细胞生物学小结

第一篇：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。

第二篇：细胞生物学-各章小结和重点难点题库

第四章

细胞质膜

本章小结

• 细胞膜与其他生物膜一样都是由膜脂与膜蛋白构成的。

• 膜脂主要包括甘油磷脂、鞘脂和胆固醇。甘油磷脂是构成膜的主要成分，主要包括磷脂酰胆碱、磷脂酰丝氨酸、磷脂酰乙醇胺和磷脂酰肌醇等；鞘脂是鞘氨醇的衍生物，主要包括神经鞘磷脂、脑苷脂和神经节苷脂等。

• 膜蛋白可分为内在蛋白、外在蛋白和脂锚定蛋白3大类。

• 内在蛋白可以单次或多次螺旋、折叠片或形成大复合物的方式与膜脂结合；外在蛋白靠离子键或其他弱键与膜内在蛋白或膜脂结合；脂锚定蛋白通过与之共价相连的脂肪酸（质膜内侧）或糖基磷脂酰肌醇（质膜外侧）锚定在质膜上。

• 膜的流动性与膜的不对称性是生物膜的最基本特性。

• 膜的流动性表现：膜脂分子具有侧向扩散、旋转运动、弯曲运动与翻转运动；膜蛋白具有侧向扩散和旋转运动，但不具备翻转运动。

• 膜的不对称性表现：膜脂分布的不对称性（质膜外小页SM、PC多，质膜内小页PS、PE多）；膜蛋白的不对称性（糖蛋白全部分布于质膜外小页面）。

• 膜骨架是细胞质膜与膜内的细胞骨架纤维形成的复合结构，它参与维持细胞的形态、并协助细胞质膜完成多种的生理功能。

• 各种不同的膜蛋白与膜脂分子的协同作用不仅为细胞的生命活动提供了稳定的内环境，而且还行驶着物质转运、信号传递、细胞识别等多种复杂的功能。

• 胞膜窖是近年来发现的新的细胞质膜结构，可能是窖蛋白与脂筏结合形成的一种特殊结构。在细胞的胞饮、蛋白质分选、胆固醇的发生、信号转导、肿瘤的发生中具有重要作用。

本章重点与难点

• 膜脂与膜蛋白的主要类型

• 不同膜蛋白与膜脂的结合方式 • 膜脂与膜蛋白的运动方式 • 膜的流动性与不对称性特征 • 细胞质膜的基本功能

第五章

物质的跨膜运输

本章小结

• 细胞质膜具有选择通透性，是细胞与细胞外环境之间物质运输的屏障。广义的细胞物质运输包括跨膜运输、胞内运输与转细胞运输。

• 几乎所有小的有机分子和带电荷的无机离子的跨膜运输都需要膜运输蛋白。膜转运蛋白包括：载体蛋白、通道蛋白以及微生物分泌的离子载体。

• 载体蛋白是多次跨膜的整合蛋白，每种载体蛋白能与特定的溶质分子结合，通过构象改变介导溶质分子的被动或主动跨膜运转。

• 通道蛋白形成跨膜的亲水性通道，介导溶质的被动跨膜运输。可分为离子通道与水通道。

• 根据应答信号的不同，离子通道可分为：电压门通道、配体门通道和压力激活通道。离子通道具有3个显著特征：①具有离子选择性；②不与转运离子结合，转运速率高且无饱和性；③非连续性开放而是门控的。

• 水通道是细胞膜上四个相同水通道蛋白亚基构成的四聚体，每个亚基为6次跨膜蛋白，特异性被动转运水。

• P-型离子泵包括：Na+/K+-泵、Ca2+-泵、P-型H+泵等。在转运离子过程中，P-型离子泵发生磷酸化与去磷酸化引起构象改变，实现离子跨膜转运。

• Na+/K+-泵每个循环消耗1个ATP泵出3个Na+泵入2个K+。动物细胞借助Na+/K+-泵维持细胞 渗透平衡；同时利用胞外高浓度的Na+所储存的能量，通过协同运输从胞外摄取营养。植物细胞、真菌和细菌质膜上没有Na+/K+-泵而具有P-型H+泵，将H+泵出细胞，建立跨膜H+的电化学势，驱动细胞的协同运输。Ca2+-泵每消耗1分子ATP泵出2个Ca2+。Ca2+-泵将Ca2+-泵出细胞或泵入细胞内钙库(内质网、线粒体等)，维持细胞内低浓度的Ca2+。

• 离子载体大多是微生物合成的小的疏水分子，溶于膜的脂双层中，能保护带电离子被动通过脂双层。可分为通道形成离子载体（短杆菌肽）和可动离子载体（缬氨霉素）。

• 物质的跨膜运输分为简单扩散、被动运输与主动运输。简单扩散是小分子物质以热自由运动方式顺电化学梯度或浓度梯度通过脂双层进出细胞。

• 被动运输（协助扩散）指溶质在膜蛋白协助下，顺电化学梯度或浓度梯度通过细胞膜进出细胞。需载体蛋白参与，具有运输物质的选择性和转运饱和性，比简单扩散高几个数量级。

• 主动运输是由载体蛋白所介导的物质逆浓度梯度或电化学梯度由浓度低的一侧向浓度高的一侧进行跨膜转运的方式。主动运输需要与某种释放能量的过程相耦联，主动运输可分为ATP直接提供能量(ATP驱动泵)、ATP间接提供能量(协同运输)和光能驱动3种类型。

• ATP直接提供能量的主动运输可分为4类：P-型离子泵、V-型离子泵、F-型离子泵和ABC超家族。前3种只转运离子，后一种主要转运小分子。

• P-型离子泵包括：Na+/K+-泵、Ca2+-泵、P-型H+泵等。在转运离子过程中，P-型离子泵发生磷酸化与去磷酸化引起构象改变，实现离子跨膜转运。

• Na+/K+-泵每个循环消耗1个ATP泵出3个Na+泵入2个K+。动物细胞借助Na+/K+-泵维持细胞渗透平衡；同时利用胞外高浓度的Na+所储存的能量，通过协同运输从胞外摄取营养。植物细胞、真菌和细菌质膜上没有Na+/K+-泵而具有P-型H+泵，将H+泵出细胞，建立跨膜H+的电化学势，驱动细胞的协同运输。Ca2+-泵每消耗1分子ATP泵出2个Ca2+。Ca2+-泵将Ca2+-泵出细胞或泵入细胞内钙库(内质网、线粒体等)，维持细胞内低浓度的Ca2+。

• V-型离子泵、F-型离子泵结构相似但功能不同。V-型离子泵分布于动物细胞胞内体、溶酶体和植物细胞液泡膜上等，是利用ATP水解供能从细胞质基质中逆H+电化学梯度泵出H+进入细胞器，以维持基质pH中性和细胞器内pH酸性；F-型离子泵又称为H+-ATP合酶，分布于细菌质膜、线粒体内膜和叶绿体类囊体膜上，利用H+顺浓度梯度运动所释放的能量合成ATP。

• ABC超家族由2个跨膜结构域(T)和2个胞质侧ATP结合域(A)构成，T结构域形成运输分子的跨膜通道。正常生理条件下，ABC蛋白是细菌质膜上糖、氨基酸、磷脂和肽的转运蛋白；是哺乳类细胞亲脂性药物、胆固醇和其他小分子的转运蛋白。

• 协同转运是一类由Na+/K+泵（或H+-泵）与载体蛋白协同作用，靠间接消耗ATP所完成的主动运输方式。可分为同向转运和反向转运。

• 真核细胞通过胞吞作用和胞吐作用完成大分子与颗粒性物质的跨膜运输，又称为批量运输。

• 胞吞作用又可分为吞噬作用和胞饮作用。吞噬作用是某些特化的细胞具有的信号触发过程，摄入大的颗粒性物质，需要微丝及其结合蛋白的帮助。胞饮作用是所有真核细胞都具有的一个连续发生的过程，摄入溶液和分子；主要有网格蛋白依赖的胞吞、胞膜窖依赖的胞吞、大型胞饮作用及非网格蛋白/胞膜窖依赖的胞吞作用等类型。

 胞吐作用是将细胞内的分泌泡或其他某些膜泡中的物质通过细胞质膜运出细胞的过程，可分为组成型胞吐途径和调节型胞吐途径。组成型胞吐是所有真核细胞都有的胞吐，其缺省途径是：粗面内质网→高尔基体→分泌泡→细胞表面。调节型胞吐是特化的分泌细胞受到信号刺激是，储存于细胞内的分泌泡与质膜融合释放内含物的途径。

• 胞吞作用与胞吐作用均涉及膜的融合，需要细胞提供为此提供能量，因此属于主动运输。• 胞吞作用与胞吐作用的动态过程对质膜更新（膜流）和维持细胞的生存与生长是必要的。难点与重点

• 膜转运蛋白的类型和功能

• 被动运输的主要类型和各自特点 • 主动运输的3种主要类型 • • • • ATP驱动泵的类型及其作用机制 协同运输的两种主要类型

胞饮作用与吞噬作用的联系与区别

组成型胞吐与调节型胞吞的联系与区别

第六章 线粒体与叶绿体

本章小结

• 线粒体和叶绿体都具有双层膜结构，都具有内外膜、膜间隙和基质；外膜含有通透性高的孔蛋白；内膜通透性低，线粒体向内折叠形成嵴；叶绿体内膜并不向内折叠成嵴，但具有膜结构的类囊体； • 线粒体是氧化代谢的中心，糖酵解生成的丙酮酸进入线粒体基质，经TCA生成CO2、NADH或FADH2，电子进入呼吸链进行氧化磷酸化，最后生成ATP和水。

• 线粒体内膜上分布有由黄素蛋白、细胞色素、泛醌、铁硫蛋白和铜原子组成的4种电子传递复合物(I、II、III、IV)；由复合物I、III、IV组成NADH(主)呼吸链，由复合物II、III、IV组成FADH2(次)呼吸链；

• 叶绿体的类囊体膜上分布有由细胞色素、黄素蛋白、质体醌、质体蓝素和铁氧还蛋白等构成的电子传递复合物，主要包括PS II、PS I 及细胞色素bf复合物。

• 叶绿体的主要功能是进行光合作用。光合作用分为“光反应”和“碳固定”两个过程。• 线粒体和叶绿体都为半自主性细胞器。

• 线粒体和叶绿体的增殖主要是通过分裂进行的，成熟的线粒体可以进行分裂，但成熟的叶绿体不能分裂。线粒体的融合与分裂及叶绿体的分裂与一类大分子GTPase蛋白密切相关。• 有关线粒体和叶绿体的起源主要有内共生学说和非内共生学说。难点与重点

• 膜转运蛋白的类型和功能

• 被动运输的主要类型和各自特点 • 主动运输的3种主要类型

• ATP驱动泵的类型及其作用机制 • 协同运输的两种主要类型

• 胞饮作用与吞噬作用的联系与区别

• 组成型胞吐与调节型胞吞的联系与区别

第七章 细胞基质与内膜系统

本章小结

 细胞内膜系统指结构、功能乃至生物发生上相互关联、由膜包被的细胞器或细胞结构，主要包括内质网、高尔基体、溶酶体、分泌泡和胞内体等。

 内质网可分为rER和sER两大类。rER的主要功能包括合成分泌性蛋白、膜蛋白及细胞器留驻蛋白，蛋白质的修饰加工（主要为N-糖基化）和多肽链的折叠；sER的主要功能是合成脂类，并具有解毒等功能。

 高尔基体是一个极性细胞器，由高尔基体顺面网状结构(CGN)、顺面膜囊、中间膜囊、反面膜囊、反面网状结构(TGN)5部分组成，是蛋白质加工（主要发生O-连接的糖基化）、分选、包装与运输的中心，在膜流中起枢纽的作用。

 溶酶体中含有多种酸性水解酶，主要的功能是进行细胞内的消化作用。溶酶体的发生是蛋白质分选的典型代表，其分选信号是M6P，是在信号斑指导下发生的特异位点的磷酸化。通过高尔基体网格蛋白有被小泡分选入特定的囊泡。

 过氧化物体是一种异质性的细胞器，其发生是通过已有过氧化物体的分裂形成的。本章重点及难点

1.内质网的主要功能 2.内质网应激及其信号调控

3.高尔基体的结构特征及其生理功能 4.溶酶体的的生物发生过程

第八章

蛋白质分选与膜泡运输

本章小结

 蛋白质分选主要分为2条途径：后翻译转运途径和共翻译转运途径。从细胞内合成的蛋白质转运方式或机制不同，蛋白质转运可分为4类：蛋白质的跨膜转运、膜泡运输、选择性的门控转运和细胞质基质中的蛋白质的转运。

 蛋白质一级结构上的信号肽及停止转移序列决定不同蛋白质通过不同途径分选入特定的细胞器或细胞位置，执行各自功能（信号假说）。

 细胞质中合成的线粒体、叶绿体和过氧化物酶体蛋白，其特有的靶向序列决定了蛋白质的归宿。膜泡运输是细胞内分泌蛋白分泌（胞吐）和细胞摄取物质的重要途径。膜泡运输中有三种有被小泡参与：COP II、COP I和网格蛋白/接头蛋白包被膜泡。COP II包被膜泡负责rER→Gol的顺向运输；COP I包被膜泡负责Gol→rER的逆向运输；网格蛋白/接头蛋白包被膜泡负责高尔基体TGN向质膜、胞内体、溶酶体的出芽及细胞的内吞作用。它们的组装均受小分子GTP结合蛋白的调控(Sar1和ARF)。

。运输泡的锚定与融合是一个特异性的过程。Rab及Rab效应器的特异性识别使膜泡与靶膜锚定在一起；由运输泡上的v-SNARE和靶膜上的t-SNARE间特异性识别以及NSF和SNAP的参与引起运输泡与靶膜间的融合。本章重点及难点

1.信号肽假说、蛋白质分选的基本途径及类型；

2.COP II、COP I及网格蛋白包被膜泡形成的机理； 3．膜泡的定向运输及机理

第九章

细胞信号转导

本章小结

• 细胞通讯是多细胞生物细胞间或细胞内通过高度精确和高度有效的接受信息的通讯机制并通过放大作用引起快速的细胞生理反应。

• 细胞通讯可概括为3种方式：①膜结合分子的信号传递；②通过通讯连接（间隙连接和胞间连丝）的细胞通讯；③通过分泌信号分子的细胞通讯，这是多细胞生物普通采用的通讯方式。

• 通过分泌信号分子的细胞通讯依据分泌细胞与靶细胞的距离分为4种：自分泌、旁分泌、内分泌和通过化学突触传递神经信号，其中内分泌是大多数分泌信号分子的作用方式。• 信号分子主要分为三类：亲脂性分子、亲水性分子、气体信号分子。

• 信号分子的受体分两类：细胞内受体、细胞表面受体。细胞内受体与亲脂性分子结合，细胞表面受体与亲水性分子结合。

• 细胞内受体主要含3个功能结构域：位于C端的配体结合位点，位于中部与DNA结合的结构域，位于N端的激活基因转录结构域。正常情况下，胞内受体与抑制蛋白复合物结合处于无活性状态，激素与受体结合成复合物后，引起抑制复合物解离，受体结合DNA的部位暴露出来，受体由此被激活。

• 细胞表面受体主要分为三大家族：离子通道耦联受体、G蛋白耦联受体、酶连受体。这些受体都具有配体结合结构域和产生效应的结构域，分别具有结合特异性和效应特异性。

• 细胞表面受体的活化依赖于配体的结合，通过效应器蛋白的活化导致产生胞内第二信使。目前公认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+通过与CaM结合引起蛋白质磷酸化，PIP3 可活化PKB，DAG活化PKC，IP3作用于细胞内钙库引起内源性Ca2+浓度升高。在细胞信号转导中，除受体和第二信使外，还有两类蛋白起分子开关作用。一类是GTPase开关蛋白，包括三聚体G蛋白和单体G蛋白，其活性受GEF、GAP和GDI的调节；另一类是通过蛋白激酶和蛋白磷酸酶调节蛋白质的磷酸化与去磷酸化。

• NO作为气体信号分子，具脂溶性，可快速扩散透过细胞膜，改变鸟苷酸环化酶的构象，使cGMP合成增多，激活PKG，引起平滑肌舒张，血管扩张。

• 离子通道耦联受体是多亚基组成的受体/离子通道复合体，属配体门离子通道。配体与受体结合引起离子通道的开启或关闭。受体本身既有信号结合位点，又是离子通道，其跨膜信号转导无需中间步骤。

• G蛋白耦联受体是细胞膜表面单条多肽经7次跨膜形成的受体，该信号通路中配体与受体结合后引起靶蛋白反应需要通过三聚体G蛋白。根据第二信使不同分为cAMP信号通路和磷酯酰肌醇信号通路。

• cAMP信号通路的反应链为：激素→G蛋白耦联受体→G蛋白→腺苷酸环化酶→ cAMP →PKA→基因调控蛋白→基因转录。

• 磷酯酰肌醇信号通路也称双信使通路。反应链为：激素→G蛋白耦联受体→Gq蛋白→PLC-，催化PIP2水解为IP3和DAG；IP3引起Ca2+升高，Ca2+与CaM结合引起蛋白质磷酸化；DAG活化PKC，引起蛋白质磷酸化，从而引起细胞反应。

• 受体酪氨酸蛋白激酶(RTK)是细胞表面一大类重要的酶连受体，配体与受体结合，导致受体二聚化，激活受体的酪氨酸蛋白激酶活性，引起一系列磷酸化级联反应，终致细胞生理和/或基因表达的改变。

• RTK－Ras信号通路是这类受体所介导的重要信号通路。其基本途径是：配体→受体→接头蛋白→ Sos→Ras→Raf(MAPKKK)→MAPKK→MAPK→进入细胞核→其他激酶或基因调控蛋白的磷酸化修饰。

• 细胞因子受体是细胞表面一类酪氨酸蛋白激酶联系的受体，这类受体的活化激活Jak－STAT信号通路，进而调节基因表达。

• 黏着斑除了起锚定连接作用外，在细胞通讯中也发挥作用。由细胞表面到细胞核信号转导的途径为：细胞外基质→整联蛋白结合→酪氨酸激酶Src→斑蛋白激酶FAK →GRB2→Sos →Ras→ Raf → MAPK级联反应途径。

• 细胞对信号反应表现出发散性和收敛性，且不同信号通路间存在“交叉对话”（串扰）现象，使得细胞通讯非常复杂。

• 在细胞信号转导中，信号的解除与终止同样非常重要。细胞通过对信号分子和第二信使的降解减少对细胞的刺激，通过受体没收、受体失活、信号中断等方式减少细胞对信号的反应。

本章难点与重点

1.信号分子和信号分子受体的类型 2.胞内受体的结构与信号转导模式

3.三聚体G蛋白与G蛋白耦联受体的结构及在信号转导中的作用 4.cAMP信号通路与磷酸酰肌醇信号通路的区别与联系 5.酶联受体介导的信号转导

6.细胞表面整联蛋白的信号通路

7.细胞信号转导的发散性、收敛性与交叉对话 •

第10章

细胞骨架

本章小结

• 细胞骨架是真核细胞中由蛋白质亚基组装成的纤维网络体系，主要包括微丝、微管和中间丝。细胞骨架是一类高度动态的结构，它们通过蛋白质亚基的组装/去组装过程来调节细胞内骨架网络的分布和结构。

• 微丝又称肌动蛋白丝，是由球形肌动蛋白G-actin单体形成的螺旋状纤维(F-actin)。微丝具有极 性，G-actin结合ATP的方向为微丝的负端。

• 微丝组装时具有踏车现象。细胞松弛素 B 导致微丝解聚，鬼笔环肽稳定微丝，防止微丝解聚。• 肌球蛋白是细胞内最重要的依赖于微丝的马达蛋白。微丝的功能与几乎所有形式的细胞运动有关，如参与肌肉收缩、细胞变形运动、胞质分裂以及细胞内物质运输等活动。

• 微丝与膜整合的钙粘蛋白构成黏着带与黏着斑，构成细胞与细胞、细胞与细胞外基质间的锚定连接，提高细胞的抗机械强度。

• 微管是由-微管蛋白二聚体组装而成的中空管状结构。细胞内微管通常以单管、二联微管或三联微管形式存在。中心体和基体细胞内最主要的微管组织中心。

• 微管具有极性；二聚体以首-尾排列的方式进行组装，-tubulin端为(-)端，-tubulin端为(+)端。

• 沿微管驱动物质运输的马达蛋白主要包括驱动蛋白和动力蛋白。驱动蛋白由两条重链组成的头部和重链末端与轻链共同组成的尾端构成，头部具有ATPase活性，可以沿微管由负端向正端运动；尾端与被转运物质或膜泡结合。动力蛋白由2条或3条重链及多条轻链组成，驱动物质沿微管从正端向负端运行。

• 微管的主要功能是细胞内物质运输、维持细胞形态、构成鞭毛和纤毛、纺锤体与染色体运动及细胞器的定位等。

• 中间丝是细胞中成份最复杂、结构最稳定的细胞骨架成分，中间丝具有组织特异性，不同组织细胞具有不同的中间丝蛋白。

• 中间丝没有极性，中间丝的组装由单体组装为极性的二聚体，两个二聚体以反向平行形式形成四聚体，四聚体是细胞质内中间丝组装的最小单位；由四聚体进一步组装成中间丝。

• 中间丝的组装与去组装受中间丝蛋白的磷酸化和去磷酸化控制，中间丝蛋白磷酸化引起去组装，去磷酸化引起组装。

• 核内膜下的核纤层由中间丝构成，主要由核纤层蛋白A和B组成，细胞分裂过程中核纤层出现周期性的解聚与聚合。

• 中间丝的功能包括：增强细胞抗机械拉力的能力、参与桥粒与半桥粒的形成、维持细胞核膜的稳定、与DNA复制与转录有关等。

本章难点与重点

• 微丝的组成与组装

• 肌球蛋白的结构与肌肉收缩机理 • 微管的组装与去组装

• 驱动蛋白与动力蛋白的结构与功能 • 微管滑动的机理 • 微管的功能

• 中间丝的成份与组装特点 • 核纤层的组成与周期性变化

第11章

细胞核与染色质

本章小结

• 细胞核是真核细胞内最大、最重要的细胞器，是细胞遗传与代谢的调控中心。细胞核主要由核被膜(包括核孔复合体)、核纤层、染色质、核仁及核体组成。

• 核被膜与核孔复合体是真核细胞所特有的结构，作为细胞核与细胞质之间的界膜，将基因转录与翻译过程在时空上分开。核被膜主要由核外膜、核内膜、核孔复合体、核周隙和核纤层组成。• 核孔复合体主要由胞质环、核质环、辐和栓4种结构亚单位组成，核质环在核内形成“捕鱼笼”结构。

• 核孔复合体构成核质交换的双向选择性亲水通道。通过核孔复合体的物质运输小分子的自由扩散和大分子的主动运输。通过核孔复合体的主动运输包括核输入和核输出，核输入需要核定位信号(NLS)，而核输出需要输出信号(NES)，同时还需要转运蛋白和输出蛋白等的参与。亲核蛋白通过核孔复合体转运主要包括结合、转移和解离三个过程。

• 染色质是间期细胞核内由DNA、组蛋白、非组蛋白及少量RNA组成的线性复合结构。构成染色质的DNA包括B型、A型和Z型3种构型，不同构型的DNA其大沟和小沟的特征在遗传信息的表达中起关键作用。

• 组成染色质的蛋白分为组蛋白和非组蛋白。组蛋白很少有组织特异性，包括H2A、H2B、H3、H4四种核小体组蛋白和H1组蛋白。非组蛋白多数是序列特异性DNA结合蛋白，具有组织特异性，是重要的基因表达调控蛋白。

• 核小体是构成染色质的基本结构单位，每个核小体由组蛋白八聚体核心及200bp左右的DNA分子和一分子H1组蛋白构成。核小体使染色质成为10nm的串珠结构，再通过螺旋化形成30nm的螺线管结构。螺线管再通过多级螺旋模型或骨架－放射环结构模型形成染色体，使染色质高度压缩。• 间期染色质可分为常染色质和异染色质，异染色质又可分为结构性异染色质和兼性异染色质。处于常染色质状态是基因转录的必要条件而非充分条件。

• 染色体是细胞分裂时遗传物质存在的特殊形式，是间期染色质紧密组装的结果。染色体可分为中着丝粒染色体、亚中着丝粒染色体、亚端着丝粒染色体和端着丝粒染色体。

• 染色体的主要结构包括：着丝粒与动粒、次缢痕与核仁组织区、随体和端粒。染色体的3种重要功能元件包括：自主复制DNA序列、着丝粒DNA序列和端粒DNA序列，这3种元件是保证真核生物染色体正常复制和稳定遗传的基础。

• 用特殊染色技术可使染色体显示特殊的带型。包括Q带、G带、R带、C带等带型。

• 在某些生物的细胞中，可以观察到特殊的巨大染色体，包括多线染色体和灯刷染色体。多线染色体来源于核内有丝分裂，即核内DNA多次复制而细胞不分裂。灯刷染色体是卵母细胞进行减数第一次分裂时停留在双线期的染色体。

• 核仁是真核细胞间期核中最显著的结构。核仁普遍存在3种基本组分：纤维中心(FC)、致密纤维组分(DFC)和颗粒组分(GC)。FC是rRNA基因的储存位点，DFC是rRNA转录和加工的主要场所，GC是核糖体亚单位成熟和储存的位点。

• 核仁的主要功能与核糖体的生物发生有关，包括rRNA基因的转录、rRNA前体的加工和核糖体亚单位的组装。

• 在细胞分裂过程中，核仁表现出周期性地解体与重建。间期核核仁结构整合性的维持和有丝分裂后期核仁的重建，都需要rRNA基因的活性。核仁组织中心有助于核仁的重新形成。

• 核仁内还存在一些亚核结构，包括：Cajal体、GEMS和染色质间颗粒。它们可能是snRNA和snoRNA最后加工及蛋白质组装的场所。

• 真核细胞内除染色质、核膜、核仁及一些亚核结构外，还有蛋白质为主构成的核骨架体系，主要由核纤层、核基质构成。

本章难点及重点

• 细胞核的基本结构及功能

• 核孔复合体的结构及亲核蛋白转运过程 • 核小体的结构

• 中期染色体的3种功能元件及其功能 • 核仁的结构与主要功能

第16章

细胞死亡与细胞衰老

本章小结

• 细胞死亡往往受到细胞内某种由遗传机制决定的“死亡程序”控制，所以被称为细胞程序性死亡。动物细胞典型的程序性死亡方式包括细胞凋亡、细胞坏死和细胞自噬。

• 细胞凋亡是由基因控制的主动性、自杀性的程序死亡过程，对动物体的正常发育、自稳态的维持等生理及多种病理过程具有重要的意义。其特征是凋亡过程中细胞质膜保持完整，细胞内含物没 有泄漏到细胞外，不引发机体的炎症反应。

• 细胞凋亡可以通过形态学观测、DNA电泳、TUNEL测定法、彗星电泳和流式细胞分析等方法进行测定，鉴定细胞凋亡最简便可靠的方法是DNA电泳。

• 在动物细胞凋亡过程中，胱天蛋白酶Caspase家族成员发挥了重要作用。哺乳动物的Caspase家族分为两类：凋亡起始者：包括Caspase-2, 8, 9, 10, 11；凋亡执行者：包括Caspase-3, 6, 7等。起始者位于上游，负责对执行者的前体进行切割，产生有活性的执行者；执行者负责切割细胞核内、细胞质中的结构蛋白等，执行凋亡。

• 细胞凋亡过程可分为激活期和执行期两个阶段。激活期细胞应答死亡信号，起始Caspase活化；执行期执行Caspase活化，执行细胞死亡程序。

• 起始Caspase活化属于同性活化，即酶原分子聚集成复合物达到一定浓度时，彼此切割即可活化。执行Caspase的活化属于异性活化，即起始Caspase招募执行Caspase酶原分子后，对其切割后进行活化。

• 动物细胞凋亡途径主要包括：Caspase依赖性细胞凋亡途径和Caspase非依赖性细胞凋亡途径。其中Caspase依赖性细胞凋亡途径通过两条途径引发：由细胞表面死亡受体介导的外源途径和由线粒体介导的内源途径。

• 在死亡受体介导的外源性途径中，死亡受体为跨膜蛋白，属肿瘤坏死因子受体超家族(如Fas)，部分受体胞内具有死亡结构域(DD)。配体与受体结合，受体聚合，通过胞内死亡结构域招募同样具有死亡结构域的接头蛋白FADD和Caspase-8酶原，Caspase-8酶原通过自身切割而被激活，进而切割执行者Caspase-3酶原，产生有活性的Caspase-3，导致细胞凋亡。

 在线粒体介导的内源性细胞凋亡途径中，细胞受到死亡信号刺激时，细胞色素c从线粒体释放到胞质并与胞质中的Apaf-1结合。Apaf-1的N端具有Caspase募集结构域(CARD)，招募细胞质中的Caspase-9酶原，形成大的凋亡复合体。Caspase-9酶原在凋亡复合体中发生自身切割而活化，活化的Caspase-9再进一步激活执行者Caspase-3和Caspase-7酶原，引起细胞凋亡。

• 细胞坏死(necrosis)：指由某些外界因素，比如局部贫血以及物理、化学损伤和生物侵袭等造成的细胞急速死亡过程。细胞坏死可能是细胞“程序性死亡”的另一种形式，当细胞凋亡不能正常发生而细胞必须死亡时，坏死作为凋亡的“替补”方式被细胞采用。

• 细胞自噬是指来自内质网或细胞质中的膜泡，包裹着整个的细胞器和部分细胞质形成双层膜包的自噬小体，自噬小体与溶酶体融合后，内含物被溶酶体中的水解酶消化的过程。细胞自噬是不同于细胞凋亡的程序性死亡方式。

• 细胞衰老主要指复制衰老，是体外培养的正常细胞经过有限次数的分裂后，停止生长，细胞形态和生理代谢活动发生显著改变的现象。

• 1958年，Hayflick等证实人成纤维细胞体外增殖不是无限的，首次提出了细胞水平上的“衰老”现象，称为“Hayflick界限”。

• 细胞在衰老过程中，在细胞核、内质网、线粒体、细胞膜等方面都发生一系列变化。• 关于细胞衰老的分子机制，目前有多种假说，如复制衰老假说(端粒假说)、线粒体自由基假说、rDNA复制假说(单细胞生物的衰老)等。

难点与重点

• 动物细胞程序性死亡的主要类型、过程及其相互区别 • 动物细胞凋亡的基本途径和分子机制 • 细胞衰老及可能的机制

第十七章

细胞的社会联系

本章小结

• 多细胞生物中，细胞不是独立存在的，细胞与其他细胞以及与细胞外基质间相互作用、相互制约、相互依存，对细胞的存活、发育、迁移、增殖、形态以及基因的差异表达产生重要的调控作用。• 细胞连接主要有3种类型：封闭连接、锚定连接和通讯连接。封闭连接以紧密连接为代表，主要由相邻细胞质膜的封闭蛋白和密封蛋白紧紧靠在一起，形成封闭的嵴线。可形成渗透屏障，阻止溶液中的分子通过细胞间隙；并限制膜蛋白和膜脂分子扩散，维持上皮细胞的极性。

• 锚定连接包括与中间纤维相关的桥粒、半桥粒和与肌动蛋白丝相关的黏合带、黏合斑。桥粒和黏合带介导细胞间的连接，而半桥粒和黏合斑介导细胞与细胞外基质的连接。锚定连接通过细胞骨架（中间纤维和微丝）将细胞与细胞、细胞与细胞外基质联系在一起，增强了组织的抗机械力。• 通讯连接包括：间隙连接、化学突触、胞间连丝。间隙连接由相邻细胞膜上的两个连接子相对构成，在细胞间代谢耦联和电耦联中发挥作用；化学突触通过释放神经递质来传导神经冲动；胞间连丝是高等植物细胞间物质与信息交流的通道。

• 细胞表面的黏着分子有4大类：钙黏蛋白、选择素、免疫蛋白超家族(IgSF)及整联蛋白，除免疫蛋白超家族外，其余黏着分子介导细胞间或细胞与细胞外基质间的黏着都是Ca2+依赖性的。

• 钙黏蛋白是一种同亲型结合、Ca2+依赖的细胞黏着糖蛋白，对胚胎发育中的细胞识别、迁移和组织分化以及成体组织器官构成具有主要作用。

• 选择素是一类异亲型结合、Ca2+依赖的细胞黏着分子，主要参与白细胞与血管内皮细胞之间的识别与黏着，帮助白细胞从血液进入炎症部位。

• 免疫蛋白超家族是分子结构中具有与免疫球蛋白类似的结构域的细胞黏着分子超家族，既可介导同亲型细胞黏着，又可介导异亲型细胞黏着。大多数IgSF介导淋巴细胞与需要进行免疫反应的细胞（如巨噬细胞、淋巴细胞）间的黏着反应。

• 整联蛋白普遍存在于脊椎动物细胞表面，属于异亲型结合、Ca2+或Mg2+依赖性的细胞黏着分子。介导细胞与细胞之间或细胞与胞外基质间的黏着；同时整联蛋白还参与信号传递，调节细胞增殖、生长、生存、凋亡等重要生命活动。

• 动物细胞胞外基质成分主要有3种类型：①结构蛋白，包括胶原蛋白与弹性蛋白，分别赋予胞外基质强度和韧性。②糖胺聚糖与蛋白聚糖，赋予胞外基质抗压的能力。③粘连糖蛋白，包括纤连蛋白和层连蛋白，有助于细胞粘连到胞外基质上。

• 胶原是胞外基质中最主要的水不溶性纤维蛋白。其基本结构单位为原胶原，是由三条多肽链盘绕成的三股螺旋结构，肽链的一级结构具有(Gly-X-Y)n重复单位；X常为脯氨酸，Y常为羟脯氨酸或羟赖氨酸。

• 弹性蛋白是弹性纤维的主要成分，是高度疏水的非糖基化蛋白，没有Gly-X-Y序列。

• 糖胺聚糖是由重复的二糖单位构成的不分支的长链多糖，构成糖胺聚糖的二糖单位有透明质酸、硫酸软骨素、硫酸皮肤素、肝素和硫酸角质素等。

• 蛋白聚糖是由糖胺聚糖（除透明质酸外）与核心蛋白共价连接形成的大分子。

• 纤连蛋白（FN）由两条相似肽链在C端由两个二硫键交联形成的V形二聚体，每条肽链上有与胶原、血纤蛋白以及同细胞表面整联蛋白结合的RGD序列等结合位点。

• 层粘连蛋白（LN）是由一条重链和两条轻链通过二硫键连接形成的“十”字形结构，含一条长臂及三条相似的短臂；具有同IV型胶原、肝素和细胞表面整联蛋白结合的结构域。

• 粘连糖蛋白通过分子上的RGD序列将细胞外基质与细胞膜表面整联蛋白结合在一起，使得细胞外基质不仅提供细胞外的网架，赋予组织以抗压和抗张力的机械性能；而且还与细胞的增殖、分化和凋亡等重要生命活动有关。

• 细胞外被是指细胞表面质膜的糖脂或糖蛋白形成的包被，起保护细胞和细胞识别的作用。

• 细胞壁是植物细胞的胞外基质，主要成分是纤维素、半纤维素、果胶质、木质素等。植物细胞依次形成中胶层、初生细胞壁和次生细胞壁。

重点与难点

• 细胞连接的类型、结构与功能 • 细胞黏着分子的类型及其特性

• 胞外基质的主要成分、分子结构及其生物学功能 •

第三篇：细胞生物学

《细胞生物学》课程教学大纲

课程编号：231222

课程名称：细胞生物学 总学时数：64 实验学时：30

先修课及后续课：先修主要课程有:有机化学、生物化学、微生物学；后续课程有:基因工程、细胞工程、酶工程、生物制药工艺学、免疫学。

一、说明部分

1．课程性质

本课程属于生物技术专业必修专业课，授课对象为该专业本科学生。

细胞生物学是研究细胞基础生命活动规律的科学，它在不同层次上以研究细胞结构与功能，细胞增殖、分化、衰老与凋亡，细胞信息传递，真核细胞基因表达与调控，细胞起源与进化等作为主要内容。它是现代生命科学的重要基础学科。

2．教学目标及意义

通过学习本课程，了解细胞的基本知识和细胞生物学的研究方法,以真核细胞结构、功能和生活史为主要内容，强调细胞是生命活动的基本单位，突出生物膜，细胞信号转导，细胞增殖调控，细胞分化、衰老与凋亡，肿瘤生物学等热点问题，使学生通过本课程的学习，了解和掌握真核细胞的结构与功能，并深入理解彼此之间的相关性和一致性，从显微水平、超微水平和分子水平等三个层次认识细胞生命活动的本质和基本规律。通过本课程学习，为今后专业课的学习打下良好的基础。

3．教学内容及教学要求

教学内容包括绪论、细胞的基本结构与生物大分子、细胞膜及其表面结构、细胞内膜系统、细胞骨架系统、核糖体、线粒体、细胞核、细胞增生周期和生殖细胞的发生与受精、细胞基因组的结构、复制与表达、细胞蛋白质组、细胞信号系统、细胞的整体性、细胞的分化、衰老与死亡、生物工程原理及其医学应用。

在教学工作中，采用多媒体课件和国内外最新的教学参考书、教案，灵活运用多种教学方法，因材施教，把发展学生“独立学习、独立思考、独立判断和独立工作”的能力放在首位，努力调动学生的兴趣和积极性，使学生在牢固掌握基础知识和基本概念的同时，得到科学研究、科学思维和科学方法的良好训练，为其他专业基础课和专业课的学习及日后的研究工作打下坚实的基础。要求学生通过学习本课程掌握细胞分子生物学基础内容与概念。

4．教学重点、难点

1）生物膜的结构功能：质膜的结构、物质跨膜运输、内膜系统构成的各类细胞器的结构功能、蛋白质的分选与定向转运。

2）细胞的纤维网络结构：包括细胞连接、细胞粘附分子、细胞骨架、细胞外基质的组成、功能、相互关系，在细胞分化、迁移、癌变等方面的意义。

3）细胞核、染色体、基因的结构、功能及调控机制：鉴于本系《分子生物学》课程中已经对基因调控有详细的讲解，本课程主要偏重于对细胞核结构和细胞通讯的分子机理的讲解。

4）细胞生活史：包括细胞周期及其调控机理、细胞的分化、衰老、程序化死亡及肿瘤细胞生物学。

5．教学方法及手段

采用多媒体双语和网络互动式教学为主，结合实验教学.6．教材及主要参考书 教材： 翟中和，《细胞生物学》（面向21世纪课程教材），高等教育出版社，2000 主要参考书：

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] 陈诗书.医学细胞与分子生物学.上海医科大学出版社, 1999.[5] 高文和.医学细胞生物学.天津大学.社出版2000.[6] 郭葆玉.细胞分子生物学实验操作指南.安徽科学技术出版社, 1998.[7] 韩贻仁.分子细胞生物学.科学出版社, 2001.[8] 姜招峰等译.全美经典学习指导系列, 分子和细胞生物学.科学出版社, 2002.[9] 凌诒萍.细胞生物学.人民卫生出版社, 2001.[10] 刘鼎新.细胞生物学研究方法与技术（第二版).北医、协和医大联合出版社, 1997.[11] 罗深秋.医用细胞生物学.军事医学科学出版社, 1998.[12] 牛富文.医用分子细胞生物学.河南医科大学出版社, 1997.[13] 隋森芳.膜分子生物学.高等教育出版社, 2003.[14] 汪德耀.细胞生物学超微结构图谱.高等教育出版社, 1989.[15] 汪堃仁.细胞生物学（第二版).北京师范大学出版社, 1998.[16] 王金发.细胞生物学.科学出版社, 2003.[17] 辛华.细胞生物学实验.科学出版社, 2001.[18] 杨汉民.细胞生物学实验（第二版).高等教育出版社, 1997.[19] 印莉萍, 刘祥林.分子细胞生物学实验技术.首都师范大学出版社, 2001.[20] 余从年.医学细胞生物学导论.科学出版社, 2000.[21] 翟中和.细胞生物学.高等教育出版社, 1995.[22] 翟中和.细胞生物学.高等教育出版社, 2000.[23] 翟中和.细胞生物学动态.第二卷.北京师范大学出版社, 1998.[24] 翟中和.细胞生物学动态-第三卷.北京师范大学出版社, 1999.[25] 翟中和.细胞生物学动态-第一卷.北京师范大学出版社, 1997.[26] 赵刚,刘建中.医学细胞生物学实验与习题.科学出版社, 2002.[27] 郑国锠.细胞生物学（第二版).编著.高等教育出版社, 1992.[28] 周建明.医学细胞与分子生物学.上海医科大学出版社, 1997.[29] 章静波.细胞生物学实用方法与技术.北医、协和医大出版社, 1995.[30] 左及.医学细胞生物学.上海医科大学出版社, 1999.７.其它

二、正文部分

第一章 绪论

一、教学要求

掌握细胞学与细胞生物学发展的历史，细胞学说的建立及其所起的承前启后的重要作用。细胞学与细胞生物学发展的历史大致可以划分为以下几个阶段：（1）细胞的发现；（2）细胞学说的建立；（3）细胞学的经典时期；（4）实验细胞学时期；（5）细胞生物学学科的形成与发展。分析了细胞生物学学科形成的基础与条件。当前细胞生物学主要发展方向是细胞分子生物学，它是以细胞作为一切有机体进行生命活动的基本单位这一概念为出发点，在各层次上（主要在分子水平上）研究细胞生命活动基本规律的学科。细胞生物学是研究细胞生命活动基本规律的学科，它是现代生命科学的基础学科之一。

热点问题：（1）细胞核、染色体以及基因表达的研究；（2）生物膜与细胞器的研究；（3）细胞骨架体系的研究；（4）细胞增殖及其调控；（5）细胞分化及其调控；（6）细胞的衰老与程序性死亡（凋亡）；（7）细胞的起源与进化；（8）细胞工程。

二 教学内容

第一节 细胞生物学研究的内容与现状 知识要点：

1、细胞生物学是现代生命科学的重要基础学科

2、细胞生物学的重要研究内容

3、当前细胞生物学研究的总趋势与重点领域 第二节 细胞学与细胞生物学发展简史 知识要点：

1、细胞的发现

2、细胞学说的建立及其意义

3、细胞学的经典时期

4、实验细胞学与细胞学的分支及其发展

5、细胞生物学学科的形成与发展

6、细胞生物学的主要学术组织、学术刊物与教科书

三、本章学时数 2学时

第二章 细胞基本知识概要

一、教学要求

掌握真核细胞、原核细胞的结构特征及进化上的关系；病毒与宿主细胞相互作用的分子机制；细胞生命活动的基本含义。原核细胞的两个重要代表：细菌与蓝藻。真核细胞的可能祖先：古细菌的结构和遗传学特征。动植物细胞在结构上的差异。真核细胞的结构可以概括为三大体系：（1）生物膜体系以及以生物膜为基础构建的各种独立的细胞器；（2）遗传信息表达的结构体系；（3）细胞骨架体系。

二 教学内容

第一节 细胞的基本概念 知识要点：

1、细胞是生命活动的基本单位

2、细胞概念的一些新思考

3、细胞的基本共性

第二节 非细胞形态的生命体——病毒及其与细胞的关系 知识要点：

1、病毒的基本知识

2、病毒在细胞内的增殖（复制）

3、病毒与细胞在起源和进化中的关系 第三节 原核细胞与古核细胞 知识要点：

1、最小、最简单的细胞——支原体

2、原核细胞的两个代表——细菌和蓝藻

3、原核细胞与真核细胞的比较

4、古核细胞（古细菌）

第四节 真核细胞基本知识概要 知识要点：

1、真核细胞的基本结构体系

2、细胞的大小及其分析

3、细胞形态结构与功能的关系

4、植物细胞与动物细胞的比较

三、本章学时数 4学时

第三章 细胞生物学研究方法（自学）

一、教学要求：

了解和掌握细胞生物学研究领域所使用的实验技术的基本原理和应用。

1．显微镜技术（1）光学显微镜技术：普通复式显微镜技术，荧光显微镜技术与现代图像处理技术，激光共焦点扫描显微镜技术，相差和微分干涉显微镜技术，录像增差显微镜技术。（2）电子显微镜技术：原理与基本知识，样品制备技术，扫描电镜技术，冷冻蚀刻技术。（3）扫描隧道显微镜技术：特点与优越性。2．细胞组分的分析方法。（1）超速离心技术。（2）细胞内大分子的显示方法。（3）细胞内特异蛋白抗原和核酸序列的定位与定性：免疫荧光技术，免疫电镜技术和原位杂交技术。（4）细胞内生物大分子的合成动态：同位素标记技术结合放射自显影。（5）定量细胞化学分析技术：显微分光光度测定技术，流式细胞仪技术。

3．细胞培养技术，细胞融合与细胞杂交技术，单克隆抗体技术，细胞拆合与显微操作技术。4．分子生物学技术。

二 教学内容

第一节 细胞形态结构的观察方法

1、掌握并理解光学显微镜技术

2、掌握并理解电子显微镜技术

3、了解扫描隧道显微镜

第二节 细胞组分的分析方法

1、理解用超速离心技术分离细胞器与生物大分子及其复合物

2、了解细胞内核酸、蛋白质、酶、糖类与脂质等的显示方法

3、理解并掌握特异蛋白抗原的定位与定性

4、了解细胞内特异核酸序列的定位与定性

5、理解并掌握利用放射性标记技术研究生物大分子在细胞内的合成动态

6、了解定量细胞化学分析技术

第三节 细胞培养、细胞工程与显微操作技术

1、掌握细胞培养类型和方法

2、掌握细胞工程的主要成就

三、本章学时数 自学

第四章 细胞膜与细胞表面

一、教学要求：

掌握生物膜的结构模型、组成与功能等基本知识。膜蛋白。

细胞膜与细胞表面特化结构：细胞质膜的结构模型，组成成分，生理生化基本特性，膜的主要生物功能，以及膜骨架的结构与功能。

细胞社会学。细胞间连接的基本概念：封闭连接、锚定连接和通讯连接的组织分布、结构特征及其功能机制。细胞表面粘着分子的类型及其细胞间的相互作用。细胞外被和胞外基质的生化组成及其参与的生命活动。植物细胞细胞壁的组成与生理功能。

二 教学内容

第一节 细胞膜与细胞表面特化结构 知识要点：

1、细胞膜的结构模型

2、膜脂的种类

3、膜蛋白种类及跨膜方式

4、膜的流动性

5、膜的不对称性

6、细胞膜的功能

7、骨架与细胞表面的特化结构 第二节 细胞连接 知识要点：

1、封闭连接功能与作用

2、锚定连接类型与作用

3、通讯连接种类与功能

4、细胞表面的粘着因子

第三节 细胞外被与细胞外基质 知识要点：

1、胶原合成动态与功能

2、糖胺聚糖与蛋白聚糖的功能

3、层粘连蛋白和纤连蛋白的功能

4、弹性蛋白的作用

5、植物细胞壁组成成分与功能

三、本章学时数 6学时

第五章 物质的跨膜运输与信号传递

一教学要求：

掌握物质跨膜运输与信号传递的不同方式和生物学意义，以及参与运输活动的蛋白分子之间相互作用的模式。

物质跨膜运输的三种主要方式，及其各自的运输方向、跨膜动力、能量消耗等特征。

（1）被动运输：包括简单扩散和载体介导的协助扩散；负责物质跨膜转运的两类蛋白： 载体蛋白和通道蛋白，各自的结构与功能特点。

+++（2）主动运输：由ATP直接提供能量（Na-K泵，Ca泵和质子泵），由ATP间接提供能量（协同运输）以及光能驱动三种基本类型；细胞膜电位的产生机理及生物学意义。

（3）胞吞作用与胞吐作用。两类胞吞作用：胞饮作用和吞噬作用的过程及异同；两类胞吐作用：组成型外排与调节型外排的过程及异同；膜融合与膜泡运输的基本过程模式。

细胞通讯的基本概念和基本作用方式，细胞识别和细胞信号通路的基本概念，细胞信号分子的分类，第二信使与分子开关的概念与生理功能。细胞受体的分类：细胞内受体和细胞表面受体。细胞内受体的成分、结构组成及作用机理；细胞表面受体三大家族：离子通道偶联的受体、G-蛋白偶联的受体和与酶连接的受体各自参与的信号通路一般特征。

二 教学内容

第一节 物质的跨膜运输 知识要点：

1、被动运输特点

2、主动运输类型及其与被动运输的差异

3、胞吞作用与胞吐作用概念、过程和特点 第二节 细胞通信与信号传递 知识要点：

1、细胞通信与细胞识别

2、通过细胞内受体介导的信号传递

3、通过细胞表面受体介导的信号跨膜传递

4、由细胞表面整连蛋白介导的信号传递

5、细胞信号传递的基本特征与蛋白激酶的网络整合信息

三、本章学时数 6学时

第六章 细胞质基质与细胞内膜系统 一教学要求：

掌握细胞质基质的组成、特点与主要功能，细胞内膜系统的组成、动态结构特征与功能。内质网的形态结构与两种基本类型：粗面内质网和光面内质网的成分与结构特征，分别参与的重大生命活动。

高尔基体的标志反应、结构特征及其主要功能，有关高尔基体发生的几个问题。溶酶体与过氧化物酶体的异同比较：组成成分、膜结构特征、生理功能及发生过程。分泌蛋白合成的模型：信号假说。

细胞内蛋白质分选的基本途径（共转移与后转移）与四种基本类型。

参与膜泡运输的三种小泡类型：(1)网格蛋白有被小泡，(2)COPⅡ有被小泡和(3)COPⅡ有被小泡，及各自作用机制。

细胞结构体系的不同装配方式及装配的生物学意义。细胞结构和生物大分子分布的不对称性。

二、教学内容 第一节 细胞质基质 知识要点：

1、细胞质基质的涵义

2、细胞质基质的功能

3、细胞质基质与胞质溶胶概念 第二节 内质网 知识要点：

1、内质网的两种基本类型

2、内质网的功能

3、内质网与基因表达的调控 第三节 高尔基复合体 知识要点：

1、高尔基体的形态结构和高尔基体的极性特征

2、高尔基体的功能以及它和内质网在功能上关系

3、高尔基体与细胞内的膜泡运输

4、内膜系统在结构、功能上的相互关系 第四节 溶酶体与过氧化物酶体 知识要点：

1、溶酶体的结构类型

2、溶酶体的功能

3、溶酶体的发生

4、溶酶体与疾病

5、溶酶体与过氧化物酶体的差异以及后者的功能发生 第五节 细胞内蛋白质的分选与细胞结构的装配 知识要点：

1、信号假说与蛋白质分选信号

2、蛋白质分选的基本途径与类型

3、膜泡运输类型和特点

4、细胞结构体系的装配

三、本章学时数

8学时

第七章 细胞的能量转换----线粒体和叶绿体

一、教学要求：

掌握真核细胞内两种重要的产能细胞器——线粒体和叶绿体的基本结构特征与功能机制。线粒体的形态结构，生化特征，相关疾病及其主要功能：氧化磷酸化的分子基础、偶联机制（化学渗透假说）和ATP合成酶的作用机制（结合变化机制）。叶绿体的形态结构，化学组成及其主要功能：光合作用的反应过程（光反应和暗反应）。线粒体和叶绿体遗传特性（半自主性细胞器），蛋白质的合成、运送和装配，增殖方式，线粒体及叶绿体的起源。

二、教学内容

第一节 线粒体与氧化磷酸化 知识要点：

1、线粒体的形态结构

2、线粒体的化学组成及酶的定位

3、线粒体的功能

4、线粒体与疾病

第二节 叶绿体与光合作用 知识要点：

1、叶绿体的形态、大小和数目

2、叶绿体的结构和化学组成

3、叶绿体的主要功能——光合作用

第三节 线粒体和叶绿体是半自主性细胞器 知识要点：

1、线粒体和叶绿体的DNA

2、线粒体和叶绿体的蛋白质合成

3、线粒体和叶绿体蛋白质的运送与装配 第四节 线粒体和叶绿体的增殖与起源 知识要点：

1、线粒体和叶绿体的增殖

2、线粒体和叶绿体的起源

三、本章学时数 6学时

第八章 细胞核与染色体

一教学要求：

掌握细胞核的结构组成及其生理功能。核被膜的组成，周期性解体与重建。核孔复合体的结构模型（核质面与胞质面的不对称性分布）与功能（双向选择性亲水通道）。蛋白通过核孔复合体的主动运输（NLS与NES）。

染色质的概念；染色质蛋白质——组蛋白与非组蛋白的分类、功能和结构模式；

染色质基本结构单位——核小体的结构特征；染色质包装的两种结构模型：多级螺旋模型和放射环结构模型；常染色质与异染色质的定义与划分。

染色体的概念；中期染色体的形态分类和各部分主要结构；染色体DNA的三种功能元件：DNA复制起点、着丝粒和端粒的特征和功能；核型的涵义与染色体显带技术；特殊发育阶段的两类巨大染色体：多线染色体和灯刷染色体的超微结构与基因转录活性。核仁的超微结构：纤维中心（FC）、致密纤维组分（DFC）和颗粒组分（GC）各自的特征；核仁的主要功能：核糖体的生物发生（包括rRNA的合成、加工和核糖体亚单位的装配）；核仁的周期（包括rDNA转录以及细胞周期依赖性）。活性染色质与非活性染色质的结构与基因转录特征。

核基质与核体的基本概念。核基质与DNA复制、基因表达和染色体包装与构建相关；而在细胞的各种事件中，核体可能代表不同核组分的分子货仓。

二、教学内容

第一节 核被膜与核孔复合体 知识要点：

1、核被膜形态结构

2、核孔复合体功能 第二节 染色质 知识要点：

1、染色质的概念及化学组成

2、染色质的基本结构单位——核小体

3、染色质包装的结构模型

4、常染色质和异染色质 第三节 染色体 知识要点：

1、中期染色体的形态结构

2、染色体DNA的三种功能元件

3、核型与染色体显带

4、巨大染色体的形成原因和作用 第四节 核仁 知识要点：

1、核仁的超微结构

2、核仁的功能

3、核仁的周期

第五节 染色质的结构和基因转录 知识要点：

1、活性染色质的主要特征

2、染色质结构与基因转录 第六节 核基质与核体（自学）知识要点：

1、核基质

2、核体

三、本章学时数 8学时

第九章 核糖体

一、教学要求：

核糖体的结构特征和功能。蛋白质的生物合成和多聚核糖体的概念。

两种基本类型的核糖体：70S的核糖体，主要存在于原核细胞中；80S核糖体，存在于所有真核细胞中（线粒体和叶绿体除外）。

核糖体的组装是一个自我装配的过程。研究表明，不同细胞中的核糖体可能来源于一个共同的祖先，在进化上是非常保守的。

生命是自我复制的体系，在生命起源的早期演化阶段，早期的生命分子应是既具有信息载体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、教学内容

第一节 核糖体的类型与结构 知识要点：

1、核糖体的基本类型与成分

2、核糖体的结构

3、核糖体蛋白质与rRNA的功能 第二节 多聚核糖体与蛋白质的合成 知识要点：

1、多聚核糖体

2、蛋白质的合成（略）

3、RNA在生命起源中的地位

三、本章学时数 4学时

第十章 细胞骨架

一、教学要求：

掌握各种细胞骨架的动态结构和功能特征。

细胞骨架的广义涵义（包括细胞质骨架、细胞核骨架、细胞膜骨架和细胞外基质）和狭义涵义（仅指细胞质骨架）。

细胞质骨架三大成分：微丝，微管与中间纤维。微丝的结构成分（G-actin），装配（极性），结合蛋白（myosin，Tm，Tn等），微丝性细胞骨架的功能（参与肌肉收缩、变形运动、胞质分裂等活动）。微管的结构成分（α和微管蛋白），装配（微管组织中心）。微管相关蛋白（MAP，tau等）与细胞内微管网络结构。kinesin和dynein与细胞内膜泡运输，蛋白质分选。微管功能（参与细胞形态的维持、细胞运输、运动和细胞分裂）。中间纤维的成分（组织特异性分布），装配特性，中间纤维结合蛋白（IFAP），中间纤维的推测功能。

二、教学内容

第一节 细胞质骨架 知识要点：

1、微丝装配动态性和微丝结合蛋白类型与作用

2、微丝功能与细胞运动间的关系

3、肌肉收缩的分子机制

4、微管装配动态性和微管结合蛋白、马达蛋白

5、微管的功能和微管与细胞、细胞器运动、定位间关系知识点

六、掌握中间纤维结构，了解中间纤维功能

第二节 细胞核骨架 知识要点：

1、核基质的概念

2、染色体支架

3、核纤层的主要功能

三、本章学时数 6学时

第十一章 细胞增殖及其调控

一教学要求：

掌握细胞周期的动态过程及其调控的分子机制。细胞分裂与细胞分化、细胞衰老的关系。细胞周期的定义，四个时期（G1期、S期、G2期和M期）的特点及其主要事件。了解细胞周期长短的测定方法和细胞周期同步化的方法。

有丝分裂的过程，6个时期（人为地划分为前期、前中期、中期、后期、末期和胞质分裂等几个时期）中一系列有序的变化，与有丝分裂直接相关的亚细胞结构（中心体、动粒与着丝粒、纺锤体），以及染色体运动的动力机制。

减数分裂的主要特点，过程，以及减数分裂相关的特殊结构变化情况。细胞周期调控系统及其主要作用。细胞周期蛋白（cyclin）、周期蛋白依赖性激酶（CDK）的结构特点、相互作用及功能，细胞周期检验点的定义。

细胞周期的调控（运转与阻遏）机理与过程。细胞周期运行过程中蛋白质与蛋白质之间的相互作用，蛋白质网络调控。

二、教学内容

第一节 细胞周期与细胞分裂 知识要点：

1、细胞周期概念和周期时相事件

2、细胞周期同步化的方法原理

3、有丝分裂各时期的主要事件和特征

4、减数分裂过程以及减数分裂意义 第二节细胞周期调控 知识要点：

1、MPF的发现及其作用

cdc22、P34激酶的发现及其与MPF的关系

3、周期蛋白的作用

4、CDK激酶和CDK激酶抑制物

5、细胞周期如何正常有序的运转及调控

6、其他内在和外在因素在细胞周期调控中的作用

三、本章学时数 6学时

第十二章 细胞分化与基因表达调控

一教学要求：

掌握基因差异表达与细胞分化，肿瘤的发生机制，以及真核细胞基因表达的调控过程。细胞分化的基本概念（管家基因，组织特异性基因）和实质，影响和调节因素，及与发育过程的关系。

癌细胞的基本特征，癌基因与抑癌基因，肿瘤发生的起因与过程。

真核细胞基因表达的三个彼此相对独立的调控水平：转录水平的调控；加工水平的调控；翻译水平的调控。各调控系统的特征及生物学作用。

二、教学内容 第一节细胞分化 知识要点：

1、细胞分化的基本概念以及去分化和再生

2、影响细胞分化的因素

3、细胞全能性、干细胞

4、细胞分化和胚胎发育 第二节 癌细胞 知识要点：

1、癌细胞的基本特征

2、癌基因与抑癌基因和癌症的关系

3、肿瘤的发生是基因突变逐渐积累的结果

4、癌症的治疗途径

第三节 真核细胞基因表达的调控 知识要点：

1、转录水平的调控

2、加工水平的调控

3、翻译水平调控

三、本章学时数 4学时

第十三章 细胞衰老与凋亡

一教学要求：

了解和掌握细胞衰老和凋亡过程的基本概念，生物学特征和可能分子机制。细胞衰老的认识（Hayflick界限），细胞衰老的表征和细胞结构变化，以及细胞衰老分子机制的多种理论。

细胞凋亡的生物学意义，凋亡过程中细胞形态结构的变化和检测细胞凋亡的方法。诱导细胞凋亡的因子（物理性因子，化学及生物因子），细胞凋亡分子机制的初步研究，以及细胞衰老与凋亡的相互关系研究进展。

二、教学内容 第一节 细胞衰老 知识要点：

1、早期细胞衰老研究情况

2、Hayflick界限

3、细胞在体内条件下的衰老

4、衰老细胞结构的变化

5、细胞衰老的分子机制 第二节细胞凋亡 知识要点：

1、细胞凋亡的概念及其生物学意义

2、细胞凋亡的形态学和生物化学特征

3、细胞凋亡的分子机制及主要凋亡通路

4、植物细胞的凋亡

5、细胞凋亡与衰老间的关系

三、本章学时数 4学时

教研室：生物技术

执笔人：李蕤

系主任审核签名：

第四篇：细胞生物学考试

lipid raft（脂 筏）是 质 膜 上 富 含 胆 固 醇 和 鞘 磷 脂的微结构域。脂筏就像一个蛋白质停泊的平台，与膜的信号转导、蛋白质分选均有密切的 关系。2 cell recognition 细 胞 识 别 ：是 指 细 胞 间 相 互 的辨认和鉴别，以及对自己和异己物质分子认 识的现象。细胞识别具有种属，组织，细胞特 异 性。三 种 识 别 系 统 ； 抗 原-抗 体 的 识 别，酶 与 底物的识别，细胞间的识别。3 liposome（脂 质 体）是 根 据 磷 脂 分 子 在 水 相 中形成稳定的脂双层膜的趋势而制备的一种人 工膜。4 cotransport（协 同 运 输）由 Na+-K+ 泵（或 H+-泵）与 载 体 蛋 白 协 同 作 用，靠 间 接 消 耗 ATP 所完成的主动运输方式 5 Hayflick 界 限 ： 细 胞，至 少 是 培 养 的 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。6 pluripotent cell 多 能 细 胞 : 全 能 细 胞 在 分 化 潜能上出现一定的局限性，在后期的发育中进 一步局限其分化的潜能并演变为一定范围内的 多种表型能力，这种细胞称。。pluripotent stem cell（多 能 干 细 胞）指 那 些 分 化潜能很宽，可分化为多种单能干细胞的原始 细胞。7 yeast artificia l chromosome(酵 母 人 工 染 色 体)1983A.w.Murray 等 利 用 分 子 生 物 学 技 术 克隆真核细胞染色体，首次成功构建了包括复 制 起 点，着 丝 粒，端 粒 和 外 源 性 DNA 的 酵 母 人 工染色体，用于转基因研究和构建基因文库，具有插入片段大、独立复制等优点。8 embryonic induction(胚 胎 诱 导)动 物 在 一 定的胚胎发育时期, 一部分细胞影响相邻细胞 使其向一定方向分化的作用称为胚胎诱导，或 称为分化诱导。9 mass culture（群 体 培 养）：将含有一定数量 细胞的悬液置于培养瓶中，让细胞贴壁生长，汇合后形成均匀的单细胞层； 10.micromannipulation technique（显 微 操 作技术）：是 在 倒 置 显 微 镜 下，利 用 显 微 操 作 器，进行细胞或早期胚胎操作的一种方法。填 空 题 ：1 动 物 细 胞 通 过 连 接 方 式 间 隙 连 接，化 学突触 2 外排方式组成型，分泌型 3 细胞膜 的两大特性：流动性，不对称性 4 过氧化物酶 的 标 志 酶 是 过 氧 化 氢 酶.5 按 细 胞 寿 命 情 况 将 组成人体的细胞分为稳定组织细胞，恒久组织 细胞，可更新组织细胞，可耗尽组织细胞。6 冰冻蚀刻 一题、说明常用细胞周期同步化方法的原理、优缺点：细胞同步化分为自然同步化和人工同 步化。常用的细胞人工同步化的方法：选择同 步化，诱导同步化，两者的结合选择同步化。选择同步化：用物理方法将处于细胞周期中

第五篇：细胞生物学论文

细胞信号转导研究进展

所谓细胞信号转导是指细胞通过胞膜或胞内受体感受信息分子的刺激，经细胞内信号转导系统转换，从而影响细胞生物学功能的过程。水溶性信息分子及前列腺素类（脂溶性）必须首先与胞膜受体结合，启动细胞内信号转导的级联反应，将细胞外的信号跨膜转导至胞内；脂溶性信息分子可进入胞内，与胞浆或核内受体结合，通过改变靶基因的转录活性，诱发细 胞特定的应答反应。

高等生物所处的环境无时无刻不在变化，机体功能上的协调统一要求有一个完善的细胞间相互识别、相互反应和相互作用的机制，这一机制可以称作细胞通讯(CellCommunication)。在这一系统中，细胞或者识别与之相接触的细胞，或者识别周围环境中存在的各种信号(来自于周围或远距离的细胞)，并将其转变为细胞内各种分子功能上的变化，从而改变细胞内的某些代谢过程，影响细胞的生长速度，甚至诱导细胞的死亡。转导的受体包括膜受体和胞内受体。其中胞内受体包括环状受体(离子通道型受体)，蛇型受体和单跨膜α-螺旋受体。

细胞信息传递途径包括配体受体和转导分子。配体主要包括激素细胞因子和生长因子等。受体包括膜受体和胞内受体。转导分子包括小分子转导体和大分子转导蛋白及蛋白激酶。膜受体包括七个跨膜α螺旋受体和单个跨膜α螺旋受体，前一种膜受体介导的信息途径包括PKA途径，PKC途径，Ca离子和钙调蛋白依赖性蛋白激酶途径和PKG途径，第二信使分子如cAMP、DG、IP3、Ca、cGMP等参与这些途径的信息传递。后一种膜受体介导TPK—Ras—MAPK途径和JAKSTAT途径等。胞内受体的配体是类固醇激素、维生素D3、甲状腺素和维甲酸等，胞内受体属于可诱导性的转录因子，与配体结合后产生转录因子活性而促进转录。通过细胞信息途径把细胞外信息分子的信号传递到细胞内或细胞核，产生许多生物学效应如离子通道的开放或关闭和离子浓度的改变酶活性的改变和物质代谢的变化基因表达的改变和对细胞生长、发育、分化和增值的影响等。

近些年，各国对细胞信号传导方面的研究也有不同程度的进展，在第一项研究中，D.WilliamsParsons及其同事对来自22个人类胶质母细胞瘤样本的2万多个编码蛋白质的基因序列进行了分析，以期发现可能的变异。另外，他们还观察那些有着肿瘤特异性变化的基因表达谱以及被拷贝基因的数量。他们发现了多种的影响基因的变异，而这些变异从前并没有与这些肿瘤挂上钩。有一种叫做IDH1的基因容易在所谓的“继发性胶质母细胞瘤”中发生变异，这种继发性胶质母细胞瘤起源于低度恶性的肿瘤，同时也出现于较年轻的病人中。在这一小型的研究中，病人的肿瘤如果有IDH1变异的话会有较长的生存时间，这表明IDH1基因是一种可用于筛选和治疗的有用的临床标记，尽管这些结果还需要在一个更大的实验分析中得到证实。在第2项研究中，同一批的科学家对胰腺癌的基因组成进行了调查。胰腺癌是一种常常在发现的时候已经处于晚期的癌症，而且对这种癌症的治疗方法十分匮乏。另外，美国新技术可直接将神经信号变为声音。美国科学家研制出了一套充满科幻色彩的技术－－可以将大脑神经系统产生的电脉冲转换为声音信号。现在，研究人员借助植入大脑中的电极已经能够将人意识中出现的单个元音字母转换为声音。他们认为，今后，这项技术将可以使

那些全身瘫痪的人与其他人进行正常交流。

不过，人们在细胞传导通路的研究上取得了不少进展，但是，仍然存在很多机制上不清楚的地方，主要有以下方面：

1）GPCRs显然不仅仅是简单的开关装置，而是高度动态的结构，处于非活性和活性构象的平衡之中，那么GPCRs活化的具体机制是什么，还有对GPCRs的各种调节机制特别是受体的失敏和内吞机制仍不十分清楚，是今后的重要研究方向。

2）在G 蛋白的研究上也还存在着一些问题，如G蛋白仅提供了不同的受体信号相互整合以及将不同的信号分送到不同的效应系统的最初机会，不同的效应系统通过完全不同的方式传递信号，诱发生理功能，而有关效应系统之间的联系研究很少；关于活化G蛋白和效应应答之间的联系，目前了解得很少；另外，通过一些实验，如GTP 结合试验、免疫反应、分离纯化以及分子生物学和生理实验发现在植物中存在G蛋白的类似物,但其结构是否与动物G蛋白相同还不清楚等。

3）G蛋白在细胞内转导信息的过程中，有很多的路径与相关的效应器，对这些效应器作用机制仍然缺乏一个全面清晰的了解，因此对具体作用机制的研究也是一个极为重要的方向。

随着科学的逐步发展，关于细胞信号转导方面的研究一定还会更加深入，那些未解之谜必将会得到最合理的解释。