细胞生物学复习资料

1、细胞生物学第一章：绪论 n 1665年，Robert Hooke（胡克，英国物理学家）首次描述细胞“Cell”Cella（空隙、小室，小房子）n 1677年，Antony Von Leeuwenhoek（列文虎克，荷兰布商，科学家，巴黎科学院通讯院士）观察到活细胞n 1838年，德国植物学家施来登(Mathias Schleiden)提出: 尽管植物的不同组织在结构上有着很大的差异，但是植物是由细胞构成的，植物的胚是由单个细胞产生的。n 1839年，德国动物学家施旺(Theodor Schwann)提出了细胞学说的两条最重要的基本原理地球上的生物都是由细胞构成的; 所有的生活细胞在结构上都是类

2、似的。n 1855年，德国医生和病理学家魏尔肖(Rudolf Virchow)补充了细胞学说的第三条原理: 所有的细胞都是来自于已有细胞的分裂，即细胞来自于细胞。n 细胞学说的内容：n 细胞是多细胞生物的最小结构单位，而原生生物本身即是一个细胞单位n 多细胞生物的每一个细胞既是一个活动单位，执行特定的功能n 细胞只能由细胞分裂而来。（魏尔肖）第二章： 细胞的统一性与多样一、细胞是生命活动的基本单位（一）细胞是构成有机体的基本单位，一切有机体都由细胞构成（除病毒是非细胞形态的生命体外）（二）细胞具有独立的、有序的自控代谢体系，细胞是代谢与功能的基本单位（三）细胞是有机体生长与发育的基础（四）细胞

3、是繁殖的基本单位，是遗传的桥梁，具有遗传的全能性（五）没有细胞就没有完整的生命三、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. 细胞能产生细胞，细胞能够用一分为二的分裂方式进行增殖2. 原核细胞（Prokaryotic Cells） 没有明显可见的细胞核,，同时也没有核膜和核仁,只有拟核，进化地位较低。支原体(mycoplast)（最小、最简单的细胞）一个细胞生存与增殖必须具备的结构装置： 细胞膜、DNA与RNA、一定数量的核糖体、催化酶促反应所需的酶。 维持细胞基本生存的基因为200300个，其表达产物占有空间为50nm。 一个细胞体积的

4、最小极限直径为140200nm.3. 原核细胞的基本特点: 遗传信息量少; 内部结构简单，特别是没有分化为以膜为基础的专门结构和功能的细胞器和细胞核膜1. 生物膜系统（了解即可，为下题原核与真核的比较做详细概述）以细胞的生物膜系统为基础形成了各种独立、重要的细胞器。u 生物膜系统将细胞质分隔成不同的区域，即所谓的区隔化(compartmentalization)。区隔化使细胞内表面积增加了数十倍，代谢能力增强。u 功能：保证物质的交换与跨膜运输、信息与能量的传递和化学反应的进行。3. 细胞骨架系统（了解即可，为下题原核与真核的比较做详细概述）细胞骨架是蛋白与蛋白搭建起的网络结构,包括细胞质骨架

5、和细胞核骨架。u 细胞骨架系统首要作用是维持细胞的一定形态；u 细胞内物质运输的动脉；u 细胞内基质区域化；u 帮助细胞移动或行走；u 主要成分:微管、微丝和中间纤维。原核细胞与真核细胞的比较 1. 原核细胞与真核细胞结构与功能的比较功能上的共同点：1都是生命的基本结构单位 2都能进行分裂 3都能遗传结构上的共同点: 1都有细胞膜； 2都有DNA和RNA； 3都有核糖体区别： 1真核细胞具有生物膜系统，使内部结构与功能区域化与专一化2细胞骨架，保证了细胞形态结构的合理排布与执行功能的有序性。3真核细胞体积比原核细胞大2. 原核细胞与真核细胞遗传装置与基因表达方式的比较 遗传装置与基因表达的复杂

6、化与多层次化 DNA结构与数量的变化 真核生物基因表达程序有严格的时空关系，多层次的调控 真核细胞的增殖过程出现明显的周期性第三章：细胞生物学研究方法1.几种显微镜的分辨范围肉眼分辨率：0.2mm光学显微镜分辨率：0.2m 电子显微镜分辨率：0.2nm0.61 分辨率 DN . sin （ / 2）=N=介质折射率；=镜口角（标本对物镜镜口的张角镜口角总是要小于140，所以sina/2的最大值必然小于1。分辨力数值不会小于0.2m，人眼的分辨力为0.2mm,因此显微镜的最大设计倍数为1000X。2.各种显微镜的用途相差显微镜 ：用于观察未染色样品, 能够观察到无色透明的活的物体。微分干涉差显微

7、镜 ：更适合研究活细胞中较大的细胞器。倒置显微镜：用于观察培养的活细胞，具有相差物镜。扫描隧道显微镜利用扫描隧道显微镜直接观察生物大分子，如DNA、RNA和蛋白质等分子的原子布阵和某些生物结构，如生物膜、细胞壁等的原子排列显 微 镜用 途分 辨 率普通显微镜适于一般性生物的观察，操作方便不小于0.2m 荧光显微镜观察可发荧光的物质，可定性定量高于普通显微镜 倒置显微镜多用于观察活细胞，具有相差物镜 与普通显微镜相同激光共焦点扫描显微镜显示细胞样品的立体结构 ，也可以用于细胞内生化成分的定量分析、光密度统计以及细胞形态的测量 比普通显微镜 提高1.4-1.7倍 微分干涉差显微镜能显示结构的三维立

8、体投影影像 ，目前像基因注入、核移植、转基因等的显微操作常在这种显微镜下进行，可观察活细胞中的颗粒及细胞器的运动 普通显微镜10倍以上相差显微镜可以观察未经染色的标本和活细胞 -细胞株：通过选择法或克隆形成法从原代培养物或细胞系中获得具有特殊性质或标志物的培养物称为细胞株（Cell Strain）。原代细胞：指从机体取出后立即培养的细胞细胞系：来源于动物或者植物细胞，能够在体外培养过程中无限增殖的细胞群体细胞融合；两个细胞通过质膜的接触并相互融合形成一个细胞的过程。融合后的细胞只有一个连续的细胞质膜。第四章：细胞质膜第一节 细胞质膜的结构模型一、细胞膜与生物膜1. 细胞质膜(plasma me

9、mbrane)或细胞膜(cell membrane)：围绕在细胞最外层的由脂质和蛋白质组成的生物膜。2. 生物膜(biomembrane)：细胞的所有膜结构的统称，包括细胞膜和细胞内膜。二生物膜的结构膜的流动性，即膜蛋白和膜脂均可侧向运动膜蛋白分布的不对称性，有的结合在膜表面，有 的嵌入或横跨脂双分子层三、生物膜的化学组成(一) 膜脂：基本骨架1. 甘油磷脂2 鞘脂3糖脂糖脂作用：存在于膜的非胞质面单层，糖基暴露于细胞表面，可作为受体参与细胞识别及信号转导的过程。4胆固醇(Cholesterol5. 脂质体 膜脂的功能u 构成膜的基本骨架,去除膜脂，则使膜解体;u 是膜蛋白的溶剂，一些蛋白通过

10、疏水端同膜脂作用，使蛋白镶嵌在膜上，得以执行特殊的功能;u 膜脂为某些膜蛋白(酶)维持构象、表现活性提供环境, 一般膜脂本身不参与反应(细菌的膜脂参与反应);u 膜上有很多酶的活性依赖于膜脂的存在。有些膜蛋白只有在特异的磷脂头部基团存在时才有功能。(二)膜蛋白1. 膜周边蛋白(外在膜蛋白) 靠离子键或其它较弱的键与膜表面的蛋白质分子或脂分子的亲水部分结合 为水溶性蛋白2. 内在膜蛋白(整合蛋白)部分或全部镶嵌在细胞膜中或内外两侧的蛋白质3. 脂锚定膜蛋白 通过与之共价相连的脂分子(脂肪酸或糖脂)插入膜的脂双分子中第二节 生物膜的基本特征与功能一、膜的流动性1.膜脂分子的运动u 侧向扩散运动 旋

11、转运动 摆动运动 伸缩震荡运动 u 翻转运动 旋转异构化运动u 胆固醇：胆固醇对膜脂流动性的调节作用随温度的不同而改变。二 膜蛋白的流动u 主要有侧向扩散和旋转扩散两种运动方式。可用光脱色恢复技术和细胞融合技术检测侧向扩散。2.影响膜脂流动性的因素u 胆固醇：胆固醇对膜脂流动性的调节作用随温度的不同而改变。u 脂肪酸链的饱和度：脂肪酸链所含双键越多越不饱和，使膜流动性增加。u 脂肪酸链的链长：长链脂肪酸相变温度高，膜流动性降低。u 卵磷脂/鞘磷脂：该比例高则膜流动性增加，是因为鞘磷脂粘度高于卵磷脂。u 其他因素：温度、酸碱度、离子强度等。当环境温度在相变温度以上时，膜脂分子处于流动的液晶态；

12、而在相变温度以下时， 则处于不流动的晶态。 膜脂相变温度越低，膜脂流动性就越大；反之，相变温度越高，膜脂的流动性也就越小。 (三)膜流动性的生理意义 质膜的流动性是保证其正常功能的必要条件。当膜的流动性低于一定的阈值时，许多酶的活动和跨膜运输将停止，反之如果流动性过高，又会造成膜的溶解。 膜流动性的改变是某些药物的作用机制：如各种麻醉药(增加流动性)、紫草素、核黄素二、膜的不对称性(一) 概念 质膜内外两层的组分和功能的差异，称为膜的不对称性。 (二) 膜脂的不对称性 同一种脂分子在脂双层中呈不均匀分布1膜脂的不对称性还表现在膜表面具有胆固醇和鞘磷脂等形成的微结构域脂筏。2膜蛋白在脂双层各层中

13、分布不均匀, 具有特定的方向性和分布的区域性3糖脂和糖蛋白中的糖链均分布在细胞膜的表面不对称的意义 膜脂、膜蛋白及膜糖分布的不对称性导致了膜功能的不对称性和方向性。保证了生命活动的高度有序性三、细胞膜的功能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出；3. 提供细胞识别位点，并完成细胞内外信息的跨膜传递；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、细胞与基质之间的连接；6. 参与形成具有不同功能的细胞表面特化结构。7. 膜蛋白的异常与某些疾病相关，可作为药物靶标一、膜骨架指细胞质膜下与膜蛋白相连的由纤维

14、蛋白组成的网架结构,它参与维持细胞质膜的形状并协助质膜完成多种生理功能。红细胞膜骨架的构成（了解）血影蛋白四聚体游离端与短肌动蛋白纤维（约1315单体）相连，形成血影蛋白网络。通过两个锚定点固定在质膜下方： 1通过带4.1蛋白与血型糖蛋白连结 2 通过锚蛋白与带3蛋白相连。 这一骨架系统赋与了红细胞质膜的刚性与韧性，得以几百万次地通过比它直径还小的微血管、动脉、静脉第五章：物质的跨膜运输一、被动运输、主动运输的概念(一) 被动运输指通过简单扩散或协助扩散实现物质由高浓度区域跨膜向低浓度区域转运。(二)、主动运输由载体蛋白介导的物质逆浓度梯度或者电化学梯度由浓度低的一侧向高浓度的一侧进行跨膜转运

15、的方式二、分清被动运输与主动运输的种类及各种类的主要特点 (了解即可)1. 简单扩散 (1)也叫自由扩散（free diffusion）特点：沿浓度梯度（或电化学梯度）扩散；不需要提供能量；没有膜蛋白的协助。仅靠膜两侧保持一定的浓度差,通过通透发生的物质运输。2. 协助扩散(1) 概念 在膜转运蛋白的协助下，物质从高电化学势或高浓度一侧向低电化学势或低浓度一侧的跨膜运输形式。(2) 运输特点 1比自由扩散转运速率高 2运输速率同物质浓度成非线性关系；存在最大转运速率 3有特异性，即与特定溶质结合。(一) 主动运输1. 概念：是由载体蛋白介导的物质逆浓度梯度或电化学梯度进行的跨膜运输2. 主动运

16、输的特点： 1 膜转运蛋白(载体蛋白，通道蛋白) 2 运输方向 3 能量消耗3. 主动运输的类型 ATP驱动泵：通过水解ATP获得能量； 耦联转运蛋白(协同运输)：离子梯度动力； 光驱动泵：利用光能运输物质，见于细菌。二、钠钾泵的工作原理及其意义钠-钾泵工作原理：消耗1个ATP，输出3个Na+，输入2个K+钠-钾泵是由2个亚基和2个亚基组成的四聚体细胞内侧亚基与Na+结合促进ATP水解，亚基上的一个天冬氨酸残基磷酸化引起亚基构象发生变化，将Na+泵出细胞，同时细胞外的K+与亚基的另一个位点结合，使其去磷酸化，亚基构象再次发生变化，将K+泵进细胞，完成整个循环。u 作用： 维持细胞的渗透性，保持

17、细胞的体积。 维持低Na+高K+的细胞内环境 该浓度梯度为营养物如葡萄糖协同运输提供驱动力； 有助于建立膜电位，为神经和肌肉电传导提供了基础。协同运输 n 物质跨膜运动所需要的能量来自膜两侧离子的电化学浓度梯度。动物细胞中常常利用膜两侧Na+浓度梯度来驱动 Na+驱动植物细胞和细菌常利用H+浓度梯度来驱动 植物质子驱动葡萄糖的转运：动物小肠细胞对葡萄糖的吸收就是伴随着Na+的进入，细胞内的Na+离子又被钠钾泵泵出细胞外，细胞内始终保持较低的钠离子浓度，形成电化学梯度。膜泡运输：大分子和颗粒物质被运输时并不直接穿过细胞膜，都是由膜包围形成膜泡，通过一系列膜囊泡的形成和融合来完成转运的过程，故称为

18、膜泡运输。 内部内膜系统各个部分之间的物质传递常常通过膜泡运输方式进行。三、受体介导的胞吞作用的过程u 配体(Ligand) .营养物、 .有害物质 .免疫物质、.信号物质u 胞吞过程：小窝内吞泡的形成初级内体次级内体溶酶体。u 胞吞过程中受体与配体的命运受体:再循环到原质膜结构域，再利用；被降解；转运至不同的质膜结构域配体：被降解；再循环，被运出细胞四、胞饮作用和吞噬作用的异同n 胞饮作用 (pinocytosis):细胞吞入的物质为液体或极小的颗粒物质，发生于所有的类型的真核细胞n 吞噬作用(phagocytosis): 细胞内吞较大的固体颗粒物质，只限于几种特殊的细胞类型第六章 一、线粒

19、体、叶绿体的半自主性细胞器特点及表型半自主性细胞器的概念自身含有遗传表达系统(自主性)；但编码的遗传信息十分有限，其RNA转录、蛋白质翻译、自身构建和功能发挥等必须依赖核基因组编码的遗传信息(自主性有限)。线粒体和叶绿体是真核细胞核外的含有DNA的细胞器线粒体DNA都编码自身的rRNA和tRNA，也能转录成mRNA，需要核基因编码的聚合酶和转录因子。 “自身”合成的蛋白质，同样依赖核编码的蛋白质。二、线粒体和叶绿体的起源厌氧的原始真核细胞革兰氏阴性细菌线粒体蓝藻叶绿体第七章一、质的概念及其功能涵义指除去能分辩的细胞器和颗粒以外的胶状物质，是一复杂的高度有组织的胶体系统1. 主要成分：与中间代谢

20、的数千种酶、细胞质骨架结构、RNA、糖原和脂滴、细胞质骨架结构。细胞质基质的功能1. 完成各种中间代谢过程 如糖酵解过程、磷酸戊糖途径、糖醛酸途径等。2. 为某些蛋白质合成和脂肪酸合成提供场所。所有蛋白质合成的起始步骤都发生在细胞质基质游离核糖体上。3. 细胞物质运输、能量交换和信号转导通路4. 与细胞质骨架相关的功能：维持细胞形态、细胞运动、大分子定位等。5. 与蛋白质的分选转运、修饰和蛋白质选择性降解有关二、细胞内膜系统的概念及其组成n 定义细胞内膜系统是指在结构、功能及发生上相互关联，由膜包被的细胞器或细胞结构，主要包括内质网、高尔基体、溶酶体、胞内体和分泌泡等。n 功能： 扩大膜的总面

21、积，为酶提供附着的支架，如脂肪代谢、氧化磷酸化相关的酶都结合在细胞膜上； 是将细胞内部区分为不同的功能区域，保证各种生化反应所需的独特的环境三、内质网的标志酶、结构与功能内质网的标志酶 葡萄糖-6-磷酸酶内质网的形态结构内质网膜：结构与质膜相同，但比质膜薄（5-6nm），有些部位可与核膜和某些细胞器膜相连，少数能与质膜相连。 内质网腔：内含细小蛋白质颗粒。 核糖体：附在膜的细胞质面。 ER是一种异质性细胞器，1 . 扁平囊状排列 2 . 管道状排列 3 .小泡状排列 上述3种形状是可以互相转变的 (1) 糙面内质网(RER)：1呈扁平囊状，排列整齐，有核糖体附着； 2旺盛合成分泌蛋白的细胞分布

22、多 浆细胞、胰腺细胞 3未成熟或未分化的细胞分布少功能：(1) 蛋白质合成 (2) 蛋白质的修饰与加工 (3) 新生肽的折叠与组装 (4) 膜的形成(2) 光面内质网(SER)： 多由分枝小管和圆形小泡构成，无核糖体附着 在多数细胞不发达，仅为rER中不附着核糖体 的小段区域 在一些特化细胞中丰富功能：(1) 脂类的合成 (2) 肝的解毒作用：如肝细胞的细胞色素P450酶系 (3) 肝细胞葡萄糖的释放：使葡糖6-磷酸水解，释放糖至血液中。 (4) 作为分泌蛋白的运输通路(5) 储存钙离子：肌质网膜上的Ca2+-ATP酶将细胞质基质中Ca2+ 泵入肌质网腔中(6) 参与固醇类激素的合成。四、高尔

23、基体的结构与功能n 结构：电镜下观察高尔基体是由一些（常常为48个）排列较为整齐的扁平膜囊堆叠在一起，扁囊多呈弓形、半球形或球形，膜囊周围有大量的大小不等的囊泡结构。n 高尔基体是有极性的细胞器：位置、方向和物质转运。n 形成面或顺面（cis face） 靠近细胞核的一面， 膜囊弯曲成凸面；n 成熟面或反面（trans face） 面向细胞质膜的一面常呈凹面高尔基体至少由互相联系的4个部分组成，每一部分又可能划分出更精细的间隔。n 高尔基体顺面膜囊或顺面高尔基体管网状结构（CGN）；n 高尔基体中间膜囊；n 高尔基体反面膜囊以及反面高尔基体管网状结构（TGN）；n 周围大小不等的囊泡。功能：1

24、.高尔基体顺面膜囊 RER（蛋白质和脂类）转化（蛋白质KDEL或HDEL）CGN； 蛋白丝氨酸残基发生O-连接糖基化； 跨膜蛋白在细胞质基质一侧结构域的酰基化； 蛋白质初级分选站2. 高尔基体中间膜囊 多数糖基修饰 糖脂形成 与高尔基体有关的多糖的合成场所3.高尔基体反面膜囊以及反面高尔基体管网状结构参与蛋白质的分类与包装与运输；n 某些“晚期”的蛋白质修饰（如唾液酸化、蛋白质酪氨酸残基的硫酸化及蛋白原的水解加工等）n 在蛋白质与脂类的转运过程中起“瓣膜”作用，保证这些物质的单向转运。4.高尔基体周围大小不等的的囊泡n 顺面一侧的囊泡可能是内质网和高尔基体之间的物质运输小泡ERGIC或VTCs

25、。n 反面一侧是分泌泡与分泌颗粒。总体功能：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. 蛋白酶的水解和其它加工过程4. 膜的转变功能：内质网上合成的新膜脂转移至高尔基体后，经过修饰和加工，形成运输泡与质膜融合。5. 参与植物细胞壁的形成6. 参与溶酶体的形成N-糖基化和O-糖基化六、溶酶体的发生、结构特点与功能溶酶体的发生n 1. 依赖于M6P的分选途径内质网上核糖体合成溶酶体蛋白进入内质网腔进行N-连接的糖基化修饰进入高尔基体cis面膜囊磷酸转移酶识别溶酶体水解酶的信号斑将乙酰葡糖胺磷酸转移在12个甘露糖残基上在中间膜囊切去N-乙酰葡糖胺形成M6P配体与trans膜囊上

26、的受体结合通过clathrin衣被包装成初级溶酶体 。1. 定义 溶酶体是单层膜围绕、内含多种酸性水解酶类的囊泡状细胞器。功能：1. 清除无用的大分子、衰老的细胞器及衰老损伤和死亡的细胞“清道夫”作用2.防御功能 某些细胞可识别并吞噬入侵的病毒和细菌，在溶酶体作用下将其杀死并进一步降解。如巨噬细胞3.其它重要的生理功能n 作为细胞内的消化“器官”为细胞提供营养；n 分泌腺细胞中，溶酶体摄入分泌颗粒，可能参与分泌过程的调节；n 参与清除赘生组织或退行性变化的细胞；n 精子的顶体反应。六、信号肽的概念、信号假说、包被小泡的类型信号肽：位于分泌蛋白的N端信号识别颗粒(SRP)：存在于ER膜上或游离在

27、细胞质中同核糖体结合信号识别颗粒受体(停泊蛋白)：存在于内质网上，特异性的与SRP结合1. 信号假说主要内容： 编码分泌蛋白的mRNA在起始密码子AUG之后紧跟着一组特定的信号密码子 多肽链在游离核糖体上开始合成，信号密码子转译信号肽 RER膜释放SRP到细胞质中，识别正在合成信号肽的核糖体，并与之结合，合成暂停，引导核糖体与ER膜上的易位子结合，而SRP 则与SRP受体结合，合成继续。 SRP脱离释放返回基质重复利用。 信号肽与易位子作用并使RER形成隧道，合成的多肽链通过隧道进入内质网腔。 信号肽被位于RER膜内表面的信号肽酶切掉。 多肽链继续生长，直至合成完毕。 最后在一种分离因子作用下

28、，核糖体脱离开膜，隧道封闭。包被小泡类型1披网格蛋白小泡（clathrin-coated vesicle）由网格蛋白形成的被膜小泡， 介导从反面高尔基体网络到细胞质膜、从细胞质膜到反面高尔基网络的运输。2 COP被膜小泡（COP coated vesicle）这种类型的小泡是介导非选择性运输的小泡， 它参与从ER到顺面高尔基体、从顺面高尔基体到高尔基体中间膜囊、从中间膜囊到反面高尔基体的运输。这种小泡的外被是外被蛋白COP（coat protein ， COP），外被蛋白是一个大的复合体，称为外被体（coatomer），3. COP被膜小泡（COPcoated vesicle），主要介导蛋白质

29、从高尔基体运回内质网，包括从反面高尔基体运向顺面高尔基体，以及将蛋白质从反面高尔基体运回到内质网。七、分子伴侣的概念一种与其他多肽或蛋白质结合的蛋白质，以防止蛋白质错误折叠、变性或聚集沉淀，对蛋白质的正确折叠、组装以及跨膜转运有意义。信号识别颗粒SRD：在真核生物细胞质中一种小分子RNA和六种不同蛋白的复合体，此复合体能识别核糖体上新生肽末端的信号，顺序并与之结合，使肽合成停止。异位子：第八章：细胞信号转导1. 细胞的信号分子(1) 概念：细胞的信息载体，包括化学和物理信号(2) 化学信号的种类： 激素：又称内分泌信号，如胰岛素、肾上腺素等。通过血液循环到达靶细胞，作用时间长 局部介质：称旁分

30、泌信号，如生长因子、细胞生长抑素、NO等。 特点：不进入血循环，通过扩散作用到达靶细胞，作用时间短 神经递质：又称突触分泌信号，由神经元突触前膜释放，如乙酰胆碱，作用时间短。(3) 特点：特异性；高效性；可被灭活。(4) 根据其化学性质可分为： 气体信号分子:NO、CO等 亲脂性信号分子：甾类激素和甲状腺素 亲水性分子：神经递质、局部介质、大多数激素。作为第一信使。2. 第二信使与分子开关(1) 概念：第一信使与受体作用后在胞内最早产生的信号分子。3.NO作为气体信号分子进入靶细胞直接与酶结合（1）. NO可快速扩散透过细胞膜，作用于邻近细胞。（2）. 在胞外不稳定，只能在组织中局部扩散，被氧

31、化后以硝酸根或亚硝酸根的形式存在于细胞内外液。（3）NO的作用机理 1. 乙酰胆碱血管内皮Ca2+浓度升高一氧化氮合酶NO平滑肌细胞鸟苷酸环化酶cGMP激活蛋白激酶G抑制肌动-肌球蛋白复合信号通路平滑肌舒张血管扩张、血流通畅。 2. 硝酸甘油治疗心绞痛具有百年的历史，其作用机理是在体内转化为NO，可舒张血管，减轻心脏负荷和心肌的需氧量。 3. NO在参与大脑的学习记忆生理过程中具有重要作用。G蛋白介导的信号通路(一) cAMP信号通路 u 概念： cAMP信号途径又称PKA系统，在该系统中, 细胞外信号要被转换成第二信息cAMP引起细胞反应。 通过调节cAMP的浓度，将细胞外信号转变为细胞内信

32、号。u 类型： 激活型： 抑制型：过程：腺苷酸环化酶：跨膜12次。在Mg2+或Mn2+的存在下，催化ATP生成cAMP。u 环腺苷酸磷酸二酯酶（cAMP phosphodiesterase, PDE）：降解cAMP生成5-AMP，起终止信号的作用。u 蛋白激酶A（Protein Kinase A，PKA）：由两个催化亚基和两个调节亚基组成。cAMP与调节亚基结合，使调节亚基和催化亚基解离，释放出催化亚基，激活蛋白激酶A的活性。(二) 磷脂酰肌醇信号通路概念：G蛋白偶联受体系统的一种。该通路也称IP3(1、4、5-三磷酸肌醇)、DG(二酰基甘油)、Ca2+信号通路,或称为PKC(Proteink

33、inaseC)系统。过程：配体GPCR Go/Gq蛋白（Go/Gq） PLC PIP2 （ DAG ） + IP3 IP3R Ca2+ PKC转位到质膜上DAG激活PKC 调节代谢或基因转录1. 钙离子可激活或抑制各种靶酶和运输系统，改变膜的离子通透性，诱导膜的融合或改变细胞骨架的结构与功能。2. 通过钙调节蛋白活化靶酶。RTK-Ras-MAPK信号通路： 视紫红质：是视杆细胞Gt蛋白耦联的光受体。 第二信使是cGMP 第九章：细胞骨架踏车行为：微丝的正极由于肌动蛋白亚基的不断添加而延长，而负极则由于肌动蛋白亚基去组装而缩短。微管组织中心：活细胞内微管组装时总是以某部位为中心开始聚集，这个中心

34、称为微管组织中心,包括中心体、基体等。微管特异性药物：秋水仙素(colchicine) 阻断微管蛋白组装成微管，可破坏纺锤体结构。紫杉醇(taxol)和重水（D2O）能促进微管的装配,并使已形成的微管稳定。微管马达蛋白物质运输方向配体 RTK GRB2 Sos Ras Raf（MAPKKK） Mek（MAPKK） Erk（MAPK）进入细胞核 其它激酶或转录因子改变靶蛋白活性或改变基因表达第十章：细胞核和染色体一、核被膜 核被膜在细胞周期中的崩解与装配 新核膜来自旧核膜 核被膜的去组装是非随机的，具有区域特异性（domain-specific）。 核被膜的解体与重建的动态变化受细胞周期调控因子

35、的调节，调节作用可能与核纤层蛋白、核孔复合体蛋白的磷酸化与去磷酸化修饰有关。二、核孔复合体1. 胞质环：位于核孔复合体胞质一侧，环上有8条纤维伸向胞质；2. 核质环：位于核孔复合体核质一侧，上面伸出8条纤维，纤维的末端形成一个直径为60nm的小环(8个颗粒结构)，构成笼子状的结构3. 幅：由核孔边缘伸向中心，呈辐射状八重对称。柱状亚单位：位于核孔边缘，连接内、外环，起支撑作用。腔内亚单位：接触核膜部分的区域。核孔复合体的功能：（1）双功能、双向性的亲水性核质交换通道。 双功能：被动扩散与主动运输 双向性：介导蛋白质的入核转运，介导RNA、核糖核蛋白颗粒的出核转运（2）被动扩散核孔复合体的有效直

36、径为910 nm，离子、小分子以及直径在10nm以下的物质原则上可以自由通过。注意：有些小分子蛋白因具有信号序列，是通过主动运输进入；小分子物质在核被膜两侧不一定均匀分布。（3）主动运输：完成生物大分子的核质分配，具有高度的选择性，双向性。 对运输颗粒大小的限制。 是一个信号识别与载体介导的过程，需消耗ATP，表现出饱和动力学特征 具有双向性。(1) 亲核蛋白运输基本概念 亲核蛋白：在细胞质内合成后，需要或能够进入细胞核内发挥功能的一类蛋白质 核定位信号(nuclear localization signals,NLS)：存在于亲核蛋白内，具有定向、定位作用的特殊氨基酸序列。 输入蛋白(imp

37、ortin)：仅有核定位信号的蛋白质自身不能通过核孔复合体，它必须与水溶性的NLS受体结合才可穿过NPC，这种受体称为输入蛋白。亲核蛋白运输机制 运输过程：结合与转移 蛋白与NLS受体，即imporin /二聚体结合； 物质与受体的复合物与NPC胞质环上的纤维结合； 纤维向核弯曲，核孔复合体构象发生改变，形成亲水通道，物质通过； 物质受体复合体与Ran-GTP结合，复合体解散，释放出物质； 受体的亚基与GTP-Ran返回胞质，在细胞质中Ran结合的GTP水解，并与importin解离，Ran-GDP返回细胞核重新转换为Ran-GTP。（4）核定位信号: 亲核蛋白含有的具有定向、定位作用的氨基酸

38、序列，这些短肽保证了整个蛋白质能够通过核孔复合体被转运到细胞核内。特点： NLS是存在于亲核蛋白内的一些短的氨基酸序列片段，富含碱性氨基酸残基， NLS的氨基酸残基片段可以是一段连续的序列，也可以分成两段，两段之间间隔约10个氨基酸残基（核质蛋白）。 NLS序列可存在于亲核蛋白的不同部位，在指导完成核输入后并不被切除。 NLS只是亲核蛋白入核的一个必要条件而非充分条件 1.染色质(Chromatin)：指间期细胞核内由DNA、组蛋白、非组蛋白及少量RNA组成的线性复合结构, 是间期细胞遗传物质存在的形式2. 染色体(chromosome)：指细胞在有丝分裂或减数分裂过程中,由染色质聚缩而成的棒

39、状结构3核小体是一种串珠状结构，由核心颗粒和连结线DNA两部分组成。2. 着丝粒(centromere)与动粒(kinetochore)u 是两个不同的概念，前者指中期染色单体相互联系在一起的特殊部位，后者指主缢痕处两个染色单体外侧表层部位的特殊结构，它与仿锤丝微管相接触。u 着丝粒含3个结构域：二、染色体DNA的三种功能元件（1） 自主复制DNA序列（2）着丝粒DNA序列（3）端粒DNA序列巨大染色体的类型1. 多线染色体 2. 灯刷染色体核仁的超微结构1. 纤维中心(fibrillar centers,FC) RNA聚合酶和rDNA2. 致密纤维组分(dense fibrillar com

40、ponent,DFC) 是新合成的RNP3. 颗粒组分(granular component,GC) 是不同加工阶段的RNP核仁的功能：核仁是细胞制造核糖体的装置。 rRNA基因转录的形态及组织特征 rRNA前体的加工 参与核糖体大小亚基的装配 控制蛋白质合成的速度第十一章：核糖体真核生物核糖体的组成：大小为80S 大亚基60S 蛋白数为49小亚基：40S 蛋白数为33原核生物核糖体：大小 70S 大亚基 50S 蛋白数34 小亚基 30S 蛋白数 21第十二章：细胞增殖及其调控： 一、 细胞周期概念：指从一次细胞分裂结束开始，到下一次细胞分裂 结束所经历的整个过程。分为：物质积累期（间期或静

41、止期）和细胞分裂期。细胞周期中各个不同时期及其主要事件1. G1期 与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，同时染色质去凝集。2. S期 DNA复制与组蛋白合成同步，组成核小体串珠结构3. G2期 DNA复制完成，在G2期合成一定数量的蛋白质和RNA分子4. M期 M期即细胞分裂期，真核细胞的细胞分裂主要包括两种方式，即有丝分裂(mitosis)和减数分裂(meiosis)。遗传物质和细胞内其他物质分配给子细胞。有丝分裂的过程1. 前期（prophase） 染色质凝缩 前期末动粒形成。 有丝分裂器开始装配，分裂极确定 核仁解体：核仁在前期末缩小并消失

42、，rDNA缩回染色体 的次縊痕处。 在前期末染色体着丝粒两外侧各形成的一个特殊的蛋白质复合体2. 前中期（premetaphase ） 前中期（premetaphase）是指核膜破裂到染色体排列到赤道板之前的这段时间。 染色体凝集变粗，形成X形染色体结构，染色体作旋转，震荡等剧烈运动。 核膜破裂，以小膜泡的形式分散在细胞质中； 核纤层蛋白的磷酸化使核纤层解聚成核纤层蛋白； 前期纺锤体形成：细胞核周围的纺锤体侵入到细胞的中心区，部分纺锤体微管结合到染色体的动粒上。3.中期（metaphase） 中期是指染色体排列到赤道面上，到姊妹染色单体开始分向两极的一段时间，动物染色体呈辐射状排列。染色体两边

43、的牵引力达到平衡。 主要特征：形成典型的纺锤体（spindle）； 染色体排列在赤道板上。4. 后期（anaphase）标志：两个染色单体完全分开，向两极移动。当染色单体到达两极，标志后期结束。 后期A，动粒微管变短，两个染色单体向两极运动。 后期B，极间微管长度增加，纺锤体两极之间的距离逐渐拉长。5. 末期 染色体到达两极； 动粒微管消失，极性微管继续加长； 核膜、核仁和部分细胞器重新装配。6.胞质分裂（cytokinisis） 胞质分裂开始于细胞分裂的后期，完成于细胞分裂的末期。 胞质分裂开始时，在赤道板周围细胞膜及相应的胞质开始下陷，形成环形缢缩，称为分裂沟(furrow)。分裂沟逐渐加

44、深，直至两个子代细胞完全分开。着丝粒：是指染色体主缢痕部位的染色质，它把姊妹染色体单体连接在一起，并把染色体分成两个臂。 动粒：是位于着丝粒两侧由蛋白质构成的三层盘状或球状结构。和纺锤体相连，与染色体的向极移动有关。减数分裂的过程前期 I：(1) 细线期 染色质凝集，显微镜下呈细丝状，分辨不出两条染色单体，细纤维状的染色体上分布有念珠状的染色粒。在这个时期，由于染色体细线交织在一起，偏向核的一方，所以又称为凝线期（synizesis）。 染色体端粒通过接触斑和核膜相连，而其它部分以半环状延伸到核基质中，对于接触斑位于细胞核一侧的物种来说 形似花束，称为花束期（bouquet stage）。 (

45、2) 偶线期（zygotenen） 同源染色体配对，形成联会复合体。在光镜下可以看到两条结合在一起 的染色体，称为二价体（bivalent）。每一对同源染色体都经过复制，含四个染色单体，所以又称为四分体。 合成偶线期DNA（zygDNA）。(3) 粗线期（pachytene） 染色体进一步浓缩，变粗变短，结合紧密，在光镜下只 在局部可以区分同源染色体。 重组节形成，染色体发生交换和重组。 合成一小部分未合成的DNA（P-DNA），保持染色体的完整性，防止断裂。 合成减数分裂期专用的组蛋白，并把体细胞类型的组蛋白部分或全部置换下来。(4)双线期（diplotene） 联会的同源染色体相互排斥、开

46、始分离，但在交叉点 （chiasma）上还保持着联系。 染色体发生去凝集，形成灯刷染色体，RNA转录活性。 (5)终变期（diakinesis） 染色体重新凝集，形成短棒状结构 交叉向端部移动，发生端化，二价体显著变短，并向核周边移动，在核内均匀散开，是观察染色体的良好时期。 核仁消失，核膜解体。 中心体复制完成，并开始移向两极。中期n 同源染色体的每一对姊妹染色单体在着丝粒处并连在一起，1对动粒朝向同一极，同源染色体的两个染色体通过动粒微管分别连向不同的极。四分体逐渐向赤道方向移动，最终排列在赤道面上。后期n 同源染色体的 两个染色体分离，分别移向一极。每极的染色体数比亲代细胞减少了一半，为

47、1n。1染色体为1二分体，仍由2条染色单体组成，因而每极的DNA含量仍是2C（C代表1个基因组或单倍的DNA量）。末期，胞质分裂和减数分裂间期减数分裂的特点 遗传物质只复制一次，细胞连续分裂两次，导致染色体数目减半 S期持续时间较长 同源染色体在减数分裂期I(MeiosisI)配对联会、基因重组 减数分裂同源染色体配对排列在中期板上，第一次分列时，同源染色体分开有丝分裂与减数分裂比较 有丝分裂之前，经DNA合成，进入G2期，才进行有丝分裂；减数分裂之前，DNA合成时间很长(99.7%合成,0.3%未合成)，一旦合成，即进入减数分裂期，G2期短或没有； 有丝分裂时间短，1-2小时；减数分裂时间长

48、，20多小时至几年。减数分裂中期（A）与减数分裂中期（B）动粒与纺锤体的联系细胞周期中的检验点1. G1/S检验点：start点或R点，控制细胞由静止状态的G1进入 DNA合成期，检查DNA是否损伤？细胞外环境是否适宜？ 细胞体积是否足够大？2. S期检验点：DNA复制是否完成？3. G2/M检验点：是决定细胞一分为二的控制点，检查DNA是否损伤？细胞体积是否足够大？ 4. 中-后期检验点（纺锤体组装检验点）纺锤体 概念（concept）：由微管和微管蛋白组成的参与染色体向极移 动的纺锤式的结构。 结构组成：动粒微管：一端和中心体相连，另一端和动粒相连。 极性微管：一端和中心体相连，另一端游离或者是 相互搭桥。周期蛋白与CDK结合形成激酶第十三章：程序性细胞死亡与细胞衰老细胞凋亡的概念：是由一系列基因控制并受复杂信号调节的细胞自然死亡的现象。特征：形态特征 细胞：细胞皱缩 细胞膜：完整，微绒毛减少，细胞连接减少 细胞核：染色质凝集，裂解 细胞质：胞质浓缩，细胞器改变 凋亡小体(apoptotic bodies) ：凋亡细胞表面形成的一些突起，由完整细胞膜包裹，内含细胞器、染色质片段的结构。生化改变 DNA片段化形成梯