第一章绪论最早发现细胞并命名的学者:虎克细胞学说创始人:施莱登最早观察到活细胞的学者:列文虎克提出细胞来自细胞的是魏尔肖提出双螺旋结构的是沃森和克里克将染色体行为和孟德尔遗传因子联系起来的学者:博伟和萨顿细胞学说创始人:摩尔根第一台电子显微镜:鲁斯卡证实DNA为遗传因子的学者是艾弗里发现无丝分裂的是雷马克发现有丝分裂的是弗莱明发现减数分裂的是范贝尼登细胞生物学研究的是分子水平,亚细胞水平,细胞水平第二章最简单的细胞:支原体原核细胞典型代表:细菌蛋白质四级结构:一级结构指蛋白质多肽链中氨基酸的排列顺序肽键二级结构是指多肽链骨架盘绕折叠所形成的有规律性的结构。
包括α螺旋和β片层。
氢键三级结构是不同侧链间相互作用形成的氢键,疏水键,离子键四级结构是多肽链亚单位之间通过非共价键的相互作用形成的蛋白质功能:表达遗传信息酸性氨基酸:谷氨酸,天冬氨酸碱性氨基酸:精氨酸,赖氨酸,组氨酸举例说明蛋白质结构与功能的关系人体血红蛋白的β链上的第六位谷氨酸被缬氨酸替代,就会形成异常血红蛋白,导致镰刀型贫血。
肿瘤转化生长因子仅在合成蛋白二聚体时才能发挥功能。
在生活细胞中,蛋白质亚单位也只有组装成大的适当的超分子结构,才能更好的完成生命活动过程。
结构域:多肽链的独立折叠单位。
核酸化学组成:磷酸,戊糖,碱基核酸功能:携带遗传信息细胞内无机物:水和无机盐有机小分子:单糖,脂肪酸,氨基酸,核苷酸生物大分子:核酸,蛋白质,多糖光学显微镜分辨率:0.2um电子显微镜分辨率:2nm光镜最小可见线粒体。
苏木精染色细胞核蓝色,伊红染色细胞质红色。
甲醛固定荧光显微镜观察核酸,吖啶橙染色,DNA绿色,RNA红色相差显微镜观察活细胞暗视野显微镜观察液体介质中的细胞器,细菌,真菌等显微电影记录活动过程共聚焦激光扫描显微镜观察彩色三维结构分离细胞的方法:机械分离酶解法根据细胞特性分离流式细胞仪分离荧光标记的细胞免疫磁珠法获得高纯度细胞激光切割获得单一细胞原代培养:直接从体内获取的组织或细胞进行首次培养传代培养:从原代培养的细胞以一定比例转移到另一个或几个容器中扩大培养细胞系:来源于恶性肿瘤组织的细胞能够在体外无限繁殖,传代细胞株:分离出单个细胞使之增值形成细胞群细胞组分分离:差速离心速度沉降:根据沉降系数不同平衡沉降:根据密度不同蛋白质分离:层析法,电泳SDS-PAGE:分子量不同等电聚焦电泳:等电点不同双向电泳核酸分离:差速离心核酸鉴定:凝胶电泳,支持物为琼脂糖和丙烯酰胺上调基因表达:外源基因在细胞内过表达下调基因表达:RNA干扰技术印迹杂交时定量检测基因表达变化基本方法荧光实时定量PCR是检测基因表达变化的常规方法原为杂交提供基因表达的时空信息免疫沉淀验证蛋白质相互作用酵母双杂交和噬菌体展示筛选存在相互作用的蛋白质染色质免疫沉淀技术:DNA与蛋白质相互作用紫外交联免疫沉淀:RNA与RNA结合蛋白相互组用测定膜的流动性:光致漂白荧光恢复法膜组成:膜脂,膜蛋白,膜糖(主要为N-连接,天冬氨酸)膜结构:流动镶嵌模型特性:不对称性决定膜的功能方向性,流动性是膜功能活动的保证跨膜运输的种类和特点:简单扩散:从高浓度自由扩散至低浓度一侧,主要是小分子协助扩散:从高浓度自由扩散至低浓度一侧,需要载体蛋白,不耗能主动运输:逆浓度梯度的耗能运输,需要载体蛋白协同扩散:分为共运输和对向运输。
需要载体蛋白和ATP胞吞作用分为:吞噬作用,胞饮作用,受体介导的胞吞。
受体介导的胞吞过程:胞外配体和有被小窝处的受体结合,形成配体-受体复合物。
网格蛋白覆盖于有被小窝胞质面。
然后有被小窝进一步凹陷,与质膜断离后形成有被小泡进入细胞。
有被小泡与质膜断离需要发动蛋白水解与其结合的GTP完成。
有被小泡很快变成无被小泡,与早期内体融合。
内体是动物细胞中经胞吞作用形成的一种由膜包围的细胞器,作用是运输由胞吞作用新摄取的物质到溶酶体被降解。
动物细胞通过受体介导的胞吞摄入所需的大部分胆固醇。
第五章内膜系统:内质网,高尔基体,溶酶体,过氧化酶体,各种转运小泡,核膜内质网:单位膜,与核外膜连通糙面内质网形态特征是有核糖体附着光面内质网表面光滑,常与糙面内质网连通内质网标志性酶:葡萄糖-6-磷酸酶糙面内质网的功能:蛋白质的合成,加工修饰,分选及转运光面内质网的功能:脂类物质合成的主要场所,糖原代谢,细胞解毒的主要场所,肌细胞Ca2+的储存场所,与胃酸胆汁的合成分泌有关信号肽假说:新生肽蛋白质多肽链在游离核糖体起始合成。
当N端信号肽被翻译后,与细胞质的SRP结合,此时翻译暂时终止。
SPR再与内质网膜上的SPR-R识别结合,使核糖体锚泊与内质网膜的转运体异位蛋白上,此时SRP则解离返回胞质中。
然后信号肽引导肽链穿过中央管和转运体形成的通道进入内质网,信号肽被切除,翻译继续进行。
高尔基复合体形态结构:小囊泡,扁平囊泡,大囊泡高尔基复合体极性:顺面高尔基网,中间膜囊,反面高尔基网秋水仙素处理高尔基复合体失去原有结构,除去秋水仙素后可恢复原来结构高尔基体标志性酶:糖基转移酶高尔基复合体的功能:蛋白质运输分泌的中转站,胞内物质的加工合成的重要场所,胞内蛋白质的分选和膜泡定向运输的枢纽溶酶体形态结构:高度异质性的膜结构,含有酸性水解酶,溶酶体膜糖蛋白家族具有高度同源性溶酶体标志性酶:酸性磷酸酶溶酶体可分为内体性溶酶体和吞噬性溶酶体内体性溶酶体形成过程:1.合成的酶蛋白前体在内质网中N-糖基化形成甘露糖糖蛋白,再运输至高尔基体形成面2.在高尔基复合体甘露糖残基被催化形成甘露糖-6-磷酸(M-6-P),是溶酶体水解酶分选的重要识别信号3.在高尔基体成熟面形成有被小泡与高尔基体断离4.有被小泡很快形成无被小泡,与晚期内体融合形成内体性溶酶体吞噬性内体是内体性溶酶体与来源于细胞内外的作用底物融合形成的溶酶体的功能:分解胞内的外来物质及清除衰老,残损的细胞器物质消化与细胞营养功能机体防御保护功能的组成部分参与某些腺体组织细胞分泌过程的调节在个体发生与发育过程中起重要作用过氧化物酶体是高度异质性的膜性球囊状细胞器,膜具有高度通透性。
标志性酶是过氧化氢酶过氧化物酶体的功能:清除细胞代谢过程中产生的过氧化氢及其他有毒物质能有效进行细胞氧张力的调节参与对细胞内脂肪酸等高能分子物质的分解转化COPⅠ有被小泡是从高尔基复合体回收逃逸蛋白到内质网COPⅡ有被小泡产生于内质网,转运物质到高尔基体肝细胞在Ⅰ型糖原积累病及恶性营养不良综合征时,表现为内质网膜断离伴随核糖体脱落功能亢进导致高尔基体代偿性肥大毒性物质作用导致高尔基体萎缩与损坏溶酶体酶缺乏导致泰-萨氏病和Ⅱ型糖原积累病溶酶体酶的释放或外泄导致矽肺和痛风原发性过氧化物酶体缺陷的导致的疾病遗传性无过氧化氢酶血症Zellweger脑肝肾综合征第六章线粒体是由双层单位膜套叠而成的封闭性膜囊结构,内外膜接触点是物质转运的临时性结构,基粒是ATP合酶。
细胞呼吸:在细胞内特定的细胞器内(主要是线粒体),在O2的参与下,分解各种大分子物质,产生CO2,同时分解代谢所释放出的能量储存于ATP中,这一过程称为细胞呼吸。
也称为生物氧化和细胞氧化。
底物水平磷酸化:由高能底物水解放能,直接将高能磷酸键从底物转移到ADP上,使ADP 磷酸化生成ATP的作用,称为底物水平磷酸化。
呼吸链:是一系列能够可逆地接受和释放H+和e-的酶体系细胞呼吸步骤:1.葡萄糖在细胞质中糖酵解产生丙酮酸2.在线粒体基质中丙酮酸脱氢酶体系作用下,丙酮酸分解为乙酰辅酶A3.在线粒体基质中,进行柠檬酸循环,产生NADPH和FADH24.在线粒体内膜中进入呼吸链氧化磷酸化产生ATP,依赖ATP复合酶体催化第七章细胞骨架:指真核细胞质中的蛋白质纤维网架体系,对于细胞的形状,运动,物质运输,细胞分裂时染色体的分离和细胞质分裂等均起着重要作用。
细胞骨架包括:微管,微丝,中间纤维。
微管由微管蛋白和微管结合蛋白组成。
分为单管(13根原纤维),二联管(13+10),三联管(13+10+10)二联管和三联管主要分布在纤毛和鞭毛内。
微管装配过程:1.成核期:该期α和β微管蛋白聚合成短的寡聚体结构,即核心形成。
装配起始点是微管组织中心2.聚合期:游离的微管蛋白聚合速度大于解聚速度,使微管延长3.稳定期:聚合速度等于解聚速度增长的微管末端有微管蛋白-GTP帽。
γ-微管蛋白环形复合体刺激微管核心形成,并包裹微管负端。
微管也可在体外自动装配微管功能:参与中心粒,纤毛鞭毛的形成细胞内物质运输维持细胞内细胞器的定位和分布参与染色体的运动,调节细胞分裂参与细胞内信号传导微丝由肌动蛋白组成微丝组装过程:(需要ATP)1.成核期:球状肌动蛋白形成三聚体,核心形成2.聚合期:游离肌动蛋白在核心两端聚合,正端速度大于负端速度3.稳定期:组装速度等于解离速度微丝组装用踏车模型和非稳态动力学模型解释。
微丝功能:参与细胞运动参与细胞分裂参与肌肉收缩参与物质运输参与细胞内信号传递中间纤维是丝状蛋白多聚体中间纤维装配步骤丝状蛋白单体→超螺旋二聚体→超螺旋四聚体→多个超螺旋四聚体中间纤维装配调控机制:丝氨酸和苏氨酸残基的磷酸化作用是中间纤维动态调节最常见最有效的调节方式。
中间纤维的功能形成完整的网状骨架系统提供机械强度支持参与细胞连接信息传递及物质运输维持细胞核膜稳定参与细胞分化核膜结构:外核膜与糙面内质网相连接内核膜表面光滑包围核质核周隙为内外核膜之间的缓冲区核孔复合体是由多种蛋白质构成的复合结构(gp210代表结构性穿膜蛋白,p62代表功能性的核孔复合体)核纤层是紧贴内核膜的纤维蛋白网(主要成分是核纤层蛋白,包括3种中间纤维,ABC)核纤层的功能在细胞核中起支架作用与核膜的崩解核重建密切相关与染色质凝集成染色体相关参与DNA的复制核膜的功能为基因表达提供了时空隔离屏障参与蛋白质的合成核孔复合体控制着核-质间的物质交换染色体由DNA和组蛋白组成。
8个组蛋白H2A,H2B,H3,H4组成核小体,H1连接核小体和DNA染色质分为常染色质和异染色质。
异染色质又分为组成性异染色质和兼性异染色质。
常染色质是处于功能活跃呈伸展状态的染色质纤维组成性异染色质是异染色质的主要类型兼性异染色质是指在生物体的某些细胞类型或一定发育阶段,处于凝缩失活状态,而在其他时期松展为常染色质。
染色体包装的四级结构模型:一级结构,核小体串联成串珠样结构二级结构,螺线管结构三级机构,超螺线管结构四级结构,染色体染色体形态结构包括:着丝粒将两条姐妹染色单体相连着丝粒-动粒复合体介导纺锤丝与染色体的结合次缢痕并非存在所有染色体上随体是位于染色体末端的球形结构端粒是染色体末端的特化部分核仁组织区:有随体染色体的次缢痕部位含有多拷贝rRNA基因,是具有组织形成核仁能力的染色质区,与核仁形成相关,称为核仁组织区核仁的纤维中心是分布有rRNA基因的染色质区核仁的致密纤维组分包含处于不同转录阶段的rRNA分子核仁的颗粒组分由正在加工的rRNA及蛋白质构成核仁的功能:rRNA基因转录和加工的场所核糖体亚基装配的场所第九章DNA复制过程:原核细胞的基因转录过程:转录起始阶段:RNA聚合酶的σ亚基识别启动子,DNA双链打开,以反义链为模板,转录8~9个核苷酸以后,σ亚基脱离,完成转录起始。