第一篇：細(xì)胞生物學(xué)教案(完整版)

細(xì)胞生物學(xué)教案（完整版）

細(xì)胞生物學(xué)教案

（來自http://jwc.qfnu.edu.cn）

目 錄 前 言

細(xì)胞生物學(xué)教案（完整版）

前 言

依照高等師范院校生物學(xué)教學(xué)計劃，我們開設(shè)細(xì)胞生物學(xué)。

一、學(xué)科本身的重要性

要最終闡明生命現(xiàn)象，必須在細(xì)胞水平上。細(xì)胞是生命有機體最基本的結(jié)構(gòu)和功能單位，生命寓于細(xì)胞之中，只有把各種生命活動同細(xì)胞結(jié)構(gòu)相聯(lián)系，才能在細(xì)胞水平上闡明各種生命現(xiàn)象。世界著名生物學(xué)家Wilson（德國人）曾說過：“一切生物學(xué)問題的答案最終要到細(xì)胞中去尋找”。

二、學(xué)科發(fā)展特點

細(xì)胞生物學(xué)涉及知識面廣、內(nèi)容浩繁且更新迅速。它同生物化學(xué)、遺傳學(xué)形成生命科學(xué)的鼎立三足，既是當(dāng)代生命科學(xué)發(fā)展的前沿，又是生命科學(xué)賴以發(fā)展的基礎(chǔ)。

三、欲達(dá)到的目的

通過系統(tǒng)地學(xué)習(xí)細(xì)胞生物學(xué)，豐富細(xì)胞學(xué)知識，以適應(yīng)當(dāng)代人類社會知識結(jié)構(gòu)發(fā)展的需求，也是為考研做準(zhǔn)備。

本課程講授51學(xué)時，實驗21學(xué)時，共72學(xué)時。

參考資料 De.Robertis，《細(xì)胞生物學(xué)》，1965年（細(xì)胞生物學(xué)教案（完整版）

細(xì)胞生物學(xué)教案（完整版）

二、細(xì)胞學(xué)說的建立及其意義（The cell theory）

1838年，德國植物學(xué)家施萊登（J.Schleiden）關(guān)于植物細(xì)胞的工作，發(fā)表了《植物發(fā)生論》一文（Beitrage zur Phytogenesis）.1839年，德國動物學(xué)家施旺（T.Shwann）關(guān)于動物細(xì)胞的工作，發(fā)表了《關(guān)于動植物的結(jié)構(gòu)和生長一致性的顯微研究》一文，論證了所有動物體也是由細(xì)胞組成的，并作為一種系統(tǒng)地科學(xué)理論提出了細(xì)胞學(xué)說。

○1細(xì)胞是生物體的基本結(jié)構(gòu)單位（單細(xì)胞生物，一個細(xì)胞就是一個個體）；

○2細(xì)胞是生物體最基本的代謝功能單位（動、植物的各種細(xì)胞具有共同的基本構(gòu)造、基本特性，按共同規(guī)律發(fā)育，有共同的生命過程）； ○3細(xì)胞只能通過細(xì)胞分裂而來。

三、細(xì)胞學(xué)的誕生（細(xì)胞學(xué)的經(jīng)典時期和實驗細(xì)胞學(xué)時期）1 原生質(zhì)理論的提出 2 關(guān)于細(xì)胞分裂的研究 3 重要細(xì)胞器的發(fā)現(xiàn) 4 遺傳學(xué)方面的成就

四、細(xì)胞生物學(xué)的興起

1965年，D.Robetis將他原著的《普通細(xì)胞學(xué)》更名為《細(xì)胞生物學(xué)》（細(xì)胞生物學(xué)教案（完整版）

細(xì)胞生物學(xué)教案（完整版）

細(xì)胞骨架系統(tǒng) 由特異蛋白質(zhì)分子裝配而成。

綜合原核細(xì)胞和真核細(xì)胞的特點，二者的根本區(qū)別可歸納為下面兩條：

細(xì)胞生物學(xué)教案（完整版）

細(xì)胞生物學(xué)教案（完整版）

細(xì)胞生物學(xué)教案（完整版）

（4）Eastern blotting（Western blotting的變形）當(dāng)用凝膠進行抗原抗體反應(yīng)，再進行印跡的方法）。

（5）DNA與蛋白質(zhì)的體外吸附技術(shù)（Southwestern blotting）結(jié)合了Western印跡與southern印跡兩種實驗方法的特點而設(shè)計的一種檢測序列特異性DNA結(jié)合蛋白的實驗方法（翟P51）。（6）原位雜交（Insitu hybridization）用已知的帶有標(biāo)記的特定核酸分子作為探針，來測定與之成互補關(guān)系的染色體DNA區(qū)段的位置。

四、電鏡放射自顯影技術(shù)

原理 這是一種利用放射性同位素作為標(biāo)記物對細(xì)胞化學(xué)物質(zhì)進行超顯微結(jié)構(gòu)的定位、定性或定量的實驗技術(shù)。

五、定量細(xì)胞化學(xué)分析技術(shù)

（一）顯微分光光度測定技術(shù)

細(xì)胞生物學(xué)教案（完整版）

細(xì)胞生物學(xué)教案（完整版）

種重要功能，概括為：物質(zhì)運輸，能量轉(zhuǎn)換，信息傳遞，細(xì)胞識別，細(xì)胞連接，代謝調(diào)控，膜電位維持等。

四、骨架與細(xì)胞表面的特化結(jié)構(gòu)

膜骨架（membrane associated cytoskeleton）

指質(zhì)膜下與膜蛋白相連的由纖維蛋白組成的網(wǎng)架結(jié)構(gòu)，參與維持細(xì)胞質(zhì)膜的形狀并協(xié)助質(zhì)膜完成多種生理機能。早期有人稱膜下溶膠層，實質(zhì)為膜骨架。

細(xì)胞生物學(xué)教案（完整版）

分布于細(xì)胞外空間（如細(xì)胞之間或細(xì)胞表面），由細(xì)胞分泌的蛋白和多糖構(gòu)成的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。與膜關(guān)系不密切，功能在于：○1細(xì)胞間粘著；○2保護作用；○3維持細(xì)胞外環(huán)境（調(diào)節(jié)細(xì)胞周圍的物質(zhì)濃度）；○4過濾作用等等。在形態(tài)發(fā)生中作用重大，包括：細(xì)胞遷移、增殖、形態(tài)變化、分化、保護、組建等。主要包括四大類物質(zhì)

（一）膠原（collagen）：屬糖蛋白類物質(zhì)，為纖維狀蛋白多聚體，含量最高，具剛性，抗張強度大，構(gòu)成細(xì)胞外基質(zhì)的骨架體系。

（二）氨基聚糖（glycosaminoglycan GAC）和蛋白聚糖（proteoglycan，PG）（粘多糖，粘蛋白）

（三）層粘連蛋白（Lamimin，LN）（較大的糖蛋白分子）和纖粘連蛋白（fibronectin，F(xiàn)N）（由兩條或更多的肽鏈及一些低聚糖組成。對細(xì)胞遷移作用大）。

（四）彈性蛋白

參考文獻(xiàn)：

1、方思明 間隙連接和細(xì)胞間物質(zhì)交流，細(xì)胞生物學(xué)雜志，1984.1

2、岳奎元 細(xì)胞連接，細(xì)胞生物學(xué)雜志，1985.4

3、岳奎元 細(xì)胞膜的不對稱性和流動性，生物學(xué)通報，1986.8

4、岳奎元 細(xì)胞膜鈉—鉀泵生理學(xué)，生物通報，86.8

5、徐 信 細(xì)胞連結(jié)，生物學(xué)通報，86.7

6、林元藻 生物膜的主動轉(zhuǎn)運功能，同上

7、楊福愉 生物膜的流動性，生物化學(xué)與生物物理進展，1981.5

細(xì)胞生物學(xué)教案（完整版）

細(xì)胞生物學(xué)教案（完整版）

起酶構(gòu)象變化，與Na+結(jié)合部位轉(zhuǎn)向膜外側(cè)。此時的構(gòu)象親K+排Na+，當(dāng)與K+結(jié)合后，使酶脫去H3PO4，酶構(gòu)象恢復(fù)，結(jié)合K+的一面轉(zhuǎn)向膜內(nèi)，此時構(gòu)象親Na+排K+，這樣反復(fù)進行，不斷在細(xì)胞內(nèi)積累K+，將Na+排出細(xì)胞外。

（二）間接利用ATP的主動運輸——伴隨運輸（或稱協(xié)同運輸，co-transport）

指一種溶質(zhì)的傳遞要同時依賴于另一種溶質(zhì)的傳遞。如果兩種溶質(zhì)的傳遞方向相同，稱同向運輸（symport），如果方向彼此相反，則稱反向運輸（antiport）。

（三）基團轉(zhuǎn)移

早見于細(xì)菌，也見于動物細(xì)胞?？抗矁r修飾（需能）

（四）物質(zhì)的跨膜轉(zhuǎn)運與膜電位

○1調(diào)節(jié)滲透壓；○2某些物質(zhì)的吸收；○3產(chǎn)生膜電位；○4激活某些生化反應(yīng)；如細(xì)胞內(nèi)高濃度K+是核糖體合成蛋白質(zhì)及糖孝解過程中重要酶活動的必要條件。

三、胞吞與胞吐作用

還有一種物質(zhì)運輸?shù)姆绞讲煌诖?，是?xì)胞膜將外來物包起來送入細(xì)胞或者把細(xì)胞產(chǎn)物包起來送出細(xì)胞。前者稱胞吞作用，后者稱胞吐作用，總稱吞排作用（Cytosis）。這樣的物質(zhì)運輸方式稱膜泡運輸（transport by vesicle formation），又稱批量運輸（bulk transport）。大分子物質(zhì)及顆粒物質(zhì)常以此方式進出細(xì)胞。

（一）胞飲作用與吞噬作用

某些物質(zhì)與膜上特異蛋白質(zhì)結(jié)合，然后質(zhì)膜內(nèi)陷形成囊泡，稱胞吞泡（endocytic vesicle）。將物質(zhì)包在里面，最后從質(zhì)膜上分離下來形成小泡，進入細(xì)胞內(nèi)部。根據(jù)內(nèi)吞的物質(zhì)性質(zhì)，將其分為：

吞噬作用（Phagocytosis）吞噬泡，內(nèi)吞較大固體物質(zhì)，如顆粒白細(xì)胞、巨噬細(xì)胞。胞飲作用（Pinocytosis）胞飲泡，內(nèi)吞液體或極小顆粒，白細(xì)胞、腎細(xì)胞、小腸上皮細(xì)胞、植物根細(xì)胞。

（二）胞吐作用（exocytosis）又稱外卸

某些代謝廢物及細(xì)胞分泌物形成小泡從細(xì)胞內(nèi)部移至細(xì)胞表面，與質(zhì)膜融合后將物質(zhì)排出。如：小腸上皮的杯狀細(xì)胞向腸腔中分泌粘液，經(jīng)溶酶體消化處理后的殘渣排向細(xì)胞外等過程。關(guān)于衣被小泡運輸（Coated vesicle）

存在于真核細(xì)胞中，具有毛刺狀外表面的一類小泡（50—250nm）?？梢允莾?nèi)膜系統(tǒng)的有關(guān)細(xì)胞器芽生而成，也可以是由質(zhì)膜內(nèi)陷，斷裂形成，進行細(xì)胞器間的物質(zhì)運輸。

（三）受體介導(dǎo)的胞吞作用（receptor—mediated endocytosis）

某些大分子的內(nèi)吞往往首先同質(zhì)膜上的受體結(jié)合，然后質(zhì)膜內(nèi)陷形成衣被小窩，繼之形成衣被小泡，這種內(nèi)吞方式稱受體介導(dǎo)的胞吞作用。

需說明的是，膜泡運輸時由于質(zhì)膜內(nèi)陷或外凸也需消耗能量，故可看作是一種主動運輸方式。

細(xì)胞生物學(xué)教案（完整版）

（三）細(xì)胞的信號分子與受體 1 細(xì)胞的信號分子

信號分子，即配基（Ligands）：指能夠被受體識別的各種類型的大、小分子物質(zhì)。又有信號分子（Signal molecule）和被識別子（cognon）之稱。

親脂性信號分子：甾類激素、甲狀腺素。直接進入細(xì)胞與細(xì)胞質(zhì)或核中受體結(jié)合，形成激素受體復(fù)合物，調(diào)節(jié)基因表達(dá)。

親水性信號分子：神經(jīng)遞質(zhì)、生長因子、多數(shù)激素等，不能直接進入細(xì)胞，先與膜上受體結(jié)合，再經(jīng)信號轉(zhuǎn)換機制，在細(xì)胞內(nèi)產(chǎn)生→

細(xì)胞生物學(xué)教案（完整版）

激素（細(xì)胞生物學(xué)教案（完整版）

細(xì)胞生物學(xué)教案（完整版）

現(xiàn)這種細(xì)胞器不盡在內(nèi)質(zhì)部位，但仍延用至今。這種結(jié)構(gòu)與細(xì)胞內(nèi)物質(zhì)合成有關(guān)，故有細(xì)胞的生物合成“工廠”之稱。

（一）形態(tài)結(jié)構(gòu)特點

ER是交織分布在細(xì)胞質(zhì)中的由膜圍成的扁囊或小管狀管道系統(tǒng)。基本結(jié)構(gòu)分為三部分： 內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜：結(jié)構(gòu)與質(zhì)膜相同，但比質(zhì)膜薄（5-6nm），有些部位可與核膜和某些細(xì)胞器膜相連，少數(shù)能與質(zhì)膜相連。

（二）類型及分布特點

根據(jù)內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的細(xì)胞質(zhì)面是否附有核糖體將ER分為二類。即： 粗面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)（rough endoplasmic reticulum，RER）又稱顆粒內(nèi)質(zhì)網(wǎng)（Granular e-r-GER），由于它似與細(xì)胞核一樣能為堿性染料染色，在歷史上曾有過所謂核外染色質(zhì)的叫法。意指內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜及附在其上的核糖體。光（滑）面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)（smooth endoplasmic reticulum，SER）表面光滑，無核糖體附著，嗜酸性，在形態(tài)上常呈分枝狀，小管或小泡的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，很少象RER那樣擴大成池，其膜也不如RER膜厚。另外，SER的一端常與RER相連，有時還和高爾基復(fù)合體或核膜相連。

（三）內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的化學(xué)組成

分析表明：蛋白質(zhì)約占2/3（比質(zhì)膜多），主要是酶類，其中CytP-450是內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的標(biāo)記酶。脂類1/3（比質(zhì)膜少）在滑面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)高于粗面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)，主要為磷脂和膽固醇。

（四）內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的功能

ER是細(xì)胞內(nèi)生物合成的“工廠”，執(zhí)行一系列的功能，有些功能是由RER或SER單獨行使的，有些則是它們共同行使的，為講述方便，我們分開介紹。1 粗面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的功能（1）蛋白質(zhì)合成（2）蛋白質(zhì)改造及運輸 糖蛋白的合成過程：

在細(xì)胞中形成的一些分泌顆粒（酶原顆粒），它們的成分多為糖蛋白，蛋白質(zhì)部分如上所述是在RER膜上的核糖體上合成的，那么蛋白質(zhì)合成之后，糖鏈部分是如何添加上去的呢？ 在ER腔面：

首先在 ER膜的多萜醇磷酸上添加形成（N-乙酰葡糖胺）2—（甘露糖）9—（葡萄糖）3，然后在糖基轉(zhuǎn)移酶作用下將其寡糖芯整批移交給合成中的多肽鏈天冬酰胺的N原子上（N-連接）。在ER和高爾基池的轉(zhuǎn)運過程中以上寡糖芯被切除只剩下最近端的兩個N-乙酰葡糖胺和3個甘露糖。在Golgibody上：

修剪后依次添加上巖藻糖、半乳糖、N-乙酰葡糖胺、唾液酸，多是加在肽鏈的絲氨酸、蘇氨酸、酪氨酸側(cè)鏈的OH基上，（O一連接）。

蛋白質(zhì)的運輸：合成改造過的蛋白質(zhì)如何運送出去呢？通過放射性同位素示蹤證明，這些物質(zhì)必須經(jīng)過內(nèi)質(zhì)網(wǎng)向外運輸，從這方面看，RER是物質(zhì)運輸?shù)耐ǖ?。?分泌蛋白的運輸——Palade model 關(guān)于分泌蛋白的運輸，Palade做了系統(tǒng)的研究，并提出了一般的運輸模型——Palade model。Palade 采用了3H-亮氨酸做脈沖標(biāo)記追蹤實驗，表明在RER上合成的分泌蛋白，是經(jīng)由內(nèi)質(zhì)網(wǎng)池進入高爾基復(fù)合體池，再包裝成分泌顆粒排往胞外。

○2少量可溶性蛋白的運輸：這種蛋白質(zhì)在RER上合成后便轉(zhuǎn)入細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中。

○3膜蛋白：這種蛋白質(zhì)在RER上合成后，有兩條可能途徑，一是先進入ER腔中，再靠一定機制入膜，二是不經(jīng)ER腔而直接入膜，這兩種可能都在探討中。

（2）膜的形成 RER膜可不斷地進行自身裝配和生成。在RER首先合成膜脂和內(nèi)在蛋白，然后添加上酶、專一性糖和脂類，成為各種功能不同的膜。這一過程稱為膜分化（membrane

細(xì)胞生物學(xué)教案（完整版）

differentiation）。2 滑面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的功能（1）解毒作用（2）脂類合成（3）糖代謝

（4）作為分泌蛋白運輸?shù)耐?另外，內(nèi)質(zhì)網(wǎng)具有貯積Ca2+的功能。

（五）內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的發(fā)生

內(nèi)質(zhì)網(wǎng)是一種非常容易解體，也容易重新形成。關(guān)于它的發(fā)生目前來說還是個懸而未決的問題，有種種猜測或設(shè)想；例如，有人主張ER膜來自核膜，也有人意見相反； 肌質(zhì)網(wǎng)（Sarcoplasmic reticulum）

是存在于高度特化的細(xì)胞——肌纖維中的特化滑面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)（含有幾個細(xì)胞核，是一個大的合胞體）。是分布于肌原纖維之間的縱行小管狀結(jié)構(gòu)，主要功能是貯積鈣離子，在肌肉收縮中起一定作用。（當(dāng)受到?jīng)_動刺激時，可向肌漿中釋放鈣離子，達(dá)到一定濃度，引起肌肉收縮）。

細(xì)胞生物學(xué)教案（完整版）蛋白質(zhì)的加工改造

有些蛋白質(zhì)（酶）合成是先形成無生物活性的前體物，再經(jīng)過加工改造才具備活性，高爾基復(fù)合體具備這方面的功能。4 膜的轉(zhuǎn)變功能 參與植物細(xì)胞壁的形成 6 參與溶酶體的形成

五、高爾基復(fù)合體的發(fā)生

Golgj complex是一種易變結(jié)構(gòu)，隨時可解體和產(chǎn)生。關(guān)于它的發(fā)生有不同的說法，傾向性看法（普遍認(rèn)為）：它是由內(nèi)質(zhì)網(wǎng)或核膜轉(zhuǎn)變而來的，即：RER失去核糖體，分離成光面膜小泡，由此合并成高爾基池；或者由SER分離出小泡，合并成高爾基池。

細(xì)胞生物學(xué)教案（完整版）

多數(shù)學(xué)者認(rèn)為，溶酶體和其它分泌顆粒一樣，其內(nèi)含物是在RER上合成，輸入到Golgi區(qū)，包上膜游離下來便成為溶酶體。

五、微體（microbody）

微體也是一種由單位膜圍成的細(xì)胞器，在大小上很難與溶酶體相區(qū)別，只是所含酶類不同。微體是一類含有氧化酶、過氧化物酶或過氧化氫酶的細(xì)胞器，在形態(tài)上有卵圓形、啞鈴形、圓球形等。

在動、植物細(xì)胞中，普遍存在兩種微體，即過氧化物酶和乙醛酸循環(huán)體。1 過氧化物酶體（Peroxisome）

存在于動物細(xì)胞和高等植物的葉肉細(xì)胞中，含較多氧化酶。其主要功能表現(xiàn)在：

（1）解毒作用：主要體現(xiàn)在動物細(xì)胞，這種微體含有與生成H2O2有關(guān)的酶，也含有分解H2O2的過氧化氫酶，將代謝過程中產(chǎn)生的對細(xì)胞有毒害的H2O2分解。（2）分解脂肪酸等高能分子，向細(xì)胞直接提供熱能。（3）與膽固醇代謝有關(guān)。

（4）執(zhí)行光呼吸（乙醇酸代謝）：這一功能體現(xiàn)在植物細(xì)胞。過氧化物酶體是乙醇酸氧化的場所，氧化的結(jié)果是攝取氧，釋放CO2，這一過程只能在光照下，與葉綠體、線粒體聯(lián)合進行，稱為光呼吸（photorespiration））2 乙酰酸循環(huán)體（glyoxysome）

僅存在于高等植物細(xì)胞中，參與脂類代謝過程，含有同乙酰酸循環(huán)有關(guān)的酶，也含有過氧化物酶中的酶。

種子萌發(fā)時，乙酰酸循環(huán)體降解→脂肪→糖

這一微體的主要功能是蔗糖異生作用，整個過程涉及三個細(xì)胞器、兩個主要過程。

細(xì)胞生物學(xué)教案（完整版）

（4）前體物被加工成成熟多肽。

前體物的穿膜活動也符合信號假說原理。即，這些前體物具有氨基端順序或肽鏈內(nèi)部順序——信號肽（特稱導(dǎo)肽，Leader peptide，高度疏水性），靠此與細(xì)胞器膜上的信號肽順序受體結(jié)合，穿膜進入細(xì)胞器，被信號肽酶切除信號肽，參與細(xì)胞器建成或功能活動。

從以上看出，決定新合成的多肽轉(zhuǎn)移到細(xì)胞的哪個部位，是存在于多肽本身的某種信息。如信號肽，導(dǎo)肽等。但只有這一條還不夠，還必須有能識別正在合成多肽的某些蛋白質(zhì)分子，以幫助多肽的轉(zhuǎn)運，折疊或裝配，這一類分子本身并不參與最終產(chǎn)物的形成，特稱為分子伴娘（molecular chaperones），如信號識別顆粒（SRP）。

三、膜泡運輸

（一）網(wǎng)格蛋白有被小泡

負(fù)責(zé)蛋白質(zhì)從高爾基體的TGN向質(zhì)膜、胞內(nèi)體或溶酶體和植物液泡運輸。另外，受體介導(dǎo)的內(nèi)吞負(fù)責(zé)將胞外物質(zhì)運往胞內(nèi)等。

（二）COPII有被小泡

負(fù)責(zé)從ER到高爾基體的物質(zhì)運輸。

（三）COPI有被小泡

負(fù)責(zé)回收轉(zhuǎn)運內(nèi)質(zhì)網(wǎng)逃逸蛋白返回內(nèi)質(zhì)網(wǎng)（“開放的監(jiān)獄”）。

細(xì)胞生物學(xué)教案（完整版）

細(xì)胞生物學(xué)教案（完整版）

（一）生物氧化的分區(qū)和定位

（二）電子傳遞和氧化磷酸化的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)

雖然電子傳遞和氧化磷酸化偶連在一起，但它們又是通過不同的結(jié)構(gòu)完成的。1968年，E.Racker等的亞線粒體小泡重建實驗說明了這一問題（圖示）。

由此可見，電子傳遞是在線粒體內(nèi)膜上，氧化磷酸化由基粒承擔(dān)。電子傳遞鏈（呼吸鏈）（electron transport chain，respiration chain）呼吸鏈?zhǔn)怯纱嬖谟诰€粒體內(nèi)膜上的眾多酶系和其它分子組成的電子傳遞鏈。（1）復(fù)合物I NADH—Q還原酶，催化NADH的2個電子→輔酶Q（2）復(fù)合物Ⅱ 琥珀酸—Q還原酶，催化電子從琥珀酸通過FAD和鐵硫蛋白傳至輔酶Q（3）復(fù)合物Ⅲ 細(xì)胞色素還原酶，催化電子從輔酶Q傳至CytC（4）復(fù)合物Ⅳ 細(xì)胞色素氧化酶，將電子從CytC→氧。2 基粒（F1—FO復(fù)合物）的超微結(jié)構(gòu)

F1—FO復(fù)合物，又稱內(nèi)膜亞單位、呼吸集合體、ATP酶復(fù)合物、ATP合成酶等。這一結(jié)構(gòu)最初是在1962年，由Fernadezmoran經(jīng)負(fù)染色在電鏡下觀察到的，后來D.Green將其稱為線粒體基粒，后改稱基粒，實際上是一種ATP酶復(fù)合體，分子量約在448000。

它是由多條多肽鏈構(gòu)成的復(fù)合結(jié)構(gòu)，可分為三部分，即頭、柄、膜三部。在ATP形成過程中共同發(fā)揮作用。氧化磷酸化的偶聯(lián)機制

（1）化學(xué)偶聯(lián)假說（Chemieal coupling hypothesis）（2）構(gòu)象偶聯(lián)假說（Conformational coupling hypothesis）（3）化學(xué)滲透學(xué)說（Chemiosmotic coupling hypothesis）

亦稱電化學(xué)偶聯(lián)學(xué)說，是1961年英國生化學(xué)家P.Mitchell提出的。對電子傳遞和氧化磷酸化問題作了較為另人信服的解釋，故普遍為人接受，米切爾因此而獲1978年諾貝爾化學(xué)獎。這一假說的中心思想是：在電子傳遞過程中所釋放的能量轉(zhuǎn)化成了跨膜的氫離子濃度梯度的勢能，這種勢能驅(qū)動氧化磷酸化反應(yīng)，合成ATP。

（1）NADH提供一對電子，經(jīng)電子傳遞鏈，最后為O2所接受。

（2）電子傳遞鏈中的載氫體和電子傳遞體相間排列，每當(dāng)電子由載氫體傳向電子傳遞體時，載氫體的H+便釋放到內(nèi)膜外。一對電子在呼吸鏈三次穿膜運動，向外室排放三對H+。（3）內(nèi)膜對H+具有不可透性，故隨電子傳遞過程的不斷進行，H+ 在外室中積累，造成膜兩側(cè)的質(zhì)子濃度差。

（4）外室中H+有順濃度梯度返回基質(zhì)的傾向，當(dāng)H+通過F1—FO復(fù)合物時，ATP酶利用這一勢能合成ATP。

（5）F1—FO復(fù)合物需2個質(zhì)子合成一個ATP。

細(xì)胞生物學(xué)教案（完整版）葉綠體膜（chl membrane）

是兩層光滑的單位膜（內(nèi)、外膜）6-8nm，也稱外被（outer envelope），是一個有選擇的屏障，控制著葉綠體代謝物質(zhì)的進入和排出。2 基質(zhì)（stroma）

指葉綠體膜包圍的，無結(jié)構(gòu)，呈流動狀態(tài)的物質(zhì)。即葉綠體內(nèi)膜與類囊體之間無定形物質(zhì)，在基質(zhì)中存在：

（1）葉綠體DNA 環(huán)狀，每一葉綠體內(nèi)可含有幾十個拷貝；（2）70S核糖體；（3）mRNA、tRNA；（4）酶類；（5）RUBP羧化酶；（6）各種離子。3 類囊體

類囊體在基質(zhì)中有兩種形式存在，一種是較小的扁囊，多個5—30（10—100個）相互疊置成一摞，形成的結(jié)構(gòu)稱基粒（grana）。每一葉綠體中約含有40—80個基粒。組成基粒的類囊體稱基粒類囊體（granum-thylakoid）或基粒片層（grana lamella）。另一種是較大的扁囊，貫穿于基粒之間，稱基粒間類囊體或基質(zhì)類囊體（stroma-thylakoid）或基質(zhì)片層（stroma lamella）。它們順著葉綠體的縱軸彼此平行排列。其存在意義在于，使膜片層的總面積大大超出葉綠體的面積。

可見基粒thylokoid中有PSI和PSII的機能單位，并分布在膜內(nèi)表面，是PSII核心顆粒和捕光復(fù)合物結(jié)合成的。

而基質(zhì)thylokoid中多有PSI的機能單位，多布于膜外側(cè)。

除上述內(nèi)在蛋白外，還有組成電子傳遞鏈的眾多載體，包括○1PQ（質(zhì)體醌）、○2PC（質(zhì)體蘭素，plastcyanin）、○3細(xì)胞素（Cytb—559，Cytf—553，Cytb6—563等）、○4鐵硫蛋白（鐵氧還蛋白ferrdoxin，F(xiàn)d）、○5黃素蛋白。故將類囊體稱為光合膜。

三、化學(xué)組成

四、葉綠體的功能——光合作用（photosynthesis）

綠色植物細(xì)胞，吸收光能，還原CO2，并利用水提供氫合成碳水化合物，同時放出分子氧的過程，稱為光合作用?？傔^程分為兩個階段：光反應(yīng)和暗反應(yīng)。

（一）光反應(yīng)（Light reaction）

葉綠素等色素分子捕獲光能，將光能轉(zhuǎn)化為ATP和NADPH的化學(xué)能，并放出氧的過程，是在類囊體膜上進行的，為能量轉(zhuǎn)換過程。

光反應(yīng)包括三個基本反應(yīng)：原初反應(yīng)、電子傳遞反應(yīng)、光合磷酸化。

（1）原初反應(yīng)（primary reaction）：指聚光色素分子吸收光量子傳到反應(yīng)中心進行光化學(xué)反應(yīng)的物理過程。包括光能的吸收、傳遞與轉(zhuǎn)換。

（2）電子傳遞反應(yīng)：包括三個階段：NADP+的還原反應(yīng)；PSII與PSI之間的傳遞；放氧反應(yīng)。（3）光合磷酸化反應(yīng)：在有光存在下，當(dāng)電子沿電子傳遞鏈傳遞時，形成ATP的過程稱為光合磷酸化（photophosphorylation）。

當(dāng)電子從還原勢高處（Q）向還原勢低的PSI傳遞時，能量下降，利用這一能量將ADP磷酸化形成ATP，這一過程稱非循環(huán)式光合磷酸化（電子通路是開放的）。

當(dāng)NADPH NADP+比值大時（缺少NADP+時），鐵氧還蛋白（Fd）則將電子通過cytb6、cytf、pc傳給P700+，利用這一能量使ADP磷酸化形成ATP，稱循環(huán)式光合磷酸化（電子通路是閉合的）。（4）光合磷酸化機制 在一對電子的傳遞過程中，膜外消耗了三個質(zhì)子，膜內(nèi)則增加了四個質(zhì)子，隨著過程的不斷進行，膜內(nèi)外便建立了質(zhì)子梯度，有向膜外穿出的趨勢，當(dāng)每3對H+通過CF1-FO復(fù)合物時，在CF1的催化下，合成一個ATP。

細(xì)胞生物學(xué)教案（完整版）

（二）暗反應(yīng)（dark reaction）

利用光反應(yīng)產(chǎn)生的ATP和NADPH還原CO2形成碳水化合物，將活躍化學(xué)能變?yōu)榉€(wěn)定化學(xué)能，是在葉綠體基質(zhì)中進行的。為物質(zhì)代謝過程。

在高等植物固定CO2有三條途徑：卡爾文循環(huán)（C3途徑）、C4途徑（Hatch-slack途徑）和景天科酸代謝?？栁难h(huán)是最基本、最普通的，只有這一途徑具備合成淀粉之能力，又稱C3途徑。

細(xì)胞生物學(xué)教案（完整版）

線粒體的過程大致為：○1帶有N-末端導(dǎo)肽的前體蛋白質(zhì)首先與外膜上受體結(jié)合；○2蛋白質(zhì)橫跨外、內(nèi)膜；○3N-末端導(dǎo)肽被基質(zhì)中的蛋白酶切制；○4活化的成熟蛋白質(zhì)進入基質(zhì)。

五、線粒體、葉綠體的增殖與起源

（一）線粒體的增殖

（二）葉綠體的發(fā)育、增殖和起源

細(xì)胞生物學(xué)教案（完整版）

細(xì)胞生物學(xué)教案（完整版）

二、核孔（nuclear pore）現(xiàn)多稱核孔復(fù)合體（nuclear pore complex）

核孔直徑通常在70—80nm或更大（80—120nm），70nm為常見，通道直徑只有9nm。核孔數(shù)目在各細(xì)胞有所不同，一般占膜面積的8%。代謝旺盛，分化程度低，轉(zhuǎn)錄活動強的細(xì)胞，數(shù)目多，密度大。如兩棲類處于燈刷染色體階段和卵母細(xì)胞，密度可達(dá)35—65/μm2，總數(shù)達(dá)30×106個，而同一個體（兩棲類）的成熟紅細(xì)胞密度只有3個/μm2，總數(shù)只有150—300個。

（一）結(jié)構(gòu)模型

對核孔復(fù)合體結(jié)構(gòu)的解釋有：纖絲模型、捕魚籠式模型、圓柱狀模型等。纖絲模型（Franke & Scheer 1974）在內(nèi)外口邊周有密電子的環(huán)狀物質(zhì)存在，稱為環(huán)帶，環(huán)帶不是勻質(zhì)的，其結(jié)構(gòu)包括孔環(huán)顆粒（annular granules）：在內(nèi)、外口周緣各排列有8個對稱的、直徑約10—25nm的球狀顆粒，即孔環(huán)顆粒?？篆h(huán)顆粒本身是由微細(xì)粒子和纖絲相盤繞而成。纖絲可分別在核被膜的核質(zhì)面和胞質(zhì)面與細(xì)胞核、細(xì)胞質(zhì)中的基質(zhì)蛋白相連甚至可以伸出很多（20—60nm）。中央顆粒（central granules）中央栓：在核孔中央有一粒狀或棒狀的顆粒，稱中央顆粒，直徑約5—30nm，并不充滿整個核孔。中央顆粒有纖絲與孔環(huán)顆粒及周圍孔壁相連，推測它與核孔的開閉有關(guān)。由于它具有核糖核蛋白體性質(zhì)，在核質(zhì)交換中起一定作用。所有人認(rèn)為可能是由核內(nèi)向胞質(zhì)移動的核糖體前體一時附著于核孔，尚無定論。此外，還有輻（8個）、伸向核質(zhì)，胞質(zhì)的纖維等。

2捕魚籠式模型（滴漏樣模型）：此模型從橫向看，從周邊到核孔中心依次為環(huán)、輻、栓。從縱向看，由核外到核內(nèi)依次為胞質(zhì)環(huán)、輻（+栓）、核質(zhì)環(huán)（核藍(lán)），以及與核籃相連的“caber”網(wǎng)絡(luò)。

胞質(zhì)環(huán)，又稱外環(huán)。

核質(zhì)環(huán)則稱為內(nèi)環(huán)，向內(nèi)形成捕魚籠式的核籃。

輻由核孔邊緣伸向中心，呈輻射狀八重對稱，進一步分為柱狀亞單位、腔內(nèi)亞單位和環(huán)帶亞單位。栓（中央栓或中央顆粒）“transporter”。3 圓柱狀模型（1992）。

（二）化學(xué)成分 核孔蛋白（nucleoporin,Nup）

（三）核被膜的主要功能 屏障作用 核被膜為內(nèi)膜系統(tǒng)的組成部分，是將DNA局限在細(xì)胞核的關(guān)鍵結(jié)構(gòu)，使細(xì)胞功能區(qū)域化。核——質(zhì)間物質(zhì)和信息的通道

通過膜的物質(zhì)運輸：（1）部分離子、水分子、100道爾頓以下的小分子（單糖、雙糖、āā、核酸、組蛋白、RNA聚合酶、DNA聚合酶等）可以自由通過核膜；（2）有些大分子物質(zhì)常以小泡形式排出核外（內(nèi)膜局部先形成小泡，移向外膜，融合后排出，另外方式是物質(zhì)先進入核周腔，然后經(jīng)外膜外排或進入與核周腔相通的內(nèi)質(zhì)網(wǎng)腔。

通過核孔復(fù)合體的物質(zhì)運輸：核孔復(fù)合體可看作是一種特殊的跨膜運輸?shù)鞍讖?fù)合體，構(gòu)成核質(zhì)間雙功能、雙向選擇性運輸?shù)耐ǖ?，雙功能分為被動運輸和主動運輸。雙向性為介導(dǎo)入核和出核轉(zhuǎn)運。

被動擴散：功能直徑約9—10nm，甚至12.5nm，允許離子、水溶性分子、代謝物小蛋白分子穿梭于核—質(zhì)之間，進行自由擴散和協(xié)助擴散。

主動運輸：對進出核的物質(zhì)具高度選擇性。表現(xiàn)在（1）對運輸顆粒大小的選擇，有效直徑可調(diào)節(jié)；（2）是一個信號識別與載體介導(dǎo)的過程，需要ATP；（3）具有雙向性。

進核物質(zhì)（核輸入）：復(fù)制、轉(zhuǎn)錄、染色體構(gòu)建、核糖體組裝等所需因子及酶運至核內(nèi)。親核蛋白的核輸入：此類蛋白質(zhì)一般含有特殊的氨基酸信號序列，稱為核定位信號（NLS），存在于親核蛋白的功能區(qū)域，對蛋白質(zhì)進入核起“定向”“定位”的作用，從而保證整個蛋白質(zhì)通過核孔的核輸入。NLS序列可存在于親核蛋白的不同部位，可以是連續(xù)的或不連續(xù)的，指導(dǎo)進入核后也

細(xì)胞生物學(xué)教案（完整版）

不被切除。

出核物質(zhì)（核輸出）：各種RNA、核糖體亞單位。RNA的核輸出是一種具有高度選擇性的信號指導(dǎo)的過程。例mRNA及U1snRNA的5’端m7G帽子結(jié)構(gòu)是二者核輸出的關(guān)鍵，此現(xiàn)象稱作帽結(jié)合活性。此外，RNA無論在核內(nèi)還是核外，都是以RNA –蛋白質(zhì)復(fù)合體形式存在，RNA的出核實際上是RNA-蛋白質(zhì)的出核，蛋白質(zhì)分子上可能有出和出核信號，稱核輸出信號（NES）。3 作為酶分子的支架

核膜上富集大量酶系（約50種），以膜蛋白形式鑲嵌在核膜的磷脂分子層中，彼此保持一定的間距和組合，使各種生化反應(yīng)有序進行，并進行彼此間的正、負(fù)反饋調(diào)節(jié)。4 作為基因調(diào)控的閥門

核膜可能參與DNA的合成及RNA前體的修飾。由于三種RNA分子要通過核孔進入 胞質(zhì)，所以核孔的啟閉和孔徑的變化，能直接有效地調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)錄信息的流量。5 在染色質(zhì)（體）的定位及細(xì)胞分裂時發(fā)揮作用

染色質(zhì)的終未細(xì)絲常常連接在核孔上，這有助于解釋為何非常復(fù)雜的染色質(zhì)在異?；钴S的細(xì)胞核內(nèi)不致紊亂。具有某些生物合成之功能 核膜上附有核糖體，可進行蛋白質(zhì)的合成。

細(xì)胞生物學(xué)教案（完整版）

生物界物種的多樣性寓于DNA分子4種核苷酸千變?nèi)f化的不同排列之中。DNA一級結(jié)構(gòu)具多樣性；二級結(jié)構(gòu)具有多型性。DNA二級結(jié)構(gòu)具有多形性 2 染色質(zhì)蛋白質(zhì)

（1）組蛋白：與DNA非特異性結(jié)合。這種蛋白質(zhì)種類不多，都含有較多的堿性氨基酸，如精、賴氨酸，依所含這兩種氨基酸的比率不同將組蛋白分為五類。

（2）非組蛋白：指染色體上與特異DNA序列相結(jié)合的蛋白質(zhì)，故又稱序列特異性DNA結(jié)合蛋白。3 序列特異性DNA結(jié)合蛋白的不同結(jié)構(gòu)模式

序列特異性DNA結(jié)合蛋白，在與DNA結(jié)合時，其結(jié)構(gòu)域可有以下幾種不同的模式。

（1）α螺旋—轉(zhuǎn)角—α螺旋模式（2）鋅指模式（3）亮氨酸拉鏈模式（4）螺旋-環(huán)-螺旋結(jié)構(gòu)模式（5）HMG框結(jié)構(gòu)模式

三、染色質(zhì)的基本結(jié)構(gòu)單位——核小體

（一）實驗證據(jù)

1、用溫和方法使核破碎，將染色質(zhì)鋪在鋼網(wǎng)上在電鏡下觀察，間期染色質(zhì)呈纖絲狀結(jié)構(gòu)，直徑約在20—30nm，稱染色質(zhì)粗纖維。

2、進一步用鹽溶液處理，則顯示10nm串珠狀結(jié)構(gòu)，稱染色質(zhì)細(xì)纖維，實際上是由核小體串連成的絲狀結(jié)構(gòu)—核小體絲。

3、再用微球菌核酸酶消化10nm的染色質(zhì)細(xì)纖維后進行電泳，則得到200個bp或其倍數(shù)的DNA片段。

據(jù)此，Olins等提出了核小體結(jié)構(gòu)模型。也曾稱鈕體（υ—body）和核粒。其結(jié)構(gòu)要點包括：（1）每個核小體包括200bp左右的DNA和一個組蛋白八聚體分子及一分子組蛋白H1；（2）[H2A、H2B、H3、H4]2 組成球形組蛋白的八聚體；【H2AH2B(H3)2?(H4)2H2AH2B】（3）166bp的DNA（核心DNA）以左手方向盤繞八聚體2圈，不含H1時，為146個bp的DNA纏繞1.75周。（組蛋白H1和166bpDNA的核小體結(jié)構(gòu)稱為染色質(zhì)小體）（4）H1鎖封DNA進出口，附在八聚體上

（5）34bp（0~80）左右DNA連接兩核心結(jié)構(gòu)——連接區(qū)DNA（Linker DNA）

Olins & Kornberg認(rèn)為：多個核小體連接而成10nm的形似念珠的染色質(zhì)絲（核小體絲）是染色質(zhì)的一級結(jié)構(gòu)。

四、染色體包裝的結(jié)構(gòu)模型

（一）多級螺旋模型 螺線管（體）（粗纖維）（二級結(jié)構(gòu)，間期存在形式）

2超螺線體（管）（超粗纖維）（三級結(jié)構(gòu)，是染色質(zhì)在有絲分裂前期的存在形式）

美人Bak（1977）觀察到，由30nm的螺線體再進一步螺旋化，便形成一條直徑為400nm（0.4μm）的圓簡狀結(jié)構(gòu)，即為超螺線體。染色（單）體（Chromosome）（四級結(jié)構(gòu)，是染色質(zhì)在有絲分裂中期的存在形式）

由超螺線體再經(jīng)折迭螺旋，形成長2—10μm直徑約2000nm（2μm）的染色單體，由于在間期已經(jīng)復(fù)制，故這時觀察到的染色體，應(yīng)包括兩條染色單體。

（二）染色體骨架一放射環(huán)模型

主要解釋30nm的螺線管如何進一步包裝成染色體的。由Leammli等報道，認(rèn)為：30nm螺旋管折疊成環(huán)，沿染色體縱軸由中央向四周伸出，構(gòu)成放射環(huán)。

縱軸的中央為非組蛋白構(gòu)成的染色體骨架，由30nm的螺線管折疊形成的DNA側(cè)環(huán)（18個）從骨架向四周伸出形成“微帶”，大約106個微帶縱向排列構(gòu)成子染色體。

細(xì)胞生物學(xué)教案（完整版）

五、常染色質(zhì)和異染色質(zhì)

常染色質(zhì)（euchromatin）：指間期核內(nèi)染色質(zhì)絲折疊壓縮程序低，處于伸展?fàn)顟B(tài)，染色較淺的染色質(zhì)。染色質(zhì)絲折迭疏松，含有單一的或中等重復(fù)順序的DNA，大多數(shù)能進行轉(zhuǎn)錄，（是具有活動功能的染色質(zhì)）。但并非所以基因都具轉(zhuǎn)錄活性。其位置常遠(yuǎn)離核內(nèi)膜。

異染色質(zhì)（heterochromatin）：指間期核中染色質(zhì)絲折疊壓縮程度高，處于凝集狀態(tài)，染色較深的染色質(zhì)，實際上是染色質(zhì)絲未伸展開的部分，又稱為染色中心和假核仁。這部分染色質(zhì)很少轉(zhuǎn)錄，處于不活動狀態(tài)，其位置近核被膜。

（1）結(jié)構(gòu)異染色質(zhì)、組成型異染色質(zhì)（constitutive heterochomatin）：又稱恒定型異染色質(zhì)，指在各種類型細(xì)胞，除復(fù)制時期以外的整個細(xì)胞周期都保持濃縮狀態(tài)的染色質(zhì)，最后復(fù)制。（2）兼性異染色質(zhì)（Facultative heterochromatin）：又稱功能型異染色質(zhì)，指在某些細(xì)胞類型或一定發(fā)育時期和生理條件下，由原來的常染色質(zhì)凝縮，并喪失基因活性變成的異染色質(zhì)。

細(xì)胞生物學(xué)教案（完整版）

CEN 著絲粒DNA序列——使兩組子染色體平均分配到子細(xì)胞中去； TEL 端粒DNA序列——保證染色體的獨立性和穩(wěn)定性。

三、核型與染色體顯帶

四、兩種巨大染色體（giant chromorome）

（一）燈刷染色體（lampbrush chromosome）

（二）多線腺染色體（polyrene chromosome）

細(xì)胞生物學(xué)教案（完整版）

細(xì)胞生物學(xué)教案（完整版）

細(xì)胞生物學(xué)教案（完整版）

亦稱轉(zhuǎn)移酶I或T因子，是肽鏈形成時，催化氨基酸之間形成肽鍵的肽合成酶(催化P位上肽酰tRNA的基羥基與處在A位上氨酰基tRNA的氨基之間形成肽鏈)。位于大亞基上（“座斗”和“右側(cè)扶手”）

rRNA與蛋白質(zhì)比較，在核糖體上，rRNA是主要作用成分。此外，尚有其它眾多因子。

細(xì)胞生物學(xué)教案（完整版）

細(xì)胞生物學(xué)教案（完整版）

肌鈣蛋白（tropnin）

（2）非肌肉細(xì)胞中的微絲結(jié)合蛋白

橫連蛋白 提供肌動蛋白的結(jié)合部位，將幾條肌動蛋白絲連結(jié)起來。主要包括：α-輔肌動蛋白、細(xì)絲蛋白、毛緣蛋白、紐帶蛋白等。

戴帽蛋白（切斷和封端蛋白）可結(jié)合到肌動蛋白絲的一端，調(diào)節(jié)絲的長度和裝拆，如凝溶蛋白、斷解蛋白、絨毛蛋白等。

單體穩(wěn)定蛋白 可結(jié)合肌動蛋白單體，抑制G-肌動蛋白的聚合。

（二）裝配

微絲是一種動態(tài)結(jié)構(gòu)，持續(xù)進行組裝和解聚。微絲可以隨環(huán)境不同發(fā)生裝配和解聚。G-actin可在微絲兩端添加，但（+）極組裝的速度較（-）極快，在一定條件下，可表現(xiàn)為一端因加亞單位而延長，另一端因亞單位脫落而減短，這種現(xiàn)象稱踏車行為。

（三）特性

微絲對某些藥物具明顯的反應(yīng)，其中主要的一種是細(xì)胞松弛素B（cytochalasin B），是從真菌長蠕孢代謝物中提取的一種生物堿，對微絲具有專一破壞作用（可切斷微絲）?？衫么颂匦詠硌芯课⒔z在細(xì)胞中的作用。

鬼筆環(huán)肽則可抑制肌動蛋白絲的解聚，使肌動蛋白纖維穩(wěn)定。只與F肌動蛋白結(jié)合，而不與G肌動蛋白結(jié)合。

（四）功能

從已有資料來看，微絲具有多方面功能，但主要表現(xiàn)在兩大方面：一是與微管一樣起支架作用，維持細(xì)胞形狀；二是參與細(xì)胞的各種運動。下面僅就微絲的運動作用作一介紹。1 肌肉收縮

（1）結(jié)構(gòu)與化學(xué)組成

肌肉→肌纖維束→肌纖維（肌細(xì)胞）→肌原纖維。此外，肌纖維中還有橫小管和肌質(zhì)網(wǎng)等。肌原纖維的結(jié)構(gòu)：光、電鏡下觀察，肌原纖維上排列著整齊的明、暗相間的帶（橫紋）。與Z線相連的為細(xì)肌絲，處于暗帶的為粗肌絲。肌節(jié)就是由粗、細(xì)肌絲平行相間排列而成。（2）收縮機制

電鏡下觀察肌肉收縮時肌原纖維的變化，發(fā)現(xiàn)A帶長度不變，只是Ⅰ帶隨收縮程度不同而有變化，由此推論粗肌絲的長度是不變的。

又知道，從一個肌節(jié)的H帶未端到下一個肌節(jié)的H帶起端，這一距離等于細(xì)肌絲總長度，當(dāng)肌肉作最大收縮時，H帶消失，而這一距離總長度未變，故認(rèn)為細(xì)肌絲的長度也未發(fā)生變化。據(jù)上述現(xiàn)象，1959年，赫胥黎和漢森（Huxley ＆ Hanson）提出了肌肉收縮的滑動學(xué)說——“滑動絲模型”，認(rèn)為在肌肉收縮時肌纖維長度的改變是由于兩類肌絲相互滑動之結(jié)果，2 微絨毛 微絨毛的軸心結(jié)構(gòu)是典型的高度有序的微絲束，不具收縮功能。應(yīng)力纖維 應(yīng)力纖維是真核細(xì)胞質(zhì)的平行排列的微絲束，具有收縮功能?？赡茉诩?xì)胞形態(tài)發(fā)生、細(xì)胞分化和組織形成等方面發(fā)揮作用。細(xì)胞質(zhì)流動（cytoplasmic streaming）有兩種細(xì)胞質(zhì)流動方式：胞質(zhì)川流和穿梭運動。5 細(xì)胞移動 指整個細(xì)胞的運動：a、具鞭毛、纖毛的細(xì)胞運動（眼蟲、草履蟲、精子等）靠微管滑動；b、不具鞭毛、纖毛的運動（變形蟲、白血球、巨噬細(xì)胞）靠微絲運動的，胞質(zhì)溶液中的微絲束。在細(xì)胞分裂中的作用（胞質(zhì)分裂環(huán)）

二、微管（microtubule）

（一）形態(tài)結(jié)構(gòu)及化學(xué)組成

微管是細(xì)胞質(zhì)中細(xì)長而具一定硬性的圓管狀結(jié)構(gòu)（中空圓筒狀），外徑24~25nm；內(nèi)徑15nm，長度變化不等，可達(dá)數(shù)微米。它是一種蛋白質(zhì)性質(zhì)的細(xì)胞器，廣泛存在于真核細(xì)胞中（近來在少數(shù)

細(xì)胞生物學(xué)教案（完整版）

細(xì)菌中也有發(fā)現(xiàn)）。

1967—1968年發(fā)現(xiàn)組成微管的化學(xué)成分主要是微管蛋白（tubulin），是一種酸性蛋白質(zhì)。1971年知道這種蛋白質(zhì)有兩個亞基（兩型）——α型和β型。通常情況下，二者結(jié)合在一起，成為異二聚體，是構(gòu)成微管的基本單位。

組成微管的化學(xué)成分除微管蛋白外，還包括其它一些蛋白質(zhì)。通稱為微管關(guān)聯(lián)蛋白。主要分為兩類：一是微管動力蛋白（馬達(dá)分子），如Kinesin、Dyenin 等。對物質(zhì)延微管運動起定向驅(qū)動作用。二是微管結(jié)合蛋白，已發(fā)現(xiàn)兩大家族，即MAP蛋白類和Tau蛋白類。它們對骨架空間構(gòu)建及細(xì)胞形態(tài)建成的關(guān)系極為密切。另外，還有一種稱為tau蛋白，它可以控制微管延長。

（二）微管的裝配

微管是一種不斷更新、多變的細(xì)胞器，能自行聚合（裝配）和解聚（分解）。裝配方式是：首先α微管蛋白和β微管蛋白形成αβ二聚體，然后二聚體首尾相接形成原纖維，進一步經(jīng)過側(cè)面增加而擴張成片層。當(dāng)聚合達(dá)到13條原纖維時，合攏形成一段微管（帶狀→片狀→筒狀）。新的二聚體不斷添加上去，使微管延長。

（三）微管的特性（properties）

微管對某些外界因子敏感 首先低溫和高鈣可促進微管分解。此外，每一異二聚體上有秋水仙素和長春花堿等的結(jié)合位點，一旦結(jié)合則阻止微管聚合，并引起原有微管解聚。所以秋水仙素是微管的專一性抑制劑，常用作細(xì)胞分裂的阻斷劑。

紫杉酚，重水（D2O），二者可促進微管裝配，增加其穩(wěn)定性。

（四）微管的功能

微管具有多方面功能，主要是支架和運動，現(xiàn)綜合如下： 1 支架作用——維持細(xì)胞形狀 2 控制細(xì)胞內(nèi)物質(zhì)運輸 3 參與非肌細(xì)胞的運動 控制細(xì)胞分裂時染色體的運動 5 微管組成的細(xì)胞器——中心粒、基體

三、中間纖維（絲）（intermediate filament，IF）

亦稱中等纖維或居間纖維。直徑介于微管與微絲（粗肌絲與細(xì)肌絲）之間，直徑10nm。無論秋水仙素，還是細(xì)胞松弛素B對此均無作用。

（一）成分

中間纖維成分復(fù)雜，類型多樣。根據(jù)中間絲組織來源及免疫性性質(zhì)不同分為：

○1張力絲（角蛋白絲）：又稱張力原纖維，存在于動物上皮、表皮細(xì)胞，由角蛋白組成。（如橋粒的胞質(zhì)斑上）。

○2結(jié)蛋白絲：存在于平滑肌，由結(jié)蛋白組成，為肌球、肌動蛋白絲提供支架。

○3波形絲：存在于成纖維細(xì)胞、間質(zhì)細(xì)胞、中胚層來源的細(xì)胞，外形呈波紋狀，由波形纖維蛋白組成。

○4神經(jīng)絲：存在于神經(jīng)細(xì)胞，組成網(wǎng)狀?！?神經(jīng)膠質(zhì)纖維：存在于神經(jīng)膠質(zhì)細(xì)胞。

（二）結(jié)構(gòu)特征及裝配 非螺旋化的頭部（N端）和非螺旋化的尾部（C端），其氨基酸順序和肽鏈長度在不同中間纖維中差別較大。中部為中間纖維的主干，稱為桿部（rod），長40-50nm，是由兩個相鄰亞基的對應(yīng)α-螺旋區(qū)形成的雙股超螺旋。此部分高度保守，在不同中間纖維都是類似結(jié)構(gòu)。

在形成中間纖維時，首先是兩條中間纖維多肽鏈形成超螺旋二聚體，然后兩個二聚體反向平行以

細(xì)胞生物學(xué)教案（完整版）

半交疊方式形成四聚體，再由四聚體首尾相接形成原纖維，最后每8根原纖維構(gòu)成圓柱狀的10nm中間纖維。

（三）功能

目前，對中間絲的功能了解甚少，根據(jù)現(xiàn)有資料，綜合歸納下面幾點：○1比微管、微絲耐消化（相當(dāng)穩(wěn)定），估計對核有固定作用，強制細(xì)胞核處在一定位置?！?可能與微管、微絲一起，共同起某些物質(zhì)的運輸作用。○3細(xì)胞分裂時可能對紡錘體和染色體有空間定向支架作用，并負(fù)責(zé)子細(xì)胞中細(xì)胞器的分配與定位。另外，通過橋粒，中間纖維在細(xì)胞間連續(xù)，對維持上皮連續(xù)性至關(guān)重要。由于中間纖維蛋白的表達(dá)具有組織特異性，推測它與細(xì)胞分化關(guān)系密切，對胚胎發(fā)育，上皮分化有影響作用。另外，對RNA的運輸及轉(zhuǎn)譯活動有影響。

四、微梁網(wǎng)架（microtrabecular lattice）

微梁網(wǎng)架是70年代由美國學(xué)者Porter用超高壓電鏡發(fā)現(xiàn)的，是細(xì)胞質(zhì)中一些細(xì)短纖維連接成的不規(guī)則的網(wǎng)架（示圖）。直徑在2—3nm、3—4nm長度一般小于0.2μm。這些纖維在細(xì)胞質(zhì)中不形成集束，主要橫跨在微管與微絲之間，形成致密的立體網(wǎng)絡(luò)，起更精密的支架作用。

細(xì)胞生物學(xué)教案（完整版）

細(xì)胞生物學(xué)教案（完整版）

時，首先進行旺盛的物質(zhì)合成，為進入S期作各種準(zhǔn)備。2 S期

S期長短差異，是與復(fù)制單位多少決定的。

S期的活動，是由于細(xì)胞內(nèi)產(chǎn)生了一種蛋白質(zhì)性質(zhì)的DNA合成誘導(dǎo)者。有人將S期細(xì)胞與G1期細(xì)胞融合后培養(yǎng)，可引起G1期細(xì)胞核DNA復(fù)制提前。3 G2期 繼續(xù)為進入M期創(chuàng)造物質(zhì)條件

細(xì)胞能否順利通過G2期進入M期，受到G2期檢驗點的控制，這一調(diào)控點有人稱作R2。有人設(shè)想，可能與cAMP有關(guān)，也有人認(rèn)為抑素在該期仍有作用。當(dāng)這種細(xì)胞受適宜刺激后，無需DNA復(fù)制，可直接進入周期。4 M期

（三）細(xì)胞周期的研究方法 1 細(xì)胞周期各時相長短測定

（1）標(biāo)記有絲分裂百分?jǐn)?shù)法（Percentage of labelled mitosis，PLM法）此法目的是測定某一細(xì)胞群體的細(xì)胞周期的總時間Tc和各個時相的時長。

方法簡述：給機體注入3H—TdR，處于S期細(xì)胞吸收3H—TdR被標(biāo)記，隨后G2期細(xì)胞開始出現(xiàn)標(biāo)記細(xì)胞，接著在一短的tm時間后，出現(xiàn)的全是標(biāo)記分裂相，并在ts—tm時間內(nèi)保持不變，最后標(biāo)記分裂相聚然消失。依標(biāo)記分裂指數(shù)曲線升降過程，可推求出細(xì)胞周期各時相的時長。（2）流式細(xì)胞分選儀測定法 細(xì)胞周期同步化法（cell synchrony）是指將細(xì)胞群體阻留在細(xì)胞周期同一時相的方法。自然同步（natural synchrony）在自然界中，有些生物本身有部分地或短時間的細(xì)胞分裂同步的現(xiàn)象。

人工同步法 指用人為的方法，使培養(yǎng)細(xì)胞分裂同步化。

（1）誘導(dǎo)同步法（induction synchrony），這一方法是用物理、化學(xué)方法處理培養(yǎng)細(xì)胞，使之停留在細(xì)胞周期的某一時相。

a、DNA合成阻斷法（代謝抑制法）：過量TdR可將細(xì)胞阻止在G1/S交界處。b、中期阻斷法（分裂抑制法）秋水仙堿→M期 缺異亮氨酸→G1期

（2）選擇同步法（selection synchrony）用人工方法，從細(xì)胞群體中選出某一發(fā)育時期的細(xì)胞。

a、分裂細(xì)胞收獲法： b、細(xì)胞沉降分離法： c、選擇性失活法： d、膜淘洗法： 細(xì)胞融合法 利用不同時相細(xì)胞間的融合，可以探討各時相的生化變化及調(diào)控。

（四）特異的細(xì)胞周期 卵裂之特點：

○1周期短，幾乎只有S、M。

○2卵內(nèi)物質(zhì)重新分布而無細(xì)胞的生長?！?核質(zhì)比例越來越大漸近正常細(xì)胞。

二、細(xì)胞分裂（cell division）

（一）原核細(xì)胞的分裂

原核細(xì)胞和真核細(xì)胞的細(xì)胞分裂方式有很大的不同。原核細(xì)胞的分裂方式簡單，細(xì)胞周期短，在適宜條件下可大量繁殖（如細(xì)菌每20分鐘就可分裂一次），其分裂方式為一分二或二分裂，習(xí)

細(xì)胞生物學(xué)教案（完整版）

慣上又稱無絲分裂或直接分裂。

（二）真核細(xì)胞的分裂

真核細(xì)胞的分裂較原核細(xì)胞復(fù)雜的多，根據(jù)細(xì)胞在分裂過程中所表現(xiàn)的形式不同，大體分為三種類型，無絲分裂，有絲分裂和減數(shù)分裂。1 無絲分裂（amitosis）

又稱直接分裂（direct division）因為這種分裂方式是細(xì)胞核和細(xì)胞質(zhì)直接分裂。是發(fā)現(xiàn)最早的一種細(xì)胞分裂方式。早在1841年，R.Remak首先在雞胚血細(xì)胞中觀察到這種分裂方式。因為在分裂過程中沒有出現(xiàn)紡綞絲和染色體的變化，所以1882年，F(xiàn)lemming提出無絲分裂的概念。2 有絲分裂（mitosis）

最初稱這種分裂方式為核分裂（karyokinesis），因為在分裂過程中出現(xiàn)紡綞絲和染色體等一系列變化，然后才出現(xiàn)細(xì)胞的真正分裂，所以又稱為間接分裂（indirect division）或有絲分裂。1882年Flemming提出，還由于這種分裂方式是多細(xì)胞生物體的體細(xì)胞的分裂方式，故又稱體細(xì)胞分裂。

有絲分裂過程的分析

有絲分裂是一連續(xù)的復(fù)雜動態(tài)過程，為敘述方便，根據(jù)形態(tài)學(xué)上的變化，按這些過程的先后順序分為前期（前中期）、中期、后期和未期。下面以動物細(xì)胞的分裂為例，說明各期特點 胞質(zhì)分裂（cytokinesis）

除特殊組織細(xì)胞外，多數(shù)細(xì)胞在染色體解旋和核膜形成的同時，便進行細(xì)胞體的分裂，或稱胞質(zhì)分裂。但也有胞質(zhì)分裂與核分裂不同步的。

動物細(xì)胞的胞質(zhì)分裂，是以縊縮和起溝的方式進行的，縊縮的動力推測是由于在細(xì)胞質(zhì)周邊有一個微絲組成的“收縮環(huán)”，它的緊縮使細(xì)胞產(chǎn)生縊束，在縊束處起溝，使細(xì)胞一分為二。植物細(xì)胞的胞質(zhì)分裂，因帶有細(xì)胞壁的緣故，另具特點。是靠形成細(xì)胞板來完成的。

在分裂未期，赤道面處的紡綞絲保留下來，并增加微管數(shù)量，向四周擴展，形成桶狀結(jié)構(gòu)—成膜體（phragmoplast）。來自內(nèi)質(zhì)網(wǎng)和高爾基復(fù)合體的含有多糖的小泡移向成膜體，小泡膜融合在一起而成為細(xì)胞板（cell plate）。一些充滿果膠類物質(zhì)的小泡，繼續(xù)向細(xì)胞板間添充，形成中膠層及初生壁成分。最后細(xì)胞板兩層膜和親體細(xì)胞的質(zhì)膜融合，將細(xì)胞一分為二。3 減數(shù)分裂（meiosis）

meiosis是真核細(xì)胞中一種特殊類型的細(xì)胞分裂，出現(xiàn)在進行有性生殖的生物的生殖細(xì)胞中，是1883年Beneden最先闡述的，指通過兩個細(xì)胞周期使染色體數(shù)目減少一半的細(xì)胞分裂方式。由于發(fā)生在生殖細(xì)胞成熟過程中，所以又有成熟分裂（maturation division）之稱。

通過減數(shù)分裂使親代與子代之間的染色體數(shù)目保持恒定，保證了物種的相對穩(wěn)定性；另外在減數(shù)分裂過程中，發(fā)生非同源染色體的重新組合，以及同源染色體間的部分交換，從而使配子的遺傳基礎(chǔ)多樣化，這就為生物的變異及其對環(huán)境條件的適應(yīng)性提供了重要的物質(zhì)基礎(chǔ)。因此，減數(shù)分裂是生物有性生殖的基礎(chǔ)，是生物遺傳、生物進化和生物多樣性的重要基礎(chǔ)保證。（1）由mitosisi向meiosis的轉(zhuǎn)變

精原細(xì)胞和卵原細(xì)胞是進行mitosis的，為什么到了初級性母細(xì)胞就改為減數(shù)分裂了呢？是什么因素控制調(diào)節(jié)這種分裂方式的轉(zhuǎn)變的呢？這些問題尚不清楚，推測可能是多因素的綜合作用結(jié)果，不過根據(jù)有些學(xué)者初步實驗，可以斷定這種轉(zhuǎn)變是發(fā)生在前減數(shù)分裂的G2期。減數(shù)分裂前間期的G2期。

（2）減數(shù)分裂過程的分析

細(xì)胞生物學(xué)教案（完整版）

減數(shù)分裂Ⅰ有其鮮明特點，主要表現(xiàn)在前期Ⅰ染色體配對和基因重組。減數(shù)分裂Ⅱ與一般有絲分裂雷同。

前期Ⅰ根據(jù)染色體的形態(tài)變化可劃分為以下幾個時期： 細(xì)線期

偶線期（合線期）粗線期 雙線期 Meiosis的生物學(xué)意義及其與Mitosis之比較 5 影響細(xì)胞分裂的因素

能夠影響細(xì)胞分裂的因素很多，而且極為復(fù)雜，目前還沒達(dá)到對其全面認(rèn)識的水平，下面僅就已取得的資料作一介紹。

（1）細(xì)胞大?。?）抑素（3）cAMP（4）激素（5）接觸抑制（contact inhibition）

細(xì)胞生物學(xué)教案（完整版）

是細(xì)胞周期調(diào)控者，是誘導(dǎo)細(xì)胞進入M期所必需。

進一步的實驗又證明，周期蛋白可能參與MPF的功能調(diào)節(jié)。MPF的生化成分包括兩個亞單位，即Cdc2蛋白和周期蛋白。當(dāng)兩者結(jié)合后，表現(xiàn)出蛋白激酶活性。Ccd2為催化亞基，周期蛋白為調(diào)節(jié)亞基。

四、CDK激酶和CDK激酶抑制物 1 CDK激酶

在分離的10多個cdc2相關(guān)基因所編碼的蛋白質(zhì)（Cdc2）都含有兩個共同特點：一個是它們都含有一段類似的氨基酸序列，另一個是它們都可以與周期蛋白結(jié)合，并將周期蛋白作為其調(diào)節(jié)亞基，進而表現(xiàn)出蛋白激酶活性。因而它們被統(tǒng)稱為周期蛋白依賴性蛋白激酶（Cyclin-dependent kinase），簡稱CDK激酶。所以后來又將cdc基因稱為CDK基因。實際上CDK是cdc2（細(xì)胞分裂周期基因）等基因編碼的蛋白激酶（P34cdc2激酶、P34cdc28激酶等）。2 CDK激酶抑制物

指細(xì)胞內(nèi)存在的一些對CDK激酶活性起負(fù)性調(diào)控的蛋白質(zhì)（Cyclin-dependent kinase inhibitors，CDKIS）。是能與CDKS結(jié)合并抑制其活性的一類蛋白質(zhì)，是CDKS的負(fù)調(diào)控因子，具有確保細(xì)胞周期高度時序性的功能，在細(xì)胞周期的負(fù)調(diào)控過程中扮演重要角色。目前已發(fā)現(xiàn)多種。

細(xì)胞周期“驅(qū)動器”：指推動細(xì)胞周期的進程及各個時相間過渡的一組全酶復(fù)合物，包括CDKS，CDKIS及CDKS的正調(diào)控因子——周期蛋白（cyclin）。

五、細(xì)胞周期運轉(zhuǎn)調(diào)控

在細(xì)胞周期中最主要的事件是遺傳信息載體DNA在“DNA復(fù)制期”進行復(fù)制，DNA復(fù)制的起始標(biāo)志著細(xì)胞周期的啟動。因此，對DNA復(fù)制起始的調(diào)控是控制細(xì)胞周期的重要環(huán)節(jié)。

（一）DNA復(fù)制起始位置的調(diào)控

DNA復(fù)制的起始位置通常不是隨機的，而是從染色體某一特定位點上開始。這個位點被稱為DNA復(fù)制起始點（Origin of DNA RepLication），當(dāng)前最為流行的觀點是，DNA復(fù)制起始點是通過起始蛋白質(zhì)結(jié)合在特定的DNA順式序列上形成的。這一模型在原核生物和動物病毒的DNA復(fù)制中得到證實，但真核細(xì)胞要遠(yuǎn)比該模型復(fù)雜得多。

DNA起始序列（ARS：Autonomously Replication Seguence）；起始蛋白質(zhì)（ORC：origin Recognition complex）

（二）復(fù)制起始位置的選擇發(fā)生在G1期

G1期早期的CHO細(xì)胞核放入爪蟾卵抽提物中進行體外復(fù)制，DNA復(fù)制起始位置是隨機的；G1期中晚期的CHO細(xì)胞核放入瓜蟾卵抽提物中復(fù)制，其起始位置就與細(xì)胞自身體內(nèi)復(fù)制起始位置一致，不再是隨機的了。

這表明在真核生物細(xì)胞周期的G1期中存在一個DNA定點復(fù)制的調(diào)控點，這個點被稱為“DNA復(fù)制起始位置決定點（Origin Decision Point，ODP）。這是繼70年代中期發(fā)現(xiàn)的

細(xì)胞生物學(xué)教案（完整版）

細(xì)胞生物學(xué)教案（完整版）

是生物體內(nèi)由正常細(xì)胞轉(zhuǎn)變成的不受控制地惡性增殖細(xì)胞，細(xì)胞一旦發(fā)生癌變，其生物學(xué)屬性則發(fā)生一系列變化。可認(rèn)為是不正常的細(xì)胞分化過程。

一、主要特征

二、致癌因素

三、癌基因（Oncogene，onc）與抑癌基因 60年代末發(fā)現(xiàn)癌基因的存在。

本世紀(jì)初（1908）發(fā)現(xiàn)多種病毒可引起腫瘤的發(fā)生，稱這些病毒為腫瘤病毒或致癌病毒（Oncogenic virus），有DNA腫瘤病毒和RNA腫瘤病毒，主要的是RNA腫瘤病毒，被稱為逆轉(zhuǎn)錄病毒（retrovirus）。其中含有病毒癌基因（V-oncogne）RNA腫瘤病毒 ↓侵染 寄主細(xì)胞 RNA ↓反轉(zhuǎn)錄 cDNA（互補DNA）↓ DNA雙螺旋 ↓

整合到寄主染色體一同復(fù)制，此時稱細(xì)胞癌基因（C-oncogene）或原癌基因（proto—oncogene）

指存在于細(xì)胞中的與V-oncogene相對應(yīng)的同源序列。原癌基因（細(xì)胞癌基因）存在于正常的細(xì)胞中，處于被阻遏狀態(tài)或許還參與細(xì)胞正?；顒印５?Proto-oncogene（C-oncogene）↓致癌因子

oncogene（癌基因）↓

導(dǎo)致細(xì)胞發(fā)生癌變

細(xì)胞生物學(xué)教案（完整版）的一組蛋白質(zhì)。目前已分離純化或鑒定的有幾百之多，主要包括各種基因調(diào)控蛋白。其功能都是通過與特異DNA序列相互作用而實現(xiàn)的，因此反式作用因子必須具備兩種能力：一是它們必需識別定位在影響特殊靶基因的增強子、啟動子和其它調(diào)控元件中的特異性靶序列；二是對于一個轉(zhuǎn)錄因子或正調(diào)控蛋白還要求它們能夠通過與RNA聚合酶或其它轉(zhuǎn)錄因子結(jié)合而行使功能。

三、轉(zhuǎn)錄后水平調(diào)控

1、hnRNA的修飾加工

a、5′末端“戴帽”：即在5′末端的鳥嘌呤的N-7位上產(chǎn)生甲基化，變成7-甲基鳥苷（M7G），使5′末端成為5′-M7G-PPP。

生物學(xué)意義：可能阻止5′末端繼續(xù)添加核苷酸，不受磷酸酶和核酸酶降解，起穩(wěn)定mRNA的作用，并利于同核糖體小亞基結(jié)合，形成起始復(fù)合物。

b、3′-末端加“尾”：即在3′末端加上多個（200-250個）腺苷酸，形成PolyA“尾”。生物學(xué)意義：促使3′末端與內(nèi)質(zhì)網(wǎng)結(jié)合，而使3′末端穩(wěn)定，另外可能有延長mRNA壽命的作用。利于從核孔中輸出。

c、部分核苷酸甲基化：某些腺苷酸的

細(xì)胞生物學(xué)教案（完整版）

蛋白質(zhì)。所以認(rèn)為，在真核細(xì)胞對基因表達(dá)調(diào)節(jié)的一條重要途徑是產(chǎn)生穩(wěn)定性的mRNA，處于隱蔽狀態(tài)，在一定條件下進行翻譯。

1、mRNA的穩(wěn)定性

通過mRNA穩(wěn)定性的變化來調(diào)控基因表達(dá)。原核細(xì)胞絕大多數(shù)的mRNA不穩(wěn)定，靠其快速合成和快速降解來調(diào)整其基因表達(dá)以適應(yīng)環(huán)境之變化。

真核細(xì)胞的mRNA相對來說穩(wěn)定的多，影響mRNA的穩(wěn)定性除mRNA分子3`端特殊信號序列外，某些mRNA的穩(wěn)定性還受細(xì)胞外信號的影響。如激素。

在3`端非翻譯區(qū)含有一長段含A和U的核苷酸序列，與其不穩(wěn)定性有關(guān)。

2、mRNA翻譯起始的調(diào)控

通過控制mRNA翻譯的起始，來進行基因表達(dá)的調(diào)控?！半[蔽mRNA”，在受精前貯存并不起始翻譯的mRNA。在受精后被激活，合成蛋白質(zhì)，滿足快速卵裂之需。

真核細(xì)胞mRNA相當(dāng)穩(wěn)定，可生存很長時間，例：海膽卵mRNA直到受精后才轉(zhuǎn)譯，種子中的mRNA要到萌發(fā)時才轉(zhuǎn)譯，為什么出現(xiàn)這種現(xiàn)象，有人提出“蒙面信使”理論：認(rèn)為mRNA貯藏在由mRNA和核糖體以及一個蛋白質(zhì)外殼組成的細(xì)胞質(zhì)顆粒中，免遭酶的攻擊而可長期保存，當(dāng)有某種誘導(dǎo)因子時，除掉外殼進行轉(zhuǎn)譯。

3、翻譯后加工水平調(diào)控

蛋白質(zhì)合成后通常還需加工、修飾和正確折疊才能成為有功能活性的蛋白質(zhì)。因此，在此水平上也存在表達(dá)的調(diào)控問題。

由上可知：細(xì)胞分化的基因表達(dá)調(diào)控主要是在轉(zhuǎn)錄水平上?？傊?，細(xì)胞分化機理是一相當(dāng)復(fù)雜而又未能徹底闡明的課題，有待于今后詳盡研究。

細(xì)胞生物學(xué)教案（完整版）

第二篇：細(xì)胞生物學(xué)教案

第八章 細(xì)胞核與染色體 第一節(jié) 細(xì)胞核(nucleus)概述

細(xì)胞核是儲存遺傳物質(zhì)的場所，除成熟的植物篩管和哺乳類紅細(xì)胞沒有細(xì)胞核外，所有真核細(xì)胞都有細(xì)胞核。

細(xì)胞核的主要包括：核被膜；②核仁；③核基質(zhì)；④染色質(zhì)；⑤核纖層: 第二節(jié) 核被膜與核孔復(fù)合體

包在核外的雙層膜結(jié)構(gòu)。將DNA與胞質(zhì)隔開，形成核內(nèi)特殊微環(huán)境，保護DNA分子免受損傷；使 DNA復(fù)制和RNA翻譯表達(dá)在時空上分隔開來；

此外染色質(zhì)定位于核膜上，有利于解旋、復(fù)制、凝縮、平均分配到子核；核被膜還是核質(zhì)物質(zhì)交換的通道。

一、核被膜

1、外核膜：面向胞質(zhì)，附有核糖體，并與RER相連，是RER特化部分。

細(xì)胞骨架成分常與外核膜相連，起固定作用及維持細(xì)胞核形態(tài)

2、內(nèi)核膜面向核基質(zhì)，與外核膜平行，表面光滑，無核糖體。內(nèi)表面網(wǎng)絡(luò)狀纖維蛋白質(zhì):核纖層，支持核膜。

3、核周間隙(perinuclear space)：又稱核周腔，是兩層核膜間的空隙，寬20~40nm，腔內(nèi)電子密度低，不含固定結(jié)構(gòu)。核周隙與內(nèi)質(zhì)網(wǎng)腔相通 兩層核膜相互平行但不連續(xù)，常在某些部位融合形成環(huán)狀開口，即核孔

二、核孔復(fù)合體(NPC)核孔是核內(nèi)外膜融合形成的開口，在核孔上鑲嵌著一種復(fù)雜的結(jié)構(gòu)：核孔復(fù)合體。所有的真核細(xì)胞其間期核上都存在NPC.活動旺盛的細(xì)胞中核孔數(shù)目多，反之少

1、核孔復(fù)合體的結(jié)構(gòu):呈八角形，外徑120nm，結(jié)構(gòu)如fish-trap（捕魚簍），包括 ①胞質(zhì)環(huán)或外環(huán):位于胞質(zhì)側(cè)，環(huán)上有8條纖維對稱分布伸向胞質(zhì)；

②核質(zhì)環(huán)或內(nèi)環(huán):位于核質(zhì)側(cè)，對稱連有8條纖維，向核內(nèi)伸入50-70nm，末端形成1個小環(huán)，小環(huán)也由8個顆粒構(gòu)成，籠子狀結(jié)構(gòu)；

③栓(plug)或轉(zhuǎn)運器:核孔中央的一個栓狀顆粒； ④輻(Spoke):核孔邊緣伸向核孔中央的突出物。

2、核孔復(fù)合體與物質(zhì)運輸

核孔是細(xì)胞核與細(xì)胞質(zhì)間物質(zhì)交換的通道

雙功能：被動運輸(小分子物質(zhì)自由擴散通過核孔進入核)和主動運輸(信號識別與載體介導(dǎo)的過程,需ATP,并有飽和動力學(xué)特征.)雙向：出核(核中合成的RNA、核糖體亞基通運到胞質(zhì))和入核(核蛋白在胞質(zhì)合成，通過核孔定向輸入核)轉(zhuǎn)運

三、核纖層:位于內(nèi)核膜下方的一種纖維網(wǎng)絡(luò).由核纖蛋白單體組裝起來的多聚體纖維 核纖層的作用

1.保持核的形態(tài):是核被膜支架,用高鹽、非離子去污劑和核酸酶去除大部分核物質(zhì),核纖層仍能維持核輪廓.核纖層與核骨架及穿過核被膜中間纖維相連,使胞質(zhì)骨架和核骨架成一連續(xù)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)

2.參與染色質(zhì)和核的組裝：核纖層在細(xì)胞分裂時呈周期性變化，在間期核中，核纖層提供了染色質(zhì)在核周邊錨定位點。在前期結(jié)束時，核纖層被磷酸化，核膜解體。B型核纖肽與核膜殘余小泡結(jié)合，A型溶于胞質(zhì)中。在末期，核纖肽去磷酸化重新組裝，介導(dǎo)了核膜的重建 第三節(jié) 染色質(zhì)

一、染色質(zhì)與染色體的概念

染色質(zhì)是指間期細(xì)胞核內(nèi)由DNA、組蛋白、非組蛋白及少量RNA組成的線性復(fù)合結(jié)構(gòu)，是間期細(xì)胞遺傳物質(zhì)的存在形式。

染色體是指細(xì)胞在有絲分裂或減數(shù)分裂過程中，由染色質(zhì)聚縮而成的棒狀結(jié)構(gòu) 兩者的主要區(qū)別：不在于組成，而在于包裝程度的不同

二、染色質(zhì)的化學(xué)組成

染色質(zhì)由DNA、組蛋白、非組蛋白及少量RNA組成，DNA與組蛋白的含量比較恒定，非組蛋白含量隨生理狀態(tài)變化較大，RNA含量最少。

（一）染色質(zhì)DNA

DNA是遺傳信息的攜帶者

生物的遺傳信息儲存在DNA的核苷酸序列中，即DNA的一級結(jié)構(gòu)。

DNA的序列可分3種類型：單一序列、中度重復(fù)序列(101-5)和高度重復(fù)序列(>105)。DNA還存在豐富的二級結(jié)構(gòu)，主要有3種類型：B-DNA、Z-DNA、A-DNA。生物基因組中的基因大體可分為兩大類：

1）非重復(fù)的編碼DNA序列；2）中度重復(fù)序列：儲存著選擇性表達(dá)信息3)高度重復(fù)序列:(二)染色質(zhì)蛋白質(zhì)

染色質(zhì)蛋白負(fù)責(zé)DNA分子遺傳信息的組織、復(fù)制和閱讀.DNA結(jié)合蛋白主要包括兩大類：

1.組蛋白(與DNA非特異性地結(jié)合):組蛋白屬堿性蛋白，富含帶正電荷Arg，Lys等堿性aa，能夠與帶負(fù)電荷的磷酸基團作用,等電點一般都在Ph10.0以上，其含量恒定，真核細(xì)胞中有5種組蛋白，分為兩類：一類是高度保守的核心組蛋白或核小體組蛋白,另一類是可變的連接組蛋白

2.非組蛋白(與DNA特異性結(jié)合):與特異DNA序列結(jié)合的蛋白，又稱序列特異性DNA結(jié)合蛋白。特性：①屬酸性蛋白，帶負(fù)電荷。是一類不均一蛋白,具組織特異性和發(fā)育階段特異性②整個細(xì)胞周期都合成，而組蛋白只在S期合成;③能識別特異的DNA序列，識別信息在DNA本身，位點在大溝，識別與結(jié)合靠氫鍵和離子鍵。

非組蛋白的功能是：①幫助DNA分子折疊，以形成不同的結(jié)構(gòu)域，從而有利于DNA的復(fù)制和基因的轉(zhuǎn)錄；②協(xié)助啟動DNA復(fù)制；③控制基因轉(zhuǎn)錄，調(diào)節(jié)基因表達(dá)。

(三)染色質(zhì)的基本結(jié)構(gòu)-核小體:核小體是一種串珠狀結(jié)構(gòu)，由核心顆粒和連結(jié)線DNA兩部分組成，三、染色質(zhì)的包裝：從DNA—染色體

染色質(zhì)是以核小體作為基本單位進行包裝壓縮的，共經(jīng)四級包裝:DNA--核小體--螺線管--超螺線管--染色體

三、異染色質(zhì)和常染色質(zhì)

間期核染色質(zhì)可分異染色質(zhì)和常染色質(zhì)。

常染色質(zhì)是進行活躍轉(zhuǎn)錄的部位，呈疏松的環(huán)狀，電鏡下表現(xiàn)為淺染；易被核酸酶在一些敏感的位點降解。異染色質(zhì)的特點：間期處于凝縮狀態(tài)，無轉(zhuǎn)錄活性，也稱非活動染色質(zhì)；是遺傳惰性區(qū)；細(xì)胞周期中表現(xiàn)為晚復(fù)制、早凝縮，即異固縮

結(jié)構(gòu)異染色質(zhì)：在所有細(xì)胞內(nèi)都呈異固縮的染色質(zhì)，多定位于著絲粒區(qū)，端粒，次縊痕及染色體臂的某些節(jié)段，在間期聚集成多個染色中心，由相對簡單的高度重復(fù)序列構(gòu)成。兼性異染色質(zhì)：指不同細(xì)胞類型或不同發(fā)育時期出現(xiàn)的異染色質(zhì)區(qū)

四、中期染色體結(jié)構(gòu): 染色體是細(xì)胞在有絲分裂中期遺傳物質(zhì)特定的存在形式,是間期染色質(zhì)緊密包裝的結(jié)果。中期染色體形態(tài)穩(wěn)定是染色體形態(tài)和計數(shù)最佳時期

1、著絲粒和動粒

著絲粒是染色體中連接兩個染色單體、并將染色單體分為短臂和長臂的結(jié)構(gòu)。該區(qū)域染色淺且內(nèi)縊，也叫主縊痕.著絲粒的基本功能:(1)將兩條染色單體結(jié)合在一起；(2)為動粒的裝配提供結(jié)合位點。動粒由著絲粒結(jié)合蛋白在有絲分裂期間裝配起來、附著于主縊痕外側(cè)的圓盤狀結(jié)構(gòu) 每1個中期染色體含有兩個動粒，位于著絲粒兩側(cè)

2、次縊痕與核仁組織區(qū)

除主縊痕，染色體上其它的縊縮部位稱次縊痕，也是染色體重要標(biāo)志 核仁組織區(qū):是特定染色體的次級縊痕處

3、隨體(satellite)和端粒(telomere): 隨體：位于染色體末端的圓形片段，通過次縊痕與染色體主體相連，染色體主要特征之一。末端的隨體稱端隨體，兩個次縊痕間稱中間隨體。端粒是染色體兩個端部特化結(jié)構(gòu)。作用是維持染色體的穩(wěn)定性。打斷染色體，沒端粒的染色體末端有粘性，會與其它片段相連或兩端相連成環(huán)狀 染色體DNA的3種功能元件

DNA的準(zhǔn)確復(fù)制和分離,有賴于3個功能單位①自主復(fù)制序列(ARS)②著絲粒序列(CEN)③端粒序列(TEL)

四、巨大染色體

(一)多線染色體:特點：①體積巨大:②多線性:每條染色體由500-4000條解旋的染色體合并在一起形成。③同源染色體緊密配對，合并成1個染色體④橫帶紋:染色后呈現(xiàn)出明暗相間的帶紋。⑤膨突和環(huán):幼蟲發(fā)育某個階段，多線染色體某些帶區(qū)疏松膨大，形成膨突(puff)。膨突是基因活躍轉(zhuǎn)錄部位

（二）燈刷染色體 :是卵母細(xì)胞第一次減數(shù)分裂時，停留在雙線期的染色體。二價體，含4條單體，由軸和側(cè)絲組成

第四節(jié) 核仁(nucleolus)圓球形，1-2個，或3-5個。核位置不固定:中央或近核膜，數(shù)量和大小因細(xì)胞種類和功能而異。蛋白質(zhì)合成旺盛和分裂增殖快的細(xì)胞有較大和數(shù)目較多的核仁，反之核仁很小或缺。在有絲分裂期呈現(xiàn)周期性消失與重建:在前期消失，末期又重現(xiàn)。主要功能是轉(zhuǎn)錄rRNA和組裝核糖體亞單位。

一、核仁的結(jié)構(gòu)

無界膜包圍，電鏡下可辨認(rèn)的區(qū)域有3個: ①纖維中心（FC）：②致密纖維組分（DFC）：③顆粒組分（GC）：

二、核仁的功能

核仁是合成核糖體的工廠，涉及rRNA的轉(zhuǎn)錄加工和核糖體大小亞基的裝配。

每個rRNA基因轉(zhuǎn)錄單位由RNA聚合酶Ⅰ轉(zhuǎn)錄，產(chǎn)生相同的初始轉(zhuǎn)錄物：前rRNA。負(fù)責(zé)前rRNA加工的酶是RNase。

核糖體的裝配和rRNA合成同時進行，前體rRNA的加工是以核蛋白方式進行的。

45S前rRNA首先與蛋白結(jié)合形成80S的RNP，然后再剪切形成大小不同的核糖體亞單位前體

編碼5S rRNA的基因不在NORs，是由RNA聚合酶Ⅲ所轉(zhuǎn)錄，轉(zhuǎn)錄后經(jīng)適當(dāng)加工即參與核糖體大亞單位的裝配

實驗證明，在30min內(nèi)，小亞基(含18S rRNA)即裝配出現(xiàn)在細(xì)胞質(zhì)中，而大亞基(含28S、5.8S和5S)裝配約需1小時才能完成

核糖體的成熟主要發(fā)生在被轉(zhuǎn)移到細(xì)胞質(zhì)后。

三、核仁周期

核仁是一種動態(tài)結(jié)構(gòu)，隨細(xì)胞周期變化而變化，即形成-消失-形成，這種變化稱為核仁周期 在細(xì)胞有絲分裂期，核仁變小，并逐漸消失；在分裂末期，rRNA的合成重新開始，核仁形成。分子機制尚不清楚

第四節(jié) 核基質(zhì)(nuclear matrix)

核基質(zhì)或稱核骨架(nucleoskeleton)為真核細(xì)胞核內(nèi)由蛋白質(zhì)組成的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。具體是指除核被膜、染色質(zhì)、核纖層及核仁以外的核內(nèi)網(wǎng)架體系。它與DNA復(fù)制，RNA轉(zhuǎn)錄和加工，染色體組裝及等生命活動密切相關(guān)。核骨架的功能

1.為DNA復(fù)制提供支架，DNA是以復(fù)制環(huán)形式錨定在核骨架上，骨架上有DNA復(fù)制所需酶，DNA自主復(fù)制序列(ARS)也結(jié)合在骨架上。

2.是基因轉(zhuǎn)錄加工場所，RNA的轉(zhuǎn)錄也需DNA錨定在核骨架上，骨架上有RNA聚合酶結(jié)合位點，RNA合成是在骨架上進行。新合成RNA也結(jié)合在骨架上，并在此加工和修飾。

3.參與染色體構(gòu)建，核骨架與染色體骨架為同一類物質(zhì)，30nm纖維結(jié)合在核骨架上，形成放射環(huán)狀結(jié)構(gòu)，進一步包裝成光鏡可見的染色體。第十章 細(xì)胞骨架

細(xì)胞骨架:真核細(xì)胞中的蛋白纖維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。

細(xì)胞骨架除維持細(xì)胞形態(tài)，還能承受外力、保證細(xì)胞結(jié)構(gòu)有序，還參與許多生命活動: 牽引染色體分離；

物質(zhì)運輸小泡和細(xì)胞器沿細(xì)胞骨架定向轉(zhuǎn)運；

肌細(xì)胞中，細(xì)胞骨架和結(jié)合蛋白組成動力系統(tǒng)；白細(xì)胞遷移、精子游動、神經(jīng)細(xì)胞軸突和樹突的伸展與骨架有關(guān)；

植物細(xì)胞中骨架指導(dǎo)細(xì)胞壁的合成。

細(xì)胞骨架主要由3類蛋白纖絲構(gòu)成：微管、微絲、中間纖維。微管主要分布于在細(xì)胞核周圍，并呈現(xiàn)放射狀向細(xì)胞質(zhì)四周擴散； 微絲主要分布在細(xì)胞質(zhì)膜的內(nèi)側(cè)； 中間纖維分布在整個細(xì)胞。

第一節(jié) 微絲:是由肌動蛋白組成的直徑7nm纖維，又稱肌動蛋白纖維。

微絲和它的結(jié)合蛋白以及肌球蛋白三者構(gòu)成化學(xué)機械系統(tǒng)，利用化學(xué)能產(chǎn)生機械運動。肌動蛋白是微絲的結(jié)構(gòu)單位.所有真核細(xì)胞有肌動蛋白,進化高度保守。微絲的功能

形成應(yīng)力纖維

2、微絨毛

3、細(xì)胞的變形運動

4、細(xì)胞的爬行

5、胞質(zhì)分裂

6、頂體反應(yīng)

7、細(xì)胞內(nèi)運輸

8、細(xì)質(zhì)環(huán)流 第二節(jié) 微管

微管是細(xì)胞質(zhì)骨架的主要成分，是由微管蛋白構(gòu)成的中空管狀結(jié)構(gòu)，外徑平均24nm，內(nèi)徑15nm.長度變化不定.細(xì)胞內(nèi)微管呈網(wǎng)狀和束狀分布，能與其它蛋白共同組裝成紡錘體、基體、中心粒、纖毛、鞭毛、軸突、神經(jīng)管等結(jié)構(gòu)

一、微管的基本構(gòu)件：微管蛋白:微管是由ɑ微管蛋白和β微管蛋白組成。

二、微管的類型:微管有單體、雙聯(lián)體和三聯(lián)體3種

4、微管的極性：①裝配的方向性②裝配速度不同

6、影響微管穩(wěn)定性的藥物:秋水仙素,紫杉醇

四、微管結(jié)合蛋白（MAP）： Ⅰ型和Ⅱ型

MAP的功能：①使微管相互交聯(lián)成束，也可使微管同質(zhì)膜、微絲和中間纖維交聯(lián)。②通過與微管成核點作用促進微管的聚合。③在細(xì)胞內(nèi)沿微管轉(zhuǎn)運囊泡和顆粒④提高微管的穩(wěn)定性

六、微管的功能

1、支架作用

2、細(xì)胞內(nèi)物質(zhì)的運輸

3、纖毛與鞭毛的運動

4、參與細(xì)胞的有絲分裂與減數(shù)分裂

第三節(jié) 中間纖維

直徑為10nm，直徑介于微管和微絲之間得名。

IF是一種堅韌、耐久的蛋白質(zhì)纖維，較穩(wěn)定，既不受細(xì)胞松弛素的影響也不受秋水仙素影響 IF具組織特異性，不同類型細(xì)胞含不同IF蛋白。多數(shù)細(xì)胞含有1種中間纖維，少數(shù)含2種以上。

一、類型

IF是一類形態(tài)相似，組成有明顯差異的蛋白質(zhì)，成分比微絲和微管復(fù)雜，依組織來源及免疫原性分5類：

1、角蛋白

2、結(jié)蛋白

3、膠質(zhì)纖維酸性蛋白

4、波形纖維蛋白

5、神經(jīng)絲蛋白

二、結(jié)構(gòu)

中間纖維蛋白分子含一個310個氨基酸殘基組成的α螺旋桿狀區(qū)，及兩端非螺旋化的球形頭部(N端)和尾部(C端)。

桿狀區(qū)高度保守，由螺旋1和螺旋2構(gòu)成，每個螺旋區(qū)還分為A、B2個亞區(qū)，由3個非螺旋式的連結(jié)區(qū)連結(jié)在一起。頭部和尾部的氨基序列在不同類型中間纖維中差異大，可進一步分為①H亞區(qū)：同源區(qū)；②V亞區(qū)：可變區(qū)；③E亞區(qū)：末端區(qū)。

四、IF的結(jié)合蛋白

IF的結(jié)合蛋白(IFAP)的功能是介導(dǎo)中間纖維交聯(lián)成束、成網(wǎng)，或交聯(lián)到質(zhì)膜或其它骨架成分上，已知的IFAPs約15種，主要有：絲聚蛋白,網(wǎng)蛋白,錨蛋白,BPAG1,橋粒斑蛋白Ⅰ和Ⅱ

IFAPs的共同特點：①具有中間纖維特異性。②表達(dá)有細(xì)胞專一性。③不同的IFAP可存在于同一細(xì)胞中與不同的中間纖維組織狀態(tài)相聯(lián)系。④在細(xì)胞中某些IFAP的表達(dá)與細(xì)胞的功能和發(fā)育狀態(tài)有關(guān)。

五、中間纖維的功能：了解較少，尚沒找到與IF特異結(jié)合的藥物，主要有三個方面：①為細(xì)胞提供機械強度支持②參與細(xì)胞連接③維持細(xì)胞核穩(wěn)定

細(xì)胞周期：細(xì)胞分裂結(jié)束到下一次細(xì)胞分裂結(jié)束所經(jīng)歷的過程。

M期細(xì)胞總能誘導(dǎo)非有絲分裂細(xì)胞中的染色體凝聚：染色體超前凝聚（PCC）

M期細(xì)胞可以誘導(dǎo)PCC，提示在M期細(xì)胞中存在一種誘導(dǎo)染色體凝集的因子，稱促成熟因子MPF 不同細(xì)胞周期蛋白分別在細(xì)胞周期的不同時期表達(dá)，并與不同CDK（細(xì)胞周期依賴性蛋白激酶）結(jié)合，調(diào)節(jié)CDK的激酶活性（周期蛋白是一些調(diào)節(jié)復(fù)合物中的調(diào)節(jié)亞基部分，而CDK就是催化亞基部分。）周期蛋白不僅僅起激活CDK的作用，還決定了CDK何時、何處、將何種底物磷酸化，從而推動細(xì)胞周期的前進。各類周期蛋白均含有一段約100個氨基酸的保守序列，稱為周期蛋白框，介導(dǎo)周期蛋白與CDK結(jié)合。泛素(ubiquitin)由76個氨基酸組成，高度保守，普遍存在于真核細(xì)胞，故名泛素。

共價結(jié)合泛素的蛋白質(zhì)能被蛋白酶體識別和降解，這是細(xì)胞內(nèi)短壽命蛋白和一些異常蛋白降解的普遍途徑，泛素相當(dāng)于蛋白質(zhì)被摧毀的標(biāo)簽。26S蛋白酶體是一個大型的蛋白酶，可將泛素化的蛋白質(zhì)分解成短肽。細(xì)胞生長因子是一大類與細(xì)胞增殖有關(guān)的信號物，已發(fā)現(xiàn)幾十種，具促進細(xì)胞增殖功能，又稱有絲分裂原 細(xì)胞分化是胚胎細(xì)胞分裂后，未定形的細(xì)胞在形態(tài)和生化組成上向?qū)Ｒ恍曰蛱禺愋苑较虬l(fā)展的過程 細(xì)胞分化的結(jié)果是演變成特定表型的細(xì)胞類群，這些細(xì)胞在形態(tài)上特化，在功能上專一化

影響細(xì)胞分化的因素

1、細(xì)胞質(zhì)對細(xì)胞分化的誘導(dǎo)

2、細(xì)胞間的相互作用對細(xì)胞分化的誘導(dǎo)

3、形態(tài)發(fā)生過程中的位置效

4、激素對細(xì)胞分化的影響

5、分化的抑制

細(xì)胞分化是基因選擇性表達(dá)的結(jié)果，但基因表達(dá)與分化之間具體關(guān)系仍不清.第二節(jié) 干細(xì)胞（stem cell）

干細(xì)胞（stem cell，SC）是一類具有自我更新能力的多潛能細(xì)胞，在一定條件下能分化成多種功能的細(xì)胞

1、根據(jù)干細(xì)胞所處的發(fā)育階段分：胚胎干細(xì)胞和成體干細(xì)胞

2、根據(jù)干細(xì)胞發(fā)育的潛能分：全能干細(xì)胞、多能干細(xì)胞和單能干細(xì)胞

受精卵能夠分化出各種細(xì)胞、組織，形成一個完整的個體，其分化潛能稱為全能性(totipotent)。

1、轉(zhuǎn)分化：一種類型的分化細(xì)胞轉(zhuǎn)變成另一種類型分化細(xì)胞的現(xiàn)象

2、脫分化：分化細(xì)胞失去其特有的結(jié)構(gòu)與功能變成具有未分化細(xì)胞特征的過程：植物愈傷組織

再生：狹義：指生物的器官損傷后，長出與原來形態(tài)、功能相同的結(jié)構(gòu)的現(xiàn)象：廣義：從分子、細(xì)胞到組織器官都有再生

(四)干細(xì)胞的特征

1、終生保持未分化或低分化特征

2、能無限分裂

3、在機體的中的數(shù)目、位置相對恒定

4、具有自我更新能力

5、具多向分化潛能，能分化成不同類型的組織細(xì)胞

6、分裂的慢周期性，大多數(shù)干細(xì)胞處于G0期

7、兩種分裂方式： ①對稱分裂：形成兩個相同的干細(xì)胞②不對稱分裂：形成一個干細(xì)胞和一個祖細(xì)胞。

胚胎干細(xì)胞是指從胚胎內(nèi)細(xì)胞團或原始生殖細(xì)胞篩選分離出的具有多能性或全能性的細(xì)胞。

1、主要特性①在不同條件下具不同的功能狀態(tài)：有抑制因子時呈未分化狀態(tài)生長；無抑制因子時分化成各種細(xì)胞；懸浮培養(yǎng)時可形成胚狀體②具有發(fā)育分化成各種類型細(xì)胞的多潛能

2、胚胎干細(xì)胞的應(yīng)用①作為生產(chǎn)克隆動物的高效材料：作核供體；ES與胚胎嵌合克服遠(yuǎn)緣雜交困難②生產(chǎn)轉(zhuǎn)基因動物的高效載體：以ES作載體進行外源基因的合理整合，進行細(xì)胞水平研究③發(fā)育生物學(xué)研究的體外模式：比較ES細(xì)胞體外分化不同階段基因轉(zhuǎn)錄和表達(dá)，研究胚胎發(fā)育及細(xì)胞分化的機制④新型藥物的篩選：代替實驗動物⑤加快組織工程的發(fā)展：人工誘導(dǎo)定向分化，培育出特定的組織和器官，用于醫(yī)學(xué)治療的目的

成體組織器官中，很多細(xì)胞仍具自我更新及分化產(chǎn)生不同組織細(xì)胞的能力，即成體干細(xì)胞。第三節(jié) 癌細(xì)胞

癌細(xì)胞是一種突變的體細(xì)胞，脫離了細(xì)胞社會的控制，能無限增殖產(chǎn)生腫瘤，并對有機體的組織和器官形成破壞。

腫瘤可分為良性和惡性腫瘤兩大類。

良性腫瘤：生長緩慢，與周圍組織界限清楚，不發(fā)生轉(zhuǎn)移，對人體健康危害不大。

惡性腫瘤：生長迅速，可轉(zhuǎn)移到身體其它部位，還會產(chǎn)生有害物質(zhì)，破壞正常器官結(jié)構(gòu)，使機體功能失調(diào)，威脅生命。

腫瘤組織由實質(zhì)和間質(zhì)兩部分構(gòu)成，實質(zhì)是腫瘤細(xì)胞，是腫瘤的主要成分，具有組織來源特異性。

間質(zhì)起支持和營養(yǎng)腫瘤實質(zhì)的作用，不具特異性，一般由結(jié)締組織和血管組成，有時還有淋巴管。

癌細(xì)胞主要是指惡性腫瘤細(xì)胞，具特征：

1、失去生長與分裂的接觸抑制：正常細(xì)胞體外培養(yǎng)時在培養(yǎng)器皿表面形成單層后即停止分裂，也即是細(xì)胞達(dá)到相互接觸后停止分裂，稱接觸抑制；而惡性細(xì)胞失去了這種接觸抑制作用，形成多層堆積的聚集體。

2、細(xì)胞周期失控，能持續(xù)的分裂與增殖。

3、具有遷移性，細(xì)胞粘著和連接相關(guān)的成分發(fā)生變異或缺失，相關(guān)信號通路受阻，細(xì)胞失去與細(xì)胞間和細(xì)胞外基質(zhì)間的聯(lián)結(jié)，易從腫瘤上脫落。許多癌細(xì)胞具有變形運動能力，并且能產(chǎn)生酶類，使血管基底層和結(jié)締組織穿孔，使它向其它組織遷移

4、定著依賴性喪失：正常真核細(xì)胞，除成熟血細(xì)胞外，須粘附于特定的細(xì)胞外基質(zhì)上才能抑制凋亡而存活，稱定著依賴性(anchorage dependence)。腫瘤細(xì)胞失去定著依賴性，可在瓊脂、甲基纖維素等支撐物上生長。

5、去分化現(xiàn)象：腫瘤細(xì)胞中表達(dá)的胎兒同功酶達(dá)20余種。胎兒甲種球蛋白(甲胎蛋白)為胎兒所特有，但在肝癌細(xì)胞中表達(dá)，可做肝癌早期檢定的標(biāo)志特征。

6、體外培養(yǎng)的癌細(xì)胞對生長因子（血清）的需求量顯著降低：癌細(xì)胞能通過自分泌刺激其細(xì)胞增殖。某些瘤細(xì)胞還能釋放血管生成因子，促進血管向腫瘤生長。獲取營養(yǎng)物質(zhì)。

7、代謝旺盛：腫瘤組織的DNA和RNA聚合酶活性均高于正常組織，核酸分解過程明顯降低，DNA和RNA的含量均明顯增高。

8、蛋白質(zhì)合成及分解代謝都增強，但合成代謝超過分解代謝，并可奪取正常組織的蛋白質(zhì)分解產(chǎn)物，使機體處于嚴(yán)重消耗的惡病質(zhì)狀態(tài)。

9、線粒體功能障礙：即使在氧供應(yīng)充分時也主要以糖酵解途徑獲能。

10、可移植性：正常細(xì)胞移植時，因免疫排斥，不易存活。但腫瘤細(xì)胞具可移植性，人腫瘤細(xì)胞可移植到鼠類，形成移植瘤。

11、死亡特性改變：正常細(xì)胞在生長因子不足或受到傷害時就會啟動PCD；癌細(xì)胞喪失了PCD機制。

12、染色體異常：常出現(xiàn)非整倍性染色體組，有喪失或增加。

13、細(xì)胞骨架變化：細(xì)胞骨架少而雜亂無章，導(dǎo)致形態(tài)變化很大。

二、腫瘤形成包括始發(fā)突變、潛伏、促癌和演進等過程

（一）腫瘤形成的內(nèi)因

惡性腫瘤的形成往往涉及多個基因的突變，與原癌基因、抑癌基因突變的逐漸積累有關(guān)。

1、原癌基因是細(xì)胞內(nèi)與細(xì)胞增殖相關(guān)的基因，是維持機體正常生命活動所必需，進化上高等保守。原癌基因的結(jié)構(gòu)或調(diào)控區(qū)發(fā)生變異，基因產(chǎn)物增多或活性增強時，使細(xì)胞過度增殖，從而形成腫瘤。

2、癌基因（oncogene）：依其來源可分為兩類：①細(xì)胞癌基因：多由原癌基因突變而來。編碼的蛋白使細(xì)胞生長不受控制，促進細(xì)胞癌變。②病毒癌基因

原癌基因的激活:基因本身或其調(diào)控區(qū)發(fā)生了變異，導(dǎo)致基因的過表達(dá)，或產(chǎn)物蛋白活性增強，使細(xì)胞過度增殖，形成腫瘤。

3、抑癌基因的產(chǎn)物是抑制細(xì)胞增殖，促進細(xì)胞分化，并抑制細(xì)胞遷移，起負(fù)調(diào)控作用，抑癌基因的突變是隱性突變或功能喪失突變。

正常二倍體細(xì)胞中，每一抑癌基因有兩個拷貝，只有當(dāng)兩個拷貝都失活時才使細(xì)胞增殖失控

二、腫瘤形成的外因：人類腫瘤80％是由于與外界致癌物接觸引起，依性質(zhì)可分為化學(xué)、生物和物理致癌物3大類。依在致癌過程的作用分為:啟動劑、促進劑、完全致癌物。第十三章 細(xì)胞衰老與凋亡

①生理性衰老：隨年齡增長所表現(xiàn)出的生理退化，一切生物皆存在②病理性衰老：由于內(nèi)在或外在原因使人體發(fā)生病理性變化，使衰老提前發(fā)生，稱早衰③心理性衰老：由于心態(tài)的提前老化而影響整體功能 第一節(jié) 細(xì)胞衰老

一、衰老的概念

衰老(aging，senescence)：隨年齡增加，生物內(nèi)環(huán)境穩(wěn)定性下降，結(jié)構(gòu)與生理機能退行性變化，趨向死亡不可逆的過程。

衰老發(fā)生在整體水平、種群水平、個體水平、細(xì)胞水平以及分子水平等層次。機體的衰老并不等于所有細(xì)胞的衰老，但細(xì)胞的衰老與機體衰老密切相關(guān)

二、細(xì)胞的壽限:Hayflick界限(Hayflick limitation)：細(xì)胞在體外培養(yǎng)條件下，即使條件適宜，細(xì)胞也不能無限制地進行分裂，而是有一定界限

2、細(xì)胞的壽限

各類細(xì)胞的壽命各不相同，一般來說，能夠保持持續(xù)分裂能力的細(xì)胞相對不容易衰老，分化程度高又不分裂的細(xì)胞壽命大多有限 人體細(xì)胞的動態(tài)分類

人體細(xì)胞壽命依增殖，分化，生存時間，分4類

①更新組織：執(zhí)行某種功能的特化細(xì)胞，一定時間后衰老死亡，由新細(xì)胞分化補充，如上皮細(xì)胞、血細(xì)胞。②穩(wěn)定組織細(xì)胞：分化程度較高，功能專一，一般沒明顯衰老，不分裂，但終生保持分裂能力，受破壞時，其余細(xì)胞也能分裂，補充失去的細(xì)胞，如肝、腎細(xì)胞。

③恒久組織細(xì)胞：高度分化細(xì)胞，一生沒細(xì)胞更替，破壞后不能得補充。如神經(jīng)細(xì)胞，骨骼細(xì)胞和心肌細(xì)胞。

④可耗盡組織細(xì)胞：卵巢實質(zhì)細(xì)胞，一生中逐漸消耗，不能得到補充，最后消耗殆盡。

三、細(xì)胞衰老的形態(tài)學(xué)特征

細(xì)胞衰老主要是細(xì)胞生理生化的變化，也反映在細(xì)胞形態(tài)結(jié)構(gòu)和功能上：

1、細(xì)胞內(nèi)水分的減少：蛋白質(zhì)水合能力下降,衰老細(xì)胞水分減少，細(xì)胞皺縮，體積縮小。

2、核變化:核膜內(nèi)折，染色體固縮化，端?？s短

3、線粒體的變化：隨年齡增大，數(shù)量減少，體積增大，內(nèi)容物呈網(wǎng)狀化并形成多囊體，mtDNA缺失突變

4、質(zhì)膜的變化：流動性下降，磷脂減少，不飽和脂肪酸下降；膜脂過氧化，對刺激反應(yīng)性下降

5、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的變化：RER趨向減少和無序化

6、蛋白質(zhì)合成：核糖體合成效率及準(zhǔn)確性降低

7、色素生成及致密體形成：色素生成隨衰老而增加，并在溶酶體或線粒體中沉積

四、分子水平的變化

衰老細(xì)胞DNA、蛋白質(zhì)和脂類等成分損傷，代謝能力降低，主要表現(xiàn)：

DNA：復(fù)制與轉(zhuǎn)錄受抑制，個別基因異常激活，端粒DNA丟失，線粒體DNA特異缺失，DNA氧化、斷裂、缺失和交聯(lián)，甲基化程度降低。RNA：mRNA和tRNA含量降低。

蛋白質(zhì)：含成下降，蛋白質(zhì)糖基化、氨甲?；?、脫氨基等修飾，使蛋白質(zhì)穩(wěn)定性、抗原性、可消化性下降，自由基使肽斷裂、交聯(lián)而變性。aa由左旋變右旋

酶分子：活性中心被氧化，Ca2+、Zn2+、Mg2+、Fe2+等丟失，酶分子二級結(jié)構(gòu)、溶解度、等電點改變，酶失活

脂類：不飽和脂肪酸被氧化，引起膜脂間或與脂蛋白間交聯(lián)，膜流動性下降。

四、細(xì)胞衰老的分子機制

對衰老機理具有不同學(xué)說，主要有: 差錯學(xué)說(Error theories):強調(diào)衰老是由于細(xì)胞中的各種錯誤積累引起.遺傳學(xué)說(Genetic/Programmed theories):強調(diào)衰老是遺傳決定的自然演進過程。第二節(jié) 細(xì)胞壞死與凋亡

死亡是生命的普遍現(xiàn)象，但細(xì)胞死亡并非與機體死亡同步。正常組織中，常發(fā)生“正?！钡募?xì)胞死亡，它是維持組織機能和形態(tài)所必需。

細(xì)胞死亡的方式通常有2種①細(xì)胞壞死(necrosis)。②細(xì)胞凋亡(apoptosis)。

一、細(xì)胞壞死

細(xì)胞受到化學(xué)因素(如酸、堿、毒物)、物理因素(如熱、輻射)和生物因素(如病原體)等環(huán)境因素傷害，引起細(xì)胞死亡的現(xiàn)象。是一種被動死亡

細(xì)胞壞死初期，細(xì)胞質(zhì)膜通透性增加，線粒體和ER腫脹、崩解，結(jié)構(gòu)脂滴游離、空泡化，蛋白質(zhì)顆粒增多，核發(fā)生固縮。胞質(zhì)蛋白變性、凝固或碎裂，嗜堿性核蛋白降解，細(xì)胞質(zhì)呈強嗜酸性，壞死細(xì)胞蘇木精/伊紅染色，胞質(zhì)呈紅色，原有微細(xì)結(jié)構(gòu)消失

壞死后期，細(xì)胞膜破裂，細(xì)胞內(nèi)容物流出，引起周圍組織炎癥反應(yīng)。

二、細(xì)胞凋亡(cell apoptosis)

又稱程序性細(xì)胞死亡(PCD)：是細(xì)胞接受基因指令后的主動死亡。

凋亡的細(xì)胞散落在正常組織中，無炎癥反應(yīng)，不遺留疤痕。死亡細(xì)胞的碎片很快被巨噬細(xì)胞或相鄰細(xì)胞所清除，不影響其它細(xì)胞的功能

程序性細(xì)胞死亡表現(xiàn)出明顯的形態(tài)學(xué)特征：

①核酸內(nèi)切酶活化，使染色質(zhì)DNA在核小體連接部位斷裂，形成約200bp整數(shù)倍的核酸片段，凝膠電泳圖譜呈梯狀；

②染色質(zhì)在核膜下聚集成染色質(zhì)塊，細(xì)胞不斷脫水，胞質(zhì)凝縮，核膜在核孔處斷裂，細(xì)胞以出芽方式形成凋亡小體（apoptotic body）；

③凋亡小體內(nèi)有結(jié)構(gòu)完整的細(xì)胞器、凝縮的染色質(zhì)，可被鄰近細(xì)胞吞噬消化，始終有膜封閉，沒內(nèi)溶物釋放，不引起炎癥。

第三節(jié) 細(xì)胞凋亡的分子機理

細(xì)胞凋亡和增殖是生命的基本現(xiàn)象，是維持體內(nèi)細(xì)胞數(shù)量動態(tài)平衡的基本措施。在胚胎發(fā)育階段以細(xì)胞凋亡清除多余的和已完成使命的細(xì)胞，保證了胚胎的正常發(fā)育； 在成年階段通過細(xì)胞凋亡清除衰老和病變細(xì)胞，保證了機體健康。細(xì)胞凋亡是受基因調(diào)控的精確過程 apoptosis的途徑主要有:

1、胞外信號激活細(xì)胞內(nèi)凋亡酶caspase；

2、線粒體釋放凋亡酶激活因子激活caspase 活化的caspase可將胞內(nèi)重要蛋白降解，引起細(xì)胞凋亡。葉綠體與線粒體結(jié)構(gòu)和功能的比較

葉綠體和線粒體都是真核細(xì)胞中與能量代謝相關(guān)的細(xì)胞器，有著相同的起源和增殖方式，且都是半自主性細(xì)胞器。但兩者在結(jié)構(gòu)與功能上也有很大的不同: 結(jié)構(gòu)上，線粒體是雙膜結(jié)構(gòu)，有兩個區(qū)室，而葉綠體是三膜結(jié)構(gòu)，有三個區(qū)室。

線粒體內(nèi)膜向內(nèi)折皺成嵴，ATP合酶位于嵴上，主要功能是傳遞電子和合成ATP。而葉綠體內(nèi)膜少有內(nèi)折。?功能上，線粒體是有機物氧化的場所，通過氧化磷酸化將釋放的自由能轉(zhuǎn)變成可利用的化學(xué)能儲存在ATP。葉綠體是光能的捕獲者和有機物的制造者，光能的捕獲和轉(zhuǎn)化是通過光合作用來完成的。但兩者都是通過電子傳遞和建立H+梯度來實現(xiàn)能量的轉(zhuǎn)換。

?在質(zhì)子梯度建立上二者有許多相似,也有區(qū)別，葉綠體中H+梯度是在類囊體膜兩側(cè)建立,在線粒體中，H+梯度是在內(nèi)膜兩側(cè)建立的.微絲的功能

1.形成應(yīng)力纖維：在粘著斑的細(xì)胞質(zhì)膜的下方有肌動蛋白成束排列,這種結(jié)構(gòu)即稱應(yīng)力纖維 非肌細(xì)胞中的應(yīng)力纖維與肌原纖維類似：含原肌球蛋白、myosin II、細(xì)絲蛋白和α輔肌動蛋白 培養(yǎng)的成纖維細(xì)胞中具有豐富的應(yīng)力纖維，并通過粘著斑固定在基質(zhì)上。應(yīng)力纖維在細(xì)胞形態(tài)發(fā)生、分化和組織形成起重要作用

2、微絨毛：腸上皮細(xì)胞微絨毛有軸心微絲，微絲呈同向平行排列，（+）端指向微絨毛的尖端。不含肌球蛋白等，無收縮功能，起維持微絨毛形狀的作用

3、細(xì)胞的變形運動：變形蟲、巨噬細(xì)胞和白細(xì)胞等沒運動器官，能依靠細(xì)胞形態(tài)的變化進行移動，稱變形運動。靠胞質(zhì)環(huán)流形成偽足，細(xì)胞沿偽足方向前進。

細(xì)胞內(nèi)流動的細(xì)胞質(zhì)稱內(nèi)質(zhì)，從尾部流向偽足，并在細(xì)胞兩側(cè)形成較硬的外質(zhì)。細(xì)胞后部外質(zhì)破壞向前提供新的內(nèi)質(zhì)，產(chǎn)生內(nèi)質(zhì)和外質(zhì)的循環(huán)轉(zhuǎn)化，引起細(xì)胞前移。

外質(zhì)與內(nèi)質(zhì)間的轉(zhuǎn)變稱凝膠-溶膠轉(zhuǎn)變，實質(zhì)是肌動蛋白聚合體與單體間的轉(zhuǎn)變

4、細(xì)胞的爬行

高等動物中的細(xì)胞移動是很多活動所必需，如傷口的愈合、防止感染、血塊凝集等，但難以觀察，只能用培養(yǎng)的細(xì)胞觀察 分為四步：

微絲纖維生長，細(xì)胞表面突出，形成片足； 在片足與基質(zhì)接觸的位置形成粘著斑； myosin作用下微絲纖維滑動，細(xì)胞主體前移； 解除細(xì)胞后方粘著點。如此循環(huán)，細(xì)胞前移動

5、胞質(zhì)分裂：有絲分裂末期，2個將分離的子細(xì)胞之間產(chǎn)生收縮環(huán)，收縮環(huán)由平行排列的微絲和myosin II組成。隨著收縮環(huán)的收縮，兩個子細(xì)胞的胞質(zhì)分離。在細(xì)胞松馳素存在的情況下，不能形成胞質(zhì)分裂環(huán)。

6、頂體反應(yīng)：精卵結(jié)合時，微絲使頂體突出穿入卵子的膠質(zhì)里，融合后受精卵細(xì)胞表面積增大，形成微絨毛，微絲參與形成微絨毛，有利于吸收營養(yǎng)。

7、細(xì)胞內(nèi)運輸：微絲可作為馬達(dá)蛋白進行物質(zhì)運輸?shù)能壍溃缧∨莸倪\輸，可通過肌球蛋白Ⅰ同微絲蛋白結(jié)合，將小泡沿微絲的（-）端向（+）端運輸

8、細(xì)質(zhì)環(huán)流：由肌動蛋白與肌球蛋白相互作用引起。在胞質(zhì)環(huán)流中，肌動蛋白的排列方向相同，（+）端朝向細(xì)胞質(zhì)流動的方向，肌球蛋白可沿著肌動蛋白纖維（-）端向（+）端移動。微管的功能

1、支架作用

微管具一定機械強度，能抗壓和抗彎曲，給細(xì)胞提供了機械支持力，使細(xì)胞維持一定的形態(tài)。在培養(yǎng)的細(xì)胞中，微管呈放射狀排列在核外，(+)端指向質(zhì)膜，形成平貼在培養(yǎng)皿上的形狀。微管能幫助細(xì)胞產(chǎn)生極性,在神經(jīng)軸突中，微管束沿長軸排列，確定軸突的方向.微管對細(xì)胞內(nèi)部結(jié)構(gòu)及細(xì)胞表面突起的維持具有重要作用

2、細(xì)胞內(nèi)物質(zhì)的運輸

微管是胞內(nèi)物質(zhì)運輸路軌，破壞微管會抑制運輸

與微管結(jié)合起運輸作用的馬達(dá)蛋白有兩類：驅(qū)動蛋白kinesin，動力蛋白dynein，均需ATP供能。①Kinesin由1條輕鏈和2條重鏈構(gòu)成，具2個球形的頭,是動力產(chǎn)生部位,1個扇形尾,是貨物結(jié)合部位。通過結(jié)合和水解ATP，使頸部構(gòu)象改變，兩個頭部交替與微管結(jié)合，沿 “行走”，將“尾部”結(jié)合的“貨物”從微管(-)端轉(zhuǎn)運到(+)端。

②動力蛋白Dynein分子量巨大，由兩條相同的重鏈和一些輕鏈及結(jié)合蛋白構(gòu)成(鞭毛二聯(lián)微管外臂的動力蛋白具有三個重鏈)。作用主要有：

A.在有絲分裂中推動染色體的分離;B.驅(qū)動鞭毛的運動;C.向著微管（-）極運輸小泡，與驅(qū)動蛋白運輸方向相反

3、纖毛與鞭毛的運動

纖毛與鞭毛是細(xì)胞特化結(jié)構(gòu)，兩者沒絕對界限,短而多者稱纖毛，長者而少稱鞭毛，直徑相似。

兩者結(jié)構(gòu)相似：由基體和鞭桿2部分構(gòu)成，鞭桿軸心含9+2排列的微管：9個二聯(lián)微管和1對中央微管構(gòu)成。二聯(lián)微管由AB兩個管組成，A管對著相鄰的B管伸出兩條動力蛋白臂，并向鞭毛中央發(fā)出一條輻?；w的微管為9+0，且為三聯(lián)微管，類似中心粒 軸心的主要蛋白結(jié)構(gòu)有: ①微管蛋白二聚體,無秋水仙素結(jié)合位點;②動力蛋白臂:由二聯(lián)體的A亞基伸出,與相鄰二聯(lián)體B亞基相互作用使纖毛彎曲.動力蛋白也是ATP酶,能被Ca2+、Mg2+所激活；

③微管連接蛋白：將相鄰二聯(lián)體連接在一起； ④放射幅條：9條，二聯(lián)體A亞基伸向中央微管； ⑤內(nèi)鞘：包裹中央微管

纖毛和鞭毛運動的微管滑動模型: ① A管上的動力蛋白與相鄰二聯(lián)管B管接觸,使動力蛋白結(jié)合的ATP水解,并釋放出ADP+Pi;②ATP水解改變了動力蛋白頭部的構(gòu)象和角度,使頭部向相鄰二聯(lián)管的正端滑動,使相鄰二連管間產(chǎn)生彎曲力;③新結(jié)合的ATP,促使動力蛋白頭部與B管脫離;④ATP水解使動力蛋白頭部角度復(fù)原,與相鄰二聯(lián)管的B管上的另一位點結(jié)合,開始下一循環(huán)

4、參與細(xì)胞的有絲分裂與減數(shù)分裂

細(xì)胞分裂過程中染色體的分離是靠紡錘體的形成、運動和解聚開完成的

紡錘體又稱有絲分裂器，它是在有絲分裂期間，從中心粒形成的各種微管：動粒微管、極微管、星微管等 綠色絲狀就是微管結(jié)構(gòu)

有絲分裂器的形成有賴于中心體的復(fù)制，并分別移到兩極。中心體在細(xì)胞周期中具有復(fù)制-分離-復(fù)制的周期，稱中心體循環(huán)

中心體循環(huán)始于G1期，兩個子代中心粒達(dá)到了足夠長度，但仍處于同一中心體，有絲分裂早期，中心體裂開，每對中心粒移向細(xì)胞相反的兩端，然后裝配成有絲分裂器

在有絲分裂過程中，染色體的分離依靠兩種力的作用：①動粒微管去裝配產(chǎn)生的拉力；②極微管聚合產(chǎn)生的推力

根據(jù)所使用的力，有絲分裂可分為兩個階段：后期A和后期B 后期A，染色體運動的力主要是由動粒微管去裝配產(chǎn)生的拉力，此時的運動稱向極運動 后期B，染色體運動的力主要是極微管聚合產(chǎn)生的推力，此時的運動稱染色體極分離運動 微管去聚合作用假說：主要解釋后期A向極運動的一種模型：

微管的正端插入動粒的外層，微管蛋白和動粒蛋白分子有親合性，微管蛋白在此端可以去組裝。在動粒中，ATP分子水解可提供能量，驅(qū)動微管上的動力蛋白向兩極移動，將染色體拉向兩極 紡錘體微管滑動假說：是關(guān)于后期B染色體分離機制的一種假說： 首先，極微管在正端添加二聚合體延長，使兩極的極微管重疊； 然后，在重疊的極微管之間產(chǎn)生滑動，形成將兩極分開的力 中間纖維的功能：

了解較少，尚沒找到與IF特異結(jié)合的藥物，主要有三個方面：

①為細(xì)胞提供機械強度支持：IF在細(xì)胞質(zhì)內(nèi)形成了一個完整的支撐網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，并通過整聯(lián)蛋白與質(zhì)膜和細(xì)胞外基質(zhì)相連；在內(nèi)部可直接與MT和MF及其它細(xì)胞器相連，賦予了細(xì)胞一定強度和支撐力。②參與細(xì)胞連接：參與了橋粒和半橋粒連接 ③維持細(xì)胞核穩(wěn)定：核纖層蛋白是IF的一種

第三篇：提交 細(xì)胞生物學(xué)實驗教案匯總

細(xì)胞生物學(xué)實驗

Cell Biology Experiment

目 錄

1.顯微鏡的結(jié)構(gòu)及細(xì)胞形態(tài)觀察、大小測量和死活細(xì)胞鑒定 2.液泡系和線粒體的活體染色 3.葉綠體的分離與觀察

4.DNA的細(xì)胞化學(xué)——Feulgen反應(yīng) 5.多糖的顯示——PAS反應(yīng)

6.細(xì)胞內(nèi)堿性蛋白和總體蛋白的原位顯示 7.細(xì)胞骨架的光學(xué)顯微觀察和永久制片技術(shù) 8.植物原生質(zhì)體的制備與融合 9.蠶豆根尖微核試驗 10.膜的通透性

11.血細(xì)胞的分化和不同類型血細(xì)胞的觀察

實驗報告要求

1．注意頁面四邊留白，不要擠到頁邊！2．抬頭填寫完整。

3．注意事項自己總結(jié)，不要抄襲！4．組長檢查后上交存檔。

生物繪圖注意事項

1．2H 以上繪圖鉛筆削尖、繪圖橡皮、直尺

2．邊看顯微鏡邊按視野中實際情況繪圖，以精確為主，不能藝術(shù)加工。

3．應(yīng)找到最典型、最能說明繪圖目的的物像來繪圖。先輕勾出輪廓，檢查無誤后，再以準(zhǔn)確清晰的線作最后描繪。

①實線表示輪廓，虛線表示被遮蔽但需表現(xiàn)的輪廓，線粗細(xì)應(yīng)均勻有規(guī)律

②圓點的疏密表示明暗、凹凸（越暗的地方點越多）點點時筆尖直立，點大小、疏密要均勻、整齊、渾圓，不能像“，”。

4．用尺向右側(cè)引出水平指示線，線右端平齊字注在右側(cè)。圖下方寫上所畫圖的名稱及放大倍數(shù)。圖的右側(cè)和下方需寫文字說明，所以圖應(yīng)繪在繪圖紙上偏左上方的位置。

5．一幅圖只要詳細(xì)畫出部分結(jié)構(gòu)，其余勾畫出輪廓即可。

規(guī)范

不規(guī)范

實驗一 普通顯微鏡的使用及細(xì)胞形態(tài)觀察、大小測量和死活細(xì)胞鑒定

一、實驗?zāi)康?/p>

1．熟悉普通光學(xué)顯微鏡的基本構(gòu)造和性能，掌握使用方法。2．了解細(xì)胞的一般形態(tài)和基本結(jié)構(gòu)。

3．掌握顯微測微尺的使用，對細(xì)胞大小有一直觀認(rèn)識。4．了解鑒定死活細(xì)胞的方法。

二、實驗原理

1．顯微測微尺的使用

鏡臺測微尺：表示絕對長度，長1 mm，分成100小格，每小格為0.01mm。不被用來直接測量，而是用它來校正目鏡測微尺，故其質(zhì)量對所測微體影響極大。

目鏡測微尺：是一塊比目鏡筒內(nèi)徑稍小的有標(biāo)尺的圓形玻璃片，標(biāo)尺長10毫米、分為100格。需要鏡臺測微尺校正為絕對長度再測定細(xì)胞大小。

2．死活細(xì)胞鑒定:臺盼藍(lán)是一種低毒的活體染色劑，只能透過質(zhì)膜受損的細(xì)胞或死細(xì)胞。

三、實驗用品 1．試驗材料：

洋蔥內(nèi)表皮細(xì)胞

口腔上皮細(xì)胞、（人的口腔上皮細(xì)胞是扁平、多邊形的，形狀不很規(guī)）

2．試劑

0.2%臺盼藍(lán)溶液 3．儀器

測微尺（2套）、普通光學(xué)顯微鏡、刀片、鑷子、玻璃滴管、吸水紙、牙簽。

四、試驗方法

一、細(xì)胞死活的鑒定

0.2%臺盼藍(lán)染色5-10分鐘后進行觀察。

二、細(xì)胞大小測量

1）測量時，鏡臺微臺尺換成樣本，2)目鏡測微尺來測量細(xì)胞的大小

3)改變顯微鏡的放大倍率，則需對目鏡測微尺重新進行標(biāo)定。

三、細(xì)胞形態(tài)的觀察

五、注意事項

取口腔黏膜上皮細(xì)胞注意的問題

1．口腔上皮細(xì)胞主要分布在口腔兩側(cè)頰部。用消毒牙簽的鈍端，在漱凈的口腔任意一側(cè)的頰部，輕輕刮幾下。

2．取材前，口腔一定要用清水漱凈，去除口腔內(nèi)的食物殘渣。

3．用方簽在口腔壁上輕輕刮動，不要刮在牙縫里，因為牙齒上刮下來的是食物碎屑，不是口腔上皮細(xì)胞。

六、作業(yè)

1．繪制口腔黏膜上皮細(xì)胞及洋蔥內(nèi)表皮細(xì)胞圖（2-3個細(xì)胞）

2．列表寫出洋蔥內(nèi)表皮細(xì)胞長軸、短軸長度，并計算平均值。（取3個細(xì)胞）3．取口腔黏膜上皮細(xì)胞注意的問題 4．生物繪圖注意事項

實驗二 線粒體和液泡系的超活染色與觀察

一、實驗?zāi)康?/p>

1、了解細(xì)胞和細(xì)胞器的超活染色技術(shù)。

2、觀察動、植物活細(xì)胞內(nèi)線粒體、液泡的形態(tài)、數(shù)量和分布,了解植物細(xì)胞液泡系的發(fā)育過程。

二、實驗原理

活體染色是指對生活有機體的細(xì)胞或組織能著色但又無毒害的一種染色方法。它的目的是顯示活細(xì)胞內(nèi)的某些結(jié)構(gòu)，而不影響細(xì)胞的生命活動和產(chǎn)生任何物理、化學(xué)變化以致引起細(xì)胞的死亡?；钊炯夹g(shù)可用來研究生活狀態(tài)下的細(xì)胞形態(tài)結(jié)構(gòu)和生理、病理狀態(tài)。

根據(jù)所用染色劑的性質(zhì)和染色方法的不同，通常把活體染色分為體內(nèi)活染與體外活染兩類。體內(nèi)活染是以膠體狀的染料溶液注入動、植物體內(nèi)，染料的膠粒固定、堆積在細(xì)胞內(nèi)某些特殊結(jié)構(gòu)里，達(dá)到易于識別的目的。

體外活染又稱超活染色，它是由活的動、植物分離出部分細(xì)胞或組織小塊，以染料溶液浸染，染料被選擇固定在活細(xì)胞的某種結(jié)構(gòu)上而顯色。

活體染色之所以能固定、堆積在細(xì)胞內(nèi)某些特殊的部分，主要是染料的電化學(xué)特性起重要作用。堿性染料的膠粒表面帶陽離子，酸性染料的膠粒表面帶有陰離子，而被染的部分本身也是具有陰離子或陽離子，這樣，它們彼此就發(fā)生了吸引作用。但不是任何染料都可以作為活體染色劑之用，應(yīng)選擇那些對細(xì)胞無毒性或毒性極小的染料，而且總要配成稀淡的溶液來使用。一般是以堿性染料最為適用，可能因為它具有溶解在類脂質(zhì)的特性，易于被細(xì)胞吸收，Janus green B和中性紅兩種堿性染料是活體染色劑中最重要的染料，對于線粒體和液泡系的染色各有專一性。

線粒體是細(xì)胞內(nèi)重要的細(xì)胞器，線粒體內(nèi)膜上分布有細(xì)胞色素氧化酶，該酶能使詹姆斯綠B保持在氧化狀態(tài)，呈現(xiàn)藍(lán)綠色從而使線粒體顯色，而細(xì)胞質(zhì)中的染料被還原成無色。液泡 5

是細(xì)胞內(nèi)濃縮產(chǎn)物的主要場所，有十分重要的功能。中性紅是液泡的特殊染色劑，將液泡染成紅色。在活細(xì)胞中，細(xì)胞質(zhì)和細(xì)胞核不著色。如果細(xì)胞死亡，染料會彌散開來，使核著色。

三、實驗用品

（一）器材

顯微鏡、恒溫水浴鍋、鑷子、刀片、載玻片、蓋玻片、吸管、牙簽、吸水紙等。

（二）試劑

1、Ringer 溶液 生理鹽水、緩沖液

氯化鈉0.85g（變溫動物用0.65g）；氯化鉀 0.25g ；

氯化鈣 0.03g ；蒸餾水100ml 2、10%、1/3000中性紅溶液

稱取0.5中性紅溶于50ml Ringer溶液，稍加熱（30-40度）使之很快溶解，用濾紙過濾，裝入棕色瓶于暗處保存，否則易氧化沉淀，失去染色能力。

臨用前，取已配制的1%中性紅溶液1ml，加入29mlRinger溶液混勻，裝入棕色瓶備用。3．1%、1/5000詹姆斯綠B溶液

稱取50mg詹姆斯綠B溶于5ml Ringer溶液中，稍加 微熱（30-40度）使之溶解，用濾紙過濾后，即為1%原液。取1%原液1ml加入49ml Ringer溶液，即成1/5000工作液，裝入瓶中備用。最好現(xiàn)用現(xiàn)配，以保持它的充分氧化能力。

（三）材料

人口腔上皮細(xì)胞、洋蔥鱗莖內(nèi)表皮細(xì)胞、小麥幼根根尖。

四、實驗方法

(一)線粒體的超活染色與觀察

1、人口腔粘膜上皮細(xì)胞線粒體的超活染色觀察

載玻片→ 37℃水浴鍋的金屬板→滴兩滴詹納斯綠B染液

牙簽→從口腔粘膜刮取上皮細(xì)胞→放入載玻片染液→染色10-15分鐘（注意不可使染液干燥, 必要時可再加滴染液）→蓋上蓋玻片用吸水紙吸去四周溢出的染液→觀察 2.洋蔥鱗莖表皮細(xì)胞線粒體的超活染色

載玻片→撕取一小片洋蔥鱗莖內(nèi)表皮滴→一滴詹納斯綠B染液→染色10-15分鐘 吸去染液→加一滴Ringer液，注意使洋蔥內(nèi)表皮展平→蓋上蓋玻片→觀察

（二）液泡系的超活染色與觀察

刀片→小麥幼苗根尖→切一縱切面→中性紅染色5-10分鐘

吸去染液→加一滴Ringer液→蓋上蓋玻片→鑷子輕輕下壓蓋玻片→觀察 五．實驗結(jié)果

在小麥根尖細(xì)胞制片中，可見細(xì)胞質(zhì)中散在很多大小不等的染成玫瑰紅色的圓形小泡，這是初生的幼小液泡。然后，由生長點向延長區(qū)觀察，在一些已分化長大的細(xì)胞內(nèi)，液泡的染色較淺，體積增大，數(shù)目變少。在成熟區(qū)細(xì)胞中，一般只有一個淡紅色的巨大液泡，占據(jù)細(xì)胞的絕大部分空間，將細(xì)胞核擠到細(xì)胞一側(cè)貼近細(xì)胞壁處。六．注意事項

1、詹姆斯綠B溶液現(xiàn)用現(xiàn)配，以保持它的充 分氧化能力。

2、實驗中速度要快，以免組織細(xì)胞死亡。

七、作業(yè) ．畫出你所觀察到的線粒體和液泡的圖像.2 ．總結(jié)實驗成功或失敗的原因.實驗三 葉綠體的分離與觀察

一、實驗?zāi)康?/p>

通過植物細(xì)胞葉綠體的分離，了解細(xì)胞器分離的一般原理和方法。

二、實驗原理

細(xì)胞器分離的過程包括兩個主要階段：破碎細(xì)胞和細(xì)胞組分的分離。葉綠體的分離采用在等滲溶液中進行組織勻漿、分離。葉綠體的分離采用差速離心或密度梯度離心法進行。差速離心主要是采取逐漸提高離心速度的方法分離不同大小的細(xì)胞器。起始的離心速度較低，讓較大的顆粒沉降到管底，小的顆粒仍然懸浮在上清液中。收集沉淀，改用較高的離心速度離心懸浮液，將較小的顆粒沉降，以此類推，達(dá)到分離不同大小顆粒的目的。差速離心的分辨率不高，沉降系數(shù)在同一個數(shù)量級內(nèi)的各種粒子不容易分開，常用于其他分離手段之前的粗制品提取。

三、實驗用品

1.材料： 菠菜葉片

2.試劑：蒸餾水，0.35mol/L氯化鈉溶液

3.儀器：普通離心機、天平、顯微鏡、鑷子、載玻片、蓋玻片、離心管、吸水紙等

四、實驗方法

1.菠菜葉片(去葉脈)3g → 0.35mol/L氯化鈉15ml→研磨(冰浴)→勻漿過濾(6層紗布)→濾液在1000rpm離心2min→棄沉淀，上清液3000rpm離心5min →去上清液→沉淀為葉綠體(混有部分細(xì)胞核)，用0.35mol/L氯化鈉溶液懸浮 →滴片觀察

2.取葉綠體懸液1滴置于載玻片上，加蓋玻片后用用普通光學(xué)顯微鏡觀察葉綠體的形態(tài)結(jié)構(gòu) 3.菠菜葉手切片觀察

新鮮菠菜葉，刀片切出一斜面置于載玻片上，滴加1-2滴NaCl溶液，蓋上蓋片，顯微鏡下觀察。用鑷子攝取或刀片刮取新鮮菠菜葉片葉肉，滴加1-2滴NaCl溶液，作臨時裝片。

五、實驗結(jié)果

1.普通光鏡下，可看到葉綠體為綠色橄欖型，高倍鏡下可看到葉綠體內(nèi)部含有較深的綠色顆粒，即基粒。

2.菠菜葉手切片在普通光鏡下可以看到三種細(xì)胞：表皮細(xì)胞、保衛(wèi)細(xì)胞、葉肉細(xì)胞。葉肉細(xì)胞呈長方形或類方形，內(nèi)含大量帶有綠色的葉綠體顆粒。另外，視野下還可見到大量散在的點狀或類圓狀葉綠體顆粒。

3.紅辣椒細(xì)胞中有許多紅色小顆粒，這就是雜色體。雜色體分散在細(xì)胞質(zhì)中。

六、注意事項

1.葉綠體的分離應(yīng)在等滲溶液(0.35mol/L氯化鈉)中進行,以免滲透壓的改變使葉綠體受到損傷。

2.分離過程最好在0-5℃的條件下進行；如果在室溫下，要迅速分離和觀察。3.離心機使用：離心管要平衡

七、作業(yè)

1.根據(jù)顯微觀察結(jié)果，繪制菠菜葉的結(jié)構(gòu)模式圖。

實驗四 細(xì)胞骨架的光學(xué)顯微觀察和永久制片技術(shù)

一、實驗?zāi)康?/p>

掌握植物細(xì)胞內(nèi)細(xì)胞骨架的光學(xué)觀察方法，了解細(xì)胞骨架在細(xì)胞內(nèi)的分布特點。

二、實驗原理

細(xì)胞骨架是指細(xì)胞質(zhì)中縱橫交錯的纖維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，按組成成分和形態(tài)結(jié)構(gòu)的不同可分為微管、微絲和中間纖維。它們對細(xì)胞形態(tài)的維持、細(xì)胞的生長、運動、分裂、分化和物質(zhì)運輸?shù)绕鹬匾饔谩?/p>

光學(xué)顯微鏡下細(xì)胞骨架的形態(tài)學(xué)觀察多用1% Triton X-100處理細(xì)胞，可將細(xì)胞質(zhì)膜中和細(xì)胞質(zhì)中的蛋白質(zhì)和全部脂質(zhì)被溶解抽提，而細(xì)胞骨架系統(tǒng)的蛋白質(zhì)被保存，再用考馬斯亮藍(lán)R250染色，使得胞質(zhì)中細(xì)胞骨架得以清晰顯現(xiàn)。

Triton X-100：是非離子型表面活性劑（去污劑）。適當(dāng)濃度的Triton X-100處理細(xì)胞時，可將細(xì)胞質(zhì)膜中和細(xì)胞質(zhì)中的蛋白質(zhì)和全部脂質(zhì)被溶解抽提，但細(xì)胞骨架系統(tǒng)的蛋白質(zhì)不受破壞而被保存。這樣，使細(xì)胞骨架圖像更清晰。

考馬斯亮藍(lán)R250是一種普通的蛋白質(zhì)染料，它可以使各種細(xì)胞骨架蛋白質(zhì)著色，并非特異地顯示微絲，但是由于有些細(xì)胞骨架纖維在該實驗條件下不夠穩(wěn)定，例如微管；還有些類型的纖維太細(xì)，在光學(xué)顯微鏡下無法分辨，因此我們看到的主要是微絲組成的應(yīng)力纖維（微絲束），直徑約40nm左右。

戊二醛能固定，較好的保存細(xì)胞骨架成分。

M－緩沖液： 穩(wěn)定F-肌動蛋白使得細(xì)胞骨架纖維保持聚合狀態(tài)并且較為舒張，便于觀察。磷酸緩沖液（PBS）：含有生理鹽水，可使細(xì)胞不被破壞，能保持原有狀態(tài)下的結(jié)構(gòu)。

三、實驗用品 1.實驗材料

新鮮洋蔥鱗莖的內(nèi)表皮。2.實驗器材

普通光學(xué)顯微鏡、10mL小燒杯、鑷子、刀片、載玻片、蓋玻片、載玻片、蓋玻片、、擦鏡紙、PH 計、水浴鍋。3.試劑：

M－緩沖液、磷酸緩沖液（PBS）、3%戊二醛、1%Triton-100、0.2%考馬斯亮藍(lán)R250

四、試驗方法

21.用鑷子撕取洋蔥鱗葉內(nèi)側(cè)的表皮若干片（約0.5cm大小若干片），置于1.5ml離心管中，加入PBS（1.5mL左右），使其下沉（10min左右）。2.吸去緩沖液，用1%Trion X-100處理15-20min。3.吸去Trion X-100，用M緩沖液洗3次，每次5min。4.用3%戊二醛固定30min。

5.PBS（1.5ml左右）洗3次，每次3min，濾紙吸去殘液。6.0.2%考馬斯亮藍(lán)R250染色至少30min。

7.蒸餾水洗滌2次，然后將樣品置于載玻片上，加蓋玻片，在普通光學(xué)顯微鏡下觀察。8.選取觀察效果好的制作永久切片于脫水劑中每級5-10min，第一滴阿拉伯樹膠封片。

五、實驗結(jié)果

觀察：鏡下可見洋蔥表皮細(xì)胞輪廓，微絲束呈深藍(lán)色。轉(zhuǎn)換高倍鏡觀察，轉(zhuǎn)動微調(diào)，可見細(xì)胞骨架的立體結(jié)構(gòu)。

六、注意事項：

1.撕取洋蔥鱗莖內(nèi)表皮不可帶莖肉，樣本要展開鋪平。

2.去垢時間不要超過30min。

3.染色時間需掌握好，必要時可分別設(shè)不同染色時間比較。

4.由微絲組成的應(yīng)力纖維（張力纖維）是一種動態(tài)結(jié)構(gòu)，細(xì)胞充分貼壁鋪展時纖維挺直、豐富；反之，細(xì)胞收縮變圓，應(yīng)力纖維彎曲，甚至部分解聚消失而顯稀少。

七、作業(yè)

繪出植物細(xì)胞骨架微絲的分布圖。（2-3個細(xì)胞）補充：

① 6mmol/L PBS(pH6.8)A液：NaH2PO4·2H2O 936mg/1000ml B液：Na2HPO4·12H2O 2148mg/1000ml

工作液：A液53.7ml + B液46.3ml（用NaHCO3調(diào)pH值至6.8）② M緩沖液（pH值7.2）咪唑 50mmol/L KCl 50mmol/L MgCl2 0.5mmol/L EGTA 1 mmol/L EDTA 0.1 mmol/L 巰基乙醇1 mmol/L 甘油4 mmol/L 加蒸餾水至1000ml，用1mol/L HCL調(diào)pH值為7.2。

③ 1%TritonX-100: TritonX-100 1ml M緩沖液99ml ④ 0.2%考馬斯亮藍(lán)R250染液： 考馬斯亮藍(lán)R250 0.2g 甲醇 46.5ml 冰醋酸 7ml 蒸餾水 46.5ml 5.3%戊二醛

25%戊二醛12ml PBS（2液）88ml ⑤脫水劑 50%乙醇 70%乙醇 95%乙醇 100%乙醇 二甲苯

實驗五 DNA的顯示—— Feulgen反應(yīng)

一、實驗?zāi)康?/p>

1、了解Feulgen染色反應(yīng)原理；

2、掌握Feulgen染色的方法，觀察染色結(jié)果。

二、實驗原理

根據(jù)DNA經(jīng)鹽酸水解后，打開了嘌呤堿基和脫氧核糖連接的鍵，在脫氧核糖的一端形成游離的醛基。這些醛基就在原位與Schiff試劑結(jié)合，形成紫紅色的化合物。所以凡有DNA的部位，就呈現(xiàn)為紫紅色。

Feulgen反應(yīng)是特異性顯示DNA的最經(jīng)典方法，即可進行DNA定位顯示，又可用顯微分光光度計進行定量分析。Feulgen反應(yīng)對組織中DNA的檢測具有高度專一性。組織中除DNA外還有多糖、RNA和其他自由醛基可以被鹽酸酸解掉。

三、實驗用品

四、實驗方法

①取小麥根尖和洋蔥內(nèi)表皮（綠豆大?。┙腩A(yù)熱至60℃的1N HCl中水解，時間10 min。10

②蒸餾水洗后，轉(zhuǎn)入Schiff液中避光染30 min，待根尖變?yōu)樯罴t色； ③在新配亞硫酸水中洗3次，每次 1 min；

④自來水洗 5 min，在載玻片上切下深紅色根尖備用； ⑤制片鏡下觀察，根尖鑷子搗碎壓片。

五、注意事項

六、作業(yè)

繪圖描述所觀察到的試驗結(jié)果。

實驗六 多糖的顯示——PAS反應(yīng)

一、實驗?zāi)康?/p>

通過PAS反應(yīng)，了解糖原顯示的基本原理、方法以及糖原在細(xì)胞中的分布。

二、實驗原理

PAS反應(yīng)是顯示多糖的最經(jīng)典、也是最直接的細(xì)胞化學(xué)方法。用具有強氧化作用的過碘酸處理使多糖中葡萄糖的乙二醇基氧化成兩個游離的醛基，醛基與Schiff試劑結(jié)合可形成紫紅色的化合物，顏色深淺與多糖含量成正比。單糖易被抽提掉，多糖包括糖原、粘多糖、粘蛋白、糖蛋白、糖脂、淀粉和纖維素。

三、實驗用品

1.材料：馬鈴薯塊莖

2.試劑：0.5%高碘酸、schiff試劑、亞硫酸水、70％酒精 3.器材：顯微鏡、刀片、鑷子、載玻片、蓋玻片、水浴鍋

四、實驗方法

1、取馬鈴薯塊莖切成薄片，浸入過碘酸溶液10分鐘；

2、用70％的酒精沖洗1次；

3、將薄片放入Schiff試劑中20－25分鐘；

4、在新配亞硫酸水中洗3次，每次 1 min；

5、蒸餾水洗片刻；

6、將薄片放在載玻片上吸去水分，加上蓋玻片，鏡下觀察。

五、注意事項

按上述操作，細(xì)胞中水溶性糖類已喪失，被染色的是不溶性的碳水化合物。

六、作業(yè)

繪制實驗結(jié)果，并描述。

實驗六 細(xì)胞內(nèi)堿性蛋白和總體蛋白的原位顯示

一、實驗?zāi)康?/p>

1.掌握細(xì)胞內(nèi)酸、堿性蛋白的鑒別方法； 2.了解酸、堿性蛋白在細(xì)胞內(nèi)的分布情況。

二、實驗原理

蛋白質(zhì)是一種兩性電解質(zhì)，在堿性環(huán)境中，蛋白質(zhì)帶負(fù)電，在酸性環(huán)境中，蛋白質(zhì)帶正電。所以，利用各種蛋白質(zhì)在不同ph下，因等電點不同而產(chǎn)生的與固綠染液（一種弱酸性染料它對堿性物質(zhì)的親和力強）結(jié)合能力的差異。對細(xì)胞中的蛋白質(zhì)染色，可使細(xì)胞內(nèi)的酸性蛋白（等電點偏向酸性）和堿性蛋白（等電點偏向堿性）分別顯示。總體蛋白pI4.7-6.75，組蛋白pI8.5。試驗用酸性染料pH2.2，堿性染料pH8.0 核酸的存在會影響實驗結(jié)果,用三氯醋酸處理可提出核酸。

三、實驗用品

1、試驗材料

洋蔥鱗莖內(nèi)表皮或根尖

2、試劑

10%福爾馬林、5%三氯醋酸、0.1%酸性固綠染料（酸染）、0.1%堿性固綠染料（堿染）

3、器材

顯微鏡、水浴鍋、載玻片、蓋玻片、吸水紙

四、實驗方法

1.材料固定 洋蔥鱗莖內(nèi)表皮若干片，10%福爾馬林固定液中固定15min，蒸餾水洗2次。2.抽提核酸 5％三氯醋酸中90℃，15min，蒸餾水洗數(shù)次（3min以上）以沖去痕跡的三氯醋酸。3.染色

①一張片滴加0.1％堿性固綠(pH8.0)中染色5～10min。

②另一張片滴加0.1％酸性固綠(pH2.2)中染色5～10min(視染色深淺而定)。

蒸餾水沖洗（3min），蓋上蓋片鏡檢。

五、實驗結(jié)果

用PH2.2酸性固綠染液染色結(jié)果，細(xì)胞中蛋白質(zhì)均被染成綠色，此即總體蛋白在細(xì)胞內(nèi)的分布?？傮w蛋白-堿性蛋白=酸性蛋白。

用pH8.0堿性固綠染液染色結(jié)果，只有細(xì)胞核內(nèi)染色質(zhì)被染綠色（或淺藍(lán)色），此即堿性蛋白在細(xì)胞內(nèi)的分布。

六、注意事項

使用三氯醋酸處理的目的？

用5%TCA提取DNA是該實驗中的關(guān)鍵。DNA必須被提取，以使染色質(zhì)的負(fù)電荷下降，用熱TCA提取核酸后，固綠在堿性pH下，堿性蛋白可以選擇性地被染色，如未被提取，不能染色，或整個切片染成藍(lán)綠色，水洗或進入酒精即褪色。

七、作業(yè)

1、繪制酸、堿性蛋白在細(xì)胞內(nèi)的分布圖。

2、總結(jié)本次實驗的得失。

實驗八 植物原生質(zhì)體的制備與融合

一、實驗?zāi)康?/p>

1.學(xué)習(xí)植物原生質(zhì)體的分離制備技術(shù)，觀察原生質(zhì)體形態(tài)。2.學(xué)習(xí)細(xì)胞融合技術(shù)，觀察融合細(xì)胞的形態(tài)及變化。

二、實驗原理

除去植物細(xì)胞壁的裸露細(xì)胞，稱為原生質(zhì)體，是開展基礎(chǔ)研究的理想材料。植物細(xì)胞壁主要由纖維素、半纖維素和果膠質(zhì)組成，常用酶解法分離原生質(zhì)體，其原理是使用纖維素酶、半纖維素酶和果膠酶能降解細(xì)胞壁成分，除去細(xì)胞壁。

細(xì)胞融合又稱細(xì)胞雜交指離體條件下用人工的方法把不同的細(xì)胞通過無性方式融合成一個雜合細(xì)胞的技術(shù)。許多化學(xué)、物理學(xué)和生物學(xué)方法可誘導(dǎo)原主質(zhì)體融合，現(xiàn)在被廣泛采用并證明行之有效的融合方法是聚乙二醇(PEG)法、高Ca高pH法和電融合法。PEG作為一種高分子化合物，20～50％的濃度能對原生質(zhì)體產(chǎn)生瞬間沖擊效應(yīng)，原生質(zhì)體很快發(fā)生收縮與粘連，隨后用高Ca高pH法進行清洗，使原生質(zhì)體融合得以完成。

三、實驗用品

1.器具：顯微鏡、離心機、離心管、剪刀、鑷子、吸管、小培養(yǎng)皿、載片、蓋片、300目濾網(wǎng)。

2.試劑：酶混合液、洗滌液、20%蔗糖液、PEG溶液、高鈣高pH溶液

(1)酶混合液(9CPW):

(2)洗滌液（9CPW）1％纖維素酶

pH 5.6 0.5-0.7％果膠酶

27．2 mg／L KH2PO4 101.0 mg／L KNO3 1480．0 mg／L CaCl2·2H2O 246．0 mg／L MgSO4 0．16 mg／L KI 0．025 mg／L CuSO4 9％ W／V甘露醇

500mg／L MES pH 5.6(3)PEG融合液（pH 5.6）40% PEG(MW 1000-6000)0.3 mol/L葡萄糖 3.5mmol/L CaCl2·2H2O 0.7mm0l/L KH2PO4（4）高鈣高pH溶液（pH 10.5）0.1mol/L CaCl2·2H2O 0.1mol/L甘露醇 0.05mol/L Tris 3.材料：菠菜、韭菜葉片

四、實驗方法

1、分離原生質(zhì)體

① 撕葉下表皮

② 酶解 將撕去下表皮的葉片剪成0.5mm寬小塊，放在盛有5mL酶液的小培養(yǎng)皿或帶蓋三 角瓶中，讓去除下表皮的一面接觸酶液，輔滿一層，在25-28℃下酶解60-90分鐘。可鏡檢有較 多原生質(zhì)體后停止。

2、收集純化

①用300目網(wǎng)過濾除去未完全消化的殘渣。

②酶解液轉(zhuǎn)移至10mL離心管中，配平，以800rpm離心5分鐘以上，使原生質(zhì)體沉降。移液管吸上清，剩下原生質(zhì)體及殘渣于管底。

③加入3ml CPW洗滌液，輕輕吹打均勻，相同條件下離心2-5分鐘，棄上清，以徹底去除酶液。

④加入少量CPW洗滌液，輕輕吹打均勻，用注射器向離心管底部緩緩注入20%蔗糖約2—3mL，出現(xiàn)下部蔗糖液，上部原生質(zhì)體懸浮液。

⑤以600rpm離心10分鐘，在兩液相之間出現(xiàn)一條綠色帶，便是純凈的原生質(zhì)體，注射器針頭輕輕插入離心管底部吸取碎片和蔗糖溶液，再吸去上清。

3、制備效果檢測（1）血球計數(shù)板計數(shù)（2）原生質(zhì)體活力測定

形態(tài)識別（完整、飽滿、顏色鮮艷）

中性紅染色（液泡變紅）

臺盼藍(lán)染色（不能顯色）

觀察10個視野計算：

存活率=（活性原生質(zhì)體/原生質(zhì)體總數(shù)）×100%

4、原生質(zhì)體融合

（1）取原生質(zhì)體液兩滴，間隔5mm滴于載玻片上，靜置8—10分鐘，使原生質(zhì)體沉降。

（2）在兩液滴之間滴加一滴40％的PEG溶液，使三液滴相連（可轉(zhuǎn)動載玻片使其混勻）室溫下（15-20 ℃）靜置5-10分鐘，觀察原生質(zhì)體聚集（粘連）現(xiàn)象。

（3）滴加高鈣高PH洗液，轉(zhuǎn)動載玻片使其混勻，觀察原生質(zhì)體融合過程。

五、作業(yè)

1.按鏡下觀察繪制2-3個原生質(zhì)體。2.計算原生質(zhì)體濃度和存活率。

3.描述原生質(zhì)體融合過程。

實驗九 蠶豆根尖微核檢測技術(shù)

一、實驗?zāi)康?/p>

1、了解細(xì)胞微核形成的機理及其形態(tài)特點，2、學(xué)習(xí)植物根尖細(xì)胞的微核檢測技術(shù)。

二、實驗原理

微核試驗(The micronucleus test，MNT)是以動植物為材料，采用細(xì)胞生物學(xué)手段，觀測其出現(xiàn)的微核率來表示材料受遺傳損傷程度的一種檢測遺傳毒物的方法。微核是指位于細(xì)胞質(zhì)中獨立于主核、直徑小于主核，完全與主核分開的圓形或橢圓形的微小核。是真核生物細(xì)胞中的一種異常結(jié)構(gòu)，它是由于細(xì)胞受到損傷后，由細(xì)胞分裂過程中喪失著絲粒的染色體斷片或落后染色體產(chǎn)生的。這些斷片或染色體在分裂過程中行動滯后，在分裂末期不能進入主核，便形成了主核之外的核塊。

蠶豆根尖細(xì)胞微核技術(shù)已發(fā)展的相當(dāng)成熟，具有較高的靈敏性，作為檢測化學(xué)品遺傳毒性的方法，得到了廣泛應(yīng)用。而且在測定監(jiān)測淡水污染物和檢測化學(xué)誘變劑的研究已列入國家生物監(jiān)測技術(shù)規(guī)范（水環(huán)境部分），并推廣應(yīng)用于大氣、廢水、土壤等的致突變活性檢測。

三、實驗用品 1.材料：蠶豆 2.器材

顯微鏡、恒溫培養(yǎng)箱、紗布、鑷子、載玻片及蓋玻片等。3.藥品

鹽酸（5mol/L）、70%乙醇、卡諾固定液（用乙醇和冰醋酸以3:1（v/v)混合配制）、石炭酸品紅、硫酸銅、待測液。

四、實驗步驟

1、浸種催芽

將實驗用蠶豆按需要量放入盛水燒杯中，在25℃下浸泡24～48小時，此間至少換水兩次，所換水應(yīng)25℃預(yù)溫。

種子吸脹后，用紗布松散包裹置瓷盤中，保持溫度，在25℃溫箱中催芽12～24小時。

待初生根長出2～3mm時，再取發(fā)芽良好的種子，放入鋪滿濾紙的瓷盤中，25℃繼續(xù)催芽，經(jīng)約36-48小時，大部分初生根長至1～2cm左右，此時可用來進行實驗。

2、根尖染毒：

選取初生根生長良好，根長一致的6～8粒種子，放入盛有待測液的培養(yǎng)皿中，陽性檢測采用200mg/L硫酸銅,對照用蒸餾水處理，處理時間6-24h，處理液浸沒根尖。

3、恢復(fù)培養(yǎng)：處理后的根尖用自來水浸洗3次，每次2～3min，洗凈后在蒸餾水中恢復(fù)培養(yǎng)24h。

4、固定：切取1cm左右的根尖，用卡諾氏固定液固定24h后棄去固定液，固定后的根如不及時制，可換入70%的乙醇溶液中置4℃冰箱中保存?zhèn)溆谩?/p>

5、酸解：用蒸餾水浸洗固定好的幼根2～3次，每次5分鐘，吸凈蒸餾水，加入5mol/L鹽酸將幼根浸沒，室溫下酸解10min，幼根軟化即可，棄去鹽酸，漂洗根尖2～3次，每次1～2分鐘，徹底洗凈鹽酸。

6、染色：截下1-2mm長的根尖，滴加適量的石炭酸品紅染液，染色10min，加蓋玻片，壓片觀 15

察。

五、注意事項

1、培養(yǎng)蠶豆時需勤換水

2、處理蠶豆時要將根部浸沒于處理液中

3、固定液要現(xiàn)配現(xiàn)用

六、實驗結(jié)果

污染指數(shù)PI值評價水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)表

污染指數(shù)PI值 水質(zhì)污染等級

基本無污染 0 ～ 1.5 輕污染 1.5 ～ 2.0 中污染 2.0 ～ 3.5 重污染 3.5以上

七、作業(yè)

繪圖、計算微核千分率和污染指標(biāo)。

實驗十 細(xì)胞膜的滲透性

一、實驗?zāi)康?/p>

1.了解溶血現(xiàn)象及其發(fā)生機制。

2.了解細(xì)胞膜的滲透性及各種物質(zhì)進入細(xì)胞的速度。

二、實驗原理

細(xì)胞膜是細(xì)胞與環(huán)境進行物質(zhì)交換的選擇通透性屏障，是一種半透膜，可選擇性控制物質(zhì)進出細(xì)胞。小的、親脂性的、非極性分子（如O2、CO2、N2、苯）容易溶解于脂雙層，可迅速透過脂雙層。小的、不帶電荷的極性分子（如水、脲、甘油等）如果足夠小時，也能很快透過脂雙層；大的、不帶電荷的極性分子（如葡萄糖，蔗糖等）以協(xié)助擴散或主動運輸進入細(xì)胞；對于帶電荷的分子或離子，由于這些分子的電荷及高的水化度，因此不管多小，都很難透過脂雙層的疏水區(qū)，它們要通過載體介導(dǎo)的主動運輸方式跨膜運輸。

將紅細(xì)胞放在低滲鹽溶液中，水分子大量滲到細(xì)胞內(nèi)，可使細(xì)胞脹破，血紅蛋白釋放到介質(zhì)中，由不透明的紅細(xì)胞懸液變?yōu)榧t色透明的血紅蛋白溶液，這種現(xiàn)象稱為溶血。將紅細(xì)胞放在某些等滲鹽溶液中，由于紅細(xì)胞膜對各種溶質(zhì)的通透性不同，有的溶質(zhì)可進入，有的溶質(zhì)不能進入，進入紅細(xì)胞的溶質(zhì)能提高紅細(xì)胞的滲透壓，使水進入紅細(xì)胞，引起溶血。由于不同溶質(zhì)透入速度不同，溶血時間也不同，因此，發(fā)生溶血現(xiàn)象所需時間長短可作為測量物質(zhì)進入紅細(xì)胞速度的一種指標(biāo)。本實驗選用紅細(xì)胞作為細(xì)胞膜透性的實驗材料，將其放入不同的介質(zhì)溶液中，觀察紅細(xì)胞的變化。

三、實驗用品

1．材料: 雞血溶于含有抗凝劑的等滲液中（肝素鈉0.2mg/mL,一般范圍在 0.01-0.2mg/mL；等滲液為0.85% NaCl）2．器材：

試管，試管架，滴管，載玻片，蓋玻片，光學(xué)顯微鏡。3．試劑：

低滲溶液：0.0085% NaCl和0.032mol/L葡萄糖；

等滲溶液：0.85% NaCl、0.32mol/L葡萄糖、0.32mol/L甘油、0.32mol/L乙醇。10% TritonX-100、2%TritonX-100。

四、實驗步驟

1、制備血液稀釋液

①抗凝劑的制備：首先稱取1克肝素鈉粉末，然后加入0.17 M NaCl溶液ml（1∶10的比例），混合均勻，制成肝素抗凝劑。

②血液稀釋液的制備：雞翼下靜脈取新鮮血液，按比例（肝素抗凝劑:血液=1∶10）混合均勻，配制成經(jīng)肝素抗凝的血液。

③按比例（經(jīng)肝素抗凝的血液∶0.17 M NaCl 溶液=1∶10）混合均勻，形成一種不透明的紅色液體。

2、低滲溶液溶血現(xiàn)象觀察：

取試管一支加蒸餾水3ml和稀釋的雞血1滴或2滴輕混一下，然后靜止注意觀察溶液的顏色變化。結(jié)果：由于紅細(xì)胞發(fā)生破裂，造成100%紅細(xì)胞溶 血，使光線比較容易透過溶液，溶液顏色由渾濁的紅色逐漸變透明，此即為溶血現(xiàn)象。記錄下這個過程所要的時間。

3、雞紅細(xì)胞的滲透性記時比較

1）分別取2只試管，各加入3ml的0.85% NaCl、0.0085% NaCl和0.032mol/L葡萄糖 加入2-3滴血紅細(xì)胞懸液；

2）分別取3只試管，各加入3ml的 0.32 mol／L葡萄糖，0.32 mol／L甘油，0.32 mol／L乙醇，加入2-3滴血紅細(xì)胞懸液；

3）分別取2只試管，各加入3ml的10% TritonX-100、2%TritonX-100；加入2-3滴血紅細(xì)胞懸液，觀察反應(yīng)現(xiàn)象。記下時間（自加入稀釋血液到溶液逐漸由紅色變?yōu)橥该鞒吻?，紅血球全部溶血所需時間），填入表一的空格中。

4、溶血結(jié)果的判斷

不溶血：液體分2層，上層淺黃色透明，下層紅色不透明，鏡檢紅細(xì)胞完好。不完全溶血：溶液混濁，上層變紅色，鏡檢有部分紅細(xì)胞破裂。完全溶血：液體變紅而且透明，鏡檢發(fā)現(xiàn)細(xì)胞全成碎片。

5、顯微觀察

血液紅細(xì)胞的觀察滴一滴稀釋的血液于載玻片上，蓋上蓋玻片。用光學(xué)顯微鏡觀察細(xì)胞的種類、形狀和顏色。

細(xì)胞破碎的觀察在上一步的載玻片的一端滴加清水，在另一端吸水，并在顯微鏡下觀察細(xì)胞的破裂。

五、實驗結(jié)果

將觀察到的現(xiàn)象記錄，并進行分析。

編號

試

劑

是否溶血

時間

分析原因 2 3 4 5 6

0.85% NaCl 0.0085% NaCl 0.32 M葡萄糖 0.32 M 甘油 0.32 M 乙醇 10% TritonX-100

六、注意事項

1.試管中有紅細(xì)胞和測試溶液時，不應(yīng)強力搖晃，以免造成人為的紅細(xì)胞破裂。

2.取雞血動作要非常迅速，否則雞血會凝固。或者先把抗凝劑加入到燒杯中，再加入新鮮的雞血，邊加邊震蕩即可。

3.長時間在等滲溶液中，由于活細(xì)胞會產(chǎn)生代謝產(chǎn)物積累，也會產(chǎn)生溶血，試驗時間不宜超過1h。

4.裝不同試劑試管注意編號，吸管也要專用切勿混淆，以保證實驗結(jié)果的準(zhǔn)確性。補充：

一、細(xì)胞膜的功能

分隔形成細(xì)胞和細(xì)胞器，為細(xì)胞的生命活動提供相對穩(wěn)定的內(nèi)環(huán)境，膜的面積大大增加，提高了發(fā)生在膜上的生物功能；

屏障作用，膜兩側(cè)的水溶性物質(zhì)不能自由通過； 選擇性物質(zhì)運輸，伴隨著能量的傳遞；

生物功能：激素作用、酶促反應(yīng)、細(xì)胞識別、電子傳遞等；

物質(zhì)轉(zhuǎn)運功能：細(xì)胞與周圍環(huán)境之間的物質(zhì)交換，是通過細(xì)胞膜的轉(zhuǎn)運功能實現(xiàn)的，其主要轉(zhuǎn)運方式有四種，即單純擴散、易化擴散、主動轉(zhuǎn)運、入胞和出胞作用。

細(xì)胞膜的受體功能：受體是細(xì)胞識別和結(jié)合化學(xué)信息的特殊結(jié)構(gòu)，其本質(zhì)是蛋白質(zhì)。

二、常用抗凝血劑包括：

1.非腸道用藥抗凝血劑：如肝素；

2.香豆素抗凝血劑類：常用的有雙香豆素、華法令和新抗凝等，通過拮抗維生素K使肝臟合成凝血酶原及因子Ⅶ、Ⅸ和Ⅹ減少而抗凝；

3.抗血小板凝集藥物：如阿司匹林，對血小板環(huán)氧化酶有抑制作用；

4.蛇毒溶栓劑：如去纖酶、抗栓酶和清栓酶，可溶解已形成的血栓使血管再通，從而起到抗凝血作用。

肝素的作用機理

肝素在體內(nèi)、體外均有強大抗凝作用。與其帶大量負(fù)電荷有關(guān)，可使多種凝血因子滅活。這一作用依賴于抗凝血酶III（antithrombin

III，AT

III）。At

III是凝血酶及因子Ⅻα、Ⅺα、Ⅸα、Ⅹα等含絲氨酸的蛋白酶的抑制劑。它與凝血酶通過精氨酸-絲氨酸肽鍵相結(jié)合，形成At

III凝血酶復(fù)合物而使酶滅活，肝素可加速這一反應(yīng)達(dá)千倍以上。

實驗十一 血細(xì)胞的分化和不同類型血細(xì)胞的觀察

一、實驗?zāi)康?/p>

1、學(xué)習(xí)掌握人血涂片和染色的方法。

2、了解各種血細(xì)胞的形態(tài)特征。

二、實驗原理

瑞氏染色液主要染料由堿性美藍(lán)和酸性伊紅兩種成分組成, 它們與細(xì)胞內(nèi)的嗜酸性和嗜堿性的各種物質(zhì)既有物理的吸附作用，又有化學(xué)的親和作用, 各種細(xì)胞成分化學(xué)性質(zhì)不同，對各種染料的親和力也不一樣，因此使細(xì)胞呈現(xiàn)出不同的色彩.伊紅和美藍(lán)只能溶解在有機溶劑中，而滴在水中很快形成沉淀，所以染色液必須配成甲醇等有機溶液，臨用時加到水或緩沖液中，才能在一定的環(huán)境下離解成有色的陰離子伊紅和陽離子美藍(lán)，而與細(xì)胞中的不同物質(zhì)相親和被染色。如滴加到水中很快發(fā)生沉淀，容易形成沉渣。

甲醇兼溶劑和起固定細(xì)胞兩種作用。甲醇具有強大的脫水力，可將細(xì)胞固定在一定形態(tài)及增加細(xì)胞結(jié)構(gòu)的表面積，提高細(xì)胞對染料吸收作用，同時由于甲醇吸附染色液中的水，使染色液升溫，加速染色反應(yīng)。緩沖液作用：

染色對氫離子濃度是十分敏感的，據(jù)觀察pH值的改變，可使蛋白質(zhì)與染料形成的化合物重新離解。緩沖液須保持一定的pH使染色穩(wěn)定，PBS的pH 一般在6.8，偏堿性染料可與緩沖液中酸基起中和作用，偏酸性染料則與緩沖液中的堿基起中和作用，使pH恒定。緩沖液配制（pH6.4-6.8，弱酸性）。

A：紅細(xì)胞，B：嗜酸性粒細(xì)胞，C：單核細(xì)胞，D：中性粒細(xì)胞，E：嗜堿性粒細(xì)胞，F(xiàn)：淋巴細(xì)胞

三、實驗用品

顯微鏡、載玻片、采血針、75%酒精、消毒棉球、瑞氏染液、PBS、吸耳球。

四、實驗方法

1.消毒 先按摩取血部位，使血流通暢；再用酒精消毒取血部位（如無名指指尖、耳垂）。2.取血 待酒精干后，刺破皮膚，使血自然流出，或擠壓出血。取干凈載片，讓血滴在離載片一端中4～5毫米處，注意手指持握載片的邊緣，勿觸及其表面。不能使載片接觸取血部位的皮膚。必須兩人密切配合，抓緊時間，一人取血，另一人迅速推片。

3.推片 這步最重要，但又不易推均勻。以左手拿該片的兩端，迅速用右手取一塊邊緣光滑的載片做推片。將其一端置于血滴前方，向后移動到接觸血滴，使血液均勻分散在推片與載片的接觸處，成一直線。然后使推片與載片呈30°～40°角，輕輕移動，然后由前向后推為一均勻的薄片。涂片推好后，迅速在空氣中搖，使之自然干燥。

4.染色 將瑞氏染液(伊紅-亞甲基藍(lán))滴在血膜上，至染液淹沒全部血膜，染半分鐘。加等量蒸餾水(或緩沖液)與染液，加好后，立即用嘴將兩液吹勻。混合再染5分鐘。最后用蒸餾水把染液沖掉，用吸水紙吸干，自然干燥后，即可觀察。5.觀察

五、注意事項

1.染色時間與染液濃度,室溫高低,細(xì)胞多少有關(guān)。染液越淡,室溫越低, 細(xì)胞越多,所需染色時間越長或應(yīng)適當(dāng)增加染液量,因此染色時間應(yīng)視具體情況而定。特別是更換新染料時必須經(jīng)試染,摸索最佳染色條件。

2.染液不可過少,以防蒸發(fā)干燥染料沉著于血片上難沖洗干凈。沖洗時應(yīng)用流水將染液沖去,不能先倒掉染液,以免染料沉著于血片上。

3.判斷染液是否起到了染色的作用，可在沖洗染色液前觀察染液有無一層黃色的金屬光澤，如果沒有，則表示染色失敗。

4.如染色太淺，可按照原來步驟重染。

六、作業(yè)

1.繪制自制血涂片中的各種血細(xì)胞（至少一種白細(xì)胞）。2.用簡練的語言概括血液的主要成分和作用。

第四篇：細(xì)胞生物學(xué)

《細(xì)胞生物學(xué)》課程教學(xué)大綱

課程編號：231222

課程名稱：細(xì)胞生物學(xué) 總學(xué)時數(shù)：64 實驗學(xué)時：30

先修課及后續(xù)課：先修主要課程有:有機化學(xué)、生物化學(xué)、微生物學(xué)；后續(xù)課程有:基因工程、細(xì)胞工程、酶工程、生物制藥工藝學(xué)、免疫學(xué)。

一、說明部分

1．課程性質(zhì)

本課程屬于生物技術(shù)專業(yè)必修專業(yè)課，授課對象為該專業(yè)本科學(xué)生。

細(xì)胞生物學(xué)是研究細(xì)胞基礎(chǔ)生命活動規(guī)律的科學(xué)，它在不同層次上以研究細(xì)胞結(jié)構(gòu)與功能，細(xì)胞增殖、分化、衰老與凋亡，細(xì)胞信息傳遞，真核細(xì)胞基因表達(dá)與調(diào)控，細(xì)胞起源與進化等作為主要內(nèi)容。它是現(xiàn)代生命科學(xué)的重要基礎(chǔ)學(xué)科。

2．教學(xué)目標(biāo)及意義

通過學(xué)習(xí)本課程，了解細(xì)胞的基本知識和細(xì)胞生物學(xué)的研究方法,以真核細(xì)胞結(jié)構(gòu)、功能和生活史為主要內(nèi)容，強調(diào)細(xì)胞是生命活動的基本單位，突出生物膜，細(xì)胞信號轉(zhuǎn)導(dǎo)，細(xì)胞增殖調(diào)控，細(xì)胞分化、衰老與凋亡，腫瘤生物學(xué)等熱點問題，使學(xué)生通過本課程的學(xué)習(xí)，了解和掌握真核細(xì)胞的結(jié)構(gòu)與功能，并深入理解彼此之間的相關(guān)性和一致性，從顯微水平、超微水平和分子水平等三個層次認(rèn)識細(xì)胞生命活動的本質(zhì)和基本規(guī)律。通過本課程學(xué)習(xí)，為今后專業(yè)課的學(xué)習(xí)打下良好的基礎(chǔ)。

3．教學(xué)內(nèi)容及教學(xué)要求

教學(xué)內(nèi)容包括緒論、細(xì)胞的基本結(jié)構(gòu)與生物大分子、細(xì)胞膜及其表面結(jié)構(gòu)、細(xì)胞內(nèi)膜系統(tǒng)、細(xì)胞骨架系統(tǒng)、核糖體、線粒體、細(xì)胞核、細(xì)胞增生周期和生殖細(xì)胞的發(fā)生與受精、細(xì)胞基因組的結(jié)構(gòu)、復(fù)制與表達(dá)、細(xì)胞蛋白質(zhì)組、細(xì)胞信號系統(tǒng)、細(xì)胞的整體性、細(xì)胞的分化、衰老與死亡、生物工程原理及其醫(yī)學(xué)應(yīng)用。

在教學(xué)工作中，采用多媒體課件和國內(nèi)外最新的教學(xué)參考書、教案，靈活運用多種教學(xué)方法，因材施教，把發(fā)展學(xué)生“獨立學(xué)習(xí)、獨立思考、獨立判斷和獨立工作”的能力放在首位，努力調(diào)動學(xué)生的興趣和積極性，使學(xué)生在牢固掌握基礎(chǔ)知識和基本概念的同時，得到科學(xué)研究、科學(xué)思維和科學(xué)方法的良好訓(xùn)練，為其他專業(yè)基礎(chǔ)課和專業(yè)課的學(xué)習(xí)及日后的研究工作打下堅實的基礎(chǔ)。要求學(xué)生通過學(xué)習(xí)本課程掌握細(xì)胞分子生物學(xué)基礎(chǔ)內(nèi)容與概念。

4．教學(xué)重點、難點

1）生物膜的結(jié)構(gòu)功能：質(zhì)膜的結(jié)構(gòu)、物質(zhì)跨膜運輸、內(nèi)膜系統(tǒng)構(gòu)成的各類細(xì)胞器的結(jié)構(gòu)功能、蛋白質(zhì)的分選與定向轉(zhuǎn)運。

2）細(xì)胞的纖維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)：包括細(xì)胞連接、細(xì)胞粘附分子、細(xì)胞骨架、細(xì)胞外基質(zhì)的組成、功能、相互關(guān)系，在細(xì)胞分化、遷移、癌變等方面的意義。

3）細(xì)胞核、染色體、基因的結(jié)構(gòu)、功能及調(diào)控機制：鑒于本系《分子生物學(xué)》課程中已經(jīng)對基因調(diào)控有詳細(xì)的講解，本課程主要偏重于對細(xì)胞核結(jié)構(gòu)和細(xì)胞通訊的分子機理的講解。

4）細(xì)胞生活史：包括細(xì)胞周期及其調(diào)控機理、細(xì)胞的分化、衰老、程序化死亡及腫瘤細(xì)胞生物學(xué)。

5．教學(xué)方法及手段

采用多媒體雙語和網(wǎng)絡(luò)互動式教學(xué)為主，結(jié)合實驗教學(xué).6．教材及主要參考書 教材： 翟中和，《細(xì)胞生物學(xué)》（面向21世紀(jì)課程教材），高等教育出版社，2000 主要參考書：

th[1] Bruce Alberts et al.Molecular Biology of the Cell 4.Garland Science, 2002.th[2] Harvey Lodish et al.Molecular Cell Biology 4.W.H.Freeman and Company, 1999.rd[3] Gerald Karp.Cell and Molecular Biology: Concepts and Experiments 3.Wiley & Sons, 2002.[4] 陳詩書.醫(yī)學(xué)細(xì)胞與分子生物學(xué).上海醫(yī)科大學(xué)出版社, 1999.[5] 高文和.醫(yī)學(xué)細(xì)胞生物學(xué).天津大學(xué).社出版2000.[6] 郭葆玉.細(xì)胞分子生物學(xué)實驗操作指南.安徽科學(xué)技術(shù)出版社, 1998.[7] 韓貽仁.分子細(xì)胞生物學(xué).科學(xué)出版社, 2001.[8] 姜招峰等譯.全美經(jīng)典學(xué)習(xí)指導(dǎo)系列, 分子和細(xì)胞生物學(xué).科學(xué)出版社, 2002.[9] 凌詒萍.細(xì)胞生物學(xué).人民衛(wèi)生出版社, 2001.[10] 劉鼎新.細(xì)胞生物學(xué)研究方法與技術(shù)（第二版).北醫(yī)、協(xié)和醫(yī)大聯(lián)合出版社, 1997.[11] 羅深秋.醫(yī)用細(xì)胞生物學(xué).軍事醫(yī)學(xué)科學(xué)出版社, 1998.[12] 牛富文.醫(yī)用分子細(xì)胞生物學(xué).河南醫(yī)科大學(xué)出版社, 1997.[13] 隋森芳.膜分子生物學(xué).高等教育出版社, 2003.[14] 汪德耀.細(xì)胞生物學(xué)超微結(jié)構(gòu)圖譜.高等教育出版社, 1989.[15] 汪堃仁.細(xì)胞生物學(xué)（第二版).北京師范大學(xué)出版社, 1998.[16] 王金發(fā).細(xì)胞生物學(xué).科學(xué)出版社, 2003.[17] 辛華.細(xì)胞生物學(xué)實驗.科學(xué)出版社, 2001.[18] 楊漢民.細(xì)胞生物學(xué)實驗（第二版).高等教育出版社, 1997.[19] 印莉萍, 劉祥林.分子細(xì)胞生物學(xué)實驗技術(shù).首都師范大學(xué)出版社, 2001.[20] 余從年.醫(yī)學(xué)細(xì)胞生物學(xué)導(dǎo)論.科學(xué)出版社, 2000.[21] 翟中和.細(xì)胞生物學(xué).高等教育出版社, 1995.[22] 翟中和.細(xì)胞生物學(xué).高等教育出版社, 2000.[23] 翟中和.細(xì)胞生物學(xué)動態(tài).第二卷.北京師范大學(xué)出版社, 1998.[24] 翟中和.細(xì)胞生物學(xué)動態(tài)-第三卷.北京師范大學(xué)出版社, 1999.[25] 翟中和.細(xì)胞生物學(xué)動態(tài)-第一卷.北京師范大學(xué)出版社, 1997.[26] 趙剛,劉建中.醫(yī)學(xué)細(xì)胞生物學(xué)實驗與習(xí)題.科學(xué)出版社, 2002.[27] 鄭國锠.細(xì)胞生物學(xué)（第二版).編著.高等教育出版社, 1992.[28] 周建明.醫(yī)學(xué)細(xì)胞與分子生物學(xué).上海醫(yī)科大學(xué)出版社, 1997.[29] 章靜波.細(xì)胞生物學(xué)實用方法與技術(shù).北醫(yī)、協(xié)和醫(yī)大出版社, 1995.[30] 左及.醫(yī)學(xué)細(xì)胞生物學(xué).上海醫(yī)科大學(xué)出版社, 1999.７.其它

二、正文部分

第一章 緒論

一、教學(xué)要求

掌握細(xì)胞學(xué)與細(xì)胞生物學(xué)發(fā)展的歷史，細(xì)胞學(xué)說的建立及其所起的承前啟后的重要作用。細(xì)胞學(xué)與細(xì)胞生物學(xué)發(fā)展的歷史大致可以劃分為以下幾個階段：（1）細(xì)胞的發(fā)現(xiàn)；（2）細(xì)胞學(xué)說的建立；（3）細(xì)胞學(xué)的經(jīng)典時期；（4）實驗細(xì)胞學(xué)時期；（5）細(xì)胞生物學(xué)學(xué)科的形成與發(fā)展。分析了細(xì)胞生物學(xué)學(xué)科形成的基礎(chǔ)與條件。當(dāng)前細(xì)胞生物學(xué)主要發(fā)展方向是細(xì)胞分子生物學(xué)，它是以細(xì)胞作為一切有機體進行生命活動的基本單位這一概念為出發(fā)點，在各層次上（主要在分子水平上）研究細(xì)胞生命活動基本規(guī)律的學(xué)科。細(xì)胞生物學(xué)是研究細(xì)胞生命活動基本規(guī)律的學(xué)科，它是現(xiàn)代生命科學(xué)的基礎(chǔ)學(xué)科之一。

熱點問題：（1）細(xì)胞核、染色體以及基因表達(dá)的研究；（2）生物膜與細(xì)胞器的研究；（3）細(xì)胞骨架體系的研究；（4）細(xì)胞增殖及其調(diào)控；（5）細(xì)胞分化及其調(diào)控；（6）細(xì)胞的衰老與程序性死亡（凋亡）；（7）細(xì)胞的起源與進化；（8）細(xì)胞工程。

二 教學(xué)內(nèi)容

第一節(jié) 細(xì)胞生物學(xué)研究的內(nèi)容與現(xiàn)狀 知識要點：

1、細(xì)胞生物學(xué)是現(xiàn)代生命科學(xué)的重要基礎(chǔ)學(xué)科

2、細(xì)胞生物學(xué)的重要研究內(nèi)容

3、當(dāng)前細(xì)胞生物學(xué)研究的總趨勢與重點領(lǐng)域 第二節(jié) 細(xì)胞學(xué)與細(xì)胞生物學(xué)發(fā)展簡史 知識要點：

1、細(xì)胞的發(fā)現(xiàn)

2、細(xì)胞學(xué)說的建立及其意義

3、細(xì)胞學(xué)的經(jīng)典時期

4、實驗細(xì)胞學(xué)與細(xì)胞學(xué)的分支及其發(fā)展

5、細(xì)胞生物學(xué)學(xué)科的形成與發(fā)展

6、細(xì)胞生物學(xué)的主要學(xué)術(shù)組織、學(xué)術(shù)刊物與教科書

三、本章學(xué)時數(shù) 2學(xué)時

第二章 細(xì)胞基本知識概要

一、教學(xué)要求

掌握真核細(xì)胞、原核細(xì)胞的結(jié)構(gòu)特征及進化上的關(guān)系；病毒與宿主細(xì)胞相互作用的分子機制；細(xì)胞生命活動的基本含義。原核細(xì)胞的兩個重要代表：細(xì)菌與藍(lán)藻。真核細(xì)胞的可能祖先：古細(xì)菌的結(jié)構(gòu)和遺傳學(xué)特征。動植物細(xì)胞在結(jié)構(gòu)上的差異。真核細(xì)胞的結(jié)構(gòu)可以概括為三大體系：（1）生物膜體系以及以生物膜為基礎(chǔ)構(gòu)建的各種獨立的細(xì)胞器；（2）遺傳信息表達(dá)的結(jié)構(gòu)體系；（3）細(xì)胞骨架體系。

二 教學(xué)內(nèi)容

第一節(jié) 細(xì)胞的基本概念 知識要點：

1、細(xì)胞是生命活動的基本單位

2、細(xì)胞概念的一些新思考

3、細(xì)胞的基本共性

第二節(jié) 非細(xì)胞形態(tài)的生命體——病毒及其與細(xì)胞的關(guān)系 知識要點：

1、病毒的基本知識

2、病毒在細(xì)胞內(nèi)的增殖（復(fù)制）

3、病毒與細(xì)胞在起源和進化中的關(guān)系 第三節(jié) 原核細(xì)胞與古核細(xì)胞 知識要點：

1、最小、最簡單的細(xì)胞——支原體

2、原核細(xì)胞的兩個代表——細(xì)菌和藍(lán)藻

3、原核細(xì)胞與真核細(xì)胞的比較

4、古核細(xì)胞（古細(xì)菌）

第四節(jié) 真核細(xì)胞基本知識概要 知識要點：

1、真核細(xì)胞的基本結(jié)構(gòu)體系

2、細(xì)胞的大小及其分析

3、細(xì)胞形態(tài)結(jié)構(gòu)與功能的關(guān)系

4、植物細(xì)胞與動物細(xì)胞的比較

三、本章學(xué)時數(shù) 4學(xué)時

第三章 細(xì)胞生物學(xué)研究方法（自學(xué)）

一、教學(xué)要求：

了解和掌握細(xì)胞生物學(xué)研究領(lǐng)域所使用的實驗技術(shù)的基本原理和應(yīng)用。

1．顯微鏡技術(shù)（1）光學(xué)顯微鏡技術(shù)：普通復(fù)式顯微鏡技術(shù)，熒光顯微鏡技術(shù)與現(xiàn)代圖像處理技術(shù)，激光共焦點掃描顯微鏡技術(shù)，相差和微分干涉顯微鏡技術(shù)，錄像增差顯微鏡技術(shù)。（2）電子顯微鏡技術(shù)：原理與基本知識，樣品制備技術(shù)，掃描電鏡技術(shù)，冷凍蝕刻技術(shù)。（3）掃描隧道顯微鏡技術(shù)：特點與優(yōu)越性。2．細(xì)胞組分的分析方法。（1）超速離心技術(shù)。（2）細(xì)胞內(nèi)大分子的顯示方法。（3）細(xì)胞內(nèi)特異蛋白抗原和核酸序列的定位與定性：免疫熒光技術(shù)，免疫電鏡技術(shù)和原位雜交技術(shù)。（4）細(xì)胞內(nèi)生物大分子的合成動態(tài)：同位素標(biāo)記技術(shù)結(jié)合放射自顯影。（5）定量細(xì)胞化學(xué)分析技術(shù)：顯微分光光度測定技術(shù)，流式細(xì)胞儀技術(shù)。

3．細(xì)胞培養(yǎng)技術(shù)，細(xì)胞融合與細(xì)胞雜交技術(shù)，單克隆抗體技術(shù)，細(xì)胞拆合與顯微操作技術(shù)。4．分子生物學(xué)技術(shù)。

二 教學(xué)內(nèi)容

第一節(jié) 細(xì)胞形態(tài)結(jié)構(gòu)的觀察方法

1、掌握并理解光學(xué)顯微鏡技術(shù)

2、掌握并理解電子顯微鏡技術(shù)

3、了解掃描隧道顯微鏡

第二節(jié) 細(xì)胞組分的分析方法

1、理解用超速離心技術(shù)分離細(xì)胞器與生物大分子及其復(fù)合物

2、了解細(xì)胞內(nèi)核酸、蛋白質(zhì)、酶、糖類與脂質(zhì)等的顯示方法

3、理解并掌握特異蛋白抗原的定位與定性

4、了解細(xì)胞內(nèi)特異核酸序列的定位與定性

5、理解并掌握利用放射性標(biāo)記技術(shù)研究生物大分子在細(xì)胞內(nèi)的合成動態(tài)

6、了解定量細(xì)胞化學(xué)分析技術(shù)

第三節(jié) 細(xì)胞培養(yǎng)、細(xì)胞工程與顯微操作技術(shù)

1、掌握細(xì)胞培養(yǎng)類型和方法

2、掌握細(xì)胞工程的主要成就

三、本章學(xué)時數(shù) 自學(xué)

第四章 細(xì)胞膜與細(xì)胞表面

一、教學(xué)要求：

掌握生物膜的結(jié)構(gòu)模型、組成與功能等基本知識。膜蛋白。

細(xì)胞膜與細(xì)胞表面特化結(jié)構(gòu)：細(xì)胞質(zhì)膜的結(jié)構(gòu)模型，組成成分，生理生化基本特性，膜的主要生物功能，以及膜骨架的結(jié)構(gòu)與功能。

細(xì)胞社會學(xué)。細(xì)胞間連接的基本概念：封閉連接、錨定連接和通訊連接的組織分布、結(jié)構(gòu)特征及其功能機制。細(xì)胞表面粘著分子的類型及其細(xì)胞間的相互作用。細(xì)胞外被和胞外基質(zhì)的生化組成及其參與的生命活動。植物細(xì)胞細(xì)胞壁的組成與生理功能。

二 教學(xué)內(nèi)容

第一節(jié) 細(xì)胞膜與細(xì)胞表面特化結(jié)構(gòu) 知識要點：

1、細(xì)胞膜的結(jié)構(gòu)模型

2、膜脂的種類

3、膜蛋白種類及跨膜方式

4、膜的流動性

5、膜的不對稱性

6、細(xì)胞膜的功能

7、骨架與細(xì)胞表面的特化結(jié)構(gòu) 第二節(jié) 細(xì)胞連接 知識要點：

1、封閉連接功能與作用

2、錨定連接類型與作用

3、通訊連接種類與功能

4、細(xì)胞表面的粘著因子

第三節(jié) 細(xì)胞外被與細(xì)胞外基質(zhì) 知識要點：

1、膠原合成動態(tài)與功能

2、糖胺聚糖與蛋白聚糖的功能

3、層粘連蛋白和纖連蛋白的功能

4、彈性蛋白的作用

5、植物細(xì)胞壁組成成分與功能

三、本章學(xué)時數(shù) 6學(xué)時

第五章 物質(zhì)的跨膜運輸與信號傳遞

一教學(xué)要求：

掌握物質(zhì)跨膜運輸與信號傳遞的不同方式和生物學(xué)意義，以及參與運輸活動的蛋白分子之間相互作用的模式。

物質(zhì)跨膜運輸?shù)娜N主要方式，及其各自的運輸方向、跨膜動力、能量消耗等特征。

（1）被動運輸：包括簡單擴散和載體介導(dǎo)的協(xié)助擴散；負(fù)責(zé)物質(zhì)跨膜轉(zhuǎn)運的兩類蛋白： 載體蛋白和通道蛋白，各自的結(jié)構(gòu)與功能特點。

+++（2）主動運輸：由ATP直接提供能量（Na-K泵，Ca泵和質(zhì)子泵），由ATP間接提供能量（協(xié)同運輸）以及光能驅(qū)動三種基本類型；細(xì)胞膜電位的產(chǎn)生機理及生物學(xué)意義。

（3）胞吞作用與胞吐作用。兩類胞吞作用：胞飲作用和吞噬作用的過程及異同；兩類胞吐作用：組成型外排與調(diào)節(jié)型外排的過程及異同；膜融合與膜泡運輸?shù)幕具^程模式。

細(xì)胞通訊的基本概念和基本作用方式，細(xì)胞識別和細(xì)胞信號通路的基本概念，細(xì)胞信號分子的分類，第二信使與分子開關(guān)的概念與生理功能。細(xì)胞受體的分類：細(xì)胞內(nèi)受體和細(xì)胞表面受體。細(xì)胞內(nèi)受體的成分、結(jié)構(gòu)組成及作用機理；細(xì)胞表面受體三大家族：離子通道偶聯(lián)的受體、G-蛋白偶聯(lián)的受體和與酶連接的受體各自參與的信號通路一般特征。

二 教學(xué)內(nèi)容

第一節(jié) 物質(zhì)的跨膜運輸 知識要點：

1、被動運輸特點

2、主動運輸類型及其與被動運輸?shù)牟町?/p>

3、胞吞作用與胞吐作用概念、過程和特點 第二節(jié) 細(xì)胞通信與信號傳遞 知識要點：

1、細(xì)胞通信與細(xì)胞識別

2、通過細(xì)胞內(nèi)受體介導(dǎo)的信號傳遞

3、通過細(xì)胞表面受體介導(dǎo)的信號跨膜傳遞

4、由細(xì)胞表面整連蛋白介導(dǎo)的信號傳遞

5、細(xì)胞信號傳遞的基本特征與蛋白激酶的網(wǎng)絡(luò)整合信息

三、本章學(xué)時數(shù) 6學(xué)時

第六章 細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)與細(xì)胞內(nèi)膜系統(tǒng) 一教學(xué)要求：

掌握細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)的組成、特點與主要功能，細(xì)胞內(nèi)膜系統(tǒng)的組成、動態(tài)結(jié)構(gòu)特征與功能。內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的形態(tài)結(jié)構(gòu)與兩種基本類型：粗面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)和光面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的成分與結(jié)構(gòu)特征，分別參與的重大生命活動。

高爾基體的標(biāo)志反應(yīng)、結(jié)構(gòu)特征及其主要功能，有關(guān)高爾基體發(fā)生的幾個問題。溶酶體與過氧化物酶體的異同比較：組成成分、膜結(jié)構(gòu)特征、生理功能及發(fā)生過程。分泌蛋白合成的模型：信號假說。

細(xì)胞內(nèi)蛋白質(zhì)分選的基本途徑（共轉(zhuǎn)移與后轉(zhuǎn)移）與四種基本類型。

參與膜泡運輸?shù)娜N小泡類型：(1)網(wǎng)格蛋白有被小泡，(2)COPⅡ有被小泡和(3)COPⅡ有被小泡，及各自作用機制。

細(xì)胞結(jié)構(gòu)體系的不同裝配方式及裝配的生物學(xué)意義。細(xì)胞結(jié)構(gòu)和生物大分子分布的不對稱性。

二、教學(xué)內(nèi)容 第一節(jié) 細(xì)胞質(zhì)基質(zhì) 知識要點：

1、細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)的涵義

2、細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)的功能

3、細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)與胞質(zhì)溶膠概念 第二節(jié) 內(nèi)質(zhì)網(wǎng) 知識要點：

1、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的兩種基本類型

2、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的功能

3、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)與基因表達(dá)的調(diào)控 第三節(jié) 高爾基復(fù)合體 知識要點：

1、高爾基體的形態(tài)結(jié)構(gòu)和高爾基體的極性特征

2、高爾基體的功能以及它和內(nèi)質(zhì)網(wǎng)在功能上關(guān)系

3、高爾基體與細(xì)胞內(nèi)的膜泡運輸

4、內(nèi)膜系統(tǒng)在結(jié)構(gòu)、功能上的相互關(guān)系 第四節(jié) 溶酶體與過氧化物酶體 知識要點：

1、溶酶體的結(jié)構(gòu)類型

2、溶酶體的功能

3、溶酶體的發(fā)生

4、溶酶體與疾病

5、溶酶體與過氧化物酶體的差異以及后者的功能發(fā)生 第五節(jié) 細(xì)胞內(nèi)蛋白質(zhì)的分選與細(xì)胞結(jié)構(gòu)的裝配 知識要點：

1、信號假說與蛋白質(zhì)分選信號

2、蛋白質(zhì)分選的基本途徑與類型

3、膜泡運輸類型和特點

4、細(xì)胞結(jié)構(gòu)體系的裝配

三、本章學(xué)時數(shù)

8學(xué)時

第七章 細(xì)胞的能量轉(zhuǎn)換----線粒體和葉綠體

一、教學(xué)要求：

掌握真核細(xì)胞內(nèi)兩種重要的產(chǎn)能細(xì)胞器——線粒體和葉綠體的基本結(jié)構(gòu)特征與功能機制。線粒體的形態(tài)結(jié)構(gòu)，生化特征，相關(guān)疾病及其主要功能：氧化磷酸化的分子基礎(chǔ)、偶聯(lián)機制（化學(xué)滲透假說）和ATP合成酶的作用機制（結(jié)合變化機制）。葉綠體的形態(tài)結(jié)構(gòu)，化學(xué)組成及其主要功能：光合作用的反應(yīng)過程（光反應(yīng)和暗反應(yīng)）。線粒體和葉綠體遺傳特性（半自主性細(xì)胞器），蛋白質(zhì)的合成、運送和裝配，增殖方式，線粒體及葉綠體的起源。

二、教學(xué)內(nèi)容

第一節(jié) 線粒體與氧化磷酸化 知識要點：

1、線粒體的形態(tài)結(jié)構(gòu)

2、線粒體的化學(xué)組成及酶的定位

3、線粒體的功能

4、線粒體與疾病

第二節(jié) 葉綠體與光合作用 知識要點：

1、葉綠體的形態(tài)、大小和數(shù)目

2、葉綠體的結(jié)構(gòu)和化學(xué)組成

3、葉綠體的主要功能——光合作用

第三節(jié) 線粒體和葉綠體是半自主性細(xì)胞器 知識要點：

1、線粒體和葉綠體的DNA

2、線粒體和葉綠體的蛋白質(zhì)合成

3、線粒體和葉綠體蛋白質(zhì)的運送與裝配 第四節(jié) 線粒體和葉綠體的增殖與起源 知識要點：

1、線粒體和葉綠體的增殖

2、線粒體和葉綠體的起源

三、本章學(xué)時數(shù) 6學(xué)時

第八章 細(xì)胞核與染色體

一教學(xué)要求：

掌握細(xì)胞核的結(jié)構(gòu)組成及其生理功能。核被膜的組成，周期性解體與重建。核孔復(fù)合體的結(jié)構(gòu)模型（核質(zhì)面與胞質(zhì)面的不對稱性分布）與功能（雙向選擇性親水通道）。蛋白通過核孔復(fù)合體的主動運輸（NLS與NES）。

染色質(zhì)的概念；染色質(zhì)蛋白質(zhì)——組蛋白與非組蛋白的分類、功能和結(jié)構(gòu)模式；

染色質(zhì)基本結(jié)構(gòu)單位——核小體的結(jié)構(gòu)特征；染色質(zhì)包裝的兩種結(jié)構(gòu)模型：多級螺旋模型和放射環(huán)結(jié)構(gòu)模型；常染色質(zhì)與異染色質(zhì)的定義與劃分。

染色體的概念；中期染色體的形態(tài)分類和各部分主要結(jié)構(gòu)；染色體DNA的三種功能元件：DNA復(fù)制起點、著絲粒和端粒的特征和功能；核型的涵義與染色體顯帶技術(shù)；特殊發(fā)育階段的兩類巨大染色體：多線染色體和燈刷染色體的超微結(jié)構(gòu)與基因轉(zhuǎn)錄活性。核仁的超微結(jié)構(gòu)：纖維中心（FC）、致密纖維組分（DFC）和顆粒組分（GC）各自的特征；核仁的主要功能：核糖體的生物發(fā)生（包括rRNA的合成、加工和核糖體亞單位的裝配）；核仁的周期（包括rDNA轉(zhuǎn)錄以及細(xì)胞周期依賴性）。活性染色質(zhì)與非活性染色質(zhì)的結(jié)構(gòu)與基因轉(zhuǎn)錄特征。

核基質(zhì)與核體的基本概念。核基質(zhì)與DNA復(fù)制、基因表達(dá)和染色體包裝與構(gòu)建相關(guān)；而在細(xì)胞的各種事件中，核體可能代表不同核組分的分子貨倉。

二、教學(xué)內(nèi)容

第一節(jié) 核被膜與核孔復(fù)合體 知識要點：

1、核被膜形態(tài)結(jié)構(gòu)

2、核孔復(fù)合體功能 第二節(jié) 染色質(zhì) 知識要點：

1、染色質(zhì)的概念及化學(xué)組成

2、染色質(zhì)的基本結(jié)構(gòu)單位——核小體

3、染色質(zhì)包裝的結(jié)構(gòu)模型

4、常染色質(zhì)和異染色質(zhì) 第三節(jié) 染色體 知識要點：

1、中期染色體的形態(tài)結(jié)構(gòu)

2、染色體DNA的三種功能元件

3、核型與染色體顯帶

4、巨大染色體的形成原因和作用 第四節(jié) 核仁 知識要點：

1、核仁的超微結(jié)構(gòu)

2、核仁的功能

3、核仁的周期

第五節(jié) 染色質(zhì)的結(jié)構(gòu)和基因轉(zhuǎn)錄 知識要點：

1、活性染色質(zhì)的主要特征

2、染色質(zhì)結(jié)構(gòu)與基因轉(zhuǎn)錄 第六節(jié) 核基質(zhì)與核體（自學(xué)）知識要點：

1、核基質(zhì)

2、核體

三、本章學(xué)時數(shù) 8學(xué)時

第九章 核糖體

一、教學(xué)要求：

核糖體的結(jié)構(gòu)特征和功能。蛋白質(zhì)的生物合成和多聚核糖體的概念。

兩種基本類型的核糖體：70S的核糖體，主要存在于原核細(xì)胞中；80S核糖體，存在于所有真核細(xì)胞中（線粒體和葉綠體除外）。

核糖體的組裝是一個自我裝配的過程。研究表明，不同細(xì)胞中的核糖體可能來源于一個共同的祖先，在進化上是非常保守的。

生命是自我復(fù)制的體系，在生命起源的早期演化階段，早期的生命分子應(yīng)是既具有信息載體功能又具有酶的催化功能，因此，RNA可能是生命起源中最早的生物大分子。

二、教學(xué)內(nèi)容

第一節(jié) 核糖體的類型與結(jié)構(gòu) 知識要點：

1、核糖體的基本類型與成分

2、核糖體的結(jié)構(gòu)

3、核糖體蛋白質(zhì)與rRNA的功能 第二節(jié) 多聚核糖體與蛋白質(zhì)的合成 知識要點：

1、多聚核糖體

2、蛋白質(zhì)的合成（略）

3、RNA在生命起源中的地位

三、本章學(xué)時數(shù) 4學(xué)時

第十章 細(xì)胞骨架

一、教學(xué)要求：

掌握各種細(xì)胞骨架的動態(tài)結(jié)構(gòu)和功能特征。

細(xì)胞骨架的廣義涵義（包括細(xì)胞質(zhì)骨架、細(xì)胞核骨架、細(xì)胞膜骨架和細(xì)胞外基質(zhì)）和狹義涵義（僅指細(xì)胞質(zhì)骨架）。

細(xì)胞質(zhì)骨架三大成分：微絲，微管與中間纖維。微絲的結(jié)構(gòu)成分（G-actin），裝配（極性），結(jié)合蛋白（myosin，Tm，Tn等），微絲性細(xì)胞骨架的功能（參與肌肉收縮、變形運動、胞質(zhì)分裂等活動）。微管的結(jié)構(gòu)成分（α和?微管蛋白），裝配（微管組織中心）。微管相關(guān)蛋白（MAP，tau等）與細(xì)胞內(nèi)微管網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。kinesin和dynein與細(xì)胞內(nèi)膜泡運輸，蛋白質(zhì)分選。微管功能（參與細(xì)胞形態(tài)的維持、細(xì)胞運輸、運動和細(xì)胞分裂）。中間纖維的成分（組織特異性分布），裝配特性，中間纖維結(jié)合蛋白（IFAP），中間纖維的推測功能。

二、教學(xué)內(nèi)容

第一節(jié) 細(xì)胞質(zhì)骨架 知識要點：

1、微絲裝配動態(tài)性和微絲結(jié)合蛋白類型與作用

2、微絲功能與細(xì)胞運動間的關(guān)系

3、肌肉收縮的分子機制

4、微管裝配動態(tài)性和微管結(jié)合蛋白、馬達(dá)蛋白

5、微管的功能和微管與細(xì)胞、細(xì)胞器運動、定位間關(guān)系知識點

六、掌握中間纖維結(jié)構(gòu)，了解中間纖維功能

第二節(jié) 細(xì)胞核骨架 知識要點：

1、核基質(zhì)的概念

2、染色體支架

3、核纖層的主要功能

三、本章學(xué)時數(shù) 6學(xué)時

第十一章 細(xì)胞增殖及其調(diào)控

一教學(xué)要求：

掌握細(xì)胞周期的動態(tài)過程及其調(diào)控的分子機制。細(xì)胞分裂與細(xì)胞分化、細(xì)胞衰老的關(guān)系。細(xì)胞周期的定義，四個時期（G1期、S期、G2期和M期）的特點及其主要事件。了解細(xì)胞周期長短的測定方法和細(xì)胞周期同步化的方法。

有絲分裂的過程，6個時期（人為地劃分為前期、前中期、中期、后期、末期和胞質(zhì)分裂等幾個時期）中一系列有序的變化，與有絲分裂直接相關(guān)的亞細(xì)胞結(jié)構(gòu)（中心體、動粒與著絲粒、紡錘體），以及染色體運動的動力機制。

減數(shù)分裂的主要特點，過程，以及減數(shù)分裂相關(guān)的特殊結(jié)構(gòu)變化情況。細(xì)胞周期調(diào)控系統(tǒng)及其主要作用。細(xì)胞周期蛋白（cyclin）、周期蛋白依賴性激酶（CDK）的結(jié)構(gòu)特點、相互作用及功能，細(xì)胞周期檢驗點的定義。

細(xì)胞周期的調(diào)控（運轉(zhuǎn)與阻遏）機理與過程。細(xì)胞周期運行過程中蛋白質(zhì)與蛋白質(zhì)之間的相互作用，蛋白質(zhì)網(wǎng)絡(luò)調(diào)控。

二、教學(xué)內(nèi)容

第一節(jié) 細(xì)胞周期與細(xì)胞分裂 知識要點：

1、細(xì)胞周期概念和周期時相事件

2、細(xì)胞周期同步化的方法原理

3、有絲分裂各時期的主要事件和特征

4、減數(shù)分裂過程以及減數(shù)分裂意義 第二節(jié)細(xì)胞周期調(diào)控 知識要點：

1、MPF的發(fā)現(xiàn)及其作用

cdc22、P34激酶的發(fā)現(xiàn)及其與MPF的關(guān)系

3、周期蛋白的作用

4、CDK激酶和CDK激酶抑制物

5、細(xì)胞周期如何正常有序的運轉(zhuǎn)及調(diào)控

6、其他內(nèi)在和外在因素在細(xì)胞周期調(diào)控中的作用

三、本章學(xué)時數(shù) 6學(xué)時

第十二章 細(xì)胞分化與基因表達(dá)調(diào)控

一教學(xué)要求：

掌握基因差異表達(dá)與細(xì)胞分化，腫瘤的發(fā)生機制，以及真核細(xì)胞基因表達(dá)的調(diào)控過程。細(xì)胞分化的基本概念（管家基因，組織特異性基因）和實質(zhì)，影響和調(diào)節(jié)因素，及與發(fā)育過程的關(guān)系。

癌細(xì)胞的基本特征，癌基因與抑癌基因，腫瘤發(fā)生的起因與過程。

真核細(xì)胞基因表達(dá)的三個彼此相對獨立的調(diào)控水平：轉(zhuǎn)錄水平的調(diào)控；加工水平的調(diào)控；翻譯水平的調(diào)控。各調(diào)控系統(tǒng)的特征及生物學(xué)作用。

二、教學(xué)內(nèi)容 第一節(jié)細(xì)胞分化 知識要點：

1、細(xì)胞分化的基本概念以及去分化和再生

2、影響細(xì)胞分化的因素

3、細(xì)胞全能性、干細(xì)胞

4、細(xì)胞分化和胚胎發(fā)育 第二節(jié) 癌細(xì)胞 知識要點：

1、癌細(xì)胞的基本特征

2、癌基因與抑癌基因和癌癥的關(guān)系

3、腫瘤的發(fā)生是基因突變逐漸積累的結(jié)果

4、癌癥的治療途徑

第三節(jié) 真核細(xì)胞基因表達(dá)的調(diào)控 知識要點：

1、轉(zhuǎn)錄水平的調(diào)控

2、加工水平的調(diào)控

3、翻譯水平調(diào)控

三、本章學(xué)時數(shù) 4學(xué)時

第十三章 細(xì)胞衰老與凋亡

一教學(xué)要求：

了解和掌握細(xì)胞衰老和凋亡過程的基本概念，生物學(xué)特征和可能分子機制。細(xì)胞衰老的認(rèn)識（Hayflick界限），細(xì)胞衰老的表征和細(xì)胞結(jié)構(gòu)變化，以及細(xì)胞衰老分子機制的多種理論。

細(xì)胞凋亡的生物學(xué)意義，凋亡過程中細(xì)胞形態(tài)結(jié)構(gòu)的變化和檢測細(xì)胞凋亡的方法。誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡的因子（物理性因子，化學(xué)及生物因子），細(xì)胞凋亡分子機制的初步研究，以及細(xì)胞衰老與凋亡的相互關(guān)系研究進展。

二、教學(xué)內(nèi)容 第一節(jié) 細(xì)胞衰老 知識要點：

1、早期細(xì)胞衰老研究情況

2、Hayflick界限

3、細(xì)胞在體內(nèi)條件下的衰老

4、衰老細(xì)胞結(jié)構(gòu)的變化

5、細(xì)胞衰老的分子機制 第二節(jié)細(xì)胞凋亡 知識要點：

1、細(xì)胞凋亡的概念及其生物學(xué)意義

2、細(xì)胞凋亡的形態(tài)學(xué)和生物化學(xué)特征

3、細(xì)胞凋亡的分子機制及主要凋亡通路

4、植物細(xì)胞的凋亡

5、細(xì)胞凋亡與衰老間的關(guān)系

三、本章學(xué)時數(shù) 4學(xué)時

教研室：生物技術(shù)

執(zhí)筆人：李蕤

系主任審核簽名：

第五篇：細(xì)胞生物學(xué)考試

lipid raft（脂 筏）是 質(zhì) 膜 上 富 含 膽 固 醇 和 鞘 磷 脂的微結(jié)構(gòu)域。脂筏就像一個蛋白質(zhì)停泊的平臺，與膜的信號轉(zhuǎn)導(dǎo)、蛋白質(zhì)分選均有密切的 關(guān)系。2 cell recognition 細(xì) 胞 識 別 ：是 指 細(xì) 胞 間 相 互 的辨認(rèn)和鑒別，以及對自己和異己物質(zhì)分子認(rèn) 識的現(xiàn)象。細(xì)胞識別具有種屬，組織，細(xì)胞特 異 性。三 種 識 別 系 統(tǒng) ； 抗 原-抗 體 的 識 別，酶 與 底物的識別，細(xì)胞間的識別。3 liposome（脂 質(zhì) 體）是 根 據(jù) 磷 脂 分 子 在 水 相 中形成穩(wěn)定的脂雙層膜的趨勢而制備的一種人 工膜。4 cotransport（協(xié) 同 運 輸）由 Na+-K+ 泵（或 H+-泵）與 載 體 蛋 白 協(xié) 同 作 用，靠 間 接 消 耗 ATP 所完成的主動運輸方式 5 Hayflick 界 限 ： 細(xì) 胞，至 少 是 培 養(yǎng) 的 細(xì) 胞，不是不死的，而是有一定的壽命；它們的增殖 能力不是無限的，而是有一定的界限。6 pluripotent cell 多 能 細(xì) 胞 : 全 能 細(xì) 胞 在 分 化 潛能上出現(xiàn)一定的局限性，在后期的發(fā)育中進 一步局限其分化的潛能并演變?yōu)橐欢ǚ秶鷥?nèi)的 多種表型能力，這種細(xì)胞稱。。pluripotent stem cell（多 能 干 細(xì) 胞）指 那 些 分 化潛能很寬，可分化為多種單能干細(xì)胞的原始 細(xì)胞。7 yeast artificia l chromosome(酵 母 人 工 染 色 體)1983A.w.Murray 等 利 用 分 子 生 物 學(xué) 技 術(shù) 克隆真核細(xì)胞染色體，首次成功構(gòu)建了包括復(fù) 制 起 點，著 絲 粒，端 粒 和 外 源 性 DNA 的 酵 母 人 工染色體，用于轉(zhuǎn)基因研究和構(gòu)建基因文庫，具有插入片段大、獨立復(fù)制等優(yōu)點。8 embryonic induction(胚 胎 誘 導(dǎo))動 物 在 一 定的胚胎發(fā)育時期, 一部分細(xì)胞影響相鄰細(xì)胞 使其向一定方向分化的作用稱為胚胎誘導(dǎo)，或 稱為分化誘導(dǎo)。9 mass culture（群 體 培 養(yǎng)）：將含有一定數(shù)量 細(xì)胞的懸液置于培養(yǎng)瓶中，讓細(xì)胞貼壁生長，匯合后形成均勻的單細(xì)胞層； 10.micromannipulation technique（顯 微 操 作技術(shù)）：是 在 倒 置 顯 微 鏡 下，利 用 顯 微 操 作 器，進行細(xì)胞或早期胚胎操作的一種方法。填 空 題 ：1 動 物 細(xì) 胞 通 過 連 接 方 式 間 隙 連 接，化 學(xué)突觸 2 外排方式組成型，分泌型 3 細(xì)胞膜 的兩大特性：流動性，不對稱性 4 過氧化物酶 的 標(biāo) 志 酶 是 過 氧 化 氫 酶.5 按 細(xì) 胞 壽 命 情 況 將 組成人體的細(xì)胞分為穩(wěn)定組織細(xì)胞，恒久組織 細(xì)胞，可更新組織細(xì)胞，可耗盡組織細(xì)胞。6 冰凍蝕刻 一題、說明常用細(xì)胞周期同步化方法的原理、優(yōu)缺點：細(xì)胞同步化分為自然同步化和人工同 步化。常用的細(xì)胞人工同步化的方法：選擇同 步化，誘導(dǎo)同步化，兩者的結(jié)合選擇同步化。選擇同步化：用物理方法將處于細(xì)胞周期中