医学细胞生物第五版知识点大全

1医学细胞生物学复习知识点【第一章---绪论】第一节细胞生物学概述地球上所有生物均由细胞构成，细胞是生物体结构和功能的基本单位。一、细胞生物学的概念与研究内容1.概念细胞生物学是从细胞的显微、亚显微和分子三个水平对细胞的各种生命活动开展研究的学科。研究内容分三个层次：显微（细胞）水平----光学显微镜技术亚显微（亚细胞）水平---电子显微镜技术分子水平---分子生物学技术、生物物理学方法2.研究内容研究对象：细胞研究特点：结构与功能相结合关注细胞间的相互关系，阐明生物体的生命现象的机制和规律，包括：⑴生长、发育⑵分化、繁殖⑶运动⑷遗传、变异⑸衰老和死亡细胞遗传学基因组学（genomics）细胞生理学新兴领域蛋白质组学（proteomics）分支学科细胞社会学细胞组学（cytomics）膜生物学染色体生物学干细胞生物学细胞生物学研究的常用模式生物细菌---基因调控、细胞周期等酵母---蛋白质分泌和膜的起源线虫---细胞凋亡的调控果蝇---分化细胞系的产生斑马鱼---脑和神经系统的形成和功能小鼠---(包括培养细胞)肿瘤等疾病模型拟南芥---器官的发育和模式二、细胞生物学在生命科学中的地位生命科学的重要分支学科、生命科学的基础学科、现代生命科学中的前沿学科之一、生命科学中最为活跃的研究领域之一细胞生物学的两种重要研究方式：1.表型特征分子机制22.生物大分子其对细胞功能或行为的影响因此，细胞生物学也被称为:细胞分子生物学或分子细胞生物学第二节细胞生物学发展的几个主要阶段一、细胞的发现与细胞学说的创立1.细胞的发现•1665年英国物理学家RobertHooke观察到了软木塞中的蜂窝状小室，并将其命名为cell（细胞）。•自1677年开始，荷兰科学家A.VanLeeuwenhoek用自制的高倍放大镜和显微镜观察到了包括精子、细菌在内的活细胞。2.细胞学说的创立•1838-1839年施莱登和施旺提出了细胞学说（CellTheory）。基本内容：一切生物，从单细胞生物到高等动、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。•1855年R.Virchow提出“一切细胞只能来自原来的细胞”，完善了细胞学说。细胞学说创立的意义：推动作用19世纪自然科学的三大发现之一二、光学显微镜下的细胞学研究19世纪中叶到20世纪初期技术：固定和染色发现：无丝分裂中心体有丝分裂线粒体减数分裂高尔基体三、实验细胞学阶段20世纪初期到20世纪中叶主要特点：采用多种实验手段研究细胞的生化代谢和生理功能主要工作：•Morgan“基因学说”：基因是遗传性状的基本单位•组织培养技术•检测细胞中核酸的方法•从活细胞中分离出细胞核和各种细胞器四、细胞生物学的诞生与发展电子显微镜的发明和20世纪中叶分子生物学的发展，标志着亚显微结构与分子水平相结合的细胞生物学的开端4.1电子显微镜的应用使细胞学研究深入到亚显微水平•1933年：德国E.Ruska等人发明了电子显微镜（透射电镜）•1940-1980：电镜的技术不断革新，明确了过去在光镜下看到的高尔基体和线粒体；发现了过去在光镜下看不到的细胞器:内质网、溶酶体、核糖体、细胞骨架结构4.2分子生物学的研究进展促进了细胞生物学的形成与发展•1952年RE.Franklin拍摄到清晰的DNA晶体的X-衍射照片。1953年她认为DNA是一种对称结构，可能是螺旋。•1953年，Watson和Crick提出DNA双螺旋模型。与Wilkins分享1962年诺贝尔生理学与医学奖。31953-1970：分子生物学进入一个快速的发展时期：•证明DNA复制为半保留复制•发现“中心法则”（centraldogma:DNA→RNA→蛋白质•发表三联体密码假说、确定了DNA中编码氨基酸的“密码子”•建立了DNA重组技术和DNA序列分析技术以上理论和技术的建立，使细胞的形态结构和生理功能研究深入到分子水平，形成了从分子水平、亚细胞水平和细胞整体水平来探讨细胞生命活动的学科，即细胞生物学(Cytology发展为CellBiology开始于20世纪60年代)。DNA双螺旋模型提出之后,伴随一系列分子生物学技术的建立，使细胞生物学与分子生物学紧密结合。让人们能够在分子水平上探索细胞的各种生命活动。从此细胞生物学的研究进入分子细胞生物学时代。五、细胞生物学的发展趋势单个细胞显微、亚显微、生物个体水平研究细胞功能的分子基础，分子水平的研究研究细胞间相互作用、分工协作的社会关系。第三节细胞生物学与医学1.细胞生物学是现代医学的基础和支柱学科•医学要解决的问题：是阐明人的生、老、病、死等生命现象的机制和规律，并对疾病进行诊断、治疗和预防•细胞是体现人类生、老、病、死之单位：人类生命从受精卵开始，经过胎儿、新生儿、幼年、成年、老年直至死亡等过程，这些过程都是以细胞为单位进行的•细胞的结构损伤和功能紊乱是的疾病的本质所在：癌症：是正常细胞癌变的结果糖尿病：是胰岛细胞受损或机体细胞失去对胰岛素的反应阿尔茨海默病（老年痴呆症）：胆碱能神经元进行性死亡帕金森病：多巴胺能神经元受损2.医学细胞生物学的概念医学细胞生物学作为细胞生物学的一个重要分支，所要探讨的主要是与医学相关的细胞生物学问题，这些问题往往是疾病发生发展的基础。以揭示人体各种细胞在生理和病理过程中的生命活动规律为目的，期望能对人体各种疾病的发病机制予以深入阐明，为疾病的诊断、治疗和预防提供理论依据和策略，这就是医学细胞生物学的主要研究内容。细胞生物学是转化医学研究的基石：转化医学强调将基础研究与解决患者实际问题相结合，实现从“实验室到床边”的转化。【第二章---细胞的概念与分子基础】一、原核细胞与真核细胞的区别？二、细胞的化学组成是什么？三、如何理解细胞组分及其表现形式的动态变化4第一节细胞的基本概念自然界中的生物：可区分为3个域细菌域生物(prokaryoticcell)：原核细胞古菌域生物（archaeon）：古核细胞真核域生物(eukaryoticcell)：真核细胞一、原核细胞种类：支原体---最小最简单的细胞；细菌---原核细胞的典型代表。原核细胞的特点：•结构简单，仅由细胞膜包绕；细胞质内含有DNA区域，但无被膜包围。•胞质内没有细胞器，但有核糖体(70S,大亚基50、小亚基30）。•在裸露的环状DNA分子中，基因的编码序列排列在一起，无内含子。•蛋白质合成特点：转录与翻译同时进行。细菌结构示意图二、真核细胞•高等生物由真核细胞组成•真核细胞的形态：多样•真核细胞的大小：10-20µm,但卵细胞大。真核细胞的基本结构：5细胞膜光学显微镜下细胞质细胞核（可看到核仁）（光镜下的结构称显微结构）胞质中可看到:膜性细胞器:内质网、高尔基复合体、溶酶体、过氧化物电子显微镜下酶体、线粒体;细胞骨架:微管、微丝、中间纤维.胞核中可看到：染色体、核骨架.（电镜下的结构称亚显微结构）三、原核细胞与真核细胞的比较第二节细胞的分子基础(细胞的化学组成)细胞中的化学元素基本元素：C、H、O、N(占90%)、S、P、Cl、K、Na、Ca、Mg、Fe(此12种占99.9%)微量元素：Cu、Zn、Mn、Mo、Co、Cr、Si、F、Br、I、Li、Ba一、组成细胞的生物小分子1.无机化合物：水和无机盐(1)水：含量最多（70%）存在形式：•游离水，细胞代谢反应的良好溶剂•结合水，与蛋白质分子结合，是细胞结构的重要成分。6水的结构特点：水分子由1个氧原子和2个氢原子组成，呈V字形，尾端带负电，两翼带正电，从而表现出极性。A.水分子具有极性，因而是极性分子的良好溶剂。但不能溶解非极性物质(脂类)。B.水分子可同蛋白质中的正、负电荷结合。（2）无机盐：含量：细胞干重的2%—5%存在形式：离子状态：Cl-、HPO42-、HCO3-、Na+、K+、Ca2+、Mg2+功能：维持细胞内外的渗透压和pH维持神经、肌肉应激性维持酶的活性与蛋白质或脂类结合2.有机小分子：是组成生物大分子的亚单位单糖多糖脂肪酸脂类氨基酸蛋白质核苷酸核酸（1）单糖小分子—单糖：(CH2O)n五碳糖(戊糖)：核糖六碳糖(己糖)：葡萄糖（2）脂肪酸小分子:脂肪酸无分支的具有偶数碳原子的脂肪族羧酸。结构特点：由两部分组成，一端是疏水性的长烃链，另一端是亲水性的羧基（-COOH）。分类：短链（2—4C）饱和（所有的碳原子均与氢原子结合）中链（6—10C）长链（12—26C）不饱和（碳原子间含有一个或多个双键）（3）氨基酸——蛋白质的基本组成单位（4）核苷酸•磷酸P-P-P-P-P-P-•戊糖核糖脱氧核糖•碱基嘌呤AG嘧啶CTU二、组成细胞的生物大分子•DNA——携带遗传信息•RNA——遗传信息表达与调控•蛋白质——构成细胞的主要组分（占细胞干重的50%）、维持细胞的形状结构、细胞功能的主要执行者•多糖——存在于细胞表面和细胞间质7•脂类——细胞膜结构的主要组分（占膜成分的50%）(1)DNA：由几十个~几百万个单核苷酸聚合而成，核苷酸为其组成单位。(2)RNA:由DNA转录而来、与DNA上的区别仅在于RNA中的U替代了DNA中的T，RNA种类繁多。(3)蛋白质：由几十个~几百个氨基酸组成的多聚体，氨基酸为蛋白质组成单位，氨基酸之间以肽键连接。①
蛋白质的一级结构:蛋白质的一级结构是指蛋白质分子中氨基酸的排列顺序。②
蛋白质的二级结构:多肽链局部区域的氨基酸的规则排列。α-螺旋（α-helix）、β-折叠（β-sheet）•α-螺旋（α-helix）：特点:右手螺旋螺旋一圈有3.6个氨基酸残基螺距为0.54nm氨基酸侧链伸向螺旋外侧螺旋的走向都为顺时针方向•β-折叠(β-sheet)：多肽链充分伸展，两条以上肽链或一条肽链内的若干肽段可平行排列，两条肽链走向可相同，也可相反。并通过肽链间的肽键羰基氧和亚氨基氢形成氢键从而巩固β-折叠结构。③
蛋白质的三级结构：三级结构是由不同侧链间相互作用形成的肽链折叠，相互作用的方式有氢键、离子键和疏水键等。具有三级结构的蛋白质即表现出生物学活性。④
蛋白质的四级结构：是在三级结构基础上形成的，在四级结构中每个独立的三级结构的肽链成为亚基，多肽链亚基之间通过氢键等非共价键的相互作用，即形成了更为复杂的空间结构。(4)多糖大分子糖（动物细胞）双糖寡糖（植物细胞）多糖糖原(动物细胞)淀粉(植物细胞)“单糖分子通过脱水作用以糖苷键结合形成多糖。”糖类的功能：1.储存能量（糖原和淀粉）2.构成细胞的结构物质（如糖蛋白和糖脂是细胞膜的构成成分）3.在细胞识别、细胞粘附及信息传递中发挥重要作用（如免疫球蛋白IgG、粘附分子整合素等）(5)脂类大分子—脂类甘油三酯（脂肪）磷脂甘油磷脂（四种）鞘磷脂•甘油三酯：3分子脂肪酸与1分子甘油以酯键相连构成。•磷脂：是细胞膜脂类的主要组分（见第四章）8【第四章--细胞膜与物质的穿膜运输】1.掌握细胞膜的化学组成分子、生物学特性及细胞膜的分子结构模型。2.掌握小分子物质穿膜运输方式及特点，大分子和颗粒物质运输的胞吞与胞吐作用，受体介导的胞吞作用。3.熟悉细胞表面的特化结构，细胞膜异常时与某些疾病发生的关系。细胞膜又称质膜(Plasmamembrane)，是包围在细胞质表面的一层薄膜，是生命进化的关键一步。作用：与外界环境分隔，形成特有的内环境物质转运细胞外感受器：信号传递、细胞识别质膜生物膜——单位膜(电镜下呈“两暗夹一明”）内膜脂类脂质双层共价键非共价键结构组成蛋白质转运蛋白、连接体、受体、酶……糖脂糖类细胞外被糖蛋白功能：转运小分子大分子、大颗粒第一节细胞膜的化学组成与生物学特性一、质膜的化学组成（一）膜脂(细胞膜上的脂类）1.膜脂的组成成分：（1）磷脂（phospholipid）---膜脂分子中含有磷酸基团是膜脂的基本成分,含量最高50%以上甘油磷脂---以甘油为骨架磷脂酰胆碱(卵磷脂)磷脂酰乙醇胺（脑磷脂）磷脂酰丝氨酸(负电荷)磷脂酰肌醇鞘磷脂（2）胆固醇Cholesterol——散布在磷脂分子之间结构特点：羟基/甾环/烃链（3）糖脂glycolipid----分布在质膜