南京农业大徐细胞生物学kj2
南农 细胞生物学 讲义背诵
细胞生物学第一章绪论•细胞是生命体的结构与生命活动的基本单位•细胞的研究是生命科学的基础和重要支柱一、显微镜的发明与细胞的发现没有显微镜，就不可能有细胞生物学的诞生1、1590年荷兰眼镜制造商J和Z.Janssen制作了第一台复式显微镜。
2、1665年Robert Hook（虎克）第一次描述了植物细胞的构造，并首次用拉丁文celler 来称呼他所看到的蜂巢状的封闭状小室。
3、1680年荷兰人Anton van Leeuwenhoek（列文虎克）成为皇家学会会员，他一生制作了200多台显微镜和400多个镜片，并利用设计好的显微镜观察了许多动植物的活细胞和原生动物。
二、细胞学说三、细胞生物学的定义(cell biology)•细胞生物学是研究细胞基本生命活动规律的科学，它在不同层次(显微、亚显微与分子水平)上以研究细胞结构与功能，细胞增殖、分化、衰老与凋亡，细胞信号传递，真核细胞基因表达与调控，细胞起源与进化等为主要内容。
•细胞生物学是应用现代物理学与化学的技术成就和分子生物学的概念与方法，以细胞作为生命活动的基本单位的思想为出发点，探索生命活动规律的学科。
四、细胞生物学的地位•细胞生物学与农业、医学、生物高技术发展有着密不可分的关系。
•细胞生物学、分子生物学、神经生物学和生态学并列为生命科学的四大基础学科。
•细胞分子生物学是当今细胞生物学的重点五、细胞生物学的主要研究内容•细胞结构功能•细胞重要生命活动(一)细胞核、染色体以及基因表达的研究(二)生物膜与细胞器的研究(三)细胞骨架体系的研究(四)细胞增殖和调控(五)细胞分化及其调控(六)细胞的衰老与凋亡(七)细胞的起源与进化(八)细胞工程六、细胞生物学研究的总趋势与重点领域总的发展趋势:细胞生物学与分子生物学相互渗透与交融。
(一)当前细胞生物学研究中的三大基本问题1 细胞内的基因组(人类大约有10万个基因)是如何在时间与空间上有序表达的?2 基因表达的产物--主要是结构蛋白与核酸、脂质、多糖及其复合物，它们如何逐级装配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--主要是大量活性因子与信号分子，它们是如何调节细胞最重要的生命活动过程的?诸如细胞的增殖、分化、衰老与凋亡等等(二)当前细胞基本生命活动研究的若干重大课题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组的作用2．细胞增殖、分化、凋亡(编程性死亡)的相互关系及其调控3．细胞信号转导的研究4．细胞结构体系的装配全世界自然科学研究中论文发表最集中的三个领域分别是：•细胞信号转导(signal transduction)•细胞凋亡(cellapoptosis )•基因组与后基因组学研究(genome and post-genomic analysis)。
南农 细胞生物学 9
2．染色体分离
后期A和后期B两个阶段假说。 在后期A，动粒微管变短，将染色体逐渐拉向两极。动粒
微管变短是由于其动粒端解聚所造成的； 在后期B，极性微管蛋白聚合，使极性微管加长，形成较
宽的极性微管重叠区。重叠区相互滑动，逐渐变得狭 窄， 两极之间的距离逐渐变长。
三、 减数分裂 (premeioticinterphase)。
移动，并参与装配纺锤体。 到细胞分裂结束，两个子细胞分离，每个子细胞获得一
个中心体。
2．动粒与着丝粒
动粒(kinetochore)又称 为着丝点，是附着于着丝 粒上的，合称为着丝粒— 动粒复合体 (centromere— kinetochorecomplex)。
每条中期染色体上含有两 个动粒，分别位于着丝粒 的两侧。
二、有丝分裂
划分为前期、前中期、中期、后期、末期和胞质分裂等6 个时期。
前5个时期是一个先后相互连续的过程，胞质分裂则相对 独立。
(一)有丝分裂过程
1．前期(prophase)
细胞核染色质开始浓缩(condensation)，由线性染色质， 逐渐变短变粗，形成光镜下可辨的两条染色单体
在着丝粒处逐渐装配动粒(kinetochore) ,动粒和着丝粒 紧密相连。
周期中细胞转化为Go期细胞多发生在G1期。 Go期细胞一 旦得到信号指使，会快速返回细胞周期
(二)细胞1期
G1期是一个细胞周期的第一阶段 G1期细胞开始合成生长所需要的各种蛋白质、糖类、脂
质等，但不合成DNA 在Gl期的晚期阶段有一个特定时期称为限制点
要进行染色体配对和基因重组。合成一定量的 RNA和蛋白质。
根据细胞形态变化，又可以将前期I人为地划分 为细线期、偶线期、粗线期、双线期、终变期等 5个阶段。
南农 细胞生物学 10
第十二章细胞分化与基因表达调控特异性蛋白质合成的实质在于基因选择性表达。
正因为如此，本章的主题才定为细胞分化与基因表达调表12几种生物的细胞数目与类型细胞类型在个体正常发育过程中，通过有控制的细胞分裂而增加细胞数目，通过有序的细胞分化而增加细胞类型，进而由不同类型的细胞构成生物体的组织与器官，执行不同的功能。
显然，细胞分化为某种细胞类群通过相互协同作用完成各种复杂特殊的生物学功能，为生命向更高层次的发展与进化奠定了基础。
尽管分化的细胞类型千差万别，但究其本质却是基因组保持相同而表达的基因有所不同，从而在形态结构、生理功能及生物学行为方面均有所不同。
细胞分化过程常常伴随着细胞增殖与细胞凋亡，分化细胞的最终归宿往往是细胞的衰老和死亡。
细胞癌变是细胞分化领域中的一个特殊问题，因为肿瘤细胞可以看做是正常细胞分化机制失控的细胞，成为不衰老的永生细胞，丧失分化细胞的正常生理功能，形态上趋于一致，表现出某些未分化细胞的特征(有人称之为“去分化”)。
然而肿瘤细胞的基因组却不同程度地发生了改变，其结果是正常机体的构建受到破坏，并丧失了相应的正常生物学功能。
第一节细胞分化一、细胞分化的基本概念(一)细胞分化是基因选择性表达的结果早期人们推测细胞分化是由于细胞在发育过程中遗传物质的选择性丢失所致。
现代分子生物学的证据表明，细胞分化是由于基因选择性的表达各自特有的专一性蛋白质而导致细胞形态、结构与功能的差异。
如鸡的输卵管细胞合成卵清蛋白，成红细胞合成β珠蛋白，胰岛细胞合成胰岛素，这些细胞都是在个体发育过程中逐渐产生的。
用编码上述三种蛋白的基因分别作探针，对三种细胞中提取的总DNA的限制性酶切片段进行Southern杂交实验。
结果显示，上述三种细胞的基因组DNA中均存在卵清蛋白基因、 β珠蛋白基因和胰岛素基因 (表12—2)；然而用同样的三种基因片段作探针，对上述三种细胞中提取的总 RNA进行Northern杂交实验，结果表明，仅在输卵管细胞中表达卵清蛋白 mRNA，而成红细胞中表达β珠蛋白mRNA，胰岛细胞中表达胰岛素mRNA(表表12—2 ) 上述结果说明，不同类型的细胞在发育过程中表达一套特异的基因，其产物不仅决定细胞的形态结构，而且执行各自的生理功能。
(整理)南农细胞生物学6.
第八章细胞核与染色体细胞核是真核细胞内最大、最重要的细胞器，是细胞遗传与代谢的调控中心。
自1831年R．Brown首次命名细胞核(nucleus)以来，对于细胞核的研究始终倍受重视。
所有真核细胞，除高等植物韧皮部成熟的筛管和哺乳动物成熟的红细胞等极少数例外，都含有细胞核。
一般说来，真核细胞失去细胞核后不久即导致细胞胞核直径一般为5～20 μm，低等植物细胞核直径约1—4μm。
细胞核主要由核被膜、染色质、核仁及核骨架组成(图8—1)。
细胞核是遗传信息的贮存场所，在这里进行基因复制、转录和转录初产物的加工过程，从而控制细胞的遗传与代谢活动。
第一节核被膜与核孔复合体核被膜(nuclear envelope)位于间期细胞核的最外层，是细胞核与细胞质之间的界膜。
由于它的特殊位置决定了它有两方面的功能，一方面核被膜构成了核、质之间的天然选择性屏障，它将细胞分成核与质两大结构与功能区域：DNA复制、RNA转录与加工在核内进行，蛋白质翻译则局限在细胞质中。
这样就避免了彼此相互干扰，使细胞的生命活动更加秩序井然；同时核被膜还能保护核内的DNA分子免受由于细胞骨架运动所产生的机械力的损伤。
另一方面，核被膜并不是完全封闭的，核质之间有频繁的物质交换与信息交流，这主要是通过核被膜上的核孔复合体进行的。
核被膜在普通光学显微镜下难以分辨，在相差显微镜下，由于细胞核与细胞质的折光率不同，可以看出核被膜的界限，只有在电子显微镜下才能看清核被膜的细微结构。
关于核被膜的结构组成，目前有两种看法，一种意见认为核被膜有三种结构组分，即双层核膜、核孔复合体与核纤层(图8—1)。
核纤层(nuclear lamina)紧贴内层核膜下，是一层由纤维蛋白构成的网络结构，它与胞质中间纤维、核内骨架有密切联系。
当真核细胞用非离子去垢剂、核酸酶及高盐溶液等分级抽提后，核纤层往往与核孔复合体、胞质中间纤维、核内骨架一起被保存下来，成为贯穿于细胞核与细胞质的骨架结构体系；由此又有人认为核纤层不应该属于核被膜的一种结构组分。
南京农业大学细胞生物学专业考研
南京农业大学细胞生物学专业考研细胞生物学是研究细胞生命活动基本规律的科学，它是生命科学领域的一级学科，在我校于2000年开始招生。
近年来由于分子生物学的飞速发展，细胞生物学正越来越多地采用分子生物学的方法和思路在分子水平上探讨细胞生命活动的基本机理。
本学科主要的研究方向和指导教师如下：叶绿体的分子细胞生物学：探讨叶绿体内关键酶和蛋白复合体的组装与折叠，指导教师陆巍副教授。
植物细胞的衰老与调控：主要探讨叶绿体光合机构的衰变过程及其相应的细胞学和分子生物学原理，指导教师戴新宾副教授。
植物细胞活性氧的信号转导及植物细胞对逆境响应的分子机制：主要涉及细胞内ABA、活性氧的积累及其诱导抗氧化防护的信号转导机制，指导教师蒋明义教授。
植物细胞对逆境的响应：研究逆境条件下植物细胞的反应机制，指导教师沈振国教授。
植物胚胎发生的分子细胞生物学：研究植物胚胎发育过程中细胞形态和结构的变化，指导教师杨清教授。
植物细胞工程：植物细胞的培养，植株的再生，细胞显微操作，细胞的融合等，指导教师杨清教授。
动物粘膜免疫，指导教师杨倩教授。
目前学科在研科研项目有国家973、国家自然科学基金、省部级等课题10余项，研究经费200余万元。
主要研究人员年富力强。
教授4名、副教授3名，均具有博士学位。
本专业近年来合计发表SCI 收录论文20余篇。
小提示：目前本科生就业市场竞争激烈，就业主体是研究生，在如今考研竞争日渐激烈的情况下，我们想要不在考研大军中变成分母，我们需要：早开始+好计划+正确的复习思路+好的辅导班（如果经济条件允许的情况下）。
2017考研开始准备复习啦，早起的鸟儿有虫吃，一分耕耘一分收获。
加油！。
南农-细胞生物学-11
南农-细胞生物学-11第十三章细胞衰老-5凋亡第一节细胞衰老早期的细胞衰老研究关于细胞衰老(cellular aging或cell senescence)的研究，在衰老生物学中占有特殊的地位。
大量研究表明，衰老实际上也是一种细胞的重要生命活动。
然而对这一问题的认识过程却是漫长而曲折的。
大约在100年前，当魏斯曼提出种质不死而体质会衰老和死亡的学说时，他是将单细胞生物，特别是原生动物排除在外的。
确实，当时观察到原生动物的某些无性系可以长期保持很高的分裂速度，因此关于原生动物不死的说法曾经广为流行。
但以后的研究却发现原生动物的细胞分裂不是均等的，新细胞的结构成分并不是完全更新的，新细胞中也存在着老化的结构成分；少数强壮的无性系的存在并不能否定原生动物细胞衰老的事实。
因此关于原生动物细胞“不死性”的说法就逐渐被废弃了，代之而起的是关于某些无性系的稳定性的观点。
然而，当Carrel和Ebeling宣布他们培养的鸡心脏细胞可以无限制地生长和分裂(直到他们报告时，已连续培养了34年)时，细胞“不死性”的观点不但卷土重来，而且几乎取得了决定性的胜利。
后来他们还报告说，鸡胚成纤维细胞在离体培养条件下的生长速度与培养基中加入的鸡血浆供体年龄呈负相关，似乎表明年老动物的血浆中存在有衰老因子。
他们认为细胞本身不会衰老，衰老是由于环境的影响。
20世纪40—50年代L系小鼠细胞和HeLa细胞系的建立，又使细胞“不死性”的观点的统治地位更加巩固了。
根据这种观点，细胞本身没有衰老和死亡，衰老只是一种多细胞现象，多细胞生物体内观察到的细胞衰老，起因不在细胞本身，而是由于体内、体外环境的影响。
这种观点在60年代初，主要由于Hayflick等人的工作而受到猛烈的冲击，并从根本上动摇了。
二、Hayflkk界限1961年，Hayflick和Moorhead报告说，培养的人二倍体细胞表现出明显的衰老、退化和死亡的过程。
若以1：2的比率连续进行传代(群体倍增)，则平均不能重复出Carrel所观察到的培养细胞无限生长的现象。
南农细胞生物学7详解
南农细胞生物学7详解第九章核糖体第一节核糖体的类型与结构核糖体是合成蛋白质的细胞器，其唯一的功能是按照mRNA的指令由氨基酸高效且精确地合成多肽链。
1953年，Robinsin和Brown 用电镜观察植物细胞时发现了这种颗粒结构。
1955年Palade在动物细胞中也观察到类似的结构。
1958年Roberts建议把这种颗粒结构命名为核糖核蛋白体(ribosome)，简称核蛋白体或核糖体。
核糖体几乎存在于一切细胞内，不论是原核细胞还是真核细胞，均含有大量的核糖体。
即使最小最简单的细胞支原体，也至少含有数以百计的核糖体。
线粒体和叶绿体中也含有核糖体。
目前，仅发现在哺乳动物成熟的红细胞等极个别高度分化的细胞内没有核糖体。
因此可以说核糖体是细胞最基本的不可缺少的结构。
核糖体是一种颗粒状的结构，没有被膜包裹，其直径为25 nm，主要成分是蛋白质与RNA。
核糖体RNA称为rRNA，蛋白质称r蛋白，蛋白质含量约占 40％，RNA约占60％。
r蛋白分子主要分布在核糖体的表面，而rRNA则位于内部，二者靠非共价键结合在一起。
在真核细胞中很多核糖体附着在内质网的膜表面，称为附着核糖体，它与内质网形成复合细胞器，即糙面内质网。
在原核细胞的质膜内侧也常有附着核糖体。
还有一些核糖体不附着在膜上，而呈游离状态，分布在细胞质基质内，称游离核糖体。
附着核糖体与游离核糖体所合成的蛋白质种类不同，但核糖体的结构与化学组成是完全相同的。
核糖体常常分布在细胞内蛋白质合成旺盛的区域，其数量与蛋白质合成程度有关。
处在指数生长期的细菌中，每个细胞内大约有数以万计的核糖体，其含量可达细胞干重的40％。
而在培养的饥饿状态的细胞内，仅有几百个核糖体。
在体外培养的HeLa细胞中，核糖体的数目约为5X106～1X107个。
从核糖体发现至今近50年的时间，对核糖体的结构、成分与功能的研究，积累了丰富的材料，特别是近几年对rRNA的研究取得了重要的进展。
精细的生物化学分析，分子生物学、免疫学及其与电子显微镜技术的配合是取得这些成果的重要实验基础。
医学-南农 细胞生物学 10
细胞在体内条件下的衰老
衰老动物体内，细胞分裂速度显著减慢， 其原因主要是G1期明显延长，S期的长度 变化不大。 衰老个体内的环境因素影响了上皮细胞 的增殖和衰老。
衰老细胞结构的变化
(一)细胞核的变化 (二)内质网的变化 (三)线粒体的变化 (四)致密体的生成 (五)膜系统的变化
(一)细胞核的变化
抑癌基因
抑癌基因(tumor—suppressor gene) 突变失活会导致肿瘤发生的一类基因。 功能 编码的蛋白在细胞周期的检验点上起阻止周期 进程的作用 是正常细胞增殖过程中的负调控因子 突变后果 丧失其细胞增殖的负调控作用，则导致细胞周 期失控而过度增殖。
肿瘤发生的实质
癌症的发生并不是单一基因的突变，在一个细胞 中至少发生5～6个基因突变，才能赋予癌细胞所 有的特征 癌症是一种典型的老年性疾病，它涉及一系列的 原癌基因与抑癌基因的致癌突变的积累 生殖细胞中原癌基因或肿瘤抑制因子发生致癌突 变，致使体内所有的体细胞的相应基因都已变异。 携带这种基因突变的家族成员更易患癌症。
3．细胞质成分的影响
细胞质的不均一性 在卵母细胞的细胞质含有多种隐蔽mRNA，呈不 均匀地分布。 决定子(determinant) 指影响卵裂细胞向不同方向分化的细胞质成分。 影响
受精卵早期细胞分裂，隐蔽mRNA不均一地分配 到子细胞中，从而将决ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ未来细胞分化的命运， 产生分化方向的差异。
4．细胞间的相互作用
2．细胞记忆的影响
决定(determination) 是指一个细胞接受了某种指令，在发育中这一 细胞及其子代细胞将区别于其他细胞而分化成 某种特定的细胞类型 细胞记忆 细胞可以将信号分子短暂的的有效作用储存起 来并形成长时间的记忆，逐渐向特定方向分化。 细胞记忆的机制 一是活化转录调节因子 二是染色体结构变化(DNA与蛋白相互作用)的 信息传到子代细胞
东南大学农学院2021级《细胞生物学》考试试卷(891)
东南大学农学院2021级《细胞生物学》课程试卷（含答案）__________学年第___学期考试类型：（闭卷）考试考试时间：90 分钟年级专业_____________学号_____________ 姓名_____________1、判断题（40分，每题5分）1. 原核生物和真核生物细胞质膜内都含有胆固醇。
（）答案：错误解析：原核生物细胞膜中一般含胆固醇等甾醇（支原体例外），而在几种细菌中，含有与固醇类似的五环分子称为类何帕烷，可增强细胞膜的坚韧性。
真核生物中，动物细胞质膜内含有胆固醇，而植物细胞中不含。
综上所述，胆固醇存在于动物细胞和极少数原核细胞质膜中。
2. 磷酸化的CDK2cyclinE不一定表现出激酶活力。
（）答案：正确解析：正如CDK1在Thr14和Tyr15磷酸化时无活性，只有Thr14和Tyr15去磷酸化。
才能被激活。
3. 乳糖操纵子是一个超基因的功能单位，是由启动基因、操纵基因、调节基因和三个结构基因所组成。
（）答案：错误解析：不包括调节基因。
4. 核小体的核心蛋白由H1、H2A、H2B、H3各两分子组成的八聚体。
（）答案：错误解析：H1不是核小体的核心蛋白，应该是H4。
5. 真核生物的18S、28S和5S的rRNA属于同一个转录单位，先转录成一个45S的前体，然后边加工边装配核糖体的大、小两个亚基。
（）答案：错误解析：真核生物的18S、28S和5.8S的rRNA属于同一个转录单位。
6. 线粒体增殖是通过分裂进行的，且与细胞分裂同步。
（）答案：错误解析：线粒体是由原来的分裂或出芽而来的，线粒体的生长是与细胞过程同步的。
7. 真核细胞染色体只要具备复制原点和着丝粒，就能确保复制和稳定遗传。
（）答案：错误解析：还必须有端粒结构，才能保证遗传的稳定性。
8. 正常细胞发生癌变时游离的核糖体增多，而附着的核糖体和内质网的数目相应减少。
（）答案：错误解析：正常细胞遭遇癌变后，与癌细胞恶性增殖、扩散等过程相关的蛋白成分营养成分会过表达，从而使得粗面内质网的粗面数目剧增，附着核糖体的数目渐增。
南京农业大徐细胞生物学kj幻灯片
●多细胞有机体在其分化程序与调节机制方面显 得更为复杂。
组合调控引发组织特异性基因的表达
组合调控〔combinational control〕概念： 有限的少量调控蛋白启动为数众多的特异细胞类型的分化
+
实 验 方 法
S outhern杂 交
N orthern杂 交
细胞分化是基因选择性表达的 结果
• 早期：选择性丧失 • 现代：选择性表达所致 • 鸡输卵管细胞 卵清蛋白 • 成红细胞 珠蛋白 • 胰岛细胞 胰岛素
组织特异性基因与管家基因
管家基因house-keeping genes：细胞中均要表达 的基因，其产物对维持细胞根本生命活动所必需
➢ 它们以出芽的方式从宿主细胞 中释放出来，又去攻击其他的 T淋巴细胞。
肿瘤的发生是基因突变逐渐积 累的结果
• 原癌基因突变，并非马上形成癌，而是 继续生长直至细胞群体中新的偶发突变 的产生
• 癌症是一种典型的老年性疾病，它涉及 一系列原癌基因与肿瘤抑制基因的致癌 突变的积累
癌的发生是一个多次突变积累的复杂过程 细胞凋亡发生异常
基因表达阻遏
◆DNA甲基化〔DNA methylation〕与基 因表达阻遏有关
◆基因组印记〔genomic imprinting〕 是说明甲基化作用在基因表达中具有 重要意义的最好例证，也是哺乳动物 所特有的现象
二．加工水平的调控
●选择性拼接是一种广泛存在的RNA加工机制，
通过这种方式，一个基因能编码两个或多个
·如蛙红细胞核移植后发育成蝌蚪
·Dolly羊的诞生说明高度分化的哺 乳动物体细胞核也具有发育全能性