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细胞生物学总结第1章绪论1.细胞学（cytology）：研究细胞的结构、形态、生理功能及生活史的科学（即研究细胞生命现象的科学）。2.细胞生物学（cellbiology）:从细胞显微、亚显微和分子三个水平研究细胞各种生命活动的科学。4.原核细胞（prokaryocyte）:指那些无细胞核较原始的细胞，它们结构简单，无线粒体，内质网，高尔基体等膜性细胞器，遗传物质DNA一般不予蛋白质结合而是裸露分散分布于细胞中或者集中分布在细胞的一定区域，形成拟核。真核细胞（eukaryocyte）:具有完整的细胞结构和各种膜性细胞器和细胞骨架，是哺乳动物结构和功能的基本单位。其结构复杂，种类繁多，DNA存在于细胞核内，与蛋白质结合成染色质或染色体，并且每个细胞中有多条染色体。特征---原核细胞---真核细胞DNA---环状---线状染色体---只含有一条DNA，裸露---含有几条DNA，构成染色质或染色体细胞核---无核膜和核仁（拟核）---有核膜和核仁核糖体---有，70S---有，80S内膜系统---简单---复杂细胞骨架---仅有相关蛋白---有线粒体---无---有转录翻译---同时进行---核内转录，胞质翻译细胞分裂---无丝分裂---有丝分裂和减数分裂第4章细胞膜与物质的运输1.概念*细胞膜（Cellmembrane）:指围绕在细胞质外周的一层界膜。功能：将细胞质与外环境分开，使细胞形成相对独立稳定的内环境。保持细胞与外环境联系，参与细胞与外环境的物质能量交换及信息传递。*内膜系统（endomembranesystem)：细胞内在结构和功能上为连续统一体的细胞内膜。*生物膜（biologicalmembrane)：细胞质膜和细胞内膜系统称为生物膜。*单位膜(unitmembrane)：在透射电镜下，生物膜呈现“两暗夹一明”的三层结构，内外两个电子致密的“暗”层中间夹着电子密度低的“亮”层，这种结构称为单位膜。*脂质体（liposome)：脂质分子在水中形成的一种自我封闭而稳定的中空结构。2.细胞膜的特性：流动性和不对称性细胞膜的不对称性：膜脂分布的不对称，膜蛋白分布的不对称，糖类分布的不对称，总在非胞质面。细胞膜的流动性：生物膜的流动性是指膜脂和膜蛋白处于不断的运动状态，是保证正常膜功能的重要条件，细胞进行生命活动的必要条件。脂双层是一种二维流体，处于晶态和液态之间；膜脂分子的运动方式有多种（①侧向扩散②旋转运动③摆动运动④伸缩震荡⑤翻转运动⑥旋转异构）；膜蛋白的流动性，其流动具有区域性。影响脂双层流动性的因素：脂肪酸链的饱和程度与其长度，胆固醇的含量，卵磷脂和鞘磷脂的比值，膜蛋白3.生物膜的分子结构模型*流动镶嵌模型（1972）：流动的脂双层分子构成膜的连续主体，蛋白质分子以不同程度镶嵌于脂质双层中，强调了膜的流动性和不对称性*脂筏模型（lipidraftmodel）：膜中有富含胆固醇和鞘磷脂的微区，其中聚集特定蛋白质，这些区域比膜的其他部分厚，有秩序且较少流动，称为“脂筏模型”。*片层结构模型*单位膜模型4.物质的跨膜运输：*简单扩散（simplediffusion）：不需要膜蛋白的帮助，不需要消耗能量，能顺浓度梯度自由扩散，通过膜的脂双层。（O2、CO2、N2、苯、醇等）*易化扩散（facilitateddiffusion）:又称帮助扩散，是在载体蛋白介导下，不需要消耗能量，顺物质浓度梯度或电化学梯度进行转运。（非脂溶性物质）*被动运输（passivetransport）：是指物质从高浓度一侧通过膜顺浓度梯度运送到低浓度一侧的运输方式。特点：高浓度→低浓度，顺浓度梯度，不消耗细胞代谢能。（即简单扩散和异化扩散）*主动运输（activetransport）：物质从低浓度一侧逆浓度梯度进入到高浓度一侧的运输方式。特点：低浓度→高浓度，逆浓度梯度，消耗细胞代谢能，需载体。*钠钾泵（Na+-K+pump）：Na+-K+泵是一种离子泵，又称Na+-K+-ATP酶，是细胞膜上进行主动运输的一种载体蛋白。特性：细胞膜上进行主动运输的一种载体蛋白；逆Na+和K+的电化学梯度，将3个Na+运出细胞外，2个K+运入细胞内；利用自身对ATP酶水解提供能量。功能：维持了细胞内低钠高钾的特殊离子梯度，保持胞内的渗透压，调节细胞容积，产生并维持膜电位，物质吸收。*协同运输：载体蛋白在转运一种溶质分子时，同时或随后转运另一种溶质分子。5.大分子物质的跨膜运输（胞吞、胞吐）*膜泡运输:大分子和颗粒物质如蛋白质、多核苷酸、多糖等不能通过细胞膜，转运过程是由膜包围形成囊泡，通过膜囊泡的形成和融合来完成，故称膜泡运输。*胞吞作用（endocytosis）：又称入胞作用，是通过质膜内陷，包围细胞外物质形成小泡，脱离质膜进入细胞内的转运过程。包括吞饮作用（phagocytosis）-吞饮体、胞饮作用（pinocytosis）-胞饮体、受体介导的内吞作用。*受体介导的内吞作用（receptor-mediatedendoxytosis）：是指细胞通过受体的介导摄取细胞外专一性蛋白或其他化合物的过程。*胞吐作用（exocytosis）:又称出胞作用，是一种与胞吞作用相反的过程，是细胞内合成的物质通过囊泡转运至细胞膜，与质膜融合后将物质转运出细胞外的过程。6.细胞表面及特化结构：微绒毛（microvillus）、纤毛（cilla）、鞭毛（flagella）、皱褶（ruffle）。7.细胞外基质ExtracellularMatrix(ECM):主要成分:Glycosaminoglycan(氨基聚糖),Proteoglycan(蛋白聚糖),Collagen(胶原)，Elastin（弹性蛋白）,Fibronectin(纤粘连蛋白）,Laminin(层粘连蛋白).氨基聚糖（glycosaminoglycan，GAG）:由氨基己糖（N-氨基葡萄糖或N-氨基半乳糖）和糖醛酸（葡萄糖醛酸或艾杜糖醛酸）二糖结构单位重复排列聚合形成的不分支链状多糖。第10章细胞连接【与细胞骨架联系】细胞连接（celljunction）：是相邻细胞间、细胞与细胞外基质间在质膜接触区域特化形成的连接结构。1.紧密连接（tightjunction）封闭连接：存在于上皮细胞近管腔的侧面。呈带状分布，少数为点状。连接相邻细胞，封闭细胞间隙的作用，可防止管腔内物质自由进入细胞间隙，形成上皮细胞质膜蛋白与脂质分子侧向扩散的屏障。维持细胞极性。2.锚定连接（Anchoringjunction）：由细胞骨架参与的细胞连接，存在部位：上皮、子宫颈、心肌，维持组织器官的形态与功能、细胞迁移、发育、分化。*黏合连接（肌动蛋白）：黏合带，粘着斑;*桥粒连接（中间纤维）:桥粒【desmosome):位于上皮细胞黏合带下方。类似纽扣状结构。有大约30nm的间隙，桥粒处质膜胞质面有由锚定蛋白形成的,胞质斑，又称为桥粒斑（桥粒珠蛋白、桥粒斑蛋白）。使细胞承受机械压力。】，半桥粒。3.通讯连接（communicatingjunction）:间隙连接[gapjunction:细胞间隙2-4nm，又称缝隙连接。连接子是缝隙连接的基本结构单位，每个连接子又由6个连接蛋白构成，两侧质膜的连接子相连形成相邻细胞间的通道。介导细胞间通讯,化学递质（代谢偶联）,电信号（电偶联）]，化学突触4.细胞粘附分子（celladhesionmolecule,CAM):钙粘素（cadherin）,选择素（selectin),整合素(integrin),免疫球蛋白超家族(Ig-superfamily,Ig-SF)第5章细胞的内膜系统与囊泡运输1.概念*内膜系统(endomembranesystem)：概念、组成指细胞内那些在结构、功能以及发生上相互密切关联的膜性结构细胞器的总称。有的是相互连接的，有的是靠转运小泡联系，是真核细胞所特有的结构。包括核膜、内质网、高尔基复合体、溶酶体、转运囊泡、（过氧化物酶体）等。内膜系统的出现增大表面积，提高了代谢水平和功能效率；彼此独立，互不干扰；各细胞器间以及细胞器和胞质间相互依存、高度协调地进行代谢活动。*多聚核糖体（polyribosome）：通常是多个核糖体结合到一个mRNA分子上，排列成串珠状，称之为多聚核糖体。这样一条mRNA上可同时有多个核糖体进行蛋白质合成，大大提高了蛋白质合成的效率。*重链结合蛋白（bindingprotein,BiP）识别并结合错误折叠的肽链或尚未完成装配的蛋白亚基，予以截留，待重新折叠正确后转运。属于热休克蛋白HSP70家族。*分子伴侣(moleculechaperone)：能特异地识别新生肽链或部分折叠的多肽并与之结合，帮助多肽链进行转运、折叠和组装的结合蛋白，但其本身并不参与最终产物的形成。共同结构特点：C-末端的KDEL序列（Lys-Asp-Glu-Leu；赖-天冬-谷-亮）驻留信号肽，可与ER膜上受体结合而驻留在腔内。*移位子（translocator）：由3个组装成环状孔道的跨膜通道蛋白组成；外径8.5nm,中央孔径2nm;其上有信号肽附着的位点；中央孔道与核糖体大亚基内部相连续：形成一密闭的空间，使蛋白质分子不能从RER上逃逸。开放和关闭。2.信号肽与信号肽假说*信号肽（signalpeptide）：是蛋白质合成中最先被翻译出来的一段氨基酸序列，通常由18-30个疏水氨基酸组成，能指引核糖体与内质网结合，并引导合成的多肽链进入内质网腔。*信号肽假说(1).游离核糖体上起始合成蛋白质多肽链；(2).与信号肽结合的SRP识别结合SRPR；(3).穿膜进入内质网腔；3.内质网的功能*粗面内质网（蛋白质的合成、加工、转运）：(1).粗面内质网作为核糖体附着的支架外输性蛋白：肽类激素、生长因子、抗体膜整合蛋白：膜抗原、膜抗体可溶性蛋白：细胞器中驻留蛋白（溶酶体蛋白）(2).新生多肽链的折叠与组装(3).蛋白质合成的质量控制：内质网腔内的分子伴侣(4).蛋白质糖基化：N-连接糖基化，单糖或寡糖与蛋白质的天冬酰胺残基侧链NH2基团结合生成糖蛋白。糖基转移酶。意义，增加蛋白质稳定性，影响蛋白质构象，及帮助其正确折叠。(5).蛋白质的运输：内质网——高尔基复合体——细胞外（大多数）内质网——大浓缩泡——细胞外（胰腺细胞）【特征性的酶：葡萄糖-6-磷酸酶】4.高尔基体*形态由单位膜围成的平行排列的扁平囊泡和周围的大囊泡、小囊泡构成的一组膜性结构。“高尔基体堆”*结构(1).扁平囊泡(cisterna)：顺面,形成面(formingface)反面,成熟面(maturingface)(2).小囊泡：运输小泡（transfervesicle）(3).大囊泡(4).分泌泡（secretoryvesicle）*显著极性(1).顺面高尔基网状结构——筛选与转运(2).高尔基中间膜囊——蛋白质糖基化、糖脂及多糖合成(3).反面高尔基网状结构——蛋白质分选*高尔基复合体的化学组成糖基转移酶类（glycosyltransferanses）是高尔基体的最具特征性的酶。*高尔基体的功能加工、浓缩内质网上合成的各种蛋白（糖基化），分选、发送；参与细胞内膜的交换。(1).蛋白质分泌的中转站(2).物质加工的场所：①.糖蛋白的加工合成(N-连接糖蛋白：与天冬氨酸-NH2氨基结合，在内质网形成，在高尔基复合体内进一步加工修饰；O-连接糖蛋白：酪氨酸、丝氨酸、苏氨酸侧链的-OH羟基与寡糖共价结合，在高尔基复合体内合成。)②.蛋白质的水解加工(3).分选蛋白质：高尔基体通过对蛋白质的修饰、加工，使其带上能被高尔基复合体网膜上专一受体识别的分选信号，进而选择、浓缩，形成不同靶向的分泌泡。(4).参与膜泡的定向运输(5).高尔基体与内膜系统的转化5.溶酶体（lysosome)：酸性水解酶为溶酶体的标志酶。*功能：主要功能是进行内源性和外源性物质的消化，此外，还参与机体的某些生理活动和发育过程。①.分解外来物质及衰老细胞器；②.具有物质消化与细胞营养的功能；③.溶酶体的机体防御作用；④.溶酶体与腺体组织细胞分泌的调节；⑤.参与个