绪章细胞生物学概论

本章主要讲细胞 与细胞生物学的定义和研究内容，以及细胞生物学的发展简史

●0.1细胞生物学说课

细胞生物学（cell biology）是在显微、亚显微和分子水平三个层次上，研究细胞的结构、功能和各种生命规律的一门科学。在我国基础学科发展规划中，细胞生物学与分子生物学、神经生物学和生态学并列为生命科学的四大基础学科。
从研究内容看细胞生物学的发展可分为三个层次，即：显微水平、超微水平和分子水平。
从时间纵轴看细胞生物学的历史大致可以划分为四个主要阶段：
第一阶段：从16世纪后期到19世纪30年代，是细胞发现和细胞知识的积累阶段。通过对大量动植物的观察，人们逐渐意识到不同的生物都是由形形色色的细胞构成的。
第二阶段：从19世纪30年代到20世纪初期，细胞学说形成后，开辟了一个新的研究领域，在显微水平研究细胞的结构与功能是这一时期的主要特点。形态学、胚胎学和染色体知识的积累，使人们认识了细胞在生命活动中的重要作用。1893年Hertwig的专著《细胞与组织》（Die Zelle und die Gewebe）出版，标志着细胞学的诞生。其后1896年哥伦比亚大学Wilson编著的The Cell in Development and Heredity、1920年墨尔本大学Agar编著的Cytology 都是这一领域最早的教科书。
第三阶段：从20世纪30年代到70年代，电子显微镜技术出现后，把细胞学带入了第三大发展时期，这短短40年间不仅发现了细胞的各类超微结构，而且也认识了细胞膜、线粒体、叶绿体等不同结构的功能，使细胞学发展为细胞生物学。De Robertis等人1924出版的普通细胞学（General Cytology）在1965年第四版的时候定名为细胞生物学（Cell Biology），这是最早的细胞生物学教材之一。
第四阶段：从20世纪70年代基因重组技术的出现到当前，细胞生物学与分子生物学的结合愈来愈紧密，研究细胞的分子结构及其在生命活动中的作用成为主要任务，基因调控、信号转导、肿瘤生物学、细胞分化和凋亡是当代的研究热点。

●0.2细胞的发现和细胞学说的建立

1665年，英国人罗伯特·胡克用自己制造的显微镜观察软木片，发现有许多小孔，状如蜂窝，他便称之为细胞（细胞的英文名cell，原意是小房间）。现在知道，胡克在软木组织中看到的仅仅是死细胞的细胞壁。最早观察活细胞是荷兰布商列文虎克。1831年，罗伯特·布朗从兰科植物的叶片表皮细胞中发现了细胞核。1835年，有人在低等动物根足虫和多孔虫的细胞中发现细胞的内含物-细胞质。这样，细胞基本结构和形态逐渐为人所知。
细胞学说是1838- 1839年间由德国植物学家施莱登 (Matthias Jakob Schleiden) 和动物学家施旺(Theodor Schwann) 最早提出，明确了细胞是动植物结构和生命活动的基本单位，直到1858年，德国魏尔肖提出细胞通过分裂产生新细胞的观点，才较完善。
细胞学说是关于生物有机体组成的学说，论证了整个生物界在结构上的统一性，以及在进化上的共同起源。这一学说的建立推动了生物学的发展，并为辩证唯物论提供了重要的自然科学依据。革命导师恩格斯曾把细胞学说与能量守恒和转换定律、达尔文的自然选择学说等并誉为19 世纪最重大的自然科学发现之一。
本知识点学习中可拓展学习的内容非常多，每一位科学家都是有故事的人，大家可以自主检索学习，丰富自己在生物史方面的知识。
另外，细胞的发现和细胞学说的提出离不开显微镜技术的发展，大家可以把显微镜的应用现状综合一下，在线下课上可以分组交流。

第一章细胞膜与物质的穿膜运输

本章内容：
（一）细胞膜 (cell membrane)、单位膜 (unit membrane) 与生物膜的概念和功能。 
（二）生物膜的化学组成：膜脂 (membrane lipid) 的类型；膜蛋白的类型；生物膜的糖类、细胞表面的糖类。
（三）膜的流动性 (fluidity)：膜脂的分子运动、膜脂的流动性、膜蛋白在膜内的侧向运动；膜不对称性 (asymmetry)：膜脂的不对称性、膜蛋白的不对称性。
（四）生物膜的分子结构模型：片层结构模型；单位膜模型；流动镶嵌模型(fluid mosaic model)；晶格镶嵌模型；板块模型（block model)；脂筏模型。
（五）小分子物质的跨膜运输：膜的选择通透性和单纯扩散 (simple diffusion)、膜运输蛋白 (membrane transport protein)、载体蛋白 (carrier protein) 介导的主动运输 (active transport) 和葡萄糖载体蛋白 (glucose carrier protein)、通道蛋白 (channel protein) 介导的运输。
（六）大分子和颗粒物质的跨膜运输
（七）细胞表面：质膜的特化结构和功能、细胞连接 (cell junction)、紧密连接 (tight junction)、桥粒 (desmosome)、缝隙连接 (gap junction)。
（八）细胞膜与疾病：膜流动性异常、膜转运系统异常、膜受体异常、细胞膜与肿瘤

●1.1细胞膜的组成

细胞膜在电镜下呈现暗明暗三层结构 。细胞膜由脂类、蛋白质、糖组成。组成生物膜的脂类由磷脂、胆固醇、糖脂，分子结构共同特点是双亲性分子，头部溶于水，尾部溶入脂。其中磷脂的亲水性头部是磷脂酰碱基 疏水尾部是两条脂肪酸链，磷脂头部朝向水溶液排列在内外表面，尾部相对排在内侧，排列成脂双分子层，构成膜的主体结构 。胆固醇极性头部是羟基，尾部是脂肪酸链，类固醇环把头部尾部连接起来，分布于磷脂分子中，极性头部紧靠磷脂的极性头部，类固醇环固定于磷脂的烃链上。作用：可调节膜的流动性，加强膜的稳定性。糖脂分布分布在膜的非胞质面。是某些大分子的受体，与细胞识别、信号传导有关。蛋白质分为内在膜蛋白和外在膜蛋白：内在膜蛋白是插入或穿过脂双层，与膜结合非常紧密。外在膜蛋白：与脂类分子的极性头部或通过内在蛋白间接与膜连接。膜蛋白是膜特定功能的主要承担者和执行者。糖类要么与脂类结合形成糖脂，要么与蛋白质结合形成糖蛋白。糖类只分布在膜的非胞质侧。
本节拓展内容：细胞膜的发现过程；与细胞膜有关的疾病。

●1.2细胞膜的结构模型

1935年提出了第一个细胞膜的分子模型：片层结构模型，又叫三明治式模型。片层学说认为，细胞膜上的脂质，平行排列并垂直于膜表面，非极性端相对，极性端向外。在脂双层内外表面各附有一层球形蛋白质。
1959年，J.D.Robertson（罗伯森）通过透射电镜观察到细胞外层的细胞膜呈“暗-明-暗”三层结构，细胞膜的中间是厚约3.5nm的双层脂分子亮带，而内表面和外表面是厚约2nm的蛋白质暗带，总厚约7.5nm，并以此提出“单位膜”模型。该模型认为：磷脂双分子层构成细胞膜的主体，非极性端相对，极性端向外。双层脂质，内外表面，各有一层β折叠的蛋白质分子。
1972年S. J. Singer（辛格）和 G. Nicolson（尼科尔斯）提出“流动镶嵌模型”，该模型的内容要点概括为：
1. 膜中脂双层构成膜的连贯主体，它既具有晶体分子排列的有序性，又具有液体的流动性。
2.细胞膜上的蛋白质分子以不同形式与脂双层分子结合，分为内在膜蛋白和外在膜蛋白。
流动镶嵌模型强调了膜的流动性、不对称性，可以解释膜功能的复杂性。然而该模型也存在不足之处：它忽视了细胞膜上蛋白质分子对脂质分子流动性的控制，忽视了细胞膜各部分流动性的不均一性。因此科学家分别在1975年和1977年提出晶格镶嵌模型和板块相嵌模型，对流动镶嵌模型进行补充，来弥补这些不足。
1988年Simon（西蒙）又提出脂筏模型：该模型认为，在细胞膜上，胆固醇和鞘磷脂富集的区域，形成相对有序的脂相，如同脂筏一样，载着各种蛋白，是一种动态结构，介于无序液体与液晶之间，称为有序液体，是蛋白质停泊的平台。
本节拓展内容：以上介绍了模型的优缺点；怎样利用细胞膜的结构治疗疾病。

●1.3钠钾泵

钠钾泵是细胞膜上的蛋白质，由大、小两个亚基组成，其中大亚基为多次穿膜的跨膜蛋白，小亚基为一糖蛋白，大亚基上有1个ATP结合位点、3个Na+结合位点、2个K+结点和1个ouabain(乌本苷，能抑制ATP酶，如果乌本苷结合到大亚基，钠钾泵就不能工作了)结合位。钠钾泵工作：首先3个Na+与钠钾泵的大亚基结合，ATP水解变为ADP提供能量，大亚基磷酸化，3个Na+释放至膜外，大亚基构象改变，2个K+ 大亚基结合并发生去磷酸化，大亚基构象再次变化，2个K＋释放至膜内。钠钾泵每工作一次，消耗1分子ATP，泵出3个Na+，泵入2个K+ 。
本节拓展内容：用钠钾泵的原理一些疾病的发生，如高血压、白内障、癫痫、偏头痛的原因。

●1.4大分子和颗粒物质的膜泡运输

何为膜泡运输呢？大分子和颗粒性物质被运输时并不直接穿过细胞膜，都是由膜包围形成膜泡，通过一系列膜泡的形成和融合来完成转运过程。膜泡运输物质分为胞吞和胞吐。本节重点介绍胞吞中LDL是如何由血液进入细胞并被细胞利。
首先LDL和细胞膜上的LDL受体识别结合，衔接蛋白结合网格蛋白并识别特异受体尾段的内吞信号，在这两种蛋白作用下 ，细胞膜向内凹陷，形成有被小窝。细胞膜继续向内凹陷，最后在发动蛋白的作用下，细胞膜收缩形成有被小泡。有被小泡在运输的过程中脱衣被形成无被小泡。无被小泡与内体融合，内体是酸性环境，在这种环境下，受体和配体分开，含有受体的膜泡返回质膜重新被细胞利用，含有LDL的膜泡与溶酶体结合，在溶酶体酶的作用下消化分解，变成胆固醇等被细胞利用。胆固醇进入细胞是受体介导的内吞过程，首先LDL和细胞膜上的受体识别结合，在衔接蛋白和网格蛋白作用下细胞膜向内凹陷，形成有被小窝。细胞膜继续向内凹陷形成有被小泡。有被小泡在运输的过程中脱衣被形成无被小泡。无被小泡与内体融合，受体和配体分开，含有受体的膜泡返回质膜重新被细胞利用，含有LDL的膜泡与溶酶体结合，在溶酶体酶的作用下消化分解，变成胆固醇等被细胞利用。
本节拓展学习内容：家族性高胆固醇血症的发病机制发现过程及有关的诺贝尔获奖。

●1.5胆固醇

大多数人认为：胆固醇是心血管疾病的元凶之一。也有少数人认为，说胆固醇导致心血管疾病是医疗健康领域最大的谎言。真相到底如何？
胆固醇属于动物细胞膜上脂类的一种。动物细胞没有类似植物细胞的细胞壁。但是因为胆固醇的存在，动物细胞膜具有一定的刚性，弥补了细胞壁的缺憾。
胆固醇还是合成固醇类激素，胆汁和维生素D的原料。
所以胆固醇的功能非常重要。
可是胆固醇怎么就成了心血管疾病的元凶了呢？
还要从1856年说起。德国人Rudolf Virchow提出脂类堆积在动脉壁上的说法。
1908年，俄国巴甫洛夫实验室的Alexander I. Ignatowski发现，喂养全脂奶，蛋和肉的兔子会很快患上主动脉粥样硬化。这是表明脂类和心脑血管病有关的第一个证据。
1913年，俄国人Nikolai N. Anitschkow发现，Alexander I. Ignatowski实验中饮食的关键是胆固醇。仅喂饲胆固醇的兔子很快发展出很高的血胆固醇以及动脉粥样硬化病变。然而，Nikolai N. Anitschkow的研究在当时却并没有得到应有的重视。孟德尔的遗传学沉睡了35年，而Nikolai N. Anitschkow的胆固醇理论沉睡超过60年才得到重视。
在Nikolai N. Anitschkow胆固醇理论沉睡的那些年头，有一些支持性的发现。其中最有名的是Ancel Keys的七国实验。
Ancel Keys通过对七国的流行病学调查，表明心梗和中风同血清总胆固醇水平相关。另外，高胆固醇水平和肥胖还能增加癌症患者的死亡率。
1973年，Russell Ross等在Science发文，主张动脉粥样硬化是由于血管壁损伤的炎症反应。血管壁慢性的反复的损伤导致血管内皮功能失调，血管平滑肌细胞增殖，巨噬细胞流入，以及细胞内外富含胆固醇的脂类积累，胶原基质的沉积，从而发展出动脉粥样病变。
到了1984年，国际心脏研究所（National Heart Institute）终于完成了第一个大规模，随机，双盲实验，表明降低血胆固醇可以降低冠心病的风险。
1988年，一个国际性的高血胆固醇控制指南出炉，并不断更新。2002年的第三版被广为引用，达到2.7万次。
与此同时，通过抑制胆固醇的合成降低心血管疾病也在潜滋暗长。
1976年，日本人远藤（Endo）发现了第一个他汀类小分子化合物美伐他汀（mevastat

●1.6水通道的发现

“女儿是水做的骨肉，男人是泥做的骨肉”——贾宝玉
其实贾宝玉不知道，男性的水含量（60%）比女性（50%）还要多。
孙子兵法虚实篇上说：水之形避高而趋下，兵之形避实而击虚。又说：水因地而制流，兵因敌而制胜。那么，人体的水也是避高趋下，因地制流吗？
“天之道损有余而补不足”，自然界中的水是避高而趋下的。“人之道则不然，损不足以奉有余”，生命体内的水有时能被高度特异地利用，这全赖水通道蛋白的存在。
细胞膜由脂双层构成；脂双层对水具有有限的通透性；水通道存在于某些细胞的细胞膜上，使细胞膜对水的通透性大大提高。
水通道是Peter Agre发现的，并获得了2003诺贝尔化学奖。Peter Agre在描述自己的发现时，用了个词叫做sheer blind luck，就是纯粹的运气。真的是则、这样吗？
本知识点就给大家讲述水通道发现中的偶然和必然。

第二章细胞的内膜系统与囊泡转运

本章内容：
（一）内质网 (endoplasmic reticulum, ER)：内质网的形态结构与类型、内质网的化学组成，内质网的功能，内质网的病理变化 
（二）高尔基复合体 (Golgi complex)：高尔基复合体的形态结构，高尔基复合体的化学组成，高尔基复合体的功能，高尔基复合体的病理变化 
（三）溶酶体 (lysosome)：溶酶体的形态结构和化学组成，溶酶体的类型，溶酶体的功能 
（四）过氧化物酶体 (peroxisome)：过氧化物酶体的形态结构和化学组成，过氧化物酶体的功能
（五）内膜系统与疾病的关系，内膜系统与细胞整体性

●2.1内质网

内质网是由一层单位膜构成的三维膜性细胞器，可以将细胞质基质分割成不同区域，使代谢处于相对独立的环境，从而提高了细胞代谢反应的效率。
内质网包括三种结构单位，分别是小管、小泡和扁囊。这三种结构既可以同时存在，也可以仅存在其中的一种或两种。
内质网结构的特点包括：
1、是由一层单位膜包围形成的有腔的连续的膜性细胞器。
2、在细胞内分布非常广泛，可以说是无处不在。内质网向内与细胞核膜相连续，向外与细胞膜相接触。
3、是细胞内最大的细胞结构。内质网膜面积约占到生物膜总面积的50%，而内质网体积约占到细胞总体积的10%。
4、与细胞核关系密切，内质网与细胞核的外核膜相连续，而内质网腔与细胞核的核周间隙相连通。
5、根据内质网膜上是否附有核糖体，将内质网分为粗面内质网和滑面内质网。
粗面内质网和滑面内质网在形态和功能上存在一定的区别。
在形态上，粗面内质网膜表面有核糖体附着，表面比较粗糙；而滑面内质网表面无核糖体附着，比较光滑。
在功能上，粗面内质网主要参与了蛋白质的合成、加工修饰及运输，比如人体需要的消化酶、肽类激素就是由粗面内质网合成的。滑面内质网的功能更具有多样性，包括脂类的合成，糖原的分解和解毒。生物膜的膜脂几乎都是由滑面内质网合成的；而那些来自毒品和酒精等有毒物质，在滑面内质网内通过氧化作用、结合作用或转化作用从而解毒，比如给有毒物质分子上添加一个羧基，使其溶于水从而排出体外。
本知识点的学习中可拓展学习的内容包括：（1）1945年Porter等人首先发现细胞质内存在网状结构，将其命名为内质网。（2）信号假说的提出，美国科学家Blobel为此获得了1999年的诺贝尔医学奖。

●2.2高尔基复合体

高尔基复合体是由许多扁平囊泡堆在一起形成的高度有极性的以分泌为主要功能的细胞器。
高尔基复合体有三种结构单位，分别是大囊泡、小囊泡和扁平囊。大囊泡和小囊泡都是由一层单位膜构成的，就像邮递员，执行了运输功能。中间的扁平囊是高尔基复合体的核心部位，由3-8层扁囊构成，每层扁囊都含有独特的酶，能够对蛋白质进行各种加工、修饰，而且这种加工修饰有着严格的顺序性和方向性。
高尔基复合体的扁平囊分为顺面管网、顺面膜囊、反面膜囊和反面管网。
顺面管网是位于高尔基复合体顺面的一层管网结构，他负责接收来自粗面内质网的蛋白，分选正确的蛋白质被转运至顺面膜囊，而分选不合格的蛋白如内质网驻留蛋白则退回粗面内质网。
顺面膜囊和反面膜囊是位于扁平囊中间的多层扁囊结构，每层扁囊内都含有独特的酶，蛋白质每依次经过一层扁囊，就会进行一次加工、修饰。
在顺面膜囊和反面膜囊内加工修饰完毕的成熟蛋白下一步被转运至反面管网，在这儿蛋白被高尔基复合体的膜包被，通过大囊泡被转运至溶酶体、细胞膜或释放到细胞外。
高尔基复合体的功能：
1、蛋白质的糖基化。这个过程主要分为两个阶段，首先将寡糖链连接到蛋白质的多肽链上，然后切除其中大部分的甘露糖分子，并连接上其他的糖分子如N-乙酰葡糖糖胺、半乳糖或唾液酸等。
2、蛋白质的水解作用。一些没有活性的前体蛋白被切成有活性的物质，如胰岛素的加工就发生在高尔基复合体。
3、蛋白质的分选与运输。一个典型的例子就是溶酶体水解酶的分选和运输。溶酶体水解酶前体蛋白被转运到高尔基复合体顺面管网后，会被加上一个分选信号—甘露糖-6-磷酸(M-6-P)，然后蛋白依次经过顺面膜囊、反面膜囊，来到反面管网，在这儿，通过分选信号与受体的识别结合，触发形成运输泡，运输泡最终将溶酶体水解酶蛋白运至溶酶体。
本知识点的学习中可拓展学习的内容包括：（1）1898年意大利科学家Golgi首次在神经细胞内观察到高尔基复合体。（2）高尔基复合体的极性体现。

●2.3溶酶体

溶酶体是由一层单位膜包围形成的囊泡结构，里面充满了大量的酶，能够消化分解来源于细胞内及细胞外的物质，并把这些物质降解为小分子，最终被细胞重新利用。
溶酶体腔内含有大量的酸性水解酶类，包括蛋白酶、核酸酶、酯酶、糖苷酶、磷酸酶、硫酸酯酶等。
溶酶体的膜非常重要，具有以下特点：
1、膜上有质子泵，可以将H+由胞质泵入溶酶体腔中，从而维持酸性环境。
2、膜内存在特殊的转运蛋白，可运输溶酶体消化水解的产物。
3、膜蛋白发生高度糖基化，保护膜结构不被溶酶体内蛋白酶消化分解。
4、膜含有比较多的胆固醇分子，能够增强膜的稳定性。
溶酶体根据有无底物分为初级溶酶体和次级溶酶体，其中初级溶酶体内没有底物，而次级溶酶体内有底物，这些底物既可以来源于细胞外，也可以来源于细胞内。此外，还有一种特殊的溶解酶—残质体。残质体往往是衰老的溶酶体，由于酶活性下降，导致溶酶体腔内残存大量未分解的物质，电镜下观察电子密度高，染色深。
绍溶酶体的功能：
1、消化作用，这是溶酶体最重要的功能。溶酶体可以消化来源于细胞外的物质，如细菌、病毒及LDL，从而起到防御保卫机体并为细胞提供营养物质的功能，这就是所谓的异噬作用；溶酶体也能消化细胞自身的物质，如衰老的细胞器，从而维持细胞器的动态平衡，这就是所谓的自噬作用；此外，溶酶体还可以将水解酶释放到细胞外对物质进行消化，如受精时，精子通过顶体反应释放溶酶体水解酶，消化卵母细胞周围的卵丘细胞，从而帮助精子穿卵，这就是所谓的胞外消化。
2、自溶作用。所谓的自溶作用就是指在特殊情况下，溶酶体膜破裂，水解酶被释放到细胞质，导致细胞自身被消化分解，这种现象具有特殊的生物学意义。如蝌蚪的变态发育，一开始蝌蚪有一条长长的尾巴，在变为青蛙的过程中，尾巴逐渐退化、消失，尾巴的退化、消失就与溶酶体的自溶作用密切相关。
除此以外，溶酶体还有其他的功能，比如参与机体的免疫，激素的分泌调节等。
本知识点的学习中可拓展学习的内容包括：（1）溶酶体与疾病的关系。（2）溶酶体与其它细胞器的联系。

●2.4信号假说

信号假说是由著名生物学家布洛伯尔首次提出的，假定细胞分泌出的蛋白质内含有引导细胞穿越膜的信号。他对这一过程的各个阶段做了描述，阐明信号是由类似于“条码”的特殊排列的氨基酸组成，蛋白质通过一个通路穿越细胞器。他还详细研究出这个过程中各个阶段的分子机理，证明信号假说不仅正确，而且是适用于酵母菌、植物和动物细胞的普遍规律。他还发现，类似的蛋白质内的信号控制着细胞间细胞器的蛋白质转移。在此基础上，他总结出了如何分类鉴别对应于不同细胞器的蛋白质，提出每个蛋白质内都有指明其在细胞中正确位置的信息，氨基酸顺序决定了一个蛋白质是否会穿过膜进入另一个细胞器、或者转移出细胞。
布洛伯尔，凭借“地址签”成为1999年度诺贝尔生理学或医学奖得主。出生于德国沃尔特斯奥尔夫市，60年代前往美国，在美国威斯康星·麦迪逊大学从事癌症研究并获博士学位，毕业后在纽约市洛克菲勒大学细胞生物学实验室从事生物研究。
该知识点主要是梳理信号肽、信号识别颗粒、信号识别颗粒受体、内质网膜上的停泊蛋白和信号肽酶之间的关系。

●2.5蛋白质的分选与运输

蛋白质的分选与运输

蛋白质分选（protein sorting）：依靠蛋白质自身信号序列，从蛋白质起始合成部位转运到其功能发挥部位的过程。蛋白质分选不仅保证了蛋白质的正确定位，也保证了蛋白质的生物学活性。
代表性的蛋白质分选过程可以分泌蛋白、溶酶体酶的分选为例加以分析，可结合信号假说、内质网和高尔基复合体的功能和膜泡运输来梳理蛋白质的分选地图。

●2.6膜泡运输

细胞内部内膜系统各个部分之间的物质传递常常通过膜泡运输方式进行。如从内质网到高尔基体；高尔基体到溶酶体；细胞分泌物的外排，都要通过过渡性小泡进行转运。
细胞内的膜泡运输中可见三类有被小泡：COPI、COPII和网格蛋白包被的有被小泡，其中COPI负责从高尔基复合体到内质网的物质运输，COPII与其运输方向相反。网格蛋白现已证明可见于从高尔基复合体到溶酶体的分选和受体介导的胞吞作用。
膜泡运输是一种高度有组织的定向运输，各类运输泡之所以能够被准确地运到靶细胞器，主要是因为细胞器的胞质面具有特殊的膜标志蛋白。许多膜标志蛋白存在于不止一种细胞器，可见不同的膜标志蛋白组合，决定膜的表面识别特征。
胞内膜泡运输沿微管或微丝运行，动力来自马达蛋白（motor proteins），与膜泡运输有关的马达蛋白有3类。

第三章线粒体

本章内容：
（一）线粒体 (mitochondrion) 的生物学特征：线粒体的结构，线粒体的化学组成。
（二）线粒体的半自主性：线粒体基因组，核编码蛋白质的线粒体转运。
（三）线粒体的功能：细胞呼吸 (cellular respiration) 与能量分子 (ATP)；细胞的能量转换：糖酵解 (glycolysis)、三羧酸循环 (tricarboxylic acid cycle,TAC)、氧化磷酸化 (oxidative phosphorylation)，ATP 的合成。
（四）线粒体的能量转换与医学的关系。
（五）线粒体的生物发生：内共生假说和非共生假说。

●3.1线粒体的半自主性

线粒体和叶绿体中有DNA和RNA、核糖体、氨基酸、活化酶等。这两种细胞器均有自我繁殖所必需的基本组分，具有独立进行转录和转译的功能。
迄今为止，已知线粒体基因组仅能编码约13种线粒体膜和基质蛋白并在线粒体核糖体上合成；线粒体和叶绿体的绝大多数蛋白质是由核基因编码，在细胞质核糖体上合成，然后转移至线粒体或叶绿体内。这些蛋白质与线粒体或叶绿体DNA编码的蛋白质协同作用，可以说，细胞核与发育成熟的线粒体和叶绿体之间存在着密切的、精确的、严格调控的生物学机制。在二者协同作用的关系中，细胞核的功能更重要，一方面它提供了绝大部分遗传信息；另一方面它具有关键的控制功能。
也就是说，线粒体和叶绿体的自主程度是有限的，而对核遗传系统有很大的依赖性。因此，线粒体和叶绿体的生长和增殖是受核基因组及其自身的基因组两套遗传系统的控制，所以称为半自主性细胞器。
半自主性细胞器（semiautomous organelle）的概念：自身含有遗传表达系统（自主性）；但编码的遗传信息十分有限，其RNA转录、蛋白质翻译、自身构建和功能发挥等必须依赖核基因组编码的遗传信息（自主性有限）。叶绿体和线粒体都属于半自主性细胞器。

●3.2核编码蛋白质的线粒体转运

线粒体是细胞内蛋白质含量最多的细胞器之一，构成线粒体的蛋白主要是核基因编码的，少量是由线粒体基因编码的，无论是核基因还是线粒体基因编码的蛋白质都要转运定位到线粒体。
线粒体是由两层膜套叠而成的封闭性膜囊结构，所以由细胞质核糖体合成的蛋白质如果转运到线粒体基质必须穿过两层膜障碍，线粒体基质蛋白由核基因编码，在胞质游离核糖体合成，并通过导肽（leader peptide）引导转运进线粒体，转运过程相对复杂。
本知识点的学习中建议关注核编码线粒体蛋白的转运信号和转运过程中蛋白质发生的解折叠和重新折叠的结构变化，可总结核编码蛋白线粒体转运的过程及其特点。过程中出现的分子伴侣蛋白是细胞社会中一个相对庞大的家族，可作为拓展学习。
需注意核编码蛋白质的线粒体转运可属于细胞内蛋白质分选的部分，对本知识点的学习有助于建立完善细胞内蛋白质分选地图。

第四章核糖体

本章内容：
（一）核糖体 (ribosome) 的基本结构：核糖体的种类、分布及形态；核糖体的化学组成；核糖体的聚合与解离。
（二）核糖体的结构与功能。

●4.1核糖体

核糖体也被称为核糖核蛋白颗粒，电镜下观察呈高电子密度的圆形或椭圆形致密小颗粒，跟中心体、核仁和细胞骨架一样，他们都属于非膜性细胞结构。
从形态上讲，核糖体由大小两个亚基组成，开始大小亚基在细胞质中游离存在，一旦与mRNA分子结合后，大小亚基就会组装在一起，启动蛋白质的合成。
核糖体根据位置的不同分为游离核糖体和附着核糖体。游离核糖体在细胞质中游离存在，而附着核糖体位于粗面内质网的表面。附着核糖体与游离核糖体形态结构和化学组成相同，功能都是进行蛋白质的合成，但合成的蛋白质不同。附着核糖体合成的蛋白质首先通过穿膜运输进入到内质网，经过简单加工修饰后，然后被转运到高尔基复合体进行进一步的加工修饰，最后通过膜泡运输到细胞质膜、溶酶体或者通过胞吐释放到细胞外。游离核糖体合成的蛋白质则被运输到细胞核、线粒体、叶绿体和过氧化物酶体，或者释放到细胞质。
在核糖体的超微结构中，有5个位点对于蛋白质的合成是至为重要的。
（1）mRNA结合位点：位于小亚基平台上，能与mRNA分子的起始密码子前一段富含嘌呤的序列结合，并使其保持单链构象。
（2）A部位和P部位：位于大亚基上，A部位也称受位，是接受氨酰基-tRNA的部位；P部位也称供位，是肽酰基-tRNA移交肽链后，tRNA释放的部位。
（3）转肽酶部位：位于大亚基，其作用是在肽链合成过程中催化氨基酸与氨基酸之间形成肽键。
（4）出口位： 又称E部位，位于大亚基上，是新生多肽链的出口位。
本知识点的学习中可拓展学习的内容：（1）为了解析核糖体的超微结构，科学家们所做的不懈努力。2009年，英国科学家V. Ramakrishnan, 美国科学家T. A. Steitz和以色列科学家Yonath因为对核糖体三维结构和功能研究做出了突出贡献而获得了诺贝尔化学奖。（2）蛋白质的合成：核糖体沿mRNA5’→3’方向阅读密码子，合成多肽链，整个过程分为起始、延伸和终止三个阶段。

第五章细胞核

本章内容：
（一）核被膜 (nuclear envelop)：外核膜 (outer nuclear membrane)、内核膜 (inner nuclear membrane)、核间隙 (perinuclear space)、核孔 (nuclear pore complex)、核纤层 (nuclear lamina)。
（二）染色质 (chromatin) 和染色体 (chromosome)：
1、染色质的化学组成及种类。
2、染色质的包装：核小体 (nucleosome)、螺线管 (solenoid)、袢环 (loop)、染色单体 (chromatid)。
3、中期染色体的形态结构特征、基因组(genome)与核型(karyotype)。
（三）核基质：核基质(nuclear matrix)的概念、核基质的形态结构和化学组成、核基质的功能。 
（四）核仁(nucleolus)：核仁的形态结构和化学组成、核仁的功能、核仁周期。
（五）核移植技术和转基因技术。
（六）细胞核与疾病。

●5.1染色体组装

染色质（chromatin）是指间期细胞核内由DNA、组蛋白、非组蛋白及少量RNA 组成的线性复合结构，是间期细胞遗传物质存在的形式。染色体(chromosome) 是细胞在有丝分裂时遗传物质存在的特定形式，是间期细胞染色质结构紧密包装的结果，是染色质的高级结构，仅在细胞分裂时才出现。染色体有种属特异性，随生物种类、细胞类型及发育阶段不同，其数量、大小和形态存在差异。实际上，两者化学组成没有差异，而包装程度即构型不同，是遗传物质在细胞周期不同阶段的不同表现形式。在真核细胞的细胞周期中，大部分时间是以染色质的形态而存在的。
1879年，W. Flemming提出了染色质(chromatin)这一术语，用以描述细胞核中能被碱性染料强烈着色的物质。1888年，Waldeyer正式提出染色体的命名。经过一个多世纪的研究，人们认识到，染色质和染色体是在细胞周期不同阶段可以相互转变的形态结构。
DNA包装成染色体需要经过三级压缩，其具体过程是：
　　1、首先组蛋白组成盘装八聚体，DNA缠绕其上，成为核小体颗粒，两个颗粒之间经过DNA连接，形成外径10nm的纤维状串珠,称为核小体串珠纤维，是为染色体一级结构。
　　2、核小体串珠纤维在酶的作用下形成每圈6个核小体，外径30nm的螺旋结构， 是为染色体二级结构。
　　3、螺旋结构再次螺旋化，形成超螺旋结构，此为3级结构
　　4、超螺线管（或者说微带），形成绊环，即线性的螺线管形成的放射状环.绊环再非组蛋白上缠绕即形成了显微镜下可见的染色体结构。
2017年Science期刊上发表的新发现挑战染色体组装经典模型：染色质纤维的直径都惊人地一致落在5-24nm范围内。并没有看到经典模型中的直径为30nm的染色质纤维和120nm 的染色质丝。这一发现改写了生物教科书中关于染色质组装的描述，为人们进一步开展染色质结构和功能研究铺平道路。
本知识点的学习中可拓展学习的内容包括：染色质与染色体的关系；染色体的组装模型。

●5.2端粒

端粒（telomere）是存在于真核细胞线状染色体末端的一小段DNA-蛋白质复合体。是真核染色体两臂末端由特定的DNA重复序列构成的结构，使正常染色体端部间不发生融合，保证每条染色体的完整性。
端粒是短的多重复的非转录序列及一些结合蛋白组成特殊结构，稳定染色体末端结构，防止染色体间末端连接，并可补偿滞后链5'末端在消除RNA引物后造成的空缺。在染色体定位、复制、保护和控制细胞生长及寿命方面具有重要作用，并与细胞凋亡、细胞转化和永生化密切相关。
当细胞分裂一次，每条染色体的端粒就会逐次变短一些，构成端粒的一部分基因约50～200个核苷酸会因多次细胞分裂而不能达到完全复制（丢失），以至细胞终止其功能不再分裂。因此，严重缩短的端粒是细胞老化的信号。
组织培养的细胞证明，端粒在决定动植物细胞的寿命中起着重要作用，经过多代培养的老化细胞端粒变短，染色体也变得不稳定。细胞分裂次数越多，其端粒磨损越多，寿命越短。 通常情况下，运动加速细胞的分裂，运动量越大，细胞分裂次数越多，因此寿命越短。所以体育运动一定要适可而止。
早在上世纪30年代， Muller和Meclintock等就已发现了端粒结构的存在。1978年，Elisabeth Blackburn首先测定四膜虫的端粒结构。端粒本身没有任何密码功能，它就像一顶高帽子置于染色体头上。在新细胞中，细胞每分裂一次，染色体顶端的端粒就缩短一次，当端粒不能再缩短时，细胞就无法继续分裂了。因此，端粒被科学家们视为“生命时钟”。 科学家由此又开始研究精子和癌细胞内的染色体端粒是如何长时间不被缩短的原因。1984年，分子生物学家Carol Greider在对单细胞生物进行研究后，发现了一种能维持端粒长度的端粒酶，并揭示了它在人体内的奇特作用：除了人类生殖细胞和部分体细胞外，端粒酶几乎对其他所有细胞不起作用，但它却能维持癌细胞端粒的长度，使其无限制扩增。在某些需要无限复制循环的细胞中，端粒的长度在每次细胞分裂后被能合成端粒的特殊性DNA聚合酶-端粒酶所保留
凭借“发现端粒和端粒酶是如何保护染色体的”这一成果，揭开了人类衰老和罹患癌症等严重疾病的奥秘的三位美国科学家（美国加利福尼亚旧金山大学的Elizabeth Blackburn、美国巴尔的摩约翰·霍普金斯医学院的Carol Greider、美国哈佛医学院的Jack Szostak）获得2009年

●5.3门控转运

门控转运(gated transport)是在细胞质基质中合成的蛋白质通过核孔复合体选择性地完成核输入或丛细胞核返回细胞质(核输出)。核孔复合体(nuclear pore complex, NPC)是核质交换的双向选择性亲水通道，是一种特殊的跨膜运输的蛋白质复合体。核孔复合体有效直径9-10nm，一些小分子、离子直径10nm以下的物质可以以被动扩散的方式自由通过。但一些生物大分子，如蛋白质，mRNA，要通过主动运输的方式进行运输，其运输具有选择性及双向性，称之为门控转运。其选择性表现在：对运输颗粒大小有限制，其功能直径大约10-20nm，甚至可达26nm，并且涉及到信号识别及载体介导的过程。双向性表现在既介导蛋白质的入核运输，又介导RNA RNP等的出核运输。大分子的蛋白质通过核孔进入细胞质中。核孔对大分子的运输是有选择性的，如mRNA分子的前体在核内产生后，只有经过加工成为mRNA并与蛋白形成复合物后才能通过。大分子凭借自身的核定位信号(Nuclear localization signal)和核孔复合体上的受体蛋白结合而实现的"主动转运"过程。核定位序列(Nuclear localization signal)——蛋白质的一个结构域，通常为一短的氨基酸序列，它能与入核载体相互作用，使蛋白能被运进细胞核。
Karyopherin是一类与核孔选择性运输有关的蛋白家族，相当于受体蛋白。其中imporin负责将蛋白从细胞质运进细胞核，exportin负责相反方向的运输。
通过核孔复合体的转运还涉及Ran蛋白，Ran是一种G蛋白，调节货物受体复合体的组装和解体，在细胞核内Ran-GTP的含量远高于细胞质。
核质蛋白向细胞核的输入可描述如下：①蛋白与NLS受体，即imporin α/β二聚体结合；②货物与受体的复合物与NPC胞质环上的纤维结合；③纤维向核弯曲，转运器构象发生改变，形成亲水通道，货物通过；④货物受体复合体与Ran-GTP结合，复合体解散，释放出货物；⑤与Ran-GTP结合的imporin β，输出细胞核，在细胞质中Ran结合的GTP水解，Ran-GDP返回细胞核重新转换为Ran-GTP；⑥imporin α在核内exportin的帮助下运回细胞质
对细胞核向细胞质的大分子输出了解较少，大多数情况下，细胞核内的RNA是与蛋白质形成RNP复合物转运出细胞核的。RN

第六章细胞分裂与细胞周期

本章内容：
（一）细胞分裂：无丝分裂 (amitosis)，有丝分裂 (mitosis)，减数分裂 (meosis)的基本概念；有丝分裂、减数分裂的分期及各期的结构特征。
（二）细胞周期(cell cycle)

●6.1细胞分裂中的断骨之痛

细胞分裂（cell division）是活细胞繁殖其种类的过程，是一个细胞分裂为两个细胞的过程。在自然界中真核细胞分裂方式包括：无丝分裂（amitosis）、有丝分裂（mitosis）及减数分裂（meiosis）。有丝分裂是真核细胞分裂的基本形式。减数分裂是在进行有性生殖的生物中导致生殖母细胞中染色体数目减半的分裂过程。它是有丝分裂的一种变形，由相继的两次分裂组成。
有丝分裂是一个复杂而精确调控的过程，涉及到细胞形态的变化：核膜破裂、染色体分离以及胞质分裂。
核纤层蛋白的磷酸化引发核膜破裂。核纤层普遍存在于高等真核细胞中，是内层核被膜下纤维蛋白片层，其纤维直径为10毫微米左右，纤维纵横排列整齐呈纤维网络状。在间期细胞中，核纤层为核膜提供了支架的作用，核纤层的可逆性解聚调节了核膜的崩解和重建，当细胞进行有丝分裂时，核纤层蛋白被磷酸化，引起核纤层可逆解聚，核膜崩解，在分裂末期时，核纤层蛋白去磷酸化，它直接介导了核膜围绕染色体之重建。
早在60年代就知道核纤层具有纤维网状结构，但对其分子基础并不清楚。近年来发现核纤层与中间纤维有许多共同点:
(1)两者均形成10nm纤维。
(2)两者均能抵抗高盐和非离子去垢剂的抽提。
(3)某些抗中间纤维蛋白的抗体能与核纤层发生交叉反应，说明中间纤维蛋白与核纤层蛋白分子存在相同的抗原决定簇。
(4)两者在结构上有密切联系，核纤层成为核骨架与中间纤维之间的桥梁。
纺锤丝的出现致使染色体的平均分离。纺锤丝是光学显微镜下所见到的有丝分裂期组成纺锤体的丝状结构之总称。动物细胞的纺锤丝由中心体释放。植物细胞的纺锤丝由细胞两极发出。在经过固定的细胞中，可看到纺锤体内有许多丝状结构。在用戊二醛固定的细胞的电子显微镜下观察到的纺锤体是由直径约20纳米的微管所组成，着丝粒丝是由成束的微管组成。在光学显微镜下所能看到的固定细胞中的许多"纺锤丝"是微管次生聚合图像。纺锤丝（spindle）的真正身份是微管 ：星体微管(astral microtubules) 、极间微管(polar microtubules)和动粒微管(kinetochoremicrotubules)。

收缩环（contractile ring）是指有丝分裂的动物细胞质膜下皮层由微丝与肌球蛋白-2形成的腰带环状束。有丝分裂末期，两个即将分裂的子细胞之间产生一个收缩环。研究表明，收缩环是由大量

●6.2成熟促进因子

成熟促进因子，也称为细胞分裂促进因子（mitosis-promoting factor），或M期促进因子（M phase-promoting factor），英文简写为MPF，是首先在非洲爪蟾卵母细胞中发现的细胞周期调控因子。现已证明，MPF是细胞周期蛋白B（cyclinB）和细胞周期蛋白依赖激酶1（CDK1）的复合物，其中CDK激酶1是催化亚基和CyclinB是调节亚基。
活化的MPF通过磷酸化有丝分裂期间所需的多种蛋白质来促进细胞从G2期进入M期，是调控细胞周期的重要因子。已证实MPF能使组蛋白H1上与有丝分裂有关的特殊位点，在细胞分裂的早、中期发生磷酸化，因而被认为可能参与了有丝分裂的启动与染色质的凝集；核纤层蛋白是MPF的另一个催化底物，核纤层蛋白在有丝分裂期处于高度磷酸化状态，到有丝分裂结束则发生去磷酸化，均与MPF的特异性的催化作用有关，而这一过程被认为是引起核纤层结构解体、核膜破裂的直接原因。MPF的作用还涉及到某些DNA结合蛋白，通过对这些蛋白的磷酸化，来降低其在M期与DNA的结合能力，以促进染色质的凝聚。
本知识点的学习中可拓展学习的内容包括：MPF发现的两个经典实验（1970年的染色体早熟凝集实验和1971年的显微注射实验）；MPF的活性调节；2002年诺贝尔生理学或医学奖。

●6.3抑癌基因

抑癌基因（tumor suppressor genes），也称肿瘤抑制基因，或俗称抗癌基因，是一类存在于正常细胞内可抑制细胞生长并具有潜在抑癌作用的基因。抑癌基因在控制细胞生长、增殖及分化过程中起着十分重要的负调节作用，它与原癌基因相互制约，维持正负调节信号的相对稳定。当这类基因在发生突变、缺失或失活时可引起细胞恶性转化而导致肿瘤的发生。
迄今科学家已从细胞中分离鉴定出大约100余种抑癌基因，最常见的如Rb、P53、APC、nm23等基因。Rb基因（视网膜母细胞瘤基因）是第一个分离获得的抑癌基因。Rb基因的部分缺失，可引起视网膜母细胞瘤（成视网膜细胞瘤）及结肠癌等多种癌症。
关于视网膜母细胞瘤推荐线下阅读《妞妞》，作者周国平。
另一个著名的肿瘤抑制基因是P53，P53可在DNA损伤被监测时，启动P21的表达阻断周期，并有启动损伤修复和在损伤无法修复时启动凋亡的作用，对细胞周期的正常运行至关重要。关于P53的相关阅读推荐：
明星抑癌基因p53如何抑癌？；
EMBO：抑癌基因p53的新功能；
Cell子刊揭示p53的全新机制。

第七章干细胞

本章内容：
（一）干细胞 (stem cell)：定义、分类、形态学特性、生物化学特性。
（二）胚胎干细胞 (embryonic stem cell)：人胚胎干细胞系的建立、胚胎干细胞的来源、胚胎干细胞的生物学特性、胚胎干细胞系的开发和利用。
（三）成体干细胞 (adult stem cell)：造血干细胞、间充质干细胞、神经干细胞、诱导多能干细胞。
（四）癌干细胞 (cancer stem cell)：癌干细胞的特性、起源以及对肿瘤治疗的启示。
（五）诱导多能干细胞 (induced pluripotent stem cellsiPS cells)：相关技术、应用、存在的问题等。
（六）干细胞与医学：显微操作技术、组织和器官克隆、基因与细胞治疗、药物研制与应用、人类疾病动物模型。

●7.1显微操作技术简介

显微操作技术是在干细胞技术、胚胎工程、动物克隆和转基因技术等领域有广泛的应用。显微操作技术指在高倍显微镜下，利用显微操作系统，对细胞或早期胚胎进行操作的一种方法。常见的显微操作系统包括倒置显微镜、显微操作装置、微管、计算机（配有图像采集及分析系统）。
本知识点结合干细胞、核移植、转基因技术、试管婴儿、细胞粘弹性等方面的实例介绍显微操作技术。

●7.2诱导多能干细胞

瑞典卡罗林斯卡医学院2012年10月8日宣布，将2012年诺贝尔生理学或医学奖授予英国科学家约翰·格登和日本医学教授山中伸弥，以表彰他们在“体细胞重编程技术”领域做出的革命性贡献。一直以来，人体干细胞都被认为是单向地从不成熟细胞发展为专门的成熟细胞，生长过程不可逆转。然而，格登和山中伸弥教授发现，成熟的、专门的细胞可以重新编程，成为未成熟的细胞，并进而发育成人体的所有组织。卡罗林斯卡医学院的新闻公报称，两位科学家的发现彻底改变了人们对细胞和器官生长的理解。教科书因之改写，新的研究领域被建立起来。通过对人体细胞的重新编程，科学家们创造了诊断和治疗疾病的新方法。
约翰·格登爵士是英国剑桥大学细胞生物学教授并兼任麦格达伦学院院长，他在1962年发现细胞的分化是可逆的，提出细胞重编程。细胞重编程指的是分化的细胞在特定的条件下被逆转后恢复到全能性状态，或者形成胚胎干细胞系，或者进一步发育成一个新的个体的过程。山中伸弥的诱导多能干细胞是利用病毒载体将四个转录因子（Oct4，Sox2，Klf4和c-Myc）的组合转入分化的体细胞中，使其细胞重新编程而得到的类似胚胎干细胞的一种细胞类型。
本知识点介绍了2012年诺贝尔生理学或医学奖两位科学家的科研成果和科研经历、我国科学家在诱导多能干细胞领域的研究成果和诱导多能干细胞技术存在的问题。

第八章细胞衰老和死亡

本章内容：
（一）衰老 (aging)：衰老的概念；细胞衰老的表现：形态结构改变、功能改变。
（二）细胞衰老的特征与原因。
（三）细胞死亡的概念，细胞死亡的形式；
（四）细胞凋亡的检测：形态观察、细胞超微结构、生化特征。
（五）细胞凋亡的机制和意义。

●8.1细胞衰老的原因

衰老又称老化，指生物发育成熟后，机体在正常情况下随着年龄增加，机能减退，内环境稳定能力与应激能力下降，结构组织逐渐退行性变，趋向死亡的不可逆转的现象。衰老在整体、组织、细胞及分子水平的表现：机体逐渐退行性变，机能减退，内环境稳定能力与应激能力下降；器官组织敏感性、反应性及功能性逐步下降；有功能的细胞数减少；细胞器功能降低；蛋白酶活性降低。
细胞衰老主要表现在对环境适应能力及维持细胞内环境恒定能力的降低。机体衰老与细胞衰老是两个概念，机体衰老以细胞总体衰老为基础。单细胞生物：单个细胞衰老即机体衰老。多细胞生物：单个细胞衰老不等于机体衰老，机体衰老并不是所有细胞都衰老。细胞衰老与机体衰老关系密切。
细胞衰老的原因很多，关于细胞衰老的研究取得了长足的进步，但离开真正揭示细胞衰老的本质，还要走很长的路。研究了解细胞衰老死亡规律，目的并不是为了避免死亡，而是要延缓细胞衰老的到来。
本知识点通过一些生命现象和病理现象介绍了一些关于细胞衰老的原因的学说，包括细胞磨损学说（错误成灾学说、自由基学说、大分子交联学说）、遗传决定学说（衰老基因说、重复基因利用枯竭说、DNA修复能力下降说）和端粒学说。

●8.2静美细胞的凋亡

细胞死亡是细胞生命现象不可逆的停止。细胞凋亡是指为维持机体内环境稳定，由基因控制的细胞死亡，是一种主动的、生理的、程序化的有序过程，涉及一系列基因的激活、表达以及调控等作用，整个过程有膜封闭，没有内容物释放，不会引起炎症。细胞坏死是指极端的物理、化学因素或严重的病理性刺激导致细胞膜完整性丧失、内容物外泄而溶解死亡，表现为细胞膜破损、细胞器破碎、细胞内容物外泄、炎症反应发生。
细胞发生凋亡时的形态特征包括细胞连接、特化结构消失，如微绒毛消失；细胞质密度增大，核质浓缩成一个或几个大团块，质膜皱缩；凋亡小体形成等。细胞发生凋亡时的生化特征包括染色质DNA的降解；RNA和蛋白质大分子的合成；钙离子浓度的变化；磷脂酰丝氨酸的变化等。
本知识点结合细胞发生凋亡时的形态特征和生化特征，介绍了细胞凋亡检测的一些方法，有形态学检测、DNA片段化检测、TUNEL法、Annexin-V检测法、线粒体膜势能和细胞色素c的检测、彗星电泳法、胱冬肽酶-3活性的检测等。通过本知识点的学习可以拓展设计实验，对一种新药诱导癌细胞发生凋亡的效果进行评价。

●8.3不死的细胞

该知识点的主题本身就是一个值得思辨的主题，在细胞的生命活动中，“生老病死”一样是主旋律，所以对于“不死的细胞”，需要大家对此有所理解，而不是单纯的记忆某些知识点。
本知识点的讨论围绕着HeLa细胞展开，涉及卡雷尔的细胞培养实验和Hayflick界限，都是基于实验得到的论点，大家可以通过查阅资料文献，发表自己的看法。从正常细胞到肿瘤细胞，我们往往不能一概而论，而生命科学的乐趣也在于此。
推荐阅读书目《永生的海拉》。