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细胞生物学复习
第一章绪论
一、基本知识:
1.细胞生物学的研究内容
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。
细胞结构与功能、细胞重要生命活动:
①细胞核、染色体以及基因表达的研究②生物膜与细胞器的研究③细胞骨架体系的研究④细胞增殖及其调控⑤细胞分化及其调控⑥细胞的衰老与凋亡⑦细胞的起源与进化⑧细胞工程
2.细胞生物学的发展历史
细胞生物学的历史大致可以划分为四个主要的阶段:
第一阶段:
从16世纪末—19世纪30年代,是细胞发现和细胞知识的积累阶段。
第二阶段:
从19世纪30—20世纪中期,细胞学说形成后,主要进行细胞显微形态的研究。
第三阶段:
从20世纪30年代—70年代,以细胞超微结构、核型、带型研究为主要内容。
第四阶段:
分子细胞生物学的时代。
细胞生物学与分子生物学的结合愈来愈紧密,基因调控、信号转导、细胞分化和凋亡、肿瘤生物学等领域成为当前的主流研究内容。
3.细胞生物学的发展前景
①推动产业革命,创造新的经济生长点②推动医学革命,延长人类寿命③推动绿色革命,解决食品危机④创造新品种,改善生态环境⑤发展绿色能源,解决能源危机⑥生物安全关系到国家安全⑦冲击传统伦理观念
二、名词:
1.细胞生物学:
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。
2.细胞学说:
①认为细胞是有机体,一切动植物都是由细胞发育而来,并由细胞和细胞产物所构成;②每个细胞作为一个相对独立的单位,既有它“自己的”生命,又对与其它细胞共同组成的整体的生命有所助益;③新的细胞可以通过老的细胞繁殖产生。
3.基因芯片:
通过缩微技术,根据分子间特异性地相互作用的原理,将生命科学领域中不连续的分析过程集成于硅芯片或玻璃芯片表面的微型生物化学分析系统,以实现对细胞、蛋白质、基因及其它生物组分的准确、快速、大信息量的检测。
三、要点:
从细胞生物学的发展简史理解科学与技术的发展关系
第二章细胞的统一性与多样性
一、基本知识:
1.对细胞的基本理解
⑴细胞是生命活动的基本单位
①一切有机体都由细胞构成,细胞是构成有机体的基本单位
②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
③细胞是有机体生长与发育的基础
④细胞是遗传的基本单位,细胞具有遗传的全能性
⑤没有细胞就没有完整的生命
⑴细胞的基本共性
①所有的细胞都有相似的化学组成。
②所有的细胞表面均有由磷脂双分子层与镶嵌蛋白质构成的生物膜,即细胞膜。
③所有的细胞都含有两种核酸:
即DNA与RNA作为遗传信息复制与转录的载体。
④作为蛋白质合成的机器─核糖体,毫无例外地存在于一切细胞内。
⑤所有细胞的增殖都以一分为二的方式进行分裂。
2.病毒及相关知识
病毒:
是一类非细胞形态的介于生命与非生命形式之间的物质。
有以下主要特征:
①个体微小,可通过除菌滤器,大多数必须用电镜才能看见;②仅具有一种类型的核酸,或DNA或RNA,没有含两种核酸的病毒;③专营细胞内寄生生活;④具有受体连结蛋白,与敏感细胞表面的病毒受体连结,进而感染细胞。
一个成熟有感染性的病毒颗粒称“病毒体”。
电镜观察有五种形态:
球形、丝形、弹性、砖形、蝌蚪形。
根据病毒的核酸类型可以将其分为两大类:
DNA病毒与RNA病毒。
类病毒:
仅由一个有感染性的RNA构成,它们不能像病毒那样感染细胞,只有当植物细胞受到损伤,失去了膜屏障,它们才能在供体植株与受体植株间传染。
朊病毒(蛋白质感染因子):
仅由感染性的蛋白质亚基构成;
3.原核细胞
遗传的信息量小,遗传信息载体仅由一个环状DNA构成;细胞内没有分化为以膜为基础的具有专门结构与功能的细胞器和细胞核膜。
主要代表:
支原体(目前发现的最小最简单的细胞)、细菌、蓝藻。
4.古核细胞
即古细菌。
一些生长在极端特殊环境中的细菌,如盐细菌,产甲烷细菌等。
所栖息的环境和地球发生的早期有相似之处,如:
高温、缺氧等,以前把它们归属于原核细胞,现认为其很可能是真核细胞的祖先。
二、名词:
1.细胞:
见基本知识1.对细胞的基本理解
2.病毒:
是一类非细胞形态的介于生命与非生命形式之间的物质。
有以下主要特征:
①个体微小,可通过除菌滤器,大多数必须用电镜才能看见;②仅具有一种类型的核酸,或DNA或RNA,没有含两种核酸的病毒;③专营细胞内寄生生活;④具有受体连结蛋白,与敏感细胞表面的病毒受体连结,进而感染细胞。
3.类病毒:
仅由一个有感染性的RNA构成,它们不能像病毒那样感染细胞,只有当植物细胞受到损伤,失去了膜屏障,它们才能在供体植株与受体植株间传染。
例如,马铃薯锤管类病毒。
4.支原体:
直径通常为0.1~0.3μm,可通过滤菌器。
无细胞壁,不能维持固定的形态而呈现多形性,其基因组为一环状双链DNA,分子量小(仅有大肠杆菌的五分之一)。
5.蓝藻:
又称蓝细菌。
能进行与高等植物类似的光合作用,蓝藻没有叶绿体,仅有十分简单的光合作用结构装置,被认为是最简单的植物。
蓝藻细胞遗传信息载体与其它原核细胞一样,是一个环状DNA分子,但遗传信息量很大,可与高等植物相比。
蓝藻细胞的体积比其它原核细胞大得多。
蓝藻属单细胞生物,有些蓝藻经常以丝状的细胞群体存在。
6.朊病毒:
一种结构变异的蛋白质,对高温和蛋白酶均具有较强的抵抗力。
它能转变细胞内的此类正常的蛋白PrPC,使PrPC发生结构变异,变为具有致病作用的PrPSc
7.古核细胞:
见基本知识4.古核细胞
三、要点:
1.病毒的种类(举例与人类生活密切相关的病毒)
一个成熟有感染性的病毒颗粒称“病毒体”(Virion)。
电镜观察有五种形态;
①球形:
大多数人类和动物病毒为球形,如脊髓灰质炎病毒、禽流感病毒、艾滋病毒、疱疹病毒及腺病毒等;
②丝形:
多见于植物病毒,如烟草花叶病病毒,人类流感病毒有时也是丝形;
③弹形:
形似子弹头,如狂犬病毒、疱疹性口炎病毒等,其他多为植物病毒。
④砖形:
如天花病毒、牛痘苗病毒等;
⑤蝌蚪形:
由一卵圆形的头及一条细长的尾组成,如噬菌体。
类病毒:
马铃薯锤管类病毒
阮病毒:
羊瘙痒病病毒、疯牛病病毒
2.病毒与进化的关系
3.原核细胞的特点及其类型
基本特点:
遗传的信息量小,遗传信息载体仅由一个环状DNA构成;细胞内没有分化为以膜为基础的具有专门结构与功能的细胞器和细胞核膜。
主要代表:
支原体(目前发现的最小最简单的细胞)、细菌、蓝藻
4.原核细胞与真核细胞的比较
⑴原核细胞与真核细胞基本特征的比较
特征
原核细胞
真核细胞
细胞膜
核膜
染色体
核仁
线粒体
内质网
高尔基体
溶酶体
核糖体
光合作用结构
核外DNA
细胞壁
细胞骨架
细胞增殖(分裂)方式
有(多功能性)
无
由一个环状DNA分子构成的单个染色体,DNA不与或很少与蛋白质结合
无
无
无
无
无
70S(包括50S与30S的大小亚单位)
蓝藻含有叶绿素a的膜层结构,细菌具有菌色素
细菌具有裸露的质粒DNA
主要成分是氨基糖与壁酸
无
无丝分裂(直接分裂)
有
有
2个染色体以上,染色体由线状DNA与蛋白质组成
有
有
有
有
有
80S(包括60S与40S的大小亚单位)
植物叶绿体具有叶绿素a与b
线粒体DNA,叶绿体DNA
动物细胞无细胞壁,植物细胞壁的主要成分为纤维素与果胶
有
以有丝分裂(间接分裂)为主
⑵原核细胞与真核细胞的遗传结构装置和基因表达的比较
特征
原核细胞
真核细胞
DNA量(信息量)
DNA分子数
DNA分子结构
基因组数
基因数
大量“多余”的“重复”的DNA序列
基因中插入内含子
DNA与组蛋白结合
DNA与组蛋白以核小体及各级高级结构构成染色质与染色体
DNA复制的明显周期性
基因表达的调控
转录与翻译的时空关系
转录后与翻译后大分子的加工与修饰
细胞复制与分裂(DNA传递与分配)
少
1
环状
1n
几千
—
—
不与或与少量类组蛋白结合
—
—
主要以操纵子方式
转录与翻译同时同地进行
—
无丝分裂
多
2个以上
线状
2n,多n
大于几万,十万
十
十
与5种组蛋白结合
十
十
复杂性,多层次性
核内转录,细胞质内翻译
严格的阶段性与区域性
十
有丝分裂,减数分裂
⑶植物细胞与动物细胞的比较
细胞壁、液泡、叶绿体
5.古核细胞的进化地位及其依据
以前把它们归属于原核细胞,现认为其很可能是真核细胞的祖先。
主要依据:
(1)细胞壁的成分与真核细胞一样,而非像细菌那样由肽聚糖构成。
(2)DNA与基因结构:
古细菌DNA中有重复序列的存在。
此外,多数古核细胞的基因组中存在内含子。
(3)有类核小体结构:
古细菌具有组蛋白,而且能与DNA构建成类似核小体结构。
(4)有类似真核细胞的核糖体:
多数古细菌类的核糖体较真细菌有增大趋势,含有60种以上蛋白,介于真核细胞(70~84)与真细菌(55)之间。
抗生素同样不能抑制古核细胞类的核糖体的蛋白质合成。
(5)5SrRNA:
根据对5SrRNA的分子进化分析,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。
5SrRNA二级结构的研究也说明很多古细菌与真核生物相似。
除上述各点外,根据DNA聚合酶分析,氨基酰tRNA合成酶的作用,起始氨基酰tRNA与肽链延长因子等分析,也提供了以上类似依据,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。
因此近年来,真核细胞起源于古细菌的观点得到了加强。
第三章细胞生物学研究方法
一、基本知识:
1.显微镜的基本原理
①普通复式光学显微镜:
分辨率是指区分开两个质点间的最小距离
N=介质折射率;α=镜口角,λ=入射光波长
②荧光显微镜:
原理:
高压汞灯,激发滤片,阻断滤片
激光扫描共聚焦显微镜:
排除焦平面以外光的干扰,增强图像反差和提高分辨率(1.4—1.7倍),可重构样品的三维结构。
③相差显微镜:
将相位差转换成振幅差,从而提高各种结构间的对比度。
④扫描电镜:
电子“探针”扫描,激发样品表面放出二次电子,探测器收集二次电子成象。
CO2临界点干燥法可以消除引起样品变形的表面张力问题
2.各类显微镜的基本用途
①普通复式光学显微镜技术
②荧光显微镜技术:
在光镜水平用于蛋白质、核酸等生物大分子的定性定位,如绿色荧光蛋白(GFP)的应用
③激光扫描共聚焦显微镜:
可以用于观察细胞形态,也可以用于细胞内生化成分的定量分析、光密度统计以及细胞形态的测量。
④相差显微镜:
可用于观察活细胞
?
⑤扫描电镜:
扫描电镜是用极细的电子束在样品表面扫描,将产生的二次电子用特制的探测器收集,形成电信号运送到显像管,在荧光屏上显示物体。
(细胞、组织)表面的立体构像,可摄制成照片。
⑥倒置显微镜:
观察培养的活细胞
⑦微分干涉显微镜(DIC):
使细胞的结构,特别是一些较大的细胞器,如核、线粒体等,立体感特别强,适合于显微操作
3.透射和扫描电镜的基本原理及制样技术
?
⑴透射电镜:
透射电镜是以电子束透过样品经过聚焦与放大后所产生的物像,投射到荧光屏上或照相底片上进行观察。
由于电子易散射或被物体吸收,故穿透力低,必须制备更薄的超薄切片(通常为50~100nm)。
其制备过程与石蜡切片相似,但要求极严格。
要在机体死亡后的数分钟钓取材,组织块要小(1立方毫米以内),常用戊二醛和饿酸进行双重固定树脂包埋,用特制的超薄切片机切成超薄切片,再经醋酸铀和柠檬酸铅等进行电子染色。
⑵扫描电镜:
用一束极细的电子束扫描样品,在样品表面激发出次级电子,次级电子由探测体收集,并被转变为光信号,再经光电倍增管和放大器转变为电信号来控制荧光屏上电子束的强度,显示出与电子束同步的扫描图像。
图像为立体形象,反映了标本的表面结构。
为了使标本表面发射出次级电子,标本在固定、脱水后,要喷涂上一层重金属微粒,重金属在电子束的轰击下发出次级电子信号。
4.了解各种细胞成分分析方法的原理
①离心分离技术:
分离细胞器与生物大分子及其复合物
②细胞内核酸、蛋白质、酶、糖与脂类等的显示方法:
利用一些显色剂与所检测物质中一些特殊基团特异性结合的特征,通过显色剂在细胞中的定位及颜色的深浅来判断某种物质在细胞中的分布和含量。
③特异蛋白抗原的定位与定性(免疫细胞化学):
根据免疫学原理,利用抗体同特定抗原专一结合,对抗原进行定位测定的技术。
④细胞内特异核酸的定位与定性(原位分子杂交技术):
用来检测染色体上的特殊DNA序列。
最初是使用带放射性的DNA探针,通过放射自显影来显示位置。
后来又发明了免疫探针法,将探针核苷酸的侧链加以改造,探针杂交后,其侧链可被带有荧光标记的抗体所识别,从而显示出位置。
⑤定量细胞化学分析技术
细胞显微分光光度术:
用细胞内某些物质对特异光谱的吸收,测定这些物质(如核酸与蛋白质等)在细胞内的含量。
流式细胞仪:
对单个细胞进行快速定量分析与分选。
用于定量测定细胞中的DNA、RNA或某一特异蛋白的含量;测定细胞群体中不同时相细胞的数量;从细胞群体中分离某些特异染色的细胞;分离DNA含量不同的中期染色体。
5.了解细胞工程常用的几种技术
①细胞融合技术:
通过培养和诱导,两个或多个细胞合并成一个双核或多核细胞的过程称为细胞融合或细胞杂交。
诱导细胞融合的方法有三种:
生物方法(病毒)、化学方法(聚乙二醇PEG)、物理方法(电激和激光)。
②单克隆抗体技术:
正常淋巴细胞(如小鼠脾细胞)具有分泌抗体的能力,但不能在体外长期培养,瘤细胞(如骨髓瘤)可以在体外长期培养,但不分泌抗体。
将两种细胞杂交而创立了单克隆抗体技术
③显微操作技术:
在高倍复式显微镜下,利用显微操作器进行细胞或早期胚胎操作的一种方法。
显微操作器是用以控制显微注射针在显微镜视野内移动的机械装置。
二、名词:
1.差速离心:
在密度均一的介质中由低速到高速逐级离心,用于分离不同大小的细胞和细胞器。
2.密度梯度离心:
一定的介质在离心管内形成一连续或不连续的密度梯度,将细胞混悬液或匀浆置于介质的顶部,通过重力或离心力场的作用使细胞分层、分离,常用的介质为氯化铯,蔗糖和多聚蔗糖。
3.免疫荧光技术:
将免疫学方法(抗原抗体特异结合)与荧光标记技术结合起来研究特异蛋白抗原在细胞内分布的方法。
由于荧光素所发的荧光可在荧光显微镜下检出,从而可对抗原进行细胞定位。
4.原位杂交:
将用同位素或荧光素标记的核酸探针与细胞或组织中的核酸进行杂交,称为原位杂交。
(使用DNA或者RNA探针来检测与其互补的另一条链在细菌或其他真核细胞中的位置。
)
5.群体培养:
将含有一定数量细胞的悬液置于培养瓶中,让细胞贴壁生长,汇合(confluence)后形成均匀的单细胞层。
6.克隆培养:
将高度稀释的游离细胞悬液加入培养瓶中,各个细胞贴壁后,彼此距离较远,经过生长增殖每一个细胞形成一个细胞集落,称为克隆。
7.细胞融合:
通过培养和诱导,两个或多个细胞合并成一个双核或多核细胞的过程称为细胞融合或细胞杂交。
8.单克隆抗体:
单克隆抗体技术是细胞杂交技术的成功应用,正常淋巴细胞(如小鼠脾细胞)具有分泌抗体的能力,但不能在体外长期培养,瘤细胞(如骨髓瘤)可以在体外长期培养,但不分泌抗体。
将两种细胞杂交而创立了单克隆抗体技术。
抗体是由B淋巴细胞分化形成的浆细胞合成、分泌的。
每一个B淋巴细胞在成熟的过程中通过随机重排只产生识别一个抗原的抗原受体基因。
动物脾脏有上百万种不同的B淋巴细胞系,重排后具有不同基因不同的B淋巴细胞合成不同的抗体。
当机体受抗原刺激时,抗原分子上的许多决定簇分别激活各个具有不同基因的B细胞。
被激活的B细胞分裂增殖形成效应B细胞(浆细胞)和记忆B细胞,大量的浆细胞克隆合成和分泌大量的抗体分子分布到血液、体液中。
如果能选出一个制造一种专一抗体的浆细胞进行培养,就可得到由单细胞经分裂增殖而形成细胞群,即单克隆。
单克隆细胞将合成针对一种抗原决定簇的抗体,称为单克隆抗体。
9.模式生物:
生物学家通过对选定的生物物种进行科学研究,用于揭示某种具有普遍规律的生命现象,此时,这种被选定的生物物种就是模式生物。
三、要点:
能根据研究目的选用合适的研究方法
第四章细胞质膜
一、基本知识:
1.生物膜的基本结构、成分
磷脂双分子层是组成生物膜的基本结构成分,尚未发现膜结构中起组织作用的蛋白;
蛋白分子以不同方式镶嵌在脂双层分子中或结合在其表面,膜蛋白是赋予生物膜功能的主要决定者;
生物膜是磷脂双分子层嵌有蛋白质的二维溶液。
2.细胞连接的类型和功能
⑴封闭连接
紧密连接:
紧密连接是封闭连接的主要形式,存在于上皮细胞之间。
功能:
①形成渗漏屏障,起重要的封闭作用;②隔离作用,使游离端与基底面质膜上的膜蛋白行使各自不同的膜功能;③支持功能
⑵锚定连接:
在组织内分布很广泛,在上皮组织,心肌和子宫颈等组织中含量尤为丰富。
①与中间纤维相关的锚定连接:
桥粒、半桥粒
②与肌动蛋白纤维相关的锚定连接:
粘合带、粘合斑
功能:
过锚定连接将相邻细胞的骨架系统或将细胞与基质相连形成一个坚挺、有序的细胞群体。
⑶通讯连接
①间隙连接:
分布广泛,几乎所有的动物组织中都存在间隙连接。
功能:
参与细胞分化,协调代谢,构成电紧张突触
②神经细胞间的化学突触:
存在于可兴奋细胞之间的细胞连接方式。
功能:
通过释放神经递质来传导神经冲动。
③植物细胞中的胞间连丝:
高等植物细胞之间通过胞间连丝相互连接,完成细胞间的通讯联络。
功能:
实现细胞间由信号介导的物质选择性的转运;实现细胞间的电传导;
在发育过程中,胞间连丝结构的改变可以调节植物细胞间的物质运输。
某些植物病毒能制造特殊的蛋白质,这种蛋白质同胞间连丝结合后,可使胞间连丝的有效孔径扩大,使病毒粒子得以通过胞间连丝在植物体内自由播散和感染。
二、名词:
1.质膜:
又称细胞膜,它不仅是区分细胞内部与周围环境的动态屏障,更是细胞物质交换和信息传递的通道。
围绕各种细胞器的膜,称为细胞内膜。
质膜和内膜在起源、结构和化学组成的等方面具有相似性,故总称为生物膜。
2.流动镶嵌模型:
3.脂质体:
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。
4.膜骨架:
指细胞质膜下与膜蛋白相连的由纤维蛋白组成的网架结构,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。
5.去垢剂:
是一端亲水、另一端疏水的两性小分子,是分离与研究膜蛋白的常用试剂。
6.紧密连接:
亦称结合小带,这是指两个相邻细胞的质股紧靠在一起,中间没有空隙,而且两个质膜的外侧电子密度高的部分互相融合,成一单层。
紧密连接通常位于上皮顶端两相邻细胞间,在紧密连接处的细胞质膜几乎融合并紧紧结合在一起。
7.桥粒:
铆接相邻细胞,提供细胞内中间纤维的锚定位点,形成整体网络,起支持和抵抗外界压力与张力的作用。
8.粘合斑:
细胞通过肌动蛋白纤维和整合素蛋白与细胞外基质之间的连接方式。
9.间隙连接:
隙连接处相邻细胞质膜间的间隙为2~3nm。
连接子是间隙连接的基本单位。
每个连接子由6个connexin分子组成。
连接子中心形成一个直径约1.5nm的孔道。
连接单位由两个连接子对接构成。
分布广泛,几乎所有的动物组织中都存在间隙连接。
间隙连接是动物细胞中通过连接子进行的细胞间连接。
所谓“间隙”有两层含义你,其一是在间隙连接处,相邻细胞质膜间有2~3nm的间隙;其二是在间隙连接的连接点处,双脂层并不直接相连,而是由两个连接子对接形成通道,允许小分子的物质直接通过这种间隙通道从一个细胞流向另一个细胞。
10.胞间连丝:
相邻细胞质膜共同构成的直径20-40nm的管状结构。
高等植物细胞之间通过胞间连丝相互连接,完成细胞间的通讯联络。
植物细胞壁中小的开口,相邻细胞的细胞膜伸入孔中,彼此相连,两个细胞的滑面形内质网也彼此相连,构成胞间连丝。
胞间连丝不仅使相邻细胞的细胞质膜、细胞质、内质网交融在一起,而且也是植物细胞间物质运输和传递刺激的重要渠道。
11.细胞外被:
动物细胞表面存在着一层富含糖类物质的结构,称为细胞外被或糖萼。
细胞外被是由构成质膜的糖蛋白和糖脂伸出的寡糖链组成的,实质上是质膜结构的一部分。
在紧密连接处,一般无细胞外被。
12.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。
细胞外基质是动物组织的一部分,不属于任何细胞。
它决定结缔组织的特性,对于一些动物组织的细胞具有重要作用。
三、要点:
1.膜的流动性相关因素
膜脂的流动性主要由脂分子本身的性质决定的,不饱和程度越高,脂肪酸链越短,则膜脂的流动性越大;温度对膜脂的运动有明显的影响。
在细菌和动物细胞中常通过增加不饱和脂肪酸的含量来调节膜脂的相变温度以维持膜脂的流动性。
在动物细胞中,胆固醇对膜的流动性起重要的双向调节作用。
膜的流动性受多种因素影响:
细胞骨架不但影响膜蛋白的运动,也影响其周围膜脂的流动。
膜蛋白与膜脂分子的相互作用也是影响膜流动性的重要因素
2.生物膜的结构特征
⑴膜的流动性:
生物膜的基本特征之一,细胞进行生命活动的必要条件。
⑵膜的不对称性
①膜脂与糖脂的不对称性:
糖脂仅存在于质膜的ES面,是完成其生理功能的结构基础
②膜蛋白与糖蛋白的不对称性:
膜蛋白的不对称性是指每种膜蛋白分子在细胞膜上都具有明确的方向性;糖蛋白糖残基均分布在质膜的ES面;膜蛋白的不对称性是生物膜完成复杂的在时间与空间上有序的各种生理功能的保证。
3.各类细胞连接的结构和功能:
见基本知识2.细胞连接的类型和功能
4.脂质体的应用:
①研究膜脂与膜蛋白及其生物学性质;②脂质体中裹入DNA可用于基因转移;③在临床治疗中,脂质体作为药物等的载体。
第五章物质的跨膜运输
一、基本知识:
细胞跨膜运输的方式和机制
1.被动运输
⑴简单扩散:
①沿浓度梯度(或电化学梯度)扩散;②不需要提供能量;③没有膜蛋白的协助。
⑵协助扩散:
①比自由扩散转运速率高;②存在最大转运速率;③有特异性膜蛋白的协助,这类特殊的膜转运蛋白主要有载体蛋白和通道蛋白两种类型。
2.主动运输:
①逆浓度梯度(逆化学梯度)运输;②需要能量(由ATP直接供能)或与释放能量的过程偶联(协同运输);③都有载体蛋白。
⑴由ATP直接提供能量的主动运输:
钠钾泵
钙离子泵:
其一是P型离子泵,其原理与钠钾泵相似,每分解一个ATP分子,泵出2个Ca2+。
另一类叫做钠钙交换器(Na+-Ca2+exchanger),属于反向协同运输体系,通过钠钙交换来转运钙离子。
质子泵:
P-型质子泵、V-型质子泵(溶酶体膜)、H+-ATP酶(线粒体膜等)
⑵由ATP间接提供能量的主动运输
协同运输:
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
⑶光能驱动的主动运输,见于细菌。
3.胞吞作用与胞吐作用:
完成大分子与颗粒性物质的跨膜运输,在转运过程中,质膜内陷,形成包围细胞外物质的囊泡,又称膜泡运输,属于主动运输。
⑴胞吞作用
①吞噬作用:
细胞内吞较大的固体颗粒物质,如细菌、细胞碎片等,称为吞噬作用。
吞噬现象是原生动物获取营养物质的主要方式,在后生动物中亦存在吞噬现象。
如:
在哺乳动物中,中性颗粒白细胞
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