第一篇：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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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
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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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第二篇：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
第三篇：提交 细胞生物学实验教案汇总
细胞生物学实验
Cell Biology Experiment
目 录
1.显微镜的结构及细胞形态观察、大小测量和死活细胞鉴定 2.液泡系和线粒体的活体染色 3.叶绿体的分离与观察
4.DNA的细胞化学——Feulgen反应 5.多糖的显示——PAS反应
6.细胞内碱性蛋白和总体蛋白的原位显示 7.细胞骨架的光学显微观察和永久制片技术 8.植物原生质体的制备与融合 9.蚕豆根尖微核试验 10.膜的通透性
11.血细胞的分化和不同类型血细胞的观察
实验报告要求
1．注意页面四边留白，不要挤到页边！2．抬头填写完整。
3．注意事项自己总结，不要抄袭！4．组长检查后上交存档。
生物绘图注意事项
1．2H 以上绘图铅笔削尖、绘图橡皮、直尺
2．边看显微镜边按视野中实际情况绘图，以精确为主，不能艺术加工。
3．应找到最典型、最能说明绘图目的的物像来绘图。先轻勾出轮廓，检查无误后，再以准确清晰的线作最后描绘。
①实线表示轮廓，虚线表示被遮蔽但需表现的轮廓，线粗细应均匀有规律
②圆点的疏密表示明暗、凹凸（越暗的地方点越多）点点时笔尖直立，点大小、疏密要均匀、整齐、浑圆，不能像“，”。
4．用尺向右侧引出水平指示线，线右端平齐字注在右侧。图下方写上所画图的名称及放大倍数。图的右侧和下方需写文字说明，所以图应绘在绘图纸上偏左上方的位置。
5．一幅图只要详细画出部分结构，其余勾画出轮廓即可。
规范
不规范
实验一 普通显微镜的使用及细胞形态观察、大小测量和死活细胞鉴定
一、实验目的
1．熟悉普通光学显微镜的基本构造和性能，掌握使用方法。2．了解细胞的一般形态和基本结构。
3．掌握显微测微尺的使用，对细胞大小有一直观认识。4．了解鉴定死活细胞的方法。
二、实验原理
1．显微测微尺的使用
镜台测微尺：表示绝对长度，长1 mm，分成100小格，每小格为0.01mm。不被用来直接测量，而是用它来校正目镜测微尺，故其质量对所测微体影响极大。
目镜测微尺：是一块比目镜筒内径稍小的有标尺的圆形玻璃片，标尺长10毫米、分为100格。需要镜台测微尺校正为绝对长度再测定细胞大小。
2．死活细胞鉴定:台盼蓝是一种低毒的活体染色剂，只能透过质膜受损的细胞或死细胞。
三、实验用品 1．试验材料：
洋葱内表皮细胞
口腔上皮细胞、（人的口腔上皮细胞是扁平、多边形的，形状不很规）
2．试剂
0.2%台盼蓝溶液 3．仪器
测微尺（2套）、普通光学显微镜、刀片、镊子、玻璃滴管、吸水纸、牙签。
四、试验方法
一、细胞死活的鉴定
0.2%台盼蓝染色5-10分钟后进行观察。
二、细胞大小测量
1）测量时，镜台微台尺换成样本，2)目镜测微尺来测量细胞的大小
3)改变显微镜的放大倍率，则需对目镜测微尺重新进行标定。
三、细胞形态的观察
五、注意事项
取口腔黏膜上皮细胞注意的问题
1．口腔上皮细胞主要分布在口腔两侧颊部。用消毒牙签的钝端，在漱净的口腔任意一侧的颊部，轻轻刮几下。
2．取材前，口腔一定要用清水漱净，去除口腔内的食物残渣。
3．用方签在口腔壁上轻轻刮动，不要刮在牙缝里，因为牙齿上刮下来的是食物碎屑，不是口腔上皮细胞。
六、作业
1．绘制口腔黏膜上皮细胞及洋葱内表皮细胞图（2-3个细胞）
2．列表写出洋葱内表皮细胞长轴、短轴长度，并计算平均值。（取3个细胞）3．取口腔黏膜上皮细胞注意的问题 4．生物绘图注意事项
实验二 线粒体和液泡系的超活染色与观察
一、实验目的
1、了解细胞和细胞器的超活染色技术。
2、观察动、植物活细胞内线粒体、液泡的形态、数量和分布,了解植物细胞液泡系的发育过程。
二、实验原理
活体染色是指对生活有机体的细胞或组织能着色但又无毒害的一种染色方法。它的目的是显示活细胞内的某些结构，而不影响细胞的生命活动和产生任何物理、化学变化以致引起细胞的死亡。活染技术可用来研究生活状态下的细胞形态结构和生理、病理状态。
根据所用染色剂的性质和染色方法的不同，通常把活体染色分为体内活染与体外活染两类。体内活染是以胶体状的染料溶液注入动、植物体内，染料的胶粒固定、堆积在细胞内某些特殊结构里，达到易于识别的目的。
体外活染又称超活染色，它是由活的动、植物分离出部分细胞或组织小块，以染料溶液浸染，染料被选择固定在活细胞的某种结构上而显色。
活体染色之所以能固定、堆积在细胞内某些特殊的部分，主要是染料的电化学特性起重要作用。碱性染料的胶粒表面带阳离子，酸性染料的胶粒表面带有阴离子，而被染的部分本身也是具有阴离子或阳离子，这样，它们彼此就发生了吸引作用。但不是任何染料都可以作为活体染色剂之用，应选择那些对细胞无毒性或毒性极小的染料，而且总要配成稀淡的溶液来使用。一般是以碱性染料最为适用，可能因为它具有溶解在类脂质的特性，易于被细胞吸收，Janus green B和中性红两种碱性染料是活体染色剂中最重要的染料，对于线粒体和液泡系的染色各有专一性。
线粒体是细胞内重要的细胞器，线粒体内膜上分布有细胞色素氧化酶，该酶能使詹姆斯绿B保持在氧化状态，呈现蓝绿色从而使线粒体显色，而细胞质中的染料被还原成无色。液泡 5
是细胞内浓缩产物的主要场所，有十分重要的功能。中性红是液泡的特殊染色剂，将液泡染成红色。在活细胞中，细胞质和细胞核不着色。如果细胞死亡，染料会弥散开来，使核着色。
三、实验用品
（一）器材
显微镜、恒温水浴锅、镊子、刀片、载玻片、盖玻片、吸管、牙签、吸水纸等。
（二）试剂
1、Ringer 溶液 生理盐水、缓冲液
氯化钠0.85g（变温动物用0.65g）；氯化钾 0.25g ；
氯化钙 0.03g ；蒸馏水100ml 2、10%、1/3000中性红溶液
称取0.5中性红溶于50ml Ringer溶液，稍加热（30-40度）使之很快溶解，用滤纸过滤，装入棕色瓶于暗处保存，否则易氧化沉淀，失去染色能力。
临用前，取已配制的1%中性红溶液1ml，加入29mlRinger溶液混匀，装入棕色瓶备用。3．1%、1/5000詹姆斯绿B溶液
称取50mg詹姆斯绿B溶于5ml Ringer溶液中，稍加 微热（30-40度）使之溶解，用滤纸过滤后，即为1%原液。取1%原液1ml加入49ml Ringer溶液，即成1/5000工作液，装入瓶中备用。最好现用现配，以保持它的充分氧化能力。
（三）材料
人口腔上皮细胞、洋葱鳞茎内表皮细胞、小麦幼根根尖。
四、实验方法
(一)线粒体的超活染色与观察
1、人口腔粘膜上皮细胞线粒体的超活染色观察
载玻片→ 37℃水浴锅的金属板→滴两滴詹纳斯绿B染液
牙签→从口腔粘膜刮取上皮细胞→放入载玻片染液→染色10-15分钟（注意不可使染液干燥, 必要时可再加滴染液）→盖上盖玻片用吸水纸吸去四周溢出的染液→观察 2.洋葱鳞茎表皮细胞线粒体的超活染色
载玻片→撕取一小片洋葱鳞茎内表皮滴→一滴詹纳斯绿B染液→染色10-15分钟 吸去染液→加一滴Ringer液，注意使洋葱内表皮展平→盖上盖玻片→观察
（二）液泡系的超活染色与观察
刀片→小麦幼苗根尖→切一纵切面→中性红染色5-10分钟
吸去染液→加一滴Ringer液→盖上盖玻片→镊子轻轻下压盖玻片→观察 五．实验结果
在小麦根尖细胞制片中，可见细胞质中散在很多大小不等的染成玫瑰红色的圆形小泡，这是初生的幼小液泡。然后，由生长点向延长区观察，在一些已分化长大的细胞内，液泡的染色较浅，体积增大，数目变少。在成熟区细胞中，一般只有一个淡红色的巨大液泡，占据细胞的绝大部分空间，将细胞核挤到细胞一侧贴近细胞壁处。六．注意事项
1、詹姆斯绿B溶液现用现配，以保持它的充 分氧化能力。
2、实验中速度要快，以免组织细胞死亡。
七、作业 ．画出你所观察到的线粒体和液泡的图像.2 ．总结实验成功或失败的原因.实验三 叶绿体的分离与观察
一、实验目的
通过植物细胞叶绿体的分离，了解细胞器分离的一般原理和方法。
二、实验原理
细胞器分离的过程包括两个主要阶段：破碎细胞和细胞组分的分离。叶绿体的分离采用在等渗溶液中进行组织匀浆、分离。叶绿体的分离采用差速离心或密度梯度离心法进行。差速离心主要是采取逐渐提高离心速度的方法分离不同大小的细胞器。起始的离心速度较低，让较大的颗粒沉降到管底，小的颗粒仍然悬浮在上清液中。收集沉淀，改用较高的离心速度离心悬浮液，将较小的颗粒沉降，以此类推，达到分离不同大小颗粒的目的。差速离心的分辨率不高，沉降系数在同一个数量级内的各种粒子不容易分开，常用于其他分离手段之前的粗制品提取。
三、实验用品
1.材料： 菠菜叶片
2.试剂：蒸馏水，0.35mol/L氯化钠溶液
3.仪器：普通离心机、天平、显微镜、镊子、载玻片、盖玻片、离心管、吸水纸等
四、实验方法
1.菠菜叶片(去叶脉)3g → 0.35mol/L氯化钠15ml→研磨(冰浴)→匀浆过滤(6层纱布)→滤液在1000rpm离心2min→弃沉淀，上清液3000rpm离心5min →去上清液→沉淀为叶绿体(混有部分细胞核)，用0.35mol/L氯化钠溶液悬浮 →滴片观察
2.取叶绿体悬液1滴置于载玻片上，加盖玻片后用用普通光学显微镜观察叶绿体的形态结构 3.菠菜叶手切片观察
新鲜菠菜叶，刀片切出一斜面置于载玻片上，滴加1-2滴NaCl溶液，盖上盖片，显微镜下观察。用镊子摄取或刀片刮取新鲜菠菜叶片叶肉，滴加1-2滴NaCl溶液，作临时装片。
五、实验结果
1.普通光镜下，可看到叶绿体为绿色橄榄型，高倍镜下可看到叶绿体内部含有较深的绿色颗粒，即基粒。
2.菠菜叶手切片在普通光镜下可以看到三种细胞：表皮细胞、保卫细胞、叶肉细胞。叶肉细胞呈长方形或类方形，内含大量带有绿色的叶绿体颗粒。另外，视野下还可见到大量散在的点状或类圆状叶绿体颗粒。
3.红辣椒细胞中有许多红色小颗粒，这就是杂色体。杂色体分散在细胞质中。
六、注意事项
1.叶绿体的分离应在等渗溶液(0.35mol/L氯化钠)中进行,以免渗透压的改变使叶绿体受到损伤。
2.分离过程最好在0-5℃的条件下进行；如果在室温下，要迅速分离和观察。3.离心机使用：离心管要平衡
七、作业
1.根据显微观察结果，绘制菠菜叶的结构模式图。
实验四 细胞骨架的光学显微观察和永久制片技术
一、实验目的
掌握植物细胞内细胞骨架的光学观察方法，了解细胞骨架在细胞内的分布特点。
二、实验原理
细胞骨架是指细胞质中纵横交错的纤维网络结构，按组成成分和形态结构的不同可分为微管、微丝和中间纤维。它们对细胞形态的维持、细胞的生长、运动、分裂、分化和物质运输等起重要作用。
光学显微镜下细胞骨架的形态学观察多用1% Triton X-100处理细胞，可将细胞质膜中和细胞质中的蛋白质和全部脂质被溶解抽提，而细胞骨架系统的蛋白质被保存，再用考马斯亮蓝R250染色，使得胞质中细胞骨架得以清晰显现。
Triton X-100：是非离子型表面活性剂（去污剂）。适当浓度的Triton X-100处理细胞时，可将细胞质膜中和细胞质中的蛋白质和全部脂质被溶解抽提，但细胞骨架系统的蛋白质不受破坏而被保存。这样，使细胞骨架图像更清晰。
考马斯亮蓝R250是一种普通的蛋白质染料，它可以使各种细胞骨架蛋白质着色，并非特异地显示微丝，但是由于有些细胞骨架纤维在该实验条件下不够稳定，例如微管；还有些类型的纤维太细，在光学显微镜下无法分辨，因此我们看到的主要是微丝组成的应力纤维（微丝束），直径约40nm左右。
戊二醛能固定，较好的保存细胞骨架成分。
M－缓冲液： 稳定F-肌动蛋白使得细胞骨架纤维保持聚合状态并且较为舒张，便于观察。磷酸缓冲液（PBS）：含有生理盐水，可使细胞不被破坏，能保持原有状态下的结构。
三、实验用品 1.实验材料
新鲜洋葱鳞茎的内表皮。2.实验器材
普通光学显微镜、10mL小烧杯、镊子、刀片、载玻片、盖玻片、载玻片、盖玻片、、擦镜纸、PH 计、水浴锅。3.试剂：
M－缓冲液、磷酸缓冲液（PBS）、3%戊二醛、1%Triton-100、0.2%考马斯亮蓝R250
四、试验方法
21.用镊子撕取洋葱鳞叶内侧的表皮若干片（约0.5cm大小若干片），置于1.5ml离心管中，加入PBS（1.5mL左右），使其下沉（10min左右）。2.吸去缓冲液，用1%Trion X-100处理15-20min。3.吸去Trion X-100，用M缓冲液洗3次，每次5min。4.用3%戊二醛固定30min。
5.PBS（1.5ml左右）洗3次，每次3min，滤纸吸去残液。6.0.2%考马斯亮蓝R250染色至少30min。
7.蒸馏水洗涤2次，然后将样品置于载玻片上，加盖玻片，在普通光学显微镜下观察。8.选取观察效果好的制作永久切片于脱水剂中每级5-10min，第一滴阿拉伯树胶封片。
五、实验结果
观察：镜下可见洋葱表皮细胞轮廓，微丝束呈深蓝色。转换高倍镜观察，转动微调，可见细胞骨架的立体结构。
六、注意事项：
1.撕取洋葱鳞茎内表皮不可带茎肉，样本要展开铺平。
2.去垢时间不要超过30min。
3.染色时间需掌握好，必要时可分别设不同染色时间比较。
4.由微丝组成的应力纤维（张力纤维）是一种动态结构，细胞充分贴壁铺展时纤维挺直、丰富；反之，细胞收缩变圆，应力纤维弯曲，甚至部分解聚消失而显稀少。
七、作业
绘出植物细胞骨架微丝的分布图。（2-3个细胞）补充：
① 6mmol/L PBS(pH6.8)A液：NaH2PO4·2H2O 936mg/1000ml B液：Na2HPO4·12H2O 2148mg/1000ml
工作液：A液53.7ml + B液46.3ml（用NaHCO3调pH值至6.8）② M缓冲液（pH值7.2）咪唑 50mmol/L KCl 50mmol/L MgCl2 0.5mmol/L EGTA 1 mmol/L EDTA 0.1 mmol/L 巯基乙醇1 mmol/L 甘油4 mmol/L 加蒸馏水至1000ml，用1mol/L HCL调pH值为7.2。
③ 1%TritonX-100: TritonX-100 1ml M缓冲液99ml ④ 0.2%考马斯亮蓝R250染液： 考马斯亮蓝R250 0.2g 甲醇 46.5ml 冰醋酸 7ml 蒸馏水 46.5ml 5.3%戊二醛
25%戊二醛12ml PBS（2液）88ml ⑤脱水剂 50%乙醇 70%乙醇 95%乙醇 100%乙醇 二甲苯
实验五 DNA的显示—— Feulgen反应
一、实验目的
1、了解Feulgen染色反应原理；
2、掌握Feulgen染色的方法，观察染色结果。
二、实验原理
根据DNA经盐酸水解后，打开了嘌呤碱基和脱氧核糖连接的键，在脱氧核糖的一端形成游离的醛基。这些醛基就在原位与Schiff试剂结合，形成紫红色的化合物。所以凡有DNA的部位，就呈现为紫红色。
Feulgen反应是特异性显示DNA的最经典方法，即可进行DNA定位显示，又可用显微分光光度计进行定量分析。Feulgen反应对组织中DNA的检测具有高度专一性。组织中除DNA外还有多糖、RNA和其他自由醛基可以被盐酸酸解掉。
三、实验用品
四、实验方法
①取小麦根尖和洋葱内表皮（绿豆大小）浸入预热至60℃的1N HCl中水解，时间10 min。10
②蒸馏水洗后，转入Schiff液中避光染30 min，待根尖变为深红色； ③在新配亚硫酸水中洗3次，每次 1 min；
④自来水洗 5 min，在载玻片上切下深红色根尖备用； ⑤制片镜下观察，根尖镊子捣碎压片。
五、注意事项
六、作业
绘图描述所观察到的试验结果。
实验六 多糖的显示——PAS反应
一、实验目的
通过PAS反应，了解糖原显示的基本原理、方法以及糖原在细胞中的分布。
二、实验原理
PAS反应是显示多糖的最经典、也是最直接的细胞化学方法。用具有强氧化作用的过碘酸处理使多糖中葡萄糖的乙二醇基氧化成两个游离的醛基，醛基与Schiff试剂结合可形成紫红色的化合物，颜色深浅与多糖含量成正比。单糖易被抽提掉，多糖包括糖原、粘多糖、粘蛋白、糖蛋白、糖脂、淀粉和纤维素。
三、实验用品
1.材料：马铃薯块茎
2.试剂：0.5%高碘酸、schiff试剂、亚硫酸水、70％酒精 3.器材：显微镜、刀片、镊子、载玻片、盖玻片、水浴锅
四、实验方法
1、取马铃薯块茎切成薄片，浸入过碘酸溶液10分钟；
2、用70％的酒精冲洗1次；
3、将薄片放入Schiff试剂中20－25分钟；
4、在新配亚硫酸水中洗3次，每次 1 min；
5、蒸馏水洗片刻；
6、将薄片放在载玻片上吸去水分，加上盖玻片，镜下观察。
五、注意事项
按上述操作，细胞中水溶性糖类已丧失，被染色的是不溶性的碳水化合物。
六、作业
绘制实验结果，并描述。
实验六 细胞内碱性蛋白和总体蛋白的原位显示
一、实验目的
1.掌握细胞内酸、碱性蛋白的鉴别方法； 2.了解酸、碱性蛋白在细胞内的分布情况。
二、实验原理
蛋白质是一种两性电解质，在碱性环境中，蛋白质带负电，在酸性环境中，蛋白质带正电。所以，利用各种蛋白质在不同ph下，因等电点不同而产生的与固绿染液（一种弱酸性染料它对碱性物质的亲和力强）结合能力的差异。对细胞中的蛋白质染色，可使细胞内的酸性蛋白（等电点偏向酸性）和碱性蛋白（等电点偏向碱性）分别显示。总体蛋白pI4.7-6.75，组蛋白pI8.5。试验用酸性染料pH2.2，碱性染料pH8.0 核酸的存在会影响实验结果,用三氯醋酸处理可提出核酸。
三、实验用品
1、试验材料
洋葱鳞茎内表皮或根尖
2、试剂
10%福尔马林、5%三氯醋酸、0.1%酸性固绿染料（酸染）、0.1%碱性固绿染料（碱染）
3、器材
显微镜、水浴锅、载玻片、盖玻片、吸水纸
四、实验方法
1.材料固定 洋葱鳞茎内表皮若干片，10%福尔马林固定液中固定15min，蒸馏水洗2次。2.抽提核酸 5％三氯醋酸中90℃，15min，蒸馏水洗数次（3min以上）以冲去痕迹的三氯醋酸。3.染色
①一张片滴加0.1％碱性固绿(pH8.0)中染色5～10min。
②另一张片滴加0.1％酸性固绿(pH2.2)中染色5～10min(视染色深浅而定)。
蒸馏水冲洗（3min），盖上盖片镜检。
五、实验结果
用PH2.2酸性固绿染液染色结果，细胞中蛋白质均被染成绿色，此即总体蛋白在细胞内的分布。总体蛋白-碱性蛋白=酸性蛋白。
用pH8.0碱性固绿染液染色结果，只有细胞核内染色质被染绿色（或浅蓝色），此即碱性蛋白在细胞内的分布。
六、注意事项
使用三氯醋酸处理的目的？
用5%TCA提取DNA是该实验中的关键。DNA必须被提取，以使染色质的负电荷下降，用热TCA提取核酸后，固绿在碱性pH下，碱性蛋白可以选择性地被染色，如未被提取，不能染色，或整个切片染成蓝绿色，水洗或进入酒精即褪色。
七、作业
1、绘制酸、碱性蛋白在细胞内的分布图。
2、总结本次实验的得失。
实验八 植物原生质体的制备与融合
一、实验目的
1.学习植物原生质体的分离制备技术，观察原生质体形态。2.学习细胞融合技术，观察融合细胞的形态及变化。
二、实验原理
除去植物细胞壁的裸露细胞，称为原生质体，是开展基础研究的理想材料。植物细胞壁主要由纤维素、半纤维素和果胶质组成，常用酶解法分离原生质体，其原理是使用纤维素酶、半纤维素酶和果胶酶能降解细胞壁成分，除去细胞壁。
细胞融合又称细胞杂交指离体条件下用人工的方法把不同的细胞通过无性方式融合成一个杂合细胞的技术。许多化学、物理学和生物学方法可诱导原主质体融合，现在被广泛采用并证明行之有效的融合方法是聚乙二醇(PEG)法、高Ca高pH法和电融合法。PEG作为一种高分子化合物，20～50％的浓度能对原生质体产生瞬间冲击效应，原生质体很快发生收缩与粘连，随后用高Ca高pH法进行清洗，使原生质体融合得以完成。
三、实验用品
1.器具：显微镜、离心机、离心管、剪刀、镊子、吸管、小培养皿、载片、盖片、300目滤网。
2.试剂：酶混合液、洗涤液、20%蔗糖液、PEG溶液、高钙高pH溶液
(1)酶混合液(9CPW):
(2)洗涤液（9CPW）1％纤维素酶
pH 5.6 0.5-0.7％果胶酶
27．2 mg／L KH2PO4 101.0 mg／L KNO3 1480．0 mg／L CaCl2·2H2O 246．0 mg／L MgSO4 0．16 mg／L KI 0．025 mg／L CuSO4 9％ W／V甘露醇
500mg／L MES pH 5.6(3)PEG融合液（pH 5.6）40% PEG(MW 1000-6000)0.3 mol/L葡萄糖 3.5mmol/L CaCl2·2H2O 0.7mm0l/L KH2PO4（4）高钙高pH溶液（pH 10.5）0.1mol/L CaCl2·2H2O 0.1mol/L甘露醇 0.05mol/L Tris 3.材料：菠菜、韭菜叶片
四、实验方法
1、分离原生质体
① 撕叶下表皮
② 酶解 将撕去下表皮的叶片剪成0.5mm宽小块，放在盛有5mL酶液的小培养皿或带盖三 角瓶中，让去除下表皮的一面接触酶液，辅满一层，在25-28℃下酶解60-90分钟。可镜检有较 多原生质体后停止。
2、收集纯化
①用300目网过滤除去未完全消化的残渣。
②酶解液转移至10mL离心管中，配平，以800rpm离心5分钟以上，使原生质体沉降。移液管吸上清，剩下原生质体及残渣于管底。
③加入3ml CPW洗涤液，轻轻吹打均匀，相同条件下离心2-5分钟，弃上清，以彻底去除酶液。
④加入少量CPW洗涤液，轻轻吹打均匀，用注射器向离心管底部缓缓注入20%蔗糖约2—3mL，出现下部蔗糖液，上部原生质体悬浮液。
⑤以600rpm离心10分钟，在两液相之间出现一条绿色带，便是纯净的原生质体，注射器针头轻轻插入离心管底部吸取碎片和蔗糖溶液，再吸去上清。
3、制备效果检测（1）血球计数板计数（2）原生质体活力测定
形态识别（完整、饱满、颜色鲜艳）
中性红染色（液泡变红）
台盼蓝染色（不能显色）
观察10个视野计算：
存活率=（活性原生质体/原生质体总数）×100%
4、原生质体融合
（1）取原生质体液两滴，间隔5mm滴于载玻片上，静置8—10分钟，使原生质体沉降。
（2）在两液滴之间滴加一滴40％的PEG溶液，使三液滴相连（可转动载玻片使其混匀）室温下（15-20 ℃）静置5-10分钟，观察原生质体聚集（粘连）现象。
（3）滴加高钙高PH洗液，转动载玻片使其混匀，观察原生质体融合过程。
五、作业
1.按镜下观察绘制2-3个原生质体。2.计算原生质体浓度和存活率。
3.描述原生质体融合过程。
实验九 蚕豆根尖微核检测技术
一、实验目的
1、了解细胞微核形成的机理及其形态特点，2、学习植物根尖细胞的微核检测技术。
二、实验原理
微核试验(The micronucleus test，MNT)是以动植物为材料，采用细胞生物学手段，观测其出现的微核率来表示材料受遗传损伤程度的一种检测遗传毒物的方法。微核是指位于细胞质中独立于主核、直径小于主核，完全与主核分开的圆形或椭圆形的微小核。是真核生物细胞中的一种异常结构，它是由于细胞受到损伤后，由细胞分裂过程中丧失着丝粒的染色体断片或落后染色体产生的。这些断片或染色体在分裂过程中行动滞后，在分裂末期不能进入主核，便形成了主核之外的核块。
蚕豆根尖细胞微核技术已发展的相当成熟，具有较高的灵敏性，作为检测化学品遗传毒性的方法，得到了广泛应用。而且在测定监测淡水污染物和检测化学诱变剂的研究已列入国家生物监测技术规范（水环境部分），并推广应用于大气、废水、土壤等的致突变活性检测。
三、实验用品 1.材料：蚕豆 2.器材
显微镜、恒温培养箱、纱布、镊子、载玻片及盖玻片等。3.药品
盐酸（5mol/L）、70%乙醇、卡诺固定液（用乙醇和冰醋酸以3:1（v/v)混合配制）、石炭酸品红、硫酸铜、待测液。
四、实验步骤
1、浸种催芽
将实验用蚕豆按需要量放入盛水烧杯中，在25℃下浸泡24～48小时，此间至少换水两次，所换水应25℃预温。
种子吸胀后，用纱布松散包裹置瓷盘中，保持温度，在25℃温箱中催芽12～24小时。
待初生根长出2～3mm时，再取发芽良好的种子，放入铺满滤纸的瓷盘中，25℃继续催芽，经约36-48小时，大部分初生根长至1～2cm左右，此时可用来进行实验。
2、根尖染毒：
选取初生根生长良好，根长一致的6～8粒种子，放入盛有待测液的培养皿中，阳性检测采用200mg/L硫酸铜,对照用蒸馏水处理，处理时间6-24h，处理液浸没根尖。
3、恢复培养：处理后的根尖用自来水浸洗3次，每次2～3min，洗净后在蒸馏水中恢复培养24h。
4、固定：切取1cm左右的根尖，用卡诺氏固定液固定24h后弃去固定液，固定后的根如不及时制，可换入70%的乙醇溶液中置4℃冰箱中保存备用。
5、酸解：用蒸馏水浸洗固定好的幼根2～3次，每次5分钟，吸净蒸馏水，加入5mol/L盐酸将幼根浸没，室温下酸解10min，幼根软化即可，弃去盐酸，漂洗根尖2～3次，每次1～2分钟，彻底洗净盐酸。
6、染色：截下1-2mm长的根尖，滴加适量的石炭酸品红染液，染色10min，加盖玻片，压片观 15
察。
五、注意事项
1、培养蚕豆时需勤换水
2、处理蚕豆时要将根部浸没于处理液中
3、固定液要现配现用
六、实验结果
污染指数PI值评价水质标准表
污染指数PI值 水质污染等级
基本无污染 0 ～ 1.5 轻污染 1.5 ～ 2.0 中污染 2.0 ～ 3.5 重污染 3.5以上
七、作业
绘图、计算微核千分率和污染指标。
实验十 细胞膜的渗透性
一、实验目的
1.了解溶血现象及其发生机制。
2.了解细胞膜的渗透性及各种物质进入细胞的速度。
二、实验原理
细胞膜是细胞与环境进行物质交换的选择通透性屏障，是一种半透膜，可选择性控制物质进出细胞。小的、亲脂性的、非极性分子（如O2、CO2、N2、苯）容易溶解于脂双层，可迅速透过脂双层。小的、不带电荷的极性分子（如水、脲、甘油等）如果足够小时，也能很快透过脂双层；大的、不带电荷的极性分子（如葡萄糖，蔗糖等）以协助扩散或主动运输进入细胞；对于带电荷的分子或离子，由于这些分子的电荷及高的水化度，因此不管多小，都很难透过脂双层的疏水区，它们要通过载体介导的主动运输方式跨膜运输。
将红细胞放在低渗盐溶液中，水分子大量渗到细胞内，可使细胞胀破，血红蛋白释放到介质中，由不透明的红细胞悬液变为红色透明的血红蛋白溶液，这种现象称为溶血。将红细胞放在某些等渗盐溶液中，由于红细胞膜对各种溶质的通透性不同，有的溶质可进入，有的溶质不能进入，进入红细胞的溶质能提高红细胞的渗透压，使水进入红细胞，引起溶血。由于不同溶质透入速度不同，溶血时间也不同，因此，发生溶血现象所需时间长短可作为测量物质进入红细胞速度的一种指标。本实验选用红细胞作为细胞膜透性的实验材料，将其放入不同的介质溶液中，观察红细胞的变化。
三、实验用品
1．材料: 鸡血溶于含有抗凝剂的等渗液中（肝素钠0.2mg/mL,一般范围在 0.01-0.2mg/mL；等渗液为0.85% NaCl）2．器材：
试管，试管架，滴管，载玻片，盖玻片，光学显微镜。3．试剂：
低渗溶液：0.0085% NaCl和0.032mol/L葡萄糖；
等渗溶液：0.85% NaCl、0.32mol/L葡萄糖、0.32mol/L甘油、0.32mol/L乙醇。10% TritonX-100、2%TritonX-100。
四、实验步骤
1、制备血液稀释液
①抗凝剂的制备：首先称取1克肝素钠粉末，然后加入0.17 M NaCl溶液ml（1∶10的比例），混合均匀，制成肝素抗凝剂。
②血液稀释液的制备：鸡翼下静脉取新鲜血液，按比例（肝素抗凝剂:血液=1∶10）混合均匀，配制成经肝素抗凝的血液。
③按比例（经肝素抗凝的血液∶0.17 M NaCl 溶液=1∶10）混合均匀，形成一种不透明的红色液体。
2、低渗溶液溶血现象观察：
取试管一支加蒸馏水3ml和稀释的鸡血1滴或2滴轻混一下，然后静止注意观察溶液的颜色变化。结果：由于红细胞发生破裂，造成100%红细胞溶 血，使光线比较容易透过溶液，溶液颜色由浑浊的红色逐渐变透明，此即为溶血现象。记录下这个过程所要的时间。
3、鸡红细胞的渗透性记时比较
1）分别取2只试管，各加入3ml的0.85% NaCl、0.0085% NaCl和0.032mol/L葡萄糖 加入2-3滴血红细胞悬液；
2）分别取3只试管，各加入3ml的 0.32 mol／L葡萄糖，0.32 mol／L甘油，0.32 mol／L乙醇，加入2-3滴血红细胞悬液；
3）分别取2只试管，各加入3ml的10% TritonX-100、2%TritonX-100；加入2-3滴血红细胞悬液，观察反应现象。记下时间（自加入稀释血液到溶液逐渐由红色变为透明澄清，红血球全部溶血所需时间），填入表一的空格中。
4、溶血结果的判断
不溶血：液体分2层，上层浅黄色透明，下层红色不透明，镜检红细胞完好。不完全溶血：溶液混浊，上层变红色，镜检有部分红细胞破裂。完全溶血：液体变红而且透明，镜检发现细胞全成碎片。
5、显微观察
血液红细胞的观察滴一滴稀释的血液于载玻片上，盖上盖玻片。用光学显微镜观察细胞的种类、形状和颜色。
细胞破碎的观察在上一步的载玻片的一端滴加清水，在另一端吸水，并在显微镜下观察细胞的破裂。
五、实验结果
将观察到的现象记录，并进行分析。
编号
试
剂
是否溶血
时间
分析原因 2 3 4 5 6
0.85% NaCl 0.0085% NaCl 0.32 M葡萄糖 0.32 M 甘油 0.32 M 乙醇 10% TritonX-100
六、注意事项
1.试管中有红细胞和测试溶液时，不应强力摇晃，以免造成人为的红细胞破裂。
2.取鸡血动作要非常迅速，否则鸡血会凝固。或者先把抗凝剂加入到烧杯中，再加入新鲜的鸡血，边加边震荡即可。
3.长时间在等渗溶液中，由于活细胞会产生代谢产物积累，也会产生溶血，试验时间不宜超过1h。
4.装不同试剂试管注意编号，吸管也要专用切勿混淆，以保证实验结果的准确性。补充：
一、细胞膜的功能
分隔形成细胞和细胞器，为细胞的生命活动提供相对稳定的内环境，膜的面积大大增加，提高了发生在膜上的生物功能；
屏障作用，膜两侧的水溶性物质不能自由通过； 选择性物质运输，伴随着能量的传递；
生物功能：激素作用、酶促反应、细胞识别、电子传递等；
物质转运功能：细胞与周围环境之间的物质交换，是通过细胞膜的转运功能实现的，其主要转运方式有四种，即单纯扩散、易化扩散、主动转运、入胞和出胞作用。
细胞膜的受体功能：受体是细胞识别和结合化学信息的特殊结构，其本质是蛋白质。
二、常用抗凝血剂包括：
1.非肠道用药抗凝血剂：如肝素；
2.香豆素抗凝血剂类：常用的有双香豆素、华法令和新抗凝等，通过拮抗维生素K使肝脏合成凝血酶原及因子Ⅶ、Ⅸ和Ⅹ减少而抗凝；
3.抗血小板凝集药物：如阿司匹林，对血小板环氧化酶有抑制作用；
4.蛇毒溶栓剂：如去纤酶、抗栓酶和清栓酶，可溶解已形成的血栓使血管再通，从而起到抗凝血作用。
肝素的作用机理
肝素在体内、体外均有强大抗凝作用。与其带大量负电荷有关，可使多种凝血因子灭活。这一作用依赖于抗凝血酶III（antithrombin
III，AT
III）。At
III是凝血酶及因子Ⅻα、Ⅺα、Ⅸα、Ⅹα等含丝氨酸的蛋白酶的抑制剂。它与凝血酶通过精氨酸-丝氨酸肽键相结合，形成At
III凝血酶复合物而使酶灭活，肝素可加速这一反应达千倍以上。
实验十一 血细胞的分化和不同类型血细胞的观察
一、实验目的
1、学习掌握人血涂片和染色的方法。
2、了解各种血细胞的形态特征。
二、实验原理
瑞氏染色液主要染料由碱性美蓝和酸性伊红两种成分组成, 它们与细胞内的嗜酸性和嗜碱性的各种物质既有物理的吸附作用，又有化学的亲和作用, 各种细胞成分化学性质不同，对各种染料的亲和力也不一样，因此使细胞呈现出不同的色彩.伊红和美蓝只能溶解在有机溶剂中，而滴在水中很快形成沉淀，所以染色液必须配成甲醇等有机溶液，临用时加到水或缓冲液中，才能在一定的环境下离解成有色的阴离子伊红和阳离子美蓝，而与细胞中的不同物质相亲和被染色。如滴加到水中很快发生沉淀，容易形成沉渣。
甲醇兼溶剂和起固定细胞两种作用。甲醇具有强大的脱水力，可将细胞固定在一定形态及增加细胞结构的表面积，提高细胞对染料吸收作用，同时由于甲醇吸附染色液中的水，使染色液升温，加速染色反应。缓冲液作用：
染色对氢离子浓度是十分敏感的，据观察pH值的改变，可使蛋白质与染料形成的化合物重新离解。缓冲液须保持一定的pH使染色稳定，PBS的pH 一般在6.8，偏碱性染料可与缓冲液中酸基起中和作用，偏酸性染料则与缓冲液中的碱基起中和作用，使pH恒定。缓冲液配制（pH6.4-6.8，弱酸性）。
A：红细胞，B：嗜酸性粒细胞，C：单核细胞，D：中性粒细胞，E：嗜碱性粒细胞，F：淋巴细胞
三、实验用品
显微镜、载玻片、采血针、75%酒精、消毒棉球、瑞氏染液、PBS、吸耳球。
四、实验方法
1.消毒 先按摩取血部位，使血流通畅；再用酒精消毒取血部位（如无名指指尖、耳垂）。2.取血 待酒精干后，刺破皮肤，使血自然流出，或挤压出血。取干净载片，让血滴在离载片一端中4～5毫米处，注意手指持握载片的边缘，勿触及其表面。不能使载片接触取血部位的皮肤。必须两人密切配合，抓紧时间，一人取血，另一人迅速推片。
3.推片 这步最重要，但又不易推均匀。以左手拿该片的两端，迅速用右手取一块边缘光滑的载片做推片。将其一端置于血滴前方，向后移动到接触血滴，使血液均匀分散在推片与载片的接触处，成一直线。然后使推片与载片呈30°～40°角，轻轻移动，然后由前向后推为一均匀的薄片。涂片推好后，迅速在空气中摇，使之自然干燥。
4.染色 将瑞氏染液(伊红-亚甲基蓝)滴在血膜上，至染液淹没全部血膜，染半分钟。加等量蒸馏水(或缓冲液)与染液，加好后，立即用嘴将两液吹匀。混合再染5分钟。最后用蒸馏水把染液冲掉，用吸水纸吸干，自然干燥后，即可观察。5.观察
五、注意事项
1.染色时间与染液浓度,室温高低,细胞多少有关。染液越淡,室温越低, 细胞越多,所需染色时间越长或应适当增加染液量,因此染色时间应视具体情况而定。特别是更换新染料时必须经试染,摸索最佳染色条件。
2.染液不可过少,以防蒸发干燥染料沉着于血片上难冲洗干净。冲洗时应用流水将染液冲去,不能先倒掉染液,以免染料沉着于血片上。
3.判断染液是否起到了染色的作用，可在冲洗染色液前观察染液有无一层黄色的金属光泽，如果没有，则表示染色失败。
4.如染色太浅，可按照原来步骤重染。
六、作业
1.绘制自制血涂片中的各种血细胞（至少一种白细胞）。2.用简练的语言概括血液的主要成分和作用。
第四篇：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：
第五篇：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
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