专业选修课-《细胞生物学》课程教学大纲（普通班）

《细胞生物学》课程教学大纲

适用对象：药学专业本科生

（学分：3学时：36+18）

一、课程的性质和任务：

细胞生物学是研究和揭示细胞基本生命活动规律的科学，它从显微水平、超微水平和分子水平等三个

层次研究细胞结构、功能、代谢等的一门学科。细胞生物学科是本科生的专业基础课程，它是迅猛发展的

生命科学的重要基础学科。有关细胞相关的基础知识和科学研究是现代生命科学的重要支柱之一，同时，

细胞生物学与其他各学科相互交叉、渗透。因而它是当今药学专业本科生必修的一门基础课程。

本课程配套实验教学的目的是使学生掌握有关分子细胞生物学基础实验的相关技术，培养学生独立的

操作能力及综合分析问题的能力，树立学生严谨认真的科学态度，从而利于运用所学的专业知识来解决科

学与生产中的实际问题。

二、教学内容和要求（含每章教学目的、基本教学内容和教学要求）：

1绪论

1.1细胞生物学研究的内容和现状

1.2细胞学与细胞生物学发展简史

掌握细胞学与细胞生物学发展的历史，细胞学说的建立及其所起的承前启后的重要作用。细胞学与

细胞生物学发展的历史大致可以划分为以下几个阶段：（1）细胞的发现；（2）细胞学说的建立；（3）细胞

学的经典时期；（4）实验细胞学时期；（5）细胞生物学学科的形成与发展。分析了细胞生物学学科形成的

基础与条件。当前细胞生物学主要发展方向是细胞分子生物学，它是以细胞作为一切有机体进行生命活动

的基本单位这一概念为出发点，在各层次上（主要在分子水平上）研究细胞生命活动基本规律的学科。细

胞生物学是研究细胞生命活动基本规律的学科，它是现代生命科学的基础学科之一。

热点问题：（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

系的研究；（4）细胞增殖及其调控；（5）细胞分化及其调控；（6）细胞的衰老与程序性死亡（凋亡）；（7）

细胞的起源与进化；（8）细胞工程。

2细胞的统一性与多样性

【教学目的与要求】

1.掌握：真核细胞、原核细胞的结构特征及进化上的关系、细胞生命活动的基本含义。

2.熟悉：病毒与宿主细胞相互作用的分子机制。

3.了解：真核细胞的结构可以概括为三大体系。

【教学内容】

2.1细胞生物学研究的内容与现状

细胞生物学是研究和揭示细胞基本生命活动规律的科学，它从三个不同层次（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。

2.2细胞学与细胞生物学发展简史

一、细胞的发现：

第一个发现细胞的是英国学者胡克（RorbertHooke）。

♦1665年，胡克用自制的显微镜（40-140倍）观察栋树软木的薄片时发现“cellar”。

♦1674年，荷兰布商列文虎克（AntonyvanLeeuwenhoek）自制了高倍显微镜（300倍左右）观察到池塘水

滴中的原生动物、鱼的红细胞。

二、细胞学说的建立及其意义：

♦所有的生物都是由一个或多个细胞组成的；

♦细胞是生命的基本单位；

♦一切细胞产自细胞。

2.3细胞的基本特征

一、细胞----生命活动的基本单位

1.一切有机体都由细胞构成，细胞是构成有机体的基本单位；

2.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；

3.细胞是有机体生长与发育的基础；

4.细胞是繁殖的基本单位，是遗传的桥梁；

5.细胞是生命起源的归宿，是生物进化的起点。

二、细胞的基本共性

1.所有的细胞都具有相似的化学组成；

2.细胞有磷脂和蛋白质构成的细胞膜;

3.细胞有相同的遗传装置;

4.一分为二的分裂方式。

2.4原核细胞与古核细胞

一、原核细胞的基本特点：

没有明显可见的细胞核，同时也没有核膜和核仁，只有拟核（核区，类核），进化地位较低。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。

二、古细菌：

又称为古核生物，常发现于极端环境中，如高温、高盐等。形态结构和遗传装置机构与原核细胞类似,

有些分子进化特征更接近真核细胞。

2.5真核细胞

一、真核细胞的基本结构体系：

在亚显微水平上，真核细胞可以划分为3大基本结构体系：

1.生物膜系统：其主要功能是进行选择性的物质跨膜运输与信号转导。同时，为生命的化学反应提供

了表面，很多重要的酶定位在膜上。

2.遗传信息传递与表达系统：遗传信息的储存、传递与表达系统是由DNA、RNA和蛋白质组成的复

合体。

3.细胞骨架系统：它是由一系列特异的结构蛋白装配而成的网架系统，对细胞形态和内部结构的合理

排布起支架作用。

二、真核细胞与原核细胞的比较：

三、植物细胞与动物细胞的比较：

构成动物体与植物体的细胞均有基本相同的结构体系与功能体系。二者共有的细胞器有：细胞膜、核

膜、染色质、核仁、线粒体、高尔基体、内质网与核糖体等。

植物细胞具有某些特有细胞结构：如细胞壁、液泡、叶绿体以及其他结构。

动物细胞具有中心粒，是植物细胞内不常见到的。

2.6非细胞形态的生命体一病毒的基本知识

一、病毒的基本特征：

1.病毒很小，结构极其简单；2.遗传载体具有多样性；3.彻底的寄生；4.病毒是以复制和装配的方式进

行增殖。

二、病毒的分类：

1.根据病毒感染的宿主范围，可将其分为动物病毒、植物病毒与细菌病毒（噬菌体）等;

2.根据核酸类型不同，病毒可分为DNA病毒与RNA病毒；

3.根据核壳体的形态，病毒可分为立体对称与螺旋对称两种类型。

三、病毒在细胞内的增殖过程：

1.病毒识别与侵入细胞；病毒进入细胞后，在细胞内蛋白水解酶的作用下，衣壳裂解，释放出病毒的

核酸。

2.病毒核酸的复制、转录与蛋白质的合成。

3.病毒的装配、成熟与释放。

3细胞生物学研究方法

【教学目的与要求】

1.掌握：细胞生物学研究所使用的实验技术的基本原理及其应用。

2.熟悉及了解：细胞生物学研究常用的模式生物及其优点。

【教学内容】

3.1细胞形态结构的观察方法

一、显微镜发展简史

1590年制造出第一台原始的显微镜。

1610年，意大利伽利略制造了具有物镜、目镜和镜筒的复式显微镜。

1611年，开普勒阐明了显微镜的基本原理。

1625年，法布尔首先提出显微镜（microscope）一词。

1665年，英国罗伯特•胡克，制造出能放大40-140倍的显微镜。不久，荷兰的安东尼・范•列文虎克制

作出放大率达300倍左右的显微镜，实现了历史性的发明。

1684年前后，荷兰学者惠更斯设计并制造出结构简单且效果较好的双透镜目镜一一惠更斯目镜。

19世纪中叶，恩斯特•阿贝提出了显微镜的完善理论。

1902年，艾夫斯奠定了现代双目镜的基本系统。

20世纪30年代，第一架电子显微镜诞生，标志着生物学家得以从亚显微水平上重新认识细胞。

二、显微镜的分类

（一）根据所用透镜数目

单式显微镜：只使用单一透镜的显微镜。

复式显微镜：由目镜和物镜所共同组成的显微镜。

（二）根据结构不同

正置显微镜和倒置显微镜

三、显微技术的基本概念

1、分辨率(resolution)

能清楚地分辨被检物体细微结构最小距离的能力，称为分辨率也称分辨力。

2、综合倍率

对于复式显微镜其放大倍数就是综合倍率，是指物镜倍率与目镜倍率的乘积。

3.2细胞化学技术

一、酶细胞化学原理与方法

1、概念

通过酶对特异底物的反应并显色来检测酶在器官、组织和细胞内的分布及酶活性强弱的一种技术。

2、原理

将酶与特异性底物共同孵育，然后使产物与显色剂反应生成荧光分子、有色可溶性化合物、有色沉淀

或高电子密度沉淀。

二、免疫细胞化学原理与方法

三、原位杂交技术

原位杂交技术(insituhybridization,ISH)：在不破坏细胞或细胞器的情况下，用核酸探针检测特定核

甘酸序列在染色体/组织上的精确位置的技术。

3.3细胞及其组分的分级分离与分析

一、细胞的分离与纯化

操作过程中必须遵守的原则：

①保持分离溶液与细胞等渗，且具有一定的缓冲能力。

②分离体系保持低温，以降低细胞的代谢活动。

③所用的试剂、器皿需要高压灭菌或过滤除菌，达到分离过程是无菌操作。

(一)流式细胞仪

流式细胞仪(flowcytometer)也称为荧光激活细胞分选仪：是从多细胞悬液中分离目的细胞的精密仪

器。一般由液流系统、激发光器件、信号检测和控制系统四部分组成。

(二)免疫磁珠法

(三)细胞电泳

原理：在一定PH值下细胞表面带有净的正或负电荷，能在外加电场的作用下发生泳动。

各种细胞或处于不同生理状态的同种细胞荷电量有所不同，故在一定的电场中的泳动速度不同。

用途：检测细胞生理状态、分离不同种类的细胞。

二、细胞组分的分级分离

细胞组分分级分离法：指根据细胞内各种结构的比重、大小不同，以及它们在同一离心场内的沉降速

度的差异，利用不同介质和不同转速的离心手段，将细胞内亚细胞组分及各种生物分子分级分离出来的方

法。

在细胞组分的分级分离前，首先破碎细胞，制备细胞匀浆液。

方法：超声振荡、低渗处理、压力破碎、机械破碎或研磨等。

三、细胞组分的显色分析

细胞内核酸、蛋白质、酶、糖类、脂类等物质，利用一些显色剂与所检测物质中的一些特殊基团特异

性结合，显现出颜色来判断含量和分布的技术。

3.4细胞培养与细胞制药工程

一、细胞培养概述

（一）细胞培养的概念

细胞培养（cellculture）：指在无菌条件下，从活体内取出组织或细胞，分散成单个细胞或直接以单细胞

生物为起始点，模拟其在体内的生理环境，在体外适宜的条件（无菌、培养基营养适当、温度适宜等）下、

使细胞继续生存、生长、增殖，并维持其结构和功能的方法。

（二）细胞培养的基本条件

（三）细胞培养的基本方式

细胞培养的方式可以根据细胞生长方式的不同分为两类：

1.贴壁培养：细胞在盛有培养液的器皿中贴壁平展生长，形成单层细胞层，如上皮细胞、Hela细胞等。

2.悬浮培养：细胞不贴附于支持物上，呈悬浮生长状态，胞体常呈满圆球状，如白血病细胞、淋巴细

胞、骨髓细胞。

（四）细胞培养的类型

原代培养：直接从体内取出组织或细胞后进行的首次细胞培养。

传代培养：原代培养的细胞在生长一定时间以后，就会由于营养成分的消耗、代谢产物的积累以及接

触抑制等因素而停止生长，因此需将原代培养的细胞分散后，按照一定比例转移到另外一个或几个新的培

养瓶中继续培养，这样的培养就称为传代培养。

二、细胞工程制药的主要技术与发展

细胞工程：指以细胞培养技术为基础，以细胞为单位，按照人们的意愿，应用细胞生物学、分子生物

学等理论和技术，有目的地进行设计、操作，使细胞的某些遗传特性发生定向改变，达到改良或创造新品

种的目的，以及使细胞增加或重新获得产生某种特定产物的能力，从而在离体条件下进行大量培养、增殖,

并提取出对人类有用的产品的一门应用科学与技术。

细胞工程制药：是细胞工程技术在制药工业方面的应用，如单克隆抗体。

3.5研究细胞生物学的模式生物

一、模式生物的特点：

个体较小、容易培养、操作简单、生长繁殖快。

二、细胞生物学常用的模式生物有：

噬菌体、大肠杆菌、酵母、四膜虫、黏虫、爪蟾、海胆、拟南芥、线虫、果蝇、斑马鱼和小鼠等。

4细胞质膜与细胞表面

【教学目的与要求】

1.熟悉：生物膜的结构模型。

2.掌握：生物膜的组成成分、细胞质膜的基本特征与功能等基本知识。

【教学内容】

4.1细胞质膜的结构模型与基本成分

生物膜(biomembrane)：细胞的所有膜结构的统称，包括细胞质膜和细胞内的膜。生物膜是细胞进行生

命活动重要的结构基础之一。

一、细胞质膜的结构模型

ErnestOverton于1895年发现凡是溶于脂肪的物质很容易透过植物的细胞膜，而不溶于脂肪的物质不

易透过细胞膜，因此推测细胞膜由连续的脂类物质组成。

1.“三明治式”结构模型：

Gorter&Grendel于1925年用有机溶剂提取了人的红细胞质膜的膜质成分，将其铺展在水面，测出膜

脂展开的面积二倍于细胞表面积，因此推测细胞膜有双层脂分子组成。

随后，人们发现质膜的表面张力比油-水界面表面张力低得多，因此，Davision&Danielli推测质膜中

含有蛋白质成分，并提出“蛋白质-脂质-蛋白质”的三明治式质膜结构模型。

2.单位膜模型(unitmembranemodel)：

J.D.Robertson于1959年根据电子显微镜观察的结果提出所有的生物膜都是由“蛋白质-脂质-蛋白质”

的单位膜构成。

3.流动镶嵌模型(fluidmosaicmodel)：

SJSinger和GNicolson于1972年提出，生物膜是由磷脂双分子层和蛋白质构成，膜蛋白和膜脂均可

侧向运动，膜蛋白是结合到膜的表面或镶嵌于脂双分子层中，是不对称分布的。

4.脂筏模型（lipidraftsmodel）：

Simons于1988年提出了对膜流动性的新的理解。该模型认为在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。

二、目前对生物膜结构的认识

1.脂双分子层组成生物膜的基本结构：

具极性头和非极性尾部的磷脂分子，在水中具有自发形成封闭膜系统的性质；尾部相对，极性头部朝

外。

2.蛋白质镶嵌：

镶嵌于其中或表面；分布不对称、类型不同，赋予生物膜各自的特性与功能。

3.膜蛋白及其它生物大分子的存在及相互作用，限制了膜蛋白、膜脂的流动性，形成了特定结构及功

能的膜。

4.在细胞生长和分裂等整个生命活动中，生物膜在三维空间上可出现弯曲、折叠、延伸等改变，处于

不断的动态变化中。

三、生物膜的化学组成

膜脂、膜蛋白

4.2细胞膜基本特征与功能

流动性：膜脂及膜蛋白的流动性。

不对称性：内外两侧的面上，膜脂种类分布不对称，外在膜蛋白和膜内在蛋白分布不对称。

一、膜的流动性

（一）膜脂的流动性

影响膜脂流动性的因素：

1.脂肪酸链的饱和程度：不饱和程度越高，流动性越大；

2.脂肪酸链的长度：长链脂肪酸相变温度越高，流动性越差；

3.胆固醇：胆固醇起双重调节作用；

4.其他因素：如温度、酸碱度和离子强度等。

（二）膜蛋白的流动性

荧光抗体免疫标记实验：分别将带有绿色荧光、能与人体细胞膜上HLA抗原特异性结合的抗体和带

有红色荧光、能与小鼠细胞膜上H-2抗原特异性结合的抗体放入细胞培养液中，对人、鼠细胞进行标记，

然后用灭活的仙台病毒介导两种细胞融合。

(三)膜脂和膜蛋白运动速率的检测

荧光漂白恢复技术：是使用亲脂性或亲水性的荧光分子，如荧光素、绿色荧光蛋白等标记蛋白或脂质，

用于检测所标记分子在活体细胞表面或细胞内部运动及其迁移速率。

原理：利用高能激光照射细胞的某一特定区域，使该区域内标记的荧光分子不可逆的淬灭，这一区域

称荧光漂白(photobleaching)区。由于膜的流动性，周围非漂白区荧光分子不断向光漂白区迁移。结果使

荧光漂白区的荧光强度逐渐地回复到原有水平。

二、膜的不对称性

膜脂和膜蛋白在生物膜上呈不对称分布：

同一种膜脂在脂双层中的分布不同；

同一种膜蛋白在脂双层中的分布都有特定的方向或拓扑学特征；

糖脂和糖蛋白的糖基部分均位于细胞质膜的外侧。

三、膜骨架

指细胞质膜内侧与膜蛋白相连的、由纤维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。

四、细胞膜的功能

为细胞的生命活动提供相对稳定的内环境；

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，其中伴随着能量的传递；

提供细胞识别位点，并完成细胞内外信息跨膜传递；

为多种酶提供结合位点，使酶促反应高效而有序地进行；

介导细胞与细胞、细胞与基质之间的连接；并参与形成具有不同功能的细胞表面特化结构。

很多膜蛋白可做为疾病治疗的药物靶标。

5物质的跨膜运输

【教学目的与要求】

掌握物质跨膜运输的不同方式和生物学意义，参与运输的各蛋白分子之间相互作用的模式以及胞吞胞

吐的作用机制和功能。

【教学内容】

细胞膜转运物质的三种途径：被动运输、主动运输、胞吞与胞吐作用。

5.1膜转运蛋白与小分子物质的跨膜运输

一、脂双层的不透性和膜转运蛋白

活细胞内外的离子浓度是明显不同。内外浓度差异主要由两种机制调控：

(1)取决于一套特殊的膜转运蛋白的活性；

(2)取决于质膜本身的脂双层所具有的疏水性特征。

(一)载体蛋白及其功能

载体蛋白几乎存在于所有类型的生物膜上，属于多次跨膜蛋白。每一种载体蛋白能与特定的溶质分子

结合，通过一系列的构象改变介导溶质分子的跨膜转运。

(二)通道蛋白及其功能

通道蛋白的分类：

(1)离子通道(ionchannel)：目前大多数通道蛋白都是离子通道。对离子的选择性取决于通道的直

径、形状以及通道内带电荷氨基酸的分布，只有大小和电荷适宜的离子才能通过。

(2)孔蛋白(porin)：选择性低，能通过较大的分子。

(3)水孔蛋白(Aquaporin)：水分子的跨膜通道。

二、小分子物质的跨膜运输类型

根据跨膜转运是否需要膜转运蛋白参与以及细胞是否提供能量，跨膜运输分为：简单扩散、被动运输

(协助扩散)和主动运输。

(一)简单扩散(simplediffusion)

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，不需要能量也

无需膜转运蛋白的协助。

(二)被动运输(passivetransport)

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，又叫协助扩散。

(三)主动运输(activetransport)

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。

根据能量来源不同，可分为：由ATP直接提供能量(ATP驱动泵)、间接提供能量(协同转运蛋白或

偶联转运蛋白)和光驱动泵。

5.2ATP驱动泵与主动运输

ATP驱动泵：ATP驱动泵将ATP水解生成ADP和无机磷(Pi),并利用释放的能量将小分子物质和离

子进行跨膜转运，因此又被称为ATPase。

正常情况下，ATPase不能单独水解ATP,而是将ATP的水解与物质的跨膜转运紧密偶联在一起。

根据泵蛋白的结构和功能特性，ATP驱动泵可分为4类：P型泵、V型质子泵、F型质子泵和ABC超

家族。

5.3胞吞作用与胞吐作用

真核细胞完成大分子与颗粒性物质的跨膜运输，以维持正常的代谢活动。又称膜泡运输或批量运输

（bulktransport）o属于主动运输。

胞吞作用：通过细胞膜内陷形成囊泡，将外界物质（生物大分子、颗粒性物质或液体）裹进并输入细

胞的过程。

胞吐作用：将细胞内合成的生物分子（蛋白质、脂类）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。

一、胞吞作用的类型

胞吞时质膜内陷脱落形成的囊泡，称胞吞泡（endocyticvesicle）„

根据胞吞泡形成的分子机制不同和胞吞泡的大小差异，胞吞作用可分为两种类型：吞噬作用和胞饮作

用。

（一）吞噬作用

概念：细胞吞入较大的固体颗粒或分子复合物（直径可达数微米），如细菌、无机尘粒、细胞碎片等物

质的过程，称为吞噬作用（phagocytosis）。一类特殊的胞吞作用。通过吞噬作用形成的胞吞泡叫做吞噬体。

过程：被吞噬颗粒首先吸附在细胞表面，经吸附区质膜内陷最终形成囊泡，进入细胞内成为吞噬体或

吞噬泡。吞噬泡最终与溶酶体结合而被分解。

细胞：广泛存在于原生动物，高等动物细胞比较少见，主要是一些特殊细胞，如巨噬细胞、中性粒细

胞和单核细胞等，主要参与免疫防御及清除细胞碎片的功能。

（二）胞饮作用

概念：细胞吞入大分子溶质或极微小颗粒物质的过程，称为胞饮作用（pinocytosis）。

过程：溶质分子首先吸附在细胞表面，经吸附区质膜内陷最终形成囊泡，进入细胞内成为胞饮体或胞

饮小泡。吞噬泡最终与溶酶体结合而被分解。

细胞：胞饮作用发生于几乎所有类型的真核细胞中。

分类：网格蛋白依赖的胞吞作用、胞膜窖依赖的胞吞作用、大型胞饮作用以及非网格蛋白/胞膜窖依

赖的胞吞作用。

二、胞吞作用与细胞信号转导

三、胞吐作用

概念：细胞内某些物质由膜包被形成小泡，从细胞内部逐步移到质膜下方，小泡膜与质膜融合，最终

把物质排到细胞外的过程。

类型：（1）组成型胞吐作用（固有分泌）

(2)调节型胞吐作用(受调分泌)

对象：激素、酶类、抗体以及未消化的食物残渣

过程：分泌物形成-移位-近质膜-融合与分泌。

6线粒体与叶绿体

【教学目的与要求】

1.掌握：两种重要的产能细胞器一线粒体和叶绿体的基本结构特征、主要功能与产能的功能机制；线

粒体及叶绿体的起源学说。

2.了解：线粒体的形态结构，生化特征及其相关疾病。

3.熟悉：ATP合成酶的作用机制(结合变化机制)。

【教学内容】

6.1线粒体与氧化磷酸化

1890年，R.Altaman在动物细胞发现颗粒状结构，命名为生命小体(bioblast)□

1898年，Benda将这种颗命名为mitochondriono

1904年，Meves在植物细胞中发现了线粒体。

至20世纪50年代，证实三竣酸循环，氧化磷酸化和脂肪酸氧化等重要的能量代谢过程均发生在线粒

体中。现在线粒体的结构和功能的研究已经深入到分子水平。

一、线粒体的基本形态及动态特征

(-)线粒体的形态、分布及数目

形状：线粒体一般呈颗粒状或短线状。

化学组成：蛋白质和脂类。

大小：一般直径0.3〜1叩1,长度1.5〜3.0国11,在胰脏外分泌细胞中可长达10〜20叩1,称巨线粒体。

数量及分布：植物细胞少于动物细胞；通常结合在微管上，分布在细胞功能旺盛的区域。线粒体的数

目呈动态变化并接受调控。

(二)线粒体的融合和分裂

这种现象是线粒体形态调控的基本方式，也是线粒体数目调控的基础。

多个线粒体融合可形成较大体积的线条状或片层状线粒体，后者也可以分裂形成较小体积的颗粒状线

粒体。

二、线粒体的超微结构

线粒体(mitochondrion)是由两层单位膜套叠而成的封闭的囊状结构。

包括：外膜(outermembrane)、内膜(innermembrane)、膜间隙(intermembrane)和基质(matrix)

四个功能区隔。

三、线粒体的功能

线粒体的主要功能是氧化磷酸化，合成ATP,为细胞的生命活动提供能量。

6.2叶绿体

一、叶绿体(Chloroplast)的基本形态及动态特征

(一)叶绿体的形态、分布及数目

叶绿体与线粒体形态结构比较：

叶绿体内膜并不向内折叠成崎；内膜不含电子传递链；除了膜间隙、基质外，还有类囊体；捕光系统、

电子传递链和ATP合成酶都位于类囊体膜上。

形态：叶绿体体积较大，比线粒体大，借助普通光学显微镜的中低倍物镜即可观察；叶绿体呈凸透镜

或铁饼状；一些低等植物中，带状、杯状、星形、板状。

大小：差别很大，直径为5-10um,厚2-4um；

分布：叶绿体分布在细胞质膜与液泡间薄层的细胞质中，平层排列；

数目：差别很大，高等植物的叶肉细胞含20-200个叶绿体；

(二)叶绿体的分化与去分化

质体(plastid)：植物细胞中特有的一类膜结合细胞器的总称，这类细胞器都是由共同的前体，前质体

(proplatid)分化发育而来。

叶绿体分化的表现：

在形态上，体积增大、形成内膜系统、积累叶绿素。

在生化及分子水平上，合成和运输叶绿体功能所需的酶、蛋白质及大分子等。

叶绿体的去分化：

在特定情况下，叶肉细胞经组织培养形成愈伤组织时，叶绿体发生去分化再次形成原质体。

二、叶绿体(Chloroplast)的超微结构

电镜下，叶绿体是由双层单位膜围成的细胞器，由被膜、类囊体、基质三部分组成。

7细胞质基质与内膜系统

【教学目的与要求】

1.掌握：细胞质基质的组成、特点与主要功能。

2.熟悉：细胞内膜系统的组成、动态结构特征与功能。

【教学内容】

7.1细胞质基质及其功能

概念：真核细胞质中，除去可分辨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。

成分：70%的水、溶于其中的离子以及以可溶性蛋白质为主的大分子。

细胞质基质的功能：

1.为蛋白质和某些脂肪酸的合成提供场所。

2.与细胞质骨架相关的功能。

3.维持细胞形态、细胞运动、胞内物质运输及能量传递等。

4.膜相系统使细胞质基质产生区室化，促进生化反应高效有序地进行。

5.蛋白质的修饰、蛋白质选择性的降解。

7.2内膜系统及其功能

内膜系统是指内质网、高尔基体、溶酶体、液泡、胞内体、分泌泡等膜结合细胞器；这些膜在结构、

功能乃至发生上是彼此相互关联的动态整体；

不包括线粒体，叶绿体等其它膜包被的细胞器。

一、内质网（EndoplasmicReticulum,ER）

内质网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。

•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%。

（一）内质网的两种基本类型

按照核糖体结合状态，可将内质网分为两种类型：

内质网包括粗面内质网（rER）和光面内质网（sER）两种类型；

rER的形态主要为扁平囊状，膜上结合核糖体，腔内有特殊可溶性蛋白；

sER的形态主要为小管、小泡，膜表面没有核糖体结合；

内质网与蛋白质和脂类的合成有关。一般说来，蛋白质、脂类代谢旺盛的细胞内比较发达。

（二）内质网的功能

蛋白质合成、脂类的合成、蛋白质的修饰与加工、新生多肽链的折叠与装配、内质网的其他功能。

二、高尔基体（Golgibody）

高尔基体是由一层单位膜构成，由大小不一、形态多变的囊泡体系组成的，在生长的不同阶段都有很

大的变化。

（一）高尔基体的形态结构和极性

根据高尔基体的各部膜囊特有的成分，可用电镜组织化学染色方法对高尔基体的结构组分作进一步分

析，常用的4种标志细胞化学反应是：嗜钺反应的高尔基体cis面膜囊；烟酰胺腺喋吟二核昔磷酸酶（NADP

酶）的细胞化学反应，显示高尔基体中间几层扁平膜囊。焦磷酸硫胺素酶（TPP酶）细胞化学反应，显示

trans面1〜2层膜囊；胞喀嘎单核甘酸酶（CMP酶）或酸性磷酸酶的细胞化学反应，显示靠近trans面上

的一些膜囊状和管状结构。

（二）高尔基体的功能

1.高尔基体的主要功能是将内质网合成的多种蛋白质进行加工、分类与包装；

2.内质网合成的一些脂类也通过高尔基体向细胞质膜和溶酶体膜运输；

3.高尔基体是细胞内糖类合成的工厂。

三、溶酶体（lysosome）

是一种外有单位膜、内含有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消化作用。

细胞的“消化器官”、“清道夫

（一）溶酶体的形态结构与类型

溶酶体是一种异质性细胞器，即指溶酶体的形态大小不同，其中所含水解酶也有很大不同。

根据溶酶体处于完成其生理功能的不同阶段，可将溶酶体分为：初级溶酶体、次级溶酶体和残质体。

（二）溶酶体的功能一消化作用

1.清除无用的生物大分子、衰老的细胞器及衰老和死亡的细胞；

2.防御功能：某些细胞特有的功能；

3.其他功能：作为细胞内的消化“器官”为细胞提供营养；参与分泌过程的调节；某些特定细胞编程性

死亡及周围细胞清除；精子的顶体反应。

8蛋白质分选与膜泡运输

【教学目的与要求】

1.掌握：核糖体的结构特征和功能、多聚核糖体的概念。

2.熟悉：分泌蛋白合成的模型-信号假说的基本内容。

3.了解：蛋白质的生物合成过程。

【教学内容】

8.1核糖体的类型与结构

核糖体(ribosome)是一种核糖核蛋白颗粒，是合成蛋白质的细胞器，其功能是按照mRNA的指令由

氨基酸高效且精确地合成多肽链。

一.核糖体的基本类型与化学组成

核糖体的基本类型：

附着核糖体(合成分泌性蛋白、膜蛋白、可溶性驻留蛋白、溶酶体酶蛋白)

游离核糖体(合成细胞内的结构蛋白或某些特殊蛋白)

原核细胞核糖体

真核细胞核糖体

两种主要类型的核糖体：

♦原核细胞的核糖体：

沉降系数为70S,分子量为2.5x106,由50S和30S两个亚基组成。

♦真核细胞的核糖体：

沉降系数是80S,分子量为4.2x106,由60S和40S两个亚基组成。

二.核糖体的化学组成

三.核糖体结构与功能的分析方法

离子交换树脂可分离纯化各种r蛋白；纯化的r蛋白与纯化的rRNA进行核糖体的重组装，显示核糖

体中r蛋白与rRNA的结构关系；双向电泳技术可显示出E.coli核糖体在装配各阶段中，与rRNA结合的

蛋白质的类型；双功能的交联剂和双向电泳分离可用于研究r蛋白在结构上的相互关系。

四.核糖体结构

大亚单位:半圆形，三个突起，中央有一凹陷；

小亚单位：长条形，1/3处有一缢痕。

8.2多核糖体与蛋白质合成

一.多核糖体

多聚核糖体(polyribosome)：核糖体在细胞内并不是单个独立地执行功能，而是由多个甚至几十个核

糖体串连在一条mRNA分子上高效地进行肽链的合成，这种具有特殊功能与形态结构的核糖体与mRNA

的聚合体称为多聚核糖体。

mRNA越长，合成的多肽相对分子质量越大，核糖体的数目也就越多。

二.蛋白质的合成

核糖体最重要的生物学功能在于进行蛋白质的生物合成。在此过程中，mRNA,rRNA和tRNA、能

量分子以及多种蛋白质因子的参与下，经历起始复合物的形成、肽链的延伸以及肽链的终止等三个大的阶

段，进行蛋白质合成过程。值得注意的是，新近观点认为，蛋白质合成过程中，转肽酶的化学本质并非蛋

白质，而是rRNA,由此提出了核酶的概念，这是对传统酶学理论的重大挑战。

三.核糖体与RNA世界

（一）核糖体的本质是核酶

核酶是指一类具有催化活性的RNA分子。

（二）RNA世界与生命起源

三种生物大分子，只有RNA既具有信息载体。功能又具有酶的催化功能。因此，推测RNA可能是

生命起源中最早的生物大分子。

核酶（ribozyme）：具有催化作用的RNA。由RNA催化产生了蛋白质。

8.3细胞内蛋白质的分选

一.信号假说与蛋白质分选信号

新合成蛋白质的N-末端有一段信号序列，叫信号肽，其作用是将肽链在合成过程中引导至内质网膜

上，并在内质网中完成蛋白质合成，信号序列本身则在蛋白质合成完成前在内质网中被切除。

二.蛋白质分选转运的基本途径与类型

核基因编码的蛋白质的分选大体可分为以下两条途径：

1.后翻译转运的蛋白质运输途径；2.共翻译转运的蛋白质运输途径。

8.4细胞内膜泡运输

一.膜泡运输的概观

细胞内膜泡运输需要多种转运膜泡参与，根据转运膜泡表面包被蛋白的不同，目前发现三种不同类型

的包被小泡：网格蛋白/接头蛋白有被小泡、COPII有被小泡、COPI有被小泡。

二.膜泡运输的关键步骤

1.供体膜的出芽，装配和断裂，形成不同的包被转运膜泡；

2.在细胞内由马达蛋白驱动、以微管为轨道的膜泡运输；

3.转运膜泡与特定靶膜的锚定与融合。

三.细胞结构体系的组装

生物大分子的组装方式：

1.自我装配：装配信息存在于大分子复合物亚基本身；

2.协助装配：除了大分子复合物亚基，还需其他组分；

3.直接装配：某些亚基直接装配到预先形成的基础结构上；

4.结构更为复杂的细胞结构及结构体系装配。

9细胞信号转导

【教学目的与要求】

1.掌握：细胞通讯的基本概念和基本作用方式，细胞信号分子的分类，第二信使的概念；

2.熟悉：细胞识别和细胞信号通路的基本概念；

3.了解：分子开关的概念与生理功能。

【教学内容】

9.1细胞信号转导概述

细胞通讯：一个细胞发出的信息，通过介质（配体）传递到另一个细胞，并与该靶细胞相应受体相互

作用，再通过细胞信号转导，产生相应的生理生化变化和生物学效应的过程反应。

—.细胞通讯

细胞通讯的三种方式：

1.分泌化学信号进行的通讯

2,通过细胞接触进行的通讯

3.通讯连接：间隙连接和胞间连丝（交换小分子）

二.信号分子与受体

（一）信号分子一细胞的信息载体

种类繁多，包括化学信号如激素、局部介质和神经递质等，以及物理信号诸如声、光、电和温度变化

等。

各种化学信号根据其化学性质通常可分为三类：

1.气体性信号分子：

NO、CO—自由扩散一进入细胞直接激活效应酶（鸟甘酸环化酶）产生第二信使cGMP--参与体内生

理过程一影响细胞行为。

2.疏水性信号分子：

主要是留类激素和甲状腺素，是血液中长效信号。

这类亲脂性分子小、疏水性强，可穿过细胞质膜一进入细胞一与细胞内核受体结合一调节基因表达。

3.亲水性信号分子：

包括神经递质、局部介质和大多数蛋白类激素一它们不能穿过细胞质膜，只能与靶细胞膜表面受体结

合。

（二）受体（receptor）

指能够识别和选择性结合某些配体并能引起一系列生物学效应的生物大分子。

♦多为糖蛋白

♦少数为糖脂，也有二者的复合物

根据信号转导机制和受体蛋白类型的不同，细胞表面受体分三类：

（1）离子通道受体

是指受体本身既有信号结合位点，又是离子通道，其跨膜信号转导无需中间步骤。

（2）G蛋白偶联受体

最大的一类细胞表面受体，普遍存在于真核细胞表面。信号分子结合受体后由G蛋白介导激活靶蛋

白（酶或离子通道），在细胞内产生第二信使，再通过信号传递，引起一系列生物效应。

（3）酶联受体

受体胞内结构域具有酶活性，自身是酶，与信号分子结合即被活化，引起靶细胞中某些蛋白质磷酸化。

这类受体的信号主要与细胞生长、分裂有关。

（三）第二信使

大多数激素类信号分子不能直接进入细胞，只能通过同细胞表面受体结合后进行信息转换，通常把细

胞外的信号称为第一信使，而把在细胞感受信号后，通过细胞表面受体转换而来的细胞内信号称为第二信

使（在细胞内产生的非蛋白类小分子）。

9.2细胞内受体介导的信号传递

一.细胞内核受体及其对基因表达的调节

二.NO作为气体信号分子进入靶细胞直接与酶结合

9.3G蛋白偶联受体介导的信号转导

一.G蛋白（三聚体GTP结合调节蛋白）偶联受体的结构与激活

特点：①由a、p、丫亚基组成的异聚体，p和丫亚基总是紧密结合在一起作为一个功能单位G阶；

②具有GTP酶（GTPase）的活性，能结合GTP或GDP；③其本身的构象改变可活化效应蛋白。

分类：刺激性G蛋白Gs、抑制性G蛋白Gi

二.G蛋白偶联受体介导的细胞信号通路

配体与受体结合后，需要与G蛋白的激活相偶联,进而将信号传与下游的靶蛋白时，在胞内产生第二

信使。

根据引起的级联反应的不同，分为：

♦cAMP信号通路

♦磷脂酰肌醇信号通路

9.4酶联受体介导的信号通路

通常与酶连接的细胞表面受体又称为催化性受体，目前已知的这类受体都是跨膜蛋白。

类型：

・受体酪氨酸激酶(Receptortyrosinekinase)；表皮生长因子受体(Epidermalgrowthfactor,EGF)；胰岛

素受体(insulinreceptor)

・受体鸟昔环化酶(Receptorguanylylcyclase)；

・受体酪氨酸磷酸酯酶(Receptoroftyrosinephophatase);

・受体丝氨酸/苏氨酸激酶(Receptorserine/threoninekinase);

•酪氨酸蛋白激酶偶联受体(tyrosinekinase-linkedreceptors)□

9.5其他细胞表面受体介导的信号通路

由细胞表面受体所介导的调控细胞基因表达的信号通路，根据其反应机制和特征可区分为4类：

l.GPCR-cAMP-PKA和RTK-Ras-MAPK信号通路：它们通过活化受体导致胞质蛋白激酶的活化一活

化的胞质激酶转位到核内并磷酸化特异的核内转录因子…基因转录。

2.TGF-p-Smad和JAK-STAT信号通路：他们通过配体与受体结合激活受体本身或偶联激酶的活性一

胞质内特殊转录因子活化一核基因表达。

3.Wnt受体和Hedgehog受体介导的信号通路：配体与受体结合引发胞质内多蛋白复合物去装配--释

放转录因子一核基因表达。

4.NF-KB和Notch信号通路:涉及抑制物或受体本身的蛋白切割作用一活化转录因子一调控基因表达。

10细胞骨架

【教学目的与要求】

1.掌握：各种细胞骨架的动态结构和功能特征。

2.熟悉：影响微丝组装的特异性药物及其作用原理。

3.了解：纤毛与鞭毛的结构与功能。

【教学内容】

10.1微丝与细胞运动

又称肌动蛋白丝(actinfilament)或纤维状肌动蛋白(fibrousactin,F-actin)；这种直径为7nm的纤维

存在于所有真核细胞中；微丝网络的空间结构与功能取决于与之相结合微丝结合蛋白；细胞的许多运动都

依赖微丝的存在。

一.微丝的组成及其组装

(一)结构与成分

微丝的主要结构成分是肌动蛋白（actin）；

在大多数真核细胞中，肌动蛋白是含量最丰富的蛋白之一；

在肌细胞中，肌动蛋白占细胞总蛋白质量的10%左右；

在非肌细胞中，也占细胞总蛋白质量的1%-5%；

肌动蛋白在细胞内有两种存在形式，即肌动蛋白单体（又称为球状肌动蛋白，G-actin）和单体组装而

成的纤维状肌动蛋白。

肌动蛋白单体由2个亚基构成，每一亚基含有375个氨基酸残基。

肌动蛋白单体有ATP/ADP,Mg2+和K+/Na+以及肌球蛋白和细胞松弛素B的结合位点。

（二）微丝的组装及其动力学特性

（1）条件：

一定浓度的G-actin在高K+、Mg2+、ATP条件下趋向于聚集。

（2）过程：成核期、聚合期、稳定期。

（三）影响微丝组装的特异性药物

细胞松弛素B（cytochalasinB）：从霉菌细胞中提取的化合物，与微丝的正端结合，阻止肌动蛋白聚合,

破坏微丝的三维网络。

鬼笔环肽（phalloidin）：从有毒蘑菇中提取的化合物，结合并稳定微丝，使肌动蛋白纤维网络聚合增

强。

二.微丝网络结构的调节与细胞运动

（一）非肌肉细胞内微丝的结合蛋白

（二）微丝的功能

1.构成细胞支架并维持细胞的形态：微绒毛

2.参与细胞运动：伪足

3.细胞分裂：收缩环

4.肌肉收缩：细肌丝

5.细胞物质运输：囊泡运输

6.细胞内信号传递

10.2微管及其功能

一、微管结构组成与极性

（一）成分：

a,p微管蛋白，其二聚体是微管装配的基本单位；不可交换位点；可交换位点；在二聚体上还有鸟

喋吟核甘酸的两个结合位点；

一个秋水仙素的结合位点；一个长春花碱的结合位点。

a微管蛋白含450个氨基酸残基，(3微管蛋白含455个氨基酸残基。两者均含有酸性C端序列，使微

管表面带有较强的负电荷。

从低等的单细胞真核生物到高等哺乳动物，微管蛋白在生物进化过程可能是最稳定的蛋白分子之一。

(二)形态：

长管状结构，外径24nm,内径15nm,其壁包括13条原纤维。

二、微管的组装与去组装

三、微管组织中心(MTOC)

概念：在生理状态或实验处理时，能够起始微管的成核作用并使之延伸的细胞结构称为微管组织中心

(microtubuleorganizingcenter,MTOC)。

(一)中心体(centrosome)

中心体(centrosome)结构：

9组三联体微管组成；微管A为完全微管含有13根原纤丝；微管B和C为不完全微管。

(二)基体(basalbody)和其他微管组织中心

基体：位于鞭毛和纤毛根部的类似结构。

结构：9组三联体微管组成；微管A为完全微管含有13根原纤丝；微管B和C为不完全微管。

四、微管的动力学性质

微管装配的动力学不稳定性：指微管装配生长与快速去装配的一个交替变换的现象，通常发生在微管

的正极或中心体的远端。

五、微管结合蛋白

组成微管的化学成分除微管蛋白外，还包括其它一些蛋白质。通称为微管结合蛋白。

六、微管对细胞结构的组织作用

七、细胞内依赖于微管的物质运输

八、纤毛(cilia)和鞭毛(flagella)的结构与功能

结构构成：

由质膜包围且突出于细胞表面、微管和动力蛋白等构成的高度特化的结构。

功能：

运动装置，与细胞信号转导、细胞增殖与分化、组织与个体发育相关。

10.3中间丝

一、中间丝的主要类型和组成成分

IF成分比MF、MT复杂，分布具有组织特异性。IF在形态上相似，而化学组成有明显的差别。

二.中间丝的组装与表达

首先是两条中间纤维多肽链形成超螺旋二聚体，然后两个二聚体反向平行以半交叠方式形成四聚体，

再由四聚体首尾相接形成原纤维，最后每8根原纤维构成圆柱状的10nm中间纤维。

三,中间丝与其他细胞结构的联系

与细胞质膜上特定的部位链接；通过跨膜蛋白与细胞外基质或相邻细胞的中间丝链接；细胞内部与核

膜连接（V型中间丝蛋白组装成核纤层）。

四、中间丝的功能

♦增强细胞抗机械压力的能力；

♦角蛋白纤维参与桥粒的形成和维持；

♦结蛋白纤维对于维持肌肉细胞的收缩装置起重要作用；

♦神经元纤维在神经细胞轴突运输中起作用；

♦参与传递细胞内机械的或分子的信息；

♦中间丝与mRNA的运输有关；

♦中间丝在细胞分化中的作用：由于中间纤维蛋白的表达具有组织特异性。

11细胞核与染色质

【教学目的与要求】

1.掌握：细胞核的结构组成及其生理功能、染色体的形态结构。

2.熟悉：染色质的组成、组装及类型。

【教学内容】

11.1核被膜

一.核膜

（一）核膜结构

核被膜由内外两层平行但不连续的单位膜构成。面向核质的一层膜称作内核膜，而面向胞质的另一层

膜称为外核膜；

两层膜厚度相同，约为7.5nm；

两层膜之间有20-40nm的透明空隙，称为核周间隙或核周池。

（二）核膜的崩解与组装

在真核细胞中，核膜伴随着细胞周期的进行有规律地解体与重建。

在分裂期，双层膜崩解成单层膜泡，核孔复合体解体，核纤层去组装；分裂末期，核被摸开始围绕染

色体重新形成。

二.核孔复合体

20世纪50年代，观察两栖类卵母细胞的核被膜时发现的。1959年Watson命名为核孔复合体，是镶

嵌于核孔上的蛋白结构。

广泛分布于真核细胞，一般哺乳动物细胞核膜上有3000-4000个核孔复合体。

细胞核活动旺盛的细胞中核孔数目较多，反之较少。

在电镜下观察，核孔是呈圆形或八角形。

三.核纤层

核纤层是结合在内层核膜的内表面、由中间纤维相互交织而成的一层高电子密度的蛋白质网络结构，

在所有真核细胞中普遍存在，一般厚约10-20nm。

11.2染色质

一.染色质DNA

（一）基因组大小比较

（二）基因组DNA类型

生物基因组DNA可以分为以下几类：

蛋白编码序列；编码rRNA,tRNA和组蛋白的串联重复序列；含有重复序列的DNA；未分类的间隔

DNAo

二.染色质蛋白质

（一）组蛋白（histone）：是真核生物染色体的基本结构蛋白，是一类小分子碱性蛋白质，有5种类型,

即Hl、H2A、H2B、H3、H4,它们富含带正电荷的碱性氨基酸，能够同DNA中带负电荷的磷酸基团相

互作用。

（二）非组蛋白（nonhistone）：指与特异DNA序列相结合的蛋白质，又称为序列特异性DNA结合蛋

白。

三.核小体―染色质的基本结构单位

四.染色质组装

五.染色质类型

（一）常染色质和异染色质

常染色质指间期核内染色质纤维折叠压缩程度低，处于伸展状态，用碱性染料染色时着色浅的那些染

色质。

异染色质指在整个间期，仍然保持折叠压缩，处于聚缩状态，碱性染料染色时着色较深的染色质组分。

（二）常染色质与异染色质间的转变

11.3染色质的复制与表达

11.4染色体

染色体是细胞在有丝分裂（减数分裂）时遗传物质存在的特定形式，是间期细胞染色质结构紧密组装

的结果。

染色体的形态结构

划分的标准：①臂比值r（长臂长/短臂长）；②着丝粒指数

1.中着丝粒染色体：水稻、玉米染色体

2.亚中着丝粒染色体：小麦染色体

3.近端着丝粒染色体

4.端着丝粒染色体

（一）着丝粒与动粒

（二）次缢痕、随体及核仁组织区

由于着丝粒区浅染内缢，因此被称作主缢痕（primaryconstriction）。

除了主缢痕外，染色体上其他的浅染缢缩部位称作次缢痕（secondaryconstriction）。它的数目、位置

和大小是某些染色体所特有的形态特征，可作为鉴定染色体的标记。

随体（satellite）指位于染色体末端的球形染色体节段，通过次缢痕与染色体主体部分相连。它是识别

染色体的重要形态特征之一，有随体的染色体称为sat染色体。

核仁组织区（nucleolarorganizingregion,NOR）位于染色体次缢痕部位，与间期核仁形成有关。

（三）端粒

二.染色体带型

三.特殊染色体

11.5核仁与核体

形态结构：无膜包裹的球形小体。

数目、体积：随细胞类型和代谢状况而变化。蛋白合成旺盛的细胞体积大，不具蛋白合成能力的细

胞体积小。

周期性：为高度动态结构，在细胞周期中存在解体与重建过程。间期核中结构最明显。

核仁的主要功能：是介导核糖体的生物发生。

12细胞周期与细胞分裂

【教学目的与要求】

1.掌握：细胞周期的动态过程及其调控的分子机制、有丝分裂及减数分裂的过程。

2.熟悉：细胞分裂的基本方式。

【教学内容】

12.1细胞周期

一、细胞周期概述

从一次细胞分裂结束开始，经过物质准备，直到下一次细胞分裂为止，称为一个细胞周期。

二、细胞周期中各不同时相及其主要事件

G1期：合成细胞生长所需的蛋白质、糖类、脂质等；

S期：合成DNA；

G2期：检查DNA是否完成复制，细胞是否已生长到合适大小，环境因素是否利于细胞分裂等;

M期：细胞分裂。

三、细胞周期同步化

天然同步化、人工同步化

四、特殊的细胞周期

12.2细胞分裂

一、有丝分裂

二、减数分裂

13细胞增殖调控与癌细胞

【教学目的与要求】

1.掌握：细胞周期调控系统的基本内容及其主要作用。

2.熟悉：细胞周期蛋白（cyclin）、周期蛋白依赖性激酶（CDK）的结构特点、相互作用及功能。

3.了解：细胞周期检验点的定义与意义。

【教学内容】

13.1细胞增殖调控

一.MPF的发现及其作用

成熟促进因子（maturationpromotingfactor,MPF）,又称有丝分裂因子（Mitosis-promotingfactor）,早期

称为M期促进因子（M-phasepromotingfactor,MPF）,是指M期细胞中存在的促进细胞分裂的因子。

二.p34cde2激酶的发现及其与MPF的关系

1.酵母中cdc基因的发现

2.cdc激酶与MPF的关系

三.细胞周期蛋白

特点：在细胞周期中呈周期性变化。含有一段约100个氨基酸的保守序列，称为周期蛋白框，介导与

CDK结合。

作用：激活和引导CDK作用于不同底物。

已知30余种，分为4类：G1型、G1/S型、S型、M型。

四.CDK和CDK抑制因子

五.细胞周期运转调控

13.2癌细胞

一、癌细胞的基本特征

♦生长与分裂失去控制，具有无限增殖能力，成为“永生”细胞。

♦具有扩散性：

・癌细胞的细胞间粘着性下降，具有浸润性和扩散性。

•在分化程度上癌细胞低于正常细胞和良性肿瘤细胞，且失去了原组织细胞的某些结构和功能。

♦细胞间相互作用改变（识别改变；表达水解酶类；产生新的表面抗原）。

♦蛋白表达谱系或蛋白活性改变（胚胎细胞蛋白、端粒酶活性升高）。

♦mRNA转录谱系的改变（少数基因表达不同；突变位点不同，表型多变）。

♦染色体非整倍性。

二、癌基因与抑癌基因

癌基因（oncogene）：控制细胞生长和分裂的一类正常基因，其突变能引起正常细胞发生癌变。

癌基因分为两大类：病毒癌基因（v-onc）和细胞癌基因（c-onc）„

三、肿瘤的发生是基因突变逐渐积累的结果

14细胞分化与胚胎发育

【教学目的与要求】

1.掌握：基因差异表达与细胞分化、影响细胞分化的因素及细胞全能性的含义。

2.了解：真核细胞基因表达的调控过程。

【教学内容】

14.1细胞分化

一、细胞分化的基本概念

(-)细胞分化是基因选择性表达的结果

细胞分化(celldifferentiation)：在个体发育中，由一种相同的细胞类型经细胞分裂后逐渐在形态、结构

和功能上形成稳定性差异，产生各不相同的细胞类群的过程。

细胞分化是多细胞生物发育的基础与核心。

(二)管家基因/组织特异性基因

♦管家基因(house-keepinggenes)：是指所有细胞中均要表达的一类基因，其产物是对维持细胞基

本生命活动所必需的。

♦组织特异性基因(tissue-specificgenes)：是指不同的细胞类型行特异性表达的基因，其产物赋予

各种类型细胞特异的形态结构特征与特异的功能。

♦调节基因(regulatorygenes)

二、细胞的全能性与多能干细胞

细胞的全能性是指细胞经分裂和分化后仍具有形成完整有机体的潜能或特性。

三、影响细胞分化的因素

1.受精卵细胞质的不均一性；

2.胞外信号分子；

3.胞间相互作用与位置效应；

4.细胞记忆与决定；

5.环境；

6.染色质变化与基因重组。

14.2胚胎发育中的细胞分化

15细胞死亡与细胞衰老

【教学目的与要求】

1.掌握：细胞凋亡的检测方法。

2.了解：细胞衰老和凋亡过程的基本概念、生物学特征和可能的分子机制。

【教学内容】

15.1细胞死亡

程序性细胞死亡(programmeddeath,PCD)：细胞死亡受细胞内由遗传机制决定的"死亡程序”控制，要

求特定的基因表达，是''主动而非"被动''的过程。

细胞死亡的方式：

1.细胞凋亡(apoptosis)

2,坏死(necrosis)