人海汹涌医学生物学
第一章 细胞的概述
第一节 细胞的化学成分，大小和形态
一、 细胞的化学成分
细胞中的化学元素分为大量元素（C、H、O、N、P、S、K、Ca、Mg等）和微量元素(Fe、Mn、Zn、Cu、B、Mo等)。
细胞中的无机物可分为水和无机盐，水有自由水和结合水。无机盐一般是由离子状态存在细胞中，它维持细胞内外液渗透压和PH值。
细胞中有机物是有机小分子和生物大分子的形式存在，有机小分子例如：单糖，氨基酸，核苷酸等。生物大分子例如：核酸，蛋白质，酶，多糖等。这里特别提出来得是核酸是遗传物质，核酸有核糖核酸（也叫RNA）和脱氧核糖核酸（也叫DNA）两种。 二、DNA结构和功能
1953年沃森和克里克提出DNA双螺旋结构模型。
DNA 的基本单位是脱氧核苷酸，脱氧核苷酸是由一分子磷酸，脱氧核糖和含氮碱基来组成。如图：
磷 脱氧 核糖 含氮碱基
? 碱基互补配对原则
碱基只有4种：腺嘌呤（A）、鸟嘌呤（G）、胞嘧啶（C）和胸腺嘧啶（T）。 互补配对原则必须是：A和T配对，C和G配对。 C+T+A+G=1，C=G、A=T。 ? DNA分子的复制
DNA分子的复制指的是以亲代DNA分子为摸板合成子代DAN的过程。 DNA分子通过复制，使遗传信息从亲代传给了子代，从而保持了遗传信息的连续性。
1、RNA结构和功能
种类：MRNA；指导特定蛋白质合成过程。
TRNA；转运氨基酸，参与蛋白质的合成。 RRNA；是核糖体组成成分。 RNA碱基的组成：A，U（尿嘧啶），C，G来组成。 碱基互补原则：A和U互补，C和G互补。 2、蛋白质
蛋白质是二十几种氨基酸排列而成。
（1）蛋白质的化学组成
蛋白质是由C，H，O，N，P，S等元素组成。 （2）蛋白质的分子结构 ? 一级结构： R |
NH2 —C —COOH | H
? 二级结构：α螺旋和β折叠两种结构。 ? 三级结构：三维空间结构。
? 四级结构：多肽链间通过次级键相互组成形成空间结构。 其中，每个具有独立三级结构的多肽链单位称亚基。 （3）蛋白质折叠的分子机制：
某一个边合成边调整结构的动态过程。 （4）蛋白质的结构和功能的关系
多肽链合成，形成一定的空间构象是其功能活性基础，被破坏则活性丧失，复性后，构象复原，活性也能再恢复。 （5）酶
具有催化作用的蛋白质。
酶的特点：具有高效性，专一性和多样性。 3、糖类
细胞中主要的能源物质。糖类有单糖，寡糖和多糖等。 第二节 原核细胞和真核细胞 一、原核细胞
原核细胞是无真正的细胞核，无核膜，称拟核。
细菌就是属于一个原核细胞生物，它由荚膜，细胞壁，细胞膜，拟核，核糖体，质粒等组成。
荚膜：有保护作用，由多肽和多糖组成。 二、真核细胞
有真正的细胞核，有核膜。
三、真核细胞和原核细胞的区别：见下表格！ 细胞壁（主要 细胞膜 细胞质 细胞核 成分） 真核细胞 肽聚糖 荚膜 有很多的细胞 有核膜 器 原核细胞 纤维素 细胞膜 只有核糖体 无核膜 课后作业：1、蛋白质的化学组成及结构？ 2、真核细胞和原核细胞的区别？
第二章细胞膜
细胞膜：由原始非细胞生命形式演化为细胞的主要标志又称质膜。
第一节细胞膜的化学组成
一、膜脂
真核细胞的膜中主要有三中膜脂，它们是磷脂，胆固醇，糖脂。 1、磷脂
有亲水的头部和两条长短不一样的疏水尾部组成。 2、胆固醇
调节膜的流动性。 3、糖脂
位于膜的外面，是大分子受体，与细胞识别及信息传导有关。 磷脂，胆固醇，糖脂具有亲水性。 二、膜蛋白
作为酶，受体，载体和泵等执行着重要的生物学功能。 膜蛋白由外在膜蛋白和内在膜蛋白组成。内在膜蛋白又包括贯穿于其中的跨膜蛋白。膜蛋白的作用是支持及物质运输，能量传递，神经传导，信息传递等。 三、膜糖类
以低聚糖或多聚糖链的形式结合于膜蛋白或膜脂上。
膜糖类的作用：与细胞间粘着，细胞免疫，细胞的识别有密切关系。
第二节 细胞膜的分子结构与特性
一、细胞膜的分子结构模型 1、单位膜，模型
特点：磷脂双分子层构成膜的主体，其极性头部向外，蛋白质通过静电作用与磷脂极性端结合于内外两侧即两“暗一明”的头板式结构。 缺点：不能解释生物膜所执行的复杂的生理功能。 2、液态镶嵌模型
特点：脂子双分子层，为连续主体，球性膜蛋白分子以不同形式与膜脂分子结合，流动性和不对称性。
缺点：不能说明具有流动性的脂膜是怎样保持其相对稳定性和完整性的。 3、晶格镶嵌模型
特点：膜脂处于无序和有序的相变过程之中，膜蛋白对脂类运动有限制作用既组成膜中晶格流动的膜脂成小片状或点状。可见流动性是局部的，膜具有流动性又具有完整性。
缺点：还是不能代表所有生物膜的结构特点。 4、板块模型
脂质双分子层是一种连续的动态平衡结构，使膜各部分流动性处于不均于状态变化而发生转化，赋予膜更复杂生理功能。 二、细胞膜特性
细胞膜具有流动性和不对称性特性。 1、流动性
（1）膜脂的流动性：脂质由液晶态转为晶态的温度称相变温度，相变温度以上膜脂总是处于不断的运动之中，有侧向移动，旋转运动等。 （2）膜蛋白的流动性：也具有旋转和侧向运动。 （3）影响膜流动性因素： ?胆固醇影响。
?脂肪酶链的长短和不饱和程度影响。 ?卵磷脂和鞘磷脂比值影响。
?膜蛋白对膜流动性影响。 2、细胞膜的不对称性 （1）膜脂的不对称性。 （2）膜蛋白的不对称性。 （3）膜糖类的不对称性。
第三节 物质的跨膜运输
一、小分子和离子的跨膜运输
有两种运输：主动运输和被动运输。 1、被动运输：（1）单纯扩散：O2，CO2，乙醇，尿素等。
（2）协助扩散：葡萄糖，氨基酸就是载体蛋白介导通过结合位点，
构象变化，运入细胞。
Na+，K+，Ca2+，Ce-等由通道蛋白介导，中央亲水性孔道开
放离子由高向低流。
2、主动运输：
常见的主动运输：钠，钾，泵具有载体和酶的活性。 钠，钾，泵的作用过程是通过ATP驱动泵
构向变化来完成的。首先，细胞内钠离子结合位点 —— 激活ATP酶活性使ATP分解 —— ATP产生高能磷酸根与酶结合 —— 酶构象变化 —— 钠离子结合位点转向膜外侧 —— 酶对钾离子亲合力增加，排钠离子，亲钾离子 —— 钾离子与酶结合后促ATP酶去磷酸化 —— 酶构象恢复原状，钾离子转到细胞内（每秒1000次）。
钠钾泵的作用：维持膜电位，调节渗透压，控制细胞容积和驱动糖与氨基酸主动运输起作用。
二、大分子的物质的跨膜运输
膜蛋白可以介导水溶性小分子物质通过膜，但是大分子却不能进入，大分子是通过膜泡运输完成的，需消耗能量，包括内吞和外吐两种形式。 1、细胞内吞作用
（1）吞噬作用：被摄取的是细菌，细胞碎片，大分子复合体之后与细胞内初级
溶酶体结合，将其分解。如：巨噬细胞，中性粒细胞等。
（2）吞饮作用：又称胞饮作用，是摄取细胞外液及其中溶质过程，之后与容酶
体结合，将吞入物降解，保证液体物质不断进入细胞而满足需要。 （3）受体介导的内吞作用：
是受体介导中的高度特意性的，与膜上受体识别后形成小窝转成小泡，从而将细胞外物质摄入细胞内提高内吞效率，激素，转换蛋白，低密度脂蛋白却是依次途径进入细胞的。 2、细胞外吐作用
固有分泌：真核细胞的内质网上合成分泌蛋白，合成后转到高尔基复合体经加工后外排，外排后蛋白作为信号分子或营养物扩散到细胞外液。
受调分泌：具有特殊功能的分泌细胞中存在。如：神经细胞，只有当细胞接受到细胞外信号刺激时，囊泡才移到膜处排出。
第四节 细胞连接与细胞表面
一、细胞连接
1、紧密连接：是一种将相邻细胞网状嵌合在一起的连接方式。
存在于各种上皮管腔面细胞顶端，将连接处间隙封闭。
作用：封闭上皮细胞的间隙，防止细胞无选择地进行物质交换。 2、锚定连接：是由一个细胞的骨架成分与另一个细胞的骨架成分相连接粘着连接和桥粒连接。
桥粒连接：是由肌动蛋白丝介导的锚定连接形式。粘着连接的位于上皮细胞紧密连接的下方，相邻质膜并不融合，而是粘占着。
粘着斑：由跨膜连接糖蛋白作介导，把细胞内肌动蛋白丝与细胞外基质纤粘连蛋白连接起来形成的。
粘着斑形成与解离，对细胞的贴附铺展或迁移运动有意义。
桥粒：是由中间纤维介导的锚定连接形式，广泛分布于皮肤，心肌等处，有较强的抗张，抗压作用，
3、缝隙连接：存在于除骨骼肌细胞和血细胞之外的所有动物细胞中。 除连接细胞外，主要功能是偶联细胞通讯。 二细胞表面及其特化结构 1、细胞外被
膜上糖蛋白和糖脂暴露于脂质 双层的糖链部分，又有糖萼之称。
细胞外被的糖萼因排列顺序，种类，数目，不同而储存极大信息成为细胞识别，通讯联络免疫，应答等分子基础。
如：人红细胞表面ABO血型抗原，不同就是膜上糖基的差异此外，糖链接触延伸，抑制细胞生长和增殖。 2、胞质溶液
粘滞透明的胶态物质称为胞质溶液对维持细胞的形态和运动有重要的作用。 3、细胞表面的特化结构
微绒毛，纤毛，鞭毛等。是细胞运动器官。
第五节 细胞膜受体与细胞识别
一、细胞膜受体
受体是一种蛋白质，或于膜上，或于细胞内。受体所接受的外界信号统称为配体，包裹神经递质，生长因子，光子，某些化学物质及其他细胞外信号。 1、细胞膜受体类型
（1）生长因子类受体：与其结合的配体有胰岛素，类胰岛素生长因子，血小板生长因子，表皮生长因子和集落刺激因子等。
（2）离子通道受体：某些神经递质的受体本身就是一种离子通道或与离子通道相偶联。
（3）具有高度保守性和同源性，把细胞外信号传递到细胞内。 2、细胞膜受体的生物学特性
（1）特异性：受体与陪体结合是专一的。
（2）高亲和性：具较强亲和力，不以配体浓度而改变此特性。 （3）可饱和性：受体数量有限，因此与配体相结合是可以饱和的。 （4）可逆性：受体与配体相结合化学键是非共价键，可解离，再结合。 二、细胞识别
是指细胞对同种或异种细胞及对异种物的认识。细胞识别是有种属特异性和组织特异性。
本质是细胞表面识别 分子的相互作用。如：巨噬细胞吞噬衰老的红细胞，因为其糖链末端半乳糖暴露，从而被识别。
