细胞生物学教案

第一篇：细胞生物学教案

第八章 细胞核与染色体 第一节 细胞核(nucleus)概述

细胞核是储存遗传物质的场所，除成熟的植物筛管和哺乳类红细胞没有细胞核外，所有真核细胞都有细胞核。

细胞核的主要包括：核被膜；②核仁；③核基质；④染色质；⑤核纤层: 第二节 核被膜与核孔复合体

包在核外的双层膜结构。将DNA与胞质隔开，形成核内特殊微环境，保护DNA分子免受损伤；使 DNA复制和RNA翻译表达在时空上分隔开来；

此外染色质定位于核膜上，有利于解旋、复制、凝缩、平均分配到子核；核被膜还是核质物质交换的通道。

一、核被膜

1、外核膜：面向胞质，附有核糖体，并与RER相连，是RER特化部分。

细胞骨架成分常与外核膜相连，起固定作用及维持细胞核形态

2、内核膜面向核基质，与外核膜平行，表面光滑，无核糖体。内表面网络状纤维蛋白质:核纤层，支持核膜。

3、核周间隙(perinuclear space)：又称核周腔，是两层核膜间的空隙，宽20~40nm，腔内电子密度低，不含固定结构。核周隙与内质网腔相通 两层核膜相互平行但不连续，常在某些部位融合形成环状开口，即核孔

二、核孔复合体(NPC)核孔是核内外膜融合形成的开口，在核孔上镶嵌着一种复杂的结构：核孔复合体。所有的真核细胞其间期核上都存在NPC.活动旺盛的细胞中核孔数目多，反之少

1、核孔复合体的结构:呈八角形，外径120nm，结构如fish-trap（捕鱼篓），包括 ①胞质环或外环:位于胞质侧，环上有8条纤维对称分布伸向胞质；

②核质环或内环:位于核质侧，对称连有8条纤维，向核内伸入50-70nm，末端形成1个小环，小环也由8个颗粒构成，笼子状结构；

③栓(plug)或转运器:核孔中央的一个栓状颗粒； ④辐(Spoke):核孔边缘伸向核孔中央的突出物。

2、核孔复合体与物质运输

核孔是细胞核与细胞质间物质交换的通道

双功能：被动运输(小分子物质自由扩散通过核孔进入核)和主动运输(信号识别与载体介导的过程,需ATP,并有饱和动力学特征.)双向：出核(核中合成的RNA、核糖体亚基通运到胞质)和入核(核蛋白在胞质合成，通过核孔定向输入核)转运

三、核纤层:位于内核膜下方的一种纤维网络.由核纤蛋白单体组装起来的多聚体纤维 核纤层的作用

1.保持核的形态:是核被膜支架,用高盐、非离子去污剂和核酸酶去除大部分核物质,核纤层仍能维持核轮廓.核纤层与核骨架及穿过核被膜中间纤维相连,使胞质骨架和核骨架成一连续网络结构

2.参与染色质和核的组装：核纤层在细胞分裂时呈周期性变化，在间期核中，核纤层提供了染色质在核周边锚定位点。在前期结束时，核纤层被磷酸化，核膜解体。B型核纤肽与核膜残余小泡结合，A型溶于胞质中。在末期，核纤肽去磷酸化重新组装，介导了核膜的重建 第三节 染色质

一、染色质与染色体的概念

染色质是指间期细胞核内由DNA、组蛋白、非组蛋白及少量RNA组成的线性复合结构，是间期细胞遗传物质的存在形式。

染色体是指细胞在有丝分裂或减数分裂过程中，由染色质聚缩而成的棒状结构 两者的主要区别：不在于组成，而在于包装程度的不同

二、染色质的化学组成

染色质由DNA、组蛋白、非组蛋白及少量RNA组成，DNA与组蛋白的含量比较恒定，非组蛋白含量随生理状态变化较大，RNA含量最少。

（一）染色质DNA

DNA是遗传信息的携带者

生物的遗传信息储存在DNA的核苷酸序列中，即DNA的一级结构。

DNA的序列可分3种类型：单一序列、中度重复序列(101-5)和高度重复序列(>105)。DNA还存在丰富的二级结构，主要有3种类型：B-DNA、Z-DNA、A-DNA。生物基因组中的基因大体可分为两大类：

1）非重复的编码DNA序列；2）中度重复序列：储存着选择性表达信息3)高度重复序列:(二)染色质蛋白质

染色质蛋白负责DNA分子遗传信息的组织、复制和阅读.DNA结合蛋白主要包括两大类：

1.组蛋白(与DNA非特异性地结合):组蛋白属碱性蛋白，富含带正电荷Arg，Lys等碱性aa，能够与带负电荷的磷酸基团作用,等电点一般都在Ph10.0以上，其含量恒定，真核细胞中有5种组蛋白，分为两类：一类是高度保守的核心组蛋白或核小体组蛋白,另一类是可变的连接组蛋白

2.非组蛋白(与DNA特异性结合):与特异DNA序列结合的蛋白，又称序列特异性DNA结合蛋白。特性：①属酸性蛋白，带负电荷。是一类不均一蛋白,具组织特异性和发育阶段特异性②整个细胞周期都合成，而组蛋白只在S期合成;③能识别特异的DNA序列，识别信息在DNA本身，位点在大沟，识别与结合靠氢键和离子键。

非组蛋白的功能是：①帮助DNA分子折叠，以形成不同的结构域，从而有利于DNA的复制和基因的转录；②协助启动DNA复制；③控制基因转录，调节基因表达。

(三)染色质的基本结构-核小体:核小体是一种串珠状结构，由核心颗粒和连结线DNA两部分组成，三、染色质的包装：从DNA—染色体

染色质是以核小体作为基本单位进行包装压缩的，共经四级包装:DNA--核小体--螺线管--超螺线管--染色体

三、异染色质和常染色质

间期核染色质可分异染色质和常染色质。

常染色质是进行活跃转录的部位，呈疏松的环状，电镜下表现为浅染；易被核酸酶在一些敏感的位点降解。异染色质的特点：间期处于凝缩状态，无转录活性，也称非活动染色质；是遗传惰性区；细胞周期中表现为晚复制、早凝缩，即异固缩

结构异染色质：在所有细胞内都呈异固缩的染色质，多定位于着丝粒区，端粒，次缢痕及染色体臂的某些节段，在间期聚集成多个染色中心，由相对简单的高度重复序列构成。兼性异染色质：指不同细胞类型或不同发育时期出现的异染色质区

四、中期染色体结构: 染色体是细胞在有丝分裂中期遗传物质特定的存在形式,是间期染色质紧密包装的结果。中期染色体形态稳定是染色体形态和计数最佳时期

1、着丝粒和动粒

着丝粒是染色体中连接两个染色单体、并将染色单体分为短臂和长臂的结构。该区域染色浅且内缢，也叫主缢痕.着丝粒的基本功能:(1)将两条染色单体结合在一起；(2)为动粒的装配提供结合位点。动粒由着丝粒结合蛋白在有丝分裂期间装配起来、附着于主缢痕外侧的圆盘状结构 每1个中期染色体含有两个动粒，位于着丝粒两侧

2、次缢痕与核仁组织区

除主缢痕，染色体上其它的缢缩部位称次缢痕，也是染色体重要标志 核仁组织区:是特定染色体的次级缢痕处

3、随体(satellite)和端粒(telomere): 随体：位于染色体末端的圆形片段，通过次缢痕与染色体主体相连，染色体主要特征之一。末端的随体称端随体，两个次缢痕间称中间随体。端粒是染色体两个端部特化结构。作用是维持染色体的稳定性。打断染色体，没端粒的染色体末端有粘性，会与其它片段相连或两端相连成环状 染色体DNA的3种功能元件

DNA的准确复制和分离,有赖于3个功能单位①自主复制序列(ARS)②着丝粒序列(CEN)③端粒序列(TEL)

四、巨大染色体

(一)多线染色体:特点：①体积巨大:②多线性:每条染色体由500-4000条解旋的染色体合并在一起形成。③同源染色体紧密配对，合并成1个染色体④横带纹:染色后呈现出明暗相间的带纹。⑤膨突和环:幼虫发育某个阶段，多线染色体某些带区疏松膨大，形成膨突(puff)。膨突是基因活跃转录部位

（二）灯刷染色体 :是卵母细胞第一次减数分裂时，停留在双线期的染色体。二价体，含4条单体，由轴和侧丝组成

第四节 核仁(nucleolus)圆球形，1-2个，或3-5个。核位置不固定:中央或近核膜，数量和大小因细胞种类和功能而异。蛋白质合成旺盛和分裂增殖快的细胞有较大和数目较多的核仁，反之核仁很小或缺。在有丝分裂期呈现周期性消失与重建:在前期消失，末期又重现。主要功能是转录rRNA和组装核糖体亚单位。

一、核仁的结构

无界膜包围，电镜下可辨认的区域有3个: ①纤维中心（FC）：②致密纤维组分（DFC）：③颗粒组分（GC）：

二、核仁的功能

核仁是合成核糖体的工厂，涉及rRNA的转录加工和核糖体大小亚基的装配。

每个rRNA基因转录单位由RNA聚合酶Ⅰ转录，产生相同的初始转录物：前rRNA。负责前rRNA加工的酶是RNase。

核糖体的装配和rRNA合成同时进行，前体rRNA的加工是以核蛋白方式进行的。

45S前rRNA首先与蛋白结合形成80S的RNP，然后再剪切形成大小不同的核糖体亚单位前体

编码5S rRNA的基因不在NORs，是由RNA聚合酶Ⅲ所转录，转录后经适当加工即参与核糖体大亚单位的装配

实验证明，在30min内，小亚基(含18S rRNA)即装配出现在细胞质中，而大亚基(含28S、5.8S和5S)装配约需1小时才能完成

核糖体的成熟主要发生在被转移到细胞质后。

三、核仁周期

核仁是一种动态结构，随细胞周期变化而变化，即形成-消失-形成，这种变化称为核仁周期 在细胞有丝分裂期，核仁变小，并逐渐消失；在分裂末期，rRNA的合成重新开始，核仁形成。分子机制尚不清楚

第四节 核基质(nuclear matrix)

核基质或称核骨架(nucleoskeleton)为真核细胞核内由蛋白质组成的网络结构。具体是指除核被膜、染色质、核纤层及核仁以外的核内网架体系。它与DNA复制，RNA转录和加工，染色体组装及等生命活动密切相关。核骨架的功能

1.为DNA复制提供支架，DNA是以复制环形式锚定在核骨架上，骨架上有DNA复制所需酶，DNA自主复制序列(ARS)也结合在骨架上。

2.是基因转录加工场所，RNA的转录也需DNA锚定在核骨架上，骨架上有RNA聚合酶结合位点，RNA合成是在骨架上进行。新合成RNA也结合在骨架上，并在此加工和修饰。

3.参与染色体构建，核骨架与染色体骨架为同一类物质，30nm纤维结合在核骨架上，形成放射环状结构，进一步包装成光镜可见的染色体。第十章 细胞骨架

细胞骨架:真核细胞中的蛋白纤维网络结构。

细胞骨架除维持细胞形态，还能承受外力、保证细胞结构有序，还参与许多生命活动: 牵引染色体分离；

物质运输小泡和细胞器沿细胞骨架定向转运；

肌细胞中，细胞骨架和结合蛋白组成动力系统；白细胞迁移、精子游动、神经细胞轴突和树突的伸展与骨架有关；

植物细胞中骨架指导细胞壁的合成。

细胞骨架主要由3类蛋白纤丝构成：微管、微丝、中间纤维。微管主要分布于在细胞核周围，并呈现放射状向细胞质四周扩散； 微丝主要分布在细胞质膜的内侧； 中间纤维分布在整个细胞。

第一节 微丝:是由肌动蛋白组成的直径7nm纤维，又称肌动蛋白纤维。

微丝和它的结合蛋白以及肌球蛋白三者构成化学机械系统，利用化学能产生机械运动。肌动蛋白是微丝的结构单位.所有真核细胞有肌动蛋白,进化高度保守。微丝的功能

形成应力纤维

2、微绒毛

3、细胞的变形运动

4、细胞的爬行

5、胞质分裂

6、顶体反应

7、细胞内运输

8、细质环流 第二节 微管

微管是细胞质骨架的主要成分，是由微管蛋白构成的中空管状结构，外径平均24nm，内径15nm.长度变化不定.细胞内微管呈网状和束状分布，能与其它蛋白共同组装成纺锤体、基体、中心粒、纤毛、鞭毛、轴突、神经管等结构

一、微管的基本构件：微管蛋白:微管是由ɑ微管蛋白和β微管蛋白组成。

二、微管的类型:微管有单体、双联体和三联体3种

4、微管的极性：①装配的方向性②装配速度不同

6、影响微管稳定性的药物:秋水仙素,紫杉醇

四、微管结合蛋白（MAP）： Ⅰ型和Ⅱ型

MAP的功能：①使微管相互交联成束，也可使微管同质膜、微丝和中间纤维交联。②通过与微管成核点作用促进微管的聚合。③在细胞内沿微管转运囊泡和颗粒④提高微管的稳定性

六、微管的功能

1、支架作用

2、细胞内物质的运输

3、纤毛与鞭毛的运动

4、参与细胞的有丝分裂与减数分裂

第三节 中间纤维

直径为10nm，直径介于微管和微丝之间得名。

IF是一种坚韧、耐久的蛋白质纤维，较稳定，既不受细胞松弛素的影响也不受秋水仙素影响 IF具组织特异性，不同类型细胞含不同IF蛋白。多数细胞含有1种中间纤维，少数含2种以上。

一、类型

IF是一类形态相似，组成有明显差异的蛋白质，成分比微丝和微管复杂，依组织来源及免疫原性分5类：

1、角蛋白

2、结蛋白

3、胶质纤维酸性蛋白

4、波形纤维蛋白

5、神经丝蛋白

二、结构

中间纤维蛋白分子含一个310个氨基酸残基组成的α螺旋杆状区，及两端非螺旋化的球形头部(N端)和尾部(C端)。

杆状区高度保守，由螺旋1和螺旋2构成，每个螺旋区还分为A、B2个亚区，由3个非螺旋式的连结区连结在一起。头部和尾部的氨基序列在不同类型中间纤维中差异大，可进一步分为①H亚区：同源区；②V亚区：可变区；③E亚区：末端区。

四、IF的结合蛋白

IF的结合蛋白(IFAP)的功能是介导中间纤维交联成束、成网，或交联到质膜或其它骨架成分上，已知的IFAPs约15种，主要有：丝聚蛋白,网蛋白,锚蛋白,BPAG1,桥粒斑蛋白Ⅰ和Ⅱ

IFAPs的共同特点：①具有中间纤维特异性。②表达有细胞专一性。③不同的IFAP可存在于同一细胞中与不同的中间纤维组织状态相联系。④在细胞中某些IFAP的表达与细胞的功能和发育状态有关。

五、中间纤维的功能：了解较少，尚没找到与IF特异结合的药物，主要有三个方面：①为细胞提供机械强度支持②参与细胞连接③维持细胞核稳定

细胞周期：细胞分裂结束到下一次细胞分裂结束所经历的过程。

M期细胞总能诱导非有丝分裂细胞中的染色体凝聚：染色体超前凝聚（PCC）

M期细胞可以诱导PCC，提示在M期细胞中存在一种诱导染色体凝集的因子，称促成熟因子MPF 不同细胞周期蛋白分别在细胞周期的不同时期表达，并与不同CDK（细胞周期依赖性蛋白激酶）结合，调节CDK的激酶活性（周期蛋白是一些调节复合物中的调节亚基部分，而CDK就是催化亚基部分。）周期蛋白不仅仅起激活CDK的作用，还决定了CDK何时、何处、将何种底物磷酸化，从而推动细胞周期的前进。各类周期蛋白均含有一段约100个氨基酸的保守序列，称为周期蛋白框，介导周期蛋白与CDK结合。泛素(ubiquitin)由76个氨基酸组成，高度保守，普遍存在于真核细胞，故名泛素。

共价结合泛素的蛋白质能被蛋白酶体识别和降解，这是细胞内短寿命蛋白和一些异常蛋白降解的普遍途径，泛素相当于蛋白质被摧毁的标签。26S蛋白酶体是一个大型的蛋白酶，可将泛素化的蛋白质分解成短肽。细胞生长因子是一大类与细胞增殖有关的信号物，已发现几十种，具促进细胞增殖功能，又称有丝分裂原 细胞分化是胚胎细胞分裂后，未定形的细胞在形态和生化组成上向专一性或特异性方向发展的过程 细胞分化的结果是演变成特定表型的细胞类群，这些细胞在形态上特化，在功能上专一化

影响细胞分化的因素

1、细胞质对细胞分化的诱导

2、细胞间的相互作用对细胞分化的诱导

3、形态发生过程中的位置效

4、激素对细胞分化的影响

5、分化的抑制

细胞分化是基因选择性表达的结果，但基因表达与分化之间具体关系仍不清.第二节 干细胞（stem cell）

干细胞（stem cell，SC）是一类具有自我更新能力的多潜能细胞，在一定条件下能分化成多种功能的细胞

1、根据干细胞所处的发育阶段分：胚胎干细胞和成体干细胞

2、根据干细胞发育的潜能分：全能干细胞、多能干细胞和单能干细胞

受精卵能够分化出各种细胞、组织，形成一个完整的个体，其分化潜能称为全能性(totipotent)。

1、转分化：一种类型的分化细胞转变成另一种类型分化细胞的现象

2、脱分化：分化细胞失去其特有的结构与功能变成具有未分化细胞特征的过程：植物愈伤组织

再生：狭义：指生物的器官损伤后，长出与原来形态、功能相同的结构的现象：广义：从分子、细胞到组织器官都有再生

(四)干细胞的特征

1、终生保持未分化或低分化特征

2、能无限分裂

3、在机体的中的数目、位置相对恒定

4、具有自我更新能力

5、具多向分化潜能，能分化成不同类型的组织细胞

6、分裂的慢周期性，大多数干细胞处于G0期

7、两种分裂方式： ①对称分裂：形成两个相同的干细胞②不对称分裂：形成一个干细胞和一个祖细胞。

胚胎干细胞是指从胚胎内细胞团或原始生殖细胞筛选分离出的具有多能性或全能性的细胞。

1、主要特性①在不同条件下具不同的功能状态：有抑制因子时呈未分化状态生长；无抑制因子时分化成各种细胞；悬浮培养时可形成胚状体②具有发育分化成各种类型细胞的多潜能

2、胚胎干细胞的应用①作为生产克隆动物的高效材料：作核供体；ES与胚胎嵌合克服远缘杂交困难②生产转基因动物的高效载体：以ES作载体进行外源基因的合理整合，进行细胞水平研究③发育生物学研究的体外模式：比较ES细胞体外分化不同阶段基因转录和表达，研究胚胎发育及细胞分化的机制④新型药物的筛选：代替实验动物⑤加快组织工程的发展：人工诱导定向分化，培育出特定的组织和器官，用于医学治疗的目的

成体组织器官中，很多细胞仍具自我更新及分化产生不同组织细胞的能力，即成体干细胞。第三节 癌细胞

癌细胞是一种突变的体细胞，脱离了细胞社会的控制，能无限增殖产生肿瘤，并对有机体的组织和器官形成破坏。

肿瘤可分为良性和恶性肿瘤两大类。

良性肿瘤：生长缓慢，与周围组织界限清楚，不发生转移，对人体健康危害不大。

恶性肿瘤：生长迅速，可转移到身体其它部位，还会产生有害物质，破坏正常器官结构，使机体功能失调，威胁生命。

肿瘤组织由实质和间质两部分构成，实质是肿瘤细胞，是肿瘤的主要成分，具有组织来源特异性。

间质起支持和营养肿瘤实质的作用，不具特异性，一般由结缔组织和血管组成，有时还有淋巴管。

癌细胞主要是指恶性肿瘤细胞，具特征：

1、失去生长与分裂的接触抑制：正常细胞体外培养时在培养器皿表面形成单层后即停止分裂，也即是细胞达到相互接触后停止分裂，称接触抑制；而恶性细胞失去了这种接触抑制作用，形成多层堆积的聚集体。

2、细胞周期失控，能持续的分裂与增殖。

3、具有迁移性，细胞粘着和连接相关的成分发生变异或缺失，相关信号通路受阻，细胞失去与细胞间和细胞外基质间的联结，易从肿瘤上脱落。许多癌细胞具有变形运动能力，并且能产生酶类，使血管基底层和结缔组织穿孔，使它向其它组织迁移

4、定着依赖性丧失：正常真核细胞，除成熟血细胞外，须粘附于特定的细胞外基质上才能抑制凋亡而存活，称定着依赖性(anchorage dependence)。肿瘤细胞失去定着依赖性，可在琼脂、甲基纤维素等支撑物上生长。

5、去分化现象：肿瘤细胞中表达的胎儿同功酶达20余种。胎儿甲种球蛋白(甲胎蛋白)为胎儿所特有，但在肝癌细胞中表达，可做肝癌早期检定的标志特征。

6、体外培养的癌细胞对生长因子（血清）的需求量显著降低：癌细胞能通过自分泌刺激其细胞增殖。某些瘤细胞还能释放血管生成因子，促进血管向肿瘤生长。获取营养物质。

7、代谢旺盛：肿瘤组织的DNA和RNA聚合酶活性均高于正常组织，核酸分解过程明显降低，DNA和RNA的含量均明显增高。

8、蛋白质合成及分解代谢都增强，但合成代谢超过分解代谢，并可夺取正常组织的蛋白质分解产物，使机体处于严重消耗的恶病质状态。

9、线粒体功能障碍：即使在氧供应充分时也主要以糖酵解途径获能。

10、可移植性：正常细胞移植时，因免疫排斥，不易存活。但肿瘤细胞具可移植性，人肿瘤细胞可移植到鼠类，形成移植瘤。

11、死亡特性改变：正常细胞在生长因子不足或受到伤害时就会启动PCD；癌细胞丧失了PCD机制。

12、染色体异常：常出现非整倍性染色体组，有丧失或增加。

13、细胞骨架变化：细胞骨架少而杂乱无章，导致形态变化很大。

二、肿瘤形成包括始发突变、潜伏、促癌和演进等过程

（一）肿瘤形成的内因

恶性肿瘤的形成往往涉及多个基因的突变，与原癌基因、抑癌基因突变的逐渐积累有关。

1、原癌基因是细胞内与细胞增殖相关的基因，是维持机体正常生命活动所必需，进化上高等保守。原癌基因的结构或调控区发生变异，基因产物增多或活性增强时，使细胞过度增殖，从而形成肿瘤。

2、癌基因（oncogene）：依其来源可分为两类：①细胞癌基因：多由原癌基因突变而来。编码的蛋白使细胞生长不受控制，促进细胞癌变。②病毒癌基因

原癌基因的激活:基因本身或其调控区发生了变异，导致基因的过表达，或产物蛋白活性增强，使细胞过度增殖，形成肿瘤。

3、抑癌基因的产物是抑制细胞增殖，促进细胞分化，并抑制细胞迁移，起负调控作用，抑癌基因的突变是隐性突变或功能丧失突变。

正常二倍体细胞中，每一抑癌基因有两个拷贝，只有当两个拷贝都失活时才使细胞增殖失控

二、肿瘤形成的外因：人类肿瘤80％是由于与外界致癌物接触引起，依性质可分为化学、生物和物理致癌物3大类。依在致癌过程的作用分为:启动剂、促进剂、完全致癌物。第十三章 细胞衰老与凋亡

①生理性衰老：随年龄增长所表现出的生理退化，一切生物皆存在②病理性衰老：由于内在或外在原因使人体发生病理性变化，使衰老提前发生，称早衰③心理性衰老：由于心态的提前老化而影响整体功能 第一节 细胞衰老

一、衰老的概念

衰老(aging，senescence)：随年龄增加，生物内环境稳定性下降，结构与生理机能退行性变化，趋向死亡不可逆的过程。

衰老发生在整体水平、种群水平、个体水平、细胞水平以及分子水平等层次。机体的衰老并不等于所有细胞的衰老，但细胞的衰老与机体衰老密切相关

二、细胞的寿限:Hayflick界限(Hayflick limitation)：细胞在体外培养条件下，即使条件适宜，细胞也不能无限制地进行分裂，而是有一定界限

2、细胞的寿限

各类细胞的寿命各不相同，一般来说，能够保持持续分裂能力的细胞相对不容易衰老，分化程度高又不分裂的细胞寿命大多有限 人体细胞的动态分类

人体细胞寿命依增殖，分化，生存时间，分4类

①更新组织：执行某种功能的特化细胞，一定时间后衰老死亡，由新细胞分化补充，如上皮细胞、血细胞。②稳定组织细胞：分化程度较高，功能专一，一般没明显衰老，不分裂，但终生保持分裂能力，受破坏时，其余细胞也能分裂，补充失去的细胞，如肝、肾细胞。

③恒久组织细胞：高度分化细胞，一生没细胞更替，破坏后不能得补充。如神经细胞，骨骼细胞和心肌细胞。

④可耗尽组织细胞：卵巢实质细胞，一生中逐渐消耗，不能得到补充，最后消耗殆尽。

三、细胞衰老的形态学特征

细胞衰老主要是细胞生理生化的变化，也反映在细胞形态结构和功能上：

1、细胞内水分的减少：蛋白质水合能力下降,衰老细胞水分减少，细胞皱缩，体积缩小。

2、核变化:核膜内折，染色体固缩化，端粒缩短

3、线粒体的变化：随年龄增大，数量减少，体积增大，内容物呈网状化并形成多囊体，mtDNA缺失突变

4、质膜的变化：流动性下降，磷脂减少，不饱和脂肪酸下降；膜脂过氧化，对刺激反应性下降

5、内质网的变化：RER趋向减少和无序化

6、蛋白质合成：核糖体合成效率及准确性降低

7、色素生成及致密体形成：色素生成随衰老而增加，并在溶酶体或线粒体中沉积

四、分子水平的变化

衰老细胞DNA、蛋白质和脂类等成分损伤，代谢能力降低，主要表现：

DNA：复制与转录受抑制，个别基因异常激活，端粒DNA丢失，线粒体DNA特异缺失，DNA氧化、断裂、缺失和交联，甲基化程度降低。RNA：mRNA和tRNA含量降低。

蛋白质：含成下降，蛋白质糖基化、氨甲酰化、脱氨基等修饰，使蛋白质稳定性、抗原性、可消化性下降，自由基使肽断裂、交联而变性。aa由左旋变右旋

酶分子：活性中心被氧化，Ca2+、Zn2+、Mg2+、Fe2+等丢失，酶分子二级结构、溶解度、等电点改变，酶失活

脂类：不饱和脂肪酸被氧化，引起膜脂间或与脂蛋白间交联，膜流动性下降。

四、细胞衰老的分子机制

对衰老机理具有不同学说，主要有: 差错学说(Error theories):强调衰老是由于细胞中的各种错误积累引起.遗传学说(Genetic/Programmed theories):强调衰老是遗传决定的自然演进过程。第二节 细胞坏死与凋亡

死亡是生命的普遍现象，但细胞死亡并非与机体死亡同步。正常组织中，常发生“正常”的细胞死亡，它是维持组织机能和形态所必需。

细胞死亡的方式通常有2种①细胞坏死(necrosis)。②细胞凋亡(apoptosis)。

一、细胞坏死

细胞受到化学因素(如酸、碱、毒物)、物理因素(如热、辐射)和生物因素(如病原体)等环境因素伤害，引起细胞死亡的现象。是一种被动死亡

细胞坏死初期，细胞质膜通透性增加，线粒体和ER肿胀、崩解，结构脂滴游离、空泡化，蛋白质颗粒增多，核发生固缩。胞质蛋白变性、凝固或碎裂，嗜碱性核蛋白降解，细胞质呈强嗜酸性，坏死细胞苏木精/伊红染色，胞质呈红色，原有微细结构消失

坏死后期，细胞膜破裂，细胞内容物流出，引起周围组织炎症反应。

二、细胞凋亡(cell apoptosis)

又称程序性细胞死亡(PCD)：是细胞接受基因指令后的主动死亡。

凋亡的细胞散落在正常组织中，无炎症反应，不遗留疤痕。死亡细胞的碎片很快被巨噬细胞或相邻细胞所清除，不影响其它细胞的功能

程序性细胞死亡表现出明显的形态学特征：

①核酸内切酶活化，使染色质DNA在核小体连接部位断裂，形成约200bp整数倍的核酸片段，凝胶电泳图谱呈梯状；

②染色质在核膜下聚集成染色质块，细胞不断脱水，胞质凝缩，核膜在核孔处断裂，细胞以出芽方式形成凋亡小体（apoptotic body）；

③凋亡小体内有结构完整的细胞器、凝缩的染色质，可被邻近细胞吞噬消化，始终有膜封闭，没内溶物释放，不引起炎症。

第三节 细胞凋亡的分子机理

细胞凋亡和增殖是生命的基本现象，是维持体内细胞数量动态平衡的基本措施。在胚胎发育阶段以细胞凋亡清除多余的和已完成使命的细胞，保证了胚胎的正常发育； 在成年阶段通过细胞凋亡清除衰老和病变细胞，保证了机体健康。细胞凋亡是受基因调控的精确过程 apoptosis的途径主要有:

1、胞外信号激活细胞内凋亡酶caspase；

2、线粒体释放凋亡酶激活因子激活caspase 活化的caspase可将胞内重要蛋白降解，引起细胞凋亡。叶绿体与线粒体结构和功能的比较

叶绿体和线粒体都是真核细胞中与能量代谢相关的细胞器，有着相同的起源和增殖方式，且都是半自主性细胞器。但两者在结构与功能上也有很大的不同: 结构上，线粒体是双膜结构，有两个区室，而叶绿体是三膜结构，有三个区室。

线粒体内膜向内折皱成嵴，ATP合酶位于嵴上，主要功能是传递电子和合成ATP。而叶绿体内膜少有内折。•功能上，线粒体是有机物氧化的场所，通过氧化磷酸化将释放的自由能转变成可利用的化学能储存在ATP。叶绿体是光能的捕获者和有机物的制造者，光能的捕获和转化是通过光合作用来完成的。但两者都是通过电子传递和建立H+梯度来实现能量的转换。

•在质子梯度建立上二者有许多相似,也有区别，叶绿体中H+梯度是在类囊体膜两侧建立,在线粒体中，H+梯度是在内膜两侧建立的.微丝的功能

1.形成应力纤维：在粘着斑的细胞质膜的下方有肌动蛋白成束排列,这种结构即称应力纤维 非肌细胞中的应力纤维与肌原纤维类似：含原肌球蛋白、myosin II、细丝蛋白和α辅肌动蛋白 培养的成纤维细胞中具有丰富的应力纤维，并通过粘着斑固定在基质上。应力纤维在细胞形态发生、分化和组织形成起重要作用

2、微绒毛：肠上皮细胞微绒毛有轴心微丝，微丝呈同向平行排列，（+）端指向微绒毛的尖端。不含肌球蛋白等，无收缩功能，起维持微绒毛形状的作用

3、细胞的变形运动：变形虫、巨噬细胞和白细胞等没运动器官，能依靠细胞形态的变化进行移动，称变形运动。靠胞质环流形成伪足，细胞沿伪足方向前进。

细胞内流动的细胞质称内质，从尾部流向伪足，并在细胞两侧形成较硬的外质。细胞后部外质破坏向前提供新的内质，产生内质和外质的循环转化，引起细胞前移。

外质与内质间的转变称凝胶-溶胶转变，实质是肌动蛋白聚合体与单体间的转变

4、细胞的爬行

高等动物中的细胞移动是很多活动所必需，如伤口的愈合、防止感染、血块凝集等，但难以观察，只能用培养的细胞观察 分为四步：

微丝纤维生长，细胞表面突出，形成片足； 在片足与基质接触的位置形成粘着斑； myosin作用下微丝纤维滑动，细胞主体前移； 解除细胞后方粘着点。如此循环，细胞前移动

5、胞质分裂：有丝分裂末期，2个将分离的子细胞之间产生收缩环，收缩环由平行排列的微丝和myosin II组成。随着收缩环的收缩，两个子细胞的胞质分离。在细胞松驰素存在的情况下，不能形成胞质分裂环。

6、顶体反应：精卵结合时，微丝使顶体突出穿入卵子的胶质里，融合后受精卵细胞表面积增大，形成微绒毛，微丝参与形成微绒毛，有利于吸收营养。

7、细胞内运输：微丝可作为马达蛋白进行物质运输的轨道，如小泡的运输，可通过肌球蛋白Ⅰ同微丝蛋白结合，将小泡沿微丝的（-）端向（+）端运输

8、细质环流：由肌动蛋白与肌球蛋白相互作用引起。在胞质环流中，肌动蛋白的排列方向相同，（+）端朝向细胞质流动的方向，肌球蛋白可沿着肌动蛋白纤维（-）端向（+）端移动。微管的功能

1、支架作用

微管具一定机械强度，能抗压和抗弯曲，给细胞提供了机械支持力，使细胞维持一定的形态。在培养的细胞中，微管呈放射状排列在核外，(+)端指向质膜，形成平贴在培养皿上的形状。微管能帮助细胞产生极性,在神经轴突中，微管束沿长轴排列，确定轴突的方向.微管对细胞内部结构及细胞表面突起的维持具有重要作用

2、细胞内物质的运输

微管是胞内物质运输路轨，破坏微管会抑制运输

与微管结合起运输作用的马达蛋白有两类：驱动蛋白kinesin，动力蛋白dynein，均需ATP供能。①Kinesin由1条轻链和2条重链构成，具2个球形的头,是动力产生部位,1个扇形尾,是货物结合部位。通过结合和水解ATP，使颈部构象改变，两个头部交替与微管结合，沿 “行走”，将“尾部”结合的“货物”从微管(-)端转运到(+)端。

②动力蛋白Dynein分子量巨大，由两条相同的重链和一些轻链及结合蛋白构成(鞭毛二联微管外臂的动力蛋白具有三个重链)。作用主要有：

A.在有丝分裂中推动染色体的分离;B.驱动鞭毛的运动;C.向着微管（-）极运输小泡，与驱动蛋白运输方向相反

3、纤毛与鞭毛的运动

纤毛与鞭毛是细胞特化结构，两者没绝对界限,短而多者称纤毛，长者而少称鞭毛，直径相似。

两者结构相似：由基体和鞭杆2部分构成，鞭杆轴心含9+2排列的微管：9个二联微管和1对中央微管构成。二联微管由AB两个管组成，A管对着相邻的B管伸出两条动力蛋白臂，并向鞭毛中央发出一条辐。基体的微管为9+0，且为三联微管，类似中心粒 轴心的主要蛋白结构有: ①微管蛋白二聚体,无秋水仙素结合位点;②动力蛋白臂:由二联体的A亚基伸出,与相邻二联体B亚基相互作用使纤毛弯曲.动力蛋白也是ATP酶,能被Ca2+、Mg2+所激活；

③微管连接蛋白：将相邻二联体连接在一起； ④放射幅条：9条，二联体A亚基伸向中央微管； ⑤内鞘：包裹中央微管

纤毛和鞭毛运动的微管滑动模型: ① A管上的动力蛋白与相邻二联管B管接触,使动力蛋白结合的ATP水解,并释放出ADP+Pi;②ATP水解改变了动力蛋白头部的构象和角度,使头部向相邻二联管的正端滑动,使相邻二连管间产生弯曲力;③新结合的ATP,促使动力蛋白头部与B管脱离;④ATP水解使动力蛋白头部角度复原,与相邻二联管的B管上的另一位点结合,开始下一循环

4、参与细胞的有丝分裂与减数分裂

细胞分裂过程中染色体的分离是靠纺锤体的形成、运动和解聚开完成的

纺锤体又称有丝分裂器，它是在有丝分裂期间，从中心粒形成的各种微管：动粒微管、极微管、星微管等 绿色丝状就是微管结构

有丝分裂器的形成有赖于中心体的复制，并分别移到两极。中心体在细胞周期中具有复制-分离-复制的周期，称中心体循环

中心体循环始于G1期，两个子代中心粒达到了足够长度，但仍处于同一中心体，有丝分裂早期，中心体裂开，每对中心粒移向细胞相反的两端，然后装配成有丝分裂器

在有丝分裂过程中，染色体的分离依靠两种力的作用：①动粒微管去装配产生的拉力；②极微管聚合产生的推力

根据所使用的力，有丝分裂可分为两个阶段：后期A和后期B 后期A，染色体运动的力主要是由动粒微管去装配产生的拉力，此时的运动称向极运动 后期B，染色体运动的力主要是极微管聚合产生的推力，此时的运动称染色体极分离运动 微管去聚合作用假说：主要解释后期A向极运动的一种模型：

微管的正端插入动粒的外层，微管蛋白和动粒蛋白分子有亲合性，微管蛋白在此端可以去组装。在动粒中，ATP分子水解可提供能量，驱动微管上的动力蛋白向两极移动，将染色体拉向两极 纺锤体微管滑动假说：是关于后期B染色体分离机制的一种假说： 首先，极微管在正端添加二聚合体延长，使两极的极微管重叠； 然后，在重叠的极微管之间产生滑动，形成将两极分开的力 中间纤维的功能：

了解较少，尚没找到与IF特异结合的药物，主要有三个方面：

①为细胞提供机械强度支持：IF在细胞质内形成了一个完整的支撑网络系统，并通过整联蛋白与质膜和细胞外基质相连；在内部可直接与MT和MF及其它细胞器相连，赋予了细胞一定强度和支撑力。②参与细胞连接：参与了桥粒和半桥粒连接 ③维持细胞核稳定：核纤层蛋白是IF的一种

第二篇：细胞生物学教案(完整版)

细胞生物学教案（完整版）

细胞生物学教案

（来自http://jwc.qfnu.edu.cn）

目 录 前 言

细胞生物学教案（完整版）

前 言

依照高等师范院校生物学教学计划，我们开设细胞生物学。

一、学科本身的重要性

要最终阐明生命现象，必须在细胞水平上。细胞是生命有机体最基本的结构和功能单位，生命寓于细胞之中，只有把各种生命活动同细胞结构相联系，才能在细胞水平上阐明各种生命现象。世界著名生物学家Wilson（德国人）曾说过：“一切生物学问题的答案最终要到细胞中去寻找”。

二、学科发展特点

细胞生物学涉及知识面广、内容浩繁且更新迅速。它同生物化学、遗传学形成生命科学的鼎立三足，既是当代生命科学发展的前沿，又是生命科学赖以发展的基础。

三、欲达到的目的

通过系统地学习细胞生物学，丰富细胞学知识，以适应当代人类社会知识结构发展的需求，也是为考研做准备。

本课程讲授51学时，实验21学时，共72学时。

参考资料 De.Robertis，《细胞生物学》，1965年（细胞生物学教案（完整版）

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二、细胞学说的建立及其意义（The cell theory）

1838年，德国植物学家施莱登（J.Schleiden）关于植物细胞的工作，发表了《植物发生论》一文（Beitrage zur Phytogenesis）.1839年，德国动物学家施旺（T.Shwann）关于动物细胞的工作，发表了《关于动植物的结构和生长一致性的显微研究》一文，论证了所有动物体也是由细胞组成的，并作为一种系统地科学理论提出了细胞学说。

○1细胞是生物体的基本结构单位（单细胞生物，一个细胞就是一个个体）；

○2细胞是生物体最基本的代谢功能单位（动、植物的各种细胞具有共同的基本构造、基本特性，按共同规律发育，有共同的生命过程）； ○3细胞只能通过细胞分裂而来。

三、细胞学的诞生（细胞学的经典时期和实验细胞学时期）1 原生质理论的提出 2 关于细胞分裂的研究 3 重要细胞器的发现 4 遗传学方面的成就

四、细胞生物学的兴起

1965年，D.Robetis将他原著的《普通细胞学》更名为《细胞生物学》（细胞生物学教案（完整版）

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细胞骨架系统 由特异蛋白质分子装配而成。

综合原核细胞和真核细胞的特点，二者的根本区别可归纳为下面两条：

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（4）Eastern blotting（Western blotting的变形）当用凝胶进行抗原抗体反应，再进行印迹的方法）。

（5）DNA与蛋白质的体外吸附技术（Southwestern blotting）结合了Western印迹与southern印迹两种实验方法的特点而设计的一种检测序列特异性DNA结合蛋白的实验方法（翟P51）。（6）原位杂交（Insitu hybridization）用已知的带有标记的特定核酸分子作为探针，来测定与之成互补关系的染色体DNA区段的位置。

四、电镜放射自显影技术

原理 这是一种利用放射性同位素作为标记物对细胞化学物质进行超显微结构的定位、定性或定量的实验技术。

五、定量细胞化学分析技术

（一）显微分光光度测定技术

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种重要功能，概括为：物质运输，能量转换，信息传递，细胞识别，细胞连接，代谢调控，膜电位维持等。

四、骨架与细胞表面的特化结构

膜骨架（membrane associated cytoskeleton）

指质膜下与膜蛋白相连的由纤维蛋白组成的网架结构，参与维持细胞质膜的形状并协助质膜完成多种生理机能。早期有人称膜下溶胶层，实质为膜骨架。

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分布于细胞外空间（如细胞之间或细胞表面），由细胞分泌的蛋白和多糖构成的网络结构。与膜关系不密切，功能在于：○1细胞间粘着；○2保护作用；○3维持细胞外环境（调节细胞周围的物质浓度）；○4过滤作用等等。在形态发生中作用重大，包括：细胞迁移、增殖、形态变化、分化、保护、组建等。主要包括四大类物质

（一）胶原（collagen）：属糖蛋白类物质，为纤维状蛋白多聚体，含量最高，具刚性，抗张强度大，构成细胞外基质的骨架体系。

（二）氨基聚糖（glycosaminoglycan GAC）和蛋白聚糖（proteoglycan，PG）（粘多糖，粘蛋白）

（三）层粘连蛋白（Lamimin，LN）（较大的糖蛋白分子）和纤粘连蛋白（fibronectin，FN）（由两条或更多的肽链及一些低聚糖组成。对细胞迁移作用大）。

（四）弹性蛋白

参考文献：

1、方思明 间隙连接和细胞间物质交流，细胞生物学杂志，1984.1

2、岳奎元 细胞连接，细胞生物学杂志，1985.4

3、岳奎元 细胞膜的不对称性和流动性，生物学通报，1986.8

4、岳奎元 细胞膜钠—钾泵生理学，生物通报，86.8

5、徐 信 细胞连结，生物学通报，86.7

6、林元藻 生物膜的主动转运功能，同上

7、杨福愉 生物膜的流动性，生物化学与生物物理进展，1981.5

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起酶构象变化，与Na+结合部位转向膜外侧。此时的构象亲K+排Na+，当与K+结合后，使酶脱去H3PO4，酶构象恢复，结合K+的一面转向膜内，此时构象亲Na+排K+，这样反复进行，不断在细胞内积累K+，将Na+排出细胞外。

（二）间接利用ATP的主动运输——伴随运输（或称协同运输，co-transport）

指一种溶质的传递要同时依赖于另一种溶质的传递。如果两种溶质的传递方向相同，称同向运输（symport），如果方向彼此相反，则称反向运输（antiport）。

（三）基团转移

早见于细菌，也见于动物细胞。靠共价修饰（需能）

（四）物质的跨膜转运与膜电位

○1调节渗透压；○2某些物质的吸收；○3产生膜电位；○4激活某些生化反应；如细胞内高浓度K+是核糖体合成蛋白质及糖孝解过程中重要酶活动的必要条件。

三、胞吞与胞吐作用

还有一种物质运输的方式不同于此，是细胞膜将外来物包起来送入细胞或者把细胞产物包起来送出细胞。前者称胞吞作用，后者称胞吐作用，总称吞排作用（Cytosis）。这样的物质运输方式称膜泡运输（transport by vesicle formation），又称批量运输（bulk transport）。大分子物质及颗粒物质常以此方式进出细胞。

（一）胞饮作用与吞噬作用

某些物质与膜上特异蛋白质结合，然后质膜内陷形成囊泡，称胞吞泡（endocytic vesicle）。将物质包在里面，最后从质膜上分离下来形成小泡，进入细胞内部。根据内吞的物质性质，将其分为：

吞噬作用（Phagocytosis）吞噬泡，内吞较大固体物质，如颗粒白细胞、巨噬细胞。胞饮作用（Pinocytosis）胞饮泡，内吞液体或极小颗粒，白细胞、肾细胞、小肠上皮细胞、植物根细胞。

（二）胞吐作用（exocytosis）又称外卸

某些代谢废物及细胞分泌物形成小泡从细胞内部移至细胞表面，与质膜融合后将物质排出。如：小肠上皮的杯状细胞向肠腔中分泌粘液，经溶酶体消化处理后的残渣排向细胞外等过程。关于衣被小泡运输（Coated vesicle）

存在于真核细胞中，具有毛刺状外表面的一类小泡（50—250nm）。可以是内膜系统的有关细胞器芽生而成，也可以是由质膜内陷，断裂形成，进行细胞器间的物质运输。

（三）受体介导的胞吞作用（receptor—mediated endocytosis）

某些大分子的内吞往往首先同质膜上的受体结合，然后质膜内陷形成衣被小窝，继之形成衣被小泡，这种内吞方式称受体介导的胞吞作用。

需说明的是，膜泡运输时由于质膜内陷或外凸也需消耗能量，故可看作是一种主动运输方式。

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（三）细胞的信号分子与受体 1 细胞的信号分子

信号分子，即配基（Ligands）：指能够被受体识别的各种类型的大、小分子物质。又有信号分子（Signal molecule）和被识别子（cognon）之称。

亲脂性信号分子：甾类激素、甲状腺素。直接进入细胞与细胞质或核中受体结合，形成激素受体复合物，调节基因表达。

亲水性信号分子：神经递质、生长因子、多数激素等，不能直接进入细胞，先与膜上受体结合，再经信号转换机制，在细胞内产生→

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激素（细胞生物学教案（完整版）

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现这种细胞器不尽在内质部位，但仍延用至今。这种结构与细胞内物质合成有关，故有细胞的生物合成“工厂”之称。

（一）形态结构特点

ER是交织分布在细胞质中的由膜围成的扁囊或小管状管道系统。基本结构分为三部分： 内质网膜：结构与质膜相同，但比质膜薄（5-6nm），有些部位可与核膜和某些细胞器膜相连，少数能与质膜相连。

（二）类型及分布特点

根据内质网的细胞质面是否附有核糖体将ER分为二类。即： 粗面内质网（rough endoplasmic reticulum，RER）又称颗粒内质网（Granular e-r-GER），由于它似与细胞核一样能为碱性染料染色，在历史上曾有过所谓核外染色质的叫法。意指内质网膜及附在其上的核糖体。光（滑）面内质网（smooth endoplasmic reticulum，SER）表面光滑，无核糖体附着，嗜酸性，在形态上常呈分枝状，小管或小泡的网状结构，很少象RER那样扩大成池，其膜也不如RER膜厚。另外，SER的一端常与RER相连，有时还和高尔基复合体或核膜相连。

（三）内质网的化学组成

分析表明：蛋白质约占2/3（比质膜多），主要是酶类，其中CytP-450是内质网的标记酶。脂类1/3（比质膜少）在滑面内质网高于粗面内质网，主要为磷脂和胆固醇。

（四）内质网的功能

ER是细胞内生物合成的“工厂”，执行一系列的功能，有些功能是由RER或SER单独行使的，有些则是它们共同行使的，为讲述方便，我们分开介绍。1 粗面内质网的功能（1）蛋白质合成（2）蛋白质改造及运输 糖蛋白的合成过程：

在细胞中形成的一些分泌颗粒（酶原颗粒），它们的成分多为糖蛋白，蛋白质部分如上所述是在RER膜上的核糖体上合成的，那么蛋白质合成之后，糖链部分是如何添加上去的呢？ 在ER腔面：

首先在 ER膜的多萜醇磷酸上添加形成（N-乙酰葡糖胺）2—（甘露糖）9—（葡萄糖）3，然后在糖基转移酶作用下将其寡糖芯整批移交给合成中的多肽链天冬酰胺的N原子上（N-连接）。在ER和高尔基池的转运过程中以上寡糖芯被切除只剩下最近端的两个N-乙酰葡糖胺和3个甘露糖。在Golgibody上：

修剪后依次添加上岩藻糖、半乳糖、N-乙酰葡糖胺、唾液酸，多是加在肽链的丝氨酸、苏氨酸、酪氨酸侧链的OH基上，（O一连接）。

蛋白质的运输：合成改造过的蛋白质如何运送出去呢？通过放射性同位素示踪证明，这些物质必须经过内质网向外运输，从这方面看，RER是物质运输的通道。○1分泌蛋白的运输——Palade model 关于分泌蛋白的运输，Palade做了系统的研究，并提出了一般的运输模型——Palade model。Palade 采用了3H-亮氨酸做脉冲标记追踪实验，表明在RER上合成的分泌蛋白，是经由内质网池进入高尔基复合体池，再包装成分泌颗粒排往胞外。

○2少量可溶性蛋白的运输：这种蛋白质在RER上合成后便转入细胞质基质中。

○3膜蛋白：这种蛋白质在RER上合成后，有两条可能途径，一是先进入ER腔中，再靠一定机制入膜，二是不经ER腔而直接入膜，这两种可能都在探讨中。

（2）膜的形成 RER膜可不断地进行自身装配和生成。在RER首先合成膜脂和内在蛋白，然后添加上酶、专一性糖和脂类，成为各种功能不同的膜。这一过程称为膜分化（membrane

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differentiation）。2 滑面内质网的功能（1）解毒作用（2）脂类合成（3）糖代谢

（4）作为分泌蛋白运输的通路 另外，内质网具有贮积Ca2+的功能。

（五）内质网的发生

内质网是一种非常容易解体，也容易重新形成。关于它的发生目前来说还是个悬而未决的问题，有种种猜测或设想；例如，有人主张ER膜来自核膜，也有人意见相反； 肌质网（Sarcoplasmic reticulum）

是存在于高度特化的细胞——肌纤维中的特化滑面内质网（含有几个细胞核，是一个大的合胞体）。是分布于肌原纤维之间的纵行小管状结构，主要功能是贮积钙离子，在肌肉收缩中起一定作用。（当受到冲动刺激时，可向肌浆中释放钙离子，达到一定浓度，引起肌肉收缩）。

细胞生物学教案（完整版）蛋白质的加工改造

有些蛋白质（酶）合成是先形成无生物活性的前体物，再经过加工改造才具备活性，高尔基复合体具备这方面的功能。4 膜的转变功能 参与植物细胞壁的形成 6 参与溶酶体的形成

五、高尔基复合体的发生

Golgj complex是一种易变结构，随时可解体和产生。关于它的发生有不同的说法，倾向性看法（普遍认为）：它是由内质网或核膜转变而来的，即：RER失去核糖体，分离成光面膜小泡，由此合并成高尔基池；或者由SER分离出小泡，合并成高尔基池。

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多数学者认为，溶酶体和其它分泌颗粒一样，其内含物是在RER上合成，输入到Golgi区，包上膜游离下来便成为溶酶体。

五、微体（microbody）

微体也是一种由单位膜围成的细胞器，在大小上很难与溶酶体相区别，只是所含酶类不同。微体是一类含有氧化酶、过氧化物酶或过氧化氢酶的细胞器，在形态上有卵圆形、哑铃形、圆球形等。

在动、植物细胞中，普遍存在两种微体，即过氧化物酶和乙醛酸循环体。1 过氧化物酶体（Peroxisome）

存在于动物细胞和高等植物的叶肉细胞中，含较多氧化酶。其主要功能表现在：

（1）解毒作用：主要体现在动物细胞，这种微体含有与生成H2O2有关的酶，也含有分解H2O2的过氧化氢酶，将代谢过程中产生的对细胞有毒害的H2O2分解。（2）分解脂肪酸等高能分子，向细胞直接提供热能。（3）与胆固醇代谢有关。

（4）执行光呼吸（乙醇酸代谢）：这一功能体现在植物细胞。过氧化物酶体是乙醇酸氧化的场所，氧化的结果是摄取氧，释放CO2，这一过程只能在光照下，与叶绿体、线粒体联合进行，称为光呼吸（photorespiration））2 乙酰酸循环体（glyoxysome）

仅存在于高等植物细胞中，参与脂类代谢过程，含有同乙酰酸循环有关的酶，也含有过氧化物酶中的酶。

种子萌发时，乙酰酸循环体降解→脂肪→糖

这一微体的主要功能是蔗糖异生作用，整个过程涉及三个细胞器、两个主要过程。

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（4）前体物被加工成成熟多肽。

前体物的穿膜活动也符合信号假说原理。即，这些前体物具有氨基端顺序或肽链内部顺序——信号肽（特称导肽，Leader peptide，高度疏水性），靠此与细胞器膜上的信号肽顺序受体结合，穿膜进入细胞器，被信号肽酶切除信号肽，参与细胞器建成或功能活动。

从以上看出，决定新合成的多肽转移到细胞的哪个部位，是存在于多肽本身的某种信息。如信号肽，导肽等。但只有这一条还不够，还必须有能识别正在合成多肽的某些蛋白质分子，以帮助多肽的转运，折叠或装配，这一类分子本身并不参与最终产物的形成，特称为分子伴娘（molecular chaperones），如信号识别颗粒（SRP）。

三、膜泡运输

（一）网格蛋白有被小泡

负责蛋白质从高尔基体的TGN向质膜、胞内体或溶酶体和植物液泡运输。另外，受体介导的内吞负责将胞外物质运往胞内等。

（二）COPII有被小泡

负责从ER到高尔基体的物质运输。

（三）COPI有被小泡

负责回收转运内质网逃逸蛋白返回内质网（“开放的监狱”）。

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（一）生物氧化的分区和定位

（二）电子传递和氧化磷酸化的结构基础

虽然电子传递和氧化磷酸化偶连在一起，但它们又是通过不同的结构完成的。1968年，E.Racker等的亚线粒体小泡重建实验说明了这一问题（图示）。

由此可见，电子传递是在线粒体内膜上，氧化磷酸化由基粒承担。电子传递链（呼吸链）（electron transport chain，respiration chain）呼吸链是由存在于线粒体内膜上的众多酶系和其它分子组成的电子传递链。（1）复合物I NADH—Q还原酶，催化NADH的2个电子→辅酶Q（2）复合物Ⅱ 琥珀酸—Q还原酶，催化电子从琥珀酸通过FAD和铁硫蛋白传至辅酶Q（3）复合物Ⅲ 细胞色素还原酶，催化电子从辅酶Q传至CytC（4）复合物Ⅳ 细胞色素氧化酶，将电子从CytC→氧。2 基粒（F1—FO复合物）的超微结构

F1—FO复合物，又称内膜亚单位、呼吸集合体、ATP酶复合物、ATP合成酶等。这一结构最初是在1962年，由Fernadezmoran经负染色在电镜下观察到的，后来D.Green将其称为线粒体基粒，后改称基粒，实际上是一种ATP酶复合体，分子量约在448000。

它是由多条多肽链构成的复合结构，可分为三部分，即头、柄、膜三部。在ATP形成过程中共同发挥作用。氧化磷酸化的偶联机制

（1）化学偶联假说（Chemieal coupling hypothesis）（2）构象偶联假说（Conformational coupling hypothesis）（3）化学渗透学说（Chemiosmotic coupling hypothesis）

亦称电化学偶联学说，是1961年英国生化学家P.Mitchell提出的。对电子传递和氧化磷酸化问题作了较为另人信服的解释，故普遍为人接受，米切尔因此而获1978年诺贝尔化学奖。这一假说的中心思想是：在电子传递过程中所释放的能量转化成了跨膜的氢离子浓度梯度的势能，这种势能驱动氧化磷酸化反应，合成ATP。

（1）NADH提供一对电子，经电子传递链，最后为O2所接受。

（2）电子传递链中的载氢体和电子传递体相间排列，每当电子由载氢体传向电子传递体时，载氢体的H+便释放到内膜外。一对电子在呼吸链三次穿膜运动，向外室排放三对H+。（3）内膜对H+具有不可透性，故随电子传递过程的不断进行，H+ 在外室中积累，造成膜两侧的质子浓度差。

（4）外室中H+有顺浓度梯度返回基质的倾向，当H+通过F1—FO复合物时，ATP酶利用这一势能合成ATP。

（5）F1—FO复合物需2个质子合成一个ATP。

细胞生物学教案（完整版）叶绿体膜（chl membrane）

是两层光滑的单位膜（内、外膜）6-8nm，也称外被（outer envelope），是一个有选择的屏障，控制着叶绿体代谢物质的进入和排出。2 基质（stroma）

指叶绿体膜包围的，无结构，呈流动状态的物质。即叶绿体内膜与类囊体之间无定形物质，在基质中存在：

（1）叶绿体DNA 环状，每一叶绿体内可含有几十个拷贝；（2）70S核糖体；（3）mRNA、tRNA；（4）酶类；（5）RUBP羧化酶；（6）各种离子。3 类囊体

类囊体在基质中有两种形式存在，一种是较小的扁囊，多个5—30（10—100个）相互叠置成一摞，形成的结构称基粒（grana）。每一叶绿体中约含有40—80个基粒。组成基粒的类囊体称基粒类囊体（granum-thylakoid）或基粒片层（grana lamella）。另一种是较大的扁囊，贯穿于基粒之间，称基粒间类囊体或基质类囊体（stroma-thylakoid）或基质片层（stroma lamella）。它们顺着叶绿体的纵轴彼此平行排列。其存在意义在于，使膜片层的总面积大大超出叶绿体的面积。

可见基粒thylokoid中有PSI和PSII的机能单位，并分布在膜内表面，是PSII核心颗粒和捕光复合物结合成的。

而基质thylokoid中多有PSI的机能单位，多布于膜外侧。

除上述内在蛋白外，还有组成电子传递链的众多载体，包括○1PQ（质体醌）、○2PC（质体兰素，plastcyanin）、○3细胞素（Cytb—559，Cytf—553，Cytb6—563等）、○4铁硫蛋白（铁氧还蛋白ferrdoxin，Fd）、○5黄素蛋白。故将类囊体称为光合膜。

三、化学组成

四、叶绿体的功能——光合作用（photosynthesis）

绿色植物细胞，吸收光能，还原CO2，并利用水提供氢合成碳水化合物，同时放出分子氧的过程，称为光合作用。总过程分为两个阶段：光反应和暗反应。

（一）光反应（Light reaction）

叶绿素等色素分子捕获光能，将光能转化为ATP和NADPH的化学能，并放出氧的过程，是在类囊体膜上进行的，为能量转换过程。

光反应包括三个基本反应：原初反应、电子传递反应、光合磷酸化。

（1）原初反应（primary reaction）：指聚光色素分子吸收光量子传到反应中心进行光化学反应的物理过程。包括光能的吸收、传递与转换。

（2）电子传递反应：包括三个阶段：NADP+的还原反应；PSII与PSI之间的传递；放氧反应。（3）光合磷酸化反应：在有光存在下，当电子沿电子传递链传递时，形成ATP的过程称为光合磷酸化（photophosphorylation）。

当电子从还原势高处（Q）向还原势低的PSI传递时，能量下降，利用这一能量将ADP磷酸化形成ATP，这一过程称非循环式光合磷酸化（电子通路是开放的）。

当NADPH NADP+比值大时（缺少NADP+时），铁氧还蛋白（Fd）则将电子通过cytb6、cytf、pc传给P700+，利用这一能量使ADP磷酸化形成ATP，称循环式光合磷酸化（电子通路是闭合的）。（4）光合磷酸化机制 在一对电子的传递过程中，膜外消耗了三个质子，膜内则增加了四个质子，随着过程的不断进行，膜内外便建立了质子梯度，有向膜外穿出的趋势，当每3对H+通过CF1-FO复合物时，在CF1的催化下，合成一个ATP。

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（二）暗反应（dark reaction）

利用光反应产生的ATP和NADPH还原CO2形成碳水化合物，将活跃化学能变为稳定化学能，是在叶绿体基质中进行的。为物质代谢过程。

在高等植物固定CO2有三条途径：卡尔文循环（C3途径）、C4途径（Hatch-slack途径）和景天科酸代谢。卡尔文循环是最基本、最普通的，只有这一途径具备合成淀粉之能力，又称C3途径。

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线粒体的过程大致为：○1带有N-末端导肽的前体蛋白质首先与外膜上受体结合；○2蛋白质横跨外、内膜；○3N-末端导肽被基质中的蛋白酶切制；○4活化的成熟蛋白质进入基质。

五、线粒体、叶绿体的增殖与起源

（一）线粒体的增殖

（二）叶绿体的发育、增殖和起源

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二、核孔（nuclear pore）现多称核孔复合体（nuclear pore complex）

核孔直径通常在70—80nm或更大（80—120nm），70nm为常见，通道直径只有9nm。核孔数目在各细胞有所不同，一般占膜面积的8%。代谢旺盛，分化程度低，转录活动强的细胞，数目多，密度大。如两栖类处于灯刷染色体阶段和卵母细胞，密度可达35—65/μm2，总数达30×106个，而同一个体（两栖类）的成熟红细胞密度只有3个/μm2，总数只有150—300个。

（一）结构模型

对核孔复合体结构的解释有：纤丝模型、捕鱼笼式模型、圆柱状模型等。纤丝模型（Franke & Scheer 1974）在内外口边周有密电子的环状物质存在，称为环带，环带不是匀质的，其结构包括孔环颗粒（annular granules）：在内、外口周缘各排列有8个对称的、直径约10—25nm的球状颗粒，即孔环颗粒。孔环颗粒本身是由微细粒子和纤丝相盘绕而成。纤丝可分别在核被膜的核质面和胞质面与细胞核、细胞质中的基质蛋白相连甚至可以伸出很多（20—60nm）。中央颗粒（central granules）中央栓：在核孔中央有一粒状或棒状的颗粒，称中央颗粒，直径约5—30nm，并不充满整个核孔。中央颗粒有纤丝与孔环颗粒及周围孔壁相连，推测它与核孔的开闭有关。由于它具有核糖核蛋白体性质，在核质交换中起一定作用。所有人认为可能是由核内向胞质移动的核糖体前体一时附着于核孔，尚无定论。此外，还有辐（8个）、伸向核质，胞质的纤维等。

2捕鱼笼式模型（滴漏样模型）：此模型从横向看，从周边到核孔中心依次为环、辐、栓。从纵向看，由核外到核内依次为胞质环、辐（+栓）、核质环（核蓝），以及与核篮相连的“caber”网络。

胞质环，又称外环。

核质环则称为内环，向内形成捕鱼笼式的核篮。

辐由核孔边缘伸向中心，呈辐射状八重对称，进一步分为柱状亚单位、腔内亚单位和环带亚单位。栓（中央栓或中央颗粒）“transporter”。3 圆柱状模型（1992）。

（二）化学成分 核孔蛋白（nucleoporin,Nup）

（三）核被膜的主要功能 屏障作用 核被膜为内膜系统的组成部分，是将DNA局限在细胞核的关键结构，使细胞功能区域化。核——质间物质和信息的通道

通过膜的物质运输：（1）部分离子、水分子、100道尔顿以下的小分子（单糖、双糖、āā、核酸、组蛋白、RNA聚合酶、DNA聚合酶等）可以自由通过核膜；（2）有些大分子物质常以小泡形式排出核外（内膜局部先形成小泡，移向外膜，融合后排出，另外方式是物质先进入核周腔，然后经外膜外排或进入与核周腔相通的内质网腔。

通过核孔复合体的物质运输：核孔复合体可看作是一种特殊的跨膜运输蛋白复合体，构成核质间双功能、双向选择性运输的通道，双功能分为被动运输和主动运输。双向性为介导入核和出核转运。

被动扩散：功能直径约9—10nm，甚至12.5nm，允许离子、水溶性分子、代谢物小蛋白分子穿梭于核—质之间，进行自由扩散和协助扩散。

主动运输：对进出核的物质具高度选择性。表现在（1）对运输颗粒大小的选择，有效直径可调节；（2）是一个信号识别与载体介导的过程，需要ATP；（3）具有双向性。

进核物质（核输入）：复制、转录、染色体构建、核糖体组装等所需因子及酶运至核内。亲核蛋白的核输入：此类蛋白质一般含有特殊的氨基酸信号序列，称为核定位信号（NLS），存在于亲核蛋白的功能区域，对蛋白质进入核起“定向”“定位”的作用，从而保证整个蛋白质通过核孔的核输入。NLS序列可存在于亲核蛋白的不同部位，可以是连续的或不连续的，指导进入核后也

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不被切除。

出核物质（核输出）：各种RNA、核糖体亚单位。RNA的核输出是一种具有高度选择性的信号指导的过程。例mRNA及U1snRNA的5’端m7G帽子结构是二者核输出的关键，此现象称作帽结合活性。此外，RNA无论在核内还是核外，都是以RNA –蛋白质复合体形式存在，RNA的出核实际上是RNA-蛋白质的出核，蛋白质分子上可能有出和出核信号，称核输出信号（NES）。3 作为酶分子的支架

核膜上富集大量酶系（约50种），以膜蛋白形式镶嵌在核膜的磷脂分子层中，彼此保持一定的间距和组合，使各种生化反应有序进行，并进行彼此间的正、负反馈调节。4 作为基因调控的阀门

核膜可能参与DNA的合成及RNA前体的修饰。由于三种RNA分子要通过核孔进入 胞质，所以核孔的启闭和孔径的变化，能直接有效地调节转录信息的流量。5 在染色质（体）的定位及细胞分裂时发挥作用

染色质的终未细丝常常连接在核孔上，这有助于解释为何非常复杂的染色质在异常活跃的细胞核内不致紊乱。具有某些生物合成之功能 核膜上附有核糖体，可进行蛋白质的合成。

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生物界物种的多样性寓于DNA分子4种核苷酸千变万化的不同排列之中。DNA一级结构具多样性；二级结构具有多型性。DNA二级结构具有多形性 2 染色质蛋白质

（1）组蛋白：与DNA非特异性结合。这种蛋白质种类不多，都含有较多的碱性氨基酸，如精、赖氨酸，依所含这两种氨基酸的比率不同将组蛋白分为五类。

（2）非组蛋白：指染色体上与特异DNA序列相结合的蛋白质，故又称序列特异性DNA结合蛋白。3 序列特异性DNA结合蛋白的不同结构模式

序列特异性DNA结合蛋白，在与DNA结合时，其结构域可有以下几种不同的模式。

（1）α螺旋—转角—α螺旋模式（2）锌指模式（3）亮氨酸拉链模式（4）螺旋-环-螺旋结构模式（5）HMG框结构模式

三、染色质的基本结构单位——核小体

（一）实验证据

1、用温和方法使核破碎，将染色质铺在钢网上在电镜下观察，间期染色质呈纤丝状结构，直径约在20—30nm，称染色质粗纤维。

2、进一步用盐溶液处理，则显示10nm串珠状结构，称染色质细纤维，实际上是由核小体串连成的丝状结构—核小体丝。

3、再用微球菌核酸酶消化10nm的染色质细纤维后进行电泳，则得到200个bp或其倍数的DNA片段。

据此，Olins等提出了核小体结构模型。也曾称钮体（υ—body）和核粒。其结构要点包括：（1）每个核小体包括200bp左右的DNA和一个组蛋白八聚体分子及一分子组蛋白H1；（2）[H2A、H2B、H3、H4]2 组成球形组蛋白的八聚体；【H2AH2B(H3)2?(H4)2H2AH2B】（3）166bp的DNA（核心DNA）以左手方向盘绕八聚体2圈，不含H1时，为146个bp的DNA缠绕1.75周。（组蛋白H1和166bpDNA的核小体结构称为染色质小体）（4）H1锁封DNA进出口，附在八聚体上

（5）34bp（0~80）左右DNA连接两核心结构——连接区DNA（Linker DNA）

Olins & Kornberg认为：多个核小体连接而成10nm的形似念珠的染色质丝（核小体丝）是染色质的一级结构。

四、染色体包装的结构模型

（一）多级螺旋模型 螺线管（体）（粗纤维）（二级结构，间期存在形式）

2超螺线体（管）（超粗纤维）（三级结构，是染色质在有丝分裂前期的存在形式）

美人Bak（1977）观察到，由30nm的螺线体再进一步螺旋化，便形成一条直径为400nm（0.4μm）的圆简状结构，即为超螺线体。染色（单）体（Chromosome）（四级结构，是染色质在有丝分裂中期的存在形式）

由超螺线体再经折迭螺旋，形成长2—10μm直径约2000nm（2μm）的染色单体，由于在间期已经复制，故这时观察到的染色体，应包括两条染色单体。

（二）染色体骨架一放射环模型

主要解释30nm的螺线管如何进一步包装成染色体的。由Leammli等报道，认为：30nm螺旋管折叠成环，沿染色体纵轴由中央向四周伸出，构成放射环。

纵轴的中央为非组蛋白构成的染色体骨架，由30nm的螺线管折叠形成的DNA侧环（18个）从骨架向四周伸出形成“微带”，大约106个微带纵向排列构成子染色体。

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五、常染色质和异染色质

常染色质（euchromatin）：指间期核内染色质丝折叠压缩程序低，处于伸展状态，染色较浅的染色质。染色质丝折迭疏松，含有单一的或中等重复顺序的DNA，大多数能进行转录，（是具有活动功能的染色质）。但并非所以基因都具转录活性。其位置常远离核内膜。

异染色质（heterochromatin）：指间期核中染色质丝折叠压缩程度高，处于凝集状态，染色较深的染色质，实际上是染色质丝未伸展开的部分，又称为染色中心和假核仁。这部分染色质很少转录，处于不活动状态，其位置近核被膜。

（1）结构异染色质、组成型异染色质（constitutive heterochomatin）：又称恒定型异染色质，指在各种类型细胞，除复制时期以外的整个细胞周期都保持浓缩状态的染色质，最后复制。（2）兼性异染色质（Facultative heterochromatin）：又称功能型异染色质，指在某些细胞类型或一定发育时期和生理条件下，由原来的常染色质凝缩，并丧失基因活性变成的异染色质。

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CEN 着丝粒DNA序列——使两组子染色体平均分配到子细胞中去； TEL 端粒DNA序列——保证染色体的独立性和稳定性。

三、核型与染色体显带

四、两种巨大染色体（giant chromorome）

（一）灯刷染色体（lampbrush chromosome）

（二）多线腺染色体（polyrene chromosome）

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亦称转移酶I或T因子，是肽链形成时，催化氨基酸之间形成肽键的肽合成酶(催化P位上肽酰tRNA的基羟基与处在A位上氨酰基tRNA的氨基之间形成肽链)。位于大亚基上（“座斗”和“右侧扶手”）

rRNA与蛋白质比较，在核糖体上，rRNA是主要作用成分。此外，尚有其它众多因子。

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肌钙蛋白（tropnin）

（2）非肌肉细胞中的微丝结合蛋白

横连蛋白 提供肌动蛋白的结合部位，将几条肌动蛋白丝连结起来。主要包括：α-辅肌动蛋白、细丝蛋白、毛缘蛋白、纽带蛋白等。

戴帽蛋白（切断和封端蛋白）可结合到肌动蛋白丝的一端，调节丝的长度和装拆，如凝溶蛋白、断解蛋白、绒毛蛋白等。

单体稳定蛋白 可结合肌动蛋白单体，抑制G-肌动蛋白的聚合。

（二）装配

微丝是一种动态结构，持续进行组装和解聚。微丝可以随环境不同发生装配和解聚。G-actin可在微丝两端添加，但（+）极组装的速度较（-）极快，在一定条件下，可表现为一端因加亚单位而延长，另一端因亚单位脱落而减短，这种现象称踏车行为。

（三）特性

微丝对某些药物具明显的反应，其中主要的一种是细胞松弛素B（cytochalasin B），是从真菌长蠕孢代谢物中提取的一种生物碱，对微丝具有专一破坏作用（可切断微丝）。可利用此特性来研究微丝在细胞中的作用。

鬼笔环肽则可抑制肌动蛋白丝的解聚，使肌动蛋白纤维稳定。只与F肌动蛋白结合，而不与G肌动蛋白结合。

（四）功能

从已有资料来看，微丝具有多方面功能，但主要表现在两大方面：一是与微管一样起支架作用，维持细胞形状；二是参与细胞的各种运动。下面仅就微丝的运动作用作一介绍。1 肌肉收缩

（1）结构与化学组成

肌肉→肌纤维束→肌纤维（肌细胞）→肌原纤维。此外，肌纤维中还有横小管和肌质网等。肌原纤维的结构：光、电镜下观察，肌原纤维上排列着整齐的明、暗相间的带（横纹）。与Z线相连的为细肌丝，处于暗带的为粗肌丝。肌节就是由粗、细肌丝平行相间排列而成。（2）收缩机制

电镜下观察肌肉收缩时肌原纤维的变化，发现A带长度不变，只是Ⅰ带随收缩程度不同而有变化，由此推论粗肌丝的长度是不变的。

又知道，从一个肌节的H带未端到下一个肌节的H带起端，这一距离等于细肌丝总长度，当肌肉作最大收缩时，H带消失，而这一距离总长度未变，故认为细肌丝的长度也未发生变化。据上述现象，1959年，赫胥黎和汉森（Huxley ＆ Hanson）提出了肌肉收缩的滑动学说——“滑动丝模型”，认为在肌肉收缩时肌纤维长度的改变是由于两类肌丝相互滑动之结果，2 微绒毛 微绒毛的轴心结构是典型的高度有序的微丝束，不具收缩功能。应力纤维 应力纤维是真核细胞质的平行排列的微丝束，具有收缩功能。可能在细胞形态发生、细胞分化和组织形成等方面发挥作用。细胞质流动（cytoplasmic streaming）有两种细胞质流动方式：胞质川流和穿梭运动。5 细胞移动 指整个细胞的运动：a、具鞭毛、纤毛的细胞运动（眼虫、草履虫、精子等）靠微管滑动；b、不具鞭毛、纤毛的运动（变形虫、白血球、巨噬细胞）靠微丝运动的，胞质溶液中的微丝束。在细胞分裂中的作用（胞质分裂环）

二、微管（microtubule）

（一）形态结构及化学组成

微管是细胞质中细长而具一定硬性的圆管状结构（中空圆筒状），外径24~25nm；内径15nm，长度变化不等，可达数微米。它是一种蛋白质性质的细胞器，广泛存在于真核细胞中（近来在少数

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细菌中也有发现）。

1967—1968年发现组成微管的化学成分主要是微管蛋白（tubulin），是一种酸性蛋白质。1971年知道这种蛋白质有两个亚基（两型）——α型和β型。通常情况下，二者结合在一起，成为异二聚体，是构成微管的基本单位。

组成微管的化学成分除微管蛋白外，还包括其它一些蛋白质。通称为微管关联蛋白。主要分为两类：一是微管动力蛋白（马达分子），如Kinesin、Dyenin 等。对物质延微管运动起定向驱动作用。二是微管结合蛋白，已发现两大家族，即MAP蛋白类和Tau蛋白类。它们对骨架空间构建及细胞形态建成的关系极为密切。另外，还有一种称为tau蛋白，它可以控制微管延长。

（二）微管的装配

微管是一种不断更新、多变的细胞器，能自行聚合（装配）和解聚（分解）。装配方式是：首先α微管蛋白和β微管蛋白形成αβ二聚体，然后二聚体首尾相接形成原纤维，进一步经过侧面增加而扩张成片层。当聚合达到13条原纤维时，合拢形成一段微管（带状→片状→筒状）。新的二聚体不断添加上去，使微管延长。

（三）微管的特性（properties）

微管对某些外界因子敏感 首先低温和高钙可促进微管分解。此外，每一异二聚体上有秋水仙素和长春花碱等的结合位点，一旦结合则阻止微管聚合，并引起原有微管解聚。所以秋水仙素是微管的专一性抑制剂，常用作细胞分裂的阻断剂。

紫杉酚，重水（D2O），二者可促进微管装配，增加其稳定性。

（四）微管的功能

微管具有多方面功能，主要是支架和运动，现综合如下： 1 支架作用——维持细胞形状 2 控制细胞内物质运输 3 参与非肌细胞的运动 控制细胞分裂时染色体的运动 5 微管组成的细胞器——中心粒、基体

三、中间纤维（丝）（intermediate filament，IF）

亦称中等纤维或居间纤维。直径介于微管与微丝（粗肌丝与细肌丝）之间，直径10nm。无论秋水仙素，还是细胞松弛素B对此均无作用。

（一）成分

中间纤维成分复杂，类型多样。根据中间丝组织来源及免疫性性质不同分为：

○1张力丝（角蛋白丝）：又称张力原纤维，存在于动物上皮、表皮细胞，由角蛋白组成。（如桥粒的胞质斑上）。

○2结蛋白丝：存在于平滑肌，由结蛋白组成，为肌球、肌动蛋白丝提供支架。

○3波形丝：存在于成纤维细胞、间质细胞、中胚层来源的细胞，外形呈波纹状，由波形纤维蛋白组成。

○4神经丝：存在于神经细胞，组成网状。○5神经胶质纤维：存在于神经胶质细胞。

（二）结构特征及装配 非螺旋化的头部（N端）和非螺旋化的尾部（C端），其氨基酸顺序和肽链长度在不同中间纤维中差别较大。中部为中间纤维的主干，称为杆部（rod），长40-50nm，是由两个相邻亚基的对应α-螺旋区形成的双股超螺旋。此部分高度保守，在不同中间纤维都是类似结构。

在形成中间纤维时，首先是两条中间纤维多肽链形成超螺旋二聚体，然后两个二聚体反向平行以

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半交叠方式形成四聚体，再由四聚体首尾相接形成原纤维，最后每8根原纤维构成圆柱状的10nm中间纤维。

（三）功能

目前，对中间丝的功能了解甚少，根据现有资料，综合归纳下面几点：○1比微管、微丝耐消化（相当稳定），估计对核有固定作用，强制细胞核处在一定位置。○2可能与微管、微丝一起，共同起某些物质的运输作用。○3细胞分裂时可能对纺锤体和染色体有空间定向支架作用，并负责子细胞中细胞器的分配与定位。另外，通过桥粒，中间纤维在细胞间连续，对维持上皮连续性至关重要。由于中间纤维蛋白的表达具有组织特异性，推测它与细胞分化关系密切，对胚胎发育，上皮分化有影响作用。另外，对RNA的运输及转译活动有影响。

四、微梁网架（microtrabecular lattice）

微梁网架是70年代由美国学者Porter用超高压电镜发现的，是细胞质中一些细短纤维连接成的不规则的网架（示图）。直径在2—3nm、3—4nm长度一般小于0.2μm。这些纤维在细胞质中不形成集束，主要横跨在微管与微丝之间，形成致密的立体网络，起更精密的支架作用。

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时，首先进行旺盛的物质合成，为进入S期作各种准备。2 S期

S期长短差异，是与复制单位多少决定的。

S期的活动，是由于细胞内产生了一种蛋白质性质的DNA合成诱导者。有人将S期细胞与G1期细胞融合后培养，可引起G1期细胞核DNA复制提前。3 G2期 继续为进入M期创造物质条件

细胞能否顺利通过G2期进入M期，受到G2期检验点的控制，这一调控点有人称作R2。有人设想，可能与cAMP有关，也有人认为抑素在该期仍有作用。当这种细胞受适宜刺激后，无需DNA复制，可直接进入周期。4 M期

（三）细胞周期的研究方法 1 细胞周期各时相长短测定

（1）标记有丝分裂百分数法（Percentage of labelled mitosis，PLM法）此法目的是测定某一细胞群体的细胞周期的总时间Tc和各个时相的时长。

方法简述：给机体注入3H—TdR，处于S期细胞吸收3H—TdR被标记，随后G2期细胞开始出现标记细胞，接着在一短的tm时间后，出现的全是标记分裂相，并在ts—tm时间内保持不变，最后标记分裂相聚然消失。依标记分裂指数曲线升降过程，可推求出细胞周期各时相的时长。（2）流式细胞分选仪测定法 细胞周期同步化法（cell synchrony）是指将细胞群体阻留在细胞周期同一时相的方法。自然同步（natural synchrony）在自然界中，有些生物本身有部分地或短时间的细胞分裂同步的现象。

人工同步法 指用人为的方法，使培养细胞分裂同步化。

（1）诱导同步法（induction synchrony），这一方法是用物理、化学方法处理培养细胞，使之停留在细胞周期的某一时相。

a、DNA合成阻断法（代谢抑制法）：过量TdR可将细胞阻止在G1/S交界处。b、中期阻断法（分裂抑制法）秋水仙碱→M期 缺异亮氨酸→G1期

（2）选择同步法（selection synchrony）用人工方法，从细胞群体中选出某一发育时期的细胞。

a、分裂细胞收获法： b、细胞沉降分离法： c、选择性失活法： d、膜淘洗法： 细胞融合法 利用不同时相细胞间的融合，可以探讨各时相的生化变化及调控。

（四）特异的细胞周期 卵裂之特点：

○1周期短，几乎只有S、M。

○2卵内物质重新分布而无细胞的生长。○3核质比例越来越大渐近正常细胞。

二、细胞分裂（cell division）

（一）原核细胞的分裂

原核细胞和真核细胞的细胞分裂方式有很大的不同。原核细胞的分裂方式简单，细胞周期短，在适宜条件下可大量繁殖（如细菌每20分钟就可分裂一次），其分裂方式为一分二或二分裂，习

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惯上又称无丝分裂或直接分裂。

（二）真核细胞的分裂

真核细胞的分裂较原核细胞复杂的多，根据细胞在分裂过程中所表现的形式不同，大体分为三种类型，无丝分裂，有丝分裂和减数分裂。1 无丝分裂（amitosis）

又称直接分裂（direct division）因为这种分裂方式是细胞核和细胞质直接分裂。是发现最早的一种细胞分裂方式。早在1841年，R.Remak首先在鸡胚血细胞中观察到这种分裂方式。因为在分裂过程中没有出现纺缍丝和染色体的变化，所以1882年，Flemming提出无丝分裂的概念。2 有丝分裂（mitosis）

最初称这种分裂方式为核分裂（karyokinesis），因为在分裂过程中出现纺缍丝和染色体等一系列变化，然后才出现细胞的真正分裂，所以又称为间接分裂（indirect division）或有丝分裂。1882年Flemming提出，还由于这种分裂方式是多细胞生物体的体细胞的分裂方式，故又称体细胞分裂。

有丝分裂过程的分析

有丝分裂是一连续的复杂动态过程，为叙述方便，根据形态学上的变化，按这些过程的先后顺序分为前期（前中期）、中期、后期和未期。下面以动物细胞的分裂为例，说明各期特点 胞质分裂（cytokinesis）

除特殊组织细胞外，多数细胞在染色体解旋和核膜形成的同时，便进行细胞体的分裂，或称胞质分裂。但也有胞质分裂与核分裂不同步的。

动物细胞的胞质分裂，是以缢缩和起沟的方式进行的，缢缩的动力推测是由于在细胞质周边有一个微丝组成的“收缩环”，它的紧缩使细胞产生缢束，在缢束处起沟，使细胞一分为二。植物细胞的胞质分裂，因带有细胞壁的缘故，另具特点。是靠形成细胞板来完成的。

在分裂未期，赤道面处的纺缍丝保留下来，并增加微管数量，向四周扩展，形成桶状结构—成膜体（phragmoplast）。来自内质网和高尔基复合体的含有多糖的小泡移向成膜体，小泡膜融合在一起而成为细胞板（cell plate）。一些充满果胶类物质的小泡，继续向细胞板间添充，形成中胶层及初生壁成分。最后细胞板两层膜和亲体细胞的质膜融合，将细胞一分为二。3 减数分裂（meiosis）

meiosis是真核细胞中一种特殊类型的细胞分裂，出现在进行有性生殖的生物的生殖细胞中，是1883年Beneden最先阐述的，指通过两个细胞周期使染色体数目减少一半的细胞分裂方式。由于发生在生殖细胞成熟过程中，所以又有成熟分裂（maturation division）之称。

通过减数分裂使亲代与子代之间的染色体数目保持恒定，保证了物种的相对稳定性；另外在减数分裂过程中，发生非同源染色体的重新组合，以及同源染色体间的部分交换，从而使配子的遗传基础多样化，这就为生物的变异及其对环境条件的适应性提供了重要的物质基础。因此，减数分裂是生物有性生殖的基础，是生物遗传、生物进化和生物多样性的重要基础保证。（1）由mitosisi向meiosis的转变

精原细胞和卵原细胞是进行mitosis的，为什么到了初级性母细胞就改为减数分裂了呢？是什么因素控制调节这种分裂方式的转变的呢？这些问题尚不清楚，推测可能是多因素的综合作用结果，不过根据有些学者初步实验，可以断定这种转变是发生在前减数分裂的G2期。减数分裂前间期的G2期。

（2）减数分裂过程的分析

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减数分裂Ⅰ有其鲜明特点，主要表现在前期Ⅰ染色体配对和基因重组。减数分裂Ⅱ与一般有丝分裂雷同。

前期Ⅰ根据染色体的形态变化可划分为以下几个时期： 细线期

偶线期（合线期）粗线期 双线期 Meiosis的生物学意义及其与Mitosis之比较 5 影响细胞分裂的因素

能够影响细胞分裂的因素很多，而且极为复杂，目前还没达到对其全面认识的水平，下面仅就已取得的资料作一介绍。

（1）细胞大小（2）抑素（3）cAMP（4）激素（5）接触抑制（contact inhibition）

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是细胞周期调控者，是诱导细胞进入M期所必需。

进一步的实验又证明，周期蛋白可能参与MPF的功能调节。MPF的生化成分包括两个亚单位，即Cdc2蛋白和周期蛋白。当两者结合后，表现出蛋白激酶活性。Ccd2为催化亚基，周期蛋白为调节亚基。

四、CDK激酶和CDK激酶抑制物 1 CDK激酶

在分离的10多个cdc2相关基因所编码的蛋白质（Cdc2）都含有两个共同特点：一个是它们都含有一段类似的氨基酸序列，另一个是它们都可以与周期蛋白结合，并将周期蛋白作为其调节亚基，进而表现出蛋白激酶活性。因而它们被统称为周期蛋白依赖性蛋白激酶（Cyclin-dependent kinase），简称CDK激酶。所以后来又将cdc基因称为CDK基因。实际上CDK是cdc2（细胞分裂周期基因）等基因编码的蛋白激酶（P34cdc2激酶、P34cdc28激酶等）。2 CDK激酶抑制物

指细胞内存在的一些对CDK激酶活性起负性调控的蛋白质（Cyclin-dependent kinase inhibitors，CDKIS）。是能与CDKS结合并抑制其活性的一类蛋白质，是CDKS的负调控因子，具有确保细胞周期高度时序性的功能，在细胞周期的负调控过程中扮演重要角色。目前已发现多种。

细胞周期“驱动器”：指推动细胞周期的进程及各个时相间过渡的一组全酶复合物，包括CDKS，CDKIS及CDKS的正调控因子——周期蛋白（cyclin）。

五、细胞周期运转调控

在细胞周期中最主要的事件是遗传信息载体DNA在“DNA复制期”进行复制，DNA复制的起始标志着细胞周期的启动。因此，对DNA复制起始的调控是控制细胞周期的重要环节。

（一）DNA复制起始位置的调控

DNA复制的起始位置通常不是随机的，而是从染色体某一特定位点上开始。这个位点被称为DNA复制起始点（Origin of DNA RepLication），当前最为流行的观点是，DNA复制起始点是通过起始蛋白质结合在特定的DNA顺式序列上形成的。这一模型在原核生物和动物病毒的DNA复制中得到证实，但真核细胞要远比该模型复杂得多。

DNA起始序列（ARS：Autonomously Replication Seguence）；起始蛋白质（ORC：origin Recognition complex）

（二）复制起始位置的选择发生在G1期

G1期早期的CHO细胞核放入爪蟾卵抽提物中进行体外复制，DNA复制起始位置是随机的；G1期中晚期的CHO细胞核放入瓜蟾卵抽提物中复制，其起始位置就与细胞自身体内复制起始位置一致，不再是随机的了。

这表明在真核生物细胞周期的G1期中存在一个DNA定点复制的调控点，这个点被称为“DNA复制起始位置决定点（Origin Decision Point，ODP）。这是继70年代中期发现的

细胞生物学教案（完整版）

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是生物体内由正常细胞转变成的不受控制地恶性增殖细胞，细胞一旦发生癌变，其生物学属性则发生一系列变化。可认为是不正常的细胞分化过程。

一、主要特征

二、致癌因素

三、癌基因（Oncogene，onc）与抑癌基因 60年代末发现癌基因的存在。

本世纪初（1908）发现多种病毒可引起肿瘤的发生，称这些病毒为肿瘤病毒或致癌病毒（Oncogenic virus），有DNA肿瘤病毒和RNA肿瘤病毒，主要的是RNA肿瘤病毒，被称为逆转录病毒（retrovirus）。其中含有病毒癌基因（V-oncogne）RNA肿瘤病毒 ↓侵染 寄主细胞 RNA ↓反转录 cDNA（互补DNA）↓ DNA双螺旋 ↓

整合到寄主染色体一同复制，此时称细胞癌基因（C-oncogene）或原癌基因（proto—oncogene）

指存在于细胞中的与V-oncogene相对应的同源序列。原癌基因（细胞癌基因）存在于正常的细胞中，处于被阻遏状态或许还参与细胞正常活动。但是 Proto-oncogene（C-oncogene）↓致癌因子

oncogene（癌基因）↓

导致细胞发生癌变

细胞生物学教案（完整版）的一组蛋白质。目前已分离纯化或鉴定的有几百之多，主要包括各种基因调控蛋白。其功能都是通过与特异DNA序列相互作用而实现的，因此反式作用因子必须具备两种能力：一是它们必需识别定位在影响特殊靶基因的增强子、启动子和其它调控元件中的特异性靶序列；二是对于一个转录因子或正调控蛋白还要求它们能够通过与RNA聚合酶或其它转录因子结合而行使功能。

三、转录后水平调控

1、hnRNA的修饰加工

a、5′末端“戴帽”：即在5′末端的鸟嘌呤的N-7位上产生甲基化，变成7-甲基鸟苷（M7G），使5′末端成为5′-M7G-PPP。

生物学意义：可能阻止5′末端继续添加核苷酸，不受磷酸酶和核酸酶降解，起稳定mRNA的作用，并利于同核糖体小亚基结合，形成起始复合物。

b、3′-末端加“尾”：即在3′末端加上多个（200-250个）腺苷酸，形成PolyA“尾”。生物学意义：促使3′末端与内质网结合，而使3′末端稳定，另外可能有延长mRNA寿命的作用。利于从核孔中输出。

c、部分核苷酸甲基化：某些腺苷酸的

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蛋白质。所以认为，在真核细胞对基因表达调节的一条重要途径是产生稳定性的mRNA，处于隐蔽状态，在一定条件下进行翻译。

1、mRNA的稳定性

通过mRNA稳定性的变化来调控基因表达。原核细胞绝大多数的mRNA不稳定，靠其快速合成和快速降解来调整其基因表达以适应环境之变化。

真核细胞的mRNA相对来说稳定的多，影响mRNA的稳定性除mRNA分子3`端特殊信号序列外，某些mRNA的稳定性还受细胞外信号的影响。如激素。

在3`端非翻译区含有一长段含A和U的核苷酸序列，与其不稳定性有关。

2、mRNA翻译起始的调控

通过控制mRNA翻译的起始，来进行基因表达的调控。“隐蔽mRNA”，在受精前贮存并不起始翻译的mRNA。在受精后被激活，合成蛋白质，满足快速卵裂之需。

真核细胞mRNA相当稳定，可生存很长时间，例：海胆卵mRNA直到受精后才转译，种子中的mRNA要到萌发时才转译，为什么出现这种现象，有人提出“蒙面信使”理论：认为mRNA贮藏在由mRNA和核糖体以及一个蛋白质外壳组成的细胞质颗粒中，免遭酶的攻击而可长期保存，当有某种诱导因子时，除掉外壳进行转译。

3、翻译后加工水平调控

蛋白质合成后通常还需加工、修饰和正确折叠才能成为有功能活性的蛋白质。因此，在此水平上也存在表达的调控问题。

由上可知：细胞分化的基因表达调控主要是在转录水平上。总之，细胞分化机理是一相当复杂而又未能彻底阐明的课题，有待于今后详尽研究。

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第三篇：细胞生物学学习心得

细胞生物学学习体会

通过网络课程学习,有幸聆听到王金发教授对《细胞生物学》课程的讲授，使我不仅学到了细胞生物学专业新的知识与研究技术、方法,而且在教学方面也受益非浅。下面就我的学习谈一些体会。

一、全面学习了细胞生物学的专业知识

《细胞生物学》是一门包容量大、发展迅速的学科。内容涉及生物膜的结构与功能；内膜系统区室化形成及各种细胞器的结构与功能；细胞信号转导；细胞核、染色体以及基因表达；细胞骨架体系；细胞增殖及其调控；细胞分化、癌变及其调控；细胞的衰老与程序性死亡；细胞的起源与进化；细胞工程技术等多个方面。

(一)对细胞生物学的专业知识有了更深的认识。

1、细胞通讯方面

记得第一次听王老师的课就是讲授细胞的通讯，在多细胞生物中，细胞不是孤立存在的，而是生活在细胞社会中，它们必须协调一致，才能维持机体的正常生理机能，它们的协调是通过细胞通讯来完成的。细胞通讯是通过信号分子与受体的识别，从而在靶细胞内产生一系列反应的过程。信号分子有第一信使和第二信使之分，第二信使位于细胞内，由第一信使与受体识别后最先在胞内产生的，它主要与细胞内受体作用，所以受体也可分为表面受体和胞内受体。信号分子与受体的识别作用具有特异性。细胞信号传递所发生的反应有快速反应和慢速反应。快速反应是信号分子与受体作用后直接引起细胞内的一系列代谢反应；慢速反应则需要引起基因表达，再表现出各种代谢反应。细胞通讯过程是个复杂的过程，一个细胞的周围有上百种不同的信号分子，细胞要对这些信号分子进行分析，做出正确的反应。信号转换的研究在近年很热门，但进展缓慢，主要是因为信号转换的复杂性，不同信号的组合产生的效应是不一样的。

2、蛋白质的合成和分选机理

蛋白质的合成是在核糖体上，有两种合成体系，一种是在细胞质中游离的核糖体上，另一种是在膜旁核糖体上合成，它们合成的蛋白质将分布到不同的部位，如细胞膜、线粒体、核膜、细胞外等部位。这个过程叫蛋白质的分选，与信号肽和导肽有关。蛋白质的分选主要通过核孔运输、跨膜运输、小泡运输方式进行，重点了解小泡运输的机理。

3、细胞周期调控

由周期蛋白和周期蛋白依赖蛋白激酶的变化进行调控，认识了成熟促进因子MPF的本质，MPF由两个不同亚基组成，一个亚基是蛋白激酶，一个亚基是周期蛋白。还认识了细胞周期中的三个关键点的重要性，但目前对于细胞周期调控中的机理还不完全清楚，如周期蛋白是什么时候合成，由什么在操纵?如果能够完全弄明白细胞周期调控的机理，则肿瘤疾病的治疗是完全有可能的。

4、了解了细胞生物学研究的新进展

细胞生物学是生命科学的前沿学科，目前细胞生物学五大研究方向：细胞周期调控；细胞凋亡；细胞衰老；信号转导；DNA的损伤与修复。而最近几年的发展的重要研究方向是：RNA干扰、功能基因组学等。细胞生物学的核心问题是将遗传与发育在细胞水平上结合起来。

二、对于教书育人有了更深入的认识

王老师是一位非常优秀的教师，具有渊博的知识，在细胞生物学、遗传学、基因工程方面有深厚的造诣，讲课深入浅出，对问题分析透彻，注意启发学生思考问题。在这次学习中，我不仅学到了许多专业知识，更从王老师的授课中学到许多教学方法。

(一)在教学中注意启发式教育，以人为本，以学生为主体，充分调动学生学习的积极性、主动性和创造性。在传授知识的同时，使学生超越知识学习本身，实现了教学目的的提升，达到既教书又育人。“为了每个学生发展的需要，为了每个学生的都能成才”。这一教学理念自始至终贯穿在王老师的每一节课中。王老师在教学中充分发挥学生的“学习主体作用”，注意培养学生的好奇心，激发求知欲，王老师的每一课教学、能力训练目标十分明确。在授课中经常提出各种问题，组织学生进行讨论，引导学生独立思考，启发学生的创造性思维；在课堂上设计抢答分，鼓励学生勇于发表自己的观点。坚持教学相长，鼓励学生向老师提出问题，帮助学生树立“不唯书、不唯师、只唯实”的实事求是精神。在课堂上只讲重点、难点，讲思路、方法，讲学科发展前沿。同时提供英文原版书给学生阅读，把学生的学习活动从被动接受转到自我钻研的轨道上来。

(二)利用多媒体课件授课，丰富了课堂的信息量，增强直观性，更有利于学生理解。细胞生物学是一门微观的学科，其研究的对象细胞一般是肉眼看不见的，其生命活动更无法用肉眼看见，单纯用口很难讲得清楚。王老师参考了大量资料，制作了多媒体课件，配上英文原版书的彩图，把细胞的各种精细结构及各种生命活动反应过程形象、直观地表现出来。使学生更易理解，同时有更多的时间与学生讨论探索，教学效果非常好。(三)注重学生科研创新能力培养

细胞生物学是门实验的学科，学科的发展是通过不断地实验研究和对实验结果进行综合性分析逐步积累起来。王老师在授课中注重讲解前人实验设计的思路，实验结果的分析方法，引导学生进行思考，鼓励学生敢想，勇于实践探索。鼓励学生自由选题，查阅资料，组织学生专题报告会，大大提高了学生主动学习钻研的精神，培养学生的科研创新能力。

(四)在授课中注重学科发展的新成果、新技术的介绍，注重研究方法的培养。

在授课中经常介绍诺贝尔医学／生理奖的成果，并要求学生预测明年诺贝尔奖的专业领域，引导学生注意现代生命科技的发展趋势。

这次的网络学习，使我受益终生。在此，请允许我向王老师说一声谢谢，您不仅在知识、教学让我收获甚大，更重要的是在您的身上始终闪耀着一种人民教师乐于奉献、对教学工作高度负责的人格魅力，感染着我，鞭策着我，使我不断努力学习，我也体会到了“学高为师、德高为范”的真正含义，不断提高的责任感将指导着我终生学习。

第四篇：细胞生物学小结

细胞小结

通过前三章的学习，让我对细胞生物学有了更加深刻的了解。高中也曾学过关于细胞的一些知识，但是并没有这么系统，这些天的接触让我真正明白了细胞生物学所要学习和接触的内容。细胞生物学是在细胞水平上研究基本的生命活动，是一个在不同层次（显微、亚显微与分子水平）上以研究细胞结构、功能和重大生命活动及变化规律的学科。我们会学习细胞的基础知识，如细胞膜、细胞器和细胞核等，也会对研究这些内容的技术方法作进一步的了解。绪论为我们介绍了细胞生物学的主要研究内容和细胞生物学的发展史，细胞生物学是一个交叉学科，与分子生物学、生物化学等有着密不可分的联系。同时，我们也了解了一些新的研究方法，让我们对细胞生物学有了更加浓厚的兴趣，希望进一步去了解这些新的未知的东西。

细胞生物学是一个充满神秘色彩的学科，看不见的细胞建构起一个个各异的个体，引起我们浓厚的兴趣。当然，细胞生物学对我们也有很重要的现实意义，掌握扎实的细胞生物学知识，从而研究一些疾病的发生和预防，给人类带来福音。所以，我们应该认真学好细胞生物学，那么怎样学习细胞生物学呢？这些天的学习也让我有了一定的认识。

细胞生物学是一个不断发展的学科，所以首先我们应该用发展的眼光看待这个学科，不要一成不变。发展自己的抽象思维，学会用动态的观点来认识问题。细胞的结构与功能相统一，结构的存在就意味着其对应着相应的功能，我们在学习过程中应将其结合，这样才会学的轻松快乐。同时，细胞生物学是一个实验性的学科，光学习理论知识是不够的，我们应该在实验室将学到的知识加以应用与巩固，当然，细胞生物学的很多成果都是出于实验室，所以在学习的过程中，我们一定要重视实验的重要性，在实验中锻炼自己的技能，夯实实验基础，为以后进实验室打下坚实的基础。有人说，21的世纪是生物的世纪。虽然这么说，生物的发展却也不瘟不火，作为一名生物专业的学生，我们应该紧跟学科发展前沿，积极探求知识，完善自己的知识框架，同时也学到更多课本之外的知识。

第五篇：细胞生物学学习心得

细胞生物学研修心得

细胞生物学是生命科学的基础学科，是一门飞速发展的前沿学科，他与分子生物学、发育生物学、神经科学等相互渗透与交融，他是生命科学的出发点，也是其汇聚点，可见他在生命科学领域的重要性。在高校作为生物学类的一门专业基础课程，如何将它上好，显得尤为重要。而通过王老师课程的学习，让我受益匪浅，具体总结如下：

（一）教书和育人相结合。

教学不但是教授一门课程的知识，还需要教学生如何做人。在平时的教学过程中，我们往往只注重教授书本知识或者与所上课程相关的知识，而不会教学生应该怎样做人，忽视对学生思想品德的教育，觉得思想教育应该是辅导员老师的事。而事实上一般平均300学生左右才配备一名辅导员，单单依靠辅导员老师的力量，那是非常有限的，所以思想教育他依赖于每一位老师，贯穿于我们的教学课堂中，耳濡目染会起到事半功倍的效果。

（二）与时俱进，与学生共享最新进展。

细胞生物学作为一门飞速发展的学科，他的成就日新月异，所以正如王老师课上讲的，我们要与时俱进，及时了解最新研究进展，并且将最新的研究进展引入课堂，而不能单单的只教授书本的知识，书本知识只是最基本的知识，但是他永远落后于前沿知识。而作为一名教师，更要随时给自己充电，丰富自己的知识，不能只当复读机。

（三）课堂中融入生活中的趣事，调动学生的兴趣。

细胞生物学课程知识点多而且散，大多数内容比较枯燥泛味，学生上课经常会不集中精力，所以利用一些与所讲内容有关联的生活中趣事，来调动学生的兴趣，吸引学生的注意力，这样确实可以大大提高上课效率。在以往的教学中，在这方面是有所欠缺的，所以以后要学会，加以运用。

（四）应用幽默诙谐的语言活跃课堂氛围。

该门课程作为一门自然科学课程，他有很多专业术语，如果上课一味的就很严格的运用专业术语上课，学生很快就会觉得课堂沉闷，没有意思，而且有些知识点也不易理解，而如果用诙谐幽默的语言，或者打比方的方式，就更通俗易懂，易于接受，并且可以活跃课堂气氛，增强师生间的互动。

（五）巧用思维导图，提高学生学习效率。

思维导图这种基本技能，其实在生活中经常用到，用它来进行归纳整理知识，不但直观易记，而且在整理的过程当中我们对所学的知识已经进行了自我梳理与消化，所以应该强化这种技能的培养。在实际教学中一般教师自己可能会运用，但是却很少人像王老师那样，要求学生自己来做思维导图。每个人的思维方式是有一定差异的，所以让学生自己梳理归纳做出的思维导图肯定更利于学生自己的学习与记忆，成效会更加的显著。在以后的教学中我们应该注重学生这方面能力的培养，扬长避短。

以上是我通过向王老师的学习几点比较深的体会，在以后的教学中会吸取精华，灵活运用到课堂中，提高教学的趣味性、实效性，争取让自己的课堂变得更加的生动有趣，让学生越来越自发的爱上细胞生物学。