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4：细胞生物学研究的基本特点与趋势：细胞结构功能←→细胞生命活动；单一基因和蛋白→基因组和蛋白质组及其协同作用；细胞转导途径→细胞调控网络；体外（invitro）研究→体内（invivo）研究；静态研究→活细胞动态研究；实验室研究为主→计算机生物学的应用；细胞生物学与其它学科的渗透。总特点：静态的分析-活细胞的动态综合，这在很大程度上也反映了生命科学研究的趋势5：蛋白质糖基化特点1：糖蛋白中寡糖链的合成与修饰都是没有模板靠不同的E而且在细胞的不同间隔中经历复杂的加工过程才能完成。2:有助于在成熟过程中折叠成正确的构象和增加蛋白质的稳定性3：从进化上，糖链的复杂加工可能是在进化过程中逐步演化产生1：细胞是生命活动的基本单位（一）一切有机体都是由细胞构成，细胞是构成有机体的基本单位。（二）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。三）细胞是有机体生长与发育的基础（四）细胞是遗传的基本单位，细胞具有遗传的全能性（五）没有细胞就没有完整的生命（六）细胞是物质（结构）、能量与信息过程精巧结合的综合体，细胞是多层次、非线性与多层面的复杂结构体系，细胞是高度有序的，具有自组装与自组织能力的体系3:思考题：为什么说支原体可能是最小支原体是目前发现的最小、最简单的细胞。它的基本结构与机能极其简单。体积很小，直径一般是0.1－0.3um，仅为细菌的十分之一，以一分为二的方式分裂繁殖，很多支原体能寄生在细胞内繁殖。目前没有发现比支原体更小更简单的细胞了。支原体除了具有作为细胞必需的结构外，几乎没有称得上结构复杂的装置了。但它具有细胞的基本结构与功能。一个细胞生存与增殖必须具备的结构装置与机能是：细胞膜、遗传信息载体DNA与RNA、进行蛋白质合成的一定数量的核糖体以及催化主要酶促反应所需要的酶。这些在支原体细胞内已基本具备。支原体能在培养基上生长，具有典型的细胞膜，一个环状的双螺旋DNA作为遗传信息量不大的载体，mRNA与核糖体结合为多聚核糖体，指导合成约700多种蛋白质。虽然它们是极为简单的生命体，都已具备了细胞的基本形态结构，并具有作为生命活动基本单位存在的主要特征。从保证一个细胞生命活动运转所必需的条件看，人们估计完成细胞功能至少需要100种酶。这些分子进行酶促反应所必须占有的空间直径约为50m，加上核糖体、细胞膜和核酶等，可以推算出，一个细胞体积的最少极限直径不可能小于100nm，而现在发现的最小支原体细胞的直径已接近这个极限，因此作为比支原体更小，更简单的细胞，又要维持细胞生命活动的基本要素，似乎是不可能存在的。所以说支原体可能是最小，最简单的细胞存在形式。6：真核细胞3大基本结构体系1：以脂质及蛋白质成分为基础的生物膜结构体系2：以核算（DNAORRNA）与蛋白质为主要成分的遗传信息表达体系3：由蛋白质分子组装构成的细胞骨架体系思考题：动物细胞与植物细胞的差异植物细胞有一些特定的细胞结构与细胞器是动物细胞所没有的，如细胞壁，液泡，叶绿体及其他质体。植物细胞在有丝分裂以后，普遍有一个体积增大与成熟的过程，这一点比动物细胞表现明显，在这一过程中，细胞的结构要经历一个发育的阶段，如细胞壁的初生壁与次生壁的形成，液泡的形成于增大，有色体的发育等。也有一些动物细胞的结构，如中心粒是植物细胞内不常见到的。10：思考题：以双链DNA或者单链RNA为例论述病毒在细胞内繁殖过程1：病毒侵入细胞，病毒核酸的侵染2：病毒核酸的复制，转录与蛋白质的合成当双链DNA病毒进入细胞后，在脱衣酶的作用下，蛋白质壳体裂解，释放出DNA，被释放的DNA分子进入细胞核。在病毒DNA的指导下，利用宿主细胞翻译“早期蛋白”。RNA病毒颗粒进入宿主细胞后，在脱衣酶的作用下，壳体裂解，释放出RNA。病毒RNA作为模板，利用宿主细胞的代谢系统，翻译出“早期蛋白”。12：思考题：以细菌为例说明原核细胞结构特点1：细菌细胞没有典型的核结构，但绝大多数细菌有明显的核区，或称类核，主要由一个环状DNA分子胖绕而成，核区四周是较浓密的曝质物质。2：细菌细胞除了核糖体外，没有类似真核细胞的细胞器。3：细菌细胞的表面主要是指细胞质膜，是包围细菌原生质的生物膜；细胞壁及其特化结构：中膜体，荚膜，鞭毛等。4：细菌细胞核外DNA，在细菌细胞内除核区DNA外，还存在可进行自主复制的遗传因子，称为质粒。是裸露的环状DNA分子，所含遗传信息量为2-200个基因。5：细菌细胞能形成内生孢子6：细菌的增值（分裂）3：**流动镶嵌模型（对生物膜结构的认识）1具有极性头部和非极性尾部的磷脂分子在水相中具有自发形成封闭的膜系统的性质。2蛋白分子以不同的方式镶嵌在脂双层分子中或结合在其表面，蛋白的类型，蛋白分布的不对称性及其与脂分子的协同作用赋予生物膜具有各自的特性与功能。3.生物膜可看成是蛋白质在双层脂分子中的二维溶液。膜脂分子有4种热运动的方式：1：沿膜平面的侧向运动（侧向运动是膜脂分子的基本运动方式）2：脂分子围绕轴心的自旋运动。3：脂分子尾部的摆动。4：双层脂分子之间的反转运动膜蛋白的类型:1:外在膜蛋白（外周膜蛋白）2：内在膜蛋白（整合膜蛋白）3：脂锚定脂蛋白生物膜的基本特征1：膜的流动性：脂膜的流动性，膜蛋白的流动性2：膜的不对称性：膜脂的不对称性，膜蛋白的不对称性细胞质膜的基本功能：(1)为细胞的生命活动提供相对稳定的内环境；(2)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；(3)提供细胞识别位点,并完成细胞内外信息跨膜传递；(4)为多种酶提供结合位点,使酶促反应高效而有序地进行；(5)介导细胞与细胞、细胞与基质之间的连接；(6)细胞膜参与形成具有不同功能的细胞表面的特化结构。（7）膜蛋白的异常与某些遗传病，恶性肿瘤。甚至神经退行性疾病相关，很多膜蛋白可作为疾病治疗的药物靶标。10：思考题：影响质膜的流动性有哪些因素？1：脂肪酸链越短，不饱和程度越高，膜脂流动性越大。2：温度对膜脂运动有明显影响3：胆固醇对膜的流动性也起着重要的双重调节4：膜的流动性与细胞周期有关，在M期流动性最大，在G1和S期，流动性最小5：细胞骨架不但影响膜蛋白的运动，也影响其周围的膜脂流动6：摸的流动性与发育和衰老过程有关，年龄大，流动性低。7：膜蛋白与膜脂分子的相互作用也是影响膜流动性的重要因素11：思考题：质膜主要化学成分主要有哪些？脂质+蛋白质脂质：磷脂（甘油磷脂和鞘磷脂），糖脂，胆固醇膜蛋白：外在膜蛋白，内在膜蛋白，脂锚定膜蛋白12：思考题：膜脂和膜蛋白分别有哪些运动方式？膜脂分子4种热运动方式：1：沿膜平面的侧向运动2：脂分子围绕轴心的自选运动3：脂分子尾部的摆动4:双层脂分子之间的翻转运动钠钾泵的作用方式可因不同生理条件而异,在红细胞膜中可能有以下几种方式:1.正常的作用方式——利用ATP的水解与Na+-K+的跨膜转运相偶联.2.泵的反方向作用——利用Na+-K+的跨膜转运来推动ATP的合成.3.Na+-Na+交换反应可能与ATP和ADP交换反应相偶联.4.K+-K+交换反应与Pi和H2(18)O的交换反应相偶联.5.依赖ATP水解，解偶联使Na+排出.6：钠钾泵的生物学意义：1：维持细胞正常的生命活动:2：对神经冲动的传播以及对维持细胞的渗透平衡:3：恒定细胞的体积都是非常必要的:9：胞饮作用与吞噬作用主要有3点区别：1.胞吞泡的大小不同，胞饮泡直径一般小于150nm，而吞噬泡直径往往大于250nm；2.所有真核细胞都能通过胞饮作用连续射入溶液和分子，而大的颗粒性物质则主要是通过特殊的吞噬细胞摄入的；前者是一个连续发生的过程，后者是一个信号触发过程；3.胞吞泡形成机制不同：胞饮泡的形成需要网格蛋白或这一类蛋白的帮助；吞噬泡的形成则需要微丝及其结合蛋白的帮助，它在防御微生物的侵染和清除衰老细胞或细胞碎片方面起重要作用。（判断）**受体介导的胞吞作用是大多数动物细胞通过网格蛋白有被小泡从胞外基质摄取特定大分子的有效途径***LDL（低密度脂蛋白）通过受体介导的胞吞作用进入细胞（重要）10：（重点）以LDL为例说明胞吞过程（大题）（以FRG,LDL的受体介导的胞吞作用）LDL通过与细胞表面的低密度脂蛋白受体特异性的结合形成受体—LDL复合物，几分钟内便通过网格蛋白有被小泡的内化作用进入细胞，经脱被作用并与胞内体融合。胞内体是动物细胞内由膜包围的细胞器，其作用使运输由胞吞作用新摄入的物质到溶酶体被降解，胞内体膜上有ATP驱动的质子，将H+进胞内体腔中，使腔内的ph降低，从而引起LDL与受体分离。胞内体以出芽的方式形成运载受体的小囊泡，返回细胞质膜，受体重复使用。含有LDL的胞内体与溶酶体融合，低密度脂蛋白被水解，释放出胆固醇和脂肪酸供细胞使用。13：思考题：钠钾泵的结构，作用机制及其生理意义结构：钠钾泵是由2个a亚基和2个b亚基组成的四聚体作用机制：在细胞内侧a亚基与Na+结合促进ATP水解，a亚基上的一个天冬氨酸残基磷酸化引起a亚基构象发生变化，将Na+泵出细胞，同时细胞外的K+与a亚基的另一位点结合，使其去磷酸化，a亚基构象再度发生变化，将K+泵进细胞，完成整个循环。钠钾泵的生物学意义：1：维持细胞正常的生命活动:2：对神经冲动的传播以及对维持细胞的渗透平衡:3：恒定细胞的体积都是非常必要的:化学渗透学说：P140化学渗透学说(chemiosmotictheory)由英国的米切尔（Mitchell1961）经过大量实验后提出。该学说假设能量转换和偶联机构具有以下特点：①由磷脂和蛋白多肽构成的膜对离子和质子具有选择性②具有氧化还原电位的电子传递体不匀称地嵌合在膜内③膜上有偶联电子传递的质子转移系统④膜上有转移质子的ATP酶。在解释光合磷酸化机理时，该学说强调：当氧化进行时，呼吸链起质子泵作用，质子被泵出线粒体内膜之外侧（膜间隙），造成了膜内外两侧间跨膜的电化学势差，后者被膜上ATP合成酶所利用，使ADP与Pi合成ATP（光合电子传递链的电子传递会伴随膜内外两侧产生质子动力(protonmotiveforce,pmf)，并由质子动力推动ATP的合成）。每2个质子顺着电化学梯度，从膜间隙进入线粒体基质中所放出的能量可合成一个ATP分子。一个NADH+H+分子经过电子传递链后，可积累6个质子，因而共可生成3个ATP分子；而一个FADH2分子经过电子传递链后，只积累4个质子，因而只可以生成2个ATP分子。许多实验都证实了这一学说的正确性。细胞质基质的功能P1721：蛋白质的修饰，蛋白质的选择降解方面起着重要作用（1）:蛋白质的修饰（2）控制蛋白质的寿命（3）降解变性和错误折叠的蛋白质（4）：帮助变性和错误折叠的蛋白质重新折叠，形成正确的分子构想。2：合成各种中间代谢的功能3：蛋白质的分选运输4：蛋白质与脂肪酸的合成（在细胞质中进行）5：与细胞质骨架相关的功能（维持细胞形态，细胞运动，细胞内的物质运输，能量传递）有关**内质网的功能1：蛋白质的合成是糙面内质网的主要功能（1：向细胞外分泌的蛋白质（2：膜的整合蛋白（3：构成内膜系统细胞器中的可溶性驻留蛋白P1772：光面内质网是脂质合成的重要场所（*1：脂质的合成（2：参与类固醇激素的合成（3：肝的解毒作用（4：肝细胞糖原释放葡萄糖（5：与肌肉收缩有关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1：合成外输性脂蛋白颗粒的基地2：参与类固醇激素的合成（生殖腺内分泌细胞）3：肝的解毒作用4：肝细胞糖原释放葡萄糖（G-6P六磷酸葡萄糖变成G）5：与肌肉收缩有关:肌质网膜上的CA2+-ATP酶将细胞质基质中的CA2+泵入肌质网腔中储存起来。6：高尔基体的功能*****：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11：细胞内蛋白质的分选合成的途径，机制，合成部位蛋白质的分选大体可分为两条途径：1：翻译后转运途径：在细胞质基质游离核糖体上完成多肽链的合成，然后转运至膜围绕的细胞器。如线粒体，叶绿体，过氧化物酶体及细胞核，或者成为细胞质基质的可溶性驻留蛋白和支架蛋白。2