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细胞生物学第一章：绪论细胞生物学：是研究细胞基本生命活动规律的科学。细胞生物学的研究内容：主要研究细胞结构与功能，细胞增殖、分化、衰老与凋亡，细胞信号转导，细胞基因表达与调控，细胞起源与进化等。活细胞是谁先看到的：1667年荷兰学者列文虎克（Leeuwenhoek）观察到真正的活细胞第二章：细胞的统一性与多样性原核细胞的特征：原核细胞没有核膜，DNA为裸露的环状分子，通常没有结合蛋白。没有恒定的内膜系统，核糖体为70S型，通常称为细菌（bacterium）。病毒的特征：①个体微小，20~30nm之间，可通过滤菌器，大多数病毒必须用电镜才能看见；②含DNA或RNA，没有含两种核酸的病毒；③专营细胞内寄生生活；④具有受体连结蛋白第三章：细胞生物学研究方法扫描隧道显微镜所看到的结构：是一种在纳米水平上探测微观物质世界表面形貌的仪器。荧光（蓝光、紫光）直接用投射原因：因为紫光相对来说波长比较短，很难透过物质。第四章：细胞质膜细胞质膜：又称细胞膜，是指围绕在细胞最外层，由脂质和蛋白质组成的生物膜。影响膜脂流动性的因素：1、胆固醇：胆固醇的含量增加会降低膜的流动性。2、脂肪酸链的饱和度：脂肪酸链所含双键越多越不饱和，使膜流动性增加。3、脂肪酸链的长度：长链脂肪酸相变温度高，膜流动性降低。4、卵磷脂/鞘磷脂：该比例高则膜流动性增加，是因为鞘磷脂粘度高于卵磷脂。5、其他因素：温度、酸碱度、离子强度等。生物膜基本特征：1、膜的流动性。2、膜的不对称性。生物膜的功能：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出，其中伴随着能量的传递。3、提供细胞识别位点，并完成细胞内外信号跨膜传递。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、参与形成具有不同功能的细胞表面特化结构。7、膜蛋白的异常与某些疾病相关，很多膜蛋白可作为疾病治疗的药物靶标。第五章：物质的跨膜运输物质运输的方式：主动运输、被动运输。（进一步细分请看书P104）水孔蛋白：是水分子快速跨膜运动的通道。由4个亚基组成的四聚体；只允许水而不允许其它离子或小分子溶质通过。离子通道：离子通道是横跨质膜的亲水性通道，允许适当大小的分子和带电荷的离子顺梯度通过，又称为通道蛋。水分子通道：（P106）第六章：线粒体与叶绿体什么证据证明线粒体与细菌的行为相似：线粒体的祖先-原线粒体是一种革兰氏阴性细菌。内共生学说：1、基因组在大小、形态和结构方面与细菌相似。2、有自己完整的蛋白质合成系统，能独立合成蛋白质，蛋白质合成机制有很多类似细菌而不同于真核生物。3、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。4、以分裂的方式进行繁殖，与细菌的繁殖方式相同。5、能在异源细胞内长期生存，说明线粒体和叶绿体具有的自主性与共生性的特征。6、线粒体的祖先很可能来自反硝化副球菌或紫色非硫光合细菌。导肽：前体蛋白在运输前，以未折叠形式存在，N端的一段信号序列称为导肽或引肽，完成转运后被酶切除，成为成熟蛋白，这种现象称后转译。叶绿体的蛋白质转运：叶绿体蛋白转运与线粒体的相似。1都发生后转译；2每一种膜上有特定的转位因子；3内外膜具有接触点；4需要能量，利用ATP和质子动力势；5前体蛋白N端有信号序列，使用后被信号肽酶切除。线粒体的蛋白质转运：（P159）1、用标记氨基酸培养细胞，用氯霉素和放线菌酮分别抑制线粒体和细胞质的蛋白合成。2、线粒体含1000多种蛋白，绝大多数由核基因编码，在细胞质中合成，定向转运至线粒体。3、前体蛋白在运输前，以未折叠形式存在，N端的一段信号序列称为导肽或引肽，完成转运后被酶切除，成为成熟蛋白，这种现象称后转译。第七章：细胞质基质与细胞内膜系统细胞内膜系统：是指细胞内在结构、功能及发生上相关的由膜包绕形成的细胞器或细胞结构。细胞内膜系统包括：内质网、高尔基体、溶酶体、胞内体、分泌泡内质网的功能：（P178）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、蛋白酶的水解和其它加工过程。溶酶体的功能：1、清除无用的生物大分子、衰老的细胞器及衰老损伤和死亡的细胞。2、防御功能（病原体感染刺激单核细胞分化成巨噬细胞而吞噬、消化）。3、其它重要的生理功能。4、溶酶体与疾病。第八章：细胞信号传导细胞通讯的定义：是指一个细胞发出的信息通过介质传递到另一个细胞产生相应的反应。细胞通讯方式：1.通过分泌化学信号的通讯，2.细胞间接触性依赖的通讯，3.细胞间形成间隙连接，使细胞质相互沟通。细胞表面受体分属三大家族：①离子通道耦联受体；②G蛋白耦联的受体（GPCRs）；③酶耦联的受体G蛋白：是三聚体GTP结合调节蛋白的简称。它位于质膜内胞浆一侧，由α、β、γ三个亚基组成，βγ二聚体通过共价结合锚于膜上起稳定α亚基的作用，而α亚基本身具有GTP酶活性。G蛋白偶联的受体的结构：是细胞表面由单条多肽经7次跨膜形成的结构。由G蛋白耦联受体所介导的细胞信号通路主要包括：（一）以cAMP为第二信使的信号通路，（二）磷脂酰肌醇双信使信号通路，（三）G蛋白藕联受体介导离子通道的调控第九章：细胞骨架细胞骨架：是指存在于真核细胞细胞质中的蛋白纤维网架体系，包括微丝、微管和中间丝。功能：1、结构与支持作用，2、胞内运输作用，3、收缩与运动，4、空间组织作业一、名词解释1.细胞骨架2.微管3.微管组织中心4.踏车现象5.肌动蛋白6.肌球蛋白二、简答题或论述题1.列表比较细胞质骨架的3种主要成分。2．除支持作用和运动功能外，细胞骨架还有什么功能？怎样理解“骨架”的概念?4．为什么说细胞骨架是细胞结构和功能的组织者？细胞内一些细胞器和生物大分子的不对称分布有什么意义？5．如何理解细胞骨架的动态不稳定性？这一现象与细胞生命活动过程有什么关系？第十章：细胞核与染色体核被膜的含义：是由内外两层平行但不连续的单位膜构成。核孔复合体：核孔上镶嵌着一种复杂结构，其上含有特有的跨膜糖蛋白gp210、Pom121。每个核小体单位包括200bp左右的DNA超螺旋和一个组蛋白八聚体及一个分子H1。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：间期核内，染色质纤维折叠压缩程度高,处于聚缩状态，碱性染料染色时着色较深的染色质组分类型。分类：结构异染色质（或组成型异染色质），兼性异染色质核型：是指染色体组在有丝分裂中期的表型，包括染色体数目、大小、形态特征的总和。核型分析：是在对染色体进行测量计算的基础上，进行分组、排队、配对并进行形态分析的过程。端粒：由高度重复的短序列组成。端粒的作用：1维持染色体的稳定性，2起细胞分裂计时器的作用。作业：一、名词解释1.核孔复合体2.染色质3.染色体4.核小体5.端粒酶6.核仁组织区二、简答题或论述题1.概述细胞核的基本结构及其主要功能。2.试述核孔复合体的结构及其功能。3.染色质按功能分为几类？它们的特点是什么？5．试述从DNA到染色体的包装过程。DNA为什么要包装成染色质？6.分析中期染色体的3种功能元件及其作用。第十一章：核糖体多聚核糖体：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。第十二章：细胞增殖及其调控细胞周期：细胞从一次有丝分裂结束到下一次有丝分裂完成所经历的一个有序过程。一个标准的细胞周期一般包括4个时相：DNA合成期（S），细胞分裂期（M）和介于S、M之间的G1期和G2期。细胞从G1期开始，到M期结束。G1/S检验点：在酵母中称start点，在哺乳动物中称R点，控制细胞由静止状态的G1进入DNA合成期，相关的事件包括：DNA是否损伤？细胞外环境是否适宜？细胞体积是否足够大？S期检验点：DNA复制是否完成？G2/M检验点：是决定细胞一分为二的控制点，相关的事件包括：DNA是否损伤？细胞体积是否足够大？中-后期检验点：纺锤体组装检验点）：任何一个着丝点没有正确连接到纺锤体上，都会抑制APC的活性，引起细胞周期中断。细胞周期中各个不同时相及其主要事件：G1期：开始合成细胞生长所需要的多种蛋白质、RNA、碳水化合物、脂等S期：DNA复制与组蛋白合成同步，组成核小体串珠结构G2期：在G2期合成一定数量的蛋白质和RNA分子M期：M期即细胞分裂期，真核细胞的细胞分裂主要包括两种方式，即有丝分裂(mitosis)和减数分裂(meiosis)。细胞同步化：是指在自然过程中发生或经人为处理造成的细胞周期同步化。方法：1自然同步化，2人工同步化人工同步化：1、选择同步化2、诱导同步化方法有丝分裂选择法：M期细胞与培养皿的附着性低，振荡脱离器壁收集。优点：操作简单，同步化程度高，细胞不受药物伤害。缺点：获得的细胞数量较少细胞沉降分离法：M期细胞体积大，可用离心分离。优点：可用于任何悬浮培养的细胞。缺点：同步化程度较低。DNA合成阻断法：选用DNA合成的抑制剂，可逆地抑制DNA合成。常用TdR双阻断法优点：同步化程度高缺点：产生非均衡生长，个别细胞体积增大。分裂中期阻断法:用秋水仙素等细胞分裂抑制剂将细胞阻断在中期。优点:无非均衡生长现象，缺点：可逆性较差。作业：1、简述减数分裂I前期各个阶段特点2、MPF在细胞周期中如何执行调节功能的机制第十三章：程序性细胞死亡与细胞衰老衰老细胞结构的变化：细胞核的变化：细胞核随着细胞分裂次数的增加不断增大；细胞核的核膜内折;染色质固缩化内质网的变化：内质网成分弥散性地分散于核周胞质中，粗面内质网的总量似乎是减少了线粒体的变化：通常细胞中线粒体的数量随年龄的增大而减少，而其体积则随年龄的增大而增大致密体的生成：细胞中致密体包括色素等的生成与积累，亦是增多膜系统的变化：其膜流动性降低、韧性减小；细胞间间隙连接和细胞膜内颗粒的分布也发生变化衰老：又称老化，通常指生物发育成熟后，在正常情况下随着年龄的增加，机能减退，内环境稳定性下降，结构中心组分退行性变化，趋向死亡的不可逆的现象。细胞坏死：是细胞受到化学因素（如强酸、强碱、有毒物质）、物理因素（如热、辐射）和生物因素（如病原体）等环境因素的伤害，引起细胞死亡的现象。细胞凋亡和细胞坏死的区别：区别点细胞凋亡细胞坏死起因生理性病理性变化或剧烈损伤范围单个散在细胞大片组织或成群细胞细胞膜保持完整，一直到形成凋亡小体破损染色质凝聚在核膜下呈半月状呈絮状、网状细胞器无明显变化肿胀、内质网崩解细胞体积固缩变小肿胀变大凋亡小体有，被邻近细胞或巨噬细胞吞噬无，细胞自溶，残余碎片被巨噬细胞吞噬基因组DNA有控降解，电泳图谱呈梯状随机降解，电泳图谱呈涂抹状蛋白质合成有无调节过程受基因调控被动进行炎症反应无，不释放细胞内容物有，释放内容物。细胞坏死：1、细胞和细胞器肿胀、核染色质边集；2、细胞膜、细胞器膜和核膜破裂、崩解、自溶细胞凋亡：1细胞和细胞器皱缩，胞质致密，核染色质边集；2胞质分叶状突起并形成多个凋亡小体，并与胞体分离细胞凋亡的主要生化特征：1、钙超载2、内源性核酸内切酶激活3、tTG（组织转氨酶）积累并达到较高水平Caspase家族：，即天冬氨酸特异性的半胱氨酸蛋白水解酶，活性位点是半胱氨酸，裂解靶蛋白位点是天冬氨酸残基后的肽键Hayflick界限：关于细胞增殖能力和寿命是有限的观点。细胞，至少是培养的二倍体细胞，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。作业：一、名词解释：细胞衰老细胞凋亡Hayflick界限二、简答题或论述题：1、细胞凋亡的概念、形态特征及其与坏死的区别是什么?2、对于多细胞生物，细胞凋亡的生理意义何在?3、动物细胞凋亡的基本途径有哪些?第十四章：细胞分化与基因表达调控细胞分化：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。影响细胞分化的因素：1胞外信号分子对细胞分化的影响；2细胞记忆与决定；3受精卵细胞质的不均一性对细胞分化的影响；4细胞间的相互