第5章 细胞间相互作用
《医学细胞生物学》第05章 内膜系统与膜泡运输
2、微粒体：为了研究ER的功能，常需要分离ER膜，用离心分离的方法将组织或细胞匀浆，经低速离心去除核及线粒体后，再经超速离心，破碎ER的片段又封合为许多小囊泡（直径约为100nm），这就是微粒体。
一、名词解释
1、细胞质基质 2、微粒体 3、糙面内质网 4、内膜系统 5、分子伴侣 6、溶酶体 7、三级（残余小体） 8、次级溶酶体 9、信号假说 10、信号肽 11、自噬作用 12、 异噬作用 13、膜流
二、填空题
四、判断题
1、×；2、√；3、×；4、√；5、×；6、×；7、×；8、×。
五、简答题
1、信号假说的主要内容是什么？
答：分泌蛋白在N端含有一信号序列，称信号肽，由它指导在细胞质基质开始合成的多肽和核糖体转移到ER膜；多肽边合成边通过ER膜上的水通道进入ER腔，在蛋白合成结束前信号肽被切除。指导分泌性蛋白到糙面内质网上合成的决定因素是N端的信号肽，信号识别颗粒（SRP）和内质网膜上的信号识别颗粒受体（又称停泊蛋白docking protein， DP）等因子协助完成这一过程。
7、三级溶酶体（残余小体）：在正常情况下，被吞噬的物质在次级溶酶体内进行消化作用，消化完成，形成的小分子物质可通过膜上的载体蛋白转运至细胞质中，供细胞代谢用，不能消化的残渣仍留在溶酶体内，此时的溶酶体称为残余小体或三级溶酶体或后溶酶体。残余小体有些可通过外排作用排出细胞，有些则积累在细胞内不被排出，如表皮细胞的老年斑、肝细胞的脂褐质。
21、过氧化物酶体标志酶是 。
22、内质网蛋白的分选信号为 信号。
23、信号假说中，要完成含信号肽的蛋白质从细胞质中向内质网的转移需要细胞质中的 和内质网膜上的 的参与协助。
第5章 植物的光合作用--有机物运输与分配
② 放射性同位素示踪法
将韧皮部和木质 部剥离后插入一层蜡 纸或胶片等不能透的 薄物，在木质部与韧 皮部间形成屏障
55％
让叶片同化14CO2，数分钟后 24％将叶柄切下并固定，对叶柄 横切面进行放射性自显影， 可看出14CO2标记的光合同化 21％ 物位于韧皮部。
15
因此，可以得出结论：水及其溶解于水中 的矿质沿着木质部向上运输；同化物包括光合
55％
高枝压条：又称空中压条、压条繁殖方法之一。
21％
晚春气温高时，选用2～3年生枝条，在枝
下部进行环割等处理，在环割处附上湿润的苔
藓、锯木屑或培养土等保湿并用塑料薄膜包裹，
待充分发根后，剪离母株，进行培育。如龙眼、
荔枝、柑橘、枇杷、杨梅、山茶、桂花等可采 用此法繁殖。
55％ 21％
19
24％
为什么“树怕剥皮”？
管内有机物质的长距离运输。
11
胼胝质(callose)
是一种β-1,3-葡聚糖。正常条件下，只有少量的胼胝
质沉积在筛板的表面或筛孔的四周。
当植物受到外界刺激（如机械损伤、高温等）时，筛 管分子内就会迅速合成胼胝质，并沉积到筛板的表面或筛 孔内，堵塞筛孔，以维持其 他部位筛管正常的物质运
输。一旦外界刺激解除，
果实，也可以向下运输至根
24％ 部或地下贮存器官。横向运
输是只在纵向运输受阻时， 55％
横向运输才加强。
21％
26
2、运输速度：一般约为100cm•h－1
24％
55％
21％
27
2、运输速度：一般约为100cm•h－1
比集转运率：单位截面积韧皮部或筛管在单位时 间内运输有机物的质量 g/(cm2· h) 例：马铃薯块茎韧皮部横切面为0.002cm2，块茎 在50d内增重240g，块茎含水量为75%，比集转
相间相互作用
第五章相间的相互作用5.1 固体、气体与水的化学相互作用在天然水和废水中很少出现完全在水溶液中发生化学均相反应的现象。
水中最重要的化学和生化现象反而包括了水中物质与其他相之间的相互作用。
图5.1列举了一些发生相互作用的例子，如下：通过藻类的光合作用，在悬浮藻类的细胞内生成了固体生物质，而且固体生物质的产生涉及了水与细胞间溶解性固体与气体的交换。
当水中细菌降解了有机质（经常以小颗粒的形式存在），类似的交换过程也会发生。
随着化学反应不断地进行，水中也就不断地产生固体和气体。
水体系中的铁和许多重要的痕量元素被看成胶体而运输或吸附到固体颗粒上。
碳水化合物和一些杀虫剂以一种不相溶的液体膜的形式存在于水的表面。
沉积物通常被冲刷到了水体中。
图5.1 涉及水和其他相间相互作用的最重要的环境化学过程本章将讨论水体化学过程中不同相间相互作用的重要性。
一般情况下，除了水，这些相可划分为沉积物（离散的固体）和悬浮的胶体物质。
我们也将讨论沉积物的形成、作为储存库的沉积物的重要性和水溶质的来源。
前面章节所提到的固、气体的溶解度（亨利定律）在本章也会作详细的讲解。
本章的大部分讨论了胶体的行为，这包括非常细小的固体颗粒、气体或悬浮在水中的不相溶的液体。
很多重要的水生化学现象都涉及到了胶体物质。
因为胶体物质的表面积与体积的比值大，所以它的活性比较高。
5.2 沉积物的形成与重要性沉积物是相对较细小的那层物质，它覆盖在河流、湖泊与海洋的底部。
它通常由一些小、中、粗的矿物混合物组成，包括黏土、淤泥和沙子，其中混有有机质。
在组成方面它们可能从纯矿物变化到以有机质为主的物质。
沉积物也是各种生物、化学污染物和被污染了的碎屑的储存库。
我们特别关注的就是通过生物化学物质从沉积物到水生食物链的迁移过程。
寄居在沉积物中的生物包括各种各样的贝类（虾、蟹、蛤）和蠕虫、昆虫、端足类、双壳类的生物与其他的小生物，这些都是值得我们特别关注的，因为它们都是位于食物链底层的附近。
第五章免疫细胞
第四节 抗原提呈细胞
凡能加工、处理抗原，并将抗原信息 呈递给淋巴细胞的一类免疫细胞（APC）
专职 单核/巨噬细胞、树突
状细胞、B细胞
非专职 内皮细胞、上皮
细胞等
单核-巨噬细胞 B淋巴细胞
树突状细胞
(一)单 核 吞 噬 细 胞（MON和Mφ）
包括骨髓中的前单核细胞、外周血中的单 核细胞和组织内的巨噬细胞，具有重要的抗 感染、抗肿瘤和免疫调节的作用。 （一）表面标志：
二、免疫细胞的膜表面分子
免疫细胞膜表面存在着大量不同种类的 蛋白质分子。这些分子与免疫细胞的分化 成熟和免疫功能发挥密切相关。 免疫细胞的膜表面分子是区分和鉴别不 同免疫细胞及其亚群的重要标志。 分化抗原、粘附分子、膜受体。
第二节 T淋巴细胞
T淋巴细胞是来自胚肝或骨髓的始祖T 细胞，在胸腺内微环境作用下分化发育成 熟的淋巴细胞，又称胸腺依赖的淋巴细胞 简称T细胞。 介导细胞免疫应答，并在TD—Ag诱导 的体液免疫应答中起重要的辅助和调节作 用。
植物血凝素（PHA）受体
刀豆蛋白（ConA）受体
美洲商陆（PWM）受体
分化抗原（CD 抗原/分子）
CD3 CD4
生物学功能
与TCR相连，稳定TCR结构，传递细 胞活化信息
为MHCⅡ类分子的受体
CD8
CD28 CD2
为MHCⅠ类分子的受体
为B7分子的受体 即淋巴细胞相关抗原-2（LFA-2）， 为LFA-3的受体或绵羊红细胞 （SRBC）的受体
1、T细胞的表面标志
特有的细胞表面的膜分子， 包括抗原受体、分化抗原(CD)抗原、 MHC抗原、黏附分子等。 这些分子是T细胞识别抗原、与其他免 疫细胞相互作用以及接受信号刺激并产生 应答的物质基础，也是鉴别和分离T、B细 胞的重要依据。
第5章 细胞融合
第5章细胞融合5.1细胞融合的概述5.2细胞融合技术的意义5.3细胞融合的基本原理5.4细胞融合材料5.5细胞融合的方法5.6融合细胞的筛选5.7细胞融合技术的应用举例5.8 展望5.1 细胞融合的概述5.1.1 细胞融合的定义细胞融合（Cell fusion）又称体细胞杂交（Somatic hybridization）：是指将不同来源的细胞或原生质体通过人工方法诱导融合形成杂种细胞，并使之分化再生，形成新物种或新品种的技术。
5.1.2 细胞融合的类型根据所选用的亲本细胞或原生质的来源可分为以下4种：体细胞杂交1、利用双亲的体细胞或原生质进行融合，是真正意义上的细胞融合技术，目前细胞融合的大多数组合仍以体细胞杂交为主。
2、配子-体细胞杂交融合亲本一个为体细胞，另一个为性细胞（精、卵细胞），可获得三倍体细胞杂种。
3、配子间细胞杂交融合双亲本均为性细胞（精、卵细胞），配子间细胞杂交有多种组合形式。
其中以精、卵细胞进展最快。
例如：玉米4、微细胞杂交先诱导细胞中形成高频率的微核，再分离和制备具有此微核的细胞或原生质体，作为融合的亲本而进行体细胞杂交。
用于转移单个完整的染色体以建立单体或多体的“染色体杂种”。
5.2 细胞融合技术的意义可以避开生殖细胞的受精过程，在亲缘更远的物种间实现基因转移，创造出自然界中所没有的新物种。
体细胞融合还有一个重要的价值，就是创造细胞质杂种。
体细胞杂交在作物育种和种质创新上有其独到的意义和作用。
5.3 细胞融合的基本原理将来自小鼠和人体的两个细胞通过细胞融合技术，得到含有两者遗传信息的新的杂合细胞，然后通过培养基筛选出这种杂合细胞，就有可能得到一个新生物。
细胞融合的研究历史细胞融合现象最初是在动物细胞中表现的。
1858年Virchow叙述了正常组织、发炎组织以及肿瘤组织中的多核细胞情况。
1875年，Lange第一个观察到脊椎动物（蛙类）的血液细胞发生的合并现象。
1962年日本冈田善雄发现一种叫日本血凝性病毒(HVJ)能引起艾氏腹水瘤细胞融合成多核细胞的现象。
细胞生物学-第5章-物质的跨膜运输(翟中和第四版)
二、V 型质子泵和 F 型质子泵
• V 型质子泵广泛存在 于动物细胞的胞内体 膜、溶酶体膜，破骨 细胞和某些肾小管细 胞的质膜，以及植物、 酵母及其他真菌细胞 的液泡膜上 （V 为 vesicle）
• 转运 H+ 过程中不形成 磷酸化的中间体
• 维持细胞质基质 pH 中 性和细胞器内 pH 酸性
– 载体蛋白介导 – 通道蛋白介导
（一）载体蛋白及其功能
• 多次跨膜；通过构象改变介导溶质分子跨膜转运 • 与底物（溶质）特异性结合；具有高度选择性；具有类似
于酶与底物作用的饱和动力学特征；但对溶质不做任何共 价修饰
（一）载体蛋白及其功能
• 不同部位的生物膜往往含有各自功能相关的不同 载体蛋白
（二）通道蛋白及其功能
• 两类主要转运蛋白：
– 载体蛋白：又称做载体、通透酶和转运器。介导被动运输与主动运 输
– 通道蛋白：能形成亲水的通道，允许特定的溶质通过。只介导被动 运输
两者区别：以不同方式辨别溶质。通道蛋白主要根据溶质大小和电荷和进 行辨别，假如通道处于开放状态，则足够小和带有适当电荷的分子或离子 就能通过；而载体蛋白只允许与其结合部位相适应的溶质分子通过，并且 每次转运都发生自身构象的变化。
动物、植物细胞主动运输比较
三、ABC 超家族
• ABC 超家族也是一 类ATP 驱动泵
• 广泛分布于从细菌 到人类各种生物中， 是最大的一类转运 蛋白
• 通过ATP 分子的结 合与水解完成小分 子物质的跨膜转运
（一）ABC转运蛋白的结构与工作模式
• 4 个“核心”结构域
– 2 个跨膜结构域，分别含6 个跨 膜α 螺旋，形成底物运输通路决 定底物特异性
• 3 种类型：离子通道、孔蛋白以及水孔蛋白 • 大多数通道蛋白都是离子通道 • 转运底物时，通道蛋白形成选择性和门控性跨膜通道
第五章 细胞膜及其表面(二)
第一节 细胞膜的分子结构和特性
一、细胞膜的化学组成
脂类、蛋白质、糖类 ——主要成分
膜脂 膜蛋白 膜糖
水、无机盐、金属离子 ——少量成分 蛋白质/脂类 : 在不同种类生物膜中有所不同。
不同细胞的质膜及细胞中不同膜相结构 三种膜成分的比例差异很大
(一) 膜脂 menmbrane lipid
生物膜上的脂类统称膜脂。
★（二）锚定连接（ anchoring junction）
锚定连接包括两大类蛋白质：
细胞内附着蛋白：一端将特定的细胞骨架成分与连接复合体相连接，另一
端与穿膜黏着蛋白连接。
跨膜连接糖蛋白：胞内区与细胞内锚定蛋白连接，胞 外区域相邻特异的穿
膜黏连蛋白或与细胞外基质蛋白结合。
锚定连接的两类蛋白示意图
★ （二）锚定连接（ anchoring junction）
(一) 膜脂 menmbrane lipid
膜脂分子的共同特点： 都有亲水性和疏水性两端，称兼性分子或双亲媒性分子 (amphipathic molecule)
双亲性分子在水溶液中排列方式:
脂分子团
脂双分子层
脂质体
(二) 膜蛋白 menmbrane protein 是膜功能的主要体现者！
根据膜蛋白与膜脂的结合方式以及在膜中的位置的不同，分为：
1 单次穿膜： 单条a-螺旋贯穿脂质双 层 多次穿膜： 数条a-螺旋折返穿越脂质 双层
非胞质面 脂 双 分 2 子 层 胞质面
3. 多亚基穿膜
内在膜蛋白具有双亲性，其亲水区域暴露在膜的内外表 面与水相吸，它们的疏水区域嵌入膜内，与脂类分子疏 水尾部通过疏水键结合，与膜结合紧密，不易分离提纯。
2、膜周边蛋白 附在膜的内外表面，非共价地结合在膜脂或跨膜蛋白上。
第5章 细胞的信息传递
思考与讨论
听到电话铃响，你就会去接电话。下图显 示了这个反应的神经信息的传送路线。由 图可以看到，神经信息的传送分两种情况： 一是神经信息在一个神经元内部的传送； 二是神经信息需要跨细胞传送。二者传送 的机制是否相同呢？
神经信息的传送路线
一 神经信息在神经纤维上的传导
阅读与分析：
仔细阅读下列材料，并回答问题： 1、什么是膜电位和动作电位？神经细胞在受到刺 激时会发生怎样的变化？ 2、神经细胞以什么形式传送环境中的信息的？
二 遗传信息的传递过程
科学家发现，如果将巨型伞藻切成两半，没 有细胞核的那半能够保持正常的蛋白质合成 达一个多月之久。这表明蛋白质的合成是在 细胞质中进行的。真核生物的DNA主要集中 在核中，而像DNA这样的大分子是无法通过 核孔进入细胞质中的，因此，科学家推测， 必然有一种物质，充当DNA和蛋白质间的信 使，将DNA中的遗传信息带到合成蛋白质的 场所。最后研究发现具备这种功能的是信使 RNA（mRNA）。
二 胞间信号的受体
受体：细胞表面或内部存在类似天线的物 质（如糖蛋白、脂蛋白等），用来接收胞 间信号分子，这种物质被称为受体。 受体的特点：
②特异性：受体可以识别并特异地与化学信号分 子（配体）结合成复合物，从而启动一系列生物 化学体是细胞表面或内部的一种生物大分子物质；
复 制 转录 翻译
DNA
mRNA
蛋白质
遗 传 信 息 的 传 递
第3节 神经信息的传递
问题探讨
人体或动物通过神经系统感受并传送环境 刺激的信息，从而做出各种应答反应，以 保证机体各部分的协调及与环境的统一。 神经系统是如何感受和传送环境刺激信息 的呢？
神经系统是由神 经细胞构成的。 神经细胞又叫神 经元，是神经信 息传送的结构基 础。
第5章-骨骼肌、心肌和平滑肌细胞生理
• C亚单位带负电荷，可与Ca2+结合。 • T亚单位将整个肌钙蛋白结合在原肌凝蛋 白上。 • I亚单位的作用是将C亚单位结合Ca2+的信 号传给原肌凝蛋白，引起它的变形。
二、骨骼肌收缩的机制
（一）肌肉收缩的肌丝滑行学说 • 1、主要证据 • A. 粗细肌丝之间的几何构形表明在收缩 时它们之间要相互作用。 • B. 肌肉收缩时，暗带的长度没有改变， 说明粗肌丝没有发生卷曲变化。 • C. 拉长肌丝，H带的长度也增长。暗带的 长度不变。 • 这表明，肌收缩是粗细肌丝互相穿插滑行 造成的。
2、细肌丝（由三种蛋白质组成）
A. 肌动蛋白（肌纤蛋白，actin） 占60%。单体呈球 状，聚合成双螺旋结构，是细肌丝的主干。上面每隔一 段距离就有一个与横桥结合的位点。正常情况下被掩盖 着。
肌钙蛋白 原肌球蛋白 肌动蛋白
• B. 原肌球蛋白： 为丝状，位于肌动蛋 白双螺旋的沟内，处于横桥与肌动蛋白之 间，掩盖着横桥的结合位点。 • C. 肌钙蛋白： 是钙离子的受体含有T、 I、C三个亚单位：
由上到下：
单收缩 收缩总和 不完全强直收缩 完全强直收缩
在体骨骼肌是 以运动单位而不是 以单根肌纤维收缩 的。
3、肌肉长度与收缩张力的关系
肌肉过长或过短都使张力下降，以肌小节长2.20-2.25 μm时 张力最大。此时粗细肌丝重叠程度最佳，发挥作用的数目最多。
初长过短，部分细 肌丝得不到横桥
初长过长时，部分 横桥没有结合位点
肌 管 系 统 的 立 体 模 式 图
三联体
（三）粗、细肌丝
肌钙蛋白
肌动蛋白
原肌球蛋白
横桥
1、粗肌丝（由肌球蛋白分子构成）
相邻的两对横桥互相 扭转60度角，相距 14.3nm
第5章 有机物运输与分配1
分配和信号转导
第一节
植物体内物质的运输系统
一、短距离运输
1 质外体运输
2 共质体运输：通过胞间连丝完成
胞间连丝的结构与功能
3 交替运输：转移细胞
共质体运输受胞间连丝状态控制。 一般认为，胞间连丝有三种状态：
(1)正常态 内部具有固定的结构，能容许分子 量小于1 000的 小分子物质通过。
伴胞(companion cell)的类型及形 态结构:
(1)普通细胞（ordinary companion cell） 通常伴胞有叶绿体，胞间连丝较少；
(2)传递（转移）细胞（transfer cell） 胞壁向内生长（突出），增加质膜表面积，
且胞间连丝长且分支，增强物质运送筛分 子，分布于中脉周围； (3)居（中）间细胞（intermediary cell） 有许多胞间连丝，与邻近细胞（特别是维 管束）联系，它能合成棉子糖和水苏糖等。
体内的信号转导。
胞间信号
膜上 信号
胞内信号转导
蛋白质可 逆磷酸化
信号转导可以分为4 信号转导过程
个步骤：
（1）信号分子与细 胞表面受体的结合
（2）跨膜信号转换
（3）在细胞内通过 信号转导网络进行 信号传递、放大与 整合 （4）导致生理生化 变化
一 信号和胞间信号
1 信号
是信息的物质体现形式和物理过程。 简单地说，刺激就是信号。分为物理信号 和化学信号；或分为环境信号、胞间信号 和胞内信号，与之相对应的是初级信使、 第一信使和第二信使（次级信使）。
2 韧皮部(phloem)
韧皮部由筛分子（sieve element）、伴胞(companion cell)和薄壁细胞组成. 筛分子与伴胞形成筛管分子-伴胞复合体(sieve element -companion cell complex, SE-CC) 筛分子（sieve element）： 筛管(sieve tube element)：被子植物拥有，是特化的 活细胞，具有:筛板和筛孔 P-蛋白（phloem protein） 胼胝质(callose):β 1,3-葡聚糖 筛胞（sieve cell）：裸子植物拥有
化学生物学 第五章 相互作用与分子识别
（4）蛋白质与糖链相互作用的专一性
• 人的胃液、唾液、卵巢囊肿的粘液和红细胞中都含有血型物 质，它包含约75％的糖，主要是岩藻糖、半乳糖、氨基葡 萄糖和氨基半乳糖。含糖部分决定血型物质的特异性。
• 在糖蛋白中，糖链结构可以直接影响肽链构象以及由构象决 定的所有功能。糖链相互识别并互补性结合，引起细胞粘附， 动物凝集素对受体蛋白的专一性识别可发生在蛋白质与糖链、 糖链与糖链之间的互相作用，表明糖链标记的识别具有多元 化的特征。
• 任何胞外信号分子引起靶细胞一定的应 答反应均需依赖信号分子与特异受体的 结合。受体蛋白依据其细胞定位被区分 为膜受体、胞内受体或核受体。
• 信号分子，如激素、信息素(外激素)或 神经递质被称为配体，必须与受体蛋白 特定位点结合，引起受体分子构象变化， 进而启动细胞功能变化。
• 细胞或组织对特异配体分子的应答是由它所具有的特异受 体、以及配体结合受体所启动的胞内反应指令，不同类型 细胞所具有的受体不同，对同一配体分子所引起的反应不 同；相同类型的受体也可能出现在不同类型的细胞中，但 同一信号分子在不同类型细胞中以不同方式引起不同的反 应。
• 例如，乙酰胆碱受体(AChR)分布于骨骼肌、心肌和胰腺 泡细胞。当ACh释放时在骨骼肌引起肌收缩，在心脏引起 心率减缓，在胰腺则引起腺体分泌。
• 在某些细胞，不同的受体—配体相互作用可引起相同的细 胞反应。
• 例如，胰高血糖素、肾上腺素与肝细胞相应受体结合均可 引起糖原分解，释放葡萄糖使血糖升高。受体蛋白只能与 特异的信号分子相结合，这就是受体与配体相互作用的特 异性，又称结合特异性。
三、分子识别的特性
1，作用的专一性
• 生物大分子在机体内行使各种各样的功能，参 与了形形色色的反应，它们行使的功能和参与 的反应都具有高度专一性。这种专一性也是药 物分子与生物大分子相互作用并产生某专一性 生物效应的理论基础。
2019秋新版高中生物必修一《第5章细胞的能量供应和利用》课后习题与探讨答案
第5章细胞的能量供应和利用本章出思维导图1教材旁栏问题和练习及答案2第1节降低化学反应活化能的酶问题探讨1773年，意大利科学家斯帕兰札尼(L. Spallanzani, 1729—1799 )做了一个巧妙的实验：将肉块放入小巧的金属笼内，然后让鹰把小笼子吞下去。
过一段时间后,他把小笼子取出来，发现笼内的肉块消失了。
讨论：1.为什么要将肉块放在金属笼内？【答案】便于取出实验材料(肉块)，排除物理性消化对肉块的影响，确定其是否发生了化学性消化。
2.是什么物质使肉块消失了？【答案】是胃内的化学物质将肉块分解了。
3.怎样才能证明你的推测？【答案】收集胃内的化学物质，看看这些物质在体外是否也能将肉块分解。
一、酶的作用和本质探究与实践1.与1号试管相比，2号试管出现什么不同的现象？这一现象说明什么？【答案】2号试管放出的气泡多。
这一现象说明加热能促进过氧化氢的分解，提高反应速率。
2.在细胞内，能通过加热来提高反应速率吗？【答案】不能。
3.3号和4号试管未经加热，也有大量气泡产生，这说明什么？【答案】说明FeCl3中的Fe3+和新鲜肝脏中的过氧化氢酶都能加快过氧化氢分解的速率。
4.3号试管与4号试管相比，哪支试管中的反应速率快？这说明什么？为什么说酶对于细胞内化学反应的顺利进行至关重要？【答案】4号试管的反应速率比3号试管快得多，说明过氧化氢酶比Fe3+的催化效率高得多。
细胞内每时每刻都在进行着成千上万种化学反应，这些化学反应需要在常温、常压下高效率地进行，只有酶能够满足这样的要求，所以说酶对于细胞内化学反应的顺利进行至关重要。
思考•讨论1.巴斯德和李比希的观点各有什么积极意义？各有什么局限性？【答案】巴斯德认为发酵与活细胞有关,是合理的；认为发酵是整个细胞而不是细胞中的某些物质在起作用,是不正确的。
李比希认为引起发酵的是细胞中的某些物质,是合理的；认为这些物质只有在酵母细胞死亡并裂解后才能发挥作用，是不正确的。
《药学分子生物学》第5章细胞信号转导基础
a
7
EGFR介导的信a 号转导过程
8
MAPK家族
ERK家族：调控细胞增殖与分化
JNK/SAPK家族：参与细胞对辐射、渗透压和温度变化的 应急反应，促进细胞修复
p38MAPK家族：介导炎症和细胞凋亡等应激反应
a
9
（2）其他RTK信号转导途径
PI3K/PKB途径: （Akt途径）
a
10
a
11
（二）酪氨酸激酶偶联受体介导的信号转导
4、形成SH2结合位点的空间结构， 与具有SH2结构域的下一级信号 分子结合；
5、信号逐级传递；
a
5
2、RTK信号转导途径
（1）Ras-MAPK级联反应信号转导途径
组成内容：
信号分子：生长因子、细胞因子等信号
RTK：催化型受体
Grb-2：衔接蛋白，与RTK的SH2结构域结合
SOS：富含脯氨酸，可与Grb-2SH3结合，
大多为单次跨膜糖蛋白；
胞外区N端一般由500-850个氨基酸残基组成，为配体结合 部位；
胞内区具有酪氨酸激酶结构域，位于C端，包括ATP结合区 和底物结合区。
a
3
受体酪氨酸蛋白激酶的分子结构
a
4
（2）RTK的活化
1、结合配体后，受体形成二聚体 或寡聚体；
2、受体膜内部分发生构象变化；
3、酪氨酸残基发生自体磷酸化；
➢受体量调节
受体减量调节
a
29
（2）信号蛋白直接参与负性调节
➢I-κB ➢iSmad
a
30
思考题
G蛋白偶联受体信号通路与酶偶联受体信号通路的 相互作用？
a
31
THANK YOU！
知识点复习第5章细胞的能量供应和利用汇总
化分解，产生二氧化碳和水，释放能量，合成大量ATP的过程。
02 03
无氧呼吸
无氧呼吸是指在厌氧条件下，厌氧或兼性厌氧微生物以外源无机氧化物 或有机物作为末端氢（电子）受体时发生的一类产能效率较低的特殊呼 吸。
发酵
微生物细胞将有机物氧化释放的电子直接交给底物本身未完全氧化的某 种中间产物，同时产生各种不同的代谢产物。
脂肪酸氧化和酮体生成
脂肪酸氧化
脂肪酸在细胞内的氧化是一个逐步脱 氢的过程，主要在线粒体中进行。通 过一系列的脱氢、加水、再脱氢及硫 解反应，最终生成乙酰CoA和少量丙 二酰CoA。
酮体生成
在脂肪酸氧化过程中，如果肝内酮体 生成过多，超过肝外组织利用的能力， 就会引起血中酮体浓度升高，导致酮 血症和酮尿症。
细胞内的糖类物质还可以作为信号分 子参与细胞信号传导过程，调节细胞 的生长、分化和凋亡等生命活动。
细胞膜中的糖蛋白、糖脂等成分对维 持细胞的结构和功能具有重要作用。
04 脂肪代谢与能量储存
脂肪分解过程及产物
脂肪分解
脂肪在体内主要分解为甘油和脂 肪酸。此过程由激素敏感性甘油 三酯酶催化。
产物
甘油和脂肪酸。其中，甘油可进 一步转化为磷酸二羟丙酮，进入 糖代谢途径；脂肪酸则进入脂肪 酸氧化过程，产生能量。
能量供应机制
磷酸原系统
ATP和CP组成的供能系统。ATP 以最大功率输出供能可维持约2秒； CP以最大功率输出供能可维持约
3-5倍于ATP。
乳酸能系统
乳酸能系统是指糖原或葡萄糖在细 胞浆内无氧分解生成乳酸过程中再 合成ATP的能量系统。
有氧氧化系统
有氧氧化系统是指糖、脂肪和蛋白 质在细胞内彻底氧化成水和二氧化 碳的过程中，再合成ATP的能量系 统。
《普通生物学》章节笔记
《普通生物学》章节笔记第一章生命的起源与进化一、生命的起源1. 地球的形成与生命的起源地球的形成大约开始于46亿年前，从原始太阳星云中逐渐凝聚而成。
地球的形成过程可以分为以下几个阶段：（1）吸积阶段：尘埃和岩石碎片在引力作用下聚集，形成地球的胚胎。
（2）分化阶段：地球内部因放射性元素衰变产生热量，导致地球内部熔融，重元素下沉形成地核，轻元素上升形成地壳。
（3）冷却阶段：地球表面逐渐冷却，形成稳定的岩石圈。
生命的起源与地球环境的变化紧密相关，以下是一些关键步骤：（1）有机小分子的生成：在地球早期，大气中缺乏氧气，存在大量的还原性气体，如氢、甲烷、氨等。
在紫外线、雷电等能量作用下，这些气体可以生成简单的有机小分子，如氨基酸、糖类等。
（2）有机大分子的形成：有机小分子在原始海洋或其他水体中进一步反应，形成复杂的有机大分子，如蛋白质、核酸等。
（3）原始生命的诞生：有机大分子在特定的条件下，可能形成具有自我复制能力的系统，这被认为是生命的起点。
2. 生命起源的假说关于生命的起源，科学家提出了多种假说，以下是几种主要的假说：（1）化学进化论：这一假说认为生命的起源经历了从无机物到有机物，从有机物到生物大分子，最后形成原始生命的过程。
具体包括以下几个阶段：- 无机小分子生成有机小分子- 有机小分子生成生物大分子- 生物大分子组成多分子体系- 有机多分子体系转变为原始生命（2）热泉起源说：这一假说认为地球早期海底热泉附近的环境有利于生命的发生。
热泉提供了能量、矿物质和有机物，为生命起源创造了条件。
（3）宇宙生命起源说：这一假说认为地球生命可能来源于外太空，如陨石、彗星等携带的有机物。
二、生物进化论1. 达尔文的自然选择学说查尔斯·达尔文在《物种起源》中提出了自然选择学说，其主要内容包括：（1）过度繁殖：生物普遍具有产生大量后代的倾向。
（2）生存竞争：由于资源有限，生物之间以及生物与环境之间展开竞争。
（3）遗传变异：生物个体之间存在差异，这些差异可以遗传给后代。
人教版高中生物必修一第五章《细胞的能量供应和利用》章末总结及训练题
人教版高中生物必修一第五章《细胞的能量供应和利用》章末总结及训练题【要点必备】1．酶并非都是蛋白质，少数酶是RNA ；酶具有催化作用，其原理是降低化学反应的活化能。
2．酶的作用具有高效性、专一性和作用条件温和等特性。
3．ATP 中远离A 的高能磷酸键易断裂，也易形成(伴随能量的释放和储存)。
生物体内ATP 含量不多，但转化迅速，能保证持续供能。
4．植物产生ATP 的场所是叶绿体、细胞质基质和线粒体，而动物产生ATP 的场所是细胞质基质和线粒体。
光合作用的光反应产生的ATP 只用于暗反应中C 3的还原，而细胞呼吸产生的ATP 用于除C 3还原之外的各项生命活动。
5．有氧呼吸的场所是细胞质基质和线粒体，反应式为：C 6H 12O 6＋6O 2＋6H 2O ――→酶6CO 2＋12H 2O ＋能量。
无氧呼吸的场所是细胞质基质，反应式为：C 6H 12O 6――→酶2C 2H 5OH ＋2CO 2＋少量能量或C 6H 12O 6――→酶2C 3H 6O 3＋少量能量。
6．光反应的场所是叶绿体类囊体薄膜，产物是O 2、[H]和ATP 。
暗反应的场所是叶绿体基质，产物是有机物和ADP 、Pi 。
7．光合作用中的物质转变为：14CO2→14C3→(14CH2O)；H218O→18O2。
8．光合作用的能量转变为：光能→ATP中活跃的化学能→有机物中稳定的化学能。
【规律整合】一、生物细胞呼吸方式的判断1．根据生物的类型判断：原核生物无线粒体，大多进行无氧呼吸产生乳酸(如乳酸菌)或者酒精和二氧化碳，但也有些原核生物进行有氧呼吸，如醋酸杆菌、蓝藻等。
高等动物无氧呼吸都是产生乳酸的，高等植物绝大部分无氧呼吸产生酒精和二氧化碳，也有产生乳酸的，如马铃薯块茎、甜菜块根、玉米的胚(可记忆为“马吃甜玉米”)等。
2．根据反应物、产物的类型判断(1)消耗O2→有氧呼吸，但无法确定是否同时进行了无氧呼吸。
(2)有H2O生成→有氧呼吸，但无法确定是否同时进行了无氧呼吸。
第5章细胞融合
（一）生物法——仙台病毒法 我们知道很多病毒都具有凝集细胞的能力，它一边黏 接在一个细胞表面，另外一边黏接在另一个细胞表面， 从而使两个细胞在病毒的作用下靠近发生凝结。 在动物细胞融合中，仙台病毒(HVJ)已成为产生细胞 杂种的标准融合剂。 病毒促使细胞融合的主要步骤如下： (1)两个原生质体或细胞在病毒黏结作用下彼此靠近。 (2)通过病毒与原生质体或细胞膜的作用使两个细胞膜 间互相渗透，胞质互相渗透。 (3)两个原生质体的细胞核互相融合，融为一体。 (4)进入正常的细胞分裂途径，分裂成含有两种染色体 的杂种子细胞。 过程图解如下图所示。
(三)物理法——电融合诱导法 1 基本原理 电融合法是20世纪80年代出现的细胞融合技 术。在直流电脉冲的诱导下，原生质体质膜表面 的电荷和氧化还原电位发生改变，使异种原生质 体黏合并发生质膜瞬间破裂，进而质膜开始连接， 直到闭和成完整的膜形成融合体。与PEG法比较， 电融合法优点较多，如融合率高、重复性强、对 原生质体伤害小；装置精巧、方便简单、可在显 微镜下观察或录像融合过程；免去PEG诱导后的 洗涤过程、诱导过程可控制性强等等。电融合设 备及原理如图5-5：
2.组织的消化 通过生物化学的方法将剪碎的组织块分散成 细胞团或单细胞。可根据不同的组织对象采用不 同的酶消化液，如最常用的有胰蛋白酶和胶原酶 等。其他的酶如链霉蛋白酶、黏蛋白酶、蜗牛酶 等也可用于动物组织的消化。EDTA最适合消化 传代细胞，常与胰蛋白酶使用。 下面分别以胰蛋白酶和胶原酶为例介绍一下 动物组织的消化方法：
2.动物细胞融合 在动物细胞融合过程中，除促融剂外，其他如细胞 性质、温度、pH、离子强度及离子种类等均会影响细 胞融合效率。 (1)首先，亲本细胞表面性质影响较大，表面覆盖绒毛 而不规则者较易融合，而表面光滑者较难融合。 (2)细胞种类不同，融合效果也不同，如腹水癌及株化 细胞较易融合，而淋巴细胞或血球细胞几乎不融合。 (3)细胞融合时需要适宜温度和运动状态。如仙台病毒 诱导欧利希氏腹水癌细胞融合时，于37 ℃振摇时易于 融合，且融合效率与病毒量呈正比。但在34 ℃振摇则 融合率下降。在37℃时不振摇则几乎不融合。
细胞与组织的结构与功能
未来发展趋势
01 细胞工程技术
改造细胞功能的前沿技术
02 组织再生医学
利用干细胞技术治疗疾病的新方向
03
组织的多样性和功能
上皮组织
具有保护和吸收功能 构成皮肤和器官表面
结缔组织
提供支持和连接功能 构成骨骼和肌肉组织
肌肉组织
产生力量和运动功能 构成心脏和骨骼肌
神经组织
传递信息和控制功能 构成大脑和神经系统
信号转导通 路的调控
包括激活、抑制、 信号放大
● 04
第4章 组织的结构与功能
上皮组织
上皮组织是一种具有 保护和分泌作用的组 织，其主要功能是覆 盖体表和腔道表面， 起到保护作用。同时， 上皮细胞具有分泌和 吸收物质的能力，参 与体内外物质的交换 过程。
结缔组织
01 结构和功能
提供支持和连接组织
组织的发育
不同类型组织的形 成
上皮组织 结缔组织 肌肉组织
组织器官的功能
呼吸器官的气体交换 消化器官的营养吸收 心脏的泵血功能
器官的再生
01 组织修复的过程
包括炎症、增生、重建
02 干细胞在再生中的作用
干细胞可以分化为受损组织细胞，促进组织 再生和修复
03
细胞信号传导
细胞间通讯 的方式
直接接触、细胞 因子、神经递质
细胞是构成生物体的 基本单位，许多疾病 如癌症和炎症都与细 胞功能异常有关。癌 症的细胞基础是细胞 无限增殖导致肿瘤形 成，炎症与免疫反应 则是身体对外界侵害 的应激反应。
细胞凋亡
凋亡的调控 机制
包括内源性和外 源性通路
凋亡在疾病 中的作用
保持组织稳态和 预防肿瘤发生
疾病的细胞治疗
01 基因治疗和干细胞治疗
细胞间相互作用和信号传递机制
细胞间相互作用和信号传递机制细胞间相互作用和信号传递机制是维持多细胞生物体内协调功能的基础。
细胞间相互作用是指细胞之间通过物质、电信号等方式进行交流和相互影响的过程，而信号传递机制是指细胞接收、转导和响应外界信号的分子机制。
本文将从细胞间相互作用和信号传递机制两个方面对其进行详细阐述。
一、细胞间相互作用1.直接接触型相互作用细胞之间可以通过细胞膜直接接触进行相互作用。
例如，细胞黏附分子（cell adhesion molecules，CAMs）可以通过细胞膜表面的蛋白质相互结合，从而使细胞粘附在一起。
这种相互作用在维持组织结构、细胞迁移和胚胎发育中起着重要作用。
2.间接作用型相互作用细胞之间可以通过细胞外分泌的化学物质进行间接作用。
最典型的例子是细胞因子（cytokines），它们由分泌细胞释放后可以作用于远离分泌细胞的受体细胞。
细胞因子可以通过自分泌和旁分泌两种方式释放，并通过自分泌收到自我调节，保持体内细胞因子的稳态水平。
3.电信号相互作用一些细胞可以通过电信号途径进行相互作用。
例如，心肌细胞之间可以通过细胞膜间隙连接形成的连接卟啉互相传递电信号，从而实现心脏的同步收缩。
神经元之间也可以通过突触结构进行电信号传递。
4.同种细胞间相互作用在一些情况下，同种细胞之间也会发生相互作用。
例如，淋巴细胞可以通过T细胞受体和B细胞受体相互识别和相互激活。
另外，在免疫应答过程中，活化的T细胞可以通过整合素和细胞黏附分子与免疫细胞形成免疫组合物，从而实现更高效的免疫应答。
1.受体信号传递的第一步是信号受体的识别和结合外界信号。
细胞膜上的受体可以通过跨膜蛋白质结构来识别不同的信号分子。
常见的受体包括离子通道受体、酪氨酸激酶受体、G蛋白偶联受体等。
2.信号转导一旦外界信号被受体识别，会触发一系列的信号转导过程。
这些转导通路包括蛋白激酶信号通路、蛋白酶C信号通路、钙离子信号通路等。
在信号转导过程中，信号会通过酶的激活、酶的底物磷酸化等方式被转导至细胞内。
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间隙连接或胞间连丝实现代谢偶联 或电偶联
细胞识别（cell recognition）
●概念： 细胞通过其表面的受体与胞外信号物质分子（配体） 选择性地相互作用，进而导致胞内一系列生理生化变化，最 终表现为细胞整体的生物学效应的过程。 ●信号通路（signaling pathway） 细胞识别是通过各种不同的信号通路实现的。 细胞接受外界信号，通过一整套特定的机制，将胞外 信号转导为胞内信号，最终调节特定基因的表达，引起细胞 的应答反应，这种反应系列称之为细胞信号通路。
作为基因调控蛋白的受体 作为酶的受体
细胞表面受体: 为胞外亲水性信号分子所激活，
细胞表面受体分属三个受体超家族： 离子通道偶联受体（ion-channel-coupled receptor） G蛋白偶联受体（G-protein-coupled receptor） 酶连受体（enzyme-coupled receptor）
（六）分子开关（molecular switches）
在细胞信号传导过程中 , 信息沿着一系列不 同的蛋白质所组成的信号传导途径 (signaling pathway)进行传递。
在此途径中每一种蛋白质的典型作用是改变 系列中下一个蛋白质的构象，由此激活或抑制 下游蛋白质。
细胞信号传导中蛋白构象的改变是由分子开 关完成的。
一个细胞发出的信息通过介质（配 体）传递到另一个细胞并与靶细胞 相应的受体相互作用，然后通过细 胞信号转导产生细胞内一系列生理 生化变化，最终表现为细胞整体的 生物学效应的过程。
二、细胞通讯的类型
直接接触
细胞间接触依赖性的通讯，细胞间直接接触， 信号分子与受体都是细胞的跨膜蛋白。
细胞通过分泌化学信号进行通讯
鸟苷酸交换因子（GEF)：促使与G蛋白结合的GDP解离,
同时G蛋白与GTP结合而活化 。
GTP酶促进蛋白（GAP）：促进GTP水解，G蛋白失活 G蛋白信号调节子（RGS）：促进GTP水解，G蛋白失活 鸟苷酸解离抑制子(GDI)：抑制GTP水解，维持活性
细胞内受体: 为胞外亲脂性信号分子所激活。
第五章 细胞间的相互作用
Cell-Cell Interactions
第一节 细胞通讯—细胞间信号传递
第二节 细胞连接—细胞间相互黏附
第一节 细胞通讯—细胞间信号传递 ● 细胞通讯的概念
● 细胞通讯的类型
● 信号分子
● 受体 ● 第二信使
● 信息在细胞内的行程
一、细胞通讯的概念
cell communication
胞外信号被特异性受体所识别
胞外信号通过适当的分子开关机制实现信号 的跨膜转导，产生细胞内第二信使或活化的 信号蛋白。 信号放大
受体脱敏或受体下调，启动反馈机制从而终 止或降低细胞反应。
信号蛋白
转承蛋白(relay protein) 信使蛋白(messenger protein) 接头蛋白(adaptor protein) 放大和转导蛋白
三、细胞的信号分子signal molecule
● 信号分子的概念
● 信号分子的类型
亲脂性信号分子
亲水性信号分子
气体性信号分子(NO)
四、受体（receptor）
● 受体的概念 ● 受体的类型
● 受体的结构域
● 受体的功能
五、第二信使（second messenger）
●第二信使(second messenger )
(amplifier and transducer protein) 传导蛋白(transducer protein) 分歧蛋白(bifurcation protein) 整合蛋白(integrator protein) 潜在基因调控蛋白
(latent gene regulatory protein)
受体的功能域
结合配体的功能域：结合特异性 产生效应的功能域：效应特异性
受体的功能
介导物质跨膜运输 (受体介导的内吞作用) 信号传递
二、信号转导系统及其特性
●信号转导系统的基本组成与信号蛋白 ●细胞内信号蛋白的相互作用
●细胞内信号蛋白复合物的装配
●信号转导系统的特性
信号转导系统的基本组成
1.靶蛋白磷酸化和去磷酸化
蛋白激酶和蛋白磷酸酶使靶蛋白磷酸化和蛋白去磷酸化, 从而调节蛋白质的活性。 磷酸化作用机理：改变电荷、构象，导致蛋白质活性的 增强和降低。
ATP
ADP
蛋白激酶
蛋白质
ATP
蛋白磷酸酶
蛋白质-P
ADP
2.GTPase开关蛋白
两种类性:异三聚体G蛋白、单体G蛋白 两种状态:与GTP结合时活化的“开启”状态; 与GDP结合时失活的“关闭”状态。 辅助蛋白:与G蛋白结合并调节其活性
信号转导系统的特性
特异性
放大效应
网络化与反馈 整合作用
第二节 细胞内受体介导的信号转导
●细胞内核受体及其对基因表达的调节
●NO作为气体信号分子进入靶细胞直接 与酶结合
一、细胞内核受体及其对基因表达的调节
细胞内受体蛋白的3个功能域及其作用模式 类固醇激素的受体位于细胞核内 类固醇激素诱导基因活化的两步反应阶段： 初级反应阶段：直接活化少数特殊基因转录的初 级反应阶段，快速发生。 次级反应阶段：初级反应的基因产物再活化其它 基因，产生延迟的次级反应，对初级反应起 放大作用。 个别亲脂性小分子的受体位于细胞质膜上。 前列腺素
是指在胞内产生的小分子，其浓度的转导中行使功能。
● 第二信使的类型
cAMP，cGMP，Ca2+ , 二酰甘油（DAG）， 三磷酸肌醇（IP3）
● 第二信使学说 (second messenger theory)
胞外化学物质（第一信使）不能进入细胞，它作用于细胞 表面受体，而导致产生胞内第二信使，从而激发一系列生 化反应，最后产生一定的生理效应，第二信使的降解使其 信号作用终止。
同学们好！
《没有人是一座孤岛》——约翰· 多恩
没有人是一座孤岛，
可以自全。 每个人都是大陆的一片， 整体的一部分。 如果海水冲掉一块， 欧洲就缩小， 如同一个海岬失掉一角， 如同你的朋友或者你自己的领地失掉一块 任何人的死亡都是我的损失， 因为我是人类的一员， 因此 不要问丧钟为谁而鸣， 它就为你而鸣。