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1、第一章 绪论细胞：(cell)是生物体形态构造和生命活动的基本单位。细胞学(cytology)：是研究细胞生命现象的科学，其研究范畴涉及：细胞的形态构造和功能、 分裂和分化、遗传和变异以及衰老和死亡等。细胞生物学(cell biology)：是从细胞、亚细胞和分子水平研究细胞生命活动的学科。医学细胞生物学（medical cell biology)：是以细胞生物学和分子生物学为基本，研究和探讨人体细胞的构造、功能、发生、发展、成长、衰老、死亡的生命活动规律及其发病机理与防治的科学。细胞生物学研究的重要任务：将细胞作为生命活动的基本单位，从细胞、亚细胞及分子水平上把细胞的构造和功能统一起来，以动
2、态观点来摸索细胞的多种生命活动。细胞生物学的分支学科:细胞遗传学、细胞生理学、细胞化学、细胞社会学、细胞形态学、分子细胞学 第二节 细胞生物学的发展简史一、细胞的发现和细胞学说的创立阶段时间跨度：显微镜的发明19世纪中叶 突出成就：发现了细胞并创立了细胞学说重要事件： Janssen兄弟试制成第一台复式显微镜； Robert Hooke发现并命名了细胞； Leeuwenhoek初次观测到活细胞； Schleiden和Schwann提出了细胞学说。二、典型细胞学阶段时间跨度：19世纪中叶20世纪初叶 突出成就：采用固定和染色措施观测细胞的形态构造，使细胞学得到蓬勃的发展重要事件：Flemming
3、发现细胞的有丝分裂现象；Hertwig发现受精现象和减数分裂现象。局限性之处：对细胞的研究仍停留在形态构造的观测上三、实验细胞学阶段时间跨度：20世纪初叶20世纪中叶重要特点：应用实验措施，不再只偏重形态研究；相邻学科渗入，众多分支学科逐渐形成；电子显微镜发明并应用，对细胞形态的研究进一步到亚显微水平并逐渐将构造与功能统一起来。重要事件：Ruska设计制造了第一台电子显微镜 四、分子细胞生物学阶段起始时间：20世纪40年代重要特点：对细胞的研究真正从显微水平进一步到亚显微水平直至分子水平。重要事件：Avery证明DNA为遗传物质；Watson和Crick提出DNA双螺旋构造模型；Crick创立
4、中心法则。 第四节 细胞生物学研究动态与医学的进展当今细胞生物学研究热点：细胞通讯和细胞信号转导；细胞增殖与细胞周期的调控；细胞的生长和分化；细胞的衰老和死亡；干细胞及其应用；细胞工程第三章 细胞的分子基本和基本概念第一节、细胞的化学与分子构成细胞的构成元素：（原生质）C、H、O、N、S、P、Cl、K、Na、Ca、Mg、Fe和微量元素 细胞的分子构成：生物小分子：无机小分子（水、无机盐）；有机小分子（单糖、脂肪酸、氨基酸、核苷酸） 生物大分子：多糖、脂肪、蛋白质、核酸生物小分子：水：功能：良好溶剂 提供反映环境性质：极性分子极性化合物易溶于水存在形式：结合水、游离水无机盐：功能：维持细胞内外的
5、渗入压和pH值；与蛋白质或脂类结合，构成功能性结合蛋白或类脂。存在形式：离子状态：阳离子：Na+,K+,Ca2+,Fe2+,Mg2+等阴离子：Cl-,SO42-,PO43-,HCO3-等单糖：通式：(2) =的正整数代表：(2)6 葡萄糖(G)功能：细胞重要的营养物质贮存：动物-糖原；植物-淀粉脂肪酸：通式：CH3(CH2)nCOOH n=1020的偶数不同脂肪酸分子的化学特性碳氢链长度 碳-碳双键的数目 碳-碳双键的位置功能：参与细胞膜的构成（构成磷脂分子）；分解产生能量。氨基酸：构造通式：功能：蛋白质的基本构造单位。核苷酸：化学构成：磷酸戊糖：核糖、脱氧核糖碱基：嘧啶（T、C、U）嘌呤（A
6、、G）功能：核酸的基本构造单位。35磷酸二酯键核酸：功能：核酸生物遗传物质生命的生长、发育、遗传、变异分类：DNA、RNADNA双螺旋构造模型（1953，Watson and Crick)1.DNA分子由两条平行且方向相反、呈右手螺旋的多核苷酸链构成，两条链有一共 同的螺旋轴。2.两条链中脱氧核糖和磷酸排列在外侧， 碱基在内侧按互补配对原则（A=T，G三C）以氢键相连。3.相邻碱基对旋转36，间距0.34nm，螺旋一周为10个碱基对，螺距为3.4nm。 螺旋直径2.0nm。DNA的功能：DNA作为遗传物质，其重要功能在于储存，复制和传递遗传信息。DNA的复制：半保存复制RNA的构造、功能和分类
7、构造：单链，可自身回折形成局部假双链。功能：mRNA：从DNA分子上转录遗传信息，是合成蛋白质的模板；tRNA： 专一性地输送活化的氨基酸 到核糖体的特定位点上；rRNA：与蛋白质一起构成核糖体。 分类：mRNA、tRNA、rRNA蛋白质：构成：基本单位：氨基酸，20种氨基酸构造通式相似分子构造：相似或不同的各个氨基酸，按照一定的排列顺序，以特定的化学键相连，从而构成蛋白质的构造基本多肽链。一级构造：概念：多肽链中氨基酸的种类、数量和排列顺序。 化学键：主键-肽键；副键-二硫键二级构造：概念：在一级构造的基本上，借助氢键使多肽链发生盘绕或折叠的构造。化学键：氢键分类： a-螺旋：多肽链内部借助
8、氢键联系以右手螺旋盘绕而成的空心筒状构象。 -折叠：一条多肽链回折而形成的折叠片层构造。也发生在相邻两条多肽链之间。三级构造：概念：在二级构造的基本上按一定方式再行盘绕折叠而形成的空间构造。化学键： 氢键，离子键，疏水键四级构造：概念：两条或两条以上具有三级构造的肽链之间借助氢键等化学键形成的更复杂的空间构造。即四级构造中每条具有三级构造的多肽链亚基四级构造化学键：氢键等注意：不是所有的蛋白质均有四级构造；只有一条多肽链的蛋白质，在三级构造上就体现出生物活性；而两条或两条以上条肽链构成的蛋白质，必须在四级构造上才干体现出生物活性。功能：a.蛋白质是细胞和组织的重要成分；b.作为酶催化生物体内多
9、种化学反映；c.蛋白质具有运送，收缩，调节和防御功能。酶：由活细胞产生的、具有催化作用的物质，又称生物催化剂。特性：高度专一性、高效催化性、高度不稳定性第二节、细胞的形成与进化三个阶段：1、从分子到细胞：无机分子有机分子多聚体大分子2、从原核细胞到真核细胞：原始细胞储存遗传信息的DNA、指引蛋白质合成的RNA、制造蛋白质的核糖体原核细胞3、从单细胞生物到多细胞生物：单细胞群体多细胞生物 如：衣藻团藻盘藻多细胞生物的两个基本特点：细胞产生了特化；细胞之间协同合伙。第三节、原核细胞与真核细胞根据细胞的进化限度，可将生物细胞分为原核细胞和真核细胞两大类。原核细胞：支原体、细菌真核细胞：真菌等真核细胞
10、与原核细胞的区别原核细胞 真核细胞 细胞大小 较小(1-10um) 较大(10-100um) 代 谢 厌氧或需氧 需氧 细 胞 质 无细胞骨架、胞质流动、 有细胞骨架、胞质流动、 内吞和外吐作用 内吞和外吐作用 细 胞 器 无(除70S核糖体外) 有内质网、高尔基复合体、线粒体等 细 胞 核 无核膜和核仁（类核） 有核膜和核仁（真核） 呈环状，位于细胞质内， 位于细胞核内，具有许多非编码区， DNA 不与组蛋白结合 与组蛋白结合构成染色体 在同一区室内合成RNA和 核内合成和加工RNA，细胞质内合成RNA和蛋白质 蛋白质 （同步同地） 蛋白质 （异时异地） 细胞分裂 无丝分裂，无纺缍丝 有丝分
11、裂或减数分裂,形成纺缍丝 分 布 细菌，支原体，立克次氏体 原虫，真菌，植物，动物，人类 运 动 简朴原纤维及鞭毛 纤毛或鞭毛 细 胞 壁 由胞壁质构成（细菌等） 由纤维素构成（植物细胞）第四章 细胞膜及物质的跨膜运送细胞膜（cell membrane)：概念：位于细胞表面的一层膜性构造，又称质膜（plasma membrane).功能：使细胞具有相对独立和稳定的内环境；是细胞内外物质、信息、能量互换的“门户”。细胞内膜（endomembrane）:除细胞膜外，真核细胞内尚有许多膜性细胞器，如内质网、高尔基复合体、溶酶体等，称为细胞内膜。它们共同构成真核细胞的内膜系统。单位膜(unit mem
12、brane)：任何生物膜在电镜下都呈现“暗明暗”三层构造，故称为单位膜。生物膜(biomembrane)：细胞膜、细胞内膜及线粒体膜的总称。构成：重要构成-脂类、蛋白质、糖类；少量构成-水、无机盐、金属离子蛋白质/脂类 : 在不同种类生物膜中有所不同功能多而复杂的膜，蛋白质/脂类 大；功能少而简朴的膜，蛋白质/脂类小。膜脂：磷脂、胆固醇、糖脂双亲性分子磷脂：磷 脂 酰 胆 碱（卵磷脂）、磷脂酰乙醇胺（脑磷脂）、磷脂酰丝氨酸、鞘磷脂胆固醇：糖脂：脑苷脂、神经节苷脂膜蛋白：内在膜蛋白（70%80%）、外在膜蛋白（20% 30%）1、内在膜蛋白： 膜功能的承当者； 双亲性分子，可以不同限度地嵌入脂双
13、分子层中。（1）跨膜蛋白 贯穿脂双层，两端露出膜内外 单次穿膜 多次穿膜（2）半嵌入蛋白 一端嵌入膜层内，另一端露出膜外2、外在膜蛋白： 非双亲性分子； 附在膜的胞质面 ，与膜脂极性头部或内在膜蛋白的极性区域非共价地结合。膜糖类：糖脂、糖蛋白，分布于非胞质面细胞外衣（糖萼）：细胞膜的糖蛋白、蛋白聚糖和糖脂的糖链向外伸展交错成一层多糖物质，称细胞外衣或糖萼。生物膜的特性：流动性、不对称性、（镶嵌性）1、膜脂的流动性：膜脂的特性液晶态膜脂分子的运动方式：（1）侧向移动；（2）旋转运动；（3）左右摆动；（4）翻转运动影响膜脂流动性的因素： 1.脂肪酸链的饱和限度：饱和限度高，流动性小；饱和限度低，流动性大。2.脂肪酸链的长度：链长，流动性小；链短，流动性大。3.胆固醇的影响：调节膜的流动性。4.卵磷脂/鞘磷脂的比例：此比例小，流动性小；此比例大，流动性大。5.其他因素：环境温度，内在膜蛋白的含量2、膜蛋白的流动性运动方式：（1）侧向移动；（2）旋转运动（二）生物膜的不对称性 1、膜脂分布的不对称性第一：磷脂 磷脂酰胆碱和鞘磷脂
