细胞生物学进展093省公开课一等奖全国示范课微课金奖课件

第一章绪论一、细胞发觉1665年，R.Hooke发表了《显微图谱》一书，描述了用自制显微镜（30倍）观察软木塞切片时发觉“cellar”.1674年，荷兰布商列文虎克自制了高倍显微镜（300倍），观察到血细胞、池糖水滴中原生动物、人类和其它哺乳动物精子。二、细胞学说建立第一阶段：1838-1839年，德国植物学家施莱登和德国动物学家施旺两人共同提出细胞学说：一切动植物都是由细胞组成，细胞是一切动植物基本单位。第二阶段：新细胞能够经过老细胞繁殖产生。1858年，魏尔肖指出细胞只能起源于细胞。深入指明细胞是一个相对独立单位。第1页三、细胞学经典时期：主要细胞器和细胞分裂活动发觉。四、试验细胞课时期：O.Hertwig采取试验方法研究海胆和蛔虫卵发育中核质关系，创建了试验细胞学。五、细胞生物学学科形成与发展20世纪50-60年代：生物化学与细胞生物学相互渗透与结合。20世纪70年代：分子生物学概念引入到细胞学20世纪80年代：细胞生物学主要发展方向为分子细胞生物学。第2页问答题：简述细胞学说建立过程及主要内容，并说明为何说细胞学说真正完善是1858年。第3页第二章细胞统一性与多样性一、支原体最小、最简单细胞，具备了细胞基本形态结构，并含有些人微言轻生命活动基本单位存在主要特征。含有细胞生存所需要最低数量蛋白（700各种）。以一分为二方式进行繁殖。维持细胞基本生命活动细胞最小极限不可能小于100nm，支原体己靠近该极限。第4页二、原核细胞两个代表：细菌与蓝藻1.细菌：没有经典核结构，只有类核，核区不表现Feulgen正反应。细胞表面饮食细胞质膜、中膜体、细胞壁、荚膜、鞭毛。其核糖体沉降系数为70S，小部分为附着核糖体，大部分为游离。除了核区DNA外，还存在可自主复制遗传因子（质粒）2.蓝藻：遗传物质所在部位为中心质，DNA含量比原核生物大。最简单光能自养生物之一。仅含叶绿素a。细胞质膜外有细胞壁和一层胶质层（又称为鞘），细胞体积较其它原核生物要大。第5页问答题：为何说支原体可能是最小最简单细胞存在形式？为何说古核细胞比细菌更有可能是真核细胞祖先？简明说明抗生素杀菌机理及细菌反抗生素耐药性形成过程。讨论下面叙述：“病毒是寄生物，它们对宿主生物是有害，使宿主生物在进化过程中处于不利地位。”真核生物内膜结构体系形成有什么意义？判断下面说法是否正确：“全部生命体均由细胞组成”，并解释原因。第6页第三章细胞生物学研究方法相差显微镜：原理：光线经过不一样密度物质时，若密度大则光滞留时间长，反之则短。相差显微镜正是利用这一点，将相位差转换成振幅差。应用：样品不需要染色，能够观察活细胞，甚至细胞核、线粒体等细胞器动态荧光显微镜：原理；物质中电子吸收光能后由低能状态转变为高能状态，再加到低能状态时释放出光就是荧光应用：判定来细胞结构、对特异蛋白质等生物大分子进行定性、定位负染色技术：组成生物体一些分子是由一些原子序数很低轻元素（C、H、O、N）组成，它们散射电子能力很弱，在电镜下几乎不形成明暗反差，为使生物样品加大反差，用重金属对其进行染色，增加散射电子能力，从而衬托样品精细结构。第7页冷冻蚀刻技术：用快速低温冷冻法对样品快速冷冻（液氮），并在低温下进行断裂。用铂、金等金属进行倾斜喷镀形成对应于凹凸电子反差，再经碳垂直于断面进行真空喷镀，形成一连续碳膜用消化液将样品消化，将碳膜及其组成图形金属微粒移到载网上进行电镜观察。电镜三维重构技术：是电子显微镜、电子衍射技术与计算机图像处理相结合而形成，适合于生物大分子三维结构分析。首先，在不一样倾角下对样品进行拍照，将所得到系列图片经傅立叶变换，取得样品三维结构电子密度图。当前，该技术与X射线衍射技术、核磁共振分析技术相结合，成为当前结构生物学主要试验伎俩。第8页细胞内核酸、蛋白质、糖与脂质等万分显示方法：利用一些显色剂与被检测物质中一些基团特异性结合，经过显色剂在细胞中定位及颜色深浅来进行物质定性与定量分析。DNA：Feulgen反应多糖：PAS反应不饱和脂肪酸：四氧化俄磷脂：苏丹III蛋白质酪氨酸：米伦碱性磷脂酶：格莫瑞第9页特异蛋白抗原定位与定性：依据抗体能与对应抗原自行识别并结合免疫学原理，检测特定蛋白质在细胞内分布情况和含量。免疫荧光技术：免疫电镜技术（免疫酶标技术、免疫铁蛋白技术、免疫胶体金技术）细胞内特异核酸序列定位与定性：确定特异核酸序列在细胞中或者染色体上位置原位杂交技术放射自显影技术：生物大分子在细胞内动态合成过程。放射性同位素物质流式细胞仪：定量测定细胞中DNA、RNA或特异蛋白质含量及对对应类型细胞准确分选。第10页问答题：细胞组分分析方法有哪些基本试验技术？哪些技术可用于生物大分子在细胞内定性与定位？为何说细胞培养是细胞生物学研究最基本技术？在研究工作中分离得到一个与动物减数分裂直接相关基因，假如想得到该基因单克隆抗体，请说明试验原理与方法。第11页第四章细胞质膜基本定义：脂质体去垢剂影响膜脂流动性原因主要有：荧光漂白恢复技术细胞质膜基本功效什么是膜骨架？研究膜骨架时为何使用红细胞作为研究材料？请述叙红细胞膜骨架基本结构与功效设计两个证实细胞膜流动性试验第12页第五章物质跨膜运输载体蛋白及其功效通道蛋白及其功效依据能源起源不一样，主动运输能够分为哪几个类型？P型离子泵结构特点：V型质子泵和F型质子泵动物、植物和原生动物是经过什么机制应对低渗膨胀作用？叙述网格蛋白有被胞饮小泡形成机理。为何协同转运是间接消耗ATP？两种协同转运有什么不相同地方？第13页第六章细胞能量转换：线粒体与叶绿体线粒体和叶绿体DNA线粒体蛋白运输是怎样实现？导肽有什么特点？叶绿体蛋白是怎样实现定向运输与装配？由核基因编码、在细胞质核糖体上合成蛋白质是怎样运输至线粒体和叶绿体功效部位上？为何说线粒体和叶绿体是半自主性细胞器？假如一个带正电荷脂溶性荧光染料对代谢活动旺盛真核细胞进行染色，你认为最有可能在哪种细胞器中观察到？为何？经过低渗溶液处理后，线粒体内膜和外膜将发生怎样不一样改变？为何？简述ATP合成酶结构特点，组成和主要特点。第14页第七章真核细胞内膜系统、蛋白质分选与膜泡运输请述叙两种基本类型内质网结构与功效特点。请述叙分泌蛋白分泌过程蛋白质糖基化有什么功效？请说明溶酶体生物发生路径。细胞内蛋白质有不一样种类，请从蛋白质合成部位及去向方面对其分类并进行说明。糙面内质网上合成哪几类蛋白质？它们在内质网上合成有什么生物学意义？指导分泌蛋白在糙面内质网上合成需要哪些主要结构或因子？它们怎样协同作用完成肽链在内质网上合成？为何跨膜糖蛋白糖基总在细胞膜外侧？第15页什么是重链结合蛋白（Bip）？它有什么作用？简述分泌蛋白运输过程？第16页第八章细胞信号转导信号分子与受体：化学信号分子：激素、局部介质、神经递质等物理信号分子：光、电、温度改变等气体分子：NO细胞内受体细胞表面受体第二信使与分子开关一类是GTPase蛋白蛋白磷酸化与去磷酸化cAMP信号通路有哪些蛋白因子或酶参加？它们在信号传递过程中各起到什么作用？第17页磷脂栈肌醇双信使信号通路受体酪氨酸激酶及RTK-Ras蛋白信号通路。细胞以什么方式实现对信号控制？请总结细胞信号整合方式与控制机制。请述叙霍乱毒素造成腹泻信号传递机制cAMP效应为何随鞭细胞不一样而不相同？第18页第九章细胞骨架1.微丝：主要结组成份：肌动蛋白肌动蛋白在细胞内存在形式：肌动蛋白单位（球状肌动蛋白）和纤维状肌动蛋白。其外观呈碟状，中央有一裂口，可结合ATP和Mg++微丝组装动力学特征和踏车现象。细胞皮层、应力纤维、细胞伪足、微绒毛、肌肉收缩等都与微丝相关。第19页2.微管：由a微管蛋白和B微管蛋白组成，二者都能够结合GTP，前者结合GTP从不进行水解或GTP/GDP交换；后者结合GTP能够进行水解和GTP/GDP交换。aB微管蛋白异二聚体纵向排列形成原纤丝，13根原纤丝合拢后组成微管管壁。微管体外组装过程可分为成核和延伸两阶段。含有起始微管组装和延伸结构称为微管组织中心。细胞内，驱动蛋白能够介导膜泡沿微管向微管正极移动，胞质动力蛋白能够介导膜泡向微管负极移动。纤毛和鞭毛是真核细胞表面含有运动功效特化结构，其运动靠相邻二联体微管之间相互滑动。在细胞分裂过程中，动粒微管牵引染色体运动，极微管滑动和星体微管解聚使细胞两极离得更远。第20页中间丝（中间纤维）：以异源二聚体形式参加中间纤维组装。组装过程不需要ATP或GTP提供能量，其去组装和重组装过程与中间纤维蛋白磷酸化与去磷酸化相关。核纤层结构是位于内层核膜内侧一薄层纤维网架结构，由V型中间纤维蛋白组装而成。核纤层组装与去组装与核纤层蛋白去磷酸化和磷酸化相关。其磷酸化受细胞分裂促进因子（MPF）调整。问答题：怎样了解细胞骨架动态不稳定性？这一现象与细胞生命活动过程有什么关系？第21页第十章：细胞核与染色体核被膜在细胞周期中崩解与组装：受MPF调整，该过程与核纤层蛋白、核孔复合体蛋白磷酸化与去磷酸化相关。核孔复合体功效：被动扩散；主动运输；染色质活化与基因激活：DNA局部结构形成——组蛋白修饰——HMG结构域蛋白影响。染色体DNA3种功效元件：自主复制DNA序列：确保染色体在细胞周期能够自主复制着丝粒DNA序列：确保染色体DNA平均分配到子细胞中去端粒DNA序列：确保染色体独立性和稳定性（有丝分裂计时器）第22页细胞是怎样确保众多生命活动在细小细胞核内有序进行？核定位信号是一个永久性信号，这是否对生命活动有意义？假如在分离于细胞核一个蛋白上发觉了O-连接和N-连接糖基化修饰，请推测这些蛋白在核上定位及其中可能牵涉到机制。第十一章核糖体为何真核生物总RNA在电泳时展现出3条带？为何说核糖体是蛋白质生物合成场所，请设计一个试验进行证实？第23页第十二章细胞增殖及其调控细胞周期中各个不一样时相及其主要事件特殊细胞周期举例说明CDK激酶在细胞周期中是怎样执行调整功效。第24页第十三章程序性细胞死亡与细胞衰老细胞凋亡分子机制：主要分子有：caspase超家族、天然caspase抑制剂、IAP、bcl-2家族等。细胞凋亡受到哪些原因调控？复制衰老可能机制是什么？细胞凋亡分子机制：路径：caspase依赖性细胞凋亡不依赖于caspase凋亡路径第25页caspase依赖性细胞凋亡：Caspase：存在于细胞质中含有类似结构蛋白质，能够特异性切割靶蛋白天冬氨酸残基肽键，从而使靶蛋白活化或失活。依据其在细胞周期中执行功效不一样，能够将caspase分为两类：凋亡起始者和凋亡执行者。二者经过均以没有活性酶原形式存在于细胞质基质中，接收凋亡信号刺激后，酶原分子在特异天冬氨酸残基位点被切割，形成由大小两个亚基组成异二聚体，成为有活性caspase。其中，起始caspase属于同性活化，即酶原分子聚集成复合物到达一定浓度时，就彼此切割而活化。执行caspase属于异性活化，即由起始caspase对其招集并切割。起始者负责对执行者前体进行切割，产生有活性执行者。执行者负责切割结构蛋白和功效蛋白，造成被切割蛋白失活。（信号放大）第26页细胞凋亡时，DNA切割与凋亡小体形成机制：caspase对于底物切割，有时会使一些酶活化。如：在细胞内，caspase激活DNA酶（CDA）通常是与其抑制因子结合在一起形成ICAD，此时是没有活性。细胞凋亡时，执行caspase被活化，它会切割ICAD，使CAD释放出来，CAD将对核小体间DNA进行切割，最终产生200bp左右DNA片断。活化执行caspase还能够切割核纤层蛋白，造成核纤层解聚，同时，也对核孔蛋白和细胞支架蛋白进行切割，造成细胞核质间信号传递中止，细胞质与染色质凝聚，产生凋亡小体。第27页Caspase依赖性细胞凋亡信号通路：配体（主要是肿瘤坏死因子，TNF）与细胞表面受体（代表为：TNF-R1、Fas）结合受体召集凋亡信号通路中信号分子，形成死亡诱导信号复合物（DISC）起始caspase活化执行caspase活化切割对应功效蛋白细胞凋亡执行caspase活化切割Bcl-2家族（包含抑制细胞凋亡基因和促进细胞凋亡基因）组员bid（促凋亡类蛋白。它含有可被caspase8酶切调控、高效地诱导细胞色素c从线粒体泄漏到胞浆中功效,从而在细胞凋亡中起