【導(dǎo)讀】生命活動的基本單位。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)。殖；細(xì)胞是遺傳的基本單位，并具有遺傳的全能性。狀的胞質(zhì)溶膠及懸浮于其中的細(xì)胞器。如植物細(xì)胞和細(xì)菌(或其它有細(xì)胞壁的細(xì)。動物細(xì)胞就相當(dāng)于原生質(zhì)體。生活史和各種生命活動規(guī)律的學(xué)科。從生命結(jié)構(gòu)層次看，細(xì)胞生物學(xué)位于分子生物。學(xué)與發(fā)育生物學(xué)之間，同它們相互銜接，互相滲透。③新細(xì)胞是由已存在的細(xì)胞分裂而來；④生物的疾病是因?yàn)槠浼?xì)胞機(jī)能失常。有細(xì)胞核和細(xì)胞膜的活物質(zhì)”。及染色體和其他細(xì)胞器的關(guān)系來研究遺傳現(xiàn)象,闡明遺傳和變異的機(jī)制。細(xì)胞受環(huán)境的影響而產(chǎn)生適應(yīng)性和運(yùn)動性的活動。生理功能,包括定性和定量分析。線粒體是細(xì)胞氧化中心。的機(jī)理、癌的發(fā)生等。別指蛋白質(zhì)中這樣的區(qū)域。裝方式,DNA和RNA的分子組裝就屬于此類。是蛋白復(fù)合體,主要成份是引物酶和DNA解旋酶,有小分子的核RNA和蛋白質(zhì)組成。這類細(xì)胞主要特征是沒有明。因之有人認(rèn)為古細(xì)菌代表由

　　

【正文】 細(xì)胞運(yùn)輸 (transcellular transport) 這種運(yùn)輸不僅僅是物質(zhì)進(jìn) 出細(xì)胞 ,而是從細(xì)胞的一側(cè)進(jìn)入 ,從另一側(cè)出去 ,實(shí)際上是穿越細(xì)胞的運(yùn)輸。在多細(xì)胞生物中 ,整個(gè)細(xì)胞層作為半滲透性的障礙，而不僅僅是細(xì)胞質(zhì)膜。如植物的根部細(xì)胞負(fù)責(zé)吸收水份和礦物鹽 , 然后將它們運(yùn)輸?shù)狡渌M織即是這種運(yùn)輸。 35. 膜運(yùn)輸?shù)鞍?(membrane transport protein) 膜運(yùn)輸?shù)鞍资悄ふ系鞍?, 或是大的跨膜分子復(fù)合物 , 功能是參與被動運(yùn)輸 (促進(jìn)擴(kuò)散 )或主動運(yùn)輸(運(yùn)輸泵 )。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)。 36. 離子載體 (ionophore) 離子載體是一些能夠極大提高膜對某些離子通透性的載體分子。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。根據(jù)改變離子通透性的機(jī)制不同 ,將離子載體分為兩種類型 :通道形成離子載體 (channelforming ionophore)和離子運(yùn)載的離子載 體 (ioncarrying ionophore)。 37. 短桿菌肽 A(gramicidin A) 是一種由 15 個(gè)氨基酸組成的線性肽 ,其中 8 個(gè)是L氨基酸 ,7個(gè)是 D氨基酸 , 它具有疏水的側(cè)鏈 , 兩個(gè)分子在一起形成跨膜的通道 , 所以是一種形成通道的離子載體，它能夠有選擇地將單價(jià)陽離子順電化學(xué)梯度通過膜，不過它并不顯著提高運(yùn)輸速度。可被短桿菌肽 A 離子通道運(yùn)輸?shù)年栯x子有∶H+ 〉 NH4+〉 K+ 〉 Na+ 〉 Li+。 38. 纈氨霉素 (valinomycin) 是一種由 12 個(gè)氨基酸組成的環(huán)形小肽，它是一 種脂溶性的抗生素。將纈氨霉素插入脂質(zhì)體后，通過環(huán)的疏水面與脂雙層相連 , 極性的內(nèi)部能精確地固定 K+。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)。纈氨酶素可使 K+的擴(kuò)散速率提高 100， 000倍，但是它不能有效地提高 Na+的擴(kuò)散速度。 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。這種移動方式是單個(gè)分子的隨機(jī)運(yùn)動，無論開始的濃度有多高，擴(kuò)散的結(jié)果是兩邊的濃度達(dá)到平衡。雖然這種移動不需要消耗能量，主要 是依靠擴(kuò)散物質(zhì)自身的力量，但從熱力學(xué)考慮，它利用的是自由能。如果改變膜兩側(cè)的條件，如加熱或加壓，就有可能改變物質(zhì)的流動方向，其原因就是改變了自由能。所以，擴(kuò)散是物質(zhì)從自由能高的一側(cè)向自由能低的一側(cè)流動。 (osmosis) 是指水分子以及溶劑通過半透性膜的擴(kuò)散。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。 41. 簡單擴(kuò)散 (simple diffusion) 簡單擴(kuò)散是被動運(yùn)輸?shù)幕痉绞?,不需要膜蛋白的幫助 ,也不消耗 ATP,而只靠膜兩側(cè)保持一定的濃度差 ,通過擴(kuò)散發(fā)生的物質(zhì)運(yùn)輸。 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。 一般說來 , 氣體分子（如 O CO N2）、小的不帶電的極性分子（如尿素、乙醇）、脂溶性的分子等易通過質(zhì)膜，大的不帶電的極性分子（如葡萄糖）和各種帶電的極性分子都難以通過質(zhì)膜。 42. 促進(jìn)擴(kuò)散 (facilitated diffusion) 促進(jìn)擴(kuò)散又稱易化擴(kuò)散、協(xié)助擴(kuò)散，或幫助擴(kuò)散。是指非脂溶性物質(zhì)或親水性物質(zhì) , 如氨基酸、糖和金屬離子等借助細(xì)胞膜上的膜蛋白的幫助順濃度梯度或順電化學(xué)濃度梯度 , 不消耗 ATP 進(jìn)入膜內(nèi)的一種運(yùn)輸方式。 促進(jìn)擴(kuò)散同簡單擴(kuò)散相比，具有以下一些特點(diǎn)∶ ① 促進(jìn)擴(kuò)散需要膜蛋白的幫助 ,并且比簡單擴(kuò)散的速度要快幾個(gè)數(shù)量級。 ② 簡單擴(kuò)散的速率與溶質(zhì)的濃度成正比，而膜蛋白幫助的促進(jìn)擴(kuò)散可以達(dá)到最大值 , 當(dāng)溶質(zhì)的跨膜濃度差達(dá)到一定程度時(shí) ,促進(jìn)擴(kuò)散的速度不再提高。 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。如運(yùn)輸?shù)鞍啄軌驇椭咸烟强焖龠\(yùn)輸 ,但不幫助與葡萄糖結(jié)構(gòu)類似的糖類運(yùn)輸。 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。膜運(yùn)輸?shù)鞍椎倪\(yùn)輸作用也會受到類似于酶的競爭性抑制 ,以及蛋白質(zhì)變性劑的抑制作用。 43. 通道蛋白 (channel protein) 通道蛋白是一類橫跨質(zhì)膜 ,能使適宜大小的分子及帶電荷的分子通過簡單的自由擴(kuò)散運(yùn)動 , 從質(zhì)膜的一側(cè)轉(zhuǎn)運(yùn)到另一側(cè)。通道蛋白可以是單體蛋白 ,也可以是多亞基組成的蛋白 ,它們都是通過疏水的氨基酸鏈進(jìn)行重排 ,形成水性通道。通道蛋白本身并不直接與小的帶電荷的分子相互作用 , 這些小的帶電荷的分子可以自由的擴(kuò)散通過由脂雙層中膜蛋白帶電荷的親水區(qū)所形成的水性通道。通道蛋白的運(yùn)輸作用具有選擇性 ,所以在細(xì)胞膜中有各種不同的通道蛋白。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。 44. 電位 門控通道 (voltagegated channels) 這類通道的構(gòu)型變化依據(jù)細(xì)胞內(nèi)外帶電離子的狀態(tài)，主要是通過膜電位的變化使其構(gòu)型發(fā)生改變 , 從而將“門”打開。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。開放往往只有幾毫秒時(shí)間。在這短暫瞬息時(shí)間里 ,一些離子、代謝物或其它溶質(zhì)順著濃度梯度自由擴(kuò)散通過細(xì)胞膜。 電位 門控通道在神經(jīng)細(xì)胞的信號傳導(dǎo)中起主要作用 , 電位 門控通道也存在于其他的一些細(xì)胞 ,包括肌細(xì)胞、卵細(xì)胞、原生動物和植物細(xì)胞。 45. 配體 門控通道 (ligand gated channel) 這類通道在其細(xì)胞內(nèi)或外的特定配體（ ligand）與膜受體結(jié)合時(shí)發(fā)生反應(yīng) , 引起門通道蛋白的一種成分發(fā)生構(gòu)型變化 , 結(jié)果使“門”打開。因此這類通道被稱為配體 門控通道，它分為細(xì)胞內(nèi)配體和細(xì)胞外配體兩種類型。 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。聲音的振動推開協(xié)迫門控通道，允許離子進(jìn)入毛狀細(xì)胞，這樣建立起一種電信號，并且從毛狀細(xì)胞傳遞到聽覺神經(jīng)，然后傳遞到腦。 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)哪さ鞍住］d體蛋白促進(jìn)擴(kuò)散時(shí)同樣具有高度的特異性 ,其上有結(jié)合點(diǎn) ,只能與某一種物質(zhì)進(jìn)行暫時(shí)性、可逆的結(jié)合和分離。而且 ,一個(gè)特定的載體只運(yùn)輸一種類型的化學(xué)物質(zhì) , 甚至一種分子或離子。 載體蛋白既參與被動的物質(zhì)運(yùn)輸，也參與主動的物質(zhì) 運(yùn)輸。由載體蛋白進(jìn)行的被動物質(zhì)運(yùn)輸 , 不需要ATP 提供能量。載體蛋白對物質(zhì)的轉(zhuǎn)運(yùn)過程具有類似于酶與底物作用的動力學(xué)曲線、可被類似物競爭性抑制、具有競爭性抑制等酶的特性。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。 48. 水通道蛋白 (aquaporin) 一種水的分子通道。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。在動物細(xì)胞中已經(jīng)鑒定了水通道蛋白家族中的六個(gè)成員 ,在植物中發(fā)現(xiàn)了具有類似功能的蛋白質(zhì)。膜的水通道蛋白 AQP1是 1988年發(fā)現(xiàn)的 ,開始將這種蛋白稱為通道形成整合蛋白 (CHIP),是人的紅細(xì)胞膜的一種主要蛋白。它可以使紅細(xì)胞快速膨脹和收縮以適應(yīng)細(xì)胞間滲透性的變化。 AQP1 蛋白也存在于其他組織的細(xì)胞中。 AQP1 及它的同系物能夠讓水自由通過 (不必結(jié)合 ),但是不允許離子或是其他的小分子 (包括蛋白質(zhì) )通過。 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。另外 ,AQP1 的氨基端和羧基端的氨基酸序列是嚴(yán)格對稱的 ,因此 ,同源跨膜區(qū) (1,2, 3,6)在質(zhì)膜的脂雙層中的方向相反。 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。其他幾種 AQP1 與腎功能有關(guān)。 49. 運(yùn)輸 ATPase(transport ATPase) 能夠水解 ATP,并利用 ATP 水解釋放出的能量驅(qū)動物質(zhì)跨膜運(yùn)輸?shù)倪\(yùn)輸?shù)鞍追Q為運(yùn)輸 ATPase, 由于它們能夠進(jìn)行逆濃度梯度運(yùn)輸 , 所以有稱為泵。共有四種類型的運(yùn)輸 ATPase: ① P 型離子泵 (Ptype ion pump),或稱 P 型ATPase 。此類運(yùn)輸泵運(yùn)輸時(shí)需要磷酸化 (P 是phosphorylation 的縮寫 ),包括 Na+K+泵、 Ca2+離子泵。 ② V型泵 (Vtype pump),或稱 V型 ATPase,主要位于小泡的膜上 ( V代表 vacuole 或 vesicle), 如溶酶體膜中的 H+泵 , 運(yùn)輸時(shí)需要 ATP 供能 , 但不需要磷酸化。 ③ F 型泵 (Ftype pump),或稱 F 型 ATPase。這種泵主要存在于細(xì)菌質(zhì)膜、線粒體膜和葉綠體的膜中 , 它們在能量轉(zhuǎn)換中起重要作用 , 是氧化磷酸化或光合磷酸化偶聯(lián)因子 (F 即 fector 的縮寫 )。 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。 ④ ABC 運(yùn) 輸 蛋 白 (ATPbinding cassettle transportor), 這是一大類以 ATP 供能的運(yùn)輸?shù)鞍?, 已發(fā)現(xiàn)了 100多種 , 存在范圍很廣 ,包括細(xì)菌和人。 50. 協(xié)同運(yùn)輸 (cotransport) 協(xié)同運(yùn)輸又稱偶聯(lián)主動運(yùn)輸 ,它不直接消耗 ATP，但要間接利用自由能 ,并且也是逆濃度梯度的運(yùn)輸。運(yùn)輸時(shí)需要先建立電化學(xué)梯度，在動物細(xì)胞主要是靠鈉泵，在植物細(xì)胞則是由 H+泵建立的 H＋質(zhì)子梯度。 動物細(xì)胞中，質(zhì)膜上的鈉泵和載體協(xié)作完成葡萄糖、氨基酸等的逆濃度梯度的協(xié)同運(yùn)輸。 運(yùn)輸?shù)臋C(jī)理是 : 載體蛋白有兩個(gè)結(jié)合位點(diǎn) , 可分別與細(xì)胞外的 Na+、糖 (氨基酸 )等結(jié)合。 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)。在細(xì)胞內(nèi)釋放的 Na+又被 Na+/K+泵泵出細(xì)胞外維持 Na+離子的電位梯度。 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。如果同時(shí)轉(zhuǎn)運(yùn)的兩種物質(zhì)是相反的方向 ,則稱為異向 (antiport),如心肌細(xì)胞中 Na+與 Ca2+的交換 ,也是由 Na+離子梯度驅(qū)動的。 51. 磷酸化運(yùn)輸 (phosphorylating transport) 該運(yùn)輸方式最早發(fā)現(xiàn)于細(xì)菌中，后在動物細(xì)胞中也發(fā)現(xiàn)有類似的跨膜運(yùn)輸方式，又稱為基團(tuán)轉(zhuǎn)運(yùn)。其 機(jī)理是通過對被轉(zhuǎn)運(yùn)到細(xì)胞內(nèi)的分子進(jìn)行共價(jià)修飾（主要是進(jìn)行磷酸化）使其在細(xì)胞中始終維持“較低”的濃度 , 從而保證這種物質(zhì)不斷地沿濃度梯度從細(xì)胞外向細(xì)胞內(nèi)轉(zhuǎn)運(yùn)。在這種運(yùn)輸系統(tǒng)中，涉及幾種酶和一個(gè)被稱為 HPr 小分子蛋白；被轉(zhuǎn)移的基團(tuán)是磷酸烯醇式丙酮酸的高能磷酸鍵上的磷酸基團(tuán)，運(yùn)輸中所需要 的能量則由磷酸烯醇式丙酮酸的高能磷酸鍵提供。在細(xì)菌細(xì)胞中，這種運(yùn)輸作用主要是進(jìn)行一些糖的運(yùn)輸，如乳糖、葡萄糖、甘露醇等。 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。在結(jié)構(gòu)上包括細(xì)胞被 (cell coat)和細(xì)胞質(zhì)膜。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。 在功能上 ,細(xì)胞表面是細(xì)胞質(zhì)膜功能的擴(kuò)展 ,它保護(hù)細(xì)胞 ,使細(xì)胞有一個(gè)相對穩(wěn)定的內(nèi)環(huán)境；負(fù)責(zé)細(xì)胞內(nèi)外的物質(zhì)交換和能量交換 ,并通過表面結(jié)構(gòu)進(jìn)行細(xì)胞識別、信息的接收和傳遞、進(jìn)行細(xì)胞運(yùn)動 , 以及維護(hù)細(xì)胞的各種形態(tài) ,并且與免疫、癌變都有十分密切的關(guān)系。 2. 細(xì)胞被 (cell coat) 由碳水化合物形成的覆蓋在細(xì)胞質(zhì)膜表面的保護(hù)層，稱為細(xì)胞被 , 由于這層結(jié)構(gòu)的主要成份是糖 ,所以又稱為糖萼 (glycocalyx),或多糖包被。糖被通常含有由細(xì)胞分泌出來的細(xì)胞外基質(zhì)，厚約 5nm，其中的糖類是與質(zhì)膜的蛋白質(zhì)分子、脂類分子共價(jià)結(jié)合形成糖蛋白和糖脂分子。 糖被通常含有兩種主要的成份 : 糖蛋白和蛋白聚糖。它們都是在細(xì)胞內(nèi)合成 ,最后分泌出來并附著到細(xì)胞質(zhì)膜上。糖蛋白和糖脂的寡糖側(cè)鏈所含糖基的數(shù)量少于 15,