細胞生物學(xué)考試重點復(fù)習(xí)資料上海大學(xué)09級版

1、細胞生物學(xué)考試重點復(fù)習(xí)資料緒論1. 細胞（cell）的發(fā)現(xiàn)英國人胡克發(fā)現(xiàn)細胞壁空腔，提出“cella”的概念；荷蘭人列文虎克用高倍顯微鏡第一次觀察到了活的細胞。2. 細胞學(xué)說的內(nèi)涵德國植物學(xué)家施萊登和動物學(xué)家施旺創(chuàng)立了細胞學(xué)說生命體都是由一個或多個細胞組成的.細胞是行使生命功能的最小單位.“細胞來源于細胞”，細胞只能由細胞分裂而成.3. 巴斯德實驗否定了自然發(fā)生說4.細胞體積大小為什么恒定？細胞體積的守恒定律：器官（個體）的大小主要決定于細胞的數(shù)量,與細胞的數(shù)量成正比,而與細胞的大小無關(guān)。限制細胞本身的大小的主要因素：l 細胞體積和表面積之間的關(guān)系：細胞為了維持一個最佳的生存環(huán)境，必須維持最佳

2、的表面積（以適應(yīng)細胞進行內(nèi)外物質(zhì)的交換），從而限制了體積的無限增大。l 細胞的最大化受制于細胞內(nèi)關(guān)鍵分子的濃度（一些重要的生化反應(yīng)需要一定的分子濃度才能進行）(真核細胞為解決細胞內(nèi)重要分子的濃度問題，出現(xiàn)了細胞內(nèi)的特化的內(nèi)膜系統(tǒng)，使一些反應(yīng)局限在特定的膜結(jié)合的細胞器內(nèi)。)l 細胞的最小化受制于維持細胞生命活動所需的酶和蛋白質(zhì)種類的最低量。5.支原體是目前所知最小的，唯一一種沒有細胞壁的原核細胞6.真核與原核細胞的差別以及真核細胞比原核細胞進步的方面原核細胞：沒有明顯的細胞核、無核膜和核仁，只有擬核，區(qū)室化不強真核細胞：有明顯的細胞核，核膜和核仁，區(qū)室化強7. 病毒的基本特點：比細胞更小的生命體

3、，無細胞結(jié)構(gòu)，不能獨立生存，只能在活細胞中進行增殖；結(jié)構(gòu)：蛋白質(zhì)外殼和遺傳物質(zhì)核，DNA或RNA（朊病毒以蛋白質(zhì)作為遺傳物質(zhì)）細胞質(zhì)膜與跨膜運輸-11. “血影”：在低滲透下，紅細胞吸水破裂，釋放出內(nèi)容物(血紅蛋白紅細胞中唯一一種非膜蛋白)后，質(zhì)膜重新封閉，此時的紅細胞稱為ghost.(分離紅細胞膜蛋白的最好材料)2. 脂雙分子層的推測實驗根據(jù)運用Langmuir水盤法測出脂鋪展后的面積與實際測量的紅細胞的表面積之比約為2:1，Gorter和Grendel提出紅細胞的結(jié)構(gòu)是脂雙層。3. 脂質(zhì)體：脂類在水中自動裝配成脂雙層結(jié)構(gòu)4. ABO血型決定子糖脂抗原A型：N-乙酰半乳糖胺B型：半乳糖5.

4、膜蛋白的分類：整合蛋白，外周蛋白，脂錨定蛋白。6. 膜蛋白的功能測定“脂質(zhì)體法”去垢劑（SDS或TritonX-100）溶解膜蛋白分離純化蛋白質(zhì)將分離的膜蛋白與適當?shù)牧字旌贤肝龇ǔ羧ス竸┬纬芍|(zhì)體小泡對脂質(zhì)體內(nèi)外Na+和K+濃度的測定，可確定蛋白是否是Na+/K+-ATPase. 7人鼠細胞融合實驗證明膜的流動性不同顏色的標記抗體與人鼠融合細胞表面的對應(yīng)抗原結(jié)合，顯示不同的顏色區(qū)；37 40min后，顏色相互混合。細胞質(zhì)膜與跨膜運輸-21. 不同運輸方式的主要特點:2. 物質(zhì)跨膜運輸?shù)姆绞絣 簡單擴散；l 通過通道蛋白的被動運輸；l 通過與載體蛋白的結(jié)合進行的被動運輸；l 通過載體蛋白介導(dǎo)

5、的主動運輸3促進擴散:非脂溶性或親水性物質(zhì)借助細胞膜上的膜蛋白的幫助，順濃度梯度或順電化學(xué)濃度梯度，不消耗ATP進入膜內(nèi)的一種運輸方式。特點：l 需要膜蛋白的幫助；l 簡單擴散的速度與溶質(zhì)濃度呈正比，而促進擴散可以達到最大值；速度快；l 簡單擴散中，區(qū)分不了結(jié)構(gòu)相似的物質(zhì)，促進擴散特異性更強；l 促進擴散由于依賴于膜轉(zhuǎn)運蛋白，因此可能會受到抑制劑的抑制以及蛋白變性劑的作用4. Na+/K+泵Ø 細胞內(nèi)3個Na+與Na+結(jié)合位點結(jié)合 激活A(yù)TP酶的活性，使ATP分解 亞基被磷酸化，引起酶發(fā)生構(gòu)型變化 向胞外釋放3個Na+ 膜外的兩個K+同亞基結(jié)合 酶去磷酸化，酶恢復(fù)原構(gòu)型 K+釋放到細

6、胞內(nèi)Ø 每水解一個ATP，運出3個Na+，輸入2個K+。Ø Na+/K+泵的重要作用l 維持了細胞內(nèi)的Na+/K+濃度，抵消了Na+/K+的擴散作用；l 建立了Na+梯度，為葡萄糖協(xié)同轉(zhuǎn)運提供驅(qū)動力；l 建立了膜電位，為神經(jīng)和肌肉的電脈沖提供了基礎(chǔ)。細胞環(huán)境與互作1. 細胞外基質(zhì)l 透明質(zhì)酸（一種重要的糖胺聚糖）1）既參與形成蛋白聚糖，也能游離存在，作為支架作用。2）透明質(zhì)酸-蛋白聚糖復(fù)合體與膠原纖維連接，在細胞外基質(zhì)中形成纖維網(wǎng)絡(luò)。l 膠原基本結(jié)構(gòu)：原膠原（三條鏈組成的纖維狀蛋白質(zhì)）肽鏈的一級結(jié)構(gòu)（Gly-X-Y）n重復(fù)單位l RGD序列1）大多數(shù)胞外基質(zhì)蛋白通過RGD（

7、精氨酸-甘氨酸-天冬氨酸）與整聯(lián)蛋白（質(zhì)膜上的胞外基質(zhì)受體蛋白）結(jié)合2）含有RGD的肽能抑制血塊的形成，可用于臨床治療。2革蘭氏陽性和陰性根據(jù)染色性能，分為革蘭氏陽性和陰性菌（革蘭氏染色）陽性菌：一層膜，細胞壁較厚，肽聚糖網(wǎng)層次較多，交聯(lián)強；陰性菌（大腸桿菌）：兩層膜，細胞壁薄，外膜層類脂含量高、蛋白質(zhì)多，肽聚糖層薄且交聯(lián)度差，外膜滲透性高。 3黏著連接基本特點：與肌動蛋白連接，Ca依賴性，產(chǎn)生信號轉(zhuǎn)導(dǎo)黏著帶：相鄰細胞間連接黏著斑：細胞同細胞外基質(zhì)連接細 胞 通 訊-21. 信號分子：生物體內(nèi)的某些化學(xué)分子，能與細胞受體結(jié)合并傳遞信息2. 受體概念：泛指任何能夠同激素、神經(jīng)遞質(zhì)、藥物或細胞內(nèi)的

8、信號分子結(jié)合并能引起細胞功能改變的生物大分子。3胞內(nèi)受體：主要位于細胞核，也有在胞質(zhì)中（與配體結(jié)合后入核）；一般指能夠穿膜的小的脂溶性分子l 胞內(nèi)受體的模式結(jié)構(gòu)：兩個結(jié)構(gòu)域：與DNA結(jié)合的結(jié)構(gòu)域；激活基因轉(zhuǎn)錄的N端結(jié)構(gòu)域。兩個結(jié)合位點：與配體結(jié)合的位點，位于C端；與抑制蛋白結(jié)合的位點。l 機理：Ø 非活性狀態(tài)下，抑制物與受體結(jié)合；Ø 配體與受體結(jié)合后，抑制物與受體脫離；Ø 暴露與DNA結(jié)合的結(jié)構(gòu)域；Ø 配體受體結(jié)合后成為轉(zhuǎn)錄因子，作用于特異的基因表達調(diào)控序列，啟動基因的轉(zhuǎn)錄和表達。4第二信使：細胞將胞外信號轉(zhuǎn)換為細胞內(nèi)的信號。類型: cAMP （環(huán)腺苷酸

9、）; cGMP （環(huán)鳥苷酸）; 二酰甘油（DAG）; 肌醇三磷酸（IP3）;Ca2+5胰高血糖素、腎上腺素的應(yīng)答（箭頭圖見書P195）胰高血糖素、腎上腺素同受體結(jié)合激活G蛋白激活腺苷酸環(huán)化酶(AC)催化ATP生成cAMP激活蛋白激酶A糖原合成酶磷酸化，抑制酶的活性阻止葡萄糖合成糖原 磷酸化酶激酶磷酸化，使其激活磷酸化酶磷酸化，使其激活糖原磷酸化生成葡萄糖6. PKC系統(tǒng)中的第二信使：IP3（肌醇三磷酸），DAG（二酰甘油），Ca+ 7. 信號通路的整合l 信號轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑的趨同：不同的信號分子分別作用于不同的受體，但是最后的效應(yīng)物是相同的。l 信號趨異：同一種信號與受體作用后在細胞內(nèi)分成幾個不同的

10、信號途徑進行傳遞。l 信號轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑間的串話：不同信號轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑間的相互影響。內(nèi)膜系統(tǒng)與蛋白質(zhì)分選-11. 溶酶體是含有水解酶（蛋白酶，核酸酶，酯酶，糖苷酶）的囊泡，由高爾基體分泌出來。2. 內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的功能l 光面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)（無核糖體）：類固醇激素的合成（甲羥戊酸），肝細胞脫毒作用（細胞色素P450），糖原分解與釋放葡萄糖(葡萄糖-6-磷酸酶)，脂的合成與轉(zhuǎn)運，肌肉的收縮調(diào)節(jié)(Ca+)l 糙面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)（有核糖體）：合成分泌蛋白3.信號序列15-35個氨基酸殘基；N端有一個或多個帶正電荷的氨基酸，其后是6-12個連續(xù)的疏水殘基；進入到內(nèi)質(zhì)網(wǎng)后通常被切除三種類型：入核信號：核蛋白運輸 引導(dǎo)肽：線粒體，葉綠體和

11、過氧化物酶體蛋白運輸信號肽：內(nèi)膜系統(tǒng)蛋白運輸4改進的信號學(xué)說核心內(nèi)容：核糖體同內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的結(jié)合受制于mRNA中的特定的密碼序列（可以翻譯成信號肽）只有具有這種密碼序列的新生肽才能連同核糖體一起附著到內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜的特定部位。1） ER轉(zhuǎn)運蛋白的合成始于細胞膠質(zhì)中游離的核糖體，合成蛋白質(zhì)的去向由mRNA決定；2） SRP與新生肽的信號序列結(jié)合，同時SRP翻譯暫停結(jié)構(gòu)域與核糖體上的A位點結(jié)合，暫停肽段的合成。3） SRP與ER膜上的?？康鞍祝⊿RP受體，是一種G蛋白）結(jié)合；并將核糖體附著到內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的蛋白質(zhì)轉(zhuǎn)運通道；4） 當SRP-信號序列-核糖體-mRNA復(fù)合物錨定后，SRP釋放，蛋白質(zhì)轉(zhuǎn)運通道打開；5） S

12、RP釋放后，蛋白質(zhì)重新合成，并向內(nèi)質(zhì)網(wǎng)轉(zhuǎn)運（不耗能）；6） 信號肽被信號肽酶切除，釋放出成熟的可溶蛋白；7） 蛋白質(zhì)合成結(jié)束。5. 單次膜蛋白的跨膜l 如果共翻譯轉(zhuǎn)運蛋白質(zhì)中只有一個內(nèi)部信號序列，內(nèi)部信號序列（不可切除，疏水，膜蛋白的一部分）首先作為信號序列與SPR一起將核糖體附著到內(nèi)質(zhì)網(wǎng)，然后作為起始轉(zhuǎn)移信號與蛋白質(zhì)轉(zhuǎn)運通道結(jié)合引導(dǎo)新生肽的轉(zhuǎn)移，在與轉(zhuǎn)運通道結(jié)合過程中，始終保持含較多正電荷的氨基酸一端朝向胞質(zhì)溶膠，由于其不可切除，而形成單次跨膜蛋白質(zhì)。l 如果共翻譯轉(zhuǎn)運蛋白質(zhì)中只有一個終止轉(zhuǎn)移信號序列，則N段有一個信號序列作為起始轉(zhuǎn)移信號，蛋白在此作用下進行共翻譯轉(zhuǎn)運。當終止轉(zhuǎn)運信號進入通道

13、后，與通道內(nèi)結(jié)合位點互相作用，使通道轉(zhuǎn)運蛋白失活，蛋白質(zhì)轉(zhuǎn)運停止。N段信號序列切除后形成單次跨膜蛋白。內(nèi)膜系統(tǒng)與蛋白質(zhì)分選-21 高爾基體的組成&功能l 由扁平膜囊，液泡，小泡3種膜結(jié)構(gòu)組成l 功能區(qū)室：內(nèi)側(cè)面（cis-）（初級分選站） 中間潴泡（糖基修飾糖基轉(zhuǎn)移酶） 外側(cè)面（trans-）分揀、形成小泡l 高爾基體的功能:分泌功能；收集和排出內(nèi)質(zhì)網(wǎng)合成的物質(zhì)；聚集某些酶類；參與蛋白和黏多糖的合成；與溶酶體形成有關(guān)；參與胞吞和胞飲；蛋白聚糖的合成；蛋白原的水解；蛋白質(zhì)的分選。2 溶酶體的生物發(fā)生 M6P途徑在糙面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)糖基化在高爾基體內(nèi)側(cè)面磷酸化，帶上甘露糖6-磷酸標記 作為分選信號在

14、高爾基體外側(cè)與受體結(jié)合，形成網(wǎng)格蛋白包被小泡與酸性次級內(nèi)體融合，M6P受體脫離小泡脫磷酸出芽3 胞吞和胞吐的概念胞吐作用：將ER中合成的物質(zhì)運送到細胞質(zhì)膜或細胞外，稱為細胞的分泌活動。胞吞作用：將胞外的營養(yǎng)物質(zhì)等攝取到細胞內(nèi)。細胞骨架與細胞運動1 中心體的作用微管組織中心（MTOC）幫助大多數(shù)細胞質(zhì)微管的裝配過程中的成核反應(yīng)（限速步驟），微管從中心體開始生長。（靠近MTOC生長慢，稱為負端，遠離MTOC的生長快，稱為正端）2 影響微管解聚的藥物秋水仙素，紫杉醇3 “踏車現(xiàn)象”微管組裝后處于動態(tài)平衡的一種現(xiàn)象微管的兩端都可以加上或釋放二聚體l 在（+）端，由于GTP帽的存在，同二聚體親和力高，結(jié)

15、合上去的比釋放出來的速度快；處于生長狀態(tài)；補充：微絲中結(jié)合ATP的一端稱（+）端，另一端為（-）端l 在（-）端，由于GTP已水解成GDP，同二聚體親和力低，釋放出來的比結(jié)合上去的快；處于釋放狀態(tài)；當V（+）結(jié)合=V（-）釋放，形成輪回現(xiàn)象：微管的總長不變，但結(jié)合上的二聚體從（+）端不斷向（-）端推移，最后到達（-）端。4 神經(jīng)細胞的軸突運輸把在胞體中合成的物質(zhì)（蛋白質(zhì)，膜）運輸?shù)诫x胞體較遠的軸突的一種運輸方式以微管為基礎(chǔ)的運輸：順向運輸（驅(qū)動蛋白（-）（+）；逆向運輸（動力蛋白（+）（-）不同物質(zhì)的運輸速度：膜泡最快；骨架蛋白最慢；像線粒體等細胞器處于兩者之間5 纖毛和鞭毛（基體作為MTOC

16、）的運動機制微管滑動模型纖毛與鞭毛的運動是一種簡單的彎曲；由軸絲微管動力臂引起微管的滑動所致。1）動力蛋白頭部與相鄰的B微管接觸，促進同動力蛋白結(jié)合的ATP水解，釋放ADP和Pi；2）ATP水解改變了A微管動力蛋白頭部構(gòu)象，使頭部向二聯(lián)管的（+）端移動，使相鄰二聯(lián)微管之間產(chǎn)生彎曲力；3）新的ATP結(jié)合后，促使動力蛋白頭部與B微管的脫離；4）ATP水解，動力蛋白頭部角度恢復(fù)后進入下一個循環(huán)細胞骨架與細胞運動21肌收縮和神經(jīng)興奮的偶聯(lián)（神經(jīng)信號通過Ca2+調(diào)節(jié)肌肉的收縮）1）神經(jīng)沖動傳遞至骨骼肌細胞時引起細胞質(zhì)膜膜電位變化（去極化）；2）骨骼肌將該電信號轉(zhuǎn)變?yōu)樘岣甙|(zhì)中Ca2+濃度的化學(xué)信號；3）

17、Ca2+與肌鈣蛋白結(jié)合，解除原肌球蛋白對肌動蛋白的抑制；4）肌球蛋白的頭部和肌動蛋白接觸，形成交聯(lián)橋；5）ATP同肌球蛋白結(jié)合，通過水解ATP，改變肌球蛋白頭部構(gòu)型，引起粗肌絲（肌球蛋白）與細肌絲（肌動蛋白）間的滑動（A暗帶不變，I明帶收縮），產(chǎn)生肌肉收縮。細胞核與染色體-11. 核被膜的結(jié)構(gòu)：外核膜，核周腔，內(nèi)核膜，核孔復(fù)合物（NPC【魚籠模型】），核纖層。2.分子伴侶與分子內(nèi)伴侶（結(jié)構(gòu)上高度保守和相似性，具有弱ATPase活性） l 第一個被發(fā)現(xiàn)的分子伴侶是核質(zhì)蛋白l 分子伴侶：由不相干的蛋白質(zhì)組成的一個家系，它們介導(dǎo)其他蛋白質(zhì)的正確裝配，但自己不成為最后結(jié)構(gòu)中的一部分（但不一定是一個分離

18、的實體）。l 分子內(nèi)伴侶：存在于一些蛋白酶中，對這些酶的折疊和活性是必需的前序列或酶加工前的部分。（與分子伴侶相比，具備更加高度的專一性，通過水解作用釋放，不需要ATP）3 端粒酶的作用機制Ø 概念：蛋白質(zhì)和RNA的復(fù)合物；Ø 機制：用自身的RNA作為模板，反轉(zhuǎn)錄成DNA；使DNA鏈不斷加長；在DNA聚合酶作用下將缺口填補。Ø 作用：端粒保證了染色體的完整復(fù)制，同時在兩端形成帽結(jié)構(gòu)保護，使染色體免受核酸酶等不穩(wěn)定因素的影響；保證了末端不與其他染色體融合。細胞核與染色體-21.常染色質(zhì)，異染色質(zhì)和異固縮的概念Ø 異染色質(zhì)：在間期大約有10%的染色質(zhì)仍然保持

19、壓縮狀態(tài)。（組成性和兼性）Ø 常染色質(zhì)：在間期恢復(fù)到松散狀態(tài)的染色質(zhì)。間期染色深的是異染色質(zhì)，淺的是常染色質(zhì)。Ø 異固縮：與正常凝縮的周期不同；l 正異固縮：在間期或前期過度凝縮；l 負異固縮：在中期凝縮不足，染色較淺2.核小體的結(jié)構(gòu)（染色質(zhì)的基本結(jié)構(gòu)單位）“繩珠結(jié)構(gòu)”Ø 由200bp左右的堿基對DNA和5種組蛋白(真核生物染色體的基本結(jié)構(gòu)蛋白) 結(jié)合而成；Ø 兩個H2AH2B二聚體，兩個H3H4二聚體形成八聚體小圓盤；Ø 每個二聚體與30個堿基對結(jié)合；Ø 146個堿基對的DNA在小圓盤外面繞1又3/4圈；Ø 一分子的H1與

20、DNA結(jié)合，鎖住核小體DNA的進出口，穩(wěn)定核小體；Ø 相鄰核小體間以連接區(qū)DNA相連，長度變化不等，通常為60bp左右。Ø 著絲粒的功能：有絲分裂前將姐妹染色單體結(jié)合在一起；為動粒裝配提供結(jié)合位點（此處染色質(zhì)細主縊痕，DNA重復(fù)高，染色深）4 巨型染色體多線染色體: 處于永久間期，多存在于雙翅目昆蟲的幼蟲組織中，如唾液腺、氣管等核內(nèi)DNA多次復(fù)制產(chǎn)生，比其他類型中的染色體粗100倍燈刷染色體: 卵母細胞第一次減數(shù)分裂時形成，停留在雙線期的染色體; 4條染色單體4 核仁的功能：進行rRNA的合成，細胞合成核糖體的工廠。細胞周期與細胞分裂11.真核生物細胞周期的概念通過細胞分裂

21、產(chǎn)生的新細胞的生長開始到下一次細胞分裂形成子細胞結(jié)束為止所經(jīng)歷的過程2 MPF（maturation promoting factor促成熟因子）結(jié)構(gòu)：二聚體 細胞周期蛋白-CDK(cyclin-dependent kinase（依賴細胞周期蛋白的絲蘇氨酸激酶）)復(fù)合物功能： 控制細胞周期的進程3. 細胞周期蛋白細胞周期蛋白（濃度在細胞周期中呈周期性變化）周期蛋白的降解：1) E1：泛素活化酶：與遍在蛋白結(jié)合，激活。2) E2：泛素綴合酶：替換E1與遍在蛋白結(jié)合3) E3：泛素連接酶（APC，促后期復(fù)合物）激發(fā)E2遍在蛋白復(fù)合物同有絲分裂細胞周期蛋白破壞框結(jié)合,進行多遍在蛋白化。4). 被蛋白

22、酶體識別并降解細胞周期與細胞分裂21. 有絲分裂的過程前期：染色體凝聚，分裂極的確定、核仁消失、核膜解體前中期：紡錘體裝配中期：染色體排列與赤道板上后期：著絲粒分開，染色單體移向兩級末期：核膜小泡重新包圍兩組染色體，染色體解旋成細絲，重新出現(xiàn)核膜與核仁細胞周期與細胞分裂31. 減數(shù)分裂的概念：生殖細胞產(chǎn)生配子的分裂。（有性生殖是通過兩個配子的融合產(chǎn)生新的生物個體的過程；一個來自父本，一個來自母本,配子是通過減數(shù)分裂產(chǎn)生的）2.聯(lián)會：同源染色體配對（發(fā)生在減前偶線期） 3. 有絲分裂與減數(shù)分裂的比較有絲分裂 減數(shù)分裂體細胞的分裂生 殖細胞產(chǎn)生配子一次細胞周期，DNA復(fù)制一次，2n-2n 2次細胞周期，DNA復(fù)制一次，2n-n染色體獨立活動 染色體配對，聯(lián)會，交換，交叉有絲分裂之前DNA已經(jīng)合成, DNA合成時間很長，合成后立即進入進入G2期后分裂 減數(shù)分裂期，G2期短或沒有時間短（1-2h） 時間長（幾十小時至幾年）4. 減數(shù)分裂的生物學(xué)意義以減數(shù)分裂為基礎(chǔ)的有性生殖是更進步的繁殖方式，能提供更多的遺傳多樣性；減數(shù)分裂保證了有性生殖生物繁殖過程中染色體數(shù)目的穩(wěn)定；減數(shù)分裂是產(chǎn)生遺傳變異的主要原因。5.遺傳重組及其機制減數(shù)分裂中兩種方式的遺傳重組：Ø 同源染色體的