细胞生物学讲义

1 细胞生物学 一、 1、细胞生物学（cell biology）：是研究细胞各种生命活动规律的学科，从不同层次上研究细胞的结构与功能、细胞增殖、分化、衰老与凋亡，细胞信号转导，细胞基因表达与调控，细胞起源与分化。 2、分子细胞生物学（Molecular cell biology）：从分子的水平上来研究生命现象同分子结构的关系的学科。 3、细胞生物学研究的内容： （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 4、细胞学说内容： （1）细胞是有机体，一切动植物都是由细胞发育而来，并由细胞和细胞产物构成； （2）每一个细胞作为一个相对独立的单位 ，既有其自己的生命，又对与其他细胞共同组成的整体的生命有所助益； （3）新的细胞可以通过自己存在的细胞繁殖产生； （4）细胞核作用的重要性。 二、 1、细胞（cell）：细胞是生命活动的基本单位。 2、细胞的基本共性： （1）所有的细胞都有相似的化学组成； （2）脂—蛋白体系的生物膜； （3）相同的遗传装置； （4）蛋白质的合成机器--------核糖体 （5）一分为二的分裂方式。 3、为什么说细胞是生命活动活动的基本单位？ （1）细胞是构成有机体的基本单位； （2）细胞是代谢与功能的基本单位； （3）细胞是有机体生长和发育的基础； 2

（4）细胞是繁殖的基本单位； （5）细胞是生命起源的归宿，是生物进化的起点。 4、原核生物和真核生物的区别：

5、最小最简单的细胞：支原体 四、 1、细胞质膜（plasma membrane）：又称细胞膜（cell membrane），是指围绕在细胞最外层，由脂质、蛋白质和糖类组成的生物膜。 2、生物膜（biomembrane）：细胞的膜系统与细胞质膜统称为生物膜。 3、模型的提出：（1）三明治模型 （2）单位膜模型 （3）流动镶嵌模型 （4）脂筏模型 4、 膜脂：甘油磷脂 鞘脂 固醇 生物膜的组 膜蛋白：外在膜蛋白 内在膜蛋白 脂锚定膜蛋白 5、膜脂分子的运动方式：（1）脂分子围绕中心自旋运动 （2）沿膜平面的侧向运动 （3）脂分子尾部的摆动 （4）双层脂分子的翻转运动 6、脂质体：在水溶液中形成的一种球形脂双层结构。 7、荧光抗体免疫标记技术： 抗鼠细胞质膜蛋白的荧光抗体（绿色） 小鼠细胞表面 抗人细胞质膜蛋白的荧光抗体（红色） 人的细胞表面 8、 离子型：十二烷基硫酸钠（SDS）（白色粉末） 去垢剂： 非离子型：TritonX-100(无色液体)

标记 灭火的仙台病毒介质 标记

荧光在融合细胞表

面开始扩散 3

9、生物膜的基本特征： （1）膜具有流动性：利用荧光抗体免疫标记技术（FPAP）和荧光漂白恢复技术（FARP）检验运动速率。 （2）膜具有不对称性：细胞质膜由内到外名称为原生质表面（PS）、原生质小叶断裂面（PF）、细胞外小叶断裂面（EF）、细胞外表面（ES） 10、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； （3）提供细胞识别位点，完成细胞内外信号跨膜转导； （4）为多种酶提供结合位点，使酶促反应高效有序进行； （5）介导细胞与细胞、细胞与细胞外基质之间的连接； （6）参与形成细胞表面特化结构； （7）膜蛋白的异常能作为异常靶标。 11、成斑现象（patching）：在某些细胞中，当荧光抗体标记时间继续延长，已均匀分布在细胞表面的标记荧光会重新排布，聚集在细胞表面的某些部位，若聚集在细胞的一端，则称为成帽现象（capping） 12、膜骨架：是指细胞膜下与膜蛋白相连的有纤维蛋白组成的网架结构，他参与细胞质膜的形状并协助质膜完成多种生理功能。 13、血影（ghost）：当细胞经低渗处理后，质膜破裂，同时释放出血红蛋白和细胞内其他可溶性蛋白，这是细胞仍保持原来的基本形状和大小。 14、血影的蛋白质成分：血影蛋白、锚蛋白、肌动蛋白、带4.1蛋白、带3蛋白、带4.2蛋白。

五、 载体蛋白：高度选择性，可介导被动运输，又可介导主动运输。 1、膜转运蛋白 通道蛋白：不与物质结合，形成离子通道，介导被动运输，具有离子选择 性、具有门控性、分为离子通道、孔蛋白以及水孔蛋白 2、细胞膜对物质运输的通透性：H2O>O2>N2>苯>尿素>甘油>葡萄糖 3、被动运输（passive transport）：是指溶质顺着电化学梯度或浓度梯度，在膜转运蛋白协助4

下的跨膜运送方式。 4、简单扩散（simple diffusion）：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通过细胞，不需要细胞提供能量，也无需膜转运蛋白协助。 5、主动运输（active transport）：是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。 主要分为：ATP驱动泵、偶联转运蛋白或协同转运蛋白、光驱动泵 6.ATP驱动泵与主动运输： （1）Na-K泵：由2个α亚基和2个β亚基组成的四聚体。 工作原理：内侧α亚基与Na+结合促进ATP水解→亚基上一个天冬氨酸残基磷酸化→引起α亚基构象发生改变→Na+泵出细胞→K+与外侧α亚基结合→去磷酸化→α亚基构象改变→K+泵出细胞，每一循环，消耗1个ATP分子可泵出3个Na+和泵入2个K+。 生物学意义：①维持细胞膜电位 ②维持动物细胞渗透平衡 ③吸收营养 7、胞吞作用：通过细胞质内陷形成囊泡，将外界物质裹进并输入细胞的过程。 8、胞吐作用：将细胞内的分泌泡或其他某些膜泡中的物质通过细胞膜运出细胞的过程；分为组成型胞吐和调节型胞吐。 9、胞饮作用：胞吞物质若为溶液，形成的囊泡较小，则称为胞饮作用。 10、吞噬作用：若胞吞物为大的颗粒性物质，形成的囊泡较大，则称为吞噬作用。 11、质子泵类型：P-型质子泵、V-型质子泵、F-型质子泵、ABC超家族

六、 1、线粒体的超微结构：外膜、内膜、膜间隙、基质 2、电子传递链概论：（呼吸链）在线粒体内膜上存在传递电子的一组酶的复合体，由一系列能可逆的接受和释放电子或H+的化学物质所组成他们在内膜上相互关联的有序排列成传递链。 3、呼吸链：①NADH呼吸链：由复合物Ⅰ、Ⅲ、Ⅳ组成 ②FADH2呼吸链：由复合物Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ组成 4、氧化磷酸化：指在呼吸链上与电子传递链想相耦合的由ADP被氧化磷酸化成ATP的酶促过程。 5

球状的F1头部（5类型9亚基） α3β3γεδ，3个α亚基和3个β亚 5、ATP合酶 交替形成“橘瓣”结构（水溶性蛋白复合体） F0基部（a、b、c3种亚基按照abc10-12的比例组成一个跨膜离子通道） （疏水性蛋白复合体） 转子：γ与ε亚基有很强的亲和力结合在一起形成转子，防止质子露出，抑制ATP酶 6、 水解。 定子：α亚基、b亚基和F1的δ亚基共同组成的 7、躲避响应：叶绿体通过位移避开强光的行为。 积聚响应：在光照较弱的情况下，叶绿体会聚集到细胞的受光面。 8、类囊体：叶绿体的内部有内膜发展而来的封闭的扁平囊膜。 9、光合作用：是自然界将光能转化为化学能的主要途径，本质是呼吸作用的逆过程。 10、光合磷酸化：是光照引起的电子传递与磷酸化作用相耦连的而生成ATP的过程。 11、前叶绿体：基质内只形成少数基质类囊体，尚未或正在形成基粒类囊体 12、叶绿体的超微结构：叶绿体被膜、类囊体以及叶绿体内膜。 13、光合作用的过程：原初反应、电子传递链和光合磷酸化、光合碳同化 14、氧化磷酸化与光合磷酸化的区别？ 相同点：（1）俩个过程都是形成H+电化学梯度驱动合成ATP； （2）都需要ATP合成酶的催化生成ATP①； （3）电子传递链排列顺序相同； （4）都会受到解偶联因子作用发生终止； （5）都需要完整的膜结构； 不同点：（1）膜电位的分布不同； （2）发生条件不同； （3）产气情况不同； （4）ATP的合成有区别。 14、光反应在类囊体膜上进行，暗反应在叶绿体基质上进行。 15、卡尔文循环：①羧化阶段 ②还原阶段 ③RuBP再生阶段 ①羧化：核酮糖-1,5-二磷酸 + CO2→六碳化合物 2分子甘油酸-3-磷酸 ②还原：甘油酸-3-磷酸 甘油酸-1,3-二磷酸 甘油醛-3-磷酸 激酶 ATP磷酸化

分解 甘油醛-3-硝酸脱氢酶 NADPH还原 6

③再生：甘油醛-3-磷酸 二羟丙酮磷酸 醛酸酶 磷酸已糖 核酮糖-5-磷酸→核酮糖-1,5-2磷酸 16、线粒体和叶绿体为什么是半自主性的细胞器？ （1）有其自身的DNA； （2）有自我繁殖的基本组分，具有独立进行转录和翻译的功能； （3）能自主合成部分蛋白质，线粒体和叶绿体的大部分蛋白质由核基因合成受细胞核控制。

七、 1、蛋白质降解途径：泛素化和蛋白内体介导的 2、分子伴侣：协助细胞内蛋白质合成、分选、折叠与装配等。 3、内质网：是真核细胞中最普遍、最多变、适应性最强的细胞器。 4、内质网的类型：糙面内质网、光面内质网 5、内质网的功能： （1）蛋白质的合成是糙面内质网的主要功能； （2）光面内质网是脂质合成的重要场所； （3）蛋白质的修饰与加工； （4）新生多肽的折叠与组装； （5）解毒作用 6、高尔基体的形态结构：

7、高尔基体的功能： （1）高尔基体与细胞的分泌活动； （2）蛋白质的糖基化及其修饰： （3）蛋白质的水解和其他加工过程。 8、溶酶体可分为：初级溶酶体、次级溶酶体和残质体 9、溶酶体的功能：

异构化 一系列酶作用