上海海洋大学细胞生物学考试要点

细胞概述和技术方法第一章—第三章·细胞学说内容（3个要点）1地球上的生物都是由细胞构成的2所有的生物的细胞在结构上都是类似的3所有的细胞都是来自于细胞的分裂，即细胞来自于细胞·细胞的共性（结构，功能）细胞结构共性：细胞都具有选择性的膜结构，都具有遗传物质，都有核糖体细胞功能共性：细胞能够进行自我增殖和遗传，细胞都能进行新陈代谢，细胞都具有运动性·电镜和光镜原理的比较光镜电镜照明系统可见光电子束成像方式直接荧光屏聚光系统光学透镜电磁透镜被观察样品无需处理喷金分辨率显微结构超微结构电镜和光镜的工作原理（光镜是利用样品对光的吸收形成明暗反差和颜色变化成像；电镜是利用样品对电子的散射和透射形成明暗反差成像）扫描电子显微镜、透射电子显微镜、荧光显微镜（原理：利用紫外线发生装置发出强烈的紫外线光源，通过照明设备把显微固定的切片或活染的细胞透视出来。应用：荧光显微镜可以观察细胞内天然物质经紫外线照射后发荧光的物质（如叶绿体中的叶绿素能发出血红色荧光）；也可观察诱发荧光物质（如用丫啶橙染色后，细胞中RNA发红色荧光，DNA发绿色荧光），根据发光部位，可以定位研究某些物质在细胞内的变化情况。）和共聚焦显微镜的原理和应用扫描隧道显微镜应用：DNA结构研究；胶原、纤维和蛋白质结构研究；细胞膜表面结构的研究。相差显微镜原理：用衍射和干涉使相位差变为振幅差;用于观察无色透明物体中的细节单克隆抗体：将抗原注入小鼠体内，取B淋巴细胞与骨髓瘤细胞融合形成杂交瘤细胞，经过细胞培养后选出需要的细胞群进行体外或体内培养，既得到单克隆抗体。什么是细胞原代（直接从有机体取出组织，通过组织块长出单层细胞，或者用酶消化或机械方法将组织分散成单个细胞，在体外进行培养，在首次传代前的培养称为原代培养。）传代培养（原代培养形成的单层培养细胞汇合以后，需要进行分离培养，否则细胞会因生存空间不足或由于细胞密度过大引起营养枯竭，将影响细胞的生长，这一分离培养称为传代细胞培养。），细胞培养中注意事项（营养、细胞生存环境、废物的排出）·细胞膜的化学组成和功能（膜脂膜蛋白膜糖）膜脂约占膜的50%主要有磷脂鞘脂胆固醇构成膜的基本骨架为蛋白活性提供微环境膜糖：细胞质膜的位于质膜的外表面内膜系统中的则位于内表面提高膜的稳定性参与细胞信号识别细胞粘着帮助新合成蛋白质进行正确的运输和定位。膜蛋白：整合蛋白，外周蛋白，脂锚定蛋白细胞膜功能：1界膜和区室化2调节运输3功能定位和组织化4信号的检测和传递5参与细胞间的互相作用6能量转换红细胞膜骨架的组成（膜蛋白和纤维蛋白组成的网架）ABO血型抗原是一种糖蛋白和糖脂。影响膜流动性的因素：脂肪酸链的影响：不饱和程度成正比；链的长短成反比；胆固醇的影响：含量与流动性成反比；卵磷脂/鞘磷脂比值的影响：比值越高流动性越大细胞膜的流动镶嵌模型的特点（膜具有流动性；膜蛋白和膜脂分布不对称）·脂质体的概念及应用脂质体（微团）：能够自我装配成脂双层的球状结构，是人工制备的连续脂双层的球形脂质小囊应用：可作为生物膜的研究模型，并可作为生物大分子和药物的载体·简单扩散概念及影响因素简单扩散：是被动运输的基本方式，不需要膜蛋白的帮助，也不消耗ATP，而只靠膜两侧保持一定的浓度差，通过扩散发生的物质运输简单扩散的定义：指物质沿着浓度梯度从半透膜浓度高的一侧向低浓度的一侧移动的过程）影响因素：物质的脂溶性，分子大小和带电性。物质脂溶性越强，越容易通过质膜；分子质量小，脂溶性高的分子才能快速扩散（最大是水）；带电荷分子（离子），不管它多小，却不能自由扩散·促进扩散（通道蛋白和运转蛋白）·促进扩散：又称易化扩散，指非脂溶性物质或亲水性物质，如氨基酸，糖和金属离子等，借助细胞膜上的膜蛋白的帮助顺浓度梯度或顺电化学浓度梯度，不消耗ATP进入膜内一种运输方式·通道蛋白参与被动运输在运输过程中不与被动运输分子结合，也不会移动，从高浓度区低浓度区运输，不消耗ATP主要是离子通道蛋白载体蛋白：需要同被动运输的离子和分子结合，通过自身构型变化或者移动完成物质运输，既参与被动运输，也参与主动运输，被动运输不需要ATP，其上有位点，只与某一物质暂时性，可逆性结合和分离·主动运输的意义：1从周围环境摄取营养2排除分泌物3维持细胞内环境的稳定·主动运输的特点：1逆梯度运输2依赖于膜运输蛋白3需要代谢能量，并对代谢毒性敏感4具有选择性和特异性外叶内叶膜脂鞘磷脂、卵磷脂磷脂酰乙醇胺、丝氨酸膜蛋白多数酶和受体：磷酸酯酶、生长因子受体血影蛋白、AMP环化酶膜糖糖脂和糖蛋白都在外叶协同运输机制（NA和葡萄糖）：载体蛋白有2个结合点位，可分别和细胞外的钠离子和糖结合。载体利用NAK泵运输时建立的电位梯度，将钠离子和葡萄糖同时运输到细胞内。两类促进扩散方式的区别①运输方向不同②是否需要载体的参与③是否需要细胞直接提供能量主动运输需要消耗能量而被动运输不需要消耗能量④被动运输是减少细胞与周围环境的差别,而主动运输则是努力创造差别,维持生命的活力。NAK泵的工作原理：动物细胞中ATP驱动将Na输出细胞外同时将K输入细胞内的运输。由两个α亚基和两个β亚基组成α亚基胞质侧可结合ATP，内部可结合3个Na+，2个K+,每水解一个ATP，运出3个Na+，输出2个K+。能运送Na+出膜K+入膜。细胞表面的组成（细胞被和细胞质膜）和功能（保护细胞、参与物质能量交换、细胞识别、信号接收、参与细胞运动、维持细胞形态）细胞被的组成（糖蛋白和蛋白聚糖，糖脂，又称糖萼(glycocalyx)，由细胞表面的碳水化合物形成的质膜保护层；是由细胞分泌产生。）功能（保护、润滑、细胞与环境的物质交换细胞增殖的接触抑制、细胞识别）细胞被植物细胞壁的化学组成（半纤维素、果胶、木质素、糖蛋白）革兰氏阳性菌和革兰氏阴性菌细胞壁的区别阳性菌的细胞壁较厚，含有胞质壁或称肽聚糖。阴性菌的细胞壁，较薄，扩展交联程度较低，硬度较差，染色后易被乙醇除去。青霉素主要是对革兰氏阳性菌起作用，因为革兰氏阴性菌的细胞壁中肽聚糖含量较少，所以对青霉素不太敏感。·细胞外基质的组成和功能（每种成分举例）组成：1蛋白聚糖，由糖胺聚糖以共价键的形式与线性多肽连接而成的多糖和蛋白复合物，可形成亲水性胶状物2结构蛋白：如胶原蛋白和弹性蛋白，赋予细胞外基质一定的强度和韧性。3粘着蛋白，如纤连蛋白和层黏蛋白，促使细胞同基质结合功能：决定器官和组织的形态及保护作用，同一些生长因子和激素结合进行信号转导；某些特殊的细胞外基质也是细胞分化所必需的，维持细胞的形态和活性。胞外基质与细胞的关系：细胞外基质成分可以借助其细胞表面的特异性受体向细胞发出信号，通过细胞骨架或各种信号转导途径将信号传导至细胞质，乃至细胞核影响基因的表达及细胞的活动。·细胞连接的几种方式：细胞连接的各自结构和功能的特点：细胞连接：指细胞表面的特化结构或特化区域，两个细胞通过这种结构连接起来四类主要的细胞黏着分子：钙黏着蛋白、选择蛋白、免疫球蛋白的超家族、整联蛋白动物细胞有3类：紧密连接（他不仅连接相邻的细胞，而且封闭细胞间隙，使大多数分子难以在细胞间通透存在，此连接方式普遍存在于肠道上皮细胞靠近管腔端的相邻细胞膜间）斑块连接（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），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，具有机械细胞连接作用，在细胞间形成电偶联或者代谢偶联，以此来传递信号）透明质酸：既游离存在，又可参与大的蛋白聚糖复合物形成。透明质酸在结缔组织中起强化、弹性和润滑作用,具有抗压能力；强的吸水性胶原蛋白：基本单位是原胶原，(Gly-X-Y)n重复构成，由三条α肽链拧成三股螺旋状构型。纤连蛋白：以可溶形式存在于血液和体液中；以不溶形式存在于细胞外基质。含多个结合结构域。基膜：是一种复合的细胞外结构，通常位于上皮和内皮的基底面，是细胞外基质的特异区，厚度为50nm-200nm。基膜的结构组成：层粘连蛋白、Ⅳ型胶原、巢蛋白(entactin)、基底膜蛋白多糖·细胞通讯的概念：指多数细胞生物的细胞社会中，细胞间或细胞通过高度精确和高效地接受信息的通讯机制，并通过放大引起快速的细胞生理反应，或者引起基因活动，而后发生一些的细胞生理活动来协调各组织活动，使之成为生命的统一对多变的外界环境作出综合性反应。细胞通讯的几种主要方式：通过信号分子、通过相邻细胞表面分子的黏着、通过细胞与细胞外基质的黏着·信号分子的概念：指生物体内的某些化学分子，既非营养物，又非能源物质和结构物质，而且也不是酶，他们的主要是用来在细胞间和细胞内传递信息的分子，唯一功能是与细胞受体结合并传递信息，如激素，神经递质生长分子等系统统称为信号分子。主要类型:激素、神经递质、生长因子·细胞的信号受体概念及类型细胞信号受体：指任何能够同激素，神经递质，药物或细胞内信号分子结合并引起细胞功能变化的生物大分子。即与配体结合并产生特定效应的蛋白质统称为受体。存在部位：膜表面受体，胞内受体膜受体的主要功能是：接受与传导信号3种细胞信号受体的类型细胞表面受体1离子通道偶联受体（见于兴奋细胞间突触信号传递，产生一种电效应。受体本身就是形成通道的跨膜蛋白，多数为数个亚基组成的寡聚体蛋白）2G-A蛋白偶联受体是最大一类细胞表面受体，超过1000种，他们介导多种细胞外信号的转导，包括激素局部介质和神经递质，G蛋白偶联主要参与味道气味和光的感受，信号分子诱导构型变化，激活细胞内侧G蛋白。组成：一般由三个亚基组成.功能：1GTP结合位点2鸟苷三磷酸水解酶活性3ADP-核糖化位点3酶联受体：受体蛋白既是受体又是酶，一旦被配件激活即具有酶活性并将信号放大，又称催化受体，主要与细胞生长分裂有关。·第二信使的概念：信号分子与受体结合后向细胞内进行信号转导，通常把细胞外的信号称为第一信使，而把细胞内产生的非蛋白信号物质称为第二信使。·有5种第二信使：CAMPCGMPDAGIP3CA2+·PKA系统的信号转导机理表面受体：G蛋白偶联受体，如肾上腺素（β型）受体、胰高血糖素受体、视紫红质等效应物：腺苷酸环化酶和磷脂酶等，催化单位CAMP信号途径又叫PKA系统，是蛋白激酶A系统的简称。该系统属于G蛋白偶联受体信号传导，在系统中，细胞外信号要被转换成第二信使CAMP引起细胞反应型1）激活型：激活型的信号—激活型的受体—激活型的G蛋白—腺苷酸环化酶活性上升—提高CAMP的浓度引起细胞反应。2）抑制型抑制型信号—抑制型受体—抑制型的G蛋白—腺苷酸环化酶活性降低—降低CAMP的浓度引起细胞的反应CAMP是由腺苷酸环化酶(AC)水解细胞质中ATP产生的，AC是G蛋偶联系统中的效应物PKC系统:信号分子刺激肌醇酯(inositollipids)的信号分子有各种激素、神经递质类和一些局部介质。PKC与PKA激活靶蛋白的作用位点都是丝氨酸或苏氨酸，使之磷酸化。钙调蛋白(calmodulin):钙调蛋白只存在于真核生物中。外形似哑铃，有2个球形的末端，可各结合2个Ca2+，中间为一个螺旋结构。Ca2+浓度升高，钙调蛋白与Ca2+结合，引起构型变化，增强钙调蛋白与许多效应物结合的亲和力。受体酪氨酸激酶介导的信号通路的信号转导途径：受体酪氨酸激酶是具有酪氨酸激酶活性的受体，表皮生长因子受体；胰岛素受体；成纤维细胞生长因子受体。MAPK属于一种Ser/Thr蛋白激酶，与CDK相关包括MAP激酶、MAPK激酶和MEK激酶，相继激活信号的趋同、趋异与窜扰：趋同(convergent)不同的生长因子作用于不同的受体，但能整合激活一个共同的效应物，如Ras或MAPK；趋异(divergent)相同配体，如EGF或胰岛素能够转换激活许多不同的效应物，引起细胞的不同反应；串扰(crosstalk)是指不同的信号转导途径间的相互影响。信号终止的主要方式：信号分子的水解、受体钝化、受体减量调节、磷酸酶解除细胞信号RTK/RAS途径（生长，增值相关）：受体酪氨酸激酶，简称RTK，是具有酪氨酸激酶活性的受体，RAS是原癌基因C-RAS表达的产物书210-218NO细胞信使作用：血管舒张，N