1、0第一章 细胞基本知识1cell theory (细胞学说) 细胞学说是 18381839 年间由德国的植物学家施莱登和动物学家施旺所提出,直到 1858 年才较完善。它是关于生物有机体组成的学说，主要内容有： 细胞是有机体， 一切动植物都是由单细胞发育而来， 即生物是由细胞和细胞的产物所组成； 所有细胞在结构和组成上基本相似； 新细胞是由已存在的细胞分裂而来； 生物的疾病是因为其细胞机能失常。2prokaryotic cell (原核细胞) 组成原核生物的细胞。这类细胞主要特征是没有明显可见的细胞核, 同时也没有核膜和核仁, 只有拟核，进化地位较低。由原核细胞构成的生物称为原核生物3euka
2、ryotic cell（真核细胞）构成真核生物的细胞称为真核细胞，具有典型的细胞结构, 有明显的细胞核、核膜、核仁和核基质; 遗传信息量大，并且有特化的膜相结构。真核细胞的种类繁多, 既包括大量的单细胞生物和原生生物(如原生动物和一些藻类细胞), 又包括全部的多细胞生物(一切动植物)的细胞。4cell plasma (细胞质) 是细胞内除核以外的原生质, 即细胞中细胞核以外和细胞膜以内的原生质部分, 包括透明的粘液状的胞质溶胶及悬浮于其中的细胞器。5. protoplasm (原生质) 生活细胞中所有的生活物质, 包括细胞核和细胞质。6. protoplast (原生质体) 脱去细胞壁的细胞叫
3、原生质体, 是一生物工程学的概念。如植物细胞和细菌(或其它有细胞壁的细胞)通过酶解使细胞壁溶解而得到的具有质膜的原生质球状体。动物细胞就相当于原生质体。7. mycoplasma (支原体) 是最简单的原核细胞，支原体的大小介于细菌与病毒之间,直径为 0.10.3 um, 约为细菌的十分之一, 能够通过滤菌器。支原体形态多变,有圆形、丝状或梨形，光镜下难以看清其结构。支原体具有细胞膜，但没有细胞壁。它有一环状双螺旋 DNA，没有类似细菌的核区(拟核), 能指导合成 700多种蛋白质。支原体细胞中惟一可见的细胞器是核糖体，每个细胞中约有 8001500 个。支原体可以在培养基上培养，也能在寄主细
4、胞中繁殖。8. archaebacteria (古细菌) 一类特殊细菌，在系统发育上既不属真核生物，也不属原核生物。它们具有原核生物的某些特征(如无细胞核及细胞器)，也有真核生物的特征(如以甲硫氨酸起始蛋白质的合成，核糖体对氯霉素不敏感)，还具有它们独有的一些特征(如细胞壁的组成，膜脂质的类型)。因之有人认为古细菌代表由一共同祖先传来的第三界生物(古细菌，原核生物，真核生物)。它们包括酸性嗜热菌，极端嗜盐菌及甲烷微生物。可能代表了活细胞的某些最早期的形式。9. Bacteria, eubacteria (真细菌) 除古细菌以外的所有细菌均称为真细菌。最初用于表示“真”细菌的名词主要是为了与其他
5、细菌相区别。10. mesosome (中膜体) 中膜体又称间体或质膜体 , 是细菌细胞质膜向细胞质内陷折皱形成的。每个细胞有一个或数个中膜体，其中含有细胞色素和琥珀酸脱氢酶, 为细胞提供呼吸酶, 具有类似线粒体的作用, 故又称为拟线粒体。11. centroplasm（中心质）在光镜下观察到的蓝藻细胞中央部位较周围原生质明亮，是遗传物质 DNA 所在部位，它相当于细菌的核区，成为中心质，也有称中央质。12. nucleoid (拟核) 细菌细胞具有原始的核,没有核膜,更没有核仁,结构简单,为了与真核细胞中典型的细胞核有所区别,称为核区（nuclearregion)、拟核(nucleoid)或
6、原始核（primitive form nucleus） ，亦称细菌染色体。13. symplast (共质体) 植物原生质体间通过胞间连丝相连接，使整个植物体的原生质连成为的一个整体。（2）多核的合胞体。14. syncytium ; syncytia (合胞体) 含有由一层细胞膜包绕的多个核的细胞质团。通常是由于两个以上细胞发生融合或一个细胞分裂不完全所致，后者来自于核发生了分裂，而未发生细胞质分裂。15. gene theory（基因学说）关于基因和性状之间存在确定的因果关系的学说。主要内容： 种质(基因)是连续的遗传物质； 基因是染色体上的遗传单位，有很高稳定性能自我复制和发生变异； 在
7、个体发育中，基因在一定条件下，控制着一定的代谢过程,表现相应的遗传特性和特征；生物进化,主要是基因及其突变等。这是对孟德尔遗传学说的重大发展，也是这一历史时期的巨大成就。16ultrastructure (submicroscopic structure) 超微结构（亚细胞结构）又称为亚显微结构。指在普通光学显微镜下观察不能分辨清楚，但在电子显微镜下能观测到的细胞内各种微细结构，如各种细胞器。第二章 细胞生物研究方法11.resolution (分辨率) 是指区分开两个质点间的最小距离。2. phase-contrast microscope（相差显微镜） 将光程差或相位差转换成振幅差，可用于
8、观察活细胞 3. differential-interference microscope（微分干涉显微镜）偏振光经合成后，使样品中厚度上的微小区别转化成明暗区别，增加了样品反差且具有立体感。适于研究活细胞中较大的细胞器4. video-enhance microscopy（录像增差显微镜技术）计算机辅助的 DIC 显微镜可在高分辨率下研究活细胞中的颗粒及细胞器的运动。5. fluorescence resonance energy transfer (荧光共振能量转移) 当一个荧光分子（又称为供体分子）的荧光光谱与另一个荧光分子（又称为受体分子） 的激发光谱相重叠时， 供体荧光分子的激发能诱
9、发受体分子发出荧光， 同时供体荧光分子自身的荧光强度衰减。FRET 程度与供、受体分子的空间距离紧密相关， 一般为 710 nm 时即可发生 FRET; 随着距离延长， FRET 呈显著减弱。6. fluorescence photobleaching recovery;FPR (荧光漂白恢复) 研究膜蛋白和脂质平移扩散以及溶质通过质膜和在细胞内转运的一种技术。包括三个步骤：荧光染料与膜成分交联；激光照射猝灭（漂白）膜上部分荧光；检测猝灭部位荧光再现速率（由于膜成分的流动性） 。7. electron microscope (电子显微镜) 一类用电子束为光源，显示标本超微结构的显微镜。分为透射
10、电子显微镜和扫描电子显微镜等。8. transmission electron microscope;TEM （透射电子显微镜）在一个高真空系统中，由电子枪发射电子束，穿过被研究的样品，经电子透镜聚焦放大，在荧光屏上显示出高度放大的物像，还可作摄片记录的一类最常见的电子显微镜。scanning electron microscope;SEM （扫描电子显微镜） 是 1965 年发明的较现代的细胞生物学研究工具，主要是利用二次电子信号成像来观察样品的表面形态，即用极狭窄的电子束去扫描样品，通过电子束与样品的相互作用产生各种效应，其中主要是样品的二次电子发射。二次电子能够产生样品表面放大的形貌像，
11、这个像是在样品被扫描时按时序建立起来的，即使用逐点成像的方法获得放大像。扫描电子显微镜的制造是依据电子与物质的相互作用。9. ultramicrotomy （超薄切片技术） 电子书穿透力很弱，须将标本制成 4050nm 的超薄切片。方法与步骤：固定；脱水；包埋；切片；染色。10. negative staining（负染色技术）用重金属盐对铺展在载网上的样品染色，吸取多余染料，干燥后，使样品凹陷铺展上一层重金属盐，而凸出的地方没有染料沉积，从而负染效果；分辨率可达 1.5nm 左右。与金属投影 染色背景，衬托出样品的精细结构11. freeze etching（冰冻蚀刻技术） 是在冰冻断裂技术
12、的基础上发展起来的更复杂的复型技术。如果将冰冻断裂的样品的温度稍微升高，让样品中的冰在真空中升华，而在表面上浮雕出细胞膜的超微结构。当大量的冰升华之后，对浮雕表面进行铂-碳复型，并在腐蚀性溶液中除去生物材料， 复型经重蒸水多次清洗后，置于载网上作电镜观察。12. critical-point drying method（临界点干燥）制作电子显微镜干燥标本的一种方法。将标本用低临界温度液体（如液态 CO2）替换水，再升温超过临界温度。如此处理的标本，可减小表面张力，保持样品自然状态的形貌。13. electron microscope three-dimentional reconstructi
13、on technique (电镜三维重构技术) 电子显微术、电子衍射与计算机图象处理相结合而形成的具有重要应用前景的一门新技术。电镜三维重构技术与 X-射线晶体衍射技术及核磁共振分析技术相结合，是当前结构生物学，主要研究生物大分子空间结构及其相互关系的主要实验手段。14. scanning tunnel microscope;STM（扫描隧道显微镜）利用量子隧道效应产生隧道电流的原理制作的显微镜。其分辨率可达原子水平，即观察到原子级的图像。在生物学中，可观察大分子和生物膜的分子结构。15. atomic force microscope ；AFM（原子力显微镜） 一种可用来研究包括绝缘体在内的
14、固体材料表面结构的分析仪器。它通过检测待测样品表面和一个微型力敏感元件之间的极微弱的原子间相互作用力来研究物质的表面结构及性质。将一对微弱力极端敏感的微悬臂一端固定，另一端的微小针尖接近样品，这时它将与其相互作用，作用力将使得微悬臂发生形变或运动状态发生变化。扫描样品时，利用传感器检测这些变化，就可获得作用力分布信息，从而以纳米级分辨率获得表面结构信息。根据扫描隧道显微镜的原理设计的高速拍摄三维图像的显微镜。可观察大分子在体内的活动变化。16. laser scanning confocal microscope;LSCM （激光扫描共聚焦显微镜） 利用激光点作为荧光的激发2光并通过扫描装置对
15、标本进行连续扫描，并通过空间共轭光阑（针孔）阻挡离焦平面光线而成像的一种显微镜。是当今世界最先进的细胞生物学分析仪器。17. immunoelectron microscopy （免疫电镜） 将抗体进行特殊标记后用电子显微镜观察免疫反应的结果。根据标记方法的不同， 分为免疫铁蛋白技术、免疫酶标技术和免疫胶体金技术。18. immunoblotting （免疫印迹）又称蛋白质印迹（Western blotting） ，是根据抗原抗体的特异性结合检测复杂样品中的某种蛋白的方法。该法是在凝胶电泳和固相免疫测定技术基础上发展起来的一种新的免疫生化技术。19. immunofluorescent tec
16、hnique;immunofluorescence technique （免疫荧光技术） 将免疫学方法(抗原抗体特异结合)与荧光标记技术结合起来研究特异蛋白抗原在细胞内分布的方法。由于荧光素所发的荧光可在荧光显微镜下检出，从而可对抗原进行细胞定位。20. radio immuno precipitation assay;RIPA;radioimmunoprecipitation（放射免疫沉淀） 以放射性标记的抗原或抗体进行的免疫沉淀法。能大大提高检测抗原抗体复合体的灵敏度。21. differential centrifugation （差速离心）利用不同物质沉降速率的差异，在不同离心速度下分
17、离和收集不同颗粒的离心技术。常用于分离细胞匀浆中的各种细胞器。22. isodensity centrifugation;isopycnic centrifugation（等密度离心）将要分离的样本放在密度梯度液表面或混悬于梯度液中，通过离心不同密度的颗粒或上浮或下沉到与其各自密度相同的介质区带时，颗粒不再移动形成一系列区带，然后停止离心，从管底收集不同密度颗粒的分离技术。23. density gradient centrifugation 密度梯度离心 用一定的介质在离心管内形成一连续或不连续的密度梯度，将细胞混悬液或匀浆置于介质的顶部，通过重力或离心力场的作用使细胞分层、分离的方法。密度
18、梯度离心常用的介质为氯化铯、蔗糖和多聚蔗糖。24. in situ hybridization（原位杂交）用单链 RNA 或 DNA 探针通过杂交法对细胞或组织中的基因或 mRNA分子在细胞涂片或组织切片上进行定位的方法。25. radioautography；autoradiography（放射自显影技术） 是利用放射性同位素的电离辐射对乳胶（含AgBr 或 AgCl）的感光作用，对细胞内生物大分子进行定性、定位与半定量研究的一种细胞化学技术。放射自显影技术用于研究标记化合物在机体、组织和细胞中的分布、定位、排出以及合成、更新、作用机理、作用部位等等。26. flow cytometer（流
19、式细胞仪）主要应用：用于定量测定细胞中的 DNA、RNA 或某一特异蛋白的含量；测定细胞群体中不同时相细胞的数量；从细胞群体中分离某些特异染色的细胞；分离 DNA 含量不同的中期染色体。27. microspectrophotometry（细胞显微分光光度术）利用细胞内某些物质对特异光谱的吸收，测定这些物质（如核酸与蛋白质等）在细胞内的含量。包括：紫外光显微分光光度测定法可见光显微分光光度测定法。28. cell culture(细胞培养) 把机体内的组织取出后经过分散（机械方法或酶消化）为单个细胞，在人工培养的条件下，使其生存、生长、繁殖、传代，观察其生长、繁殖、接触抑制、衰老等生命现象的过
20、程。29. primary culture cell（原代培养细胞）直接从有机体取出组织，通过组织块长出单层细胞，或者用酶消化或机械方法将组织分散成单个细胞，在体外进行培养，在首次传代前的培养称为原代培养。传 10 代以内的细胞称为原代培养细胞。30. subculture cell（传代培养细胞）原代培养形成的单层培养细胞汇合以后，需要进行分离培养（即将细胞从一个培养器皿中以一定的比率移植至另一些培养器皿中的培养） ，否则细胞会因生存空间不足或由于细胞密度过大引起营养枯竭，将影响细胞的生长，这一分离培养称为传代细胞培养。进行传代培养的细胞称为传代培养细胞31. cell strain（细胞株
21、）细胞株：在体外一般可以顺利地传 4050 代，并且仍能保持原来二倍体数量及接触抑制行为的传代细胞。 32. cell line（细胞系）在体外培养的条件下，有的细胞发生了遗传突变，而且带有癌细胞特点，失去接触抑制，有可能无限制地传下去的传代细胞。33. finite cell line (有限细胞系) 在体外的生存期有限即不能长期传代的细胞系。34. infinite cell line (无限细胞系) 又称连续细胞系，在体外可以持续生存，具有无限繁殖能力的细胞系。35. cell-free system（非细胞体系）来源于细胞，而不具有完整的细胞结构，但包含了进行正常生物学反3应所需的物质
22、（如供能系统和酶反应体系等）组成的体系即为非细胞体系。近年来，人们利用这一体系探讨了许多细胞生命活动中的重要问题，如细胞周期调控、核膜及染色质的组装、核质运输机制等。36. cell engineering（细胞工程） 应用细胞生物学和分子生物学的方法，通过类似于工程学的步骤在细胞整体水平或细胞器水平上，遵循细胞的遗传和生理活动规律，有目的地制造细胞产品的一门生物技术。37. cell fusion（细胞融合）也称细胞杂交技术（cell hybridization） ，两个或多个细胞融合成一个双核细胞或多核细胞的现象。一般通过灭活的病毒或化学物质介导，也可通过电刺激融合。38. heterok
23、aryon(异核融合细胞) 由基因型不同的细胞融合而成的。39. homokaryon (同核融合细胞) 由基因型相同的细胞融合而成的。40. monoclone antibody（单克隆抗体技术）通过克隆单个分泌抗体的 B 淋巴细胞，获得的只针对某一抗原决定簇的抗体，具有专一性强、能大规模生产的特点。41. micromanipulation technique（显微操作技术）是指在高倍复式显微镜下，利用显微操作器（micromanipulator）进行细胞或早期胚胎操作的一种方法。显微操作器是用以控制显微注射针在显微镜视野内移动的机械装置。显微操作技术包括细胞核移植、显微注射、嵌合体技术、
24、胚胎移植以及显微切割等。42. 细胞拆合 把细胞核与细胞质分离开来，然后把不同来源的细胞质和细胞核相互结合，形成核质杂交细胞。43. karyoplast（核体）细胞经松胞菌素处理后，排出的带有质膜和少量细胞质的细胞核。44. cytoplast（胞质体）利用物理或化学方法，将细胞核去除后所得到的细胞部分。可以用来研究细胞核与细胞质的关系。45. knock out（基因敲除） 将细胞基因组中某基因去除或使基因失去活性的方法。常用同源重组的方法敲除目的基因，观察生物或细胞的表型变化，是研究基因功能的重要手段。46. knock in （基因嵌入）又称基因置换，它是利用内源基因序列两侧或外面的断
25、裂点，用同源序列的目的基因整个置换内源基因。47. model organisms （模式生物）生物学家通过对选定的生物物种进行科学研究，用于揭示某种具有普遍规律的生命现象，此时，这种被选定的生物物种就是模式生物。48. fluorescencein situ hybridization ；FISH（荧光原位杂交）：用荧光素标记的探针研究一段 DNA 序列或一个基因在染色体上的位置的方法，是在生物医学领域里应用较多的一项分子细胞遗传学技术。49. GreenFluorescent Protein, GFP (绿色荧光蛋白) 是 一 种 在 美 国 西 北 海 岸 所 盛 产 的 水 母 中 所
26、 发 现 的一 种 蛋 白 质 。50. cell cloning（细胞克隆）把单个细胞从群体内分离出来单独培养，使之重新繁衍成一个新的细胞群体的培养技术。51Hybridoma（杂交瘤） 一种通过融合而形成的杂交细胞，是由正常细胞和具有某种缺陷的肿瘤细胞杂交而获得。第三章 细胞质膜1. membrane (膜) 通常是指分割两个隔间的一层薄薄的结构,可以是自然形成的或是人造的,有时很柔软。存在于细胞结构中的膜不仅薄,而且具有半透性(semipermeable membrane),允许一些不带电的小分子自由通过。2. cell membrane (细胞膜) 细胞膜是细胞膜结构的总称,它包括细胞
27、外层的膜和存在于细胞质中的膜,有时也特指细胞质膜。3. cytoplasmic membrane (胞质膜) 又称为内膜(internal membrane), 存在于真核细胞质中各膜结合细胞器中的膜，包括核膜、内质网膜、高尔基体膜、溶酶体膜、线粒体膜、叶绿体膜、过氧化物酶体膜等。由于细菌没有内膜,所以细菌的细胞质膜代行胞质膜的作用。4. plasma membrane (细胞质膜 ) 是指包围在细胞表面的一层极薄的膜，主要由膜脂和膜蛋白所组成。质膜的基本作用是维护细胞内微环境的相对稳定,并参与同外界环境进行物质交换、能量和信息传递。另外, 在细胞的生存、生长、分裂、分化中起重要作用。5. b
28、iomembrane,or biological membrane (生物膜) 是细胞内膜和质膜的总称。生物膜是细胞的基本结构，它不仅具有界膜的功能,还参与全部的生命活动。6. membrane skeleton (膜骨架 ) 细胞质膜的一种特别结构，是由膜蛋白和纤维蛋白组成的网架，它参与维持细胞质膜的形状并协助质膜完成多种生理功能,这种结构称为膜骨架。膜骨架首先是通过红细胞膜研究出4来的。红细胞的外周蛋白主要位于红细胞膜的内表面,并编织成纤维状的骨架结构,以维持红细胞的形态,限制膜整合蛋白的移动。7. spectrin (血影蛋白) 又称收缩蛋白，是红细胞膜骨架的主要成份,但不是红细胞膜蛋白
29、的成份,约占膜提取蛋白的 30%。血影蛋白属红细胞的膜下蛋白，这种蛋白是一种长的、可伸缩的纤维状蛋白,长约 100 nm,由两条相似的亚基 亚基(相对分子质量 220kDa)和 亚基(相对分子质量 200kDa)构成。两个亚基链呈现反向平行排列, 扭曲成麻花状，形成异二聚体, 两个异二聚体头-头连接成 200nm 长的四聚体。5 个或 6个四聚体的尾端一起连接于短的肌动蛋白纤维并通过非共价键与外带 4.1 蛋白结合,而带 4.1 蛋白又通过非共价键与跨膜蛋白带 3 蛋白的细胞质面结合, 形成“连接复合物” 。这些血影蛋白在整个细胞膜的细胞质面下面形成可变形的网架结构,以维持红细胞的双凹圆盘形状
30、。8. glycophorin (血型糖蛋白 ) 血型糖蛋白又称涎糖蛋白 (sialo glycoprotein),因它富含唾液酸。血型糖蛋白是第一个被测定氨基酸序列的蛋白质,有几种类型，包括 A、B、C、D。血型糖蛋白 B、C、D 在红细胞膜中浓度较低。血型糖蛋白 A 是一种单次跨膜糖蛋白, 由 131 个氨基酸组成, 其亲水的氨基端露在膜的外侧, 结合 16 个低聚糖侧链。血型糖蛋白的基本功能可能是在它的唾液酸中含有大量负电荷,防止了红细胞在循环过程中经过狭小血管时相互聚集沉积在血管中。9. band 3 protein (带 3 蛋白 ) 与血型糖蛋白一样都是红细胞的膜蛋白,因其在 PA
31、GE 电泳分部时位于第三条带而得名。带 3 蛋白在红细胞膜中含量很高，约为红细胞膜蛋白的 25%。由于带 3 蛋白具有阴离子转运功能，所以带 3 蛋白又被称为“阴离子通道” 。带 3 蛋白是由两个相同的亚基组成的二聚体, 每条亚基含 929个氨基酸,它是一种糖蛋白，在质膜中穿越 1214 次,因此,是一种多次跨膜蛋白。10. ankyrin (锚定蛋白) 又称 2.1 蛋白。锚定蛋白是一种比较大的细胞内连接蛋白, 每个红细胞约含 10 万个锚定蛋白，相对分子质量为 215,000。锚定蛋白一方面与血影蛋白相连, 另一方面与跨膜的带 3 蛋白的细胞质结构域部分相连, 这样，锚定蛋白借助于带 3
32、蛋白将血影蛋白连接到细胞膜上，也就将骨架固定到质膜上。11. band 4.1 protein (带 4.1 蛋白)是由两个亚基组成的球形蛋白，它在膜骨架中的作用是通过同血影蛋白结合，促使血影蛋白同肌动蛋白结合。带 4.1 蛋白本身不同肌动蛋白相连，因为它没有与肌动蛋白连接的位点。12. 内收蛋白(adducin) 是由两个亚基组成的二聚体，每个红细胞约有 30，000 个分子。它的形态似不规则的盘状物，高 5.4nm,直径 12.4nm。内收蛋白可与肌动蛋白及血影蛋白复合体结合，并且通过 Ca2+和钙调蛋白的作用影响骨架蛋白的稳定性，从而影响红细胞的形态。13. phospholipids
33、(磷脂) 含有磷酸基团的脂称为磷脂,是细胞膜中含量最丰富和最具特性的脂。动、植物细胞膜上都有磷脂, 是膜脂的基本成分, 约占膜脂的 50%以上。磷脂分子的极性端是各种磷脂酰碱基, 称作头部。它们多数通过甘油基团与非极性端相连。磷脂又分为两大类: 甘油磷脂和鞘磷脂。甘油磷脂包括磷脂酰乙醇胺、磷脂酰胆碱(卵磷脂)、磷脂酰肌醇等。14. cholesterol (胆固醇) 胆固醇存在于真核细胞膜中。胆固醇分子由三部分组成: 极性的头部、非极性的类固醇环结构和一个非极性的碳氢尾部。胆固醇的分子较其他膜脂要小, 双亲媒性也较低。胆固醇的亲水头部朝向膜的外侧,疏水的尾部埋在脂双层的中央。胆固醇分子是扁平和
34、环状的,对磷脂的脂肪酸尾部的运动具有干扰作用,所以胆固醇对调节膜的流动性、加强膜的稳定性有重要作用。动物细胞膜胆固醇的含量较高,有的占膜脂的 50%,大多数植物细胞和细菌细胞质膜中没有胆固醇,酵母细胞膜中是麦角固醇。15. liposome (脂质体) 将少量的磷脂放在水溶液中,它能够自我装配成脂双层的球状结构,这种结构称为脂质体，所以脂质体是人工制备的连续脂双层的球形脂质小囊。脂质体可作为生物膜的研究模型，并可作为生物大分子(DNA 分子)和药物的运载体，因此脂质体是研究膜脂与膜蛋白及其生物学性质的极好材料。在构建导弹人工脂质体时,不仅要将被运载的分子或药物包入脂质体的内部水相,同时要在脂质
35、体的膜上做些修饰,如插入抗体便于脂质体进入机体后寻靶。16. integral protein (整合蛋白) 又称内在蛋白(intrinsic protein)、跨膜蛋白(transmembrane protein), 部分或全部镶嵌在细胞膜中或内外两侧，以非极性氨基酸与脂双分子层的非极性疏水区相互作用而结合在质膜上。实际上,整合蛋白几乎都是完全穿过脂双层的蛋白,亲水部分暴露在膜的一侧或两侧表面; 疏水区同脂双分子层的疏水尾部相互作用;整合蛋白所含疏水氨基酸的成分较高。跨膜蛋白可再分为单次跨膜、多次跨膜、多亚基跨膜等。跨膜蛋白一般含 25%50%的 螺旋, 也有 折叠，如线粒体外膜和细菌5质膜
36、中的孔蛋白。17. peripheral protein (外周蛋白) 又称附着蛋白(protein-attached)，或外在蛋白。这种蛋白完全外露在脂双层的内外两侧,主要是通过非共价健附着在脂的极性头部, 或整合蛋白亲水区的一侧, 间接与膜结合。外周蛋白可用高盐或碱性 pH 条件分离。实际上,有时外周蛋白与整合蛋白是难以区分的,因为许多膜蛋白是由多亚基组成的,其中有的亚基插入在脂双层,有些亚基则是外周蛋白。18. lipid-anchored protein (脂锚定蛋白) 又称脂连接蛋白(lipid-linked protein),通过共价健的方式同脂分子结合，位于脂双层的外侧。同脂的结
37、合有两种方式，一种是蛋白质直接结合于脂双分子层，另一种方式是蛋白并不直接同脂结合，而是通过一个糖分子间接同脂结合。19. Lamella structure model (片层结构模型) 1935 年 James Danielli 和 Hugh Davson 所提出，又称或三明治式模型。该模型认为膜的骨架是脂肪形成的脂双层结构,脂双层的内外两侧都是由一层蛋白质包被,即蛋白质-脂-蛋白质的三层结构,内外两层的蛋白质层都非常薄。并且,蛋白层是以非折叠、完全伸展的肽链形式包在脂双层的内外两侧。1954 年对该模型进行了修改：膜上有一些二维伸展的孔,孔的表面也是由蛋白质包被的,这样使孔具有极性,可提高
38、水对膜的通透性。20. unit membrane model (单位膜模型) 1959 年 J.D.Robertson 所提出。主要是根据电子显微镜的观察，发现细胞膜是类似铁轨结构(“railroad track”), 两条暗线被一条明亮的带隔开,显示暗-明-暗的三层，总厚度为 7.5 nm，中间层为 3.5 nm，内外两层各为 2 nm。并推测:暗层是蛋白质, 透明层是脂,并建议将这种结构称为单位膜。单位膜也有一些不足首先该模型把膜看成是静止的,无法说明膜如何适应细胞生命活动的变化；其二，不同的膜其厚度不都是 7.5 nm,一般在 510 nm 之间；其三，如果蛋白质是伸展的, 则不能解释
39、酶的活性同构型的关系。还有，该模型也不能解释为什么有的膜蛋白很容易被分离，有些则很难。21. fluid mosaic model (流动镶嵌模型) 1972 年 Singer 和 Nicolson 总结了当时有关膜结构模型及各种研究新技术的成就，提出了流动镶嵌模型，认为球形膜蛋白分子以各种镶嵌形式与脂双分子层相结合, 有的附在内外表面, 有的全部或部分嵌入膜中, 有的贯穿膜的全层, 这些大多是功能蛋白。流动相嵌模型有两个主要特点。其一,蛋白质不是伸展的片层,而是以折叠的球形镶嵌在脂双层中,蛋白质与膜脂的结合程度取决于膜蛋白中氨基酸的性质。第二个特点就是膜具有一定的流动性,不再是封闭的片状结构
40、,以适应细胞各种功能的需要。这一模型强调了膜的流动由性和不对称性,较好地体现细胞的功能特点,被广泛接受,也得到许多实验的支持。后来又发现碳水化合物是以糖脂或糖蛋白的形式存在于膜的外侧表面。22. porin (孔蛋白) 孔蛋白是存在于细菌质膜的外膜、线粒体和叶绿体的外膜上的通道蛋白,它们允许较大的分子通过。孔蛋白是膜整合蛋白,它的膜脂结合区与其他的跨膜蛋白不同,不是 螺旋,而是 折叠。23. erythrocyte ghost (红细胞血影) 是将分离的红细胞放入低渗溶液中，水渗入到红细胞内部，红细胞膨胀、破裂，从而释放出血红蛋白，所得到的红细胞质膜具有很大的变形性、柔韧性和可塑性，当红细胞的
41、内容物渗漏之后、质膜可以重新封闭起来称为红细胞血影。24. detergent(去垢剂) 是能使蛋白质变性的一类化学物。 去垢剂(表面活性剂)是一类即具有亲水基又具有疏水基的物质，一般具有乳化、分散、和增溶作用，可分阴离子、阳离子和中性去垢剂等多种类型，中性去垢剂在蛋白提取钟应用的较多。25. lipid raft (脂筏) 是质膜上富含胆固醇和鞘磷脂的微结构域（microdomain） 。大小约 70nm 左右，是一种动态结构，位于质膜的外小页。由于鞘磷脂具有较长的饱和脂肪酸链，分子间的作用力较强，所以这些区域结构致密，介于无序液体与液晶之间，称为有序液体（Liquid-ordered） 。
42、在低温下这些区域能抵抗非离子去垢剂的抽提，所以又称为抗去垢剂膜（detergent-resistant membranes，DRMs） 。脂筏就像一个蛋白质停泊的平台，与膜的信号转导、蛋白质分选均有密切的关系。26. caveolae 胞膜窟 一种相对有序、结构相对稳定，直径 50100nm 的质膜凹陷区。在细胞信息传奇和物质运输中起重要作用。27. fluorescence recovery after photobleaching FRAP（光脱色荧光恢复技术） 用 荧 光 物 质 标 记 膜 蛋白 或 膜 脂 , 然 后 用 激 光 束 照 射 细 胞 表 面 某 一 区 域 , 使 被
43、 照 射 区 域 的 荧 光 淬 灭 变 暗 形 成 一 个 漂 白 斑 。 由于 膜 的 流 动 性 ,漂 白 斑 周 围 的 荧 光 物 质 随 着 膜 蛋 白 或 膜 脂 的 流 动 逐 渐 将 漂 白 斑 覆 盖 ， 使 淬 灭 区 域 的 亮度 逐 渐 增 加 , 最 后 恢 复 到 与 周 围 的 荧 光 光 强 度 相 等 。 根 据 荧 光 恢 复 的 速 度 , 可 推 算 出 膜 蛋 白 或 膜 脂 的6扩 散 速 度 。 是 研 究 膜 蛋 白 或 膜 脂 流 动 的 基 本 实 验 技 术 。28. patching （成斑现象） 当 荧 光 抗 体 标 记 细 胞 的
44、 时 间 达 到 一 定 长 度 时 ， 已 经 均 匀 分 布 在 细 胞 表 面 的标 记 荧 光 会 重 新 分 布 ， 聚 集 在 细 胞 表 面 的 某 些 部 位 即 成 斑 现 象 。 29.capping (成帽现象) 在 荧 光 免 疫 标 记 试 验 中 ， 两 种 蛋 白 的 膜 蛋 白 荧 光 抗 体 混 合 后 ， 由 于 膜 蛋 白 的 流动 性 ， 一 段 时 间 后 ， 两 种 荧 光 蛋 白 抗 体 均 匀 分 布 在 质 膜 上 。 时 间 继 续 延 长 ， 标 记 的 荧 光 抗 体 在 细 胞 表 面会 重 新 分 布 ， 聚 集 在 细 胞 的 一
45、定 部 位 即 所 谓 的 成 斑 现 象 。 经 过 一 段 时 间 后 ， 二 价 抗 体 在 细 胞 膜 表 面 相 互交 联 使 被 标 记 的 膜 蛋 白 集 聚 在 细 胞 的 一 端 ， 即 成 帽 现 象 。第四章 物质的跨膜运输1. cellular transport (细胞运输) 这种运输主要是细胞与环境间的物质交换,包括细胞对营养物质的吸收、原材料的摄取和代谢废物的排除及产物的分泌。如细胞从血液中吸收葡萄糖以及细胞质膜上的离子泵将Na+泵出、将 K+泵入细胞都属于这种运输范畴。2. intracellular transport (胞内运输) 是真核生物细胞内膜结合细胞
46、器与细胞内环境进行的物质交换。包括细胞核、线粒体、叶绿体、溶酶体、过氧化物酶体、高尔基体和内质网等与细胞内的物质交换。3. transcellular transport (转细胞运输) 这种运输不仅仅是物质进出细胞,而是从细胞的一侧进入,从另一侧出去,实际上是穿越细胞的运输。在多细胞生物中,整个细胞层作为半渗透性的障碍，而不仅仅是细胞质膜。如植物的根部细胞负责吸收水份和矿物盐, 然后将它们运输到其他组织即是这种运输。4. passive transport（被动运输）离子或小分子在浓度差或电位差的驱动下顺电化学梯度穿膜的运输方式。5. active transport (主动运输) 是指物质
47、逆浓度梯度，在载体的协助下，在能量的作用下运进或运出细胞膜的过程。分为三类;1)由 ATP 直接供能；2）ATP 间接协助供能，由偶联蛋白完成；3）光能驱动的。6. carrier protein（载体蛋白） 又称通透酶（permease）生物膜上普遍存在的跨膜蛋白，能与特定的溶质分子结合，通过一系列构象改变介导跨膜被动运输或主动运输。7.channel protein （通道蛋白）能形成穿膜充水小孔或通道的蛋白质。担负溶质的穿膜转运，如细菌细胞膜的膜孔蛋白。通道蛋白的特点:1）介导被动运输。2）对离子有高度选择性。3）转运速率高 4）不持续开放，受“阀门”控制。8. voltage-gate
48、d channels (电位-门控通道) 这类通道的构型变化依据细胞内外带电离子的状态，主要是通过膜电位的变化使其构型发生改变, 从而将“门”打开。在很多情况下, 门通道有其自己的关闭机制, 它能快速地自发关闭。开放往往只有几毫秒时间。在这短暂瞬息时间里,一些离子、代谢物或其它溶质顺着浓度梯度自由扩散通过细胞膜。电位-门控通道在神经细胞的信号传导中起主要作用, 电位门控通道也存在于其他的一些细胞,包括肌细胞、卵细胞、原生动物和植物细胞。9. ligand gated channel (配体-门控通道) 这类通道在其细胞内或外的特定配体（ligand）与膜受体结合时发生反应, 引起门通道蛋白的一
49、种成分发生构型变化, 结果使“门”打开。因此这类通道被称为配体-门控通道，它分为细胞内配体和细胞外配体两种类型。10. stretch-gated channel (胁迫门控通道) 这种通道的打开受一种力的作用，听觉毛状细胞的离子通道就是一个极好的例子。声音的振动推开协迫门控通道，允许离子进入毛状细胞，这样建立起一种电信号，并且从毛状细胞传递到听觉神经，然后传递到脑。11. simple diffusion (简单扩散) 简单扩散是被动运输的基本方式,不需要膜蛋白的帮助,也不消耗 ATP,而只靠膜两侧保持一定的浓度差,通过扩散发生的物质运输。简单扩散的限制因素是物质的脂溶性、分子大小和带电性。一般说来, 气体分子（如 O2、CO2、N2） 、小的不带电的极性分子（如尿素、乙醇） 、脂溶性的分子等易通过质膜，大的不带电的极性分子（如葡萄糖）和各种带电的极性分子都难以通过质膜。12. facilitated diffusion (协助扩散) 又称易化扩散、促进扩散，或帮助扩散。是指非脂溶性物质或亲水性物质, 如氨基酸、糖和金属离子等借助细胞膜上的膜蛋白的帮助顺浓度梯度或顺电化学浓度梯度, 不消耗 ATP 进入膜内的一种运输方式。
