第一章緒論

?細胞生物學研究的內容和現實狀況

?細胞生物學是現代生命科學的重要基礎學科

?細胞生物學11勺重要研究內容

?目前細胞生物學研究的總趨勢與重點領域

?細胞重大生命活動日勺互相關系

?細胞學與細胞生物學發展簡史

?細胞的發現

?細胞學說的建立其意義

?細胞學的經典時期

?試驗細胞學與細胞學u勺分支及其發展

?細胞生物學學科的形成與發展

?細胞生物學的重要學術組織、學術刊物與教科書

細胞生物學

?bbbb生命體是多層次、非線性、多側面H勺復雜構造體系bb

而細胞是生命體的構造與生命活動的基本單位，有

了細胞才有完整的生命活動。

?細胞生物學是研究細胞基本生命活動規律H勺科學它

是在不一樣層次（顯微、亞顯微與分子水平）上以研究

細胞構造與功能、細胞增殖、分化、衰老與凋亡、細

胞信號傳遞、真核細胞基因體現與調控、細胞來源與

進化等為重要內容。關鍵問題是將遺傳與發育在細胞

水平上結合起來。

重要內容

細胞構造與功能、細胞重要生命活動：

?細胞核、染色體以及基因體現的研究

?生物膜與細胞器的研究

?細胞骨架體系的研究

?細胞增殖及其調控

?細胞分化及其調控

?細胞的衰老與凋亡

?細胞的來源與進化

?細胞工程

總趨勢

?細胞生物學與分子生物學（包括分子遺傳學與

生物化學）互相滲透與交融是總的發展趨勢。

重點領域

⑥染色體DNA與蛋白質互相作用關系

-重要是非組蛋白對基因組的作用

⑥細胞增殖、分化、凋亡的互相關系及其調控

◎細胞信號轉導的研究

?細胞構造體系的組裝

美國科學情報研究所(ISI)1997年SCI(ScienceCitationIndex)收

錄及引用論文檢索,全世界自然科學研究中論文刊登最集中日勺三個領域分別是：

?細胞信號轉導(signaltransduction)；

?細胞凋亡(cellapoptosis)；

?基因組與后基因組學研究(genomeandpost-gcnomicanalysis)。

美國國立丑生研究院(NIH)在I9RR年終刊登的一份題為《什麼是當今科研領域H勺熱門話

題？》(“Whalispopularinresearchtoday?”)艮)調查匯報中指出，目前全球研究最熱門的

是

?三種疾病==="

⑥癌癥(cancer)

令心、jflL管病(cardiovasculardiseases)

?愛滋病和肝炎等傳染病

(infectiousdiseases:AIDS,hepatitis)

?五大研究方向bbbb

令細胞周期調控(cellcyclecontrol)：

◎細胞凋二(cellapoptosis)；

令細胞衰老(cellularsenescence)；

◎信號轉導(signaltransduction)；

?DNAH勺損傷與修復(DNAdamageandrepair)

“細胞學說”的基本內容

?==="認為細胞是有機體bb一切動植物都是由細胞

發育而來,并由細胞和細胞產物所構成；

?臺『每個細胞作為一種相對獨立H勺單位既有它“自己H勺”

生命，又對與其他細胞共同構成的整體的生命有所助益；

?新的細胞可以通過老的細胞繁殖產生。

AlbertsBetal.EssentialCeilBiology.NewYorkandLondon:Garlandpublishing,Inc.1998

AlbertsBetal.MolecuarBiologyoftheCell,3rded.NewYorkandLondon:GarlandPublishing,

Inc.1994

BeckerW.M.etal.TheWorldoftheCell.FourthEd.TheBenjamin/CummingsPublishing

Company.2023

GeraldKarp.CellandMolecularBiology:conceptsandexperiments,2ndEdition.Publishedby

JohnWiley&Sons,Inc.1999

LodishH.etal.MolecularCellBiology.4thEd.ScientificAmericanBooks,Inc.2023.

學習細胞生物學的注意點

?抽象思維與動態觀點

?構造與功能統一的觀點

?同一性(unity)和多樣性(diversity)日勺問題

細胞生物學日勺重要內容：

基本概念與試驗證據；細胞器的動態特性；

化學能的產生與運用；細胞的活動及其調控等

?試驗科學與試驗技術——細胞真知源于試驗室

Whatweknow//Howweknow.

第二章細胞基本知識概要

?細胞H勺基本概念

?非細胞形態口勺生命體

病毒及其與細胞口勺關系

?原核細胞與真核細胞

第一節細胞的基本概念

?細胞是生命活動的基本單位

?細胞概念的某些新思索

?細胞的基本共性

第二節非細胞形態的生命體

—病毒及其與細胞的關系

?病毒的基本知識

?病毒在細胞內增殖（復制）

?病毒與細胞在來源與進化中的關系

第三節原核細胞與真核細胞

?原核細胞(Prokaryoticcell)

?真核細胞(Eukaryoticcell)

?古細菌(Archaebacteria)

細胞是生命活動日勺基本單位

?一切有機體都由細胞構成細胞是構成有機體的基本單位

?細胞具有獨立的、有序的自控代謝體系??

細胞是代謝與功能日勺基本單位

?細胞是有機體生長與發育口勺基礎

?細胞是遺傳的基本單位細胞具有遺傳的全能性

?沒有細胞就沒彳j.完整的生命

細胞概念的某些新思索

?細胞是多層次非線性的復雜構造體系

?細胞具有高度復雜性和組織性

?細胞是物質(構造)、能量與信息過程精致結合II勺綜合體

?細胞完畢多種化學反應:

?細胞需要和運用能量;

?細胞參與大量機械活動：

?細胞對刺激作出反應；

細胞是高度有序的具有自組裝能力與自組織體系。bb

?細胞能進行自我調控；

?繁殖和傳留后裔；

細胞的基本共性

?所有的細胞表面均有由磷脂雙分子層與鑲嵌

蛋白質構成H勺生物膜，即細胞膜。

?所有的細胞都具有兩種核酸36—即，野一與因學一

作為遺傳信息復制與轉錄的載體。

?作為蛋白質合成日勺機器一核糖體--毫無例外地

存在于一切細胞內。

?所有細胞H勺增殖都以一分為二的方式進行分裂。

病毒的基本知識

?病毒（virus）核酸分子（DNA或RNA）與蛋白質構成

的核酸-蛋白質復合體；

根據病毒的核酸類型可以將其分為兩大類:

?DNA病毒與RNA病毒

?病毒的多樣性）

?類病毒（viroid）——僅由感染性的RNA構成；

?阮病毒（prion）——僅由感染性H勺蛋白質亞基構成；

病毒在細胞內增殖（復制）

?病毒侵入細胞??病毒核酸的侵染

?病毒核酸的I復制、轉錄與蛋白質的I合成

?病毒時裝配、成熟與釋放

病毒與細胞在來源與進化中的關系

病毒是非細胞形態口勺生命體，它的重要生命活動必須要在細胞內實現。病毒與細

胞在來源上的關系，目前存在3種重要觀點：

?生物大分子一病毒一細胞

病毒

?生物大分子

細胞

?生物大分子一細胞f病毒

原核細胞

基本特點：

(遺傳的信息量小，遺傳信息載體僅由一種環狀DNA構成；

細胞內沒有分化為以膜為基礎口勺具有專門構造與功能

的細胞器和細胞核膜。

重要代表：

?支原體(mycoplasi)目前發現R勺最小最簡樸的細胞;

?細菌

?藍藻又稱藍細菌(Cyanobacteria)

真核細胞

?真核細胞的基本構造體系

?細胞的大小及其分析

?原核細胞與真核細胞的比較

真核細胞的基本構造體系

?以脂質及蛋白質成分為基礎日勺生物膜構造系統;

?以核酸（DM或RNA）與蛋白質為重要成分歐J遺傳信息體現系統

?由特異蛋白分子裝配構成H勺細胞骨架系統。

細胞的大小及其分析

各類細胞直徑H勺比較

原核細胞與真核細胞的比較

?原核細胞與真核細胞基本特性日勺比較

?原核細胞與真核細胞的遺傳構造裝置和基因體現的比較

?植物細胞與動物細胞的比較

植物細胞與動物細胞的比較

?細胞壁

?液泡

。葉綠體

古細菌

古細菌（archaebacteria）與真核細胞曾在進化上有過共同歷程

?重要證據

?進化系統樹

重要證據

（1）細胞壁日勺成分與真核細胞同樣，而非由含壁酸日勺肽聚糖構成,

因此克制壁酸合成的鏈霉素，克制肽聚糖前體合成的環絲

氨酸，克制肽聚糖合成H勺青霉素與萬古霉素等對真細菌類有強

W、J克制生長作用，而對古細菌與真核細胞卻無作用。

（2）DNA與基因構造：古細菌DNA中有反復序列日勺存在。此外，多

數古核細胞日勺基因組中存在內含子°

（3）有類核小體構造：古細菌具有組蛋白，并且能與DNA構建成類

似核小體構造。

（4）有類似真核細胞的核糖體：多數古細菌類W、J核糖體較真細菌

有增大趨勢，具有60種以上蛋白，介于真核細胞（70?84）與

真細菌（55）之間?？股赝瑯硬荒芸酥乒藕思毎惖暮颂求w

的蛋白質合成。

（5）5SrRNA:根據對5srRNAI的分子進化分析，認為古細菌與真

核生物同屬一類，而真細菌卻與之差距甚遠。5SrRNA二級構造

日勺研究也闡明諸多古細菌與真核生物相似。

除上述各點外，根據DNA聚合前分析，氨基酰tRNA合成

酶日勺作用，起始氨基酰tRNA與肽鏈延長因子等分析，也提供了

以上類似根據，闡明古細菌與真核生物在進化上W、J關系較真細

菌類更為親密。因此近年來，真核細胞來源于古細菌口勺觀點得

到了加強。

第三章細胞生物學研究措施

?怎樣學習細胞生物學？

?抽象思維與動態觀點

?構造與功能統一的觀點

?同一性（unity）和多樣性（diversity）的問題

細胞生物學的重要內容：

構造與功能（動態特性）；

細胞的生命活動；

?試驗科學與試驗技術——細胞真知源于試驗室

Whatweknow//Howweknow.

第三章細胞生物學研究措施

?細胞形態構造的觀測措施

?細胞組分的分析措施

?細胞培養、細胞工程與顯微操作技術

第一節細胞形態構造的觀測措施

?光學顯微鏡技術(lightiriiurosuopy)

?電子顯微鏡技術(Electromicroscopy)

?掃描探針顯微鏡(ScanningProbeMicroscope)

掃描遂道顯微鏡(scanningtunnelingmicroscope)

第二節細胞組分的分析措施

?離心分離技術

?細胞內核酸、蛋白質、酶、糖與脂類等的顯示措施

?特異蛋白抗原的定位與定性

?細胞內特異核酸的定位與定性

?放射自顯影技術

?定量細胞化學分析技術

第三節細胞培養、細胞工程與顯微操作技術

?細胞的培養

?細胞工程

一、光學顯微鏡技術(lightmicroscopy)

?一般復式光學顯微鏡技術

?熒光顯微鏡技術(FluorescenceMicroscopy)

?激光共焦掃描顯微鏡技術(LaserConfocalMicroscopy)

?相差顯微鏡(phase-contrastmicroscope)

?微分干涉顯微鏡

(differentialinterferencecontrastmicroscope,DIC)

?錄像增差顯微鏡技術(video-enhancemicroscopy)

二、電子顯微鏡技術

?電子顯微鏡的基本知識

?電鏡與光鏡的比較

?電鏡與光鏡光路圖比較

?電子顯微鏡的基本構造

?重要電鏡制樣技術

?負染色技術

?冰凍蝕刻技術

?超薄切片技術

?電鏡三維重構技術

(掃描電鏡(Scanningelectronmicroscope,SEM)

SPM(Scanningprobemicroscope)

三、掃描遂道顯微鏡

?ScanningProbeMicroscope,SPM

(80年代發展起來的檢測樣品微觀構造的儀器)

包括：STM、AFM、磁力顯微鏡、摩擦力顯微鏡等

原理：掃描探針與樣品接觸或到達很近距離時，即產生彼此間互

相作用力，如

量子力學中的隧道效應（隧道電流）、原子間作用力、磁

力、摩擦力等，

并在計算機顯示出來，從而反應出樣品表面形貌信息、電

特性或磁特性等。

裝置——一掃描的壓電陶瓷迫近裝置電子學反饋控

制系統和數據采集、處理、顯示系統。

特點：（）可對晶體或非晶體成像無需復雜計算且

辨別本領高。==

（側辨別率為0.1?0.2nm,縱辨別率可達0.Olnm）；

（2）可實時得到樣品表面三維圖象，可測量厚度信息；

（3）可在真空、大氣、液體等多種條件下工作；非破壞

性測量。

（4）可持續成像，進行動態觀測

?用途納米生物學研究領域中的重要工具在原子水平上揭

示樣本表面的構造。========="

一般復式光學顯微鏡技術

光鏡樣本制作

辨別率是指辨別開兩個質點間的最小距離

熒光顯微鏡技術(FluorescenceMicroscopy)

?原理與應用

?直接熒光標識技術

?間接免疫熒光標識技術

?在光鏡水平用于特異蛋白質

等生物大分子的定性定位：

如綠色熒光蛋白(GFP)的應用

激光共焦掃描顯微鏡技術

(LaserScanningConfocalMicroscopy)

?原理

?應用bbbb

排除焦平面以外光的干擾,增強

圖像反差和提高辨別率(1?4一1.7),

可重構樣品的三維構造。

?相差顯微鏡(phase?contrastmicroscope)

將光程差或相位差轉換成振幅差,可用于觀測活細胞

?微分干涉顯微鏡(diffcrentiaLinterferencemicroscope)

偏振光經合成后，使樣品中厚度上的微小區別轉化成

明暗區別，增長了樣品反差且具有立體感。適于研究

活細胞中較大的細胞器

?錄像增差顯微鏡技術(video-enhancemicroscopy)

計算機輔助的DIC顯微鏡可在高辨別率下研究活

細胞中的顆粒及細胞器的運動

電鏡與光鏡的比較

重要電鏡制樣技術

?超薄切片技術用于電鏡觀測的樣本制備示意圖

?負染色技術(Negativestaining)與金屬投影

染色背景,烘托出樣品的精細構造

?冰凍蝕刻技術(Freezeetching)(技術示意圖)

冰凍斷裂與蝕刻復型：重要用來觀測膜斷裂面的蛋白質

顆粒

和膜表面構造。

迅速冷凍深度蝕刻技術(quickfreezedeepetching)

?電鏡三維重構技術

電子顯微術、電子衍射與計算機圖象處理相結合而形成的

具有重要應用前景的一門新技術。

電鏡三維重構技術與X-射線晶體衍射技術及核磁共振

分析技術相結合，是目前構造生物學(Structural

Biology)

一重要碩士物大分子空間構造及其互相關系的重要試驗手

段。

掃描電鏡

?原理與應用bbbb

?電子“探針”掃描??激發樣品表面放出二次電子??探測器搜集二

次電子成象。

?CO2臨界點干燥法防止引起樣品變形的表面張

力問題

一、離心分離技術

（用途：于分離細胞器與生物大分子及其復合物

（差速離心：分離密度不一樣的細胞組分

（密度梯度離心：精細組分或生物大分子的分離

二、細胞內核酸、蛋白質、

酶、糖與脂類等的顯示措施

?原理bbbb運用某些顯色劑與所檢測物質中某些

特殊基團特異性結合的特性，通過顯

色劑在細胞中的定位及顏色的深淺來

判斷某種物質在細胞中的分布和含量。

FeulgenStaining

三、特異蛋白抗原的定位與定性

?免疫酶標技術

?免疫膠體金?免疫熒光技術bbbb

迅速、敏捷、有特異性，但其辨別率有限(圖)

?蛋白電泳(SDS)

與免疫印跡反應(Weslern-Blol)

(免疫電鏡技術：

?免疫鐵蛋白技術

技術

應用：通過對分泌蛋白的定位，可以確定某種蛋白的分泌動態；胞內

酶的研究；膜蛋白的定位與骨架蛋白的定位等

四、細胞內特異核酸的定位與定性

?光鏡水平的原位雜交技術

（同位素標識或熒光素標識的探針）

?電鏡水平的原位雜交技術

（生物素標識的探針與抗生物素抗體相連的膠體金標識結合）

?PCR技術

五、放射自顯影技術

?原理及應用bbbb

?運用同位素的放射自顯影bb對細胞內生物大分子進行

定性、定位與半定量研究；

?實現對細胞內生物大分子進行動態和追蹤研究。

?環節bbbb

?前體物摻入細胞（標識bbbb持續標識和脈沖標識）

放射自顯影

六.定量細胞化學分析技術

?細胞顯微分光光度術(Microspectrophotometry)

?運用細胞內某些物質對特異光譜的吸取測定這些物質

(如核酸與蛋白質等)在細胞內的含量。

包括：

紫外光顯微分光光度測定法

可見光顯微分光光度測定法

?流式細胞儀(FlowCytometry)

?重要應用AAbA

用于定量測定細胞中的DNA.RNA或某一特異蛋白的含量；

測定細胞群體中不一樣步相細胞的數量；

從細胞群體中分離某些特異染色的細胞；

分離DNA含量不一樣的中期染色體。

一、細胞的培養

?動物細胞培養

(類型：原代培養細胞(primaryculturecell)

繼代培養細胞(sub-culturecell)

(細胞株(cellstrain)正常二倍體，接觸克制

(細胞系(cellline)亞二倍體,接觸克制喪失

?植物細胞

(類型：原生質體培養(體細胞培養)

單倍體細胞培養(花藥培養)

?非細胞體系(cell-freesystem)

二、細胞工程

?細胞融合(cellfusion)與細胞雜交(cellhybridization)技術

?單克隆抗體(monocloneantibody)技術圖

?細胞拆合與顯微操作技術

?物理法結合顯微操作技術?圖口圖

?化學法結合離心技術

?制備核體(karyoplast)和胞質體(cytoplast)。

?其他技術

遺傳分析(mutant,knockout,knockin)

對細胞生命活動的研究成為當今生命科學發展的瓶頸

對細胞生命活動的研究成為當今生命科學發展的瓶頸

第四章細胞質膜與細胞表面

?細胞質膜與細胞表面特化構造

?細胞連接

?細胞外被與細胞外基質

第一節細胞質膜與細胞表面特化構造

細胞質膜(plasmamembrane),乂稱細胞膜(cellmembrane)o

細胞內膜(intracellularmembrane);生物膜(biomenibrane)

?細胞質膜的構造模型

?膜脂一生物膜的基本構成成分

?膜蛋白

?確定膜蛋白方向的試驗程序

?光脫色恢復技術

?分子生物學技術在膜蛋白研究上的應用

?生物膜構造特性

?細胞質膜的功能

?膜骨架與細胞表面的特化構造

第二節細胞連接

?細胞連接的I功能分類

?封閉連接

?錨定連接

?通訊連接

?細胞表面的I粘連分子

一、胞質膜的構造模型

?研究簡史

?構造模型

?生物膜構造

構造模型

(E.Gorter和F.Grendel(1925):

''蛋白質-脂類-蛋白質〃三夾板質膜構造模型

(J.D.Robertson(1959年):

單位膜模型(unitmembranemodel)

(S.J.Singer和G.Nicolson(1972):

生物膜的流動鑲嵌模型(fluidmosaicmodel)

?K.Simonsetal(l997):脂筏模型(lipidraftsmodel)

FunctionalraftsinCel1membranes.Nature387:569-572

生物膜構造

?磷脂雙分子層是構成生物膜H勺基本構導致分，

尚未發現膜構造中起組織作用的蛋白；

?蛋白分子以不一樣方式鑲嵌在脂雙層分子中或結合在其表面,

膜蛋白是賦予生物膜功能的重要決定者；

?生物膜是磷脂雙分了層嵌有蛋白質口勺二維流體。

“Centraldogma“ofmembranebiology

膜的流動性

◎膜脂的流動性

膜脂H勺流動性重要由脂分子自身的性質決定的,脂肪酸鏈越短，

不飽和程度越高，膜脂的流動性越大。溫度對?膜脂的運動有明顯的影

響。在細菌和動物細胞中常通過增長不飽和脂肪酸的含量來調整膜

脂的相變溫度以維持膜脂的流均性。在動物細胞中，膽固靜對膜的

流動性起重要的雙向調整作用。

◎膜蛋白H勺流動

熒光抗體免疫標識試驗

成斑現象(patchingl或成帽現象(capping)

⑥膜的流動性受多種原因影響；細胞骨架不僅影響膜蛋白的運動bb

也影響其周圍H勺膜脂的流動。膜蛋白與膜脂分子的互相作用也是

影響膜流動性的重要原因

膜的不對稱性

。細胞質膜各部分的名稱

。膜脂與糖脂的不對稱性

糖脂僅存在于質膜口勺ES面，是完畢其生理功能的構造基礎

◎膜蛋白與糖蛋白的不對稱性

膜蛋白日勺不對稱性是指每種膜蛋白分子在細胞膜上都

具有明確口勺方向性；

糖蛋白糖殘基均分布在偵膜H勺ES面(GO+'HBH^labeling)；

膜蛋白日勺不對稱性是生物膜完畢復雜的J在時間與空間上

有序的多種生理功能的保證。

二、膜脂一一生物膜H勺基本構成成分

?成分SSSS膜脂重要包括磷脂、糖脂和膽固SbSbbbbbbSS55sss5S醇三種類型

?膜脂的4種熱運動方式

?脂質體(liposome)

膜脂成分

?磷脂膜脂的基本成分（NN

%以上）

⑥分為二類：甘油磷脂和鞘磷脂

（重要特性:①具有?種極性頭和兩個非極性的尾（脂肪酸鏈）

（心磷脂除外）：②脂肪酸碳鏈碳原子為偶數，多數碳鏈由

16,18或20個構成：③飽和脂肪酸（如軟脂酸）及不飽和脂肪

酸（如油酸）;

?糖脂糖脂普遍存在于原核和真核細胞的質膜上（￡/％如下）神經細胞精脂含

量較高；

?膽固醇：膽固醇存在于真核細胞膜上（NN

??如卜.）//細菌質膜不具有膽固醇藥/但某些細菌的膜脂中具有甘油脂等中性

脂類。

運動方式

?沿膜平面的側向運動（基本運動方式），其擴散系數為10%m2/s；

?脂分子圍繞軸心H勺自旋運動；

?脂分子尾部口勺擺動;

?雙層脂分子之間內翻轉運動nw發生頻率還不到脂分子側向互換頻率口勺口

-□

。但在內質網膜上新合成的磷脂分子翻轉運動發生頻率很高。

脂質體(liposome)

脂質體是根據磷脂分子可在水相中形成穩定的脂雙層膜的趨勢而制備的人工

膜。

?脂質體的類型。

?脂質體的應用

脂質體的應用

?研究膜脂與膜蛋白及其生物學性質；

◎脂質體中裹入DNA可用于基因轉移：

。在臨床治療中,脂質體作為藥物或酶等載體

三、膜蛋白

?基本類型

?內在膜蛋白與膜脂結合的方式

?外在膜蛋白與膜脂結合的方式

?去垢劑(detergent)

?外在(外周)膜蛋白

(extrinsic/peripheralmembraneproteins)；

令水溶性蛋白，靠離子鍵或其他弱鍵與膜內表

面的蛋白質分子或脂分子極性頭部非共價結合,

易分離。

?內在(整合)膜蛋白

(intrinsic/integralmembraneproteins)o

(水不溶性蛋白，形成跨膜螺旋,4膜結合緊百，

需用去垢劑使膜崩解后才可分離。

?脂質錨定蛋白(lipid-anchoredproteins)

(通過磷脂或脂肪酸錨定,共價結合。

?膜蛋白的跨膜構造域與脂雙層分子的疏水關鍵口勺互相作用。

?跨膜構造域兩端攜帶正電荷的氨基酸殘基與磷脂分子帶

負電的極性頭形成離子鍵，或帶負電的氨基酸殘基道過

Ca2\Mg?.等陽離子與帶負電的磷脂極性頭互相作用。

?某此膜蛋白在細胞質基質一側U勺半胱氨酸殘基上共價結

合脂肪酸分子,插入脂雙層之間,深入加強膜蛋白與脂

雙層的結合力，尚有少數蛋白與糖脂共價結合。

?去垢劑是一端親水、另一端疏水的兩性小分子，是分離與研

究膜蛋白時常用試劑。

?離子型去垢劑(SDS)和非離子型去垢劑(TritonX-100)

+

SDS:CII3-(CI12)ii-OSO3-Na

CH3CH3

CH3-c-CH2-c-(O-CH2-CH2)10-OH

CH3CH3

四、確定膜蛋白方向的試驗程序

?胰酶消化法

?同位素標識法

五、光脫色恢復技術

(fluorescencerecoveryafterphotobleaching,FRAP)

?研究膜蛋白或膜脂流動性日勺基本試驗技術之一。

根據熒光恢復H勺速度可推算出

膜蛋白或膜脂擴散速度。

?膜H勺流動性生物膜H勺基本特性之一**

細胞進行生命活動的必要條件。

?膜的不對稱性

?膜的分相現象。

七、細胞質膜的功能

?為細胞的生命活動提供相對穩定的內環境；

?選擇性的物質運送,包括代謝底物日勺輸入與代謝

產物的排除，其中伴伴隨能量的傳遞；

?提供細胞識別位點，并完畢細胞內外信息跨膜傳遞；

?為多種酶提供結合位點，使酶促反應高效而有序地進行；

?介導細胞與細胞、細胞與基質之間的連接；

?質膜參與形成具有不一樣功能的細胞表面特化構造。

八、膜骨架與細胞表面的特化構造

細胞質膜常常與膜下構造(重要是細胞骨架系統)互相聯絡，

協同作用，并形成細胞表面的某些特化構造以完畢特定的功能。

?膜骨架

?膜骨架的概念

令指細胞質膜下與膜蛋白相連的由纖維蛋白構成的網架構造，

它參與維持細胞質膜的形狀并協助質膜完畢多種生理功能。

?紅細胞的生物學特性

?膜骨架賦予紅細胞質膜既有很好的彈性又具有較高強度。

?紅細胞質膜蛋白及膜骨架

紅細胞質膜蛋白及膜骨架

?紅細胞質膜蛋白^JSDS

?紅細胞膜骨架的構造

一、細胞連接的功能分類

?封閉連接(occludingjunctions)

?緊密連接(tightjunction)

?錨定連接(anchoringjunctions)

?通訊連接(communicatingjunctions)

?間隙連接(gapjunction)；

?神經細胞間H勺化學突觸(chemicalsynapse)；

?植物細胞中H勺胞間連絲(plasmodesmala)。

錨定連接(anchoringjunctions)

?與中間纖維有關『'J錨定連接wwww

⑥橋粒(desmosome)

?半橋粒(hemidesmDsome);

?與肌動蛋白纖維有關R勺錨定連接與怒怒以

◎粘合帶(adhesionbelt)；

⑥粘合斑(focaladhesion)

二、封閉連接

?緊密連接是封閉連接的重要形式行?存在于上皮細胞之間

?緊密連接的構造

?緊密連接的功能

(形成滲漏屏障,起重要的封閉作用：

(隔離作用,使游離端與基底面質膜上的膜蛋白行使各自不一樣的膜功能；

?支持功能

?緊密連接崎線中的兩類蛋白百夕行?

(封閉蛋白(occludin),跨膜四次的膜蛋白(60KD)：

?claudin蛋臼家族（現已發現15種以上）

三、錨定連接

?錨定連接在組織內分布很廣泛,在上皮組織，心肌和子宮頸等組織中

含量尤為豐富

?錨定連接的類型、構造與功能

?錨定連接的構造構成

錨定連接的類型、構造與功能

?與中間纖維相連的錨定連接

（橋粒：鉀接相鄰細胞、提供細胞內中間纖維的錨定位點，形成整體網絡，起支持和

抵御外界壓力與張力的作用。

（半橋粒：半橋粒與橋粒形態類似,但功能和化學構成不一樣。它通過細胞質膜上的I膜蛋白整合素

將上皮細胞固著在基底膜上,在半橋粒中，中間纖維不是穿過而是終止于半橋?？谏字旅馨邇?

?與肌動蛋白纖維相連的錨定連接

（粘合帶:I?6uJ46AUA-.J46iA?%,iaAui,°u%aDI3E0?,bA--D0pA，0Xz^a'1j

￡^alUO^15j?20nm,0230XzQAA￡（beltdesmosome）j￡

^>d3Oi°B：細胞通過肌動蛋白纖維和整連蛋白與細胞外基質之間的連接方式。

錨定連接的構造構成

?通過錨定連接將相鄰細胞H勺骨架系統或將細胞與基質相連形

成一種堅挺、有序叢J細胞群體。錨定連接具有兩種不一樣形式:

?與中間纖維相連H勺錨定連接重要包括橋粒和半橋粒；

?與肌動蛋白纖維相連H勺錨定連接重要包括粘合帶與粘合斑。

?構成錨定連接口勺蛋白可提成兩類：

?細胞內附著蛋白(attachmentproteins),將特定H勺細胞骨架成分

(中間纖維或微絲)同連接復合體結合在一起(desmoplakin)

?跨膜連接H勺糖蛋白，其細胞內H勺部分與附著蛋白相連，細胞

外的部分與相鄰細胞的跨膜連接糖蛋白互相作用或與胞外

基質互相作用c(desmoglein,desmocollin)

四、通訊連接

間隙連接6手行夕分布廣泛幾乎所有日勺動物

組織中都存在間隙連接。

?神經細胞間的化學突觸

?存在于可興奮細匏之間日勺細胞連接方式，

它通過釋放神經遞質來傳導神經沖動。

?胞間連絲bbbb高等植物細胞之間通過胞間

連絲互相連接，完畢細胞間的通訊聯絡。

?胞間連絲構造

?胞間連絲日勺功能

間隙連接

?間隙連接構造

?間隙連接的蛋白成分

?間隙連接出J功能及其調整機制

?間隙連接的通透性是可以調整口勺

間隙連接構造

令間隙連接處相鄰細胞質膜間H勺間隙為2?3nm。

令連接子(connexon)是間隙連接日勺基本單位。

每個連接子由6個connexin分子構成。

連接子中心形成一種直徑約1.5nm區)孔道。

◎連接單位由兩個連接子對接構成。

間隙連接的蛋白成分

令已分離20余種構成連接子日勺蛋白，屬同一蛋白家族,

其分子量26—60KD不等；

令連接子蛋白具有bb個Q螺旋,勺跨膜區bb是該蛋白家

族最保守日勺區域。

令連接了?蛋白的一級構造都比較保守，并有相似的抗原性。

?不一樣類型細胞體現不一樣日勺連接子蛋白夕夕間隙連接H勺孔

徑與調控機制有所不一樣。

間隙連接的功能及其調整機制

令間隙連接在代謝偶聯中的作用

?間隙連接容許小分子代謝物和信號分子通過,是細胞間代謝

偶聯的基礎

?代謝偶聯現象在體外培養細胞中的證明

?代謝偶聯作用在協調細胞群體的生物學功能方面起重要作用.

◎間隙連接在神經沖動信息傳遞過程中的作用

?電突觸(eleclronicjunclion)迅速實現細胞間信號通訊

?間隙連接調整和修飾互相獨立的神經元群的行為

◎間隙連接在初期胚胎發育和細胞分化過程中的作用

?胚胎發育中細胞間的偶聯提供信號物質的通路，從而為某一

特定細胞提供它的“位置信息”，并根據其位置影響其分化。

(腫瘤細胞之間間隙的連接明顯減少或消失，間隙聯接類似

''腫瘤克制因子〃。

間隙連接的通透性是可以調整時

。減少胞質中口勺pH值和提高自由Ca2+的濃度

都可以使其通透性減少

。間隙連接的通透性受兩側電壓梯度的調

控及細胞外化學信號H勺調控

胞間連絲

?胞間連絲構造

相鄰細胞質膜共同構成的直徑20T0nm『、J管狀構造

?胞間連絲的功能

?實現細胞間由信號介導口勺物質有擇性的轉運；

?實現細胞間H勺電傳導；

（在發育過程也胞間連絲構造H勺變化可以調整

植物細胞間口勺物質運送。

五、細胞表面的I粘連分子

同種類型細胞間的彼此粘連是許多組織構造的基本特性。細胞與細胞間的

粘連是由特定的細胞粘連分子所介導的。

?粘連分子H勺特性與類型

(粘連分子均為整合膜蛋白，在胞內與

細胞骨架成分相連；

?多數要依賴Ca2+或Mg??才起作用。

?粘連分子類型及細胞間粘著方式

⑥類型

⑥粘著方式

類型

?鈣粘素(Cadherins)

?選擇素(Selectin)

(免疫球蛋白超家族日勺CAM(Ig-Superfamily,IgSF)

?整合素(Integrins)

?質膜整合蛋白聚糖也介導細胞間口勺粘著。

Cadherins:

屬同親性依賴Ca2+的細胞粘連糖蛋白，介導依賴Ca2+H勺細

胞粘著和從ECM到細胞質傳遞信號。對胚胎發育中日勺細胞

識別、遷移和組織分化以及成體組織器官構成具有重要作

用。(30多種組員的糖蛋白家族)

E-Cadherins(epithelial),

N-Cadherins(neural),

P-Cadherins(placenlal),

橋粒鈣粘素。

Selectin:

屬異親性依賴于Ca2+的能與特異糖基識

別并相結合的糖蛋白，其胞外部分具有凝

集素樣構造域(lectin-likedomain)o

重要參與白細胞與脈管內皮細胞之間的

識別與粘著。

P(Platelet)選擇素、E(Endothelial)選擇素

和L(Leukocyte)選擇素。

Ig-Superfamily,IgSF:

分子構造中具有與免疫球蛋白類似的構造

域日勺CAM超家族。介導同親性細胞粘著或介

導異親性細胞粘著,但其粘著作用不依賴Ca2+,

其中N-CAMs在神經組織細胞間的粘著中起

重要作用。

粘著方式

?細胞中重要的粘連分子家族

?與細胞錨定連接有關的粘連分子

?非錨定連接(nonjunctionaladhesion)的細胞粘連分子及其作用部位

與細胞錨定連接有關的粘連分子

第三節細胞外被與細胞外基質

?基本概念

?膠原(collagen)

?氨基聚糖和蛋白聚糖

?層粘連蛋白和纖粘連蛋白

?彈性蛋白(elastin)

?植物細胞壁

一、基本概念

?細胞外被(cellcoat)又稱糖萼(glycocalyx)

?細胞外基質(extracellularmatrix)

?真核細胞的I細胞外構造(extracellularstructures)

二、膠原(collagen)

(膠原是胞外基質最基本構導致分之一，

動物體內含量最豐富的蛋白(總量的

30%以上)o

?常見的膠原類型及其在組織中的分布

?膠原及其分子構造

?膠原的合成與加工

?膠原的功能

三、氨基聚糖和蛋白聚糖

?氨基聚糖(glycosaminoglycan,GAGs)

?蛋白聚糖(proteoglycan)

四、層粘連蛋白和纖粘連蛋白

?層粘連蛋白(laminin)

?纖粘連蛋白(fibronectin)

五、彈性蛋白(elastin)

?彈性蛋白是彈性纖維的重要成分；重要

存在于脈管壁及肺。

?彈性纖維與膠原纖維共同存在，分別賦予

組織以彈性及抗張性。

?彈性蛋白是高度疏水的非糖基化蛋白nw具

有兩個明顯的特性：

⑥構象呈無規則卷曲狀態；

?通過Lys殘基互相交連成網狀構造。

六、植物細胞壁

?植物細胞壁日勺構成

?植物細胞壁的功能

（增長細胞強度，提供支持功能；

（信息儲存庫的功能：產生多種寡糖

素作為信號物質，或抵御病、蟲害，

或作為細胞生長和發育H勺信號物質。

細胞外基質（extracellularmatrix）

（構造構成：

指分布于細胞外空間，由細胞分泌的蛋白和多糖所構成H勺網絡構造

（重要功能：

（構成支持細胞的框架，負責組織日勺構建；

⑥胞外基質三維構造及成分H勺變化，變化細

胞微環境從而對細胞形態、生長、分裂、

分化和凋亡起重要口勺調控作用。

?胞外基質H勺信號功能

細胞外被(cellcoat)又稱糖萼(glycocalyx)

?構造構成n藥藥/

指細胞質膜外表面覆蓋的一層粘多糖物質，實際指細胞表面與質膜

中的蛋白或脂類分子共價結合的寡糖鏈。

?功能//區幺

不僅對膜蛋白起保護作用，并且在細胞識別中起重要作用。

真核細胞的I細胞外構造(extracellular

structures)

常見的膠原類型及其在組織中的分布

?膠原是細胞外基質中最重要的水不溶性纖維蛋白；

?I?HI型膠原含量最豐富，形成類似的纖維構造；

但并非所有膠原都形成纖維；

⑥I型膠原纖維束,重要分布于皮膚、肌腱、

韌帶及骨中,具有很強口勺抗張強度；

?II型膠原重要存在于軟骨中;

?in型膠原形成微細口勺原纖維網，廣泛分布于

伸展性的組織，如疏松結締組織；

⑥w型膠原形成二維網格樣構造，是基膜的重要

成分及支架。

膠原及其分子構造

?膠原纖維的基本構造單位是原膠原；

?原膠原是由三條肽鏈盤繞成的三股螺旋構造；

?原膠原肽鏈具有區］因反復序列NN對膠原纖

維的高級構造口勺形成是重要的；

?在膠原纖維內部，原膠原蛋白分子呈1/4交替平

行排列，形成周期性橫紋。

膠原的(合成與加工

(前體(肽鏈在粗面內質網合成，并形成前原膠原

(preprocollagen)；

◎前原膠原(preprocollagen)是原膠原H勺前體

和分泌形式，

(在粗面內質網合成、加工與組裝，

經高爾基體分泌;

?前原膠原在細胞外由兩種專一性不一樣日勺蛋白水解酶

作用，分別切去N-末端前肽及C-末端前肽,成為原膠

原(procollagen)；

?原膠原進而聚合裝配成膠原原纖維(collagenfibril)

和膠原纖維(collagenfiber)o

膠原的功能

?膠原在胞外基質中含量最高,剛性及抗張力強度最

大，構成細胞外基質的骨架構造,細胞外基質中H勺其

它組分通過與膠原結合形成構造與功能的復合體

?在不一樣組織中ww膠原組裝成不一樣的纖維形式以適

應特定功能的需要；

?膠原可被膠原酶特異降解質藥而參入胞外基質信號

傳遞的調控網絡中。

氨基聚糖

?氨基聚糖是由反復口勺二糖單位構成日勺長鏈多糖

⑥二糖單位之一是氨基己糖

(氨基葡萄糖或氨基半乳糖)+糖醛酸；

◎氨基聚糖:透明質酸、4-硫酸軟骨素、6-硫酸軟骨素、

硫酸皮膚素、硫酸乙酰肝素?、肝素和硫酸角質素等。

?透明質酸(hyaluronicacid)及其生物學功能

⑥透明質酸是增殖細胞和遷移細胞H勺胞外基質重要成

分,也是蛋白聚糖日勺重要構造組分

⑥透明質酸在結締組織中起強化、彈性和潤滑作用

⑥透明質酸使細胞保持彼此分離，使細胞易于運動遷

移和增殖并制止細胞分化

蛋白聚糖

?蛋白聚糖見于所有結締組織和細胞外基質及許多細胞表面

?蛋白聚糖由氨基聚糖與關鍵蛋白(coreprotein)H勺絲氨酸殘

基共價連接形成的巨分子

?若干蛋白聚糖單體借連接蛋白以非共價鍵與透明質酸結合

形成多聚體

?蛋白聚糖的特性與功能

(明顯特點是多態性：不一樣口勺關鍵蛋白，不一樣的氨基聚糖;

◎軟骨中H勺蛋白聚糖是最大巨分子之一,賦予軟骨以凝

膠樣特性和抗變形能力；

(蛋白聚糖可視為細胞外H勺激素富集與儲存庫，可與多

種生長因子結合,完畢信號日勺傳導。

層粘連蛋白(laminin)

?層粘連蛋白是高分子糖蛋白(820KD),動物胚胎

及成體組織的基膜的直要構造組分之一；

?層粘連蛋白的構造由一條重鏈和兩條輕鏈構成

⑥細胞通過層粘連蛋白錨定于基膜上；

(層粘連蛋白中至少存在兩個不一樣H勺受體結合部位：

?與IV型膠原的結合部位；

?與細胞質膜上的整合素結合H勺

Arg-Gly-Asp(R-G-D)序列。

?層粘連蛋白在胚胎發育及組織分化中具有重要作用；

層粘連蛋白也與腫瘤細胞H勺轉移有關。

纖粘連蛋白(fibronectin)

?纖粘連蛋白是高分子量糖蛋白(220-250KD)

?纖粘連蛋白分型怒幺脛然

?纖粘連蛋白的重要功能wnnw

(介導細胞粘著，進而調整細胞H勺形狀和細胞骨

架H勺組織，增進細胞鋪展；

?在胚胎發生過程中，纖粘連蛋白對于許多類型細

胞口勺遷移和分化是必須口勺；

S在創傷修復中，纖粘連蛋白增進巨噬細胞和其他

免疫細胞遷移到受7員部位；

?在血凝塊形成中，纖粘連蛋白增進血小板附著于

血管受損部位。

⑥血漿纖粘連蛋白是二聚體，由兩條相似的A鏈及

鏈構成，整個分子呈V形。

⑥細胞纖粘連蛋白是多聚體。

?纖粘連蛋白不一樣的亞單位為同一基因日勺體現產

物,每個亞單位由數個構造域構成,RGD三肽

序列是為細胞識別日勺最小構造單位

?纖粘連蛋白的膜蛋白受體為整合素家族組員之

一，在其細胞外功能區有與RGD高親和性結合部位。

植物細胞壁的構成

?纖維素分子少纖維素微原纖維(microfibril),

?為細胞壁提供了抗張強度

?半纖維素(hcmiccHulose):木糖、半乳糖和前萄糖

等構成日勺高度分支日勺多糖

?介導微原纖維連接彼此連接或介導微原纖維與其

它基質成分(果膠質)連接

果膠質()具有大量攜帶負電荷的糖結合

Ca?+等陽離子,被高度水化形成凝膠

◎果膠質與半纖維素橫向連接，參與細胞壁復雜網架的形成。

伸展蛋白必必切/糖蛋白在初生壁中含量可多達％

糖口勺總量約占65%。

木質素由酚殘基形成的水不溶性多聚體。幺幺

◎參與次生壁形成，并以共價鍵與細胞壁多糖交聯,大大增

加了細胞壁的強度與抗降解

第五章物質的跨膜運送與信號傳遞

?物質的跨膜運送

?細胞通訊與信號傳遞

第一節物質的跨膜運送

?被動運送(passivetransport)

?積極運送(activetransport)

?胞吞作用(cndocytosis)與胞吐作用(exocytosis)

第二節細胞通訊與信號傳遞

?細胞通訊與細胞識別

?細胞的信號分子與受體

?通過細胞內受體介導的信號傳遞

?通過細胞表面受體介導的信號跨膜傳遞

?由細胞表面整合蛋白介導日勺信號傳遞

?細胞信號傳遞日勺基本特性與蛋白激酶日勺網絡整合信息

被動運送(passivetransport)

?特點女屆后屆運送方向、跨膜動力、能量消耗、膜轉運蛋白

彼型KKKK簡樸擴散(?為0口?幾屆店總*泰父..為口?)、協助擴散(舟。帥

?膜轉運蛋白??

⑥載體蛋白(carrierproteins)通透醇(permease)性質：

介導被動運送與積極運送。

(通道蛋白(channelproteins)具有離子選擇性,轉運速率高：

離子通道是門控的；只介導被動運送

類型：電壓門通道(vollage-galcdchannel)

配體門通道(ligand-gatedchannel)

壓力激活通道(stress-activatedchannel)

積極運送(activetransport)

?特點：運送方向、能量消耗、膜轉運蛋白

被動與積極運送的比較

?類型：三種基本類型

?由ATP直接提供能量的積極運送一

。鈉鉀泵：構造與機制)

?鈣泵(C/'ATP醐)

(質子泵：P-型質子泵、V?型質子泵、H+-ATP酶

?協同運送(cotransport)

由Na+-K+泵(或H+-泵)與