细胞生物学复习总结 - 图文

细胞生物学：从细胞整体水平、亚细胞水平和分子水平三个层次研究细胞的结构、功能及生命活动本质与规律的科学。 细胞骨架：是指存在于真核细胞中的三维蛋白纤维网架体系，主要包括微丝、微管和中间丝。细胞骨架主要功能：结

构与支持、胞内运输、收缩与运动、空间组织。

细胞培养（原代培养、传代培养）细胞培养（cell culture）：在体外模拟体内的生理环境，培养从机体中取出的细胞，

并使之生存、生长和增值的技术。

细胞株（cell strain）：原代培养细胞群经过生物学鉴定的具有特定标志或性质的细胞系。

细胞融合cell fusion）与细胞杂交（cell hybridization）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。

单克隆抗体

细胞工程（Cell engineering）：细胞水平上的生物工程。即根据细胞生物学和分子生物学原理，采用细胞培养技术，

在细胞水平进行的遗传操作。 细胞工程大体可分染色体工程、细胞质工程和细胞融合工程。主要技术手段有细胞融合与细胞杂交技术、单克隆抗体技术以及细胞拆合与显微操作技术等。

被动运输（passive transport）：通过简单扩散或协助扩散实现物质由高浓度向低浓度的跨膜转运。 主动运输（active transport）：一种需要消耗能量的物质跨膜运输过程。被运输底物与跨膜载体蛋白结合，通过载体

蛋白构象变化，从而将底物逆着电化学梯度转运到膜的另一侧。

静息电位（resting potential）：可兴奋细胞在其不受外来刺激时测得的膜电位差。 动作电位（active potential）：在神经元或肌细胞质膜上产生的一种快速、短暂、自我传播的电信号。动作电位或神

经冲动是神经系统通讯的基础。

协同转运（cotransport）（耦联运输）：两种溶质协同跨膜运输的过程。两种溶质运输方向相同称为同向协同运输，相

反则称为反响协同运输，是一种间接消耗ATP的主动运输过程。

胞吞作用（endocytosis）：通过细胞膜内陷形成囊泡（胞吞泡），将外界物质裹进并输入细胞内的过程称为胞吞作用。

包括胞饮作用和吞噬作用。

胞吐作用（exocytosis）：将细胞内的分泌泡或其它某些膜泡中的物质通过细胞质膜运出细胞的过程，也称外排作用。 受体（receptor）：能识别和选择性结合配体（ligand）的大分子称为受体。

第二信使：在胞内产生的小分子，其浓度变化应答于胞外信号与细胞表面受体的结合，并在细胞信号转导中行使功能。 分子开关：细胞内信号传递级联反应中，有正、负两种反馈机制的精确控制，即对每一步反应既有激活机制又有相应

的失活机制。

细胞信号通路（signaling pathway）：细胞接受外界信号，通过一整套特定机制，将胞外信号转导为胞内信号，最终

调节特定基因表达，引起细胞应答反应，这种反应系列称之为细胞信号通路。

多聚核糖体：由多个甚至几十个核糖体串连在一条mRNA分子上高效地进行肽链的合成，这种具有特殊功能与形态结构

的核糖体与mRNA的聚合体称为多聚核糖体。

细胞周期（cell cycle）：指 从一次细胞分裂结束开始，经过物质积累过程，直到下一次细胞分裂结束所经历的整个

过程。在这一过程中,细胞的遗传物质进行复制并均等地分配给子细胞。

减数分裂(meiosis):染色体DNA复制一次而细胞连续分裂两次，使染色体数目减半的细胞分裂形式。产生的子细胞只

含有母细胞每对同源染色体中的一条。是真核生物形成成熟生殖细胞的分裂法方式。

联会复合体（SC）：减数分裂前期I染色体配对时，同源染色体之间形成的一种复合结构，既有利于同源染色体健的基

因重组，，也有利于同源染色体的分离。

周期蛋白（cyclin）：调节真核细胞周期的一组蛋白质，其浓度在细胞周期中出现周期性变化，激活特异的依赖细胞周

期的蛋白激酶，控制细胞周期按照阶段逐一进行。

CDK激酶：与cdc2一样，含有一端类似的氨基酸序列，可以与周期蛋白结合，并将周期蛋白作为其调节亚单位，

进而表现出蛋白激酶活性。

细胞周期检验点：是细胞周期调控的一种机制,主要是确保细胞周期每一时相事件的有序、精确完整进行，并与外界环

境因素相联系，维护基因组的稳定。

核酶（ribozyme）：具有催化作用的RNA分子。

核孔复合体（NPC）:镶嵌在内外核膜上的篮状复合体结构，主要由胞质环、核质环、核篮等结构域组成，是物质进出

细胞核的通道。

染色质：在间期细胞中构成染色体的DNA、组蛋白及其他非组蛋白形成的线性复合体。 染色体：真核细胞分裂中期由DNA及其结合蛋白组成的高度压缩的棒状结构。

核小体:由DNA和组蛋白形成的染色质基本结构单位。每个核小体由147bp的DNA缠绕组蛋白八聚体近两圈形成。核小

体核心颗粒之间通过60bp左右的连接DNA相连。

常染色质；间期核内染色质丝折叠压缩程度低，处于伸展状态，着色浅的那部分染色质。富含单拷贝DNA序列，有转

录活性。

异染色质：间期核内染色质丝折叠压缩程度高，处于凝聚状态，染料着色深的那部分染色质。富含重复DNA序列、复

制延迟，一般无转录活性。

活性染色质：是具有转录活性的染色质。

着丝粒：将姐妹染色单体连接在一起形成有丝分裂染色体的主缢痕部位，着丝粒也是动粒形成及微管与动粒结合的区

域。

核仁：由核仁组织区DNA、RNA和核糖体亚单位等成分组成的球形致密结构。在电镜下可区分成纤维中心、致密纤维组

分和颗粒组分三个区域。

组织工程：应用生命科学与工程学的原理与技术，在正确认识哺乳动物的正常及病理两种状态下的组织结构与功能关

系的基础上，研究、开发用于修复、维护、促进人体各种组织或器官损伤后的功能和形态的生物替代物的一门新兴学科。

脂质体：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。

膜骨架：指细胞膜下与膜蛋白相连的由纤维蛋白组成网架结构，参与维持细胞膜形状并协助质膜完成多种功能。

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协同效应：一类由Na-K泵（或H泵）与载体蛋白协同作用，靠间接消耗ATP所完成的主动运输的方式。跨膜转运的直

接动力来自膜两侧离子电化学浓度梯度，在动物细胞主要是靠Na+泵、在植物细胞则是由H+泵来维持。

化学渗透假说 ： 电子在传递过程中所释放的能量转换成了跨膜的H+浓度的势能，这种势能驱动氧化磷酸化和光合磷

酸化反应合成ATP。

★导肽：线粒体前体蛋白的N端具有牵引蛋白质通过线粒体膜进行运送的功能的氨基酸序列，呈未折叠状态。 共翻译转运：新生肽链边合成边转移至内质网腔。

翻译后转运：在细胞质基质（游离核糖体）中完成多肽链的合成，然后转移到膜围绕的细胞器中，或者是成为驻留蛋

白、支架蛋白。

★信号转导：信号分子与细胞表面受体结合后，使胞外信号转变为胞内信号，从而引发靶细胞内变化的过程，一般是

通过第二信使系统。

细胞通讯：一个细胞发出的信息通过介质传递到另一个细胞产生相应的反应称为细胞通讯 ★微管：一种中空的细胞骨架纤维，有α与β微管蛋白形成的异二聚体组装而成。 信号分子：细胞的信息载体，根据化学信号的溶解性通常分为亲脂性（可直接穿膜

入靶细胞）和亲水性（不能穿过靶细胞膜，又称为第一信使）两大类。

★微管组织中心：在活细胞内，能够起始微管的成核作用，并使之延伸的细胞结构称为微管组织中心。如动物细胞的

中心体(动态微管)、鞭毛纤毛的基体(永久性结构)。

★微丝：由肌动蛋白单体组装而成的细胞骨架纤维。它们在细胞内与几乎所有形式的运动有关。

核定位信号:存在于亲核蛋白内的一些短的氨基酸序列（4-8个氨基酸）,片段带正电荷，指导蛋白质转运到核内。 纺锤体：由微管和微管蛋白组成的参与染色体向 极移动的纺锤式结构。

结构组成：动粒微管、极微管、星体微管。

中心体：动物细胞中的主要的微管组织中心。它由中心粒及其周围的基质构成。中心体和外围的微管合称为星

体。

MPF：是一种使多种底物蛋白磷酸化的蛋白激酶；能启动细胞从G2期进入M期的相关事件。由M期周期蛋白依

赖性蛋白激酶 (ＣＤＫ)与周期蛋白形成的复合物

Hayflick界限：细胞，至少是培养的细胞并不是不死的，而是有一定的寿命的；它们的增殖能力并不是无限

的，而是有一定的界限。

细胞程序性死亡 ：正常机体细胞在受到生理和病理刺激后出现的一种主动的死亡过程。机体在产生新细胞的同时，衰

老和突变的细胞通过程序性死亡机制被清除，使器官和组织得以正常发育和代谢，是动物个体发育过程不可缺少的步骤。细胞程序性死亡强调细胞功能上的改变。

凋亡：是由一系列基因控制并受复杂信号调节的细胞自然死亡的现象。细胞凋亡对于多细胞生物个体发育的正

常进行，自稳平衡的保持以及抵御外界各种因素的干扰方面都起着非常关键的作用。

★Caspase：是一组存在于细胞质中具有类似结构的蛋白酶。它们的活性位点均包含半胱氨酸残基，能够特异

性的切割靶蛋白蛋白天冬氨酸残基后的肽键。全称为天冬氨酸特异性的半胱氨酸蛋白水解酶。其负责选择性的切割某些蛋白质，从而造成细胞凋亡。

细胞分化： 一种相同的细胞类型经细胞分裂形成在形态、结构和功能上不同的稳定的细胞类群的过程；是个

体发育的基础和核心。

★★为什么说细胞是生命活动基本单位？

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，具有遗传的全能性。 ⑤、没有细胞就没有完整的生命。

★★ 原核细胞与真核细胞的比较

相同点：

1、有类似的细胞质膜结构；2.、以DNA作为遗传物质，并使用相同的遗传密码；3.、以一分为二的方式进行细胞分裂增殖；4.、有相同的遗传信息转录和翻译机制，有类似的核糖体结构；5.、代谢机制相同（如糖酵解和TCA循环）；6.、有相同的化学能贮能机制，如ATP合成酶（原核位于细胞质膜上，真核位于线粒体膜L）；7.、光合作用机制相同（蓝细菌与植物相比较）；8.、膜蛋白的合成和插入机制相同；9.、通过蛋白酶体（蛋白质降解结构）降解蛋白质。 不同点：

原核细胞 真核细胞 细胞大小 1～10μm 10～100μm 染色体形状 环状DNA分子 线性DNA分子 基因连锁群数目 1个 2个以上

DNA分子 裸露或结合少量Pr. 与组Pr.和非组Pr.结合 DNA重复序列 无或很少 有

基因表达 RNA和Pr.在同一区间合成 RNA在核中合成和加工、Pr.在细胞质中合成 细胞增殖（分裂） 无丝分裂 有丝分裂、减数分裂 内膜 无独立的内膜 有，分化成各种细胞器 鞭毛构成 鞭毛蛋白 微管蛋白 核糖体 70S（50S+30S） 80S（60S+40S） 光合与呼吸酶分布 质膜 线粒体和叶绿体 核外DNA 细菌有质粒DNA 线粒体DNA、叶绿体DNA 细胞壁 肽聚糖 纤维素、果胶(植物细胞) 营养方式 吸收，有的行光合作用 吸收/光合作用/内吞

★★ 线粒体和叶绿体的异同

相同点：①、由双层生物膜包围而成；②、相对独立的遗传和基因表达系统，具有半自主性

不同点：①、线粒体为所有真核细胞所共有，其主要功能是进行物质的有氧氧化和 ATP合成，从而把化学能转变为可以直接利用的能量形式（ATP所携带的能量形式）；②、叶绿体是植物细胞所特有的一种质体，其主要的功能是进行光合作用，即把太阳能转变为可直接利用的能量形式及转变为储备的化学能。

★★ 线粒体的半自主性的含义

（1）线粒体有自身的DNA，具有遗传上的自主性。

线粒体内存在着自身的DNA（mtDNA）和完整的遗传信息传递与表达系统。能合成自身的mRNA、tRNA、rRNA，并生成自身的蛋白质，具有一定的遗传性。

线粒体DNA环状、裸露。核糖体55S，遗传密码与核的遗传密码也有差异。 （2）线粒体的自主性是有限的，功能的实现有赖于两套遗传系统的协调作用。

线粒体的DNA只含有3种蛋白质的遗传信息，占全部蛋白质的10%，其余90%的蛋白质由核DNA编码；线粒体的DNA转录和翻译所需的酶由核DNA编码；线粒体的生物发生是核DNA和mtDNA分别受控的过程。线粒体基础支架的形成、DNA的复制、转录、线粒体的生长、增殖等高度依赖核基因编码的蛋白质。而内膜上的氧化磷酸化的位点的分化受核DNA和mtDNA共同控制。

氧化磷酸化的作用机理

根据“化学渗透假说”，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（M侧）泵至膜间隙（胞质侧或C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，在内膜的两侧形成pH梯度及电位梯度，两者共同构成电化学梯度，即质子动力势。质子沿电化学梯度穿过内膜上的ATP酶复合物流回基质，使ATP酶的构象发生改变，将ADP和Pi合成ATP。

高尔基体的功能

主要功能是将内质网合成的蛋白质进行加工、分类与包装，然后分门别类地送到细胞特定的部位或分泌到细胞外。 1、参与细胞分泌活动

2、蛋白质的糖基化及其修饰：

①使蛋白质能够抵抗消化酶的作用；（稳定）②赋予蛋白质传导信号的功能；（信使）③某些蛋白只有在糖基化后才能正确折叠。（构象）

3、进行膜的转化功能 4、将蛋白水解为活性物质 5、参与形成溶酶体 6、参与植物细胞壁的形成 7、合成植物细胞壁中的纤维素和果胶质

★★ 溶酶体的发生及其功能

1、发生：初级溶酶体是在高尔基体的trans面以出芽的形式形成的，其形成过程如下：

内质网上核糖体合成溶酶体蛋白，进入内质网腔进行N-连接的糖基化修饰，进入高尔基体Cis面膜囊，N-乙酰葡糖胺磷酸转移酶识别溶酶体水解酶的信号斑，将N-乙酰葡糖胺磷酸转移在1~2个甘露糖残基上，在中间膜囊切去N-乙酰葡糖胺形成M6P配体，与trans膜囊上的受体结合，选择性地包装成初级溶酶体。 2、溶酶体的功能：（1）主要作用是消化，是细胞内的消化器官；（2）细胞内消化；（3）细胞凋亡；（4）自体吞噬；（5）防御作用；（6）参与分泌过程的调节；（7）形成精子的顶体。

★★ 细胞蛋白质的合成和分选原理

一、信号假说与蛋白质分选信号

信号假说：分泌性蛋白的N端序列作为信号肽，指导分泌性蛋白质至内质网膜上合成，然后在信号肽引导下蛋白质边合成边通过易位子蛋白复合体进入内质网腔,在蛋白质合成结束之前信号肽被切除.

细胞内合成的蛋白质、脂类等物质之所以能够定向的转运到特定的细胞器取决于两个方面：其一是蛋白质中包含特殊的信号序列，其二是细胞器上具特定的信号识别装置。 二、蛋白质分选信号

细胞类至少存在两类蛋白质分选的信号：

1、信号序列：一级结构上的线性序列，有些信号序列在完成蛋白质的定向转移后被信号肽酶切除。信号序列包括信号肽和导肽（前导肽）。

2、信号斑：存在于完成折叠的蛋白质中，构成信号斑的信号序列之间可以不相邻，折叠成三维结构构成蛋白质分选的信号。每一种信号序列决定特殊的蛋白质转运方向。 三、蛋白质分选的基本途径和类型

基质核糖体→半合成－粗面内质网－高尔基体－溶酶体或膜或胞外 基质核糖体→全合成－转运至细胞器 共转移：肽链边合成边转移至内质网腔。

后转移：在细胞质基质中合成蛋白质以后才转移到细胞器中。 四、蛋白质分选运输的途径

蛋白质的分选运输途径主要有三类：

1、门控运输：如核孔可以选择性的主动运输大分子物质和RNP复合体，并且允许小分子物质自由进出细胞核。

2、跨膜运输：蛋白质通过跨膜通道进入目的地。如细胞质中合成的蛋白质在信号序列的引导下，通过线粒体上的转位因子，以解折叠的线性分子进入线粒体。

3、膜泡运输：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。 这几种运输机制都涉及信号序列的引导和靶细胞器上受体蛋白的识别。

★★ 微丝的结构、组装及其功能：

（一）结构与组成

肌动蛋白(actin)是微丝的结构成分,外观呈蝶状，中间有ATP、离子结合的位点。单体为球状肌动蛋白（G- actin），纤维状肌动蛋白F-actin是肌动蛋白(actin) 多聚体，呈纤维形 。 （二）组装：

MF的组装或去组装受G-actin浓度和外界条件（如ATP、温度、离子浓度等）的影响。MF是由G-actin单体形成的多聚体，肌动蛋白单体具有极性,组装时呈头尾相接, 故微丝具有极性，既正极与负极之别。 （三）、微丝功能

1.维持细胞形态，赋予质膜机械强度。 2.参与细胞的重要功能活动。（1）肌肉收缩；（2）应力纤维；（3）细胞运动；（4）微绒毛；（5）参与胞质分裂；（6）精卵结合的顶体反应。

3.细胞内信号传递、蛋白质合成支架。 4.与细胞器关系密切。 （四）特异性药物： 细胞松弛素：可以切断微丝,并结合在微丝正极阻抑肌动蛋白聚合, 微丝特异性抑制剂。鬼笔环肽：与F-微丝侧面结合,防止微丝解聚。

★★ 微管的结构、组装及其功能：

（一）结构与组成

微管由α，β微管蛋白异源二聚体组装而成，α为负极β为正极。每一个微管蛋白二聚体有两个GTP结合位点：α亚基GTP结合位点（N位点）；β亚基GTP结合点是可交换位点（E位点）

（二）组装： 所有的微管都有确定的极性，有“头”、“尾”之分。微管的起始端为尾。（-）极α球蛋白;生长端为头，（+）极β球蛋白。组装主要在（+）极添加或释放异二聚体。正端快负端慢。 （三）、功能 （1）维持细胞形态、细胞器的定位；（2）细胞内依赖于微管的物质运输；（3）鞭毛(flagella) 和纤毛(cilia)的结构与功能；（4）纺锤体与染色体运动； （四）特异性药物：

秋水仙素、长春花碱阻断微管蛋白组装成微管，可破坏纺锤体结构。秋水仙素与未聚合的微管蛋白二聚体结合, 阻止聚合。

★★核仁的超微结构和功能：

结构：纤维中心、致密纤维组分、颗粒组分。纤维中心是rRNA基因的储存位点；转录主要发生在纤维中心与致密纤维组分的交界处，并加工初始rRNA转录本；颗粒组分区负责装配核糖体亚单位，是核糖体亚单位成熟和储存的位点。

功能：1、rRNA基因的转录；2、rRNA前体的加工 ；3、核糖体亚单位的组装 。

★★中期染色体的形态结构,染色体DNA的三种功能元件结构和意义

1、中期染色体具有比较稳定的形态，由两条相同的姐妹染色单体构成，彼此以着丝粒相连，其主要结构有①、着丝粒与动粒；②、次缢痕；③、核仁组织区；④、随体；⑤、端粒。 2、染色体DNA的三种功能元件结构和意义：

（1）自主复制DNA序列：富含AT的序列11-14bp，确保染色体自我复制、维持染色体在细胞时代传递中的连续性。 （2）着丝粒DNA序列： 使染色体平均分配到子细胞中，保持染色体数目的恒定两个核心区：80-90bp的AT区、11bp的保守区

（3）端粒DNA序列：保持染色体的独立性与稳定性端粒重复序列由端粒酶反转录合成后添加到染色体末端

细胞外基质的功能

1.支持——构成细胞的框架，负责组织的构建。

2.调控——其三维结构及成份的变化可改变细胞微环境，对细胞形态、生长、分裂、分化和凋亡起重要的调控作用。

本文来源：https://www.bwwdw.com/article/sh3f.html