第一章 绪论
医学细胞生物学（medical cell biology）：是应用细胞生物学的理论和方法，研究人体细胞的
形态结构与功能等生命活动规律和人类疾病发生、发展及其防治的科学。
细胞是生命活动的基本单位。
①细胞是构成生物有机体的基本结构单位。 ②细胞是代谢与功能的基本单位。
③细胞是生物有机体生长发育的基本单位。 ④细胞是遗传的基本单位。
第二章
细胞的分子基础 起源和进化
原生质（protoplasm）:活细胞中的生命物质的总称。 构成原生质的物质包括： 1．无机化合物：水、无机盐等；
2．有机化合物：蛋白质、核酸、酶、脂类、糖类。
生物大分子（biological macromolecules）:分子量巨大，结构复杂，决定生物体重
要的生命活动。包括蛋白质、核酸、酶等。
氨基酸(amino acid)：是蛋白质分子的组成单位。
氨基酸残基（residue）：在肽链中，由于氨基酸因脱水而基团不全，故被称为氨基酸残基。
1．肽键（peptide bond） 在蛋白质分子中，一个氨基酸的-羧基与另一个氨基酸的 -氨基，通过脱去一分子水所形成的酰胺键叫肽键（-CO-NH-）。
A．一级结构（primary structure）：蛋白质多肽链中氨基酸的排列顺序称为蛋白质的一级结构。蛋白质的一级结构是由基因的遗传密码所控制的。维系键为肽键，少数还有多肽链
之间的二硫键。
B．二级结构（secondary structure）: 蛋白质多肽链主链沿中心轴盘绕、折叠所形成的有规则的主链构象，称为蛋白质的二级结构。维系键为氢键。二级结构的类型包括-螺旋、β-折叠、β-转角和无规则卷曲等基本类型。
C．蛋白质的三级结构（tertiary structure ）：
蛋白质多肽链在二级结构基础上进一步卷曲折迭成有一定规律的复杂构象，称为蛋白质的三级结构。维系键为各种次级键，其中疏水键具有重要作用
D．蛋白质的四级结构（ quarternary structure ）：
由两个或两个以上具有三级结构的多肽链借次级键缔合而成的复杂结构，称为蛋白质的四级结构。蛋白质分子四级结构中每条具有三级结构的多肽链单位称为亚基或亚单位。维系键为各种次级键，二硫键除外。
核苷酸（nucleotide）
核酸包括脱氧核糖核酸（deoxyribonucleic acid, DNA）和核糖核酸（ribonucleic acid, RNA）两种类型 。
核苷酸连接方式
核苷酸之间通过3 ′，5 ′ -磷酸二酯键相连，多个核苷酸连接在一起形成多聚核苷酸链。由于在多聚核苷酸链的两端，其中一个核苷酸分子中的戊糖环的第3位碳原子(3 ′)上的羟基是游离的，故把这一端称为 3 ′端(3 ′ end)。
DNA的双螺旋结构(double helix structure)
A．DNA由两条脱氧核苷酸链构成，两条链反向平行，形成双螺旋结构。 B．在双螺旋结构中，碱基位于链内侧，戊糖、磷酸位于外侧。
C．双螺旋结构结构中，两条链的碱基之间通过H键互补配对，其中A与T配对（形成两个H键），C与G配对（形成三个H键）。 D．每一对碱基位于同一平面上，垂直于螺旋主轴，每一对相邻的碱基旋转36度，间距为0.34nm，10个碱基对上升一圈，间距为3 . 4nm，双螺旋直径为2nm。
含量（% ） 分子量 结构 存在部位 mRNA 5~10 200~50万 线状 主要在细胞质中 tRNA 5~10 2~3万 三叶草状 细胞质或核糖体中 rRNA 80~90 0.06~1.2亿 线状 细胞质或核糖体中和核仁中 功能 为蛋白质合成的直接运输活化的氨基酸 模板 构成核糖体
（五）酶（enzyme，E )
定义：酶是生物体内活细胞合成的一种生物催化剂（biocatalyst）。绝大多数酶在化学本质上都是蛋白质。近年来又发现某些RNA分子也具有催化活性(命名为：ribozyme核酶)。
酶的特性： 酶与一般催化剂一样，只能催化热力学上允许进行的反应，能改变化学反应的速度而酶本身在质、量上无改变 。
1．高度的专一性或称高度特异性（specificity）； 2．高度的催化能力； 3．高度不稳定性 ； 4．活性可调性。
第三节 原核细胞与真核细胞 原核细胞和真核细胞比较 1.不同点 特征 细胞大小 细胞壁 细胞质 内膜系统 细胞骨架 核糖体 中心粒 细胞核 染色体 原核细胞 1-10 有，成分是肽聚糖，磷壁酸 除核糖体外无其他细胞器无胞质环流。 无 无 有70S（50S+30S） 无 无核膜，核仁（拟核） 只有一个环状DNA分子，DNA裸露不与组蛋白结合位于细胞质 复杂，分化成各种膜性细胞器 有微管，微丝，中间纤维等 有100S (60S+40S) 有 有核膜，核仁 有多条染色体，DNA与组蛋白结合，位于细胞核 真核细胞 10-100 植物细胞有，成分是纤维素果胶等 有各种细胞器和胞质环流 基因表达 运动 营养方式 细胞 转录和翻译同时同地进行 鞭毛和简单纤维 吸收或光合作用 无丝 转录在核内，翻译在细胞质中 微管，微丝和鞭毛，纤毛 吸收，光合作用，胞吞作用 以有丝为主
原核细胞和真核细胞的共性
1．具有细胞膜；
2．具有DNA和RNA； 3．具有核糖体；
4．一分为二的方式；
5．能进行生命活动（区别病毒等）； 6．遗传密码和代谢中的一些酶类是一致的。
第三章
细胞膜与细胞表面
细胞膜（cell membrane）:
细胞膜是指包围在细胞外周的一层薄膜，又称质膜（plasma membrane） 细胞膜的化学组成
膜脂类：不同细胞膜脂类成分含量不同。 膜蛋白：包括内在膜蛋白和外在膜蛋白。
膜糖类：包括糖脂、糖蛋白。
此外还含有水、无机盐和少量的金属离子，成分比例与细胞膜的功能有密切关系。
生物膜（biomembrane）：
细胞内膜系统和细胞膜统称为生物膜
膜蛋白
生物膜所含蛋白叫做膜蛋白。膜蛋白分为外在膜蛋白和内在膜蛋白。 二、细胞膜的特性
生物膜具有两个明显的特性 1.
2.膜的流动性
（一）细胞膜的不对称性 1. 膜脂分布的不对称性 2. 膜蛋白分布的不对称性 （二）细胞膜的流动性
生物膜是一种动态的结构，具有膜脂的流动性（fluidity）和膜蛋白的运动性（mobi1ity）。 1．膜脂分子的运动
膜的不对称性
膜脂质分子的几种运动方式：
1.横向扩散运动；2. 旋转运动；3. 摆动运动； 4.伸缩振荡运动；5. 翻转运动；6. 旋转异构运动 2．膜蛋白的运动性
有横向扩散和旋转运动两种运动方式 （1）横向扩散 （2）旋转扩散运动
3．影响膜流动性的因素
（1）脂肪酸链的长度和不饱和程度 这是影响膜流动性的重要因素。
（2）胆固醇：在相变温度以上，膜的流动性;在相变温度以下，可增加脂类分子脂酰链的运动，增强膜的流动性。
（3）卵磷脂/鞘磷脂的比值 ：比值越大，流动性越大。 （4）脂双层中嵌入的蛋白质的量越多，膜脂的流动性越小。 一、小分子物质的跨膜运输
（一）被动运输（passive transport）
是指物质顺浓度梯度，由浓度高的一侧通过膜运输到浓度低的一侧的穿膜扩散，不消耗代谢能的运输方式。
被动运输种类： 1.2.
3.载体扩散
闸门通道
（1） 配体闸门通道（2）电压闸门通道 载体扩散的特点：
（1）载体蛋白具有高度的特异性。 （2）通过载体易位机制转运。 （3）载体蛋白的饱和性。
（二）主动运输（active transport）
细胞膜利用能量来驱动物质的逆浓度梯度方向的运输方式。
1. 离子泵 2.离子梯度驱动的主动运输——伴随运输（同向运输与逆向运输）
二、大分子和颗粒物质的膜泡运输
膜泡运输（membrane-vesicle transport）：大分子和颗粒物质在细胞内的转运是由膜包围形成小泡进行运输。
膜泡运输特点：
①伴随着膜的运动，主要是膜本身结构的融合、重组和移位。 ②与主动运输一样，也需要能量的供应。
单纯扩散 通道扩散
膜泡运输又分为胞吞作用和胞吐作用。
（一）胞吞作用（endocytosis）
根据吞入物质的状态、大小及特异程度不同而分为吞噬作用、吞饮作用和受体介导的内吞作用三种方式。
二、膜受体（membrane receptor）
定义：外来的异物和病原体，体内生命活动的调节物质如神经介质、激素等可与细胞膜上的特异性蛋白质分子结合、进而产生一系列细胞生物效应，细胞膜上这种特异性蛋白质分子称为膜受体。
化学组成：一般为糖蛋白、脂蛋白，或由糖蛋白和糖脂共同构成。
分子结构：不同的受体结构不同，一般包括三个部分：调节单位、催化单位和转换单位。 特性：
（1）受体的特异性 （2）可饱和性
（3）具有高度的亲和力 （4）可逆性
（5）特定的组织定位
分类：
（1）离子通道的受体。 （2）与G蛋白相偶联的受体
（3）生长因子受体 功能：
与细胞识别、免疫应答、细胞间信号传送以及代谢调节密切相关，膜受体是细胞膜重要的功能单位
细胞识别（cell recognition）
是指细胞对同种和异种细胞的识别，以及对自己和异己物质的认识的现象。 细胞识别的分子基础：
分子基础是细胞表面受体间或受体与大分子间互补形式的相互作用。 细胞识别3种方式：
1. 相同受体连接
2. 受体与细胞表面大分子互补连接
3. 相同受体共同连接同一个大分子 细胞表面（cell surface） 一、细胞表面的结构和功能
定义：指包围在细胞质外层的一个复合的结构体系和多功能体系。
结构：包括细胞膜、细胞被、膜下胞质溶胶层、细胞连接和细胞膜特化结构，如鞭毛、纤毛和微绒毛等。
功能：与细胞的生理活动、相互识别、黏合、物质运输、信号传递、细胞运动、生长分化、衰老及病理过程都有密切关系。
二、细胞连接 （cell junction）
分类：按照结构和功能特点，可分为紧密连接、黏合连接和缝隙连接三类 。
第五章 内膜系统
内膜系统(endomembrane system)：
位于细胞内，在结构、功能乃至发生上有一定联系的膜性结构的总称。 内膜系统包括：
1.核膜2.内质网3.高尔基复合体4.溶酶体5.内体6.过氧化物酶体
第一节 内 质 网
标志酶：葡萄糖-6-磷酸酶。
1. 粗面内质网（rough endoplasmic reticulum，RER） （一）粗面内质网的功能 1. 蛋白质的合成
(1)分泌性蛋白(输出性蛋白) (2)膜镶嵌蛋白 (3)溶酶体蛋白 (4)可溶性蛋白 2.蛋白质的运输 （1）出芽方式
（2）膜镶嵌蛋白的运输方式
（3）可溶性蛋白质直接转入细胞质中
3.蛋白质的修饰 （1）蛋白质的折叠
（2）蛋白质的糖基化作用
滑面内质网（ smooth endoplasmic reticulum，SER）
(二）滑面内质网的功能
1.脂类的合成 磷脂、胆固醇、糖脂 2.糖原的代谢 糖原的合成与分解 3.解毒作用 4.调节渗透压 5.调节肌肉收缩作用 6.合成胆盐
细胞内存在两种蛋白质分选信号 信号肽（signal peptide）:
信号肽是位于蛋白质上一段约15～30 个连续的氨基酸顺序。 信号斑（signal patch）:
位于蛋白质不同部位的氨基酸顺序，在多肽链折叠后形成的一个斑块，信号斑为三维结构。
“信号假说”要点:
新合成的蛋白质分子N端含有一段信号肽，该信号肽一经合成可被细胞质中的信号识别颗粒（signal pecogniton particle,SRP）识别并结合，通过信号肽的疏水性引导新生肽跨脂双
分子层进入ER腔或直接整合在ER膜中。信号肽具有决定蛋白质在细胞内的去向或定位的作用。
SRP三个功能位点：
1.信号肽结合位点；
2.SRP受体结合位点； 3.翻译暂停结构区域。
第二节 高尔基复合体
一、高尔基复合体的形态结构（图）
五、高尔基复合体的功能 （一）蛋白质的糖基化 1.蛋白质的糖基化
细胞内的糖基化两种方式：
N-连接的寡糖链：场所在RER和高尔基体腔内合成
O-连接的寡糖链：在N-连接基础上到高尔基复合体内完成 （二）蛋白质的水解
（三）蛋白质的分选与运输
1. 溶酶体蛋白的分选、运输与溶酶体的形成 2. 分泌蛋白的分选与运输
第三节 溶酶体
标志酶：酸性磷酸酶（AcP酶) 三偏磷酸酶 二、溶酶体的酶 蛋白酶（肽酶）.
核酸酶.
磷酸酶.
糖苷酶.
脂酶.
硫酸酯酶
三、溶酶体的类型 （一）初级溶酶体
（二）次级溶酶体（secondary lysosome） 1.自噬性溶酶体 自噬体、分泌颗粒 初级溶酶体+自噬体 = 自噬溶酶体 初级溶酶体+分泌颗粒 = 分泌溶酶体
2.异噬性溶酶体 细菌、异物 初级溶酶体+吞噬体 = 异噬性溶酶体
（三）残质体
残余小体的类型：
1.质褐质 2.髓样结构 3.含铁小体
四、溶酶体的功能 （一）消化作用
1.异噬作用 2.自噬作用 3.胞外消化 （二）自溶作用（autocytolysis） (三）参与免疫过程
（四）对激素分泌的调节作用
第四节 过氧化物酶体（peroxisome） 二、过氧化物酶体所含的酶
1. 氧化酶 2. 过氧化氢酶 3.过氧化物酶 标志酶： 过氧化氢酶
过氧化物酶体的功能：1.调节细胞的氧张力 2.氧化解毒 3.参与β氧化
膜流（membrane flow）：细胞内质膜与内膜系统之间，以及内膜系统各结构之间的流动现象。
第六章
线粒体（Mitochondrion ）
二、电镜下线粒体的形态结构
1.外膜2.内膜3.嵴与基粒4.膜间隙（外室）5.内腔及基质
基粒由头部，柄部，基片构成
电镜下线粒体的形态结构（图）
第三节 线粒体的功能
对能源物质的氧化，进行能量转换，为细胞氧化作用提供场所
细胞氧化作用（cellular oxidation）
细胞内氨基酸，脂肪酸，单糖等供能物质在一系列酶的作用下，消耗氧气，产生二氧化碳和水，放出能量的过程。又叫细胞呼吸（cellular respiration）
细胞呼吸的过程
1. 糖酵解 2.乙酰辅酶A的生成 3.三羧酸循环 4.电子传递偶联氧化磷酸化
第四节 线粒体的半自主性
mtDNA分子量小，基因数少，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，并在细胞质内合成转运到线粒体中。同时线粒体遗传系统受控于细胞核遗传系统。因此，线粒体为半自主性细胞器。
线粒体的增殖方式 :
1. 间壁分离 2. 收缩分离 3. 出芽分离
第七章
核糖体（Ribosome）
核糖体的种类：
1. 原核细胞核糖体 2. 真核细胞核糖体 3. 真核细胞器核糖体（叶绿体核糖体 线粒体核糖体 ）
原核细胞和真核细胞的比较 原核细胞 来源 70S(50S+30S) RNA种类 23S 5S 16S 28S 5.8S 5S 18S
蛋白质种类 55(34+21) rRNA/蛋白质 1.5/1 真核细胞 100S(60S+40S) 83(50+33) 1/1 多聚核糖体（polyribosome）
多个核糖体同时结合在同一个mRNA上进行蛋白质合成，形成多聚核糖体。
核糖体的重要活性部位：
1. mRNA结合位 2.酰胺tRNA和肽基tRNA结合位 3.转肽酶部位 4.管和出口位
三联体密码（密码子）：mRNA分子中每三个相邻的碱基决定了合成的多肽链中的一种氨基酸。
遗传密码（genetic code）
mRNA分子上决定蛋白质分子中氨基酸顺序的碱基序列所编码的遗传信息称为遗传密码。
（二）核糖体与蛋白质的生物合成
1.氨基酸的活化 2.肽链合成的起始 3.肽链的延长 4. 肽链合成的终止与释放
（三）rRNA在核糖体功能执行中的主导地位 1. rRNA在核糖体构建中的主导作用 2. rRNA在蛋白质合成中的主导作用
第八章
细胞骨架（Cytoskeleton ）
细胞骨架（cytoskeleton）：
是由位于细胞质的蛋白质纤维组成的网架系统。包括微管、中等纤维、微丝。
细胞骨架的作用
细胞骨架对于维持细胞的形态结构，内部结构的有序性以及细胞运动，物质运输，能量转换，信息传递和细胞等具有重要作用。
第一节 微 管（microtubule) （一）形态结构
中空圆柱状，横断面由13根原纤维围绕而成，原纤维由微管蛋白构成。 （二）化学成分
微管的化学成分： 微管蛋白 类型：单管、二联管、三联管 微管的功能 1.维持细胞形态
2.参与细胞内物质运输
3.维持细胞器的空间定位分布
4.构成纺锤体
5.作为中心粒、鞭毛和纤毛基本结构成分
第二节 微 丝(microfilament)
微丝是由肌动蛋白组成的实心纤维细丝；比微管细，更具有弹性，细胞中的微丝可成束、成网或纤维状，是可变的结构。 （二）化学成分
基本成分是肌动蛋白。
四、微丝的功能 1.构成细胞的支架 2.参与细胞的运动 3.参与细胞 4.参与肌肉收缩
5.参与细胞内物质运输
6.参与受精作用
影响微丝聚合与解聚的特异性药物
细胞松弛素B：特异性的破坏微丝组装。
鬼笔环肽：促进微丝聚合，稳定微丝所形成的纤维。
中等纤维（ intermediate filament, IF）： 二 、中等纤维的基本结构
1. 中等纤维蛋白共同结构域（-螺旋杆状区） 2.非螺旋区——头部（N-端）.
端）
微 管 蛋 白 种类： 、 、微管蛋白
尾部（C-
四、中等纤维的功能
1.维持细胞器的空间定位 2.增强细胞的机械强度 3.参与桥粒与半桥粒的形成 4.与细胞的分化有关
第四节 微管组成的细胞器 一、中心粒
（一）中心粒形态结构
中心粒由微管组成，成对互相垂直的圆柱小体。圆柱小体的横切面由九组微管环绕而成，每组微管又由A、B、C三联管斜行排列,形成了风车状。其化学成分是微管蛋白和鸟苷酸。
（二）中心粒的功能
1.组织形成鞭毛和纤毛并参与细胞的有丝，参与微管蛋白的合成、微管的聚合； 2.其上存在ATP酶与细胞能量代谢有关,为细胞运动和染色体移动提供能量 。
二、纤毛和鞭毛
纤毛和鞭毛的结构： 9组二联管和两个微管
第九章
细胞核（Nucleus）
细胞核是真核细胞中由双层单位膜包围核物质而形成的多态性结构。 是细胞生命活动的中心： 贮存遗传信息 进行DNA复制 进行RNA转录
间期时细胞核结构完整，主要包括：核膜（nuclear membrane）、核仁（nucleolus）、核骨架（nuclear scaffold）、染色质（chromatin）
第一节 核被膜（nuclear envelope）
