据说拿生竞金牌的人都是这样学习细胞生物学的!

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在第一轮细胞生物学部分为大家总体上介绍了真核细胞的四大基本结构体系:细胞膜、细胞器、细胞核与细胞骨架,并着重掌握线粒体与叶绿体内发生的呼吸作用和光合作用的具体代谢途径,最后为多细胞生物体中细胞社会的组织,包括细胞分裂分化与衰老死亡。

在真核细胞四大基本结构体系中,生物膜系统为细胞内外环境和胞内反应分隔区室,活跃参与生化反应、物质运输等。除了对细胞膜模型和成分特点的了解外,还要重点区分各类跨膜运输的特点,自由扩散、协助扩散、ATP驱动泵、协同转运蛋白、光驱动泵等各自是否耗能、耗能方式及跨膜转运的动力学曲线,以及不要忘记不体现选择透过性而体现膜流动性的胞吞、胞吐运输方式。

蛋白质

除了物质运输外,细胞膜还参与细胞间识别、黏着、连接与信号传导。其中参与黏着的黏着分子,和参与细胞连接的分子如:跨膜蛋白、胞内蛋白及与之相连的细胞骨架也需一并掌握,此后联系其结构和分子基础即可牢记各种细胞连接发挥的生理作用。

物质跨膜运输

细胞识别

在细胞器部分,真核细胞器种类繁多各司其职,童鞋们除了对每一种细胞器的形态结构及行使功能了解清楚以外,还需从整体上联系胞内从发生到功能密切相关的内膜系统及各类来源同源的细胞器。其中在蛋白质分选转运中尤其要掌握信号肽假说的提出与作用机制。

细胞连接

在细胞结构最后的细胞骨架部分,重点则为三种不同细胞骨架分子单体与聚合体的结构特点、组装过程(尤其是微丝、微管的踏车行为动力学理解)与在细胞内各自参与组成的多种多样的结构和完成的生理功能

内膜系统

细胞骨架系统

骨架小结

在接着的两讲内容里扩展了两种重要细胞器——线粒体与叶绿体中完成的生物体内能量转化的过程,由线粒体参与的有氧呼吸氧化分解供能分子,为其他生化反应提供化学能,和由叶绿体利用光能合成糖类等分子为其它生物供给物质能量,故呼吸作用与光合作用形成一完美闭环。对于呼吸作用而言,需要与葡萄糖体外氧化(燃烧)相区分,在体内葡萄糖通过多步反应逐级放能最终能使部分化学能储存于ATP分子中,而在有氧呼吸四部分过程:糖酵解、丙酮酸氧化脱羧、柠檬酸循环、电子传递链与氧化磷酸化,能量在前三部分反应少量转化为ATP,其余能量以还原氢形式携带,最终通过电子传递链与氧化磷酸化产生大量ATP。在整条代谢通路中各步反应类型、生成物与产物、参与催化的酶等等无分巨细都需掌握,大家以后就算学动态生化也很难遇到第二个如此重要的代谢通路了,emmm且行且珍惜……

光合作用利用类似的电子传递链偶联光合磷酸化的方式产生ATP和还原氢供CO2固定使用。区别在于此处高能电子的产生涉及光化学反应并有光系统参与,顺着爱默生闪光实验、红降现象与双光增益现象就很好理解光系统的作用机制和光电子的激发与传递了。啊,爱默生真腻害……此后的PSI、PSII分布区域和没有基粒的特别叶绿体的记忆,根据光系统结构与排布特点就可以轻松秒~再加上碳固定就可以和呼吸作用完成一个能量循环,只是对于C3植物而言在低CO2环境中容易发生光呼吸消耗能量,大家也要理解其中的分子机制和适应意义,顺便理解C4等低光呼吸植物为什么受农民伯伯的喜爱。

光合作用基础

光反应

暗反应

在最后的细胞生命历程部分,首先是细胞通过分裂的方式增殖,其中尤其需要掌握有丝分裂和减数分裂中,处于细胞周期各时期内细胞核、染色体、纺锤体等各结构形态与行为的变化,更要区分有丝和减数分裂中姐妹染色单体、同源染色体不同的分离行为。此外比分裂本身更重要的是细胞周期调控,若细胞脱离有序可控的分裂进程则可能变成恶性增殖的肿瘤细胞。故细胞周期中检验点的作用必不可少,以及要掌握促进分裂进程的CDK的发现、作用机制和对其活性的调控方式。

减数分裂

细胞分裂方式

细胞分裂增值

细胞除了分裂增殖之外还将通过分化产生种类繁多,功能各异的细胞,分化的细胞机制来自于细胞分裂的不对称性和细胞间的相互作用,而具体到分子机制则最终为导致基因的选择性表达(也有的奇葩真的在DNA、染色体层面就发生了变化),故一般的细胞在分化后依旧具有全能性(动物体细胞为细胞核全能性),进而还需要大家了解干细胞、iPS细胞等定义、分裂潜能与应用。

细胞分化

在细胞衰老死亡部分主要掌握在衰老、坏死、凋亡、癌变时的细胞形态变化、分子水平变化和分子机理。以及不要忘了特别的程序性坏死~

细胞死亡

除了文章列举的知识点和框架外,这个模块还有很多常考点,在直播课中小琪老师会给大家详细讲解~

细胞生物学

好啦,细胞生物学的分享就到这里啦~已经跟着小琪老师学完这节直播课的小伙伴可以继续学习联赛中重要模块:经典遗传。

 

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