细胞生物学知识点总结

细胞生物学复习资料

一、绪论

细胞生物学：是研究和揭示细胞基本生命活动规律的科学，它从显微、亚显微与分子水平上研究细胞结构与功能，细胞增殖、分化、代谢、运动、衰老、死亡，以及细胞信号转导，细胞基因表达与调控，细胞起源与进化等重大生命过程。

细胞生物学的主要研究内容：1.生物膜与细胞器2.细胞信号转导3.细胞骨架体系4.细胞核、染色体及基因表达5.细胞增殖及其调控6.细胞分化及干细胞生物学7.细胞死亡8.细胞衰

老9.细胞工程10.细胞的起源与进化

胡克最先发现细胞，列文虎克最先观察到活细胞。

施莱登、施旺提出了细胞学说

细胞学的经典时期主要指19世纪的最后25年

二、细胞的统一性与多样性

1.真核细胞与原核细胞的差异

2.植物细胞与动物细胞的差异

三、细胞生物学研究方法

分辨率：能区分两个质点的最小距离。

D=0.61a/[N·sin(α/2)] 【D为分辨率，a为波长，N为折射率，α为物镜镜口角】

肉眼分辨率一般为0.2mm，光学显微镜达0.2um，电子显微镜达0.2nm

冷冻蚀刻技术包括冰冻断裂和蚀刻复型两步。

差速离心：利用不同的离心速度所产生的不同离心力，将各种质量和密度不同的亚细胞组分和各种颗粒分开。

密度梯度离心：将要分离的细胞组分小心地铺放在含有密度逐渐增加的、高溶解性的惰性物质（如蔗糖）形成的密度梯度溶液表面，通过重力或离心力的作用使样品中不同组分以不同的沉降系数，形成不同的沉降带。

细胞内特异核酸（DNA或RNA）的定位通常采用原位杂交技术。

原代培养：从机体中取出后立即培养细胞的技术。

传代培养：对原代培养细胞进行培养的技术。

细胞系：原代培养的细胞能顺利传递多代，并且仍保持原来染色体的二倍体数量及接触抑制的行为，这种传代细胞就被称为细胞系。

细胞克隆：用单细胞克隆培养或通过药物筛选的方法从某一细胞系中分离出单个细胞，并由此增殖形成的，具有基本相同的遗传性状的细胞群体称为细胞克隆。

细胞株：经生物学鉴定，具有特殊的遗传标记或性质的细胞系。

细胞融合：两个或多个细胞融合成为一个双核或多核细胞的现象。

荧光漂白恢复技术：利用亲脂性或亲水性的荧光分子（如荧光素、绿色荧光等与蛋白或脂质耦连），用于检测所标记分子在活体细胞表面或细胞内的运动极其迁移速率。

四、细胞质膜

细胞质膜：指围绕在细胞最外层，由脂质、蛋白质和糖类组成的生物膜。

生物膜：细胞内的膜系统与细胞质膜的统称。

细胞质膜在电子显微镜下显示出暗-亮-暗三条带

脂筏模型：甘油磷脂为主体的生物膜上，胆固醇、鞘磷脂等富集区域形成相对有序的脂相，如同漂浮在脂双层上的“脂筏”一样载着执行某些特定生物学功能的各种膜蛋白。

磷脂主要包括甘油、鞘脂和固醇。

脂质体：根据磷脂分子在水相中形成稳定的脂双层膜的现象而制备的人工膜。

膜蛋白可分为：外在膜蛋白、内在膜蛋白和脂锚定膜蛋白。

细胞质膜的基本特征：1.膜的流动性2.膜的不对称性

膜骨架：指细胞质膜下与膜蛋白相连的由纤维蛋白组成的网架结构，它从力学上参与维持细胞质膜的形状并协助质膜完成多种生理功能。

血影：当细胞经低渗处理后，质膜破裂，同时释放出血红蛋白和胞内其他可溶性蛋白。这时红细胞仍然保持原来的基本形状和大小，这种结构就成为血影。

细胞质膜的基本功能：

1.为细胞的生命活动提供相对稳定的内环境。

2.选择性的物质运输，包括代谢底物的输入与代谢产物的排除，其中伴随着能量物质的传递。

3.提供细胞识别位点，并完成细胞内外信息跨膜传导；病毒等病原微生物识别和侵染特异的宿主细胞的受体也存在质膜上。

4.为多种酶提供结合位点，使酶促反应高效而有序地进行。

5.介导细胞与细胞、细胞与胞外基质之间的连接。

6.质膜参与形成具有不同功能的细胞表面特异结构。

7.膜蛋白的异常与某些遗传病、恶性肿瘤、自身免疫病甚至神经退行疾病相关，很多膜蛋白可作为疾病治疗的药物靶标。

五、物质的跨膜运输

细胞质膜的转运途径：被动转运、主动转运和胞吞与胞吐作用。

膜转运蛋白：1.载体蛋白2.通道蛋白

通道蛋白：1.离子通道2.孔蛋白3.水孔蛋白

离子通道按照激活信号不同分为：1.电压门通道2.配体门通道3.应力激活通道

简单扩散：小分子物质以热自由运动的方式顺着电化学梯度或浓度梯度直接通过脂双层进出细胞，不需要细胞提供能量，也无需膜转运蛋白协助。

被动运输：也叫协助扩散，指溶质顺着电化学梯度或浓度梯度，在膜转运蛋白协助下的跨膜转运方式。如葡萄糖转运蛋白、水孔蛋白（水分子的跨膜通道）。

主动转运：由载体蛋白所介导的物质逆着电化学梯度或浓度梯度进行跨膜转运的方式。如ATP驱动泵、协同转运蛋白、光驱动泵等。

胞吞作用：细胞通过质膜内陷形成囊泡，将胞外的生物大分子、颗粒性物质或液体等摄取到细胞内，以维持细胞正常的代谢活动。

胞吐作用：细胞内合成的生物大分子（蛋白质和质膜等）和代谢物以分泌泡的形式与质膜融合而将内含物分泌到细胞表面或细胞外的过程。

胞吞作用包括吞噬作用和胞饮作用。

六、线粒体和叶绿体

线粒体的超微结构：外膜、内膜、膜间隙和基质。

外膜的标志酶是单氨氧化酶。

内膜的标志酶是细胞色素氧化酶。

膜间隙的标志酶是腺苷酸激酶。

线粒体基质的标志酶是苹果酸脱氢酶。

电子传递链：也叫呼吸链，在TCA循环的高能电子到达O2的过程中，接受和释放电子的载体组成的电子传递序列。

叶绿体的超微结构：叶绿体被膜、类囊体和叶绿体基质。

光合作用的主要三个步骤：原初反应、电子传递和光合磷酸化、光合碳同化

为什么说线粒体和叶绿体是半自主性细胞器？

1.线粒体和叶绿体中含有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须的基本组分，具有独立进行转录翻译的功能。

2.线粒体和叶绿体中绝大多数的蛋白质由核基因编码，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，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。

3.在两者的协同作用关系中，细胞核的功能更重要，它具有关键的控制功能，而线粒体和叶绿体的自主程度有限，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控制。

所以，线粒体和叶绿体被称为半自主性细胞器。

七、细胞质基质与内膜系统

细胞内膜系统：指在结构、功能乃至发生上相互关联、由单层膜包被的细胞器或细胞结构。包括内质网、高尔基体、溶酶体等。

细胞质基质：在真核细胞的细胞质中，除去可辨别的细胞器以外的胶状物质，占据着细胞膜内、细胞核外的细胞内空间。

细胞质基质的功能：

1.为某些蛋白质和脂肪酸合成提供场所。

2.与细胞质骨架相关。对维持细胞的形态、运动、物质运输、能量传递有关。

3.与细胞膜相关。（1）细胞内的各种膜相细胞器使细胞基质产生区室化。（2）依靠细胞膜或细胞器上的泵蛋白和离子通道维持细胞内外跨膜的离子梯度。

4.与蛋白质的修饰和选择性降解等方面有关。

内质网的标志酶：葡萄糖-6-磷酸酶

内质网的功能：

1.合成蛋白质（糙面内质网）

2.合成脂质（光面内质网）

3.蛋白质的修饰与加工

糙面内质网上合成的蛋白质包括：

1.向外分泌的蛋白质

2.膜的整合蛋白

3.细胞器中的可溶性驻留蛋白

高尔基体的结构：1.顺面膜囊及顺面网状结构2.中间膜囊3.反面膜囊及反面网状结构

高尔基体的功能：

高尔基体是细胞内大分子转运的枢纽或集散地，是细胞内糖类合成的工厂。

1.与细胞的分泌活动有关。

2.蛋白质的糖基化及其修饰。（注：N-连接的糖基化反应起始发生在糙面内质网，O-连接的糖基化是在高尔基体中进行的）

3.蛋白酶的水解。

溶酶体：单层膜围绕、内含多种酸性水解酶类的囊泡状细胞器，其主要功能是行使细胞内的消化作用。

根据溶酶体处于完成其生理功能的不同阶段大致分为：初级溶酶体、次级溶酶体和残质体。溶酶体的功能：

1.清除无用的细胞大分子、衰老的细胞器以及衰老损伤和死亡的细胞

2.防御功能