医学细胞生物第五版知识点大全

医学细胞生物学复习知识点【第一章---绪论】第一节细胞生物学归纳地球上所有生物均由细胞组成，细胞是生物体结构和功能的基本单位。一、细胞生物学的看法与研究内容看法细胞生物学是从细胞的显微、亚显微和分子三个水平对细胞的各种生命活动睁开研究的学科。研究内容分三个层次：显微（细胞）水平----光学显微镜技术亚显微（亚细胞）水平---电子显微镜技术分子水平---分子生物学技术、生物物理学方法研究内容研究对象：细胞研究特点：结构与功能相结合关注细胞间的互相关系，说明生物体的生命现象的体系和规律，包括：⑴生长、发育⑵分化、生殖⑶运动⑷遗传、变异⑸衰老和死亡分支学科

细胞遗传学细胞生理学细胞社会学膜生物学染色体生物学干细胞生物学

新兴领域

基因组学（genomics）蛋白质组学（proteomics细胞组学（cytomics）

）细胞生物学研究的常用模式生物细菌---基因调控、细胞周期等酵母---蛋白质分泌和膜的起源线虫---细胞凋亡的调控果蝇---分化细胞系的产生斑马鱼---脑和神经系统的形成和功能小鼠---(包括培养细胞)肿瘤等疾病模型拟南芥---器官的发育和模式二、细胞生物学在生命科学中的地位生命科学的重要分支学科、生命科学的基础学科、现代生命科学中的前沿学科之一、生命科学中最为活跃的研究领域之一细胞生物学的两种重要研究方式：1.表型特点分子体系2.生物大分子其对细胞功能或行为的影响所以，细胞生物学也被称为:细胞分子生物学或分子细胞生物学第二节细胞生物学发展的几个主要阶段一、细胞的发现与细胞学说的创立细胞的发现1665年英国物理学家RobertHooke观察到了软木塞中的蜂窝状小室，并将其命名为cell（细胞）。自1677年开始，荷兰科学家A.VanLeeuwenhoek用自制的高倍放大镜和显微镜观察到了包括精子、细菌在内的活细胞。细胞学说的创立1838-1839年施莱登和施旺提出了细胞学说（CellTheory）。基本内容：所有生物，从单细胞生物到高等动、植物都是由细胞组成的；细胞是生物形态结构和功能活动的基本单位。1855年R.Virchow提出“所有细胞只能来自原来的细胞”，完满了细胞学说。细胞学说创立的意义：推动作用世纪自然科学的三大发现之一二、光学显微镜下的细胞学研究19世纪中叶到20世纪初期技术：固定和染色发现：无丝分裂中心体有丝分裂线粒体减数分裂高尔基体三、实验细胞学阶段20世纪初期到20世纪中叶主要特点：采用多种实验手段研究细胞的生化代谢和生理功能主要工作：Morgan“基因学说”：基因是遗传性状的基本单位组织培养技术检测细胞中核酸的方法从活细胞中分别出细胞核和各种细胞器四、细胞生物学的出生与发展电子显微镜的发明和20世纪中叶分子生物学的发展，标志住亚显微结构与分子水平相结合的细胞生物学的初步4.1电子显微镜的应用使细胞学研究深入到亚显微水平?1933年：德国E.Ruska等人发了然电子显微镜（透射电镜）1940-1980：电镜的技术不断改革，明确了过去在光镜下看到的高尔基体和线粒体；发现了过去在光镜下看不到的细胞器:内质网、溶酶体、核糖体、细胞骨架结构4.2分子生物学的研究进展促进了细胞生物学的形成与发展?1952年RE.Franklin拍摄到清楚的DNA晶体的X-衍射照片。1953年她认为DNA是一种对称结构，可能是螺旋。1953年，Watson和Crick提出DNA双螺旋模型。与Wilkins分享1962年诺贝尔生理学与医学奖。1953-1970：分子生物学进入一个迅速的发展时期：证明DNA复制为半保留复制发现“中心法规”（centraldogma:DNA→RNA→蛋白质公布三联体密码假说、确定了DNA中编码氨基酸的“密码子”建立了DNA重组技术和DNA序列解析技术以上理论和技术的建立，使细胞的形态结构和生理功能研究深入到分子水平，形成了从分子水平、亚细胞水平和细胞整体水平来商议细胞生命活动的学科，即细胞生物学(Cytology发展为CellBiology开始于20世纪60年代)。DNA双螺旋模型提出此后,陪同一系列分子生物学技术的建立，使细胞生物学与分子生物学亲密结合。让人们能够在分子水平上研究细胞的各种生命活动。今后细胞生物学的研究进入分子细胞生物学时代。五、细胞生物学的发展趋势单个细胞显微、亚显微、生物个体水平研究细胞功能的分子基础，分子水平的研究研究细胞间互相作用、分工协作的社会关系。第三节细胞生物学与医学细胞生物学是现代医学的基础和支柱学科医学要解决的问题：是说明人的生、老、病、死等生命现象的体系和规律，并对疾病进行诊断、治疗和预防细胞是表现人类生、老、病、死之单位：人类生命从受精卵开始，经过胎儿、再生儿、幼年、成年、老年直至死亡等过程，这些过程都是以细胞为单位进行的细胞的结构伤害和功能凌乱是的疾病的实质所在：癌症：是正常细胞癌变的结果糖尿病：是胰岛细胞受损或机体细胞失去对胰岛素的反应阿尔茨海默病（老年痴呆症）：胆碱能神经元进行性死亡帕金森病：多巴胺能神经元受损医学细胞生物学的看法医学细胞生物学作为细胞生物学的一个重要分支，所要商议的主若是与医学相关的细胞生物学问题，这些问题经常是疾病发生发展的基础。以揭穿人体各种细胞在生理和病理过程中的生命活动规律为目的，希望能对人体各种疾病的发病体系予以深入说明，为疾病的诊断、治疗和预防供应理论依照和策略，这就是医学细胞生物学的主要研究内容。细胞生物学是转变医学研究的基石：转变医学重申将基础研究与解决患者实责问题相结合，实现从“实验室到床边”的转变。【第二章---细胞的看法与分子基础】一、原核细胞与真核细胞的差异？二、细胞的化学组成是什么？三、如何理解细胞组分及其表现形式的动向变化第一节细胞的基本看法自然界中的生物：可区分为3个域细菌域生物(prokaryoticcell)：原核细胞古菌域生物（archaeon）：古核细胞真核域生物(eukaryoticcell)：真核细胞一、原核细胞种类：支原体---最小最简单的细胞；细菌---原核细胞的典型代表。原核细胞的特点：?结构简单，仅由细胞膜包绕；细胞质内含有DNA地域，但无被膜包围。?胞质内没有细胞器，但有核糖体(70S,大亚基50、小亚基30）。在裸露的环状DNA分子中，基因的编码序列排列在一起，无内含子。蛋白质合成特点：转录与翻译同时进行。细菌结构表示图二、真核细胞高等生物由真核细胞组成真核细胞的形态：多样真核细胞的大小：10-20μm,但卵细胞大。真核细胞的基本结构：细胞膜光学显微镜下细胞质细胞核（可看到核仁）（光镜下的结构称显微结构）胞质中可看到:膜性细胞器:内质网、高尔基复合体、溶酶体、过氧化物电子显微镜下酶体、线粒体;细胞骨架:微管、微丝、中间纤维.胞核中可看到：染色体、核骨架.（电镜下的结构称亚显微结构）三、原核细胞与真核细胞的比较第二节细胞的分子基础(细胞的化学组成)细胞中的化学元素基本元素：C、H、O、N(占90%)、S、P、Cl、K、Na、Ca、Mg、Fe(此12种占99.9%)微量元素：Cu、Zn、Mn、Mo、Co、Cr、Si、F、Br、I、Li、Ba一、组成细胞的生物小分子无机化合物：水和无机盐水：含量最多（70%）存在形式：游离水，细胞代谢反应的优异溶剂结合水，与蛋白质分子结合，是细胞结构的重要成分。水的结构特点：水分子由1个氧原子和2个氢原子组成，呈V字形，尾端带负电，两翼带正电，从而表现出极性。A.水分子拥有极性，所以是极性分子的优异溶剂。但不能够溶解非极性物质(脂类)。水分子可同蛋白质中的正、负电荷结合。（2）无机盐：含量：细胞干重的2%—5%存在形式：离子状态：-2--Cl、HPO、HCO、Na+、K+、Ca2+、Mg2+43功能：保持细胞内外的浸透压和pH保持神经、肌肉应激性保持酶的活性与蛋白质或脂类结合有机小分子：是组成生物大分子的亚单位单糖多糖脂肪酸脂类氨基酸蛋白质核苷酸核酸（1）单糖小分子—单糖：(CH2O)n五碳糖(戊糖)：核糖六碳糖(己糖)：葡萄糖（2）脂肪酸小分子:脂肪酸无分支的拥有偶数碳原子的脂肪族羧酸。结构特点：由两部分组成，一端是疏水性的长烃链，另一端是亲水性的羧基（-COOH）。分类：短链（2—4C）饱和（所有的碳原子均与氢原子结合）中链（6—10C）长链（12—26C）不饱和（碳原子间含有一个或多个双键）（3）氨基酸——蛋白质的基本组成单位（4）核苷酸磷酸P-P-P-P-P-P-戊糖核糖脱氧核糖碱基嘌呤AG嘧啶CTU二、组成细胞的生物大分子DNA——携带遗传信息RNA——遗传信息表达与调控?蛋白质——组成细胞的主要组分（占细胞干重的50%）、保持细胞的形状结构、细胞功能的主要执行者多糖——存在于细胞表面和细胞间质脂类——细胞膜结构的主要组分（占膜成分的50%）DNA：由几十个~几百万个单核苷酸聚合而成，核苷酸为其组成单位。RNA:由DNA转录而来、与DNA上的差异仅在于RNA中的U取代了DNA中的T，RNA种类众多。蛋白质：由几十个~几百个氨基酸组成的多聚体，氨基酸为蛋白质组成单位，氨基酸之间以肽键连接。蛋白质的一级结构:蛋白质的一级结构是指蛋白质分子中氨基酸的排列序次。蛋白质的二级结构:多肽链局部地域的氨基酸的规则排列。α-螺旋（α-helix）、-折叠（β-sheet）α-螺旋（α-helix）：特点:右手螺旋螺旋一圈有3.6个氨基酸残基螺距为0.54nm氨基酸侧链伸向螺旋外侧螺旋的走向都为顺时针方向β-折叠(β-sheet)：多肽链充分伸展，两条以上肽链或一条肽链内的若干肽段可平行排列，两条肽链走向可相同，也可相反。并经过肽链间的肽键羰基氧和亚氨基氢形成氢键从而牢固β-折叠结构。蛋白质的三级结构：三级结构是由不相同侧链间互相作用形成的肽链折叠，互相作用的方式有氢键、离子键和疏水键等。拥有三级结构的蛋白质即表现出生物学活性。蛋白质的四级结构：是在三级结构基础上形成的，在四级结构中每个独立的三级结构的肽链成为亚基，多肽链亚基之间经过氢键等非共价键的互相作用，即形成了更为复杂的空间结构。多糖大分子糖（动物细胞）双糖寡糖（植物细胞）多糖糖原(动物细胞)淀粉(植物细胞)“单糖分子经过脱水作用以糖苷键结合形成多糖。”糖类的功能：储蓄能量（糖原和淀粉）组成细胞的结构物质（如糖蛋白和糖脂是细胞膜的组成成分）在细胞鉴别、细胞粘附及信息传达中发挥重要作用（如免疫球蛋白IgG、粘附分子整合素等）脂类大分子—脂类甘油三酯（脂肪）磷脂甘油磷脂（四种）鞘磷脂甘油三酯：3分子脂肪酸与1分子甘油以酯键相连组成。磷脂：是细胞膜脂类的主要组分（见第四章）【第四章--细胞膜与物质的穿膜运输】掌握细胞膜的化学组成分子、生物学特点及细胞膜的分子结构模型。掌握小分子物质穿膜运输方式及特点，大分子和颗粒物质运输的胞吞与胞吐作用，受体介导的胞吞作用。熟悉细胞表面的特化结构，细胞膜异常时与某些疾病发生的关系。细胞膜又称质膜(Plasmamembrane)，是包围在细胞质表面的一层薄膜，是生命进化的关键一步。作用：与外界环境分开，形成特有的内环境物质转运细胞外感觉器：信号传达、细胞鉴别质膜生物膜——单位膜(电镜下呈“两暗夹一明”）内膜脂类脂质双层共价键非共价键结构组成蛋白质转运蛋白、连接体、受体、酶糖脂糖类细胞外被糖蛋白功能：转运小分子大分子、大颗粒第一节细胞膜的化学组成与生物学特点一、质膜的化学组成（一）膜脂(细胞膜上的脂类）膜脂的组成成分：（1）磷脂（phospholipid）---膜脂分子中含有磷酸基团是膜脂的基本成分,含量最高50%以上甘油磷脂---以甘油为骨架磷脂酰胆碱(卵磷脂)磷脂酰乙醇胺（脑磷脂）磷脂酰丝氨酸(负电荷)磷脂酰肌醇鞘磷脂（2）胆固醇Cholesterol——散布在磷脂分子之间结构特点：羟基/甾环/烃链（3）糖脂glycolipid----散布在质膜的非胞质面结构特点：脂类+寡糖在植物、细菌：磷脂酰胆碱的衍生物动物：鞘氨醇衍生物，称鞘糖脂2.膜脂的特点：均为两性分子P72-73亲水（hydrophilic）头部极性基团疏水（hydrophobic）尾部C-H链（二）膜蛋白1.含量髓鞘膜25%线粒体内膜75%一般膜50%存在方式---依照膜蛋白与脂质双层结合的方式不相同分类（1）膜内在蛋白(穿膜蛋白),占70%-80%单次穿膜（以下图A）多次穿膜（以下图B）多亚基穿膜（以下图C）2）膜外在蛋白(周边蛋白）占20%-30%位于膜两侧，结合弱①蛋白质：借α螺旋与脂单层互作(胞质一侧,以下图D）②蛋白质：附着在穿膜蛋白上(两侧,以下图G、H)3）脂锚定蛋白(脂连接蛋白）脂质分子+蛋白质（共价键）①脂肪酸链+蛋白质（胞质侧，以下图E）②与磷脂酰肌醇分子相连的寡糖链+蛋白质（质膜外，以下图F），称为“糖基磷脂酰肌醇锚定蛋白”。（三）膜糖组成及存在形式①糖脂:脂类+寡糖②糖蛋白:蛋白质+寡糖多糖糖基化位点N-连接（天冬酰胺）O-连接（丝氨酸、苏氨酸）糖种类:葡萄糖半乳糖甘露糖岩藻糖唾液酸\N-乙酰半乳糖胺\N-乙酰葡萄糖胺含量2-10%存在部位非细胞质一侧细胞外被（糖萼）二、质膜的特点不对称性（1）膜脂的不对称性RBC外层磷脂酰胆碱、鞘磷脂糖脂内层磷脂酰丝氨酸、磷脂酰乙醇胺负电荷（2）膜蛋白的不对称性（3）膜糖的不对称性非细胞质一侧二维流动性1）脂类的流动性运动方式侧向扩散:107times/sec翻转运动:<once/month旋转运动:波折运动:伸缩振荡运动：影响膜流动性的因素脂双层的液晶态特点液态晶态相变：温度的变化以致膜状态的改变相变温度：温度的下降可以致流动的液晶态转变为“冰冻的晶状凝胶”，当温度上升到某一点时又可转变为液晶态，该临界温度谓之相变温度。脂肪酸链（C-H链）的饱和度:含不饱和碳氢链的膜流动性大C-H链的长度:含短碳氢链的膜流动性大胆固醇的含量:双重调治作用相变温度以上：胆固醇含量高,膜牢固性好相变温度以下：搅乱晶态形成卵磷脂与鞘磷脂的比率卵磷脂比率高,膜流动性好膜蛋白的结合方式（2）膜蛋白的流动性侧向扩散实考据明：细胞交融实验、光致漂白荧光恢复法（光脱色恢复技术）旋转运动三、生物膜的分子结构模型流动镶嵌模型——是目前宽泛接受的模型脂质双层内在、外在蛋白流动性/不对称性晶格镶嵌模型、板块模型——是对该模型的有效补充脂筏模型——是在流动镶嵌模型基础上的新进展脂筏（lipidraft):由特别脂质和蛋白质组成的微区，富含胆固醇和鞘磷脂，齐聚一些特定种类的膜蛋白。该微区比膜的其他部分厚且较少流动。利于:蛋白质互相作用、蛋白质变构功能：参加信号转导、受体介导的胞吞第二节小分子物质和离子的穿膜运输物质跨膜运输能够分为被动运输和主动运输两大类被动运输简单扩散易化扩散一、简单扩散（simplediffusion）⑴特点溶质分子经过质膜进行自由扩散，不需要膜转运蛋白协助。转运是由高浓度向低浓度方向进行，所需要的能量来自高浓度自己所包括的势能，不需要细胞供应能量。膜的选择通透性?易于经过膜的物质脂溶性物质不带电荷小分子物质?不易经过膜的物质带电荷物质大分子物质⑵条件溶质必定能透过膜；溶质在膜两侧保持必然的浓度差。二、易化扩散（facilitateddiffusion）定义在特异性的膜运输蛋白介导下，一些非脂溶性（或亲水性）的物质顺电化学梯度的跨膜转运。不用耗细胞的代谢能，属于被动运输。膜运输蛋白（membranetransportprotein）是指细胞膜上负责转运不能够经过简单扩散穿膜的物质的蛋白质。如负责转运各种离子、葡萄糖、氨基酸、核苷酸及各种代谢产物的载体蛋白和通道蛋白。?载体蛋白（carrier）：与特定溶质分子结合，经过构象改变进行物质转运，既介导被动运输又介导主动运输。特点拥有选择性、特异性转运速率远高于直接穿膜的简单扩散，但低于通道拥有饱和性，存在最大转运速度门控通道的种类⑴配体门控通道离子通道型受体与胞外特定配体结合后构象改变，“闸门”打开，赞同某种离子迅速跨膜转运。如乙酰胆碱受体是典型的配体门控通道。电压门控通道跨膜电位的改变引起通道蛋白构象变化，使通道开放，离子顺浓度梯度自由扩散经过细胞膜。通道开放时间只有几毫秒，随即迅速自觉关闭。电压门控通道主要存在于可愉悦细胞，如神经元、肌细胞及腺上皮细胞等。⑶应力激活通道通道蛋白受应力作用，引起构象改变而开启“闸门”，离子经过亲水通道进入细胞，引起膜电位变化，产生电信号。如内耳毛细胞感觉声波震动——听觉的产生离子通道的特点介导被动运输；对离子有高度选择性；转运速率高；不连续开放，受“闸门”控制。水通道介导水的迅速转运定义：细胞膜上由水孔蛋白（aquaporin，AQP）形成的专一性转运水分子的通道。水通道蛋白的结构水通道在质膜上是由四个对称排列的圆筒状亚基包绕而成的四聚体，每个亚基(即一个AQP1分子)的中心存在一个只赞同水分子经过的中央孔，孔的直径约0.28nm，稍大于水分子直径。水通道的特点1）连续开放的膜通道蛋白。2）转运速度快：一个AQP1通道蛋白每秒钟可赞同3×109个水分子经过。（3）水分子搬动方向完满由膜两侧的浸透压差决定。被动运输（passivetransport）小结比较简单扩散和易化扩散主动or可否需要可否耗资运输方式被动运运输方向膜运输蛋溶质转运速度能量？输？白？简单扩散易化扩散三、主动运输主动运输定义载体蛋白介导的物质逆电化学梯度、由低浓度一侧向高浓度一侧进行的穿膜转运方式。与某种释放能量的过程相偶联，能量本源包括ATP水解、光吸取、电子传达、顺浓度梯度的离子运动等。主动运输的特点1）低浓度→高浓度运输。2）需要能量。主动运输所需的能量本源主要有：经过水解ATP获得能量或离子浓度梯度势能（3）都由载体蛋白介导。主动运输的分类原发性主动运输继发性主动运输1、原发性主动运输(primaryactivetransport)：原发性主动转运是指细胞直接利用代谢产生的能量将物质（平时是带电离子）逆浓度梯度或电位梯度进行跨膜转运的过程。介导这一过程的膜蛋白称为离子泵(ionpump)。ATP驱动泵特点：属穿膜蛋白，在膜的胞质侧有一个或多个ATP结合位点，能够水解ATP使自己磷酸化，利用ATP水解所释放的能量将被转运分子或离子从低浓度向高浓度转运，所以常称之为“泵”。拥有专一性,如钠钾泵、氢泵、钙泵等。ATP驱动泵种类P-型离子泵：驱动阳离子跨膜转运，如钠钾泵。V-型质子泵：需ATP供能，对H+的转运。F-型质子泵：合成ATP，在能量变换中起重要作用，如线粒体ATP酶。ABC转运体：参加糖、氨基酸及小分子物质的运输。++++Na-K泵（Na-K-ATP酶）结构组成:由2个α亚基（大亚基）和2个β亚基（小亚基）组成。α亚基是一个多次穿膜的膜整合蛋白，拥有ATP酶活性，β亚基拥有组织特异性，功能不清楚。功能1°水解一个ATP分子2°向细胞外输出3个Na+，转入2个K+3°保持浸透压平衡、保持细胞容积恒定、产生和保持膜电位、为某些物质的吸取供应驱动力。4°为蛋白质合成及代谢活动供应必要的离子浓度。2、继发性主动运输（secondaryactivetransport）间接利用ATP能量的主动转运过程。即逆浓度梯度或逆电位梯度的转运时，能量非直接来自ATP的分解。⑴特点由Na+-K+泵（或H+泵）建立离子电化学梯度，载体蛋白间接耗资ATP所完成的主动运输方式。物质穿膜运动所需要的直接动力来自膜两侧离子的电化学梯度的势能。⑵共同运输种类共运输（symport）：物质运输方向与离子转移方向相同，如：小肠细胞对葡萄糖的吸取陪同着Na+的进入。对向运输（antiport）：物质运输方向与离子转移的方向相反，如动物细胞常经过Na+/H+反向共同运输的方式来转运H+以调治细胞内的pH值。第三节大分子和颗粒物质的穿膜运输小泡运输（vesiculartransport）定义：大分子和颗粒物质被运输时其实不穿过细胞膜，物质进出是由膜包围，形成囊泡，经过一系列膜囊泡的形成和交融来完成转运过程。发生位点：质膜及胞内各种膜性细胞器之间的物质运输。作用：促进细胞内外物质交换、信息交流等。胞吞（endocytosis）定义：指质膜内陷，包围细胞外物质形成胞吞泡，走开质膜进入细胞内的转运过程，又称入胞或内吞。种类：依照胞吞物质的大小、状态及特异程度不相同分为吞噬、胞饮和受体介导的胞吞。吞噬（phagocytosis）定义：细胞膜凹陷或形成伪足，摄取直径大于250nm的颗粒物质（如细菌、细胞碎片等）的过程，形成的小囊泡称吞噬体（phagosome）或吞噬泡（phagocyticvesicle）。细胞：拥有吞噬功能的细胞——中性粒细胞、单核细胞、巨噬细胞。功能：在机体防守系统中发挥重要作用。胞饮（pinocytosis）定义：细胞质膜内陷，非特异性摄取溶质或液体的过程，形成的小囊泡称胞饮体(pinosome)或胞饮泡（pinocyticvesicle）。细胞散布：常有于巨噬细胞、白细胞、毛细血管内皮细胞、肾小管内皮细胞、小肠上皮细胞等。受体介导的胞吞（receptor-mediatedendocytosis）定义：细胞经过受体的介导摄取细胞外特异性蛋白质或其他化合物的过程。为细胞供应了高效、选择性地摄取细胞外大分子物质的方式。特点：拥有选择性和高效性。胞吐（exocytosis）定义：细胞内合成的物质经过膜泡转运至细胞膜，与质膜交融后将物质排出细胞外的过程称为胞吐作用，也称为外排或出胞。胞吐作用分为两各种类连续性分泌（constitutivesecretion）受调分泌（regulatedsecretion）连续性分泌定义：连续性分泌路子指分泌蛋白在粗面内质网合成后，转运至高尔基复合体修饰、浓缩、分选、装入分泌膜泡，随即被运送到细胞膜，与质膜融合，将分泌物排出的过程。散布：宽泛存在于所有的动物细胞中受调分泌定义：调治性分泌路子是指细胞分泌蛋白合成后被储蓄于分泌囊泡内，只有当细胞接碰到细胞外信号的刺激，才能启动胞吐过程，将分泌物释放到细胞外。散布：存在于分泌激素、酶、神经递质的特化细胞中。【第五章细胞的内膜系统】掌握内膜系统的看法及结构组成。掌握糙面内质网、光面内质网、高尔基复合体、溶酶体、过氧化物酶体的主要化学组成、结构特点与生理功能。熟悉内膜系统之间在结构、功能及本源发生上的互相关系。熟悉囊泡的主要种类及其在胞内物质转运中的重要作用。细胞内膜系统:真核细胞特有的结构与原核细胞互相区其他重要标志之一在结构、功能或发生上互相关系的一些由膜围绕的细胞器（核膜、内质网、高尔基体、溶酶体、过氧化物酶体和各种小泡）；互相分开成关闭性区室且各有一套独到的微环境。有相对固定的比邻关系；各部分互不搅乱、但又互相依存、高度协调地进行各种代谢活动。主要功能是蛋白质的合成和分选核糖体(ribosome)（不属于细胞内膜系统）又名核蛋白体，没有膜包裹的颗粒状细胞器，蛋白质合成的机器，宽泛存在于原核细胞和真核细胞中。核糖体唯一的功能是按mRNA的指令指导氨基酸高效而精确地合成蛋白质或多肽一．化学组成和基本种类RNA：60%，组成核糖体的骨架蛋白质：40%两种基本种类：70S的核糖体原核细胞2500X103真核细胞线粒体内的核糖体叶绿体内的核糖体80S的核糖体：除线粒体、叶绿体之外的真核细胞的核糖体4800X103散布原核细胞：大多数核糖体游离存在真核细胞：大多数为附着核糖体二．核糖体的结构电镜下：颗粒状大亚基小亚基一般以游离状态存在，只有当小亚基与mRNA结合后，大亚基才与小亚基结合，形成完满的核糖体。三．细胞内散布与蛋白质合成散布附着核糖体—附着在粗面内质网上（合成分泌蛋白和膜蛋白）游离核糖体—游离在细胞质中（合成基础性蛋白）多聚核糖体：多个核糖体结合到一条mRNA链上排列，形成蛋白质合成的功能单位附着和游离核糖体的结构和功能相同，不相同点在于合成蛋白质的种类不相同。第一节内质网内质网的发现世纪：在光镜下观察动物腺细胞时发现，称为动质。1945年：Porter等在电镜下观察小鼠成纤维细胞时发现，命名为内质网（endoplasmicreticulum,ER）。一、内质网的形态结构与基本种类（一）内质网的形态结构由一层生物膜包裹的互相连续的小管、小泡和扁囊组成的网状系统，膜厚约5～6nm。内腔—内质网腔内质网膜与核外膜连续内质网腔与核膜腔相通散布：内质网散布于内质区，并扩展、延伸至凑近细胞膜的外质区。除哺乳类成熟的红细胞之外，内质网宽泛存在于各种细胞之中。（二）内质网的基本种类1、粗面内质网（rER）呈板层状整齐排列的扁囊表膜面附着好多颗粒状的核糖体内质网与核糖体共同形成复合机能结构主要功能合成分泌性蛋白和膜蛋白分泌蛋白合成旺盛的细胞（胰腺和浆细胞）—丰富、发达分化程度低（胚胎细胞、干细胞、肿瘤细胞或）—较少，但游离核糖体增添2、滑面内质网（sER）内质网表面无核糖体附着，稀有扁囊结构，多由分支小管或小泡组成较为复杂的立体结构，常与粗面内质网相通。是脂质合成的重要场所，所占的地域较小在某些细胞中特别发达并拥有特别功能如：肝细胞中丰富—解毒作用睾丸、肾上腺细胞丰富—合成激素大多数细胞两者同时存在，但比率不相同（胰腺外分泌细胞所有为rER，肌细胞所有为sER）二、内质网的化学组成（占膜结构的50%，细胞体积10%以上，占细胞质量15-20%）内质网脂类：30%～40%——较细胞膜少，主要成分为磷脂，磷脂酰胆碱很多，鞘磷脂较少。蛋白质：60%～70%——较细胞膜多，约30种。标志酶——葡萄糖-6-磷酸酶含多种酶系：蛋白质加工转运酶系、解毒酶系、脂类代谢酶系、碳水化合物代谢酶系等微粒体（microsome）：将组织匀浆经低速离心去除核及线粒体后再超速离心后分别出的内质网碎片三、内质网的功能蛋白质、脂类和糖类合成的重要基地扩大膜的表面积，有利于酶的散布提高代谢效率使细胞质地域化，为物质代谢供应特定的内环境参加物质运输，物质交换和解毒作用对细胞起机械支持作用（一）粗面内质网的功能、信号肽介导的蛋白质的合成1975年，G.Blobel等提出信号肽假说，获1999年诺贝尔生理或医学奖。主要成分信号肽信号肽鉴别颗粒（SRP）信号肽鉴别颗粒受体（SRP-R）通道蛋白移位子、停止转移序列信号假说（signalhypothesis)：（1）信号肽引导核糖体结合到内质网膜；信号肽—蛋白质合成中最先被翻译的氨基酸序列信号鉴别颗粒（SRP）—细胞质溶胶中鉴别信号肽的颗粒（2）再生肽链到内质网腔的跨膜转运；共同翻译转运—多肽链穿过内质网膜入腔是与翻译同步进行（3）蛋白质在内质网腔内的折叠；分子伴侣—协助多肽折叠、装置和转运（4）大多数蛋白质在内质网腔内需糖基化，形成糖蛋白；（5）蛋白质由内质网向高尔基复合体的运输：小泡将分泌蛋白从内质网运输到高尔基复合体；（6）蛋白质在高尔基复合体内加工分选；（7）运输出细胞外；附着核糖体合成的蛋白质包括：①细胞外分泌的蛋白质（抗体、酶、肽类激素、胞外基质蛋白）②膜嵌入蛋白（细胞膜蛋白、内质网等膜性细胞器膜上的膜蛋白，还有膜受体和膜抗原）③与其他细胞组分严格隔断的蛋白质④需要进行复杂修饰的蛋白质⑤某些可溶性蛋白合成后进入细胞基质中游离核糖体主要合成：①细胞自己所需要的结构蛋白②某些特别蛋白质（红细胞中的血红蛋白）合成脂质：合成细胞所需要的所有膜脂（磷脂和胆固醇），其中最主要的是卵磷脂。磷脂向其他膜转运的方式出芽方式：转运到高尔基体、溶酶体、细胞膜水溶性载体蛋白：在膜之间转移磷脂3．蛋白质合成的质量控制①从内质网输送到高尔基复合体的蛋白质必定正确的折叠和组装②否则将被留在内质网腔内③经过内质网膜上的逆转运器输送到细胞质中并最后到细胞中降解④由分子伴侣完成（可鉴别错误折叠和未完满装置的蛋白）（二）滑面内质网的功能．固醇类激素的合成和脂类代谢：合成细胞所需的大多数膜脂，含有合成胆固醇的全套酶系和使胆固醇转变为类固醇激素的酶类．参加糖原的代谢：与糖原的合成没关但与糖原的分解相关．解毒功能：肝脏的解毒作用—由滑面内质网完成（由肠道吸取的外源性毒物或药物以及代谢产生的内源性毒物，均由肝细胞的内质网经过氧化、甲基化、结合等方式降低或消除毒性）4．肌细胞中含有发达的滑面内质网（称肌浆网）：膜上有Ca2+-ATP，可将细胞基质中的Ca2+泵入肌浆网中储藏起来。当碰到N激动刺激后，肌浆网释放Ca2+到肌丝之间，激活ATP酶，使ATP→ADP，释放能量，肌肉缩短。第二节高尔基复合体(Golgicomplex)——蛋白质合成、加工、糖基化的场所一.形态结构▲拥有极性（有比较恒定的地址和方向）▲富饶特点性扁囊堆叠（弓形）▲大量大小不等的囊泡顺面—形成面、近内质网，有好多运输小泡（vesicles），精选由内质网新合成的蛋白质和脂类，（凸面）尔后将其输入中央扁囊区，一小部分再返回内质网反面—成熟面、近细胞膜，数量不等体积较大分泌泡（vacuoles）（凹面）中央扁平囊区（cisternae）—顺、反面之间高尔基复合体的3个区室的功能接受粗面内质网芽生的运输小泡；蛋白质的糖基化、合成糖脂和多体积较大的分泌泡，.化学组成蛋白质：60%含量低于内质网膜，高于细胞膜，含有多种酶类标志性酶——糖基转移酶脂类：40%卵磷脂介于内质网膜与细胞膜之间三．功能对来自内质网合成的蛋白质糖基化和分选发送（一）分泌蛋白的加工与修饰1．糖蛋白的合成和修饰：蛋白质的糖基化；糖脂的糖基化2．蛋白质的加工改造：蛋白由无活性的酶原→有活性的蛋白（二）参加蛋白质的分选和运输分选：不相同区室对蛋白质糖链按序次修饰→分泌蛋白、跨膜蛋白、溶酶体蛋白运输：高尔基反面形成运输小泡→达细胞膜/溶酶体膜→膜交融、排出内容物挽救受体—鉴别错误分选而扔掉的蛋白并将其运回高尔基复合体（三）形成溶酶体先在内质网处合成溶酶体的膜蛋白、膜脂和各种酶，在高尔基复合体处加工修饰从反面分选运输，从反面以出芽方式形成。第四节溶酶体溶酶体的发现：1955年，ChristiandeDuve等人应用电镜观察鼠肝细胞时，发现一种富含各种水解酶的颗粒，将其命名为溶酶体(lysosome)。散布宽泛（除成熟红细胞外，在原核细胞中还没有观察到溶酶体）内含多种酸性水解酶(60多种)细胞内消化器官溶酶体异质性细胞器（不相同的溶酶体的形态大小甚至内容物都不完满一致）标志酶——酸性磷酸酶膜蛋白——高度糖基化（免受溶酶体内蛋白酶的消化）内部酸性环境（靠质子泵保持）溶酶体膜（与细胞膜和其他内膜不相同）：含有特其他转运蛋白（质子泵），可借助水解ATP释放出能量将H+泵入溶酶体内，使其内的H+浓度比细胞质中高100倍以上，以形成和保持酸性内环境溶酶体膜的蛋白质高度糖基化，以防范自己膜蛋白的降解拥有多种载体蛋白可使水解后的产物向外运送一．形态特点和化学组成颗粒状，球形，一层单位膜包裹，内含多种高浓度酸性（ph5.0）水解酶，可分解核酸、蛋白、多糖和脂类。二.溶酶体的种类传统初级溶酶体:前溶酶体→成熟溶酶体，只有酶而无底物次级溶酶体:初级溶酶体+底物按形成过程、功能状态内体性：由高尔基体芽生的运输小泡和内体合并而成吞噬性：内体性溶酶体+被水解的各种吞噬底物交融形成底物的三级溶酶体——节余小体（residualbody)定义：未被消化和分解的物质残留在溶酶体中形成的电子密度较高、色彩较深的小体。酶活性逐渐降低以致最后消失，进入溶酶体生理功能作用的终末状态。常有的节余小体:脂褐质(lipofusion)：神经细胞、心肌细胞含铁小体(siderosome)：单核巨噬细胞多泡体(multivesicular)：神经细胞、卵母细胞、盐酸细胞髓样结构(myelinefigure)：肿瘤细胞、病毒感染细胞、巨噬细胞系统内体性溶酶体的形成过程：①酶蛋白在内质网合成并糖基化形成带有甘露糖的糖蛋白；②甘露糖糖蛋白转运至高尔基复合体形成面，被磷酸化形成溶酶体酶的分选信号M-6-P；③在反面高尔基网腔面，被M-6-P受体鉴别，包裹形成网格蛋白有被小泡；④有被小泡脱被形成无被小泡与胞内后期内吞体结合成内体性溶酶体；⑤在前溶酶体膜上质子泵作用下形成酸性内环境，溶酶体酶与M-6-P受体解离，去磷酸化而成熟。三．溶酶体