生物聯(lián)賽-分子與細(xì)胞生物學(xué)

分子與細(xì)胞生物學(xué)細(xì)胞生物學(xué)部分競賽考試綱要細(xì)目1、化學(xué)成分-

單糖、雙糖、多糖-

脂類-

蛋白質(zhì)：-

酶類：化學(xué)結(jié)構(gòu)、酶作用的模型、變性、命名-

核酸：DNA,RNA-

其他重要化合物:ADP和ATP、NAD+和NADH、NADP+和NADPH2、細(xì)胞器細(xì)胞核：核膜、核基質(zhì)（核透明質(zhì)）、染色體、核仁細(xì)胞質(zhì)：細(xì)胞膜、透明質(zhì)、線粒體、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、核糖體、高爾基體、溶酶體、液泡、微體、質(zhì)體（葉綠體·有色體·白色體）細(xì)胞壁細(xì)胞骨架3、細(xì)胞代謝-

碳水化合物的異化無氧呼吸：糖酵解有氧呼吸：糖酵解檸檬酸循環(huán)氧化磷酸化-

脂肪和蛋白質(zhì)的異化-

同化作用：光合作用（光反應(yīng)暗反應(yīng)/卡爾文循環(huán)）4、通過膜的轉(zhuǎn)運(yùn)（擴(kuò)散、滲透，質(zhì)壁分離、主動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn)）5、有絲分裂和減數(shù)分裂6、細(xì)胞生長，分化，衰老，凋亡與癌變一細(xì)胞的化學(xué)成分

糖類、脂類、蛋白質(zhì)、核酸、酶等一、糖類的結(jié)構(gòu)與功能最初，糖類化合物用Cn(H2O)m表示，統(tǒng)稱碳水化合物。糖類概述二、糖的分類單糖寡糖多糖：不能水解的最簡單糖類，是多羥基的醛或酮的衍生物（醛糖或酮糖）：有2~20個(gè)分子單糖縮合而成，水解后產(chǎn)生單糖：由多分子單糖或其衍生物所組成，水解后產(chǎn)生原來的單糖或其衍生物。同多糖雜多糖糖綴合物（二）寡糖自然界中最常見的寡糖是雙糖。麥芽糖、蔗糖、乳糖、纖維二糖α-1,4-糖苷鍵α-1,2-糖苷鍵α-1,4-糖苷鍵β-1,4-糖苷鍵（三）多糖多糖是由多個(gè)單糖基以糖苷鍵相連而形成的高聚物。多糖沒有還原性和變旋現(xiàn)象，無甜味，大多不溶于水。多糖的功能：1.貯藏和結(jié)構(gòu)支持物質(zhì)。2.抗原性（莢膜多糖）。3.抗凝血作用（肝素）。4.為細(xì)胞間粘合劑（透明質(zhì)酸）。5.攜帶生物信息（糖鏈）。幾種常見的多糖：（一）淀粉與糖原淀粉與碘的呈色反應(yīng)與淀粉糖苷鏈的長度有關(guān)：鏈長小于6個(gè)葡萄糖基，不能呈色。鏈長為20個(gè)葡萄糖基，呈紅色。鏈長大于60個(gè)葡萄糖基，呈藍(lán)色。糖原又稱動(dòng)物淀粉，與支鏈淀粉相似，與碘反應(yīng)呈紅紫色。（二）纖維素與半纖維素（三）殼多糖（幾丁質(zhì)）脂類概述是一類不溶于水，但能溶于非極性有機(jī)溶劑的生物有機(jī)分子。大多數(shù)脂質(zhì)的化學(xué)本質(zhì)是脂肪酸和醇所形成的酯類及其衍生物。（一）脂肪（三酰甘油）1分子甘油和3分子脂肪酸結(jié)合而成的酯。脂肪酸飽和脂肪酸：軟脂酸（16C）、硬脂酸（18C）固態(tài)不飽和脂肪酸液態(tài)含1個(gè)雙鍵（油酸）含2個(gè)雙鍵（亞油酸）含3個(gè)雙鍵（亞麻酸）含4個(gè)雙鍵（花生四烯酸）CH2OCOR1R2OCOCHCH2OCOR3非極性尾非極性尾極性頭磷脂在水相中自發(fā)形成脂質(zhì)雙分子層。（二）甘油磷酸酯類（三）鞘脂類——由1分子脂肪酸，1分子鞘氨醇或其衍生物，以及1分子極性頭基團(tuán)組成。鞘脂類鞘磷脂類腦苷脂類（糖鞘脂）神經(jīng)節(jié)苷脂類（四）固醇（甾醇）類固醇類都是環(huán)戊烷多氫菲的衍生物。D五、萜類：由不同數(shù)目的異戊二烯連接而成的分子。維生素A（視黃醇）、維生素E、維生素K、類胡蘿卜素都是萜類。β-類胡蘿卜素裂解就成2個(gè)維生素A，維生素A可氧化成視黃醛，對動(dòng)物感光活動(dòng)有重要作用。六、蠟：由高碳脂肪酸和高碳醇或固醇所形成的脂，它存在于皮膚、毛皮、羽毛、樹葉、昆蟲外骨骼中，起保護(hù)作用。蛋白質(zhì)

是由許多不同的α-氨基酸按一定的序列通過酰胺鍵（肽鍵）縮合而成的，具有較穩(wěn)定的構(gòu)象并具有一定生物功能的大分子。蛋白質(zhì)的理化性質(zhì)1.膠體性質(zhì)2.兩性電解質(zhì)3.沉淀反應(yīng)4.變性5.紫外吸收（280nm)6.變構(gòu)作用7.呈色反應(yīng)(雙縮脲反應(yīng)）一、酶的概念酶是生物細(xì)胞產(chǎn)生的、具有催化能力的生物催化劑。定義：酶是生物體內(nèi)進(jìn)行新陳代謝不可缺少的受多種因素調(diào)節(jié)控制的具有催化能力的生物催化劑。酶具有一般催化劑的特征：1.只能進(jìn)行熱力學(xué)上允許進(jìn)行的反應(yīng)；2.可以縮短化學(xué)反應(yīng)到達(dá)平衡的時(shí)間，而不改變反應(yīng)的平衡點(diǎn)；3.通過降低活化能加快化學(xué)反應(yīng)速度。酶二、酶的催化特點(diǎn)1.高效性：通常要高出非生物催化劑催化活性的106~1013倍。2.專一性：酶對底物具有嚴(yán)格的選擇性。3.敏感性：對環(huán)境條件極為敏感。4.可調(diào)性：酶活性的調(diào)節(jié)和酶合成速度的調(diào)節(jié)。三、酶的作用機(jī)理（一）酶的催化作用與分子活化能酶和一般催化劑的作用就是降低化學(xué)反應(yīng)所需的活化能，從而使活化分子數(shù)增多，反應(yīng)速度加快。（二）中間產(chǎn)物學(xué)說E+SESE+P（三）誘導(dǎo)嵌合學(xué)說“鎖鑰學(xué)說”（Fischer，1890）：酶的活性中心結(jié)構(gòu)與底物的結(jié)構(gòu)互相吻合，緊密結(jié)合成中間絡(luò)合物。四、影響酶促反應(yīng)速度的因素酶濃度對酶作用的影響底物濃度對酶作用的影響pH對酶作用的影響溫度對酶作用的影響激活劑對酶作用的影響抑制劑對酶作用的影響核酸的化學(xué)核酸的性質(zhì)（一）一般理化性質(zhì)1.為兩性電解質(zhì)，通常表現(xiàn)為酸性。2.DNA為白色纖維狀固體，RNA為白色粉末，不溶于有機(jī)溶劑。3.DNA溶液的粘度極高，而RNA溶液要小得多。4.RNA能在室溫條件下被稀堿水解而DNA對堿穩(wěn)定。5.利用核糖和脫氧核糖不同的顯色反應(yīng)鑒定DNA與RNA。（二）核酸的紫外吸收性質(zhì)核酸的堿基具有共扼雙鍵，因而有紫外吸收性質(zhì)，吸收峰在260nm（蛋白質(zhì)的紫外吸收峰在280nm）。二細(xì)胞的結(jié)構(gòu)與功能

細(xì)胞質(zhì)：細(xì)胞膜、透明質(zhì)、線粒體、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、核糖體、高爾基體、溶酶體、液泡、微體、質(zhì)體（葉綠體·有色體·白色體）

細(xì)胞核：核膜、核基質(zhì)（核透明質(zhì)）、染色體、核仁

細(xì)胞壁：

細(xì)胞骨架一、細(xì)胞質(zhì)1．細(xì)胞膜（1）化學(xué)組成：主要由脂類和蛋白質(zhì)組成，多糖主要以糖蛋白和糖脂存在。（2）分子結(jié)構(gòu)模型：流動(dòng)鑲嵌模型（3）細(xì)胞膜與細(xì)胞連接：在多細(xì)胞生物體內(nèi)，細(xì)胞與細(xì)胞之間通過細(xì)胞膜相互聯(lián)系，形成一個(gè)密切相關(guān)，彼此協(xié)調(diào)一致的統(tǒng)一體，稱為細(xì)胞連接。動(dòng)物細(xì)胞間的連接方式有緊密連接、橋粒、粘合帶以及間隙連接等（見下圖）。植物細(xì)胞間則通過胞間連絲連接。緊密連接：亦稱結(jié)合小帶，這是指兩個(gè)相鄰細(xì)胞的質(zhì)股緊靠在一起，中間沒有空隙，而且兩個(gè)質(zhì)膜的外側(cè)電子密度高的部分互相融合，成一單層，這類連接多見于胃腸道上皮細(xì)胞之間的連接部位。間隙連接：是兩個(gè)細(xì)胞的質(zhì)膜之間有20?～40?的間隙的一種連接方式。在間隙與兩層質(zhì)腹中含有許多顆粒。這些顆粒的直徑大約有80?左右，它們互相以90?的距離規(guī)則排列。間隙連接的區(qū)域比連接大得多，以斷面看長得多。間隙連接為細(xì)胞間的物質(zhì)交換?；瘜W(xué)信息的傳遞提供了直接通道。間隙連接主要分布于上皮、平滑肌及心肌等組織細(xì)胞間。粘合帶：是相鄰細(xì)胞膜之間有較大間隙的一種連接方式，連接處相鄰細(xì)胞膜間存在著15nm～20nm的間隙。在這部分細(xì)胞膜下方的細(xì)胞質(zhì)增濃，由肌動(dòng)蛋白組成的環(huán)形微絲穿行其中。粘合帶一般位于緊密連接的下方，又稱中間連接，具有機(jī)械支持作用。見于上皮細(xì)胞間。橋粒：格相鄰細(xì)胞間的紐扣樣連接方式。在橋位處兩個(gè)細(xì)胞質(zhì)腹之間隔有寬約250?的間隙，其中有一層電子密度稍高的接觸層，將間隙等分為二。在橋粒處內(nèi)側(cè)的細(xì)胞質(zhì)呈板樣結(jié)構(gòu)，匯集很多微絲。這種結(jié)構(gòu)和加強(qiáng)橋粒的堅(jiān)韌性有關(guān)。橋拉多見于上皮，尤以皮膚、口腔、食管、陰道等處的復(fù)層扁平上皮細(xì)胞間較多。橋粒能被胰蛋白酶、膠原酶及透明質(zhì)酸酶所破壞，故其化學(xué)成分中可能含有很多蛋白質(zhì)。胞間連絲：植物細(xì)胞間特有的連接方式，在胞間連絲連接處的細(xì)胞壁不連續(xù)，相鄰細(xì)胞的細(xì)胞膜形成直徑約20nm～40nm的管狀結(jié)構(gòu)，使相鄰細(xì)胞的細(xì)胞質(zhì)互相連通。胞間連絲是植物細(xì)胞物質(zhì)與信息交流的通道，對于調(diào)節(jié)植物體的生長與發(fā)育具有重要作用?？偟膩碇v，細(xì)胞間連接的主要作用在于加強(qiáng)細(xì)胞間的機(jī)械連接。此外對細(xì)胞間的物質(zhì)交換起重要作用。一般認(rèn)為，間隙連接在細(xì)胞間物質(zhì)交換中起明顯的作用；中間連接部分也是相鄰細(xì)胞間易于物質(zhì)交流的場所；緊密連接是不易進(jìn)行細(xì)胞間物質(zhì)交換的部分；橋粒的作用看來也只是在于細(xì)胞間的粘著。

2．細(xì)胞質(zhì)真核細(xì)胞質(zhì)膜以內(nèi)核膜以外的結(jié)構(gòu)稱為細(xì)胞質(zhì)。細(xì)胞質(zhì)主要包括細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)和細(xì)胞器。（1）細(xì)胞質(zhì)的基質(zhì)細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)亦稱透明質(zhì)，是細(xì)胞質(zhì)中除去所有細(xì)胞器和各種顆粒以外的部分。其中包含了許多物質(zhì)，如小分子的水、無機(jī)離子，中等分子的脂類、氨基酸、核苷酸，大分子的蛋白質(zhì)、核酸、脂蛋白、多糖。細(xì)胞質(zhì)的基質(zhì)主要有兩個(gè)方面的功能：一是含有大量的酶，生物代謝的中間代謝過程大多是在細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中完成，如糖酵解途徑、磷酸戊糖途徑、脂肪酸合成等；二是細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)作為細(xì)胞器的微環(huán)境，為維護(hù)細(xì)胞器正常結(jié)構(gòu)和生理活動(dòng)提供所需的環(huán)境，也為細(xì)胞器的功能活動(dòng)提供底物。（2）細(xì)胞器

①線粒體“動(dòng)力工廠”。（半自主細(xì)胞器）在細(xì)胞進(jìn)化過程中，最早的線粒體是如何形成的？這就是線粒體的起源問題。目前，有兩種不同的假說，即內(nèi)共生假說和分化假說。內(nèi)共生假說認(rèn)為線粒體是來源于細(xì)菌，是被原始的前真核生物吞噬的細(xì)菌。這種細(xì)菌與前真核生物共生，在長期的共生過程中通過演化變成了線粒體。另一種假說，即分化假說則認(rèn)為線粒體在進(jìn)化過程中的發(fā)生是由于質(zhì)膜的內(nèi)陷，再經(jīng)過分化后形成的。②質(zhì)體，植物細(xì)胞所特有的。它可分為具色素的葉綠體、有色體（如西紅柿含番茄紅素的有色體）和不具色素的白色體（造粉體，造油體等）。葉綠體（半自主細(xì)胞器）是綠色植物進(jìn)行光合作用的場所。關(guān)于葉綠體的起源和線粒體一樣也有兩種互相對立的假說，即內(nèi)共生說和分化說。按內(nèi)共生假說，葉綠體的祖先是蘭藻或光合細(xì)菌。

1、質(zhì)體:與同化產(chǎn)物的合成、積累和貯藏相關(guān)的一類細(xì)胞器，具雙層膜的結(jié)構(gòu)。植物細(xì)胞特有的細(xì)胞器。（1）葉綠體（含葉綠素）——光合作用外膜、內(nèi)膜、基質(zhì)、基質(zhì)片層、基粒含少量DNA、核糖體（2）白色體造粉體（積累淀粉）造油體（貯藏脂肪）造蛋白體（積累蛋白質(zhì)）（3）有色體含胡蘿卜素、葉黃素

質(zhì)體的相互轉(zhuǎn)化白色體的類型與功能三種質(zhì)體的轉(zhuǎn)換③內(nèi)質(zhì)網(wǎng)粗面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)（外側(cè)有核糖體附著）與各種分泌蛋白質(zhì)（如血漿蛋白、血漿清蛋白、免疫球蛋白、胰島素等）合成有關(guān)?；鎯?nèi)質(zhì)網(wǎng)（無核糖體顆粒附著）主要存在于類固醇合成旺盛的細(xì)胞中。功能包括以下幾點(diǎn)：＊蛋白質(zhì)的合成與轉(zhuǎn)運(yùn)（粗面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)）；＊蛋白質(zhì)的加工（如糖基化）；＊脂類代謝與糖類代謝（滑面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)）；＊解毒作用（滑面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)上有分解毒物的酶）。④核糖體核糖體是無膜的細(xì)胞器，主要成分是蛋白質(zhì)與RNA。核糖體是蛋白質(zhì)合成的場所。由rRNA和蛋白質(zhì)構(gòu)成的核蛋白體，無膜包被，合成蛋白質(zhì)的場所。類別：①游離核糖體

②附著核糖體

核糖體⑤高爾基復(fù)合體其主要成分是脂類、蛋白質(zhì)及多糖物質(zhì)組成。其標(biāo)志酶為糖基轉(zhuǎn)移酶。典型的高爾基體表現(xiàn)一定的極性。它的形狀猶如一個(gè)圓盤，盤底向著核膜或內(nèi)質(zhì)網(wǎng)一側(cè)凸出，而凹面向著質(zhì)膜一側(cè)。凸面稱形成面，凹面稱成熟面。形成面的膜較薄，與內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜相似，成熟面的膜較厚，與質(zhì)膜相似。功能：運(yùn)輸系統(tǒng)；能合成和運(yùn)輸多糖，與植物細(xì)胞壁的形成有關(guān)；糖基化作用：加工、修飾蛋白質(zhì)和脂類物質(zhì)。

⑥溶酶體溶酶體是由一個(gè)單位膜圍成的球狀體。酸性磷酸酶為溶酶體的標(biāo)志酶。溶酶體可分成兩種類型：一是初級(jí)溶酶體，它是由高爾基囊的邊緣膨大而出來的泡狀結(jié)構(gòu)，因此它本質(zhì)上是分泌泡的一種，其中含有多種水解酶。這些酶是在租面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的核糖體上合成并轉(zhuǎn)運(yùn)到高爾基囊的。初級(jí)溶酶體的各種酶還沒有開始消化作用，處于潛伏狀態(tài)。二是次級(jí)溶酶體，它是吞噬泡和初級(jí)溶酶體融合的產(chǎn)物，是正在進(jìn)行或已經(jīng)進(jìn)行消化作用的液泡。有時(shí)亦稱消化泡。在次級(jí)溶酶體中把吞噬泡中的物質(zhì)消化后剩余物質(zhì)排出細(xì)胞外。吞噬泡有兩種，異體吞噬泡和自體吞噬泡，前者吞噬的是外源物質(zhì)，后者吞噬的是細(xì)胞本身的成分。溶酶體第一方面的功能是參與細(xì)胞內(nèi)的正常消化作用。第二個(gè)方面的作用是自體吞噬作用，可以消化細(xì)胞內(nèi)衰老的細(xì)胞器。第三個(gè)作用是自溶作用，如無尾兩棲類尾巴的消失等。溶酶體與疾病二氧化硅塵粒（矽塵）吸入肺泡后被巨噬細(xì)內(nèi)吞噬，含有矽塵的吞噬小體與溶酶體合并成為次級(jí)溶酶體。二氧化硅與溶酶體膜的磷脂或蛋白形成氫鍵，導(dǎo)致吞噬細(xì)胞溶酶體崩解，細(xì)胞本身也被破壞，矽塵釋出，后又被其他巨噬細(xì)內(nèi)吞噬，如此反復(fù)進(jìn)行。受損或已破壞的巨噬細(xì)胞釋放“致纖維化因子”，并激活成纖維細(xì)胞，導(dǎo)致膠原纖維沉積，肺組織纖維化。1．矽肺2．肺結(jié)核結(jié)核桿菌不產(chǎn)生內(nèi)、外毒素，也無莢膜和侵襲性酶。但是菌體成分硫酸腦苷脂能抵抗胞內(nèi)的溶菌殺傷作用，使結(jié)核桿菌在肺泡內(nèi)大量生長繁殖，導(dǎo)致巨噬細(xì)胞裂解，釋放出的結(jié)核桿菌再被吞噬而重復(fù)上述過程，最終引起肺組織鈣化和纖維化。⑧微體微體也是一種由單位膜圍成的細(xì)胞器。它呈圓球狀、橢圓形、卵圓形或啞鈴形。根據(jù)酶活性的差別可分為兩種類型：過氧化物酶體：是具有過氧化氫酶活性的小體，內(nèi)含許多氧化酶、過氧化氫酶，能將對細(xì)胞有害的的H2O2轉(zhuǎn)化為H2O和O2。在植物葉肉細(xì)胞中，過氧化物酶體執(zhí)行光呼吸的功能。乙醛酸循環(huán)體：除含過氧化物酶體有關(guān)的酶系外，還含有乙醛酸循環(huán)有關(guān)的酶系，如異檸檬酸裂合酶、蘋果酸合成酶等。乙醛酸循環(huán)體除了具有分解過氧化物的作用，還參與糖異生作用等過程⑨液泡與液泡系占細(xì)胞體積的90%，它是由許多小液泡合并成的。動(dòng)物細(xì)胞中的液泡較小，差別也不顯著。液泡的功能是多方面的，強(qiáng)維持細(xì)胞的緊張度是它所起的明顯作用。其次是貯藏各種物質(zhì)，例如甜菜中的蔗糖就是貯藏在液泡中，而許多種花的顏色就是由于色素在花瓣細(xì)胞的液泡中濃縮的結(jié)果。第三，液泡中含有水解酶，它可以吞噬消化細(xì)胞內(nèi)破壞的成分。最后，液泡在植物細(xì)胞的自溶中也起一定的作用。植物有些衰老退化的細(xì)胞通過自溶被消化掉。這時(shí)液泡破壞，其中的水解酶被釋放出來，導(dǎo)致細(xì)胞成分的分解和細(xì)胞的死亡。例如蠶豆子葉中約80%的RNA是在種子萌發(fā)的最初30天內(nèi)逐漸被分解的。但如果把液泡破壞，其中的核糖核酸酶釋放出來的話，可在幾小時(shí)內(nèi)使核糖體RNA分解完。這說明一旦液泡破壞，水解酶釋放出來，可以很快使細(xì)胞自溶。二、細(xì)胞核在電鏡下真核細(xì)胞的核主要包括核膜、染色質(zhì)、核仁和核基質(zhì)四部分。（1）核膜：兩層膜，內(nèi)膜平滑，內(nèi)外兩膜在很多地方愈合形成小孔，稱為核膜孔。（2）染色質(zhì)（3）核仁：1個(gè)或多個(gè)，核仁是核糖體RNA（tRNA）合成及核糖體亞單位前體組裝的場所（4）核基質(zhì)：間期核內(nèi)非染色或染色很淡的基質(zhì)稱核內(nèi)基質(zhì)。染色質(zhì)和核仁懸浮于其中，它含有蛋白質(zhì)、RNA、酶等。核內(nèi)基質(zhì)亦稱核液。核被膜結(jié)構(gòu)染色體短臂著絲粒長臂DNA染色單體癌細(xì)胞具表達(dá)端粒酶活性的能力。染色質(zhì)的結(jié)構(gòu)組成核小體串珠螺線管超螺線管染色體螺線管核小體染色體分類圖示常染色質(zhì)：折疊疏松、凝縮程度低，處于伸展?fàn)顟B(tài)，堿性染料染色時(shí)著色淺。具有轉(zhuǎn)錄活性的染色質(zhì)一般為常染色質(zhì)。異染色質(zhì)：折疊壓縮程度高，處于凝集狀態(tài)，經(jīng)堿性染料染色著色深。其DNA中重復(fù)序列多，復(fù)制較常染色質(zhì)晚。其中部分異染色質(zhì)是由原來的常染色質(zhì)凝集而來，還有一些異染色質(zhì)除復(fù)制期外，在整個(gè)細(xì)胞周期中均處于集縮狀態(tài)。巴氏小體：雌性哺乳動(dòng)物細(xì)胞中的一條異固縮化的X染色體核仁的結(jié)構(gòu)與功能（１）纖維中心（２）致密纖維組分（３）顆粒組分

核仁是rRNA合成、加工和核糖體亞單位的裝配場所.三．細(xì)胞骨架包括細(xì)胞膜骨架、細(xì)胞質(zhì)骨架和細(xì)胞核骨架三部分。細(xì)胞骨架對于細(xì)胞形態(tài)的維持、細(xì)胞運(yùn)動(dòng)、物質(zhì)運(yùn)輸、細(xì)胞增殖及分化等具有重要作用。（1）細(xì)胞膜骨架：膜骨架直接與膜蛋白結(jié)合又能與細(xì)胞質(zhì)骨架相連，主要參與維持細(xì)胞質(zhì)膜的形態(tài)，并協(xié)助細(xì)胞膜完成某些生理功能。（2）細(xì)胞質(zhì)骨架指存在于細(xì)胞質(zhì)中的三類成分：微管、微絲和中間纖維。它們都是與細(xì)胞運(yùn)動(dòng)有關(guān)的結(jié)構(gòu)。（3）細(xì)胞核骨架（4）鞭毛和纖毛：具有運(yùn)動(dòng)功能。（四）細(xì)胞骨架Cytoskeleton微絲核纖層

核基質(zhì)微管中間纖維胞質(zhì)骨架：核骨架：細(xì)胞骨架功能

形態(tài)構(gòu)建細(xì)胞運(yùn)動(dòng)物質(zhì)運(yùn)輸能量交換信息傳遞細(xì)胞分化細(xì)胞質(zhì)中各種細(xì)胞器、酶和蛋白質(zhì)都固定在細(xì)胞骨架上細(xì)胞骨架蛋白質(zhì)微管蛋白-鞭毛、纖毛微絲肌動(dòng)蛋白與細(xì)胞質(zhì)流動(dòng)相關(guān)中間纖絲-支撐和運(yùn)動(dòng)功能細(xì)胞質(zhì)骨架微絲微管中間纖維微管的成分

微管由α、β兩種類型的微管蛋白亞基組成，兩種蛋白形成微管蛋白二聚體,是微管裝配的基本單位。微管的形態(tài)

微管是由微管蛋白二聚體組成的長管狀細(xì)胞器結(jié)構(gòu)，微管壁由13根原纖維排列組成，微管可裝配成單管、二連管（纖毛和鞭毛中）、三連管（中心粒和基體中）秋水仙素和長春花堿能阻斷微管組裝。低溫或Ca2+存在時(shí)，微管趨于去組裝。紫杉酚能促進(jìn)微管的裝配,并使微管穩(wěn)定存在。但破壞微管正常功能。以上藥物均可以阻止細(xì)胞分裂，可用于癌癥的治療。微管纖維處于動(dòng)態(tài)的組裝和去組裝狀態(tài)，這是實(shí)現(xiàn)其功能所必需的過程（如紡錘體）。1.維持細(xì)胞形態(tài)2.細(xì)胞內(nèi)運(yùn)輸3.鞭毛運(yùn)動(dòng)與纖毛運(yùn)動(dòng)微管的功能4.紡錘體和染色體運(yùn)動(dòng)5.基粒、中心粒微絲

微絲（肌動(dòng)蛋白纖維）是指真核細(xì)胞中由肌動(dòng)蛋白組成的骨架纖維。微絲的功能1.肌肉收縮2.微絨毛3.胞質(zhì)分裂環(huán)4.胞質(zhì)環(huán)流和變形運(yùn)動(dòng)中間纖維

中間纖維蛋白合成后，基本上均組裝為中間纖維，游離的單體很少。中間纖維與微管、微絲一起形成一個(gè)完整的骨架體系，對細(xì)胞起支撐作用。它外連細(xì)胞膜，內(nèi)與核內(nèi)的核纖層相通，它在細(xì)胞內(nèi)信息傳遞過程中可能起重要作用。中間纖維細(xì)胞核骨架狹義地講，核骨架就是指核基質(zhì)，廣義地講，核骨架則包括了核基質(zhì)、核纖層和核孔復(fù)合體等核基質(zhì)為DNA復(fù)制提供空間支架，對DNA超螺旋化的穩(wěn)定起重要作用。核纖層為核被膜及染色質(zhì)提供結(jié)構(gòu)支架。三.細(xì)胞壁1．細(xì)胞壁的分層胞間層——主要由果膠質(zhì)組成初生壁——主要由纖維素和果膠質(zhì)組成次生壁——主要由木質(zhì)素和纖維素組成2．細(xì)胞壁的特化木化（木質(zhì)素）角化（角質(zhì)）栓化（木栓質(zhì)）礦化（Si、Ca）①初生紋孔場（primarypitfield）指在植物細(xì)胞的初生壁上未增厚的區(qū)域。②紋孔(pit)指在植物細(xì)胞的次生壁上未增厚的區(qū)域。③胞間連絲指穿過相鄰細(xì)胞的細(xì)胞壁的原生質(zhì)細(xì)絲。紋孔和胞間連絲的存在使得多細(xì)胞有機(jī)體成為一個(gè)統(tǒng)一的整體。3．紋孔和胞間連絲細(xì)胞壁的分層紋孔的類型柿胚乳細(xì)胞的胞間連絲三細(xì)胞代謝細(xì)胞膜功能物質(zhì)交換—

轉(zhuǎn)運(yùn)物質(zhì)能量交換—

如化學(xué)能生物能信息傳遞—

如神經(jīng)信號(hào)傳導(dǎo)保護(hù)細(xì)胞—

結(jié)構(gòu)、形狀運(yùn)動(dòng)—

促進(jìn)運(yùn)動(dòng)免疫—

專一性抗原受體一.被動(dòng)運(yùn)輸物質(zhì)跨膜運(yùn)輸?shù)姆绞?一)、簡單擴(kuò)散①沿濃度梯度（或電化學(xué)梯度）擴(kuò)散；②不需要提供能量；③沒有膜蛋白的協(xié)助。特點(diǎn)是：(二)、協(xié)助擴(kuò)散

特點(diǎn)是：①比自由擴(kuò)散轉(zhuǎn)運(yùn)速率高；②存在最大轉(zhuǎn)運(yùn)速率；③有特異性載體蛋白主要有離子載體和通道蛋白兩種類型1.離子載體是疏水性的小分子，可溶于雙脂層，提高所轉(zhuǎn)運(yùn)離子的通透率，多為微生物合成，是微生物防御被捕食或與其它物種競爭的武器2.通道蛋白又稱離子通道或門通道。平時(shí)一般處于關(guān)閉狀態(tài)，僅在特定刺激下才打開，且是瞬時(shí)開放瞬時(shí)關(guān)閉，在幾毫秒的時(shí)間里，一些離子、代謝物或其他溶質(zhì)順著濃度梯度自由擴(kuò)散通過細(xì)胞膜。二.主動(dòng)運(yùn)輸1.由ATP直接供能①鈉鉀泵Na+-K+ATP酶

Na+-K+ATP酶通過磷酸化和去磷酸化過程發(fā)生構(gòu)象的變化，導(dǎo)致與Na+、K+的親和力發(fā)生變化。其總的結(jié)果是每一循環(huán)消耗一個(gè)ATP；轉(zhuǎn)運(yùn)出三個(gè)Na+，轉(zhuǎn)進(jìn)兩個(gè)K+。工作原理Na+-K+泵作用是：①維持細(xì)胞的滲透性，保持細(xì)胞的體積；②維持低Na+高K+的細(xì)胞內(nèi)環(huán)境，維持細(xì)胞的靜息電位。烏本苷、地高辛等強(qiáng)心劑能抑制心肌細(xì)胞Na+-K+泵的活性;Mg2+和少量膜脂能提高其活性.②鈣離子泵在質(zhì)膜和內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜上P型離子泵:其原理與鈉鉀泵相似，每分解一個(gè)ATP分子，泵出2個(gè)Ca2+。鈉鈣交換器:屬于反向協(xié)同運(yùn)輸體系，通過鈉鈣交換來轉(zhuǎn)運(yùn)鈣離子。③質(zhì)子泵1、P-type：如植物細(xì)胞膜上的H+泵、H+-K+ATP酶（位于胃表皮細(xì)胞，分泌胃酸）。2、V-type：位于溶酶體膜、動(dòng)物細(xì)胞的內(nèi)吞體、高爾基體的囊泡膜、植物液泡膜上。3、F-type：F型質(zhì)子泵位于細(xì)菌質(zhì)膜，線粒體內(nèi)膜和葉綠體的類囊體膜上，2.協(xié)同運(yùn)輸協(xié)同運(yùn)輸:是一類靠間接提供能量完成的主動(dòng)運(yùn)輸方式。它包括:①同向協(xié)同:②反向協(xié)同物質(zhì)運(yùn)輸方向與離子轉(zhuǎn)移方向相同如動(dòng)物小腸細(xì)胞每轉(zhuǎn)移一個(gè)Na+吸收一個(gè)葡萄糖。在某些細(xì)菌中，乳糖的吸收每轉(zhuǎn)移一個(gè)H+吸收一個(gè)乳糖分子。物質(zhì)運(yùn)輸方向與離子轉(zhuǎn)移的方向相反Na+的進(jìn)入胞內(nèi)伴隨者H+的排出。三.細(xì)胞呼吸糖代謝①糖酵解：己糖分解成丙酮酸的過程，細(xì)胞質(zhì)中進(jìn)行，不需要氧氣參與，特定的酶催化②丙酮酸氧化脫羧③檸檬酸循環(huán)(TCA循環(huán)、三羧酸循環(huán)）④電子傳遞鏈TCA的總反應(yīng)式CH3COSCoA+2H2O+3NAD++FAD+ADP+Pi2CO2+3NADH+3H++FADH2+CoASH+ATPTCA的生物學(xué)意義：1.是生物利用糖或其他物質(zhì)氧化而獲得能量的最有效方式。2.是三大有機(jī)物質(zhì)（糖類、脂類、蛋白質(zhì)）轉(zhuǎn)化的樞紐。3.提供多種化合物的碳骨架。COOHC=OCH3+NADH+H+

乳酸脫氫酶COOHCHOHCH3+NAD+PyrLacCOOHC=OCH3丙酮酸脫羧酶CHOCH3+CO2CH2OHCH3+NADH+H+

乙醇脫氫酶CHOCH3+NAD+（一）糖的無氧酵解：生成乳酸或乙醇。起點(diǎn)己糖激酶、磷酸果糖激酶、丙酮酸激酶具有調(diào)節(jié)糖酵解的作用。脂類代謝一、脂肪的分解代謝1.脂肪的水解

乳化脂肪的消化主要在腸中進(jìn)行，胰液和膽汁經(jīng)胰管和膽管分泌到十二指腸，水解部分脂肪成為甘油及游離脂肪酸。2.脂肪酸的氧化分解（β-氧化）脂肪酸的活化——脂酰CoA的生成

長鏈脂肪酸氧化前必須進(jìn)行活化，活化在線粒體外進(jìn)行。內(nèi)質(zhì)網(wǎng)和線粒體外膜上的脂酰CoA合成酶在ATP、CoASH、Mg2+存在條件下，催化脂肪酸活化，生成脂酰CoA。1.脂肪酸的生物合成生物機(jī)體內(nèi)脂類的合成是十分活躍的，特別是在高等動(dòng)物的肝臟、脂肪組織和乳腺中占優(yōu)勢。脂肪酸合成的碳源主要來自糖酵解產(chǎn)生的乙酰CoA。脂肪酸合成步驟與氧化降解步驟完全不同。脂肪酸的生物合成是在細(xì)胞液中進(jìn)行，需要CO2和檸檬酸參加；而氧化降解是在線粒體中進(jìn)行的。二、脂肪的生物合成光合作用四細(xì)胞的生命歷程1．有絲分裂（1）分裂間期G1期：細(xì)胞生長、體積擴(kuò)大，細(xì)胞器增殖。S期：從G1期進(jìn)入S期是細(xì)胞增殖的關(guān)鍵時(shí)刻。S期最主要的特征是DNA的合成。DNA分子的復(fù)制就是在這個(gè)時(shí)期進(jìn)行的。通常只要DNA的合成一開始，細(xì)胞增殖活動(dòng)就會(huì)進(jìn)行下去，直到分成兩個(gè)子細(xì)胞。G2期：這個(gè)時(shí)期又叫做“有絲分裂準(zhǔn)備期”，還有RNA和蛋白質(zhì)的合成，為分裂期紡錘體微管的組裝提供原料。（2）分裂期（M期）可以人為地將它分成前、中、后、末四個(gè)時(shí)期。有絲分裂和減數(shù)分裂2．減數(shù)分裂減數(shù)分裂是一種特殊的有絲分裂，細(xì)胞連續(xù)分裂兩次，而染色體只復(fù)制一次，形成的四個(gè)子細(xì)胞中的染色體數(shù)目比母細(xì)胞減少一半。在進(jìn)行減數(shù)分裂形成生殖細(xì)胞前要經(jīng)過一個(gè)較長的生長期，稱為減數(shù)分裂前間期，也包括G1、S、G2三個(gè)時(shí)期。但S期較長。（1）第一次分裂減數(shù)分裂的一些重要過程主要發(fā)生在第一次分裂中，特別是前期Ⅰ。

①前期Ⅰ：時(shí)間較長，又分為五個(gè)時(shí)期。細(xì)線期是減數(shù)分裂過程的開始時(shí)期。染色體已經(jīng)進(jìn)行了復(fù)制，一條染色體應(yīng)由兩條染色單體組成。但一般看不出兩條染色單體。偶線期是同源染色體配對的時(shí)期。粗線期染色體明顯縮短變粗。聯(lián)會(huì)的同源染色體緊密結(jié)合，同源染色體的非姊妹染色單體間發(fā)生局部交換。雙線期聯(lián)會(huì)的兩條同源染色體開始分離，但在交叉點(diǎn)上它們還保持連在一起，所以兩條染色體并不完全分開。終變期一般核仁開始消失、核膜開始解體。②中期Ⅰ配對的同源染色體（二價(jià)體）排列于赤道面中，形成赤道板。這時(shí)二價(jià)體因長短的不同和交叉數(shù)目的多少和有無而呈不同形態(tài)，比如環(huán)狀、棒狀、C字型、十字型等。③后期Ⅰ二價(jià)體中兩條同源染色體分開，分別向兩極移動(dòng)。但這時(shí)的每條染色體是由兩條染色單體組成的。應(yīng)當(dāng)強(qiáng)調(diào)的是，二價(jià)體由哪條染色體移向哪一極完全是隨機(jī)的。④末期Ⅰ染色體到達(dá)兩極后開始末期過程。部分細(xì)胞進(jìn)入末期后染色體解螺旋，核膜、核仁重現(xiàn)，通過胞質(zhì)分裂形成兩個(gè)子細(xì)胞。但也有的細(xì)胞只形成兩個(gè)子核，不進(jìn)行胞質(zhì)分裂。減數(shù)分裂間期：在減數(shù)分裂Ⅰ和減數(shù)分裂Ⅱ之間的間期很短，且并不進(jìn)行DNA合成。因而也不進(jìn)行染色體的復(fù)制。在有些生物甚至沒有這個(gè)間期，而由末期Ⅰ直接轉(zhuǎn)為前期Ⅱ。

（2）第二次分裂第二次減數(shù)分裂基本上與普通有絲分裂相同3．無絲分裂無絲分裂是最早發(fā)現(xiàn)的一種細(xì)胞分裂方式，早在1841年就在雞胚的血細(xì)胞中看到了。因?yàn)榉至褧r(shí)沒有紡錘絲出現(xiàn)，所以叫做無絲分裂。又因?yàn)檫@種分裂方式是細(xì)胞核和細(xì)胞質(zhì)的直接分裂，所以又叫做直接分裂。關(guān)于無絲分裂，有不同的看法：有人認(rèn)為無絲分裂不是正常細(xì)胞的增殖方式，而是一種異常分裂現(xiàn)象；另一些人則主張無絲分裂是正常細(xì)胞的增殖方式之一，主要見于高度分化的細(xì)胞，如肝細(xì)胞、腎小管上皮細(xì)胞、腎上腺皮質(zhì)細(xì)胞等。無絲分裂的早期，球形的細(xì)胞核和核仁都伸長。然后細(xì)胞核進(jìn)一步伸長呈啞鈴形，中央部分狹細(xì)。最后細(xì)胞核分裂，這時(shí)細(xì)胞質(zhì)也隨著分裂，并且在滑面型內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的參與下形成細(xì)胞膜。在無絲分裂中，核膜和核仁都不消失，沒有染色體的出現(xiàn)，當(dāng)然也就看不到染色體的規(guī)律性變化。但是，這并不說明染色質(zhì)沒有變化，實(shí)際上染色質(zhì)也要進(jìn)行復(fù)制，并且細(xì)胞要增大。當(dāng)細(xì)胞核體積增大一倍時(shí)，細(xì)胞核就發(fā)生分裂，核中的遺傳物質(zhì)就分配到子細(xì)胞中去。至于核中的遺傳物質(zhì)DNA是如何分配的，還待進(jìn)一步研究。1．細(xì)胞分化的原理（1）細(xì)胞核的全能性（2）基因的選擇表達(dá)2．細(xì)胞質(zhì)、細(xì)胞核及外界環(huán)境對細(xì)胞分化的影響細(xì)胞增殖、細(xì)胞分化、癌變與衰老（2）基因的選擇表達(dá) 細(xì)胞分化并非由于某些遺傳物質(zhì)丟失造成的，而是與基因選擇表達(dá)有關(guān)。 細(xì)胞的編碼基因分為兩類：管家基因和奢侈基因。管家基因是維持細(xì)胞生存必需的一類基因，在各類細(xì)胞中都處于活動(dòng)狀態(tài)。奢侈基因是在不同組織細(xì)胞中選擇表達(dá)的基因，與分化細(xì)胞的特殊性狀直接相關(guān)，這類基因的喪失對細(xì)胞生存沒有直接影響。 目前一般認(rèn)為，細(xì)胞分化主要是奢侈基因中某些特定基因有選擇地表達(dá)的結(jié)果。。2．細(xì)胞質(zhì)、細(xì)胞核及外界環(huán)境對細(xì)胞分化的影響（1）細(xì)胞質(zhì)在細(xì)胞分化中的決定作用 受精卵的分裂稱卵裂。卵裂過程的每次分裂，從核物質(zhì)的角度看都是均勻分配到子細(xì)胞中，但是細(xì)胞質(zhì)中物質(zhì)的分布是不均勻的。也許正是因?yàn)榘|(zhì)分裂時(shí)的不均等分配，在一定程度上決定了細(xì)胞的早期分化。（2）細(xì)胞核在細(xì)胞分化中的作用 細(xì)胞核是真核細(xì)胞遺傳信息的貯存場所。因此，在細(xì)胞分化過程中，細(xì)胞核對于細(xì)胞分化也肯定有重要的影響，它可能通過控制細(xì)胞質(zhì)的生理代謝活動(dòng)從而控制分化。（3）外界環(huán)境對細(xì)胞分化的影響 細(xì)胞對鄰近細(xì)胞的形態(tài)發(fā)生會(huì)產(chǎn)生影響，并決定其分化方向。另外，在多細(xì)胞生物幼體發(fā)育過程中，環(huán)境中的激素作用能引發(fā)和促進(jìn)細(xì)胞分化。癌細(xì)胞(Cancercell)腫瘤（tumor，neoplasm）是一種基因病，它是指細(xì)胞在致瘤因素作用下，基因發(fā)生了改變，失去對其生長的正常調(diào)控，導(dǎo)致異常增生。可分為良性和惡性腫瘤兩大類。前者生長緩慢，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。后者生長迅速，可轉(zhuǎn)移到身體其它部位，還會(huì)產(chǎn)生有害物質(zhì)，破壞正常器官結(jié)構(gòu)，使機(jī)體功能失調(diào)，威脅生命。癌細(xì)胞的基本特征癌細(xì)胞有三個(gè)顯著的基本特征即：不死性，遷移性和失去接觸抑制。除此之外，癌細(xì)胞還有許多不同于正常細(xì)胞的生理、生化和形態(tài)特征。癌細(xì)胞的形態(tài)特征癌細(xì)胞的生理特征一、癌細(xì)胞的形態(tài)特征癌細(xì)胞大小形態(tài)不一，通常比它的源細(xì)胞體積要大，核質(zhì)比顯著高于正常細(xì)胞，可達(dá)1:1，正常的分化細(xì)胞核質(zhì)比僅為1:4-6。核形態(tài)不一，并可出現(xiàn)巨核、雙核或多核現(xiàn)象。核內(nèi)染色體呈非整倍態(tài)（aneuploidy）。細(xì)胞凋亡相關(guān)的信號(hào)通路產(chǎn)生障礙，也就是說癌細(xì)胞具有不死性。線粒體表現(xiàn)為不同的多型性、腫脹、增生，如嗜酸性細(xì)胞腺瘤中肥大的線粒體緊擠在細(xì)胞內(nèi)，肝癌細(xì)胞中出現(xiàn)巨線粒體。細(xì)胞骨架紊亂，某些成分減少，骨架組裝不正常。細(xì)胞表面特征改變，產(chǎn)生腫瘤相關(guān)抗原。二、癌細(xì)胞的生理特征細(xì)胞周期失控，不受正常生長調(diào)控系統(tǒng)的控制。具有遷移性，細(xì)胞失去與細(xì)胞間和細(xì)胞外基質(zhì)間的聯(lián)結(jié)，易于從腫瘤上脫落。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。接觸抑制喪失，正常細(xì)胞在體外培養(yǎng)時(shí)匯合成單層后停止生長即接觸抑制現(xiàn)象，而腫瘤細(xì)胞即使堆積成群，仍然可以生長。定著依賴性喪失，正常真核細(xì)胞，大多須粘附于特定的細(xì)胞外基質(zhì)上才能抑制凋亡而存活，腫瘤細(xì)胞失去定著依賴性，可以在瓊脂、甲基纖維素等支撐物上生長。去分化現(xiàn)象，已知腫瘤細(xì)胞中表達(dá)的胎兒同功酶達(dá)20余種。胎兒甲種球蛋白是胎兒所特有的。但在肝癌細(xì)胞中表達(dá)，因此可做肝癌早期檢定的標(biāo)志特征。對生長因子需要量降低，因?yàn)樽苑置诨蚱浼?xì)胞增殖的信號(hào)途徑不依賴于生長因子。某些瘤細(xì)胞還能釋放血管生成因子，促進(jìn)血管向腫瘤生長。獲取大量繁殖所需的營養(yǎng)物質(zhì)。代謝旺盛，核酸分解過程明顯降低，DNA和RNA的含量均明顯增高。蛋白質(zhì)合成及分解代謝都增強(qiáng)，但合成代謝超過分解代謝，甚至可奪取正常組織的蛋白質(zhì)分解產(chǎn)物，結(jié)果可使機(jī)體處于嚴(yán)重消耗的狀態(tài)。線粒體功能障礙，即使在氧供應(yīng)充分的條件下也主要是糖酵解途徑獲取能量?？梢浦残?，正常細(xì)胞移植到宿主體內(nèi)后，由于免疫反應(yīng)而被排斥，多不易存活。但是腫瘤細(xì)胞具有可移植性，如人的腫瘤細(xì)胞可移植到鼠類體內(nèi)，形成移植瘤。三、致癌因素人類腫瘤約80％是由于與外界致癌物質(zhì)接觸而引起的，根據(jù)致癌物的性質(zhì)可將其分為化學(xué)、生物和物理致癌物三大類。根據(jù)它們在致癌過程中的作用，可分為啟動(dòng)劑、促進(jìn)劑、完全致癌物。亞硝胺類、多環(huán)芳香烴類、某些金屬電離輻射、紫外線腫瘤病毒(逆轉(zhuǎn)錄病毒、乳頭狀瘤病毒);黃曲霉毒素四、癌癥產(chǎn)生是基因突變積累的結(jié)果

癌癥主要是體細(xì)胞突變產(chǎn)生的遺傳病，涉及到兩大類與細(xì)胞增殖相關(guān)的基因的突變?！翊龠M(jìn)細(xì)胞增殖相關(guān)基因突變：原癌基因突變形成癌基因●抑制細(xì)胞增殖相關(guān)基因突變：腫瘤抑制基因 細(xì)胞癌變是基因突變累積的結(jié)果，所以患者多為年長者。 原癌基因與腫瘤抑制基因產(chǎn)物協(xié)調(diào)作用，避免細(xì)胞癌變。原癌基因(oncogene)是細(xì)胞內(nèi)與細(xì)胞增殖相關(guān)的基因，是維持機(jī)體正常生命活動(dòng)所必須的。當(dāng)原癌基因的結(jié)構(gòu)或調(diào)控區(qū)發(fā)生變異(顯性突變)，基因產(chǎn)物增多或活性增強(qiáng)時(shí)，使細(xì)胞過度增殖，從而形成腫瘤。抑癌基因是正常細(xì)胞增殖過程中的負(fù)調(diào)控因子。抑