨架系统密切相关，但由于细胞质基质的结构并不清楚，因此对其中的蛋白质转运特别是伴随信号转导途径中的蛋白质分子的转运方式了解很少。

简述溶酶体的功能以及溶酶体酶的形成溶酶体的功能：（1）调节代谢：在细胞分化过程中，某些衰老的细胞器和无用的生物大分子等陷入溶酶体内并被消化掉，这是机体自身更新组织的需要。

（2）异吞噬作用：与食物泡融合，将细胞吞噬进的食物或致病菌等大颗粒物质消化成生物大分子，对高等动物而言细胞的营养物质主要来源于血液中的大分子物质，而一些大分子物质通过内吞作用进入细胞，如内吞低密脂蛋白获得胆固醇，它们与初级溶酶体相融合后成为次级溶酶体。

次级溶酶体内的各种大分子在水解酶的作用下，被分解为小分子物质，小分子通过溶酶体膜上的载体蛋白转运到细胞质中，供细胞代谢使用。

防御作用：如吞噬细胞可吞入病原体，在溶酶体中将病原体杀死和降解。

（3）自溶作用：形态建成，清除死亡细胞。

个体发生过程中往往涉及组织或器官的改造或重建，如昆虫和蛙类的变态发育等等。

这一过程是在基因控制下实现的，称为程序性细胞死亡，注定要消除的细胞以出芽的形式形成凋亡小体，被巨噬细胞吞噬并消化。

（4）其他重要生理功能：参与分泌过程的调节，如将甲状腺球蛋白降解成有活性的甲状腺素。

形成精子的顶体：顶体相当于一个化学钻，可溶穿卵子的皮层，使精子进入卵子。

所有白细胞均含有溶酶体性质的颗粒，能消灭入侵的微生物。

溶酶体在病理过程中也有重要意义。

由于肺巨噬细胞吞噬吸入的硅或石棉粉尘，引起溶酶体破裂和水解酶的释放，刺激结缔组织纤维的增加，导致硅肺的发生。

组织缺氧（如心肌梗死）也可造成溶酶体的急性释放，使血液中有关酶的浓度迅速增高。

溶酶体酶的形成：内质网上核糖体合成溶酶体蛋白→进入内质网腔进行N-连接的糖基化修饰，溶酶体酶蛋白先带上3个葡萄糖、9个甘露糖和2个N-乙酰葡萄糖胺，后切除三分子葡萄糖和一分子甘露糖→转移至高尔基体→在高尔基体的顺面膜囊中寡糖链上的甘露糖残基被磷酸化形成M6P，在高尔基体的反面囊膜和TGN膜上存在M6P受体→以出芽的方式转运到溶酶体中。

第三章叶绿体与线粒体1、原初反应是指从光合色素分子被光激发，到引起第一个光化学反应为止的过程，它包括光能的吸收、传递与转换，即光能被天线色素分子吸收，并传递至反应中心，在反应中心发生最初的光化学反应，使电荷从而将光能转换为电能的过程。

原初反应与生化反应相比，其速度非常快，只有10-19 -10-12s，由于速度快，散失的能量少，所以其光能利用率高。

2、光反应光反应只发生在光照下，是由光引起的反应。

光反应发生在叶绿体的基粒片层（光合膜）。

光反应从光合色素吸收光能激发开始，经过水的光解，电子传递，最后是光能转化成化学能，以ATP和NADPH的形式贮存。

3、化学渗透学说电子在呼吸链中传递，通过线粒体内膜上电子传递体，使质子（H+）由膜内侧向外侧定向转移，由于H+自由的回到内侧，故形成跨膜的质子梯度（质子动力势），这种质子动力势中蕴藏的能量驱动ADP与Pi形成ATP。

4、碳同化是指植物利用光反应中形成的同化力(ATP和NADPH)，将CO2转化为碳水化合物的过程。

二氧化碳同化是在叶绿体的基质中进行的，有许多种酶参与反应。

高等植物的碳同化途径有三条，即C3途径、C4途径和CAM（景天酸代谢）途径。

5、光合磷酸化由光照所引起的电子传递与磷酸化作用相耦联而生成ATP的过程，光合作用通过光合磷酸化在光下把Pi和 ADP转为ATP，用于CO2而将能量储存在有机物中。

光合磷酸化按照电子传递的方式可将光合磷酸化分为非循环和循环两种类型。

光合磷酸化中ATP合成的机制在光合作用的光反应中，两个光系统的联合作用将水裂解释放的电子传递到NADP+，以NADPH的形式暂时储存了所吸收的光能中的一部分；另一部分光能以电化学势（质子梯度）的形式储存起来，用来提供合成ATP的驱动力。

它和线粒体中发生的氧化磷酸化过程一样，能够将电子传递所释放的能量转换成ATP中的化学能，ATP合酶使电子传递过程中所形成的质子梯度与磷酸化过程耦联在一起。

随着电子从H2O转移到NADP+，大约每4个电子的转移（即1分子O2的形成），在类囊体腔中，约增加了12个H+，其中4个H+是由放氧复合体直接提供的；8个H+是由细胞色素b6f复合体从基质中转运的。