细 胞 生 物 学 复 习重点复习物质的运输，染色体的超微结构，蛋白质的生物合成，核仁的功能，肌肉收缩，细胞的信号转导细胞生物学（概念）研究细胞的科学，从细胞整体水平、亚微结构水平、分子水平来研究细胞的结构和功能，探索细胞生命活动的规律。细胞生物学简史罗伯特虎克观察死细胞壁，定名细胞。列文虎克观察真正的细胞结构。施莱登、施旺建立细胞学说，即一切生物从单细胞到高等动、植物都是由细胞组成的；细胞是生物形态结构和功能活动的基本单位。原核细胞与真核细胞的比较形态结构差异真核细胞的核被膜把胞质和核质分开，形成完整的细胞核，使遗传物质 DNA 能稳定地贮存在特定的环境中。生命活动差异原核细胞：DNA 复制、RNA 转录与蛋白质的合成可以同时连续进行真核细胞：DNA 复制、RNA 转录在细胞核内进行，蛋白质合成在细胞质中进行。生殖活动差异：原核细胞：无丝分裂真核细胞：有丝分裂，减数分裂，细胞增殖具有明显的周期性。细胞膜细胞膜的化学组成细胞膜的主要化学成分是脂类、蛋白质及糖类。膜脂主要包括磷脂、胆固醇、糖脂。构建生物膜的蛋白质，包括运输蛋白、膜蛋白酶、连接蛋白、受体蛋白；按照起与细胞膜的位置关系分，有膜内在蛋白（整合蛋白）和膜周边蛋白。膜糖类由各种己糖聚合成低聚糖糖链与膜蛋白或膜脂结合，是细胞之间相互识别的分子基础。细胞膜的特性膜分子运动脂质分子的运动：侧向扩散、旋转运动、弯曲运动、翻转运动增强膜流动性因素有高温， 短、高不饱和烃链，低胆固醇含量；降低膜流动性因素有，低温， 长、低不饱和烃链，高胆固醇含量。膜蛋白在膜内的运动：膜蛋白在膜脂中可进行侧向运动。膜的不对称脂质的不对称性（内外磷脂种类的差异），膜蛋白的不对称性分布，糖链的不对称性分布（外侧）流动镶嵌模型脂双分子层构成生物膜的连续主体，既具有固体分子排列的有序性，又具有液体的流动性，呈液晶态；球形蛋白质分子以各种形式与脂双分子层相结合。细胞膜与物质运输简单扩散物质从高浓度向低浓度通过膜脂双层，不需要消耗细胞代谢能，不需要专一的膜蛋白分子协助。（脂溶性物质；有些极性小分子）协助扩散通道蛋白协助扩散电压闸门离子通道通道蛋白的带电基团（如羧基或磷酸基）构成通道的闸门，受膜电位变化控制的离子通道开启或关闭。配体闸门离子通道由于配体与特异受体结合，引起闸门开放。（记忆：有机磷和乙酰胆碱受体的离子通道）载体蛋白协助扩散特定物质运输有关的跨膜蛋白或镶嵌蛋白,当与被转运物质结合时，构象发生变化，将被转运物质跨膜转运，与溶质分离后，载体蛋白又恢复到原有的构象。特点是与所结合的溶质有专一的结合部位，运输各种有机小分子；细胞膜上特定载体蛋白的数量相对恒定，处于饱和状态时，运输速率最大。主动运输Na+K+泵主动运输模型去磷酸化K被释放，Na 结合磷酸化，酶的结合部位朝向细胞外 释放 Na+，结合K+协同运输载体蛋白利用膜两侧的离子浓度梯度的能量同时驱动两种物质运输的方式。（模型，小肠上皮细胞从肠腔吸收葡萄糖、氨基酸）共运输协同运输中，两种物质运输方向相同。对向运输协同运输中，两种物质转运方向相反。膜泡运输将被转运物质被包裹在膜脂双层围绕的囊泡中，运输特定大分子物质、大的颗粒物质的过程，所以称为膜泡运输。吞噬作用吞噬细胞通过特异的表面受体识别摄入大的颗粒，形成吞噬泡的过程。胞饮作用细胞不断摄入液体和溶质，形成的胞饮泡或胞饮体的过程。受体介导的胞吞作用特定大分子与聚集于细胞表面受体互补结合，形成受体大分子复合物，通过细胞膜凹陷，该区域形成有被小窝，有被小窝从质膜上脱落成为有被小泡进入细胞内。（模型，受体介导胞吞作用摄入低密度脂蛋白）包被形成3 个网格蛋白二聚体形成三脚蛋白复合体。三脚蛋白组装成多角形篮网结构，形成特征性的多角形包被。结合素识别特异的跨膜蛋白受体，把受体集聚在有被小窝、小泡，并将网格蛋白紧密地连接于有被小窝和有被小泡上。胞 吐 作 用细胞内某些合成的产物和代谢废物通过胞吐作用运出细胞外。结构性分泌途径一些分泌蛋白合成之后被迅速运到细胞膜，持续不断地排出。几乎存在于所有细胞中。调节性分泌途径有些特化的分泌细胞合成物（激素、神经递质、消化酶），暂时贮存在分泌泡内，只有在接受细胞外信号的刺激时，分泌泡才与细胞膜融合，将内容物排出。（记忆模型，唾液腺细胞分泌唾液）细胞识别细胞与细胞之间相互辨认和鉴别，包括受体与配体、抗原与抗体的识别等，具有种属特异性和组织特异性。细胞外被是细胞膜外表面覆盖的一层多糖物质，由构成细胞膜的糖蛋白、糖脂等的糖链向外伸展交织而成。染色质、染色体染色体的超微结构核小体核小体核心： H2A、H2B、H3、H4 各 2 个分子组蛋白八聚体。DNA 缠绕核心 1.75 圈。H1 锁住核小体 DNA 的进出口处。螺线管核小体串珠链螺旋形成螺旋管状结构。每圈 6 个核小体，H1 位于螺线管中空的内部，稳定螺线管。螺线管是染色体的二级结构。染色体袢环结构非组蛋白支架在着丝粒区域相连接，螺线管一端与支架的某点结合，另一端向周围呈环状迂回后再回到结合点处，这样的环状螺旋管称为袢环。每 18 个袢环在同一平面散开形成一个个单位，叫做微带，再由微带沿纵轴构成染色单体。常染色质和异染色质常染色质较疏松的细纤维结构，对于碱性染料着色浅，位于核中央浅亮区。；基因所在部位，具有转录活性，控制着间期细胞的活动。异染色质高度缠绕的纤维丝，对于碱性染料着色深，强嗜碱性，常紧贴于核纤层内面，或围绕在核仁周围；所有细胞中呈浓缩状态，没有转录活性，多定位于中期染色体着丝粒、端粒、次缢痕，参与高级结构的形成。端粒由高度重复的短序列核苷酸组成；防止染色体之间互相粘在一起，维持染色体稳定。 端粒核苷酸复制要靠端粒酶来完成。正常体细胞缺乏端粒酶，端粒 DNA 每复制一次就减少 50100bp ，与细胞衰老相关。主缢痕每个染色体的都有一处凹缩的部位，主缢痕的染色质部位称着丝粒。次缢痕某些染色体上可存在另一种缢缩的部位，多为核仁组织者区。RNA 的转录与加工转录过程起始因子与启动子结合；RNA 聚合酶与起始位置结合；起始因子脱离，DNA 双链解螺旋， RNA 链以 5 3方向延长；RNA 聚合酶滑行至终止信号部位，同 结合，转录终止，RNA从 DNA 链上脱离。转录后的加工mRNA：不需要经过加工。rRNA：剪切形成 3 种 rRNA，某些碱基甲基化。tRNA：切除 3端附加序列，酶催化加上 CCA，酶修饰 tRNA 分子形成稀有碱基。核糖体大亚基有几个不规则的隆起物，内部存在新生肽链管状通道。小亚基细长，平躺于大亚基上。 蛋白质合成时，大、小亚基结合在一起，形成完整的核糖体，之间有明显的间隙，mRNA 分子从间隙穿过。蛋白质合成必须的蛋白因子起始因子 IF：蛋白质合成起动所必需，帮助形成起始复合物。延伸因子 EF：能帮助氨酰-tRNA 进入核糖体的 A 位。终止因子 RF：识别终止密码，终止翻译。蛋白质的生物合成合成起始IF 协助小亚基与 mRNA，形成小亚基-mRNA 复合物。甲酰甲硫氨酰 -tRNA 的反密码子识别mRNA 上的起始密码 AUG，配对并占据核糖体的 P 位。大亚基与小亚基结合，形成起始复合物。肽链延伸进位：EF 及 GTP 参与，第二个密码子相对应的氨酰-tRNA 进入核糖体的 A 位。成肽：肽酰转移酶催化，P 位上的 tRNA 所携带的氨基或肽酰基与 A 位上氨基酰-tRNA 携带的氨基之间形成肽键，大亚基沿 mRNA 53方向移动一个密码子距离， P 位上的 tRNA 移到 E 位，A 位的肽酰 -tRNA 转移到 P 位，A 位点空出。移位：小亚基沿 mRNA 53方向移动一个密码子距离， E 位上的 tRNA 脱落。肽链合成终止终止因子识别 A 位上出现的终止密码并与之结合，终止合成。肽链从核糖体释放。核糖体从 mRNA 分子上脱下，并分离成大、小亚基，重新参与多肽链的合成。核仁核仁的结构纤维中心 包在颗粒成分内的核仁内染色质，为低电子密度区域。致密纤维成分纤维中心周围紧密排列的纤维，电子密度最高，染色较深，是 RNA 与蛋白质形成的核糖核蛋白复合物，是 rDNA 活跃地转录 rRNA 的区域。颗粒成分多分布在核仁的周边，颗粒直径约 1520nm ，电子密度较高。这些颗粒代表着正在加工、处于不同成熟阶段的核糖体亚基的前体颗粒。核仁基质无定形蛋白质液体物质，电子密度低，其中悬浮着纤维成分、颗粒成分、酶及蛋白质，与核基质沟通，是核仁生化反应的环境。核仁的功能核仁是细胞核中 rRNA 合成、剪接、加工及核糖体大、小亚基装配的的场所。在致密纤维区转录 45S rRNA 分子，45S rRNA 被剪切为 20S RNA 和 32S RNA。20S RNA 被加工成 18S rRNA； 32S RNA 被加工成 5.8S rRNA 和 28S rRNA。在核仁外合成 5S rRNA（转录，在细胞之中加工）被转运至核仁中，参与核糖体大亚基的组装。核被膜核孔复合体电镜下，核孔显示出复杂的结构，是一个由颗粒蛋白、纤维蛋白构成的复合功能区域，由胞质环、核质环、辐和中央栓构成。亲核蛋白细胞质中合成，转运到细胞核中行使功能的蛋白质。核定位信号亲核蛋白一般都有一段特殊的氨基酸序列，能被核孔复合体上的特异受体识别，帮助入核蛋白通过核孔复合体，进入细胞核内。核纤层真核细胞中紧贴内核膜内侧、由纤维蛋白组成的纤维状网架结构。核纤层在细胞核内与核骨架及染色质结合，在细胞核外与中间纤维连接，从而使细胞核骨架与细胞质骨架相连。核纤层蛋白 lamin 、lamin 、lamin （1）核膜上有 lamin 受体为 lamin 提供结合位点，把核膜锚定在核纤层上。（2）lamin 、lamin 与染色质、核骨架相连。核纤层蛋白磷酸化，核纤层解体，核被膜的崩解；去磷酸化，核膜、核纤层重新组建微丝微丝的化学组成微丝的单体是是球形的肌动蛋白。肌动蛋白由两个肌球蛋白构成，分子内部有 ATP、Ca 2+和 Mg2+的结合位点。肌动蛋白具有极性。特异性药物细胞松弛素 B：与微丝末端结合，阻止新的单体的加入；或切断微丝，使微丝变短。鬼笔环肽：使其稳定，抑制解聚微丝的功能维持细胞形态（模型，小肠上皮细胞微绒毛）肌肉收缩 动作电位传向肌细胞，内质网中 Ca2+释放。肌钙蛋白结合足够 Ca2+，引起自身分子构型发生变化，原肌球蛋白分子的双螺旋体从肌动蛋白双螺旋结构的沟沿滑到沟底，肌动蛋白上能与粗肌丝结合位点暴露出来。粗肌丝与肌动蛋白结合。粗肌丝有 ATP 酶的活性，结合ATP 牵引细肌丝向粗肌丝中央滑行。细胞的运动与物质运输 收缩环微管微管的化学组成微管蛋白，酸性球形蛋白,包括 -微管蛋白和 -微管蛋白，一般以异二聚体形式存在；有两个鸟嘌呤核苷酸（GTP/GDP）结合位点，Mg 2+、Ca 2+的结合位点和秋水仙素和长春花碱的结合位点。微观的组装二聚体微管蛋白形成元纤维丝，13 根原纤维合拢成短微管，两端加聚形成微管。特异性药物紫衫酚：抑制微观去组装秋水仙素、长春花碱：使微观解体微管的功能维持细胞形态，参与细胞内物质运输，构成纺锤体，作为中心粒、纤毛和鞭毛基本结构成分中间纤维中间纤维的基本成分为蛋白纤维分子，两个蛋白纤维分子螺旋组装成二聚体（有极性），两个二聚体交错排列，形成四聚体（无极性），多个四聚体首尾相连，形成原纤维；多根原纤维成束形成中间纤维。内质网内质网的形态结构：细胞质中由单位膜围成的小管、小泡或扁囊连接成的连续的网状膜系统。标志酶：葡萄糖-6-磷酸酶内质网的功能内质网进行蛋白质合成、脂类合成、糖代谢和解毒作用；并参与物质运输、物质交换。分泌蛋白质的合成（信号肽）信号识别颗粒 SPR 与核糖体形成 SRP-核糖体复合体，占据 A 位点，使蛋白质合成暂停。SPR 与膜上受体结合，SRP- 核糖体复合体被引导到 ER 膜上，与 ER 膜接触，核糖体结合核糖体受体。核糖体与