革兰氏染色原理实验原理:革兰染色法是最常用的细菌鉴别染色法。同时还为分析细菌的致病性和选用抗菌药物提供了依据。
革兰染色的原理,主要是由于两类细菌的细胞壁成分和结构的不同。革兰阴性菌细胞壁中含有较多类脂质,而肽聚糖含量较少。当用酒精脱色时,溶解了类脂质,增加了细胞的通透性,使结晶紫和碘的复合物易于渗出,细胞脱色,经复染后,染上复染液(复红)的颜色;而革兰阳性菌细胞壁中肽聚糖含量多且交联度大,类脂质含量少,经酒精脱色后,肽聚糖层的孔径变小,通透性降低,酒精不易进入菌体脱色,故细胞仍保留初染液(结晶紫)的颜色。
真核与原核的比较(细胞生物学P35) 芽孢(微生物教材P55) 主/被动运输(细胞教材105、或者见微生物教材95页) 被动运输:简单扩散——疏水的小分子或者不带电的极性分子
水孔蛋白——是内在膜蛋白的一个家族,在哺乳动物细胞类至少有10种水孔蛋白,在各种特异性组织中,提供了水分子快速跨膜运动的通道。
协助扩散——各种极性分子和无机离子。如糖、氨基酸、核苷酸、以及代谢产物。需要特异性的膜转运蛋白“协助”
主动运输:ATP驱动泵——直接水解ATP供能(因此又称初级主动运输),实现离子或者小分子逆梯度运动,是一种偶联的化学反应
偶联转运蛋白——介导各种离子、分子的跨膜运动。分为同向/异向转运蛋白,使一种离子或分子逆浓度梯度运动与一种或者多种离子顺浓度梯度运动偶联起来。因两类转运蛋白能同时转运两种不同的溶质,又称为协同转运蛋白。 光驱动泵——主要在细菌中发现,对溶质的主动运输与光能的输入相偶联。
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微生物的生长规律(微生物教材135)
迟缓期:活跃生长,但分裂迟缓,细胞形态变大或者增长,细胞内RNA,尤其是rRNA含量增加,对外界不良反应敏感。在科研、工业中尽量缩短(通过遗传改造、利用对数期做种子、接种前后培养基相差不大、扩大接种量)
对数生长期:以最大的速率生长分裂,细菌数量呈对数增加,胞内各成分按比例有规律的增加,所有组分呈彼此相对稳定速度合成。常在工业上作为种子,理想的实验材料。
稳定生长期:生长速率降低至0,对数生长期结束,进入稳定生长,活菌数量最高并维持稳定。可以延长稳定期以获得更多的代谢产物。
衰亡期:营养物耗尽,有毒代谢产物积累,细菌死亡数量增加,代谢活性降低出现自溶。
同步培养:使群体中不同步的细胞转变成能同时进行生长或分裂的群体细胞。 分批培养:在封闭系统中对微生物进行的培养,既不补充营养物质也不移去营养物质,保持整个培养液体积不变的培养方式。可用来测量生长曲线,观察微生物的生长代谢规律。
连续培养:在微生物的整个培养期间,通过一定的方式使微生物能以恒定的比生长速率生长并能持续生长下去的一种培养方法。在微生物培养过程中采用开放系统,不断地补充营养物质和以同样的速率移出培养物是实现微生物连续培养的基本原则。分为恒化器/恒浊器连续培养。可用于发酵产业,产生更好的经济效益。 酵母繁殖方式:
无性:芽殖(主要繁殖方式)裂殖(少数,如裂殖酵母属)、产生无性孢子 有性:形成子囊孢子
环境对微生物的影响(微生物教材148)
营养物质、水、温度、PH、氧; 初/次级代谢产物(微生物129) 初级:将微生物从外界吸收的各种营养物质,通过分解代谢和合成代谢,生成维持生命活动的物质和能量的过程。初级代谢过程中的产物为初级代谢产物。微生物生长活动必须,一直产生。
次级:微生物生长到一定时期,以初级代谢产物为前体,合成一些对微生物的生命活动无明确功能的物质,这一过程的产物叫次级代谢产物。大多为分子结构比
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较复杂的化合物(抗生素、激素、生物碱、毒素、维生素等),生长到特定时期产生,对其生命活动非必须。
细胞周期:细胞从一次有丝分裂结束到下一次有丝分裂完成所经历的一个有序过程。
细胞融合:是指使用人工方法使两个或两个以上的细胞合并形成一个细胞的现象。
细胞坏死:是细胞受到化学因素(强酸、强碱、有毒物质)、物理因素(如热、辐射)和生物因素(如病原体)等环境因素伤害,引起的细胞死亡现象。 细胞凋亡:是机体维持环境稳定、有基因控制的细胞自主的有序性死亡。 细胞分化:是指细胞在形态、结构和功能上发生稳定性差异的过程。
细胞全能性;是指已分化细胞(保留着全部的核基因组,具有生物个体生长、发育所需要的全部遗传信息,)具有发育成完整个体的潜能。
脂筏模型:即在以甘油磷脂为主体的生物膜上,胆固醇、鞘磷脂等形成相对有序的脂相,如同漂浮在脂双层上的“脂筏”一样载着执行某些特定生物学功能的各种膜蛋白。
信号肽:常指新合成多肽链中用于指导蛋白质的跨膜转移(定位)的N-末端的氨基酸序列导肽:又称导向序列(targeting sequence),它是游离核糖体上合成的蛋白质的N-端信号。导肽是新生蛋白N-端一段大约20~80个氨基酸的肽链, 通常带正电荷的碱性氨基酸(特别是精氨酸和赖氨酸)含量较为丰富,如果它们被不带电荷的氨基酸取代就不起引导作用,
核定位信号:蛋白质的一个结构域,通常为一短的氨基酸序列,它能与入核载体相互作用,使蛋白能被运进细胞核。
核孔复合体:核被膜上沟通核质和细胞质的复杂隧道结构,由多种核孔蛋白构成。
隧道的内、外口和中央有由核糖核蛋白组成的颗粒。对进出核的物质有控制作用。 活性染色质:是具有转录活性的常染色质
非活性染色质:不进行转录的染色质,包括异染色质和部分常染色质
核仁组织中心:参与形成核仁时的染色质区,核仁组织区定位在核仁染色体次缢痕部位。对人来说,在13、14、15、21、22对染色体上存在核仁组织区。 13
多聚核糖体:是指合成蛋白质时,多个甚至几十个核糖体串联附着在一条mRNA分子上,形成的似念珠状结构。在合成多蛋白质时,核糖体并不是单独工作的,常以多聚核糖体的形式存在。一般来说,mRNA的长度越长,上面可附着的核糖体数量也就越多。 线粒体半自主性
线粒体DNA:双链环状、裸露的DNA分子
1. 线粒体有自己的DNA和蛋白质合成系统——独立的遗传系统,。
2. mtDNA分子量小、基因数量少、编码的蛋白质有限,只占线粒体蛋白质的10%,而大多数线粒体蛋白质(90%)由核基因编码的,并在细胞质中合成后转运到线粒体中去。
3. 线粒体遗传系统与细胞核遗传系统的相互关系 调控
细胞核←―――→线粒体 反馈
因此,线粒体为半自主性细胞器
细胞周期检验点:细胞周期检验点(checkpoint)是细胞周期调控的一种机制,主要是确保周期每一时相事件有序、全部完成并与外界环境因素相联系。 在细胞周期中从G1—S,G2—M,M中期--M后期存在着三个特殊的时间点(R点),
G1/S:G1/S转换期是决定细胞命运的最主要阶段.
G2/M:DNA复制检控点,检测DNA复制是否完整以及是否被多次复制 M中期/M后期 :保证中期染色体在排列整齐以前,即纺锤体组装完成以前不会启动染色单体分离和M期退出机制,以保证染色体分配的准确性 受体:一种能够识别和选择性结合某种配体(信号分子)的大分子。
(1)细胞内受体: 胞外亲脂性信号分子所激活激素激活的基因调控蛋白(胞内受体超家族)
(2)细胞表面受体: 为胞外亲水性信号分子所激活 (3)受体的结构:识别结构域和催化部位
细胞表面受体:离子通道偶联受体;G蛋白偶联受体;酶偶联受体
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G蛋白耦联受体所介导的信号通路 一、G蛋白耦联受体的结构与激活
7次跨膜蛋白,N末端胞质侧胞外结构域识别信号分子, C末端胞内结构域与G蛋白耦联。
相关信号途径:cAMP途径、磷脂酰肌醇途径。 (一)以cAMP为第二信使的信号通路
反应链:激素→G-蛋白偶联受体→G-蛋白→腺苷酸环化酶→cAMP→ cAMP依赖的蛋白激酶A→基因调控蛋白→基因转录
信号分子与G蛋白偶联受体结合,使得三聚体G蛋白解离,并发生GTP与GDP交换,使Gα-GTP处于活化的开启状态,导致结合并激活腺苷酸环化酶,腺苷酸环化酶催化ATP水解为cAMP,cAMP与无活性PKA从而使PKA活化,活化的PKA又作用于基因调控蛋白从而调控基因转录。
(二)以二酰甘油和肌醇三磷酸作为双信使的磷脂酰肌醇双信使通路 IP3和DAG双信使 效应酶磷脂酶C(PLC)
胞外信号分子→G-蛋白偶联受体(结合)→G-蛋白→磷脂酶C(PLC) →(1)(2) (1)磷脂酰肌醇→IP3→胞内Ca2+浓度升高→Ca2+结合蛋白(CaM)→激活PKC→细胞反应
(2)磷脂酰肌醇→DAG→激活PKC→细胞反应
流动镶嵌模型:认为细胞膜结构是由液态的脂类双分子层中镶嵌可以移动的球形蛋白质而形成的,其强调:膜的流动性,膜蛋白和膜脂均可侧向运动 膜蛋白分布的不对称性,有的嵌在膜表面,有的嵌入或横跨脂双分子层 细胞骨架(细胞质骨架+核骨架)
细胞质骨架:是指存在于真核细胞中、有蛋白质亚基组装而成的纤维网络体系, 主要包括:微丝(肌动蛋白)、微管(αβ-微管蛋白二聚体组装)、中间丝。 细胞骨架是一类高度动态的结构,他们通过蛋白亚基的组装/去组装过程来调节细胞内骨架网络的分布和结构,通过与细胞骨架结合蛋白、马达蛋白等的相互作用来行使其生物学功能。
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