细胞生物学复习资料新版.doc
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1、第一章 绪论1. 细胞生物学:是研究细胞基本生命活动规律的科学,它是在不同层次(显微、亚显微与分子水平)上以研究细胞结构与功能、细胞增殖、分化、衰老与凋亡、细胞信号传递、真核细胞基因表达与调控、细胞起源与进化等为主要内容。核心问题是将遗传与发育在细胞水平上结合起来。第二章 细胞的统一性与多样性2. 细胞:细胞是生命活动的基本单位,一切有机体(除病毒外)都由细胞构成,细胞是构成有机体的基本单位。3. 细胞的基本共性:所有的细胞都有相似的化学组成脂-蛋白体系的生物膜DNA-RNA的遗传装置蛋白质合成的机器-核糖体一份为二的分裂方式4. 古核细胞:指一些生长在极端特殊环境中的细菌,过去把它们归属为原
2、核生物是因为其形态结构、DNA结构及其基本生命活动方式与原核细胞相似。真核细胞的三大结构共性:以脂质及蛋白质为基础的生物膜结构体系。以核酸(DNA或RNA)与蛋白质为主要成分的遗传信息表达体系。由蛋白质分子组装构成的细胞骨架体系。表3-2 原核细胞与真核细胞的区别 区别原核细胞真核细胞大小110m10100m细胞核无核膜有双层的核膜染色体形状环状DNA分子线性DNA分子数目一个基因连锁群2个以上基因连锁群组成DNA裸露或结合少量蛋白质DNA同组蛋白和非组蛋白结合DNA序列无或很少有重复序列有重复序列基因表达RNA和蛋白质在同一区间合成RNA在核中合成和加工;蛋白质在细胞质中合成细胞分裂二分或出
3、芽有丝分裂和减数分裂,少数出芽生殖。内膜无独立的内膜有,分化成各种细胞器鞭毛构成鞭毛蛋白微管蛋白光合与呼吸酶分布质膜线粒体和叶绿体核糖体70S(50S+30S)80S(60S+40S)营养方式吸收,有的行光合作用吸收,光合作用,内吞细胞壁肽聚糖、蛋白质、脂多糖、脂蛋白纤维素(植物细胞)5. 外显子:外显子就是在成熟mRNA中保留下的部分,也就是说成熟mRNA对应于基因中的部分。6. 内含子:内含子是指在mRNA加工过程中被剪切掉的部分,在成熟mRNA中不存在的部分。病毒与细胞在生命起源上的关系:病毒是非细胞形态的生命体,但所有的病毒必须在细胞内才能表现它们的基本生命活动。证明:1.由于病毒的彻
4、底寄生性,所有的病毒毫无例外,必须要在细胞内复制与增殖,才能表达其基本生命现象,没有细胞的存在也就没有病毒的繁殖。2.有些病毒的核酸与哺乳动物细胞DNA某些片段的碱基序列十分相似。3.病毒可以看作DNA与蛋白质或RNA与蛋白质的复合大分子,与细胞内核蛋白分子有相似之处。、4.脊椎动物中普遍存在的第二类反转录转座子的两端含有长末端重复序列,结构与整合于基因组上的反转录病毒十分相似。第三章 细胞生物学的研究方法1. 分辩率:分辩率是指区分开两个质点间的最小距离。2. 超薄切片:电子束穿透力很弱,须将标本制成nm的超薄切片。3. 原代培养: 原代培养是指直接从机体取下细胞、组织和器官后立即进行培养。
5、4. 传代培养:将培养细胞从培养器中取出,把一部分移至新的培养器中再进行培养,这种培养方式称为传代培养,亦称为继代培养或连续培养。5. 有限细胞系:这些存活的细胞一般又可以顺利地传4050代次,并且仍保持原来染色体的二倍数量及接触抑制的行为,很多学者把这种传代细胞称作有限细胞系。6. 无限细胞系:细胞永生性也称不死性,即细胞获持久性增殖能力,这样的细胞群体称无限细胞系,也称连续细胞系7. 单克隆抗体技术:是将产生抗体的单个B淋巴细胞同肿瘤细胞杂交, 获得既能产生抗体, 又能无限增殖的杂种细胞,并以此生产抗体的技术。其原理是: B淋巴细胞能够产生抗体, 但在体外不能进行无限分裂; 而瘤细胞虽然可
6、以在体外进行无限传代, 但不能产生抗体。8. 简述普通复式光,荧光,电子和扫描隧道显微镜的特点并进行比较。答:普通复式光学显微镜:光源是可见光,由目镜与物镜,照明系统和机械机架系统3部分组成。其最大的分辨率是0.2um9. 荧光显微镜:光源为紫外光,其增加了两套滤光片【激发光滤片和阻断滤片】只能让染料所发出的荧光通过。10. 电子显微镜:光源为电子束,其分辨率高,用电磁透镜聚焦,且镜筒要求真空,图像需用荧光屏来显示或用感光胶片做记录。11. 扫描隧道显微镜:是一种在纳米水平上探测微光世界物质表面形貌的仪器,主要原理是利用量子力学中隧道效应。主要特点:1.具有原子尺度的高分辨本领,2.可以在真空
7、,大气,液体等多种条件下工作,3.非破坏性测量。第四章 细胞质膜1. 脂质体:脂质体是指根据磷脂分子可在水相中形成的脂双层膜的趋势而制备的人工膜。2. 外在膜蛋白:外在膜蛋白约占膜蛋白的2030,分布在膜的内外表面,主要在内表面,为水溶性蛋白,它通过离子键、;氢键与膜脂分子的极性头部相结合,或通过与内在蛋白的相互作用,间接与膜结合。3. 内在膜蛋白:内在蛋白约占膜蛋白的7080,是双亲媒性分子,可不同程度的嵌入脂双层分子中。有的贯穿整个脂双层,两端暴露于膜的内外表面,这种类型的膜蛋白又称跨膜蛋白。脂锚定膜蛋白:位于脂双层表面,与脂双层内的脂分子共价连接的膜结合蛋白。4. 膜骨架:膜骨架是由膜蛋
8、白和纤维蛋白组成的网架,它参与维持细胞质膜的形状并协助质膜完成多种生理功能,这种结构称为膜骨架。5. 细胞外基质:细胞外基质是由动物细胞合成并分泌到胞外、分布在细胞表面或细胞之间的大分子, 主要是一些多糖和蛋白, 或蛋白聚糖。这些物质构成复杂的网架结构,支持并连接组织结构、调节组织的发生和细胞的生理活动。6. 粒桥:细胞与细胞间的一种锚定连接方式,在质膜内表面有明显的致密胞质斑,位与之连接的中间丝提供锚定位点。7. 半桥粒:位于上皮细胞基底面的一种特化的黏着结构,将细胞黏附到基膜上。 第五章 物质的跨膜运输1. 载体蛋白:载体蛋白是多回旋折叠的跨膜蛋白质,它与被传递的分子特异结合使其越过质膜。
9、通道蛋白:通道蛋白是一类横跨细胞膜,能使适宜大小的分子及带电荷的分子通过简单的自由扩散运动, 从质膜的一侧转运到另一侧的蛋白质。2. 主动运输:主动运输是指物质逆浓度梯度,在载体的协助下,在能量的作用下运进或运出细胞膜的过程。3. 被动运输:被动运输是指通过简单扩散或协助扩散实现物质由高浓度向低浓度方向的跨膜转运。4. 简单扩散:也叫自由扩散,是指物质从高的一侧通过细胞膜向浓度低的一侧转运,例如(O2、CO2、N2、甘油、乙醇、苯)等物质,可以从浓度高的一侧转运到浓度低的一侧。这种物质出入细胞的方式。5. 协助扩散:是指非脂溶性物质或亲水性物质, 如氨基酸、糖和金属离子等借助细胞膜上的膜蛋白的
10、帮助顺浓度梯度或顺电化学浓度梯度, 不消耗ATP进入膜内的一种运输方式。6. 协同转运:协同转运是一类由Na+-K+泵(或H+泵)与载体蛋白协同作用,靠间接消耗ATP所完成的主动运输方式。7. 胞吞作用:质膜四陷将所摄取的液体或颗粒物质包裹,逐渐成泡,脂双层融合、箍断,形成细胞内的独立小泡。8. 胞吐作用:运输小泡通过与细胞质膜的融合将内容物释放到细胞外基质的过程称为胞吐作用。9. 细胞识别: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,进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。 10. 信号通路:细胞接受外界信号,通过一整套特定的机制,将胞外信号
11、转导为胞内信号,最终调节特定基因的表达,引起细胞的应答反应,这种反应系列称之为细胞信号通路。主动运输、被动运输、胞吞、胞吞的区别能够通过小分子和离子方式物质浓度载体和能量物质举例被动运输自由扩散高低都不需要O2,CO2,水协助扩散高低需要载体.不需要能量葡萄糖,氨基酸,K+,Na+主动运输低高都需要葡萄糖,氨基酸,K+,Na+大分子.小颗粒胞吞通过细胞质膜内陷形成囊泡将外界物质裹进细胞内需要消耗能量,如:白细胞吞噬病菌胞吐将细胞内的分泌泡或膜泡中的物质通过细胞质膜运到细胞外,需要消耗能量。如内分泌细胞分泌蛋白质激素不能通过小分子细胞不需要的小分子和离子一般不能通过细胞膜大分子淀粉,脂肪,蛋白质
12、等大分子和一般不能通过细胞膜第六章 线绿体和叶绿体1. 呼吸链:呼吸链又称电子传递链,是由一系列电子载体构成的,从NADH或FADH2向氧传递电子的系统。2. 原初反应:原初反应是指从光合色素分子被光激发,到引起第一个光化学反应为止的过程,它包括光能的吸收、传递与光化学反应。3. 循环式光合磷酸化:在循环式电子传递中,光驱动的电子从PS传递给铁氧化还原蛋白后不是进一步传递给NADP+,而是传递给细胞色素b6/f复合物,再经由质体蓝素(PC)而流回到PS。在此过程中, 电子循环流动, 促进质子梯度的建立,并与磷酸化相偶联,产生ATP,故称为循环式光合磷酸化。循环式光合磷酸化的最终产物只有ATP。
13、4. 非循环式光合磷酸化:在线性电子传递中,光驱动的电子经两个光系统最后传递给NADP+,并在电子传递过程中建立H+质子梯度,驱使ADP磷酸化产生ATP。非循环式电子传递和光合磷酸化的最终产物有ATP、NADPH、分子氧。5. 线粒体的结构:线粒体是由内外两层彼此平行的单位膜套叠而成的封闭的囊状结构。外膜通透性较高,含孔蛋白起界膜作用,内膜高度不通透性,向内折叠形成嵴含有与能量转换相关的蛋白。外膜和内膜将线粒体分割成两个区室:一个是内外膜之间的腔隙,称为膜间隙,膜间隙中含许多可溶性酶、底物及辅助因子;另一个是内膜所包围的空间,称为基质,基质中含三羧酸循环酶系、线粒体基因表达酶系等以及线粒体DN
14、A, RNA,RNA核糖体。6. 呼吸链的结构:呼吸链是由一系列电子载体组成,参加呼吸链的电子载体有五种:黄素蛋白、细胞色素、泛醌、铁硫蛋白和铜原子。各种载体组成4个多蛋复合物,由复合物、组成NADH呼吸链,传递氧化NADH释放的电子;、组成FADH2呼吸链传递氧化FADH2释放的电子。7. 叶绿体的结构:叶绿体由叶绿体膜、类囊体和基质3部分组成。叶绿体膜:由内膜和外膜组成,及内外膜之间有膜间隙。内膜通透性大含有孔蛋白,内膜上有很多转运蛋白。类囊体:捕光系统、电子传递链和ATP合成酶都位于类囊体膜上。基质:含有可溶性蛋白质和其他代谢活跃物质,是光合作用固定Co2的场所。8. 光合链的构成:即光
15、合作用中的电子传递链,是由一系列特殊的电子载体构成的。按氧化还原电位顺序依次传递的途径。见书上的149页图。9. 化学渗透假说其认为,电子在传递过程中所释放的能量转换成了跨膜的氢离子浓度的势能,这种势能驱动氧化磷酸化合光合磷酸化反应合成ATP。10. ATP合成酶构造:其由球状的F1头部和嵌于内膜的Fo基部组成. F1由5种类型的9个亚基组成,其组分为见书139页的,三个 亚基和三个 亚基交替排列,形成一个橘瓣状的结构,亚基和 亚基有很强的亲和力,结合在一起形成转子位于 的中央,共同旋转以调节3个亚基催化位点的开放和关闭, 亚基是F1和F0相连所必需的。F0:是嵌合在内膜的疏水性复合蛋白体,由
16、abc3种亚基按照一定比例组成的一个跨膜质子通道。11. 为何线粒体核叶绿体是半自主性细胞器?线粒体和叶绿体的绝大多数蛋白质是由核基因编码,在细胞质核糖体上合成,然后转移到线粒体或叶绿体内,与线粒体或叶绿体DNA编码的蛋白质协同作用,在两者协同作用的关系中,细胞核的功能更重要,一方面它提供了绝大部分遗传信息,另一方面它具有关键的控制功能,既线粒体和叶绿体的自主程度是有限的 ,它们对核遗传系统有很大的依赖性。因此,线粒体和叶绿体的生长何增殖是受核基因组及其自身的基因组两套遗传系统的控制,所以称为半自主性细胞器。 12. 内共生起源学说及其证明:内共生起源学说:线粒体和叶绿体分别起源于原始真核细胞
17、内共生的细菌和蓝藻。主要论据:线粒体和叶绿体的基因组在大小、形态和结构方面与细菌的相似。线粒体核叶绿体有自己完整的蛋白质合成系统,能独立合成蛋白质。线粒体和叶绿体的两层被膜有不同的进化来源,外膜与内膜的结构和成分差异很大。线粒体和叶绿体能以分裂的方式进行繁殖,这与细菌的繁殖方式类似。线粒体和叶绿体能在异源细胞内长期生存。线粒体的祖先很可能来自反硝化副球菌或紫色非硫光合细菌。发现介于包内共生蓝藻与叶绿体之间的结构-蓝小体,其特征在很多方面可作为原始蓝藻向叶绿体演化的佐证。第七章 真核细胞内膜系统、蛋白质分选与膜泡运输1. 细胞质基质:细胞质基质是除去能分辨的细胞器以外的胶状物质。2. 信号肽:从
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