2021医学细胞生物第五版知识点大全

医学细胞生物学复习知识点【第一章---绪论】细胞生物学概述地球上所有生物均由细胞构成，细胞是生物体构造和功能基本单位。一、细胞生物学概念与研究内容概念细胞生物学是从细胞显微、亚显微和分子三个水平对细胞各种生命活动开展研究学科。研究内容分三个层次：显微（细胞）水平----光学显微镜技术亚显微（亚细胞）水平---电子显微镜技术分子水平---分子生物学技术、生物物理学办法研究内容研究对象：细胞研究特点：构造与功能相结合关注细胞间互有关系，阐明生物体生命现象机制和规律，涉及：生长、发育分化、繁殖运动遗传、变异衰老和死亡细胞遗传学基因组学（genomics）细胞生理学新兴领域蛋白质组学（proteomics）分支学科细胞社会学细胞组学（cytomics）膜生物学染色体生物学干细胞生物学细胞生物学研究惯用模式生物细菌---基因调控、细胞周期等酵母---蛋白质分泌和膜来源线虫---细胞凋亡调控果蝇---分化细胞系产生斑马鱼---脑和神经系统形成和功能小鼠---(涉及培养细胞)肿瘤等疾病模型拟南芥---器官发育和模式细胞生物学在生命科学中地位生命科学重要分支学科、生命科学基本学科、当代生命科学中前沿学科之一、生命科学中最为活跃研究领域之一细胞生物学两种重要研究方式：表型特性分子机制生物大分子其对细胞功能或行为影响因而，细胞生物学也被称为：细胞分子生物学或分子细胞生物学第二节细胞生物学发展几种重要阶段一、细胞发现与细胞学说创立1.细胞发现1665年英国物理学家RobertHooke观测到了软木塞中蜂窝状小室，并将其命名为cell（细胞）。自1677年开始，荷兰科学家A.VanLeeuwenhoek用自制高倍放大镜和显微镜观测到了涉及精子、细菌在内活细胞。2.细胞学说创立1838-1839年施莱登和施旺提出了细胞学说（CellTheory）。基本内容：一切生物，从单细胞生物到高等动、植物都是由细胞构成；细胞是生物形态构造和功能活动基本单位。1855年R.Virchow提出“一切细胞只能来自本来细胞”，完善了细胞学说。细胞学说创立意义：推动作用19世纪自然科学三大发现之一二、光学显微镜下细胞学研究19世纪中叶到20世纪初期技术：固定和染色发现：无丝分裂中心体有丝分裂线粒体减数分裂高尔基体三、实验细胞学阶段20世纪初期到20世纪中叶重要特点：采用各种实验手段研究细胞生化代谢和生理功能重要工作：Morgan“基因学说”：基因是遗传性状基本单位组织培养技术检测细胞中核酸办法从活细胞中分离出细胞核和各种细胞器四、细胞生物学诞生与发展电子显微镜创造和20世纪中叶分子生物学发展，标志着亚显微构造与分子水平相结合细胞生物学开端4.1电子显微镜应用使细胞学研究进一步到亚显微水平1933年：德国E.Ruska等人创造了电子显微镜（透射电镜）1940-1980：电镜技术不断革新，明确了过去在光镜下看到高尔基体和线粒体；发现了过去在光镜下看不到细胞器:内质网、溶酶体、核糖体、细胞骨架构造4.2分子生物学研究进展增进了细胞生物学形成与发展1952年RE.Franklin拍摄到清晰DNA晶体X-衍射照片。1953年她以为DNA是一种对称构造，也许是螺旋。1953年，Watson和Crick提出DNA双螺旋模型。与Wilkins分享1962年诺贝尔生理学与医学奖。1953-1970：分子生物学进入一种迅速发展时期：证明DNA复制为半保存复制发现“中心法则”（centraldogma：DNA→RNA→蛋白质刊登三联体密码假说、拟定了DNA中编码氨基酸“密码子”建立了DNA重组技术和DNA序列分析技术以上理论和技术建立，使细胞形态构造和生理功能研究进一步到分子水平，形成了从分子水平、亚细胞水平和细胞整体水平来探讨细胞生命活动学科，即细胞生物学(Cytology发展为CellBiology开始于20世纪60年代)。DNA双螺旋模型提出之后,随着一系列分子生物学技术建立，使细胞生物学与分子生物学紧密结合。让人们可以在分子水平上摸索细胞各种生命活动。从此细胞生物学研究进入分子细胞生物学时代。五、细胞生物学发展趋势单个细胞显微、亚显微、生物个体水平研究细胞功能分子基本，分子水平研究研究细胞间互相作用、分工协作社会关系。第三节细胞生物学与医学1.细胞生物学是当代医学基本和支柱学科医学要解决问题：是阐明人生、老、病、死等生命现象机制和规律，并对疾病进行诊断、治疗和防止细胞是体现人类生、老、病、死之单位：人类生命从受精卵开始，通过胎儿、新生儿、幼年、成年、老年直至死亡等过程，这些过程都是以细胞为单位进行细胞构造损伤和功能紊乱是疾病本质所在：癌症：是正常细胞癌变成果糖尿病：是胰岛细胞受损或机体细胞失去对胰岛素反映阿尔茨海默病（老年痴呆症）：胆碱能神经元进行性死亡帕金森病：多巴胺能神经元受损2.医学细胞生物学概念医学细胞生物学作为细胞生物学一种重要分支，所要探讨重要是与医学有关细胞生物学问题，这些问题往往是疾病发生发展基本。以揭示人体各种细胞在生理和病理过程中生命活动规律为目，盼望能对人体各种疾病发病机制予以进一步阐明，为疾病诊断、治疗和防止提供理论根据和方略，这就是医学细胞生物学重要研究内容。细胞生物学是转化医学研究基石：转化医学强调将基本研究与解决患者实际问题相结合，实现从“实验室到床边”转化。【第二章---细胞概念与分子基本】一、原核细胞与真核细胞区别？二、细胞化学构成是什么？三、如何理解细胞组分及其体现形式动态变化第一节细胞基本概念自然界中生物：可区别为3个域细菌域生物(prokaryoticcell)：原核细胞古菌域生物（archaeon）：古核细胞真核域生物(eukaryoticcell)：真核细胞一、原核细胞种类：支原体---最小最简朴细胞；细菌---原核细胞典型代表。原核细胞特点：构造简朴，仅由细胞膜包绕；细胞质内具有DNA区域，但无被膜包围。胞质内没有细胞器，但有核糖体(70S,大亚基50、小亚基30）。在裸露环状DNA分子中，基因编码序列排列在一起，无内含子。蛋白质合成特点：转录与翻译同步进行。细菌构造示意图二、真核细胞高等生物由真核细胞构成真核细胞形态：多样真核细胞大小：10-20µm,但卵细胞大。真核细胞基本构造：细胞膜光学显微镜下细胞质细胞核（可看到核仁）（光镜下构造称显微构造）胞质中可看到：膜性细胞器:内质网、高尔基复合体、溶酶体、过氧化物电子显微镜下酶体、线粒体；细胞骨架：微管、微丝、中间纤维.胞核中可看到：染色体、核骨架.（电镜下构造称亚显微构造）三、原核细胞与真核细胞比较第二节细胞分子基本(细胞化学构成)细胞中化学元素基本元素：C、H、O、N(占90%)、S、P、Cl、K、Na、Ca、Mg、Fe(此12种占99.9%)微量元素：Cu、Zn、Mn、Mo、Co、Cr、Si、F、Br、I、Li、Ba一、构成细胞生物小分子1.无机化合物：水和无机盐(1)水：含量最多（70%）存在形式：游离水，细胞代谢反映良好溶剂结合水，与蛋白质分子结合，是细胞构造重要成分。水构造特点：水分子由1个氧原子和2个氢原子构成，呈V字形，尾端带负电，两翼带正电，从而体现出极性。A.水分子具备极性，因而是极性分子良好溶剂。但不能溶解非极性物质(脂类)。B.水分子可同蛋白质中正、负电荷结合。（2）无机盐：含量：细胞干重2%—5%存在形式：离子状态：Cl-、HPO42-、HCO3-、Na+、K+、Ca2+、Mg2+功能：维持细胞内外渗入压和pH维持神经、肌肉应激性维持酶活性与蛋白质或脂类结合2.有机小分子：是构成生物大分子亚单位单糖多糖脂肪酸脂类氨基酸蛋白质核苷酸核酸（1）单糖小分子—单糖：(CH2O)n五碳糖(戊糖)：核糖六碳糖(己糖)：葡萄糖（2）脂肪酸小分子：脂肪酸无分支具备偶数碳原子脂肪族羧酸。构造特点：由两某些构成，一端是疏水性长烃链，另一端是亲水性羧基（-COOH）。分类：短链（2—4C）饱和（所有碳原子均与氢原子结合）中链（6—10C）长链（12—26C）不饱和（碳原子间具有一种或各种双键）（3）氨基酸——蛋白质基本构成单位（4）核苷酸磷酸P-P-P-P-P-P-戊糖核糖脱氧核糖碱基嘌呤AG嘧啶CTU二、构成细胞生物大分子DNA——携带遗传信息RNA——遗传信息表达与调控蛋白质——构成细胞重要组分（占细胞干重50%）、维持细胞形状构造、细胞功能重要执行者多糖——存在于细胞表面和细胞间质脂类——细胞膜构造重要组分（占膜成分50%）DNA：由几十个~几百万个单核苷酸聚合而成，核苷酸为其构成单位。RNA：由DNA转录而来、与DNA上区别仅在于RNA中U代替了DNA中T，RNA种类繁多。蛋白质：由几十个~几百个氨基酸构成多聚体，氨基酸为蛋白质构成单位，氨基酸之间以肽键连接。蛋白质一级构造：蛋白质一级构造是指蛋白质分子中氨基酸排列顺序。蛋白质二级构造：多肽链局部区域氨基酸规则排列。α-螺旋（α-helix）、β-折叠（β-sheet）α-螺旋（α-helix）：特点：右手螺旋螺旋一圈有3.6个氨基酸残基螺距为0.54nm氨基酸侧链伸向螺旋外侧螺旋走向都为顺时针方向β-折叠(β-sheet)：多肽链充分伸展，两条以上肽链或一条肽链内若干肽段可平行排列，两条肽链走向可相似，也可相反。并通过肽链间肽键羰基氧和亚氨基氢形成氢键从而巩固β-折叠构造。蛋白质三级构造：三级构造是由不同侧链间互相作用形成肽链折叠，互相作用方式有氢键、离子键和疏水键等。具备三级构造蛋白质即体现出生物学活性。蛋白质四级构造：是在三级构造基本上形成，在四级构造中每个独立三级构造肽链成为亚基，多肽链亚基之间通过氢键等非共价键互相作用，即形成了更为复杂空间构造。多糖大分子糖（动物细胞）双糖寡糖（植物细胞）多糖糖原(动物细胞)淀粉(植物细胞)“单糖分子通过脱水作用以糖苷键结合形成多糖。”糖类功能：1.储存能量（糖原和淀粉）2.构成细胞构造物质（如糖蛋白和糖脂是细胞膜构成成分）3.在细胞辨认、细胞粘附及信息传递中发挥重要作用（如免疫球蛋白IgG、粘附分子整合素等）脂类大分子—脂类甘油三酯（脂肪）磷脂甘油磷脂（四种）鞘磷脂甘油三酯：3分子脂肪酸与1分子甘油以酯键相连构成。磷脂：是细胞膜脂类重要组分（见第四章）【第四章--细胞膜与物质穿膜运送】掌握细胞膜化学构成分子、生物学特性及细胞膜分子构造模型。掌握小分子物质穿膜运送方式及特点，大分子和颗粒物质运送胞吞与胞吐作用，受体介导胞吞作用。熟悉细胞表面特化构造，细胞膜异常时与某些疾病发生关系。细胞膜又称质膜(Plasmamembrane)，是包围在细胞质表面一层薄膜，是生命进化核心一步。作用：与外界环境分隔，形成特有内环境物质转运细胞外感受器：信号传递、细胞辨认质膜生物膜——单位膜(电镜下呈“两暗夹一明”）内膜非共价键脂类脂质双层共价键非共价键构造构成蛋白质转运蛋白、连接体、受体、酶……糖脂糖类细胞外被糖蛋白功能：转运小分子大分子、大颗粒第一节细胞膜化学构成与生物学特性一、质膜化学构成（一）膜脂(细胞膜上脂类）1.膜脂构成成分：（1）磷脂（phospholipid）---膜脂分子中具有磷酸基团是膜脂基本成分,含量最高50%以上甘油磷脂---以甘油为骨架磷脂酰胆碱(卵磷脂)磷脂酰乙醇胺（脑磷脂）磷脂酰丝氨酸(负电荷)磷脂酰肌醇鞘磷脂（2）胆固醇Cholesterol——散布在磷脂分子之间构造特点：羟基/甾环/烃链（3）糖脂glycolipid----分布在质膜非胞质面构造特点：脂类+寡糖在植物、细菌：磷脂酰胆碱衍生物动物：鞘氨醇衍生物，称鞘糖脂2.膜脂特性：均为两性分子P72-73亲水（hydrophilic）头部极性基团疏水（hydrophobic）尾部C-H链（二）膜蛋白1.含量髓鞘膜25%线粒体内膜75%普通膜50%2.存在方式---依照膜蛋白与脂质双层结合方式不同分类（1）膜内在蛋白(穿膜蛋白),占70%-80%单次穿膜（下图A）多次穿膜（下图B）多亚基穿膜（下图C）（2）膜外在蛋白(周边蛋白）占20%-30%位于膜两侧，结合弱①蛋白质：借α螺旋与脂单层互作(胞质一侧,下图D）②蛋白质：附着在穿膜蛋白上(两侧,下图G、H)（3）脂锚定蛋白(脂连接蛋白）脂质分子+蛋白质（共价键）①脂肪酸链+蛋白质（胞质侧，下图E）②与磷脂酰肌醇分子相连寡糖链+蛋白质（质膜外，下图F），称为“糖基磷脂酰肌醇锚定蛋白”。（三）膜糖1.构成及存在形式①糖脂：脂类+寡糖②糖蛋白：蛋白质+寡糖多糖糖基化位点N-连接（天冬酰胺）O-连接（丝氨酸、苏氨酸）糖种类:葡萄糖\半乳糖\甘露糖\岩藻糖\唾液酸\N-乙酰半乳糖胺\N-乙酰葡萄糖胺2.含量2-10%3.存在部位非细胞质一侧细胞外被（糖萼）二、质膜特性1.不对称性（1）膜脂不对称性RBC外层磷脂酰胆碱、鞘磷脂糖脂内层磷脂酰丝氨酸、磷脂酰乙醇胺负电荷（2）膜蛋白不对称性（3）膜糖不对称性非细胞质一侧2.二维流动性（1）脂类流动性运动方式侧向扩散：107times/sec翻转运动：