醫(yī)學(xué)細(xì)胞生物第五版知識點(diǎn)大全

醫(yī)學(xué)細(xì)胞生物第五版知識點(diǎn)大全醫(yī)學(xué)細(xì)胞生物第五版知識點(diǎn)大全/醫(yī)學(xué)細(xì)胞生物第五版知識點(diǎn)大全醫(yī)學(xué)細(xì)胞生物學(xué)復(fù)習(xí)知識點(diǎn)【第一章緒論】細(xì)胞生物學(xué)概述地球上所有生物均由細(xì)胞構(gòu)成，細(xì)胞是生物體結(jié)構(gòu)和功能的基本單位。一、細(xì)胞生物學(xué)的概念與研究內(nèi)容概念細(xì)胞生物學(xué)是從細(xì)胞的顯微、亞顯微和分子三個(gè)水平對細(xì)胞的各種生命活動開展研究的學(xué)科。研究內(nèi)容分三個(gè)層次：顯微（細(xì)胞）水平光學(xué)顯微鏡技術(shù)亞顯微（亞細(xì)胞）水平電子顯微鏡技術(shù)分子水平分子生物學(xué)技術(shù)、生物物理學(xué)方法研究內(nèi)容研究對象：細(xì)胞研究特點(diǎn)：結(jié)構(gòu)與功能相結(jié)合關(guān)注細(xì)胞間的相互關(guān)系，闡明生物體的生命現(xiàn)象的機(jī)制和規(guī)律，包括：生長、發(fā)育分化、繁殖運(yùn)動遺傳、變異衰老和死亡細(xì)胞遺傳學(xué)基因組學(xué)（genomics）細(xì)胞生理學(xué)新興領(lǐng)域蛋白質(zhì)組學(xué)（proteomics）分支學(xué)科細(xì)胞社會學(xué)細(xì)胞組學(xué)（cytomics）膜生物學(xué)染色體生物學(xué)干細(xì)胞生物學(xué)細(xì)胞生物學(xué)研究的常用模式生物細(xì)菌基因調(diào)控、細(xì)胞周期等酵母蛋白質(zhì)分泌和膜的起源線蟲細(xì)胞凋亡的調(diào)控果蠅分化細(xì)胞系的產(chǎn)生斑馬魚腦和神經(jīng)系統(tǒng)的形成和功能小鼠(包括培養(yǎng)細(xì)胞)腫瘤等疾病模型擬南芥器官的發(fā)育和模式細(xì)胞生物學(xué)在生命科學(xué)中的地位生命科學(xué)的重要分支學(xué)科、生命科學(xué)的基礎(chǔ)學(xué)科、現(xiàn)代生命科學(xué)中的前沿學(xué)科之一、生命科學(xué)中最為活躍的研究領(lǐng)域之一細(xì)胞生物學(xué)的兩種重要研究方式：表型特征分子機(jī)制生物大分子其對細(xì)胞功能或行為的影響因此，細(xì)胞生物學(xué)也被稱為:細(xì)胞分子生物學(xué)或分子細(xì)胞生物學(xué)第二節(jié)細(xì)胞生物學(xué)發(fā)展的幾個(gè)主要階段一、細(xì)胞的發(fā)現(xiàn)與細(xì)胞學(xué)說的創(chuàng)立1.細(xì)胞的發(fā)現(xiàn)1665年英國物理學(xué)家RobertHooke觀察到了軟木塞中的蜂窩狀小室，并將其命名為cell（細(xì)胞）。自1677年開始，荷蘭科學(xué)家A.VanLeeuwenhoek用自制的高倍放大鏡和顯微鏡觀察到了包括精子、細(xì)菌在內(nèi)的活細(xì)胞。2.細(xì)胞學(xué)說的創(chuàng)立1838-1839年施萊登和施旺提出了細(xì)胞學(xué)說（CellTheory）。基本內(nèi)容：一切生物，從單細(xì)胞生物到高等動、植物都是由細(xì)胞組成的；細(xì)胞是生物形態(tài)結(jié)構(gòu)和功能活動的基本單位。1855年R.Virchow提出“一切細(xì)胞只能來自原來的細(xì)胞”，完善了細(xì)胞學(xué)說。細(xì)胞學(xué)說創(chuàng)立的意義：推動作用19世紀(jì)自然科學(xué)的三大發(fā)現(xiàn)之一二、光學(xué)顯微鏡下的細(xì)胞學(xué)研究19世紀(jì)中葉到20世紀(jì)初期技術(shù)：固定和染色發(fā)現(xiàn)：無絲分裂中心體有絲分裂線粒體減數(shù)分裂高爾基體三、實(shí)驗(yàn)細(xì)胞學(xué)階段20世紀(jì)初期到20世紀(jì)中葉主要特點(diǎn)：采用多種實(shí)驗(yàn)手段研究細(xì)胞的生化代謝和生理功能主要工作：Morgan“基因?qū)W說”：基因是遺傳性狀的基本單位組織培養(yǎng)技術(shù)檢測細(xì)胞中核酸的方法從活細(xì)胞中分離出細(xì)胞核和各種細(xì)胞器四、細(xì)胞生物學(xué)的誕生與發(fā)展電子顯微鏡的發(fā)明和20世紀(jì)中葉分子生物學(xué)的發(fā)展，標(biāo)志著亞顯微結(jié)構(gòu)與分子水平相結(jié)合的細(xì)胞生物學(xué)的開端4.1電子顯微鏡的應(yīng)用使細(xì)胞學(xué)研究深入到亞顯微水平1933年：德國E.Ruska等人發(fā)明了電子顯微鏡（透射電鏡）1940-1980：電鏡的技術(shù)不斷革新，明確了過去在光鏡下看到的高爾基體和線粒體；發(fā)現(xiàn)了過去在光鏡下看不到的細(xì)胞器:內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、溶酶體、核糖體、細(xì)胞骨架結(jié)構(gòu)4.2分子生物學(xué)的研究進(jìn)展促進(jìn)了細(xì)胞生物學(xué)的形成與發(fā)展1952年RE.Franklin拍攝到清晰的DNA晶體的X-衍射照片。1953年她認(rèn)為DNA是一種對稱結(jié)構(gòu)，可能是螺旋。1953年，Watson和Crick提出DNA雙螺旋模型。與Wilkins分享1962年諾貝爾生理學(xué)與醫(yī)學(xué)獎。1953-1970：分子生物學(xué)進(jìn)入一個(gè)快速的發(fā)展時(shí)期：證明DNA復(fù)制為半保留復(fù)制發(fā)現(xiàn)“中心法則”（centraldogma:DNA→RNA→蛋白質(zhì)發(fā)表三聯(lián)體密碼假說、確定了DNA中編碼氨基酸的“密碼子”建立了DNA重組技術(shù)和DNA序列分析技術(shù)以上理論和技術(shù)的建立，使細(xì)胞的形態(tài)結(jié)構(gòu)和生理功能研究深入到分子水平，形成了從分子水平、亞細(xì)胞水平和細(xì)胞整體水平來探討細(xì)胞生命活動的學(xué)科，即細(xì)胞生物學(xué)(Cytology發(fā)展為CellBiology開始于20世紀(jì)60年代)。DNA雙螺旋模型提出之后,伴隨一系列分子生物學(xué)技術(shù)的建立，使細(xì)胞生物學(xué)與分子生物學(xué)緊密結(jié)合。讓人們能夠在分子水平上探索細(xì)胞的各種生命活動。從此細(xì)胞生物學(xué)的研究進(jìn)入分子細(xì)胞生物學(xué)時(shí)代。五、細(xì)胞生物學(xué)的發(fā)展趨勢單個(gè)細(xì)胞顯微、亞顯微、生物個(gè)體水平研究細(xì)胞功能的分子基礎(chǔ)，分子水平的研究研究細(xì)胞間相互作用、分工協(xié)作的社會關(guān)系。第三節(jié)細(xì)胞生物學(xué)與醫(yī)學(xué)1.細(xì)胞生物學(xué)是現(xiàn)代醫(yī)學(xué)的基礎(chǔ)和支柱學(xué)科醫(yī)學(xué)要解決的問題：是闡明人的生、老、病、死等生命現(xiàn)象的機(jī)制和規(guī)律，并對疾病進(jìn)行診斷、治療和預(yù)防細(xì)胞是體現(xiàn)人類生、老、病、死之單位：人類生命從受精卵開始，經(jīng)過胎兒、新生兒、幼年、成年、老年直至死亡等過程，這些過程都是以細(xì)胞為單位進(jìn)行的細(xì)胞的結(jié)構(gòu)損傷和功能紊亂是的疾病的本質(zhì)所在：癌癥：是正常細(xì)胞癌變的結(jié)果糖尿病：是胰島細(xì)胞受損或機(jī)體細(xì)胞失去對胰島素的反應(yīng)阿爾茨海默?。ɡ夏臧V呆癥）：膽堿能神經(jīng)元進(jìn)行性死亡帕金森病：多巴胺能神經(jīng)元受損2.醫(yī)學(xué)細(xì)胞生物學(xué)的概念醫(yī)學(xué)細(xì)胞生物學(xué)作為細(xì)胞生物學(xué)的一個(gè)重要分支，所要探討的主要是與醫(yī)學(xué)相關(guān)的細(xì)胞生物學(xué)問題，這些問題往往是疾病發(fā)生發(fā)展的基礎(chǔ)。以揭示人體各種細(xì)胞在生理和病理過程中的生命活動規(guī)律為目的，期望能對人體各種疾病的發(fā)病機(jī)制予以深入闡明，為疾病的診斷、治療和預(yù)防提供理論依據(jù)和策略，這就是醫(yī)學(xué)細(xì)胞生物學(xué)的主要研究內(nèi)容。細(xì)胞生物學(xué)是轉(zhuǎn)化醫(yī)學(xué)研究的基石：轉(zhuǎn)化醫(yī)學(xué)強(qiáng)調(diào)將基礎(chǔ)研究與解決患者實(shí)際問題相結(jié)合，實(shí)現(xiàn)從“實(shí)驗(yàn)室到床邊”的轉(zhuǎn)化?！镜诙录?xì)胞的概念與分子基礎(chǔ)】一、原核細(xì)胞與真核細(xì)胞的區(qū)別？二、細(xì)胞的化學(xué)組成是什么？三、如何理解細(xì)胞組分及其表現(xiàn)形式的動態(tài)變化第一節(jié)細(xì)胞的基本概念自然界中的生物：可區(qū)分為3個(gè)域細(xì)菌域生物(prokaryoticcell)：原核細(xì)胞古菌域生物（archaeon）：古核細(xì)胞真核域生物(eukaryoticcell)：真核細(xì)胞一、原核細(xì)胞種類：支原體最小最簡單的細(xì)胞；細(xì)菌原核細(xì)胞的典型代表。原核細(xì)胞的特點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡單，僅由細(xì)胞膜包繞；細(xì)胞質(zhì)內(nèi)含有DNA區(qū)域，但無被膜包圍。胞質(zhì)內(nèi)沒有細(xì)胞器，但有核糖體(70S,大亞基50、小亞基30）。在裸露的環(huán)狀DNA分子中，基因的編碼序列排列在一起，無內(nèi)含子。蛋白質(zhì)合成特點(diǎn)：轉(zhuǎn)錄與翻譯同時(shí)進(jìn)行。細(xì)菌結(jié)構(gòu)示意圖二、真核細(xì)胞高等生物由真核細(xì)胞組成真核細(xì)胞的形態(tài)：多樣真核細(xì)胞的大?。?0-20μm,但卵細(xì)胞大。真核細(xì)胞的基本結(jié)構(gòu)：細(xì)胞膜光學(xué)顯微鏡下細(xì)胞質(zhì)細(xì)胞核（可看到核仁）（光鏡下的結(jié)構(gòu)稱顯微結(jié)構(gòu)）胞質(zhì)中可看到:膜性細(xì)胞器:內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、高爾基復(fù)合體、溶酶體、過氧化物電子顯微鏡下酶體、線粒體;細(xì)胞骨架:微管、微絲、中間纖維.胞核中可看到：染色體、核骨架.（電鏡下的結(jié)構(gòu)稱亞顯微結(jié)構(gòu)）三、原核細(xì)胞與真核細(xì)胞的比較第二節(jié)細(xì)胞的分子基礎(chǔ)(細(xì)胞的化學(xué)組成)細(xì)胞中的化學(xué)元素基本元素：C、H、O、N(占90%)、S、P、Cl、K、Na、Ca、Mg、Fe(此12種占99.9%)微量元素：Cu、Zn、Mn、Mo、Co、Cr、Si、F、Br、I、Li、Ba一、組成細(xì)胞的生物小分子1.無機(jī)化合物：水和無機(jī)鹽(1)水：含量最多（70%）存在形式：游離水，細(xì)胞代謝反應(yīng)的良好溶劑結(jié)合水，與蛋白質(zhì)分子結(jié)合，是細(xì)胞結(jié)構(gòu)的重要成分。水的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：水分子由1個(gè)氧原子和2個(gè)氫原子組成，呈V字形，尾端帶負(fù)電，兩翼帶正電，從而表現(xiàn)出極性。A.水分子具有極性，因而是極性分子的良好溶劑。但不能溶解非極性物質(zhì)(脂類)。B.水分子可同蛋白質(zhì)中的正、負(fù)電荷結(jié)合。（2）無機(jī)鹽：含量：細(xì)胞干重的2%—5%存在形式：離子狀態(tài)：Cl-、HPO42-、HCO3-、Na+、K+、Ca2+、Mg2+功能：維持細(xì)胞內(nèi)外的滲透壓和pH維持神經(jīng)、肌肉應(yīng)激性維持酶的活性與蛋白質(zhì)或脂類結(jié)合2.有機(jī)小分子：是組成生物大分子的亞單位單糖多糖脂肪酸脂類氨基酸蛋白質(zhì)核苷酸核酸（1）單糖小分子—單糖：(CH2O)n五碳糖(戊糖)：核糖六碳糖(己糖)：葡萄糖（2）脂肪酸小分子:脂肪酸無分支的具有偶數(shù)碳原子的脂肪族羧酸。結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：由兩部分組成，一端是疏水性的長烴鏈，另一端是親水性的羧基（-COOH）。分類：短鏈（2—4C）飽和（所有的碳原子均與氫原子結(jié)合）中鏈（6—10C）長鏈（12—26C）不飽和（碳原子間含有一個(gè)或多個(gè)雙鍵）（3）氨基酸——蛋白質(zhì)的基本組成單位（4）核苷酸磷酸P-P-P-P-P-P-戊糖核糖脫氧核糖堿基嘌呤AG嘧啶CTU二、組成細(xì)胞的生物大分子DNA——攜帶遺傳信息RNA——遺傳信息表達(dá)與調(diào)控蛋白質(zhì)——構(gòu)成細(xì)胞的主要組分（占細(xì)胞干重的50%）、維持細(xì)胞的形狀結(jié)構(gòu)、細(xì)胞功能的主要執(zhí)行者多糖——存在于細(xì)胞表面和細(xì)胞間質(zhì)脂類——細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)的主要組分（占膜成分的50%）DNA：由幾十個(gè)~幾百萬個(gè)單核苷酸聚合而成，核苷酸為其組成單位。RNA:由DNA轉(zhuǎn)錄而來、與DNA上的區(qū)別僅在于RNA中的U替代了DNA中的T，RNA種類繁多。蛋白質(zhì)：由幾十個(gè)~幾百個(gè)氨基酸組成的多聚體，氨基酸為蛋白質(zhì)組成單位，氨基酸之間以肽鍵連接。蛋白質(zhì)的一級結(jié)構(gòu):蛋白質(zhì)的一級結(jié)構(gòu)是指蛋白質(zhì)分子中氨基酸的排列順序。蛋白質(zhì)的二級結(jié)構(gòu):多肽鏈局部區(qū)域的氨基酸的規(guī)則排列。α-螺旋（α-helix）、β-折疊（β-sheet）α-螺旋（α-helix）：特點(diǎn):右手螺旋螺旋一圈有3.6個(gè)氨基酸殘基螺距為0.54nm氨基酸側(cè)鏈伸向螺旋外側(cè)螺旋的走向都為順時(shí)針方向β-折疊(β-sheet)：多肽鏈充分伸展，兩條以上肽鏈或一條肽鏈內(nèi)的若干肽段可平行排列，兩條肽鏈走向可相同，也可相反。并通過肽鏈間的肽鍵羰基氧和亞氨基氫形成氫鍵從而鞏固β-折疊結(jié)構(gòu)。蛋白質(zhì)的三級結(jié)構(gòu)：三級結(jié)構(gòu)是由不同側(cè)鏈間相互作用形成的肽鏈折疊，相互作用的方式有氫鍵、離子鍵和疏水鍵等。具有三級結(jié)構(gòu)的蛋白質(zhì)即表現(xiàn)出生物學(xué)活性。蛋白質(zhì)的四級結(jié)構(gòu)：是在三級結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上形成的，在四級結(jié)構(gòu)中每個(gè)獨(dú)立的三級結(jié)構(gòu)的肽鏈成為亞基，多肽鏈亞基之間通過氫鍵等非共價(jià)鍵的相互作用，即形成了更為復(fù)雜的空間結(jié)構(gòu)。多糖大分子糖（動物細(xì)胞）雙糖寡糖（植物細(xì)胞）多糖糖原(動物細(xì)胞)淀粉(植物細(xì)胞)“單糖分子通過脫水作用以糖苷鍵結(jié)合形成多糖。”糖類的功能：1.儲存能量（糖原和淀粉）2.構(gòu)成細(xì)胞的結(jié)構(gòu)物質(zhì)（如糖蛋白和糖脂是細(xì)胞膜的構(gòu)成成分）3.在細(xì)胞識別、細(xì)胞粘附及信息傳遞中發(fā)揮重要作用（如免疫球蛋白IgG、粘附分子整合素等）脂類大分子—脂類甘油三酯（脂肪）磷脂甘油磷脂（四種）鞘磷脂甘油三酯：3分子脂肪酸與1分子甘油以酯鍵相連構(gòu)成。磷脂：是細(xì)胞膜脂類的主要組分（見第四章）【第四章--細(xì)胞膜與物質(zhì)的穿膜運(yùn)輸】掌握細(xì)胞膜的化學(xué)組成分子、生物學(xué)特性及細(xì)胞膜的分子結(jié)構(gòu)模型。掌握小分子物質(zhì)穿膜運(yùn)輸方式及特點(diǎn)，大分子和顆粒物質(zhì)運(yùn)輸?shù)陌膛c胞吐作用，受體介導(dǎo)的胞吞作用。熟悉細(xì)胞表面的特化結(jié)構(gòu)，細(xì)胞膜異常時(shí)與某些疾病發(fā)生的關(guān)系。細(xì)胞膜又稱質(zhì)膜(Plasmamembrane)，是包圍在細(xì)胞質(zhì)表面的一層薄膜，是生命進(jìn)化的關(guān)鍵一步。作用：與外界環(huán)境分隔，形成特有的內(nèi)環(huán)境物質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)細(xì)胞外感受器：信號傳遞、細(xì)胞識別質(zhì)膜生物膜——單位膜(電鏡下呈“兩暗夾一明”）內(nèi)膜非共價(jià)鍵脂類脂質(zhì)雙層非共價(jià)鍵共價(jià)鍵非共價(jià)鍵結(jié)構(gòu)組成蛋白質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白、連接體、受體、酶……糖脂糖類細(xì)胞外被糖蛋白功能：轉(zhuǎn)運(yùn)小分子大分子、大顆粒第一節(jié)細(xì)胞膜的化學(xué)組成與生物學(xué)特性一、質(zhì)膜的化學(xué)組成（一）膜脂(細(xì)胞膜上的脂類）1.膜脂的組成成分：（1）磷脂（phospholipid）膜脂分子中含有磷酸基團(tuán)是膜脂的基本成分,含量最高50%以上甘油磷脂以甘油為骨架磷脂酰膽堿(卵磷脂)磷脂酰乙醇胺（腦磷脂）磷脂酰絲氨酸(負(fù)電荷)磷脂酰肌醇鞘磷脂（2）膽固醇Cholesterol——散布在磷脂分子之間結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：羥基/甾環(huán)/烴鏈（3）糖脂glycolipid分布在質(zhì)膜的非胞質(zhì)面結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：脂類+寡糖在植物、細(xì)菌：磷脂酰膽堿的衍生物動物：鞘氨醇衍生物，稱鞘糖脂2.膜脂的特征：均為兩性分子P72-73親水（hydrophilic）頭部極性基團(tuán)疏水（hydrophobic）尾部C-H鏈（二）膜蛋白1.含量髓鞘膜25%線粒體內(nèi)膜75%一般膜50%2.存在方式根據(jù)膜蛋白與脂質(zhì)雙層結(jié)合的方式不同分類（1）膜內(nèi)在蛋白(穿膜蛋白),占70%-80%單次穿膜（下圖A）多次穿膜（下圖B）多亞基穿膜（下圖C）（2）膜外在蛋白(周邊蛋白）占20%-30%位于膜兩側(cè)，結(jié)合弱①蛋白質(zhì)：借α螺旋與脂單層互作(胞質(zhì)一側(cè),下圖D）②蛋白質(zhì)：附著在穿膜蛋白上(兩側(cè),下圖G、H)（3）脂錨定蛋白(脂連接蛋白）脂質(zhì)分子+蛋白質(zhì)（共價(jià)鍵）①脂肪酸鏈+蛋白質(zhì)（胞質(zhì)側(cè)，下圖E）②與磷脂酰肌醇分子相連的寡糖鏈+蛋白質(zhì)（質(zhì)膜外，下圖F），稱為“糖基磷脂酰肌醇錨定蛋白”。（三）膜糖1.組成及存在形式①糖脂:脂類+寡糖②糖蛋白:蛋白質(zhì)+寡糖多糖糖基化位點(diǎn)N-連接（天冬酰胺）O-連接（絲氨酸、蘇氨酸）糖種類:葡萄糖\半乳糖\甘露糖\巖藻糖\唾液酸\N-乙酰半乳糖胺\N-乙酰葡萄糖胺2.含量2-10%3.存在部位非細(xì)胞質(zhì)一側(cè)細(xì)胞外被（糖萼）二、質(zhì)膜的特性1.不對稱性（1）膜脂的不對稱性RBC外層磷脂酰膽堿、鞘磷脂糖脂內(nèi)層磷脂酰絲氨酸、磷脂酰乙醇胺負(fù)電荷（2）膜蛋白的不對稱性（3）膜糖的不對稱性非細(xì)胞質(zhì)一側(cè)2.二維流動性（1）脂類的流動性運(yùn)動方式側(cè)向擴(kuò)散:107times/sec翻轉(zhuǎn)運(yùn)動:<once/month旋轉(zhuǎn)運(yùn)動:彎曲運(yùn)動:伸縮振蕩運(yùn)動：影響膜流動性的因素相變脂雙層的液晶態(tài)特性相變液態(tài)晶態(tài)*相變：溫度的變化導(dǎo)致膜狀態(tài)的改變*相變溫度：溫度的下降可導(dǎo)致流動的液晶態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)椤氨鶅龅木钅z”，當(dāng)溫度上升到某一點(diǎn)時(shí)又可轉(zhuǎn)變?yōu)橐壕B(tài)，該臨界溫度謂之相變溫度。脂肪酸鏈（C-H鏈）的飽和度:含不飽和碳?xì)滏湹哪ち鲃有源驝-H鏈的長度:含短碳?xì)滏湹哪ち鲃有源竽懝檀嫉暮?雙重調(diào)節(jié)作用相變溫度以上：膽固醇含量高,膜穩(wěn)定性好相變溫度以下：干擾晶態(tài)形成卵磷脂與鞘磷脂的比例卵磷脂比例高,膜流動性好膜蛋白的結(jié)合方式（2）膜蛋白的流動性側(cè)向擴(kuò)散實(shí)驗(yàn)證實(shí)：細(xì)胞融合實(shí)驗(yàn)、光致漂白熒光恢復(fù)法（光脫色恢復(fù)技術(shù)）旋轉(zhuǎn)運(yùn)動三、生物膜的分子結(jié)構(gòu)模型1.流動鑲嵌模型——是目前普遍接受的模型脂質(zhì)雙層內(nèi)在、外在蛋白流動性/不對稱性晶格鑲嵌模型、板塊模型——是對該模型的有效補(bǔ)充2.脂筏模型——是在流動鑲嵌模型基礎(chǔ)上的新進(jìn)展脂筏（lipidraft):由特殊脂質(zhì)和蛋白質(zhì)組成的微區(qū)，富含膽固醇和鞘磷脂，聚集一些特定種類的膜蛋白。該微區(qū)比膜的其他部分厚且較少流動。利于:蛋白質(zhì)相互作用、蛋白質(zhì)變構(gòu)功能：參與信號轉(zhuǎn)導(dǎo)、受體介導(dǎo)的胞吞第二節(jié)小分子物質(zhì)和離子的穿膜運(yùn)輸物質(zhì)跨膜運(yùn)輸可以分為被動運(yùn)輸和主動運(yùn)輸兩大類被動運(yùn)輸簡單擴(kuò)散易化擴(kuò)散一、簡單擴(kuò)散（simplediffusion）⑴特點(diǎn)溶質(zhì)分子通過質(zhì)膜進(jìn)行自由擴(kuò)散，不需要膜轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白協(xié)助。轉(zhuǎn)運(yùn)是由高濃度向低濃度方向進(jìn)行，所需要的能量來自高濃度本身所包含的勢能，不需要細(xì)胞提供能量。膜的選擇通透性易于通過膜的物質(zhì)脂溶性物質(zhì)不帶電荷小分子物質(zhì)不易通過膜的物質(zhì)帶電荷物質(zhì)大分子物質(zhì)⑵條件溶質(zhì)必須能透過膜；溶質(zhì)在膜兩側(cè)保持一定的濃度差。二、易化擴(kuò)散（facilitateddiffusion）1.定義在特異性的膜運(yùn)輸?shù)鞍捉閷?dǎo)下，一些非脂溶性（或親水性）的物質(zhì)順電化學(xué)梯度的跨膜轉(zhuǎn)運(yùn)。不消耗細(xì)胞的代謝能，屬于被動運(yùn)輸。膜運(yùn)輸?shù)鞍祝╩embranetransportprotein）是指細(xì)胞膜上負(fù)責(zé)轉(zhuǎn)運(yùn)不能通過簡單擴(kuò)散穿膜的物質(zhì)的蛋白質(zhì)。如負(fù)責(zé)轉(zhuǎn)運(yùn)各種離子、葡萄糖、氨基酸、核苷酸及各種代謝產(chǎn)物的載體蛋白和通道蛋白。載體蛋白（carrier）：與特定溶質(zhì)分子結(jié)合，通過構(gòu)象改變進(jìn)行物質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)，既介導(dǎo)被動運(yùn)輸又介導(dǎo)主動運(yùn)輸。2.特點(diǎn)具有選擇性、特異性轉(zhuǎn)運(yùn)速率遠(yuǎn)高于直接穿膜的簡單擴(kuò)散，但低于通道具有飽和性，存在最大轉(zhuǎn)運(yùn)速度門控通道的類型配體門控通道離子通道型受體與胞外特定配體結(jié)合后構(gòu)象改變，“閘門”打開，允許某種離子快速跨膜轉(zhuǎn)運(yùn)。如乙酰膽堿受體是典型的配體門控通道。電壓門控通道跨膜電位的改變誘發(fā)通道蛋白構(gòu)象變化，使通道開放，離子順濃度梯度自由擴(kuò)散通過細(xì)胞膜。通道開放時(shí)間只有幾毫秒，隨即迅速自發(fā)關(guān)閉。電壓門控通道主要存在于可興奮細(xì)胞，如神經(jīng)元、肌細(xì)胞及腺上皮細(xì)胞等。應(yīng)力激活通道通道蛋白受應(yīng)力作用，引起構(gòu)象改變而開啟“閘門”，離子通過親水通道進(jìn)入細(xì)胞，引起膜電位變化，產(chǎn)生電信號。如內(nèi)耳毛細(xì)胞感受聲波震動——聽覺的產(chǎn)生離子通道的特點(diǎn)介導(dǎo)被動運(yùn)輸；對離子有高度選擇性；轉(zhuǎn)運(yùn)速率高；不持續(xù)開放，受“閘門”控制。水通道介導(dǎo)水的快速轉(zhuǎn)運(yùn)1.定義：細(xì)胞膜上由水孔蛋白（aquaporin，AQP）形成的專一性轉(zhuǎn)運(yùn)水分子的通道。2.水通道蛋白的結(jié)構(gòu)水通道在質(zhì)膜上是由四個(gè)對稱排列的圓筒狀亞基包繞而成的四聚體，每個(gè)亞基(即一個(gè)AQP1分子)的中心存在一個(gè)只允許水分子通過的中央孔，孔的直徑約0.28nm，稍大于水分子直徑。3.水通道的特點(diǎn)（1）持續(xù)開放的膜通道蛋白。（2）轉(zhuǎn)運(yùn)速度快：一個(gè)AQP1通道蛋白每秒鐘可允許3×109個(gè)水分子通過。（3）水分子移動方向完全由膜兩側(cè)的滲透壓差決定。被動運(yùn)輸（passivetransport）小結(jié)比較簡單擴(kuò)散和易化擴(kuò)散運(yùn)輸方式主動or被動運(yùn)輸？運(yùn)輸方向是否需要膜運(yùn)輸?shù)鞍?？是否消耗能量？溶質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)速度簡單擴(kuò)散易化擴(kuò)散三、主動運(yùn)輸主動運(yùn)輸定義載體蛋白介導(dǎo)的物質(zhì)逆電化學(xué)梯度、由低濃度一側(cè)向高濃度一側(cè)進(jìn)行的穿膜轉(zhuǎn)運(yùn)方式。與某種釋放能量的過程相偶聯(lián)，能量來源包括ATP水解、光吸收、電子傳遞、順濃度梯度的離子運(yùn)動等。主動運(yùn)輸?shù)奶攸c(diǎn)（1）低濃度→高濃度運(yùn)輸。（2）需要能量。主動運(yùn)輸所需的能量來源主要有：通過水解ATP獲得能量或離子濃度梯度勢能（3）都由載體蛋白介導(dǎo)。主動運(yùn)輸?shù)姆诸愒l(fā)性主動運(yùn)輸繼發(fā)性主動運(yùn)輸1、原發(fā)性主動運(yùn)輸(primaryactivetransport)：

原發(fā)性主動轉(zhuǎn)運(yùn)是指細(xì)胞直接利用代謝產(chǎn)生的能量將物質(zhì)（通常是帶電離子）逆濃度梯度或電位梯度進(jìn)行跨膜轉(zhuǎn)運(yùn)的過程。介導(dǎo)這一過程的膜蛋白稱為離子泵(ionpump)。ATP驅(qū)動泵特點(diǎn)：屬穿膜蛋白，在膜的胞質(zhì)側(cè)有一個(gè)或多個(gè)ATP結(jié)合位點(diǎn)，能夠水解ATP使自身磷酸化，利用ATP水解所釋放的能量將被轉(zhuǎn)運(yùn)分子或離子從低濃度向高濃度轉(zhuǎn)運(yùn)，所以常稱之為“泵”。具有專一性,如鈉鉀泵、氫泵、鈣泵等。ATP驅(qū)動泵類型P-型離子泵：驅(qū)動陽離子跨膜轉(zhuǎn)運(yùn)，如鈉鉀泵。V-型質(zhì)子泵：需ATP供能，對H+的轉(zhuǎn)運(yùn)。F-型質(zhì)子泵：合成ATP，在能量轉(zhuǎn)換中起重要作用，如線粒體ATP酶。ABC轉(zhuǎn)運(yùn)體：參與糖、氨基酸及小分子物質(zhì)的運(yùn)輸。Na+-K+泵（Na+-K+-ATP酶）結(jié)構(gòu)組成:由2個(gè)α亞基（大亞基）和2個(gè)β亞基（小亞基）組成。α亞基是一個(gè)多次穿膜的膜整合蛋白，具有ATP酶活性，β亞基具有組織特異性，功能不清楚。功能1°水解一個(gè)ATP分子2°向細(xì)胞外輸出3個(gè)Na+，轉(zhuǎn)入2個(gè)K+3°維持滲透壓平衡、保持細(xì)胞容積恒定、產(chǎn)生和維持膜電位、為某些物質(zhì)的吸收提供驅(qū)動力。4°為蛋白質(zhì)合成及代謝活動提供必要的離子濃度。2、繼發(fā)性主動運(yùn)輸（secondaryactivetransport）間接利用ATP能量的主動轉(zhuǎn)運(yùn)過程。即逆濃度梯度或逆電位梯度的轉(zhuǎn)運(yùn)時(shí)，能量非直接來自ATP的分解。⑴特點(diǎn)由Na+-K+泵（或H+泵）建立離子電化學(xué)梯度，載體蛋白間接消耗ATP所完成的主動運(yùn)輸方式。物質(zhì)穿膜運(yùn)動所需要的直接動力來自膜兩側(cè)離子的電化學(xué)梯度的勢能。⑵協(xié)同運(yùn)輸類型共運(yùn)輸（symport）：物質(zhì)運(yùn)輸方向與離子轉(zhuǎn)移方向相同，如：小腸細(xì)胞對葡萄糖的吸收伴隨著Na+的進(jìn)入。對向運(yùn)輸（antiport）：物質(zhì)運(yùn)輸方向與離子轉(zhuǎn)移的方向相反，如動物細(xì)胞常通過Na+/H+反向協(xié)同運(yùn)輸?shù)姆绞絹磙D(zhuǎn)運(yùn)H+以調(diào)節(jié)細(xì)胞內(nèi)的pH值。第三節(jié)大分子和顆粒物質(zhì)的穿膜運(yùn)輸小泡運(yùn)輸（vesiculartransport）定義：大分子和顆粒物質(zhì)被運(yùn)輸時(shí)并不穿過細(xì)胞膜，物質(zhì)進(jìn)出是由膜包圍，形成囊泡，通過一系列膜囊泡的形成和融合來完成轉(zhuǎn)運(yùn)過程。發(fā)生位點(diǎn)：質(zhì)膜及胞內(nèi)各種膜性細(xì)胞器之間的物質(zhì)運(yùn)輸。作用：促進(jìn)細(xì)胞內(nèi)外物質(zhì)交換、信息交流等。胞吞（endocytosis）定義：指質(zhì)膜內(nèi)陷，包圍細(xì)胞外物質(zhì)形成胞吞泡，脫離質(zhì)膜進(jìn)入細(xì)胞內(nèi)的轉(zhuǎn)運(yùn)過程，又稱入胞或內(nèi)吞。類型：根據(jù)胞吞物質(zhì)的大小、狀態(tài)及特異程度不同分為吞噬、胞飲和受體介導(dǎo)的胞吞。吞噬（phagocytosis）定義：細(xì)胞膜凹陷或形成偽足，攝入直徑大于250nm的顆粒物質(zhì)（如細(xì)菌、細(xì)胞碎片等）的過程，形成的小囊泡稱吞噬體（phagosome）或吞噬泡（phagocyticvesicle）。細(xì)胞：具有吞噬功能的細(xì)胞——中性粒細(xì)胞、單核細(xì)胞、巨噬細(xì)胞。功能：在機(jī)體防御系統(tǒng)中發(fā)揮重要作用。胞飲（pinocytosis）定義：細(xì)胞質(zhì)膜內(nèi)陷，非特異性攝入溶質(zhì)或液體的過程，形成的小囊泡稱胞飲體(pinosome)或胞飲泡（pinocyticvesicle）。細(xì)胞分布：常見于巨噬細(xì)胞、白細(xì)胞、毛細(xì)血管內(nèi)皮細(xì)胞、腎小管內(nèi)皮細(xì)胞、小腸上皮細(xì)胞等。受體介導(dǎo)的胞吞（receptor-mediatedendocytosis）定義：細(xì)胞通過受體的介導(dǎo)攝取細(xì)胞外特異性蛋白質(zhì)或其他化合物的過程。為細(xì)胞提供了高效、選擇性地?cái)z取細(xì)胞外大分子物質(zhì)的方式。特點(diǎn)：具有選擇性和高效性。胞吐（exocytosis）定義：細(xì)胞內(nèi)合成的物質(zhì)通過膜泡轉(zhuǎn)運(yùn)至細(xì)胞膜，與質(zhì)膜融合后將物質(zhì)排出細(xì)胞外的過程稱為胞吐作用，也稱為外排或出胞。胞吐作用分為兩種類型連續(xù)性分泌（constitutivesecretion）受調(diào)分泌（regulatedsecretion）連續(xù)性分泌定義：連續(xù)性分泌途徑指分泌蛋白在粗面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)合成后，轉(zhuǎn)運(yùn)至高爾基復(fù)合體修飾、濃縮、分選、裝入分泌膜泡，隨即被運(yùn)送到細(xì)胞膜，與質(zhì)膜融合，將分泌物排出的過程。分布：普遍存在于所有的動物細(xì)胞中受調(diào)分泌定義：調(diào)節(jié)性分泌途徑是指細(xì)胞分泌蛋白合成后被儲存于分泌囊泡內(nèi)，只有當(dāng)細(xì)胞接受到細(xì)胞外信號的刺激，才能啟動胞吐過程，將分泌物釋放到細(xì)胞外。分布：存在于分泌激素、酶、神經(jīng)遞質(zhì)的特化細(xì)胞中。【第五章細(xì)胞的內(nèi)膜系統(tǒng)】掌握內(nèi)膜系統(tǒng)的概念及結(jié)構(gòu)組成。掌握糙面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、光面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、高爾基復(fù)合體、溶酶體、過氧化物酶體的主要化學(xué)組成、結(jié)構(gòu)特征與生理功能。熟悉內(nèi)膜系統(tǒng)之間在結(jié)構(gòu)、功能及來源發(fā)生上的相互關(guān)系。熟悉囊泡的主要類型及其在胞內(nèi)物質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)中的重要作用。細(xì)胞內(nèi)膜系統(tǒng):真核細(xì)胞特有的結(jié)構(gòu)與原核細(xì)胞相互區(qū)別的重要標(biāo)志之一在結(jié)構(gòu)、功能或發(fā)生上相互關(guān)聯(lián)的一些由膜圍繞的細(xì)胞器（核膜、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、高爾基體、溶酶體、過氧化物酶體和各種小泡）；相互分隔成封閉性區(qū)室且各有一套獨(dú)特的微環(huán)境。有相對固定的比鄰關(guān)系；各部分互不干擾、但又互相依存、高度協(xié)調(diào)地進(jìn)行各種代謝活動。主要功能是蛋白質(zhì)的合成和分選核糖體(ribosome)（不屬于細(xì)胞內(nèi)膜系統(tǒng)）又名核蛋白體，沒有膜包裹的顆粒狀細(xì)胞器，蛋白質(zhì)合成的機(jī)器，普遍存在于原核細(xì)胞和真核細(xì)胞中。核糖體唯一的功能是按mRNA的指令指導(dǎo)氨基酸高效而精確地合成蛋白質(zhì)或多肽化學(xué)組成和基本類型RNA：60%，構(gòu)成核糖體的骨架蛋白質(zhì)：40%兩種基本類型：70S的核糖體原核細(xì)胞2500X103真核細(xì)胞線粒體內(nèi)的核糖體葉綠體內(nèi)的核糖體80S的核糖體：除線粒體、葉綠體以外的真核細(xì)胞的核糖體4800X103分布原核細(xì)胞：大部分核糖體游離存在真核細(xì)胞：大部分為附著核糖體二．核糖體的結(jié)構(gòu)

電鏡下：顆粒狀大亞基小亞基一般以游離狀態(tài)存在，只有當(dāng)小亞基與mRNA結(jié)合后，大亞基才與小亞基結(jié)合，形成完整的核糖體。三．細(xì)胞內(nèi)分布與蛋白質(zhì)合成分布附著核糖體—附著在粗面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)上（合成分泌蛋白和膜蛋白）游離核糖體—游離在細(xì)胞質(zhì)中（合成基礎(chǔ)性蛋白）多聚核糖體：多個(gè)核糖體結(jié)合到一條mRNA鏈上排列，形成蛋白質(zhì)合成的功能單位附著和游離核糖體的結(jié)構(gòu)和功能相同，不同點(diǎn)在于合成蛋白質(zhì)的種類不同。第一節(jié)內(nèi)質(zhì)網(wǎng)內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的發(fā)現(xiàn)19世紀(jì)：在光鏡下觀察動物腺細(xì)胞時(shí)發(fā)現(xiàn)，稱為動質(zhì)。1945年：Porter等在電鏡下觀察小鼠成纖維細(xì)胞時(shí)發(fā)現(xiàn)，命名為內(nèi)質(zhì)網(wǎng)（endoplasmicreticulum,ER）。一、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的形態(tài)結(jié)構(gòu)與基本類型（一）內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的形態(tài)結(jié)構(gòu)由一層生物膜包裹的相互連續(xù)的小管、小泡和扁囊組成的網(wǎng)狀系統(tǒng)，膜厚約5～6nm。內(nèi)腔—內(nèi)質(zhì)網(wǎng)腔內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜與核外膜連續(xù)內(nèi)質(zhì)網(wǎng)腔與核膜腔相通分布：內(nèi)質(zhì)網(wǎng)分布于內(nèi)質(zhì)區(qū)，并擴(kuò)展、延伸至靠近細(xì)胞膜的外質(zhì)區(qū)。除哺乳類成熟的紅細(xì)胞之外，內(nèi)質(zhì)網(wǎng)普遍存在于各類細(xì)胞之中。（二）內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的基本類型1、粗面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)（rER）呈板層狀整齊排列的扁囊表膜面附著許多顆粒狀的核糖體內(nèi)質(zhì)網(wǎng)與核糖體共同形成復(fù)合機(jī)能結(jié)構(gòu)主要功能合成分泌性蛋白和膜蛋白分泌蛋白合成旺盛的細(xì)胞（胰腺和漿細(xì)胞）—豐富、發(fā)達(dá)分化程度低（胚胎細(xì)胞、干細(xì)胞、腫瘤細(xì)胞或）—較少，但游離核糖體增多2、滑面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)（sER）內(nèi)質(zhì)網(wǎng)表面無核糖體附著，少有扁囊結(jié)構(gòu)，多由分支小管或小泡構(gòu)成較為復(fù)雜的立體結(jié)構(gòu)，常與粗面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)相通。是脂質(zhì)合成的重要場所，所占的區(qū)域較小在某些細(xì)胞中非常發(fā)達(dá)并具有特殊功能如：肝細(xì)胞中豐富—解毒作用睪丸、腎上腺細(xì)胞豐富—合成激素大多數(shù)細(xì)胞兩者同時(shí)存在，但比例不同（胰腺外分泌細(xì)胞全部為rER，肌細(xì)胞全部為sER）內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜二、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的化學(xué)組成（占膜結(jié)構(gòu)的50%，細(xì)胞體積10%以上，占細(xì)胞質(zhì)量15-20%）內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜脂類：30%～40%——較細(xì)胞膜少，主要成分為磷脂，磷脂酰膽堿較多，鞘磷脂較少。蛋白質(zhì)：60%～70%——較細(xì)胞膜多，約30種。標(biāo)志酶——葡萄糖-6-磷酸酶含多種酶系：蛋白質(zhì)加工轉(zhuǎn)運(yùn)酶系、解毒酶系、脂類代謝酶系、碳水化合物代謝酶系等微粒體（microsome）：將組織勻漿經(jīng)低速離心去除核及線粒體后再超速離心后分離出的內(nèi)質(zhì)網(wǎng)碎片三、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的功能蛋白質(zhì)、脂類和糖類合成的重要基地?cái)U(kuò)大膜的表面積，有利于酶的分布提高代謝效率使細(xì)胞質(zhì)區(qū)域化，為物質(zhì)代謝提供特定的內(nèi)環(huán)境參與物質(zhì)運(yùn)輸，物質(zhì)交換和解毒作用對細(xì)胞起機(jī)械支持作用（一）粗面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的功能1、信號肽介導(dǎo)的蛋白質(zhì)的合成1975年，G.Blobel等提出信號肽假說，獲1999年諾貝爾生理或醫(yī)學(xué)獎。主要成分信號肽信號肽識別顆粒（SRP）信號肽識別顆粒受體（SRP-R）通道蛋白移位子、停止轉(zhuǎn)移序列信號假說（signalhypothesis)：（1）信號肽引導(dǎo)核糖體結(jié)合到內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜；信號肽—蛋白質(zhì)合成中最先被翻譯的氨基酸序列信號識別顆粒（SRP）—細(xì)胞質(zhì)溶膠中識別信號肽的顆粒（2）新生肽鏈到內(nèi)質(zhì)網(wǎng)腔的跨膜轉(zhuǎn)運(yùn)；協(xié)同翻譯轉(zhuǎn)運(yùn)—多肽鏈穿過內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜入腔是與翻譯同步進(jìn)行（3）蛋白質(zhì)在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)腔內(nèi)的折疊；分子伴侶—協(xié)助多肽折疊、裝配和轉(zhuǎn)運(yùn)（4）大部分蛋白質(zhì)在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)腔內(nèi)需糖基化，形成糖蛋白；（5）蛋白質(zhì)由內(nèi)質(zhì)網(wǎng)向高爾基復(fù)合體的運(yùn)輸：小泡將分泌蛋白從內(nèi)質(zhì)網(wǎng)運(yùn)輸?shù)礁郀柣鶑?fù)合體；（6）蛋白質(zhì)在高爾基復(fù)合體內(nèi)加工分選；（7）運(yùn)輸出細(xì)胞外；附著核糖體合成的蛋白質(zhì)包括：細(xì)胞外分泌的蛋白質(zhì)（抗體、酶、肽類激素、胞外基質(zhì)蛋白）膜嵌入蛋白（細(xì)胞膜蛋白、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)等膜性細(xì)胞器膜上的膜蛋白，還有膜受體和膜抗原）與其他細(xì)胞組分嚴(yán)格隔離的蛋白質(zhì)需要進(jìn)行復(fù)雜修飾的蛋白質(zhì)某些可溶性蛋白合成后進(jìn)入細(xì)胞基質(zhì)中游離核糖體主要合成：細(xì)胞本身所需要的結(jié)構(gòu)蛋白某些特殊蛋白質(zhì)（紅細(xì)胞中的血紅蛋白）2.合成脂質(zhì)：合成細(xì)胞所需要的全部膜脂（磷脂和膽固醇），其中最主要的是卵磷脂。

磷脂向其他膜轉(zhuǎn)運(yùn)的方式出芽方式：轉(zhuǎn)運(yùn)到高爾基體、溶酶體、細(xì)胞膜

水溶性載體蛋白：在膜之間轉(zhuǎn)移磷脂3．蛋白質(zhì)合成的質(zhì)量控制

①從內(nèi)質(zhì)網(wǎng)輸送到高爾基復(fù)合體的蛋白質(zhì)必須正確的折疊和組裝②否則將被留在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)腔內(nèi)

③通過內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜上的逆轉(zhuǎn)運(yùn)器輸送到細(xì)胞質(zhì)中并最終到細(xì)胞中降解

④由分子伴侶完成（可識別錯誤折疊和未完全裝配的蛋白）（二）滑面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的功能

1．固醇類激素的合成和脂類代謝：

合成細(xì)胞所需的大部分膜脂，含有合成膽固醇的全套酶系和使膽固醇轉(zhuǎn)化為類固醇激素的酶類

2．參與糖原的代謝：與糖原的合成無關(guān)但與糖原的分解有關(guān)

3．解毒功能：

肝臟的解毒作用—由滑面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)完成（由腸道吸收的外源性毒物或藥物以及代謝產(chǎn)生的內(nèi)源性毒物，均由肝細(xì)胞的內(nèi)質(zhì)網(wǎng)通過氧化、甲基化、結(jié)合等方式降低或排除毒性）4．肌細(xì)胞中含有發(fā)達(dá)的滑面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)（稱肌漿網(wǎng)）：膜上有Ca2+-ATP，可將細(xì)胞基質(zhì)中的Ca2+泵入肌漿網(wǎng)中貯存起來。當(dāng)受到N沖動刺激后，肌漿網(wǎng)釋放Ca2+到肌絲之間，激活A(yù)TP酶，使ATP→ADP，釋放能量，肌肉收縮。第二節(jié)高爾基復(fù)合體(Golgicomplex)——蛋白質(zhì)合成、加工、糖基化的場所一.形態(tài)結(jié)構(gòu)▲具有極性（有比較恒定的位置和方向）▲富有特征性扁囊堆疊（弓形）▲大量大小不等的囊泡順面—形成面、近內(nèi)質(zhì)網(wǎng)，有許多運(yùn)輸小泡（vesicles），篩選由內(nèi)質(zhì)網(wǎng)新合成的蛋白質(zhì)和脂類，（凸面）然后將其輸入中央扁囊區(qū)，一小部分再返回內(nèi)質(zhì)網(wǎng)反面—成熟面、近細(xì)胞膜，數(shù)目不等體積較大分泌泡（vacuoles）（凹面）中央扁平囊區(qū)（cisternae）—順、反面之間高爾基復(fù)合體的3個(gè)區(qū)室的功能接受粗面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)芽生的運(yùn)輸小泡；接受粗面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)芽生的運(yùn)輸小泡；篩選由內(nèi)質(zhì)網(wǎng)合成的蛋白和脂類，將大部分轉(zhuǎn)入扁囊去，少部分返回內(nèi)質(zhì)網(wǎng)。被標(biāo)志性的化學(xué)反應(yīng)——嗜鋨反應(yīng)顯示蛋白質(zhì)的糖基化、合成糖脂和多糖蛋白質(zhì)的糖基化、合成糖脂和多糖可被標(biāo)志性的化學(xué)反應(yīng)——NADP酶反應(yīng)顯示體積較大的分泌泡，進(jìn)行蛋白質(zhì)的分選功能體積較大的分泌泡，進(jìn)行蛋白質(zhì)的分選功能二.化學(xué)組成蛋白質(zhì)：60%含量低于內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜，高于細(xì)胞膜，含有多種酶類標(biāo)志性酶——糖基轉(zhuǎn)移酶脂類：40%卵磷脂介于內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜與細(xì)胞膜之間三．功能對來自內(nèi)質(zhì)網(wǎng)合成的蛋白質(zhì)糖基化和分選發(fā)送（一）分泌蛋白的加工與修飾1．糖蛋白的合成和修飾：蛋白質(zhì)的糖基化；糖脂的糖基化

2．蛋白質(zhì)的加工改造：蛋白由無活性的酶原→有活性的蛋白（二）參與蛋白質(zhì)的分選和運(yùn)輸

分選：不同區(qū)室對蛋白質(zhì)糖鏈按順序修飾→分泌蛋白、跨膜蛋白、溶酶體蛋白

運(yùn)輸：高爾基反面形成運(yùn)輸小泡→達(dá)細(xì)胞膜/溶酶體膜→膜融合、排出內(nèi)容物挽救受體—識別錯誤分選而丟失的蛋白并將其運(yùn)回高爾基復(fù)合體（三）形成溶酶體

先在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)處合成溶酶體的膜蛋白、膜脂和各種酶，在高爾基復(fù)合體處加工修飾從反面分選運(yùn)輸，從反面以出芽方式形成。第四節(jié)溶酶體溶酶體的發(fā)現(xiàn)：1955年，ChristiandeDuve等人應(yīng)用電鏡觀察鼠肝細(xì)胞時(shí)，發(fā)現(xiàn)一種富含各種水解酶的顆粒，將其命名為溶酶體(lysosome)。分布廣泛（除成熟紅細(xì)胞外，在原核細(xì)胞中尚未觀察到溶酶體）內(nèi)含多種酸性水解酶(60多種)細(xì)胞內(nèi)消化器官溶酶體異質(zhì)性細(xì)胞器（不同的溶酶體的形態(tài)大小甚至內(nèi)容物都不完全一致）標(biāo)志酶——酸性磷酸酶膜蛋白——高度糖基化（免受溶酶體內(nèi)蛋白酶的消化）內(nèi)部酸性環(huán)境（靠質(zhì)子泵維持）溶酶體膜（與細(xì)胞膜和其他內(nèi)膜不同）：含有特殊的轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白（質(zhì)子泵），可借助水解ATP釋放出能量將H+泵入溶酶體內(nèi)，使其內(nèi)的H+濃度比細(xì)胞質(zhì)中高100倍以上，以形成和維持酸性內(nèi)環(huán)境溶酶體膜的蛋白質(zhì)高度糖基化，以防止自身膜蛋白的降解具有多種載體蛋白可使水解后的產(chǎn)物向外運(yùn)送形態(tài)特點(diǎn)和化學(xué)組成顆粒狀，球形，一層單位膜包裹，內(nèi)含多種高濃度酸性（ph5.0）水解酶，可分解核酸、蛋白、多糖和脂類。二.溶酶體的類型傳統(tǒng)初級溶酶體:前溶酶體→成熟溶酶體，只有酶而無底物次級溶酶體:初級溶酶體+底物按形成過程、功能狀態(tài)內(nèi)體性：由高爾基體芽生的運(yùn)輸小泡和內(nèi)體合并而成吞噬性：內(nèi)體性溶酶體+被水解的各種吞噬底物融合形成自噬性——底物來自細(xì)胞內(nèi)—自噬性——底物來自細(xì)胞內(nèi)—衰老崩解的細(xì)胞器底物的來源、性質(zhì)異噬性——異噬性——底物來自細(xì)胞外—細(xì)菌、異物等三級溶酶體——?dú)堄嘈◇w（residualbody)定義：未被消化和分解的物質(zhì)殘留在溶酶體中形成的電子密度較高、色調(diào)較深的小體。酶活性逐漸降低以致最終消失，進(jìn)入溶酶體生理功能作用的終末狀態(tài)。常見的殘余小體:脂褐質(zhì)(lipofusion)：神經(jīng)細(xì)胞、心肌細(xì)胞含鐵小體(siderosome)：單核巨噬細(xì)胞多泡體(multivesicular)：神經(jīng)細(xì)胞、卵母細(xì)胞、鹽酸細(xì)胞髓樣結(jié)構(gòu)(myelinefigure)：腫瘤細(xì)胞、病毒感染細(xì)胞、巨噬細(xì)胞系統(tǒng)內(nèi)體性溶酶體的形成過程：酶蛋白在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)合成并糖基化形成帶有甘露糖的糖蛋白；甘露糖糖蛋白轉(zhuǎn)運(yùn)至高爾基復(fù)合體形成面，被磷酸化形成溶酶體酶的分選信號M-6-P；在反面高爾基網(wǎng)腔面，被M-6-P受體識別，包裹形成網(wǎng)格蛋白有被小泡；有被小泡脫被形成無被小泡與胞內(nèi)晚期內(nèi)吞體結(jié)合成內(nèi)體性溶酶體；在前溶酶體膜上質(zhì)子泵作用下形成酸性內(nèi)環(huán)境，溶酶體酶與M-6-P受體解離，去磷酸化而成熟。三．溶酶體的功能：

內(nèi)/外源性物質(zhì)的消化，參與生理活動和發(fā)育過程

（一）細(xì)胞內(nèi)物質(zhì)的消化

內(nèi)源性——衰老、病變的細(xì)胞器

胞質(zhì)中某些蛋白（含KFERQ序列）

更新細(xì)胞成分、維持生理功能

外源性——細(xì)菌、異物、紅細(xì)胞、胞飲攝入的可溶性物質(zhì)是細(xì)胞中膽固醇的來源

（二）細(xì)胞外物質(zhì)的消化

受精——精子的頂體

骨質(zhì)更新——破骨細(xì)胞的溶酶體

（三）自溶作用與器官發(fā)育

兩棲類尾部的消失（細(xì)胞凋亡亦參與）

（四）參與激素分泌的調(diào)節(jié)分泌自溶現(xiàn)象

參與甲狀腺素的生成第五節(jié)過氧化物酶體——僅存在于動物和人體細(xì)胞中（以肝、腎細(xì)胞中較為豐富）過氧化物酶體的發(fā)現(xiàn)1954年：過氧化物酶體（peroxisome）又稱微體(microbody)，是J.Rhodin首次發(fā)現(xiàn)于鼠腎小管上皮細(xì)胞中的一種獨(dú)特的結(jié)構(gòu)。形態(tài)結(jié)構(gòu)：一層單位膜包裹圓形或卵圓形直徑0.2-1.7μm異質(zhì)性電鏡下：有些細(xì)胞過氧化物酶體內(nèi)含有晶格結(jié)構(gòu),稱為類核體或類晶體(尿酸氧化酶)?；瘜W(xué)組成含40多種氧化酶過氧化氫酶——標(biāo)志酶功能消除氧化底物產(chǎn)生的過氧化氫及毒物參與肝、腎的解毒功能參與核酸、脂肪、糖的代謝生物發(fā)生酶由細(xì)胞內(nèi)的游離核糖體產(chǎn)生由信號肽引導(dǎo)到過氧化物酶體中第六節(jié)囊泡（vesicle）與囊泡轉(zhuǎn)運(yùn)一、囊泡的來源與類型細(xì)胞內(nèi)物質(zhì)運(yùn)輸?shù)闹饕d體，每種囊泡表面都有特殊的標(biāo)志，以確保轉(zhuǎn)運(yùn)物質(zhì)送至特定的部位，目前至少有10種以上。1.網(wǎng)格蛋白有被囊泡來源：反面高爾基復(fù)合體或細(xì)胞膜介導(dǎo)蛋白質(zhì)從反面向胞體內(nèi)、溶酶體或膜運(yùn)輸；或反向運(yùn)輸。2.COPI有被囊泡來源：順面高爾基復(fù)合體負(fù)責(zé)回收轉(zhuǎn)運(yùn)返回內(nèi)質(zhì)網(wǎng)和高爾基體的膜內(nèi)蛋白的逆向運(yùn)輸3.COPII有被囊泡來源：粗面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)介導(dǎo)從內(nèi)質(zhì)網(wǎng)到高爾基體的物質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)二、囊泡轉(zhuǎn)運(yùn)定義：囊泡以出芽的方式，從一種細(xì)胞器膜產(chǎn)生、脫離后又定向地與另一種細(xì)胞器膜相互融合的過程。1、囊泡轉(zhuǎn)運(yùn)是細(xì)胞物質(zhì)定向運(yùn)輸?shù)幕就緩?、囊泡轉(zhuǎn)運(yùn)是一個(gè)高度有序并受到嚴(yán)格選擇和精密控制的物質(zhì)運(yùn)輸過程3、特異性識別融合是囊泡物質(zhì)定向轉(zhuǎn)運(yùn)和準(zhǔn)確卸載的基本保證4、囊泡轉(zhuǎn)運(yùn)是實(shí)現(xiàn)細(xì)胞膜及內(nèi)膜系統(tǒng)功能結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換和代謝更新的橋梁【第六章線粒體與細(xì)胞的能量轉(zhuǎn)換】掌握線粒體的基本結(jié)構(gòu)、功能和化學(xué)滲透假說的機(jī)制；熟悉線粒體相關(guān)的臨床意義了解線粒體的發(fā)生第一節(jié)線粒體的基本特征一、線粒體的形態(tài)、數(shù)量和結(jié)構(gòu)不同類型或不同生理狀態(tài)的細(xì)胞，線粒體的形態(tài)、大小、數(shù)目及排列分布并不相同。形態(tài)：光鏡下呈線狀、粒狀或桿狀等。數(shù)量：因細(xì)胞種類而不同，細(xì)胞至少只含1個(gè)線粒體，最多的達(dá)50萬個(gè)。代謝旺盛時(shí)，線粒體數(shù)量較多，反之線粒體的數(shù)量則較少。電鏡下，線粒體是由雙層單位膜套疊而成的封閉性膜囊結(jié)構(gòu)。外膜——膜上有多種轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白，它們形成較大的水相通道跨越脂質(zhì)雙層，使外膜出現(xiàn)直徑2～3nm的小孔，允許通過分子量在10000以下的物質(zhì)，包括一些小分子多肽。內(nèi)膜——通透性小，分子量大于150的物質(zhì)不能通過；選擇性高，膜上的轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白控制內(nèi)、外腔的物質(zhì)交換，以保證活性物質(zhì)的代謝。轉(zhuǎn)位接觸點(diǎn)（translocationcontactsite）在線粒體的內(nèi)、外膜上存在的一些內(nèi)膜與外膜相互接觸的地方，此處膜間隙變狹窄，稱為轉(zhuǎn)位接觸點(diǎn)。內(nèi)膜轉(zhuǎn)位子（Tim）——通道蛋白外膜轉(zhuǎn)位子（Tom）——受體蛋白功能：蛋白質(zhì)等物質(zhì)進(jìn)出線粒體的通道?；|(zhì)（matrix）成分酶類：催化三羧酸循環(huán)、脂肪酸氧化、氨基酸分解、蛋白質(zhì)合成。獨(dú)立的遺傳體系雙鏈環(huán)狀DNA：線粒體特有獨(dú)立的遺傳體系核糖體基粒（elementaryparticle）內(nèi)膜（包括嵴）的內(nèi)表面附著許多突出于內(nèi)腔的顆粒，每個(gè)線粒體大約有104～105個(gè)。基粒由多種蛋白質(zhì)亞基組成，分為三部分：頭部：圓球形，突入內(nèi)腔中，基片：嵌于內(nèi)膜中，柄部：將頭部與基片相連。基粒頭部具有酶活性，能催化ADP磷酸化生成ATP，因此，基粒又稱ATP合酶復(fù)合體（ATPsynthasecomplex）。二、線粒體的化學(xué)組成含蛋白質(zhì)（65~70%），脂類（25~30%）和DNA等內(nèi)膜標(biāo)志酶——細(xì)胞色素氧化酶；外膜標(biāo)志酶——單胺氧化酶；基質(zhì)標(biāo)志酶——蘋果酸脫氫酶；膜間腔的標(biāo)志酶——腺苷酸激酶。線粒體DNA：特點(diǎn)：通常是裸露的，不與組蛋白結(jié)合。存在部位：線粒體的基質(zhì)內(nèi)或依附于線粒體內(nèi)膜。數(shù)量：一個(gè)線粒體內(nèi)往往有1至數(shù)個(gè)mtDNA分子，平均為5~10個(gè)。編碼產(chǎn)物：線粒體的tRNA、rRNA及一些線粒體蛋白質(zhì)。三、線粒體的遺傳物質(zhì)基因組結(jié)構(gòu)：為一條雙鏈環(huán)狀的DNA分子，雙鏈中一為重鏈（H），一為輕鏈（L），重鏈和輕鏈上的編碼產(chǎn)物各不相同。與核基因組相比，線粒體基因組有很少非編碼的序列。人類線粒體基因組共編碼37個(gè)基因:tRNA，rRNA和一些線粒體蛋白質(zhì)四、線粒體核編碼蛋白質(zhì)的轉(zhuǎn)運(yùn)(一)核編碼蛋白向線粒體基質(zhì)中的轉(zhuǎn)運(yùn)1.需要條件⑴基質(zhì)導(dǎo)入序列（matrix-targetingsequence，MTS）。⑵分子伴侶：保持前體蛋白在線粒體外的非折疊狀態(tài)NAC：與少數(shù)前體蛋白相互作用，增加蛋白轉(zhuǎn)運(yùn)的準(zhǔn)確性。hsc70：和絕大多數(shù)的前體蛋白結(jié)合，使前體蛋白打開折疊，防止已松弛的前體蛋白聚集。2.轉(zhuǎn)運(yùn)過程⑴前體蛋白與受體結(jié)合。⑵mthsp70可與進(jìn)入線粒體腔的前導(dǎo)肽鏈交聯(lián)，防止了前導(dǎo)肽鏈退回細(xì)胞質(zhì)。(3)基質(zhì)作用蛋白酶MPP：定位于線粒體內(nèi)膜上，切除大多數(shù)蛋白的基質(zhì)導(dǎo)入序列。(二)核編碼蛋白向線粒體其他部位的轉(zhuǎn)運(yùn)1.蛋白質(zhì)向線粒體膜間腔的轉(zhuǎn)運(yùn)⑴信號序列基質(zhì)導(dǎo)入序列MTS：引導(dǎo)前體蛋白進(jìn)入基質(zhì)。膜間腔導(dǎo)入序列ISTS：引導(dǎo)前體蛋白進(jìn)入膜間腔。⑵轉(zhuǎn)運(yùn)方式整個(gè)蛋白進(jìn)入基質(zhì)，第2個(gè)信號序列ISTS引導(dǎo)多肽鏈通過內(nèi)膜上的通道進(jìn)入膜間腔。第2個(gè)信號序列ISTS起轉(zhuǎn)移終止序列的作用，阻止前體蛋白向基質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)，并固定于內(nèi)膜上，切去位于內(nèi)膜上的ISTS部分后，進(jìn)入膜間腔。通過直接擴(kuò)散從胞漿通過外膜而進(jìn)入膜間腔。2.蛋白質(zhì)向線粒體外膜和內(nèi)膜的轉(zhuǎn)運(yùn)在外膜蛋白的轉(zhuǎn)運(yùn)中，類孔蛋白P70的研究最多。事實(shí)上在P70的MTS后有一段長的疏水序列，也起著轉(zhuǎn)移終止序列的作用，而使之固定于外膜上。內(nèi)膜上的蛋白質(zhì)的轉(zhuǎn)運(yùn)機(jī)制尚不完全清楚。五、線粒體的起源目前普遍接受的線粒體起源假說為內(nèi)共生學(xué)說，該學(xué)說認(rèn)為線粒體可能起源于與古老厭氧真核細(xì)胞共生的早期細(xì)菌。六、線粒體的分裂與融合（一）線粒體是通過分裂方式實(shí)現(xiàn)增殖的目前普遍接受的觀點(diǎn)認(rèn)為：線粒體的生物發(fā)生是通過原有線粒體分裂完成的。線粒體的生物發(fā)生過程：第一階段——線粒體進(jìn)行分裂增殖；第二階段——線粒體本身的分化過程，建成能夠行使氧化磷酸化功能的機(jī)構(gòu)。線粒體三種分裂方式出芽分裂收縮分裂間壁分裂線粒體的分裂都不是絕對均等的。在同一線粒體中，可能存在有不同類型的mtDNA，隨機(jī)地分配到新的線粒體中。另一方面線粒體分裂還受到細(xì)胞分裂的影響。（二）mtDNA隨機(jī)地、不均等地被分配到新的線粒體中在同一線粒體中，可能存在有不同類型的mtDNA，即野生型和突變型mtDNA。分裂時(shí)，野生型和突變型mtDNA發(fā)生分離，隨機(jī)地分配到新的線粒體中。（三）線粒體融合線粒體的融合有利于促進(jìn)線粒體的相互協(xié)作，可以使不同線粒體之間的信息和物質(zhì)得到相互交換。七、線粒體的功能1.氧化磷酸化營養(yǎng)物質(zhì)在線粒體內(nèi)氧化并與磷酸化耦聯(lián)生成ATP是線粒體的主要功能。2.攝取和釋放Ca2+線粒體還在攝取Ca2+和釋放Ca2+中起著重要的作用，線粒體和內(nèi)質(zhì)網(wǎng)一起共同調(diào)節(jié)胞質(zhì)中的Ca2+濃度，從而調(diào)節(jié)細(xì)胞的生理活動。第二節(jié)細(xì)胞能量轉(zhuǎn)換細(xì)胞呼吸的概念在特定細(xì)胞器（主要是線粒體）內(nèi)，在O2的參與下，分解各種大分子物質(zhì)，產(chǎn)生CO2；與此同時(shí)，分解代謝所釋放出的能量儲存于ATP中的過程，稱為細(xì)胞呼吸（cellularrespiration），也稱生物氧化（biologicaloxidation）或細(xì)胞氧化（cellularoxidation）。細(xì)胞呼吸的特點(diǎn)本質(zhì)上是在線粒體中進(jìn)行的一系列由酶系所催化的氧化還原反應(yīng)；所產(chǎn)生的能量儲存于ATP的高能磷酸鍵中；整個(gè)反應(yīng)過程是分步進(jìn)行的，能量也是逐步釋放的；反應(yīng)是在恒溫(37℃)和恒壓條件下進(jìn)行的；反應(yīng)過程中需要H2O的參與。細(xì)胞呼吸所產(chǎn)生的能量儲存于細(xì)胞能量轉(zhuǎn)換分子ATP中ATP是一種高能磷酸化合物細(xì)胞呼吸時(shí)，釋放的能量可通過ADP的磷酸化而及時(shí)儲存于ATP的高能磷酸鍵中作為備用；當(dāng)細(xì)胞進(jìn)行各種活動需要能量時(shí)，又可去磷酸化，斷裂一個(gè)高能磷酸鍵以釋放能量來滿足機(jī)體需要。底物水平磷酸化（substrate-levelphosphorylation）：由高能底物水解放能，直接將高能磷酸鍵從底物轉(zhuǎn)移到ADP上，使ADP磷酸化生成ATP的作用。ATP中所攜帶的能量來源于糖、氨基酸和脂肪酸等的氧化，這些物質(zhì)的氧化是能量轉(zhuǎn)換的前提。從糖酵解到ATP的形成是一個(gè)極其復(fù)雜的過程，分為三個(gè)步驟：糖酵解（glycolysis）三羧酸循環(huán)（TAC）氧化磷酸化（oxidativephosphorylation）一、葡萄糖在細(xì)胞質(zhì)中進(jìn)行糖酵解丙酮酸在線粒體基質(zhì)中氧化脫羧生成乙酰CoA在線粒體基質(zhì)中丙酮酸脫氫酶體系作用下，丙酮酸進(jìn)一步分解為乙酰CoA，NAD+作為受氫體被還原，具體反應(yīng)式為：2CH3COCOOH+2HSCoA+2NAD+→2CH3CO-ScoA+2CO2+2NADH+2H+二、乙酰CoA在線粒體基質(zhì)中進(jìn)行三羧酸循環(huán)1.在線粒體基質(zhì)中，乙酰CoA與草酰乙酸結(jié)合成檸檬酸而進(jìn)入三羧酸循環(huán)（tricarboxylicacidcycle，TAC），經(jīng)過一系列的代謝反應(yīng)，乙?；谎趸纸?，草酰乙酸再生。2.三羧酸循環(huán)是三大營養(yǎng)素的最終代謝通路。糖、脂肪、氨基酸在體內(nèi)進(jìn)行生物氧化都將產(chǎn)生乙酰CoA，然后進(jìn)入三羧酸循環(huán)進(jìn)入降解。三、氧化磷酸化耦聯(lián)是能量轉(zhuǎn)換的關(guān)鍵(一)呼吸鏈和ATP合酶復(fù)合體是氧化磷酸化的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)1.呼吸鏈代謝物脫下的成對氫原子通過多種酶和輔酶所催化的連鎖反應(yīng)逐步傳遞，最后與氧結(jié)合生成水，此傳遞過程稱為呼吸鏈。參加呼吸鏈的酶及輔酶按一定順序在線粒體內(nèi)膜上排列，進(jìn)行氫和電子的傳遞，故又稱為電子傳遞鏈。2.ATP合酶復(fù)合體(二)氧化過程伴隨著磷酸化的偶聯(lián)(三)耦聯(lián)機(jī)制——化學(xué)滲透假說化學(xué)滲透假說（chemiosmoticcouplinghypothesis）認(rèn)為氧化磷酸化偶聯(lián)的基本原理是：電子傳遞中的自由能差造成H+穿膜傳遞，轉(zhuǎn)變?yōu)闄M跨線粒體內(nèi)膜的電化學(xué)質(zhì)子梯度。質(zhì)子順梯度回流并釋放出能量，驅(qū)動結(jié)合在內(nèi)膜上的ATP合酶，催化ADP磷酸化合成ATP。mtDNA突變與疾病線粒體含有自身獨(dú)特的環(huán)狀DNA，但其DNA是裸露的，易發(fā)生突變且很少能修復(fù)。以線粒體結(jié)構(gòu)和功能缺陷為主要疾病原因的疾病常稱為線粒體疾?。╩itochondrialdisorders）。疾病過程中的線粒體變化線粒體對外界環(huán)境因素的變化很敏感，一些環(huán)境因素的影響可直接造成線粒體功能的異常。隨著年齡的增長，線粒體的氧化磷酸化能力下降。線粒體腦肌?。↘earns-Sayresyndrome）病癥：從眼部到心臟影像學(xué)特征：CT可發(fā)現(xiàn)基底節(jié)區(qū)對稱性鈣化，腦萎縮；MRI發(fā)現(xiàn)中樞神經(jīng)系統(tǒng)高代謝區(qū)多發(fā)、游走性的信號異常，長T1長T2信號，F(xiàn)LAIR及DWI為高信號，病變區(qū)腦回腫脹，但無水腫及占位效應(yīng)，不按血管分布；MRS是發(fā)現(xiàn)本病的最早方法，可見NAA降低和Lac升高。病因：mtDNA的缺失【第七章細(xì)胞骨架與細(xì)胞的運(yùn)動】掌握細(xì)胞骨架的概念及基本組成成分。掌握微管、微絲、中間纖維的結(jié)構(gòu)、組成、裝配及其功能。熟悉微管、微絲、中間纖維的形態(tài)及影響其組裝的因素。細(xì)胞骨架(cytoskeleton)：是指真核細(xì)胞質(zhì)中的蛋白纖維網(wǎng)架體系，對于細(xì)胞的形狀、細(xì)胞的運(yùn)動、細(xì)胞內(nèi)物質(zhì)的運(yùn)輸、染色體的分離和細(xì)胞分裂等均起著重要作用。細(xì)胞骨架的多功能性依賴于三類蛋白質(zhì)纖維：微管、微絲和中間纖維。細(xì)胞骨架研究方法考馬斯亮藍(lán)染色熒光抗體標(biāo)記電子顯微鏡第一節(jié)微管（microtubule）一、微管蛋白與微管的結(jié)構(gòu)1、電鏡下的微管(24～26nm)2、微管蛋白（tubulin）α-微管蛋白、β-微管蛋白、γ-微管蛋白在α-微管蛋白和β-微管蛋上各有一個(gè)GTP結(jié)合位點(diǎn)、Mg2+、Ca2+結(jié)合位點(diǎn)和一個(gè)秋水仙素結(jié)合位γ-微管蛋白定位于微管組織中心（microtubuleorganizingcenter，MTOC）MTOC在空間上為微管裝配提供始發(fā)區(qū)域，控制著細(xì)胞質(zhì)中微管的形成、數(shù)量、位置、極性確定和細(xì)胞分裂。3、微管的結(jié)構(gòu)微管以微管蛋白α、β異二聚體為基本構(gòu)件。微管中微管蛋白二聚體頭尾相接形成原纖維，再經(jīng)過原纖維的兩端和側(cè)面增加二聚體擴(kuò)展成為片層，當(dāng)片層達(dá)到13根原纖維時(shí)即合攏成一段微管，然后新的異二聚體再不斷增加到微管的兩端使之不斷延長。微管蛋白異二聚體微管蛋白異二聚體微管的結(jié)構(gòu)模式圖；微管橫切面電鏡圖像（右）和其模式圖4、微管的三種存在形式Cilia(纖毛Cilia(纖毛)、flagella(鞭毛)二聯(lián)管單管微管單管微管三聯(lián)管三聯(lián)管CentrioleCentriole（中心粒）basalbody（基體）單管：由13根原纖維組成，是細(xì)胞質(zhì)中主要的存在形式，分散或成束分布，但不穩(wěn)定，易受低溫、鈣離子等因素的影響而發(fā)生解聚。二聯(lián)管：由A、B兩根單管組成，A管有13根原纖維，B管有10根原纖維，與A管公用3根原纖維，主要分布于纖毛和鞭毛內(nèi)。三聯(lián)管：由A、B、C三根單管組成，A管有13跟原纖維，B管和C管均由10根原纖維組成，分別與A管和B管公用3根原纖維，主要分布于中心粒及鞭毛和纖毛的基體中。二聯(lián)管和三聯(lián)管是比較穩(wěn)定的微管結(jié)構(gòu)5.微管的極性微管具有極性，正端（+）生長速度快，負(fù)端（-）生長速度慢，微管蛋白在正端的添加速度高于負(fù)端。二．微管結(jié)合蛋白(microtubuleassociatedprotein，MAP)這是一類以恒定比例與微管結(jié)合，調(diào)節(jié)微管活性的一類蛋白，是維持微管結(jié)構(gòu)和功能的必需成份。1．微管結(jié)合蛋白的種類和特點(diǎn)MAP-1、MAP-2、tau主要存在于神經(jīng)元中MAP-4廣泛存在于各種細(xì)胞中各種MAP的活性主要通過蛋白激酶和磷酸酶控制不同的微管結(jié)合蛋白在細(xì)胞中有不同的分布區(qū)域，執(zhí)行特殊功能例：在神經(jīng)細(xì)胞中，tau只存在于軸突中，而MAP-2則分布于胞體和樹突中。三、微管的裝配與動力學(xué)（一）微管裝配的特點(diǎn)1、微管的裝配主要表現(xiàn)為動態(tài)不穩(wěn)定性該模型認(rèn)為，微管組裝過程不停地在增長和縮短兩種狀態(tài)中轉(zhuǎn)變，表現(xiàn)動態(tài)不穩(wěn)定性；微管組裝時(shí)，游離微管蛋白的濃度和GTP水解成GDP的速度決定微管的穩(wěn)定性：2、微管的裝配過程可分三個(gè)時(shí)期：成核期（nucleationphase）管蛋白聚合成短的寡聚體（核心）片狀微管聚合期（polymerizationphase）聚合速度大于解聚速度，微管延長穩(wěn)定期（steadystatephase）聚合速度等于解聚速度（游離管蛋白達(dá)到臨界濃度）（二）微管的體外裝配微管蛋白異二聚體達(dá)到臨界濃度(1mg/ml)、有Mg2+存在，（無Ca2+）、pH6.9、37℃、異二聚體即聚合成微管，同時(shí)需要由GTP提供能量。極性裝配：裝配快的一端（β微管蛋白）為（+）極，裝配慢的一端（α微管蛋白）為（-）極踏車現(xiàn)象：組裝和去組裝達(dá)到平衡（三）微管的體內(nèi)裝配微管的裝配起始于微管組織中心，主要作用是幫助細(xì)胞質(zhì)微管裝配過程中成核γ-TuRC可形成含有10-13個(gè)γ微管蛋白分子的環(huán)狀結(jié)構(gòu)，可刺激微管核心形成，并包裹微管負(fù)端，阻止微管的摻入微管組織中心在中心體中，是微管裝配的起始結(jié)構(gòu)微管組織中心主要存在部位：中心體和纖毛、鞭毛的基體A.中心體的無定形蛋白基質(zhì)中含有γ微管蛋白環(huán),它是微管生長的起始部位;B.中心體上的γ微管蛋白環(huán);C.中心體與附著其上的微管,負(fù)端被包圍在中心體中,正端游離在細(xì)胞質(zhì)中;(四)影響微管組裝和解聚的因素pH、37pH、37℃、GTP、Mg2+0～4℃、0～4℃、Ca2+微管蛋白的臨界濃度微管特異性藥物：抑制微管組裝的藥物：秋水仙素、長春新堿穩(wěn)定微管的藥物：紫衫醇四、微管的功能（一）構(gòu)成網(wǎng)狀支架，支持和維持細(xì)胞的形態(tài)（二）參與中心粒、纖毛和鞭毛的形成（三）參與細(xì)胞內(nèi)物質(zhì)的運(yùn)輸微管為細(xì)胞內(nèi)物質(zhì)的運(yùn)輸提供軌道，通過馬達(dá)蛋白完成物質(zhì)運(yùn)輸任務(wù):1、馬達(dá)蛋白（motorprotein）指介導(dǎo)細(xì)胞內(nèi)物質(zhì)沿細(xì)胞骨架運(yùn)輸?shù)牡鞍踪|(zhì)(利用ATP水解產(chǎn)生的能量驅(qū)動自攜帶運(yùn)載物沿著微管或肌動蛋白絲運(yùn)動的蛋白)可分為三個(gè)不同的家族：以微管作為運(yùn)行軌道（1）驅(qū)動蛋白（kinesin）以微管作為運(yùn)行軌道（2）動力蛋白（dynein）（3）肌球蛋白（myosin）肌動蛋白纖維作為運(yùn)行軌道微管為細(xì)胞內(nèi)物質(zhì)的運(yùn)輸提供軌道，通過馬達(dá)蛋白完成物質(zhì)運(yùn)輸任務(wù).頭部：具有ATP酶活性，水解ATP產(chǎn)生能量尾部：與被轉(zhuǎn)運(yùn)組分結(jié)合（四）維持細(xì)胞內(nèi)細(xì)胞器的空間定位和分布參與內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、高爾基復(fù)合體、紡錘體的定位（五）參與染色體的運(yùn)動，調(diào)節(jié)細(xì)胞分裂（六）參與細(xì)胞內(nèi)信號傳導(dǎo)微管參與Hedgehog、JNK、Wnt、ERK及PAK蛋白激酶信號傳導(dǎo)通路。信號分子可直接與微管作用或通過馬達(dá)蛋白和一些支架蛋白來與微管作用；第二節(jié)微絲（microfilament，MF）概述:微絲（microfilament，MF）是由肌動蛋白組成的細(xì)胞絲，因此又稱肌動蛋白絲（actinfilament）一、肌動蛋白與微絲的結(jié)構(gòu)1.肌動蛋白的結(jié)構(gòu)微絲主要成分是肌動蛋白（G-actin）,有多種亞型。單體外觀呈啞鈴形，稱G-肌動蛋白,由2個(gè)亞基組成，具有陽離子（M2+和K+或Na+）、ATP（或ADP）和肌球蛋白結(jié)合位點(diǎn)；2、肌動蛋白具有極性微絲是由兩條肌動蛋白單鏈聚合而成的雙螺旋結(jié)構(gòu)。肌動蛋白單體具有極性，裝配時(shí)首尾相接形成螺旋狀纖維，因此微絲也有極性，一端為相對遲鈍和生長慢的負(fù)端（minusend）；另一端為生長快的正端（plusend）;二．肌動蛋白結(jié)合蛋白(actin-bindingprotein）是細(xì)胞內(nèi)存在的一大類能與肌動蛋白單體或肌動蛋白纖維結(jié)合的、能改變其特性的蛋白（有100多種）按其功能可分為三大類：F-肌動蛋白的聚合有關(guān)的蛋白；與微絲結(jié)構(gòu)有關(guān)的蛋白；微絲收縮有關(guān)的蛋白；三、微絲的裝配機(jī)制（一）微絲的組裝過程分為三個(gè)階段成核期：微絲組裝的限速過程。聚合期：肌動蛋白在核心兩端聚合，正端快，負(fù)端慢。穩(wěn)定期：聚合速度與解離速度達(dá)到平衡。（二）微絲組裝的踏車模型和非穩(wěn)態(tài)動力學(xué)模型1、踏車模型在微絲裝配時(shí)，當(dāng)G-肌動蛋白達(dá)到一定濃度時(shí)，微絲出現(xiàn)一端因添加G-肌動蛋白單體而延長，另一端因解聚釋放肌動蛋白而縮短，微絲長度不變，表現(xiàn)踏車行為；2、非穩(wěn)態(tài)動力學(xué)模型認(rèn)為ATP是調(diào)節(jié)微絲組裝的動力學(xué)不穩(wěn)定性行為的主要因素,ATP-肌動蛋白濃度與其聚合速度呈正比,其長度總是在延長和縮短的變化之中,呈動力學(xué)不穩(wěn)定狀態(tài)每個(gè)游離肌動蛋白單體帶有1個(gè)ATP，聚合后水解為ADP，促進(jìn)解聚微絲在體內(nèi)裝配時(shí)也有成核作用，發(fā)生在質(zhì)膜質(zhì)膜下具有較高密度、由微絲和各種微絲結(jié)合蛋白組成的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，稱為細(xì)胞皮層（cellcortex），具有很高的動態(tài)性，為細(xì)胞膜提供強(qiáng)度和韌性，維持細(xì)胞的形態(tài)。ATP、ATP、Mg2+、高Na+、高K+Ca2+、低Na+和低K+1、G-Ca2+、低Na+和低K+2、影響微絲組裝的藥物細(xì)胞松弛素B（cytochalasinB）：抑制微絲聚合作用鬼筆環(huán)肽：與聚合的微絲結(jié)合，抑制微絲解聚四、微絲的功能（一）構(gòu)成細(xì)胞的支架，維持細(xì)胞形態(tài)細(xì)胞質(zhì)膜下方的應(yīng)力纖維（stressfiber），維持細(xì)胞的形狀，賦予細(xì)胞韌性和強(qiáng)度（二）參與細(xì)胞的運(yùn)動在非肌細(xì)胞的多種運(yùn)動形式：變形運(yùn)動、胞質(zhì)環(huán)流、細(xì)胞的內(nèi)吞和外吐用、器官發(fā)生等細(xì)胞變形運(yùn)動：①肌動蛋白的聚合形成偽足②偽足與基質(zhì)之間行成新的錨定點(diǎn)；③以附著點(diǎn)為支點(diǎn)向前移動（肌動蛋白纖維的解聚）；微絲裝配的成核作用及微絲網(wǎng)絡(luò)的形成（三）參與細(xì)胞的分裂（胞質(zhì)分裂cytokinesis）收縮環(huán)（contractilering）:質(zhì)膜下微絲通過α-輔肌動蛋白與質(zhì)膜相連，靠肌動蛋白和肌球蛋白-Ⅱ的相對滑動收縮。（四）微絲參與肌肉收縮粗肌絲由肌球蛋白組成，細(xì)肌絲由三種蛋白組成，肌肉收縮是粗肌絲和細(xì)肌絲相互滑動的結(jié)果（五）參與細(xì)胞內(nèi)物質(zhì)運(yùn)輸馬達(dá)蛋白家族中的肌球蛋白（myosin）它們以微絲作為運(yùn)輸軌道參與物質(zhì)運(yùn)輸活動。微絲通過與肌球蛋白的相互作用參與了細(xì)胞內(nèi)的物質(zhì)運(yùn)輸。（六）參與細(xì)胞內(nèi)信息傳遞細(xì)胞表面的受體在受到外界信號作用時(shí)，可觸發(fā)質(zhì)膜下肌動蛋白的結(jié)構(gòu)變化，從而啟動細(xì)胞內(nèi)激酶變化的信號傳導(dǎo)過程。第三節(jié)中間纖維概述：特點(diǎn)：直徑10nm左右，介于微絲和微管之間，是最穩(wěn)定的細(xì)胞骨架成分;種類復(fù)雜，具有組織細(xì)胞特異性功能：主要起支撐作用;分布：在細(xì)胞中圍繞著細(xì)胞核成束或成網(wǎng)，分布廣泛（細(xì)胞質(zhì)膜、核）一、中間纖維的結(jié)構(gòu)和類型（一）中間纖維是絲狀蛋白多聚體中間纖維的單體（亞基）是長的線性蛋白（50多種），由頭部、桿狀區(qū)和尾部三部分組成，各種中間絲蛋白之間的區(qū)別主要取決于頭、尾部的長度和氨基酸順序(二)中間纖維蛋白的類型和分布二、中間纖維的裝配和調(diào)節(jié)1、裝配中間纖維組裝的基礎(chǔ)亞單位：四聚體二聚體的反向平行排列說明四聚體以及由其形成的高級結(jié)構(gòu)中間纖維都是非極化結(jié)構(gòu)。2、調(diào)節(jié)中間纖維的組裝和去組裝是通過磷酸化和去磷酸化進(jìn)行控制的；中間纖維蛋白絲氨酸和蘇氨酸殘基的磷酸化作用是中間纖維動態(tài)調(diào)節(jié)最常見最有效的調(diào)節(jié)方式；三、中間纖維的功能（一）形成細(xì)胞內(nèi)完整的網(wǎng)狀骨架系統(tǒng)外與質(zhì)膜和細(xì)胞外基質(zhì)聯(lián)系，內(nèi)與核膜、核基質(zhì)聯(lián)系，形成貫穿整個(gè)細(xì)胞的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，起著廣泛的骨架功能。（二）為細(xì)胞提供機(jī)械強(qiáng)度支持（三）參與細(xì)胞連接參與黏著連接中的橋粒連接和半橋粒連接，在細(xì)胞中形成網(wǎng)絡(luò)，維持細(xì)胞形態(tài)，提供支持力。（四）參與細(xì)胞內(nèi)信息傳遞及物質(zhì)運(yùn)輸中間纖維外連質(zhì)膜和胞外基質(zhì)，內(nèi)達(dá)核骨架，形成一個(gè)跨膜的信息通道；中間纖維與mRNA的運(yùn)輸有關(guān)，胞質(zhì)mRNA錨定于中間纖維可能對其在細(xì)胞內(nèi)的定位及是否翻譯起重要作用；（五）維持細(xì)胞核膜穩(wěn)定在細(xì)胞核內(nèi)膜的下面有一層由核纖層（中間纖維）蛋白組成的網(wǎng)絡(luò)，對于細(xì)胞核形態(tài)的維持具有重要作用；（六）參與細(xì)胞分化不同類型的IF嚴(yán)格地分布在不同類型的細(xì)胞中，具有組織細(xì)胞的特異性。多數(shù)腫瘤細(xì)胞表達(dá)其來源細(xì)胞IF;發(fā)育不同階段的細(xì)胞，會表達(dá)不同類型的中間纖維，是細(xì)胞分化的標(biāo)志。第四節(jié)細(xì)胞骨架與疾病一、細(xì)胞骨架與腫瘤惡性腫瘤細(xì)胞中細(xì)胞骨架結(jié)構(gòu)破壞，微管解聚，數(shù)量減少；微絲應(yīng)力纖維破壞和消失等，使瘤細(xì)胞浸潤轉(zhuǎn)移微管和微絲可作為腫瘤化療藥物的作用靶點(diǎn)（長春新堿、秋水仙素和細(xì)胞松弛素等）抑制細(xì)胞增殖，誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡腫瘤細(xì)胞通常繼續(xù)表達(dá)其來源細(xì)胞特征性中間纖維類型，已經(jīng)作為臨床病理腫瘤診斷的有力工具。二、細(xì)胞骨架蛋白與神經(jīng)系統(tǒng)疾病阿茨海默?。ˋlzheimer’sdisease，AD）腦神經(jīng)元中有大量損傷的神經(jīng)元纖維，并存在高度磷酸化Tau蛋白的積累。早老性癡呆、帕金森病患者的神經(jīng)細(xì)胞內(nèi)都有高度磷酸化的NF-H存在。亨廷頓舞蹈?。℉untingtondisease）胞漿內(nèi)含有MT和MF聚合蛋白Slal三．細(xì)胞骨架與遺傳性疾病先天性纖毛、鞭毛異常綜合癥基因突變，使纖毛、鞭毛結(jié)構(gòu)中具有ATP酶活性的動力蛋白臂缺失或缺陷，使上皮組織纖毛運(yùn)動麻痹，精子尾部鞭毛不能運(yùn)動單純性大皰性表皮松解癥：由于角蛋白14(CKl4)基因發(fā)生突變，患者表皮基底細(xì)胞中的角蛋白纖維網(wǎng)受到破壞所致，核纖層蛋白病(laminopathies)是由LMNA基因及其編碼核纖層蛋白laminA/C異常引起的遺傳病，如肌營養(yǎng)不良、腓骨肌萎縮癥、肢帶型肌營養(yǎng)不良、擴(kuò)張性心肌病伴心臟傳導(dǎo)阻滯和早老癥等?！舅伎碱}】名詞解釋:細(xì)胞骨架、微管組織中心（MTOC）、馬達(dá)蛋白、動力蛋白、驅(qū)動蛋白、中心粒、收縮環(huán)問答題：1．何謂細(xì)胞骨架？簡述細(xì)胞骨架各類成分的基本結(jié)構(gòu)特征及功能；2．為什么說細(xì)胞骨架是一種動態(tài)結(jié)構(gòu)？這種特性對細(xì)胞的生命活動有什么意義？3．細(xì)胞的結(jié)構(gòu)與功能密切相關(guān)，以細(xì)胞骨架在細(xì)胞周期活動過程中的作用為例說明之；4．在細(xì)胞骨架的研究中，特異性工具藥起了什么作用？5、與細(xì)胞骨架有關(guān)的疾病【第八章細(xì)胞核（nucleus）】掌握核膜、核孔復(fù)合體結(jié)構(gòu)組成及功能。掌握染色質(zhì)與染色體的概念、化學(xué)組成、包裝過程以及染色體的形態(tài)結(jié)構(gòu)。掌握核仁的超微結(jié)構(gòu)和功能、核纖層的結(jié)構(gòu)與功能、核骨架的化學(xué)構(gòu)成及功能。熟悉細(xì)胞的核型與染色體帶型。了解細(xì)胞核與疾病的關(guān)系。第一節(jié)核膜（nuclearmembrane）一、核膜的化學(xué)組成主要成分是蛋白質(zhì)和脂類，此外還有少量的DNA和RNA。所含有的酶類和脂類都與內(nèi)質(zhì)網(wǎng)相似。二、核膜的結(jié)構(gòu)在電鏡下，核膜是由內(nèi)外層核膜、核周隙、核孔復(fù)合體和核纖層等結(jié)構(gòu)組成。因內(nèi)、外層核膜的組成成分和結(jié)構(gòu)都有差異，因此核膜是一種不對稱的雙層膜結(jié)構(gòu)。（一）外核膜、內(nèi)核膜與核周隙外核膜與粗面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)相連接內(nèi)核膜表面光滑包圍核質(zhì)核周隙為內(nèi)、外核膜之間的緩沖區(qū)（二）核孔復(fù)合體核孔復(fù)合體的結(jié)構(gòu)（捕魚籠式（fish-trap）結(jié)構(gòu)模型）①胞質(zhì)環(huán)：環(huán)上對稱分布8條短纖維，并伸向細(xì)胞質(zhì)；②核質(zhì)環(huán)：環(huán)上對稱分布8條長約100nm的纖維并伸向核內(nèi)，纖維末端形成一個(gè)由8個(gè)顆粒組成的直徑約60nm的小環(huán)，構(gòu)成捕魚籠似的結(jié)構(gòu)，稱核籃；③輻：柱狀亞單位：起支撐作用腔內(nèi)亞單位：起錨定核孔復(fù)合體的作用環(huán)狀亞單位④中央栓：又稱中央顆粒，位于核孔復(fù)合體中心部分，成顆粒狀或棒狀，其在核質(zhì)交換中發(fā)揮一定的作用。（三）核纖層（nuclearlamina）是位于內(nèi)核膜內(nèi)側(cè)與染色質(zhì)之間的一層由高電子密度纖維蛋白質(zhì)組成的網(wǎng)絡(luò)片層結(jié)構(gòu)（緊