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内容发布更新时间 : 2024/6/24 20:02:34星期一 下面是文章的全部内容请认真阅读。

《细胞生物学》 瞿中和 王喜忠 丁明孝 主编 高等教育出版社 第3版

第一章 绪论

掌握内容:

? 细胞生物学的概念 : 细胞生物学(cell biology)——

细胞生物学是应用现代物理学与化学的技术成就和分子生物学的观念和方法,以细胞作为生命活动的基本单位的思维为出发点,探索生命活动规律的学科,其核心问题是将遗传与发育在细胞水平上结合起来。(P2) ? 细胞生物学研究的内容: 细胞的结构与功能:

1、细胞核、染色体及基因表达 2、生物膜与细胞器 3、细胞骨架体系

细胞的重大生命活动: 4、细胞增殖及其调控 5、细胞分化及其调控 6、细胞的衰老与凋亡 7、细胞的起源与进化 8、细胞的信号转导 基因重组改造细胞: 9、细胞工程

第二章 细胞的统一性与多样性

掌握内容:

一、为什么说细胞是生命活动基本单位?

1、一切有机体都由细胞构成,细胞是构成有机体的基本单位。

2、细胞具有独立的、有序的自控代谢体系,细胞是代谢与功能的基本单位。 3、细胞是有机体生长与发育的基础。

4、细胞是遗传的基本单位,具有遗传的全能性。 5、没有细胞就没有完整的生命。 (二、细胞的基本共性

1.所有细胞都有相似的化学组成 2.脂-蛋白体系的生物膜 3.DNA-RNA的遗传装置

4.蛋白质合成的机器——核糖体 5.一分为二分裂方式)

三、原核细胞与真核细胞的比较(P36表2-2、P37表2-3) 问题:真核细胞与原核细胞最根本区别?

答:1.内膜系统的分化及其功能的区域化与专一化演变; 2.遗传装置与基因表达的复杂化与多层次化。

第三章 细胞生物学研究方法

掌握:一、主要研究方法的基本原理及应用 二、名词解释:

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1、细胞培养(cell culture)

在体外模拟体内的生理环境,培养从机体中取出的细胞,并使之生长和生存的技术。

2、细胞株(cell strain)——原代培养细胞群经过生物学鉴定的具有特定标志或性质的细胞系。(能够繁殖50代左右,在培养过程中始终保持其特征。) 3、细胞工程(Cell engineering)

细胞水平上的生物工程。即,用细胞生物学和分子生物学的理论、方法和技术,按人们的预定设计蓝图有计划地保存、改变和创造细胞遗传物质,以产生新的物种和品系,或大规模培养组织细胞以获得生物产品的技术称为细胞工程。

主要技术手段有细胞融合与细胞杂交技术、单克隆抗体技术以及细胞拆合与显微操作技术等。

4、细胞融合(cell fusion)与细胞杂交(cell hybridization)技术

通过培养和诱导,两个或多个细胞合并成一个双核或多核细胞的过程称为细胞融合或细胞杂交。 三、作业:

1、为什么只有融合细胞才能在HAT培养基中生存?

答:HAT培养基含有次黄嘌呤(H)、氨基蝶呤(A)和胸腺嘧啶(T)核苷。正常的未融合脾细胞(B淋巴细胞)具有核酸合成主通路和旁路所必需的酶但不能在体外长期生长;突变后的骨髓瘤细胞(HGPRT-,次黄嘌呤鸟嘌呤核糖磷酸转移酶缺失型)只具有RNA和DNA合成所必需的主通路的酶,而缺乏利用胸腺嘧啶核苷合成DNA的胸腺嘧啶核苷激酶(TK)或缺乏利用次黄嘌呤合成RNA的磷酸核糖转移酶(HGPRT)。当这些细胞的核酸合成主通路被培养基中氨基蝶呤阻断后,则因核酸合成障碍而死亡。只有肿瘤细胞和具有合成旁路酶的正常细胞形成的融合细胞,才能在氨基蝶呤、次黄嘌呤和胸腺嘧啶核苷存在的情况下利用其中的次黄嘌呤和胸腺嘧啶核苷合成核酸而得以生存。由于融合细胞具有肿瘤细胞和抗体分泌细胞双重特征,所以在去除氨基蝶呤这一核酸阻断剂后即可在正常培养基中长期传代增殖,并分泌抗体。

第四章 细胞质膜

第一节、细胞质膜的结构模型 一、名词解释

1、生物膜(biomembrane)——细胞膜和内膜系统的总称。 2、“脂筏” (lipid raft)

脂筏是质膜上富含胆固醇和鞘磷脂的微结构域(microdomain),是一种动态结构,位于质膜的外小页。 3、脂质体(liposome)

脂质体是根据磷脂分子可在水相中形成稳定的脂双层膜的趋势而制备的人工膜。

二、目前对生物膜结构的认识

1、磷脂双分子层是生物膜基本结构成分。

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2、蛋白质类型及其分布不对称性以及与脂分子的协同作用赋予生物膜特性与功能。

3、膜蛋白和膜脂的相互关系制约膜的流动性,同时形成完成多种膜功能“脂筏” 。

三、生物膜的化学组成 1、膜脂 约40% ——基本骨架 2、膜蛋白 约50%

——膜功能主要体现者(基本类型:外在膜蛋白(外周膜蛋白、脂锚定膜蛋白、内在膜蛋白(整合膜蛋白)) 3、糖类(糖脂和糖蛋白): 约2%~10%

第二节 生物膜的基本特征与功能 一、膜的流动性

膜的流动性—— 生物膜内的脂质和蛋白质分子的运动性,是膜的基本特性之一,也是细胞进行生命活动的必要条件。

二、膜的不对称性

(一)细胞膜各部分的名称 (二)膜脂的不对称性 (三)膜蛋白的不对称性

三、细胞质膜的基本功能

①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; ② 屏障作用,膜两侧的水溶性物质不能自由通过; ③ 选择性物质运输,伴随着能量的传递;

第三节 膜骨架

膜骨架指细胞膜下与膜蛋白相连的由纤维蛋白组成网架结构,参与维持细胞膜形状并协助质膜完成多种功能。

第五章 物质的跨膜运输

第一节 膜转运蛋白与物质的跨膜运输 一、(一)载体蛋白(carrier proteins)及其功能

①与特定溶质分子结合,通过自身构象改变介导溶质分子跨膜转运,但对转运物质不作任何共价修饰。

②有高度选择性和饱和动力学特性;

(二)通道蛋白(channel proteins)及其功能 ①构成离子通道,转运效率高。 ②没有饱和值。

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③门控性(门通道,gated channel) 。 二、名词解释:

1、运输(passive transport)

——通过简单扩散或协助扩散实现物质由高浓度向低浓度的跨膜转运。 静息电位ing potential) 1、动作电位(active potential) 协同转运(cotransport)(耦联运输) 胞吞作用(endocytosis) 通过细胞膜内陷形成囊泡(胞吞泡),将外界物质裹进并输入细胞内的过程称为胞吞作用。包括胞饮作用和吞噬作用。

三、主动运输(active transport)特点 ①由载体蛋白介导;

②逆浓度梯度或点化学梯度运输; ③耗能,需要与某种放能过程相耦联。

四、被动运输与主动运输比较

被动运输与主动运输的比较 性质 参与运输的膜成份 载体蛋白 能量来源 运输方向 特异性 运输分子饱和性

简单扩散 协助扩散 主动运输

脂 要 不需蛋 白 需 要 蛋 白 需 要 或浓离子 浓度离子 浓度ATP水解顺梯浓度度 梯顺梯浓度度 梯逆度浓梯度度梯 度 度无 无 度有 有 有 有

第二节 离子泵和协同转运

一、P-型离子泵(P-type ion pump)/ P- ATPase

位于真核细胞膜上,运输时需要载体蛋白自身磷酸化发生构象改变( P 是phosphorylation的缩写)。包括Na+-K+泵、Ca2+泵等。

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钠-钾泵的功能:

①维持细胞的渗透性,保持细胞的体积; ②维持低Na+高K+的细胞内环境; ③维持细胞的静息电位。

第三节 胞吞作用和胞吐作用 胞吐作用(exocytosis)

将细胞内的分泌泡或其它某些膜泡中的物质通过细胞质膜运出细胞的过程,也称外排作用。

2、胞吞作用(endocytosis) 通过细胞膜内陷形成囊泡(胞吞泡),将外界物质裹进并输入细胞内的过程称为胞吞作用。包括胞饮作用和吞噬作用。

第六章 细胞的能量转换——线粒体和叶绿体

PART Ⅰ 线粒体

一、线粒体的形态与结构 (一)、形态与分布

形状不一;数目不一;通常结合在微管上,分布在细胞功能旺盛的区域;线粒体在细胞质中可以向功能旺盛的区域迁移,微管是其导轨,由马达蛋白提供动力。 (二)、结构与化学组成 1、外膜

(1)含有较大的通道蛋白——孔蛋白(是由β链形成的桶状结构,中心是一直径为2-3nm的小孔,即内部通道。);通透性强 (2)脂类:蛋白质=1:1 (3)标志酶:单胺氧化酶 2、内膜

(1)向基质形成嵴,有排列规则的基粒

(2)通透性差;含有大量的心磷脂, 心磷脂与离子的不可渗透性有关 (3)脂类:蛋白质=0.3:1

(4)线粒体进行电子传递和氧化磷酸化的部位

(5)电子传递和ATP合成的酶;还有运输酶和合成酶 (6)标志酶:细胞色素氧化酶 3、膜间隙

(1)功能:形成H+电化学梯度 (2)标志酶:腺苷酸激酶 4、线粒体基质

(1)功能:生化角度:TCA,脂肪酸氧化、氨基酸降解;细胞生物学角度: DNA、RNA和蛋白质合成

(2)标志酶:苹果酸脱氢酶

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