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1、 一、绪论1、细胞学（ Cytology）是从显微和亚显微两个结构层次上研究细胞结构、功能和生活史的学科；2、细胞生物学是研究细胞基本生命活动规律的科学，从显微水平、亚显微水平和分子水平三个层次上，研究细胞的结构、功能及各种生命活动规律，是现代生命科学的基础学科。3细胞生物学的主要研究内容 （一）细胞核、染色体以及基因表达的研究 （二）生物膜与细胞器的研究 （三）细胞骨架体系的研究 （四）细胞增殖及其调控 （五）细胞分化及其调控 （六）细胞的衰老及凋亡 （七）细胞的起源与进化 （八）细胞工程4、当前细胞生物学研究中的三大基本问题 细胞内的基因组是如何在时间与空间上有序表达 结构蛋白与核酸、脂类
2、、多糖及其复合物是如何自组装的 活性因子与信号分子是如何调节细胞生命活动过程的5、基因组学(Genomics)：研究生物基因组的组成,组内各基因的精确结构、相互关系及表达调控的科学。6、蛋白质组（Proteom ）：蛋白质组指的是一个物种，组织或细胞内的全部蛋白质。7、蛋白质组学（Proteomics）：是应用各种手段与方法来研究蛋白质组的一门新兴学科，其目的是通过从整体角度分析细胞内动态变化的蛋白质组成、表达水平、修饰状况、蛋白质之间以及蛋白质与其它生物分子之间的相互作用，从而了解蛋白质的功能及其在生命过程中的作用。 8、细胞学说主要内容和意义 细胞是有机体， 一切动植物都是由单细胞发育而来
3、， 即生物是由细胞和细胞的产物所组成； 所有细胞在结构和组成上基本相似； 新细胞是由已存在的细胞分裂而来； 生物的疾病是因为其细胞机能失常。 细胞学说的提出对生物科学的发展具有重大的意义。 有了这个发现, 比较解剖学、生理学和胚胎学才获得了巩固的基础。” 十九世纪三大发现之一 是现代生物学的三大基石之一 实验细胞学（Experimental Cytology）是指采用实验的手段研究细胞学的问题,即从形态结构的观察深入到生理功能、生物化学及遗传发育机理的研究。10、细胞生理学主要是研究细胞对其周围环境的反应,细胞生长与繁殖的机理,细胞从环境中摄取营养的能力,机体代谢功能与其复制方法,细胞的兴奋性
4、、收缩性、分泌和细胞活动的其它表现机制,生物膜的主动运输和能量传递与生物电等。二、细胞的统一性与多样性1、细胞（cell）：细胞是由膜包围的、能进行独立繁殖的最小原生质团，是生命活动的基本单位。2、原生质（Protoplasm）：1840年由Pukinje 首先提出来的。指活细胞内所含有的生活物质；具有生命现象的细胞活物质。从现代概念来讲包括细胞质和细胞核。3、细胞质（Cytoplasm）：指质膜以内、细胞核以外的原生质。它不是匀质的，其结构大体划分为两部分，一部分是有形结构，称为细胞器（Organelle），另一部分是可溶相，称细胞质基质（Cytoplasmic matrix）。4、细胞器（
5、Organelle ）：指存在于细胞中，用光镜或电镜能够分辩出的，具有一定形态特点并执行特定功能的结构。5、为什么说细胞是生命活动的基本单位 一切有机体都由细胞构成，细胞是构成有机体的基本单位 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 细胞是有机体生长与发育的基础 细胞是遗传的基本单位，细胞具有遗传的全能性 没有细胞就没有完整的生命6为什么说支原体是最小的细胞 一个细胞生存与增殖必须具备的结构装置与机能是：细胞膜、遗传信息载体DNA 与RNA、进行蛋白质合成的一定数量的核糖体以及催化主要酶促反应所需要的酶。 从保证一个细胞生命活动运转所必须的条件看，有人估计完成细胞功能至
6、少需要100种酶，这些分子进行酶促反应所必须占有的空间直径约为50nm ，加上核糖体（每个核糖体直径约1020nm），细胞膜与核酸等，我们可以推算出来，一个细胞体积的最小极限直径不可能小于100nm，而现在发现的最小支原体细胞的直径已接近这个极限。 7、古核细胞与真核细胞的相似性 细胞壁成分与真核细胞相似。 DNA与基因结构：古细菌DNA中有重复序列的存在。多数古核细胞的基因组中存在内含子。 有类核小体结构有类似真核细胞的核糖体。 5S rRNA：根据对5S rRNA的分析，认为古细菌与真核生物同属一类，而真细菌却与之差距甚远。根据DNA聚合酶分析、氨基酰tRNA合成酶的作用、起始氨基酰tRN
7、A与肽链延长因子等分析，也说明古细菌与真核生物在进化上的关系较真细菌类更为密切。第三章 生物膜系统的作用是什么 、细胞膜不仅是细胞结构上的边界,使细胞具有一个相对稳定的内环境、以生物膜系统为基础形成了各种独立的、重要的细胞器。、细胞内部由双层核膜将细胞分成两大结构与功能区域 细胞质与细胞核，、在物质的交换与跨膜运输，信息与能量的传递和化学反应等生命过程中发挥重要作用。2、细胞骨架的功能 细胞骨架对细胞形态与内部结构的合理排布起支架作用， 细胞内大分子的运输，细胞的运动与细胞器的位移， 细胞信息的传递，基因表达，蛋白合成， 细胞的分裂与分化等重要的生命活动都与细胞骨架关系密切。3、真核细胞与原核
8、细胞结构与功能方面主要区别复习四1、普通复式光学显微镜技术结构2、相差显微镜原理 3、微分干涉显微镜原理 4、荧光显微镜技术原理激发滤光片位于光源和物镜之间，其作用是选择激发光的波长范围；阻断滤光片多采用长波通滤片，其作用是吸收和阻挡激发光进入目镜，防止激发光干扰荧光和损伤眼睛5、激光扫描共聚焦显微镜技术原理 (图) 6、荧光共振能量转移技术7、 荧光漂白恢复技术 fluorescence recovery after photobleaching （FRAP)检测活体细胞表面或细胞内部的分子运动以及在各种结构上分子动态变化率的大小。 荧光脱色恢复技术是研究膜蛋白或膜脂流动性的基本实验技术之一
9、。用荧光素标记膜蛋白或膜脂，然后用激光束照射细胞表面某一区域，使被照射区的荧光淬灭变暗。由于膜的流动性，淬灭区域的亮度逐渐增加，最后恢复到与周围的荧光强度相等。根据荧光恢复的速度可推算出膜蛋白或膜脂扩散速度。 8、扫描电镜原理样品表面或断面的形貌特征的观察技术9、扫描遂道显微镜 原理 扫描探针与样品接触或达到很近距离时，即产生彼此间相互作用力，如 量子力学中的隧道效应（隧道电流）、原子间作用力、磁力、摩擦力等， 并在计算机显示出来，从而反映出样品表面形貌信息、电特性或磁特性等。复习五1、原代细胞：是指从机体取出后立即培养的细胞。有人把培养的第1 代细胞与传10代以内的细胞统称为原代细胞培养2、
10、传代细胞：适应在体外培养条件下持续传代培养的细胞称为传代细胞。3、两个或多个细胞融合成一个双核或多核细胞的现象称为细胞融合（cell fusion）。4、几个概念 基因型相同的细胞形成的融合细胞称为同核融合细胞（homokaryon）； 基因型不同的细胞形成的融合细胞称为异核融合细胞（heterokaryon）。含有两个核的同核融合细胞可通过同步有丝分裂产生含有一个异常大核的单核子细胞，其染色体数为正常数目的两倍，这些染色体是从原来两个核承袭而来的。通过细胞杂交形成的单核子细胞称为融合核细胞（synkaryon5、显微操作技术（micromanipulation ）是早期建立的一种胚胎学技术，
11、即在显微镜下，用显微操作装置对细胞进行解剖和微量注射（microinjection）的技术。现在显微操作装置的设计愈来愈精密，不仅用于核移植，而且亦可对细胞核进行解剖和向核内注入基因复习六1 细胞膜(cell membrane)又称细胞质膜(plasma membrane)，是指围绕在细胞最外层,由脂类和蛋白质组成的生物膜。2什么是三明治式质膜J. Danielli & H. Davson 1935 发现质膜的表面张力比油水界面的张力低得多，推测膜中含有蛋白质并提出“蛋白质 -脂类-蛋白质”的三明治式的质膜结构模型。 1959年在上述基础上提出了修正模型，认为膜上还具有贯穿脂双层的蛋白质通道，
12、供亲水物质通过。这一模型影响达20年之久。3、单位膜模型J. D. Robertson 1959年 提出了单位膜模型并大胆地推断所有的生物膜都由蛋白质 -脂类-蛋白质的单位膜构成，利用超薄切片技术获得了清晰的细胞膜照片，显示暗 -明-暗三层结构，两侧的暗带厚度约2nm,推测是蛋白质, 中间亮带厚度约3.5nm，推测是脂双层分子, 整个膜的厚度约7.5nm 4、流动镶嵌模型流动镶嵌模型主要强调：(1)膜的流动性,膜蛋白和膜脂均可侧向运动；(2)膜蛋白分布的不对称性,有的镶在膜表面,有的嵌入或横跨脂双分子层。 “液 晶态模型” 、“板块镶嵌模型 ” 这是目前比较公认的模型5.脂筏模型（即在生物膜上
13、胆固醇富集而形成有序脂相，如同“脂筏” 一样载着各种蛋白，脂筏最初可能在内质网上形成转运到细胞质膜上后，有些脂筏可在不同程度上与膜下细胞骨架蛋白交联。 (1)具有极性头部和非极性尾部的磷脂分子在水相中具有自发形成封闭的膜系统的性质, 以疏水性尾部相对,极性头部朝向水相的磷脂双分子层是组成生物膜的基本结构成分, 尚未发现在生物膜结构中起组织作用的蛋白。 (2)蛋白分子以不同的方式镶嵌在脂双层分子中或结合在其表面 ,蛋白的类型，蛋白分布的不对称性及其与脂分子的协同作用赋予生物膜具有各自的特性与功能。 (3)生物膜可看成是蛋白质在双层脂分子中的二维溶液。然而膜蛋白与膜脂之间 ,膜蛋白与膜蛋白之间及其
14、与膜两侧其它生物大分子的复杂的相互作用,在不同程度上限制了膜蛋白和膜脂的流动性。6、脂质体（liposome） 脂质体（liposome）是根据磷脂分子可在水相中形成稳定的脂双层膜的趋势而制备的人工膜。人工脂质体可用于转基因、制备的药物、研究生物膜的特性7、细胞质膜的基本功能 为细胞的生命活动提供相对稳定的内环境； 选择性的物质运输，包括代谢底物的输入与代谢产物的排出； 提供细胞识别位点，并完成细胞内外信息的跨膜传递； 为多种酶提供结合位点，使酶促反应高效而有序地进行； 介导细胞与细胞、细胞与基质之间的连接； 参与形成具有不同功能的细胞表面特化结构。 很多膜蛋白可作为疾病治疗的药物靶标。复习七
15、一、脂双层的不透性和膜转运蛋白膜转运蛋白 载体蛋白(Carrier protein):只允许与载体蛋白上结合部位相适应的溶质分子通过通道蛋白(Channel protein):根据溶质大小和电荷进行辨别二、被动运输与主动运输被动运输（passive transport）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。顺浓度梯度动力来自物质的浓度梯度,不消耗ATP（一）简单扩散 (Simple Diffusion) （二）水孔蛋白：水分子的跨膜通道（三）协助扩散（facilitated diffusion）(四）主动运输 三、 离子泵和协同转运 P-型离子泵、V-型质子泵、F- 型质子泵、ABC 超家族（一）、P-型离子泵（1）钠钾泵：ATP直接提供能量又称Na +泵或 Na+/K+交换泵，或Na + -K+ ATP酶；Na +-K+ ATPase是由两个大亚基( 亚基) 和两个小亚基(亚基)组成；、（二）、V-型质子泵和F-型质子泵 转运H +过程中不形成磷酸化的中间体 V-型质子泵 动物细胞胞内体、溶酶体膜、破骨细胞和某些肾小管细胞的质膜；植物、酵母和其他真菌细胞液泡膜上 利用ATP水解供能从细胞质基质中逆H +电化学梯度泵出H +进入细胞器，维持细胞质基质pH中性和细胞器内的 pH酸性 F-型质子泵 细菌
