第一章 绪论
1．细胞生物学是研究细胞基本生命活动规律的科学，从不同层次（显微水平、亚显微水平和分子水平等）研究细胞结构、功能及生命活动规律。
? 1）显微水平，光学显微镜下可见的结构。 ? 2）超微水平，电子显微镜下可见的结构。
? 3）分子水平，细胞结构的分子组成，及其在生命活动中的作用。 2.细胞生物学主要研究内容大致归纳为 ①细胞核、染色体及基因表达的研究 ②生物膜与细胞器的研究 ③细胞骨架体系的研究
④细胞分化、增殖及其调控:细胞分化与增殖是生物生长与发育的基础。 ⑤细胞的衰老与凋亡:细胞衰老是细胞生物学一个新的、非常活跃的领域 ⑥细胞的起源与进化:细胞起源与进化是一个古老而崭新的问题。 ⑦细胞工程:
⑧细胞信号转导与调控
3.当前细胞生物学研究中的3大基本问题
? 1.基因组在细胞内是如何在时间与空间上有序表达的？
? 2.基因表达产物如何逐级组装成能行驶生命活动的基本结构体系及细胞器？这种自
组装过程的调控程序与调控机制是什么？
? 3.基因表达的产物（活性因子、信号分子）如何调节细胞的生命活动过程？
4.全世界自然科学研究中论文发表最集中的三个领域分别是：细胞信号转导、细胞凋亡、基因组与后基因组学研究
5．当今科研领域的热门话题 1988年底，美国国立卫生研究院的调查结果是 三种疾病：癌症、心血管病、爱滋病和肝炎等传染病
五大研究方向：细胞周期调控、细胞凋亡、细胞衰老、信号转导、DNA的损伤与修复
第二章 细胞的统一性与多样性
植物细胞与动物细胞的比较
共有的细胞结构和细胞器：细胞膜、核膜、染色质、核仁、线粒体、高尔基体、内质网、核糖体、微管和微丝等。近年在植物细胞内也发现了可能有类似动物细胞的中间丝（从核膜到质膜，参与形成细胞骨架），植物细胞的圆球体（含酸性水解酶等）与糊粉粒（储藏蛋白质）具有类似溶酶体的功能。
植物细胞的特有细胞器：①细胞壁：主要成分为纤维素、半纤维素、果胶质、木质素等组成，另外有蛋白质等。②液泡：细胞的代谢库，起调节细胞内环境的作用。③叶绿体：光合作用器官。一个细胞中往往有几到十几个。
第三章 细胞生物学研究方法
细胞融合（cell fusion）与细胞杂交技术：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。
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 细胞膜与细胞表面结构
流动镶嵌模型的主要内容：①生物膜是由流动的脂双层和嵌在其中的蛋白质组成。 ②磷脂分子是组成生物膜的基本成分，具有极性头部和非极性尾部，在水相中以疏水尾部相对，极性头部朝向水相一侧，组成生物膜骨架，自发形成封闭的膜系统。 ③蛋白分子以不同的方式镶嵌在磷脂双层分子中或结合在其表面（或嵌在脂双层表面，或嵌
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在其内部，或横跨整个脂双层）， 表现出分布的不对称性，且蛋白质分子类型也不同。 ④.膜脂与膜脂，膜蛋白与膜蛋白以及膜蛋白与膜脂之间的复杂相互作用，在一定程度上限制了膜蛋白与膜脂的流动性。 细胞膜的流动镶嵌模型（特点） 1.突出了膜的流动性和不对称性。
2.膜的流动性：蛋白质分子和膜脂分子均可侧向运动。
3.膜蛋白分布的不对称性：有的镶在膜表面，有的嵌入或横跨脂双分子层。
第五章 物质的跨膜运输
1.被动运输定义：是指通过简单扩散或协助扩散将物质从高浓度向低浓度方向的跨膜转运，转运的动力来自物质的浓度梯度，不需要细胞提供代谢能量。类型：简单扩散、协助扩散 2.主动运输：是由运输蛋白介导的物质逆浓度梯度或电化学梯度进行的运输方式。 三种主动运输方式中， ATP 驱动泵最常见 ATP 驱动泵分类：
①只能转运离子:V-型质子泵、F-型质子泵、P-型离子泵（种类：Na+-K+ pump 、Ca2+ pump 、H+ pump 、H+-K+ pump）
②转运小分子泵：ABC超家族 Na+-K+ pump
2个α亚基与2个β亚基组成的四聚体；
α亚基在膜内外各有与Na+结合位点和与K+结合的位点。 Na+-K+泵工作原理：
通过磷酸化和去磷酸化发生构象的变化，导致与Na+、K+的亲和力发生变化完成离子的转运。
磷酸化:膜内侧Na+与酶结合，激活ATP酶活性，分解ATP，泵被磷酸化，构象发生变化，于是结合的Na+转移至膜外侧；这种磷酸化的泵对Na+的亲和力低，对K+的亲和力高，因而在膜外侧释放Na+、结合K+。
去磷酸化:膜与外侧的K+结合后促使泵去磷酸化，泵的构象恢复原状，K+则转向膜内侧，K+与酶的亲和力降低，使K+在膜内被释放，并又可以与Na+结合，开始下一次循环。 Na+-K+泵工作步骤
? 1.从细胞内摄取3个Na+ ，并激活ATP酶的活性； ? 2.促使ATP水解，磷酸化泵的α亚基；
? 3.磷酸化后泵改变构象，导致3个Na+向外释放； ? 4.从胞外摄取2个K+，促使去磷酸化；
? 5.去磷酸化后的泵改变构象，在胞内侧释放2个K+ ；
? 6.泵恢复原始状态， Na+结合位点恢复功能，开始下一次循环。
作用特点
1.每个循环构象变化两次，磷酸化和去磷酸化； 2.每一个循环消耗一个ATP；
3.一个循环运出3个Na+，输入2个K+； 4.由ATP水解直接提供能量。
5.构象变化有序而迅速，每秒可发生1000次左右。
Na+-K+泵的生理作用：①维持细胞的渗透性，保持细胞的体积；②维持高K+低Na+的细胞内环境，维持细胞的静息电位。③吸收营养（乌本苷抑制其活性；氰化物可抑制ATP供应中断，阻止泵的运转。Mg 2+和少量膜脂有助提高于其活性。） 比较胞饮作用和吞噬作用的异同。
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胞饮和吞噬是细胞胞吞作用的两种类型。胞饮作用是一个连续发生的过程，所有真核细胞都能通过胞饮作用连续摄入溶质和分子；吞噬作用首先需要被吞噬物与细胞表面结合并激活细胞表面受体，是一个信号触发过程。胞饮泡的形成需要网格蛋白、结合素蛋白和结合蛋白等的帮助；吞噬泡的形成则需要微丝及其结合蛋白的帮助，在多细胞动物体内，只有某些特化细胞具有吞噬功能。
第六章 线粒体与叶绿体 线粒体各部分功能及主要酶的分布 部位 外膜 功能 膜脂的合成 脂肪酸链去饱和 脂肪酸链延长 酶的名称 单胺氧化酶 NADH-细胞色素还原酶 核苷二磷酸激酶 磷酸甘油酰基转移酶 部位 膜间隙 功能 核苷的磷酸化 酶的名称 腺苷酸激酶 核苷酸激酶 二磷酸激酶 单磷酸激酶 三羧酸循环酶系 (苹果酸脱氢酶） 脂肪酸β氧化酶 谷氨酸脱氢酶 天冬氨酸转氨酶 蛋白质和核酸合成酶系 丙酮酸脱氢酶复合物 内膜 电子传递 NADH脱氢酶 基质 三羧酸循环 氧化磷酸化 代谢物质运输 琥珀酸脱氢酶 细胞色素c 细胞色素氧化酶 ATP合酶 丙酮酸氧化酶 脂肪酸β氧化 丙酮酸氧化 蛋白质合成 DNA复制 RNA合成 光合磷酸化 由光照所引起的电子传递与磷酸化作用相耦联而生成ATP的过程。光合作用通过光合磷酸化由光能形成ATP，用于CO2同化，将能量储存于有机物中。 CF0-CF1 ATP合酶
光合磷酸化类型：分为非循环式光合磷酸化和循环式光合磷酸化两条通路。 电子传递与光合磷酸化需说明以下几点：
①最初电子供体是H2O，最终电子受体是NADP+。 ②电子传递链中唯一的H+泵是细胞色素b6f复合物。类囊体腔的质子浓度比叶绿体基质高，该浓度梯度产生的原因归于：H2O光解、细胞色素b6f、NADPH的形成。ATP、NADPH在叶绿体基质中形成。
③循环式传递的高能电子在PSⅠ被光能激发后经cytb6f复合物回到PSⅠ。结果是不裂解H2O、产生O2，不形成NADPH，只产生H+跨膜梯度，合成ATP 。 导肽：游离核糖体上合成的蛋白质的N-端的信号序列 分子伴侣：细胞中的某些蛋白质分子可以识别正在合成的多肽或部分折叠的多肽并与多肽
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的某些部位相结合，从而帮助这些多肽转运、折叠或装配，这一类分子本身并不参与最终产物的形成，因此称为分子“伴侣”。
线粒体的超微结构：线粒体是由内外两层彼此平行的单位膜套叠而成的封闭的囊状结构，外膜起界膜作用，内膜向内折叠形成嵴。外膜和内膜将线粒体分割成两个室：一个是内外莫之间的膜间隙，另一个是内膜包被的空间，称为基质。 电子传递链的组成：
氧化磷酸化：是指呼吸链上与电子传递相耦联的由ADP被磷酸化形成ATP的酶促过程。 氧化磷酸化过程及化学渗透假说
1961年，英国学者Peter Mitchell提出化学渗透假说（1978年获诺贝尔化学奖），说明了电子传递释出的能量用于形成一种跨线粒体内膜的质子梯度（H+梯度），这种梯度驱动ATP的合成。这一过程概括如下：
1.NADH的氧化，其电子沿呼吸链的传递，造成H+ 被3个H+ 泵，即NADH脱氢酶、细胞色素bc1复合体和细胞色素氧化酶从线粒体基质跨过内膜泵入膜间隙。
2.H+ 泵出，在膜间隙产生一高的H+ 浓度，这不仅使膜外侧的pH较内侧低（形成pH梯度），而且使原有的外正内负的跨膜电位增高，由此形成的电化学质子梯度成为质子动力，是H+ 的化学梯度和膜电势的总和。
3.H+ 通过ATP合酶流回到线粒体基质，质子动力驱动ATP合酶合成ATP。 试比较光合碳同化三条途径的主要异同点。 1）C3途径（卡尔文循环）：是靠光反应合成的ATP及NADPH作能源，推动CO2的固定、还原。每循环一次只能固定一个CO2分子，循环六次才能把6个CO2分子同化成一个己糖分子。
2）C4途径：在叶脉周围有一圈含叶绿体的维管束鞘细胞，其外环列的叶肉细胞，在这两种细胞密切配合下不论CO2浓度的高低状态，对CO2净固定，这类植物积累干物质的速度快，为高产型植物。
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3）CAM途径（景天科酸代谢）：肉质植物的叶片，气孔白天关闭，夜间开放。夜间吸收CO2，在PEPC（磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶）催化下与PEP（磷酸烯醇式丙酮酸）结合，生产草酰乙酸，进一步还原为苹果酸；白天CO2从储存的苹果酸中经氧化脱羧释放出来，参与C3（卡尔文）循环，形成淀粉。CAM途径与C4途径相似，只是CO2固定与光合作用产物的生成，在时间及空间上与C4途径不同。
第七章 真核细胞内膜系统、蛋白质分选与膜泡运输
1.比较粗面内质网和光面内质网的形态结构与功能。
ER是细胞内蛋白质与脂类合成的基地，几乎全部脂类和多种重要蛋白都是在内质网合成的。
形态结构：
rER多呈扁囊状，排列较为整齐，在其膜表面分布大量核糖体。功能：蛋白质合成；蛋白质的修饰与加工；新生肽的折叠与组装；脂类的合成。
sER常为分支管状，形成较为复杂的立体结构，在其膜的表面没有核糖体。功能：类固醇激素的合成（生殖腺内分泌细胞和肾上腺皮质）；肝的解毒作用；肝细胞葡萄糖的释放（G-6P?G）；储存钙离子：肌质网膜上的Ca2+-ATP酶将细胞质基质中Ca2+ 泵入肌质网腔中
2.何谓蛋白质的分选？已知膜泡运输有哪几种类型及其特点？
1）蛋白质分选概念：蛋白质在细胞质基质中开始合成，在细胞质基质中或运至糙面内质网上继续合成，然后通过不同途径转运到细胞的特定部位，这一过程称为蛋白质的分选或定向运转。
2）膜泡运输的类型及其特点：
⑴网格蛋白有被小泡的运输，负责蛋白质从高尔基体TGN向质膜、胞内体或溶酶体和植物液泡运输。从TGN区出芽并由网格蛋白包被形成转运泡。
⑵COPⅡ有被小泡的运输，负责从内质网到高尔基体的物质运输。由5种蛋白亚基组成的蛋白包被COPⅡ小泡，具有对转运物质的选择性并使之浓缩。选择性体现在a. COPⅡ小泡能识别并结合跨膜内质网胞质面一端的信号序列；b. 跨膜内质网蛋白的一端作为受体与ER腔的可溶性蛋白结合。
⑶COPⅠ有被小泡的运输，负责回收、转运内质网逃逸蛋白返回内质网。逃逸的内质网蛋白的回收是通过回收信号介导的特异性受体完成，这类受体能以COPⅠ有被小泡的形式捕获逃逸分子，并将其回收到内质网。
第八章 细胞信号转导
1.何谓信号传递中的分子开关蛋白？举例说明其作用机制。
分子开关蛋白的概念：具有可逆磷酸化控制的蛋白激酶称为分子开关蛋白。
分子开关的蛋白有两类：1）通过磷酸化传递信号的开关蛋白：其活性由蛋白激酶使之磷酸化而开启，由蛋白磷酸酯酶使之去磷酸化而关闭；2）通过结合蛋白传递信号的分子开关蛋白：由GTP结合蛋白组成，结合GTP而活化，结合GDP而失活。
作用机制：如NO（包内第二信使分子）在导致血管平滑肌舒张中的作用机制，即NO导致靶细胞内的可溶性鸟苷酸活化，血管内皮细胞释放NO，应答神经终末的刺激，NO扩散进入靶细胞与靶蛋白结合，快速导致血管平滑肌的舒张，从而引起血管扩张、血流畅通。 2.简要说明G蛋白偶联受体介导的信号通路有何特点。
G蛋白偶联受体所介导信号通路主要包括cAMP信号通路和磷脂酰肌醇信号通路。
cAMP信号通路：细胞外信号（激素，第一信使）与相应G蛋白偶联的受体结合，导致细胞内第二信使cAMP的水平变化而引起细胞反应的信号通路。腺苷环化酶调节胞内cAMP的水平，cAMP被磷酸二酯酶限制型降解清除。
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