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1、一、绪论（一）细胞生物学（cell biology): 从细胞整体水平、亚显微结构水平和分子水平三个层面来研究细胞的结构及其生命活动规律的科学。 形态研究：光镜、电镜功能研究：新陈代谢、相互关系（二）细胞生物学的发展阶段英国，Robert Hooke，发现细胞，cell。德国，Schleiden和Schwann，提出细胞学说（cell theory）：一切生物都是由细胞组成的，细胞是生物形态结构和功能的基本单位。（三）真核生物(Eukaryocyte）与原核生物（Prokaryocyte）的比较膜脂磷脂、胆固醇、糖脂膜蛋白膜内在蛋白、膜外在蛋白、脂锚定蛋白糖脂和糖蛋白2、 细胞膜化学组成细胞膜
2、的结构流动性不对称性生物膜的特征片层结构模型单位膜模型液态镶嵌模型脂筏模型细胞膜的分子结构模型（一）膜相结构：细胞中由膜参与组成的结构，如细胞膜、内质网、高尔基复合体、线粒体、溶酶体、核膜等。 生 细胞质膜 物 膜 内膜系统（endomembrane system)：细胞内在结构和功能上为连续统一体的细胞内膜单位膜 (unit membrane)：在透射电镜下，生物膜呈现“两暗夹一明”的三层结构，内外两个电子致密的“暗”层中间夹着电子密度低的“亮”层，这种结构称为单位膜。（二）细胞膜的分子结构及特性细胞表面：细胞外被、质膜和表层胞质溶液 磷脂：双亲性（双分子层，球状分子团，脂质体 liposo
3、me） 胆固醇：双亲性，能够稳定膜和调节膜流动性 膜脂 糖脂：与细胞识别有关，主要位于质膜的非胞质面， （基本骨架）细胞膜化学组成 整合蛋白：跨膜蛋白、贯穿，胞外、胞质和跨膜三个结构域 膜蛋白 外周蛋白：非共价键，容易分离 ，温和方法可去除（PH,离子强度） 锚定蛋白：共价键，只能用去垢剂分离（SDS） 糖蛋白：糖同氨基酸连接方式：O连接，N连接 膜糖类 糖 脂 ： 膜糖（细胞外被）的功能：保护作用、分子识别、蛋白质进行正确 的运输和定位、免疫原性，ABO血型生物膜的特征： 流动性：膜脂、膜蛋白处于不断运动中 方向性：运输，识别 不对称性：细胞膜各种成分的分布不均匀性 功能特异性 影响膜流动性
4、的因素：脂肪酸链的饱和程度（饱和度大，流动性弱）与其长度（短，流动性强）、胆固醇的含量（多，弱）、卵磷脂和鞘磷脂的比值（高，强）、膜蛋白量（多，弱）（三）生物膜的分子结构模型：片层结构模型 、单位膜模型、流动镶嵌模型（强调了膜的流动性和不对称性）、脂筏模型（蛋白质相互作用、参与信号转导、蛋白质运输）MEMBRANE TRANSPORT（重点）被动运输(passive transport)无载体介导简单扩散 (simple diffusion)：某些小分子物质直接溶于膜脂双层，由 高浓度向低浓度跨膜转运，又称被动扩散 特点：顺浓度或电化学梯度扩散，不需要提供能量， 没有膜蛋白协助帮助扩散跨膜运输
5、（小分子物质） 载体蛋白介导的易化扩散：（facilitated diffusion)：载体介导离子通道蛋白介导的运输：电压闸门、配体闸门、压力门控载体蛋白介导的主动运输(active transport)；ABC transports：单向运输，协同运输 吞噬(phagocytosis)：颗粒物质（ 细胞碎片、细菌 ）胞饮(pinocytosis) 细胞摄入液滴的过程，其速度的快慢 与细胞外该物质的浓度有关。受体介导的内吞作用(receptor mediated endocytosis)；特异性 低密度脂蛋白胞吞(endocytosis) 主动运输（Active transport） Ves
6、icle transport(膜泡运输)大分子和颗粒物质胞吐（exocytosis）：形成、移位、入坞、融合 （四）小分子细胞膜跨膜运输（ 重点） 细胞膜具有半透过性（选择性透过）；扩散率取决于分子量大小、脂溶性、极性、电荷。 易化扩散：各种极性分子和无机离子，如葡萄糖、氨基酸、核苷酸以及细胞代谢物等通过膜转运蛋白顺浓度梯度或电化学梯度降低方向的跨膜转运过程称为易化扩散。主动运输：由载体蛋白介导的物质逆浓度梯度或电化学梯度、由浓度低的一侧向浓度高的一侧进行跨膜转运的方式；特点：逆浓度梯度（或电化学梯度）扩散；需要消耗能量；由膜转运蛋白的协助。 单向运输：一些载体蛋白简单地将一种溶质分子从膜的一
7、侧转运到另一侧，称为单向运输。 协同运输：一些载体蛋白在转运一种溶质分子时同时或随后伴随转运另一种溶质分子，称为协同运输（钠离子和葡萄糖）。协同运输分对向协同运输和同向协同运输。 （五）细胞连接：组织中相邻细胞膜接触区域特化形成一定的连接结构，称为细胞连接（cell junction ）细胞连接三大类型：封闭连接、锚定连接、通讯连接(1)封闭连接： 结构特点：细胞之间无空隙； 分布：上皮细胞近管腔的侧面； 功能： 连接相邻细胞 封闭细胞间隙的作用，可防止管腔内物质自由进入细胞间隙。 形成上皮细胞质膜蛋白与脂质分子侧向扩散的屏障。维持细胞极性 (保障小肠上皮细胞葡萄糖的定向运输、血脑屏障的结构基
8、础）(2)锚定连接：由细胞骨架参与的细胞连接1、 连接蛋白组成：1.跨膜连接蛋白（如，钙粘蛋白cadherin, 整合素integrin)2.胞内骨架纤维 3 胞内附着蛋白（如，连环蛋白-catenin)黏合连接（肌动蛋白） 黏合带：细胞与细胞间连接 黏着斑:细胞与细胞外基质 桥粒：细胞与细胞间连接桥粒连接 （中间纤维）半桥粒：细胞与细胞外基质(3) 通讯连接包括间隙连接和突触连接；间隙连接由连接子构成；突触连接以化学突触的形式连接细胞粘附分子（cell adhesion molecule, CAM)：钙粘素（cadherin)、选择素（selectin)、整合素(integrin)、免疫球蛋
9、白超家族(Ig-superfamily, Ig-SF)、蛋白聚糖累整合膜蛋白细胞的社会性：细胞与细胞、细胞外环境乃至整个机体的相互依存、相互作用、相互制约即细胞的社会性。细胞外基质功能：支持、锚定、组织分离、胞间通讯；主要化学组成：氨基聚糖和蛋白多糖、胶原与弹性蛋白、非胶原糖蛋白（纤粘连蛋白细胞黏着和层粘连蛋白细胞与基膜连接）；大骨节病-蛋白聚糖减少u三、内膜系统内膜系统（endomembrane system）（重点）：细胞内结构、功能及其发生上相互密切关联（有的直接联系，有的靠转运小泡联系（真核特有）的模型结构细胞器总称。主要包括内质网、高尔基复合体、溶酶体、各种转运小泡以及核膜（过氧化物
10、酶体）等。起源：从系统发生来看内膜系统起源于质膜的内陷 内膜系统形成的意义：1）内膜系统的出现增大表面积，提高了代谢水平和功能效率。 2）细胞内区域化，彼此独立，互不干扰 3）各细胞器间以及细胞器和胞质间相互依存、高度协调地进行代谢活动内膜系统功能：(重点)1）合成蛋白质、酶、脂类和糖类的场所 2）包装和运输合成物质 3）蛋白质分选蛋白质分选运输方式：门控运输、跨膜运输、膜泡运输（1） 核糖体活性部位 mRNA结合位点（小亚基），P位：供体部位， A位：受体部位 转肽酶活性部位：催化肽键的形成（大亚基）， GTP酶活性部位（大亚基） 因子结合部位（二）内质网（endoplasmic retic
11、ulum，ER）（1）化学组成：磷脂酰胆碱含量丰富，鞘磷脂少；所含蛋白质比细胞膜多；标志酶：葡萄糖-6-磷酸酶形态结构：单位膜结构的小管、小泡或扁囊连接成的三维网状膜系统分类：SER与 RER（根据内质网膜表面是否有核糖体）（2）粗面内质网（重点）粗面内质网与外输性蛋白质的分泌合成、加工修饰及转运过程密切相关（功能）易位子（translocon ）： 位于内质网膜上的与新合成的多肽进入内质网有关的蛋白复合体，其本质是一种通道蛋白内质网功能（重点）：1）作为核糖体附着的支架（外输性蛋白、膜整合蛋白、可溶性蛋白）;2）新生多肽链的正确折叠和装配（内质网为新生多肽链的正确折叠和装配提供了有利的环境。
12、分子伴侣：能特异地识别新生肽链或部分折叠的多肽并与之结合，帮助多肽链进行转运、折叠和组装的结合蛋白，但其本身并不参与最终产物的形成；分子伴侣蛋白共同特点是含有KDEL序列与ER膜上受体结合而驻留在腔内，也称驻留蛋白）；3） 蛋白质合成的质量控制（分子伴侣） 内质网至高尔基体的蛋白质必须是正确折叠和组装的。 分子伴侣可特异性地识别错误折叠和未完全装配的蛋白，并阻留在内质网内。 错误折叠蛋白从内质网腔转到细胞基质，进而被降解，消除了异常蛋白的形成。4）蛋白质的糖基化（内质网上为N-连接糖基化，单糖或寡糖与蛋白质的天冬酰胺残基侧链NH2 基团结合生成糖蛋白，糖基转移酶；意义：增加蛋白稳定性，完善蛋白
13、质功能，帮助其正确折叠）；5）蛋白质的运输（3）分泌蛋白的合成过程（重点）1）信号肽引导核糖体结合到内质网膜上（蛋白质合成开始于细胞质中的核糖体，通过新生肽链上的信号肽将核糖体引导到内质网膜上，并在内质网中完成蛋白质的合成，而信号肽本身则在蛋白质合成完成之前就被内质网腔的信号肽酶切除） 2）新生肽链到内质网腔的跨膜转运（多肽链通过内质网膜进入内质网腔是和翻译同步进行的，即协同翻译转运） 3）蛋白质在内质网腔内的折叠（需要分子伴侣的参与，它们能特异性的识别新生肽链或部分折叠的多肽与之结合，帮助这些多肽折叠） 4）蛋白质在内质网腔内的糖基化（在内质网合成的大部分蛋白质都需要进行糖基化，形成糖蛋白，在内质网腔中进行的糖基化是N连接的寡糖糖基化） 5）蛋白质由内质网向高尔基体的运输信号肽（signal peptide） ：是蛋白
