醫(yī)學(xué)細(xì)胞生物學(xué)

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上醫(yī)學(xué)細(xì)胞生物學(xué)第一章 緒論細(xì)胞生物學(xué)發(fā)展的幾個(gè)階段中的重要事件第一階段：細(xì)胞的發(fā)現(xiàn)和細(xì)胞學(xué)說(shuō)的創(chuàng)立 英國(guó)，羅伯特·胡克Robert Hook，1665年首次觀察到死細(xì)胞“木栓”荷蘭，列文虎克A.V.Leeuwenhoek，1674年首次觀察到活細(xì)胞Schleiden MJ.（德）施萊登和Schwann T.（德）施旺，1838-1839年提出細(xì)胞學(xué)說(shuō)（德）魏爾嘯R. C. Virchow ，1855年完善細(xì)胞學(xué)說(shuō)第二階段：光學(xué)顯微鏡下的細(xì)胞學(xué)研究 (細(xì)胞學(xué)的經(jīng)典時(shí)期）第三階段：實(shí)驗(yàn)細(xì)胞學(xué)階段第四階段：亞顯微結(jié)構(gòu)與分子水平的細(xì)胞生物學(xué)細(xì)胞的發(fā)現(xiàn)、細(xì)胞學(xué)說(shuō)細(xì)胞學(xué)

2、說(shuō)：一切生物都是由細(xì)胞組成的。所有細(xì)胞都具有共同的基本結(jié)構(gòu)。生物體通過(guò)細(xì)胞活動(dòng)反映其生命特征。細(xì)胞來(lái)自原有細(xì)胞的分裂。細(xì)胞生物學(xué)的研究對(duì)象、研究水平、研究?jī)?nèi)容1、概念：從細(xì)胞的顯微、亞顯微和分子三個(gè)水平對(duì)細(xì)胞的各種生命活動(dòng)開(kāi)展研究的科學(xué)。2、研究對(duì)象：細(xì)胞（人體細(xì)胞）3、研究手段：顯微水平-光學(xué)顯微鏡技術(shù)亞顯微水平-電子顯微鏡技術(shù)分子水平-生物物理學(xué)方法及分子生物學(xué)技術(shù)注：光鏡下可觀察到的細(xì)胞器：線粒體、中心體、高爾基復(fù)合體核：染色體、核仁第二章 細(xì)胞生物學(xué)的研究方法如何提高顯微鏡的分辨率熟悉各類光學(xué)顯微鏡的特點(diǎn)1、熒光顯微鏡（可見(jiàn)光）:暗背景，強(qiáng)反差，彩色圖像Ø 定性、定位和定量的

3、研究組織內(nèi)的熒光標(biāo)記物質(zhì)。Ø 對(duì)活細(xì)胞內(nèi)分子的動(dòng)態(tài)變化進(jìn)行實(shí)時(shí)觀察。 2、相差顯微鏡通常用于觀察活細(xì)胞：利用光的衍射和干涉把光程差變成振幅差。（光的波長(zhǎng)決定可見(jiàn)光的色彩，振幅決定亮度）3、暗視野顯微鏡通過(guò)散射光成像（活細(xì)胞）4、顯微電影攝影技術(shù)記錄細(xì)胞或細(xì)胞器的運(yùn)動(dòng)過(guò)程 5、共聚焦激光掃描顯微境可以提供高清晰的彩色三維影像 （活細(xì)胞）：結(jié)構(gòu)單色光源共聚焦逐點(diǎn)掃描光鏡與電鏡的區(qū)別細(xì)胞分離和細(xì)胞培養(yǎng)的相關(guān)概念細(xì)胞分離操作的原則：等滲低溫（抑制溶酶體酶活性）無(wú)菌操作 細(xì)胞分離方法：離心方法（細(xì)胞的密度特性）流式細(xì)胞術(shù)（用帶有熒光的特異性抗體標(biāo)記分離的細(xì)胞）免疫磁珠法激光捕獲顯微切割技術(shù) 3

4、、細(xì)胞培養(yǎng)：細(xì)胞培養(yǎng)(cell culture)：從機(jī)體中取出組織或細(xì)胞，模擬體內(nèi)的生理環(huán)境，使之能夠繼續(xù)生存、生長(zhǎng)和增殖的一種方法。條件 營(yíng)養(yǎng)條件：培養(yǎng)基：RPMI-1640、DMEM。 血清。 5%CO2 無(wú)菌環(huán)境細(xì)胞培養(yǎng)的主要方式是原代培養(yǎng)和傳代培養(yǎng)原代培養(yǎng)（primary culture）：直接從體內(nèi)獲取的組織和細(xì)胞進(jìn)行的首次培養(yǎng)。傳代培養(yǎng)（secondary culture）：原代培養(yǎng)的細(xì)胞經(jīng)過(guò)增殖達(dá)到一定密度后，將細(xì)胞分散，從一個(gè)培養(yǎng)器以一定比例移到另一個(gè)或幾個(gè)容器中的擴(kuò)大培養(yǎng)。來(lái)源于體內(nèi)的細(xì)胞可在體外建系（細(xì)胞系）細(xì)胞系（cell line）：來(lái)源于惡性腫瘤組織的細(xì)胞或在培養(yǎng)過(guò)程

5、中發(fā)生轉(zhuǎn)化的變異細(xì)胞，這種細(xì)胞可以無(wú)限繁殖、傳代。細(xì)胞株（cell strain）：用細(xì)胞克隆化的方法進(jìn)一步改善細(xì)胞系的均一性，即分離出單個(gè)細(xì)胞使之增殖形成的細(xì)胞群。差速離心分離細(xì)胞組分，各組分的沉降順序方法：從低速到高速逐級(jí)沉降。分離對(duì)象：體積、質(zhì)量差別較大的顆粒 。（顆粒沉降速度與其直徑成正比）沉降順序：細(xì)胞核線粒體（混有少量溶酶體與過(guò)氧化物酶體）微粒體（主要是內(nèi)質(zhì)網(wǎng)，少量高爾基體）核糖體。第三章 細(xì)胞的概念與分子基礎(chǔ)細(xì)胞概念的理解1. 細(xì)胞是構(gòu)成有機(jī)體的基本單位。2. 細(xì)胞具有獨(dú)立完整的代謝體系，是代謝與功能的基本單位。3. 細(xì)胞是有機(jī)體生長(zhǎng)與發(fā)育的基礎(chǔ)。4. 細(xì)胞是遺傳的基本單位，細(xì)胞

6、具有遺傳的全能性。5. 沒(méi)有細(xì)胞就沒(méi)有完整的生命。真核細(xì)胞膜相結(jié)構(gòu)與非膜相結(jié)構(gòu)常見(jiàn)細(xì)胞的體積，細(xì)胞體積守恒定律細(xì)胞大小變異范圍：v 人與動(dòng)物10100m, 大多數(shù)細(xì)胞直徑在1020m v 人體最大的細(xì)胞：卵細(xì)胞，直徑100mv 人體最小的細(xì)胞；小淋巴細(xì)胞，直徑45m v 生物界最大的細(xì)胞：鴕鳥(niǎo)卵細(xì)胞，直徑達(dá)12cm v 生物界最小的細(xì)胞：支原體細(xì)胞，直徑0.lm細(xì)胞體積的守恒定律 ：各類細(xì)胞體積都相當(dāng)恒定，生物體器官的大小與細(xì)胞的數(shù)量成正比，而與細(xì)胞的大小無(wú)關(guān)。原核細(xì)胞與真核細(xì)胞的異同點(diǎn)共同點(diǎn)：1.都有細(xì)胞膜2.都有DNA和RNA3.都有核糖體參與蛋白質(zhì)合成4.都能以分裂方式進(jìn)行繁殖注：核糖體

7、在合成蛋白質(zhì)前后分為大亞基、小亞基RNA主要的三大類型及其功能注：1、 組成細(xì)胞的物質(zhì)稱為原生質(zhì)2、 生物有機(jī)小分子:單糖、核苷酸、脂肪酸、氨基酸3、 生物大分子：核酸、蛋白質(zhì)、多糖4、 DNA的主要功能是儲(chǔ)存、復(fù)制和傳遞遺傳信息。5、 蛋白質(zhì)的四級(jí)分子結(jié)構(gòu)：多肽鏈中氨基酸的種類，數(shù)目和排列順序。在一級(jí)結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，借氫鍵在氨基酸殘基之間連接，形成局部規(guī)則結(jié)構(gòu)，使多肽鏈成為a-螺旋、ß-折疊片層的結(jié)構(gòu)。在二級(jí)結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上再行折疊,形成復(fù)雜的空間結(jié)構(gòu)，有氫鍵、離子鍵和疏水鍵等。具有三級(jí)結(jié)構(gòu)的蛋白即表現(xiàn)出生物學(xué)活性。四級(jí)結(jié)構(gòu)中，多肽鏈亞單位之間通過(guò)氫鍵等非共價(jià)鍵的相互作用，形成更復(fù)雜的空

8、間結(jié)構(gòu)。一級(jí)結(jié)構(gòu)是蛋白質(zhì)功能的基礎(chǔ)。結(jié)構(gòu)域是大分子蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)組成單元。蛋白質(zhì)功能的發(fā)揮與其構(gòu)象的改變密切相關(guān)，如磷酸化與去磷酸化使蛋白質(zhì)構(gòu)象改變,影響功能發(fā)揮。分類：調(diào)節(jié)蛋白、轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白、收縮蛋白、抗體蛋白、催化蛋白6、 原始細(xì)胞的產(chǎn)生：無(wú)機(jī)小分子-有機(jī)小分子物質(zhì)-生物大分子物質(zhì)-多分子體系-原始生命第4章 細(xì)胞膜、物質(zhì)跨膜運(yùn)輸與信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)掌握單位膜概念單位膜：指任何生物膜在電鏡下都呈現(xiàn)“兩暗一明”三層結(jié)構(gòu)，這三層結(jié)構(gòu)稱為單位膜。掌握細(xì)胞膜的化學(xué)成分及各自類型與特點(diǎn)、膜的兩大特性（具體）、液態(tài)鑲嵌模型的觀點(diǎn)1、 細(xì)胞膜的化學(xué)組成脂類、蛋白質(zhì)、糖類一般地說(shuō)：功能多而復(fù)雜的膜，蛋白質(zhì)/脂類大； 功能

9、少而簡(jiǎn)單的膜，蛋白質(zhì)/脂類小。膜脂：糖脂（位于細(xì)胞非胞質(zhì)面）、膽固醇（雙向調(diào)節(jié)膜的流動(dòng)性，增強(qiáng)膜的穩(wěn)定性）、磷脂（主要成分）磷脂的分子結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：雙親性分子（兼性分子）1個(gè)親水頭部（磷脂酰堿基）、2條疏水尾（脂肪酸鏈）膜蛋白執(zhí)行細(xì)胞膜的多種功能外在膜蛋白、內(nèi)在膜蛋白、脂錨定蛋白膜糖類覆蓋細(xì)胞膜表面，結(jié)合存在，分布于非胞質(zhì)面細(xì)胞表面（cell surface）：是以質(zhì)膜為主體，包括質(zhì)膜和質(zhì)膜外側(cè)的細(xì)胞外被和質(zhì)膜內(nèi)側(cè)的胞質(zhì)溶膠層共同組成的一個(gè)多功能復(fù)合結(jié)構(gòu)體系。注：線粒體內(nèi)膜最復(fù)雜、神經(jīng)細(xì)胞髓鞘膜最簡(jiǎn)單2、 膜的兩大特性：流動(dòng)性和不對(duì)稱性（1） 不對(duì)稱性1、 膜脂分布的不對(duì)稱性：種類、數(shù)量有明顯不同

10、。2、 膜蛋白分布的不對(duì)稱性：分布位置、數(shù)量、穿膜方向、活性位點(diǎn)內(nèi)外不對(duì)稱（細(xì)胞膜內(nèi)層多于外層）3、 膜糖類分布的不對(duì)稱性：非胞質(zhì)面4、 細(xì)胞膜內(nèi)側(cè)面分布有微管、微絲不對(duì)稱性的生物學(xué)意義：決定了膜內(nèi)外表面功能的不對(duì)稱性。（2） 流動(dòng)性：指膜脂和膜蛋白的流動(dòng)性1、膜脂雙分子層是二維流體正常溫度下生物膜：液晶態(tài)2、 膜脂分子的運(yùn)動(dòng)方式側(cè)向擴(kuò)散、翻轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)、旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)、彎曲運(yùn)動(dòng)、伸縮和振蕩運(yùn)動(dòng)3、 影響膜脂流動(dòng)性的因素脂肪酸鏈的飽和程度：飽和程度高，流動(dòng)性小；飽和程度低，流動(dòng)性大脂肪酸鏈的長(zhǎng)度：鏈長(zhǎng)，流動(dòng)性??；鏈短，流動(dòng)性大膽固醇的影響：雙向調(diào)節(jié)膜的流動(dòng)性。濃度越高，膜流動(dòng)性越趨于穩(wěn)定卵磷脂/鞘磷脂的比

11、例：此比例小，流動(dòng)性小；此比例大，流動(dòng)性大膜蛋白的影響：越多，流動(dòng)性越小其他因素：環(huán)境溫度，PH、離子強(qiáng)度等4、 膜蛋白分子的運(yùn)動(dòng)方式：側(cè)向擴(kuò)散、旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)3、 液態(tài)鑲嵌模型1. 生物膜是由流動(dòng)的脂質(zhì)雙分子層構(gòu)成膜的連續(xù)主體。（擴(kuò)展脂類特點(diǎn)） 2. 膜蛋白以各種形式與脂質(zhì)雙分子層結(jié)合。（擴(kuò)展膜蛋白結(jié)合形式）3. 細(xì)胞膜具有不對(duì)稱性4. 細(xì)胞膜具有流動(dòng)性，膜上各成分處于動(dòng)態(tài)平衡之中掌握物質(zhì)的跨膜運(yùn)輸和膜泡運(yùn)輸?shù)母鞣N方式、特點(diǎn)及代表分子1、 小分子物質(zhì)的跨膜運(yùn)輸簡(jiǎn)單擴(kuò)散：1、物質(zhì)的轉(zhuǎn)運(yùn)是從高濃度向低濃度方向2、不耗能3、溶質(zhì)能直接透過(guò)膜代表分子：脂溶性物質(zhì)如苯、醇、甾類激素以及O2、N2等；某些極性

12、分子(如水、尿素、甘油、CO2等)，不帶電荷，分子?。灰谆瘮U(kuò)散：通道蛋白（無(wú)機(jī)離子）、載體蛋白（氨基酸、葡萄糖、核苷酸）1、物質(zhì)的轉(zhuǎn)運(yùn)是從高濃度（電化學(xué)梯度）向低濃度（電化學(xué)梯度）方向2、不耗能能量，屬于被動(dòng)運(yùn)輸3、被轉(zhuǎn)運(yùn)物質(zhì)為非脂溶性（或親水性）的小分子，需要膜轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白（載體蛋白或通道蛋白）協(xié)助門(mén)控通道的類型：配體門(mén)控通道：乙酰膽堿受體電壓門(mén)控通道：存在于可興奮細(xì)胞，如神經(jīng)元細(xì)胞、肌細(xì)胞應(yīng)力激活通道：內(nèi)耳聽(tīng)覺(jué)毛細(xì)胞感受聲波震蕩載體介導(dǎo)的易化擴(kuò)散特點(diǎn)：被轉(zhuǎn)運(yùn)物質(zhì)與載體暫時(shí)、可逆結(jié)合借助構(gòu)象變化完成運(yùn)輸選擇性和特異性可飽和性，存在最大轉(zhuǎn)運(yùn)速度主動(dòng)運(yùn)輸：ATP驅(qū)動(dòng)泵、協(xié)同運(yùn)輸ATP驅(qū)動(dòng)泵：P-型離

13、子泵（鈉鉀泵、鈣泵）Ca2泵：分布位置：肌細(xì)胞的肌漿網(wǎng)、所有真核細(xì)胞的細(xì)胞膜作用：維持細(xì)胞內(nèi)較低的鈣離子濃度 （細(xì)胞內(nèi)Ca2+濃度10-7 M，細(xì)胞外10-3 M）工作原理：與Na+-K+泵相似，通過(guò)磷酸化和去磷酸化過(guò)程使構(gòu)象改變，結(jié)合與釋放Ca2+特性：泵出2個(gè)Ca2+ /每分子ATP 。協(xié)同運(yùn)輸：間接消耗ATP，動(dòng)力來(lái)自膜兩側(cè)Na+（或H+）電化學(xué)梯度協(xié)同運(yùn)輸過(guò)程由特異的載體蛋白完成共運(yùn)輸（同向運(yùn)輸)與對(duì)向運(yùn)輸共運(yùn)輸：小腸上皮細(xì)胞、腎小管上皮細(xì)胞對(duì)葡萄糖、氨基酸的吸收對(duì)向運(yùn)輸：動(dòng)物細(xì)胞Na+/H+交換載體2、 膜泡運(yùn)輸1、 胞吞作用（1） 吞噬作用是吞噬細(xì)胞攝入顆粒物質(zhì)的過(guò)程（2） 胞飲作

14、用是細(xì)胞吞入液體和可溶性物質(zhì)的過(guò)程（3） 受體介導(dǎo)的內(nèi)吞作用提高攝取特定物質(zhì)的效率2、 胞吐作用適用對(duì)象：激素、酶類、抗體、未消化的食物殘?jiān)B續(xù)性分泌、受調(diào)分泌掌握LDL（低密度脂蛋白）受體介導(dǎo)的內(nèi)吞作用的過(guò)程受體向有被小窩集中與LDL結(jié)合，有被小窩凹陷、縊縮形成有被小泡進(jìn)入細(xì)胞；有被小泡迅速脫去外被形成無(wú)被小泡；無(wú)被小泡與內(nèi)體融合，在內(nèi)體酸性環(huán)境下LDL與受體解離；受體經(jīng)轉(zhuǎn)運(yùn)囊泡返回質(zhì)膜，被重新利用；含LDL的內(nèi)體與溶酶體融合，LDL被分解釋放出游離膽固醇。被：網(wǎng)格蛋白、銜接蛋白掌握鈉鉀泵的工作原理Na+濃度胞外是胞內(nèi)13倍K+濃度胞內(nèi)是胞外30倍第一步：膜內(nèi)側(cè)鈉鉀泵與Na+結(jié)合，ATP水解

15、，鈉鉀泵被磷酸化，鈉鉀泵構(gòu)象改變，與Na+結(jié)合力下降，釋放Na+于胞外第二步：膜外側(cè)K+結(jié)合鈉鉀泵，去磷酸化，鈉鉀泵構(gòu)象改變，與K+結(jié)合力下降，K+釋放到胞內(nèi)工作效率:A、1個(gè)ATP酶分子每秒鐘水解1000個(gè)ATP分子B、每水解1分子ATP所釋放的能量可泵出3個(gè)Na+，同時(shí)泵入2個(gè)K+生理意義：A、維持滲透壓，維持恒定的細(xì)胞體積B、產(chǎn)生和維持膜電位C、為某些物質(zhì)的吸收提供驅(qū)動(dòng)力D、為蛋白質(zhì)的合成及代謝活動(dòng)提供必要的離子濃度熟悉細(xì)胞膜相關(guān)疾病1、 載體蛋白異常與疾病胱氨酸尿癥：病人腎小管上皮細(xì)胞轉(zhuǎn)運(yùn)胱氨酸的載體蛋白缺陷腎性糖尿：病人腎小管上皮細(xì)胞轉(zhuǎn)運(yùn)葡萄糖的載體功能缺陷，葡萄糖重吸收障礙2、 離

16、子通道異常與疾病囊性纖維化：白種人常見(jiàn)，致死性常染色體隱性遺傳病，氯離子通道遺傳性缺失3、 膜受體異常與疾病家族性高膽固醇血癥：遺傳病，發(fā)病原因多為L(zhǎng)DL受體遺傳性缺乏（受體數(shù)目缺少）或受體結(jié)構(gòu)缺陷非胰島素依賴性糖尿?。阂葝u素受體的數(shù)量減少或功能異常重癥肌無(wú)力：病人產(chǎn)生抗乙酰膽堿受體的抗體4、 G蛋白異常與疾病霍亂：霍亂弧菌毒素使G蛋白a亞基喪失GTP酶活性，而一直處于激活狀態(tài)，cAMP濃度顯著增加。掌握G蛋白的作用機(jī)制1）靜息狀態(tài)(受體未與配體結(jié)合）:G蛋白與受體分離G蛋白呈異三聚體形式 (/)，亞基結(jié)合GDP ，無(wú)活性2）配體與受體結(jié)合，受體激活:受體分子構(gòu)象改變，與G蛋白亞基結(jié)合力增強(qiáng)，受體結(jié)合G蛋白亞基亞基構(gòu)象改變，與GDP結(jié)合力變?nèi)?，與GTP結(jié)合力變強(qiáng)，進(jìn)而與GTP結(jié)合，G蛋白被激活3）G蛋白激活:亞基結(jié)合GTP G蛋白異三聚體解離，變?yōu)楹蛠喕鶅刹糠郑⒀刂?xì)胞膜擴(kuò)散，作用于下游效應(yīng)蛋白，完成信號(hào)從胞外傳遞到胞內(nèi)4）配體與受體分離，G蛋白復(fù)原失活:亞基水解其結(jié)合的GTP變?yōu)镚DPG蛋白亞基重新與亞基結(jié)合構(gòu)成三聚體，G蛋白回復(fù)靜息狀態(tài)掌握受體、配體、信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)的概念，掌握膜受體的類型、結(jié)構(gòu)及功能，掌握第二信使的種類受體：是一類存在于胞膜或胞內(nèi)的特殊蛋白質(zhì)，能夠