細(xì)胞生物學(xué)(陶然)

1、細(xì)胞生物學(xué)一古核，原核，真核細(xì)胞比較古核原核真核獲能方式CO2，S還原為CH4，H2S氧化磷酸化呼吸作用，光合作用質(zhì)膜結(jié)構(gòu)富含四醚酯（增加高溫耐受性）磷脂+蛋白磷脂+蛋白結(jié)構(gòu)性蛋白多疏水殘基（高溫耐受性）無無基因，細(xì)胞核相當(dāng)一部分不同于原核不含高度重復(fù)序列含外顯子，內(nèi)含子，高度重復(fù)細(xì)胞壁肽聚糖(支原體沒有）植物：纖維素和果膠真菌：幾丁質(zhì)動物：沒有細(xì)胞器核糖體多種（后詳敘）分裂方式二分裂二分裂有絲，無絲二細(xì)胞膜流動鑲嵌模型概述：（）磷脂排列成雙分子層，構(gòu)成膜的骨架。雙分子層中每個磷脂分子都可以自由地橫向移動，使雙分子層具有流動性。（）膜蛋白為球蛋白，它可以從兩個側(cè)面嵌入或穿透雙分子層，或鑲于表面

2、上。這些蛋白質(zhì)分子可以在磷脂雙分子層中作橫向運(yùn)動。脂質(zhì)類型：（1）甘油磷脂;(2)鞘脂；（3）膽固醇（動物細(xì)胞膜中）3.運(yùn)動方式：側(cè)移；擺尾；自旋；翻轉(zhuǎn)（最難、最不常見）4蛋白質(zhì)（均為-螺旋）：（1）外在蛋白（2）內(nèi)在蛋白；（詳見奧賽經(jīng)典60頁及普通生物學(xué)37頁）分離方式：膜周邊蛋白為水溶性蛋白，靠離子鍵或其他較弱的鍵與膜表面蛋白分子或脂分子結(jié)合，可通過提高溫度或提高溶液鹽濃度，將它分離下來。膜內(nèi)在蛋白與膜結(jié)合非常緊密，用去污劑使膜崩解后才可分離下來。 5特化結(jié)構(gòu)：（1）脂筏：在以甘油磷脂為主的生物膜上，膽固醇、鞘磷脂等形成相對有序的脂相，其中載有蛋白分子，他們?nèi)缤≡谥p層上的“脂筏”。脂

3、筏功能：在細(xì)胞信號轉(zhuǎn)導(dǎo)、物質(zhì)跨膜運(yùn)輸、病原微生物入侵細(xì)胞過程中發(fā)揮重要作用。（2）細(xì)胞外被（糖被）：表面靜電荷為負(fù)。 功能：（1）對膜蛋白起保護(hù)作用 （2）細(xì)胞識別、信息交流、免疫（3）ECM（胞外基質(zhì)）：通常為不溶性網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，由多糖，纖維狀蛋白和粘黏蛋白組成，為組織提供結(jié)構(gòu)支持 各部分功能：（1）膠原纖維構(gòu)成ECM骨架 （2）蛋白聚糖激素的富集庫 （3）纖連蛋白促進(jìn)細(xì)胞遷移（4） 植物細(xì)胞壁：支持：木質(zhì)化，硅質(zhì)化 保護(hù)：角質(zhì)化，栓質(zhì)化（不透水）三細(xì)胞連接：封閉連接，錨定連接，通訊連接 1封閉連接：2個相鄰細(xì)胞之間不留空隙，物質(zhì)不能從胞間通過。 連接處無細(xì)胞外被。 例：小腸絨毛上皮細(xì)胞 2錨定

4、連接： 粘附連接（粘） 橋粒：類似于鉚釘?shù)倪B接方式，十分緊密(扣) 半橋粒細(xì)胞與基底膜之間粘著 3通訊連接間隙連接，突觸，胞間連絲 作用：見精英教案P1011四物質(zhì)跨膜運(yùn)輸 1.小分子和離子擴(kuò)散和運(yùn)輸被動運(yùn)輸（順濃度梯度）主動運(yùn)輸（逆濃度梯度）方式簡單擴(kuò)散易化擴(kuò)散主動運(yùn)輸協(xié)同運(yùn)輸?shù)鞍踪|(zhì)無通道蛋白載體蛋白載體蛋白供能方式無無ATP氧化供能以另一物質(zhì)濃度梯度供能轉(zhuǎn)運(yùn)泵無無ATP泵鈉-鉀泵等實例O2，CO2，固醇類，脂溶性物質(zhì)葡萄糖（進(jìn)入紅細(xì)胞），氨基酸，離子，水離子，親水性分子葡萄糖，氨基酸注：1.離子的運(yùn)輸包含兩種方式，順濃度為協(xié)助擴(kuò)散，逆濃度為主動運(yùn)輸2.協(xié)同運(yùn)輸有時稱繼發(fā)式主動轉(zhuǎn)運(yùn)。3.通道

5、蛋白和載體蛋白區(qū)別：通道蛋白：主要根據(jù)溶質(zhì)（或離子）大小和電荷進(jìn)行辨別。即：足夠小和帶有適當(dāng)電荷的分子或離子就能通過。載體蛋白：只容許能與載體蛋白相應(yīng)部位結(jié)合的溶質(zhì)分子通過。載體蛋白每次轉(zhuǎn)運(yùn)都要發(fā)生自身構(gòu)象改變。4.不需供能的運(yùn)輸方式：協(xié)助擴(kuò)散，單純擴(kuò)散，離子通道運(yùn)輸2胞吞和胞吐：見精英教案P1021-1023五細(xì)胞信號傳導(dǎo)： 1信號傳導(dǎo)分類方式：根據(jù)分泌的地點到靶細(xì)胞距離分為：內(nèi)分泌，旁分泌，自分泌根據(jù)作用部位分為表面受體介導(dǎo)和胞內(nèi)受體介導(dǎo) 2胞外傳導(dǎo)步驟：合成信號分子信號分子釋放轉(zhuǎn)移至靶細(xì)胞與特殊受體結(jié)合，引起蛋白活化引發(fā)胞內(nèi)傳導(dǎo)途徑功能，代謝等發(fā)生變化信號除去，應(yīng)答結(jié)束。 3化學(xué)信號作用

6、方式：見精英教案P10254.信號分子分類：信號分子，即配基，指能夠被受體識別的各類大，小分子物質(zhì)。又稱被識別體。 （1）親脂類信號分子：類固醇激素。與細(xì)胞質(zhì)與核中受體結(jié)合，形成受體復(fù)合物，調(diào)控基因表達(dá)。 （2）親水類信號分子：神經(jīng)遞質(zhì)，生長因子等，不能進(jìn)入細(xì)胞，與膜上受體特異性結(jié)合，通過信號轉(zhuǎn)換機(jī)制，生成第二信使（cAMP和肌醇磷脂），或者激活蛋白激酶，引起應(yīng)答 （3）氣體信號分子NO。 NO本質(zhì)是一種自由基式氣體，能夠快速通過細(xì)胞膜，與胞內(nèi)受體結(jié)合。從而引起平滑肌舒張，擴(kuò)大血管內(nèi)徑。5.受體 （1）分類：胞內(nèi)受體（受親脂性信號分子激活）；表面受體（親水性信號分子激活） （2）第二信使：第一

7、信使作用于胞體表面受體，促使第二信使分泌，進(jìn)行胞內(nèi)傳導(dǎo)。 （3）G蛋白偶聯(lián)受體：這類受體的作用要通過與GTP結(jié)合的調(diào)節(jié)蛋白（G蛋白）偶聯(lián)。在胞內(nèi)產(chǎn)生第二信使。 cAMP信號通路：第一信使（激素）激活受體活化腺苷酸環(huán)化酶ATP轉(zhuǎn)化為cAMP激活蛋白激酶促進(jìn)蛋白質(zhì)合成，促進(jìn)細(xì)胞分化，抑制分裂。受體和腺苷環(huán)化酶通過G蛋白偶聯(lián)。 磷脂肌醇通路：見精英教案P1028-10296 細(xì)胞質(zhì)=細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)+細(xì)胞器 細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)=細(xì)胞溶膠+細(xì)胞骨架 具體見精英教案P1032七.內(nèi)質(zhì)網(wǎng)，核糖體（蛋白體） 1內(nèi)質(zhì)網(wǎng)：由封閉膜系統(tǒng)圍成腔而形成相互溝通的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu) 2比較光面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)（sER）及糙面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)（rER）光面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)糙

8、面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)形態(tài)多由小管和小囊構(gòu)成不規(guī)則結(jié)構(gòu)扁平囊狀，排列較整齊，分布大量核糖體功能蛋白質(zhì)合成，加工的場所：脂類，糖類代謝；解毒作用與脂類合成，解毒有關(guān)，參與橫紋肌收縮分泌蛋白，溶酶體蛋白、細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)蛋白合成代表細(xì)胞睪丸間質(zhì)細(xì)胞，卵巢黃體細(xì)胞，腎上腺皮質(zhì)細(xì)胞消化腺分泌細(xì)胞，效應(yīng)B細(xì)胞、胰島A細(xì)胞、胰島B細(xì)胞 注：關(guān)于合成過程見精英教案P1034-1036I有機(jī)物合成車間；II蛋白質(zhì)運(yùn)輸通道；III生物膜系統(tǒng)聯(lián)系樞紐3 核糖體：合成蛋白質(zhì)的細(xì)胞器（60%RNA，40%蛋白質(zhì)）蛋白質(zhì)的裝配機(jī)器形成肽鍵 分類：有70S，80S兩種，其中，原核細(xì)胞和真核細(xì)胞的葉綠體與線粒體中為70S，真核細(xì)胞的細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)

9、與內(nèi)質(zhì)網(wǎng)上附著的則為80S 注：“S”指沉降系數(shù)，以10-13 秒為單位真核細(xì)胞的核糖體分布有三種:游離細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)（細(xì)胞自身蛋白）附著糙面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)表面（分泌蛋白、細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)蛋白）內(nèi)含葉綠體和線粒體中（葉綠體和線粒體自身控制合成蛋白） 關(guān)于“信號假說”,見普生P31及精英教案P1033-1034八高爾基體：扁平膜囊堆疊，周圍有囊泡。 1區(qū)別順面膜囊和反面膜囊 順面膜囊中間膜囊反面膜囊結(jié)構(gòu)中間多孔，呈現(xiàn)連續(xù)分支的管網(wǎng)結(jié)構(gòu)（與內(nèi)質(zhì)網(wǎng)類似）介于正反面之間管狀網(wǎng)面（與細(xì)胞膜類似）功能對內(nèi)質(zhì)網(wǎng)來物進(jìn)行分類，送入中間膜囊糖基化修飾，糖脂的合成，蛋白的修飾蛋白質(zhì)的分類，包裝，分泌囊泡包裹物質(zhì)植物細(xì)胞和動物細(xì)胞共

10、有，但功能有差異。共同功能細(xì)胞分泌物的形成；細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)蛋白的合成與裝配植物特有功能細(xì)胞壁的形成有關(guān)九其它細(xì)胞器 1溶酶體:單層膜圍繞，內(nèi)含多種酸性水解酶的囊泡狀細(xì)胞器。 （1）功能：進(jìn)行細(xì)胞內(nèi)消化，只存在于動物細(xì)胞中 （2）溶酶體酶的合成及成熟過程：在rER上的核糖體合成前體rER運(yùn)輸高爾基體順面膜囊進(jìn)行標(biāo)記中間膜囊，糖基化修飾反面膜囊，分類及發(fā)送初級溶酶體，M6P去磷酸化次級溶酶體，催化活性。 （3）類型：初級溶酶體：高爾基體囊部膨大脫落形成，一層脂蛋白圍繞形成球體，含多種水解酶。不含明顯顆粒。次級溶酶體：初級溶酶體與胞內(nèi)體，自噬體融合形成復(fù)合物。后溶酶體：未被消化的物質(zhì)殘留形成的小體。（4

11、）功能：參與細(xì)胞正常消化，起營養(yǎng)作用。或吞噬入侵物，起免疫作用。自體吞噬作用：消化衰老的細(xì)胞器，降解產(chǎn)物重新利用。自溶作用：一定條件膜破裂，釋放水解酶，細(xì)胞自溶。（5） 植物細(xì)胞中無溶酶體， 圓球體和中央液泡來源于內(nèi)質(zhì)網(wǎng)。2過氧化物酶體（微體） 功能：（1）利用O2氧化有機(jī)底物，形成H2O2，又依靠過氧化氫酶進(jìn)行分解，防止毒害。 （2）有降解脂肪酸的作用，產(chǎn)物為乙?；?，不與ATP發(fā)生聯(lián)系。（線粒體中脂肪酸氧化，產(chǎn)物為CO2，并與ATP偶聯(lián)。 （3）分解有毒化合物，發(fā)生在肝臟中，如酒精分解為乙醛。 3液泡：植物細(xì)胞特有，單層膜，起源于內(nèi)質(zhì)網(wǎng)，膨脹而成。 （1）膜上含轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白，將水，離子，營養(yǎng)傳入

12、液泡 （2）內(nèi)含一套降解酶，通過氫離子泵維持中酸性PH，可降解某些化合物。 （3）離子與蔗糖濃度的調(diào)節(jié)：液泡膜上使H+泵使離子內(nèi)流。腔內(nèi)正電勢使負(fù)電離子內(nèi)流，由于H+的濃度梯度推動，鈉，鉀離子和蔗糖流入細(xì)胞，同時H+反向運(yùn)輸進(jìn)入細(xì)胞質(zhì)。（協(xié)同運(yùn)輸-對向運(yùn)輸）補(bǔ)充:1. 關(guān)于胞吞作用（吞飲作用）：細(xì)胞內(nèi)吞的一種可分為液相內(nèi)吞和吸附內(nèi)吞兩種。是細(xì)胞攝入溶質(zhì)或液體的過程攝入速度較快，且速度與物質(zhì)濃度有關(guān)不具特異性。2. 單克隆抗體技術(shù)：（1） 目的：大量獲取單一抗體（2） 操作步驟：注射特定抗原蛋白；培養(yǎng)骨髓瘤細(xì)胞融合B淋巴細(xì)胞和骨髓瘤細(xì)胞培養(yǎng)，篩選專一抗體檢驗陽性克隆分離不同種細(xì)胞，克隆抗體轉(zhuǎn)移至

13、體內(nèi)或體外培養(yǎng)單克隆抗體。3. 關(guān)于信號肽：含一段疏水氨基酸殘基只有合成信號肽的核糖體才能和內(nèi)質(zhì)網(wǎng)結(jié)合可與信號識別顆粒結(jié)合具有起始肽鏈跨膜轉(zhuǎn)移作用，消耗GTP提供的能量。4. 關(guān)于顯微鏡（1）光學(xué)顯微鏡： 分類：普通復(fù)式光學(xué)顯微鏡；實體顯微鏡；暗視野顯微鏡；相差顯微鏡；熒光顯微鏡；激光共點掃描顯微鏡等 分辨率：極限為200nm，最好的角孔徑約70度。 視物過程：光源聚光鏡樣品物鏡目鏡眼睛。普通復(fù)式光學(xué)顯微鏡 油鏡的使用：使用的鏡油為香柏油鏡油應(yīng)滴在物鏡與樣品之間將聚光器降至最低，光圈調(diào)至最小使用時應(yīng)一眼注視目鏡，一邊上調(diào)或下降鏡筒用完后，用拭鏡紙和二甲苯擦拭物鏡 各類優(yōu)勢;相差顯微鏡和微分干涉

14、相差顯微鏡（DIC）常用于觀察活的，未染色的細(xì)胞，監(jiān)視細(xì)胞運(yùn)動。熒光顯微技術(shù)中，不同的蛋白質(zhì)可用不同熒光染料染色，方便觀察。用Ca2+和H+進(jìn)行標(biāo)記，可定位離子濃度及PH激光共點掃描顯微鏡可減少焦平面以外的光，改善分辨率，可觀察較厚的樣品 例：草履蟲體內(nèi)細(xì)胞骨架（2）電子顯微鏡 分類：透射電鏡（TEM）分辨率極限0.1nm，掃描電鏡（SEM）分辨率極限10nm。 使用;固定，切片，脫水，高電子密度金屬染色。 成像原理： TEM：鎢絲（陰極）正極聚光鏡電子束樣品電磁物鏡投影鏡熒光屏成像 SEM：鎢絲（陰極）正極聚光鏡電子束掃描線圈電磁物鏡樣品熒光屏成像。5. 幾個重要概念(1) 一般來說，細(xì)胞在懸液中向電場的正極移動。(2) 凝集素是一類具有高度專一性，引起細(xì)胞凝集的一類球蛋白。（抗體）(3) 幾種物質(zhì)在細(xì)胞中的存在情況:過氧化氫酶過氧化物酶體；SRP（信號識別顆粒）受體糙面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)；細(xì)胞色素氧化酶線粒體；M6P受體溶酶體；鈉-鉀-ATP酶滑面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)；細(xì)胞色素P450，組蛋白細(xì)胞膜；血型抗原染色體；G蛋白細(xì)胞外基質(zhì)。（4）離子泵：具有ATP酶活性，與物質(zhì)逆濃度跨膜運(yùn)輸有關(guān)的蛋白。