细胞生物学

1、 细胞生物学的主要研究内容：①细胞核、染色体以及基因表达的研究；②生物膜与细胞

器的研究；③细胞骨架体系的研究【广义细胞骨架包括细胞质骨架和核骨架（核基质、核纤层和核孔复合体）】；④细胞增殖及其调控【国际上研究主要两方面：从环境中与有机体中寻找控制细胞增殖的因子，以及阐明它们的作用机制；寻找控制细胞增殖的关键性基因，并通过调节基因产物来控制细胞的增殖。】；⑤细胞分化及其调控【目前认为细胞分化的实质：细胞内基因选择性表达特异功能蛋白质的过程】；⑥细胞的衰老与凋亡；⑦细胞的起源与进化；⑧细胞工程。

2、 当前细胞生物学研究的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基因表达的产物，如何逐级组装成能行使生命活动的基本结构体系及各种细胞器，这种自组装过程的调控程序与调控机制是什么；③基因表达的产物是如何调节如细胞的增殖、分化、衰老与凋亡等细胞最重要的生命活动过程的。

3、 当前细胞研究的重大课题：①染色体DNA与蛋白质相互作用关系—主要是非组蛋白对

基因的作用；②细胞增殖、分化、凋亡（程序性死亡）的相互关系及其调控；③细胞信号转到的研究；④细胞结构体系的研究。

4、 目前全球研究最热的三大疾病：癌症、心血管病、艾滋病和肝炎等传染病。

5、 目前全球五大研究方向：①细胞周期凋亡；②细胞凋亡；③细胞衰老；④信号转导；⑤

DNA 的损伤与修复。 6、 生物科学的发展阶段：①19世纪以及更早的时期是以形态描述为主的生物科学时期；②

20世纪的前半个世纪，主要是实验生物学时期；③20世纪五六十年代以来，由于DNA 双螺旋的发现与中心法则的建立，开始进入了精细定性与定量的生物学时期。 7、 细胞的发现：1665虎克发表《显微图谱》一书。 8、 19世纪自然科学的三大发现：细胞学说、能量转化与守恒定律和达尔文进化论（恩格斯）。 9、 早期细胞学说的内容：①细胞是有机体，一切动植物都是由细胞发育而来，并由细胞和

细胞产物所构成；②每个细胞作为一个相对独立的单位，即有它“自己的”生命，又对与其他细胞共同组成的整体的生命有所助益；③新的细胞可以通过已存在的细胞繁殖；④施莱登还认识到细胞核作用的重要性。

10、细胞学的经典时期：①原生质理论的提出；②细胞分裂的研究；③细胞器的发现。 11、目前细胞生物学研究的基本特点和趋势：①细胞结构功能→细胞生命活动；②细胞中单

一基因与蛋白→基因组与蛋白质组及其在细胞生命活动中的协同作用，特别是复合体的相互作用；③细胞信号转导途径→信号调控网络；④体外研究→体内研究；⑤静态研究→活细胞的动态研究；⑥实验室研究为主→计算生物学更多地介入并与之结合；⑦细胞生物学与生物学其他学科的渗透→与数、理、化及纳米科学等多学科的交叉。总的特点是：从静态的分析到活细胞的动态结合，这在很大程度上也反映了生命科学研究的趋势。 12、主要学术刊物：Science、Nature、Cell、PNAS、《中国科学》、《科学通报》、《分子细胞

生物学报》、《细胞生物学杂志》、《遗传学报》、《动物学报》、《微生物学报》。

细胞的统一性与多样性

1、 细胞是生命活动的基本单位：①一切有机体都是有细胞构成，细胞是构成有机体的基本

单位；②细胞具有独立的、有序的自控代谢体系，细胞是代谢与功能的基本单位；③细胞是有机体生长与发育的基础；④细胞是遗传的基本单位，细胞具有遗传的全能型；⑤没有细胞就没有完整的生命；⑥关于细胞概念的一些思考【a、细胞是物质（结构）、能量与信息过程精巧结合的综合体；b、细胞是多层次、非线性与多层面的复杂结构体系；c、细胞是高度有序的，具有自组装与自组织能力的体系】。

2、 细胞的基本共性：①所有的细胞都有相似的化学组成；②脂——蛋白体系的生物膜；③

DNA——RAN的遗传装置；④蛋白质合成的机器——核糖体；⑤一分为二的分裂方式。 3、 原核细胞的最基本特点：①遗传信息量小，主要的遗传信息载体仅由一个环状DNA构

成；②细胞内没有分化出以膜为基础的具有专门结构与功能的细胞器和细胞核。 4、 原核细胞包括：支原体、衣原体、立克次体、细菌、放线菌与蓝藻等。

5、 原核细胞代表——支原体。特点：①能在培养基上生长；②具有典型的细胞质膜；③一

个环状的双螺旋DNA作为遗传信息的载体；④mRNA与核糖体结合为多聚核糖体；⑤指导合成700多种蛋白质，这可能是细胞生存所必需的最低数量的蛋白质；⑥一分为二的繁殖方式。

6、 一个细胞生存与增殖必须具备的结构装置与机能是：细胞质膜、遗传信息载体DNA与

RNA、进行蛋白质合成的一定数量的核糖体以及催化主要酶促反应所需要的酶。

7、 细菌细胞：①、细菌细胞的核区与基因【只有原始形态的核，没有核膜，更没有核仁，

结构简单，只有核区或类核。】。②、细菌细胞的表面结构：主要指细胞质膜、细胞壁及其特化结构：中膜体、荚膜与鞭毛等，其中细胞质膜是细胞表面的最重要结构。③、细菌细胞的核糖体：细菌核糖体的沉降系数为70S，由大亚单位（50S）【对红霉素与氯霉素很敏感】与小亚单位（30S）【对四环素与链霉素很敏感】。④、细菌细胞核外DNA（质粒DNA）。⑤、细菌细胞内生孢子（是对不良环境有强抵抗力的休眠体）。⑥细菌的增殖（直接分裂）。

8、 蓝藻细胞：①中心质（遗传物质DNA所在部位，相当于细菌的核区）。②光合（作用）

片层（位于细胞质部分的同心样环的膜片结构，上面有藻胆蛋白体，其有分为：藻蓝蛋白、异藻蓝蛋白和藻红蛋白），藻胆蛋白的作用是将光能传递给叶绿素a，即：光能→藻胆蛋白→叶绿素a。③细胞质内含物（蓝藻淀粉、脂滴、蓝藻颗粒体、多磷酸酯体、多角体等）。④细胞表面结构（细胞质膜外有细胞壁和一层胶质层）。⑤细胞分裂（藻体有单细胞体、群体和丝状体；繁殖主要是细胞分裂）。 9、 古核细胞：①细胞壁（主要由含壁酸的肽聚糖构成）；②DNA与基因结构（DNA中有重复

序列存在）；③核小体结构（具有组蛋白）；④核糖体（介于真核细胞与真细菌之间）；⑤5SrRNA。

10、真核细胞的基本结构体系（亚显微结构水平）：Ⅰ、以脂质及蛋白质成分为基础的生物

膜结构体系【细胞表面是指细胞质膜及其相关结构，其主要功能是进行选择性的物质交换与跨膜运输，并有能量转换、识别、运动、黏附及对外界信号的接收与放大等】；Ⅱ、以核酸（DNA或RNA）与蛋白质为主要成分的遗传信息表达体系【a染色质由DNA 与蛋白质构成；b核仁主要由RNA-蛋白质与DNA-蛋白质组成；c核糖体由rRNA与数十种蛋白质构成的颗粒组成】；Ⅲ、由蛋白质分子组装构成的细胞骨架体系：胞质骨架和核骨架。胞质骨架：微丝（主要成分肌动蛋白，功能是传递信号与细胞运动）、微管（主要成分是管蛋白与一些微管结合蛋白，主要功能是对细胞结构起支架作用，对大分子与颗粒结构起运输作用，以及形成有丝分裂的纺锤丝）、中间丝（结构复杂）。核骨架：核纤层（成分是核纤层蛋白），核基质（组分颇为复杂），核骨架与基因表达、染色质构建与排布有关。

11、细胞体积的守恒定律：器官的大小主要取决于细胞的数量，与细胞的数量成正比，而与

细胞的大小无关，这种关系被称之为细胞体积的守恒定。

细胞生物学研究方法

1、 光学显微将技术：普通式光学显微镜技术、相差和微分干涉显微镜技术、荧光显微镜技

术、激光扫描共焦显微镜技术、荧光共振能量转移技术、荧光蛋白恢复技术。

⒈普通式光学显微镜技术 ⑴组成：①光学放大系统为两组玻璃透镜：目镜与物镜。②照明系统：光源、折光镜和聚光镜，有时另加各种滤光片以控制光的波长范围。③机

械和支架系统，主要是保证光学系统的准确配置和灵活调控。⑵分辨率：①是指区分开两个质点间的最小距离。②决定因素：光源的波长λ，物镜镜口角α和介质折射率N，关系式为：D=0.61λ/N.sinα/2）。

⒉相差和微分干涉显微镜技术 ⑴相差显微镜：观察活细胞，甚至研究细胞核、线粒体等细胞器的动态。⑵微分干涉显微镜：观察记录活细胞中的颗粒及细胞器的运动。 ⒊荧光显微镜技术 ⑴组成：激发光滤片，装在光源和样品之间，只有那些能激发荧光染料发光的特定波长的光才能通过；阻断滤片，装在物镜和目镜之间，只让燃料所发出的荧光通过。⑵免疫荧光技术和荧光素直接标记技术。

⒋激光扫描共焦显微镜技术：应用在研究亚细胞结构与组分的定位及动态变化等方面。 ⒌荧光共振能量转移技术：检测活体中生物大分子纳米级距离变化的有力工具。

⒍荧光蛋白恢复技术：检测活体细胞表面或细胞内部的分子运动以及在各种机构上分子动态变化率的大小。

2、 电子显微镜技术 ⑴电子显微镜的基本构造：①电子束照明系统：包括电子枪、聚光镜。

②成像系统：包括物镜、中间镜与投影镜等。③真空系统：用两极真空泵不断抽气，保持电子枪、镜筒及记录系统内的高真空。④记录系统：电子成像须通过荧光屏显示用于观察，或用感光胶片或CCD。

⑵电镜制片技术：超薄切片技术、负染色技术、冷冻蚀刻技术、电镜三维重构技术、扫描电镜技术。

① 超薄切片技术，过程：固定→脱水→包埋→切片→染色。

a固定 1、要求：不仅要求保持样品的形态结构不发生改变一，有时甚至要求在超微和分子水平上使细胞内部的结构和成分保持在原来的位置上，有时还需要尽量保持原来的性质，如抗原性等。2、固定剂：化学锇酸（OsSO4）和戊二醛等；物理：高频微波。3、低温操作的目的：防止酶的自溶作用造成超微结构的破坏；固定的样品块也不宜太大，以便固定剂迅速渗透。 b脱水：酒精、丙酮等试剂脱水。

c包埋 1、目的：要使样品中各种细微结构在切片过程中都得均匀良好的支撑，使获得的超薄切片连续完整并有足够的强度，且能耐受观察时的电子轰击、高温和真空挥发。2、要求：在高倍镜放大时也不显示其本身结构；在聚合时不发生明显的收缩，以防止样品中细微结构的损坏和移位；具有良好的机械性能以利于切片；易被电子穿透等。3、常用包埋剂环氧树脂。

d切片：切片刀以玻璃或钻石为材料，常用玻璃刀。

e染色 1常用染剂：锇酸宜染脂质，铅酸宜染蛋白质，醋酸铀用以染核酸等。2目的：增加反差。

② 负染色技术：线粒体基粒、核糖体和蛋白质及其组装成的纤维甚至病毒等通过染色

观察其精细结构。

③ 冷冻蚀刻技术：观察膜断裂面的蛋白质颗粒和膜面结构，。快速冷冻深度蚀刻技术：

观察细胞质中的细胞骨架纤维及其结合蛋白。

④电镜三维重构技术：主要研究生物大分子空间结构及其相互关系的主要实验手段。 ⑤扫描电镜技术：用液态CO2等介质浸透样品，观察核孔复合体等更精细的结构。 3、 扫描隧道显微镜：直接观察导DNA、RNA和蛋白质等生物大分子及生物膜、病毒等结构。 4、 超速离心技术分离细胞器 ①密度梯度离心：速度沉降和等密度沉降两种。②常用介质：

蔗糖、多聚蔗糖和氯化铯等。

5、 细胞内核酸、蛋白质、糖与脂质的显示方法 ①DNA的显示：福尔根（Feulgen）反应、

希夫（Schiff）试剂反应呈红色。②多糖：PAS反应。③脂肪：四氧化锇呈黑色、苏Ⅲ

呈深红色。④蛋白质：米伦（Millon）反应形成红色沉淀、重氮反应中酪氨酸、色氨酸和组氨酸反应形成有色的复合物。

6、 特异蛋白抗原的定位与定性 免疫荧光技术、免疫电镜技术、免疫印迹、放射免疫沉

淀、蛋白质芯片和质谱分析等。⑴免疫荧光技术：①包括荧光抗体的制备、标本的处理、免疫染色和观察记录等过程。②标本处理方法：组织切片、冷冻切片、整装细胞等。⑵免疫电镜技术：①包括免疫铁蛋白技术、免疫酶标技术与免疫胶体金技术。②胶体金的优点：容易识别，具有很高的分辨率，可制成不同直径大小的金颗粒，可用于超薄切片，也可用于组装制备的骨架成分和膜系统蛋白成分的标记。

7、 细胞内特异核酸的定位与定性：原位杂交。用放射性同位素或用荧光素标记的探针进行

杂交；检测是通过与抗生素抗体相连的胶体金颗粒显示出来的。

8、 定量细胞化学分析技术：流式细胞仪和显微分光光度测定技术。①流式细胞仪：可定量

地测定某一细胞中的DNA、RNA或某一特异的标记蛋白的含量，以及细胞群体中（DNA、RNA或某一特异的标记蛋白的含量）成分含量不同的细胞数量；特别是还可以将某一特异染色的细胞从数以万计的细胞群体中分离出来等等。②显微分光光度测定技术：用来测定（核酸或蛋白质等）在每一个细胞内的含量；也可经过特异的染色反应，灵敏地测出一个细胞内某种成分的相对含量。

9、 细胞培养：动物细胞培养和植物细胞培养。

⑴动物细胞培养 ①原代细胞：是指从机体取出立即培养的细胞。 ②传代培养：是指适应在体外条件下持续传代培养的细胞。

③培养步骤：从健康动物中取出组织块，剪碎，用浓度与活性适中的胰岛或胶原酶与EDTA等将细胞连接处消化分散，给予良好的营养液与无菌的环境，在培养瓶中进行静止或慢速转动培养。

④加入CO2维持溶液的pH值；加一定量的小牛（或胎牛）血清，有利于细胞的贴壁生长与分裂。

⑤细胞贴壁：分散的细胞悬液在培养瓶中很快（在几十分钟至数小时内）就贴附在瓶壁上的现象。 ⑥单层细胞：分散呈圆球形的细胞一经贴壁就迅速铺展并开始有丝分裂，逐渐形成致密的细胞单层的现象。

⑵植物细胞培养 ①单倍体细胞培养：主要用花药在人工培养基础上进行培养。从小孢子（雌性生殖细胞）直接发育成胚状体，然后长成单倍体植株；通过愈伤组织诱导分化出芽和根，最终长成植株。 ②󰀀 原生质体培养 1原生质体：经纤维素酶处理的去掉细胞壁的细胞称之为原生

质体。2直接用原生质体在无菌培养基中生长与分裂，经过诱导最终长成植株；也可以通过导入外源基因或用不同植物的原生质体进行融合而获得转基因或体细胞杂交的植株。

10、细胞融合与细胞杂交 ①两个或多个细胞融合成一个双核或多核细胞的现象称为细胞融合。②融合技术：生物法（灭活的仙台病毒）、化学法（聚乙二醇，PEG）、物理法（电融合）。 11、细胞拆合 ①所谓细胞拆合就是把细胞核与细胞质分离开来，然后再把不同来源的细胞质和细胞核相互结合，形成核质杂交细胞。②方法：物理法（机械法或短波光）、化学法（松胞素B处理细胞）。

12、模式生物 ①特点：个体较小、容易培养、操作简单、生长繁殖快。②常用：病毒、细菌、原生动物、黏菌、蛙、海胆、线虫、果蝇、斑马鱼和小鼠等。

细胞质膜

1、 细胞质膜（曾称细胞膜）：是指围绕在细胞最外层，由脂质和蛋白质组成的生物膜。 2、 生物膜：是指真核细胞内存在着由膜围绕构建的各种细胞器，细胞内的膜系统与细胞质

膜统称为生物膜。

3、 质膜（细胞膜或原生质膜）：指包围着原生质的由脂质和蛋白质组成的生物膜。

4、 生物膜的结构模型 ①1925年E.Gorter和F.Grengel的双层脂分子模型。②1959年

J.D.Robertson发展了“蛋白质-脂质-蛋白质”三明治模型，提出了单位膜模型。③1972年S.J.Singer和G.Nicolson提出了生物膜的流动镶嵌模型。 5、 膜脂 膜脂是生物膜的基本成分，每个动物细胞质膜上约有10个脂分子，即每平方微

米的质膜上约有5*10个脂分子。

㈠、成分：磷脂、糖脂和胆固醇。

⒈磷脂 ①甘油磷脂【甘油磷脂包括磷脂酰胆碱（卵磷脂）、磷脂酰丝氨酸、磷脂酰乙醇胺（脑磷脂）和磷脂酰肌醇等。】和鞘磷脂。②组成生物膜的磷脂分子的主要特征：a、具有一个极性头和两个非极性的尾，但存在线粒体内膜和某些细菌质膜上的心磷脂除外（它具有4个非极性的尾部）；b、脂肪碳链为偶数，多数碳链由16,18或20个碳原子组成；c、除饱和脂肪酸（如软脂酸）外，还常常有不饱和脂肪酸（如油酸），不饱和脂肪酸多为顺式且顺式双键在烃链中产生30度的弯曲。

⒉糖脂：在动物细胞中，糖脂神经酰胺与鞘磷脂都是鞘氨醇的衍生物，最简单的是脑苷脂。

⒊胆固醇：在调节膜的流动性，增加膜的稳定性以及降低水溶性物质的通透性等方面起着重要作用；同时又是脂筏的基本结构成分。

㈡、脂膜的运动方式：沿膜平面的侧向运动、脂分子围绕轴心的自旋运动、脂分子尾部的摆动、双层脂分子之间的翻转运动。质分子的运动不仅与脂分子的类型有关，也与脂分子同膜蛋白及膜两侧的生物大分子之间的相互作用以及温度有关。 ㈢、脂质体 脂质体是根据磷脂分子可在水相中形成稳定的脂双层膜的趋势而制备的人工膜。用途：生物导弹、半透膜。 6、 膜蛋白

①分类：根据膜蛋白分离的难易程度及其与脂分子的结合方式，膜蛋白分为：外在膜蛋白（又称外周膜蛋白）、内在膜蛋白（整合膜蛋白）、脂锚定蛋白。根据功能：受体蛋白、载体蛋白、酶蛋白。

②内在膜蛋白与膜脂的结合方式：a、以单螺旋跨膜；b、以多螺旋跨膜；c、以共价连接的脂类、脂肪酸连或异戊希基插入脂双层；d、以寡糖连接到较小的磷脂、磷脂酸肌醇，连接非细胞质面；e、通过共价键与脂分子或其他膜蛋白结合。 ③去垢剂 去垢剂是一端亲水另一端疏水的两性分子，是分离与研究膜蛋白的常用试剂。由离子型去垢剂和非离子型去垢剂。 7、生物膜的基本特征与功能

㈠、基本特征：膜的流动性和膜的不对成性。

⒈膜的流动性 ①膜脂的流动性：运动方式（尾部摆动、自旋运动、侧向扩散、翻转扩散）；影响因素：脂分子脂肪酸链的长短和不饱和程度、温度、胆固醇。 ②膜蛋白的流动性：运动方式（随机移动、定向移动、局部扩散）；扩散方式（自聚集、与细胞内的聚分子作用、与细胞外的聚分子作用、与其他细胞上的膜蛋白作用）；研究方法：细胞融合和荧光漂白恢复技术。 ⒉莫得不对成性 ①细胞质膜各部分的名称：与细胞外环境接触的膜面称质膜的细胞外

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表面（ES）；与细胞质基质接触的膜面称质膜的原生质表面（PS）；质膜的细胞外小页断裂面（EF）；原生质小页断裂面（ES）。

②膜脂的不对称性 膜脂的不对称性是指同一种膜的脂双层中呈不均匀分布。糖脂的分布表现出完全的不对称性，糖脂的不对称性是执行其生理功能的结构基础。 ③膜蛋白的不对称性 所有的膜蛋白在质膜上都呈不对称性分布，与膜脂不同的是膜蛋白的不对称性是指每种膜蛋白分子在质膜上都具有确定的方向性。膜蛋白的不对称性是生物膜执行复杂的、在时间与空间上有序的各种生理功能的保证。 8、细胞质膜的基本功能：

①为细胞的生命活动提供相对稳定的内环境； ②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，其中伴随着能量的传递；③提供细胞识别位点，并完成细胞内外信号跨膜转到； ④为多种酶提供结合位点，使酶促反应高效而有序进行； ⑤介导细胞与细胞、细胞与细胞基质之间的连接； ⑥参与形成具有不同功能的细胞表面特化结构；

⑦膜蛋白的异常与某些遗传病、恶性肿瘤，甚至神经退行性疾病相关，很多膜蛋白可作为疾病治疗的药物靶标。

9、膜骨架：是指细胞质膜下与膜蛋白相连的由纤维蛋白组成的网状结构，他参与维持细胞质膜的形状并协助质膜完成多种生理功能。

10、红细胞质膜蛋白主要包括血影蛋白或称红膜肽、锚蛋白、带3蛋白、带4.1蛋白和肌动蛋白，还有一些血型糖蛋白。膜支架蛋白主要成分血影蛋白、肌动蛋白、锚蛋白和带4.1蛋白。膜骨架网络与细胞质膜之间的连接主要通过锚蛋白。

物质的跨膜运输

1、 细胞内外的离子差主要由两种机制调控：①取决于一套特殊的膜转运蛋白的活性；②取

决于质膜本身的脂双层所具有的疏水性特征。

2、 转运蛋白的分类：载体蛋白和通道蛋白。①载体蛋白：有高度的选择性，通常只能转运

一种类型的分子，即可被底物类似物竞争性的抑制又可被某种抑制剂非竞争性抑制及对pH有依赖性。②通道蛋白：形成跨膜的离子选择性通道，具有：a、离子通道具有极高的转运速率；b、离子通道没有饱和值；c、离子通道并非连续性开放而是门控的。③根据激活信号的不同离子通道可分为：电压门通道、配体门通道 、应力激活通道。 3、 被动运输与主动运输

㈠被动运输 指物质通过质膜时，运输的方向是顺电化学势梯度，由于该过程是是顺电化学势梯度，不需要消耗代谢能，故叫被动运输。

① 简单扩散：疏水的小分子或小的不带电荷的极性分子进行跨膜转运时，不需要细胞

提供能量，也无需膜转运蛋白的协助，因此称为简单扩散。人工脂双层膜的通透性大小取决于：分子大小和分子的极性。

② 水孔蛋白：水分子的跨膜通道。只改变物质扩散的速度，不改变物质扩散的方向。 ③ 协助扩散：各种极性分子和无机离子，如糖、氨基酸、核苷酸以及细胞代谢废物等

顺其浓度梯度或电化学梯度的跨膜转运，该过程不需要细胞提供能量。

㈡主动运输 由载体蛋白所介导的物质逆浓度梯度或电化学梯度由低浓度一侧向高浓度一侧进行跨膜转运的方式。根据所需能量来源的不同可分为：ATP直接提供能量（ATP驱动泵）、间接提供能量【耦联转运蛋白（同向转运蛋白和反向转运蛋白）】 和光能驱动。

4、 ATP驱动泵：P-型离子泵、V-型质子泵、F-型质子泵和ABC超家族。前3种只转运离子，

后一种主要是转运小分子。

㈠、P-型离子泵 所有P-型离子泵都有2个独立的α催化亚基，具有ATP结合位点；绝大多数还具有2个小的β亚基，通常起调节作用。特点：利用ATP水解能，形成磷酸化中间体，故名P-型离子泵。

⑴钠钾泵（Na-K） ①特点：由2个α亚基和2个β亚基组成的四聚体，β亚基是糖基化的多肽，并不直接参与离子跨膜运动，但帮助在内质网新合成的α亚基进行折叠。 ②Na-K泵的运输过程：a、3个Na与α亚基结合；b、α亚基磷酸化；c、膜结构变化，Na泵出膜外；ⅳ2个K与α亚基结合；ⅴ酶去磷酸化；ⅵ酶恢复原构象，K泵进膜内。 ③ 结果：水解1个ATP， 3个Na和泵进2个K；细胞内Na 比细胞外低，K 细胞内

比细胞外高；由于细胞外的Na 浓度高且带正电，故使得细胞外带上正电。

⑵钙泵（Ca） ①特点：是另一类P-型离子泵，分布在所有真核细胞的质膜和某些细胞器（如内质网、叶绿体和液泡）膜上，在肌细胞肌质网膜上的Ca 泵占肌质网膜总联蛋白80％以上，对细胞引发刺激-反应耦联具有重要作用。

②结果：水解水解1个ATP从细胞质基质转运出2个Ca，钙泵主要将Ca 输出细胞或泵入内质网腔中储存起来，以维持细胞内低浓度的游离Ca 。⑶氢泵（H） 存在部位：植物细胞、真菌（包括酵母）和细菌细胞。将H 泵出细胞，建立和维持跨膜的H 电化学梯度，并用来驱动转运溶质摄入细胞。

㈡、V-型质子泵 ①广泛存在于动物细胞保内体、溶酶体膜，破骨细胞和某些肾小管细胞的质膜以及植、酵母和其他真菌细胞液泡膜上，所以又称膜泡质子泵。②特点：将H 从细胞质基质逆电化学势梯度泵进细胞器。

㈢、F-型质子泵 ①存在于细菌质膜、线粒体内膜和叶绿体类囊体膜上。②特点：均含有几种不同的跨膜和胞质侧亚基，只有转运质子，不能形成磷酸化的中间体。故又称F-型质子泵为H -ATP合成酶。

㈣、ABC超家族 ①底物：离子、单糖、氨基酸、磷脂、肽、多糖甚至是蛋白质。②4个“核心”结构域：2个跨膜结构域（T），形成运输分子的跨膜通道；2个胞质侧ATP结合域（A）。③举例：多热抗性（MDR）转运蛋白、ABC蛋白在肝、小肠、肾等器官细胞质膜上分布丰富。他们能将天然毒物和代谢废物排出体外。

5、 协同转运：是一类由Na-K泵（或 H ）与载体蛋白协同作用，靠间接消耗ATP所完成

的主动运输方式。同向转运：物质运输方向与离子转移方向相同，如小肠上皮细胞和肾小管上皮细胞吸收葡萄糖或氨基酸等有机物。反向转运：是指物质跨膜转运的方向与离子转移的方向相反，如动物细胞通过Na 驱动的Na / H 反向转运的方式来转运H 以

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调节细胞内的pH。

6、 离子跨膜运输与膜电位 膜电位：细胞质膜两侧各种带电物质形成的电位差的总和。

细胞质膜内外相对稳定的电位差，质膜内为负值，质膜外为正值，这种现象称为极化。静息电位主要是由质膜上相对稳定的离子跨膜运输与离子流形成的。

7、 胞吞作用与胞吐作用 胞吞作用与胞吐作用属主动运输。⑴胞饮作用与吞噬作用 ①

胞吞物若为溶液，形成的囊泡较小，形成的胞吞泡又称胞饮泡则称为胞饮作用。②胞吞物若为大的颗粒性物质，形成的囊泡教大，则称为吞噬作用。③胞饮作用与吞噬作用的区别：ⅰ、胞吞泡的大小不同；ⅱ、胞饮作用是一种连续发生的组成型过程而吞噬作用是一个信号触发过程；ⅲ、胞吞泡形成机制不同：胞饮泡的形成需要网格蛋白；吞噬泡的形成则需要有微丝及其结合蛋白的帮助。⑵胞吐作用 组成型胞吐途径通过一种去限定途径来完成蛋白质的转运过程，这种分泌模式认为，在粗面内质网中合成的蛋白质吃除了有某些特殊标志外，选择性的进入溶酶体和可调节性分泌外，其余蛋白均沿着粗面内网→高尔基体→分泌泡→细胞表面这一途径完成。

细胞的能量转换——线粒体和叶绿体

1、线粒体的形态结构 线粒体的形态结构 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。其特点：多形性、易变性、运动性和适应性等。⒈外膜 外膜是一层单位膜结构，起界膜作用，外膜中蛋白质和脂质约各占50％。外膜的标志酶是单胺氧化酶。⒉内膜 内膜是位于外膜的内测把膜间隙与基质分开的一层单位膜结构。内膜的标志酶是细胞色素氧化酶。⒊膜间隙 膜间隙是位于线粒体内、外膜之间的腔隙。膜间隙的标志酶是腺苷酸激酶。⒋线粒体基质 内膜所包围的嵴外空间为线粒体基质。三羧酸循环酶系。

2、线粒体的功能 ㈠、线粒体中的氧化代谢途径：①、苹果酸—天冬氨酸穿梭途径；②甘油—3—磷酸穿梭途径。㈡、电子传递链与电子传递 ①、电子载体：黄素蛋白、细胞色素、泛醌、铁硫蛋白和铜原子。②、呼吸链：a、NADH呼吸链：由复合物Ⅰ、Ⅲ、Ⅳ组成，传递氧化NADH释放的电子。b、FADH2呼吸链，由复合物Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ组成，传递FADH2释放的电子。③四种复合物 复合物Ⅰ：即NADH—CoQ还原酶，又称NADH脱氢酶；复合物Ⅱ：即琥珀酸—CoQ还原酶，又称琥珀酸脱氢酶；复合物Ⅲ：即CoQ酶—细胞色素c还原酶，又称细胞色素还原酶、细胞色素bc1复合物或简称bc1；复合物Ⅳ：即细胞色素氧化酶，又称细胞色素c氧化酶。㈢、ATP形成机制—氧化磷酸化 ⒈ADP磷酸化有2中途径：①、底物水平的磷酸化，是由相关的酶将底物分子上的磷酸基团直接转移到ADP分子上，生成ATP。②、氧化磷酸化，指在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。⒉ATP合酶的结构与组成 ①、ATP合酶是生物体能量转换的核心，ATP合酶包括两个基本组分：球状的F1头部和嵌于内膜的F0基部。②、F1（耦联因子F1）：具有将ATP合成或水解的活性，线粒体ATP合酶的F1是水溶性的蛋白复合物，由5种类型的9个亚基组成，其组分为α3β3γδ亚基是F1和 F0相连接所必需的。③、F0（耦联因子F0）：是嵌合在内膜的疏水性蛋白复合体，由a、b、c3种亚基按照ab2c10~12的比例组成的一个跨膜质子通道。④、ATP合成过程：H通过，c变动，γ转动，β变构，合成ATP并将其

+

释放。

3、线粒体和叶绿体的生长和增殖是受核基因组及其自身的基因组两套遗传系统的控制，所以称为半自主性细胞器。

4、线粒体和叶绿体的增殖 线粒体增殖：间壁或隔膜分离，收缩分裂；叶绿体增殖：出芽。 5、线粒体和叶绿体的起源 内共生起源：①、线粒体和叶绿体的基因组在大小、形态和结构方面与细菌相似；②、线粒体和叶绿体有自己完整的蛋白质合成系统，能独立合成蛋白质；③、线粒体和叶绿体的两层被膜有不同的进化来源，外膜与内膜的结构和成分差异很大；④、线粒体和叶绿体能以分裂的方式进行繁殖，这与细菌的繁殖方式相似；⑤、线粒体和叶绿体能在异源细胞内长期生长；⑥、线粒体的祖先很有可能来自反硝化副球菌或紫色非硫光合细菌；⑦、发现介于胞内共生蓝藻与叶绿体之间的结构—蓝小体。