医学细胞生物学复习资料

12级麻醉1班内部资料

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目录索引

第一章细胞生物学概述

第二章细胞概述

第三章细胞的分子基础

第四章细胞膜

第五章细胞连接与细胞外基质

第六章内膜系统

第七章线粒体

第八章核糖体

第九章细胞骨架

第十章细胞核

第十一章细胞的分裂

第十二章细胞周期

第十三章细胞分化

第十四章细胞的衰老和死亡

第十五章个体发育中的细胞

附录名词解释

温馨提醒：细胞生物学的复习应该以书本为主，兼之以

本讲义为辅，并注意在本讲义上补充课堂上讲的重点内容

（有的内容可在讲义上圈划）。

第一章细胞生物学概述

一、现代细胞生物学研究的三个层次

显微水平、亚显微水平、分子水平

二、细胞的发现

胡克最早发现细胞并对其进行命名

三、细胞学说

创始人：施莱登施旺

内容：①细胞是有机体，一切动植物都是由单细胞发育而来，即生物是由细胞和细胞的

产物所组成；

②所有细胞在结构和组成上基本相似；

③新细胞是由已存在的细胞分裂而来；

④生物的疾病是因为其细胞机能失常。

⑤.细胞是生物体结构和功能的基本单位。

⑥.生物体是通过细胞的活动来反映其功能的。

四、分子生物学的出现

20世纪50年代开始，人们逐步开展分子水平探讨细胞的各种生命活动的研究。随着分子水

平对细胞生命活动机制的探讨愈受重视，并积累•定实验成果，“分子生物学”应运而生。

分子生物学是研究生物大分子，特别是核酸和蛋白质结构与功能的学科。20世纪60年代形

成从分子水平、亚显微水平和细胞整体水平探讨细胞生命活动的学科，即细胞生物学。也有

人将细胞生物学称为细胞分子生物学或分子细胞生物学。

第二章细胞概述

第一节细胞的基本知识

一、细胞的基本共性

•所有细胞表面都有脂质双分子层与镶嵌蛋白构成的生物膜。

•所有细胞都具有DNA和RNA两种核酸，作为遗传信息储存、复制与转录的载体。

•所有细胞都有核糖体。

•所有细胞都是以一分为二的方式进行分裂增殖的。

二、细胞的大小、形态和数目（自学）

四、细胞的一般结构

•亚微结构（电镜）：膜相结构

非膜相结构

•膜相结构：由单位膜参加形成的所有结构。包括：一网两膜四体

•意义：区域化作用

•非膜相结构

•单位膜：电镜下观察，膜相结构的膜山两侧致密深色带（各2nm）和中间一层疏松浅色带

（3.5nm）构成，把这三层结构形式作为一个单位，称为单位膜。

第二节原核细胞和真核细胞

原核细胞与真核细胞的比较

特征原核细胞真核细胞

细胞大小较小，1um〜10口m较大，10um〜100um

细胞核（根本区

无核膜、核仁（拟核）有核膜、核仁（真核）

别）

DNA环状双链，不与组蛋白结合线状双链，与组蛋白结合成染色质

细胞壁不含纤维素、主要由肽聚糖组成不含肽聚糖，主要由纤维素组成

细胞器无（除核糖体外）有

核糖体70S80S

内膜系统无复杂

细胞骨架无有

转录与翻译转录与翻译同时进行转录在核内，翻译在胞质中进行

细胞分裂无丝分裂有丝分裂，减数分裂

第三章细胞的分子基础

概述1.原生质：细胞中的生命物质，由细胞质（包括质膜）和细胞核组成。

2.元素组成

•主要元素：C.H.O.N4种

•少量元素：S.P.Na.K.Ca.Cl.Mg.Fe8种

•微量元素：Cu.Zn.Mn.Co.LBr.ESi.Sr.Ba10种

3.分子组成

•无机化合物：水、无机盐

•有机化合物：糖、脂、维生素、蛋白质（酶）、核酸。

细胞的小分子物质

一、水

•水是细胞内最重要的无机小分子，占细胞总重量的70%o

・大多数代谢过程都需要水参与。

二、无机盐

•占细胞总重量的19%左右，以离子形式存在。

•维持细胞内的渗透压和酸碱平衡。

•作为酶的辅助因子。

三、有机小分子

•是细胞代谢过程中的中间产物，也是构成生物大分子的基本单位。

•主要包括：单糖、脂肪酸、氨基酸、核甘酸。

•单糖

•脂肪酸功能：1、构成细胞膜的主要成分。2、能量

・氨基酸功能：组成蛋白质的基本结构单位。

•核昔酸

细胞的大分子物质

一、蛋白质

•构成细胞的主要成分，是各种生命物质的主要结构基础。

•基本结构单位：氨基酸

•基木化学键：肽键

•氨基酸：

•组成蛋白质的氨基酸有20种，主要以侧链（R）区别-一蛋白质特异性和多样性。

・氨基酸通过肽键相连形成多肽链。

（~）蛋白质的分子结构

1.蛋白质的一级结构

•组成蛋白质多肽链的氨基酸的种类、数量和排列顺序。

•是蛋白质的基本结构和功能基础。

•主键：肽键，少量二硫键

2.蛋白质的二级结构

•在一级结构基础上，肽链上相邻近氨基酸残基间主要靠氢键维系的有规律、

重复有序的空间结构。

•有三种类型：。螺旋（右手螺旋），£折叠，三股螺旋。

（1）。螺旋肽链以右手螺旋盘绕而成的空心筒状构象

(2)£折叠一条肽链自身回折而成的平行排列构象

(3)三股螺旋是胶原蛋白特有的结构，是动物重要的纤维蛋白

3.蛋白质的三级结构

4.蛋白质的四级结构(血红蛋白四级结构)

注意：

•并非所有蛋白质都有四级结构；

•蛋白质必须在三级结构基础上才能表现出生物活性。

(-)蛋白质的功能

二、核酸

•细胞内贮存和传递遗传信息的生物大分子物质。

•基本结构单位：核甘酸

•基本化学键：3',5,——磷酸二酯键

1.脱氧核糖核酸(DNA)

2.核糖核酸(RNA)：信使RNA(mRNA)

转运RNA(tRNA)

核糖体RNA(rRNA)

(―)DNA

1.DNA的结构：1953年Watson和Crick提出B-DNA分子的双螺旋结构模型。

2.DNA的功能

•携带和传递遗传信息。

•核酶(ribozyme)

•具有酶活性的RNA分子。

•功能：核酶的底物是RNA分子，它们通过与序列特异性的靶RNA分子配对而发挥

作用。

DNA和RNA的比较

DNARNA

戊糖脱氧核糖核糖

碱基A、G、C、TA、G、C、U

磷酸相同

结构双螺旋单链或假双链

分布细胞核为主细胞质为主

功能储存遗传信息传递和调控遗传信息

第四章细胞膜

几个重要的概念：

•单位膜(unitmembrane)

•细胞膜：构成细胞外层界膜的单位膜，又称质膜.

•细胞内膜：核膜和构成各种细胞器的膜。

•生物膜：细胞膜和细胞内膜统称为生物膜。

第一节膜的化学组成

概述：

•主要由蛋白质、脂类和糖类组成，此外还有水、无机盐和金属离子等。

•功能越复杂的膜其蛋白质所占的比例越大，反之则小。

一、膜脂(MembraneLipids)

•细胞膜上的脂类，是细胞的基本组成成分，形成膜的基木骨架。

,Therearethreemajorclassesoflipids:

•磷脂、胆固醇和糖脂

•磷脂为主

(一)磷脂(phospholipid)

・包括:

磷酸甘油酯——最简单的磷酸甘油脂是磷脂酸、鞘磷脂

磷脂酸：磷酸+甘油+脂肪酸

鞘磷脂：脂肪酸+鞘氨醇+胆碱

(二)胆固醇(cholesterol)

,Cholesterolisonlyfoundinanimals.

•极性羟基一固醇环一非极性脂肪酸链

・胆固醇与磷脂的碳氢链相互作用，可阻止磷脂凝集成晶体结构，对膜脂的物理状态具

有调节作用。

(三)糖脂(Glycolipids)

♦为含一个或几个糖基的脂类。

•大约占外层脂类分子的5%左右。

•脂的特点：(头部——亲水尾部——疏水)

均含有极性基团和非极性基团,形成亲水头部和疏水尾部,称为双亲媒性分子或兼性分子。

•脂在水环境中存在的三种形式：单分子团、双分子层、脂质体

二、膜蛋白(Membraneproteins)

•细胞膜最重要组成。

•功能越复杂的膜蛋白质所占的比例越大，反之则小。

•分类：

•膜内在蛋白质：又称镶嵌蛋白，具有受体、载体、酶的作用；

•膜周边蛋白质：又称周围蛋白，具有支架、收缩、调节作用。

•膜内在蛋白和膜周边蛋白比较

名称含量分布解离方法功能

膜内在蛋白70%~80%镶嵌于膜脂双分子层中去垢剂受体、载体、酶等作用

改变溶液的离子强如幻而古加必纶、国

主要分布于膜内侧度或PH值及加入黑吃木'收林倜

膜周边蛋白20%~30%

金属螯合剂等节等作用

三、膜糖类

•糖蛋白(glycoprotein)•糖脂(glycolipid)•构成细胞外被。

•细胞外被(cellcoat)

•细胞外被又称糖萼，伸展于质膜的外表面，是质膜中糖蛋白和糖脂向外表面延伸出的

寡糖链部分。

•作用：保护；细胞物质运输；决定细胞识别、形态形成和分化时选择性。

•细胞表面(cellsurface)

•包围在细胞质外层的一个复合结构体系和多功能体系，是细胞与外环境物质相互作用，

并产生各种复杂功能的部位。包括细胞膜、细胞外被和胞质溶胶。

,胞质溶胶(cytosol)

•质膜下方的一层厚0.01〜0.02nm的较黏滞无结构的液体物质。

•维持细胞的极性和形态，调节膜蛋白的分布和运动。

•细胞膜的基本骨架：

•膜脂生物膜基本骨架

磷脂

胆固醇

糖脂

•膜蛋白多种方式与脂双层结合

膜内在蛋白(镶嵌蛋白)

膜外在蛋白(周边蛋白)

•膜糖质膜外表面

与脂类结合-糖脂

与蛋白结合-糖蛋白

第二节膜的分子结构

液态镶嵌模型:(S.J.SingerandG.Nicolson(1972))

脂双层构成膜的连贯主体，它具有晶体分子排列的有序性，又具有液体的流动性。膜中蛋白

质分子以不同形式与脂双分子层结合。强调了膜的流动性和膜蛋白的不对称性。

•该模型优点：强调了膜的流动性以及球形蛋白质与脂双分子层的镶嵌关系，可以解释

许多膜中所发生的现象。

•该模型缺点：没有说明具有流动性的细胞膜在变化过程中怎样保持膜的相对完整性和

稳定性。

•“晶格镶嵌模型”和“板块镶嵌模型''对其补充。

第三节膜的特性

一、膜的不对称性(asymmetry)

•膜蛋白分布的不对称性

•膜脂分布的不对称性

二、膜的流动性(fluidity)

(—■)膜脂的流动性(Fluidityofmembranelipid)

1、膜脂双分子层是二维流体

•生理条件下，膜脂既有固体分子排列的有序性，又具有液体的流动性，是居于晶态

和液态之间的液晶态。

•温度的改变可以在液晶态和晶态之间转换，这种膜脂状态的改变称为相变。发生相

变的临界温度称为膜的相变温度。

2、膜脂分子的运动

(二)膜蛋白的运动性(motilityofmembraneprotein)

（1）侧向扩散：膜蛋白在膜脂中可以自由漂浮和在膜表面扩散

（2）旋转运动：膜蛋白能围绕与膜平面相垂直的轴进行旋转运动

（三）影响膜流动性的因素（effectfactorsofmembranefluidity）

•脂双层中的不饱和脂肪酸越多，膜脂流动性越大。

•脂肪酸链越短，膜脂流动性越大。

・胆固醇与磷脂比值：

相变温度以上，胆固醇含量增加，增加膜脂的有序性；

相变温度以下，胆固醇含量增加，防止脂肪酸链相互凝聚，干扰晶态的形成。

•卵磷脂/鞘磷脂：比值越大，膜脂流动性越大

•脂双层中嵌入的蛋白质越多，膜脂流动性越小

•膜脂中的极性基团、环境温度、PH值、离子强度及金属离子等均对膜脂的流动性产生

一定的影响。

小结：

•细胞膜的化学组成

•细胞膜的液态镶嵌模型

•细胞膜的特性（不对称性和流动性）

第三节细胞膜与物质转运

概述：

•与细胞膜有关的物质运输活动包括两类:

•穿膜运输：小分子和离子

•膜泡运输：大分子和颗粒物质

•穿膜运输

•穿膜运输是小分子物质和离子穿过细胞膜的运输方式。

•膜的选择性通透

•易于通过膜的物质：脂溶性物质、不带电荷小分子物质

・不易通过膜的物质：带电荷物质、大分子物质

•根据是否消耗细胞代谢能，穿膜运输可分为：

•被动运输

•主动运输

一、被动运输

•指物质从浓度高的一侧，穿过膜运输到浓度低的一侧，即顺浓度梯度穿膜扩散，不消

耗细胞代谢能的运输方式。

•依据是否需要膜运输蛋白的协助，可分为：

•简单扩散

•离子通道扩散

•易化扩散

(-)简单扩散

•指不需要消耗细胞代谢能，不依靠膜运输蛋白，顺浓度梯度运输小分子物质的运输方式。

•特点：•顺浓度梯度运输

•不消耗细胞的代谢能

•不依靠膜运输蛋白(直接穿过膜的脂双层)

•条件：•溶质在膜两侧保持一定的浓度差

•溶质能透过膜(脂溶性小分子)

•决定扩散速度的因素：•浓度梯度；

•通过物质的分子大小；

•通过物质在脂质中的相对溶解度.

•以简单扩散的方式通过的物质包括：

<p一些脂溶性物质，如：苯、乙醛、氯仿、脩类激素等。

K不带电荷的极性小分子物质，如：H20、CO2、N2、尿素等。

(-)离子通道扩散

•Na+、K+、Ca2+等极性很强的水化离子，借助膜上的离子通道由高浓度一侧向低浓

度一侧扩散。

•离子通道为膜上的跨膜蛋白。包括三类：

•电压闸门通道

•配体闸门通道

•机械闸门通道

1.电压闸门通道

•这类通道依据细胞内外带电离子的状态，主要是通过膜电位的变化使其构型发生改

变，从而将“门"打开。

2.配体门通道

•这类通道在细胞内外的特定配体与其表面受体结合时，引起门通道蛋白发生构象变

化，结果使"门''打开。

3.机械闸门通道

•这类通道在细胞内外的机械压力发生改变时，引起门通道蛋白发生构象变化，结果使

"门'’打开。

•离子通道蛋白介导的离子转运的主要特征：

•转运速度很快；

•高度的选择性；

•都是被动运输。

（三）易化扩散

•一些非脂溶性的物质，需要借助细胞膜上的载体蛋白顺浓度梯度的物质运输方式。

•特点：•顺浓度梯度运输

♦不消耗细胞的代谢能

•依靠膜载体蛋白协助

•通过物质：非脂溶性物质或亲水性物质：葡萄糖、氨基酸、核首酸、金属离子以及细

胞代谢物等。

•过程：例：葡萄糖载体蛋白介导红细膜上葡萄糖的被动转运。

•载体蛋白介导的协助扩散具有以下主要特征：

•高度特异性•饱和现象•可抑制性

•决定因素：载体蛋白的饱和状态。

二、主动运输

•通过消耗细胞代谢能，将物质从低浓度一侧向高浓度一侧运输，即逆浓度梯度运输的

过程叫主动运输。

•特点：逆浓度梯度或电化学梯度运输、要消耗细胞的代谢能、需运输蛋白的帮助。

•影响因素：细胞代谢状态。

•分类：

•离子泵——由ATP直接提供能量；

•伴随运输——由ATP间接提供能量。

（―）离子泵

•离子泵：是膜上的一种能将离子逆浓度梯度转运的载体蛋白，实质是一种ATP酶。

•离子泵具有载体和酶的两重作用。

•种类：•钠钾泵•钙泵（Ca2+-ATP酶）•质子泵：H+-ATP酶

•以Nan—K+泵（Nan—K+pump）为例说明离子泵的作用机制。

①组成：大亚基：跨膜蛋白，具有ATP酶活性，是催化亚单位。在细胞质侧有Na+

和ATP结合的部位，外侧有K+和乌本甘结合的部位。

小亚基：具有组织特异性的糖蛋白，功能不详。

②作用过程：

是通过ATP水解供能驱动泵构型改变来完成的。每水解一分子ATP所释放的

能量可泵出3个Na+,泵入2个K+。应用乌本一能抑制Na+—K+泵。

•Na+-K+泵的作用：①维持细胞的渗透压，保持细胞的体积；

②维持低Na+高K+的细胞内环境；

③维持细胞的膜电位；

④驱动糖与氨基酸等的主动运输。

（二）伴随运输

•是一类靠细胞代谢能间接提供能量完成的主动运输方式。

•物质跨膜运输所需要的能量来自膜两侧离子的电化学浓度梯度，而维持这种电化学势

的是钠钾泵或质子泵。

•物质逆浓度梯度跨膜运输需同时伴有离子的顺浓度梯度运输，故名伴随运输。

•分类：•共运输（同向协同运输）

•对向运输（反向协同运输）

•膜泡运输

概述

•通过膜包裹被转运物形成膜囊泡进行物质转运的方式，称为膜泡运输。

•是大分子和颗粒物质的运输方式。

•分类：•胞吞作用

•胞吐作用

•均需消耗代谢能。

一、胞吞作用

•是指细胞膜局部发生内陷，将外来的大分子或颗粒物质包裹成小囊泡，最终脱离细胞

膜进入细胞内的转运过程。

•类型：•吞噬作用；

•胞饮作用；

•受体介导的内吞作用。

（-）吞噬作用

•是指细胞内吞较大的颗粒物质或大分子复合物的过程。

•吞噬作用形成的囊泡较大，称为吞噬体。

•作用过程：以细菌的吞噬为例说明。

•吞噬作用是原生动物获取营养物质的重要方式。

•哺乳动物的大多数细胞没有吞噬作用，只有少数特化细胞具有这一功能，如巨噬细胞

等，它们广泛分布在组织和血液中，共同防御微生物的侵入，清除哀老死亡的细胞等。

（二）胞饮作用

•是指细胞内吞液体和溶质或极微小颗粒物质的过程。

•胞饮作用形成的囊泡较小，称为胞饮小体或胞饮小泡。

•作用过程：

（三）受体介导的内吞作用

•通过特异性受体一配体结合而引发的吞饮作用，称为受体介导的内吞作用。

•是一种特异、高效地摄取细胞外大分子的方式。

•作用过程：•有被小窝：♦举例：细胞对胆固醇的摄取

•LDL（低密度脂蛋白）：

LDL颗粒的分子结构为中心含有大约1500个酷化的胆固醇分子，起外包围着800个

磷脂分子和500个游离的胆固醇分子，载脂蛋白ApoBlOO将酯化胆固醇、磷脂、游

离胆固醇组装形成球形颗粒。

•LDL受体：由839个氨基酸残基形成的单次跨膜糖蛋白。

•特点：吸收速度快，具有选择性浓缩作用。

•运输物质：已发现25种受体参与不同大分子的胞吞作用，如胰岛素、某些病毒、

低密度脂蛋白（LDL）和转铁蛋白等。

二、胞吐作用

•是细胞以小泡方式向外界环境排除物质的过程。

•这是一种与胞吞作用方向相反的外排过程。

・运输物质：

•细胞分泌产生的激素、酶类及未消化的残渣等。

•作用过程：

小结：

穿膜运输：被动运输：简单扩散

离子通道：电位门通道

配体门通道

机械门通道

易化扩散

主动运输：离子泵

伴随运输：同向运输

对向运输

膜泡运输：胞吞作用：吞噬作用

胞饮作用

受体介导的胞吞作用

胞吐作用

第五章细胞连接与细胞外基质

第一节细胞连接

连接方式分类：紧密连接、桥粒、中间连接、间隙连接、

执行功能分类：封闭连接'锚定连接、通信连接

—、封闭连接

以紧密连接为代表，细胞膜通过密封线（焊接线）没有缝隙。

特点：封闭细胞间隙，限制物质流动，见于皮肤、上皮细胞等组织

二'锚定连接：上皮，子宫颈

（-）桥粒和半桥粒

1.桥粒：细胞连接的部位是扣状结构。由跨膜连接蛋白通过相邻两细胞内的中等纤维连接

成牢固，有序的结构。

2.半桥粒：细胞与基底膜之间的连接

特点：中间纤维终止于致密斑

（二）中间连接

粘合带，位于上皮细胞，紧密连接的下方，细胞间隙介于紧密连接与桥粒之间（15-20nm

）与中间连接相连的是肌动蛋白纤维。粘合带与基底连接-粘合斑

（三）通讯连接

最常见的为间隙连接。间隙连接为哺乳类最普遍的连接方式。

1.分类

间隙连接:最为常见，是哺乳动物细胞最普遍的连接方式.

神经触突：神经轴突与肌细胞之间的连接

2.基本单位：连接子，6个跨膜蛋白亚单位，横径7.8nm

3.功能：

（1）代谢《化学）偶联：允许小分子物质交流

（2）电偶联：电信号的传输，存在于节律性舒缩组织

（3）影响胚胎早期发育及细胞分化。

影响胚胎早期发育及细胞分化。间隙连接主要存在于胚胎发育早期。

第二节细胞外基质（ECM）

成分：胶原蛋白、蛋白多糖、氨基聚糖、糖蛋白

糖蛋白：纤粘连蛋白、层粘连蛋白、弹性蛋白、粘连分子

一'胶原：共12种，占蛋白总里的30%

（-）分类

I型：肌腱、皮肤、韧带、骨骼

H型：软骨

皿型：血管壁、器官间质、原纤维网

IV型：基膜，呈网状

V型：细胞外周质，无定形

（二）结构

存在形式：胶原纤维

组成单位：胶原原蛋白分子，长280nn,直径1.5nm

结构特点：四分之一规则错位，首尾相接

分子结构：Gly—X-Y（甘一脯一羟脯）

（三）功能

1.组织支持物，弹性、韧性

2.粘附、运动

3.细胞识别、细胞间相互作用

二、氨基果糠和蛋白聚糖

（-）氨基爱糖：二糖构成的多鬃物

氨基聚糖：氨基葡糖、半乳糖、二糖、糖醛酸

自然存在形式：透明质酸、硫酸软黄■素、肝素

（二）蛋白聚糖：核心蛋白一丝氨酸一氨基聚糖

三、层粘连蛋白和纤粘连蛋白

1.层粘连蛋白(laminim):组织基膜成分

1)结构：糖蛋白：重链(A链)和轻链(BUB2SD

2)功能：细胞与基膜连接的桥梁

基膜一层粘连蛋白一整合素(integrin)一细胞

2.纤粘连蛋白(fibronectin.FN):血浆FN、细胞FN

1)结构：

高分子糖蛋白，由多个亚单位组成，亚单位C-端通过二硫键相连

2)功能：介导细胞粘附

四、弹性蛋白：

高度疏水、非糖基化蛋白，有交好的弹性合抗张性

主要存在于脉管壁、肺泡、皮肤、肌腱等组织

五、细胞粘附分子

1.依赖于Ca2+的粘连分子+

钙粘合素(cadherin)

2.不依赖于Ca2+的粘连分子

神经细胞粘连分子

小结：

1.细胞连接的方式和分类，重点是各种连接的特点和作用;

2.细胞外基质的主要成分和作用。

第六章内膜系统

概述

•内膜系统(EndomembraneSystem)是指位于细胞质内在结构、功能以及发生上有一定联

系的膜性结构的总称。

•内膜系统是真核细胞特有的结构，包括内质网、高尔基复合体、溶酶体、过氧化氢体、

核膜以及细胞质内的膜性转运小泡。

•这些膜是相互流动的，处于动态平衡，功能上相互协调。

第一节内质网

一、内质网的形态结构和类型(thestructureandtypeofER)

•ER由封闭的膜系统及其形成的腔构成的相互沟通的网状结构。它从核膜延伸至细胞质

中，靠近细胞质内侧。

•一层单位膜包绕；管状、泡状和囊状组成的膜性管道系统。

•ER是真核细胞中最大的细胞器。

ER的膜占细胞膜系统的一半。所包围的体积占细胞总体积的10%o

•内质网的形态结构、分布及数量多少与细胞类型、生理状态及分化程度有关。

•般情况下，已分化细胞的内质网较发达，而增殖能力旺盛的未分化细胞内质网不发

达。因此，内质网发达与否可作为判断细胞分化程度和功能状态的形态学指标。

•分类：(1)糙面内质网(2)光面内质网

二、内质网的化学组成和酶类(thechemicalcompositionandenzymeofER)

•主要为蛋白质、脂类。•内质网的标志酣是葡萄糖-6-磷酸酶。

•细胞色素P450在内质网膜中最为丰富。

三、内质网的功能(thefuntionsofER)

(―)糙面内质网的功能

1.蛋白质的合成

•糙面内质网合成的蛋白质的类型：分泌蛋白，膜蛋白，细胞器驻留蛋白

•蛋白质的合成及转移

2.蛋白质的折叠

3.蛋白质的糖基化修饰：(1)N-连接的寡糖蛋白(2)O-连接的寡糖蛋白

4.蛋白质的运输

5.糙面内质网与膜脂的合成

(-)光面内质网功能(记标题)

1.脂类的合成和转运2.解毒作用

3.糖原的代谢(使葡糖6-磷酸水解，释放糖至血液中。)4.储存和调节钙离子浓度

四、微粒体(microsome)

•用蔗糖密度梯度离心法可将SER和RER分离，离心后ER断裂成许多小泡，称微粒体。

•是研究ER化学组成和功能的极好的材料。

©rER和sER的区别

类别rERsER

结构扁囊状，排列整齐分支管网状

核糖体附着附有核糖体无核糖体附着

功能合成、修饰、折叠、转移外输性不同种类的细胞实施不同的功能

蛋白，另外还可合成脂类。（脂类合成、解毒、糖原代谢、钙

库等）。

第二节高尔基复合体

一、高尔基复合体的形态结构（结构和功能上表现出明显的极性）

•由一层单位膜构成的结构较为复杂、主要由相互联系的三个部分组成：

顺面局尔基网（CGN）、中间图尔基网（MGN）、反面图尔基网（TGN）

•顺面高尔基网（形成面、未成熟面、凸面）：一般认为是RER芽生而来。也称转移小泡。

•中间高尔基网:GC主体部分及最富特征性的结构，由3-8层弓形扁平囊膜平行排列而成。

・反面高尔基网（成熟面、分泌面、凹面）：由扁平囊末端或成熟面末端膨大脱落而成。

又称浓缩泡或分泌泡。

•构成高尔基复合体主体的膜（扁平）囊，从形成面到成熟面可呈现不同的结构形态，各

膜囊所执行的功能也不尽相同，因此，高尔基复合体被称为极性细胞器。

二、高尔基复合体的化学组成

•主要是由蛋白质和脂类组成

•含有多种酶，如催化糖蛋白合成的糖基转移酶，催化糖脂合成的磺基糖基转移醐，以及

磷脂醐、糖甘酶等

•标志酶：糖基转移酶

三、高尔基复合体的功能

•高尔基复合体对蛋白质的加工

•蛋白质的糖基化

•溶酶体酶的磷酸化

•分泌性蛋白质部分肽链的水解

•高尔基复合体对蛋白质的分选

四、高尔基体与细胞内的膜泡运输

高尔基体在细胞内膜泡蛋白运输中起重要的枢纽作用

膜泡运输的主要途径，其中多数与高尔基体直接相关

•通过加工修饰，不同的蛋白质带上可被反面高尔基网专一受体识别的分选信.号，进而按照

下列可能途径被分类输出：

①溶酶体酶经高尔基复合体分选和包装，以有被小泡的形式被转运到溶酶体。

②分泌蛋白以有被小泡的形式直接运向细胞膜或分泌释放到细胞外——结构性分泌。

③分泌蛋白以分泌小泡的形式暂时性储存于细胞质中，在有需要的情况下，被分泌释放到

细胞外——调节性分泌。

第三节溶酶体

概述

•溶前体几乎存在于所有的动物细胞中。

•溶酶体（lysosome）是单层膜围绕、内含多种酸性水解酶类的囊泡状细胞器。

•主要功能是进行细胞内的消化作用。

一、溶酶体的形态结构与酶

•形态结构：溶醐体是由一层单位膜构成的含有多种酸性水解酶的囊泡状细胞器。

•最适pH=5•特征酶：酸性磷酸酶

二、溶酶体膜的特性（溶前体内的pH为5.0）

①溶酶体膜上具有H+泵及CL通道，能将细胞质中的H+及CL运输到溶酶体中维持其酸

性环境。

②溶酶体膜的蛋白质表现为高度糖基化，可防止溶酶体膜被自身的酸性水解酶消化。

③溶醐体上存在特殊的膜转运蛋白，能将溶能体消化水解的产物运出溶酶体，供细胞加

工重新利用或运出细胞外。

三、溶酶体的形成

内质网上核糖体合成溶酶体蛋白一进入内质网腔进行N-连接的糖基化修饰一进入高尔基体

顺面膜囊一磷酸转移酶和N-乙酰葡萄糖胺磷酸糖甘酶作用下形成M-6-P（甘露糖-6-磷酸）

一与反面膜囊上的受体结合一运输小泡形成并脱离反血高尔基网一运输小泡与内体结合

―溶酶体酶前体与M-6-P受体分离f

一溶酶体酶通过去磷酸化成熟（初级溶酶体）一次级溶酶体

一卸载的M-6-P受体通过溶酶体膜出芽、包裹、脱落，以运输小泡的形式回到反面

高尔基网再循环。

四、溶酶体的类型

•根据功能状态分类：初级溶酶体、次级溶酶体、终末溶酶体

•根据溶酶体的形成过程和执行功能：内体性溶酶体、吞噬性溶酶体

（-）初级溶酶体

直径约0.2~0.5um,有多种酸性水解酶，但没有作用底物，包括蛋白醐，核酸醒、脂酶、

磷酸酶等60余种，反应的最适PH值为5左右。

（二）次级溶醐体

是初级溶酶体与作用底物结合后形成的溶酶体。

分类：

A.自噬性溶酶体：其内的底物是细胞内衰老、破损的细胞器以及细胞的内含物。

B.异噬性溶酶体：是由初级溶酶体与吞噬体或胞饮体融合后形成的溶酶体。其内的底

物是来自细胞外的细菌、异物及坏死组织碎片等。

（三）终末溶醐体

自噬性溶酶体和异噬性溶酶体到达末期阶段，因酸性水解酶的活力下降，致使一些底物不能

被彻底消化分解而残留在溶酶体内，这种含有残余底物的溶酶体叫终末溶酶体或残余小体。

五、溶酶体的功能

•消化、营养保护作用

•对细胞内吞物质的消化——异噬作用

•对细胞自身物质的消化——①自噬作用；②分泌吞噬

•参与机体组织器官的变态和退化——自溶作用

•参与受精过程

•参与激素的合成和浓度调节

六、•溶酶体与医学

（―）溶酶体与矽肺

（二）先天性溶酶体病

•糖原累积病：缺乏a-葡萄糖苜酶；

（三）溶酶体与肿瘤

•某些致癌物引起溶酶体膜稳定性降低，溶酶体酶致DNA损伤。

第四节过氧化物酶体

・过氧化物酶体，也称为过氧化氢体、过氧小体或微体。

・过氧化物酶体存在于所有真核细胞中。

一、过氧化物酶体的形态结构

•电镜结构：由一层单位膜包裹的膜相细胞器，多呈圆形或卵圆形。

•其中含有极细的颗粒状物质，中央常含有电子密度很高的结晶状核心，称为类核体或

类晶体，为尿酸氧化酶的结晶。

•人和鸟类细胞的过氧化物酶体中不含尿酸氧化酶，因而没有类核体。

二、过氧化物酶体的酶

1、氧化酶类

约占过氧化物酶体酶总量的50%,基本特征是对作用底物的氧化过程中，能把氧还原

成过氧化氢。

2、过氧化氢酶类

约占过氧化物酶体酶总量的40%,其作用是将过氧化氢水解成水和氧气。过氧化氢酶

是过氧化物酶体的标志酶。

3、过氧化物酶类

仅存在于如血细胞等少数几种细胞类型的过氧化物酶体中，其作用与过氧化氢酶相同。

三、过氧化物酶体的功能

1、调节细胞的氧张力

细胞出现高浓度氧状态时，过氧化物酶体通过强氧化作用进行有效调节，以避免细胞遭

受高浓度氧的损害。

2、解毒作用

氧化酶/氧化氢酶

•消除细胞代谢过程中产生的过氧化氢以及其他有害物质，防止细胞中毒.这种类型的氧

化反应在肝、肾细胞中特别重要。

3、其它作用

①对脂肪进行B氧化，将脂肪酸分解为2c分子，2c分子再被转化为乙酰辅酶A,或

用于构建细胞的其他结构。

②具有再生氧化型辅酶【（NAD+）以及参与核酸和糖代谢的作用。

第七章线粒体

掌握：

线粒体的电镜结构(包括ATP合成醐即基本微粒的形态结构)；

理解其半自主性。

熟悉：

线粒体酶的定位分布(主要是标志酶)；

蛋白质被运送到线粒体的特点。

第一节线粒体的结构

一、线粒体的形态、大小、数量及分布

•光镜结构：短线状、粒状或杆状。

•大小：随细胞不同差异较大。

•数量：因细胞种类不同而异。

•分布：在细胞内分布不均，一般聚集在细胞功能旺盛，需要能量供应的区域。

二、线粒体的亚微结构

•电镜结构：线粒体是由两层单位膜围成的封闭膜性结构，其内膜和外膜套叠构成囊中

囊，内囊与外囊不相通。

1、夕卜膜(outermembrane)

•包围整个线粒体外面的一层单位膜，厚度约5-7nm,平整、光滑。膜上含有孔蛋白，

其中央有小孔，可通过分子量lOOOODa以下的分子，是线粒体外膜物质转运的通道,

因此，外膜通透性较高。

2^内膜(innermembrane)

•位于外膜内侧，由一层平均厚度为4.5nm的单位膜组成，通透性较外膜小,仅允许

小的不带电荷的分子进入，大分子、离子则需特殊的转运蛋白帮助才能进行跨膜运输。

•内膜向内褶叠形成崎(cristae)

•内膜和崎上有许多基本微粒(基粒)

3、外室(outerchamber)

•又称为膜间腔或外腔。是线粒体内、外膜之间的腔隙，与崎内腔相通。

4^内室(innerchamber)

•是线粒体内膜封闭形成的，靖和崂之间的腔隙，也叫崎间腔或内腔。其内充满了液态

的无定形胶质溶液，内含蛋白质、脂类、DNA、RNA、核糖体、多种酶、基质颗粒等,

称为基质。由于内膜的选择性通透作用，使细胞质与基质之间的物质交换受到控制。

第二节线粒体的化学组成及酶定位

-、线粒体的化学组成

•主要成分是蛋白质和脂类，尤以蛋白质为多。

1＞蛋白质

•分为可溶性蛋白和不溶性蛋白两大类。

2、脂质

•不同来源线粒体的脂质组成成分有差异，但均以磷脂为主。

♦线粒体脂质与蛋白质的比例在外膜为1：1,而在内膜为1：4,此外，线粒体内外膜

所含脂质和蛋白质的种类也有差异。

3、水、无机盐离子及其他

二、线粒体中酶的定位分布

•线粒体是细胞质中含酶最多的细胞器之一。不同的酶定位分布于线粒体的不同结构区域。

即三竣酸循环酶类：线粒体基质中。

•K呼吸链酶类：线粒体内膜上。

•入ATP酶复合体（基粒）：线粒体内膜上。

•功能：将呼吸链电子传递过程中氧化产生的能量转换给ATP贮存。所以，ATP酶复合

体是偶联磷酸化的关键装置。

•线粒体功能部位的标志酶

•外膜——单胺氧化酶

•内膜——细胞色素氧化酶

•膜间腔——腺甘酸激酶

•基质——三段酸循环酶系

第三节线粒体的功能

•线粒体是细胞氧化的中心和动力站。其主要功能是氧化磷酸化，合成ATP。

•通过对三大营养物质（糖、脂肪、氨基酸）有氧氧化释放能量，并将能量通过ADP磷

酸化，储存于ATP中，以ATP形式提供细胞生命活动所需能量的95%以上。

一、细胞氧化及其基本过程

•细胞氧化:生物体从外界吸收02,将细胞内各种能源物质氧化分解，放出C02和H20,

释放能量，供生命活动的需要，又称细胞呼吸。

第四节线粒体的半自主性

•线粒体不完全受核控制，具有自身的遗传体系（mtDNA,三种RNA,核糖体，氨基酸

活化前等），能自主复制和再生。但由于其遗传信息量小，大部分功能蛋白质分子需依

赖于核基因编码，山两套遗传系统共同控制，因而线粒体是一个半自主性的细胞器

（semiautonomousorganelle）0

—"、mtDNA

•mtDNA被称为是真核细胞的第二遗传系统。存在于线粒体基质中，多为裸露的闭合双

链环状结构，所含碱基对少，可自我复制。其含量仅为全细胞DNA含量的1%。

•人mtDNA的结构：

•由两条链组成的闭合环状分子，外环为重链（H链），内环为轻链（L链）。

•mtDNA易于发生突变。

三、线粒体蛋白质的运送

•线粒体蛋白质跨膜转运的特点：

1、线粒体蛋白质前体由细胞质内的游离核糖体合成后，再转运至线粒体内，即属于后

转移形式单向跨膜运输。

2、线粒体蛋白质的转运需要特定的蛋白质分选信号（导肽）引导。

3、线粒体蛋白质前体在跨膜运送前后，需经历一个解折叠与重折叠的成熟过程。该过

程中，需分子伴侣的帮助。

复习思考题

线粒体的形态结构及其功能是什么？为什么说线粒体具有半自主性？

第八章核糖体

掌握：

核糖体的形态结构、存在形式。

核糖体功能位点。

熟悉：

核糖体的基本类型、化学组成；

•核糖体(ribosome)又称为核蛋白体或核糖核酸蛋白体，是一种非膜性颗粒状的细胞器,

由rRNA和蛋白质组成。

•是蛋白质合成的中心场所，存在于几乎所有类型的活细胞中，是细胞最基本的不可缺

少的重要结构，被称为生命活动的基本粒子。

第一节核糖体的形态结构与存在形式

-、形态结构

•电镜结构：核糖体由大、小两个亚基组成。

•大亚基：略呈圆锥形；中央部位有一条管道(中央管道)，是新合成的多肽链释放的

通道。

•小亚基：长条状，呈略微弯曲的葫芦形。

•大小亚基结合时在其结合面上形成一条隧道，这是mRNA穿过的通道。

二、存在形式

不合成蛋白质时合成蛋白质时完成合成任务

III

游离大、小亚基一核糖体单体一解聚、脱离

I

多聚核糖体

/\

附着核糖体游离核糖体

第二节核糖体的基本类型与化学成分

一、核糖体的基本类型

•根据核糖体来源的生物类群的不同分类：

原核生物核糖体

真核生物核糖体：细胞质核糖体

细胞器核糖体：线粒体核糖体(动物)

叶绿体核糖体(植物)

二、核糖体的化学成分

•核糖体的化学成分是：rRNA和核糖体蛋白质(ribosomeprotein,rP)o

•rRNA位于核糖体内部，而蛋白质则主要分布在核糖体表面，二者靠非共价键结合。

•不同类型的核糖体在大小及化学成分上有差异。

两种基本类型：

•一种是70s的核糖体(50S+30S),主要存在于原核细胞和真核细胞中的叶绿体。

大亚基(50S)：23S、5SrRNA+31种蛋白质

小亚基(30S)：16SrRNA+21种蛋白质

•一种是80s的核糖体(60S+40S),存在于所有真核细胞(线粒体和叶绿体除外)。

大亚基(60S)：5S^5.8S、28SrRNA+49种蛋白质

小亚基(40S)：18srRNA+33种蛋白质

第三节核糖体的生物发生和自组装

第四节核糖体的功能

一、核糖体的功能位点

•核糖体的功能是进行蛋白质的生物合成。

•核糖体上存在多个与蛋白质合成相关的活性部位，主要包括：

1mRNA结合部位：位于小亚基上。

2、氢酰基结合位点，又称A位(Asite)或受位(entrysite)：主要位于大亚基上，是与新

掺入的氨酰-tRNA相结合的部位。

3、肽酰基结合位点，又称P位(Psite)或供位(donorsite)：主要位于大亚基上，是与延伸

中的肽酰基-tRNA结合的部位。

4、tRNA结合位点，又称E位(exitsite)：位于大亚基上，是肽酰-IRNA移交肽链后tRNA

的暂时停靠点。

5、肽酰基转移酶位：位于大亚基上，是与肽酰-tRNA从A位点转移到P位点有关的转

移酶的结合位点。同时，此位点还可能与催化氨基酸之间形成肽键和水解GTP为肽

酰-tRNA的转移提供能量有关。

二、蛋白质合成的基本过程

(-)多聚核糖体

•由mRNA分子和多个核糖体形成的聚合体，是蛋白质合成的功能集团。

•多聚核糖体所含核糖体的数量是由mRNA分子的长度决定的。一般情况下，mRNA

分子越长，核糖体的个数就越多。

(三)合成蛋白质的类型：

1、结构性蛋白质(内源性蛋白质)：主要山游离于细胞质中的游离核糖体负责合成。

2、输出性蛋白质(分泌蛋白质)：主要由附着于RER和核膜的附着核糖体负责合成。

•这种附着是临时性功能性附着。

•也有实验证明：①附着核糖体也能产生结构蛋白质，游离核糖体也可产生输出蛋白质;

②游离核糖体和附着核糖体可共同合成同一类蛋白质。

复习思考题

1.核糖体的形态结构如何？有哪些功能位点？

2.真核细胞细胞质核糖体的化学组成如何？有哪些存在形式

第九章细胞骨架

•是广泛存在于真核细胞中由蛋白质纤维组成的网络系统。

•功能：保持细胞形态、参与细胞运动、细胞分裂、细胞内运输以及信息传递等。

•广义：包括细胞质骨架、细胞核骨架、细胞膜骨架、细胞外基质等纤维体系。

•狭义：指由微管、微丝、中间纤维组成的细胞质骨架。

第一节微管

掌握：

1、细胞质骨架的概念；

2、微管的化学组成、存在形式；

3、微管的主要功能。

熟悉：

1、微管的形态结构：

2、微管的组装（条件和影响因素、过程、微管组织中心）

一、微管的组成及一般形态结构

♦微管（microtubule,MT）是一种具有极性、直而中空的圆筒状结构，直径24-26nm,

长短不一。

•主要成分：微管蛋白

微管相关蛋白

1、微管蛋白

•是构成微管的主要蛋是一种酸性蛋白质，由a和B两种单体构成。a-微

管蛋白和B-微管蛋白的理化性质相似，分子大小相近。

•通常a和B-微管蛋白各一个分子连在一起构成较稳定的异二聚体

（heterodimer）（,异二聚体是微管装配的基本结构单位。

•Y-微管蛋白是近年来发现的第三种微管组成成分。含量低（不到1%）,但是

作用同样重要。

•Y-微管蛋白通常以丫-微管蛋白环状复合物（Y-TuRC）的形式存在于微管组

织中心,对微管的正常组装有调节作用。

2、微管相关蛋白（MAP）（了解）（P210）

•是微管结构和功能的必需成分。决定不同微管间的差异，种类较多。

•主要有MAP-1、MAP-2、MAPT和Tau蛋白等几种，分为I型MAP和H型

MAPo

二、微管的组装

•微管是一种具有极性、动态的、不稳定的结构，可依细胞活动不断组装和去组装（微

管一一微管蛋白）。

（-）微管组装的条件和影响因素

1、微管蛋白浓度

・关键因素之一。微管的组装需要一定的微管蛋白浓度。把微管蛋白聚合与微管组装

时必需的最低微管蛋白浓度，称为临界浓度。

•其值大约为lmg/ml,但会受到其他因素的影响。

2、组装其他条件

•高Mg2+浓度、适当PH（约6.9）、合适的温度（＞20℃）、GTP（关键因素之二）、

氧化笊（D2O）的供应、紫杉醇能促进微管的组装。

•反之，小于4℃的温度、高Ca2+浓度、秋水仙碱、长春花碱等，可抑制微管的

聚合组装，甚至使其解体。

“踏车”模型

1、成核期(nucleationphase)

aP异二聚体一寡聚体核心一片状结构->13根原纤维一一段微管

•由于该期异二聚体的聚合速度缓慢，是微管聚合限速阶段，故也称为延迟期。

2、聚合期(polymerizationphase)

•也称延长期(elongationphase),细胞内高浓度的游离微管蛋白，使微管蛋白二聚

体在微管正端聚合、组装的速度远远快于负端的解离速度，微管因此得不断地延长。

3、稳定期(steadystatephase)

•随着细胞质中游离微管蛋白浓度的下降，微管在正、负两端的聚合与解聚速度达到

平衡，使微管长度趋于相对稳定的状态。

GTP帽一GDP帽表现出动力学不稳定性。

・微管组织中心(microtubuleorganizingcenter,MTOC)：是微管形成的核心位点,微管

的组装由此开始。常见的MTOC：中心体、纤毛的基体。

•MTOC的作用：帮助细胞质中的微管在组装过程中成核，接着微管从微管组织中心开始生长。

•Y-微管蛋白环状复合物(Y-TuRC)作为微管蛋白二聚体结合的核心，是微管组装的始

发位置。不但可促使微管的生长和延长，而且也控制着细胞质中微管形成的数量、位置和

方向。

•通常，微管的负端总是指向M