细胞生物学复习资料讲解学习

15-16，2 细胞生物学复习提纲

一、名词解释

细胞化学原位杂交 cell junctions cell coat 细胞通讯细胞识别

细胞内受体循环式光合磷酸化非循环式光合磷酸化染色体显带核膜周期细胞骨架微管组织中心细胞周期捕光色素cdc基因（cell division cycle gene）CDK p34cdc2激酶cyclin CAK （CDK活化激酶）管家基因奢侈基因（luxury genes）regulatory gene Hayflick界限PCD 光合链电子传递链干细胞胚胎干细胞

细胞化学：应用某种化学试剂对细胞进行化学处理，形成特殊的染色效应。通常可通过显色剂在细胞中的定位和深浅来判断某种物质在细胞中的分布和含量。

原位杂交：用标记的核酸探针通过分子杂交确定特异核苷酸序列在染色体上或在细胞中的位置的方法。在显微与亚显微水平上的基因定位、特异mRNA表达等研究中起重要作用。

cell junctions :细胞连接，是指细胞间或细胞与细胞基质之间的联系结构。

cell coat ：细胞外被，细胞外被是由构成质膜的糖蛋白和糖脂伸出的寡糖链组成的，实质上是质膜结构的一部分，指动物细胞表面存在着一层富含糖类物质的结构，称为细胞外被（cell coat）或糖萼（glycocalyx）

细胞通讯（cell communication）：指一个细胞发出的信息通过介质传递到另一个细胞产生相应的反应。

细胞识别（cell recognition）：指细胞通过其表面的受体与胞外信号物质分子（配体）选择性地相互作用，从而导致胞内一系列生理生化变化，最终表现为细胞整体的生物学效应的过程。

细胞内受体：靶细胞上受体存在于细胞内的一种能够识别和选择性结合某种配体（信号分子）的大分子。当和配体结合后，能通过信号转导作用将胞外信号转换为胞内化学或物理信号，以启动一系列过程，最终表现为生物学效应。根据靶细胞上受体存在的部位，可将受体分为细胞内受体和细胞表面受体。

循环式光合磷酸化：PSI接受远红光后，产生的电子经过 AO、A1、FeS和Fd又传给 Cytbf 和 PC而流回到 PSI。电子循环流动，产生氢离子梯度，从而驱动ATP的形成。

非循环式光合磷酸化：光合系统II接受红光后，激发态P680从水光解得到电子，传递给NADP+，电子传递经过两个光系统，在传递过程中产生的氢离子梯度驱动ATP的形成。

染色体显带：指以不同的化学药剂处理染色体，使其呈现不同的带纹的一种鉴定染色体的技术。也可用于染色体基因定位和研究物种的核型进化及可能的进化机制。

核仁周期：在有丝分裂前期逐渐消失，末期又重新出现的变化

细胞骨架（cytoskeleton）：指真核细胞中的蛋白纤维网架体系。分为细胞质骨架和细胞核骨架。狭义的细胞骨架指细胞质骨架，包括微丝、微管和中间纤维组成的网络系统。广义的细胞骨架既包括细胞质骨架，又包括细胞核骨架以及细胞膜骨架和细胞外基质。

微管组织中心（MTOC）：微管在生理状态及实验处理解聚后重新装配的发生处称为微管组织中心。动物的微管组织中心为中心体。

细胞周期（cell cycle）：细胞物质积累与细胞分裂的循环过程

捕光色素：又称为天线色素，类囊体中由全部叶绿素b 和大部分叶绿素a、胡萝卜素和叶黄素等所组成。只有吸收聚集光能和传递激发能给反应中心的作用，而无光化学活性。

cdc基因（cell division cycle gene）：与细胞分裂周期和细胞周期调控有关的基因。

p34cdc2激酶：cdc2的表达产物与有关蛋白结合后的产物，具蛋白激酶活性，即CDK1激酶，促进G2/M的转换。

cyclin ：与细胞周期调控有关的一类蛋白，具周期蛋白框，与不同的CDK结合，调节不同的CDK激酶活性。

CDK：周期蛋白依赖性蛋白激酶。是一类含特征性丝氨酸/ 苏氨酸，且必需与细胞周期蛋白结合，才具有激酶活性的蛋白激酶，通过磷酸化多种与细胞周期相关的蛋白，控制细胞周期的整个进程。

CAK （CDK活化激酶）：对已结合周期蛋白的CDK分子进一步磷酸化，提高CDK的活性。

管家基因(house-keeping genes)：是指所有细胞中均要表达的一类基因，其产物是对维持细胞基本生命活动所必需的。

奢侈基因（luxury genes）：又称组织特异性基因(tissue-specific genes)，不同的细胞类型进行特异性表达的基因，其产物赋予各种类型细胞特异的形态结构特征与特异的生理功能。

regulatory gene：调节基因，产物用于调节组织特异性基因的表达，或者起激活作用，或者起抑制作用。

Hayflick界限：细胞，至少是培养的细胞，是有一定寿命的，它们的增殖能力不是无限的，而是有一定的界限。

PCD：细胞编程性死亡，又称细胞调亡，指细胞主动的由基因决定的自动结束生命的过程。受到严格的由遗传机制决定的程序性调控

电子传递链或呼吸链：有序排列在线粒体的内膜，能可逆的接受和释放电子或H+的酶体系。

光合链：即光合作用中的电子传递链。由光合作用的原初光化学反应所引起的电子在众多的电子传递体中，按氧化还原电位顺序依次传递的途径。

干细胞：（Stem cell）是一类尚未完全分化、具有自我更新和分化潜能的细胞。

胚胎干细胞(embryonic stem cell，ESCs，简称ES、EK或ESC细胞)：胚胎干细胞是早期胚胎(原肠胚期之前)或原始性腺中分离出来的一类具有体外培养无限增殖、自我更新和多向分化的特性细胞。

问答题

简述目前细胞生物学研究的基本特点和发展趋势。

答：1、细胞结构功能→细胞生命活动。

2、细胞中单一基因与蛋白→基因组与蛋白质组及其在细胞生命活动中的协同作用。

3、细胞信号转导途径→信号调控网络

4、体外研究→体内研究

5、结构的静态研究→活细胞的动态研究

6、实验室研究为主→计算生物学更多地介入并与之结合

7、细胞生物学与生物学其它学科地渗透→与数理化及纳米科学等多学科地交叉。

总的特点是从静态的分析到活细胞的动态综合。

总趋势:细胞生物学与分子生物学(包括分子遗传学与生物化学) 相互渗透与交融是总的发展趋势。

1、为什么说细胞是生命活动的基本单位？

答：1、一切有机体都由细胞构成，细胞是构成有机体的基本单位。

2、细胞具有独立的、有序的自控代谢体系，细胞是代谢与功能的基本单位。

3、细胞是有机体生长与发育的基础。

4、细胞是遗传的基本单位，细胞具有遗传的全能性。

5、没有细胞就没有完整的生命

2、细胞的共性是什么？

答：1、所有的细胞都有相似的化学组成。

2、所有的细胞表面均有由磷脂双分子层与镶嵌蛋白质构成的生物膜，即细胞膜。

3、所有的细胞都有DNA与 RNA，作为遗传信息复制与转录的载体。

4、所有的细胞都有作为蛋白质合成的机器——核糖体。

5、所有细胞的增殖都以一分为二的方式进行分裂。

3、细胞膜的功能有哪些？

(1)为细胞的生命活动提供相对稳定的内环境;

(2)选择性的物质运输，包括代谢底物的输入与代谢产物的排除，其中伴随着能量的传递;

(3)提供细胞识别位点，并完成细胞内外信息跨膜传递;

(4)为多种酶提供结合位点，使酶促反应高效而有序地进行;

(5)介导细胞与细胞、细胞与基质之间的连接;

(6)质膜参与形成具有不同功能的细胞表面特化结构。

4、细胞连接的方式有哪些，每种连接的典型代表是什么，与中间纤维和微丝（肌动蛋白）有关的结构分别是什么，间隙连接的功能有哪些？

一、封闭连接——紧密连接

二、锚定连接——桥粒和半桥粒、粘着带与粘着斑

中间纤维有关的：桥粒（desmosome）

半桥粒(hemidesmosome）

肌动蛋白有关的：粘着带（adhesion belt）

粘着斑（focal adhesion）

三、通讯连接——间隙连接、胞间连丝

功能：1、间隙连接在代谢偶联中的作用（间隙连接允许小分子代谢物和信号分子通过, 是细胞间代谢偶联的基础，代谢偶联作用在协调细胞群体的生物学功能方面起重要作用）

2、间隙连接在早期胚胎发育和细胞分化过程中的作用

3、间隙连接在神经冲动信息传递过程中的作用

5、细胞和外界环境是如何进行物质和信息交流的？

细胞与外界是以细胞通讯的形式进行物质交流的，伴随着物质运输。

细胞通讯（cell communication）是指一个细胞发出的信息通过介质传递到另一个细胞产生相应的反应。

细胞以三种方式进行通讯：

①细胞通过分泌化学信号进行细胞间相互通讯.(包括内分泌,旁分泌,自分泌和通过化学突触传递神经信号)------间接联系型

细胞作为信号细胞，例如，神经递质由突触前膜释放，经过突触间隙扩散到突触后膜，作用于特定的靶细胞。

②细胞间接触性依赖的通讯（contact-dependent signaling）-------直接接触型

相邻细胞通过这种连接，以化学浓度差扩散形式直接进行交流，完成信息传递。

③细胞间形成间隙连接使细胞质相互沟通，通过交换小分子来实现代谢偶联或电偶联-------直接联系型

细胞通过其表面信号分子（受体）和另一细胞表面的信号分子（配体）选择性地相互作用，最终产生应答的过程。特点，细胞识别和黏合。

6、两条信号转导通路。

由G蛋白偶联受体所介导的细胞信号通路主要包括：cAMP的信号通路（PKA系统）和磷脂酰肌醇信号通路（PKC系统）。

1. cAMP的信号通路（PKA系统）

细胞外信号与相应受体结合，导致细胞内第二信使cAMP的水平变化而引起细胞反应的信号通路。这一信号通路的首要效应酶是腺苷酸环化酶，通过它调节胞内cAMP的水平。激素→G蛋白偶联受体→G蛋白→腺苷酸环化酶→cAMP→cAMP依赖的蛋白激酶A→基因调控蛋白→基因转录。

2.磷脂酰肌醇信号通路（PKC系统）

特点：胞外信号被膜受体结合后，同时产生两个胞内信使，分别激动两个信号传递途径即三磷酸肌醇-Ca2+(IP3-Ca2+)和二酰基甘油-蛋白激酶C(DG-PKC)途径，实现细胞对外界信号的应答，因此把这一信号系统称之为“双信使系统”

胞外信号分子与细胞表面G蛋白耦联型受体结合→G蛋白活化→磷脂酶C活化→水解PIP2

三磷酸肌醇（IP3）→胞内Ca2+

浓度升高→激活各类依赖钙离子的蛋白

二酰基甘油（DG）→PKC活化

→基因调控蛋白→基因转录

相同：都是由G蛋白偶联受体所介导的细胞信号通路

不同：cAMP信号通路:细胞外信号与相应受体结合,导致细胞内第二信使cAMP水平变化而引起细胞反应的信号通路。这一信号通路的首要效应酶是腺苷酸环化酶，通过它调节胞内cAMP 的水平。具体途径：第一信使→G蛋白偶联联受体→G蛋白→腺苷酸环化酶→cAMP→cAMP依赖的蛋白激酶A→基因调控蛋白→基因转录

磷脂酰肌醇信号通路：胞外信号被膜受体结合后，同时产生两个胞内信使，分别激动两个信号传递途径即三磷酸肌醇-Ca2+(IP3-Ca2+)和二酰基甘油-蛋白激酶C(DG-PKC)途径，实现细胞对外界信号的应答，因此把这一信号系统称之为“双信使系统”

7、溶酶体的膜组成和其功能的相适性。

溶酶体（lysosome）是单层膜围绕，内含多种酸性水解酶类的囊泡状细胞器。其主要功能是进行细胞内的消化作用。

溶酶体膜的化学成分主要为脂类和蛋白质，鞘磷脂成分较多，内部含多种消化酶，多数

为酸性的，其标记酶为酸性磷酸酶。

溶酶体膜在成分上与其他的生物膜的区别：

1）嵌有氢离子-ATP酶；

2）具有多种载体蛋白；

3）膜蛋白高度糖基化。

功能：

1．清除无用的生物大分子、衰老的细胞器及衰老损伤和死亡的细胞

2．防御功能

3、物质代谢作用（消化作用）

4、其他重要的生理功能

1）形成精子的顶体

2）在甲状腺细胞中参与分泌过程的调节

3）发育过程中清除不需要的细胞

8、二硝基苯酚能够破坏线粒体内膜两侧的质子动力势，使质子梯度转变为热能，因而是一种氧化磷酸化的解偶联剂，曾经被作为减肥药物使用，试分析其在减肥作用上的利弊。

二硝基苯酚作为解偶联剂，使得呼吸作用产生ATP受阻，机体不得不加快代谢，加速脂肪与糖原的降解，因此有减肥功效。长期使用这种药物会使得机体产生的ATP不足以满足正常代谢的需要，对机体有损伤作用，故很快不再使用

9、线粒体和叶绿体的氧化磷酸化和光合磷酸化相关内容。

当电子从NADH或FADH2经呼吸链传递给氧形成水时，同时伴有ADP磷酸化形成ATP，这一过程称为氧化磷酸化。

由光照所引起的电子传递与磷酸化作用相偶联而生成ATP的过程，称为光合磷酸化。按照电子传递的方式可将光合磷酸化分为非循环式和循环式两种类型。

10、核被膜的组成和功能，核仁的组成和功能。

核被膜来源：子核膜的来源为母核膜。

核被膜功能：1、调节核、质之间的物质与信息交换。

2、屏障作用（保护作用）。

3、细胞核融合时的识别作用。

4、可合成少量蛋白。

5、染色体定位于核膜上，有利于解旋、复制、凝缩、平均分配到子核。

核仁超微结构

核仁主要成分：蛋白质，约占核仁干重的80%，此外还有少量RNA与DNA。

核仁功能：1、rRNA前体的合成

2、rRNA前体的加工

3、核糖体亚单位的装配

12、利用游离的氨基酸、mRNA和小麦胚芽提取物（内含核糖体和翻译所需辅助因子）组成

的无细胞体系研究蛋白质合成过程中新生肽的转移，对于下列不同实验条件，请分析蛋白质是否完全合成，成熟蛋白质是否具有信号序列，以及是否能跨膜转移？

1）一种胞质蛋白的mRNA；无SRP；无SRP受体；无微体。

2）编码分泌蛋白的mRNA；无SRP；无SRP受体；无微体。

3）编码分泌蛋白的mRNA；加入外源SRP；无SRP受体；无微体。

4）编码分泌蛋白的mRNA；加入外源SRP；加入游离的SRP受体（不结合在膜上）；

无微体。

5）编码分泌蛋白的mRNA；加入外源SRP；加入SRP受体（结合在膜上）；加入微体。