2022医学生物学基础ppt-细胞生物学课件.docx

2022医学生物学基础ppt-细胞生物学课件篇一：细胞生物学上课发表PPT内容及顺序 细胞生物学上课发表PPT内容及顺序 1、质膜和细胞表面 李 阳 2、细胞的信号转导与信号传递系统 姜明亮 3、线粒体巴春影 4、叶绿体于 萍 5、细胞增殖及其调控 隋飞飞 6、细胞骨架 兰 西 7、细胞核和染色体 李 旭 8、细胞质基质与细胞内膜系统杨鹏伟 9、细胞连接和细胞外基质 谭智文 10、细胞的衰老与死亡 曹万万 11、细胞分化鹿艳新 备注：每节课两个人，如果有特殊情况，请自行调整时间。然后及时告知老师。如果论文选择完毕，请将英文论文原文共享在群里面，同时发给老师发一份。 老师联系方式：13944763702 邮箱：lianmeilan2001 篇二：细胞生物学课件 生物体形态结构和生命活动的基本单位. 从细胞、亚细胞和分子三个水平上研究细胞生命活动的科学。 第二节 细胞生物学的发展简史 大致可以分为以下四个阶段 (basic history)： （一）细胞的发现及细胞学说的创立 （二）细胞学的经典时期 （三）实验细胞学的发展 （四）分子细胞生物学的兴起 列文· 虎克 首先发现活细胞 细胞学说 由德国植物学家Schleiden （施莱登）动物学家Schwann（施旺）提出。 一切生物，从单细胞生物到高等动植物都是由细胞组成的； 细胞是生物形态结构和功能活动的基本单位 1858年,德国医生和病理学家魏尔肖对细胞学说进行了重要补充并提出一切细胞只能 来自原来的细胞(的分裂)。 一切疾病均来自细胞的改变。 细胞学的经典时期 (19世纪中叶至20世纪初) 1861年，原生质(protoplasm)理论 实验细胞学的发展 (20世纪初至20世纪中叶) 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。 特点 :与生物科学的相邻学科互相渗透，结合多种实验手段，对细胞的结构和功能 进行了大量的研究。 1902年Boveri和Sutton同时提出 “染色体遗传理论”。 1910年Morgan提出了基因学说。 细胞超微时代到来！ 1932年，德国人M.Knoll和E.A.F.Ruska发明了透视电镜，1940年，美、德制造出分 辨力为0.2nm的商品电镜。 1940-50s用电镜观察了各类细胞超微结构。并利用超速离心、电泳、无细胞体系等 分析技术进一步研究细胞结构的功能。 从而Cytology发展为Cell Biology。 分子细胞生物学的兴起 (20世纪40年代始) 1944年Avery通过微生物的转化实验证明DNA是遗传物质。 分子生物学诞生的标志:1953年，Watson和 Crick提出DNA双螺旋结构模型。 1972年，DA. Jackson、RH. Symons和P. Berg 创建DNA体外重组。 自此，分子生物学的研究从多方面向细胞生物学渗透，使细胞生物学在原有的基础上发展为 分子细胞生物学。 第三节 细胞生物学与医学科学 细胞生物学是一门综合性的新兴基础理论学科, 是四大前沿学科之一，在医学中占有重要地 医学是研究疾病的发生、发展、转化规律，借此诊断、治疗、预防疾病，达到增强 人体健康、延年益寿为目的的科学。 1858年，德国病理学家Virchow： “一切疾病都来自细胞的改变”。 1、细胞生物学是现代医学的重要基础理论。 肿瘤的形成机理-增殖失控。 2、现代医学重要课题的研究将依赖于细胞生物学的更深入发展。 3、细胞生物学技术广泛应用于医学实践。 总趋势：细胞生物学与分子生物学(包括分子遗传学与 生物化学) 相互渗透与交融是总的发展趋势。 第二章 细胞的起源与进化 大致分为三个阶段： 1、从分子到细胞 2、从原核细胞到真核细胞 3、从单细胞生物到多细胞生物 第一节 从分子到细胞 生命源自于海洋！ 简单元素（C、H、O） 无机分子 自然条件 有机分子（氨基酸、核苷酸） 多肽、RNA 指导合成蛋白质 脂质膜包裹 原始细胞 第二节 从原核细胞到真核细胞 原始细胞 包围细胞的细胞膜、储存遗传信息的DNA、指导蛋白质合成的RNA、制造蛋白质的 核糖体 原核细胞 原核细胞 氧与代谢关系的变化、细胞膜内陷成细胞器、细胞核的出现 真核细胞 细胞的进化系统：原核细胞（Prokaryotic cell）、古细菌（古核细胞） （ Archaebacteria）、 真核细胞（Eukaryotic cell） 一.原核细胞：（一）支原体、（二）细菌 细菌是在自然界分布最广、个体数量最多的有机体。主要由细胞壁、细胞膜、细胞质、核质 体等构成，有的细菌还有荚膜、鞭毛、菌毛等特殊结构 古核细胞：是一类很特殊的细菌，多生活在极端的生态环境中。1.原核生物的某些特征:如 无核膜及内膜系统； 2.真核生物的特征:如以甲硫氨酸起始蛋白质的合成、核糖体对氯霉素不敏感、RNA聚合酶和 真核细胞的相似、DNA具有内含子并结合组蛋白； 3.既不同于原核细胞也不同于真核细胞的特征:如：细胞膜中的脂类是不可皂化的；细胞壁 不含肽聚糖，有的以蛋白质为主，有的含杂多糖，有的类似于肽聚糖，但都不含胞壁 酸、D型氨基酸和二氨基庚二酸。 如：嗜热细菌;嗜盐菌;产甲烷菌. 三、原核细胞与真核细胞的比较 真核细胞与原核细胞的共同点: 1.都有细胞膜(磷脂双分子层与蛋白质)； 2.都含有两类核酸(DNA 和 RNA)； 3.都有蛋白质合成工厂(核糖体)。 第三节 从单细胞生物到多细胞生物 单细胞向多细胞生物进化可能是：首先形成群体，然后再演变为具有不同特化细胞的多细胞 多细胞生物的两个基本特点：细胞产生了特化；细胞之间协同合作。 第五章 细胞膜的结构 细胞膜是包围在细胞质外周的一层界膜，又称质 膜 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、能量交换的“门户”。 细胞内膜(endomembrane) 概念：除细胞膜外，真核细胞内许多膜性细胞器的膜，如线粒体膜、内质网膜、高尔基复 合体膜、溶酶体膜、核膜等，称为细胞内膜。除线粒体膜以外的内膜结构共同构成真核细胞 的内膜系统。 生物膜(biomembrane）：细胞膜和细胞内膜 任何生物膜在电镜下都呈现“暗明暗”三层结构，故将这三层结构称为单位膜。 第一节 生物膜的化学组成和分子结构 一、生物膜的化学组成 生物膜：主要成分脂类、蛋白质、糖类，少量成分水、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。一般地说：功能多而复杂的膜，蛋白质/脂类 大；功能少而简单的膜，蛋白质/脂类 小。各种生物膜中蛋白质与脂类的含量比为1:4到4:1。 (一) 膜脂 膜 脂：磷脂、胆固醇、糖 脂，均为双亲性分子，既有亲水性一端，又有疏水性一端的分 子。 双亲性分子在水溶液中可形成两种排列方式:脂分子团、脂双分子层 脂质体可作为细胞膜的研究模型；生物大分子和药物的运载体；转基因；疾病的诊断及治疗 等。 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、磷脂 酰肌醇 2、糖脂 糖脂普遍存在于原核和真核细胞膜上,含量约占膜 脂的5%以下; 最简单的糖脂是半乳糖脑苷脂,它仅有一个半乳糖 作为极性头部; 变化最多、最复杂的是神经节苷脂,它是神经原质 膜具特征性的成分; 3、胆固醇 双性分子。只存在于真核细胞膜上，含量一般不超过膜脂的1/3，植物细胞膜中含量较少。 功能是提高脂双层的力学稳定性，调节脂双层流动性，降低水溶性物质的通透性。 （二）膜蛋白 膜蛋白是膜功能的主要体现者。核基因组编码的蛋白质中30%左右的为膜蛋白。 根据与膜脂的结合方式以及在膜中的位置的不同，膜蛋白分为: 内在膜蛋白（intrinsic protein） 脂锚定蛋白（lipid-anchored protein） 外在膜蛋白（extrinsic protein） 1.内在蛋白 又称为整合蛋白(integral protein)，以不同程度嵌入脂双层，有的贯穿全膜,称跨膜蛋白 (tansmembrane proteins)。两性分子。它与膜结合非常紧密，须用去垢剂(detergent)才能 从膜上去除，常用SDS和Triton-X101。 内在蛋白的跨膜结构域形成亲水通道有两种形式: 由多个螺旋组成亲水通道；由折叠组成亲水通道(如孔蛋白)。 2.外在膜蛋白 又称为外周蛋白(peripheral protein),为水溶性的，分布在细胞膜的内外表面，靠离子键 或其它较弱的键与膜表面的蛋白质分子或脂分子的亲水部分结合，因此只要改变溶液的离子 强度甚至提高温度就可以从膜上分离下来。 占膜蛋白总量的20%30%,在红细胞中占50%,如红细胞的血影蛋白和锚定蛋白都是外周蛋 白。 3.脂锚定蛋白 又称脂连接蛋白(lipid-linked proteins), 同脂的结合有两种方式： 一种方式是通过一个糖分子间接同脂双层中的脂结合；糖磷脂酰肌醇(GPI)连接的蛋白， GPI位于细胞膜的外小叶，用磷脂酶C处理能释放出结合的蛋白。如细胞表面受体、酶、细胞 粘附分子和引起羊瘙痒病的PrPC。 一种是蛋白质直接与脂双层中的脂结合。 （三）膜糖类 糖脂和糖蛋白 细胞外衣 (cell coat) 大多数动物细胞表明富含糖链的周缘区。又称糖萼。 膜糖的种类 自然界存在的单糖及其衍生物有200多种,但存在于膜的糖类只有其中的9种, 而在动物细胞 膜上的主要是7种： D-葡萄糖（D-Glucose)、 D-半乳糖 (D-Galactose)、 D-甘露糖 (D-Mannose) 、L-岩藻糖 (L-Fucose) 、 N-乙酰半 乳糖胺 (N-Acetyl-D-Galactosamine)、 N-乙酰葡萄糖胺 (N-Acetyl-Glucosamine)、 唾液 酸(N-乙酰基神经氨酸) (sialic acid)。 膜糖的功能：细胞与环境的相互作用、接触抑制、信号转导、蛋白质分选、保护作用等。 第二节 生物膜的特性 流动性和不对称性 （一）生物膜的流动性(fluidity） 影响膜脂流动性的因素 1.脂肪酸链的饱和程度：饱和程度高，流动性饱和程度低，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.其它因素：环境温度，内在膜蛋白的含量 2、膜蛋白的流动性 膜蛋白分子的运动方式：（1）侧向移动、（2）旋转运动 2、膜蛋白流动性的意义 质膜的流动性是保证其正常功能的必要条件。例如跨膜物质运输、细胞信息传递、细胞识别、 细胞免疫、细胞分化以及激素的作用等等都与膜的流动性密切相关。当膜的流动性低于一定 的阈值时，许多酶的活动和跨膜运输将停止，反之如果流动性过高，又会造成膜的溶解。 （二）生物膜的不对称性(asymmetry) （三）1、膜脂分布的不对称性 (1) 磷脂 磷脂酰胆碱 和 鞘磷脂多分布在细胞膜的外层（非胞质面） 磷脂酰乙醇胺 和 磷脂酰丝氨酸多分布在细胞膜内层（胞质面） 磷脂酰丝氨酸带有负电荷，细胞膜内层负电荷多于外层。 (2) 胆固醇 因其与磷脂酰胆碱和鞘磷脂的亲和力较大，故主要分布在细胞膜的外层。 (3) 糖脂 全部分布在膜的非胞质面。 2、膜蛋白分布的不对称性 (1) 膜蛋白在脂双分子层中的分布位置是不对称的。 (2) 膜蛋白颗粒在膜内外两层中的分布是不对称的。 （细胞膜内层多于外层） (3) 糖蛋白的分布是不对称的。 （均分布于细胞膜的外层，即膜的非胞质面） 膜脂和膜蛋白分布的不对称性决定了膜内外表面功能的不对称性。 （二）单位膜模型 （三）液态镶嵌模型(fluid mosaic model) 1972年，Singer和Nicolson提出: 1. 流动的脂双分子层构成生物膜的连续主体。 2. 膜蛋白以各种形式镶嵌在脂双分子层中或附着在膜内外表面。 3.强调了膜的流动性和不对称性。 评价： 液态镶嵌模型可以解释膜中发生的很多现象，为人们普遍接受，但也有 不足之处：如忽视了膜的各部分流动性的不均匀性，忽视了蛋白质分子对脂分子流动性的限制作用。 （四）脂筏模型(lipid rafts model) 1977年,美Simon提出。 存在于绝大多数哺乳动物质膜和部分内膜系统。 特征：脂筏与质膜微囊（caveolae），又称去污剂不溶的富含糖脂区（detergent-resistant fraction）.主要含有鞘脂和胆固醇而呈现介于液晶相和凝胶相之间的液态有序相（liquid-ordered phase）或Lo相。以Lo相为特征的脂质微区四周被流动的、液态无序相的脂质分子包围，犹如很多小筏漂浮在流动的脂质海洋中。 2+主要功能：信号转导、膜的运送（内吞、外排），胆固醇运送、维持胞内Ca稳态平衡、蛋白 分选等。 第九章 细胞的内膜系统 定义：指位于细胞质内，在结构，功能乃至发生上有一定联系的膜性结构的总称，是一连续的统一体。 线粒体虽然也是由膜结构组成的，但 不属于内膜系统。 内膜系统分布于细胞质基质中。细胞质基质也称为胞质溶胶，是细胞质中除各种细胞器和内 含物以外的较为均质而半透明的液体部分。 +2+化学组成：小分子：包括水、无机离子（K、Na、Ca等）、中等分子：脂类、糖类、氨基酸、 核苷酸及其衍生物等。大分子：多糖、蛋白质、脂蛋白和RNA等。 此外，细胞质基质中还含有大量的酶，它们是大分子合成和代谢所必需的。 篇三：最权威细胞生物学课件 152位考研学子推荐 ? ? ? ? ? ? ? ? 第一节 基本概念 一、几个容易混淆的概念 细胞信号发放（cell signaling） 细胞通讯（cell communication） 细胞识别（cell recognition） 信号转导（signal transduction） 二、细胞信号分子 成分：短肽、蛋白质、气体分子（NO、CO）、氨基酸、核苷酸、脂类、胆固醇衍生物。 ? ? ? 特点：特异；高效；可被灭活。 类别：脂溶性、水溶性信号分子。 第一信使：水溶性信号分子（如神经递质）不能穿过靶细胞膜，只能经膜上的信号转换机制实现信号传递，称第一信使。 ? ? ? 第二信使：起信号转换和放大的作用，如cAMP、cGMP、IP3、DAG、Ca2+。 三、受体（receptor） 能够识别和选择性结合某种配体（信号分子），多为糖蛋白，分子上具有配体结合区域和产生效应的区域。 ? ? ? 特点：特异性；饱和性；高度的亲和力。 类别：细胞内受体和细胞表面受体。 细胞对信号的反应不仅取决于其受体的特异性，而且与细胞的固有特征有关。 相同信号可产生不同效应：如Ach可引起骨骼肌收缩、心肌收缩频率降低，唾腺细胞分泌。 不同信号可产生相同效应：如肾上腺素、胰高血糖素，促进肝糖原降解而升高血糖。 ? 是一类磷酸转移酶，将 ATP 的 磷酸基转移到底物特定氨基酸残基上，使蛋 白磷酸化。分为5类，其中了解较多的是蛋白酪氨酸激酶、蛋白丝氨酸/苏氨酸激酶。 ? ? ? ? ? 作用：通过磷酸化调节蛋白质的活性。 五、胞间通信的主要类型 （一）细胞间隙连接 连接子中央为直径1.5nm的亲水性孔道，允许小分子如Ca2+、cAMP通过。 作用：协同相邻细胞对外界信号的反应，如可兴奋细胞的电耦联现象(电紧张突 触)。 ? ? ? ? （二）膜表面分子接触通讯 即细胞识别，如：精子和卵子之间的识别，T与B淋巴细胞间的识别。 （三）化学通讯 细胞分泌一些化学物质（如激素）至细胞外，作为信号分子作用于靶细胞，调 节其功能，可分为4类。 ? 内分泌：内分泌激素随血液循环输至全身，作用于靶细胞。特点：低浓度 （10-8-10-12M ），全身性，长时效。 ? 旁分泌：信号分子通过扩散作用于邻近的细胞。包括：各类细胞因子；气 体信号分子。 ? ? ? ? ? ? ? 突触信号发放：神经递质经突触作用于靶细胞。 自分泌：信号发放细胞和靶细胞为同类或同一细胞，常见于癌变细胞。 第二节 膜表面受体介导的信号转导 离子通道型受体； G蛋白耦联型受体； 酶耦联的受体。 第一类存在于可兴奋细胞，后两类存在于大多数细胞。 ? 受体本身为离子通道，即配体门通道。主要存在于神经、肌肉等可兴奋细胞， 信号分子为神经递质。分为： 阳离子通道，如乙酰胆碱受体； 阴离子通道，如氨基丁酸受体。 ? ? 二、G蛋白耦联型受体 7次跨膜蛋白，胞外结构域识别信号分子，胞内结构域与G蛋白耦联，调节相 关酶活性，在胞内产生第二信使。 ? 类型：多种神经递质、肽类激素和趋化因子受体，味觉、视觉和嗅觉感受 器。 ? ? ? ? 相关信号途径：cAMP途径、磷脂酰肌醇途径。 三聚体GTP结合蛋白，即，G蛋白： 组成：，和属脂锚定蛋白。 作用：分子开关。亚基结合GDP失活，结合GTP活化。 也是GTP酶，催 化结合的ATP水解，恢复无活性状态，其GTP酶活性可被GAP增强。 ? 腺苷酸环化酶：跨膜12次。在Mg2+或Mn2+的存在下，催化ATP生成 cAMP。 ? 蛋白激酶A（Protein Kinase A，PKA）：由两个催化亚基和两个调节亚基组 成。 ? ? ? 环腺苷酸磷酸二酯酶(PDE)：降解cAMP生成5-AMP，终止信号。 Gs调节模型: 激素与Rs结合，Rs构象改变，与Gs结合，Gs的亚基排斥GDP，结合GTP 而活化，Gs解离出和。 亚基活化腺苷酸环化酶，将ATP转化为cAMP。 亚基复合物可直接激活某些胞内靶分子。 ? cAMP信号途径可表示为： 激素受体G蛋白腺苷酸环化酶cAMP蛋白激酶A基因调控蛋 白基因转录。 ? 霍乱毒素能催化ADP核糖基共价结合到Gs的亚基上，使亚基持续活化， 导致患者细胞内Na+和水持续外流，产生严重腹泻而脱水。 ? 不同细胞对cAMP信号途径的反应： 在肌肉细胞，1秒钟内可启动糖原降解为葡糖1-磷酸，而抑制糖原合成。 在某些分泌细胞，需要几个小时， 激活的PKA 进入细胞核，将CRE （cAMP response element ）结合蛋白磷酸化，调节相关基因的表达。 CRE是DNA上的调节区域。 ? ? ? Gi调节模型 通过亚基与腺苷酸环化酶结合，直接抑制酶的活性； 通过亚基复合物与游离Gs的亚基结合，阻断Gs的亚基对腺苷酸环 化酶的活化。 ? ? ? ? 百日咳毒素抑制Gi的活性。 （二）磷脂酰肌醇途径 又称双信使途径。 信号分子与G蛋白耦联受体结合，激活质膜上的磷脂酶C（PLC-），使4，5- 二磷酸磷脂酰肌醇（PIP2）水解成IP3和DAG。 ? ? ? ? ? ? ? 信号的终止： IP3信号：去磷酸化为IP2；磷酸医学生物学基础ppt-细胞生物学课件出自：百味书屋链接地址： 转载请保留,谢谢!本文来源：网络收集与整理，如有侵权，请联系作者删除，谢谢！第25页 共25页第 25 页 共 25 页第 25 页 共 25 页第 25 页 共 25 页第 25 页 共 25 页第 25 页 共 25 页第 25 页 共 25 页第 25 页 共 25 页第 25 页 共 25 页第 25 页 共 25 页第 25 页 共 25 页