细胞生物学复习参考

第一章

细胞学说: 生命科学的重要学说之一，包括三个基本的内容: 所有生命均有单个或多个细胞组成。细胞是生命的结构基础和功能单位。细胞只能由原有细胞分裂产生。

细胞类型:原核，古核，真核细胞

真核细胞；三大系统:生物膜系统  遗传信息传递与表达系统  细胞骨架系统

原核细胞代表--细菌与蓝藻

第三章细胞质膜

细胞膜定义: 又称质膜，是指围绕在细胞最外层，由脂质和蛋白质组成的生物膜

细胞膜基本功能：

1.是细胞结构的边界。2维持细胞相对稳定的内环境。3细胞与环境，细胞与细胞之间物质、能量交换，4.信息传递的场所。

流动镶嵌模型：

1.生物膜是由磷脂双分子层和蛋白质构成，磷脂极性头部朝向水相，非极性尾部聚集在一起。2.蛋白质通过不同方式镶嵌在质膜中。通过离子键或氢键镶嵌在表面。3具有流动性，处在生命活动动态之中。4.结构不具对称性。

脂筏模型：该模型认为在甘油磷脂为主体的生物膜上，胆固醇、鞘磷脂等富集区形成相对有序的脂相，如同漂浮在脂双层上的脂筏一样执行生物学功能的蛋白。

流动镶嵌模型结构要点：1.膜的流动性，即膜蛋白和质膜均可侧向运动  2.膜蛋白分布的不对称性，有的结合在膜表面，有的嵌在双分子层

膜脂的运动方式：1.沿膜平面的侧向运动  2.脂分子围绕轴心的自旋运动  3.脂分子尾部的摆动  4.双层脂分子之间的翻转运动。

脂质体及其意义：脂质体是根据磷脂分子可在水相中形成稳定的脂双层膜的现象而制备的人工膜  意义:1.研究纸膜与膜蛋白及其生物学的性质。2.脂质体裹入DNA可用于基因转移。 3.临床治疗中，脂质体作为酶或药物的载体。

外在蛋白、内在蛋白（整合膜蛋白）、脂质锚定蛋白；

细胞质膜的不对称性是指同一种脂膜分子在膜的脂双层中程不均匀分布。

膜脂的流动性及其证明方式

膜脂的流动性:膜脂的流动性主要指脂分子的侧向运动，它在很大程度上是由脂分子本身的性质决定的，一般来说，脂肪酸链越短，不饱和程度越高，膜脂的流动性越大。证明方式:荧光漂白恢复，实验包括:免疫电镜实验，荧光抗体免疫标记实验；

膜骨架：是指细胞质膜下与膜蛋白相连的由纤维蛋白组成的网架结构，它从力学上参与维持细胞质膜的形状并协助质膜完成多种生理功能。

红细胞血影:经低渗处理，细胞膜破裂，释放出Hb和其他可溶性蛋白，RBC仍保留原来形状和大小。

第四章 物质的跨膜运输

被动转运：在膜转运蛋白的协助下，物质从高浓度向低浓度跨膜运输的一种方式。

主动运输：有载体蛋白所见到的物质，逆电化学梯度或浓度，需要消耗能量的一种跨膜方式。

物质通过细胞膜的转运主要有三种途径及其特征；

被动，主动，胞吞和胞吐

膜转运蛋白、载体蛋白和通道蛋白，类型及特点；

通道蛋白类型:离子通道、孔蛋白、水孔蛋白

离子通道的类型及特征，1.电压门控 2配体门控  3应力激活 特征:1.具有极高转运速率 2.无饱和值  3.离子通道并非连续开放而是门控的

ATP驱动泵:P型泵、V型质子泵、F型质子泵、ABC超家族。前三种转运离子，后一种主要转运小分子。

ABC超家族：又叫ABC转运蛋白，是一类利用ATP水解释放的能量将糖，氨基酸，磷脂，胆固醇，肽和其他小分子进行跨膜转运的ATP驱动泵。

协同转运及其类型 协同转运:两种溶质协同跨膜运输的过程，是主动转运的一种，间接消耗ATP。 类型:同向协同转运(偶联物的运输方向相同)、反向协同转运(相反)

胞吞作用与胞吐作用  胞吞作用是细胞通过质膜内陷形成囊泡，将胞外的生物大分子，颗粒物质货或液体等摄取到细胞内，以维持细胞正常代谢活动;胞吞作用则是细胞内合成的生物分子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。

膜泡运输及其类型:完成大分子和颗粒的物质运输，类型:1.胞吞（吞噬，胞饮）2.胞吐

第五章 细胞质基质与细胞内膜系统

细胞质基质：在细胞内，除膜性细胞器之外的细胞质液相内容物区域

细胞质基质功能：1.完成各种中间代谢过程2.细胞质基质是蛋白质和脂肪酸合成的重要场所

3.细胞质基质另一方面的功能与细胞质骨架有关。细胞质基质作为细胞质的主要结构组分，不仅与维持细胞的形态、运动、物质运输及能量传递等过程相关，也是细胞结构体系的组织者，为细胞质基质中其他成分和细胞器提供锚定位点4.细胞内的膜相把细胞质基质区室化，并通过质膜或细胞器膜上的膜转运蛋白维持细胞内外的跨膜电化学梯度，维持细胞稳态5.细胞质基质还与蛋白质的翻译后修饰和选择性降解等方面有关：1蛋白质的修饰2控制蛋白质的寿命③帮助变性或错误折叠的蛋白质正确折叠；

蛋白酶体：真核细胞质基质内降解蛋白质的大分子复合体，约50种蛋白亚基构成，包含一个20S的催化亚基和19S的调节亚基，富含ATP依赖的蛋白酶活性，可通过泛素化途径特异性的降解细胞内蛋白质。

泛素：真核细胞中普遍存在的具有热稳定性的高度保守的小分子蛋白(76个氨基酸残基)，通过其C端的Gly残基与要被降解的不稳定的或错误折叠的靶蛋白质的Lys残基的e-氨基形成异肽键而共价连接，并指引该靶蛋白质运到蛋白酶体中进行降解。

分子伴侣：分子伴侣是一种与其他多肽或蛋白质结合的蛋白质，协助细胞内蛋白质合成、折叠、装配与分选。

细胞内膜系统：是指在结构、功能乃至发生上相互关联、由单层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、内体和分泌泡等。

内质网结构与功能：内质网由封闭的管状或扁平囊状膜系统及其包被的腔所形成互相连通的三围网络结构。功能：1.糙面内质网与蛋白质的合成2.光面内质网与脂质的合成3.蛋白质的修饰与加工4.新生多肽的折叠与组装5.内质网的其他功能P83

内质网应激反应：1.未折叠蛋白质应答反应2.内质网超负荷反应3.固醇调节级联反应4.ERS反应引发的细胞凋亡

高尔基体组成、结构和功能：高尔基体是由大小不一、形态多变的囊泡体系组成电子显微镜所观察到的高尔基体特征性结构是由排列较为整齐的扁平膜囊堆叠而成，囊堆构成了高尔基体的主体结构，扁平膜囊多呈弓形或半球形。

高尔基体功能：高尔基体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，然后运送到细胞特定的部位或分泌到细胞外。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.蛋白酶的水解和其他加工过程4.蛋白聚糖硫酸化作用也是在高尔基体中进行的；高尔基体蛋白质分选的三条途径：1.溶酶体的包装与分选途径2.调节型分泌途径3.组成型分泌途径P89；

细胞内膜系统的标志性酶；

溶酶体类型：初级溶酶体、次级溶酶体和残质体

溶酶体标志酶：酸性磷酸酶(ACP)；

蛋白质分选：在细胞质基质或RER合成的蛋白质，依赖蛋白质分子中的分选信号，从而到达靶细胞器或细胞表面，以发挥其生理功能，这一过程称蛋白质分选或者叫靶向转运。

过氧化物酶体及其功能：过氧化物酶体又称微体，是由单层膜围绕的内含一种或几种氧化酶类的细胞器。功能：异质性细胞器：不同生物细胞、单细胞不同个体，酶种类与功能不同，不同生长环境、营养状态也不同。1、动物细胞(肝细胞或肾细胞)中过氧化物酶体可氧化分解血液中的有毒成分，起到解毒作用。乙醇氧化为乙醛  过氧化物酶体中常含有两种酶：依赖于黄素(FAD)的氧化酶，其作用是将底物氧化形成H202；过氧化氢酶，作用是将H202分解，形成水和氧气。

2、过氧化物酶体分解脂肪酸等高能分子向细胞直接提供热能。注意：热能与ATP能量。

3、在植物细胞中过氧化物酶体的功能：(1)在绿色植物叶肉细胞中，它催化CO2，固定反应副产物的氧化，即所谓光呼吸反应，即Calvin cycle的副产物乙醇酸盐转化为甘油酸。

(2)乙醛酸循环的反应，在种子萌发过程中，过氧化物酶体降解储存的脂肪酸→乙酰辅酶A>琥珀酸→葡萄糖。

第六章 蛋白质分选及其功能

信号假说：分泌蛋白可能在N端携带有短的信号序列。一旦该序列从核糖体翻译合成，结合因子便与该序列结合，指导其转移到内质网膜，后续翻译过程将在内质网膜上进行。P100信号肽：位于蛋白质N端一段由16-26个氨基酸残基组成的序列包括疏水核心区，信号肽的C端和N端三部分是指导分泌性蛋白在ER上合成的关键因子。

信号识别颗粒(SRP)是存在于细胞质基质中的核糖核蛋白复合体，由6种不同蛋白质和一个7S小RNA分子构成，含有信号肽识别结构域和核糖体结合结构域。

导肽：线粒体、叶绿体和过氧化物酶体的蛋白质的信号序列特称为导肽。

蛋白质分选：在细胞质基质或ER合成的蛋白质，依赖蛋白质分子中的分选信号，从而达到

细胞器表面，已发挥生物学功能。

SRP活性位点；1.信号肽结合位点2.核糖体识别结合位点 3.ER膜结合位点

停泊蛋白；DP是内质网膜的整合蛋白，含有α和β亚基可特异的与SRP结合。

真核细胞蛋白质分选的主要途径与类型；

途径1.翻译后途径2.共翻译途径

类型1.蛋白质的跨膜转运2.膜泡运输3.选择性门控转运4.细胞质基质中蛋白质的转运膜泡运输及其特点 蛋白质被不同类型的转运膜泡从糙面内质网合成部位转运至高尔基体进而再分选转移至细胞的不同部位，其中涉及供体膜出芽形成不同的转运膜泡、膜泡运输和转运膜泡与靶膜的融合等过程。特点1.转运过程涉及蛋白质修饰加工和组装2.涉及不同膜泡靶向运输及其调控，如不同的运输小泡的定向转运、膜泡出芽以及融合的过程3.在TGN形成不同的转运泡及分选运输工作。胞吞作用同样涉及复杂的膜泡运输过程

转运膜泡类型：COPⅡ包被膜泡、COPI包被膜泡和网格蛋白/接头蛋白包被膜泡

转运小泡运输的类型，衔接蛋白。

第七章 线粒体和叶绿体

线粒体(一）线粒体的形态、大小、数量与分布

（1)线粒体的形状线粒体的形状各种各样，以线状和颗粒状最常见。也可呈环形、哑铃形、

枝状或其他形状。

(2）线粒体的大小线粒体的一般直径为0.5~l.0um长，1.5~3.0um。有的长达5um(如肝

细胞）或10-20um(胰腺细胞)或40um(人的成纤维细胞）。

（3)线粒体的数量线粒体的数目由数百--数千个不等，可占细胞质体积20%！如利什曼

原虫中只有一个巨大的线粒体，海胆卵细胞则多达30万个。

(4)线粒体的分布线粒体在细胞中的分布一般是不均匀的。与微管分布密切相关

（5）细胞内位置：线粒体定位近心肌中ATP利用率高的部位和a精子尾部。

（6）高度动态化细胞器，形态随着细胞的生理状态而处于动态变化之中

叶绿体的超微结构：在电镜下，叶绿体是由叶绿体膜（chloroplastmembrane)或称叶绿体被膜(chloroplast envelope)、类囊体（thylakiod)和基质3部分构成。

1、叶绿体膜：三个层次：外膜、内膜。外膜与内膜之间是膜间隙。内膜通透性低，含有很多转运蛋白，如磷酸交换载体、二羧酸交换载体

2、类囊体：叶绿体内部由内膜发展而来的封闭扁平膜囊，其内空腔谓之类囊体腔。基粒：类囊体有序叠置形成。基粒类囊体、基质类囊体基粒-在某些部位，许多圆饼状的类囊体叠成垛，称为基粒。组成基粒的类囊体称为基粒类囊体。基质类囊体-一贯穿在两个或两个以上基粒之间没有发生垛叠的类囊体，称为基质类囊体。其片层称为基质片层。类囊体垛叠成基粒是高等植物所特有的膜结构，它大大地增加了膜片层的总面积，更有效地捕获光能，加速光反应。

3、叶绿体基质

4、内膜与类囊体之间的区域成分：可溶性蛋白： ribulose-l,5-biphosphate carboxylase/

5、oxygenase,Rubisco）占类囊体可溶性蛋白的80%和叶片蛋白0%。DNA、核糖体脂滴、淀粉粒、植物铁蛋白

标志酶：CF0，CF1ATP合酶

线粒体电子传递：定义：在线粒体中，由若于递氢体或递电子体按一定顺序排列组成的,与细胞呼吸过程有关的链式反应体系。

电子传递链组分：

ComplexINADH脱氢酶复合物NADH-coenzymeQ

reductase:含42个蛋白亚基，至少6个Fe-S中心1个黄素蛋自。作用:催化NADH氧化，从中获得2高能电子→辅酶Q;泵出4H+

复合体从NADH接受电子，作为糖酵解、TCA循环、脂肪酸氧化和电子传递链之间的链接

叶绿体光反应、暗反应部位：类囊体，细胞质

半自主性细胞器：线粒体和叶绿体

线粒体和叶绿体的半自主性:

1、mtDNA和cpDNA以半保留方式进行自我复制

2、2、mtDNA复制的时间主要在细胞周期的S期及G2期，DNA先复制，随后线粒体分裂。cpDNA复制的时间在G期。复制仍受核控制，DNA聚合酶、解旋酶等由核基因编码。

3、双链环状多拷贝（此点与原核生物不同），拷贝数：动物细胞：平均一个mt一个以上拷贝，每个细胞合I000-10000个，植物细胞mtDNA拷贝低。

内共生起源：内共生学说：Mt，cp起源于原始真核细胞内共生的细菌和蓝藻。

证据：（1）基因组在大小、形态和结构方面与细菌相似。不含5-Methylcytosine，无组蛋白，自身复制与转录酶

（2）具有独立、完整的蛋白质合成系统，有自己完整的蛋白质合成系统，蛋白质合成机制有很多类似细菌而不同于真核生物。

（3）mt和cp均以缢裂方式分裂，类似细菌；

（4)两层被膜有不同的进化来源，外膜与细胞的内膜系统相似，内膜与细菌质膜相似，蛋白

质/脂质比接近细菌。

（5)其他佐证，mt的磷脂成分、呼吸类型和cvtc初级结构均与反硝化副球菌或紫色非硫光

合细菌接近。

（6)发现介于胞内共生蓝藻与叶绿体之间的结构--蓝小体，其特征在很多方面可作为原始蓝

藻向叶绿体演化的佐证。

非共生起源：真核细胞的前身是一个进化上 比较高等的好氧细菌，通过细胞膜内陷、扩张、分化，形成Mt和Chl雏形，经内陷膜包裹形成原始细胞器，进化过程中发生基因组丢失，经特化为线粒体和叶绿体。成功之处：解释了真核细胞核被膜的形成与演化的渐进过程，实验证据不多

第八章 细胞骨架

细胞骨架组成:微丝，微管，中间丝，膜骨架，细胞质骨架，核纤维层，细胞外基质。

微丝的组成、组装：微丝组成：肌动蛋白是微丝的结构成分，外观呈哑铃状，这种actin又叫G-actin，将G-actin形成的微丝又称为F-actin。

组装/去组装条件（l)成核反应：在肌动蛋白相关蛋白参与下，形成2-3个actin单体组成的寡聚体-起始复合物，限速步骤！

（2)延伸期：G-actin结合ATP，组装时，ATP被actin的ATPase水解

（3)稳定期：微丝组装到一定长度，组装与去组装达到平衡，微丝长度保持相对稳定。

临界浓度（C)：当纤维正极组装的速度与负极解聚的速度相同，即纤维的长度保持不变时，组装体系中肌动蛋白单体的浓度。

当游离C6>C时，AG<0，组装；

当游离Ca<C时，AG>0，去组装。

微管的组成、组装；踏车行为：

构成：微管管壁-13根原纤丝-aβ微管蛋白二聚体纵向排列的异二聚体。具有极性：组装快的一端正极，慢的一端负极。

组装：

成核期：由a、β微管蛋白聚合成寡聚体核心，接着二聚体在其两端和侧面增加使之扩展成片状带，加宽成13根原纤维即构成一段微管。

聚合期：又称为延长期，该期微管蛋白聚合速度大于解聚速度，微管延长。

稳定期：微管的聚合和解聚速度相等。

踏车行为：当微管一端组装的速度与另一端解聚(去组装）的速度相等时，微管的长度保

持稳定，即所谓的“踏车行为”。

微管组织中心，马达蛋白，驱动蛋白：

微管组织中心概念：在活细胞内，能够起始微管的成核作用，并使之延伸的细胞结构即谓之MTDC。如中心体、轴突、基体和其它特殊的部位核膜外表面、细胞的两极、高尔基体的反面膜囊区和新断的微管等。

马达蛋白（motor protein）：即能够利用水解ATP释放的能量驱动自身有规则地沿微丝或微管定向运动的蛋白。

驱动蛋白：指能利用ATP水解所释放的能量驱动自身及所携带的“货物”(如膜性细胞器）沿微管运动的一类马达蛋白，与细胞内物质运输相关。

微管结合蛋白：一类结合在微管表面的蛋白质，始终伴随微管的组装和去组装而存在，对微管的组织结构和功能具有调控作用。包括MAPI、MAP2、MAP3、MAP4和tau蛋白。

细胞松弛素、鬼笔环肽对微丝，秋水仙素、紫杉醇等对微管的作用；

1、秋水仙素(colchicine)：低浓度的秋水仙素处理细胞，可立即破坏细胞内的微管或纺锤体的结构。秋水仙素在微管末端的结合影响该处的组装，但并不影响该处的去组装。

2、紫杉醇(taxol)：作用与秋水仙素相反，即不影响微管的组装，但阻止微管的去组装。

3、一些影响细胞内微管组装与去组装的药物用于肿瘤的治疗

4、微管组装与去组装的动态还与温度有关。通常以20℃为限，但有些微管在低温下仍保持稳定（冷稳定性微管）。

中间丝组分、组装

组分：Ⅰ型角蛋白：位于胞内，酸性，亦称胞质角蛋白

Ⅱ型角蛋白：中/碱性，头发、指甲等坚韧结构所有。二者以异源二聚体形式参与上皮细胞中间丝组装。

Ⅲ型中间丝：波形纤维蛋白(间充质细胞及中胚层来源的细胞)，一端与核膜相连，另一端与细胞表面的桥粒、半桥粒相连，将细胞核和细胞器维持在特定空间、结蛋白等。

Ⅳ型：3种神经丝蛋白亚基

V型：核纤层蛋白A等

Ⅵ型：巢蛋白、微管卷曲蛋白等。。

第九章 细胞核与染色质

核被膜：1核被膜(nuclear envelope)位于细胞核最外层是细胞核与细胞质之间的界膜。

功能：屏障，核质两大功能区的界限

细胞核内外物质、信息交换与交流的调

构成:双层核膜,核孔复合体，核纤层

核孔复合体：核孔上镶嵌的复杂结构谓之核孔复合体。数目呈现动态变化。

亲核蛋白：是指在细胞质内合成后，需要或能进入细胞核内发挥功能的一类蛋白质

核定位序列（NLS）：指亲核蛋白所含的一段特殊氨基酸序列，富含碱性氨基酸残基，可为亲核蛋白向核内转运提供定向和定位作用，如SV40病毒T抗原。pro-pro-lys-lys-lys-Arg-Lys-val。

核输出信号（NES）RNA分子的出核转运需要蛋白分子的帮助，这些蛋白因子本身含有出核信号，NES常富含Leu

核小体：

染色质:是指间期细胞核内由DNA、 组蛋白、非组蛋白及少量RNA组成的线性复合结构，能被碱性染料强烈着色，是间期细胞遗传物质存在的形式。

染色体:是指细胞在有丝分裂或减数分裂的特定阶段由染色质聚缩而成的棒状结构。二者是在细胞周期不同功能阶段的结构状态

染色体的基本结构元件；DNA复制起点，着丝粒，端粒

常染色质和异染色质及其区别：

( 1)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。

(2)组装比:DNA包装比约1/1000~1/2000 ;

(3)构成:单一序列DNA和中度重复序列DNA(如组蛋白基因和tRNA基因)

( 4)并非所有基因都具有转录活性，常染色质状态只是基因转录的必要条件而非充分条件■2、异染色质

( 1)异染色质:指间期细胞核中，用碱性染料着色深，折叠压缩程度高,处于聚缩状态的染色质组分。包括:

A.结构异染色质:除复制期以外，在整个细.胞周期均处于聚缩状态，形成多个染色中心

B.兼性异染色质:在某些细胞类型或- -定的发育阶段，原来的常染色质聚缩，并丧失基因转录活性，变为异染色质，如X染色体随机失活。胚胎细胞少，特化细胞多

(2)结构异染色质的特征:

①定位:在中期染色体上多定位于着丝粒区、端粒、次缢痕及染色体臂的某些节段;■(2)结构异染色质的特征:

①定位:在中期染色体上多定位于着丝粒区、端粒、次缢痕及染色体臂的某些节段;

②组成:由相对简单、高度重复的DNA序列构成，如卫星DNA ;

③活性:具有显著的遗传惰性，不转录也不编码蛋白质;

④复制:与常染色质相比表现为晚复制早聚缩

⑤比例:占有较大部分DNA，参与染色质高级结构的形成，使染色质具有区间性，还是核转座元件。

异染色质化可能是关闭基因活性的一种途径

非组蛋白定义:指与特异序列DNA相结合的蛋白质，又名序列特异性DNA结合蛋白，使用凝胶延滞实验可以分离和研究。

组蛋白；(一)组蛋白:真核生物染色体的基本结构蛋白，富含带正电荷的Arg和Lys等碱性氨基酸，属碱性蛋白质，可以和酸性的DNA紧密结合四PAGE分为H1、H2B、 H2A、H3 和H4五种

活性染色质、非活性染色质及其结构和表达特征；■活性染色质:具有转录活性的染色质，结构疏松，便于转录因子和聚合酶与DNA结合和移动。由于结构疏松，H3 暴露出巯基，可与有机汞结合进行亲和层析，再用DTT洗脱

非活性染色质:是没有转录活性的染色质。

活性染色质特征:

1、活性染色质对DNase I超敏感

DNaseI消化可将染色质降解为酸溶性DNA小片段

(2)活性染色质存在DNase I超敏感位点:用低

2、活性染色质蛋白质组成与修饰变化

1)生化分析

活性染色质很少有组蛋白H1与其结合;

活性染色质的组蛋白乙酰化程度高;

活性染色质核小体组蛋白H2B很少被磷酸化;1④活性染色质中核小体组蛋白H2A在许多物种很少有变异形式;

(2)组蛋白修饰作用影响染色质活性

活性染色质在组蛋白修饰上具有特殊性:

④活性染色质的标志是H3N端Lys4甲基化(H3K4 Me)、Lys9(H3K9 Ac), Lys14乙酰基化(H3K14 Ac)、Ser10 磷酸化(H3S10 P),

活性染色质存在DNase I超敏感位点:用低浓度DNase I处理染色质，切割将发生在少数特异性位点上，这些位点谓之DNase 1超敏感位点，是活性染色质的标志，为一-段100-200bp的DNA序列，无组蛋白保护。游离DNA无超敏感位点。

表观遗传学；指在基因的DNA序列没有发生改变的情况下，基因功能发生了可遗传的变化，最终导致表型的变化

核型；

核仁周期；核仁的形态大小数目随着细胞周期变化而变化

核纤层( nuclear lamina) :位于核膜内侧由核纤层蛋白组成的正交纤维状网络结构。.

第十章 核糖体

多核糖体：具有特殊功能与形态结构的核糖体与mRNA的聚合体称为多核糖体。

第十一章 细胞信号传导

细胞通信概念、类型 细胞通信:细胞产生的胞外信号与靶细胞表面相应的受体结合，引发受体构象变化，进而导致细胞内信号通路建立，最终调节靶细胞功能。

细胞通信类型:1.信号细胞通过分泌胞外化学信号进行细胞通信2.细胞间接触依赖性通信3.动物相邻细胞间形成间隙连接、植物细胞间通过胞间连丝进行细胞通信

信号分子:细胞的信息载体，包括化学信号(激素、局部介质、神经递质等）、物理信号（声、光、电、温度）。

信号转导:是实现细胞间通讯的关键过程。其过程包括：识别、转换、传递、终止

化学信号种类按化学性质分类:1.气体性信号分子（可自由扩散进入细胞直接激活效应酶，如NO)；

2.疏水性信号分子-可穿过细胞质膜与细胞内受体结合成激素-受体复合物来调节基因表达，如类激素和甲状腺素；

3.亲水性信号分子-不能穿过质膜，只能通过与靶细胞表面受体结合而启动细胞信号转导，如大多数蛋白类激素、神经递质和局部介质。

4.膜结合信号分子：表达在细胞质膜上，与靶细胞质膜上受体分子相互作用，产生应答反应

受体:能够识别和选择性结合某种配体的大分子，绝大多数为糖蛋白，少数是糖脂(霍乱毒素等)或糖蛋白糖脂复合物（TSH受体）

受体结构特征:在结构上至少具备两个功能域1.配体结合功能域2.效应功能域

受体的分类:细胞内受体、细胞表面受体

受体作用特点:1.高度的亲和力(high affinity)：激素及细胞因子等配体与其受体的结合具有高度亲和力。通常用其解离常数(Kd)来表示其亲和力的大小，多数配体与受体的解离常数为10-11~10-9mol/L。

2.高度的特异性(high specificity)：指一种激素或细胞因子只能选择性与相应的受体结合的性质。

3.可逆性（reversibility)：配体与受体通常通过非共价键而结合，因此可以采用简单的方法将二者分离开。

4.可饱和性（saturability)：由于存在于细胞膜上或细胞内的受体数目是一定的，因此配体与受体的结合也是可以饱和的。

5.特定的作用模式：在不同细胞中，受体的种类和含量分布均不同，表现为特定的作用模式。不同细胞可以不同方式应答同一化学信号，Ach作用于骨骼肌、心肌和唾液腺效应不同；血糖调节一种细胞有一套多种类型的受体，应答多种信号，启动不同效应.

6.受体的脱敏性：可因受体本身或受体下游蛋白的变化，从而导致机体适应性。

第二信使:胞内产生的非蛋白类小分子，其浓度变化应答胞外信号与细胞表面受体的结合，调节细胞内酶和非酶蛋白的活性，从而在细胞信号传导过程中行使信号放大功能，调控细胞活动。

第二信使类型:环核昔酸类(cAMP，cGMP)，Ca2+，脂类衍生物(DAG(二酰基甘油)，花生四烯酸，神经酰胺等)；糖类衍生物(IP3(1，4，5-肌醇三磷酸)。

分子开关:分子开关是指通过活化(开启)和失活(关闭)两种状态的转换来控制下游靶蛋白活性的一类调控蛋白。在进化上非常保守。

分子开关类型:1.GTP酶分子开关调控蛋白2.蛋白激酶/蛋白磷酸酶3.钙调蛋白

信号转导系统的主要特性:1.特异性2.放大效应3.网络化与反馈调节机制4.整合作用

G蛋白耦联受体结构类型及其信号传导特点，例如糖原降解；结构类型:1.都含有7个疏水肽段形成的跨膜α螺旋区和相似的三维结构，N端在细胞外侧，C端在细胞胞质侧2.均偶联一个三聚体G蛋白3.均具有与质膜结合的效应器蛋白4.在信号通路中均具有参与反馈调节或导致受体脱敏的蛋白 P233－235

钙调蛋白:具有结合钙离子并介导其许多细胞内信号途径的细胞内小分子蛋白，CaM是一种小分子Ca2+结合蛋白，参与许多Ca2+依赖性的生理反应与信号转导，在进化上高度保守

酶联受体:又称催化性受体，当胞外配体与受体的胞外部分结合时即激活受体胞内结构域的酶活性，包括两大类：RTK和细胞因子受体。

整联蛋白:

黏着斑:

第十二章 细胞周期与细胞分裂

细胞增殖:是细胞生命活动的重要特征之一，通过细胞分裂，使得细胞数目增加。

细胞周期:从细胞一次有丝分裂结束开始，经过物质积累，到下一次有丝分裂完成所经历的一个有序过程，称作一个细胞周期。

标准细胞周期的各时相组成、事件、特点:G1、S、G2、M，含有上述四个时相的细胞周期谓之标准的细胞周期。DNA是在分裂间期某个时段合成的，谓之S期。

从分裂间期开始到S期之间一段时间，为第一间隔期，谓G1，S期至分裂期的间隔谓之第二间隔期G2。

细胞周期中的细胞群体:1.周期中细胞：可以持续分裂、细胞周期持续运转的细胞，上皮组织的基底层细胞，干细胞；2.静止期细胞：停止分裂执行功能，通常在G1期转化为G0期细胞，结缔组织中成纤维细胞，一旦接受信号刺激，就可进入细胞周期3.终末分化细胞：失去分裂性能，RBC，神经细胞

测定细胞周期各时相的常用方法:（1）标记有丝分裂百分比法 使用3H-TdR短期培养细胞，将3H-TdR洗脱，每隔0.5-1h，定时取样，放射自显影观察测定带放射性 M期标记细胞的百分比。（2）流式细胞仪测定方法  根据DNA含量分类细胞，根据类群细胞的数量推断时间。即根据DNA在不同时间内的变化，确定细胞周期时间长短。G1,G2/M期分别为1C和2C(2n &4n)，S 期介于1C和2C之间。

细胞周期同步化方法:1.自然同步法 2.人工同步化–人工选择或人工诱导①有丝分裂选择法②DNA合成阻断法③分裂中期阻断法④条件依赖性突变株

DNA合成阻断:使用对细胞周期其它时相无影响的DNA合成抑制剂，特异性抑制BNA 合成，最终可将细胞群阻断在S期或G1/S 交界处。其中过量TdR对S期细胞的毒性较小，因此常用TdR 双阻断法诱导细胞同步化。通过第二次抑制，周期阻断在G1/S期。

分裂中期阻断:利用破坏微管的药物将细胞阻断在中期，常用的药物有秋水仙素和秋水仙酰胺，后者毒性较少。在药物持续存在条件下，分裂期细胞数量逐渐累加，经离心分离，获得中期细胞。

有丝分裂各时相:前期，前中期，中期，后期，末期，胞质分裂。有丝分裂包括核分裂和胞质分裂两部分，胞质分裂始于后期，完成于末期。

中心体整列(中心体列队) 中心体分离时，负向运动的马达蛋白在来自姐妹中心体微管之间搭桥，通过向负极运动，将被结合的微管牵拉在一起，组成纺锤体微管，中体位于两极。

染色体整列:前中期染色体在动粒微管的牵拉下，向赤道面上运动的过程。这一过程需要Mad2和Bub1蛋白参与。

动粒:每条中期染色体上2个，位于着丝粒两侧，S期动粒复制，动粒为染色体向两极运动所必需。

三种类型的微管(纺锤体微管)：星体微管、动粒微管、极微管

动物细胞胞质分裂四个步骤:1.分裂沟位置的确立2.肌动蛋白聚集和分裂环形成3.收缩环收缩4.收缩环处细胞膜融合并形成两个子细胞

减数分裂:有性生殖细胞分裂时，染色体只复制一次，而细胞连续分裂两次，导致染色体数目减半的特殊分裂方式。

二价体:两条配对同源染色体紧密结合在一起形成的结构。

联会:同源染色体配对的过程。联会可以同时发生在同源染色体的几个点上

联会复合体:指同源染色体联会部位形成的特殊复合结构，与同源染色体联会和基因重组有关。

端化:染色体重新凝集，形成短棒状结构，交叉向染色体臂的端部移行，其过程谓之端化，到终变期末，同源染色体仅在其端部和着丝粒处相互连结。

第十三章 细胞增殖调控与癌细胞

细胞融合；

MPF及其发现:MPF即卵细胞成熟促进因子，或细胞有丝分裂促进因子，也称M期促进因子。  在成熟的卵细胞的细胞质中，必有一种物质，可以诱导卵母细胞成熟，他们将这种物质称作为成熟促进因子，即MPF。P287－289

MPF构成特点:在成熟卵细胞中，MPF已经存在，只需通过翻译后修饰即可转化为活性状态的MPF。其主要含有p32和p45两种蛋白。p32和p45结合后，表现出蛋白激酶活性，可以使多种蛋白质底物磷酸化。即证明MPF是一种蛋白激酶。

周期蛋白cyclin:指细胞周期中的某些蛋白质，其含量随细胞周期的变化而变化。

周期蛋白框:指所有周期蛋白中都存在的约由100个残基组成的相当保守的氨基酸序列，其功能是介导周期蛋白与CDK结合。

PEST序列:指G1期周期蛋白cyclinD的C端含有的一段特殊的PEST氨基酸序列(proline(P)，glutamic acid (E),serine (S),and threonine (T) )，其功能可能与G1期周期蛋白的更新(降解)有关。

细胞周期检查点:在细胞周期中，对细胞周期进行特异性监控的关键时期包括 G1/S，S，G2/M和纺锤体检查点。

cyclin在细胞周期中的变化P290－291

CDK(周期蛋白依赖性蛋白激酶)指可与周期蛋白结合，将周期蛋白作为其调节亚单位，并使之表现出蛋白激酶活性的蛋白。如cdc2 CDK1 CDK2等。

癌基因:是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。

原癌基因:指源于细胞的正常基因突变产生

Src:指反转录病毒的基因组里带有可使受病毒感染的宿主细胞发生癌变的基因

Ras:指源于细胞的正常基因突变产生

抑癌基因:是一类能够阻滞细胞周期进程的细胞周期负调控因子，通过阻滞细胞周期进程，促进细胞凋亡等，抑制癌症的发生，如p53，Rab等，

Rb:Rb 基因突变，即 Rb 失活，导致癌症易发，这类基因为抑癌基因。隐性突变

p53:p53为抑癌基因，编码的基因可对细胞周期进程进行负调控。

第十四章 细胞分化与干细胞

一、细胞分化概念: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。

二、分化细胞的特征:是多细胞生物个体发育的基础,通过有序的细胞分化増加细胞类型,进而形成组织、器官、系统,是生命向更高层次发展与进化的基础

三、细胞分化的基因选择性表达；细胞可以选择性地表达各自特有的专一性蛋白质，从而导致细胞形态、结构与功能差异。细胞分化过程伴随着细胞特异性的转录因子调控网络的形成，从而决定了细胞的命运和功能。

四、组合调控作用；(组合调控）每种类型的细胞分化是由多种调控蛋白共同调控完成的,依赖少量调控蛋白即可以启动众多细胞类型的基因表达。生物学作用：借助于组合调控，一旦某种主导基因产物与其它调控蛋白形成适当的调控蛋白组合，就可以将一种类型的细胞转化成另一种类型的细胞，而且遵循类似的机制，甚至可以诱发整个器官的形成。

五、管家基因:管家基因是指所有细胞中均表达的一类基因，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:是指不同的细胞类型特异性表达的基因,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。

转分化；一种类型分化的细胞转变成另一种类型的分化细胞现象称转分化。

去分化；是指分化细胞失去其特有的结构与功能，变成具有未分化细胞特征的过程。

细胞全能性；是指细胞经分裂和分化后仍具有产生完整有机体的潜能或特性

细胞系；受精卵从第一次卵裂时起,到分化为各组织和器官的终末细胞 为止的发育史。

细胞株；

原代细胞；

传代细胞；

多潜能性细胞:分化产生三个胚层中各种类型的细胞，并形成器官的一类干细胞，胚胎干细胞。

诱导多能干细胞；具有分化成多种细胞类型或多种分化潜能的干细胞

干细胞；是机体中能进行自我更新 具有多向分化潜能的一类细胞。

多能干细胞:具有分化成多种细胞类型或多种分化潜能的干细胞

第十五章 细胞衰老与细胞程序性死亡

一、细胞衰老及其主要特征:是指绝大多数正常细胞在经历有限次数分裂后，不再具有增殖能力，细胞形态结构和代谢活动也发生显著改变的现象。

衰老细胞形态学特征:

(1)外形变化:大而扁平

(2)细胞核的变化:体外培养的二倍体细胞,细胞核随着细胞分裂次数的增加增大;细胞核的核膜内折( invagination )、染色质固缩化。

(3)内质网:衰老动物内质网成分弥散性地分散于核周胞质中,粗面内质网的总量呈减少趋势

(4)线粒体:线粒体的数量随龄减少,而其体积则随龄增大。

(5)致密体的生成:即衰老细胞内由单层膜构成的,具有阳性磷酸酶反应的结构

(6)膜系统的变化:衰老的细胞,其膜流动性降低、性减小;衰老细胞间间隙连接及膜内颗粒的分布也发生变化。

二、Hayflick界限:细胞，至少是培养的细胞，不是不死的，而是有一定的寿命，它们的增殖能力不是无限的，而是有一定的界限的现象

三、细胞衰老的变化、机制；

分子水平的变化

(1) DNA :复制与转录受到抑制,但也有个别基因会异常激活,端粒 DNA 丢失,线粒体 DNA 特异性缺失, DNA 氧化丶断裂、缺失和交联,甲基化程度降低。

(2) RNA mRNA 和 tRNA 含量降低。

(3)蛋白质:合成下降,细胞内蛋白质发生糖基化、氨甲酰化丶脱氨基等修饰反应,导致蛋白质稳定性、抗原性,可消化性下降,自由基使蛋白质肽断裂,交联而变性。氨基酸由左旋变为右旋

(4)酶分子:活性中心被氧化,金属离子Ca2+ Zn2+、 Mg 2+、Fe2+等丢失,酶分子的二级结构,溶解度,等电点发生改变,总的效应是 失活。

(5）、脂类:不饱和脂肪酸被氧化,引膜脂之间或与脂蛋白之间交联,膜的流动性降低。

细胞衰老的分子机制

复制性衰老（ replicative senescence , RS ) Harley 等1991发现体细胞染色体的端粒DNA 会随细胞分裂次数增加而不断缩短。细胞 DNA 每复制一次端粒就缩短一段，当缩短到一定程度至 Hayflick 点时，会启动 DNA 损伤检测点（ DNA damage checkpoint )，激活p53，引起p21表达，导致不可逆地退出细胞周期，走向衰亡 。

四、细胞程序性死亡:是指细胞的死亡是按照严格的遗传机制的程序控制，是细胞主动性死亡，存在于所有细胞类型中。是维持生物体正常生长发育及生命活动的必要条件。

五、细胞凋亡概念:是一种有序的或程序性的细胞死亡方式，是细胞接受某些特定信号刺激后进行的正常生理应答反应，细胞凋亡过程具有典型的形态学和生化特征，凋亡细胞最后以凋亡小体的形式被吞噬消化。

六、细胞凋亡的形态学变化和特征:

动物细胞凋亡三个阶段及形态学变化：

(1）凋亡起始：细胞表面的特化结构如微绒毛消失，细胞间接触的消失，但细胞膜依然完整，保持选择通透性；线粒体大体完整，但核糖体逐渐从内质网上脱离，内质网囊腔膨胀，并逐渐与质膜融合；染色质固缩，形成新月形帽状结构等形态，沿着核膜分布。

(2）凋亡小体的形成：核染色质断裂为大小不等的片段，与某些细胞器如线粒体一起聚集，为反折的细胞质膜所包围，细胞表面产生了许多泡状或芽状突起，逐渐形成单个的凋亡小体 apoptotic body °

(3）凋亡小体被吞噬：凋亡小体逐渐为邻近的细胞吞噬消化，并被重新利用。从起始凋亡到凋亡小体形成只有数分钟，但整个凋亡过程达4-9h。

细胞凋亡的特征1、形态学特征:

(1)染色质聚集、分块、位于核膜上,胞质凝缩,最后核断裂,细胞通过出芽的方式形成许多凋亡小体;

(2)凋亡小体内有结构完整的细胞器,还有凝缩的染色体,可被邻近细胞吞噬消化,因始终有膜封闭,没有内溶物释放,故不会引起炎症;

2.生物化学特征

(1)凋亡细胞中仍需要合成一些蛋白质,蛋白质、 ATP 合成继续,但是在坏死细胞中 ATP 和蛋白质合成受阻或终止

(2)核酸内切酶活化,导致染色质 DNA 在核小体连接部位断裂,形成约200bp整数倍的核酸片段凝胶电泳图谱呈梯状,形成 DNA ladder 

(3)凋亡细胞 tTG (组织转谷氨酰胺酶 tissue Transglutaminase )积累;凋亡细胞质膜 PS 翻转

七、凋亡小体:凋亡过程中断裂的 DNA 或染色质与细胞其它内含物一起被反折的质膜包裏，形成的圆形小体，凋亡小体可被邻近细胞吞噬。

八、细胞凋亡的生理意义；1、细胞凋亡对于多细胞生物个体发育的正常进行,稳态的保持具重要意义。2、免疫耐受性的形成,通过凋亡清除识别自身抗原的 T 细胞克隆,避免发生自身免疫疾病。3生理保护,肿瘤监控,以及抵御外界各种因素的干扰方面都起着非常关键的作用。

4、凋亡是一种生理性的保护机制,可以清除机体多余、受损或危险的细胞,维持机体的稳态,清除病原体等。5、癌症治疗,是肿瘤治疗的重要策略,使肿瘤细胞凋亡。

九、细胞凋亡的生物化学特征；(见上)

十、细胞凋亡检测方法；1、形态学观测:染色法( DAPl , AO 等)透射和扫描电镜观察,染色体固缩,凋亡小体形成等。核酸染料染色程度高于染色质。2、 DNA 电泳: DNA 片段就呈现出梯状条带,提取 DNA , EB 染色,观察 DNA 梯状条带,大小呈现出200bp或其倍数 3、 TUNEL 测定法,即 DNA 断裂的原位末端标记法。4、彗星电泳法 细胞经裂解处理后,经单细胞电泳和荧光染色,凋亡细胞由于 DNA 降解为片段状,泳动快,细胞核呈彗星状图案,未凋亡细胞核保持圆球形

5丶流式细胞分析:根据凋亡细胞 DNA 断裂和丢失,采用碘化丙啶染色使 DNA 产生红色荧光,用流式细胞仪检出凋亡的亚二倍体细胞,同时又能观察细胞的周期状态。6、检测细胞质膜从内侧翻转至外侧,使用特异性荧光探针检测。

十一、几个主要基因的作用p53， Apaf-1， Bcl-2， caspase-9， TNF； 

  p53是一种抑癌基因,其生物学功能是在G1期监视 DNA 的完整性。如有损伤,则抑制细胞增殖,直到 DNA 修复完成。如果 DNA 不能被修复,则诱导其调亡,研究发现丧失p53功能的小鼠对辐射诱导的调亡不敏感。缺失抑制凋亡,癌症高发。

  Bcl -2为凋亡抑制基因是膜的整合蛋白,其功能相当于线虫中的 ced -9。根据功能和结构可将 Bcl —2基因家族分为两类(1)一类是抗凋亡的(2）一类是促进凋亡的在促凋亡蛋白中还有一类仅含BH3结构,如 Bid 、 Bad 。( So BH3— only domain !),BH3主要定位于线粒体外膜它拮抗促凋亡蛋白的功能。缺失促进凋亡!

  Apaf -1被称为凋亡酶激活因子 在线虫中的同源物为 ced -4,在线粒体参与的凋亡途径中具有重要作用。 Apaf -1含有3个不同的结构域:① CARD 结构域,能募集 caspase -9;② ced -4同源结构域,能结合 ATP / dATP ;③ C 端结构域,含有色氨酸/天冬氨酸重复序列,当细胞色素 c 结合到这一区域后,能引起 Apaf —1多聚化而激活。 Apaf -1/细胞色素 c 复合体与 ATP / dATP 结合后, Apaf -1就可以通过其 CARD 结构域召集 caspase —9,形成凋亡体 激活 caspase -3,

 Apaf -1启动 caspase 级联反应。缺失抑制凋亡!

   ATM 是与 DNA 损伤检验有关的一个重要基因。最早发现于毛细血管扩张性共济失调症患者,人类中大约有1%%的人是 ATM 缺失的杂合子,表现出对电离辐射敏感和易患癌症。正常细胞经放射处理后, DNA 损伤会激活修复机制,如 DNA 不能修复则诱导细胞凋亡。 ATM 是 DNA 损伤检验点的一个重要的蛋白激酶

   

十二、细胞坏死；细胞焦亡 又称细胞炎性坏死,是一种程序性细胞死亡,表现为细胞不断胀大直至细胞膜破裂,导致细胞内容物的释放进而激活强烈的炎症反应。细胞焦亡是机体一种重要的天然免疫反应,在抗击感染中发挥重要作用。

十三、细胞自噬:概念:正常细胞为维持细胞内环境的动态平衡,对功能失常或不需要的细胞结构通过形成双层膜包裹的自噬小体,由溶酶体进行降解的过程。标志是细胞内双层膜包裹的自噬小体。

第十六章 细胞的社会联系

通信连接：介导相邻细胞间的物质转运、化学信号或电信号传递、主要包括动物细胞间的间隙链接、神经元之间或神经元与效应细胞间的化学突触和植物细胞间的胞间连丝。