细胞生物学04060

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第二章　细胞的统一性与多样性细胞是一切生命活动的基本结构和功能单位1、细胞是是构成有机体的基本结构单位2、代谢与功能的基本单位，具有完整的代谢和调节体系，不同的细胞执行不同的功能；3、具有自我复制的能力，是生长与发育的基础4、细胞是遗传的基本单位，具有发育的全能性。5、没有细胞就没有完整的生命细胞的基本共性具有相似的化学组成---元素11+14所有的细胞表面均有由磷脂双分子层与镶嵌蛋白质构成的生物膜，即细胞膜。所有的细胞都含有两种核酸：即DNA与RNA作为遗传信息复制与转录的载体。作为蛋白质合成的机器─核糖体，毫无例外地存在于一切细胞内。所有细胞的增殖都以一分为二的方式进行分裂。生命：具有新陈代谢功能、具有遗传和繁殖能力。具有生命的物体称为生命体，也叫生物。细胞概念的一些新思考细胞是多层次非线性的复杂结构体系¿细胞具有高度复杂性和组织性细胞是物质（结构）、能量与信息过程精巧结合的综合体¿细胞完成各种化学反应；¿细胞需要和利用能量；¿细胞参与大量机械活动；¿细胞对刺激作出反应；细胞是高度有序的，具有自组装能力与自组织体系。¿细胞能进行自我调控；¿繁殖和传留后代；生物界分为三域：原核生物、真核生物、古核生物原核细胞：没有核膜，遗传物质集中在一个没有明确界限的低电子密度区，称为拟核(nucleoid)。DNA为裸露的环状双螺旋分子，通常没有结合蛋白，没有恒定的内膜系统，核糖体为70S型。由大亚单位(50S)与小亚单位(30S)组成。30S的小亚单位对四环素与链霉素敏感，50S的大亚单位对红霉素与氯霉素敏感。原核细胞构成的生物称为原核生物，均为单细胞生物。一般以二分裂的方式繁殖，也有的产生孢子。支原体：大小通常为0.2~0.3μm，可通过滤菌器。无细胞壁，不能维持固定的形态而呈现多形性。衣原体：直径200nm-500nm，能通过滤菌膜。立克次氏体：细胞较大，无滤过性，合成能力较强古细菌：又称古细菌。细胞壁成分：不受青霉素等抗菌素的抑制。DNA与基因结构：具有内含子与重复序列。核小体结构：具有组蛋白和类核小体结构。核糖体：蛋白合成不受抑制原核生物的抗菌素抑制。5SRNA的分子进化分析：与真核生物类似。古细菌包括三类不同的细菌：极端嗜盐细菌、嗜酸嗜热细菌、产甲烷细菌\n革兰氏染色：呈红色的是阴性菌、呈紫色的是阳性菌。着色性质的不同是因为细胞壁结构的不同。革兰氏阳性菌：细胞壁主要有肽聚糖构成，期间含有磷壁酸和脂磷壁酸。染色过程中，肽聚糖阻止结晶紫的流失，细菌呈现紫色。革兰氏阴性菌：细胞壁包括薄的肽聚糖层和外膜。染色过程中，外膜被有机溶剂溶解，使结晶紫易于流失，故细菌被染成红色。真核细胞的基本结构体系以脂质及蛋白质成分为基础的生物膜结构系统；以核酸（DNA或RNA）与蛋白质为主要成分的遗传信息表达系；由特异蛋白分子装配构成的细胞骨架系统。基本结构：具有核膜，由膜围成的各种细胞器，如核膜、内质网、高尔基体、线粒体、叶绿体、溶酶体等在结构上形成了一个连续的体系，称为内膜系统。内膜系统将细胞质分隔成不同的区域，即所谓的区隔化(compartmentalization)。区隔化使细胞内表面积增加了数十倍，代谢能力增强。原生质(protoplasm)；原生质指细胞的全部活性物质，包括质膜、细胞质和细胞核(或拟核)。质膜（plasmamembrane）：是细胞表面的单位膜。细胞核：细胞核（nucleus）是细胞内最重要的细胞器细胞质（cytoplasm）：质膜与核被膜之间的原生质。细胞器(organelle)：具有特定形态和功能的显微或亚显微结构称为细胞器。细胞质基质（cytoplasmicmatrix）细胞质中除细胞器以外的部分。又称为或胞质溶胶（cytosol），其体积约占细胞质的一半。细胞质基质的功能：a.为细胞内各类生化反应的正常进行提供了相对稳定的离子环境。b.许多代谢过程是在细胞基质中完成的，如①蛋白质的合成；②核苷酸的合成；③脂肪酸合成；④糖酵解；⑤磷酸戊糖途径；⑥糖原代谢；⑦信号转导。c.供给细胞器行使其功能所需要的一切底物。d.控制基因的表达，与细胞核一起参与细胞的分化。e.参与蛋白质的合成、加工、运输、选择性降解。古核细胞与真核细胞的比较（1）细胞壁成分与真核细胞相似（2）DNA与基因结构：古细菌DNA中有重复序列的存在。多数古核细胞的基因组中存在内含子。（3）有类核小体结构：古细菌具有组蛋白，而且能与DNA构建成类似核小体结构。（4）有类似真核细胞的核糖体：多数古细菌类的核糖体较真细菌有增大趋势，含有60种以上蛋白，介于真核细胞（70～84）与真细菌（55）之间。抗生素同样不能抑制古核细胞类的核糖体的蛋白质合成。（5）5SrRNA：根据对5SrRNA的分子进化分析，认为古细菌与真核生物同属一类，而真细菌却与之差距甚远。5SrRNA二级结构的研究也说明很多古细菌与真核生物相似。非细胞结构的生命体：病毒、类病毒病毒的基本特征l①个体微小，可通过滤菌器，大多数病毒必须用电镜才能看见，一般在20~30nm之间；l②核酸为DNA或RNA，没有含两种核酸的病毒；l③专营细胞内寄生生活；\nl④具有受体连结蛋白，与敏感细胞表面的病毒受体连结，进而感染细胞。病毒的结构：l由核酸(DNA或RNA)芯和蛋白质衣壳(capsid)所构成，称核衣壳(nucleocapsid)。l各种病毒所含的遗传信息量不同，少的只含有3个基因，多的可达300个基因。组成病毒衣壳的亚单位称壳微粒(capsomer)。病毒的形成不需要酶的参加，只要条件具备，便可完成自我装配。一个成熟有感染性的病毒颗粒称“病毒体”（virion）。其装配形式有二十面体对称、螺旋对称和复合对称三种类型。病毒有五种形态：①球形(Sphericity)：大多数人类和动物病毒为球形，如脊髓灰质炎病毒、疱疹病毒及腺病毒等；②丝形(Filament)：多见于植物病毒，如烟草花叶病病毒，人类流感病毒有时也可形成丝形；③弹形(Bullet-shape)：形似子弹头，如狂犬病病毒等，其他多为植物病毒。④砖形(Brick-shape)：如痘病毒、天花病毒等；⑤蝌蚪形(Tadpole-shape)：由一卵圆形的头及一条细长的尾组成，如噬菌体。其中①为二十面体对称;②、③为螺旋对称;④、⑤复合对称。病毒的生活周期可分为两个阶段：细胞外阶段，以成熟的病毒粒子形式存在；细胞内阶段，即感染阶段，在此阶段中进行复制和繁殖。类病毒l没有蛋白质外壳，仅为一裸露的RNA分子。l不能像病毒那样感染细胞，只有当植物细胞受到损伤，失去了膜屏障，它们才能在供体植株与受体植株间传染。蛋白质感染子蛋白(prionprotein，简称PrP)，由Prnp基因编码，该基因位于人20号染色体，小鼠2号染色体。这种蛋白质存在于神经元和神经胶质细胞表面上，可能其信号转导作用。正常Prnp基因产物为PrPc蛋白，对蛋白酶很敏感，具有致病作用的是PrPSc蛋白。第三章细胞生物学研究方法细胞形态结构的观察方法：光学显微镜技术、电子显微镜技术l分辨力：指分辨物体最小间隔的能力。lR=0.61λ/N．A．–其中λ为入射光线波长；N．A．为镜口率＝ｎsinα/2，n=介质折射率；α=镜口角（样品对物镜镜口的张角）。细胞分离技术离心技术l是分离细胞器（如细胞核、线粒体、高尔基体）及各种大分子基本手段。l转速为10~25kr/min的离心机称为高速离心机。l转速>25kr/min，离心力>89Kｇ者称为超速离心机。l目前超速离心机的最高转速可达100000r/min，离心力超过500Kg。（一）差速离心特点：介质密度均一；速度由低向高，逐级离心。用途：分离大小相差悬殊的细胞和细胞器。沉降顺序：核——线粒体——溶酶体与过氧化物酶体——内质网与高基体——核蛋白体。可将细胞器初步分离，常需进一步通过密度梯离心再行分离纯化。（二）密度梯度离心用介质在离心管内形成一连续或不连续的密度梯度，将细胞混悬液或匀浆置于介质的顶部，通过离心力场的作用使细胞分层、分离。类型：速度沉降、等密度沉降。\n常用介质：氯化铯、蔗糖、多聚蔗糖。分离活细胞的介质要求：1）能产生密度梯度，且密度高时，粘度不高；2）PH中性或易调为中性；3）浓度大时渗透压不大；4）对细胞无毒。速度沉降用途：分离密度相近而大小不等的细胞或细胞器。特点：介质密度较低，介质的最大密度应小于被分离生物颗粒的最小密度。原理：介质密度梯度平缓，分离物按各自的沉降系数以不同的速度沉降而达到分离。等密度沉降用途：分离密度不等的颗粒。特点：介质密度较高，陡度大，介质的最高密度应大于被分离组分的最大密度。所需的力场通常比速率沉降法大10~100倍，往往需要高速或超速离心。原理：样品各成分在连续梯度的介质中经过一定时间的离心则沉降到与自身密度相等的介质处，并停留在那里达到平衡，从而将不同密度的成分分离。二、流式细胞术用途：对单个细胞进行快速定量分析与分选的一门技术。原理：包在鞘液中的细胞通过高频振荡控制的喷嘴，形成包含单个细胞的液滴，在激光束的照射下，这些细胞发出散射光和荧光，经探测器检测，转换为电信号，送入计算机处理，输出统计结果，并可根据这些性质分选出高纯度的细胞亚群，分离纯度可达99%。包被细胞的液流称为鞘液，所用仪器称为流式细胞计三、细胞电泳l原理：在一定PH值下细胞表面带有净的正或负电荷，能在外加电场的作用下发生泳动。l各种细胞或处于不同生理状态的同种细胞荷电量有所不同，故在一定的电场中的泳动速度不同。l用途：检测细胞生理状态和病理状态、分离不同种类的细胞，如分离哺乳动物的XY精子。细胞组分的分析方法细胞内核酸、蛋白质、酶、糖与脂类等的显示方法原理：利用一些显色剂与所检测物质中一些特殊基团特异性结合的特征，通过显色剂在细胞中的定位及颜色的深浅来判断某种物质在细胞中的分布和含量。特异蛋白抗原的定位与定性●免疫荧光技术：快速、灵敏、有特异性，但其分辨率有限（蛋白电泳(SDS-PAGE)与免疫印迹反应(Western-Blot)）●免疫电镜技术：¿免疫铁蛋白技术¿免疫酶标技术免疫胶体金技术应用：通过对分泌蛋白的定位，可以确定某种蛋白的分泌动态；胞内酶的研究；膜蛋白的定位与骨架蛋白的定位等细胞内特异核酸的定位与定性光镜水平的原位杂交技术（同位素标记或荧光素标记的探针）\n电镜水平的原位杂交技术（生物素标记的探针与抗生物素抗体相连的胶体金标记结合）PCR技术放射自显影技术原理及应用：¿利用同位素的放射自显影，对细胞内生物大分子进行定性、定位与半定量研究；¿实现对细胞内生物大分子进行动态和追踪研究。步骤：¿前体物掺入细胞（标记：持续标记和脉冲标记）———放射自显影定量细胞化学分析技术●细胞显微分光光度术（microspectrophotometry）¿利用细胞内某些物质对特异光谱的吸收，测定这些物质（如核酸与蛋白质等）在细胞内的含量。包括：紫外光显微分光光度测定法、可见光显微分光光度测定法蛋白质与蛋白质之间的相互作用动物细胞培养l群体培养（massculture）：将含有一定数量细胞的悬液置于培养瓶中，让细胞贴壁生长，汇合（confluence）后形成均匀的单细胞层；l克隆培养（clonalculture）：培养高度稀释的细胞悬液，细胞贴壁生长，每一个细胞形成一个细胞集落，称为克隆。–转鼓培养法：为制取细胞产品而设计，大容量旋转培养，使培养的细胞始终处于悬浮状态之中。l原代培养（primaryculture）：即：培养直接来自动物机体的细胞群，将细胞从一个培养瓶转移到另外一个培养瓶称为传代或传代培养（Passage）。l细胞株（cellstrain）：从原代培养细胞群中筛选出的具有特定性质或标志的细胞群。l细胞系（cellline）：从肿瘤组织培养建立的细胞群或培养过程中发生突变或转化的细胞，可无限繁殖。l克隆（clone）：亦称无性系。指由同一个祖先细胞通过有丝分裂产生的遗传性状一致的细胞群。植物细胞培养1.外植体培养：诱发产生愈伤组织。用于研究植物的生长发育、分化和变异；进行无性繁殖；制取代谢产物。2.悬浮细胞培养：适合于进行产业化大规模细胞培养，制取植物代谢产物。3.原生质体培养：培养脱壁后的细胞，特点：–①比较容易摄取外来的遗传物质，如DNA；–②便于进行细胞融合，形成杂交细胞；–③适宜条件下可产生细胞壁，经诱导分化成完整植株。4.单倍体培养：通过花药或花粉培养可获得单倍体植株。细胞融合l通过培养和介导，两个或多个细胞合并成一个双核或多核细胞的过程称为细胞融合（cellfusion）或细胞杂交。l同核体：相同基因型的细胞融合而成。\nl异核体：不同基因型的细胞融合而成。l自发融合：同种细胞在培养过程中自发合并的现象。l诱发融合：异种间的细胞必须经诱导剂处理才能融合。l诱导细胞融合的方法：生物方法（仙台病毒、副流感病毒和新城鸡瘟病毒）、化学方法（聚乙二醇PEG）、物理方法（电击和激光）。第四章细胞质膜质膜（plasmamembrane）：包在细胞外面所以又称细胞膜。细胞内膜：围绕各种细胞器的膜，称为细胞内膜。生物膜（biomembrane）：质膜和内膜在起源、结构和化学组成的等方面具有相似性，故总称为生物膜。生物膜是细胞进行生命活动的重要物质基础。质膜的化学组成l质膜主要由膜脂和膜蛋白组成，另外还有少量糖，主要以糖脂和糖蛋白的形式存在。膜脂是膜的基本骨架，膜蛋白是膜功能的主要体现者。动物细胞膜通常含有等量的脂类和蛋白质。膜脂主要包括磷脂、糖脂和胆固醇三种类型。脂质体是人工生物膜。磷脂：是构成膜脂的基本成分，约占整个膜脂的50％以上。组成膜的磷脂主要有甘油磷脂与鞘磷脂两大类。磷脂分子的主要特征是：1.具有一个极性头和两个非极性的尾（脂肪酸链），线粒体内膜上的心磷脂具有4个非极性局部。2.脂肪酸碳链为偶数，多数碳链由16，18或20个碳原子组成。3.常含有不饱和脂肪酸（如油酸）。甘油磷脂：以甘油为骨架的磷脂类，在骨架上结合两个脂肪酸链一个磷酸基团，胆碱、乙醇胺、丝氨酸或肌醇等分子籍磷酸基团连接到脂分子上。鞘磷脂：在脑和神经细胞膜中特别丰富。以鞘胺醇（sphingoine）为骨架，与一条脂肪酸链组成疏水尾部，亲水头部也含胆碱与磷酸结合。原核细胞、植物中没有鞘磷脂。糖脂：是含糖而不含磷酸的脂类，含量约占脂总量的5％以下，在神经细胞膜上糖脂含量较高，约占5-10％。糖脂也是两性分子，其结构与SM（鞘磷脂）很相似，只是由一个或多个糖残基代替了磷脂酰胆碱而与鞘氨醇的羟基结合。胆固醇：主要存在真核细胞膜上，含量一般不超过膜脂的1/3，植物细胞膜中含量较少，其功能是提高双脂层的力学稳定性，调节双脂层流动性，降低水溶性物质的通透性。在缺少胆固醇培养基中，不能合成胆固醇的突变细胞株很快发生自溶。脂质体：是一种人工膜人工脂质体可用于：转基因；制备的药物；研究生物膜的特性脂质体的类型(a)水溶液中的磷脂分子团；(b)球形脂质体；(c)平面脂质体膜；(d）用于疾病治疗的脂质体的示意图膜蛋白是膜功能的主要体现者。据估计核基因组编码的蛋白质中30%左右的为膜蛋白。根据膜蛋白与脂分子的结合方式，可分为：整合蛋白（integralprotein）、外周蛋白（peripheralprotein）、脂锚定蛋白（lipid-anchoredprotein）。\n整合蛋白为跨膜蛋白（tansmembraneproteins），是两性分子。与膜的结合非常紧密，只有用去垢剂才能从膜上洗涤下来整合蛋白的跨膜结构域可以是1至多个疏水的α螺旋，形成亲水通道的整合蛋白跨膜区域有两种组成形式，一是由多个两性α螺旋组成亲水通道；二是由两性β折叠组成亲水通道。外周蛋白靠离子键或其它较弱的键与膜表面的蛋白质分子或脂分子的亲水部分结合，因此只要改变溶液的离子强度甚至提高温度就可以从膜上分离下来，有时很难区分整合蛋白和外周蛋白，主要是因为一个蛋白质可以由多个亚基构成，有的亚基为跨膜蛋白，有的则结合在膜的外部。脂锚定蛋白（lipid-anchoredprotein）可以分为两类：l糖磷脂酰肌醇(glycophosphatidylinositol，GPI)连接的蛋白，GPI位于细胞膜的外小叶，用磷脂酶C（能识别含肌醇的磷脂）处理细胞，能释放出结合的蛋白。许多细胞表面的受体、酶、细胞粘附分子和引起羊瘙痒病的PrPC都是这类蛋白。l另一类脂锚定蛋白与插入质膜内小叶的长碳氢链结合。l膜脂分子的运动侧向扩散运动：同一平面上相邻的脂分子交换位置。旋转运动：围绕与膜平面垂直的轴进行快速旋转。摆动运动：围绕与膜平面垂直的轴进行左右摆动。伸缩震荡运动：脂肪酸链进行伸缩震荡运动。翻转运动：膜脂分子从脂双层的一层翻转到另一层。旋转异构化运动：脂肪酸链围绕C-C键旋转。影响膜脂流动性的因素①胆固醇：胆固醇的含量增加会降低膜的流动性。②脂肪酸链的饱和度：脂肪酸链所含双键越多越不饱和，使膜流动性增加。③脂肪酸链的链长：长链脂肪酸相变温度高，膜流动性降低。④卵磷脂/鞘磷脂：该比例高则膜流动性增加，是因为鞘磷脂粘度高于卵磷脂。⑤其他因素：温度、酸碱度、离子强度等。膜蛋白的分子运动主要有侧向扩散和旋转扩散两种运动方式。可用光脱色恢复技术和细胞融合技术检测侧向扩散。膜蛋白的侧向运动受细胞骨架的限制，破坏微丝的药物如细胞松弛素B能促进膜蛋白的侧向运动。膜流动性的生理意义质膜的流动性是保证其正常功能的必要条件。当膜的流动性低于一定的阈值时，许多酶的活动和跨膜运输将停止，反之如果流动性过高，又会造成膜的溶解。膜的不对称性：质膜内外两层的组分和功能的差异，称为膜的不对称性。脂筏是富含胆固醇和鞘磷脂的微结构域（microdomain）。约70nm左右，是一种动态结构，位于质膜的外小页。介于无序液体与液晶之间，称为有序液体（Liquid-ordered）。在低温下这些区域能抵抗非离子去垢剂的抽提，称为抗去垢剂膜（detergent-resistantmembranes，DRMs）。就像一个蛋白质停泊的平台，与膜的信号转导、蛋白质分选均有密切的关系。细胞膜的功能\n为细胞的生命活动提供相对稳定的内环境；选择性的物质运输，包括代谢底物的输入与代谢产物的排出；提供细胞识别位点，并完成细胞内外信息的跨膜传递；为多种酶提供结合位点，使酶促反应高效而有序地进行；介导细胞与细胞、细胞与基质之间的连接；参与形成具有不同功能的细胞表面特化结构。生物膜结构的特征磷脂双分子层是组成生物膜的基本结构成分,尚未发现膜结构中起组织作用的蛋白；蛋白分子以不同方式镶嵌在脂双层分子中或结合在其表面,膜蛋白是赋予生物膜功能的主要决定者；膜的流动性：是生物膜的基本特征之一,是细胞进行生命活动的必要条件。膜的不对称性膜的分相现象。细胞外被动物细胞表面的一层富含糖类物质的结构，称为细胞外被或糖萼。用重金属染料,如钌红染色后，在电镜下可显示厚约10~20nm的结构，边界不甚明确。作用：保护，细胞通信，并与细胞表面的抗原性有关。膜骨架膜骨架是质膜下纤维蛋白组成的网架结构；位于细胞质膜下约0.2μm厚的溶胶层。作用：维持质膜的形状并协助质膜完成多种生理功能。成熟的哺乳动物血红细胞没有核和内膜系统，是研究膜骨架的理想材料。红细胞经低渗处理，细胞破裂释放出内容物，留下一个保持原形的空壳，称为血影皱褶（ruffle）细胞表面的扁形突起，也称为片足（lamellipodia）。在巨噬细胞的表面上，普遍存在着皱褶结构，与吞噬颗粒物质有关。内褶（infolding）：是质膜由细胞表面内陷形成的结构，以相反的方式扩大了细胞的表面积。这种结构常见于液体和离子交换活动比较旺盛的细胞。第六章、线粒体和叶绿体线粒体的形态和分布§大小:§线粒体的形状多种多样，一般呈线状(如右图)，也有粒状或短线状。分布§在多数细胞中，线粒体均匀分布在细胞质中，但在某些细胞线粒体的分布则不均。§线粒体可以向细胞功能旺盛的区域迁移，微管是其导轨、马达蛋白提供动力。线粒体的化学组成§●蛋白质：占线粒体干重的65～70%,分为可溶性蛋白（基质的酶和膜的外周蛋白）和不溶性蛋白（膜的镶嵌蛋白）。§●脂类：占干重的20～30%，多数是磷脂，占总脂的3/4以上。含丰富的心磷脂和较少的胆固醇。§线粒体内膜上的脂类与蛋白质的比值低(0.3:1)，外膜中的比值较高(接近1:1)。标志酶§通过细胞化学分析，线粒体各部位有特征性的酶，称为标志酶。§外膜:单胺氧化酶§内膜:细胞色素氧化酶§膜间隙:腺苷酸激酶\n§基质:苹果酸脱氢酶外膜:单位膜结构。外膜含有孔蛋白,通透性高,膜间隙中的环境与胞质溶胶相似。线粒体外膜的功能：建立膜间隙；对那些将在线粒体基质中进行彻底氧化的物质先行初步分解。内膜:内膜富含心磷脂，通透性差，一般不允许离子和大多数带电的小分子通过。线粒体内膜通常要向基质折褶形成嵴，其上有ATP合酶（F0-F1复合体）。内膜的酶类可以粗略地分为三类∶运输酶类、合成酶类、电子传递和ATP合成酶类。内膜是线粒体进行电子传递和氧化磷酸化的主要部位。在电子传递和氧化磷酸化过程中，线粒体将氧化过程中释放出来的能量转变成ATP。膜间隙：宽6～8nm，膜间隙中的化学成分很多，几乎接近胞质溶胶。膜间隙的功能是建立和维持氢质子梯度。线粒体基质：与三羧酸循环、脂肪酸氧化、氨基酸降解等有关的酶都存在于基质之中；此外还含有DNA、tRNAs、rRNA、以及线粒体基因表达的各种酶和核糖体。线粒体是真核生物氧化代谢中心。最终氧化的共同途径是三羧酸循环和呼吸链的氧化磷酸化。递氢体:能将氢质子跨膜传递到膜间隙的复合物称为递氢体,或称递质子体。复合物Ⅰ、Ⅲ、Ⅳ既是电子载体,又是递氢体;复合物Ⅱ只是电子载体,而不是递氢体。叶绿体是由叶绿体膜、类囊体、基质组成。叶绿体的结构比较特殊,它含有3种不同的膜(外膜、内膜和类囊体膜)以及3种彼此分隔的区室(膜间隙、叶绿体基质和类囊体腔)。类囊体由内膜发展而来的,呈扁平小囊，是光合作用的光反应场所。类囊体的结构分类∶基粒类囊体、基质类囊体。所有参与光合作用的色素、光合作用所需酶类、电子传递载体、及偶联的ATP合成酶都在类囊体膜上。线粒体类似于细菌的特征：§①环形DNA；②70S核糖体；§③RNA聚合酶被溴化乙锭抑制，不被放线菌素D所抑制；§④tRNA和氨酰基-tRNA合成酶不同于细胞质中的；§⑤蛋白质合成的起始氨酰基tRNA是N-甲酰甲硫氨酰tRNA；对细菌蛋白质合成抑制剂氯霉素敏感对细胞质蛋白合成抑制剂放线菌酮不敏感。分子伴侣（molecularchaperon）:一类在序列上没有相关性但有共同功能的蛋白质，它们在细胞内帮助其他含多肽的结构完成正确的组装，而且在组装完毕后与之分离，不构成这些蛋白质结构执行功能时的组份。特征：1、分子伴侣对靶蛋白没有高度专一性，同一分子伴侣可以促进多种氨基酸序列完全不同的多肽链折叠成为空间结构、性质和功能都不相关的蛋白质。2、它的催化效率很低。行使功能需要水解ATP，以改变其构象，释放底物，进行再循环。　3、它和肽链折叠的关系，是阻止错误折叠，而不是促进正确折叠。　4.　多能性（胁迫保护防止交联聚沉，转运，调节转录和复制，组装细胞骨架）　5.进化保守性线粒体基质蛋白，除极少数外，都是游离核糖体合成，并通过转运肽转运进来的，转运过程十分复杂.第十章细胞核与染色体细胞核：细胞核膜与核孔复合物NPC\nA.结构:双层核膜围绕着细胞核B.细胞核膜包括由两层膜及核膜间隙组成v核膜内表面排列着核纤层Ø核纤层支持核膜，使之保持一定的形状及强度，为染色体及核膜提供连结结构。Ø核纤层由核纤层蛋白组成.Ø核纤层的完整性由磷酸化与去磷酸化调节核纤层蛋白的磷酸化触发核纤层的解聚，使之形成囊泡。核纤层蛋白的去磷酸化使之重新组装。核定位信号NLS仅存在于核蛋白一个典型的NLS包含几个连续的基本氨基酸(正电荷氨基酸:Lys,Arg)核小体是染色体的基本结构8个组蛋白形成核小体的核心组蛋白:与真核细胞DNA相互作用的最丰富的蛋白基本氨基酸带丰富的正电荷,能与DNA中带负电荷的磷酸基团相互作用组蛋白H2A,H2B,H3,H4的氨基酸序列在不同物种间具有很高的相似性。核小体包装形成染色质纤维和染色体常染色质与异染色质常染色质Euchromatin具有转录可能；染色质结构的类型—；30-nmfibersandloopeddomains；染色浅，较松散；用3H-uridine进行脉冲标记；具转录活性异染色质Heterochromatin:染色深，染色质紧缩；没有转录活性；具有位置效应；在一个典型的哺乳动物细胞中，大约10%的基因组压缩成异染色质形成CEN（着丝粒）andTEL（端粒序列）染色体保持复制及遗传稳定性的三个功能原件：端粒、着丝粒及复制起始点。端粒酶发现于生殖细胞中，体细胞中没有.成年的端粒长度比幼年的短.端粒变短会激活自杀程序.所以端粒变短在保护身体免于癌症方面具重要作用.核仁的功能：核糖体生物发生第十二章细胞增殖及其调节重要意义:1.为了多细胞组织的生长和发育以及后代的产生；2.由单细胞产生新的组织;3.更新老的、凋亡的细胞及损坏的组织;所以细胞的增殖是生命最重要的特点之一细胞周期最基本的功能是将染色体上的DNA进行精确复制然后将其准确地分配到遗传上完全相同的两个子细胞中。细胞周期的生化事件G1phase:合成DNA复制所需的蛋白（RNA）。染色质变松散。Sphase:合成DNA和组蛋白G2phase:合成一些蛋白质及RNAMphase:有丝分裂Mitosisand减数分裂meiosisand胞质分裂cytokinesis三种类型的活细胞(1)Cyclingcells周期细胞\n连续分裂细胞，在细胞周期中连续运转因而又称为周期细胞如干细胞、表皮生发层细胞、部分骨髓细胞。(2)G0cellsG0期细胞休眠细胞暂不分裂，但在适当的刺激下可重新进入细胞周期，称G0期细胞，如淋巴细胞lymphocytes、肝、肾细胞等(3)TerminallyDifferentiatedcells终端分化细胞不分裂细胞，指不可逆地脱离细胞周期，不再分裂的细胞，又称终端细胞，如神经、肌肉、多形核细胞等等。是高度分化的、失去分裂能力最终死亡的细胞。细胞的同步化（1）自然的同步化(2)人工选择同步化有丝分裂选择法：使单层培养的细胞处于对数增殖期，此时分裂活跃，MI高。有丝分裂细胞变圆隆起，与培养皿的附着性低，此时轻轻振荡，M期细胞脱离器壁，悬浮于培养液中，收集培养液，再加入新鲜培养液，依法继续收集，则可获得一定数量的中期细胞。其优点是，操作简单，同步化程度高，细胞不受药物伤害，缺点是获得的细胞数量较少。（分裂细胞约占1%～2%）细胞沉降分离法：不同时期的细胞体积不同，而细胞在给定离心场中沉降的速度与其半径的平方成正比，因此可用离心的方法分离。其优点是可用于任何悬浮培养的细胞，缺点是同步化程度较低。(3)通过药物诱导同步化DNA合成阻断法：选用DNA合成的抑制剂，可逆地抑制DNA合成，而不影响其他时期细胞的运转，最终可将细胞群阻断在S期或G/S交界处。5-氟脱氧尿嘧啶、羟基脲、阿糖胞苷、氨甲蝶呤、高浓度ADR、GDR和TDR（胸腺嘧啶核苷），均可抑制DNA合成使细胞同步化。TDR双阻断法诱导细胞同步化其中高浓度TDR对S期细胞的毒性较小，因此常用TDR双阻断法诱导细胞同步化：在细胞处于对数生长期的培养基中加入过量TDR，（Hela，2mol/L；CHO，7.5mol/L）。S期细胞被抑制，其它细胞继续运转，最后停在G1/S交界处。移去TDR。洗涤细胞并加入新鲜培养液、细胞又开始分裂。当释放时间大于TS时，所有细胞均脱离S期，再次加入过量TDR，细胞继续运转至G1/S交界处，被过量TDR抑制而停止。优点是同步化程度高，适用于任何培养体系。可将几乎所有的细胞同步化。缺点是产生非均衡生长，个别细胞体积增大。中期阻断法利用破坏微管的药物将细胞阻断在中期，常用的药物有秋水仙素和秋水仙酰胺，后者毒性较少。优点是无非均衡生长现象，缺点是可逆性较差。特殊细胞周期—早期胚胎(30min/cellcycle)（1）没有G1和G2期,所有的复制子是激活的，所以S期非常短。(2)除DNA外不需要或很少需要合成元件(3)在细胞周期中没有细胞的生长。前期Prophasev染色质凝缩形成紧密的有丝分裂染色体v中心体在S期被复制，然后分离并在前期形成纺缍体。vGolgi,ERetc.散开形成小囊泡；着丝粒kinetochore进行组装前中期Prometaphase核膜解体\nv纺缍体微管捕获染色体通过推拉使染色体排到赤道板上中期Metaphase后期Anaphasev后期的事件:后期A与后期B都促使染色体向纺缍体两极移动vAnaphaseB:纺缍体两极离得更远解释染色体在后期运动的模型v后期的控制:SCF和APC在细胞周期激活v纺缍体附着的检测点:后期延续到染色体排列在赤道板为止末期Telophase染色体解聚；核膜在染色体周围重建；Golgi,ER重建；核仁重组胞质分裂CytokinesisInanimalcells纺缍体的微管决定动物细胞分裂的平面;有丝分裂可以在没有胞浆分裂的情况下发生。在植物细胞中:成膜体指导高等植物的胞浆分裂细胞周期控制系统A.细胞周期调控系统触发细胞周期主要的进程。B.调控系统能在特定的检验点阻止细胞周期进程。C.细胞周期调控系统是建立在周期性激活的蛋白激酶cyclin-dependentkinases(Cdks)的基础上的。是细胞周期的引擎。MPF：成熟促进因子所有真核细胞中都需要的三种周期调控蛋白:1.G1/S-cyclins在G1期末期结合到Cdks允许细胞进行DNA复制。.2.S-cyclins在S期结合到Cdks，是DNA复制起始所必须。3.M-cyclins促进有丝分裂。细胞周期调控系统依赖于蛋白周期性的裂解。DNA复制检验点:不完全的复制阻碍进入有丝分裂纺缍体附着的检验点：姊妹染色体的分离由蛋白裂解所触发。1.Mad2通常定位在前期的没有排列好的着丝粒上。Mad2提供“等待”的信号延迟细胞进入后期的进程。Mad2突变体细胞在它们的姊妹染色体没排列好时不能将其阻止在分裂中期。Mad2绑定在Cdc20,抑制APC的活性,这个事件是中期到后期的转换的需要的。只有当所有的姊妹染色体上的Mad2都缺失时APC才具有活性，而后期也才能开始。2.细胞含有不成对染色体会延迟后期的开始直到染色体全部成对排列到赤道板上为止。vMad2蛋白在游离着丝点上.v脱离有丝分裂需要M-Cdk的失活。vM-Cdk的失活主要由泛素化降解蛋白M-cyclins所致。G1期是Cdk失活的一个稳定状态DNA损伤检验点:细胞周期被DNA损伤及p53阻止。两个这样的检验点:1.一个在G1晚期:阻止进入S期；2.一个在G2晚期:阻止进入有丝分裂期；P53:基因调节蛋白.DNA损伤间接激活p53。Mdm2作为泛素连接酶，其被蛋白酶体降解，使之与磷酸化的p53绑定到Mdm2\n的量减少了。P21(CKIprotein)绑定到G1/S-Cdk和S-Cdk从而抑制其活性，因此有助于阻止进入S期。