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细胞生物学期末复习提纲

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细胞生物学期末复习

第一章 绪论
细胞生物学的定义 (了解) 了解) 细胞生物学的研究内容(了解) 细胞生物学的研究内容(了解) 细胞的发现和细胞学说的建立(了解) 细胞的发现和细胞学说的建立(了解)

第二章 细胞的统一性与多样性
细胞的基本概念(了解) 细胞的基本概念(了解) 原核细胞与真核细胞的比较(掌握) 原核细胞与真核细胞的比较(掌握)
结构与功能的比较 遗传装置与基因表达方式的比较 病毒的起源(了解) 病毒的起源(了解)

第三章 细胞生物学研究方法
显微镜技术(了解) 显微镜技术(了解)
光学显微镜技术:分辨率, 光学显微镜技术:分辨率,荧光显微镜 电子显微镜技术:分辨率,与光镜的区别,电镜 电子显微镜技术:分辨率,与光镜的区别, 的应用(了解) 的应用(了解) 电镜制样技术(了解) 电镜制样技术(了解) 超薄切片技术 负染色技术 冷冻蚀刻技术 扫描电镜技术的应用

细胞组分的分析技术(了解) 细胞组分的分析技术(了解) 细胞培养,细胞工程与显微镜操作技术 细胞培养,
(了解) 了解)

第四章 细胞质膜
流动镶嵌模型:定义,结构特点(掌握) 流动镶嵌模型:定义,结构特点(掌握) 膜的组成与特征
组成:膜脂的类型与运动方式(了解) , 组成:膜脂的类型与运动方式(了解) 脂质体(掌握) 脂质体(掌握) 膜蛋白的类型及与膜脂的结合方式(了解) 膜蛋白的类型及与膜脂的结合方式(了解) 特征:流动性与不对称性(掌握) 特征:流动性与不对称性(掌握) 质膜的基本功能(掌握) 质膜的基本功能(掌握)

第五章 物质的跨膜运输
膜转运蛋白的类型与特点(了解) 膜转运蛋白的类型与特点 了解) 的类型与特点( 物质运输的三种方式
被动运输(了解) 被动运输(了解) 主动运输(掌握) 定义,类型,Na+主动运输(掌握) :定义,类型,Na+-K+ 的工作原理, 泵的工作原理,其他类型的离子泵 胞吞与胞吐作用:定义,受体介导的胞吞作 胞吞与胞吐作用:定义, LDL的摄取为例 的摄取为例) 掌握) 用(以LDL的摄取为例) (掌握)

第六章 线粒体与叶绿体
线粒体的结构(了解) 线粒体的结构(了解) 电子传递链与电子传递:定义,组成与排 电子传递链与电子传递:定义,

列顺序(掌握) 列顺序(掌握) 氧化磷酸化:定义,ATP形成机制(化学 氧化磷酸化:定义,ATP形成机制 形成机制( 渗透假说(掌握) 渗透假说(掌握) 叶绿体的结构(了解) 叶绿体的结构(了解) 光反应与暗反应:定义,光合电子传递链, 光反应与暗反应:定义,光合电子传递链, 光合磷酸化,卡尔文循环(了解) 光合磷酸化,卡尔文循环(了解)

线粒体和叶绿体的半自主性(了解) 线粒体和叶绿体的半自主性(了解)
导肽,分子伴侣(了解) 导肽,分子伴侣(了解) 线粒体与叶绿体的起源:内共生起源假说 线粒体与叶绿体的起源: 掌握) (掌握)

第七章 真核细胞内膜系统,蛋白质 真核细胞内膜系统, 分选与膜泡运输
细胞质基质:蛋白质的泛素化降解途径 细胞质基质:
(了解) 了解) 内质网的结构与功能(掌握) 内质网的结构与功能(掌握) 高尔基体的结构与功能(掌握) 高尔基体的结构与功能(掌握) 溶酶体的结构,功能与发生(了解) 溶酶体的结构,功能与发生 了解) 发生( 蛋白质的分选:信号肽,信号假说,蛋白 蛋白质的分选:信号肽,信号假说, 质的分选途径(掌握) 质的分选途径(掌握) 膜泡运输的类型(了解) 膜泡运输的类型(了解)

第八章 细胞信号转导
信号分子与受体:类型(掌握) 信号分子与受体:类型(掌握) 第二信使与分子开关:第二信使的类型, 第二信使与分子开关:第二信使的类型,

分子开关的定义(掌握) 分子开关的定义(掌握) G蛋白耦联受体:G蛋白的定义(掌握) 蛋白耦联受体: 蛋白的定义(掌握) cAMP为第二信使的信号通路 掌握) 为第二信使的信号通路( 以cAMP为第二信使的信号通路(掌握) 磷脂酰肌醇双信使通路(掌握) 磷脂酰肌醇双信使通路(掌握) 受体酪氨酸激酶(RTK)及RTK-Ras蛋白 受体酪氨酸激酶(RTK) RTK-Ras蛋白 信号通路(了解) 信号通路(了解)

第九章 细胞骨架
细胞骨架的类型(了解) 细胞骨架的类型(了解) 微丝:组成,组装的踏车行为,药物敏感 微丝:组成,组装的踏车行为,
性,功能(了解) 功能(了解) 微管:组成,类型,组装,药物敏感性, 微管:组成,类型,组装,药物敏感性, MTOC,功能,鞭毛与纤毛的结构(掌握) MTOC,功能,鞭毛与纤毛的结构(掌握)

第十章 细胞核与染色体
核被膜的组成(了解) 核被膜的组成(了解) 核孔复合体:结构模型,功能(掌握) 核孔复合体:结构模型,功能(掌握) 核仁:超微结构,功能(掌握) 核仁:超微结构,功能(掌握)

第十二章 细胞增殖及其调控
细胞周期:定义,时相,细胞类型,各时 细胞周期:定义,时相,细胞类型,
相特点(掌握) 相特点(掌握) 细胞分裂:有丝分裂与减数分裂的异同点 细胞分裂: (了解) ,同源染色体的联会,联会复合 了解) 同源染色体的联会, 体的定义及功能(掌握) 体的定义及功能(掌握) 细胞周期的调控:MPF的组成及功能,周 细胞周期的调控:MPF的组成及功能 的组成及功能, 期蛋白的定义(掌握) 期蛋白的定义(掌握)

第十三章 程序性细胞死亡与细胞衰 老
程序性细胞死亡与细胞凋亡的定义(掌握) 程序性细胞死亡与细胞凋亡的定义(掌握) 细胞凋亡与细胞坏死的区别(掌握) 细胞凋亡与细胞坏死的区别(掌握) 细胞凋亡的分子机制:caspase家族的作 细胞凋亡的分子机制:caspase家族的作
用机制(了解) 用机制(了解)

类型
细胞壁 细胞膜 细胞质 核糖体 线粒体 内质网 高尔基体 液泡 中心体 叶绿体

植物真核细胞 动物真核细胞 原核细胞
有 有 有 有 有 有 有 无 有 无 无 有 有 有 有 有 有 有 无 有 有 有 有 有 无 无 无 无 无 无

提示( )真核细胞和原核细胞均具有细胞膜,细胞质, 提示(1)真核细胞和原核细胞均具有细胞膜,细胞质,核糖 细胞核 有 有 无 体现了真核细胞和原核细胞的统一性; 体,体现了真核细胞和原核细胞的统一性; 拟核 有 无 无 (2)真核细胞具有成形细胞核,原核细胞具有拟核; )真核细胞具有成形细胞核,原核细胞具有拟核; (3)动植物细胞具有更多相似性;在结构上原核细胞比真核 )动植物细胞具有更多相似性; 细胞简单和低等. 细胞简单和低等.

真核细胞与原核细胞的比较
类别 细胞大小 细胞核 细胞器 生物类群

真核细胞
较大

原核细胞
较小 无核膜,核仁,有 无核膜,核仁, 拟核 只有核糖体

有核膜,核仁,有 有核膜,核仁, 真正细胞核 有核糖体, 有核糖体,线粒体 内质网,高尔基体 内质网, 叶绿体, 叶绿体,液泡等 真菌,动物, 真菌,动物,植物

蓝藻, 蓝藻,细菌

显微镜的分辨率 肉眼: 肉眼:0.2 mm 光镜: 光镜:0.2 um 电镜: 电镜:0.2 nm

(五)荧光显微镜 Fluorescence microscope
特点:光源为紫外线,波 特点:光源为紫外线,
长较短, 长较短,分辨力高于普通 显微镜;

有两个特殊的滤光片; 照明方式通常为落射式. 照明方式通常为落射式.

生物膜的流动镶嵌模型
根据Fluid-mosaic model: 根据Fluidmodel: 1. 磷脂分子以疏水性尾部相对,极性头部朝向水 磷脂分子以疏水性尾部相对, 2. 3.
相,形成双分子层结构,组成生物膜骨架; 形成双分子层结构, 细胞膜由流动的双脂层和嵌在其中的蛋白质组 成; 蛋白质或嵌在双脂层表面,或嵌在其内部, 蛋白质或嵌在双脂层表面,或嵌在其内部,或 横跨整个双脂层,表现出分布的不对称性. 横跨整个双脂层,表现出分布的不对称性.

(四),脂质体(liposome) 脂质体( ),脂质体 liposome)

是一种人工膜. 是一种人工膜. 在水中 , 搅动后磷脂形成双层脂分子的球 在水中,
形脂质体,直径25~1000nm不等. 形脂质体,直径25~1000nm不等. 人工脂质体可用于:
1.转基因 1.转基因 2.运载制备的药物 2.运载制备的药物 3.研究生物膜的特性 3.研究生物膜的特性

细胞膜的功能
1. 为细胞的生命活动提供相对稳定的内环境; 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 选择性的物质运输,包括代谢底物的输入与 3. 4. 5. 6.
代谢产物的排出; 提供细胞识别位点,并完成细胞内外信息的 提供细胞识别位点,并完成细胞内外信息的 跨膜传递; 为多种酶提供结合位点,使酶促反应高效而 为多种酶提供结合位点,使酶促反应高效而 有序地进行; 介导细胞与细胞,细胞与基质之间的连接; 介导细胞与细胞,细胞与基质之间的连接; 参与形成具有不同功能的细胞表面特化结构. 参与形成具有不同功能的细胞表面特化结构.

细胞膜上存在两类主要的转运蛋白,即: 细胞膜上存在两类主要的转运蛋白,
载体蛋白( 载体蛋白 ( carrier protein) 和 通道蛋 protein ) protein) 白(channel protein).
– 载 体 蛋 白 又 称 做 载 体 ( carrier ) , 通 透 酶 (permease)和转运器(transporter),有 permease) 转运器(transporter) 的需要能量驱动, 如:各类APT 驱动的离子 的需要能量驱动 , 如:各类 APT驱动的离子 泵;有的则不需要能量,如:缬氨酶素. 泵;有的则不需要能量,如:缬氨酶素. – 通道蛋白能形成亲水的通道,允许特定的溶 通道蛋白能形成亲水的通道, 质通过,所有通道蛋白均以扩散的方式运输 质通过,所有通道蛋白均以扩散的方式运输 溶质. 溶质.

1. 载体蛋白(carrier protein)及其功能 载体蛋白( ) 载体蛋白( 载体蛋白(carrier protein)是在生物膜上普遍 ) 存在的多次跨膜蛋白分子. 存在的多次跨膜蛋白分子.可以和特定的溶质分子 结合,通过构象改变介导溶质的主动和被动跨膜运 结合,通过构象改变介导溶质的主动和被动跨膜运 构象改变介导溶质的主动 输.

2.通道蛋白(channel protein) 通道蛋白( 通道蛋白 )
(1)概念:通道蛋白(channel protein)是横跨质膜的亲水性 概念:通道蛋白( 概念 ) 允许适当大小的分子和带电荷的离子顺梯度通过, 通 道,允许适当大小的分子和带电荷的离子顺梯度通过,又 称为离子通道. 称为离子通道. 离子通道 (2)特征: ① 具有极高的转运速率; 特征: 具有极高的转运速率; 特征 ②没有饱和值
其活性由通道开或关两种构象调节). ③离子通道是门控的(其活性由通道开或关两种构象调节 . 其活性由通道开或关两种构象调节

(3)类型:电压门通道(voltage-gated channel) 类型:电压门通道( 类型 ) 配体门通道( 配体门通道(ligand-gated channel) ) 应力激活通道(stress-activated channel) 力激活通道( )

主动运输
概念:主动运输( 概念:主动运输(active transport)是指由载体蛋白介导的 ) 物质逆浓度梯度(或电化学梯度) 物质逆浓度梯度(或电化学梯度)的由浓度低的一侧 向 浓度高的一侧的跨膜运输方式. 浓度高的一侧的跨膜运输方式. 特点: 运输方向; 膜转运蛋白; 消耗能量. 特点: ①运输方向; ②膜转运蛋白; ③消耗能量. 主动运输所需能量的来源主要有: 主动运输所需能量的来源主要有: 1. ATP直接提供能量(ATP驱动泵) 直接提供能量( 驱动泵) 直接提供能量 驱动泵 2. ATP间接提供能量(耦联转运蛋白) 间接提供能量( 间接提供能量 耦联转运蛋白) 3. 光能驱动

ATP驱动泵 ATP驱动泵
P-型离子泵:Na+—K+泵,钙泵,H+泵 型离子泵:Na 泵,钙泵,H V-型质子泵 F-型质子泵 ABC超家族 ABC超家族

2.
Na+-K+

泵的 作用 机制

低密度脂蛋白
(low-density lipoproteins,LDL ):是胆固醇在肝 是胆固醇在肝 细胞合成后与磷 脂和蛋白质形成 的复合物,进入血 的复合物 进入血 液,通过与细胞 表面的LDL受体 表面的 受体 结合形成受体结合形成受体 LDL复合物,通 复合物, 复合物 过网络蛋白有被 小泡的内化作用 进入细胞, 进入细胞,经脱 被与包内体融合. 被与包内体融合. 包内体是动物细 包内体是动物细 胞内由膜包围的 细胞器, 细胞器,作用是 传输新吞入细胞 的物质到溶酶体 被降解. 被降解.

包内体膜上 有ATP驱动的 驱动的 质子泵, 质子泵,将 H+泵进包内 泵进包内 体腔中, 体腔中,使 腔内pH降低 降低, 腔内 降低, 引起LDL与 引起 与 受体分离. 受体分离. 包内体以出 芽的方式形 成运载受体 的小泡, 的小泡,返 回细胞膜, 回细胞膜, 重复使用. 重复使用. 含LDL的包 的包 内体与溶酶 体融合, 体融合, LDL被水解, 被水解, 被水解 释放出胆固 醇和脂肪酸 供细胞利用. 供细胞利用.

三,氧化磷酸化
什么是氧化磷酸化:
– 当电子从NADH或FADH2经呼吸链传递给氧形成水 当电子从NADH或 时,同时伴有ADP磷酸化形成ATP,这一过程称为 时,同时伴有ADP磷酸化形成ATP,这一过程称为 氧化磷酸化. 氧化磷酸化.

什么是呼吸链: 什么是呼吸链:
– 在线粒体内膜上存在有关氧化磷酸化的脂蛋白复 合物,它们是传递电子的酶体系,由一系列可逆 地接受和释放电子或H 地接受和释放电子或H+的化学物质组成,在内膜 上相互关联地有序排列,称为电子传递链 上相互关联地有序排列,称为电子传递链 electronchain) (electron-transport chain)或呼吸链 chain). (respiratory chain).

两条呼吸链

鱼藤酮,阿米妥

抗霉素A

CN—,CO

ATP合成酶 磷酸化的分子基础) 合成酶(磷酸化的分子基础 合成酶 磷酸化的分子基础

分子结构
– 基粒(elementary particle),基粒由头部(F1偶联因子) 基粒(elementary particle),基粒由头部(F1偶联因子) 和基部(F 偶联因子)构成,F 和基部(F0偶联因子)构成,F0嵌入线粒体内膜. – F1由5种多肽组成α3β3γδε复合体,具有三个ATP合成的催 F1由 种多肽组成α γδε复合体,具有三个ATP合成的催 化位点(每个β亚基具有一个).α 化位点(每个β亚基具有一个).α和β单位交替排列,状 如桔瓣.γ贯穿αβ复合体(相当于发电机的转子),并与 如桔瓣.γ贯穿αβ复合体(相当于发电机的转子),并与 F0接触,ε帮助γ与F0结合.δ与F0的两个b亚基形成固定 接触,ε帮助γ 结合.δ 的两个b αβ复合体的结构(相当于发电机的定子). αβ复合体的结构(相当于发电机的定子). – F0由三种多肽组成ab2c12复合体,嵌入内膜,12个c亚基 由三种多肽组成ab 复合体,嵌入内膜,12个 组成一个环形结构,具有质子通道, 组成一个环形结构,具有质子通道,可使质子由膜间隙流 回基质.

氧化磷酸化的偶联机制—化学渗透假说 氧化磷酸化的偶联机制 化学渗透假说

化学渗透假说内容: 化学渗透假说内容:
–当电子沿呼吸链传递时,所释放的能量将质子从内膜基质侧 (M侧)泵至膜间隙(胞质侧或C侧),由于线粒体内膜对离 侧)泵至膜间隙(胞质侧或C 子是高度不通透的,从而使膜间隙的质子浓度高于基质,在 内膜的两侧形成pH梯度(△pH)及电位梯度(Ψ 内膜的两侧形成pH梯度(△pH)及电位梯度(Ψ),两者共 同构成电化学梯度(图7 同构成电化学梯度(图7-9),即质子动力势(protonprotonmotive force, △P). –质子沿电化学梯度穿过内膜上的ATP酶复合物流回基质,使 质子沿电化学梯度穿过内膜上的ATP酶复合物流回基质,使 ATP酶的构象发生改变,将ADP和Pi合成ATP.电化学梯度中 ATP酶的构象发生改变,将ADP和Pi合成ATP.电化学梯度中 蕴藏的能量储存到ATP高能磷酸键. 蕴藏的能量储存到ATP高能磷酸键.

光反应
在类囊体膜上由光引起的光化学反应,通过叶绿素等光合色素分子吸收,
传递光能,水光解,并将光能转换为电能(生成高能电子),进而通过 电子传递与光合磷酸化将电能转换为活跃化学能, 形成ATP和NADPH并 形成ATP和NADPH并 放出 O2 的过程.包括原初反应,电子传递和光合磷酸化.

原初反应(primary reaction) 原初反应(
– 原初反应是指叶绿素分子从被光激发至引起第一个光化学反应为止 原初反应是指叶绿素分子从被光激发至引起第一个光化学反应为止 的过程,包括光能的吸收,传递与转换,即光能被捕光色素分子吸 收并传递至反应中心,在反应中心发生最初的光化学反应,使电荷 分离从而将光能转换为电能的过程.

电子传递与光合磷酸化

电子传递与光合磷酸化需说明以下几点: 电子传递与光合磷酸化需说明以下几点:
– ①最初电子供体是H2O,最终电子受体是NADP+. ①最初电子供体是H ,最终电子受体是NADP – ②电子传递链中唯一的H+-pump是cytb6f复合物.类囊体腔的 ②电子传递链中唯一的H pump是 质子浓度比叶绿体基质高,该浓度梯度产生的原因归于: H2O光解,cytb6f 的H+-pump,NADPH的形成. 光解,cytb pump,NADPH的形成. ATP,NADPH在叶绿体基质中形成. ATP,NADPH在叶绿体基质中形成. – ③电子沿光合电子传递链传递时,分为非循环式光合磷酸化 和循环式光合磷酸化两条通路.循环式传递的高能电子在PSⅠ 和循环式光合磷酸化两条通路.循环式传递的高能电子在PSⅠ 被光能激发后经cytb 复合物回到PSⅠ.结果是不裂解H 被光能激发后经cytb6f复合物回到PSⅠ.结果是不裂解H2O, 产生O ,不形成NADPH,只产生H 跨膜梯度,合成ATP 产生O2,不形成NADPH,只产生H+跨膜梯度,合成ATP .

光合磷酸化的概念:由光照所引起的电子传递与磷酸化作用相 光合磷酸化的概念:
耦联而生成ATP的过程,称为光合磷酸化. 耦联而生成ATP的过程,称为光合磷酸化. ATP的过程

导肽:位于线粒体前体蛋白N端的一段信号序列 导肽:位于线粒体前体蛋白N
(约20个氨基酸残基),能够识别线粒体并牵引 (约20个氨基酸残基),能够识别线粒体并牵引 蛋白质通过线粒体膜进行运送,也称为信号肽. 特点: ①含有丰富的带正电荷的碱性氨基酸(精氨酸); ②含较高羟基氨基酸(丝氨酸); ③不含带负电荷的酸性氨基酸; ④可形成既具亲水性又具疏水性的α ④可形成既具亲水性又具疏水性的α螺旋结构.

一,线粒体和叶绿体的DNA 线粒体和叶绿体的

mtDNA /ctDNA形状,数量,大小 /ctDNA形状,数量,大小
– 双链环状(除绿藻mtDNA,草履虫mtDNA) 双链环状(除绿藻mtDNA,草履虫mtDNA) – mtDNA大小在动物中变化不大,但在植物中变化较大, mtDNA大小在动物中变化不大,但在植物中变化较大, 高等植物,120kbp~200kbp; 高等植物,120kbp~200kbp; – 人mtDNA:16,569bp,37个基因(编码12S,16SrRNA; mtDNA:16,569bp,37个基因(编码12S,16SrRNA 12S,16SrRNA; 22种tRNA;13种多肽:NADH脱氢酶7个亚基,cyt b-c1 22种tRNA;13种多肽:NADH脱氢酶7个亚基,cyt b复合物中1 cytb,细胞色素C氧化酶3 复合物中1个cytb,细胞色素C氧化酶3个亚基, ATP合 ATP合 成酶2 Fo亚基) 成酶2个Fo亚基)

mtDNA复制的时间主要在细胞周期的S期及G2期, 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.ctDNA复制的时间 DNA先复制,随后线粒体分裂.ctDNA复制的时间 在G1期. 复制仍受核控制. G1期.

二, 线粒体和叶绿体的起源

内共生起源学说(endosymbiosis hypothesis) 内共生起源学说(
– 叶绿体起源于细胞内共生的蓝藻:Mereschkowsky,1905 叶绿体起源于细胞内共生的蓝藻:Mereschkowsky, 年 – Margulis,1970年:线粒体的祖先-原线粒体是一种革兰 Margulis,1970年:线粒体的祖先氏阴性细菌:叶绿体的祖先是原核生物的蓝细菌 (Cyanobacteria),即蓝藻. Cyanobacteria),即蓝藻.

非共生起源学说
– 主要内容:真核细胞的前身是一个进化上比较高等的好 氧细菌. – 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.

rER的功能 的功能
蛋白质合成
– 蛋白质都是在核糖体上合成的,并且起始于细胞质基质,但是有些蛋白质在 合成开始不久后便转在内质网上合成. – 需要移入内质网继续合成的蛋白:分泌蛋白;膜整合蛋白;内膜系统各种细 需要移入内质网继续合成的蛋白:分泌蛋白;膜整合蛋白;内膜系统各种细 胞器内的可溶性蛋白(需要隔离或修饰)

蛋白质的修饰与加工
– 蛋白质的修饰加工:包括糖基化,羟基化,酰基化,二硫键形成等,其中最 蛋白质的修饰加工:包括糖基化,羟基化,酰基化,二硫键形成等,其中最 主要的是糖基化,几乎所有内质网上合成的蛋白质最终被糖基化. 糖基化在glycosyltransferase作用下发生在ER腔面 – 糖基化在glycosyltransferase作用下发生在ER腔面 糖基一般连接在4种氨基酸上,分为2种: O-连接的糖基化:与Ser,Thr 糖基一般连接在4种氨基酸上,分为2 连接的糖基化:与Ser, 和Hyp的OH连接; N-连接的糖基化:与天冬酰胺残基的NH2连接. Hyp的OH连接; 连接的糖基化:与天冬酰胺残基的NH2连接.

新生肽的折叠与组装
– 这一过程是在属于hsp70家族的ATP酶的作用下完成的,需要消耗能量. 这一过程是在属于hsp70家族的ATP酶的作用下完成的,需要消耗能量. – 蛋白二硫健异构酶PDI和结合蛋白Bip的协助 蛋白二硫健异构酶PDI和结合蛋白Bip的协助

sER的功能 sER的功能
脂类的合成
–合成磷脂,胆固醇等膜脂,合成后以出芽的方式转运至高尔基体,溶酶体 和质膜上,或借磷脂转换蛋白(phospholipids 和质膜上,或借磷脂转换蛋白(phospholipids exchange protein,PEP) protein,PEP) 形成水溶性复合物,转至其他膜上.

肝的解毒作用(Detoxification) 肝的解毒作用(Detoxification)
–System of oxygenases---cytochrome p450 family; oxygenases---cytochrome family;

肝细胞葡萄糖的释放(G-6P G) 肝细胞葡萄糖的释放(G 储存钙离子:肌质网膜上的Ca2+-ATP酶将细胞质基质中Ca2+ 泵 储存钙离子:肌质网膜上的Ca ATP酶将细胞质基质中Ca
入肌质网腔中

二, 高尔基体的功能
1,参与细胞分泌活动
– 负责对细胞合成的蛋白质进行加工,分类,并运出,其过程是ER上合成蛋白质--进 负责对细胞合成的蛋白质进行加工,分类,并运出,其过程是ER上合成蛋白质--进 入ER腔→以出芽形成囊泡→进入CGN→在medial Gdgi中加工→在TGN形成囊泡→ ER腔 以出芽形成囊泡→进入CGN→ Gdgi中加工→ TGN形成囊泡→ 囊泡与质膜融合,排出.

2,蛋白质的糖基化及修饰
– O-连接的糖基化主要在高尔基体中进行,通过逐次将糖基转移到Ser,Thr和Hyr的 连接的糖基化主要在高尔基体中进行,通过逐次将糖基转移到Ser,Thr和Hyr的 OH上形成寡糖链,糖的供体为核苷糖,如UDP-半乳糖.糖基化的结果使不同的蛋 OH上形成寡糖链,糖的供体为核苷糖,如UDP白质打上不同的标记,改变多肽的构象和增加蛋白质的稳定性.

3,蛋白酶的水解和其他加工过程
– 如将蛋白质N端或C端切除,成为有活性的物质(胰岛素C端)或将含有多个相同氨 如将蛋白质N端或C端切除,成为有活性的物质(胰岛素C 基序列的前体水解为有活性的多肽,如神经肽.

4,蛋白聚糖的糖基化和糖脂的糖基化 5,其他功能:参与植物细胞壁的形成,参与形成溶酶体和微体 其他功能:参与植物细胞壁的形成, 6,蛋白聚糖和糖蛋白的硫酸盐化
硫酸根 酪氨酸(羟基) 酪氨酸(羟基)

发生途径
溶酶体酶的合成及N-连接的糖基化修饰(RER) 高尔基体cis膜囊寡糖链上的甘露糖残基磷酸化
N-乙酰葡萄糖胺磷酸转移酶 磷酸葡萄糖苷酶

M6P

磷酸化识别信号:信号斑

高尔基体trans-膜囊和TGN膜(M6P受体) 溶酶体酶分选与局部浓缩 以出芽的方式转运到前溶酶体

溶酶体的发生过程

信号假说

G. Blobel和D. Sabatini等提出信号假说(Signal Blobel和 Sabatini等提出信号假说 信号假说(
hypothesis) hypothesis),认为蛋白质上的信号肽,指导蛋白质转 至内质网上合成.

蛋白质转入内质网合成的过程: 蛋白质转入内质网合成的过程:
信号肽与SRP结合→肽链延伸终止→SRP与受体(DP) 信号肽与SRP结合→肽链延伸终止→SRP与受体(DP) 结合→SRP脱离信号肽→ 结合→SRP脱离信号肽→肽链在内质网上继续合成,同 时信号肽引导新生肽链进入内质网腔→信号肽被切除→ 时信号肽引导新生肽链进入内质网腔→信号肽被切除→ 肽链延伸至终止→ 肽链延伸至终止→翻译体系解散.这种肽链边合成边向 内质网腔转移的方式,称为co-translacation. 内质网腔转移的方式,称为co-translacation.

分选途径( 分选途径(Road map) map)
1.门控运输(gated transport): 1.门控运输 门控运输( transport):
– 如核孔可以选择性的主动运输大分子物质和RNP 如核孔可以选择性的主动运输大分子物质和RNP 复合体,并且允许小分子物质自由进出细胞核. 2.跨膜运输(transmembrane transport): 2.跨膜运输 跨膜运输( transport): – 蛋白质通过跨膜通道进入目的地. 3.膜泡运输(vesicular transport): 3.膜泡运输 膜泡运输( transport): – 蛋白质被选择性地包装成运输小泡,定向转运到 靶细胞器.如内质网向高尔基体的物质运输,高 尔基体分泌形成溶酶体,细胞摄入某些营养物质 或激素,都属于这种运输方式. 4.细胞质基质中蛋白的转运 4.细胞质基质中蛋白的转运 – 与细胞骨架密切相关



(二)信号分子与受体 1.信号分子 1.信号分子
物理信号( 物理信号(光,热,电流) 电流) 化学信号(内分泌激素,气味分子,细胞代谢产物, 化学信号(内分泌激素,气味分子,细胞代谢产物, 药物毒物). 药物毒物). 亲脂性信号分子:甾类激素,甲状腺素… 亲脂性信号分子:甾类激素,甲状腺素 亲水性信号分子:神经递质,生长因子, 亲水性信号分子:神经递质,生长因子,局部化 学递质,大多数激素… 学递质,大多数激素 气体性信号分子:一氧化氮( 气体性信号分子:一氧化氮( NO )…

3.第二信使与分子开关 3.第二信使与分子开关
第一信使:细胞外信号分子.

第二信使(Second massenger) :第一信使与受体作用 后在细胞内最早产生的信号分子.包括cAMP,cGMP, 三磷酸肌醇(IP3),二酰基甘油(DG)等. 功能:启动和协助细胞内信号的逐级放大.

G蛋白
G 蛋 白 : 即 : trimeric GTP-binding regulatory GTPprotein(三聚体GTP结合调节蛋白) protein(三聚体GTP结合调节蛋白).

组成:αβγ三个亚基, α 和γ亚基属于脂锚定蛋白. 组成:αβγ三个亚基, 三个亚基 亚基属于脂锚定蛋白. 作用:分子开关,α亚基结合GDP处于关闭状态, 作用:分子开关, 亚基结合GDP处于关闭状态,
结合GTP 处于开启状态. 亚基具有GTP 酶活性, 结合 GTP处于开启状态 . α 亚基具有 GTP酶活性 , 能催化所结合的ATP水解, 能催化所结合的ATP水解,恢复无活性的三聚体状 态,其GTP酶的活性能被GAP增强. GTP酶的活性能被GAP增强.

信号分子与受体结合通过G 蛋白活化腺苷酸环化酶,导 致细胞内cAMP浓度增高激活 蛋白激酶A,被活化的蛋白激 酶A(催化亚基)转为进入细 胞核,使基因调控蛋白 (cAMP应答结合蛋白, CREB)磷酸化,磷酸化的基 因调控蛋白与靶基因调控序 列结合,增强靶基因的表达.

cAMP信号通路对基因 Fig. cAMP信号通路对基因 转录的激活

2,磷脂酰肌醇双信使信号通路
胞外信号分子与细胞表面G蛋白耦联受体结 胞外信号分子与细胞表面G
合 , 激活质膜上的 磷脂酶C ( PLC-β ) , 使 激活质膜上的磷脂酶 C PLC质膜上4 质膜上 4 , 5- 二磷酸磷脂酰肌醇 ( PIP2 ) 水 二磷酸磷脂酰肌醇( 解成1 解成 1 , 4 , 5- 三磷酸肌醇 ( IP3 ) 和 二酰基 三磷酸肌醇( 甘油( 甘油(diacylglycerol, DAG). DAG)
– IP3 开启胞内 IP3 门控钙离子通道 , Ca2+ 浓度升 开启胞内IP 门控钙离子通道, 高,激活钙调蛋白(CaM)等Ca2+依赖蛋白 ; 激活钙调蛋白(CaM) – DAG在Ca2+协助下激活蛋白激酶C(PKC). DAG在 协助下激活蛋白激酶C PKC)

磷脂酰肌醇(IP3)信号通路

Fig.磷脂酰肌醇信号通路图解 Fig.

2.微管的种类 2.微管的种类 单 管:常分散于细胞质中或成束分布. 常分散于细胞质中或成束分布. 二联管: 两根单管组成. 二联管:由A,B两根单管组成. 三联管: 三根单管组成. 三联管:A,B,C三根单管组成.

(二)微管组织中心 microtubule organizing center, MTOCs

是微管进行组装的
区域, 都具有γ 区域 , 都具有 γ 微 管球蛋白 , 如: 中心体,鞭毛基体. 中心体,鞭毛基体.

4. 形成纤毛与鞭毛

结构:
– 由基体和鞭杆两部分构成. – 鞭毛中的微管为9+2结构. 鞭毛中的微管为9+2结构. – 二联微管A管由13条原纤维组成,B管由10条原纤 二联微管A管由13条原纤维组成,B管由10条原纤 维组成. – A管向相邻B管伸出两条动力蛋白臂,并向鞭毛中 管向相邻B 央发出一条辐. – 基体的微管组成为9×3+0. 基体的微管组成为9 +0.

电镜下的核孔复合体 (nuclear pore complex,NPC)
捕鱼笼式( 捕鱼笼式(fish-trap) 模型 由四个部分组成: 由四个部分组成:
胞质环 胞质颗粒 中央栓 辐 胞质纤维

胞质环 核质环 辐 中央栓
核质环 核纤层

通过核孔复合体的主动运输
生物大分子的核质分配主要是通过核孔复
合体的主动运输完成的:
– 对运输颗粒大小的限制:有效功能直径可被调 节约10~20nm,甚至可达26nm. 节约10~20nm,甚至可达26nm. – 主动运输是一个信号识别与载体介导的过程, 需要消耗能量,并表现出饱和动力学特征 – 主动运输具有双向性,即核输入与核输出.

核被膜的功能
构成核,质之间的天然选择性屏障 使基因表达时空隔离 作为保护性屏障,使核处于一定的微环境中,
避免生命活动的彼此干扰 保护DNA不受细胞骨架运动所产生的机械力的 保护DNA不受细胞骨架运动所产生的机械力的 损伤 染色体的定位和酶等大分子的支架 核质之间的物质交换与信息交流

一,核仁形态
①纤维中心(fibrillar centers,FC):是被致密纤维 纤维中心(fibrillar centers,FC):是被致密纤维
包围的一个或几个低电子密度的圆形结构, 包围的一个或几个低电子密度的圆形结构 , 主要 成分为RNA聚合酶和rDNA,这些rDNA是裸露的分 成分为RNA聚合酶和rDNA,这些rDNA是裸露的分 子. ②致密纤维组分(dense fibrillar component,DFC): 致密纤维组分(dense component,DFC): 呈环形或半月形包围FC , 由致密的纤维构成, 呈环形或半月形包围 FC, 由致密的纤维构成 , 是 新合成的RNP,转录主要发生在FC与DFC的交界处. 新合成的RNP,转录主要发生在FC与DFC的交界处. ③ 颗粒组分 (granular component, GC) :由直径 颗粒组分(granular component , GC):由直径 15-20 nm的颗粒构成,是不同加工阶段的RNP. 15- nm的颗粒构成,是不同加工阶段的RNP.



一,细胞周期
由细胞分裂结束到下一次细胞分裂结束所
经历的过程,叫细胞周期.分为4 经历的过程,叫细胞周期.分为4个期:
– G1期(gap1),指从有丝分裂完成到S期DNA复 G1期(gap1),指从有丝分裂完成到S DNA复 制之前的间隙时间. – S期(synthesis phase),指DNA复制的时期. phase),指DNA复制的时期. – G2期(gap2),指DNA复制完成到有丝分裂开始 G2期(gap2),指DNA复制完成到有丝分裂开始 之前的一段时间. – M期又称D期(mitosis or division),细胞分裂开 期又称D division),细胞分裂开 始到结束.

从增殖的角度来看,可将高等动物的细胞 从增殖的角度来看,
分为三类: 分为三类:
– ① 连续分裂细胞 , 如表皮生发层细胞 , 部分骨 连续分裂细胞, 如表皮生发层细胞, 髓细胞. 髓细胞. – ② 休眠细胞 暂不分裂, 但在适当的刺激下可重 休眠细胞暂不分裂 , 新进入细胞周期, 新进入细胞周期 , 称 G0 期细胞 , 如淋巴细胞 , 期细胞, 如淋巴细胞, 肝,肾细胞等. 肾细胞等. – ③ 不分裂细胞 , 指不可逆地脱离细胞周期 , 不 不分裂细胞, 指不可逆地脱离细胞周期, 再分裂的细胞, 又称终端细胞, 如神经 , 肌肉 , 再分裂的细胞 , 又称终端细胞 , 如神经, 肌肉, 多型核白细胞等

1)细线期:染色体呈细线状, 细线期:染色体呈细线状, 具有念珠状的染色粒 具有念珠状的染色粒. 染色粒. 2)偶线期:亦称合线期,是同 偶线期:亦称合线期, 源染色体配对的时期. 源染色体配对的时期. 同源染色体配对形成 联会复合体 同源染色体配对形成联会复合体
(synaptonemal complex, SC) complex, SC) 二 价 体 ( bivalent ) 四 分 体 (tetrad). tetrad) 这一时期合成约0 这一时期合成约 0.3% 左右的 DNA, 左右的DNA , 称为zyg-DNA, 称为zyg-DNA,与同源染色体配对 过程有关. 过程有关.



3)粗线期:同源染色体的非姊 妹染色单体间发生交换 妹染色单体间发生交换的时期. 交换的时期.

联会复合体
SC由两条同源染色体沿纵轴形成,外观呈梯子状. SC由两条同源染色体沿纵轴形成,外观呈梯子状. SC 帮助交换的完成, SC 上有重组节(recombination SC帮助交换的完成 , SC上有重组节 (recombination
nodules),是交换发生的部位. nodules),是交换发生的部位. SC主要由碱性蛋白质和RNA组成,并含有少量DNA. SC主要由碱性蛋白质和RNA组成,并含有少量DNA. SC形成于偶线期,成熟于粗线期,消失于双线期. SC形成于偶线期,成熟于粗线期,消失于双线期. 在细线期或偶线期加入DNA 合成抑制剂, 则抑制SC 在细线期或偶线期加入 DNA合成抑制剂 , 则抑制 SC 的形成. 的形成.

MPF的生化成分:含有两个亚单位 的生化成分: 的生化成分 MPF =Cdc2+cyclin (催化亚单位 调节亚单位) 催化亚单位+调节亚单位 调节亚单位)

后来Paul Nurse(1990)进一步的实验证 后来Paul Nurse(1990)
明P32实际上是Cdc2的同源物,而P45是 实际上是Cdc2的同源物 的同源物, cyclinB的同源物, cyclinB的同源物,从而将细胞周期三个领域 的同源物 的研究联系在一起. 的研究联系在一起. 即MPF是由cyclin和CDC基因编码的依赖于 MPF是由 是由cyclin和CDC基因编码的依赖于 cyclin的蛋白激酶 cyclin的蛋白激酶(cyclin-dependent 的蛋白激酶(cyclinkinase,CDK), kinase,CDK),

三,细胞周期蛋白cyclin

特点:在细胞周期中呈周期性变化.含有一段 特点:在细胞周期中呈周期性变化.
约100个氨基酸的保守序列,称为周期蛋白框 100个氨基酸的保守序列,称为周期蛋白框 个氨基酸的保守序列 (cyclin box),介导周期蛋白与CDK结合. box) 介导周期蛋白与CDK结合. CDK结合 (M期周期蛋白N端:破坏框;G1期周期蛋白: 期周期蛋白N 破坏框;G1期周期蛋白: 期周期蛋白 C端含PEST序列) 端含PEST序列) PEST序列

作用:激活CDK,引导CDK作用于不同底物. 作用:激活CDK 引导CDK作用于不同底物. CDK, CDK作用于不同底物

(二)细胞凋亡cell (二)细胞凋亡cell apoptosis
Kerr( 1972)最先提出,与细胞坏死的区别是: Kerr( 1972)最先提出,
①细胞通过出芽的方式形成许多凋亡小体; 细胞通过出芽的方式形成许多凋亡小体 凋亡小体; ②凋亡小体内有结构完整的细胞器; ③不引起炎症; 不引起炎症; ④线粒体无变化,溶酶体活性不增加; 线粒体无变化, ⑤内切酶活化,DNA有控降解,凝胶电泳图谱呈 内切酶活化,DNA有控降解, 梯状; 梯状; ⑥凋亡通常是生理性变化,而细胞坏死是病理性 凋亡通常是生理性变化, 变化. 变化.

程序性细胞死亡
程序性细胞死亡(programmed cell death, 程序性细胞死亡( death,
PCD)是一种基因指导的细胞自我消亡方式. PCD)是一种基因指导的细胞自我消亡方式. PCD和细胞凋亡的区别在以下方面: PCD和细胞凋亡的区别在以下方面:
– PCD是功能性概念,凋亡是形态学概念. PCD是功能性概念,凋亡是形态学概念. – PCD的最终结果是细胞凋亡,但细胞凋亡并非都 PCD的最终结果是细胞凋亡, 是程序化的. 是程序化的. – PCD存在于胚胎发育过程中. PCD存在于胚胎发育过程中.

(1).Caspase家族 ).Caspase家族
相当于线虫的ced-3,是引起凋亡的关键酶.特点: 相当于线虫的ced ①酶活性依赖于cys残基的亲核性; 酶活性依赖于cys残基的亲核性; ②总是在asp之后切断底物,故名caspase 总是在asp之后切断底物,故名caspase
(cysteine aspartate-specific protease). aspartateprotease).

③亚基由同一基因编码,前体被切割后产生两个
活性亚基,组成异四聚体.



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