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细胞生物学目录第一章 绪论第二章 细胞生物的研究方法和技术第三章 质膜的跨膜运输第四章 细胞与环境的相互作用第五章 细胞通讯第六章 核糖体和核酶第七章 线粒体和过氧化物酶体第八章 叶绿体和光合作用第九章 内质网，蛋白质分选，膜运输第十章 细胞骨架 ，细胞运动第十一章 细胞核和染色体第十二章 细胞周期和细胞分裂第十三章 胚胎发育和细胞分化第十四章 细胞衰老和死亡第一章 绪论1.细胞学说的内容和意义。内容：细胞是有机体一切动植物都是由细胞发育而来，并由细胞和细胞产物构成 每个细胞作为一个 相对独立的单位，既有它自己的生命，又对其它细胞共同组成的整体的生命有所收益 新的细胞可以通过已存在的细胞繁殖产生意义：细胞学说论证了整个生物界在结构上的统一性，以及在进化上的共同起源。这一学说的建立推动了生物学的发展，并为辩证唯物论提供了重要的自然科学依据。恩格斯曾把细胞学说誉为19世纪最重大的发现之一。现代生物学的三大基石之一。2.根据你所学的知识，如何理解“细胞是生命活动的基本单位”这一概念？细胞是构成有机体的基本单位 细胞是代谢与功能的基本单位 细胞是有机体生长和发育的基础 细胞是繁殖的基本单位，是遗传的桥梁 细胞是生命起源的归宿，是生物进化的起点 3.原核细胞和真核细胞的比较并提出补充。原核细胞真核细胞代表生物细菌、蓝藻和支原体原核生物、真菌、植物、动物细胞大小较小较大细胞膜有有核糖体70S80S细胞器极少很多细胞核无核膜和核仁有核膜和核仁染色体一个细胞只有一条一个细胞有两条以上DNA环状，存在于细胞质很长的的线状分子补充1.原生质体：被质膜包裹在细胞内的所有的生活物质，包括细胞核和细胞质 细胞质：细胞内除核以外的原生质，即细胞中细胞核以外和细胞膜以内的原生质部分 原生质体：除去细胞壁的细胞2.结构域：生物大分子中具有特异结构和独立功能的区域3.装配模型：模板组装，酶效应组装，自组装4.五级装配： 第一级,小分子有机物的形成 第二级，小分子有机物组装成生物大分子 第三级,由生物大分子进一步组装成细胞的高级结构 第四级,由生物大分子组装成具有空间结构和生物功能的细胞器 第五级，由各种细胞器组装成完整细胞6.支原体：目前已知的最小的细胞第二章 细胞生物的研究方法和技术1.显微镜的分辨率能否无限提高？如何提高光学显微镜的分辨能力？分辨率：能区分开两个质点间的最小距离。需要降低入射光波长 油镜增加折射率2.透射电子显微镜与光学显微镜的基本区别？分辨本领光源透镜电镜镜筒成像原理光学显微镜200nm可见光玻璃透镜不要求真空利用样本对光的吸收形成明暗反差和颜色变化电子显微镜0.2nm电子束电磁透镜高度真空利用样品对电子的散射和透射形成明暗反差3.细胞培养中的一些概念：primary culture cell, sub-culture cell, cell line, cell strain.原代细胞：指从机体取出后立即培养的细胞，传至10代以内的细胞。传代细胞：进行传代培养的细胞，适应在体外培养条件下持续传代培养的细胞。细胞系：细胞培养传至40-50次，并且扔保持原来染色体的二倍体数量及接触抑制行为的细胞。细胞株：具有特殊的遗传标记或性质的细胞系。4.了解单克隆抗体技术的原理 用混合性的异质抗原制备出针对某单一性抗原分子上特异决定簇的同质性单克隆抗体。小鼠骨髓瘤细胞与B淋巴细胞在聚乙二醇或灭活的病毒的介导下发生融合，融合后的杂交瘤细胞具有两种亲本细胞的特性，既可以分泌抗体，又可以无限增殖。5.了解流式细胞仪、基因敲除技术的基本原理流式细胞仪原理： 细胞群体一般需要分散后对待测的某种成分进行特异的荧光染色，然后使悬液中的细胞一个个快速通过流式细胞仪，当含有单个细胞的液滴通过激光束是，带有不同荧光的细胞所在的液滴被充上正电荷、负电荷、或不被充电，同时检测器可测出爱你记录每个细胞中的待测成分的含量。因带有不同表面标志的细胞所带的电荷不同，当液滴通过高压偏转板时，带不同电荷的液滴发生偏转，从而达到将细胞分选的目的。 基因敲除实验分三步：构建重组体，转基因敲除，筛选。补充1.显微镜技术：光镜标本制备技术、2.光镜标本制备技术步骤：样品固定、包埋与切片、染色3.电子显微镜种类：透射电子显微镜，扫描电镜，金属投影，冷冻断裂和冷冻石刻电镜，复染技术，扫描隧道显微镜4.细胞化学技术：酶细胞化学技术 ，免疫细胞化学技术 ，放射自显影5.细胞分选技术：流式细胞术6.分离技术：离心技术，层析技术，电泳技术第三章 质膜的跨膜运输1.质膜的主要化学成分有哪些？脂质、蛋白质、糖类2.生物膜流动镶嵌模型的主要特点及其生物学意义？特点：.膜具有流动性，即膜蛋白和膜脂均可侧向运动。膜蛋白分布具有不对称性，有 的结合在膜表面，有的嵌入或横跨脂双分子层。磷脂双分子层，疏水尾相对，极 性头部朝外。意义：有利于细胞间的信号传导，有利于细胞内外的物质交换，有利于细胞的分裂。 3.被动运输与主动运输的主要区别是什么？被动运输：溶质顺着电化学梯度或浓度梯度从高到低运输，不消耗ATP,分为简单扩散和促进 扩散。运输极性小分子和无机离子。主动运输：逆电化学梯度或浓度梯度，需要载体蛋白，需要能量的输入，选择性和特异性。 分为ATP驱动泵、协同转运蛋白、光驱动泵简单扩散促进扩散主动运输参与运输的膜成分脂蛋白蛋白被运输的物质是否需要结合否是是能量来源浓度梯度浓度梯度ATP水解或浓度梯度运输方向顺浓度梯度顺浓度梯度逆浓度梯度特异性无有有运输的分子高浓度时的饱和性无有有4.主动运输的主要类型及其作用原理ATP驱动泵。ATP酶直接利用水解ATP提供能量，实现小离子或小分子逆浓度梯度或电化学梯度的跨膜运输。分为四种类型P型泵，V型质子泵，F型质子泵 , ABC超家族。协同转运蛋白。介导各种离子和分子的跨膜运动。动物细胞中主要靠Na+泵，植物细胞中靠H+泵。分为同向协同转运（偶联物的运输方向相同）和异向协同转运（偶联物的运输方向相反）。光驱动泵。主要发现于细菌细胞，对溶质的主动运输与光能的输入相偶联。补充1.细胞功能：外界与通透性障碍，组织和功能定位，运输作用，细胞间通讯，信号检测2.膜化学组成：膜脂，膜糖，膜蛋白3.膜脂的三个种类：磷脂，糖脂，胆固醇4.脂质体用途：用作生物膜的研究模型，作为生物大分子与药物的运载体5.膜糖功能：细胞与环境的相互作用，接触抑制，信号转导，蛋白质分选，保护作用。6.膜蛋白类型：整合蛋白，外周蛋白，脂锚定蛋白7.膜蛋白功能：运输蛋白，酶，连接蛋白，受体（信号接受和传递）8.不对称性的研究方法：冰冻断裂复型，冰冻蚀刻9.膜流动性研究方法：质膜融合，淋巴细胞的成斑成帽效应，荧光漂白恢复技术10.膜流动性的重要性：酶活性，信号转导，物质运输，能量转换，细胞周期11.影响膜脂流动性的因素：脂肪酸链，胆固醇，卵磷脂/鞘磷脂比值12.影响膜蛋白流动的因素：整合蛋白，膜骨架，细胞外基因，相邻细胞，细胞外配体、抗体、药物大分子13.膜骨架的主要蛋白：血影蛋白，肌动蛋白和原肌球蛋白，带4.1蛋白，锚定蛋白14.转运蛋白质包括：载体蛋白，通道蛋白15.协同运输的方向：同向协同，反向协同第四章 细胞与环境的相互作用1.cell adhesion, cell recognition, cell junction 的概念cell adhesion细胞黏着：在细胞识别的基础上，同类细胞发生聚集形成细胞团或组织的过程。cell recognition 细胞识别：细胞通过表面信号分子（受体）与另一细胞表面的信号分子（配 体）选择性地相互作用，最终产生细胞应答的过程。cell junction细胞连接：多细胞有机体中相邻细胞之间通过细胞质膜相互联系，协同作用的 组织形式。2.细胞外基质的基本组成及其功能PG蛋白聚糖。由蛋白质和多糖共价形成，具有高度亲水性，蛋白聚糖和透明质酸赋予胞 外基质抗压能力 结构蛋白。包括胶原和弹性蛋白，分别赋予胞外基质强度和韧性 黏着蛋白。包括纤连蛋白和层粘连蛋白，促使细胞同基质结合3.细胞表面的黏着分子主要有哪几类？钙黏着蛋白。一种同亲型结合，Ca2+依赖的细胞黏着蛋白，对胚胎发育中的细胞识别、迁移和组织分化以及成体组织器官构成具有重要作用。选择蛋白。跨膜糖蛋白，识别其它细胞伸出的寡糖链。整联蛋白。异亲型结合、Ca2+或Mg2+ 依赖性的细胞黏着分子，主要介导细胞与胞外基质间的黏着 免疫球蛋白超家族。有的介导同亲型细胞黏着，有的介导异亲型细胞黏着，都不依赖于Ca2+4.细胞连接的主要方式及其区别紧密连接。封闭类型，存在于腔道上皮细胞靠近管腔端的相邻细胞膜间。从结构上看，通过连接蛋白形成焊接线，封闭相邻细胞间的空隙。功能：连接作用，维持细胞极性，防止物质双向渗漏 斑块连接。又称黏着连接，主要靠黏着蛋白、整联蛋白和细胞骨架体系将相邻两细胞或细胞与细胞外基质连接在一起。连接方式分为黏着连接和桥粒。间隙连接。又称通讯连接，相邻两细胞分别用各自的连接子相互对接形成分子间通道。功能：机械连接作用，电偶联，代谢偶联。补充：1.细胞表面结构：细胞外被、膜骨架、胞质溶胶2.细胞外被功能：连接，细胞保护，屏障3.糖萼：由细胞表面的碳水化合物形成的质膜保护层，又称为多糖包被。4.细胞壁成分：纤维素，半纤维素，果胶质，木质素，糖蛋白5.细胞外基质成分：蛋白聚糖（成分是糖胺聚糖），结构蛋白，黏着蛋白6.透明质酸：细胞外基质中游离存在，在结缔组织中起强化、弹性和润滑作用，具有抗压能力7.胶原的功能：是骨、腱和皮肤组织中的主要蛋白，起细胞外基因骨架作用；促进细胞生长；维持并诱导细胞分化。8.弹性蛋白：是弹性纤维的主要成分，富含甘氨酸和谷氨酸。9.黏着蛋白的种类：纤粘连蛋白FN，层粘连蛋白LN10.FN功能：介导细胞黏着，是细胞外基质的组织者，影响细胞的迁移11.LN功能：是基膜的主要结构；介导细胞黏着于胶原，使之发生铺展；影响细胞迁移、生长、分化。12.基膜的组成成分：层粘连蛋白，巢蛋白，型胶原，硫酸肝素糖蛋白13.基膜作用：对组织起支持作用，调节分子通透性，作为细胞运动的选择性通透屏障14.细胞识别中起作用的事糖被，引起细胞黏着的是膜蛋白15.细胞识别系统：抗原抗体的识别，酶与底物的识别，细胞间的识别，酶与信号分子的识别16.识别反应三类型：内吞，细胞黏着，信号反应17.钙黏着蛋白能通过它们所在的细胞类型进行区别： E-钙黏着蛋白（表皮），N-钙黏着蛋白（神经），P-钙黏着蛋白（胎盘）18.斑块连接分为：黏着连接，桥粒19.黏着连接有两种： 黏着带：细胞-细胞间 黏着斑：细胞与细胞外基质20.参与黏着连接的组分：钙黏着蛋白，肌动蛋白，细胞质斑21.黏着斑组分：整联蛋白，纤连蛋白22.桥粒分为：桥粒（钙黏着蛋白），半桥粒（整联蛋白） 细胞是通过中间纤维锚定在细胞骨架上。23.通讯连接：一种特殊的细胞连接，位于特化的具有细胞间通讯作用的细胞。方式：间隙连接，胞间连接，化学突触第五章 细胞通讯1.signal molecules, receptor, second messenger, cell communication, cell signaling, signal transduction的概念。signal molecules信号分子：主要用来在细胞间和细胞内传递信息，如激素、神经递质、生长 因子，它们的唯一功能是同细胞受体结合，传递细胞信息receptor受体：与配体结合并产生特定效应的蛋白质second-messenger第二信使：大多数激素类信号分子不能直接进入细胞，只能通过同膜受 结合后进行信息转换，通常把细胞外的信号称为第一信使，把 细胞内最早产生的信号称为第二信使cell communication细胞通讯：细胞发出的信息通过介质传递到另一个细胞产生相应反应。cell signaling信号传导：在细胞间进行的信号的产生和传递的过程。signal transduction信号转导 ： 2.细胞表面受体的主要类型及受体与配体相互作用的特性离子通道偶联受体，见于兴奋细胞间的突触信号传递，产生一种电效应。受体本身就是形成通道的跨膜蛋白，如乙酰胆碱受体。多数为寡聚体蛋白，除有配体结合部位外，本身就是离子通道的一部分，并将信号传递到细胞内。G-蛋白偶联受体，是细胞表面受体中最大的家族，通过鸟苷酸结合蛋白将信号传递到细胞内部酶联受体，与酶连接的细胞表面受体，是跨膜蛋白。当胞外信号与受体结合，激活受体胞内的酶活性受体与配体相互作用的特性：特异性高亲和力饱和性可逆性生理反应3.PKA和PKC系统的信号转导机制PKA信号转导机制：G蛋白被受体激活：配体与受体的结合导致受体的构型变化，提高与G蛋白的亲和力，结合配体的受体与G蛋白在细胞质内侧表面结合而形成受体-G复合物。与受体结合的G蛋白亚基放出GDP,并与GTP结合，G蛋白变为活性状态。G蛋白将信号向效应物转移：GTP取代GDP改变了G蛋白的亚基构型使得与、亚基分开，构型改变的G蛋白单独激活效应物，产生第二信使cAMP 应答终止：与G蛋白结合的GTP被水解为GTP，信号转导便会被终止。PKC（磷脂酰基信号途径）信号转导机制：膜受体与其相应的第一信使分子结合，激活Gq蛋白，Gq蛋白激活磷脂酶C，将膜上的PIP2分解为DAG和IP3，IP3动员细胞释放Ca2+与细胞质中的钙调蛋白结合。DAG在Ca2+的系统作用下PKC，进行细胞应答。补充1.细胞通讯的一般过程：识别，信号转导2.细胞应答包括：酶活性的变化，基因表达的变化，细胞骨架，通透性的变化，细胞死亡程序的变化3.细胞通讯的方式：信号分子，相邻细胞表面分子的黏着，细胞与细胞外基质连接4.细胞通讯的基本过程：信号分子的合成 信号分子的释放 信号分子的传递 靶细胞与信号分子识别 胞外信号的跨膜转导 靶分子的激活和细胞应答的开始5.信号分子分为：水溶性，脂溶性6.信号分子与细胞通讯：糖分泌，化学突触，内分泌7.信号分子种类：激素（内分泌信号），局部介质（糖分泌信号），神经递质（神经元信号）8.受体存在位置：细胞表面受体（水溶性），细胞内部受体（脂溶性）9.细胞内部受体的基本结构：C端配体结合结构域，中间结构域，N端转录激活结构域10.细胞表面受体主要种类：离子通道偶联受体，G蛋白偶联受体，酶连受体。11.跨膜受体：12.研究细胞表面受体的方法：单克隆抗体标记法，亲和标记法13.两种信号转导类型：G-蛋白，酶活性。14.信号转导包括：磷酸化和去磷酸化15.级联反应：16.第二信使特点：仅在细胞内部起作用，能启动或调节细胞内稍晚的反应，五种（cAMP, DG, IP3，cGMP , Ca2+）17.细胞质膜上最多，最重要的信号转导系统：G-蛋白连接的受体18.信号转导系统的三部分：七个螺旋跨膜受体，G-蛋白，效应物19.G-蛋白连接的受体的两个主要结构域：外部结构域（识别信号分子），内部结构域（连接到G蛋白，调控某种结合酶的活性，产生第二信使）20.效应物：接收信息后能够产生第二信使的物质21.G蛋白的亚基的三个功能位点：GTP结合位点，GTP酶活性位点，ATP核糖化位点22.PKA中，第二信使cAMP的类型：激活型，抑制型23.激活型系统的组成：Rs激活型受体，Gs激活型的G蛋白，效应物24.抑制型系统的组成：抑制型受体，抑制型G蛋白（Gi protein）,效应物25.PKA信号途径：产生cAMP，信号放大（蛋白激酶A的活化），信号的解除和抑制26.被激活的PKA作用方式：使关键把酶磷酸化，调节基因表达27.毒素影响cAMP信号途径：霍乱毒素（cholera toxin），百日咳毒素(pertussis toxin)28.信号系统的组成：受体，Gq蛋白，PLC -（激活PLC，在PKA途径中激活AC）29.PKC途径的第二信使：双信号（DAG和IP3的产生）30.细胞如何调控Ca2+浓度？细胞中存在Ca2+泵可帮助细胞进行Ca2+调控细胞质膜的一侧有和Ca2+结合的位点，一次可结合两个Ca2+，结合后使酶激活，并结合上一分子的ATP，伴随ATP的水解和酶被磷酸化，Ca2+泵构型发生改变，结合Ca2+的一面转到细胞外侧，由于结合亲和力低的Ca2+被释放，此时酶发生去磷酸化，构型恢复到静止状态。当细胞内Ca2+浓度升高，Ca2+同钙调蛋白结合，形成复合物，该复合物同抑制区结合，释放激活位点，泵开始工作。当浓度低时，CaM同抑制区脱离，抑制区又同激活位点结合，使泵处于静止状态。另一种情况。抑制区的磷酸化从而失去抑制作用，反之，起抑制作用。32.信号的终止：DAG的水解，IP3的水解，Ca2+的水解33.酶连接受体的特点:不需要G蛋白，而是通过受体自身的蛋白激酶的活性来完成信号跨膜转换。该通过对信号反应慢。与细胞分裂有关34.酶连受体的结构：配体结合区，像PK的区域，催化区域35.酶连受体类型：受体酪氨酸激酶，受体鸟苷环化酶，受体酪氨酸磷酸酶，受体丝氨酸激酶，酪氨酸激酶偶联受体。内源酶促活性受体36.Ras的信号放大作用：蛋白活性改变，基因表达改变37.趋同（convergence）:不同的信号因子作用于不同的受体，但能整合激活一个共同的效应物。(信号不同，受体不同，激活产物相同）趋异（divergence）：相同配体，能转换激活许多不同的效应物，引起细胞不同反应。（信号相同，受体相同，效应不同）交谈（crosstalk）:不同信号转导途径间的相互影响。（信号分子不同，受体不同，效应相互交谈、影响。）38.信号终止的途径：信号分子的水解，受体钝化，受体的减量调节第六章 核糖体和核酶 1.Ribsome的组成及主要类型组成：核糖体RNA 60%，核糖体蛋白质40%两种类型：原核细胞核糖体，真核细胞核糖体2.Ribsome的生物发生的主要步骤蛋白质和rRNA的合成，核糖体亚基的组装3.反义RNA的概念及细菌中的主要有哪几类？概念：指与mRNA互补的RNA分子。也包括与其他RNA互补的RNA分子种类：类，直接作用于其靶mRNA的SD序列和编码区。 类，与mRNA的SD序列的上游非编码区结合，抑制靶mRNA的翻译。 类，可直接抑制靶mRNA的转录4.ribozyme的类型与ribozyme的作用机制。核酶是具有催化作用的核酸分子。种类： RNA和蛋白复合物 具有催化活性的小分子RNA 、型内含子作用机制： 核剪接，型内含子剪接，型内含子剪接 补充1，核糖体的rRNA基因：选择性扩增，转录，前体rRNA的加工和修饰，5S rRNA的合成和加工2，前体rRNA加工修饰时，甲基化修饰主要部位在核糖第二位羟基上。3，RNA聚合酶参与rRNA三大亚基的转录4，5S rRNA的合成和加工时，在核仁外进行，通过聚合酶转录5，小亚基的rRNA和蛋白质的装配关系：组成核糖体的蛋白质和rRNA在大小亚基中均有一定的空间排布6，核糖体在组装过程中，蛋白质与RNA的结合具有先后层次。根据rRNA结合的顺序，将核糖体蛋白分为两种：初级结合蛋白，次级结合蛋白7，大肠杆菌的核糖体与叶绿体核糖体亚基重组后具有功能，线粒体的核糖体亚基同原核生物核糖体亚基相互重组后核糖体没有功能。8，核糖体与mRNA结合的位点：SD序列9，嘌呤毒素（puromycin）对蛋白质合成有抑制作用10，N端规则（N-end rule）:多肽链N端特异性的氨基酸与半衰期有关11，真核生物中的小分子RNA种类：snRNA（核内小RNA），scRNA（胞质小RNA）12,反义snRNA在前体RNA加工中的作用：与特定的蛋白质形成核小核糖核蛋白，在真核生物的前体rRNA加工时候需要大量的snRNA的帮助，snRNA与rRNA进行互补形成的RNA-RNA双链部分可作为前体rRNA进行加工的标志13，核剪接：发生在细胞核中，从前体mRNA中切除内含子，加工成熟的mRNA被运送到细胞质。遵循GU-AU规则14，组内含子剪接特点：需要游离的鸟苷，存在于低等真核生物细胞核rRNA基因和真菌线粒体基因中。基因：前体rRNA、mRNA、tRNA15，组内含子剪接特点：内含子转录后形成6个发夹环，遵循GU-AU规则，不需要snRNA参与，不形成剪接体，形成套索，存在的细胞器：线粒体和叶绿体。基因：前体mRNA第七章 线粒体和过氧化物酶体1.mitochondrion的超微结构组成及每一部分的标记酶类是什么？外膜。标记酶：单胺氧化酶 内膜。标记酶：细胞色素氧化酶 膜间隙。标记酶：腺苷酸激酶 基质空间。苹果酸脱氢酶2.mitochondrion转运肽转运蛋白质时的特点及线粒体蛋白定向转运的机制特点：含有丰富的带正电荷的碱性氨基酸，特别是精氨酸，带正电荷的氨基酸残基有利 于前导肽进入带负电荷的线粒体或叶绿体基质中 羟基氨酸的含量高 几乎不含带负电荷的酸性氨基酸 可形成有疏水性和亲水性的螺旋结构机制：含导肽的前体蛋白在跨膜运送时。首先被线粒体表面的受体识别，同时需要位于外膜上的GIP蛋白参与，它能促进线粒体前体蛋白内外膜解除部位通过内膜。内膜两侧的膜电位对前体蛋白进入内膜起启动作用。前体蛋白在跨膜运送之前需要解析折叠为松散的结构，以利于跨膜运送。前体蛋白在通过内膜后，其导肽被基质中的线粒体加工肽酶和加工增强性蛋白两种酶水解，同时重新卷曲折叠为成熟蛋白分子4.Peroxisome 包含的酶类、功能及其生物发生过程。酶类：氧化酶，过氧化物酶功能：使毒性物质失活，调节氧浓度，脂肪酸的氧化，含氮物质的代谢发生过程：过氧化物酶体通过二分裂增殖，所有的酶和蛋白都是由核基因编码并在细胞质中 的游离核糖体上合成，通过导肽运送。过氧化物酶体的脂类是由内质网合成并通 过胞质溶胶中的磷脂交换蛋白输送的。在过氧化物酶体酶蛋白的羧基端有一个三 肽序列（Ser-Lys-Leu起引导作用）补充1，外膜功能：半透性。参与磷脂的合成，将线粒体基质中进行彻底氧化的物质先进行初步分解2，内膜功能：高度不通透。ATP的合成和电子传递链参与氧化磷酸化。转运蛋白参与。合成酶类：合成DNA、RNA、蛋白质3，膜间隙功能：建立电化学梯度4，细胞内Ca2+作用？细胞如何调控Ca2+作用？（三个部位）5，（12分）蛋白质合成后如何转运到细胞的不同部位?（三条途径：内质网 高尔基体 溶酶体，线粒体 叶绿体，核内） 6，Ca2+有哪些功能？（膜内：Ca2+泵，Na+-Ca2+交换器，膜外：内质网Ca2+泵，线粒体，细胞质基质中钙调蛋白）7，细胞质中的核糖体在合成蛋白质时有两种可能的存在状态：游离核糖体（free ribosome），膜结合核糖体（membrane-bound ribosome）8，蛋白质的两种转运模型：翻译后转运（post-translational translation）、共翻译转运（Co-translational translation）9，free ribosome：前导肽leading peptide，转运肽transit peptide，导向序列targeting sequence，导向信号targeting signal10.membrane-bound ribosome：信号序列，信号肽11，线粒体转运肽 转运蛋白质的特点：受体，接触点，去折叠，消耗能量，转运肽酶，分子伴侣12，前导肽的特异性：具有细胞结构的特异性，前导肽的不同片段含有不同的信息13，如何证明信号肽引导蛋白质进入线粒体？实验设计：无细胞体系合成酵母线粒体蛋白质，分离线粒体，与具有线粒体基质定位信号的前体蛋白温育，胰蛋白酶处理14，线粒体内膜空间蛋白的定位：保守性寻靶，非保守性寻靶15，线粒体内膜蛋白定位涉及：TOM复合体，TIM复合体，OXA复合体15，线粒体功能：氧化磷酸化16，电子载体种类：铁硫蛋白。黄素蛋白，细胞色素，泛素17，内膜上的F1-F0颗粒是呼吸链中ATP合成的部位，是氧化磷酸化的偶联装置。18，F1-F0颗粒结构：head section，stalk section，membrane section19，电子传递链分为：主呼吸链（包括复合物、，从NADH来的电子依次经过这三个复合物，进行传递），次呼吸链（包括复合物、，来自FADH2的电子不经过）20，过氧化氢酶体的标志酶：过氧化氢酶第八章 叶绿体和光合作1.叶绿体的结构及化学组成叶绿体由叶绿体外被（chloroplast envelope）、类囊体（thylakoid）和基质（stroma）3部分组成，叶绿体含有3种不同的膜：外膜、内膜、类囊体膜和3种彼此分开的腔：膜间隙、基质和类囊体腔3.简述光合磷酸化和氧化磷酸化异同光合磷酸化(photophosphorylation)是植物叶绿体的类囊体膜或光合细菌的载色体在光下催化腺二磷（ADP）与磷酸（Pi）形成腺三磷（ATP）的反应。由光照引起的电子传递与磷酸化作用相偶联而生成ATP的过程称光合磷酸化。相同点： 都是通过ATP合成酶把ADP磷酸化为ATP ATP的形成都是由H+移动所驱动的 .叶绿体的CF1因子与线粒体的F1因子都具有催化ADP和Pi形成ATP的作用 都需要完整的膜结构 .ATP合成机制相同，都把电子传递释放的能量转换成ATP中化学能，ATP合酶使电子传递过程中所形成的质子梯度与磷酸化过程藕联在一起。氧化磷酸化光合磷酸化细胞器部位线粒体内膜叶绿体类囊体膜电子传递系统呼吸链PS1、PS2电子供体NADH/FADH2水的光解电子终受体1/2O2NADP+H+浓度差膜间隙高，基质低类囊体高，基质低偶联因子FoF1ATP合成酶CFoCF1ATP合成酶产生ATP所需要的H+2个3个产生ATP的目的消耗有机物，产生ATP，供生物体使用利用ATP，合成有机物4.chloroplasts and mitochondria增殖的方式及起源假说线粒体增殖的假说：现有线粒体生长到一定大小就开始分裂，形成两个小的新的线粒体 旧的线粒体被吞噬，细胞内利用脂、蛋白、DNA等重新合成线粒体 利用其他的膜如质膜、核膜、内质网膜等重新装配新的线粒体起源假说：内共生学说(Endosymbiont hypothesis):线粒体来源于细菌，即细菌被真核生物吞噬后，在长期的共生过程中，通过演变形成了线粒体。叶绿体来源于蓝细菌。非共生学说(Intercellular origin hypothesis),细胞内分化学说:线粒体的发生是质膜内陷的结果。补充1，叶绿体的形态：前质体，色素体，白色体，叶绿体，有色体2，类囊体成分：蛋白质，脂质3，叶绿体蛋白定位机理与线粒体相似：post translational translation第9章 Endomembrane System，protein sorting and membrane traffic1.内质网(Endomembrane System):是细胞内的一个精细的膜系统。是交织分布于细胞质中的 膜的管道系统。溶酶体（lysosome）:是单层膜包被、内含多种酸性水解酶类的囊泡状细胞器。其主要功 能是在细胞内起消化和保护功能作用，当细胞被损伤时，溶酶体释放 水解酶类使细胞自溶。蛋白质分选（protein sorting）：依靠蛋白质自身信号序列，从蛋白质起始合成部位转运到其 功能发挥部位的过程。蛋白质分选不仅保证了蛋白质的正确定位，也 保证了蛋白质的生物学活性。信号肽 (signal peptide): 分泌蛋白合成时在信号密码子指导下首先合成的一段疏水性氨 基酸顺序，有引导多肽链穿过内质网膜的作用。 内体(endosome):是膜包裹的囊泡结构，有初级内体(early endosome)和次级内体(late endosome)之分，内体的主要特征是酸性的、不含溶酶体酶的小囊泡。细胞分泌(cell secretion):动物细胞和植物细胞将在粗面内质网上合成而又非内质网组成部 分的蛋白和脂通过囊泡运输的方式经过高尔基体的进一步加工和 分选运送到细胞内相应结构、细胞膜以及细胞外的过程。exocytosis胞吐作用：真核细胞中含有待分泌物的包被小泡与质膜融合，从而将内含物排出 胞外的过程。2，真核细胞内蛋白质合成部位及蛋白质分选途径大体分为两种途径：翻译后转运途径，在细胞质游离的核糖体上完成多肽链的合成，然 后转运至膜周围的细胞器，或者成为细胞质可溶性驻留蛋白和支架蛋 白。 共翻译转运途径，蛋白合成在游离的核糖体上起始之后由信 号肽引导转移至粗糙面内质网，然后新生肽边合成边转入粗糙面内质网 中，再经高尔基体加工包装至溶酶体，细胞质膜或分泌到细胞外。四种分选机制：通过核孔运输 跨膜运输 小泡转运 细胞质基质中蛋白质定位3.补充后的信号假说的主要内容信号假说：合成始于游离核糖体 N端信号序列靠自由碰撞与内质网膜接触，然后插入内质网的膜 蛋白质以袢环形式穿过内质网膜 蛋白质的存在形式：a.若信号序列被信号肽酶切除：完全进入腔 b.若是停止转移信号：膜蛋白4.内质网、高尔基体、溶酶体的结构、种类及各自功能内质网:结构特点：单层膜，真核细胞细胞质内广泛分布的由膜构成的扁囊、小管或小泡连接形成的 连续的三维网状膜系统.分类: 糙面内质网RER和光面内质网SER两种. 加工蛋白质、是脂质合成的车间.功能: SER:糖原分解与游离葡萄糖释放，脂类的合成与转运，解毒作用，调节Ca2+浓度 RER:蛋白质的合成向细胞外分泌蛋白质膜的整合蛋白构成内膜系统细胞器 中的可溶性驻留蛋白高尔基体：结构:单层膜 是由光面膜组成的囊泡系统,分为三部分：扁平膜囊（saccules）、大囊泡（vacuoles）、小囊泡（vesicles）。 分为2面:形成面(内侧)和成熟面(外侧)(中间为中间潴泡)。功能:蛋白质和脂类的运输，蛋白质糖基化修饰，蛋白质分选和输出，蛋白聚糖的合成，蛋 白质水解溶酶体:结构: 为单层膜包被的囊状结构，在电镜下显示多为球形；内含多种水解酶分类: 初级溶酶体（primarylysosome），次级溶酶体（secondary lysosome） 残余体（residual body）， 后溶酶体功能: 异体吞噬,自噬作用，自溶作用，其它的生理功能(受精作用一顶体)5.被膜小泡的类型、运输途径及定向的机制类型:披网格蛋白小泡，COP被膜小泡，COPI被膜小泡运输途径:披网格蛋白小泡：TGN胞内体、溶酶体、液泡 及 PM胞内体 COP被膜小泡：高尔基体内质网 COP被膜小泡：内质网高尔基体补充1，膜结合细胞器生物意义：形成特定的功能区域和微环境，合理使用资源，集团化管理，提高工作效率2，内膜系统特点：独立性（内膜封闭的区室，执行独立的功能），协作性（生化合成途径，分泌途径，内吞途径）3，与生俱来的三种信号序列：寿命信号，加工信号，定位信号4，膜系统研究方法：放射性自显影技术，用离心的方法来分离微粒体5，内质网（endoplasmic reticulum）的种类：粗面内质网（rough ER）：合成蛋白质。滑面内质网（smooth ER）：形成小泡6，核膜与内质网关系：外核膜上有核糖体附着 核膜与内质网想通7，内质网的外表面：溶胶面sytosolic space内质网的内表面：潴泡面cisternal space8，特殊类型的内质网：肌质网sarcoplasmic reticulum9，SER酶类：糖代谢酶类，脂代谢酶类，蛋白质的加工酶类，脱毒与相关的氧化酶10，磷脂转运方式：小泡-内膜系统 磷脂转运蛋白PTP11，离体实验证明了信号肽的存在：RER小泡对产物的影响，蛋白水解酶实验，多聚核糖体的离体翻译实验12，信号肽种类：N-端信号肽，内含信号肽13，SPR（signal recognition partical信号识别特例）的三个功能结构域：翻译暂停结构域，信号肽识别结合位点，SPR受体蛋白结合位点14，DP（Docking protein停靠蛋白）是SPR在内质网膜上的受体蛋白15，跨膜信号和膜蛋白的方向：分泌蛋白：起始转移信号膜蛋白：终止转移序列，可切割的信号序列cleavable signal sequence ，内部新号序列internal signal sequence16，BiP蛋白：一类分子伴侣，在ER中有防止错误折叠的作用17，蛋白质在ER中的加工修饰：二硫键的形成，N连接的糖苷化，羟基化修饰，GPI脂锚定蛋白18，高尔基体的极性：CGN高尔基内侧网络（顺面，形成面，初级分选站），中间潴泡（加工和修饰），TGN高尔基外侧网络（外侧面，成熟面，分类包装）19，高尔基体标记酶：糖基转移酶20，O-linked glycosylation氧连接的糖基化：将糖链转移到多肽链的丝氨酸、苏氨酸或羟赖氨酸的羟基上。21，溶酶体膜的稳定性：溶酶体的膜蛋白高度糖基化，膜上含有能促进膜稳定性的胆固醇22，溶酶体标记酶：酸性磷酸酶（去磷酸化）23，次级溶酶体包括：自噬性溶酶体，异噬性溶酶体24，溶酶体的生物发生：甘露糖6磷酸途径、非甘露糖6磷酸途径25，溶酶体的酶上有个特殊标记：6磷酸甘露糖 M6P,高尔基体外侧网络通过对M6P的识别将溶酶体的酶分选出来。26，溶酶体膜中的糖蛋白：葡糖脑苷脂酶27，溶酶体膜结合蛋白前体被合成的溶酶体酶：酸性磷酸酶28，溶酶体的非M6P途径的信号：酪氨酸29，溶酶体功能缺失造成的疾病：包涵体细胞疾病，休克，糖原贮积症30，细胞分泌经过：内质网，高尔基体，脂膜plasma membrane31，分泌种类：组成型分泌途径，调节型分泌途径32，细胞内吞：吞噬作用（巨噬细胞，中性细胞），吞饮作用（液相内吞，吸附内吞）33，内吞过程中受体与配体的命运：受体再循环、配体被降解 受体与配体一起再循环（转铁蛋白结合铁离子的内吞作用） 受体配体都被降解 转胞吞作用34，网络蛋白小泡的形成过程：披网络蛋白小窝，披网络蛋白小泡，有被小泡，无被小泡，分子伴侣hsc70蛋白参与该过程，需要ATP。Ca2+参与了包被的形成和去被的过程。35，网络蛋白小泡包括：网格蛋白，衔接蛋白，发动蛋白36，COP被膜小泡的形成种类：ARF：装配反应因子，参与COP被膜小泡的装配。Sar1：参与COP被膜小泡的装配37，膜合成的两种类型：自装配模型，膜扩展模型38，脂锚定蛋白：糖脂锚定蛋白，脂肪酸锚定蛋白39，初级内体：是由于细胞的内吞作用而形成的含有内吞物质 的膜结合的细胞器, 通常是 管状和小泡状的网络结构集合体。40，次级内体中的pH呈酸性, 且具有分拣作用，次级内体又被称为CURL(compartment of uncoupling of receptor and ligand),意思是受体与配体非偶联的区室。)10章Cell cytoskeleton细胞骨架 and Cell motility细胞运动1.细胞骨架cytoskeleton:真核细胞中的蛋白纤维网络结构。由微管、微丝及中间纤维组成。microtubule, MT微管:是由，两种类型的微管蛋白亚基形成的微管蛋白二聚体，由微管蛋 白二聚体组成的长管状细胞器结构。微丝(microfilaments，MF)：由肌动蛋白分子螺旋状聚合成的纤丝，又称肌动蛋白丝(actin filament),对细胞贴附、铺展、运动、内吞、细胞分裂等许多细胞功能 具有重要作用。中间纤维intermediate filaments，IF：直径10nm左右，介于微丝和微管之间。是最稳定的 细胞骨架成分，主要起支撑作用。中间纤维在细胞中围绕着细胞核分布， 成束成网，并扩展到细胞质膜，与质膜相连结。微管踏车现象(Tread milling)：微管组装过程中，微管两端具GTP帽微管将继续装配，具GDP 帽则解聚。在一定条件下微管一端发生装配使微管延长，而另一端发生 去装配而使微管缩短，微管中二聚体微管蛋白逐渐被替代；当微管聚合 和解聚的速度相等，达到平衡时，这种情况被称为微管的踏车现象。微管组织中心（microtubule organizing center,MTOC):在活细胞内，能够起始微管的成核作用， 并使之延伸的细胞结构。胞质环流(cyclosis)：在植物细胞和其他细胞中，细胞质的流动是围绕中央液泡进行的环形流 动模式。(在胞质环流中，细胞周质区(cortical region)的细胞质是相当稳定的不流动的，只是靠内层部分的胞质溶胶在流动。在能流动和不流动的细胞质层面有大量的微丝平行排列，同叶绿体锚定在一起。胞质环流是由肌动蛋白和肌球蛋白相互作用引起的。在胞质环流中，肌动蛋白的排列方向是相同的，正向朝向流动的方向，肌球蛋白可能是沿着肌动蛋白纤维的(-)端向(+)端快速移动，引起细胞质的流动。胞质环流对于细胞的营养代谢具有重要作用，能够不断的分配各种营养物和代谢物，使它们在细胞内均匀分布3.三种细胞质骨架成分（MT,MF,IF）的结构组成、极性、组织特异性、特异性药物、结合蛋白、生物学功能等方面的区别？补充1，微丝功能：作为支架，在细胞中形成框架结构，为细胞内物质和细胞器的运输运动提供机械支持，为细胞的位置移动提供力，为信使RNA提供锚定位点，促进mRNA翻译成多肽 是细胞分裂的机器，参与信号转导2，细胞骨架研究方法：荧光显微镜，电视显微镜，电子纤维技术3，根据结构，MT种类：单体，双联体，三联体根据稳定性，分为：动态的短寿微管，稳定的长寿微管4，MAP蛋白功能：使微管相互交联形成束状结构 促进微管聚合 作为分子发动机转运细胞物质的轨道 提高微管的稳定性 同微管结合能控制微管长度，防止微管解聚5，分子发动机分为：驱动蛋白家族，动力蛋白家族，肌球蛋白家族6，微管功能：维持细胞形态 细胞内物质运输 鞭毛和纤毛运动 纺锤体和染色体运动7，微管的装配：原纤维微管核化片状结构形成MT形成加GTP帽子微丝的装配过程：成核，延伸，稳定状态8，影响微丝装配核去装配的因素：G肌动蛋白临界浓度，离子影响9，肌动蛋白的结合蛋白 种类 ：单体隔离蛋白， 交联蛋白 ，纤维割断蛋白 ，肌动蛋白丝 去聚合蛋白， 膜结合蛋 10，三类肌球蛋白结构：myosin和：钙调素轻链。运输作用myosin：必需轻链，调节轻链。肌收缩，胞质分裂11，微丝的功能：硬粒纤维和微绒毛 运输 胞质环流 细胞运动（微丝的装配假说和滑动假说） 细胞质分裂 细胞形状的维持 肌肉收缩12，中间纤维特点：没有极性 是纤维状，不是球形 自发装配，不需要ATP和结合蛋白 受细胞周期调控 具有组织特异性，不同类型细胞含有不同的IF13，中间纤维的装配：单体二聚体四聚体3个四聚体组成原丝8条四聚体结构14，中间纤维功能：提供机械支撑 参与细胞联接 维持核的形态第十一章 细胞核和染色体1.核被膜和核孔复合体的结构、功能核被膜:结构:内核膜，外核膜，核周腔，核纤层，核孔复合体功能:基因表达的时空隔离 核膜成为保护性屏障，使核处于一微环境 染色体的定位和酶分子的支架 物质运输核孔复合体:结构:鱼笼模型 包括：胞质环（cytoplasmic ring），核质环（nucleoplasmic ring），胞质纤维（cytoplasmic filament），辐条（spoke），中央运输蛋白（central transporter） 核被膜网格(nuclear Envelope lattice)，笼状体(nuclear basket)核孔复合体功能: 1）核质交换的双向选择性亲水通道 2）通过核孔复合体的被动运输 3）通过核孔复合体的主动运输 4）亲核蛋白与核定位信号 5 )转录产物RNA的核输出2.分子伴侣(Molecular chaperones)的概念、结构特点及功能概念:帮助蛋白质折叠、修复，但不是最终蛋白质的组成成分特征:家族成员具有高度保守性 家族成员结构上有相似性，都有ATP结合位点 大部分在体内为组成型表达，在刺激条件下会被进一步诱导 家族成员都具有可能被底物激活和增强的弱ATP酶的活性功能：蛋白质折叠 蛋白质转运 信号转导 应激反应，在特殊条件下恢复蛋白质结构 3简述亲核蛋白转运机制：蛋白与NLS受体,即imporin /二聚体结合；货物与受体的复合物与NPC胞质环上的纤维结合；纤维向核弯曲,转运器构象发生改变,形成亲水通道,货物通过；货物受体复合体与Ran-GTP结合,复合体解散,释放出货物；与Ran-GTP结合的imporin ,输出细胞核,在细胞质中Ran结合的GTP水解,Ran-GDP返回细胞核重新转换为Ran-GTP；imporin 在核内exportin的帮助下运回细胞质 补充1，核转运系统：核蛋白，核定位信号，核输出信号，输入蛋白，输出蛋白2，染色质和染色体，在化学本质上没有差异，在构型上不同，是遗传物质在细胞周期不同阶段的不同表现形式。3，Z型DNA与细胞癌变有关4，DNA结构稳定遗传的功能序列：ARS（自主复制序列，复制起始序列），CEN（着丝粒序列），TEL（端粒序列）5，人工染色体：人工构建的含有稳定染色体的天然结构序列，即ARS、CEN、TEL序列的微小染色体，可以像天然染色体一样在寄主细胞中稳定遗传。6，组蛋白种类：H1、H2A、H2B、H47，H2A、H2B、H4的作用：与DNA组装成核小体H1作用：在构成核小体时起连接作用，并赋予染色质极性8，非组蛋白功能:参与染色体构建，参与DNA复制，调控基因表达9，反式作用因子：转录因子，影响位于其他染色体上的基因的表达顺式作用元件：控制下游基因转录，影响同一DNA分子上基因的表达10，反式作用因子：锌脂结构基序，螺旋-转角-螺旋基序，亮氨酸拉链基序，螺旋-环-螺旋基序 11，核小体：是染色体的基本结构单位，146bp的DNA盘绕组蛋白八聚体1.75圈。12，巨型染色体：多线染色体，灯刷染色体，13，核仁的结构: 纤维中心，致密纤维组分，颗粒区。14，核仁的功能：rRNA的合成，rRNA前体的加工，参与核糖体大小亚基的装配，控制蛋白质合成的速度。15，核基质功能：与染色体构建有关，是基因转录加工的场所 为DNA的复制提供支架 结构支持第12 章 Cell cycles and Cell division1.细胞周期的概念、细胞周期各时相的主要事件及细胞周期中的主要关卡细胞周期（cell cycle）是指细胞从一次分裂完成开始到下一次分裂结束所经历的全过程。主要事件：G1期: 合成细胞生长所需要的多种蛋白质、RNA、碳水化合物、脂类等，同时染色质去凝聚。 非组蛋白合成，核仁增大，DNA转录。S期：合成DNA和染色体蛋白新合成的DNA立即