细胞生物学期末复习提纲.ppt

细胞生物学期末复习第一章 绪论n n细胞生物学的定义细胞生物学的定义 （了解）（了解）n n细胞生物学的研究内容细胞生物学的研究内容（了解）（了解）n n细胞的发现和细胞学说的建立细胞的发现和细胞学说的建立（了解）（了解）第二章 细胞的统一性与多样性n n细胞的基本概念细胞的基本概念（了解）（了解）n n原核细胞与真核细胞的比较原核细胞与真核细胞的比较（掌握）（掌握）结构与功能的比较结构与功能的比较 遗传装置与基因表达方式的比较遗传装置与基因表达方式的比较n n病毒的起源病毒的起源（了解）（了解）第三章 细胞生物学研究方法n n显微镜技术显微镜技术显微镜技术显微镜技术（了解）（了解）（了解）（了解）光学显微镜技术：分辨率、荧光显微镜光学显微镜技术：分辨率、荧光显微镜光学显微镜技术：分辨率、荧光显微镜光学显微镜技术：分辨率、荧光显微镜n n电子显微镜技术：分辨率、与光镜的区别、电镜电子显微镜技术：分辨率、与光镜的区别、电镜电子显微镜技术：分辨率、与光镜的区别、电镜电子显微镜技术：分辨率、与光镜的区别、电镜的应用的应用的应用的应用（了解）（了解）（了解）（了解）n n电镜制样技术电镜制样技术电镜制样技术电镜制样技术（了解）（了解）（了解）（了解）超薄切片技术超薄切片技术超薄切片技术超薄切片技术 负染色技术负染色技术负染色技术负染色技术 冷冻蚀刻技术冷冻蚀刻技术冷冻蚀刻技术冷冻蚀刻技术 电镜三维重构技术电镜三维重构技术电镜三维重构技术电镜三维重构技术 扫描电镜技术（扫描电镜技术（扫描电镜技术（扫描电镜技术（SEMSEM）的应用）的应用）的应用）的应用 扫描隧道显微镜（扫描隧道显微镜（扫描隧道显微镜（扫描隧道显微镜（STMSTM）n n细胞组分的分析技术细胞组分的分析技术（了解）（了解）n n细胞培养、细胞工程与显微镜操作技术细胞培养、细胞工程与显微镜操作技术（了解）（了解）第四章 细胞质膜n n流动镶嵌模型：定义、结构特点流动镶嵌模型：定义、结构特点（掌握）（掌握）n n膜的组成与特征膜的组成与特征 组成：膜脂的类型与运动方式组成：膜脂的类型与运动方式（了解）（了解）、脂质体脂质体（掌握）（掌握）膜蛋白的类型及与膜脂的结合方式膜蛋白的类型及与膜脂的结合方式（了解）（了解）特征：流动性与不对称性特征：流动性与不对称性（掌握）（掌握）n n质膜的基本功能质膜的基本功能（掌握）（掌握）第五章 物质的跨膜运输n n膜转运蛋白的类型与特点膜转运蛋白的类型与特点（了解）（了解）n n物质运输的三种方式物质运输的三种方式 被动运输被动运输（了解）（了解）主动运输主动运输（掌握）（掌握）：定义、类型、：定义、类型、Na+-K+泵泵的工作原理、其他类型的离子泵的工作原理、其他类型的离子泵 胞吞与胞吐作用：定义、受体介导的胞吞作胞吞与胞吐作用：定义、受体介导的胞吞作用（以用（以LDL的摄取为例）的摄取为例）（掌握）（掌握）第六章 线粒体与叶绿体n n线粒体的结构线粒体的结构（了解）（了解）n n电子传递链与电子传递：定义、组成与排电子传递链与电子传递：定义、组成与排列顺序列顺序（掌握）（掌握）n n氧化磷酸化：定义、氧化磷酸化：定义、ATP形成机制（化学渗形成机制（化学渗透假说透假说（掌握）（掌握）n n叶绿体的结构叶绿体的结构（了解）（了解）n n光反应与暗反应：定义、光合电子传递链、光反应与暗反应：定义、光合电子传递链、光合磷酸化、卡尔文循环光合磷酸化、卡尔文循环（了解）（了解）n n线粒体和叶绿体的半自主性线粒体和叶绿体的半自主性（了解）（了解）导肽、分子伴侣导肽、分子伴侣（了解）（了解）n n线粒体与叶绿体的起源：内共生起源假说线粒体与叶绿体的起源：内共生起源假说（掌握）（掌握）第七章 真核细胞内膜系统、蛋白质分选与膜泡运输n n细胞质基质：蛋白质的泛素化降解途径细胞质基质：蛋白质的泛素化降解途径（了解）（了解）n n内质网的结构与功能内质网的结构与功能（掌握）（掌握）n n高尔基体的结构与功能高尔基体的结构与功能（掌握）（掌握）n n溶酶体的结构、功能与发生溶酶体的结构、功能与发生（了解）（了解）n n蛋白质的分选：信号肽、信号假说、蛋白蛋白质的分选：信号肽、信号假说、蛋白质的分选途径质的分选途径（掌握）（掌握）n n膜泡运输的类型膜泡运输的类型（了解）（了解）第八章 细胞信号转导n n信号分子与受体：类型信号分子与受体：类型（掌握）（掌握）n n第二信使与分子开关：第二信使的类型、第二信使与分子开关：第二信使的类型、分子开关的定义分子开关的定义（掌握）（掌握）n nG蛋白耦联受体：蛋白耦联受体：G蛋白的定义蛋白的定义（掌握）（掌握）以以cAMP为第二信使的信号通路为第二信使的信号通路（掌握）（掌握）磷脂酰肌醇双信使通路磷脂酰肌醇双信使通路（掌握）（掌握）n n受体酪氨酸激酶（受体酪氨酸激酶（RTK）及）及RTK-Ras蛋白蛋白信号通路信号通路（了解）（了解）第九章 细胞骨架n n细胞骨架的类型细胞骨架的类型（了解）（了解）n n微丝：组成、组装的踏车行为、药物敏感微丝：组成、组装的踏车行为、药物敏感性、功能性、功能（了解）（了解）n n微管：组成、类型、组装、药物敏感性、微管：组成、类型、组装、药物敏感性、MTOC、功能、鞭毛与纤毛的结构、功能、鞭毛与纤毛的结构（掌握）（掌握）第十章 细胞核与染色体n n核被膜的组成核被膜的组成（了解）（了解）n n核孔复合体：结构模型、功能核孔复合体：结构模型、功能（掌握）（掌握）n n核仁：超微结构、功能核仁：超微结构、功能（掌握）（掌握）第十二章 细胞增殖及其调控n n细胞周期：定义、时相、细胞类型、各时细胞周期：定义、时相、细胞类型、各时相特点相特点（掌握）（掌握）n n细胞分裂：有丝分裂与减数分裂的异同点细胞分裂：有丝分裂与减数分裂的异同点（了解）（了解）、同源染色体的联会、联会复合、同源染色体的联会、联会复合体的定义及功能体的定义及功能（掌握）（掌握）n n细胞周期的调控：细胞周期的调控：MPF的组成及功能、周的组成及功能、周期蛋白的定义期蛋白的定义（掌握）（掌握）第十三章 程序性细胞死亡与细胞衰老n n程序性细胞死亡与细胞凋亡的定义程序性细胞死亡与细胞凋亡的定义（掌握）（掌握）n n细胞凋亡与细胞坏死的区别细胞凋亡与细胞坏死的区别（掌握）（掌握）n n细胞凋亡的分子机制：细胞凋亡的分子机制：caspase家族的作用家族的作用机制机制（了解）（了解）类型类型植物真核细胞植物真核细胞动物真核细胞动物真核细胞原核细胞原核细胞细胞壁细胞壁细胞膜细胞膜细胞质细胞质核糖体核糖体线粒体线粒体内质网内质网高尔基体高尔基体液泡液泡中心体中心体叶绿体叶绿体细胞核细胞核拟核拟核有有有有有有有有有有有有有有有有有有有有有有有有有有有有有有有有有有有有有有有有无无无无无无无无无无无无无无无无无无无无无无无无无无提示提示（1）真核细胞和原核细胞均具有细胞膜、细胞质、核糖真核细胞和原核细胞均具有细胞膜、细胞质、核糖体，体现了真核细胞和原核细胞的统一性；体，体现了真核细胞和原核细胞的统一性；（2）真核细胞具有成形细胞核、原核细胞具有拟核；）真核细胞具有成形细胞核、原核细胞具有拟核；（3）动植物细胞具有更多相似性；在结构上原核细胞比真核）动植物细胞具有更多相似性；在结构上原核细胞比真核细胞简单和低等。细胞简单和低等。有有有有有有真核细胞与原核细胞的比较真核细胞与原核细胞的比较类别类别真核细胞原核细胞细胞大小细胞大小细胞核细胞核细胞器细胞器生物类群生物类群较大较大较小较小有核膜、核仁，有有核膜、核仁，有真正细胞核真正细胞核无核膜、核仁，有无核膜、核仁，有拟核拟核只有核糖体只有核糖体有核糖体、线粒体有核糖体、线粒体内质网、高尔基体内质网、高尔基体叶绿体、液泡等叶绿体、液泡等真菌、动物、植物真菌、动物、植物蓝藻、细菌蓝藻、细菌显微镜的分辨率显微镜的分辨率肉眼：肉眼：0.2 mm 光镜：光镜：0.2 um 电镜：电镜：0.2 nm（五）荧光显微镜 Fluorescence microscopen n特点：光源为紫外线，波长较短，分辨力高于普通显微镜；n n有两个特殊的滤光片；n n照明方式通常为落射式。生物膜的流动镶嵌模型n n根据Fluid-mosaic model：1.1.磷脂分子以疏水性尾部相对，极性头部朝向水相，形成双分子层结构，组成生物膜骨架；2.2.细胞膜由流动的双脂层和嵌在其中的蛋白质组成；3.3.蛋白质或嵌在双脂层表面，或嵌在其内部，或横跨整个双脂层，表现出分布的不对称性。（三）、脂质体（liposome）n n是一种人工膜。n n在水中，搅动后磷脂形成双层脂分子的球形脂质体，直径251000nm不等。n n人工脂质体可用于：1.1.转基因转基因2.2.运载制备的药物运载制备的药物3.3.研究生物膜的特性研究生物膜的特性细胞膜的功能1.1.为细胞的生命活动提供为细胞的生命活动提供相对稳定的内环境相对稳定的内环境；2.2.选择性的物质运输选择性的物质运输，包括代谢底物的输入与代谢，包括代谢底物的输入与代谢产物的排出；产物的排出；3.3.提供提供细胞识别位点细胞识别位点，并完成细胞内外信息的跨膜，并完成细胞内外信息的跨膜传递；传递；4.4.为多种为多种酶提供结合位点酶提供结合位点，使酶促反应高效而有序，使酶促反应高效而有序地进行；地进行；5.5.介导细胞与细胞、细胞与基质介导细胞与细胞、细胞与基质之间的连接之间的连接；6.6.参与形成具有不同功能的参与形成具有不同功能的细胞表面特化结构。细胞表面特化结构。7.7.膜蛋白的异常与某些遗传病、恶性肿瘤，甚至神膜蛋白的异常与某些遗传病、恶性肿瘤，甚至神经退行性疾病相关，很多膜蛋白可作为疾病治疗经退行性疾病相关，很多膜蛋白可作为疾病治疗的药物靶标。的药物靶标。n n细胞膜上存在两类主要的转运蛋白，即：载载体体蛋蛋白白（carrier protein）和通通道道蛋蛋白白（channel protein）。n n载体蛋白又称做载载体体（carrier）、通通透透酶酶（permease）和转转运运器器（transporter），有的需要能量驱动，如：各类ATP驱动的离子泵；有的则不需要能量，如：缬氨酶素。n n通道蛋白能形成亲水的通道，允许特定的溶质通过，所有通通道道蛋蛋白白均均以以扩扩散散的的方方式式运运输输溶质溶质。1.载体蛋白（载体蛋白（carrier protein）及其功能）及其功能 载体蛋白载体蛋白（carrier protein）是在生物膜上普遍）是在生物膜上普遍存在的多次跨膜蛋白分子。可以和特定的溶质分子存在的多次跨膜蛋白分子。可以和特定的溶质分子结合，通过结合，通过构象改变构象改变介导溶质的介导溶质的主动主动和和被动被动跨膜运跨膜运输。输。2.通道蛋白（通道蛋白（channel protein）(1)概念概念：通道蛋白（：通道蛋白（channel protein）是横跨质膜的亲水性）是横跨质膜的亲水性通通 道，允许适当大小的分子和带电荷的离子顺梯度通过，又称道，允许适当大小的分子和带电荷的离子顺梯度通过，又称为为离子通道离子通道。(2)特征特征：具有极高的转运速率；具有极高的转运速率；没有饱和值没有饱和值 离子通道是门控的离子通道是门控的(其活性由通道开或关两种构象调节其活性由通道开或关两种构象调节)。(3)类型类型：电压门通道（电压门通道（voltage-gated channel）配体门通道（配体门通道（ligand-gated channel）应应力激活通道（力激活通道（stress-activated channel）主动运输主动运输概念概念：主动运输（：主动运输（active transport）是指由载体蛋白介导的）是指由载体蛋白介导的 物质逆浓度梯度（或电化学梯度）的由浓度低的一侧物质逆浓度梯度（或电化学梯度）的由浓度低的一侧 向浓度高的一侧的跨膜运输方式。向浓度高的一侧的跨膜运输方式。特点特点：运输方向；运输方向；膜转运蛋白；膜转运蛋白；消耗能量。消耗能量。主动运输所需能量的来源主要有：主动运输所需能量的来源主要有：1.ATP直接提供能量（直接提供能量（ATP驱动泵）驱动泵）2.ATP间接提供能量（耦联转运蛋白）间接提供能量（耦联转运蛋白）3.光能驱动光能驱动 ATP驱动泵驱动泵n nP-型离子泵：Na+-K+泵、钙泵、H+泵n nV-型质子泵n nF-型质子泵n nABC超家族2.Na+-K+泵的泵的作用作用机制机制低密度脂蛋白低密度脂蛋白（low-density lipoproteins,LDL):是胆固醇在肝是胆固醇在肝细胞合成后与磷细胞合成后与磷脂和蛋白质形成脂和蛋白质形成的复合物的复合物,进入血进入血液，通过与细胞液，通过与细胞表面的表面的LDL受体受体结合形成受体结合形成受体-LDL复合物，通复合物，通过网络蛋白有被过网络蛋白有被小泡的内化作用小泡的内化作用进入细胞，经脱进入细胞，经脱被与包内体融合。被与包内体融合。包内体包内体是动物细是动物细胞内由膜包围的胞内由膜包围的细胞器，作用是细胞器，作用是传输新吞入细胞传输新吞入细胞的物质到溶酶体的物质到溶酶体被降解。被降解。包内体膜上有包内体膜上有ATP驱动的质驱动的质子泵，将子泵，将H+泵进包内体腔泵进包内体腔中，使腔内中，使腔内pH降低，引降低，引起起LDL与受体与受体分离。包内体分离。包内体以出芽的方式以出芽的方式形成运载受体形成运载受体的小泡，返回的小泡，返回细胞膜，重复细胞膜，重复使用。含使用。含LDL的包内体的包内体与溶酶体融合，与溶酶体融合，LDL被水解，被水解，释放出胆固醇释放出胆固醇和脂肪酸供细和脂肪酸供细胞利用。胞利用。三、氧化磷酸化n n什么是氧化磷酸化：什么是氧化磷酸化：n n当电子从当电子从NADHNADH或或FADHFADH2 2经呼吸链传递给氧形成经呼吸链传递给氧形成水时，同时伴有水时，同时伴有ADPADP磷酸化形成磷酸化形成ATPATP，这一过程，这一过程称为称为氧化磷酸化氧化磷酸化氧化磷酸化氧化磷酸化。n n什么是呼吸链：什么是呼吸链：什么是呼吸链：什么是呼吸链：n n在线粒体内膜上存在有关氧化磷酸化的脂蛋白复在线粒体内膜上存在有关氧化磷酸化的脂蛋白复合物，它们是传递电子的酶体系，由一系列可逆合物，它们是传递电子的酶体系，由一系列可逆地接受和释放电子或地接受和释放电子或H H+的化学物质组成，在内膜的化学物质组成，在内膜上相互关联地有序排列，称为上相互关联地有序排列，称为电子传递链电子传递链电子传递链电子传递链（electron-transport chainelectron-transport chain）或或呼吸链（呼吸链（呼吸链（呼吸链（respiratory respiratory chainchain）。）。）。）。两条呼吸链两条呼吸链鱼藤酮、阿米妥抗霉素ACN、COATP合成酶(磷酸化的分子基础)n n分子结构分子结构分子结构分子结构n n基粒（基粒（elementary particleelementary particle），基粒由头部（），基粒由头部（F1F1偶联因子）偶联因子）和基部（和基部（F F0 0偶联因子）构成，偶联因子）构成，F F0 0嵌入线粒体内膜。嵌入线粒体内膜。n nF1F1由由5 5种多肽组成种多肽组成 3 3 3 3复合体，具有三个复合体，具有三个ATPATP合成的催合成的催化位点（每个化位点（每个 亚基具有一个）。亚基具有一个）。和和 单位交替排列，状单位交替排列，状如桔瓣。如桔瓣。贯穿贯穿复合体（相当于发电机的转子），并与复合体（相当于发电机的转子），并与F F0 0接触，接触，帮助帮助 与与F F0 0结合。结合。与与F F0 0的两个的两个b b亚基形成固定亚基形成固定复合体的结构（相当于发电机的定子）。复合体的结构（相当于发电机的定子）。n nF F0 0由三种多肽组成由三种多肽组成abab2 2c c1212复合体，嵌入内膜，复合体，嵌入内膜，1212个个c c亚基组亚基组成一个环形结构，具有质子通道成一个环形结构，具有质子通道,可使质子由膜间隙流回可使质子由膜间隙流回基质。基质。氧化磷酸化的偶联机制化学渗透假说n n 化学渗透假说内容：化学渗透假说内容：n n当电子沿呼吸链传递时，所释放的能量将质子从内膜基质当电子沿呼吸链传递时，所释放的能量将质子从内膜基质侧（侧（MM侧）泵至膜间隙（胞质侧或侧）泵至膜间隙（胞质侧或C C侧），由于线粒体内膜对侧），由于线粒体内膜对离子是高度不通透的，从而使膜间隙的质子浓度高于基质，离子是高度不通透的，从而使膜间隙的质子浓度高于基质，在内膜的两侧形成在内膜的两侧形成pHpH梯度（梯度（pHpH）及电位梯度（）及电位梯度（），两者），两者共同构成电化学梯度（图共同构成电化学梯度（图7-97-9），即），即质子动力势质子动力势质子动力势质子动力势（proton-proton-motive force,motive force,P P）。）。n n质子沿电化学梯度穿过内膜上的质子沿电化学梯度穿过内膜上的ATPATP酶复合物流回基质，使酶复合物流回基质，使ATPATP酶的构象发生改变，将酶的构象发生改变，将ADPADP和和PiPi合成合成ATPATP。电化学梯度中。电化学梯度中蕴藏的能量储存到蕴藏的能量储存到ATPATP高能磷酸键。高能磷酸键。光反应n n在类囊体膜上由光引起的光化学反应，通过叶绿素等光合色素分子吸收、在类囊体膜上由光引起的光化学反应，通过叶绿素等光合色素分子吸收、传递光能，水光解，并将光能转换为电能（生成高能电子），进而通过传递光能，水光解，并将光能转换为电能（生成高能电子），进而通过电子传递与光合磷酸化将电能转换为活跃化学能，电子传递与光合磷酸化将电能转换为活跃化学能，形成形成ATPATP和和NADPHNADPH并放出并放出 O O2 2 的过程。包括原初反应、电子传递和光合磷酸化。的过程。包括原初反应、电子传递和光合磷酸化。n n原初反应（原初反应（原初反应（原初反应（primary reaction)primary reaction)primary reaction)primary reaction)n n原初反应原初反应原初反应原初反应是指叶绿素分子从被光激发至引起第一个光化学反应为止是指叶绿素分子从被光激发至引起第一个光化学反应为止的过程，包括光能的吸收、传递与转换，即光能被捕光色素分子吸的过程，包括光能的吸收、传递与转换，即光能被捕光色素分子吸收并传递至反应中心，在反应中心发生最初的光化学反应，使电荷收并传递至反应中心，在反应中心发生最初的光化学反应，使电荷分离从而将光能转换为电能的过程。分离从而将光能转换为电能的过程。电子传递与光合磷酸化n n电子传递与光合磷酸化需说明以下几点电子传递与光合磷酸化需说明以下几点电子传递与光合磷酸化需说明以下几点电子传递与光合磷酸化需说明以下几点：n n最初电子供体是最初电子供体是HH2 2OO，最终电子受体是，最终电子受体是NADPNADP+。n n电子传递链中唯一的电子传递链中唯一的HH+-pump-pump是是cytbcytb6 6f f复合物。类囊体腔的质复合物。类囊体腔的质子浓度比叶绿体基质高，该浓度梯度产生的原因归于：子浓度比叶绿体基质高，该浓度梯度产生的原因归于：n n H H2 2OO光解、光解、cytbcytb6 6f f 的的HH+-pump-pump、NADPHNADPH的形成。的形成。n n ATP ATP、NADPHNADPH在叶绿体基质中形成。在叶绿体基质中形成。n n 电子沿光合电子传递链传递时，分为非循环式光合磷酸化电子沿光合电子传递链传递时，分为非循环式光合磷酸化和循环式光合磷酸化两条通路。循环式传递的高能电子在和循环式光合磷酸化两条通路。循环式传递的高能电子在PSPS被光能激发后经被光能激发后经cytbcytb6 6f f复合物回到复合物回到PSPS。结果是不裂解。结果是不裂解HH2 2OO、产、产生生OO2 2，不形成，不形成NADPHNADPH，只产生，只产生HH+跨膜梯度，合成跨膜梯度，合成ATP ATP。n n光合磷酸化的概念：光合磷酸化的概念：光合磷酸化的概念：光合磷酸化的概念：由光照所引起的电子传递与磷酸化作用相由光照所引起的电子传递与磷酸化作用相由光照所引起的电子传递与磷酸化作用相由光照所引起的电子传递与磷酸化作用相耦联而生成耦联而生成耦联而生成耦联而生成ATPATPATPATP的过程，称为光合磷酸化。的过程，称为光合磷酸化。的过程，称为光合磷酸化。的过程，称为光合磷酸化。n n导肽：位于线粒体前体蛋白导肽：位于线粒体前体蛋白NN端的一段信号序列端的一段信号序列（约（约2020个氨基酸残基），能够识别线粒体并牵引个氨基酸残基），能够识别线粒体并牵引蛋白质通过线粒体膜进行运送，也称为信号肽。蛋白质通过线粒体膜进行运送，也称为信号肽。n n特点：特点：含有丰富的带正电荷的碱性氨基酸（精氨酸）；含有丰富的带正电荷的碱性氨基酸（精氨酸）；含较高羟基氨基酸（丝氨酸）；含较高羟基氨基酸（丝氨酸）；不含带负电荷的酸性氨基酸；不含带负电荷的酸性氨基酸；可形成既具亲水性又具疏水性的可形成既具亲水性又具疏水性的螺旋结构。螺旋结构。一、线粒体和叶绿体的DNAn nmtDNA/ctDNAmtDNA/ctDNA形状、数量、大小形状、数量、大小 n n双链环状双链环状(除绿藻除绿藻mtDNAmtDNA，草履虫，草履虫mtDNA)mtDNA)n nmtDNAmtDNA大小在动物中变化不大，但在植物中变化较大，大小在动物中变化不大，但在植物中变化较大，高等植物，高等植物，120kbp200kbp120kbp200kbp；n n人人mtDNAmtDNA：16,569bp16,569bp，3737个基因个基因(编码编码12S,16SrRNA12S,16SrRNA；2222种种tRNAtRNA；1313种多肽：种多肽：NADHNADH脱氢酶脱氢酶7 7个亚基，个亚基，cyt b-c1cyt b-c1复合复合物中物中1 1个个cytbcytb，细胞色素，细胞色素C C氧化酶氧化酶3 3个亚基，个亚基，ATP ATP合成酶合成酶2 2个个FoFo亚基亚基)n nmtDNAmtDNA复制的时间主要在细胞周期的复制的时间主要在细胞周期的S S期及期及G2G2期，期，DNADNA先复制，随后线粒体分裂。先复制，随后线粒体分裂。ctDNActDNA复制的时复制的时间在间在G1G1期。期。复制仍受核控制。复制仍受核控制。二、线粒体和叶绿体的起源n n内共生起源学说（内共生起源学说（内共生起源学说（内共生起源学说（endosymbiosis hypothesis)endosymbiosis hypothesis)endosymbiosis hypothesis)endosymbiosis hypothesis)n n叶绿体起源于细胞内共生的蓝藻：叶绿体起源于细胞内共生的蓝藻：MereschkowskyMereschkowsky，19051905年年n nMargulisMargulis，19701970年：线粒体的祖先年：线粒体的祖先-原线粒体是一种革兰原线粒体是一种革兰氏阴性细菌：叶绿体的祖先是原核生物的蓝细菌氏阴性细菌：叶绿体的祖先是原核生物的蓝细菌（CyanobacteriaCyanobacteria），即蓝藻。），即蓝藻。n n非共生起源学说非共生起源学说非共生起源学说非共生起源学说n n主要内容：真核细胞的前身是一个进化上比较高等的好主要内容：真核细胞的前身是一个进化上比较高等的好氧细菌。氧细菌。n n成功之处：解释了真核细胞核被膜的形成与演化的渐进成功之处：解释了真核细胞核被膜的形成与演化的渐进过程。过程。rER的功能n n蛋白质合成蛋白质合成蛋白质合成蛋白质合成n n蛋白质都是在核糖体上合成的，并且起始于细胞质基质，但是有些蛋白质在蛋白质都是在核糖体上合成的，并且起始于细胞质基质，但是有些蛋白质在合成开始不久后便转在内质网上合成。合成开始不久后便转在内质网上合成。n n需要移入内质网继续合成的蛋白：需要移入内质网继续合成的蛋白：分泌蛋白；膜整合蛋白；内膜系统各种细分泌蛋白；膜整合蛋白；内膜系统各种细胞器内的可溶性蛋白（需要隔离或修饰）胞器内的可溶性蛋白（需要隔离或修饰）n n蛋白质的修饰与加工蛋白质的修饰与加工n n蛋白质的蛋白质的修饰加工：包括糖基化、羟基化、酰基化、二硫键形成等，其中最修饰加工：包括糖基化、羟基化、酰基化、二硫键形成等，其中最主要的是糖基化，几乎所有内质网上合成的蛋白质最终被糖基化。主要的是糖基化，几乎所有内质网上合成的蛋白质最终被糖基化。n n糖基化在糖基化在glycosyltransferaseglycosyltransferase作用下发生在作用下发生在ERER腔面腔面n n糖基一般连接在糖基一般连接在4 4种氨基酸上，分为种氨基酸上，分为2 2种：种：O-O-连接的糖基化：与连接的糖基化：与SerSer、ThrThr和和HypHyp的的OHOH连接；连接；N-N-连接的糖基化：与天冬酰胺残基的连接的糖基化：与天冬酰胺残基的NH2NH2连接。连接。n n新生肽的折叠与组装新生肽的折叠与组装n n这一过程是在属于这一过程是在属于hsp70hsp70家族的家族的ATPATP酶的作用下完成的，需要消耗能量。酶的作用下完成的，需要消耗能量。n n蛋白二硫健异构酶蛋白二硫健异构酶PDIPDI和结合蛋白和结合蛋白BipBip的协助的协助sER的功能n n 脂类的合成脂类的合成n n合成磷脂、胆固醇等膜脂，合成后以出芽的方式转运至高尔基体，溶酶体合成磷脂、胆固醇等膜脂，合成后以出芽的方式转运至高尔基体，溶酶体和质膜上，或借磷脂转换蛋白（和质膜上，或借磷脂转换蛋白（phospholipids exchange proteinphospholipids exchange protein，PEPPEP）形成水溶性复合物，转至其他膜上。形成水溶性复合物，转至其他膜上。n n 肝的解毒作用（肝的解毒作用（DetoxificationDetoxification）n nSystem of oxygenases-cytochrome p450 familySystem of oxygenases-cytochrome p450 family；n n 肝细胞葡萄糖的释放（肝细胞葡萄糖的释放（G-6PG-6PG G）n n储存钙离子：储存钙离子：肌质网膜上的肌质网膜上的CaCa2+2+-ATP-ATP酶将细胞质基质中酶将细胞质基质中CaCa2+2+泵泵入肌质网腔中入肌质网腔中二、高尔基体的功能n n1 1、参与细胞分泌活动、参与细胞分泌活动、参与细胞分泌活动、参与细胞分泌活动n n负责对细胞合成的蛋白质进行加工，分类，并运出，其过程是负责对细胞合成的蛋白质进行加工，分类，并运出，其过程是ERER上合成蛋白质上合成蛋白质-进进入入ERER腔腔以出芽形成囊泡以出芽形成囊泡进入进入CGNCGN在在medial Gdgimedial Gdgi中加工中加工在在TGNTGN形成囊泡形成囊泡囊泡与质膜融合、排出。囊泡与质膜融合、排出。n n2 2、蛋白质的糖基化及修饰、蛋白质的糖基化及修饰、蛋白质的糖基化及修饰、蛋白质的糖基化及修饰n nO-O-连接的糖基化主要在高尔基体中进行，通过逐次将糖基转移到连接的糖基化主要在高尔基体中进行，通过逐次将糖基转移到SerSer、ThrThr和和HyrHyr的的OHOH上形成寡糖链，糖的供体为核苷糖，如上形成寡糖链，糖的供体为核苷糖，如UDP-UDP-半乳糖。糖基化的结果使不同的蛋半乳糖。糖基化的结果使不同的蛋白质打上不同的标记，改变多肽的构象和增加蛋白质的稳定性。白质打上不同的标记，改变多肽的构象和增加蛋白质的稳定性。n n3 3、蛋白酶的水解和其他加工过程、蛋白酶的水解和其他加工过程、蛋白酶的水解和其他加工过程、蛋白酶的水解和其他加工过程n n如将蛋白质如将蛋白质NN端或端或C C端切除，成为有活性的物质（胰岛素端切除，成为有活性的物质（胰岛素C C端）或将含有多个相同端）或将含有多个相同氨基序列的前体水解为有活性的多肽，如神经肽。氨基序列的前体水解为有活性的多肽，如神经肽。n n4 4、蛋白聚糖的糖基化和糖脂的糖基化、蛋白聚糖的糖基化和糖脂的糖基化、蛋白聚糖的糖基化和糖脂的糖基化、蛋白聚糖的糖基化和糖脂的糖基化n n5 5、其他功能：参与植物细胞壁的形成、参与形成溶酶体和微体、其他功能：参与植物细胞壁的形成、参与形成溶酶体和微体、其他功能：参与植物细胞壁的形成、参与形成溶酶体和微体、其他功能：参与植物细胞壁的形成、参与形成溶酶体和微体n n6 6、蛋白聚糖和糖蛋白的硫酸盐化、蛋白聚糖和糖蛋白的硫酸盐化、蛋白聚糖和糖蛋白的硫酸盐化、蛋白聚糖和糖蛋白的硫酸盐化硫酸根硫酸根酪氨酸（羟基）酪氨酸（羟基）溶酶体酶的合成及N-连接的糖基化修饰（RER）高尔基体cis膜囊寡糖链上的甘露糖残基磷酸化M6PN-乙酰葡萄糖胺磷酸转移酶高尔基体trans-膜囊和TGN膜（M6P受体）溶酶体酶分选与局部浓缩以出芽的方式转运到前溶酶体磷酸葡萄糖苷酶磷酸化识别信号：信号斑发生途径 溶酶体的发生过程 信号假说n nG.BlobelG.Blobel和和D.SabatiniD.Sabatini等提出等提出信号假说（信号假说（信号假说（信号假说（Signal Signal hypothesishypothesis），认为蛋白质上的信号肽，指导蛋白质转至，认为蛋白质上的信号肽，指导蛋白质转至内质网上合成。内质网上合成。n n蛋白质转入内质网合成的过程：蛋白质转入内质网合成的过程：蛋白质转入内质网合成的过程：蛋白质转入内质网合成的过程：信号肽与信号肽与SRPSRP结合结合肽链延伸终止肽链延伸终止SRPSRP与受体与受体(DP)(DP)结合结合SRPSRP脱离信号肽脱离信号肽肽链在内质网上继续合成，同肽链在内质网上继续合成，同时信号肽引导新生肽链进入内质网腔时信号肽引导新生肽链进入内质网腔信号肽被切除信号肽被切除肽链延伸至终止肽链延伸至终止翻译体系解散。这种肽链边合成边向翻译体系解散。这种肽链边合成边向内质网腔转移的方式，称为内质网腔转移的方式，称为co-translacationco-translacation。分选途径（Road map）n n1.1.门控运输门控运输门控运输门控运输（gated transportgated transport）：）：）：）：n n如核孔可以选择性的主动运输大分子物质和如核孔可以选择性的主动运输大分子物质和RNPRNP复合体，并且允许小分子物质自由进出细胞核。复合体，并且允许小分子物质自由进出细胞核。n n2.2.跨膜运输跨膜运输跨膜运输跨膜运输（transmembrane transporttransmembrane transport）：）：）：）：n n蛋白质通过跨膜通道进入目的地。蛋白质通过跨膜通道进入目的地。n n3.3.膜泡运输膜泡运输膜泡运输膜泡运输（vesicular transportvesicular transport）：）：）：）：n n蛋白质被选择性地包装成运输小泡，定向转运到蛋白质被选择性地包装成运输小泡，定向转运到靶细胞器。如内质网向高尔基体的物质运输、高靶细胞器。如内质网向高尔基体的物质运输、高尔基体分泌形成溶酶体、细胞摄入某些营养物质尔基体分泌形成溶酶体、细胞摄入某些营养物质或激素，都属于这种运输方式。或激素，都属于这种运输方式。n n4.4.细胞质基质中蛋白的转运细胞质基质中蛋白的转运细胞质基质中蛋白的转运细胞质基质中蛋白的转运n n与细胞骨架密切相关与细胞骨架密切相关（二）信号分子与受体（二）信号分子与受体亲脂性信号分子：甾类激素、甲状腺素亲脂性信号分子：甾类激素、甲状腺素亲水性信号分子：神经递质、生长因子、局部化亲水性信号分子：神经递质、生长因子、局部化学递质、大多数激素学递质、大多数激素气体性信号分子：一氧化氮（气体性信号分子：一氧化氮（NO）1.信号分子 物理信号（光、热、电流）物理信号（光、热、电流）物理信号（光、热、电流）物理信号（光、热、电流）化学信号（内分泌激素、气味分子、细胞代谢产物、化学信号（内分泌激素、气味分子、细胞代谢产物、化学信号（内分泌激素、气味分子、细胞代谢产物、化学信号（内分泌激素、气味分子、细胞代谢产物、药物毒物）。药物毒物）。药物毒物）。药物毒物）。3.3.第二信使与分子开关第二信使与分子开关第一信使：细胞外信号分子。第二信使(Second massenger)：第一信使与受体作用后在细胞内最早产生的信号分子。包括cAMP、cGMP、三磷酸肌醇(IP3)、二酰基甘油(DG)等。功能:启动和协助细胞内信号的逐级放大。n nGG蛋蛋白白：即即：trimeric trimeric GTP-binding GTP-binding regulatory regulatory proteinprotein(三聚体三聚体GTPGTP结合调节蛋白）。结合调节蛋白）。n n组成：组成：三个亚基，三个亚基，和和 亚基属于脂锚定蛋白。亚基属于脂锚定蛋白。n n作作用用：分分子子开开关关，亚亚基基结结合合GDPGDP处处于于关关闭闭状状态态，结结合合GTPGTP处处于于开开启启状状态态。亚亚基基具具有有GTPGTP酶酶活活性性，能能催催化化所所结结合合的的ATPATP水水解解，恢恢复复无无活活性性的的三三聚聚体体状状态，其态，其GTPGTP酶的活性能被酶的活性能被GAPGAP增强。增强。G蛋白蛋白Fig.cAMPFig.cAMP信号通路对基因信号通路对基因转录的激活转录的激活信号分子与受体结合通过G蛋白活化腺苷酸环化酶，导致细胞内cAMP浓度增高激活蛋白激酶A，被活化的蛋白激酶A（催化亚基）转为进入细胞核，使基因调控蛋白（cAMP应答结合蛋白，CREB）磷酸化，磷酸化的基因调控蛋白与靶基因调控序列结合，增强靶基因的表达。n n胞外信号分子与细胞表面G蛋白耦联受体结合，激活质膜上的磷脂酶C（PLC-），使质膜上4，5-二磷酸磷脂酰肌醇（PIP2）水解成1，4，5-三磷酸肌醇（IP3）和二酰基甘油（diacylglycerol,DAG）。n nIPIP3 3开开启启胞胞内内IPIP3 3门门控控钙钙离离子子通通道道，CaCa2+2+浓浓度度升升高高，激活钙调蛋白（激活钙调蛋白（CaMCaM）等）等CaCa2+2+依赖蛋白依赖蛋白 ；n nDAGDAG在在CaCa2+2+协助下激活蛋白激酶协助下激活蛋白激酶C C（PKCPKC）。）。2、磷脂酰肌醇双信使信号通路Fig.Fig.磷脂酰肌醇信号通路图解磷脂酰肌醇（IP3）信号通路2.微管的种类单单 管：管：常分散于细胞质中或成束分布。常分散于细胞质中或成束分布。二联管：二联管：由由A A、B B两根单管组成。两根单管组成。三联管：三联管：A A、B B、C C三根单管组成。三根单管组成。（二）微管组织中心microtubule organizing center,MTOCsn n是微管进行组装的区域，都具有微管球蛋白，如：中心体、鞭毛基体。n n结构：n n由基体和鞭杆两部分构成。n n鞭毛中的微管为9+2结构。n n二联微管A管由13条原纤维组成，B管由10条原纤维组成。n nA管向相邻B管伸出两条动力蛋白臂，并向鞭毛中央发出一条辐。n n基体的微管组成为93+0。4.形成纤毛与鞭毛胞质环胞质环核质环核质环辐辐中央栓中央栓电镜下的核孔复合体电镜下的核孔复合体(nuclear pore plex，NPC)胞质颗粒胞质颗粒胞质环胞质环核质环核质环核质环核质环中央栓中央栓 辐辐核纤层核纤层核纤层核纤层胞质纤维胞质纤维由四个部分组成：由四个部分组成：由四个部分组成：由四个部分组成：捕鱼笼式（捕鱼笼式（fish-trap)模型模型n n生物大分子的核质分配主要是通过核孔复合体的主动运输完成的：n n对运