細(xì)胞生物學(xué)名詞解釋(王金發(fā)版)

1、1. 細(xì)胞概述 1. 細(xì)胞(cell)細(xì)胞是由膜包圍著含有細(xì)胞核(或擬核)的原生質(zhì)所組成, 是生物體的結(jié)構(gòu)和功能的基本單位, 也是生命活動(dòng)的基本單位。細(xì)胞能夠通過(guò)分裂而增殖，是生物體個(gè)體發(fā)育和系統(tǒng)發(fā)育的基礎(chǔ)。細(xì)胞或是獨(dú)立的作為生命單位, 或是多個(gè)細(xì)胞組成細(xì)胞群體或組織、或器官和機(jī)體；細(xì)胞還能夠進(jìn)行分裂和繁殖；細(xì)胞是遺傳的基本單位，并具有遺傳的全能性。2. 細(xì)胞質(zhì)(cell plasma)是細(xì)胞內(nèi)除核以外的原生質(zhì), 即細(xì)胞中細(xì)胞核以外和細(xì)胞膜以內(nèi)的原生質(zhì)部分, 包括透明的粘液狀的胞質(zhì)溶膠及懸浮于其中的細(xì)胞器。3. 原生質(zhì)(protoplasm)生活細(xì)胞中所有的生活物質(zhì), 包括細(xì)胞核和細(xì)胞質(zhì)。4.

2、 原生質(zhì)體(potoplast)脫去細(xì)胞壁的細(xì)胞叫原生質(zhì)體, 是一生物工程學(xué)的概念。如植物細(xì)胞和細(xì)菌(或其它有細(xì)胞壁的細(xì)胞)通過(guò)酶解使細(xì)胞壁溶解而得到的具有質(zhì)膜的原生質(zhì)球狀體。動(dòng)物細(xì)胞就相當(dāng)于原生質(zhì)體。5. 細(xì)胞生物學(xué)(cell biology)細(xì)胞生物學(xué)是以細(xì)胞為研究對(duì)象, 從細(xì)胞的整體水平、亞顯微水平、分子水平等三個(gè)層次，以動(dòng)態(tài)的觀點(diǎn), 研究細(xì)胞和細(xì)胞器的結(jié)構(gòu)和功能、細(xì)胞的生活史和各種生命活動(dòng)規(guī)律的學(xué)科。細(xì)胞生物學(xué)是現(xiàn)代生命科學(xué)的前沿分支學(xué)科之一，主要是從細(xì)胞的不同結(jié)構(gòu)層次來(lái)研究細(xì)胞的生命活動(dòng)的基本規(guī)律。從生命結(jié)構(gòu)層次看，細(xì)胞生物學(xué)位于分子生物學(xué)與發(fā)育生物學(xué)之間，同它們相互銜接，互相滲透。

3、6. 細(xì)胞學(xué)說(shuō)(cell theory)細(xì)胞學(xué)說(shuō)是18381839年間由德國(guó)的植物學(xué)家施萊登和動(dòng)物學(xué)家施旺所提出,直到1858年才較完善。它是關(guān)于生物有機(jī)體組成的學(xué)說(shuō)，主要內(nèi)容有： 細(xì)胞是有機(jī)體， 一切動(dòng)植物都是由單細(xì)胞發(fā)育而來(lái)， 即生物是由細(xì)胞和細(xì)胞的產(chǎn)物所組成； 所有細(xì)胞在結(jié)構(gòu)和組成上基本相似； 新細(xì)胞是由已存在的細(xì)胞分裂而來(lái)； 生物的疾病是因?yàn)槠浼?xì)胞機(jī)能失常。7. 原生質(zhì)理論（protoplasm theory） 1861年由舒爾策(Max Schultze)提出, 認(rèn)為有機(jī)體的組織單位是一小團(tuán)原生質(zhì),這種物質(zhì)在一般有機(jī)體中是相似的,并把細(xì)胞明確地定義為:“細(xì)胞是具有細(xì)胞核和細(xì)胞膜的活物

4、質(zhì)”。1880年Hanstain將細(xì)胞概念演變成由細(xì)胞膜包圍著的原生質(zhì), 分化為細(xì)胞核和細(xì)胞質(zhì)。8. 細(xì)胞遺傳學(xué)(cytogenetics)遺傳學(xué)和細(xì)胞學(xué)結(jié)合建立了細(xì)胞遺傳學(xué)，主要是從細(xì)胞學(xué)的角度, 特別是從染色體的結(jié)構(gòu)和功能, 以及染色體和其他細(xì)胞器的關(guān)系來(lái)研究遺傳現(xiàn)象, 闡明遺傳和變異的機(jī)制。9. 細(xì)胞生理學(xué)(cytophysiology)細(xì)胞學(xué)同生理學(xué)結(jié)合建立了細(xì)胞生理學(xué)，主要研究?jī)?nèi)容包括細(xì)胞從周?chē)h(huán)境中攝取營(yíng)養(yǎng)的能力、代謝功能、能量的獲取、生長(zhǎng)、發(fā)育與繁殖機(jī)理, 以及細(xì)胞受環(huán)境的影響而產(chǎn)生適應(yīng)性和運(yùn)動(dòng)性的活動(dòng)。細(xì)胞的離體培養(yǎng)技術(shù)對(duì)細(xì)胞生理學(xué)的研究具有巨大貢獻(xiàn)。10.細(xì)胞化學(xué)(cytoc

5、hemistry)細(xì)胞學(xué)和化學(xué)的結(jié)合產(chǎn)生了細(xì)胞化學(xué),主要是研究細(xì)胞結(jié)構(gòu)的化學(xué)組成及化學(xué)分子的定位、分布及其生理功能, 包括定性和定量分析。如1943年克勞德(Claude)用高速離心法從細(xì)胞勻漿液中分離線粒體，然后研究它的化學(xué)組成和生理功能并得出結(jié)論: 線粒體是細(xì)胞氧化中心。1924年Feulgen發(fā)明的DNA的特殊染色方法Feulgen反應(yīng)開(kāi)創(chuàng)了DNA的定性和定量分析。11. 分子生物學(xué)(molecular biology)在分子水平上研究生命現(xiàn)象的科學(xué)。研究生物大分子(核酸、蛋白質(zhì))的結(jié) 構(gòu)、功能和生物合成等方面來(lái)闡明各種生命現(xiàn)象的本質(zhì)。研究?jī)?nèi)容包括各種生命過(guò)程如光合作用、發(fā)育的分子機(jī)制、

6、神經(jīng)活動(dòng)的機(jī)理、癌的發(fā)生等。12. 分子細(xì)胞生物學(xué)(molecular biology of the cell)以細(xì)胞為對(duì)象, 主要在分子水平上研究細(xì)胞生命活動(dòng)的分子機(jī)制, 即研究細(xì)胞器、生物大分子與生命活動(dòng)之間的變化發(fā)展過(guò)程, 研究它們之間的相互關(guān)系, 以及它們與環(huán)境之間的相互關(guān)系。13. 支原體(mycoplasma)又稱霉形體，是最簡(jiǎn)單的原核細(xì)胞，支原體的大小介于細(xì)菌與病毒之間,直徑為0.10.3 um, 約為細(xì)菌的十分之一, 能夠通過(guò)濾菌器。支原體形態(tài)多變,有圓形、絲狀或梨形，光鏡下難以看清其結(jié)構(gòu)。支原體具有細(xì)胞膜，但沒(méi)有細(xì)胞壁。它有一環(huán)狀雙螺旋DNA，沒(méi)有類(lèi)似細(xì)菌的核區(qū)(擬核), 能

7、指導(dǎo)合成700多種蛋白質(zhì)。支原體細(xì)胞中惟一可見(jiàn)的細(xì)胞器是核糖體，每個(gè)細(xì)胞中約有8001500個(gè)。支原體可以在培養(yǎng)基上培養(yǎng)，也能在寄主細(xì)胞中繁殖。支原體沒(méi)有鞭毛,無(wú)活動(dòng)能力,可以通過(guò)分裂法繁殖，也有進(jìn)行出芽增殖的。14. 結(jié)構(gòu)域(domain)生物大分子中具有特異結(jié)構(gòu)和獨(dú)立功能的區(qū)域,特別指蛋白質(zhì)中這樣的區(qū)域。在球形蛋白中，結(jié)構(gòu)域具有自己特定的四級(jí)結(jié)構(gòu),其功能部依賴于蛋白質(zhì)分子中的其余部分,但是同一種蛋白質(zhì)中不同結(jié)構(gòu)域間?？赏ㄟ^(guò)不具二級(jí)結(jié)構(gòu)的短序列連接起來(lái)。蛋白質(zhì)分子中不同的結(jié)構(gòu)域常由基因的不同外顯子所編碼。15. 模板組裝(template assembly)由模板指導(dǎo),在一系列酶的催化下,合

8、成新的、與模板完全相同的分子。這是細(xì)胞內(nèi)一種極其重要的組裝方式, DNA和RNA的分子組裝就屬于此類(lèi)。16. 酶效應(yīng)組裝(enzymatic assembly) 相同的單體分子在不同的酶系作用下, 生成不同的產(chǎn)物。如以葡萄糖為原料既可合成纖維素,也可合成淀粉,就看進(jìn)入那條酶促反應(yīng)途徑。17. 自體組裝(self assembly)生物大分子借助本身的力量自行裝配成高級(jí)結(jié)構(gòu)，現(xiàn)代的概念應(yīng)理解為不需要模板和酶系的催化, 以別于模板組裝和酶效應(yīng)組裝。其實(shí)，這種組裝也需要一種稱為分子伴侶的蛋白介導(dǎo), 如核小體的組裝就需要核質(zhì)素的介導(dǎo)。18. 引發(fā)體(primosome)是蛋白復(fù)合體, 主要成份是引物酶

9、和DNA解旋酶,是在合成用于DNA復(fù)制的RNA引物時(shí)裝配的。引發(fā)體與DNA結(jié)合后隨即由引物酶合成RNA引物。19. 剪接體(splicesome) 進(jìn)行hnRNA剪接時(shí)形成的多組分復(fù)合物, 主要是有小分子的核RNA和蛋白質(zhì)組成。20 原核細(xì)胞(prokaryotic cell)組成原核生物的細(xì)胞。這類(lèi)細(xì)胞主要特征是沒(méi)有明顯可見(jiàn)的細(xì)胞核, 同時(shí)也沒(méi)有核膜和核仁, 只有擬核，進(jìn)化地位較低。21. 古細(xì)菌(archaebacteria)一類(lèi)特殊細(xì)菌，在系統(tǒng)發(fā)育上既不屬真核生物，也不屬原核生物。它們具有原核生物的某些特征(如無(wú)細(xì)胞核及細(xì)胞器)，也有真核生物的特征(如以甲硫氨酸起始蛋白質(zhì)的合成，核糖體對(duì)

10、氯霉素不敏感)，還具有它們獨(dú)有的一些特征(如細(xì)胞壁的組成，膜脂質(zhì)的類(lèi)型)。因之有人認(rèn)為古細(xì)菌代表由一共同祖先傳來(lái)的第三界生物(古細(xì)菌，原核生物，真核生物)。它們包括酸性嗜熱菌，極端嗜鹽菌及甲烷微生物?？赡艽砹嘶罴?xì)胞的某些最早期的形式。22. 真細(xì)菌(Bacteria, eubacteria)除古細(xì)菌以外的所有細(xì)菌均稱為真細(xì)菌。最初用于表示“真”細(xì)菌的名詞主要是為了與其他細(xì)菌相區(qū)別。23. 中膜體(mesosome)中膜體又稱間體或質(zhì)膜體, 是細(xì)菌細(xì)胞質(zhì)膜向細(xì)胞質(zhì)內(nèi)陷折皺形成的。每個(gè)細(xì)胞有一個(gè)或數(shù)個(gè)中膜體，其中含有細(xì)胞色素和琥珀酸脫氫酶, 為細(xì)胞提供呼吸酶, 具有類(lèi)似線粒體的作用, 故又稱為擬

11、線粒體。24. 真核細(xì)胞(eucaryotic cell) 構(gòu)成真核生物的細(xì)胞稱為真核細(xì)胞，具有典型的細(xì)胞結(jié)構(gòu), 有明顯的細(xì)胞核、核膜、核仁和核基質(zhì); 遺傳信息量大，并且有特化的膜相結(jié)構(gòu)。真核細(xì)胞的種類(lèi)繁多, 既包括大量的單細(xì)胞生物和原生生物(如原生動(dòng)物和一些藻類(lèi)細(xì)胞), 又包括全部的多細(xì)胞生物(一切動(dòng)植物)的細(xì)胞。25. 生物膜結(jié)構(gòu)體系(biomembrane system)細(xì)胞內(nèi)具有膜包被結(jié)構(gòu)的總稱, 包括細(xì)胞質(zhì)膜、核膜、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、高爾基體、溶酶體、線粒體和葉綠體等。膜結(jié)構(gòu)體系的基本作用是為細(xì)胞提供保護(hù)。質(zhì)膜將整個(gè)細(xì)胞的生命活動(dòng)保護(hù)起來(lái)，并進(jìn)行選擇性的物質(zhì)交換；核膜將遺傳物質(zhì)保護(hù)起來(lái)，使細(xì)胞

12、核的活動(dòng)更加有效；線粒體和葉綠體的膜將細(xì)胞的能量發(fā)生同其它的生化反應(yīng)隔離開(kāi)來(lái)，更好地進(jìn)行能量轉(zhuǎn)換。膜結(jié)構(gòu)體系為細(xì)胞提供較多的質(zhì)膜表面，使細(xì)胞內(nèi)部結(jié)構(gòu)區(qū)室化。由于大多數(shù)酶定位在膜上，大多數(shù)生化反應(yīng)也是在膜表面進(jìn)行的，膜表面積的擴(kuò)大和區(qū)室化使這些反應(yīng)有了相應(yīng)的隔離，效率更高。另外，膜結(jié)構(gòu)體系為細(xì)胞內(nèi)的物質(zhì)運(yùn)輸提供了特殊的運(yùn)輸通道，保證了各種功能蛋白及時(shí)準(zhǔn)確地到位而又互不干擾。例如溶酶體的酶合成之后不僅立即被保護(hù)起來(lái)，而且一直處于監(jiān)護(hù)之下被運(yùn)送到溶酶體小泡。 26. 遺傳信息表達(dá)結(jié)構(gòu)系統(tǒng)(genetic expression system)該系統(tǒng)又稱為顆粒纖維結(jié)構(gòu)系統(tǒng)，包括細(xì)胞核和核糖體。細(xì)胞核中的

13、染色質(zhì)是纖維結(jié)構(gòu)，由DNA和組蛋白構(gòu)成。染色體的一級(jí)結(jié)構(gòu)是由核小體組成的串珠結(jié)構(gòu)，其直徑為10nm,又稱為10納米纖維。核糖體是由RNA和蛋白質(zhì)構(gòu)成的顆粒結(jié)構(gòu)，直徑為1525nm，由大小兩個(gè)亞基組成，它是細(xì)胞內(nèi)合成蛋白質(zhì)的場(chǎng)所。27. 細(xì)胞骨架系統(tǒng)(cytoskeletonic system)細(xì)胞骨架是由蛋白質(zhì)與蛋白質(zhì)搭建起的骨架網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，包括細(xì)胞質(zhì)骨架和細(xì)胞核骨架。細(xì)胞骨架系統(tǒng)的主要作用是維持細(xì)胞的一定形態(tài)，使細(xì)胞得以安居樂(lè)業(yè)。細(xì)胞骨架對(duì)于細(xì)胞內(nèi)物質(zhì)運(yùn)輸和細(xì)胞器的移動(dòng)來(lái)說(shuō)又起交通動(dòng)脈的作用; 細(xì)胞骨架還將細(xì)胞內(nèi)基質(zhì)區(qū)域化；此外，細(xì)胞骨架還具有幫助細(xì)胞移動(dòng)行走的功能。細(xì)胞骨架的主要成分是微管、

14、微絲和中間纖維。28. 細(xì)胞社會(huì)學(xué)(cell sociology) 細(xì)胞社會(huì)學(xué)是從系統(tǒng)論的觀點(diǎn)出發(fā)，研究細(xì)胞整體和細(xì)胞群體中細(xì)胞間的社會(huì)行為(包括細(xì)胞間識(shí)別、通訊、集合和相互作用等)，以及整體和細(xì)胞群對(duì)細(xì)胞的生長(zhǎng)、分化和死亡等活動(dòng)的調(diào)節(jié)控制。細(xì)胞社會(huì)學(xué)主要是在體外研究細(xì)胞的社會(huì)行為，用人工的細(xì)胞組合研究不同發(fā)育時(shí)期的相同細(xì)胞或不同細(xì)胞的行為; 研究細(xì)胞之間的識(shí)別、粘連、通訊以及由此產(chǎn)生的相互作用、作用本質(zhì)、以及對(duì)形態(tài)發(fā)生的影響等。2.細(xì)胞生物學(xué)研究方法 1 分辨率(resolution)分辨率是指能分辨出的相鄰兩個(gè)物點(diǎn)間最小距離的能力， 這種距離稱為分辨距離。分辨距離越小，分辨率越高。一般規(guī)定

15、顯微鏡或人眼在25cm明視距離處， 能清楚地分辨被檢物體細(xì)微結(jié)構(gòu)最小間隔的能力， 稱為分辨率。人眼的分辨率是 100 m;光學(xué)顯微鏡的最大分辨率是 0.2 m。2. 熒光(fluorescence)分子由激發(fā)態(tài)回到基態(tài)時(shí)，由于電子躍遷而由被激發(fā)分子發(fā)射的光。物質(zhì)經(jīng)過(guò)紫外線照射后發(fā)出熒光的現(xiàn)象可分為兩種情況，第一種是自發(fā)熒光，如葉綠素、血紅素等經(jīng)紫外線照射后，能發(fā)出紅色的熒光，稱為自發(fā)熒光;第二種是誘發(fā)熒光，即物體經(jīng)熒光染料染色后再通過(guò)紫外線照射發(fā)出熒光， 稱為誘發(fā)熒光。3. 熒光顯微鏡(Fluorescence microscope)以紫外線為光源，用以照射被檢物體，使之發(fā)出熒光，然后在顯微鏡

16、下觀察物體的形狀及其所在位置。熒光顯微鏡用于研究細(xì)胞內(nèi)物質(zhì)的吸收、運(yùn)輸、化學(xué)物質(zhì)的分布及定位等。4. 相差顯微鏡(Phase contrast microscope)相差顯微鏡是荷蘭科學(xué)家Zermike于1935年發(fā)明的，用于觀察未染色標(biāo)本的顯微鏡?；罴?xì)胞和未染色的生物標(biāo)本，因細(xì)胞各部細(xì)微結(jié)構(gòu)的折射率和厚度的不同，光波通過(guò)時(shí)，波長(zhǎng)和振幅并不發(fā)生變化，僅相位發(fā)生變化(振幅差)，這種振幅差人眼無(wú)法觀察。而相差顯微鏡通過(guò)改變這種相位差，并利用光的衍射和干涉現(xiàn)象，把相差變?yōu)檎穹顏?lái)觀察活細(xì)胞和未染色的標(biāo)本。相差顯微鏡和普通顯微鏡的區(qū)別是:用環(huán)狀光闌代替可變光闌，用帶相板的物鏡代替普通物鏡，并帶有一個(gè)合

17、軸用的望遠(yuǎn)鏡。相差顯微鏡具有兩個(gè)其他顯微鏡所不具有的功能:將直射的光(視野中背景光)與經(jīng)物體衍射的光分開(kāi);將大約一半的波長(zhǎng)從相位中除去，使之不能發(fā)生相互作用，從而引起強(qiáng)度的變化。5. 放射自顯影(autoradiography)放射自顯影的原理是利用放射性同位素所發(fā)射出來(lái)的帶電離子(或粒子)作用于感光材料的鹵化銀晶體，從而產(chǎn)生潛影，這種潛影可用顯影液顯示，成為可見(jiàn)的像，因此，它是利用鹵化銀乳膠顯像檢查和測(cè)量放射性的一種方法。 放射性核素的原子不斷衰變，當(dāng)衰變掉一半時(shí)所需要的時(shí)間稱為半衰期。各種放射性核素的半衰期長(zhǎng)短不同(表)，在自顯影實(shí)驗(yàn)中多選用半衰期較長(zhǎng)者。對(duì)于半衰期較短的核素，應(yīng)選用較快的

18、樣品制備方法，所用劑量也應(yīng)加大。表 自顯影實(shí)驗(yàn)中常用核素的半衰期與能量名稱 半壽期粒子類(lèi)型 能量(MeV) 名稱 半壽期 粒子類(lèi)型 能量(MeV) 3H 12.3 yr 0.018 45Ca 152 d 0.26 11C 20 min 0.981 59Fe 45 d 0.46 14C 5700 yr 0.155 1.30 32P 14.3 d 1.71 60Co 5.3 yr 0.308 35S 87.2 d 0.167 64Cu 12.8 hr 0.657 131I 8.0 d 0.25 1.35 6. 掃描電子顯微鏡(scanning electron microscopy，SEM)掃描電

19、子顯微鏡是1965年發(fā)明的較現(xiàn)代的細(xì)胞生物學(xué)研究工具，主要是利用二次電子信號(hào)成像來(lái)觀察樣品的表面形態(tài)，即用極狹窄的電子束去掃描樣品，通過(guò)電子束與樣品的相互作用產(chǎn)生各種效應(yīng)，其中主要是樣品的二次電子發(fā)射。二次電子能夠產(chǎn)生樣品表面放大的形貌像，這個(gè)像是在樣品被掃描時(shí)按時(shí)序建立起來(lái)的，即使用逐點(diǎn)成像的方法獲得放大像。7. 掃描透射電子顯微鏡(scanning transmission electron microscopy，STEM)既有透射電子顯微鏡又有掃描電子顯微鏡的顯微鏡。象SEM一樣，STEM用電子束在樣品的表面掃描，但又象TEM，通過(guò)電子穿透樣品成像。STEM能夠獲得TEM所不能獲得的一些

20、關(guān)于樣品的特殊信息。STEM技術(shù)要求較高，要非常高的真空度，并且電子學(xué)系統(tǒng)比TEM和SEM都要復(fù)雜。 8. 高壓電子顯微鏡(high-voltage electron microscopy，HVEM) 同透射電子顯微鏡基本相同，只是電壓特別高。TEM使用的加速電壓是50100kV，而HVEM使用的電壓是2001000kV。由于電壓高，就會(huì)大大減少造成染色體畸變的可能，因此，可以用較厚的細(xì)胞切片研究細(xì)胞的結(jié)構(gòu)，切片的厚度最大可達(dá)1m，相當(dāng)于普通TEM樣品厚度的10倍。9. 負(fù)染色(negative stainning)用重金屬鹽(如磷鎢酸鈉、醋酸鈾等)對(duì)鋪展在載網(wǎng)上的樣品進(jìn)行染色，使整個(gè)載網(wǎng)都鋪

21、上一層重金屬鹽，而有凸出顆粒的地方則沒(méi)有染料沉積。由于電子密度高的重金屬鹽包埋了樣品中低電子密度的背景，增強(qiáng)了背景散射電子的能力以提高反差，這樣，在圖像中背景是黑暗的，而未被包埋的樣品顆粒則透明光亮，這種染色稱為負(fù)染技術(shù)。負(fù)染色是只染背景而不染樣品，與光學(xué)顯微鏡樣品的染色正好相反。10. 鑄型技術(shù)(shadow casting) 鑄型技術(shù)是電子顯微鏡中一種重要的增強(qiáng)背景和待觀察樣品反差的方法?；具^(guò)程包括: 將樣品置于云母的表面，然后干燥;在真空裝置中將樣品鍍上一層重金屬(金或鉑金)，噴鍍時(shí)的加熱絲具有一定的角度;將樣品鍍上一層碳原子，以增加鑄型的強(qiáng)度和穩(wěn)定性;將鑄型置于酸池中，破壞樣品，只留

22、下金屬鑄型;將鑄型漂洗后置于載網(wǎng)上進(jìn)行電子顯微鏡觀察。11. 冰凍斷裂復(fù)型(freeze-fracture replication)技術(shù)先將生物樣品在液氮中(-196)進(jìn)行快速冷凍，防止形成冰晶。然后將冷凍的樣品迅速轉(zhuǎn)移到冷凍裝置中，并迅速抽成真空。在真空條件下，用冰刀橫切冰凍樣品，使樣品內(nèi)層被分開(kāi)露出兩個(gè)表面。如用冰刀切開(kāi)細(xì)胞膜時(shí)，分開(kāi)的兩個(gè)面分別稱為P面(protoplasmic face)和E面(exoplasmic face)，P面是靠近細(xì)胞質(zhì)一面的半層膜，而E面則是靠近細(xì)胞外基質(zhì)面的半層膜，可清楚地觀察到鑲嵌蛋白。12. 冰凍蝕刻(freeze-etching)技術(shù)是在冰凍斷裂技術(shù)的

23、基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的更復(fù)雜的復(fù)型技術(shù)。如果將冰凍斷裂的樣品的溫度稍微升高，讓樣品中的冰在真空中升華，而在表面上浮雕出細(xì)胞膜的超微結(jié)構(gòu)。當(dāng)大量的冰升華之后，對(duì)浮雕表面進(jìn)行鉑-碳復(fù)型，并在腐蝕性溶液中除去生物材料， 復(fù)型經(jīng)重蒸水多次清洗后，置于載網(wǎng)上作電鏡觀察。13. 掃描隧道顯微鏡(scanning tunneling microscope，STM)掃描隧道顯微鏡使用電子學(xué)的方法，用一個(gè)金屬針尖在在樣品表面掃描。當(dāng)針尖和樣品表面距離很近時(shí)(1nm以下)， 針尖和樣品表面之間會(huì)產(chǎn)生電壓。當(dāng)針尖沿X和Y方向在樣品表面掃描時(shí)，就會(huì)在針尖和樣品表面第一層電子之間產(chǎn)生電子隧道。該顯微鏡設(shè)計(jì)的沿Z字形掃描， 可

24、保持電流的恒定。因此，針尖的移動(dòng)是隧道電流的作用，并且可以反映在熒光幕上。連續(xù)的掃描可以建立起原子級(jí)分辨率的表面像。與電子顯微鏡或 X線衍射技術(shù)研究生物結(jié)構(gòu)相比，掃描隧道顯微鏡具有以下特點(diǎn) 高分辨率 掃描隧道顯微鏡具有原子級(jí)的空間分辨率，其橫向空間分辨率為 l，縱向分辨率達(dá)0.1， 掃描隧道顯微鏡可直接探測(cè)樣品的表面結(jié)構(gòu)，可繪出立體三維結(jié)構(gòu)圖像。 掃描隧道顯微鏡可在真空、常壓、空氣、甚至溶液中探測(cè)物質(zhì)的結(jié)構(gòu)。由于沒(méi)有高能電子束， 對(duì)表面沒(méi)有破壞作用(如輻射， 熱損傷等)所以能對(duì)生理狀態(tài)下生物大分子和活細(xì)胞膜表面的結(jié)構(gòu)進(jìn)行研究，樣品不會(huì)受到損傷而保持完好。 掃描隧道顯微鏡的掃描速度快，獲取數(shù)據(jù)的

25、時(shí)間短，成像也快，有可能開(kāi)展生命過(guò)程的動(dòng)力學(xué)研究。 不需任何透鏡， 體積小，有人稱之為口袋顯微鏡(pocket microscope)。14. 酶細(xì)胞化學(xué)技術(shù)(enzyme cytochemistry) 將細(xì)胞內(nèi)的酶與底物相互作用， 再將酶反應(yīng)的產(chǎn)物作為反應(yīng)物質(zhì)，在酶的作用部位進(jìn)行捕捉，使其在顯微鏡下具有可見(jiàn)性。這種在酶作用下產(chǎn)生反應(yīng)產(chǎn)物， 經(jīng)捕捉反應(yīng)來(lái)間接證明酶定位的反應(yīng)稱為酶的細(xì)胞化學(xué)反應(yīng)。酶的細(xì)胞化學(xué)反應(yīng)包括兩個(gè)反應(yīng): 第一反應(yīng)是酶作用于底物的反應(yīng)， 稱酶反應(yīng)，形成的產(chǎn)物稱為初級(jí)反應(yīng)產(chǎn)物;第二反應(yīng)是捕捉劑與初級(jí)反應(yīng)產(chǎn)物的作用，稱捕捉反應(yīng)，產(chǎn)生最終反應(yīng)產(chǎn)物：15. 免疫熒光技術(shù)(immun

26、ofluorescence)將免疫學(xué)方法(抗原抗體特異結(jié)合)與熒光標(biāo)記技術(shù)結(jié)合起來(lái)研究特異蛋白抗原在細(xì)胞內(nèi)分布的方法。由于熒光素所發(fā)的熒光可在熒光顯微鏡下檢出，從而可對(duì)抗原進(jìn)行細(xì)胞定位。16. 免疫電鏡(immunoelectron microscopy)將抗體進(jìn)行特殊標(biāo)記后用電子顯微鏡觀察免疫反應(yīng)的結(jié)果。根據(jù)標(biāo)記方法的不同， 分為免疫鐵蛋白技術(shù)、免疫酶標(biāo)技術(shù)和免疫膠體金技術(shù)。如免疫鐵蛋白技術(shù)是將含鐵蛋白通過(guò)一種低分子量的雙功能試劑與抗體結(jié)合，成為一種雙分子復(fù)合物，它既保留抗體的免疫活性，又具有電鏡下可見(jiàn)的高電子密度鐵離子核心，因此用鐵蛋白標(biāo)記的抗體可通過(guò)電鏡免疫化學(xué)的方法在電鏡下定位細(xì)胞中的

27、抗原。由于某些固定技術(shù)(如鋨酸固定)對(duì)抗體抗原的結(jié)合有干擾，因此應(yīng)采取較為溫和的樣品制備方法。17. 染色體分選(chromosome sorting)用流式細(xì)胞計(jì)分選特定的染色體，基本過(guò)程與細(xì)胞分選相似。不同的是，要用帶有熒光標(biāo)記的DNA探針同特異染色體結(jié)合，使待分選的染色體帶上標(biāo)記。在染色體分選中，使用的探針是同所感興趣染色體互補(bǔ)的寡聚核苷酸，這種探針也可同熒光染料偶聯(lián)。將結(jié)合有熒光染料的探針同染色體一起溫育，使探針同特異染色體雜交，形成穩(wěn)定的雜交體，這樣染色體就被帶上了熒光標(biāo)記，稀釋后送入流式細(xì)胞計(jì)的流室，然后與細(xì)胞分選過(guò)程一樣將特異的染色體分選出來(lái)。18. 顯微分光光度術(shù)(micros

28、pectrophotometry)將顯微鏡技術(shù)與分光光度計(jì)結(jié)合起來(lái)的技術(shù)。它以物質(zhì)分子的光吸收、熒光發(fā)射和光反射特性作為測(cè)定基礎(chǔ)， 可用來(lái)分析生物樣品細(xì)微結(jié)構(gòu)中的化學(xué)成分，同時(shí)進(jìn)行定位、定性和定量。 19. 顯微熒光光度術(shù)(microfluorometry)利用顯微分光光度計(jì)對(duì)細(xì)胞內(nèi)原有能發(fā)光的物質(zhì)或?qū)?xì)胞內(nèi)各種化學(xué)成分用不同的熒光經(jīng)熒光探針標(biāo)記后進(jìn)行定位、定性和定量地測(cè)定，稱為顯微熒光光度術(shù)， 也稱細(xì)胞熒光光度術(shù)(cytofluorometry)。它是一種微觀而靈敏的方法，對(duì)于研究細(xì)胞的結(jié)構(gòu)、功能及其變化具有重要意義。20 核磁共振技術(shù)(nuclear magnetic resonance，

29、 NMR)核磁共振技術(shù)可以直接研究溶液和活細(xì)胞中相對(duì)分子質(zhì)量較小(20，000 道爾頓以下)的蛋白質(zhì)、核酸以及其它分子的結(jié)構(gòu)， 而不損傷細(xì)胞。核磁共振的基本原理是:原子核有自旋運(yùn)動(dòng)， 在恒定的磁場(chǎng)中， 自旋的原子核將繞外加磁場(chǎng)作回旋轉(zhuǎn)動(dòng)， 叫進(jìn)動(dòng)(precession)。進(jìn)動(dòng)有一定的頻率， 它與所加磁場(chǎng)的強(qiáng)度成正比。如在此基礎(chǔ)上再加一個(gè)固定頻率的電磁波， 并調(diào)節(jié)外加磁場(chǎng)的強(qiáng)度， 使進(jìn)動(dòng)頻率與電磁波頻率相同。這時(shí)原子核進(jìn)動(dòng)與電磁波產(chǎn)生共振， 叫核磁共振。核磁共振時(shí)， 原子核吸收電磁波的能量， 記錄下的吸收曲線就是核磁共振譜(NMR-spectrum)。由于不同分子中原子核的化學(xué)環(huán)境不同， 將會(huì)有

30、不同的共振頻率， 產(chǎn)生不同的共振譜。記錄這種波譜即可判斷該原子在分子中所處的位置及相對(duì)數(shù)目， 用以進(jìn)行定量分析及分子量的測(cè)定， 并對(duì)有機(jī)化合物進(jìn)行結(jié)構(gòu)分析。21. 細(xì)胞工程技術(shù)(cell engineering)細(xì)胞工程技術(shù)是細(xì)胞生物學(xué)與遺傳學(xué)的交叉領(lǐng)域，主要利用細(xì)胞生物學(xué)的原理和方法，結(jié)合工程學(xué)的技術(shù)手段，按照人們預(yù)先的設(shè)計(jì)，有計(jì)劃地改變或創(chuàng)造細(xì)胞遺傳性的技術(shù)。包括體外大量培養(yǎng)和繁殖細(xì)胞，或獲得細(xì)胞產(chǎn)品、或利用細(xì)胞體本身。主要內(nèi)容包括：細(xì)胞融合、細(xì)胞生物反應(yīng)器、染色體轉(zhuǎn)移、細(xì)胞器移植、基因轉(zhuǎn)移、細(xì)胞及組織培養(yǎng)。22. 原代培養(yǎng)(primary culture)原代培養(yǎng)是指直接從機(jī)體取下細(xì)胞、

31、組織和器官后立即進(jìn)行培養(yǎng)。因此，較為嚴(yán)格地說(shuō)是指成功傳代之前的培養(yǎng)，此時(shí)的細(xì)胞保持原有細(xì)胞的基本性質(zhì)，如果是正常細(xì)胞，仍然保留二倍體數(shù)。但實(shí)際上，通常把第一代至第十代以內(nèi)的培養(yǎng)細(xì)胞統(tǒng)稱為原代細(xì)胞培養(yǎng)。最常用的原代培養(yǎng)有組織塊培養(yǎng)和分散細(xì)胞培養(yǎng)。組織塊培養(yǎng)是將剪碎的組織塊直接移植在培養(yǎng)瓶壁上，加入培養(yǎng)基后進(jìn)行培養(yǎng)。分散培養(yǎng)則是將組織塊用機(jī)械法或化學(xué)法使細(xì)胞分散。如欲從胎兒或新生兒的組織分離到活性最好的游離細(xì)胞，經(jīng)典的方法是用蛋白水解酶（如胰蛋白酶和膠原酶）消化細(xì)胞間的結(jié)合物， 或用金屬離子螯合劑（如EDTA）除去細(xì)胞互相粘著所依賴的Ca2+ ， 再經(jīng)機(jī)械輕度振蕩， 使之成為單細(xì)胞。 23. 愈傷

32、組織(callus， culli)植物受創(chuàng)傷后，在傷面新生的組織稱為愈傷組織。其原因是由于受創(chuàng)傷的刺激后，傷面附近的生活組織恢復(fù)了分裂機(jī)能，加速增生而將傷面愈合。在植物組織培養(yǎng)中的愈傷組織是指植物細(xì)胞在組織培養(yǎng)過(guò)程中形成的無(wú)一定結(jié)構(gòu)的組織團(tuán)塊，在適宜的條件下，愈傷組織可再分化，形成芽、根，再生成植株。24. 細(xì)胞融合(cell fusion)在自發(fā)或人工誘導(dǎo)下，兩個(gè)不同基因型的細(xì)胞或原生質(zhì)體融合形成一個(gè)雜種細(xì)胞?；具^(guò)程包括細(xì)胞融合形成異核體(heterokaryon)、異核體通過(guò)細(xì)胞有絲分裂進(jìn)行核融合、最終形成單核的雜種細(xì)胞。有性繁殖時(shí)發(fā)生的精卵結(jié)合是正常的細(xì)胞融合，即由兩個(gè)配子融合形成一個(gè)

33、新的的二倍體。自發(fā)的動(dòng)物細(xì)胞融合機(jī)率很低，1962年Okada和Tadokoro發(fā)現(xiàn)滅活的仙臺(tái)病毒有促進(jìn)細(xì)胞融合的作用。這是由于病毒的磷脂外衣與動(dòng)物細(xì)胞的膜十分相似的緣故。病毒外殼上的某些糖蛋白可能還有促進(jìn)細(xì)胞融合的功能。此外，用聚乙二醇(polyethylene glycol，PEG)作為細(xì)胞融合劑，它可引起鄰近的細(xì)胞膜的粘合，繼而使細(xì)胞融合成為一個(gè)細(xì)胞。25. 單克隆抗體技術(shù)(monoclonal antibody technique)1975年英國(guó)科學(xué)家Milstein和Kohler所發(fā)明， 并獲得1984年諾貝爾醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)。它是將產(chǎn)生抗體的單個(gè)B淋巴細(xì)胞同腫瘤細(xì)胞雜交， 獲得既能產(chǎn)生抗體，

34、 又能無(wú)限增殖將雜種細(xì)胞，并以此生產(chǎn)抗體的技術(shù)。其原理是: B淋巴細(xì)胞能夠產(chǎn)生抗體， 但在體外不能進(jìn)行無(wú)限分裂; 而瘤細(xì)胞雖然可以在體外進(jìn)行無(wú)限傳代， 但不能產(chǎn)生抗體。將這兩種細(xì)胞融合后得到的雜交瘤細(xì)胞具有兩種親本細(xì)胞的特性。26. 顯微操作術(shù)(micromanipulation)在顯微鏡下， 用顯微操作裝置對(duì)細(xì)胞進(jìn)行解剖手術(shù)和微量注射的技術(shù)屬顯微操作技術(shù)。顯微操作儀是在顯微鏡下對(duì)細(xì)胞進(jìn)行顯微操作的裝置，可用于細(xì)胞核移植、基因注入、染色體微切和胚胎切割等手術(shù)。 27. 差速離心(differential centrifugation)主要是采取逐漸提高離心速度的方法分離不同大小的細(xì)胞器。起始的

35、離心速度較低，讓較大的顆粒沉降到管底，小的顆粒仍然懸浮在上清液中。收集沉淀，改用較高的離心速度離心懸浮液，將較小的顆粒沉降，以此類(lèi)推，達(dá)到分離不同大小顆粒的目的。28. 移動(dòng)區(qū)帶離心(moving-zone centrifugation)這一方法需要用蔗糖或甘油制備輕微的連續(xù)密度，然后將待分離的樣品加在離心管的最上層，形成一狹窄的帶，再通過(guò)較長(zhǎng)時(shí)間的離心。在離心過(guò)程中，大小、形狀、密度不同的顆粒就會(huì)分開(kāi)，最后收集各區(qū)帶得到要分離的物質(zhì)。在此方法中，分離介質(zhì)對(duì)被分離的物質(zhì)必須是中性無(wú)害的，并且密度梯度較低，底部的密度比管頂部的密度大，建立密度梯度的目的是防止擴(kuò)散。重要的是，待分離顆粒的密度比離心

36、管中任何部分介質(zhì)的密度都要大。常用的是蔗糖密度梯度離心(sucrose density gradient centrifugation)。 29. 等密度離心(isodensity centrifugation)等密度離心分離樣品主要是根據(jù)被分離樣品的密度。在這種離心分離方法中，要用介質(zhì)產(chǎn)生一種密度梯度， 這種密度梯度覆蓋了待分離物質(zhì)的密度，這樣，通過(guò)離心使不同密度的顆粒懸浮到相應(yīng)的介質(zhì)密度區(qū)。在這種梯度離心中，顆粒的密度是影響最終位置的惟一因素，因此用這種方法分離顆粒，主要是根據(jù)被分離顆粒的密度差異。只要被分離顆粒間的密度差異大于1% 就可用此法分離。蔗糖或者甘油(它們的最大密度是1.3g/

37、cm3)通?？捎糜诜蛛x膜結(jié)合的細(xì)胞器，如高爾基體、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、溶酶體和線粒體。在等密度梯度離心中蔗糖或甘油的梯度的作用與移動(dòng)區(qū)帶離心中梯度原理是不同的，在移動(dòng)區(qū)帶離心中梯度的惟一目的是減少樣品的擴(kuò)散， 即使是在離心管的底部，顆粒的密度也比介質(zhì)大。相反，在等密度梯度離心中，使用的密度是足以阻止顆粒移動(dòng)的密度，當(dāng)顆粒達(dá)到與本身密度相同的密度區(qū)時(shí)就會(huì)停留在該區(qū)域。離心分離密度大于1.3g/cm3的樣品，如DNA、RNA，需要使用密度比蔗糖和甘油大的介質(zhì)。重金屬鹽氯化銫(CsCl)是目前使用的最好的離心介質(zhì)，它在離心場(chǎng)中可自行調(diào)節(jié)形成濃度梯度，并能保持穩(wěn)定。在氯化銫形成的密度梯度中，離心管頂部的密度為:1

38、.65g/cm3，底部為:1.75g/ cm3。因?yàn)镈NA的密度是1.70g/ cm3，會(huì)停留在離心管的中部。 30. 層析分離技術(shù)(chromatography)根據(jù)蛋白質(zhì)的形態(tài)、大小和電荷的不同而設(shè)計(jì)的物理分離方法。各種不同的層析方法都涉及共同的基本特點(diǎn):有一個(gè)固定相和流動(dòng)相，當(dāng)?shù)鞍踪|(zhì)混合溶液(流動(dòng)相)通過(guò)裝有珠狀或基質(zhì)材料的管或柱(固定相)時(shí)，由于混合物中各組份在物理化學(xué)性質(zhì)(如吸引力、溶解度、分子的形狀與大小、分子的電荷性與親和力)等方面的差異使各組分在兩相間進(jìn)行反復(fù)多次的分配而得以分開(kāi)。流動(dòng)相的流動(dòng)取決于引力和壓力，而不需要電流。用層析法可以純化得到非變性的、天然狀態(tài)的蛋白質(zhì)。層析的

39、方法很多，其中凝膠過(guò)濾層析、離子交換層析、親和層析等是目前最常用的層析方法。31. 凝膠過(guò)濾層析(gel filtration chromatography)凝膠過(guò)濾層析法又稱排阻層析或分子篩方法，主要是根據(jù)蛋白質(zhì)的大小和形狀，即蛋白質(zhì)的質(zhì)量進(jìn)行分離和純化。層析柱中的填料是某些惰性的多孔網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)物質(zhì)，多是交聯(lián)的聚糖(如葡聚糖或瓊脂糖)類(lèi)物質(zhì)，使蛋白質(zhì)混合物中的物質(zhì)按分子大小的不同進(jìn)行分離。32. 親和層析(affinity chromatography)將具有特殊結(jié)構(gòu)的親和分子制成固相吸附劑放置在層析柱中，當(dāng)要被分離的蛋白混合液通過(guò)層析柱時(shí)，與吸附劑具有親和能力的蛋白質(zhì)就會(huì)被吸附而滯留在層析柱

40、中。那些沒(méi)有親和力的蛋白質(zhì)由于不被吸附，直接流出，從而與被分離的蛋白質(zhì)分開(kāi)，然后選用適當(dāng)?shù)南疵撘海?改變結(jié)合條件將被結(jié)合的蛋白質(zhì)洗脫下來(lái)，這種分離純化蛋白質(zhì)的方法稱為親和層析。在生物分子中有些分子的特定結(jié)構(gòu)部位能夠同其他分子相互識(shí)別并結(jié)合，如酶與底物的識(shí)別結(jié)合、受體與配體的識(shí)別結(jié)合、抗體與抗原的識(shí)別結(jié)合，這種結(jié)合既是特異的，又是可逆的， 改變條件可以使這種結(jié)合解除。生物分子間的這種結(jié)合能力稱為親和力。親和層析就是根據(jù)這樣的原理設(shè)計(jì)的蛋白質(zhì)分離純化方法。 33.基因工程(gene engineering)基因工程是以分子遺傳學(xué)為理論基礎(chǔ)， 以分子生物學(xué)和微生物學(xué)的現(xiàn)代方法為手段， 將不同來(lái)源的基

41、因(DNA分子)，按預(yù)先設(shè)計(jì)的藍(lán)圖， 在體外構(gòu)建雜種DNA分子， 然后導(dǎo)入活細(xì)胞， 以改變生物原有的遺傳特性、獲得新品種、 生產(chǎn)新產(chǎn)品?；蚬こ碳夹g(shù)為基因的結(jié)構(gòu)和功能的研究提供了有力的手段。34. 基因克隆(gene cloning)是70年代發(fā)展起來(lái)的一項(xiàng)具有革命性的研究技術(shù)，可概括為分、切、連、轉(zhuǎn)、選。分是指分離制備合格的待操作的DNA，包括作為運(yùn)載體的DNA和欲克隆的目的DNA；切是指用序列特異的限制性內(nèi)切酶切開(kāi)載體DNA，或者切出目的基因；連是指用DNA連接酶將目的DNA同載體DNA連接起來(lái)，形成重組的DNA分子；轉(zhuǎn)是指通過(guò)特殊的方法將重組的DNA分子送入宿主細(xì)胞中進(jìn)行復(fù)制和擴(kuò)增；選則

42、是從宿主群體中挑選出攜帶有重組DNA分子的個(gè)體?；蚬こ碳夹g(shù)的兩個(gè)最基本的特點(diǎn)是分子水平上的操作和細(xì)胞水平上的表達(dá)，而分子水平上的操作即是體外重組的過(guò)程，實(shí)際上是利用工具酶對(duì)DNA分子進(jìn)行外科手術(shù)。 35. 基因敲除(gene knockout)是指一個(gè)有功能的基因通過(guò)基因工程方法完全被剔除的人工突變技術(shù)。人為的將小鼠的某一種有功能的基因完全缺失的技術(shù)就稱為基因敲除技術(shù)。這項(xiàng)技術(shù)是Marrio Capecchi于八十年代末在Utah大學(xué)發(fā)展起來(lái)的。實(shí)驗(yàn)的動(dòng)物通常是小鼠，被敲除了功能基因的小鼠就稱為敲除小鼠(knockout mice)?；蚯贸夹g(shù)已成功地應(yīng)用于幾種遺傳病的研究，還可用于研究特

43、定基因的細(xì)胞生物學(xué)活性以及研究發(fā)育調(diào)控的基因作用等， 因此是研究基因功能的一項(xiàng)非常有用的技術(shù)?；蚯贸且惶捉M合技術(shù)，包括基因重組、細(xì)胞分離培養(yǎng)、轉(zhuǎn)基因等。 3. 細(xì)胞質(zhì)膜與跨膜運(yùn)輸 1. 膜(membrane)通常是指分割兩個(gè)隔間的一層薄薄的結(jié)構(gòu),可以是自然形成的或是人造的,有時(shí)很柔軟。存在于細(xì)胞結(jié)構(gòu)中的膜不僅薄,而且具有半透性(semipermeable membrane),允許一些不帶電的小分子自由通過(guò)。 2. 細(xì)胞膜(cell membrane)細(xì)胞膜是細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)的總稱,它包括細(xì)胞外層的膜和存在于細(xì)胞質(zhì)中的膜,有時(shí)也特指細(xì)胞質(zhì)膜。3. 胞質(zhì)膜(cytoplasmic membrane)

44、存在于細(xì)胞質(zhì)中各膜結(jié)合細(xì)胞器中的膜，包括核膜、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜、高爾基體膜、溶酶體膜、線粒體膜、葉綠體膜、過(guò)氧化物酶體膜等。4. 細(xì)胞質(zhì)膜(plasma membrane)是指包圍在細(xì)胞表面的一層極薄的膜，主要由膜脂和膜蛋白所組成。質(zhì)膜的基本作用是維護(hù)細(xì)胞內(nèi)微環(huán)境的相對(duì)穩(wěn)定,并參與同外界環(huán)境進(jìn)行物質(zhì)交換、能量和信息傳遞。另外, 在細(xì)胞的生存、生長(zhǎng)、分裂、分化中起重要作用。真核生物除了具有細(xì)胞表面膜外，細(xì)胞質(zhì)中還有許多由膜分隔成的各種細(xì)胞器，這些細(xì)胞器的膜結(jié)構(gòu)與質(zhì)膜相似，但功能有所不同，這些膜稱為內(nèi)膜(internal membrane),或胞質(zhì)膜(cytoplasmic membrane)。內(nèi)膜包括細(xì)

45、胞核膜、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜、高爾基體膜等。由于細(xì)菌沒(méi)有內(nèi)膜,所以細(xì)菌的細(xì)胞質(zhì)膜代行胞質(zhì)膜的作用。5. 生物膜(biomembrane,or biological membrane)是細(xì)胞內(nèi)膜和質(zhì)膜的總稱。生物膜是細(xì)胞的基本結(jié)構(gòu)，它不僅具有界膜的功能,還參與全部的生命活動(dòng)。6. 膜骨架(membrane skeleton)細(xì)胞質(zhì)膜的一種特別結(jié)構(gòu)，是由膜蛋白和纖維蛋白組成的網(wǎng)架，它參與維持細(xì)胞質(zhì)膜的形狀并協(xié)助質(zhì)膜完成多種生理功能,這種結(jié)構(gòu)稱為膜骨架。膜骨架首先是通過(guò)紅細(xì)胞膜研究出來(lái)的。紅細(xì)胞的外周蛋白主要位于紅細(xì)胞膜的內(nèi)表面,并編織成纖維狀的骨架結(jié)構(gòu),以維持紅細(xì)胞的形態(tài),限制膜整合蛋白的移動(dòng)。7. 血影蛋白

46、(spectrin)又稱收縮蛋白，是紅細(xì)胞膜骨架的主要成份,但不是紅細(xì)胞膜蛋白的成份,約占膜提取蛋白的30%。血影蛋白屬紅細(xì)胞的膜下蛋白，這種蛋白是一種長(zhǎng)的、可伸縮的纖維狀蛋白,長(zhǎng)約100 nm,由兩條相似的亞基亞基(相對(duì)分子質(zhì)量220kDa)和亞基(相對(duì)分子質(zhì)量200kDa)構(gòu)成。兩個(gè)亞基鏈呈現(xiàn)反向平行排列, 扭曲成麻花狀，形成異二聚體, 兩個(gè)異二聚體頭-頭連接成200nm長(zhǎng)的四聚體。5個(gè)或6個(gè)四聚體的尾端一起連接于短的肌動(dòng)蛋白纖維并通過(guò)非共價(jià)鍵與外帶4.1蛋白結(jié)合,而帶4.1 蛋白又通過(guò)非共價(jià)鍵與跨膜蛋白帶3蛋白的細(xì)胞質(zhì)面結(jié)合, 形成“連接復(fù)合物”。這些血影蛋白在整個(gè)細(xì)胞膜的細(xì)胞質(zhì)面下面形

47、成可變形的網(wǎng)架結(jié)構(gòu),以維持紅細(xì)胞的雙凹圓盤(pán)形狀。8. 血型糖蛋白(glycophorin ) 血型糖蛋白又稱涎糖蛋白(sialo glycoprotein),因它富含唾液酸。血型糖蛋白是第一個(gè)被測(cè)定氨基酸序列的蛋白質(zhì),有幾種類(lèi)型，包括A、B、C、D。血型糖蛋白B、C、D在紅細(xì)胞膜中濃度較低。血型糖蛋白A是一種單次跨膜糖蛋白, 由131個(gè)氨基酸組成, 其親水的氨基端露在膜的外側(cè), 結(jié)合16個(gè)低聚糖側(cè)鏈。血型糖蛋白的基本功能可能是在它的唾液酸中含有大量負(fù)電荷,防止了紅細(xì)胞在循環(huán)過(guò)程中經(jīng)過(guò)狹小血管時(shí)相互聚集沉積在血管中。9. 帶3蛋白(band 3 protein)與血型糖蛋白一樣都是紅細(xì)胞的膜蛋白

48、,因其在PAGE電泳分部時(shí)位于第三條帶而得名。帶3蛋白在紅細(xì)胞膜中含量很高，約為紅細(xì)胞膜蛋白的25%。由于帶3蛋白具有陰離子轉(zhuǎn)運(yùn)功能，所以帶3蛋白又被稱為“陰離子通道”。帶3蛋白是由兩個(gè)相同的亞基組成的二聚體, 每條亞基含929個(gè)氨基酸,它是一種糖蛋白，在質(zhì)膜中穿越1214次,因此,是一種多次跨膜蛋白。10. 錨定蛋白(ankyrin)又稱2.1蛋白。錨定蛋白是一種比較大的細(xì)胞內(nèi)連接蛋白, 每個(gè)紅細(xì)胞約含10萬(wàn)個(gè)錨定蛋白，相對(duì)分子質(zhì)量為215,000。錨定蛋白一方面與血影蛋白相連, 另一方面與跨膜的帶3蛋白的細(xì)胞質(zhì)結(jié)構(gòu)域部分相連, 這樣，錨定蛋白借助于帶3蛋白將血影蛋白連接到細(xì)胞膜上，也就將骨

49、架固定到質(zhì)膜上。11. 帶4.1蛋白(band 4.1 protein)是由兩個(gè)亞基組成的球形蛋白，它在膜骨架中的作用是通過(guò)同血影蛋白結(jié)合，促使血影蛋白同肌動(dòng)蛋白結(jié)合。帶4.1蛋白本身不同肌動(dòng)蛋白相連，因?yàn)樗鼪](méi)有與肌動(dòng)蛋白連接的位點(diǎn)。12. 內(nèi)收蛋白(adducin)是由兩個(gè)亞基組成的二聚體，每個(gè)紅細(xì)胞約有30，000個(gè)分子。它的形態(tài)似不規(guī)則的盤(pán)狀物，高5.4nm,直徑12.4nm。內(nèi)收蛋白可與肌動(dòng)蛋白及血影蛋白復(fù)合體結(jié)合，并且通過(guò)Ca2+和鈣調(diào)蛋白的作用影響骨架蛋白的穩(wěn)定性，從而影響紅細(xì)胞的形態(tài)。13. 磷脂(phospholipids) 含有磷酸基團(tuán)的脂稱為磷脂,是細(xì)胞膜中含量最豐富和最具

50、特性的脂。動(dòng)、植物細(xì)胞膜上都有磷脂, 是膜脂的基本成分, 約占膜脂的50%以上。磷脂分子的極性端是各種磷脂酰堿基, 稱作頭部。它們多數(shù)通過(guò)甘油基團(tuán)與非極性端相連。磷脂又分為兩大類(lèi): 甘油磷脂和鞘磷脂。甘油磷脂包括磷脂酰乙醇胺、磷脂酰膽堿(卵磷脂)、磷脂酰肌醇等。磷脂分子的疏水端是兩條長(zhǎng)短不一的烴鏈, 稱為尾部, 一般含有1424個(gè)偶數(shù)碳原子。其中一條烴鏈常含有一個(gè)或數(shù)個(gè)雙鍵, 雙鍵的存在造成這條不飽和鏈有一定角度的扭轉(zhuǎn)。磷脂烴鏈的長(zhǎng)度和不飽和度的不同可以影響磷脂的相互位置, 進(jìn)而影響膜的流動(dòng)性。各種磷脂頭部基團(tuán)的大小、形狀、電荷的不同則與磷脂-蛋白質(zhì)的相互作用有關(guān)。14. 膽固醇(choles

51、terol) 膽固醇存在于真核細(xì)胞膜中。膽固醇分子由三部分組成: 極性的頭部、非極性的類(lèi)固醇環(huán)結(jié)構(gòu)和一個(gè)非極性的碳?xì)湮膊?。膽固醇的分子較其他膜脂要小, 雙親媒性也較低。膽固醇的親水頭部朝向膜的外側(cè),疏水的尾部埋在脂雙層的中央。膽固醇分子是扁平和環(huán)狀的,對(duì)磷脂的脂肪酸尾部的運(yùn)動(dòng)具有干擾作用,所以膽固醇對(duì)調(diào)節(jié)膜的流動(dòng)性、加強(qiáng)膜的穩(wěn)定性有重要作用。動(dòng)物細(xì)胞膜膽固醇的含量較高,有的占膜脂的50%,大多數(shù)植物細(xì)胞和細(xì)菌細(xì)胞質(zhì)膜中沒(méi)有膽固醇,酵母細(xì)胞膜中是麥角固醇。15. 脂質(zhì)體(liposome)將少量的磷脂放在水溶液中,它能夠自我裝配成脂雙層的球狀結(jié)構(gòu),這種結(jié)構(gòu)稱為脂質(zhì)體，所以脂質(zhì)體是人工制備的連續(xù)脂

52、雙層的球形脂質(zhì)小囊。脂質(zhì)體可作為生物膜的研究模型，并可作為生物大分子(DNA分子)和藥物的運(yùn)載體，因此脂質(zhì)體是研究膜脂與膜蛋白及其生物學(xué)性質(zhì)的極好材料。在構(gòu)建導(dǎo)彈人工脂質(zhì)體時(shí),不僅要將被運(yùn)載的分子或藥物包入脂質(zhì)體的內(nèi)部水相,同時(shí)要在脂質(zhì)體的膜上做些修飾,如插入抗體便于脂質(zhì)體進(jìn)入機(jī)體后尋靶。 16. 整合蛋白(integral protein) 又稱內(nèi)在蛋白(intrinsic protein)、跨膜蛋白(transmembrane protein), 部分或全部鑲嵌在細(xì)胞膜中或內(nèi)外兩側(cè)，以非極性氨基酸與脂雙分子層的非極性疏水區(qū)相互作用而結(jié)合在質(zhì)膜上。實(shí)際上,整合蛋白幾乎都是完全穿過(guò)脂雙層的蛋白

53、,親水部分暴露在膜的一側(cè)或兩側(cè)表面; 疏水區(qū)同脂雙分子層的疏水尾部相互作用;整合蛋白所含疏水氨基酸的成分較高?？缒さ鞍卓稍俜譃閱未慰缒?、多次跨膜、多亞基跨膜等?？缒さ鞍滓话愫?5%50%的螺旋, 也有折疊，如線粒體外膜和細(xì)菌質(zhì)膜中的孔蛋白。17. 外周蛋白(peripheral protein)又稱附著蛋白(protein-attached)。這種蛋白完全外露在脂雙層的內(nèi)外兩側(cè),主要是通過(guò)非共價(jià)健附著在脂的極性頭部, 或整合蛋白親水區(qū)的一側(cè), 間接與膜結(jié)合。外周蛋白可用高鹽或堿性pH條件分離。實(shí)際上,有時(shí)外周蛋白與整合蛋白是難以區(qū)分的,因?yàn)樵S多膜蛋白是由多亞基組成的,其中有的亞基插入在脂雙層,

54、有些亞基則是外周蛋白。外周蛋白為水溶性, 占膜蛋白總量的20%30%, 在紅細(xì)胞中占50%, 如紅細(xì)胞的血影蛋白和錨定蛋白都是外周蛋白。外周蛋白可以增加膜的強(qiáng)度,或是作為酶起某種特定的反應(yīng),或是參與信號(hào)分子的識(shí)別和信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)。18. 脂錨定蛋白(lipid-anchored)又稱脂連接蛋白(lipid-linked protein),通過(guò)共價(jià)健的方式同脂分子結(jié)合，位于脂雙層的外側(cè)。同脂的結(jié)合有兩種方式，一種是蛋白質(zhì)直接結(jié)合于脂雙分子層，另一種方式是蛋白并不直接同脂結(jié)合，而是通過(guò)一個(gè)糖分子間接同脂結(jié)合。通過(guò)與糖的連接被錨定在膜脂上的蛋白質(zhì)主要是通過(guò)短的寡糖與包埋在脂雙層外葉中的糖基磷脂酰肌醇(gl

55、ycosylphophatidylionositol,GPI)相連而被錨定在質(zhì)膜的外側(cè)。之所以能夠在膜上發(fā)現(xiàn)這類(lèi)脂錨定蛋白,是因?yàn)橛锰禺愖R(shí)別和切割含有肌醇磷脂的磷脂酶處理細(xì)胞膜能釋放出蛋白質(zhì)。這類(lèi)脂錨定蛋白通常是膜受體、酶和細(xì)胞粘著分子。一種很少見(jiàn)的貧血陣發(fā)性血紅蛋白夜尿就是GPI合成缺陷,導(dǎo)致紅細(xì)胞容易破裂所至。另一類(lèi)存在于細(xì)胞質(zhì)面脂錨定蛋白是通過(guò)長(zhǎng)的包埋在脂雙層中的碳?xì)滏溸M(jìn)行錨定的。目前至少發(fā)現(xiàn)兩種蛋白(Src 和Ras)是通過(guò)這種方式被錨定在質(zhì)膜的細(xì)胞質(zhì)面,提示這種錨定方式與細(xì)胞從正常狀態(tài)向惡性狀態(tài)轉(zhuǎn)化有關(guān)。19. 片層結(jié)構(gòu)模型(Lamella structure model)1935年

56、James Danielli和Hugh Davson所提出，又稱或三明治式模型。該模型認(rèn)為膜的骨架是脂肪形成的脂雙層結(jié)構(gòu),脂雙層的內(nèi)外兩側(cè)都是由一層蛋白質(zhì)包被,即蛋白質(zhì)-脂-蛋白質(zhì)的三層結(jié)構(gòu),內(nèi)外兩層的蛋白質(zhì)層都非常薄。并且,蛋白層是以非折疊、完全伸展的肽鏈形式包在脂雙層的內(nèi)外兩側(cè)。1954年對(duì)該模型進(jìn)行了修改：膜上有一些二維伸展的孔,孔的表面也是由蛋白質(zhì)包被的,這樣使孔具有極性,可提高水對(duì)膜的通透性。這一模型是第一次用分子術(shù)語(yǔ)描述的結(jié)構(gòu), 并將膜結(jié)構(gòu)同所觀察到的生物學(xué)理化性質(zhì)聯(lián)系起來(lái), 對(duì)后來(lái)的研究有很大的啟發(fā)。20. 單位膜模型(unit membrane model)1959年J.D.R

57、obertson所提出。主要是根據(jù)電子顯微鏡的觀察，發(fā)現(xiàn)細(xì)胞膜是類(lèi)似鐵軌結(jié)構(gòu)(“railroad track”), 兩條暗線被一條明亮的帶隔開(kāi),顯示暗明暗的三層，總厚度為7.5 nm，中間層為3.5 nm，內(nèi)外兩層各為2 nm。并推測(cè):暗層是蛋白質(zhì), 透明層是脂,并建議將這種結(jié)構(gòu)稱為單位膜。單位膜模型是在片層結(jié)構(gòu)模型的基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的另一個(gè)重要模型。它與片層結(jié)構(gòu)模型有許多相同之處，最重要的修改是膜脂雙分子層內(nèi)外兩側(cè)蛋白質(zhì)存在的方式不同。單位膜模型強(qiáng)調(diào)的是蛋白質(zhì)為單層伸展的折疊片狀, 而不是球形蛋白。另外,單位膜模型還認(rèn)為膜的外側(cè)表面的膜蛋白是糖蛋白,而且膜蛋白在兩側(cè)的分布是不對(duì)稱的。這一模型能

58、夠解釋細(xì)胞質(zhì)膜的一些基本特性，例如質(zhì)膜有很高的電阻，這是由于膜脂的非極性端的碳?xì)浠衔锸遣涣紝?dǎo)體的緣故；再如由于膜脂的存在，使它對(duì)脂溶性強(qiáng)的非極性分子有較高的通透性，而脂溶性弱的小分子則不易透過(guò)膜。單位膜也有一些不足首先該模型把膜看成是靜止的,無(wú)法說(shuō)明膜如何適應(yīng)細(xì)胞生命活動(dòng)的變化；其二，不同的膜其厚度不都是7.5 nm,一般在510 nm之間；其三，如果蛋白質(zhì)是伸展的, 則不能解釋酶的活性同構(gòu)型的關(guān)系。還有，該模型也不能解釋為什么有的膜蛋白很容易被分離，有些則很難。 21. 流動(dòng)鑲嵌模型(fluid mosaic model)1972年Singer 和Nicolson 總結(jié)了當(dāng)時(shí)有關(guān)膜結(jié)構(gòu)模型

59、及各種研究新技術(shù)的成就，提出了流動(dòng)鑲嵌模型，認(rèn)為球形膜蛋白分子以各種鑲嵌形式與脂雙分子層相結(jié)合, 有的附在內(nèi)外表面, 有的全部或部分嵌入膜中, 有的貫穿膜的全層, 這些大多是功能蛋白。流動(dòng)相嵌模型有兩個(gè)主要特點(diǎn)。其一,蛋白質(zhì)不是伸展的片層,而是以折疊的球形鑲嵌在脂雙層中,蛋白質(zhì)與膜脂的結(jié)合程度取決于膜蛋白中氨基酸的性質(zhì)。第二個(gè)特點(diǎn)就是膜具有一定的流動(dòng)性,不再是封閉的片狀結(jié)構(gòu),以適應(yīng)細(xì)胞各種功能的需要。這一模型強(qiáng)調(diào)了膜的流動(dòng)由性和不對(duì)稱性,較好地體現(xiàn)細(xì)胞的功能特點(diǎn),被廣泛接受,也得到許多實(shí)驗(yàn)的支持。后來(lái)又發(fā)現(xiàn)碳水化合物是以糖脂或糖蛋白的形式存在于膜的外側(cè)表面。 22. 孔蛋白(porin)孔蛋白

60、是存在于細(xì)菌質(zhì)膜的外膜、線粒體和葉綠體的外膜上的通道蛋白,它們?cè)试S較大的分子通過(guò),其中線粒體孔蛋白可通過(guò)的最大分子為6000道爾頓,而葉綠體的孔蛋白則可通過(guò)相對(duì)分子質(zhì)量在10,000到13,000之間的物質(zhì)?？椎鞍资悄ふ系鞍?它的膜脂結(jié)合區(qū)與其他的跨膜蛋白不同,不是螺旋,而是折疊。23. 冰凍斷裂(freeze fracture)一種制備電子顯微鏡樣品的方法。將組織放在液氮中快速下冷凍，然后用冰刀使樣品斷裂分割，通過(guò)金屬?gòu)?fù)形可進(jìn)行電鏡觀察。24. 膜蛋白放射性標(biāo)記法(radioactive labeling procedure) 研究細(xì)胞膜蛋白分布不對(duì)稱的一種方法。實(shí)驗(yàn)中首先要分離細(xì)胞膜,然