第一篇：細胞生物學小結

細胞小結

通過前三章的學習，讓我對細胞生物學有了更加深刻的了解。高中也曾學過關于細胞的一些知識，但是并沒有這么系統，這些天的接觸讓我真正明白了細胞生物學所要學習和接觸的內容。細胞生物學是在細胞水平上研究基本的生命活動，是一個在不同層次（顯微、亞顯微與分子水平）上以研究細胞結構、功能和重大生命活動及變化規律的學科。我們會學習細胞的基礎知識，如細胞膜、細胞器和細胞核等，也會對研究這些內容的技術方法作進一步的了解。緒論為我們介紹了細胞生物學的主要研究內容和細胞生物學的發展史，細胞生物學是一個交叉學科，與分子生物學、生物化學等有著密不可分的聯系。同時，我們也了解了一些新的研究方法，讓我們對細胞生物學有了更加濃厚的興趣，希望進一步去了解這些新的未知的東西。

細胞生物學是一個充滿神秘色彩的學科，看不見的細胞建構起一個個各異的個體，引起我們濃厚的興趣。當然，細胞生物學對我們也有很重要的現實意義，掌握扎實的細胞生物學知識，從而研究一些疾病的發生和預防，給人類帶來福音。所以，我們應該認真學好細胞生物學，那么怎樣學習細胞生物學呢？這些天的學習也讓我有了一定的認識。

細胞生物學是一個不斷發展的學科，所以首先我們應該用發展的眼光看待這個學科，不要一成不變。發展自己的抽象思維，學會用動態的觀點來認識問題。細胞的結構與功能相統一，結構的存在就意味著其對應著相應的功能，我們在學習過程中應將其結合，這樣才會學的輕松快樂。同時，細胞生物學是一個實驗性的學科，光學習理論知識是不夠的，我們應該在實驗室將學到的知識加以應用與鞏固，當然，細胞生物學的很多成果都是出于實驗室，所以在學習的過程中，我們一定要重視實驗的重要性，在實驗中鍛煉自己的技能，夯實實驗基礎，為以后進實驗室打下堅實的基礎。有人說，21的世紀是生物的世紀。雖然這么說，生物的發展卻也不瘟不火，作為一名生物專業的學生，我們應該緊跟學科發展前沿，積極探求知識，完善自己的知識框架，同時也學到更多課本之外的知識。

第二篇：細胞生物學-各章小結和重點難點題庫

第四章

細胞質膜

本章小結

? 細胞膜與其他生物膜一樣都是由膜脂與膜蛋白構成的。

? 膜脂主要包括甘油磷脂、鞘脂和膽固醇。甘油磷脂是構成膜的主要成分，主要包括磷脂酰膽堿、磷脂酰絲氨酸、磷脂酰乙醇胺和磷脂酰肌醇等；鞘脂是鞘氨醇的衍生物，主要包括神經鞘磷脂、腦苷脂和神經節苷脂等。

? 膜蛋白可分為內在蛋白、外在蛋白和脂錨定蛋白3大類。

? 內在蛋白可以?單次或多次螺旋、?折疊片或形成大復合物的方式與膜脂結合；外在蛋白靠離子鍵或其他弱鍵與膜內在蛋白或膜脂結合；脂錨定蛋白通過與之共價相連的脂肪酸（質膜內側）或糖基磷脂酰肌醇（質膜外側）錨定在質膜上。

? 膜的流動性與膜的不對稱性是生物膜的最基本特性。

? 膜的流動性表現：膜脂分子具有側向擴散、旋轉運動、彎曲運動與翻轉運動；膜蛋白具有側向擴散和旋轉運動，但不具備翻轉運動。

? 膜的不對稱性表現：膜脂分布的不對稱性（質膜外小頁SM、PC多，質膜內小頁PS、PE多）；膜蛋白的不對稱性（糖蛋白全部分布于質膜外小頁面）。

? 膜骨架是細胞質膜與膜內的細胞骨架纖維形成的復合結構，它參與維持細胞的形態、并協助細胞質膜完成多種的生理功能。

? 各種不同的膜蛋白與膜脂分子的協同作用不僅為細胞的生命活動提供了穩定的內環境，而且還行駛著物質轉運、信號傳遞、細胞識別等多種復雜的功能。

? 胞膜窖是近年來發現的新的細胞質膜結構，可能是窖蛋白與脂筏結合形成的一種特殊結構。在細胞的胞飲、蛋白質分選、膽固醇的發生、信號轉導、腫瘤的發生中具有重要作用。

本章重點與難點

? 膜脂與膜蛋白的主要類型

? 不同膜蛋白與膜脂的結合方式 ? 膜脂與膜蛋白的運動方式 ? 膜的流動性與不對稱性特征 ? 細胞質膜的基本功能

第五章

物質的跨膜運輸

本章小結

? 細胞質膜具有選擇通透性，是細胞與細胞外環境之間物質運輸的屏障。廣義的細胞物質運輸包括跨膜運輸、胞內運輸與轉細胞運輸。

? 幾乎所有小的有機分子和帶電荷的無機離子的跨膜運輸都需要膜運輸蛋白。膜轉運蛋白包括：載體蛋白、通道蛋白以及微生物分泌的離子載體。

? 載體蛋白是多次跨膜的整合蛋白，每種載體蛋白能與特定的溶質分子結合，通過構象改變介導溶質分子的被動或主動跨膜運轉。

? 通道蛋白形成跨膜的親水性通道，介導溶質的被動跨膜運輸。可分為離子通道與水通道。

? 根據應答信號的不同，離子通道可分為：電壓門通道、配體門通道和壓力激活通道。離子通道具有3個顯著特征：①具有離子選擇性；②不與轉運離子結合，轉運速率高且無飽和性；③非連續性開放而是門控的。

? 水通道是細胞膜上四個相同水通道蛋白亞基構成的四聚體，每個亞基為6次跨膜蛋白，特異性被動轉運水。

? P-型離子泵包括：Na+/K+-泵、Ca2+-泵、P-型H+泵等。在轉運離子過程中，P-型離子泵發生磷酸化與去磷酸化引起構象改變，實現離子跨膜轉運。

? Na+/K+-泵每個循環消耗1個ATP泵出3個Na+泵入2個K+。動物細胞借助Na+/K+-泵維持細胞 滲透平衡；同時利用胞外高濃度的Na+所儲存的能量，通過協同運輸從胞外攝取營養。植物細胞、真菌和細菌質膜上沒有Na+/K+-泵而具有P-型H+泵，將H+泵出細胞，建立跨膜H+的電化學勢，驅動細胞的協同運輸。Ca2+-泵每消耗1分子ATP泵出2個Ca2+。Ca2+-泵將Ca2+-泵出細胞或泵入細胞內鈣庫(內質網、線粒體等)，維持細胞內低濃度的Ca2+。

? 離子載體大多是微生物合成的小的疏水分子，溶于膜的脂雙層中，能保護帶電離子被動通過脂雙層。可分為通道形成離子載體（短桿菌肽）和可動離子載體（纈氨霉素）。

? 物質的跨膜運輸分為簡單擴散、被動運輸與主動運輸。簡單擴散是小分子物質以熱自由運動方式順電化學梯度或濃度梯度通過脂雙層進出細胞。

? 被動運輸（協助擴散）指溶質在膜蛋白協助下，順電化學梯度或濃度梯度通過細胞膜進出細胞。需載體蛋白參與，具有運輸物質的選擇性和轉運飽和性，比簡單擴散高幾個數量級。

? 主動運輸是由載體蛋白所介導的物質逆濃度梯度或電化學梯度由濃度低的一側向濃度高的一側進行跨膜轉運的方式。主動運輸需要與某種釋放能量的過程相耦聯，主動運輸可分為ATP直接提供能量(ATP驅動泵)、ATP間接提供能量(協同運輸)和光能驅動3種類型。

? ATP直接提供能量的主動運輸可分為4類：P-型離子泵、V-型離子泵、F-型離子泵和ABC超家族。前3種只轉運離子，后一種主要轉運小分子。

? P-型離子泵包括：Na+/K+-泵、Ca2+-泵、P-型H+泵等。在轉運離子過程中，P-型離子泵發生磷酸化與去磷酸化引起構象改變，實現離子跨膜轉運。

? Na+/K+-泵每個循環消耗1個ATP泵出3個Na+泵入2個K+。動物細胞借助Na+/K+-泵維持細胞滲透平衡；同時利用胞外高濃度的Na+所儲存的能量，通過協同運輸從胞外攝取營養。植物細胞、真菌和細菌質膜上沒有Na+/K+-泵而具有P-型H+泵，將H+泵出細胞，建立跨膜H+的電化學勢，驅動細胞的協同運輸。Ca2+-泵每消耗1分子ATP泵出2個Ca2+。Ca2+-泵將Ca2+-泵出細胞或泵入細胞內鈣庫(內質網、線粒體等)，維持細胞內低濃度的Ca2+。

? V-型離子泵、F-型離子泵結構相似但功能不同。V-型離子泵分布于動物細胞胞內體、溶酶體和植物細胞液泡膜上等，是利用ATP水解供能從細胞質基質中逆H+電化學梯度泵出H+進入細胞器，以維持基質pH中性和細胞器內pH酸性；F-型離子泵又稱為H+-ATP合酶，分布于細菌質膜、線粒體內膜和葉綠體類囊體膜上，利用H+順濃度梯度運動所釋放的能量合成ATP。

? ABC超家族由2個跨膜結構域(T)和2個胞質側ATP結合域(A)構成，T結構域形成運輸分子的跨膜通道。正常生理條件下，ABC蛋白是細菌質膜上糖、氨基酸、磷脂和肽的轉運蛋白；是哺乳類細胞親脂性藥物、膽固醇和其他小分子的轉運蛋白。

? 協同轉運是一類由Na+/K+泵（或H+-泵）與載體蛋白協同作用，靠間接消耗ATP所完成的主動運輸方式。可分為同向轉運和反向轉運。

? 真核細胞通過胞吞作用和胞吐作用完成大分子與顆粒性物質的跨膜運輸，又稱為批量運輸。

? 胞吞作用又可分為吞噬作用和胞飲作用。吞噬作用是某些特化的細胞具有的信號觸發過程，攝入大的顆粒性物質，需要微絲及其結合蛋白的幫助。胞飲作用是所有真核細胞都具有的一個連續發生的過程，攝入溶液和分子；主要有網格蛋白依賴的胞吞、胞膜窖依賴的胞吞、大型胞飲作用及非網格蛋白/胞膜窖依賴的胞吞作用等類型。

? 胞吐作用是將細胞內的分泌泡或其他某些膜泡中的物質通過細胞質膜運出細胞的過程，可分為組成型胞吐途徑和調節型胞吐途徑。組成型胞吐是所有真核細胞都有的胞吐，其缺省途徑是：粗面內質網→高爾基體→分泌泡→細胞表面。調節型胞吐是特化的分泌細胞受到信號刺激是，儲存于細胞內的分泌泡與質膜融合釋放內含物的途徑。

? 胞吞作用與胞吐作用均涉及膜的融合，需要細胞提供為此提供能量，因此屬于主動運輸。? 胞吞作用與胞吐作用的動態過程對質膜更新（膜流）和維持細胞的生存與生長是必要的。難點與重點

? 膜轉運蛋白的類型和功能

? 被動運輸的主要類型和各自特點 ? 主動運輸的3種主要類型 ? ? ? ? ATP驅動泵的類型及其作用機制 協同運輸的兩種主要類型

胞飲作用與吞噬作用的聯系與區別

組成型胞吐與調節型胞吞的聯系與區別

第六章 線粒體與葉綠體

本章小結

? 線粒體和葉綠體都具有雙層膜結構，都具有內外膜、膜間隙和基質；外膜含有通透性高的孔蛋白；內膜通透性低，線粒體向內折疊形成嵴；葉綠體內膜并不向內折疊成嵴，但具有膜結構的類囊體； ? 線粒體是氧化代謝的中心，糖酵解生成的丙酮酸進入線粒體基質，經TCA生成CO2、NADH或FADH2，電子進入呼吸鏈進行氧化磷酸化，最后生成ATP和水。

? 線粒體內膜上分布有由黃素蛋白、細胞色素、泛醌、鐵硫蛋白和銅原子組成的4種電子傳遞復合物(I、II、III、IV)；由復合物I、III、IV組成NADH(主)呼吸鏈，由復合物II、III、IV組成FADH2(次)呼吸鏈；

? 葉綠體的類囊體膜上分布有由細胞色素、黃素蛋白、質體醌、質體藍素和鐵氧還蛋白等構成的電子傳遞復合物，主要包括PS II、PS I 及細胞色素bf復合物。

? 葉綠體的主要功能是進行光合作用。光合作用分為“光反應”和“碳固定”兩個過程。? 線粒體和葉綠體都為半自主性細胞器。

? 線粒體和葉綠體的增殖主要是通過分裂進行的，成熟的線粒體可以進行分裂，但成熟的葉綠體不能分裂。線粒體的融合與分裂及葉綠體的分裂與一類大分子GTPase蛋白密切相關。? 有關線粒體和葉綠體的起源主要有內共生學說和非內共生學說。難點與重點

? 膜轉運蛋白的類型和功能

? 被動運輸的主要類型和各自特點 ? 主動運輸的3種主要類型

? ATP驅動泵的類型及其作用機制 ? 協同運輸的兩種主要類型

? 胞飲作用與吞噬作用的聯系與區別

? 組成型胞吐與調節型胞吞的聯系與區別

第七章 細胞基質與內膜系統

本章小結

? 細胞內膜系統指結構、功能乃至生物發生上相互關聯、由膜包被的細胞器或細胞結構，主要包括內質網、高爾基體、溶酶體、分泌泡和胞內體等。

? 內質網可分為rER和sER兩大類。rER的主要功能包括合成分泌性蛋白、膜蛋白及細胞器留駐蛋白，蛋白質的修飾加工（主要為N-糖基化）和多肽鏈的折疊；sER的主要功能是合成脂類，并具有解毒等功能。

? 高爾基體是一個極性細胞器，由高爾基體順面網狀結構(CGN)、順面膜囊、中間膜囊、反面膜囊、反面網狀結構(TGN)5部分組成，是蛋白質加工（主要發生O-連接的糖基化）、分選、包裝與運輸的中心，在膜流中起樞紐的作用。

? 溶酶體中含有多種酸性水解酶，主要的功能是進行細胞內的消化作用。溶酶體的發生是蛋白質分選的典型代表，其分選信號是M6P，是在信號斑指導下發生的特異位點的磷酸化。通過高爾基體網格蛋白有被小泡分選入特定的囊泡。

? 過氧化物體是一種異質性的細胞器，其發生是通過已有過氧化物體的分裂形成的。本章重點及難點

1.內質網的主要功能 2.內質網應激及其信號調控

3.高爾基體的結構特征及其生理功能 4.溶酶體的的生物發生過程

第八章

蛋白質分選與膜泡運輸

本章小結

? 蛋白質分選主要分為2條途徑：后翻譯轉運途徑和共翻譯轉運途徑。從細胞內合成的蛋白質轉運方式或機制不同，蛋白質轉運可分為4類：蛋白質的跨膜轉運、膜泡運輸、選擇性的門控轉運和細胞質基質中的蛋白質的轉運。

? 蛋白質一級結構上的信號肽及停止轉移序列決定不同蛋白質通過不同途徑分選入特定的細胞器或細胞位置，執行各自功能（信號假說）。

? 細胞質中合成的線粒體、葉綠體和過氧化物酶體蛋白，其特有的靶向序列決定了蛋白質的歸宿。膜泡運輸是細胞內分泌蛋白分泌（胞吐）和細胞攝取物質的重要途徑。膜泡運輸中有三種有被小泡參與：COP II、COP I和網格蛋白/接頭蛋白包被膜泡。COP II包被膜泡負責rER→Gol的順向運輸；COP I包被膜泡負責Gol→rER的逆向運輸；網格蛋白/接頭蛋白包被膜泡負責高爾基體TGN向質膜、胞內體、溶酶體的出芽及細胞的內吞作用。它們的組裝均受小分子GTP結合蛋白的調控(Sar1和ARF)。

。運輸泡的錨定與融合是一個特異性的過程。Rab及Rab效應器的特異性識別使膜泡與靶膜錨定在一起；由運輸泡上的v-SNARE和靶膜上的t-SNARE間特異性識別以及NSF和SNAP的參與引起運輸泡與靶膜間的融合。本章重點及難點

1.信號肽假說、蛋白質分選的基本途徑及類型；

2.COP II、COP I及網格蛋白包被膜泡形成的機理； 3．膜泡的定向運輸及機理

第九章

細胞信號轉導

本章小結

? 細胞通訊是多細胞生物細胞間或細胞內通過高度精確和高度有效的接受信息的通訊機制并通過放大作用引起快速的細胞生理反應。

? 細胞通訊可概括為3種方式：①膜結合分子的信號傳遞；②通過通訊連接（間隙連接和胞間連絲）的細胞通訊；③通過分泌信號分子的細胞通訊，這是多細胞生物普通采用的通訊方式。

? 通過分泌信號分子的細胞通訊依據分泌細胞與靶細胞的距離分為4種：自分泌、旁分泌、內分泌和通過化學突觸傳遞神經信號，其中內分泌是大多數分泌信號分子的作用方式。? 信號分子主要分為三類：親脂性分子、親水性分子、氣體信號分子。

? 信號分子的受體分兩類：細胞內受體、細胞表面受體。細胞內受體與親脂性分子結合，細胞表面受體與親水性分子結合。

? 細胞內受體主要含3個功能結構域：位于C端的配體結合位點，位于中部與DNA結合的結構域，位于N端的激活基因轉錄結構域。正常情況下，胞內受體與抑制蛋白復合物結合處于無活性狀態，激素與受體結合成復合物后，引起抑制復合物解離，受體結合DNA的部位暴露出來，受體由此被激活。

? 細胞表面受體主要分為三大家族：離子通道耦聯受體、G蛋白耦聯受體、酶連受體。這些受體都具有配體結合結構域和產生效應的結構域，分別具有結合特異性和效應特異性。

? 細胞表面受體的活化依賴于配體的結合，通過效應器蛋白的活化導致產生胞內第二信使。目前公認的第二信使主要包括cAMP、cGMP、Ca2+、PIP3、DAG、IP3等。cAMP活化PKA，cGMP活化PKG，Ca2+通過與CaM結合引起蛋白質磷酸化，PIP3 可活化PKB，DAG活化PKC，IP3作用于細胞內鈣庫引起內源性Ca2+濃度升高。在細胞信號轉導中，除受體和第二信使外，還有兩類蛋白起分子開關作用。一類是GTPase開關蛋白，包括三聚體G蛋白和單體G蛋白，其活性受GEF、GAP和GDI的調節；另一類是通過蛋白激酶和蛋白磷酸酶調節蛋白質的磷酸化與去磷酸化。

? NO作為氣體信號分子，具脂溶性，可快速擴散透過細胞膜，改變鳥苷酸環化酶的構象，使cGMP合成增多，激活PKG，引起平滑肌舒張，血管擴張。

? 離子通道耦聯受體是多亞基組成的受體/離子通道復合體，屬配體門離子通道。配體與受體結合引起離子通道的開啟或關閉。受體本身既有信號結合位點，又是離子通道，其跨膜信號轉導無需中間步驟。

? G蛋白耦聯受體是細胞膜表面單條多肽經7次跨膜形成的受體，該信號通路中配體與受體結合后引起靶蛋白反應需要通過三聚體G蛋白。根據第二信使不同分為cAMP信號通路和磷酯酰肌醇信號通路。

? cAMP信號通路的反應鏈為：激素→G蛋白耦聯受體→G蛋白→腺苷酸環化酶→ cAMP →PKA→基因調控蛋白→基因轉錄。

? 磷酯酰肌醇信號通路也稱雙信使通路。反應鏈為：激素→G蛋白耦聯受體→Gq蛋白→PLC-?，催化PIP2水解為IP3和DAG；IP3引起Ca2+升高，Ca2+與CaM結合引起蛋白質磷酸化；DAG活化PKC，引起蛋白質磷酸化，從而引起細胞反應。

? 受體酪氨酸蛋白激酶(RTK)是細胞表面一大類重要的酶連受體，配體與受體結合，導致受體二聚化，激活受體的酪氨酸蛋白激酶活性，引起一系列磷酸化級聯反應，終致細胞生理和/或基因表達的改變。

? RTK－Ras信號通路是這類受體所介導的重要信號通路。其基本途徑是：配體→受體→接頭蛋白→ Sos→Ras→Raf(MAPKKK)→MAPKK→MAPK→進入細胞核→其他激酶或基因調控蛋白的磷酸化修飾。

? 細胞因子受體是細胞表面一類酪氨酸蛋白激酶聯系的受體，這類受體的活化激活Jak－STAT信號通路，進而調節基因表達。

? 黏著斑除了起錨定連接作用外，在細胞通訊中也發揮作用。由細胞表面到細胞核信號轉導的途徑為：細胞外基質→整聯蛋白結合→酪氨酸激酶Src→斑蛋白激酶FAK →GRB2→Sos →Ras→ Raf → MAPK級聯反應途徑。

? 細胞對信號反應表現出發散性和收斂性，且不同信號通路間存在“交叉對話”（串擾）現象，使得細胞通訊非常復雜。

? 在細胞信號轉導中，信號的解除與終止同樣非常重要。細胞通過對信號分子和第二信使的降解減少對細胞的刺激，通過受體沒收、受體失活、信號中斷等方式減少細胞對信號的反應。

本章難點與重點

1.信號分子和信號分子受體的類型 2.胞內受體的結構與信號轉導模式

3.三聚體G蛋白與G蛋白耦聯受體的結構及在信號轉導中的作用 4.cAMP信號通路與磷酸酰肌醇信號通路的區別與聯系 5.酶聯受體介導的信號轉導

6.細胞表面整聯蛋白的信號通路

7.細胞信號轉導的發散性、收斂性與交叉對話 ?

第10章

細胞骨架

本章小結

? 細胞骨架是真核細胞中由蛋白質亞基組裝成的纖維網絡體系，主要包括微絲、微管和中間絲。細胞骨架是一類高度動態的結構，它們通過蛋白質亞基的組裝/去組裝過程來調節細胞內骨架網絡的分布和結構。

? 微絲又稱肌動蛋白絲，是由球形肌動蛋白G-actin單體形成的螺旋狀纖維(F-actin)。微絲具有極 性，G-actin結合ATP的方向為微絲的負端。

? 微絲組裝時具有踏車現象。細胞松弛素 B 導致微絲解聚，鬼筆環肽穩定微絲，防止微絲解聚。? 肌球蛋白是細胞內最重要的依賴于微絲的馬達蛋白。微絲的功能與幾乎所有形式的細胞運動有關，如參與肌肉收縮、細胞變形運動、胞質分裂以及細胞內物質運輸等活動。

? 微絲與膜整合的鈣粘蛋白構成黏著帶與黏著斑，構成細胞與細胞、細胞與細胞外基質間的錨定連接，提高細胞的抗機械強度。

? 微管是由??-微管蛋白二聚體組裝而成的中空管狀結構。細胞內微管通常以單管、二聯微管或三聯微管形式存在。中心體和基體細胞內最主要的微管組織中心。

? 微管具有極性；??二聚體以首-尾排列的方式進行組裝，?-tubulin端為(-)端，?-tubulin端為(+)端。

? 沿微管驅動物質運輸的馬達蛋白主要包括驅動蛋白和動力蛋白。驅動蛋白由兩條重鏈組成的頭部和重鏈末端與輕鏈共同組成的尾端構成，頭部具有ATPase活性，可以沿微管由負端向正端運動；尾端與被轉運物質或膜泡結合。動力蛋白由2條或3條重鏈及多條輕鏈組成，驅動物質沿微管從正端向負端運行。

? 微管的主要功能是細胞內物質運輸、維持細胞形態、構成鞭毛和纖毛、紡錘體與染色體運動及細胞器的定位等。

? 中間絲是細胞中成份最復雜、結構最穩定的細胞骨架成分，中間絲具有組織特異性，不同組織細胞具有不同的中間絲蛋白。

? 中間絲沒有極性，中間絲的組裝由單體組裝為極性的二聚體，兩個二聚體以反向平行形式形成四聚體，四聚體是細胞質內中間絲組裝的最小單位；由四聚體進一步組裝成中間絲。

? 中間絲的組裝與去組裝受中間絲蛋白的磷酸化和去磷酸化控制，中間絲蛋白磷酸化引起去組裝，去磷酸化引起組裝。

? 核內膜下的核纖層由中間絲構成，主要由核纖層蛋白A和B組成，細胞分裂過程中核纖層出現周期性的解聚與聚合。

? 中間絲的功能包括：增強細胞抗機械拉力的能力、參與橋粒與半橋粒的形成、維持細胞核膜的穩定、與DNA復制與轉錄有關等。

本章難點與重點

? 微絲的組成與組裝

? 肌球蛋白的結構與肌肉收縮機理 ? 微管的組裝與去組裝

? 驅動蛋白與動力蛋白的結構與功能 ? 微管滑動的機理 ? 微管的功能

? 中間絲的成份與組裝特點 ? 核纖層的組成與周期性變化

第11章

細胞核與染色質

本章小結

? 細胞核是真核細胞內最大、最重要的細胞器，是細胞遺傳與代謝的調控中心。細胞核主要由核被膜(包括核孔復合體)、核纖層、染色質、核仁及核體組成。

? 核被膜與核孔復合體是真核細胞所特有的結構，作為細胞核與細胞質之間的界膜，將基因轉錄與翻譯過程在時空上分開。核被膜主要由核外膜、核內膜、核孔復合體、核周隙和核纖層組成。? 核孔復合體主要由胞質環、核質環、輻和栓4種結構亞單位組成，核質環在核內形成“捕魚籠”結構。

? 核孔復合體構成核質交換的雙向選擇性親水通道。通過核孔復合體的物質運輸小分子的自由擴散和大分子的主動運輸。通過核孔復合體的主動運輸包括核輸入和核輸出，核輸入需要核定位信號(NLS)，而核輸出需要輸出信號(NES)，同時還需要轉運蛋白和輸出蛋白等的參與。親核蛋白通過核孔復合體轉運主要包括結合、轉移和解離三個過程。

? 染色質是間期細胞核內由DNA、組蛋白、非組蛋白及少量RNA組成的線性復合結構。構成染色質的DNA包括B型、A型和Z型3種構型，不同構型的DNA其大溝和小溝的特征在遺傳信息的表達中起關鍵作用。

? 組成染色質的蛋白分為組蛋白和非組蛋白。組蛋白很少有組織特異性，包括H2A、H2B、H3、H4四種核小體組蛋白和H1組蛋白。非組蛋白多數是序列特異性DNA結合蛋白，具有組織特異性，是重要的基因表達調控蛋白。

? 核小體是構成染色質的基本結構單位，每個核小體由組蛋白八聚體核心及200bp左右的DNA分子和一分子H1組蛋白構成。核小體使染色質成為10nm的串珠結構，再通過螺旋化形成30nm的螺線管結構。螺線管再通過多級螺旋模型或骨架－放射環結構模型形成染色體，使染色質高度壓縮。? 間期染色質可分為常染色質和異染色質，異染色質又可分為結構性異染色質和兼性異染色質。處于常染色質狀態是基因轉錄的必要條件而非充分條件。

? 染色體是細胞分裂時遺傳物質存在的特殊形式，是間期染色質緊密組裝的結果。染色體可分為中著絲粒染色體、亞中著絲粒染色體、亞端著絲粒染色體和端著絲粒染色體。

? 染色體的主要結構包括：著絲粒與動粒、次縊痕與核仁組織區、隨體和端粒。染色體的3種重要功能元件包括：自主復制DNA序列、著絲粒DNA序列和端粒DNA序列，這3種元件是保證真核生物染色體正常復制和穩定遺傳的基礎。

? 用特殊染色技術可使染色體顯示特殊的帶型。包括Q帶、G帶、R帶、C帶等帶型。

? 在某些生物的細胞中，可以觀察到特殊的巨大染色體，包括多線染色體和燈刷染色體。多線染色體來源于核內有絲分裂，即核內DNA多次復制而細胞不分裂。燈刷染色體是卵母細胞進行減數第一次分裂時停留在雙線期的染色體。

? 核仁是真核細胞間期核中最顯著的結構。核仁普遍存在3種基本組分：纖維中心(FC)、致密纖維組分(DFC)和顆粒組分(GC)。FC是rRNA基因的儲存位點，DFC是rRNA轉錄和加工的主要場所，GC是核糖體亞單位成熟和儲存的位點。

? 核仁的主要功能與核糖體的生物發生有關，包括rRNA基因的轉錄、rRNA前體的加工和核糖體亞單位的組裝。

? 在細胞分裂過程中，核仁表現出周期性地解體與重建。間期核核仁結構整合性的維持和有絲分裂后期核仁的重建，都需要rRNA基因的活性。核仁組織中心有助于核仁的重新形成。

? 核仁內還存在一些亞核結構，包括：Cajal體、GEMS和染色質間顆粒。它們可能是snRNA和snoRNA最后加工及蛋白質組裝的場所。

? 真核細胞內除染色質、核膜、核仁及一些亞核結構外，還有蛋白質為主構成的核骨架體系，主要由核纖層、核基質構成。

本章難點及重點

? 細胞核的基本結構及功能

? 核孔復合體的結構及親核蛋白轉運過程 ? 核小體的結構

? 中期染色體的3種功能元件及其功能 ? 核仁的結構與主要功能

第16章

細胞死亡與細胞衰老

本章小結

? 細胞死亡往往受到細胞內某種由遺傳機制決定的“死亡程序”控制，所以被稱為細胞程序性死亡。動物細胞典型的程序性死亡方式包括細胞凋亡、細胞壞死和細胞自噬。

? 細胞凋亡是由基因控制的主動性、自殺性的程序死亡過程，對動物體的正常發育、自穩態的維持等生理及多種病理過程具有重要的意義。其特征是凋亡過程中細胞質膜保持完整，細胞內含物沒 有泄漏到細胞外，不引發機體的炎癥反應。

? 細胞凋亡可以通過形態學觀測、DNA電泳、TUNEL測定法、彗星電泳和流式細胞分析等方法進行測定，鑒定細胞凋亡最簡便可靠的方法是DNA電泳。

? 在動物細胞凋亡過程中，胱天蛋白酶Caspase家族成員發揮了重要作用。哺乳動物的Caspase家族分為兩類：凋亡起始者：包括Caspase-2, 8, 9, 10, 11；凋亡執行者：包括Caspase-3, 6, 7等。起始者位于上游，負責對執行者的前體進行切割，產生有活性的執行者；執行者負責切割細胞核內、細胞質中的結構蛋白等，執行凋亡。

? 細胞凋亡過程可分為激活期和執行期兩個階段。激活期細胞應答死亡信號，起始Caspase活化；執行期執行Caspase活化，執行細胞死亡程序。

? 起始Caspase活化屬于同性活化，即酶原分子聚集成復合物達到一定濃度時，彼此切割即可活化。執行Caspase的活化屬于異性活化，即起始Caspase招募執行Caspase酶原分子后，對其切割后進行活化。

? 動物細胞凋亡途徑主要包括：Caspase依賴性細胞凋亡途徑和Caspase非依賴性細胞凋亡途徑。其中Caspase依賴性細胞凋亡途徑通過兩條途徑引發：由細胞表面死亡受體介導的外源途徑和由線粒體介導的內源途徑。

? 在死亡受體介導的外源性途徑中，死亡受體為跨膜蛋白，屬腫瘤壞死因子受體超家族(如Fas)，部分受體胞內具有死亡結構域(DD)。配體與受體結合，受體聚合，通過胞內死亡結構域招募同樣具有死亡結構域的接頭蛋白FADD和Caspase-8酶原，Caspase-8酶原通過自身切割而被激活，進而切割執行者Caspase-3酶原，產生有活性的Caspase-3，導致細胞凋亡。

? 在線粒體介導的內源性細胞凋亡途徑中，細胞受到死亡信號刺激時，細胞色素c從線粒體釋放到胞質并與胞質中的Apaf-1結合。Apaf-1的N端具有Caspase募集結構域(CARD)，招募細胞質中的Caspase-9酶原，形成大的凋亡復合體。Caspase-9酶原在凋亡復合體中發生自身切割而活化，活化的Caspase-9再進一步激活執行者Caspase-3和Caspase-7酶原，引起細胞凋亡。

? 細胞壞死(necrosis)：指由某些外界因素，比如局部貧血以及物理、化學損傷和生物侵襲等造成的細胞急速死亡過程。細胞壞死可能是細胞“程序性死亡”的另一種形式，當細胞凋亡不能正常發生而細胞必須死亡時，壞死作為凋亡的“替補”方式被細胞采用。

? 細胞自噬是指來自內質網或細胞質中的膜泡，包裹著整個的細胞器和部分細胞質形成雙層膜包的自噬小體，自噬小體與溶酶體融合后，內含物被溶酶體中的水解酶消化的過程。細胞自噬是不同于細胞凋亡的程序性死亡方式。

? 細胞衰老主要指復制衰老，是體外培養的正常細胞經過有限次數的分裂后，停止生長，細胞形態和生理代謝活動發生顯著改變的現象。

? 1958年，Hayflick等證實人成纖維細胞體外增殖不是無限的，首次提出了細胞水平上的“衰老”現象，稱為“Hayflick界限”。

? 細胞在衰老過程中，在細胞核、內質網、線粒體、細胞膜等方面都發生一系列變化。? 關于細胞衰老的分子機制，目前有多種假說，如復制衰老假說(端粒假說)、線粒體自由基假說、rDNA復制假說(單細胞生物的衰老)等。

難點與重點

? 動物細胞程序性死亡的主要類型、過程及其相互區別 ? 動物細胞凋亡的基本途徑和分子機制 ? 細胞衰老及可能的機制

第十七章

細胞的社會聯系

本章小結

? 多細胞生物中，細胞不是獨立存在的，細胞與其他細胞以及與細胞外基質間相互作用、相互制約、相互依存，對細胞的存活、發育、遷移、增殖、形態以及基因的差異表達產生重要的調控作用。? 細胞連接主要有3種類型：封閉連接、錨定連接和通訊連接。封閉連接以緊密連接為代表，主要由相鄰細胞質膜的封閉蛋白和密封蛋白緊緊靠在一起，形成封閉的嵴線。可形成滲透屏障，阻止溶液中的分子通過細胞間隙；并限制膜蛋白和膜脂分子擴散，維持上皮細胞的極性。

? 錨定連接包括與中間纖維相關的橋粒、半橋粒和與肌動蛋白絲相關的黏合帶、黏合斑。橋粒和黏合帶介導細胞間的連接，而半橋粒和黏合斑介導細胞與細胞外基質的連接。錨定連接通過細胞骨架（中間纖維和微絲）將細胞與細胞、細胞與細胞外基質聯系在一起，增強了組織的抗機械力。? 通訊連接包括：間隙連接、化學突觸、胞間連絲。間隙連接由相鄰細胞膜上的兩個連接子相對構成，在細胞間代謝耦聯和電耦聯中發揮作用；化學突觸通過釋放神經遞質來傳導神經沖動；胞間連絲是高等植物細胞間物質與信息交流的通道。

? 細胞表面的黏著分子有4大類：鈣黏蛋白、選擇素、免疫蛋白超家族(IgSF)及整聯蛋白，除免疫蛋白超家族外，其余黏著分子介導細胞間或細胞與細胞外基質間的黏著都是Ca2+依賴性的。

? 鈣黏蛋白是一種同親型結合、Ca2+依賴的細胞黏著糖蛋白，對胚胎發育中的細胞識別、遷移和組織分化以及成體組織器官構成具有主要作用。

? 選擇素是一類異親型結合、Ca2+依賴的細胞黏著分子，主要參與白細胞與血管內皮細胞之間的識別與黏著，幫助白細胞從血液進入炎癥部位。

? 免疫蛋白超家族是分子結構中具有與免疫球蛋白類似的結構域的細胞黏著分子超家族，既可介導同親型細胞黏著，又可介導異親型細胞黏著。大多數IgSF介導淋巴細胞與需要進行免疫反應的細胞（如巨噬細胞、淋巴細胞）間的黏著反應。

? 整聯蛋白普遍存在于脊椎動物細胞表面，屬于異親型結合、Ca2+或Mg2+依賴性的細胞黏著分子。介導細胞與細胞之間或細胞與胞外基質間的黏著；同時整聯蛋白還參與信號傳遞，調節細胞增殖、生長、生存、凋亡等重要生命活動。

? 動物細胞胞外基質成分主要有3種類型：①結構蛋白，包括膠原蛋白與彈性蛋白，分別賦予胞外基質強度和韌性。②糖胺聚糖與蛋白聚糖，賦予胞外基質抗壓的能力。③粘連糖蛋白，包括纖連蛋白和層連蛋白，有助于細胞粘連到胞外基質上。

? 膠原是胞外基質中最主要的水不溶性纖維蛋白。其基本結構單位為原膠原，是由三條多肽鏈盤繞成的三股螺旋結構，肽鏈的一級結構具有(Gly-X-Y)n重復單位；X常為脯氨酸，Y常為羥脯氨酸或羥賴氨酸。

? 彈性蛋白是彈性纖維的主要成分，是高度疏水的非糖基化蛋白，沒有Gly-X-Y序列。

? 糖胺聚糖是由重復的二糖單位構成的不分支的長鏈多糖，構成糖胺聚糖的二糖單位有透明質酸、硫酸軟骨素、硫酸皮膚素、肝素和硫酸角質素等。

? 蛋白聚糖是由糖胺聚糖（除透明質酸外）與核心蛋白共價連接形成的大分子。

? 纖連蛋白（FN）由兩條相似肽鏈在C端由兩個二硫鍵交聯形成的V形二聚體，每條肽鏈上有與膠原、血纖蛋白以及同細胞表面整聯蛋白結合的RGD序列等結合位點。

? 層粘連蛋白（LN）是由一條重鏈和兩條輕鏈通過二硫鍵連接形成的“十”字形結構，含一條長臂及三條相似的短臂；具有同IV型膠原、肝素和細胞表面整聯蛋白結合的結構域。

? 粘連糖蛋白通過分子上的RGD序列將細胞外基質與細胞膜表面整聯蛋白結合在一起，使得細胞外基質不僅提供細胞外的網架，賦予組織以抗壓和抗張力的機械性能；而且還與細胞的增殖、分化和凋亡等重要生命活動有關。

? 細胞外被是指細胞表面質膜的糖脂或糖蛋白形成的包被，起保護細胞和細胞識別的作用。

? 細胞壁是植物細胞的胞外基質，主要成分是纖維素、半纖維素、果膠質、木質素等。植物細胞依次形成中膠層、初生細胞壁和次生細胞壁。

重點與難點

? 細胞連接的類型、結構與功能 ? 細胞黏著分子的類型及其特性

? 胞外基質的主要成分、分子結構及其生物學功能 ?

第三篇：細胞生物學

《細胞生物學》課程教學大綱

課程編號：231222

課程名稱：細胞生物學 總學時數：64 實驗學時：30

先修課及后續課：先修主要課程有:有機化學、生物化學、微生物學；后續課程有:基因工程、細胞工程、酶工程、生物制藥工藝學、免疫學。

一、說明部分

1．課程性質

本課程屬于生物技術專業必修專業課，授課對象為該專業本科學生。

細胞生物學是研究細胞基礎生命活動規律的科學，它在不同層次上以研究細胞結構與功能，細胞增殖、分化、衰老與凋亡，細胞信息傳遞，真核細胞基因表達與調控，細胞起源與進化等作為主要內容。它是現代生命科學的重要基礎學科。

2．教學目標及意義

通過學習本課程，了解細胞的基本知識和細胞生物學的研究方法,以真核細胞結構、功能和生活史為主要內容，強調細胞是生命活動的基本單位，突出生物膜，細胞信號轉導，細胞增殖調控，細胞分化、衰老與凋亡，腫瘤生物學等熱點問題，使學生通過本課程的學習，了解和掌握真核細胞的結構與功能，并深入理解彼此之間的相關性和一致性，從顯微水平、超微水平和分子水平等三個層次認識細胞生命活動的本質和基本規律。通過本課程學習，為今后專業課的學習打下良好的基礎。

3．教學內容及教學要求

教學內容包括緒論、細胞的基本結構與生物大分子、細胞膜及其表面結構、細胞內膜系統、細胞骨架系統、核糖體、線粒體、細胞核、細胞增生周期和生殖細胞的發生與受精、細胞基因組的結構、復制與表達、細胞蛋白質組、細胞信號系統、細胞的整體性、細胞的分化、衰老與死亡、生物工程原理及其醫學應用。

在教學工作中，采用多媒體課件和國內外最新的教學參考書、教案，靈活運用多種教學方法，因材施教，把發展學生“獨立學習、獨立思考、獨立判斷和獨立工作”的能力放在首位，努力調動學生的興趣和積極性，使學生在牢固掌握基礎知識和基本概念的同時，得到科學研究、科學思維和科學方法的良好訓練，為其他專業基礎課和專業課的學習及日后的研究工作打下堅實的基礎。要求學生通過學習本課程掌握細胞分子生物學基礎內容與概念。

4．教學重點、難點

1）生物膜的結構功能：質膜的結構、物質跨膜運輸、內膜系統構成的各類細胞器的結構功能、蛋白質的分選與定向轉運。

2）細胞的纖維網絡結構：包括細胞連接、細胞粘附分子、細胞骨架、細胞外基質的組成、功能、相互關系，在細胞分化、遷移、癌變等方面的意義。

3）細胞核、染色體、基因的結構、功能及調控機制：鑒于本系《分子生物學》課程中已經對基因調控有詳細的講解，本課程主要偏重于對細胞核結構和細胞通訊的分子機理的講解。

4）細胞生活史：包括細胞周期及其調控機理、細胞的分化、衰老、程序化死亡及腫瘤細胞生物學。

5．教學方法及手段

采用多媒體雙語和網絡互動式教學為主，結合實驗教學.6．教材及主要參考書 教材： 翟中和，《細胞生物學》（面向21世紀課程教材），高等教育出版社，2000 主要參考書：

th[1] Bruce Alberts et al.Molecular Biology of the Cell 4.Garland Science, 2002.th[2] Harvey Lodish et al.Molecular Cell Biology 4.W.H.Freeman and Company, 1999.rd[3] Gerald Karp.Cell and Molecular Biology: Concepts and Experiments 3.Wiley & Sons, 2002.[4] 陳詩書.醫學細胞與分子生物學.上海醫科大學出版社, 1999.[5] 高文和.醫學細胞生物學.天津大學.社出版2000.[6] 郭葆玉.細胞分子生物學實驗操作指南.安徽科學技術出版社, 1998.[7] 韓貽仁.分子細胞生物學.科學出版社, 2001.[8] 姜招峰等譯.全美經典學習指導系列, 分子和細胞生物學.科學出版社, 2002.[9] 凌詒萍.細胞生物學.人民衛生出版社, 2001.[10] 劉鼎新.細胞生物學研究方法與技術（第二版).北醫、協和醫大聯合出版社, 1997.[11] 羅深秋.醫用細胞生物學.軍事醫學科學出版社, 1998.[12] 牛富文.醫用分子細胞生物學.河南醫科大學出版社, 1997.[13] 隋森芳.膜分子生物學.高等教育出版社, 2003.[14] 汪德耀.細胞生物學超微結構圖譜.高等教育出版社, 1989.[15] 汪堃仁.細胞生物學（第二版).北京師范大學出版社, 1998.[16] 王金發.細胞生物學.科學出版社, 2003.[17] 辛華.細胞生物學實驗.科學出版社, 2001.[18] 楊漢民.細胞生物學實驗（第二版).高等教育出版社, 1997.[19] 印莉萍, 劉祥林.分子細胞生物學實驗技術.首都師范大學出版社, 2001.[20] 余從年.醫學細胞生物學導論.科學出版社, 2000.[21] 翟中和.細胞生物學.高等教育出版社, 1995.[22] 翟中和.細胞生物學.高等教育出版社, 2000.[23] 翟中和.細胞生物學動態.第二卷.北京師范大學出版社, 1998.[24] 翟中和.細胞生物學動態-第三卷.北京師范大學出版社, 1999.[25] 翟中和.細胞生物學動態-第一卷.北京師范大學出版社, 1997.[26] 趙剛,劉建中.醫學細胞生物學實驗與習題.科學出版社, 2002.[27] 鄭國锠.細胞生物學（第二版).編著.高等教育出版社, 1992.[28] 周建明.醫學細胞與分子生物學.上海醫科大學出版社, 1997.[29] 章靜波.細胞生物學實用方法與技術.北醫、協和醫大出版社, 1995.[30] 左及.醫學細胞生物學.上海醫科大學出版社, 1999.７.其它

二、正文部分

第一章 緒論

一、教學要求

掌握細胞學與細胞生物學發展的歷史，細胞學說的建立及其所起的承前啟后的重要作用。細胞學與細胞生物學發展的歷史大致可以劃分為以下幾個階段：（1）細胞的發現；（2）細胞學說的建立；（3）細胞學的經典時期；（4）實驗細胞學時期；（5）細胞生物學學科的形成與發展。分析了細胞生物學學科形成的基礎與條件。當前細胞生物學主要發展方向是細胞分子生物學，它是以細胞作為一切有機體進行生命活動的基本單位這一概念為出發點，在各層次上（主要在分子水平上）研究細胞生命活動基本規律的學科。細胞生物學是研究細胞生命活動基本規律的學科，它是現代生命科學的基礎學科之一。

熱點問題：（1）細胞核、染色體以及基因表達的研究；（2）生物膜與細胞器的研究；（3）細胞骨架體系的研究；（4）細胞增殖及其調控；（5）細胞分化及其調控；（6）細胞的衰老與程序性死亡（凋亡）；（7）細胞的起源與進化；（8）細胞工程。

二 教學內容

第一節 細胞生物學研究的內容與現狀 知識要點：

1、細胞生物學是現代生命科學的重要基礎學科

2、細胞生物學的重要研究內容

3、當前細胞生物學研究的總趨勢與重點領域 第二節 細胞學與細胞生物學發展簡史 知識要點：

1、細胞的發現

2、細胞學說的建立及其意義

3、細胞學的經典時期

4、實驗細胞學與細胞學的分支及其發展

5、細胞生物學學科的形成與發展

6、細胞生物學的主要學術組織、學術刊物與教科書

三、本章學時數 2學時

第二章 細胞基本知識概要

一、教學要求

掌握真核細胞、原核細胞的結構特征及進化上的關系；病毒與宿主細胞相互作用的分子機制；細胞生命活動的基本含義。原核細胞的兩個重要代表：細菌與藍藻。真核細胞的可能祖先：古細菌的結構和遺傳學特征。動植物細胞在結構上的差異。真核細胞的結構可以概括為三大體系：（1）生物膜體系以及以生物膜為基礎構建的各種獨立的細胞器；（2）遺傳信息表達的結構體系；（3）細胞骨架體系。

二 教學內容

第一節 細胞的基本概念 知識要點：

1、細胞是生命活動的基本單位

2、細胞概念的一些新思考

3、細胞的基本共性

第二節 非細胞形態的生命體——病毒及其與細胞的關系 知識要點：

1、病毒的基本知識

2、病毒在細胞內的增殖（復制）

3、病毒與細胞在起源和進化中的關系 第三節 原核細胞與古核細胞 知識要點：

1、最小、最簡單的細胞——支原體

2、原核細胞的兩個代表——細菌和藍藻

3、原核細胞與真核細胞的比較

4、古核細胞（古細菌）

第四節 真核細胞基本知識概要 知識要點：

1、真核細胞的基本結構體系

2、細胞的大小及其分析

3、細胞形態結構與功能的關系

4、植物細胞與動物細胞的比較

三、本章學時數 4學時

第三章 細胞生物學研究方法（自學）

一、教學要求：

了解和掌握細胞生物學研究領域所使用的實驗技術的基本原理和應用。

1．顯微鏡技術（1）光學顯微鏡技術：普通復式顯微鏡技術，熒光顯微鏡技術與現代圖像處理技術，激光共焦點掃描顯微鏡技術，相差和微分干涉顯微鏡技術，錄像增差顯微鏡技術。（2）電子顯微鏡技術：原理與基本知識，樣品制備技術，掃描電鏡技術，冷凍蝕刻技術。（3）掃描隧道顯微鏡技術：特點與優越性。2．細胞組分的分析方法。（1）超速離心技術。（2）細胞內大分子的顯示方法。（3）細胞內特異蛋白抗原和核酸序列的定位與定性：免疫熒光技術，免疫電鏡技術和原位雜交技術。（4）細胞內生物大分子的合成動態：同位素標記技術結合放射自顯影。（5）定量細胞化學分析技術：顯微分光光度測定技術，流式細胞儀技術。

3．細胞培養技術，細胞融合與細胞雜交技術，單克隆抗體技術，細胞拆合與顯微操作技術。4．分子生物學技術。

二 教學內容

第一節 細胞形態結構的觀察方法

1、掌握并理解光學顯微鏡技術

2、掌握并理解電子顯微鏡技術

3、了解掃描隧道顯微鏡

第二節 細胞組分的分析方法

1、理解用超速離心技術分離細胞器與生物大分子及其復合物

2、了解細胞內核酸、蛋白質、酶、糖類與脂質等的顯示方法

3、理解并掌握特異蛋白抗原的定位與定性

4、了解細胞內特異核酸序列的定位與定性

5、理解并掌握利用放射性標記技術研究生物大分子在細胞內的合成動態

6、了解定量細胞化學分析技術

第三節 細胞培養、細胞工程與顯微操作技術

1、掌握細胞培養類型和方法

2、掌握細胞工程的主要成就

三、本章學時數 自學

第四章 細胞膜與細胞表面

一、教學要求：

掌握生物膜的結構模型、組成與功能等基本知識。膜蛋白。

細胞膜與細胞表面特化結構：細胞質膜的結構模型，組成成分，生理生化基本特性，膜的主要生物功能，以及膜骨架的結構與功能。

細胞社會學。細胞間連接的基本概念：封閉連接、錨定連接和通訊連接的組織分布、結構特征及其功能機制。細胞表面粘著分子的類型及其細胞間的相互作用。細胞外被和胞外基質的生化組成及其參與的生命活動。植物細胞細胞壁的組成與生理功能。

二 教學內容

第一節 細胞膜與細胞表面特化結構 知識要點：

1、細胞膜的結構模型

2、膜脂的種類

3、膜蛋白種類及跨膜方式

4、膜的流動性

5、膜的不對稱性

6、細胞膜的功能

7、骨架與細胞表面的特化結構 第二節 細胞連接 知識要點：

1、封閉連接功能與作用

2、錨定連接類型與作用

3、通訊連接種類與功能

4、細胞表面的粘著因子

第三節 細胞外被與細胞外基質 知識要點：

1、膠原合成動態與功能

2、糖胺聚糖與蛋白聚糖的功能

3、層粘連蛋白和纖連蛋白的功能

4、彈性蛋白的作用

5、植物細胞壁組成成分與功能

三、本章學時數 6學時

第五章 物質的跨膜運輸與信號傳遞

一教學要求：

掌握物質跨膜運輸與信號傳遞的不同方式和生物學意義，以及參與運輸活動的蛋白分子之間相互作用的模式。

物質跨膜運輸的三種主要方式，及其各自的運輸方向、跨膜動力、能量消耗等特征。

（1）被動運輸：包括簡單擴散和載體介導的協助擴散；負責物質跨膜轉運的兩類蛋白： 載體蛋白和通道蛋白，各自的結構與功能特點。

+++（2）主動運輸：由ATP直接提供能量（Na-K泵，Ca泵和質子泵），由ATP間接提供能量（協同運輸）以及光能驅動三種基本類型；細胞膜電位的產生機理及生物學意義。

（3）胞吞作用與胞吐作用。兩類胞吞作用：胞飲作用和吞噬作用的過程及異同；兩類胞吐作用：組成型外排與調節型外排的過程及異同；膜融合與膜泡運輸的基本過程模式。

細胞通訊的基本概念和基本作用方式，細胞識別和細胞信號通路的基本概念，細胞信號分子的分類，第二信使與分子開關的概念與生理功能。細胞受體的分類：細胞內受體和細胞表面受體。細胞內受體的成分、結構組成及作用機理；細胞表面受體三大家族：離子通道偶聯的受體、G-蛋白偶聯的受體和與酶連接的受體各自參與的信號通路一般特征。

二 教學內容

第一節 物質的跨膜運輸 知識要點：

1、被動運輸特點

2、主動運輸類型及其與被動運輸的差異

3、胞吞作用與胞吐作用概念、過程和特點 第二節 細胞通信與信號傳遞 知識要點：

1、細胞通信與細胞識別

2、通過細胞內受體介導的信號傳遞

3、通過細胞表面受體介導的信號跨膜傳遞

4、由細胞表面整連蛋白介導的信號傳遞

5、細胞信號傳遞的基本特征與蛋白激酶的網絡整合信息

三、本章學時數 6學時

第六章 細胞質基質與細胞內膜系統 一教學要求：

掌握細胞質基質的組成、特點與主要功能，細胞內膜系統的組成、動態結構特征與功能。內質網的形態結構與兩種基本類型：粗面內質網和光面內質網的成分與結構特征，分別參與的重大生命活動。

高爾基體的標志反應、結構特征及其主要功能，有關高爾基體發生的幾個問題。溶酶體與過氧化物酶體的異同比較：組成成分、膜結構特征、生理功能及發生過程。分泌蛋白合成的模型：信號假說。

細胞內蛋白質分選的基本途徑（共轉移與后轉移）與四種基本類型。

參與膜泡運輸的三種小泡類型：(1)網格蛋白有被小泡，(2)COPⅡ有被小泡和(3)COPⅡ有被小泡，及各自作用機制。

細胞結構體系的不同裝配方式及裝配的生物學意義。細胞結構和生物大分子分布的不對稱性。

二、教學內容 第一節 細胞質基質 知識要點：

1、細胞質基質的涵義

2、細胞質基質的功能

3、細胞質基質與胞質溶膠概念 第二節 內質網 知識要點：

1、內質網的兩種基本類型

2、內質網的功能

3、內質網與基因表達的調控 第三節 高爾基復合體 知識要點：

1、高爾基體的形態結構和高爾基體的極性特征

2、高爾基體的功能以及它和內質網在功能上關系

3、高爾基體與細胞內的膜泡運輸

4、內膜系統在結構、功能上的相互關系 第四節 溶酶體與過氧化物酶體 知識要點：

1、溶酶體的結構類型

2、溶酶體的功能

3、溶酶體的發生

4、溶酶體與疾病

5、溶酶體與過氧化物酶體的差異以及后者的功能發生 第五節 細胞內蛋白質的分選與細胞結構的裝配 知識要點：

1、信號假說與蛋白質分選信號

2、蛋白質分選的基本途徑與類型

3、膜泡運輸類型和特點

4、細胞結構體系的裝配

三、本章學時數

8學時

第七章 細胞的能量轉換----線粒體和葉綠體

一、教學要求：

掌握真核細胞內兩種重要的產能細胞器——線粒體和葉綠體的基本結構特征與功能機制。線粒體的形態結構，生化特征，相關疾病及其主要功能：氧化磷酸化的分子基礎、偶聯機制（化學滲透假說）和ATP合成酶的作用機制（結合變化機制）。葉綠體的形態結構，化學組成及其主要功能：光合作用的反應過程（光反應和暗反應）。線粒體和葉綠體遺傳特性（半自主性細胞器），蛋白質的合成、運送和裝配，增殖方式，線粒體及葉綠體的起源。

二、教學內容

第一節 線粒體與氧化磷酸化 知識要點：

1、線粒體的形態結構

2、線粒體的化學組成及酶的定位

3、線粒體的功能

4、線粒體與疾病

第二節 葉綠體與光合作用 知識要點：

1、葉綠體的形態、大小和數目

2、葉綠體的結構和化學組成

3、葉綠體的主要功能——光合作用

第三節 線粒體和葉綠體是半自主性細胞器 知識要點：

1、線粒體和葉綠體的DNA

2、線粒體和葉綠體的蛋白質合成

3、線粒體和葉綠體蛋白質的運送與裝配 第四節 線粒體和葉綠體的增殖與起源 知識要點：

1、線粒體和葉綠體的增殖

2、線粒體和葉綠體的起源

三、本章學時數 6學時

第八章 細胞核與染色體

一教學要求：

掌握細胞核的結構組成及其生理功能。核被膜的組成，周期性解體與重建。核孔復合體的結構模型（核質面與胞質面的不對稱性分布）與功能（雙向選擇性親水通道）。蛋白通過核孔復合體的主動運輸（NLS與NES）。

染色質的概念；染色質蛋白質——組蛋白與非組蛋白的分類、功能和結構模式；

染色質基本結構單位——核小體的結構特征；染色質包裝的兩種結構模型：多級螺旋模型和放射環結構模型；常染色質與異染色質的定義與劃分。

染色體的概念；中期染色體的形態分類和各部分主要結構；染色體DNA的三種功能元件：DNA復制起點、著絲粒和端粒的特征和功能；核型的涵義與染色體顯帶技術；特殊發育階段的兩類巨大染色體：多線染色體和燈刷染色體的超微結構與基因轉錄活性。核仁的超微結構：纖維中心（FC）、致密纖維組分（DFC）和顆粒組分（GC）各自的特征；核仁的主要功能：核糖體的生物發生（包括rRNA的合成、加工和核糖體亞單位的裝配）；核仁的周期（包括rDNA轉錄以及細胞周期依賴性）。活性染色質與非活性染色質的結構與基因轉錄特征。

核基質與核體的基本概念。核基質與DNA復制、基因表達和染色體包裝與構建相關；而在細胞的各種事件中，核體可能代表不同核組分的分子貨倉。

二、教學內容

第一節 核被膜與核孔復合體 知識要點：

1、核被膜形態結構

2、核孔復合體功能 第二節 染色質 知識要點：

1、染色質的概念及化學組成

2、染色質的基本結構單位——核小體

3、染色質包裝的結構模型

4、常染色質和異染色質 第三節 染色體 知識要點：

1、中期染色體的形態結構

2、染色體DNA的三種功能元件

3、核型與染色體顯帶

4、巨大染色體的形成原因和作用 第四節 核仁 知識要點：

1、核仁的超微結構

2、核仁的功能

3、核仁的周期

第五節 染色質的結構和基因轉錄 知識要點：

1、活性染色質的主要特征

2、染色質結構與基因轉錄 第六節 核基質與核體（自學）知識要點：

1、核基質

2、核體

三、本章學時數 8學時

第九章 核糖體

一、教學要求：

核糖體的結構特征和功能。蛋白質的生物合成和多聚核糖體的概念。

兩種基本類型的核糖體：70S的核糖體，主要存在于原核細胞中；80S核糖體，存在于所有真核細胞中（線粒體和葉綠體除外）。

核糖體的組裝是一個自我裝配的過程。研究表明，不同細胞中的核糖體可能來源于一個共同的祖先，在進化上是非常保守的。

生命是自我復制的體系，在生命起源的早期演化階段，早期的生命分子應是既具有信息載體功能又具有酶的催化功能，因此，RNA可能是生命起源中最早的生物大分子。

二、教學內容

第一節 核糖體的類型與結構 知識要點：

1、核糖體的基本類型與成分

2、核糖體的結構

3、核糖體蛋白質與rRNA的功能 第二節 多聚核糖體與蛋白質的合成 知識要點：

1、多聚核糖體

2、蛋白質的合成（略）

3、RNA在生命起源中的地位

三、本章學時數 4學時

第十章 細胞骨架

一、教學要求：

掌握各種細胞骨架的動態結構和功能特征。

細胞骨架的廣義涵義（包括細胞質骨架、細胞核骨架、細胞膜骨架和細胞外基質）和狹義涵義（僅指細胞質骨架）。

細胞質骨架三大成分：微絲，微管與中間纖維。微絲的結構成分（G-actin），裝配（極性），結合蛋白（myosin，Tm，Tn等），微絲性細胞骨架的功能（參與肌肉收縮、變形運動、胞質分裂等活動）。微管的結構成分（α和?微管蛋白），裝配（微管組織中心）。微管相關蛋白（MAP，tau等）與細胞內微管網絡結構。kinesin和dynein與細胞內膜泡運輸，蛋白質分選。微管功能（參與細胞形態的維持、細胞運輸、運動和細胞分裂）。中間纖維的成分（組織特異性分布），裝配特性，中間纖維結合蛋白（IFAP），中間纖維的推測功能。

二、教學內容

第一節 細胞質骨架 知識要點：

1、微絲裝配動態性和微絲結合蛋白類型與作用

2、微絲功能與細胞運動間的關系

3、肌肉收縮的分子機制

4、微管裝配動態性和微管結合蛋白、馬達蛋白

5、微管的功能和微管與細胞、細胞器運動、定位間關系知識點

六、掌握中間纖維結構，了解中間纖維功能

第二節 細胞核骨架 知識要點：

1、核基質的概念

2、染色體支架

3、核纖層的主要功能

三、本章學時數 6學時

第十一章 細胞增殖及其調控

一教學要求：

掌握細胞周期的動態過程及其調控的分子機制。細胞分裂與細胞分化、細胞衰老的關系。細胞周期的定義，四個時期（G1期、S期、G2期和M期）的特點及其主要事件。了解細胞周期長短的測定方法和細胞周期同步化的方法。

有絲分裂的過程，6個時期（人為地劃分為前期、前中期、中期、后期、末期和胞質分裂等幾個時期）中一系列有序的變化，與有絲分裂直接相關的亞細胞結構（中心體、動粒與著絲粒、紡錘體），以及染色體運動的動力機制。

減數分裂的主要特點，過程，以及減數分裂相關的特殊結構變化情況。細胞周期調控系統及其主要作用。細胞周期蛋白（cyclin）、周期蛋白依賴性激酶（CDK）的結構特點、相互作用及功能，細胞周期檢驗點的定義。

細胞周期的調控（運轉與阻遏）機理與過程。細胞周期運行過程中蛋白質與蛋白質之間的相互作用，蛋白質網絡調控。

二、教學內容

第一節 細胞周期與細胞分裂 知識要點：

1、細胞周期概念和周期時相事件

2、細胞周期同步化的方法原理

3、有絲分裂各時期的主要事件和特征

4、減數分裂過程以及減數分裂意義 第二節細胞周期調控 知識要點：

1、MPF的發現及其作用

cdc22、P34激酶的發現及其與MPF的關系

3、周期蛋白的作用

4、CDK激酶和CDK激酶抑制物

5、細胞周期如何正常有序的運轉及調控

6、其他內在和外在因素在細胞周期調控中的作用

三、本章學時數 6學時

第十二章 細胞分化與基因表達調控

一教學要求：

掌握基因差異表達與細胞分化，腫瘤的發生機制，以及真核細胞基因表達的調控過程。細胞分化的基本概念（管家基因，組織特異性基因）和實質，影響和調節因素，及與發育過程的關系。

癌細胞的基本特征，癌基因與抑癌基因，腫瘤發生的起因與過程。

真核細胞基因表達的三個彼此相對獨立的調控水平：轉錄水平的調控；加工水平的調控；翻譯水平的調控。各調控系統的特征及生物學作用。

二、教學內容 第一節細胞分化 知識要點：

1、細胞分化的基本概念以及去分化和再生

2、影響細胞分化的因素

3、細胞全能性、干細胞

4、細胞分化和胚胎發育 第二節 癌細胞 知識要點：

1、癌細胞的基本特征

2、癌基因與抑癌基因和癌癥的關系

3、腫瘤的發生是基因突變逐漸積累的結果

4、癌癥的治療途徑

第三節 真核細胞基因表達的調控 知識要點：

1、轉錄水平的調控

2、加工水平的調控

3、翻譯水平調控

三、本章學時數 4學時

第十三章 細胞衰老與凋亡

一教學要求：

了解和掌握細胞衰老和凋亡過程的基本概念，生物學特征和可能分子機制。細胞衰老的認識（Hayflick界限），細胞衰老的表征和細胞結構變化，以及細胞衰老分子機制的多種理論。

細胞凋亡的生物學意義，凋亡過程中細胞形態結構的變化和檢測細胞凋亡的方法。誘導細胞凋亡的因子（物理性因子，化學及生物因子），細胞凋亡分子機制的初步研究，以及細胞衰老與凋亡的相互關系研究進展。

二、教學內容 第一節 細胞衰老 知識要點：

1、早期細胞衰老研究情況

2、Hayflick界限

3、細胞在體內條件下的衰老

4、衰老細胞結構的變化

5、細胞衰老的分子機制 第二節細胞凋亡 知識要點：

1、細胞凋亡的概念及其生物學意義

2、細胞凋亡的形態學和生物化學特征

3、細胞凋亡的分子機制及主要凋亡通路

4、植物細胞的凋亡

5、細胞凋亡與衰老間的關系

三、本章學時數 4學時

教研室：生物技術

執筆人：李蕤

系主任審核簽名：

第四篇：細胞生物學考試

lipid raft（脂 筏）是 質 膜 上 富 含 膽 固 醇 和 鞘 磷 脂的微結構域。脂筏就像一個蛋白質停泊的平臺，與膜的信號轉導、蛋白質分選均有密切的 關系。2 cell recognition 細 胞 識 別 ：是 指 細 胞 間 相 互 的辨認和鑒別，以及對自己和異己物質分子認 識的現象。細胞識別具有種屬，組織，細胞特 異 性。三 種 識 別 系 統 ； 抗 原-抗 體 的 識 別，酶 與 底物的識別，細胞間的識別。3 liposome（脂 質 體）是 根 據 磷 脂 分 子 在 水 相 中形成穩定的脂雙層膜的趨勢而制備的一種人 工膜。4 cotransport（協 同 運 輸）由 Na+-K+ 泵（或 H+-泵）與 載 體 蛋 白 協 同 作 用，靠 間 接 消 耗 ATP 所完成的主動運輸方式 5 Hayflick 界 限 ： 細 胞，至 少 是 培 養 的 細 胞，不是不死的，而是有一定的壽命；它們的增殖 能力不是無限的，而是有一定的界限。6 pluripotent cell 多 能 細 胞 : 全 能 細 胞 在 分 化 潛能上出現一定的局限性，在后期的發育中進 一步局限其分化的潛能并演變為一定范圍內的 多種表型能力，這種細胞稱。。pluripotent stem cell（多 能 干 細 胞）指 那 些 分 化潛能很寬，可分化為多種單能干細胞的原始 細胞。7 yeast artificia l chromosome(酵 母 人 工 染 色 體)1983A.w.Murray 等 利 用 分 子 生 物 學 技 術 克隆真核細胞染色體，首次成功構建了包括復 制 起 點，著 絲 粒，端 粒 和 外 源 性 DNA 的 酵 母 人 工染色體，用于轉基因研究和構建基因文庫，具有插入片段大、獨立復制等優點。8 embryonic induction(胚 胎 誘 導)動 物 在 一 定的胚胎發育時期, 一部分細胞影響相鄰細胞 使其向一定方向分化的作用稱為胚胎誘導，或 稱為分化誘導。9 mass culture（群 體 培 養）：將含有一定數量 細胞的懸液置于培養瓶中，讓細胞貼壁生長，匯合后形成均勻的單細胞層； 10.micromannipulation technique（顯 微 操 作技術）：是 在 倒 置 顯 微 鏡 下，利 用 顯 微 操 作 器，進行細胞或早期胚胎操作的一種方法。填 空 題 ：1 動 物 細 胞 通 過 連 接 方 式 間 隙 連 接，化 學突觸 2 外排方式組成型，分泌型 3 細胞膜 的兩大特性：流動性，不對稱性 4 過氧化物酶 的 標 志 酶 是 過 氧 化 氫 酶.5 按 細 胞 壽 命 情 況 將 組成人體的細胞分為穩定組織細胞，恒久組織 細胞，可更新組織細胞，可耗盡組織細胞。6 冰凍蝕刻 一題、說明常用細胞周期同步化方法的原理、優缺點：細胞同步化分為自然同步化和人工同 步化。常用的細胞人工同步化的方法：選擇同 步化，誘導同步化，兩者的結合選擇同步化。選擇同步化：用物理方法將處于細胞周期中

第五篇：細胞生物學論文

細胞信號轉導研究進展

所謂細胞信號轉導是指細胞通過胞膜或胞內受體感受信息分子的刺激，經細胞內信號轉導系統轉換，從而影響細胞生物學功能的過程。水溶性信息分子及前列腺素類（脂溶性）必須首先與胞膜受體結合，啟動細胞內信號轉導的級聯反應，將細胞外的信號跨膜轉導至胞內；脂溶性信息分子可進入胞內，與胞漿或核內受體結合，通過改變靶基因的轉錄活性，誘發細 胞特定的應答反應。

高等生物所處的環境無時無刻不在變化，機體功能上的協調統一要求有一個完善的細胞間相互識別、相互反應和相互作用的機制，這一機制可以稱作細胞通訊(CellCommunication)。在這一系統中，細胞或者識別與之相接觸的細胞，或者識別周圍環境中存在的各種信號(來自于周圍或遠距離的細胞)，并將其轉變為細胞內各種分子功能上的變化，從而改變細胞內的某些代謝過程，影響細胞的生長速度，甚至誘導細胞的死亡。轉導的受體包括膜受體和胞內受體。其中胞內受體包括環狀受體(離子通道型受體)，蛇型受體和單跨膜α-螺旋受體。

細胞信息傳遞途徑包括配體受體和轉導分子。配體主要包括激素細胞因子和生長因子等。受體包括膜受體和胞內受體。轉導分子包括小分子轉導體和大分子轉導蛋白及蛋白激酶。膜受體包括七個跨膜α螺旋受體和單個跨膜α螺旋受體，前一種膜受體介導的信息途徑包括PKA途徑，PKC途徑，Ca離子和鈣調蛋白依賴性蛋白激酶途徑和PKG途徑，第二信使分子如cAMP、DG、IP3、Ca、cGMP等參與這些途徑的信息傳遞。后一種膜受體介導TPK—Ras—MAPK途徑和JAKSTAT途徑等。胞內受體的配體是類固醇激素、維生素D3、甲狀腺素和維甲酸等，胞內受體屬于可誘導性的轉錄因子，與配體結合后產生轉錄因子活性而促進轉錄。通過細胞信息途徑把細胞外信息分子的信號傳遞到細胞內或細胞核，產生許多生物學效應如離子通道的開放或關閉和離子濃度的改變酶活性的改變和物質代謝的變化基因表達的改變和對細胞生長、發育、分化和增值的影響等。

近些年，各國對細胞信號傳導方面的研究也有不同程度的進展，在第一項研究中，D.WilliamsParsons及其同事對來自22個人類膠質母細胞瘤樣本的2萬多個編碼蛋白質的基因序列進行了分析，以期發現可能的變異。另外，他們還觀察那些有著腫瘤特異性變化的基因表達譜以及被拷貝基因的數量。他們發現了多種的影響基因的變異，而這些變異從前并沒有與這些腫瘤掛上鉤。有一種叫做IDH1的基因容易在所謂的“繼發性膠質母細胞瘤”中發生變異，這種繼發性膠質母細胞瘤起源于低度惡性的腫瘤，同時也出現于較年輕的病人中。在這一小型的研究中，病人的腫瘤如果有IDH1變異的話會有較長的生存時間，這表明IDH1基因是一種可用于篩選和治療的有用的臨床標記，盡管這些結果還需要在一個更大的實驗分析中得到證實。在第2項研究中，同一批的科學家對胰腺癌的基因組成進行了調查。胰腺癌是一種常常在發現的時候已經處于晚期的癌癥，而且對這種癌癥的治療方法十分匱乏。另外，美國新技術可直接將神經信號變為聲音。美國科學家研制出了一套充滿科幻色彩的技術－－可以將大腦神經系統產生的電脈沖轉換為聲音信號。現在，研究人員借助植入大腦中的電極已經能夠將人意識中出現的單個元音字母轉換為聲音。他們認為，今后，這項技術將可以使

那些全身癱瘓的人與其他人進行正常交流。

不過，人們在細胞傳導通路的研究上取得了不少進展，但是，仍然存在很多機制上不清楚的地方，主要有以下方面：

1）GPCRs顯然不僅僅是簡單的開關裝置，而是高度動態的結構，處于非活性和活性構象的平衡之中，那么GPCRs活化的具體機制是什么，還有對GPCRs的各種調節機制特別是受體的失敏和內吞機制仍不十分清楚，是今后的重要研究方向。

2）在G 蛋白的研究上也還存在著一些問題，如G蛋白僅提供了不同的受體信號相互整合以及將不同的信號分送到不同的效應系統的最初機會，不同的效應系統通過完全不同的方式傳遞信號，誘發生理功能，而有關效應系統之間的聯系研究很少；關于活化G蛋白和效應應答之間的聯系，目前了解得很少；另外，通過一些實驗，如GTP 結合試驗、免疫反應、分離純化以及分子生物學和生理實驗發現在植物中存在G蛋白的類似物,但其結構是否與動物G蛋白相同還不清楚等。

3）G蛋白在細胞內轉導信息的過程中，有很多的路徑與相關的效應器，對這些效應器作用機制仍然缺乏一個全面清晰的了解，因此對具體作用機制的研究也是一個極為重要的方向。

隨著科學的逐步發展，關于細胞信號轉導方面的研究一定還會更加深入，那些未解之謎必將會得到最合理的解釋。