【正文】 特異結(jié)合 )與熒光標(biāo)記技術(shù)結(jié)合起來研究特異蛋白抗原在細(xì)胞內(nèi)分布的方法。縱向分辨率達(dá)， ② 掃描隧道顯微鏡可直接探測樣品的表面結(jié)構(gòu)，可繪出立體三維結(jié)構(gòu)圖像。當(dāng)大量的冰升華之后，對浮雕表面進(jìn)行鉑 碳復(fù)型，并在腐蝕性溶液中除去生物材料 ， 復(fù)型經(jīng)重蒸水多次清洗后，置于載網(wǎng)上作電鏡觀察。④將鑄型置于酸池中，破壞樣品，只留下金屬鑄型 。由于電壓高，就會大大減少造成染色體畸變的可能，因此，可以用較厚的細(xì)胞切片研究細(xì)胞的結(jié)構(gòu)，切片的厚度最大可達(dá) 1μ m，相當(dāng)于普通 TEM 樣品厚度的 10 倍。 表 自顯影實(shí)驗(yàn)中常用核素的半衰期與能量 名稱 半壽期 粒子類型 能量 (MeV) 名稱 半壽期 粒子類型 能量 (MeV) 3H yr β 45Ca 152 d β 11C 20 min β 59Fe 45 d β 14C 5700 yr β γ 32P d β 60Co yr β 35S d β 64Cu hr β 131I d β γ 6. 掃描電子顯微鏡 (scanning electron microscopy，SEM) 掃描電子顯微鏡是 1965 年發(fā)明的較現(xiàn)代的細(xì)胞生物學(xué)研究工具，主要是利用二次電子信號成像來觀察 樣品的表面形態(tài)，即用極狹窄的電子束去掃描樣品，通過電子束與樣品的相互作用產(chǎn)生各種效應(yīng)，其中主要是樣品的二次電子發(fā)射。而相差顯微鏡通過改變這種相位差，并利用光的衍射和干涉現(xiàn)象，把相差變?yōu)檎穹顏碛^察活細(xì)胞和未染色的標(biāo)本。光學(xué)顯微鏡的最大分 辨率是 μ m。細(xì)胞骨架的主要成分是微管、微絲和中間纖維。 26. 遺傳信息表達(dá)結(jié)構(gòu)系統(tǒng) (geic expression system) 該系統(tǒng)又稱為顆粒纖維結(jié)構(gòu)系統(tǒng)，包括細(xì)胞核和核糖體。真核細(xì)胞的種類繁多 , 既包括大量的單細(xì)胞生物和原生生物(如原生動物和一些藻類細(xì)胞 ), 又包括全部的多細(xì)胞生物 (一切動植物 )的細(xì)胞。它們包括酸性嗜熱菌，極端嗜鹽菌及甲烷微生物。 18. 引發(fā)體 (primosome) 是蛋白復(fù)合體 , 主要成份是引物酶和 DNA解旋酶 ,是在合成用于 DNA 復(fù)制的 RNA 引物時(shí)裝配的。在球形蛋白中，結(jié)構(gòu)域具有自己特定的四級結(jié)構(gòu) ,其功能部依賴于蛋白質(zhì)分子中的其余部分 ,但是同一種蛋白質(zhì)中 不同結(jié)構(gòu)域間常可通過不具二級結(jié)構(gòu)的短序列連接起來。 13. 支原體 (mycoplasma) 又稱霉形體，是最簡單的原核細(xì)胞，支原體的大小介于細(xì)菌與病毒之間 ,直徑為 ～ um, 約為細(xì)菌的十分之一 , 能夠通過濾菌器。細(xì)胞的離體培養(yǎng)技術(shù)對細(xì)胞生理學(xué)的研究具有巨大貢獻(xiàn)。細(xì)胞生物學(xué)是現(xiàn)代生命科學(xué)的前沿分支學(xué)科之一，主要是從細(xì)胞的不同結(jié)構(gòu)層次來研究細(xì)胞的生命活動的基本規(guī)律。細(xì)胞能夠通過分裂而增殖，是生物體個(gè)體發(fā)育和系統(tǒng)發(fā)育的基礎(chǔ)。如植物細(xì)胞和細(xì)菌 (或其它有細(xì)胞壁的細(xì)胞 )通過酶解使細(xì)胞壁溶解而得到的具有質(zhì)膜的原生質(zhì)球狀體。 1880 年 Hanstain 將細(xì)胞概念演變成由細(xì)胞膜包圍著的原生質(zhì) , 分化為細(xì)胞核和細(xì)胞質(zhì)。研究生物大分子 (核酸、蛋白質(zhì) )的結(jié) 構(gòu)、功能和生物合成等方面來闡明各種生命現(xiàn)象的本質(zhì)。支原體可以在培養(yǎng)基上培養(yǎng)，也能在寄主細(xì)胞中繁殖。如以葡萄糖為原料既可合成纖維素 ,也可合成淀粉 ,就看進(jìn)入那條酶促反應(yīng)途徑。 21. 古細(xì)菌 (archaebacteria) 一類特殊細(xì)菌，在系統(tǒng)發(fā)育上既不屬真核生物，也不屬原核生物。每個(gè)細(xì)胞有一個(gè)或數(shù)個(gè)中膜體，其中含有細(xì)胞色素和琥珀酸脫氫酶 , 為細(xì)胞提供呼吸酶 , 具有類似線粒體的作用 , 故又稱為擬線粒體。由于大多數(shù)酶定位在膜上，大多數(shù)生化反應(yīng)也是在膜表面進(jìn)行的，膜表面積的擴(kuò)大和區(qū)室化使這些反應(yīng)有了相應(yīng)的隔離，效率更高。細(xì)胞骨架系統(tǒng)的主要作用是維持細(xì)胞的一定形態(tài)，使細(xì)胞得以安居樂業(yè)。分辨距離越小，分辨率越高。熒光顯微鏡用 于研究細(xì)胞內(nèi)物質(zhì)的吸收、運(yùn)輸、化學(xué)物質(zhì)的分布及定位等。 放射性核素的 原子不斷衰變，當(dāng)衰變掉一半時(shí)所需要的時(shí)間稱為半衰期。 STEM技術(shù)要求較高，要非常高的真空度，并且電子學(xué)系統(tǒng)比 TEM 和 SEM 都要復(fù)雜?；?過程包括 : ①將樣品置于云母的表面，然后干燥 。如用冰刀切開細(xì)胞膜時(shí)，分開的兩個(gè)面分別稱為 P面 (protoplasmic face)和 E面 (exoplasmic face)， P 面是靠近細(xì)胞質(zhì)一面的半層膜，而 E 面則是靠近細(xì)胞外基質(zhì)面的半層膜，可清楚地觀察到鑲嵌蛋白。因此，針尖的移動是隧道電流的作用，并且可以反映在熒光幕上。 14. 酶細(xì)胞化學(xué)技術(shù) (enzyme cytochemistry) 將細(xì)胞內(nèi)的酶與底物相互作用， 再將酶反應(yīng)的產(chǎn)物作為反應(yīng)物質(zhì)，在酶的作用部位進(jìn)行捕捉，使其在顯微鏡下具有可見性。由于某些固定技術(shù) (如鋨酸固定 )對抗體抗原的結(jié)合有干擾，因此應(yīng)采取較為溫和的樣品制備方法。它是一種微觀而靈敏的方法，對于研究細(xì)胞的結(jié)構(gòu)、功能及其變化具有重要意義。記錄這種波譜即可判斷該原子在分子中所處的位置及相對數(shù)目， 用以進(jìn)行定量分析及分子量的測定， 并對有機(jī)化合物進(jìn)行結(jié)構(gòu)分析。 組織塊培養(yǎng)是將剪碎的組織塊直接移植在培養(yǎng)瓶壁上，加入培養(yǎng)基后進(jìn)行培養(yǎng)。有性繁殖時(shí)發(fā)生的精卵結(jié)合是正常的細(xì)胞融合，即由兩個(gè)配子融合形成一個(gè)新的的二倍體。 而瘤細(xì)胞雖然可以在體外進(jìn)行無限傳代， 但不能產(chǎn)生抗 體。在離心過程中，大小、形狀、密度不同的顆粒就會分開，最后收集各區(qū)帶得到要分離的物質(zhì)。 蔗糖或者甘油 (它們的最大密度是 )通?？捎糜诜蛛x膜結(jié)合的細(xì)胞器，如高爾基體、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、溶酶體和線粒體。各種不同的層析方法都涉及共同的基本特點(diǎn) :有一個(gè)固定相和流動相，當(dāng)?shù)鞍踪|(zhì)混合溶液 (流動相 )通過裝有珠狀或基質(zhì)材料的管或柱 (固定相 )時(shí)，由于混合物中各組份在物理化學(xué)性質(zhì) (如吸引力、溶解度、分子的形狀與大小、分子的電荷性與親和力 )等方面的差異使各組分在兩相間進(jìn)行反復(fù)多次的分配而得以分開。 在生物分子中有些分子的特定結(jié)構(gòu)部位能夠同其他分子相互識別并結(jié)合，如酶與底物的識別結(jié)合、受體與配體的識別結(jié)合、抗體與抗原的識別結(jié)合，這種結(jié)合既是特異的，又是可逆的， 改變條件可以使這種結(jié)合解除。 35. 基因敲除 (gene knockout) 是指一個(gè)有功能的基因通過基因工程方法完全被剔除的人工突變技術(shù)。 2. 細(xì)胞膜 (cell membrane) 細(xì)胞膜是細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)的總稱 ,它包括細(xì)胞外層的膜和存在于細(xì)胞質(zhì)中的膜 ,有時(shí)也特指細(xì)胞質(zhì)膜。 5. 生物膜 (biomembrane,or biological membrane) 是細(xì)胞內(nèi)膜和質(zhì)膜的總稱。 5 個(gè)或6 個(gè)四聚體的尾端一起連接于短的肌動蛋白纖維并通過非共價(jià)鍵與外帶 蛋白結(jié)合 ,而帶 蛋白又通過非共價(jià)鍵與跨膜蛋白帶 3 蛋白的細(xì)胞 質(zhì)面結(jié)合 , 形成“連接復(fù)合物”。帶 3蛋白在紅細(xì)胞膜中含量很高，約為紅細(xì)胞膜蛋白的25%。 12. 內(nèi) 收蛋白 (adducin) 是由兩個(gè)亞基組成的二聚體，每個(gè)紅細(xì)胞約有 30，000個(gè)分子。甘油磷脂包括磷脂酰乙醇胺、磷脂酰膽堿 (卵磷脂 )、磷脂酰肌醇等。膽固醇的親水頭部朝向膜的外側(cè) ,疏水的尾部埋在脂雙層的中央。 疏水區(qū)同脂雙分子層的疏水尾部相互作用 。 外周蛋白為水溶性 , 占膜蛋白總量的 20%～ 30%, 在紅細(xì)胞中占 50%, 如紅細(xì)胞的血影蛋白和錨定蛋白都是外周蛋白。 另一類存在于細(xì)胞質(zhì)面脂錨定蛋白是通過長的包埋在脂雙層中的碳?xì)滏溸M(jìn)行錨定的。主要是根據(jù)電子顯微鏡的觀察，發(fā)現(xiàn)細(xì)胞膜是類似鐵軌結(jié)構(gòu) (“ railroad track” ), 兩條暗線被一條明亮的帶隔開 ,顯示暗 明 暗的三層，總厚度為 nm，中間層為 nm，內(nèi)外兩層各為 2 nm。還有，該模型也不能解釋為什么有的膜蛋白很容易被分離，有些則很難。 孔蛋白是膜整合蛋白 ,它的膜脂結(jié)合區(qū)與其他的跨膜蛋白不同 ,不是α螺旋 ,而是β折疊。 25. 相變 (phase transition) 膜的流動鑲嵌模型說明生物膜是一種動態(tài)的結(jié)構(gòu) , 具有膜脂的流動性 (fluidity)和膜蛋白的運(yùn)動性(mobility)。 27. 翻轉(zhuǎn)擴(kuò)散 (transverse diffusion) 又稱為翻轉(zhuǎn) (flipflop)。開始 ,融合的細(xì)胞一半是紅色 , 一半是綠色。 當(dāng)兔子的抗小鼠的抗 體與小鼠的淋巴細(xì)胞混合時(shí) ,帶有標(biāo)記的抗體就會同小鼠淋巴細(xì)胞質(zhì)膜上的抗體結(jié)合 ,并分布在整個(gè)淋巴細(xì)胞的表面 ,但很快就會成塊或成斑。 細(xì)胞膜蛋白的標(biāo)記方法有很多種。 FRAP 技術(shù)也有它的不足之處。 32. 細(xì)胞運(yùn)輸 (cellular transport) 這 種運(yùn)輸主要是細(xì)胞與環(huán)境間的物質(zhì)交換 ,包括細(xì)胞對營養(yǎng)物質(zhì)的吸收、原材料的攝取和代謝廢物的排除及產(chǎn)物的分泌。參與促進(jìn)擴(kuò)散的膜運(yùn)輸?shù)鞍纂m然沒有酶活性 , 但是具有酶催化的特點(diǎn) ,如可達(dá)到最高速率、具有特異性和競爭抑制等 ,因此 ,運(yùn)輸 蛋白又被稱為透性酶 (permease)。它在一側(cè)結(jié)合 K+,然后向內(nèi)側(cè)移動通過脂雙層 , 在另一側(cè)將 K+釋放到細(xì)胞內(nèi)。水的擴(kuò)散同樣是從自由能高的地方向自由能低的地方移動，如果考慮到溶質(zhì)的話，水是從溶質(zhì)濃度低的地方向溶質(zhì)濃度高的地方流動。 ③ 在簡單擴(kuò)散中 ,結(jié)構(gòu)上相似的分子以基本相同的速度通過膜 ,而在促進(jìn)擴(kuò)散中 ,運(yùn)輸?shù)鞍拙哂懈叨鹊倪x擇性。通道蛋白參與的只是被動運(yùn)輸 ,在運(yùn)輸過程中并不與被運(yùn)輸?shù)姆肿咏Y(jié)合 ,也不會移動 ,并且是從高濃度向低濃度運(yùn)輸 ,所以運(yùn)輸時(shí)不消耗能量。 46. 脅迫門控通道 (stretchgated channel) 這種通道的打開受一種力的作用，聽覺 毛狀細(xì)胞的離子通道就是一個(gè)極好的例子。但與酶不同的是 : 載體蛋白不對轉(zhuǎn)運(yùn)分子作任何共價(jià)修飾。 AQP1 是由四個(gè)相同的亞基構(gòu)成 ,每個(gè)亞基的相對分子質(zhì)量為 28kDa,每個(gè)亞基有六個(gè)跨膜結(jié)構(gòu)域 ,在跨膜結(jié)構(gòu)域 2 與 5 與 6 之間有一個(gè)環(huán)狀結(jié)構(gòu) ,是水通過的通道。 ③ F 型泵 (Ftype pump),或稱 F 型 ATPase。 Na+ 和葡萄糖分別與載體結(jié)合后 , 載體蛋白借助 Na+/K+泵運(yùn)輸時(shí)建立的電位梯度 , 將 Na+ 與葡萄糖 (或氨基酸 )同時(shí)運(yùn)輸?shù)郊?xì)胞內(nèi)。 4. 細(xì)胞環(huán)境與互作 1. 細(xì)胞表面 (cell surface) 細(xì)胞表面是一個(gè)具有復(fù)雜結(jié)構(gòu)的多功能體系。糖蛋白和糖脂的寡糖側(cè)鏈所含糖基的數(shù)量少于 15,但由。動、植物細(xì)胞間的連接結(jié)構(gòu)、細(xì)菌與植物細(xì)胞的細(xì)胞壁以及表面的特化的結(jié)構(gòu) , 如鞭毛等都可看成是表面結(jié)構(gòu)的組成部分。 由于協(xié)同運(yùn)輸能夠同時(shí)轉(zhuǎn)運(yùn)兩種物質(zhì) ,如果兩種物質(zhì)向同一方向運(yùn)輸 ,則稱為同向 (synport),例如葡萄糖和 Na+的偶聯(lián)運(yùn)輸 ,它是由 Na+離子梯度驅(qū)動的。 F 型泵工作時(shí)不會消耗 ATP, 而是將 ADP 轉(zhuǎn)化成 ATP, 但是它們在一定的條件下也會具有 ATPase 的活性。 AQP1 對水的通透性受氯化汞的可逆性抑制 ,對汞的敏感位點(diǎn)是結(jié)構(gòu)域 5 與 6之間的 189 位的半胱氨酸。在動物和植物細(xì)胞中已經(jīng)發(fā)現(xiàn)有幾種不同的水通道蛋白。 47. 載體蛋白 (carrier protein) 載體蛋白需要同被運(yùn)輸?shù)碾x子和分子結(jié)合 ,然后通過自身的構(gòu)型變化或移動完成物質(zhì)運(yùn)輸?shù)哪さ鞍?。在很多情況下 , 門通道有其自 己的關(guān)閉機(jī)制 , 它能快速地自發(fā)關(guān)閉。 ④ 與簡單擴(kuò)散不同 ,運(yùn)輸?shù)鞍椎拇龠M(jìn)擴(kuò)散作用也會受到各 種抑制。 簡單擴(kuò)散的限制因素是物質(zhì)的脂溶性、分子大小和帶電性。 39. 擴(kuò)散 (diffusion) 是指物質(zhì)沿著濃度梯度從半透性膜濃度高的一側(cè)向低濃度一側(cè)移動的過程，通常把這種過程稱為簡單擴(kuò)散。大多數(shù)離子載體是細(xì)菌產(chǎn)生的抗生素 ,它們能夠殺死某些微生物 ,其作用機(jī)制就是提高了靶細(xì)胞膜通透性 ,使得靶細(xì)胞無法維持細(xì)胞內(nèi)離子的正常濃度梯度而死亡 ,所以離子載體并非是自然狀態(tài)下存在于膜中的運(yùn)輸?shù)鞍?,而是人工用來研究膜運(yùn)輸?shù)鞍椎囊粋€(gè)概念。 33. 胞內(nèi)運(yùn)輸 (intracellular transport) 是真核生物細(xì)胞內(nèi)膜結(jié)合細(xì)胞器與細(xì)胞內(nèi)環(huán)境進(jìn)行的物質(zhì)交換。其次 ,它不能證明膜蛋白在移動時(shí)是否受局部條件的限制。也可用特異性的探針 ,如熒光抗體 ,標(biāo)記特異的膜蛋白。這樣 , 在小鼠淋巴細(xì)胞的細(xì)胞質(zhì)膜表面形成“兔抗小鼠抗體分子 小鼠膜結(jié)合抗體”的斑。這種過程不需要 ATP。磷脂發(fā)生翻轉(zhuǎn)運(yùn)動時(shí) ,磷脂的親水頭部基團(tuán)必須克服內(nèi)部疏水區(qū)的阻力 ,這在熱力學(xué)上是不利的。在生理?xiàng)l件下 , 膜脂多呈液晶態(tài) , 溫度下降至某點(diǎn) , 則變?yōu)榫B(tài)。將組織放在液氮中快速下冷凍，然后用冰刀使樣品斷裂分割，通過金屬復(fù)形可進(jìn)行電鏡觀察。 流動相嵌模型有兩個(gè)主要特點(diǎn)。 單位膜模型是在片層結(jié)構(gòu)模型的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的另一個(gè)重要模型。 19. 片層結(jié)構(gòu)模型 (Lamella structure model) 1935