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中学生生物奥赛集训《细胞生物学》课程培训 梁卫红 河南师范大学生科院 2011-1 近3年中学生生物联赛分析 必考内容: 质膜及物质运输 内膜系统(蛋白质合成和转运) 细胞增殖 细胞核(遗传物质DNA、核仁) 方法（显微镜的使用、显微结构） 其他考点：（频率由高到低） 分化、信号、凋亡、连接 细胞生物学的主要知识结构梳理 第一部分：细胞的分类和共性 地球上现有细胞有哪些基本类型？ 细胞有哪些基本共性？ 真核细胞与原核细胞 细胞膜：细胞质膜、物质跨膜运输 核糖体： 第二部分：真核细胞主要的细胞器及细胞骨架 真核细胞的细胞器的结构和功能？ 细胞器在细胞生命活动过程中的联系？ 线粒体、叶绿体 内质网、高尔基体、溶酶体 细胞核 细胞骨架 第三部分：细胞的生活 细胞的生活历程及其调控？ 细胞如何调节其行为？ 细胞的生活史：生长、分裂、分化、衰老、死亡 细胞之间的联系： 细胞的社会性 细胞信号转导 第四部分：细胞生物学的研究方法 细胞的分类和共性 内容提要 细胞的共性 真核细胞与原核细胞的比较 细胞膜及其功能 核糖体 一、细胞的共性 生物的遗传信息储存在DNA序列中（偶尔是RNA），并通过复制传递给子代细胞。 储存在DNA序列中的信息编码RNA和蛋白质的一级和三维结构。 亚单位可以通过组装形成大分子结构。 膜结构在细胞内不是从头合成的，而是通过延伸预先存在的磷脂双层完成的。 蛋白质和核酸中的特定的识别信号被受体分子识别，引导它们进行正确的胞内定位。 物质的跨膜运输方式多样；细胞器和膜泡在细胞内的运输则需要马达分子的通过特定的方式、消耗ATP进行。 细胞的行为和生命活动因环境的变化而变化，其中一些选择是受遗传物质控制的程序性的。 活细胞是动态的，其成分和活性在外界刺激、营养条件和内部信号的变化下改变，但细胞通过协调合成和分解的平衡达到优化，总体上保持稳定。 二、真核细胞与原核细胞的比较 1 结构和功能的比较： 真核细胞中生物膜系统的分化和演变，将细胞分化为核与质两部分，从而将遗传物质的储存、复制和转录局限在特定的微环境（核内）中，而翻译、代谢过程均在胞质中进行，与此适应的是胞质中各种细胞器的特化。 2 遗传装置和基因表达方式的比较： 双层核膜的出现为遗传物质结构的演化提供了良好的微环境，出现了真核细胞遗传结构装置的复杂性、基因组的多倍性、基因表达程序严格的阶段性和区域性、基因表达调节的多层次性，以及在遗传信息从亲代向子代传递的特定规律性。 三、细胞膜及其功能 （一）细胞膜的结构和成分 细胞膜的化学成分 膜蛋白主要承担和执行生物膜的功能。 不同功能的细胞，其膜蛋白的含量和种类有显著差异。按照功能划分为： 催化代谢类：参与催化的酶 物质运输类：泵、载体、通道 信息的感受和传递类：受体、抗原、粘附分子 （二）细胞膜的特点 1 膜的流动性： 生物膜是一种动态结构，其组分处于运动状态，具有膜脂的流动性（fluidity）和膜蛋白的运动性（mobility），总称为膜的流动性。 影响因素： 脂肪酸链饱和度、磷脂组分、蛋白类型、温度、pH值、离子强度 （1）膜脂的流动性： 膜脂分子的运动方式 沿膜平面的侧向运动：基本运动方式 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（在内质网膜上发生的频率很高） （2）膜蛋白的流动性 细胞融合是证实膜蛋白在膜平面运动的第一个实验（1970年Larry Frye和Michael Edidin）。 有些膜蛋白在整个膜中随机运动，有些则不能运动。 膜蛋白在脂双层二维溶液中的运动是自发的热运动，不需提供能量。 多数研究中，大部分种类的蛋白质在膜中以自由扩散的速率随机运动，移动距离仅十分之几微米。 膜蛋白并非完全自由的随机漂浮在脂“海”上，对整合膜蛋白最强的影响来自膜下细胞骨架的限制。 2 膜的不对称性： （1 ）膜脂的不对称性： 与膜的内侧成分相比，膜的外侧含有相对较高浓度的磷脂酰胆碱（PC），而含有较低浓度的磷脂酰乙醇胺（PE）和磷脂酰丝氨酸（PS）。所有的糖脂都分布在胞外侧（ES）。 （2 ）膜蛋白的不对称性： 所有类型的膜蛋白在质膜上的分布都不对称，在质膜上的分布具有确定的方向性。 （三）膜的研究技术 （四）细胞膜的功能 为细胞的生命活动提供相对稳定的内环境 选择性的物质运输 为酶提供结合位点，使酶促反应高效有序进行 提供细胞识别位点，完成信号的跨膜转导 介导细胞间、细胞与基