緒論

Introduction第一節(jié)細(xì)胞生物學(xué)概述一．細(xì)胞生物學(xué)的概念與研究?jī)?nèi)容（1）細(xì)胞生物學(xué)的概念細(xì)胞生物學(xué)（cellbiology）：是從細(xì)胞的顯微、亞顯微和分子三個(gè)水平對(duì)細(xì)胞的各種生命活動(dòng)開(kāi)展研究的學(xué)科。（2）細(xì)胞生物學(xué)的研究?jī)?nèi)容：研究對(duì)象：以細(xì)胞為研究對(duì)象，把細(xì)胞的結(jié)構(gòu)和功能結(jié)合起來(lái)，關(guān)注細(xì)胞間的相互關(guān)系，了解生物體的生長(zhǎng)、發(fā)育、分化、繁殖、運(yùn)動(dòng)、遺傳、變異、衰老、死亡等基本生命現(xiàn)象的機(jī)制和規(guī)律。細(xì)胞生物學(xué)發(fā)展的幾個(gè)主要階段與發(fā)展趨勢(shì)細(xì)胞的發(fā)現(xiàn)與細(xì)胞學(xué)說(shuō)的創(chuàng)立細(xì)胞的發(fā)現(xiàn)1665年-英國(guó)-物理學(xué)家RobertHooke（胡克）-軟木（櫟樹(shù)皮）-細(xì)胞（cell）事實(shí)上真正首先發(fā)現(xiàn)活細(xì)胞的，還是荷蘭生物學(xué)家雷文霍克（列文虎克）細(xì)胞學(xué)說(shuō)(celltheory)的創(chuàng)立1.細(xì)胞學(xué)說(shuō)的提出：☆1838～1839年德國(guó)植物學(xué)家M.J.Schleiden和動(dòng)物學(xué)家T.Schwann提出細(xì)胞學(xué)說(shuō)(celltheory)：一切生物從單細(xì)胞到高等動(dòng)、植物都是由細(xì)胞組成；細(xì)胞是生物形態(tài)結(jié)構(gòu)和功能活動(dòng)的基本單位。☆德國(guó)科學(xué)家R.Virchow對(duì)細(xì)胞學(xué)說(shuō)進(jìn)行了重要補(bǔ)充，明確提出論點(diǎn)：“一切細(xì)胞只能來(lái)自原來(lái)的細(xì)胞”光學(xué)顯微鏡下的細(xì)胞學(xué)研究從19世紀(jì)30—20世紀(jì)中期，細(xì)胞學(xué)說(shuō)形成后，主要進(jìn)行細(xì)胞顯微形態(tài)的研究。在光鏡下觀察：細(xì)胞的形態(tài)結(jié)構(gòu)、分裂活動(dòng)（無(wú)絲分裂、有絲分裂、減數(shù)分裂）、受精現(xiàn)象等。觀察到幾種重要的細(xì)胞器：中心體、線粒體、染色體、高爾基體等。實(shí)驗(yàn)細(xì)胞學(xué)階段20世紀(jì)初葉—20世紀(jì)中葉主要特點(diǎn)：☆采用了多種實(shí)驗(yàn)手段對(duì)細(xì)胞的生化代謝、生理功能進(jìn)行研究。亞顯微結(jié)構(gòu)與分子水平的細(xì)胞生物學(xué)1933年德國(guó)E．Ruska等人研制出第一臺(tái)電子顯微鏡（electronmicr-oscopy）。電子顯微鏡的發(fā)明和20世紀(jì)中葉分子生物學(xué)的發(fā)展，標(biāo)志著亞顯微結(jié)構(gòu)與分子水平相結(jié)合的細(xì)胞生物學(xué)的開(kāi)端。電子顯微鏡的應(yīng)用使細(xì)胞學(xué)研究深入到亞顯微水平☆發(fā)現(xiàn)了過(guò)去在光鏡下看不到的細(xì)胞器，如內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、溶酶體等?！蠲鞔_了過(guò)去在光鏡下看到的高爾基體等細(xì)胞器及其微細(xì)結(jié)構(gòu)。隨著電子顯微鏡技術(shù)的進(jìn)展，對(duì)細(xì)胞的研究也逐步深入到結(jié)構(gòu)與功能相結(jié)合的探索，即應(yīng)用生物化學(xué)與生物物理學(xué)手段對(duì)分離出的細(xì)胞器進(jìn)行化學(xué)組分分析。20世紀(jì)70年代，隨著超高壓電子顯微鏡的出現(xiàn)，相繼發(fā)現(xiàn)了細(xì)胞質(zhì)（cytoplasm）中縱橫交錯(cuò)的網(wǎng)狀細(xì)胞骨架結(jié)構(gòu)和細(xì)胞核基質(zhì)內(nèi)的網(wǎng)狀核骨架結(jié)構(gòu)。細(xì)胞的概念和分子基礎(chǔ)CellandMolecularBasis細(xì)胞的基本概念一細(xì)胞的概念①細(xì)胞是構(gòu)成有機(jī)體的基本單位；②細(xì)胞具有獨(dú)立完整的代謝體系，是代謝與功能的基本單位；③細(xì)胞是有機(jī)體生長(zhǎng)與發(fā)育的基礎(chǔ)；④細(xì)胞是遺傳的基本單位，細(xì)胞具有遺傳的全能性；⑤沒(méi)有細(xì)胞就沒(méi)有完整的生命。細(xì)胞的分類(lèi)早期細(xì)胞分為兩大類(lèi)：原核細(xì)胞（prokaryoticcell）和真核細(xì)胞（eukaryoticcell）近期原核生物分為二大類(lèi)型：古細(xì)菌（archaeobacteria)和真細(xì)菌（eubacteria）所以細(xì)胞分為三大類(lèi)型：原核細(xì)胞、古核細(xì)胞、真核細(xì)胞原核細(xì)胞結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單★DNA為裸露的環(huán)狀分子，無(wú)膜包裹，形成擬核環(huán)。★細(xì)胞質(zhì)中無(wú)膜性細(xì)胞器，含有核糖體（70S）體積小直徑約為1到數(shù)個(gè)微米。主要代表：支原體、衣原體、細(xì)菌、藍(lán)藻又稱(chēng)藍(lán)細(xì)菌支原體（mycoplasma）是最小最簡(jiǎn)單的細(xì)胞大?。和ǔ?.1～0.3μm。細(xì)胞膜：由磷脂和蛋白質(zhì)構(gòu)成，沒(méi)有細(xì)胞壁。DNA：呈環(huán)形雙鏈，胞質(zhì)內(nèi)分散存在，指導(dǎo)約400種蛋白合成。細(xì)菌原核細(xì)胞的典型代表細(xì)胞壁：位于細(xì)菌外表面，主要成分為肽聚糖。細(xì)胞膜：由脂質(zhì)和蛋白質(zhì)組成，有時(shí)可內(nèi)陷形成中間體。細(xì)胞質(zhì)：DNA：環(huán)狀分子，很少有重復(fù)序列，無(wú)內(nèi)含子。質(zhì)粒（plasmid）：能夠獨(dú)立于基因組DNA以外，自我復(fù)制的環(huán)狀結(jié)構(gòu)。核糖體：大部分游離于細(xì)胞質(zhì)中，小部分附著在細(xì)胞膜內(nèi)表面。70S細(xì)菌核糖體包括50S大亞基30S小亞基有的細(xì)菌還有夾膜、鞭毛、菌毛等特殊結(jié)構(gòu)。古細(xì)菌（archaebacteria）一類(lèi)很特殊的細(xì)菌，多生活在極端環(huán)境中，如高溫、高鹽環(huán)境。☆具有原核生物的某些特征：無(wú)核膜及內(nèi)膜系統(tǒng)；☆也有真核生物的特征：以甲硫氨酸起始蛋白質(zhì)的合成、核糖體對(duì)氯霉素不敏感、RNA聚合酶和真核細(xì)胞的相似、DNA具有內(nèi)含子并結(jié)合組蛋白。☆還具有既不同于原核細(xì)胞也不同于真核細(xì)胞的特征：細(xì)胞膜中的脂類(lèi)是不可皂化的；細(xì)胞壁不含肽聚糖，有的以蛋白質(zhì)為主，有的含雜多糖，有的類(lèi)似于肽聚糖，但都不含胞壁酸、D型氨基酸和二氨基庚二酸。代表性古細(xì)菌：極端嗜熱菌（themophiles）：能生長(zhǎng)在90℃以上的高溫環(huán)境。極端嗜鹽菌（extremehalophiles）：生活在高鹽度環(huán)境中，鹽度可達(dá)25%，如死海和鹽湖中。極端嗜酸菌（acidophiles）：能生活在pH值1以下的環(huán)境中，生活在火山地區(qū)的酸性熱水中。極端嗜堿菌（alkaliphiles）：多數(shù)生活在鹽堿湖或堿湖、堿池中，生活環(huán)境pH值可達(dá)11.5以上，最適pH值8～10。真核細(xì)胞（一）真核細(xì)胞的形態(tài)與大小形態(tài)：多種多樣，常與細(xì)胞所處的部位及功能相關(guān)。（細(xì)胞的形態(tài)多種多樣：球形、橢圓形、立方形、扁平形、梭形、星形、多角形等。）大?。翰町惡艽?，與細(xì)胞類(lèi)型有關(guān)。原核細(xì)胞直徑平均：1～10μm；真核細(xì)胞直徑平均：3～30μm；某些不同來(lái)源的細(xì)胞大小變化很大：人卵細(xì)胞：直徑0.1mm；鴕鳥(niǎo)卵細(xì)胞：直徑5cm;同類(lèi)型細(xì)胞的體積一般是相近的，不依生物個(gè)體的大小而增大或縮小。真核細(xì)胞的基本結(jié)構(gòu)光學(xué)顯微鏡下的三部結(jié)構(gòu)：細(xì)胞膜、細(xì)胞質(zhì)、細(xì)胞核電子顯微鏡下的兩相結(jié)構(gòu)膜相結(jié)構(gòu)：細(xì)胞膜、溶酶體、高爾基復(fù)合體、線粒體、過(guò)氧化氫體、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、核膜非膜相結(jié)構(gòu)：核糖體、核仁、染色質(zhì)、核基質(zhì)、微絲、微管、中等纖維、中心粒、細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)真核細(xì)胞的基本結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：☆以脂質(zhì)及蛋白質(zhì)成分為基礎(chǔ)的膜系統(tǒng)結(jié)構(gòu)——生物膜系統(tǒng)（包括細(xì)胞膜、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、高爾基復(fù)合體、線粒體、溶酶體、過(guò)氧化氫體及核膜等。）☆以核酸-蛋白質(zhì)為主要成分的遺傳信息表達(dá)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)——遺傳信息表達(dá)結(jié)構(gòu)系統(tǒng)（真核細(xì)胞儲(chǔ)存信息的DNA是與蛋白質(zhì)結(jié)合而存在，DNA與蛋白質(zhì)結(jié)合與包裝程度。決定了DNA復(fù)制和遺傳信息的表達(dá)。遺傳信息的流向是由DNA→RNA(mRNA)→蛋白質(zhì)。核糖體（ribosome）是合成蛋白質(zhì)的機(jī)器。）☆由特異蛋白質(zhì)分子構(gòu)成的細(xì)胞骨架體系——細(xì)胞骨架系統(tǒng)。（由一系列纖維蛋白組成的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)系統(tǒng)，包括細(xì)胞骨架與核骨架。）☆細(xì)胞質(zhì)溶膠（細(xì)胞質(zhì)中除細(xì)胞器和細(xì)胞骨架結(jié)構(gòu)之外的區(qū)域，協(xié)助完成物質(zhì)運(yùn)輸、能量傳遞、信息傳遞等細(xì)胞活動(dòng)。）原核細(xì)胞與真核細(xì)胞的比較特征原核細(xì)胞真核細(xì)胞細(xì)胞大小較?。?～10μm）較大（10～100μm）細(xì)胞核無(wú)核仁和核膜有核仁和核膜細(xì)胞器無(wú)（除核糖體外）有各種細(xì)胞器核糖體70S（50S+30S）80S（60S+40S）染色體只有一條DNA，DNA裸露不與組蛋白和酸性蛋白結(jié)合，染色體為單數(shù)。有幾條DNA，DNA與組蛋白和酸性蛋白結(jié)合，有若干對(duì)染色體。內(nèi)膜系統(tǒng)簡(jiǎn)單復(fù)雜細(xì)胞骨架無(wú)有微管，微絲，中間纖維細(xì)胞壁主要組分為肽聚糖主要組分為纖維素轉(zhuǎn)錄和翻譯出現(xiàn)在同一時(shí)間和地點(diǎn)（細(xì)胞質(zhì)中）出現(xiàn)在不同時(shí)間和地點(diǎn)（轉(zhuǎn)錄在核內(nèi)，翻譯在細(xì)胞質(zhì)中）細(xì)胞分裂無(wú)絲分裂有絲分裂和減數(shù)分裂病毒在生物界中，病毒（virus）是唯一非細(xì)胞形態(tài)的生命體。特點(diǎn)★在活細(xì)胞內(nèi)才能表現(xiàn)出它們的基本生命活動(dòng)?！镌陔娮语@微鏡下才能看到。結(jié)構(gòu):核酸分子與蛋白質(zhì)組成的核酸-蛋白質(zhì)復(fù)合體；分類(lèi)：根據(jù)病毒的核酸類(lèi)型可分兩大類(lèi)：DNA病毒RNA病毒更簡(jiǎn)單的：類(lèi)病毒（viroid）:僅由感染性的RNA構(gòu)成；朊病毒（prion）:僅由感染性的蛋白質(zhì)亞基構(gòu)成；第二節(jié)細(xì)胞的分子基礎(chǔ)細(xì)胞是生物體的形態(tài)結(jié)構(gòu)和功能的基本單位。原生質(zhì)（protoplasm）－構(gòu)成細(xì)胞的物質(zhì)。組成原生質(zhì)的化學(xué)元素有50多種。組成原生質(zhì)的基本元素：水C.H.O.N占90%；水S.P.Na.K.Ca.Cl.Mg.Fe占9%微量元素：Cu.Zn.Mn.Mo.Co.Cr.Si.F.Br.I.Li.Ba等無(wú)機(jī)鹽無(wú)機(jī)化合物無(wú)機(jī)鹽無(wú)機(jī)化合物單糖單糖脂肪酸有機(jī)化合物生物小分子脂肪酸有機(jī)化合物生物小分子氨基酸氨基酸細(xì)胞的成份細(xì)胞的成份核苷酸核苷酸核酸核酸生物大分子生物大分子蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)多糖多糖生物小分子水和無(wú)機(jī)鹽是細(xì)胞內(nèi)的無(wú)機(jī)化合物1.水水在細(xì)胞中以兩種形式存在：游離水，約占95％；結(jié)合水，通過(guò)氫鍵或其他鍵同蛋白質(zhì)結(jié)合，約占4％～5％。作用：溶解無(wú)機(jī)物、調(diào)節(jié)溫度、參加酶反應(yīng)、參與物質(zhì)代謝和形成細(xì)胞有序結(jié)構(gòu)。2.無(wú)機(jī)鹽無(wú)機(jī)鹽含量少，約占細(xì)胞總重的1％細(xì)胞中常見(jiàn)的無(wú)機(jī)離子包括兩大類(lèi)：陰離子：主要的陰離子有Cl－、PO4－、HCO3－陽(yáng)離子：主要的陽(yáng)離子有：Na+、K+、Ca2+、Mg2+、Fe2+、Fe3+、Mn2+、Cu2+、Co2+、Mo2+無(wú)機(jī)鹽的生理功能：（1）調(diào)節(jié)細(xì)胞滲透壓，促使細(xì)胞吸水、排水（2）調(diào)節(jié)pH值（3）酶的活化劑和功能因子(輔酶和輔基)（4）某些有機(jī)物的組份如磷酸(PO4－)、葉綠素（Mg）、血紅素（Fe2＋）（二）有機(jī)小分子是組成生物大分子的亞單位有機(jī)小分子是分子量在100～1000碳化合物（單糖、脂肪酸、氨基酸、核苷酸）單糖結(jié)構(gòu)：由碳、氫、氧三種元素組成，所以又稱(chēng)為碳水化合物功能：糖是細(xì)胞的能源和多糖的亞基脂肪酸結(jié)構(gòu)：有兩個(gè)不同的部分組成一端是疏水性的長(zhǎng)烴鏈另一端是親水性的羧基(一COOH)功能：構(gòu)成細(xì)胞膜的組分氨基酸羧基結(jié)構(gòu)：羧基與同一個(gè)與同一個(gè)α碳原子連接氨基氨基功能：蛋白質(zhì)的亞單位核苷酸結(jié)構(gòu)：含氮環(huán)化物、五碳糖、磷酸基團(tuán)功能：核酸的亞單位。生物大分子生物大分子由有機(jī)小分子聚合而成，細(xì)胞內(nèi)主要的大分子有核酸、蛋白質(zhì)和多糖。分子量10000～1000000核酸攜帶遺傳信息脫氧核糖核酸脫氧核糖核酸核酸核酸核糖核酸核糖核酸核糖核糖核酸的化學(xué)組成單核苷酸含氮有機(jī)堿（堿基）磷酸嘌呤：AG嘧啶：TUC戊糖脫氧核糖一單核苷酸含氮有機(jī)堿（堿基）磷酸嘌呤：AG嘧啶：TUC戊糖脫氧核糖堿基的化學(xué)組成嘧啶（胞嘧啶C、胸腺嘧啶T）+嘌呤（鳥(niǎo)嘌呤G、腺嘌呤A)三個(gè)部分連接方式：1)堿基與戊糖第1’碳原子結(jié)合－糖苷鍵化合物－核苷2)磷酸與核苷中的戊糖第5’碳原子結(jié)合－脂鍵化合物－核苷酸（脫氧核苷酸）多核苷酸鏈的連接：各個(gè)核苷酸中戊糖第5’碳原子（C-5’）的磷酸與另一個(gè)核苷酸戊糖第3’碳原子（C-3’）以磷酸二脂鍵相連，通過(guò)3’－5’磷酸二脂鍵首尾相接，構(gòu)成多核苷酸鏈DNA和RNA在化學(xué)組成上的異同DNARNA戊基脫氧核糖核糖堿基腺嘌呤A鳥(niǎo)嘌呤G胞嘧啶C胸腺嘧啶T腺嘌呤A鳥(niǎo)嘌呤G胞嘧啶C尿嘧啶U磷酸磷酸磷酸核苷酸脫氧腺苷酸dAMP脫氧鳥(niǎo)苷酸dGMP脫氧胞苷酸dCMP脫氧胸苷酸dTMP腺苷酸AMP鳥(niǎo)苷酸GMP胞苷酸CMP尿苷酸UMPDNA結(jié)構(gòu)一級(jí)結(jié)構(gòu)：DNA分子中脫氧核苷酸的排列順序。二級(jí)結(jié)構(gòu)：Watson和Crick提出的DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型：①DNA分子是由兩條相互平行方向相反的多核苷酸鏈圍繞著同一中心軸形成的雙螺旋結(jié)構(gòu)。②兩條長(zhǎng)鏈的堿基在雙螺旋內(nèi)側(cè)按堿基配對(duì)原則（A=T，G三C）以氫鍵相連。③相鄰堿基對(duì)旋轉(zhuǎn)36°，間距0.34nm，一個(gè)螺旋包含10個(gè)堿基旋轉(zhuǎn)360°，螺距為3.4nm。④DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)比較穩(wěn)定。⑤A-DNA（低濕度），B-DNA（高濕度）Z-DNA（左手螺旋）。DNA的雙螺旋結(jié)構(gòu)易受環(huán)境因素特別是濕度所影響：低濕度時(shí)呈A型——A-DNA高濕度時(shí)呈B型——B-DNA左手螺旋的DNA——Z-DNAZ-DNA：磷酸骨架呈Z型曲折。功能：主要存在基因組中，具有控制功能區(qū)段，可能參與基因的調(diào)控，可能與基因重組有關(guān)。DNA的功能：DNA的主要功能是儲(chǔ)存、復(fù)制和傳遞遺傳信息。DNA分子中只有四種核苷酸，但核苷酸的數(shù)量巨大，隨機(jī)排列組合，決定了DNA分子的復(fù)雜性和多樣性，也決定了遺傳信息的多樣性－生物種類(lèi)的多樣性。遺傳信息的復(fù)制：DNA分子中所攜帶的遺傳信息通過(guò)復(fù)制傳遞給子代細(xì)胞，復(fù)制是以親代DNA為模板合成子代DNA的過(guò)程，新形成的子代DNA分子在堿基序列上與親代DNA分子完全相同。遺傳信息的傳遞：DNA分子所攜帶的遺傳信息通過(guò)轉(zhuǎn)錄傳遞給RNA，再通過(guò)翻譯合成蛋白質(zhì)，決定細(xì)胞的生物學(xué)行為。RNARNA分子以單鏈形式存在，在部分區(qū)域折疊并按堿基互補(bǔ)配對(duì)原則形成雙鏈發(fā)夾結(jié)構(gòu)。信使核糖核酸(messageRNA，mRNA)約占RNA總量的1%～5%mRNA指導(dǎo)特定蛋白質(zhì)合成的過(guò)程稱(chēng)為翻譯(translation)。mRNA分子中每三個(gè)相鄰的堿基組成一個(gè)密碼子(codon)，由密碼子確定蛋白質(zhì)中氨基酸的排列順序。原核細(xì)胞的mRNA為多順?lè)醋?polycistron)，即一分子RNA有時(shí)可攜帶幾種蛋白質(zhì)的遺傳信息，能指導(dǎo)合成幾種蛋白質(zhì)。真核細(xì)胞中的mRNA是單順?lè)醋?monocistron)，每分子RNA只攜帶一種蛋白質(zhì)遺傳信息，只能作為一種蛋白質(zhì)合成的模板。核糖體RNA（ribosomeRNA，rRNA）rRNA是細(xì)胞內(nèi)含量最多的RNA，占細(xì)胞總RNA的80%～90%主要功能：參與核糖體的形成。原核生物核糖體（70S）大亞基：50S小亞基：30S真核生物核糖體（80S）大亞基：60S小亞基：40S⑶轉(zhuǎn)移核糖核酸（transferRNA,tRNA）含量：總RNA的5%~10%。結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：?jiǎn)捂溄Y(jié)構(gòu)，部分折疊，整個(gè)分子結(jié)構(gòu)呈三葉草形。3’端有CCA三個(gè)堿基，與特定氨基酸結(jié)合。反密碼環(huán)上的三個(gè)堿基組成反密碼子（anticodon），與mRNA上密碼子互補(bǔ)結(jié)合，參與蛋白質(zhì)合成。功能：轉(zhuǎn)運(yùn)特定的氨基酸，參與蛋白質(zhì)合成。小核RNA（smallnuclearRNAsnRNA）組成：長(zhǎng)約70～300nt。含量：不及總RNA的1％，但其拷貝(copy)數(shù)多得驚人。功能：參與基因轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物的加工（20多種），富含尿苷酸U-snRNA，與特異蛋白結(jié)合成剪接體U-snRNP。微小RNA（microRNA,miRNA）組成：長(zhǎng)約21～25nt的非編碼RNA，具有發(fā)夾結(jié)構(gòu)。功能：抑制靶基因的蛋白質(zhì)合成或促進(jìn)靶細(xì)胞的mRNA降解，從而參與細(xì)胞分化與發(fā)育的基因表達(dá)調(diào)控。piRNA（Piwi-interactingRNA）組成：含29~30個(gè)核苷酸。主要存在部位：哺乳動(dòng)物睪丸的生殖細(xì)胞中。功能：參與基因的表達(dá)調(diào)節(jié)，發(fā)揮RNA沉默（RNAsilencing）效應(yīng)。核酶（ribozyme）具有酶活性的RNA分子。功能：核酶的底物是RNA分子，它們通過(guò)與序列特異性的靶RNA分子配對(duì)而發(fā)揮作用。核酶（ribozyme）是一類(lèi)有酶催化活性的RNA分子，具有自我剪切和催化功能，亦稱(chēng)RNA催化劑。核酶是既能特異識(shí)別又能特異切割小分子RNA的核酸內(nèi)切酶，核酶的底物為RNA分子，其特異性序列通過(guò)堿基配對(duì)識(shí)別并結(jié)合靶RNA，催化裂解靶RNA，抑制基因表達(dá)，特別是抑制某些有害基因表達(dá)。核酶作用具有高度專(zhuān)一性。蛋白質(zhì)（1）蛋白質(zhì)表達(dá)遺傳信息構(gòu)成細(xì)胞的主要成分，約占細(xì)胞干重的50％1.蛋白質(zhì)的化學(xué)組成基本單位：氨基酸（aminoacid）一個(gè)氨基酸分子上的羧基與另一個(gè)氨基酸分子上的氨基經(jīng)脫水縮合形成肽鍵，氨基酸通過(guò)肽鍵而連接成的化合物稱(chēng)為肽（peptide）。蛋白質(zhì)分子是由許多氨基酸分子通過(guò)肽鍵，依次縮合而形成的多肽鏈。由相同或不同的各個(gè)氨基酸，按照一定的排列順序，以特定的化學(xué)鍵方式連接，從而組成蛋白質(zhì)的基本結(jié)構(gòu)。蛋白質(zhì)的分子結(jié)構(gòu)以獨(dú)特的三維構(gòu)象形式存在，蛋白質(zhì)三維構(gòu)象的形成主要由其氨基酸的順序決定，是氨基酸組分間相互作用的結(jié)果。（1）蛋白質(zhì)的一級(jí)結(jié)構(gòu)：多肽鏈中氨基酸的種類(lèi)，數(shù)目和排列順序。（主鍵：肽鍵；副鍵：二硫鍵）（2）蛋白質(zhì)的二級(jí)結(jié)構(gòu)在一級(jí)結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，借氫鍵在氨基酸殘基之間連接，使多肽鏈成為螺旋或折疊的結(jié)構(gòu)。有兩種主要的折疊形式：α-螺旋和β-片層（3）蛋白質(zhì)的三級(jí)結(jié)構(gòu)不同側(cè)鏈間相互作用形成的，相互作用的方式有氫鍵、離子鍵和疏水鍵等。具有三級(jí)結(jié)構(gòu)的蛋白即表現(xiàn)出生物學(xué)活性蛋白質(zhì)的四級(jí)結(jié)構(gòu)獨(dú)立的三級(jí)結(jié)構(gòu)的多肽鏈亞單位之間通過(guò)氫鍵等非共價(jià)鍵的相互作用，形成更為復(fù)雜的空間結(jié)構(gòu)。蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)與功能之間的關(guān)系蛋白質(zhì)的功能取決于其結(jié)構(gòu)(或構(gòu)象)，一級(jí)結(jié)構(gòu)是蛋白質(zhì)功能的基礎(chǔ)，如果氨基酸的排列順序發(fā)生變化，將會(huì)形成異常的蛋白質(zhì)分子。結(jié)構(gòu)域（structuraldomains）是大分子蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)組成單元，是構(gòu)成蛋白質(zhì)三級(jí)結(jié)構(gòu)的基本單元?！罱M成一個(gè)結(jié)構(gòu)域的氨基酸殘基通常在40～350之間?！钔ǔＭㄟ^(guò)結(jié)構(gòu)域去推斷某些蛋白質(zhì)的功能?！罹哂邢嗤Y(jié)構(gòu)域的蛋白具有類(lèi)似功能?；罴?xì)胞內(nèi)蛋白質(zhì)功能的發(fā)揮與其構(gòu)象的改變密切相關(guān)。如磷酸化與去磷酸化使蛋白質(zhì)構(gòu)象改變。蛋白質(zhì)的磷酸化與去磷酸左右其功能的發(fā)揮。在活細(xì)胞內(nèi)，蛋白質(zhì)亞單位也只有組裝成大的適當(dāng)?shù)某肿咏Y(jié)構(gòu)，如蛋白質(zhì)復(fù)合物、酶復(fù)合物、核糖體、病毒顆粒等，才能更好地完成生命活動(dòng)過(guò)程。酶是一類(lèi)特殊類(lèi)型的蛋白質(zhì)酶（enzyme）：由生物體細(xì)胞產(chǎn)生的具有催化劑作用的蛋白質(zhì)。特點(diǎn)：高催化效率、高度專(zhuān)一性、高度不穩(wěn)定性多糖簡(jiǎn)單而重復(fù)的單糖可聚合形成線形或分支狀大分子糖類(lèi)，短鏈稱(chēng)為寡糖，長(zhǎng)鏈稱(chēng)為多糖。存在于細(xì)胞表面和細(xì)胞間質(zhì)中存在形式：糖蛋白、蛋白聚糖、糖脂和脂多糖。糖蛋白：糖蛋白是共價(jià)結(jié)合糖的蛋白質(zhì)。常見(jiàn)的連接方式：N一糖肽鍵：糖碳原子上的羥基與肽鏈的天冬酰胺殘基上的酰胺基脫水

O一糖肽鍵：糖碳原子上的羥基與肽鏈的氨基酸殘基上的羥基脫水糖脂（glycolipid）：是含有糖類(lèi)的脂質(zhì)。糖脂分為4類(lèi)：鞘糖脂、甘油糖脂、磷酸多萜醇衍生糖脂、類(lèi)固醇衍生糖脂。哺乳動(dòng)物細(xì)胞中主要存在的是鞘糖脂。糖蛋白、蛋白聚糖、糖脂和脂多糖等復(fù)合糖主要存在于細(xì)胞膜表面和細(xì)胞間質(zhì)中功能：復(fù)合糖中糖鏈結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性提供了大量的信息，糖鏈在構(gòu)成細(xì)胞抗原、細(xì)胞識(shí)別、細(xì)胞黏附及信息傳遞中起重要作用。如人類(lèi)ABO血型抗原、免疫球蛋白等在發(fā)揮作用過(guò)程中均離不開(kāi)其組成部分糖鏈的參與。細(xì)胞的起源與進(jìn)化原始細(xì)胞的形成（一）地球上原始生命的誕生四個(gè)階段：1、從無(wú)機(jī)小分子形成有機(jī)小分子物質(zhì)；2、從有機(jī)小分子形成生物大分子物質(zhì)；3、從生命大分子物質(zhì)組成多分子體系；4、從多分子體系演變?yōu)樵忌＃ǘ┰技?xì)胞的形成1.多聚體的形成是原始細(xì)胞形成的關(guān)鍵步驟。RNA的自我復(fù)制RNA指導(dǎo)蛋白質(zhì)合成蛋白質(zhì)催化RNA復(fù)制2.膜的出現(xiàn)與原始細(xì)胞的誕生。磷脂分子自發(fā)裝配成膜結(jié)構(gòu)避免優(yōu)質(zhì)蛋白丟失保持多核苷酸自我復(fù)制磷脂分子自發(fā)裝配成膜結(jié)構(gòu)避免優(yōu)質(zhì)蛋白丟失保持多核苷酸自我復(fù)制原核細(xì)胞向真核細(xì)胞的演化一般認(rèn)為，真核細(xì)胞是由原核細(xì)胞進(jìn)化而來(lái)的。原始真核細(xì)胞大約在15億年前在地球上出現(xiàn)。分化起源說(shuō)內(nèi)部結(jié)構(gòu)分化原核生物真核生物原核生物真核生物自然選擇自然選擇內(nèi)共生起源說(shuō)真核細(xì)胞是由原始厭氧菌的后代吞入了需氧菌逐步演化而來(lái)。單細(xì)胞生物向多細(xì)胞生物的進(jìn)化多細(xì)胞生物進(jìn)化的早期由單細(xì)胞聚集成群體。在多細(xì)胞機(jī)體內(nèi)出現(xiàn)細(xì)胞的分工和協(xié)作。細(xì)胞生物學(xué)的研究方法顯微鏡技術(shù)人眼的分辨率約為：100m動(dòng)物細(xì)胞直徑為：10～20m十七世紀(jì)70年代制造了第一臺(tái)顯微鏡19世紀(jì)初制造分辨率更高的顯微鏡顯微鏡的發(fā)明：細(xì)胞學(xué)的誕生光學(xué)顯微鏡：細(xì)胞的顯微結(jié)構(gòu)光學(xué)顯微鏡：細(xì)胞的顯微結(jié)構(gòu)光源不同電子顯微鏡：細(xì)胞的亞顯微結(jié)構(gòu)光源不同電子顯微鏡：細(xì)胞的亞顯微結(jié)構(gòu)光學(xué)顯微鏡技術(shù)普通光學(xué)顯微鏡組成光學(xué)部分：目鏡、物鏡、照明部分機(jī)械部分：鏡筒、鏡臂、載物臺(tái)、鏡座、物鏡轉(zhuǎn)換器和調(diào)焦裝置等光源：日光（可見(jiàn)光）分辨力：是指人眼在25厘米的明視距離處，能分辨被檢物體細(xì)微結(jié)構(gòu)最小的間隔的能力人眼的分辨力：100微米光鏡的分辨率與物鏡的鏡口率、照明光線的波長(zhǎng)有關(guān)。0.6波長(zhǎng)（0.6波長(zhǎng)（λ）分辨力（R）=分辨力（R）=鏡口率（N.A.）鏡口率（N.A.）N.A是鏡口率，又叫數(shù)值孔徑：鏡口率（N.A.）=n·sinn:物鏡與蓋玻片之間介質(zhì)的折射率Θ：光線投射到接物鏡上最大角度的半角分辨力（R）=0.6/n·sin空氣折射率：1,水折射率：1.33,香柏油折射率：1.515普通光線的波長(zhǎng)為0.4~0.7m（要提高分辨率：增大鏡口率和縮短波長(zhǎng)）普通光學(xué)顯微鏡的最大分辨率：0.2m生物組織細(xì)胞的光學(xué)顯微鏡觀察固定：生物組織在染色前必須固定，使大分子交聯(lián)并保持在原有的位置上。常用的固定液：甲醛或戊二醛——能使蛋白質(zhì)的游離的氨基酸形成共價(jià)鍵，使相鄰的蛋白質(zhì)分子交聯(lián)在一起包埋（embedding）使組織形成硬塊，便于切片。常用的包埋劑：石蠟、樹(shù)脂切片（section）切片厚度為1～10m。染色（staining）增大反差。熒光顯微鏡熒光分子（熒光染料）在吸收特定波長(zhǎng)的光（激發(fā)光）后，可發(fā)射出波長(zhǎng)更長(zhǎng)的可見(jiàn)光（發(fā)射光）。細(xì)胞的天然物質(zhì)－葉綠體（熒光分子）可用熒光分子染色或標(biāo)記的細(xì)胞成分細(xì)胞的天然物質(zhì)－葉綠體（熒光分子）可用熒光分子染色或標(biāo)記的細(xì)胞成分熒光顯微鏡和普通顯微鏡有以下的區(qū)別：1.

光源為紫外光，波長(zhǎng)較短，分辨力高于普通顯微鏡；2.

有兩個(gè)特殊的濾光片，光源前的用以濾除可見(jiàn)光，目鏡和物鏡之間的用于濾除紫外線，用以保護(hù)人目。3.可以呈現(xiàn)強(qiáng)反差的彩色圖象，檢測(cè)靈敏度高相差顯微鏡原理：利用光的衍射和干涉效果把透過(guò)標(biāo)本不同區(qū)域的光波變成振幅差，使細(xì)胞內(nèi)各種結(jié)構(gòu)之間呈現(xiàn)清晰可見(jiàn)的明暗對(duì)比應(yīng)用：觀察和研究培養(yǎng)的活細(xì)胞的微細(xì)結(jié)構(gòu)和變化、活細(xì)胞的分裂和運(yùn)動(dòng)等。暗視野顯微鏡通過(guò)散光成像應(yīng)用丁道爾(Tyndall)原理設(shè)計(jì)制造的Tyndall原理：當(dāng)人眼處于暗處，一束光線射到塵埃上時(shí)，由于光的反射和衍射，使塵埃顆粒似乎變大而可辨認(rèn)。原理：使光源從邊緣斜射到標(biāo)本上，標(biāo)本遇光的散射光線投入物鏡，背景是暗的，而標(biāo)本的衍射光圖像清晰明亮。利用這種顯微鏡能見(jiàn)到小至4~200nm的微粒子，分辨率可比普通顯微鏡高50倍。應(yīng)用：主要用來(lái)觀察物體的輪廓，分辨不清內(nèi)部的危險(xiǎn)構(gòu)造，適合觀察未經(jīng)染色、無(wú)色透明的物體的存在和運(yùn)動(dòng)以及活細(xì)胞的質(zhì)膜、纖毛、細(xì)胞核等結(jié)構(gòu)。顯微電影攝影技術(shù)能記錄細(xì)胞或細(xì)胞器的運(yùn)動(dòng)過(guò)程顯微電影攝影技術(shù)（microcinematography)或電視錄像以一定時(shí)間間隔拍攝記錄，再以正常速度放映，用這種方法可以準(zhǔn)確記錄細(xì)胞或細(xì)胞器的活動(dòng)。（六）共聚焦激光掃描顯微鏡可以提供清晰的彩色三維圖象應(yīng)用：進(jìn)行連續(xù)的光學(xué)切片，通過(guò)電腦進(jìn)行三維重建。纖維、染色體、基因的排列等。電子顯微鏡技術(shù)透射電鏡（分辨率：0.2~2納米（nm），比光鏡大100倍。）亞顯微結(jié)構(gòu)使細(xì)胞生物學(xué)研究從顯微結(jié)構(gòu)亞顯微結(jié)構(gòu)透射電鏡與光鏡成像原理不同：電子束代替了光源（波長(zhǎng)短）電磁場(chǎng)透鏡代替了透鏡熒光屏代替肉眼分辨率高超高壓電鏡的分辨率：0.002nm制樣技術(shù)：通常以戊二醛和四氧化鋨固定樣品，以環(huán)氧樹(shù)脂包埋，樣品切片（玻璃刀、鉆石刀），切片厚度20~50nm，切片采用重金屬鹽（鋨、鈾、鉛等）染色，以增大反差。（二）掃描電子顯微鏡常用于觀察生物樣品表面的立體結(jié)構(gòu)可以直接觀察研究標(biāo)本表面的三維形態(tài)透射電子顯微鏡借助金屬投影、冰凍斷裂及冰凍蝕刻技術(shù)可獲得三維圖象三、納米顯微技術(shù)實(shí)現(xiàn)了人們直接觀察單個(gè)原子的夢(mèng)想，而且還能對(duì)原子進(jìn)行操控、組合，形成具有新的物理、化學(xué)、生物學(xué)特性的顆粒。（一）掃描隧道電子顯微鏡可直接觀察大分子的三維結(jié)構(gòu)（二）原子力顯微鏡可對(duì)單個(gè)分子進(jìn)行操控四、超分辨光學(xué)顯微鏡技術(shù)Abbe限度：由于光的衍射效應(yīng)導(dǎo)致的光鏡分辨率極限。優(yōu)勢(shì)：1、利用可見(jiàn)光（380~740mm），有非接觸、無(wú)損傷特點(diǎn)。2、可觀測(cè)活的細(xì)胞或組織。3、可進(jìn)行內(nèi)部深層三維結(jié)構(gòu)成像。細(xì)胞的分離和培養(yǎng)細(xì)胞的分離1制作細(xì)胞懸液：機(jī)械法、酶解法2細(xì)胞分離操作的基本原則：①分離體系應(yīng)用等滲液，要具有緩沖性的離子強(qiáng)度；②分離體系要保持低溫，以降低細(xì)胞的代謝活動(dòng)；③無(wú)菌操作，以便細(xì)胞培養(yǎng)和分離純化細(xì)胞某些成分；④所用試劑、器皿需高壓滅菌或過(guò)濾除菌。3細(xì)胞進(jìn)一步分離的方法：1）利用物理和生物學(xué)特性可簡(jiǎn)單有效分離和篩選細(xì)胞貼壁或懸浮貼壁或懸浮不同的密度不同的密度2）流式細(xì)胞技術(shù)精確分選熒光標(biāo)記的細(xì)胞：免疫磁珠法可獲得高純度細(xì)胞激光捕獲顯微切割技術(shù)能從組織切片中精確分離單一細(xì)胞細(xì)胞培養(yǎng)細(xì)胞培養(yǎng)（cellculture）是指細(xì)胞在體外的培養(yǎng)技術(shù)，即在無(wú)菌條件下，從機(jī)體中取出組織或細(xì)胞，模擬機(jī)體內(nèi)正常生理狀態(tài)的基本條件，在培養(yǎng)器皿中繼續(xù)生存、生長(zhǎng)和增殖的方法。通過(guò)細(xì)胞培養(yǎng)，可獲得大量性狀相同的細(xì)胞，便于研究細(xì)胞的形態(tài)結(jié)構(gòu)、化學(xué)組成和功能機(jī)制。（一）細(xì)胞培養(yǎng)全過(guò)程必須在無(wú)菌的環(huán)境下進(jìn)行（二）細(xì)胞培養(yǎng)的主要方式是原代和傳代培養(yǎng)原代細(xì)胞：從機(jī)體取出后立即培養(yǎng)的細(xì)胞，此首次培養(yǎng)——原代培養(yǎng)傳代細(xì)胞：指適應(yīng)體外條件繼續(xù)傳代的培養(yǎng)的細(xì)胞。將原代培養(yǎng)的細(xì)胞從培養(yǎng)瓶中取出，以1：2以上的比例擴(kuò)大培養(yǎng)—傳代培養(yǎng)（40～50代）。來(lái)源于體內(nèi)的細(xì)胞可以在體外建系正常細(xì)胞在傳50代以后將會(huì)出現(xiàn)退化死亡，不再傳代下去，但在培養(yǎng)的細(xì)胞中偶而也會(huì)產(chǎn)生無(wú)休止增殖的變異細(xì)胞，這種細(xì)胞接觸抑制消失，也稱(chēng)細(xì)胞系正常細(xì)胞在特殊條件下，如放射誘導(dǎo)，化學(xué)物質(zhì)處理或癌基因的轉(zhuǎn)染，也可以變?yōu)橛郎募?xì)胞系細(xì)胞株：在細(xì)胞建系過(guò)程中，分離出單個(gè)細(xì)胞使之增殖形成細(xì)胞群(colon)，由此產(chǎn)生的細(xì)胞群稱(chēng)為細(xì)胞株(cellstrain)，它來(lái)源于一個(gè)克隆(clone)，是一個(gè)具有相同性質(zhì)或特征的培養(yǎng)細(xì)胞群體．（四）培養(yǎng)中的是細(xì)胞行為研究的主要模型細(xì)胞組分的分級(jí)分離細(xì)胞內(nèi)各種結(jié)構(gòu)的比重和大小等都不相同，在同一離心場(chǎng)內(nèi)的沉降速度也不相同，根據(jù)這一原理，常用不同介質(zhì)和不同轉(zhuǎn)速的離心，將細(xì)胞各種組分分級(jí)分離出來(lái)，即細(xì)胞組分分級(jí)分離法。用分級(jí)分離的方法可以有效地分離細(xì)胞器或大分子。一、細(xì)胞裂解原則：保護(hù)亞細(xì)胞結(jié)構(gòu)的功能和細(xì)胞功能分子的活性。所以需加入滲透壓維持劑和蛋白酶抑制劑。物理方法（可避免損傷亞細(xì)胞結(jié)構(gòu)）：低滲透壓超聲振蕩在細(xì)胞膜上打孔強(qiáng)制通過(guò)微孔機(jī)械破碎或研磨化學(xué)方法：可溶解細(xì)胞膜性結(jié)構(gòu)、破壞蛋白間的疏水作用，提高蛋白溶解性。二細(xì)胞器的分離及研究差速離心分離體積、質(zhì)量差別較大的顆粒差速離心differentialcentrifugation是指一系列遞增速度的離心。即由低速到高速逐漸沉降分離，將不同大小的顆粒分離。速度沉降分離沉降系數(shù)不同的顆粒差速離心只能分離大小顯著不同的成分。速度沉降（velocitysedimentation）可進(jìn)行更精細(xì)的分離。平衡沉降分離密度不同的顆粒按細(xì)胞組分的浮力密度不同進(jìn)行分離的方法。與大小、形態(tài)無(wú)關(guān)。非細(xì)胞體系1.概念：非細(xì)胞體系是指從分級(jí)分離得到的具有生物功能的細(xì)胞抽提物。2.應(yīng)用：將某個(gè)生物過(guò)程與細(xì)胞中發(fā)生的其他復(fù)雜的反應(yīng)分割開(kāi)來(lái)，從而確定其詳細(xì)的分子機(jī)制，研究各種細(xì)胞器及細(xì)胞成分的功能。第二篇細(xì)胞的結(jié)構(gòu)與功能（重點(diǎn)）細(xì)胞膜(cellmembrane)是包圍在細(xì)胞質(zhì)表面的一層薄膜，又稱(chēng)質(zhì)膜。細(xì)胞內(nèi)還有豐富的膜結(jié)構(gòu)，形成了細(xì)胞內(nèi)各種膜性細(xì)胞器，稱(chēng)為細(xì)胞的內(nèi)膜系統(tǒng)。把質(zhì)膜和細(xì)胞內(nèi)膜系統(tǒng)總稱(chēng)為生物膜。電子顯微鏡下，生物膜呈“兩暗一明”，又被稱(chēng)為單位膜。細(xì)胞膜的化學(xué)組成與分子結(jié)構(gòu)細(xì)胞膜的化學(xué)組成：脂類(lèi)、蛋白質(zhì)、糖類(lèi)膜脂構(gòu)成細(xì)胞膜的基本骨架細(xì)胞膜上的脂類(lèi)稱(chēng)為膜脂(membranelipid)，它是細(xì)胞膜的基本組成成分，約占膜成分的50％。主要有三種類(lèi)型：磷脂、膽固醇和糖脂，其中以磷脂含量為最多。膜脂（類(lèi)脂）包括：磷脂、糖脂、膽固醇磷脂構(gòu)成膜脂的基本成分可分為兩類(lèi)：甘油磷脂和鞘磷脂甘油磷脂：（甘油，兩條脂肪酸鏈，磷酸與含氮有機(jī)物結(jié)合）。甘油磷脂的種類(lèi)：磷脂酰膽堿(卵磷脂)、磷脂酰乙醇胺(腦磷脂)、磷脂酰絲氨酸、磷脂酰肌醇。鞘磷脂：一個(gè)鞘氨醇骨架，一條脂肪酸鏈，一個(gè)磷酰膽堿，無(wú)甘油。以鞘氨醇代替甘油，長(zhǎng)鏈的不飽和脂肪酸結(jié)合在鞘氨醇的氨基上。在神經(jīng)元細(xì)胞膜中含量較多。鞘磷脂及其代謝產(chǎn)物神經(jīng)酰胺、鞘氨醇等，參與細(xì)胞增殖、分化和凋亡等各種細(xì)胞活動(dòng)。膽固醇結(jié)構(gòu)：雙親性分子，極性頭部為羥基，非極性疏水結(jié)構(gòu)為固醇環(huán)和烴鏈。定位：分布在膜中的磷脂分子之間。極性羥基緊靠磷脂的極性頭部，固醇環(huán)固定在磷脂分子鄰近頭部的烴鏈上，疏水的烴鏈尾部埋在脂雙層的中央。膽固醇功能：調(diào)節(jié)膜的流動(dòng)性，增強(qiáng)膜的穩(wěn)定性糖脂細(xì)菌和植物細(xì)胞的糖脂均是甘油磷脂的衍生物。動(dòng)物細(xì)胞質(zhì)膜的糖脂幾乎都是鞘氨醇的衍生物稱(chēng)為鞘糖脂糖脂與鞘磷脂相似，也是鞘氨醇的衍生物。最簡(jiǎn)單的糖脂是腦苷脂，其極性頭部?jī)H有一個(gè)半乳糖或葡萄糖殘基。較復(fù)雜的糖脂是神經(jīng)節(jié)苷脂，其極性頭部可含多達(dá)7個(gè)糖殘基。所有細(xì)胞中，糖脂均位于質(zhì)膜非胞質(zhì)面，糖基暴露于細(xì)胞表面。當(dāng)這些兩親性分子被水環(huán)境包圍時(shí)，這樣可能存在兩種形式：①形成球狀的分子團(tuán)(micelk)，把尾部包藏在里面；②形成雙分子層，其游離端往往能自動(dòng)閉合，形成自我封閉的脂質(zhì)體。脂質(zhì)體可用于膜功能的研究；脂質(zhì)體也可以作為體內(nèi)藥物或DNA的運(yùn)輸載體。（二）膜蛋白以多種方式與脂雙分子層結(jié)合1.生物膜的特定功能主要由蛋白質(zhì)完成載體蛋白—胞內(nèi)外的物質(zhì)運(yùn)輸連接蛋白—細(xì)胞間的相互作用受體蛋白—信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)各種酶類(lèi)—相關(guān)的代謝反應(yīng)2.膜蛋白含量膜蛋白約占膜含量的40%～50%。在不同細(xì)胞中膜蛋白的種類(lèi)及含量有很大差異，有的含量不到25%，有的達(dá)到75%。膜的功能越復(fù)雜,其中的蛋白質(zhì)含量越多。膜蛋白的基本類(lèi)型：膜內(nèi)在蛋白膜外在蛋白脂錨定蛋白膜內(nèi)在蛋白（整合膜蛋白）又稱(chēng)跨膜蛋白占膜蛋白總量的70%～80％。也是兩親性分子。分為單次跨膜、多次跨膜和多亞基跨膜蛋白三種類(lèi)型。穿膜蛋白與膜結(jié)合緊密，需用去垢劑處理才能分離。單次跨膜：?jiǎn)螚la-螺旋貫穿脂質(zhì)雙層多次跨膜：數(shù)條a-螺旋幾次折返穿越脂質(zhì)雙層多亞基跨膜蛋白膜外在蛋白占膜蛋白總量的20～30%。位于脂雙層的內(nèi)、外表面，通過(guò)非共價(jià)鍵間接與膜結(jié)合，又稱(chēng)外周蛋白（peripheralprotein）。外周蛋白與膜結(jié)合較弱，較易從膜上分離。.單次穿膜.單次穿膜跨膜蛋白跨膜蛋白多次穿膜多次穿膜外周蛋白：附在膜的內(nèi)外表面，非共價(jià)地結(jié)合在內(nèi)在膜（鑲嵌）蛋白上。例如，紅細(xì)胞的雙凹外形即為外周蛋白（血影蛋白和錨蛋白）維持。外周蛋白一般用一些溫和的方法，如改變?nèi)芤旱碾x子強(qiáng)度或pH，即可將它們從膜上分離下來(lái)，而不需破壞膜的基本結(jié)構(gòu)。（3）脂錨定蛋白：位于膜的兩側(cè)，通過(guò)共價(jià)鍵與脂雙層內(nèi)的脂分子結(jié)合，又稱(chēng)脂連接蛋白（lipid-linkedprotein）。脂錨定蛋白以兩種方式與脂類(lèi)分子共價(jià)結(jié)合與脂雙層中的某些脂肪酸鏈結(jié)合胞質(zhì)側(cè)的蛋白與脂雙層中的某些脂肪酸鏈結(jié)合胞質(zhì)側(cè)的蛋白與磷脂酰肌醇相連的寡糖鏈結(jié)合質(zhì)膜外表面的蛋白與磷脂酰肌醇相連的寡糖鏈結(jié)合質(zhì)膜外表面的蛋白脂錨定蛋白1：不穿越脂質(zhì)雙層的全部，而與胞質(zhì)側(cè)單層脂質(zhì)的烴鏈結(jié)合。脂錨定蛋白2：與脂雙層外層中磷脂酰肌醇分子相連的寡糖鏈共價(jià)結(jié)合而錨定到質(zhì)膜(GPI)膜糖類(lèi)覆蓋細(xì)胞膜表面糖類(lèi)約占質(zhì)膜重量的2％～10％。共價(jià)鍵糖類(lèi)+膜脂共價(jià)鍵糖類(lèi)+膜脂糖脂糖脂膜糖類(lèi)膜糖類(lèi)共價(jià)鍵糖蛋白共價(jià)鍵糖蛋白糖類(lèi)+膜蛋白糖類(lèi)+膜蛋白功能：參與細(xì)胞識(shí)別及與周?chē)h(huán)境的相互作用。1.細(xì)胞外被（cellcoat）：大多數(shù)真核細(xì)胞膜外表面富含糖類(lèi)的周緣區(qū)，也稱(chēng)糖萼。2.細(xì)胞外被中的糖類(lèi)：與糖蛋白和糖脂相連的低聚糖側(cè)鏈。被分泌出來(lái)又吸附于細(xì)胞表面的糖蛋白與蛋白聚糖的多糖側(cè)鏈。細(xì)胞膜的生物學(xué)特性膜的不對(duì)稱(chēng)膜的不對(duì)稱(chēng)性----是指細(xì)胞膜中各種成分種類(lèi)和數(shù)量的分布是不均勻的，這與細(xì)胞膜的功能有密切關(guān)系。1.膜脂的不對(duì)稱(chēng)性磷脂和膽固醇分布為相對(duì)不對(duì)稱(chēng)，僅為數(shù)量上的差異。糖脂的分布為絕對(duì)不對(duì)稱(chēng)，糖脂僅分布于脂雙層的非胞質(zhì)面。不同膜性細(xì)胞器中脂類(lèi)組成成分不同。2、膜蛋白的不對(duì)稱(chēng)性膜蛋白分布是絕對(duì)不對(duì)稱(chēng)，各種膜蛋白在質(zhì)膜中都有一定的位置。膜蛋白在脂雙層內(nèi)、外兩層中分布的數(shù)量不同。穿膜蛋白穿越脂雙層有一定的方向性，兩個(gè)親水端的長(zhǎng)度、氨基酸的種類(lèi)和排列順序不同。膜糖的不對(duì)稱(chēng)性：細(xì)胞膜糖脂、糖蛋白的寡糖側(cè)鏈只分布于質(zhì)膜外表面(非胞質(zhì)面)；而在內(nèi)膜系統(tǒng)，寡糖側(cè)鏈都分布于膜腔的內(nèi)側(cè)面(非胞質(zhì)面)。膜組分分布不對(duì)稱(chēng)性具有重要的生物學(xué)意義：膜結(jié)構(gòu)上的不對(duì)稱(chēng)性保證了膜功能的方向性，使膜兩側(cè)具有不同的功能，保證了生命活動(dòng)的高度有序性。（二）膜的流動(dòng)性膜的流動(dòng)性是細(xì)胞進(jìn)行生命活動(dòng)的必需條件，主要是指膜脂的流動(dòng)性和膜蛋白的運(yùn)動(dòng)性。1.脂雙層為液晶態(tài)二維流體生理?xiàng)l件下，膜脂分子既有固體分子排列的有序性，又具有液體的流動(dòng)性，是居于晶態(tài)和液態(tài)之間的液晶態(tài)。溫度的改變使膜可以在液晶態(tài)和晶態(tài)之間轉(zhuǎn)換，這種膜脂狀態(tài)的改變稱(chēng)為相變。發(fā)生相變的臨界溫度稱(chēng)為膜的相變溫度。液晶態(tài)的膜處于流動(dòng)狀態(tài)，與運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的膜蛋白協(xié)同完成膜的各項(xiàng)功能活動(dòng)。2、膜脂分子能進(jìn)行多種運(yùn)動(dòng)（1）側(cè)向擴(kuò)散運(yùn)動(dòng):相鄰分子互換位置速率達(dá)107次/秒,一個(gè)脂質(zhì)分子移動(dòng)距離達(dá)104nm/20秒。（2）翻轉(zhuǎn)（3）旋轉(zhuǎn)（4）彎曲運(yùn)動(dòng)（5）伸縮和振蕩運(yùn)動(dòng)3、多種因素影響膜脂的流動(dòng)性(1)脂肪酸鏈的飽和程度(2)脂肪酸鏈的長(zhǎng)度(3)膽固醇的的雙重調(diào)節(jié)作用：當(dāng)溫度在相變溫度以上時(shí)，由于膽固醇分子的固醇環(huán)與磷脂分子的烴鏈部分相結(jié)合限制了膜的流動(dòng)性，起到穩(wěn)定質(zhì)膜的作用。當(dāng)溫度在相變溫度以下時(shí)。由于膽固醇位于磷脂分子之間隔開(kāi)磷脂分子，可有效地防止脂肪酸鏈相互凝聚，干擾晶態(tài)形成。4.卵磷脂/鞘磷脂的比例：磷脂的脂肪酸鏈不飽和程度高，相變溫度較低；鞘磷脂則相反。5.膜蛋白的影響嵌入的蛋白越多，界面脂就越多，膜脂的流動(dòng)性越小。膜脂的極性基團(tuán)、環(huán)境溫度、pH值、離子強(qiáng)度及金屬離子等均可對(duì)膜脂的流動(dòng)性產(chǎn)生一定的影響.膜蛋白的運(yùn)動(dòng)性（1）側(cè)向擴(kuò)散：膜蛋白在膜脂中可以自由漂浮和在膜表面擴(kuò)散。（2）旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)1970年，Edidin等人運(yùn)用細(xì)胞融合技術(shù)和熒光免疫技術(shù)，證實(shí)了膜蛋白的流動(dòng)性。膜的流動(dòng)性具有十分重要的生理意義：如物質(zhì)運(yùn)輸、細(xì)胞識(shí)別、信息轉(zhuǎn)導(dǎo)等功能都與膜的流動(dòng)性有密切關(guān)系。細(xì)胞膜的分子結(jié)構(gòu)模型流動(dòng)鑲嵌模型：1.膜中脂雙層構(gòu)成膜的連貫主體，它既具有晶體分子排列的有序性，又具有液體的流動(dòng)性。2.膜中蛋白質(zhì)分子以不同形式與脂雙層分子結(jié)合。3.糖類(lèi)分布在膜的外表面（糖蛋白、糖脂）。流動(dòng)鑲嵌模型強(qiáng)調(diào)了膜的流動(dòng)性和不對(duì)稱(chēng)性，較好地解釋了生物膜的功能特點(diǎn)不足：質(zhì)膜在變化過(guò)程中怎樣保持膜的相對(duì)完整性和穩(wěn)定性，忽視了膜的各部分流動(dòng)性的不均勻性等。小分子物質(zhì)和離子穿膜運(yùn)輸小分子運(yùn)輸：簡(jiǎn)單擴(kuò)散、離子通道擴(kuò)散、易化擴(kuò)散和主動(dòng)運(yùn)輸。大分子和顆粒物質(zhì)的運(yùn)輸:：通過(guò)胞吞和胞吐作用進(jìn)行。簡(jiǎn)單擴(kuò)散簡(jiǎn)單擴(kuò)散離子通道擴(kuò)散被動(dòng)運(yùn)輸離子通道擴(kuò)散被動(dòng)運(yùn)輸膜運(yùn)輸?shù)鞍捉閷?dǎo)的穿膜運(yùn)輸易化擴(kuò)散膜運(yùn)輸?shù)鞍捉閷?dǎo)的穿膜運(yùn)輸易化擴(kuò)散主動(dòng)運(yùn)輸主動(dòng)運(yùn)輸被動(dòng)運(yùn)輸（passivetransport）：通過(guò)簡(jiǎn)單擴(kuò)散或易化擴(kuò)散實(shí)現(xiàn)物質(zhì)由高濃度向低濃度方向的跨膜轉(zhuǎn)運(yùn)。轉(zhuǎn)運(yùn)的動(dòng)力來(lái)自物質(zhì)的濃度梯度，不需要消耗細(xì)胞的代謝能。主動(dòng)運(yùn)輸（activetransport）：載體蛋白介導(dǎo)、利用代謝產(chǎn)生的能量驅(qū)動(dòng)物質(zhì)的逆電化學(xué)梯度的轉(zhuǎn)運(yùn)。膜運(yùn)輸?shù)鞍捉閷?dǎo)的穿膜運(yùn)輸膜運(yùn)輸?shù)鞍祝╩embranetransportprotein）是指細(xì)胞膜上負(fù)責(zé)轉(zhuǎn)運(yùn)不能通過(guò)簡(jiǎn)單擴(kuò)散穿膜的物質(zhì)的蛋白質(zhì)。如負(fù)責(zé)轉(zhuǎn)運(yùn)各種離子、葡萄糖、氨基酸、核苷酸及各種代謝產(chǎn)物的載體蛋白和通道蛋白。所有膜運(yùn)輸?shù)鞍锥际强缒さ鞍?，它們的肽鏈穿越脂雙層，能使被轉(zhuǎn)運(yùn)的物質(zhì)通過(guò)細(xì)胞膜。通常每種膜運(yùn)輸?shù)鞍字晦D(zhuǎn)運(yùn)一種特定類(lèi)型的溶質(zhì)。膜轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白主要有兩類(lèi)：載體蛋白（carrierprotein）：與特定溶質(zhì)分子結(jié)合，通過(guò)構(gòu)象改變進(jìn)行物質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)，既介導(dǎo)被動(dòng)運(yùn)輸又介導(dǎo)主動(dòng)運(yùn)輸。通道蛋白（channelprotein）：在膜上形成親水孔道，貫穿脂雙層，介導(dǎo)特定離子轉(zhuǎn)運(yùn)，僅介導(dǎo)被動(dòng)運(yùn)輸。物質(zhì)簡(jiǎn)單擴(kuò)散依賴于膜的通透選擇性膜的選擇通透性易于通過(guò)膜的物質(zhì)：脂溶性物質(zhì)、不帶電荷小分子物質(zhì)不易通過(guò)膜的物質(zhì)：帶電荷物質(zhì)、大分子物質(zhì)簡(jiǎn)單擴(kuò)散⑴特點(diǎn)溶質(zhì)分子通過(guò)質(zhì)膜進(jìn)行自由擴(kuò)散，不需要膜轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白協(xié)助，也稱(chēng)被動(dòng)擴(kuò)散轉(zhuǎn)運(yùn)是由高濃度向低濃度方向進(jìn)行，所需要的能量來(lái)自高濃度本身所包含的勢(shì)能，不需要細(xì)胞提供能量。⑵條件溶質(zhì)在膜兩側(cè)保持一定的濃度差；電化學(xué)梯度溶質(zhì)必須能透過(guò)膜。電化學(xué)梯度低濃度高濃度低濃度高濃度適合自由擴(kuò)散的物質(zhì)：脂溶性物質(zhì)(非極性物質(zhì)):苯.乙醇.氧.氮.SD.、不帶電荷小分子物質(zhì):水.尿素.二氧化碳不適合自由擴(kuò)散的物質(zhì)：帶電荷物質(zhì)；較大的分子如甘油通過(guò)較慢，葡萄糖則幾乎不能通過(guò)。二易化擴(kuò)散定義在特異性的載體蛋白介導(dǎo)下，一些非脂溶性（或親水性）的物質(zhì)順電化學(xué)梯度的跨膜轉(zhuǎn)運(yùn)。不消耗細(xì)胞的代謝能，屬于被動(dòng)運(yùn)輸。如葡萄糖、氨基酸、核苷酸。2.特點(diǎn)具有選擇性、特異性；轉(zhuǎn)運(yùn)速率遠(yuǎn)高于簡(jiǎn)單擴(kuò)散；具有飽和性，存在最大轉(zhuǎn)運(yùn)速度。電化學(xué)梯度電化學(xué)梯度高濃度低濃度高濃度低濃度可運(yùn)輸一些親水性物質(zhì)和無(wú)機(jī)離子等一種載體蛋白可特異性的連接和傳送一種特定的分子跨膜，這種運(yùn)輸方式比單純擴(kuò)散速率大大增加。當(dāng)所有的結(jié)合部位均被溶質(zhì)分子占據(jù)。這時(shí)的轉(zhuǎn)運(yùn)速率達(dá)到最大值(Vmax)。葡萄糖載體蛋白(GlUT1)通過(guò)易化擴(kuò)散轉(zhuǎn)運(yùn)葡萄糖三離子通道高效轉(zhuǎn)運(yùn)各種離子離子通道的特點(diǎn)介導(dǎo)被動(dòng)運(yùn)輸；對(duì)離子有高度選擇性；轉(zhuǎn)運(yùn)速率高；不持續(xù)開(kāi)放，受“閘門(mén)”控制。2.門(mén)控通道的類(lèi)型配體門(mén)控通道電壓門(mén)控通道應(yīng)力激活通道⑴配體門(mén)控通道離子通道型受體電化學(xué)梯度與胞外特定配體結(jié)合后構(gòu)象改變，“閘門(mén)”打開(kāi)，允許某種離子快速跨膜轉(zhuǎn)運(yùn)。如乙酰膽堿受體是典型的配體門(mén)控通道。電化學(xué)梯度低濃度高濃度低濃度高濃度物質(zhì)順濃度梯度經(jīng)過(guò)通道蛋白(非門(mén)控性)擴(kuò)散到細(xì)胞膜的另一側(cè)。⑵電壓門(mén)控通道跨膜電位的改變誘發(fā)通道蛋白構(gòu)象變化，使通道開(kāi)放，離子順濃度梯度自由擴(kuò)散通過(guò)細(xì)胞膜。通道開(kāi)放時(shí)間只有幾毫秒，隨即迅速自發(fā)關(guān)閉。電壓門(mén)控通道主要存在于可興奮細(xì)胞，如神經(jīng)元、肌細(xì)胞及腺上皮細(xì)胞等。⑶應(yīng)力激活通道通道蛋白受應(yīng)力作用，引起構(gòu)象改變而開(kāi)啟“閘門(mén)”，離子通過(guò)親水通道進(jìn)入細(xì)胞，引起膜電位變化，產(chǎn)生電信號(hào)。如內(nèi)耳毛細(xì)胞感受聲波震動(dòng)。四主動(dòng)運(yùn)輸是載體蛋白逆濃度梯度的耗能運(yùn)輸載體蛋白介導(dǎo)的物質(zhì)逆電化學(xué)梯度、由低濃度一側(cè)向高濃度一側(cè)進(jìn)行的穿膜轉(zhuǎn)運(yùn)方式。與某種釋放能量的過(guò)程相偶聯(lián)，能量來(lái)源包括ATP水解、光吸收、電子傳遞、順濃度梯度的離子運(yùn)動(dòng)等。動(dòng)物細(xì)胞根據(jù)主動(dòng)運(yùn)輸過(guò)程中利用能量的方式不同，主動(dòng)運(yùn)輸可分為：ATP直接提供能量(ATP驅(qū)動(dòng)泵)：Na+-K+泵ATP間接提供能量（協(xié)同運(yùn)輸）。1Na+-K+泵α大亞基：為貫穿膜全層的脂蛋白,是該酶的催化部位。α大亞基：為貫穿膜全層的脂蛋白,是該酶的催化部位。膜外表面有2個(gè)高親和K+結(jié)合位點(diǎn)膜外表面有2個(gè)高親和K+結(jié)合位點(diǎn)αα-亞基的胞質(zhì)面有3個(gè)高親和Na+結(jié)合位點(diǎn)，可以結(jié)合3個(gè)Na+。ββ小亞基:為細(xì)胞膜外側(cè)半嵌合糖蛋白,其作用機(jī)制不詳。功能：水解一個(gè)ATP分子，可向細(xì)胞外輸出3個(gè)Na+，轉(zhuǎn)入2個(gè)K+。維持滲透壓平衡、保持細(xì)胞容積恒定、產(chǎn)生和維持膜電位、為某些物質(zhì)的吸收提供驅(qū)動(dòng)力。為蛋白質(zhì)合成及代謝活動(dòng)提供必要的離子濃度。水解一個(gè)ATP分子，可輸出3個(gè)Na+，轉(zhuǎn)入2個(gè)K+。每秒鐘可發(fā)生約1000次構(gòu)象變化。當(dāng)N+-K+泵抑制劑烏本苷在膜外側(cè)占據(jù)K+的結(jié)合位點(diǎn)后，Na+-K+-ATP酶活性可被抑制；當(dāng)抑制生物氧化作用的氰化物使ATP供應(yīng)中斷時(shí)，Na+-K+泵失去能量來(lái)源而停止。2.協(xié)同運(yùn)輸⑴特點(diǎn)由Na+-K+泵（或H+泵）與載體蛋白協(xié)同作用，間接消耗ATP所完成的主動(dòng)運(yùn)輸方式。物質(zhì)穿膜運(yùn)動(dòng)所需要的直接動(dòng)力來(lái)自膜兩側(cè)離子的電化學(xué)梯度。通過(guò)Na+-K+泵（或H+泵）維持這種離子電化學(xué)濃度。⑵類(lèi)型共運(yùn)輸（symport）：物質(zhì)運(yùn)輸方向與離子轉(zhuǎn)移方向相同，如：小腸細(xì)胞對(duì)葡萄糖的吸收伴隨著Na+的進(jìn)入。對(duì)向運(yùn)輸（antiport）：物質(zhì)運(yùn)輸方向與離子轉(zhuǎn)移的方向相反，如動(dòng)物細(xì)胞常通過(guò)Na+/H+反向協(xié)同運(yùn)輸?shù)姆绞絹?lái)轉(zhuǎn)運(yùn)H+以調(diào)節(jié)細(xì)胞內(nèi)的pH值。小腸上皮細(xì)胞頂端質(zhì)膜中的Na+/葡萄糖協(xié)同運(yùn)輸?shù)鞍?，運(yùn)輸2個(gè)Na+的同時(shí)轉(zhuǎn)運(yùn)1個(gè)葡萄糖分子，使胞質(zhì)內(nèi)產(chǎn)生高葡萄糖濃度；質(zhì)膜基底面和側(cè)面的葡萄糖易化擴(kuò)散運(yùn)輸?shù)鞍?，轉(zhuǎn)運(yùn)葡萄糖離開(kāi)細(xì)胞，形成葡萄糖的定向轉(zhuǎn)運(yùn)。Na+-K+泵將回流到細(xì)胞質(zhì)中的Na+轉(zhuǎn)運(yùn)出細(xì)胞，維持Na+穿膜濃度梯度。主動(dòng)運(yùn)輸?shù)奶攸c(diǎn)⑴逆電化學(xué)梯度運(yùn)輸。⑵需要能量。主動(dòng)運(yùn)輸所需的能量來(lái)源主要有：通過(guò)水解ATP獲得能量、離子濃度梯度⑶都由載體蛋白介導(dǎo)。五水通道介導(dǎo)水的快速轉(zhuǎn)運(yùn)定義：細(xì)胞膜上由水孔蛋白（aquaporin，AQP）形成的專(zhuān)一性轉(zhuǎn)運(yùn)水分子的通道。分類(lèi)：AQP1、2、4、5、6、0：專(zhuān)一性通透水分子AQP3、7、9、10：通透水及甘油尿素等中小分子AQP8：功能尚不明確水通道蛋白的結(jié)構(gòu)水通道在質(zhì)膜上是由四個(gè)對(duì)稱(chēng)排列的圓筒狀亞基包繞而成的四聚體，每個(gè)亞基(即一個(gè)AQP1分子)的中心存在一個(gè)只允許水分子通過(guò)的中央孔，孔的直徑約0.28nm，稍大于水分子直徑。水通道對(duì)水分子的篩選機(jī)制（1）AQP1中央孔通道的直徑（0.28nm）的限制。（2）AQP1中央孔通道內(nèi)溶質(zhì)結(jié)合位點(diǎn)的控制。5.水通道的特點(diǎn)（1）持續(xù)開(kāi)放的膜通道蛋白。（2）轉(zhuǎn)運(yùn)速度快：一個(gè)AQP1通道蛋白每秒鐘可允許3×109個(gè)水分子通過(guò)。（3）水分子移動(dòng)方向完全由膜兩側(cè)的滲透壓差決定。第三節(jié)大分子顆粒物質(zhì)的跨膜運(yùn)輸大分子和顆粒物質(zhì)被運(yùn)輸時(shí)通過(guò)一系列膜囊泡的形成和融合來(lái)完成轉(zhuǎn)運(yùn)過(guò)程，故稱(chēng)為小泡運(yùn)輸在這種形式的轉(zhuǎn)運(yùn)過(guò)程中涉及膜泡的融合與斷裂，需要消耗能量，也屬于主動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn)。這種運(yùn)輸方式常轉(zhuǎn)運(yùn)較大量的大分子或顆粒物質(zhì)，又稱(chēng)為批量運(yùn)輸(bulktransport)。膜泡運(yùn)輸不僅發(fā)生在質(zhì)膜的跨膜運(yùn)輸中，胞內(nèi)各種膜性細(xì)胞器之間的物質(zhì)運(yùn)輸也是以這種方式進(jìn)行的。胞吞作用(endocytosis)定義：指質(zhì)膜內(nèi)陷，包圍細(xì)胞外物質(zhì)形成胞吞泡，脫離質(zhì)膜進(jìn)入細(xì)胞內(nèi)的轉(zhuǎn)運(yùn)過(guò)程，又稱(chēng)入胞作用或內(nèi)吞作用。胞飲作用胞飲作用吞噬作用吞噬作用受體介導(dǎo)的胞吞作用受體介導(dǎo)的胞吞作用吞噬作用：定義：細(xì)胞膜凹陷或形成偽足，攝入直徑大于250nm的顆粒物質(zhì)（如細(xì)菌、細(xì)胞碎片等）的過(guò)程，形成的小囊泡稱(chēng)吞噬體或吞噬泡。細(xì)胞分布：具有吞噬功能的細(xì)胞。如中性粒細(xì)胞、單核細(xì)胞、巨噬細(xì)胞。功能：在機(jī)體防御系統(tǒng)中發(fā)揮重要作用。胞飲作用定義：細(xì)胞質(zhì)膜內(nèi)陷，非特異性攝入溶質(zhì)或液體的過(guò)程，形成的小囊泡稱(chēng)胞飲體或胞飲泡。細(xì)胞分布：常見(jiàn)于巨噬細(xì)胞、白細(xì)胞、毛細(xì)血管內(nèi)皮細(xì)胞、腎小管內(nèi)皮細(xì)胞、小腸上皮細(xì)胞等。分為兩種類(lèi)型：一種是液相內(nèi)吞：是一種非特異的固有內(nèi)吞作用。另一種是吸附內(nèi)吞：細(xì)胞外大分子和(或)小顆粒物質(zhì)首先以某種方式吸附在細(xì)胞表面，因此具有一定的特異性。受體介導(dǎo)的內(nèi)吞作用定義：細(xì)胞通過(guò)受體的介導(dǎo)攝取細(xì)胞外特異性蛋白質(zhì)或其他化合物的過(guò)程。為細(xì)胞提供了高效、選擇性地?cái)z取細(xì)胞外大分子物質(zhì)的方式。特點(diǎn)：具有選擇性和高效性:提高細(xì)胞外含量很低的成份的內(nèi)化效率。有被小窩和有被小泡的形成有被小窩（coatedpit）：是質(zhì)膜上受體集中的特定區(qū)域，此區(qū)域質(zhì)膜向內(nèi)凹陷，內(nèi)表面覆蓋一層由網(wǎng)格蛋白和銜接蛋白組成的毛刺狀電子致密物。有被小泡（coatedvesicle）：細(xì)胞外溶質(zhì)（配體）同有被小窩處的受體結(jié)合形成配體-受體復(fù)合物，網(wǎng)格蛋白聚集在有被小窩的胞質(zhì)側(cè)，有被小窩形成后進(jìn)一步內(nèi)陷，與質(zhì)膜斷離后形成有被小泡進(jìn)入細(xì)胞。網(wǎng)格蛋白（clathrin）組成及裝配：網(wǎng)格蛋白由3條重鏈和3條輕鏈組成三腿蛋白復(fù)合物，36個(gè)三腿蛋白復(fù)合物聚合成六角形或五角形的籃網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，覆蓋于有被小窩（或有被小泡）的細(xì)胞質(zhì)側(cè)表面。網(wǎng)格蛋白包被有被小窩有兩個(gè)作用：（1）捕獲膜上的受體使其聚集于有被小窩內(nèi)。（2）牽拉質(zhì)膜向內(nèi)凹陷，形成有被小泡。銜接蛋白介于網(wǎng)格蛋白與配體-受體復(fù)合物之間，參與包被的形成并起連接作用。具有特異性地結(jié)合不同種類(lèi)受體的作用。有被小窩開(kāi)始內(nèi)陷→有被小泡，還需要“發(fā)動(dòng)蛋白(dynamin)”的參與。該蛋白是一個(gè)螺旋狀的領(lǐng)圈結(jié)構(gòu)，環(huán)繞在內(nèi)陷的有被小窩的頸部→水解GTP，構(gòu)象改變將有被小泡從質(zhì)膜上切離下來(lái)→形成網(wǎng)格蛋白有被小泡。無(wú)被小泡形成并與內(nèi)體融合有被小泡脫離→脫去包被成無(wú)被小泡，繼而與早期內(nèi)體融合。內(nèi)體（endosome):動(dòng)物細(xì)胞內(nèi)由膜包圍的細(xì)胞器，作用是傳輸由胞吞作用新攝入的物質(zhì)到溶酶體降解。早期內(nèi)體的低pH改變了受體和配體分子的親和狀態(tài)，從而釋放出與其結(jié)合的配體分子。受體與配體分離后，受體將返回質(zhì)膜。開(kāi)始下一輪的內(nèi)吞作用。胞吐作用又稱(chēng)外排作用或出胞作用。是指細(xì)胞內(nèi)合成的物質(zhì)通過(guò)囊泡轉(zhuǎn)運(yùn)至細(xì)胞膜，與質(zhì)膜融合后將物質(zhì)排出細(xì)胞外的過(guò)程。胞吐作用分為兩種類(lèi)型：連續(xù)性分泌受調(diào)分泌(一)連續(xù)性分泌定義：連續(xù)性分泌途徑指分泌蛋白在粗面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)合成后，轉(zhuǎn)運(yùn)至高爾基復(fù)合體修飾、濃縮、分選、裝入分泌膜泡，隨即被運(yùn)送到細(xì)胞膜，與質(zhì)膜融合，將分泌物排出的過(guò)程。分布：普遍存在于所有的動(dòng)物細(xì)胞中。（二）受調(diào)分泌定義：調(diào)節(jié)性分泌途徑是指細(xì)胞分泌蛋白合成后被儲(chǔ)存于分泌囊泡內(nèi)，只有當(dāng)細(xì)胞接受到細(xì)胞外信號(hào)的刺激，才能啟動(dòng)胞吐過(guò)程，將分泌物釋放到細(xì)胞外。分布：存在于分泌激素、酶、神經(jīng)遞質(zhì)的特化細(xì)胞中。綜上所述，細(xì)胞膜對(duì)物質(zhì)運(yùn)輸有多種機(jī)制，概括起來(lái)主要有：小分子和離子的跨膜運(yùn)輸，又分為被動(dòng)運(yùn)輸和主動(dòng)運(yùn)輸兩種形式。另一種是大分子和顆粒物質(zhì)的膜泡運(yùn)輸，又分為胞吞作用和胞吐作用。一、載體蛋白異常與疾病胱氨酸尿癥是一種遺傳性膜轉(zhuǎn)運(yùn)異常疾病。是腎小管上皮細(xì)胞轉(zhuǎn)運(yùn)胱氨酸及二氨基氨基酸(賴氨酸、精氨酸及鳥(niǎo)氨酸)的載體蛋白缺陷引起的疾病。病人腎小管上皮細(xì)胞對(duì)四種氨基酸重吸收發(fā)生障礙，氨基酸排出過(guò)量形成尿路結(jié)石，引起腎損傷。腎性糖尿是腎小管上皮細(xì)胞葡萄糖重吸收障礙，在血糖正常情況下尿中出現(xiàn)葡萄糖。二、離子通道異常與疾病囊性纖維化(cysticfibrosis，CF）是白種人中最常見(jiàn)的致死性常染色體隱性遺傳病。由于大量黏液阻塞全身外分泌腺所致慢性阻塞性肺疾病和胰腺功能不全。臨床表現(xiàn)：咳嗽、黏痰及肺部感染、長(zhǎng)期慢性腹瀉、吸收不良綜合征、生長(zhǎng)發(fā)育遲緩等?；颊叩馁|(zhì)膜上缺失囊性纖維跨膜轉(zhuǎn)導(dǎo)調(diào)節(jié)子（CFTR）Cl-離子通道，Cl-和水不能進(jìn)入呼吸道分泌的黏液中去，造成纖毛擺動(dòng)困難，不能向外排除分泌物而易于引發(fā)細(xì)菌感染。三、膜受體異常與疾病1、家族性高膽固醇血癥是一種常染色體顯性遺傳病，LDL受體缺乏或受體結(jié)構(gòu)異常，重型純合子病人常在20歲前后出現(xiàn)動(dòng)脈硬化，死于冠心病。第五章細(xì)胞的內(nèi)膜系統(tǒng)與囊泡轉(zhuǎn)運(yùn)內(nèi)膜系統(tǒng)：指細(xì)胞內(nèi)在結(jié)構(gòu)，功能乃至發(fā)生上有一定聯(lián)系的膜性結(jié)構(gòu)的總稱(chēng)。內(nèi)質(zhì)網(wǎng)內(nèi)質(zhì)網(wǎng)轉(zhuǎn)運(yùn)小泡核膜過(guò)氧化物酶體溶酶體高爾基復(fù)合體轉(zhuǎn)運(yùn)小泡核膜過(guò)氧化物酶體溶酶體高爾基復(fù)合體作用：房室性區(qū)域化內(nèi)質(zhì)網(wǎng)（一）內(nèi)質(zhì)網(wǎng)是由一層單位膜圍成的三維網(wǎng)狀膜系統(tǒng)基本結(jié)構(gòu)單位：小管、小泡、扁囊狀結(jié)構(gòu)，彼此相互連通形成一個(gè)連續(xù)的膜性三維結(jié)構(gòu)。除哺乳類(lèi)成熟的紅細(xì)胞之外，內(nèi)質(zhì)網(wǎng)普遍存在于各類(lèi)細(xì)胞之中。細(xì)胞膜核膜外層內(nèi)質(zhì)網(wǎng)細(xì)胞膜核膜外層內(nèi)質(zhì)網(wǎng)內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的內(nèi)腔相互連通在不同的組織細(xì)胞中，或同一種細(xì)胞的不同發(fā)育階段及生理功能狀態(tài)下，內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的形態(tài)結(jié)構(gòu)、數(shù)量分布和發(fā)達(dá)程度有很大差別。內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的基本類(lèi)型：粗面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、光面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)粗面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的主要形態(tài)特征表面有核糖體附著；形態(tài)多為板層狀排列的扁囊；多分布在分泌活動(dòng)旺盛或分化較完善的細(xì)胞內(nèi)，主要與外輸性及膜蛋白合成有關(guān)；在腫瘤細(xì)胞、未分化細(xì)胞中相對(duì)少見(jiàn)。2、光面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)（SER）呈表面光滑的管泡樣網(wǎng)狀形態(tài)結(jié)構(gòu)膜表面無(wú)核糖體附著；形態(tài)多為分枝小管或小泡；并與rER連通；多分布在一些特化的細(xì)胞中；多功能細(xì)胞器。內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的化學(xué)組成內(nèi)質(zhì)網(wǎng)占全部膜相結(jié)構(gòu)50％左右，占細(xì)胞總體積20％以上。微粒體microsome：是用蔗糖密度梯度離心方法,從細(xì)胞勻漿中分離出的內(nèi)質(zhì)網(wǎng)碎片（球囊狀封閉小泡），直徑約100nm。微粒體是研究?jī)?nèi)質(zhì)網(wǎng)結(jié)構(gòu)功能的最好模型材料。脂類(lèi)和蛋白質(zhì)是內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的主要化學(xué)組成成分內(nèi)質(zhì)網(wǎng)含有以葡萄糖-6-磷酸酶為主要標(biāo)志性酶的諸多酶系網(wǎng)質(zhì)蛋白是普遍地存在于內(nèi)質(zhì)網(wǎng)網(wǎng)腔中的一類(lèi)蛋白質(zhì)內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的功能使細(xì)胞質(zhì)區(qū)域化，為物質(zhì)代謝提供特定的內(nèi)環(huán)境擴(kuò)大膜的表面積，有利于酶的分布提高代謝效率為蛋白質(zhì)，脂類(lèi)和糖類(lèi)的重要合成基地參與物質(zhì)運(yùn)輸，物質(zhì)交換和解毒作用對(duì)細(xì)胞起機(jī)械支持作用粗面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的主要功能是進(jìn)行蛋白質(zhì)的分合成、加工修飾、分揀及轉(zhuǎn)運(yùn)信號(hào)肽指導(dǎo)分泌性蛋白在粗面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)合成要點(diǎn)：信號(hào)肽（signalpeptide）是指導(dǎo)蛋白質(zhì)多肽鏈在粗面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)上合成與穿膜轉(zhuǎn)移的決定因素。信號(hào)識(shí)別顆粒（SRP）:胞質(zhì)中信號(hào)識(shí)別顆粒受體（SRP-R）：內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜上轉(zhuǎn)運(yùn)體（易位蛋白）：內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜上新生多肽鏈的折疊與裝配在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)腔中有豐富的氧化型谷胱苷肽（GSSG），是多肽鏈上半胱氨酸殘基間二硫鍵形成的必要條件；內(nèi)質(zhì)網(wǎng)腔面的蛋白二硫異構(gòu)酶，使二硫鍵及多肽鏈折疊速度加快；內(nèi)質(zhì)網(wǎng)中還有重鏈結(jié)合蛋白（BiP），屬于熱休克蛋白70家族成員，能與折疊錯(cuò)誤的多肽和尚未完成裝配的蛋白亞基識(shí)別、結(jié)合并予以滯留，促其重新裝配折疊。分子伴侶：這類(lèi)蛋白能夠參與多肽鏈轉(zhuǎn)運(yùn)、拆疊和裝配，而本身并不參與最終產(chǎn)物的形成常見(jiàn)的內(nèi)質(zhì)網(wǎng)分子伴侶：蛋白二硫鍵異構(gòu)酶重鏈結(jié)合蛋白鈣網(wǎng)素葡萄糖調(diào)節(jié)蛋白94分子伴侶的共同特點(diǎn)是在羧基端有Lys-Asp-Glu-Leu（賴-天冬-谷-亮）（KDEL序列）四氨基酸滯留信號(hào)肽，能與內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜上相應(yīng)受體結(jié)合而駐留于網(wǎng)腔不被轉(zhuǎn)運(yùn)，又叫網(wǎng)質(zhì)蛋白。蛋白質(zhì)的折疊組裝和轉(zhuǎn)運(yùn)，而且能識(shí)別、滯留折疊組裝錯(cuò)誤的蛋白質(zhì)不被運(yùn)輸，因此被認(rèn)為是細(xì)胞內(nèi)蛋白質(zhì)質(zhì)量監(jiān)控的重要因子。蛋白質(zhì)的糖基化是指單糖或寡糖與蛋白質(zhì)共價(jià)結(jié)合形成糖蛋白的過(guò)程。由附著型核糖體合成并經(jīng)內(nèi)質(zhì)網(wǎng)轉(zhuǎn)運(yùn)的蛋白質(zhì)，其中大多數(shù)要被糖基化。N-連接的糖基化，發(fā)生在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)腔和高爾基復(fù)合體內(nèi)。N-連接的糖基化，發(fā)生在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)腔和高爾基復(fù)合體內(nèi)。O-連接的糖基化，發(fā)生在高爾基復(fù)合體內(nèi)。O-連接的糖基化，發(fā)生在高爾基復(fù)合體內(nèi)。糖與蛋白質(zhì)的連接方式糖基轉(zhuǎn)移酶是粗面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)上的一種膜整合蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)的胞內(nèi)運(yùn)輸（都形成膜泡）多數(shù)：內(nèi)質(zhì)網(wǎng)腔糖基化→高爾基體→分泌顆?！碌桨馍贁?shù)：內(nèi)質(zhì)網(wǎng)→大濃縮泡→酶原顆?！苯影碌桨猓▋H見(jiàn)于某些胰腺外分泌細(xì)胞）信號(hào)肽指導(dǎo)的穿膜駐留蛋白的插入轉(zhuǎn)移單次穿膜蛋白插入轉(zhuǎn)移的兩種可能機(jī)制新生肽鏈共翻譯插入機(jī)制由內(nèi)信號(hào)肽介導(dǎo)的內(nèi)開(kāi)始轉(zhuǎn)移肽插入轉(zhuǎn)移機(jī)制（2）多次跨膜蛋白質(zhì)的轉(zhuǎn)移插入要復(fù)雜得多，但是基本機(jī)制是相同的。3.糙面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)是蛋白質(zhì)分選的起始部位無(wú)內(nèi)質(zhì)網(wǎng)信號(hào)肽的蛋白質(zhì)，在游離核糖體上完成蛋白合成。有內(nèi)質(zhì)網(wǎng)信號(hào)肽的蛋白質(zhì)，進(jìn)入內(nèi)質(zhì)網(wǎng)完成蛋白合成，并起始分選過(guò)程。（信號(hào)肽可以視為蛋白質(zhì)分選的初始信號(hào)）（粗面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)可以視為是蛋白質(zhì)分選的初始部位，高爾基復(fù)合體是蛋白質(zhì)分選的終末場(chǎng)所）信號(hào)斑（signalpatch）也是重要的蛋白質(zhì)分選轉(zhuǎn)運(yùn)信號(hào)。概念：新生蛋白質(zhì)多肽鏈合成后折疊時(shí)，在其表面由特定氨基酸序列形成的三維功能結(jié)構(gòu)。信號(hào)斑與信號(hào)肽的區(qū)別：①構(gòu)成信號(hào)斑的氨基酸殘基（或序列片段）往往相間排列存在于蛋白質(zhì)多肽鏈中，彼此相距較遠(yuǎn)；②在完成蛋白質(zhì)的分揀、轉(zhuǎn)運(yùn)引導(dǎo)作用后通常不被切除而得以保留；③信號(hào)斑可識(shí)別某些以特異性糖殘基為標(biāo)志的酶蛋白，并指導(dǎo)它們的定向轉(zhuǎn)運(yùn)?；鎯?nèi)質(zhì)網(wǎng)是作為胞內(nèi)脂類(lèi)物質(zhì)合成主要場(chǎng)所的多功能細(xì)胞器滑面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)參與脂類(lèi)的合成和轉(zhuǎn)運(yùn):脂肪、類(lèi)固醇、膜脂（除線粒體特有的兩種磷脂外的幾乎全部膜脂）：?；D(zhuǎn)移酶、磷酸酶、膽堿磷酸轉(zhuǎn)移酶、轉(zhuǎn)位酶脂質(zhì)由內(nèi)質(zhì)網(wǎng)向其他膜相結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)移有2種形式：一、是以出芽小泡的形式運(yùn)到高爾基體、溶酶體和質(zhì)膜；二、是以水溶性的磷脂轉(zhuǎn)換蛋白為載體，與之結(jié)合成復(fù)合體進(jìn)入胞質(zhì)，通過(guò)自由擴(kuò)散到達(dá)缺少磷脂的線粒體和過(guò)氧化物酶體膜上。2.滑面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)參與糖原的代謝與血糖形成（糖原降解產(chǎn)物的去磷酸化）滑面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)是細(xì)胞解毒的主要場(chǎng)所，含有豐富的氧化及電子傳遞酶系。特點(diǎn)：短，催化反應(yīng)的實(shí)質(zhì)就是給底物加一個(gè)氧?；鎯?nèi)質(zhì)網(wǎng)是肌細(xì)胞Ca2+的儲(chǔ)存場(chǎng)所：肌質(zhì)網(wǎng)（肌質(zhì)網(wǎng)腔中存在鈣結(jié)合蛋白）滑面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)與胃酸、膽汁的合成分泌密切相關(guān)：胃壁腺上皮細(xì)胞分泌HCL；肝細(xì)胞合成膽鹽，使非水溶性膽紅素顆粒形成水溶性結(jié)合膽紅素。高爾基復(fù)合體高爾基復(fù)合體的形態(tài)結(jié)構(gòu)（亞顯微結(jié)構(gòu)）高爾基復(fù)合體是由三種不同類(lèi)型的膜性囊泡組成的細(xì)胞器扁平囊泡：是主體結(jié)構(gòu)，凸面：形成（順）面，凹面：成熟（反）面小囊泡：兩種類(lèi)型：光滑小泡和有被小泡。來(lái)源：由rER‘芽生’。大囊泡：囊腔內(nèi)含：高電子密度物質(zhì)(二）高爾基復(fù)合體具有顯著的極性形態(tài)結(jié)構(gòu)：形成面靠近核或內(nèi)質(zhì)網(wǎng)，囊腔狹而膜薄，成熟面靠近細(xì)胞膜，囊腔漸寬，膜也加厚?；瘜W(xué)組成和功能：膜脂種類(lèi)介于內(nèi)質(zhì)網(wǎng)和細(xì)胞膜之間。成熟面較形成面含更多的酶。3近年有學(xué)者將高爾基復(fù)合體的主體（扁平囊）劃分三個(gè)組成部分：順面高爾基網(wǎng)、高爾基中間膜囊、反面高爾基網(wǎng)順面高爾基網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)功能：一是分選來(lái)自內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的蛋白質(zhì)和脂類(lèi)，并將大部分轉(zhuǎn)入中間膜囊，小部分送返ER成為駐留蛋白。二是進(jìn)行蛋白質(zhì)O-連接糖基化以及穿膜蛋白在胞質(zhì)側(cè)結(jié)構(gòu)域的?；?。高爾基中間膜囊功能：主要進(jìn)行糖基化修飾和多糖及糖脂的合成。反面高爾基網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)功能：分選（胞外或者溶酶體內(nèi)蛋白質(zhì)）某些蛋白質(zhì)的修飾（硫酸化、唾液酸化、水解）（三）高爾基復(fù)合體在不同的組織細(xì)胞中呈現(xiàn)不同的分布形式神經(jīng)細(xì)胞：圍繞核周?chē)哂猩順O性細(xì)胞中（上皮細(xì)胞等）：在核附近趨于一極分布。肝細(xì)胞：沿膽小管分布精卵細(xì)胞：散在分布間期細(xì)胞：在中心粒附近，與微管相關(guān)。在分化發(fā)育成熟且具有旺盛分泌功能活動(dòng)的細(xì)胞中,G.C發(fā)達(dá)。高爾基復(fù)合體的化學(xué)組成脂類(lèi)是高爾基復(fù)合體膜的基本成分脂類(lèi)約占45%左右，脂類(lèi)成分介于ER膜和質(zhì)膜之間（二）高爾基復(fù)合體含有以糖基轉(zhuǎn)移酶為標(biāo)志的多種酶蛋白體系高爾基復(fù)合體蛋白的組成含量和復(fù)雜程度介于內(nèi)質(zhì)網(wǎng)和細(xì)胞膜之間。推斷：Gc是構(gòu)成質(zhì)膜和內(nèi)質(zhì)網(wǎng)之間相互聯(lián)系的一種過(guò)渡性的細(xì)胞器還有其他重要的酶類(lèi)：①氧化還原酶：NADH-細(xì)胞色素C還原酶和NADPH-細(xì)胞色素還原酶②磷酸酶類(lèi)：5ˊ-核苷酸酶，腺苷三磷酸酶等。③參與磷脂合成的溶血卵磷脂?；D(zhuǎn)移酶、磷酸甘油磷脂酰轉(zhuǎn)移酶。④磷脂酶類(lèi)：磷脂酶A1、A2。⑤酪蛋白磷酸激酶⑥α-甘露糖苷酶高爾基復(fù)合體的功能高爾基復(fù)合體是細(xì)胞內(nèi)蛋白質(zhì)運(yùn)輸分泌中轉(zhuǎn)站分泌蛋白排放形式：連續(xù)分泌（恒定型分泌）：合成后隨即排放非連續(xù)性分泌：暫時(shí)儲(chǔ)存于分泌泡，待需要時(shí)再排放分泌蛋白合成途徑：細(xì)胞外大囊泡GC扁平囊運(yùn)輸小泡ER細(xì)胞外大囊泡GC扁平囊運(yùn)輸小泡ER高爾基復(fù)合體是胞內(nèi)物質(zhì)加工的重要場(chǎng)所糖蛋白的加工合成蛋白質(zhì)糖基化的重要意義：（1）糖基化對(duì)蛋白質(zhì)有保護(hù)作用，使其免受水解酶的降解。（2）糖基化具有運(yùn)輸信號(hào)的作用，可引導(dǎo)蛋白質(zhì)包裝成運(yùn)輸小泡，便于蛋白質(zhì)靶向運(yùn)輸。（3）糖基化形成細(xì)胞膜表面的糖被，在細(xì)胞膜的.保護(hù)、識(shí)別以及通訊聯(lián)絡(luò)等生命活動(dòng)中發(fā)揮重要作用。2.蛋白質(zhì)的水解加工使蛋白質(zhì)成熟或轉(zhuǎn)變?yōu)榛钚孕问郊庸じ脑旒庸じ脑鞜o(wú)活性的前體物質(zhì)(無(wú)活性的前體物質(zhì)(如胰島素原)有生物活性的物質(zhì)（胰島素）高爾基復(fù)合體是胞內(nèi)蛋白質(zhì)的分選和膜泡定向運(yùn)輸?shù)臉屑~機(jī)制：通過(guò)對(duì)蛋白質(zhì)的修飾加工使不同蛋白質(zhì)帶上了可被高爾基復(fù)合體網(wǎng)膜上專(zhuān)一受體識(shí)別的分選信號(hào)，進(jìn)而選擇、濃縮，形成不同去向的運(yùn)輸和分泌小泡。三條途徑：①經(jīng)Gc單獨(dú)分揀包裝的溶酶體酶以有被小泡形式運(yùn)到Ly②以（網(wǎng)格蛋白）有被小泡形式運(yùn)到胞膜或胞外③以分泌小泡形式暫儲(chǔ)于胞質(zhì)，待需要時(shí)再釋放到胞外。溶酶體溶酶體的形態(tài)結(jié)構(gòu)和化學(xué)組成溶酶體是一種具有高度異質(zhì)性的膜性結(jié)構(gòu)細(xì)胞器。不同種類(lèi)細(xì)胞，溶酶體內(nèi)酶的組成和含量差異巨大。溶酶體的共同特征是含有酸性水解酶共性特征：所有溶酶體都是由一層單位膜包裹而成的囊球狀結(jié)構(gòu)小體。均含有豐富的酸性水解酶，包括蛋白酶、核酸酶、脂酶、磷酸酶、糖苷酶等。標(biāo)志酶：酸性磷酸酶（3）溶酶體膜富含兩種高度糖基化的跨膜整合蛋白lgpA，lgpB，它們分布再溶酶體膜腔面，可能有利于防止溶酶體所含的酸性水解酶對(duì)其自身膜結(jié)構(gòu)的消化分解。（4）溶酶體膜嵌有質(zhì)子泵，依賴水解ATP釋放的能量將H+逆濃度梯度泵入溶酶體中，以維持酸性環(huán)境。（三）溶酶體膜糖蛋白家族具有高度同源性家族成員：溶酶體結(jié)合膜蛋白(LAMP)或溶酶體整合膜蛋白(LIMP)溶酶體的類(lèi)型溶酶體以其功能狀態(tài)的不同可區(qū)分為三種基本類(lèi)型初級(jí)溶酶體primarylysosome，多為圓球狀，是指通過(guò)其形成途徑剛剛產(chǎn)生的溶酶體，又叫原溶酶體、前溶酶體。只含酶不含底物，酶處于非活性狀態(tài)，又稱(chēng)無(wú)活性溶酶體。次級(jí)溶酶體，即初級(jí)溶酶體接受來(lái)自胞內(nèi)外的物質(zhì)，與之作用，又叫消化泡；次級(jí)溶酶體體積較大，多不規(guī)則。根據(jù)所含作用底物的性質(zhì)和來(lái)源不同分為：初級(jí)溶酶體+內(nèi)源性物質(zhì)：自噬（體）溶酶體或自體吞噬泡初級(jí)溶酶體+外源性吞噬（飲）體：異噬溶酶體初級(jí)溶酶體+外源性大顆粒物質(zhì)：吞噬溶酶體三級(jí)溶酶體又叫后溶酶體（終末溶酶體、殘留小體）：次級(jí)溶酶體完成對(duì)絕大部分底物的消化分解后，有一些不能被消化分解的物質(zhì)殘留。隨著酶活性降低或消失，進(jìn)入溶酶體生理作用的終末狀態(tài)。殘留小體如脂褐質(zhì)、髓樣小體、含鐵小體。溶酶體形成與成熟過(guò)程內(nèi)體性溶酶體是由運(yùn)輸小泡和晚期內(nèi)體合并形成的吞噬性溶酶體是內(nèi)體性溶酶體與來(lái)源于胞內(nèi)外的作用底物融合形成的。溶酶體的功能(細(xì)胞內(nèi)的消化器)溶酶體的一切細(xì)胞生物學(xué)功能，都建立在對(duì)物質(zhì)的消化分解作用基礎(chǔ)上。溶酶體能夠分解胞內(nèi)的外來(lái)物質(zhì)及清除衰老、殘損的細(xì)胞器異噬作用（吞噬和吞飲）：細(xì)胞胞吞外來(lái)異物。細(xì)胞種類(lèi)：巨噬細(xì)胞、中性粒細(xì)胞作用功能：保護(hù)作用。自噬作用：細(xì)胞清除衰老、殘損的細(xì)胞器。溶酶體具有物質(zhì)消化與細(xì)胞營(yíng)養(yǎng)功能在細(xì)胞饑餓時(shí)，通過(guò)分解胞內(nèi)一些非生存必需的生物大分子，為細(xì)胞生命活動(dòng)提供營(yíng)養(yǎng)和能量溶酶體是機(jī)體防御保護(hù)功能的組成部分溶酶體參與某些腺體細(xì)胞分泌過(guò)程的調(diào)節(jié)溶酶體參與生物個(gè)體發(fā)生發(fā)育過(guò)程中過(guò)氧化物酶體過(guò)氧化物酶體是一類(lèi)具有高度異質(zhì)性的膜性球囊狀細(xì)胞器過(guò)氧化物酶體膜具有較高的物質(zhì)通透性脂類(lèi)及蛋白質(zhì)是過(guò)氧化物酶體的主要化學(xué)結(jié)構(gòu)組分。脂類(lèi)：主要為磷脂酰膽堿和磷脂酰乙醇胺；蛋白質(zhì)：多種結(jié)構(gòu)蛋白和酶蛋白。過(guò)氧化物酶體膜允許氨基酸、蔗糖、乳酸等小分子物質(zhì)自由穿越，在一定條件下允許一些大分子物質(zhì)的非吞噬性穿膜轉(zhuǎn)運(yùn)。過(guò)氧化物酶體含有以過(guò)氧化氫酶為標(biāo)志酶的40多種酶過(guò)氧化物酶體的功能過(guò)氧化物酶體能有效地清除細(xì)胞代謝過(guò)程中產(chǎn)生的過(guò)氧化氫及其他有毒物質(zhì)（甲醛、甲酸、酚、醇等）在肝腎中尤為重要，防止H2O2在細(xì)胞內(nèi)堆積如酗酒攝入的乙醇被氧化過(guò)氧化物酶體能有效地進(jìn)行細(xì)胞氧張力的調(diào)節(jié)過(guò)氧化物酶體參與對(duì)細(xì)胞內(nèi)脂肪酸等高能分子物質(zhì)的分解轉(zhuǎn)化（乙酰輔酶A）過(guò)氧化物酶體的發(fā)生（均與內(nèi)質(zhì)網(wǎng)密切相關(guān)）傳統(tǒng)觀點(diǎn)：內(nèi)質(zhì)網(wǎng)芽生而來(lái)。與溶酶體相似：內(nèi)質(zhì)網(wǎng)—小泡—高爾基復(fù)合體—分泌泡—過(guò)氧化物酶體現(xiàn)代觀點(diǎn)：由原有的過(guò)氧化物酶體分裂（類(lèi)似線粒體）囊泡與囊泡轉(zhuǎn)運(yùn)囊泡轉(zhuǎn)運(yùn)（vesiculartransport）是指囊泡以出芽的形式，從一種細(xì)胞器膜產(chǎn)生、斷離后又定向地與另一種細(xì)胞器膜融合的過(guò)程。由囊泡轉(zhuǎn)運(yùn)所承載和介導(dǎo)的雙向物質(zhì)運(yùn)輸，不僅是細(xì)胞內(nèi)外物質(zhì)交換和信號(hào)傳遞的重要途徑，也是細(xì)胞物質(zhì)定向運(yùn)輸?shù)幕拘问健Ｄ遗菰诎麅?nèi)蛋白質(zhì)運(yùn)輸中的作用胞內(nèi)的蛋白質(zhì)運(yùn)輸?shù)?條途徑：（1）門(mén)孔運(yùn)輸（gatedtransport）：由特定的分揀信號(hào)（如核定位信號(hào)）介導(dǎo)，通過(guò)核孔復(fù)合體的選擇性作用，在細(xì)胞溶質(zhì)與細(xì)胞核之間所進(jìn)行的蛋白質(zhì)運(yùn)輸。（2）穿膜運(yùn)輸（transmembranetransport）：通過(guò)結(jié)合在膜上的蛋白質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)體進(jìn)行的蛋白質(zhì)運(yùn)輸。在細(xì)胞質(zhì)溶質(zhì)中合成的蛋白質(zhì)就是經(jīng)由這種方式被運(yùn)輸?shù)絻?nèi)質(zhì)網(wǎng)和線粒體的。（3）小泡運(yùn)輸（vesiculartransport）：又稱(chēng)囊泡運(yùn)輸或囊泡轉(zhuǎn)運(yùn)，是由不同膜性運(yùn)輸小泡承載的一種蛋白質(zhì)運(yùn)輸形式。（膜性細(xì)胞器之間蛋白質(zhì)轉(zhuǎn)移、分泌、細(xì)胞膜大分子物質(zhì)運(yùn)輸就是經(jīng)由這種方式進(jìn)行）二、囊泡的來(lái)源與類(lèi)型囊泡的類(lèi)型：網(wǎng)格蛋白有被小泡COPⅡ有被小泡COPI有被小泡網(wǎng)格蛋白有被小泡介導(dǎo)的囊泡運(yùn)輸過(guò)程高爾基體向內(nèi)體和溶酶體高爾基體向質(zhì)膜外將外來(lái)物質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)到內(nèi)體和溶酶體COPII有被小泡介導(dǎo)的囊泡運(yùn)輸內(nèi)質(zhì)網(wǎng)到高爾基復(fù)合物的物質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)、COPI有被小泡介導(dǎo)的囊泡運(yùn)輸高爾基復(fù)合物到粗面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)物質(zhì)回收囊泡運(yùn)輸特點(diǎn)和意義※囊泡運(yùn)輸特點(diǎn)：囊泡運(yùn)輸是細(xì)胞物質(zhì)定向運(yùn)輸?shù)幕就緩剑荒遗葸\(yùn)輸是一個(gè)高度有序并受到嚴(yán)格和精密控制的物質(zhì)運(yùn)輸過(guò)程；特異性識(shí)別融合是囊泡物質(zhì)定向轉(zhuǎn)運(yùn)和準(zhǔn)確卸載的基本保證；囊泡運(yùn)輸是實(shí)現(xiàn)細(xì)胞膜及內(nèi)膜系統(tǒng)功能結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換和代謝更新的橋梁。囊泡運(yùn)輸意義：大自然的物流師，運(yùn)籌于帷幄之中，決勝于細(xì)胞內(nèi)外；這一系統(tǒng)的異常將導(dǎo)致有害結(jié)果，如神經(jīng)系統(tǒng)疾病、糖尿病或免疫系統(tǒng)紊亂；通過(guò)囊泡運(yùn)輸，實(shí)現(xiàn)藥物的細(xì)胞內(nèi)轉(zhuǎn)運(yùn)；向細(xì)胞學(xué)習(xí)如何構(gòu)建出色的物流管理系統(tǒng)。細(xì)胞內(nèi)膜系統(tǒng)與醫(yī)學(xué)的關(guān)系一、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的病理變化（一）內(nèi)質(zhì)網(wǎng)最常見(jiàn)的病理變化是腫脹、肥大和囊池塌陷腫脹是由于鈉離子和水份滲入造成，常見(jiàn)病毒性肝炎、低氧。膜的過(guò)氧化損傷所致合成障礙，表現(xiàn)為塌陷。I型糖原累積癥及惡性營(yíng)養(yǎng)不良，表現(xiàn)脫粒。（二）內(nèi)質(zhì)網(wǎng)囊腔中包涵物的形成和出現(xiàn)是某些疾病或病理過(guò)程的表現(xiàn)特征（三）內(nèi)質(zhì)網(wǎng)在不同腫瘤細(xì)胞中呈現(xiàn)多樣性的改變?cè)诘头只偷颓忠u力癌變細(xì)胞中，ER稀少，相反在高分化和高侵襲力癌細(xì)胞中則豐富。二、高爾基復(fù)合體的病理形態(tài)變化（一）功能亢進(jìn)導(dǎo)致高爾基體的代償性肥大（二）毒性物質(zhì)作用導(dǎo)致高爾基體的萎縮與損壞乙醇等使GC脂蛋白正常合成分泌功能的喪失，致脂肪肝（三）腫瘤細(xì)胞分化狀態(tài)影響高爾基復(fù)合體形態(tài)分化成熟分泌旺盛細(xì)胞中，GC發(fā)達(dá)，反之較少。三、溶酶體與疾病（一）溶酶體酶缺乏或缺陷疾病多為先天性疾病1、泰-薩氏病（Tay-Sachsdisease）黑曚性癡呆使一些神經(jīng)節(jié)苷脂代謝障礙，堆積在N.S。2、II型糖原累積癥：α-糖苷酶缺乏。累積腦肝腎等。（二）溶酶體酶的釋放減少或外泄造成的細(xì)胞或組織損傷性疾病1、矽肺2、痛風(fēng)四、過(guò)氧化物酶體與疾病(一）原發(fā)性過(guò)氧化物酶體缺陷所致的遺傳性疾病1、遺傳性無(wú)過(guò)氧化氫酶血癥2、Zellweger腦肝腎綜合征：AR遺傳。疾病過(guò)程中的過(guò)氧化物酶體的病理變化甲亢、慢性酒精中毒：數(shù)量增多；甲低、脂肪肝、高脂血癥：數(shù)量減少。提示：甲狀腺激素與過(guò)氧化物酶體的產(chǎn)生\形成和發(fā)育具有一定的關(guān)系。缺血性損傷：基質(zhì)溶解，出現(xiàn)片狀、小管狀結(jié)晶包涵物。線粒體與細(xì)胞的能量轉(zhuǎn)換線粒體的基本特征線粒體的形態(tài)、數(shù)量和結(jié)構(gòu)（一）線粒體的形態(tài)、數(shù)量與細(xì)胞的類(lèi)型和生理狀態(tài)有關(guān)分布：因細(xì)胞形態(tài)和類(lèi)型的不同而存在差異。通常分布于細(xì)胞生理功能旺盛的區(qū)域和需要能量較多的部位。電鏡下，線粒體是由雙層單位膜套疊而成的封閉性膜囊結(jié)構(gòu)。1、外膜是線粒體外層單位膜⑴組成：1/2為脂類(lèi)，1/2為蛋白質(zhì)。⑵特點(diǎn)：外膜的蛋白質(zhì)包括多種轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白，它們形成較大的水相通道跨越脂質(zhì)雙層，使外膜出現(xiàn)直徑2～3nm的小孔，允許通過(guò)分子量在10000以下的物質(zhì)，包括一些小分子多肽。內(nèi)膜的表面附著許多顆粒組成：20%是脂類(lèi)，80%是蛋白質(zhì)。特點(diǎn)：通透性小，分子量大于150的物質(zhì)不能通過(guò)。選擇通透性高，膜上的轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白控制內(nèi)、外腔的物質(zhì)交換，以保證活性物質(zhì)的代謝。結(jié)構(gòu)：內(nèi)外膜之間有6-8nm間隙—膜間隙內(nèi)膜向內(nèi)突起形成—嵴嵴與嵴之間的腔—嵴間腔嵴內(nèi)的空隙—嵴內(nèi)空間嵴主要有兩種類(lèi)型：板層狀（多數(shù)高等動(dòng)物）;小管狀（原生動(dòng)物和較低等的動(dòng)物）。基粒頭部具有酶活性，能催化ADP