细胞生物学笔记及考试题

细胞生物学笔记及考试题,第1张

Chapter 123

1、1838年,德国植物学家施莱登(MJSchleiden)发表了《植物发生论》,指出细胞是构成植物的基本单位。1839年,德国动物学家施旺(MJschwann)发表了《关于动植物的结构和生长的一致性的显微研究》,指出动植物都是细胞的聚合物。两人共同提出:一切植物、动物都是由细胞组成的,细胞是一切动植物的基本单位,这就是著名的“细胞学说”(celltheory)。

2、支原体(mycoplast):又称霉形体,为目前发现的最小的最简单的细胞,也是唯一一种没有细胞壁的原核细胞。支原体细胞中唯一可见的细胞器是核糖体。

3、朊病毒(prion):仅由有感染性的蛋白质构成的生命体。

4、真核细胞与原核细胞的差异:

原核细胞 真核细胞

无真正细胞核,遗传物质无核膜包被,散状分布或相对集中分布形成核区或拟核区 具完整细胞核,有核膜包被,还有明显的核仁等构造

遗传物质DNA分子仅一条,不与蛋白质结合,呈裸露状态 DNA分子有多条,常与蛋白质结合成染色质或染色质

无内膜系统,缺乏膜性细胞器 具发达的内膜系统

不存在细胞骨架系统,无非膜性细胞器 具由微管、微丝、中间纤维等构成的细胞骨架系统

基本表达两个基本过程即转录和翻译相偶联 遗传信息的转录和翻译过程具有明显的阶级性和区域性

细胞增殖无明显周期性,以无丝分裂进行 增殖以有丝分裂进行,周期性很强

细胞体积较小 细胞体积较大

细胞之中有不少的病原微生物 细胞为构成人体和动植物的基本单位

5、细胞生物学研究的主要技术与手段:

a观察细胞显微结构的光学显微镜技术;

b探索细胞超微结构的电子显微镜技术;

c研究蛋白质和核酸等生物大分子结构的X射线衍射技术;

d用于分离细胞内不同大小细胞器的离心技术;

e用于培养具有新性状细胞的细胞融合和杂交技术;

f使机体细胞能在体外长期生长繁殖的细胞培养技术;

g能对不同类型细胞进行分类并测其体积、DNA含量等数据的流式细胞术;

h利用放射性同位素对细胞中的DNA、RNA或蛋白质进行定位的放射自显影技术;

i用于探测基因组中英雄模范种基因是否存在,是否表达以及拷贝数多少的核酸分子杂交技术;

j能将细胞中的特定蛋白质或梳酸分子进行分离纯化的层析技术和电泳技术;

k对细胞化学定性、定量分析的显微分光光度术,显微荧光光度术,核磁共振技术。

Chapter4

1、生物膜(biomembrane)结构模型的演化:a1925三明治模型;b1959单位膜模型(unitmembranemodel);c1972生物膜的流动镶嵌模型;d1975晶格镶嵌模型;e1977板块镶嵌模型;f脂筏模型(lipidraftsmodel)

2、细胞膜(cellmembrane):指围绕在细胞最外层,由脂质和蛋白质构成的生物膜,又称质膜,厚度6-10nm,是细胞间或细胞与外界环境间的分界,维持着细胞内外环境的差别。电镜下,CM呈三层结构,磷脂双分子层是膜的骨架,每个磷脂分子都可以自由地作横向运动,其结果使膜具有流动性、弹性。磷脂双分子层的内外两侧是膜蛋白,有时镶嵌在骨架中,也能作横向运动。

3、流动镶嵌模型(fluidmosailmodel):认为球形膜蛋白分子以各种镶嵌形式与磷脂双分子层相结合,有的际在内外表面,有的部分或全部嵌入膜中,有的贯穿膜的全层,这些大多为功能蛋白。这一模型强调了膜的流动性和不对称性,较好地体现细胞的功能特点,被广泛接受。

4、脂质体(liposome):是根据磷脂分子可在水相中自我装配成稳定的脂双层膜的球形结构的趋势而制备的人工球形脂质小囊。

5、整合蛋白(integralprotein):又称内在蛋白,跨膜蛋白部分或全部镶嵌在细胞膜中或内外两侧。以非极性aa与脂双分子层的非极性疏水区相互作用而结合在质膜上。整合pro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aa的成分较高。跨膜蛋白可分为单次跨膜,多次跨膜,多亚基跨膜等。

6、膜转动蛋白(membranetransportprotein):CM中具有转运功能的跨膜蛋白,可分为载体蛋白和通道蛋白。

7、外周蛋白(peripheralprotein):又称附着蛋白,完全外露在脂双分子层的内外两侧,主要是通过非共价分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。

8、细胞外基质(extracellularmatrix):由动物cell合成并分泌到胞外,分布于细胞外空间的蛋白和多糖所构成的网状结构。

主要成分有a多糖:糖胺聚糖、蛋白聚糖;

b纤维蛋白:结构蛋白(胶原和弹性蛋白)、粘合蛋白(纤连蛋白和层粘连蛋白)

其中以胶原和蛋白聚糖为基本骨架在细胞表面形成纤维网状复合物,这种复合物通过纤连蛋白或层粘蛋白以及与其他的连接分子直接与细胞表面受体连接;或附着到受体上,由于受体多数是膜整合蛋白,并与细胞的骨架蛋白相连,所以细胞外基质通过膜整合蛋白将细胞外与细胞内连成了一个整体。

9、整联蛋白(integrin)属于整合蛋白家族,是细胞外基质受体蛋白。整联pro为一种跨膜的异质二聚体,它由两个非共价结合的跨膜亚基即α和β亚基所组成。Cell外的球形头部露出脂双分子层,头部可同细胞外基质蛋白结全,而细胞内的尾部同肌动蛋白相连,整联蛋白的两个亚基α和β链都是糖基化的,并通过非共价键结合在一起,整联蛋白同基质蛋白的结合,需要二价氧离子,如Ca2+,Mg2+等的参与,有些细胞外基质可被多种整联蛋白识别。

整联蛋白作为跨膜接头在细胞外基质和细胞内肌动蛋白骨架之间起双向联络作用,将细胞外基质同细胞内的骨架网络连成一个整体,这就是整联蛋白所起的细胞粘着作用。整联蛋白还具有将细胞外信号的细胞内传递的作用。

10、细胞连接(cell junction):机体各种组织的细胞彼此按一定的方式相互接触并形成了将相邻细胞连结起来的特殊结构,这种起连接作用的结构或装置称为细胞连接。

11、紧密连接(tight junction):是相邻细胞间局部紧密结合,在连接处,两细胞膜发生点状融合,形成与外界隔离的封闭带,由相邻细胞的跨膜连接糖蛋白组成对应的封闭链,主要功能是封闭上皮cell间隙,防止胞外物质通过间隙进入组织,从而保证组织内环境的稳定性,紧密连接分布于各种上皮细胞管腔面,细胞间隙的顶端。

12、锚定连接(anchoring junction):连接相邻细胞的骨架系统或将细胞与基质相连形成一个坚挺有离的细胞整体。

a与中间纤维相连的锚定连接主要包括桥粒和半桥粒。

b与肌动蛋白纤维相连的锚定连接包括粘着带和粘着斑。

构成锚定连接蛋白为细胞内附着蛋白和跨膜连接的糖蛋白。

13、桥粒:连接相邻cell内的中间纤维将相邻cell连接在一起,

半桥粒:连接将细胞与细胞外基质连接在一起,

粘着带:位于某些上皮cell紧密连接的下方,相邻cell形成一个连续的带状结构,此中跨膜糖蛋白认为是钙粘素(参与连接的为钙粘蛋白),

粘着斑:是肌动蛋白纤维与细胞外基质之间的连接方式(参与连接的为整联蛋白)

14、G蛋白(信号蛋白):为可深性蛋白,全称为结全G调节蛋白,由α,β,γ三亚基构成,位 细胞表面受体与CAMPase之间。当cell表面受体与相应配体结合时,释放信号例G蛋白激活,通过与GTP和GDP的结合,构象发生改变,并作用于CAMPase调节胞内第二信使CAMB的水平,最终产生特定的细胞效应,作为一种调节蛋白或偶联蛋白,G蛋白又可分为刺激型G蛋白和抑制型G蛋白等多种类型,其效应器可不同。

15、细胞膜有何作用:(保护作用)

a使细胞内外环境隔开,形成稳定的内环境;

b控制着细胞内外物质的交换,细胞膜具有选择透性;

c膜上有许多酶,是细胞代谢进行的重要部位;

dCM还是一种通讯系统,CM与神经传导,激素作用有关;

eCM对能量转换,免疫防御,细胞癌变等方面起十分重要作用。

16、载体蛋白:为CM的脂质双分子层中分布的一类镶嵌蛋白,其肽链穿越脂双层,属跨膜运输。

通道蛋白:为CM上的脂质双分子层中存在的一类能形成孔道供某些分子进出cell的特殊蛋白质,也为跨膜蛋白,影响闸门开启的因素有——配体刺激,膜电位变化,离子浓离变化。

17、SOS:离子型去垢剂,不仅使CM崩解,半破坏并使膜蛋白变性。

TritollX-100:温和性去垢剂:使CM溶解,不使蛋白变性。

18、通讯连接:a间隙连接——CM间隙2-3nm,构成间隙连接的基本单位称连接子,每个连接子由6个相同或相似的跨膜蛋白亚单位connexin环绕,中心形成一个直径约为15nm的孔道,相邻CM上的两个连接子对接便形成一个间隙连接单位,因此又称一缝隙连接或缝管连接。

b胞间连丝——穿越CM,由相互连接的相邻细胞的CM,共同组成的管状结构,中央是由内质网延伸形成的链管结构。

c化学突触:存在于可兴奋细胞之间的细胞连接方式,它通过释放神经递质来传导神经冲动。

19、cell表面粒着困子:

acell与cell连接:钙粘素、选择素、免疫球蛋白类血细胞整联蛋白。

bcell与基质连接:整联蛋白、质膜白聚糖。

20、细胞外基质功能:

a对细胞形态和细胞活性的维持一起重要作用;

b帮助某些细胞完成特有的功能;

c同一些生长因子和激素结合进行信号传导;

d某些特殊细胞外基质为细胞分化所必需。

21、生物膜两个显著的特征:膜的不对称性和膜的流动性。

Chapter 5

1、细胞通讯(cell comrnunication):指一个cell发出的信息通过某种介质传递到另一细胞,并使其产生相应的反应。细胞之间存在的通讯方式有:

acell通过分泌化学信号进行细胞间相互通讯;

bcell间接触性依赖的通讯;

c能过cell间形成间隙连接使细胞质相互沟通并交换小分子。

2、细胞分泌化学信号作用方式:内分泌;旁分泌;自分泌;通过化学突触传递神经信号。

3、第一信使:反映cell外的化学信号物质,如激素、神经递质等,亲水性的第一信使不能直接进入细胞发挥作用,而是通过诱导产生的第二信使去发挥特定的调控作用。

第二信使:指第一信使与膜受体结合后诱休使cell最先产生的信号物质,如CAMP,肌醇磷脂等。

4、膜受体:指CM上分布的能识别化学信号的镶嵌蛋白质。具有很强的特异性,能选择性地与胞外存在的信号分子结合,最终使cell内产生相应的化学反应或生物学效应,膜受体多为糖蛋白,在化学信号的传递,入胞作用,细胞识别等方面起重要作用。

5、信号转导(aignal eransduction)表面受体通过一定的机制将胞外信号转为胞内信号,称信号转导。

6、运输ATPase:能够水解ATP,并利用水解释放出的能量驱动物质跨膜运输的运输蛋白称ATPase。由于可进行逆浓梯度运输,故称泵,分四种类型:

aP型离子泵:Na+-K+泵,Ca2+泵,H+泵。

bV型泵:

cF型泵:又称H+-ATP酶。

dABC型运输蛋白:

7、钙泵两种激活机制:a一种是受激活的Ca2+-钙调蛋白(CAM)复合物的激活;

b一种是被蛋白激酶c激活。

8、信号传递中的开关蛋白:指细胞内信号传递时作为分子开关的蛋白质,含有正、负两种相辅相成的反馈机制,可分两类:

a开关蛋白的活性,由蛋白激酶使之磷酸化而开启,由蛋白磷酸E使之去磷酸化而关闭,许多开关蛋白即为蛋白激酶本身。

b开关蛋白由GTP结合蛋白组成,结合GTP活化,结合GTP而失活。

11、细胞通讯:是指在多cell生物的细胞社会中,cell间或cell内通过高度精确和高效地接收信息的通讯机制,并通过放大引起快速的cell生理反应,或者引起基因活动,尔后发生一系列的细胞生理活动来协调各组织活动,使之成为生命的统一整体对多变的外界环境作出综合反应。

基本过程:

a信号分子的合成:内分泌细胞为主要来源。

b信号分子从信号传导细胞释放到周围环境中,如protein的分泌。

c信号分子向靶cell运输:通过血液循环system。

Cell信号传导:即信号的合成分泌传递

d靶cell对信号分子的识别和检测,通过位于CM或cell内受体蛋白,识别和结合。

ecell对胞外信号进行跨膜转导,产生胞内信号。

f胞内信号作用效应分子,进行逐级放大,引起一系列生理变化。

信号转导:即信号的识别、转移转换

12、cell信号系统主路:cell接受外界信号,通过一整套特定的机制,将胞外信号转导为胞内信号,最终调节特定G的表达,引起cell的应答反应。

13、cell的信号分子:

a亲脂性信号分子:甾类激素和甲状腺素;

b亲水性信号分子:神经递质,生长因子,局部化学递质和大多数激素。

14、受体:多为糖蛋白,两个功能区域,与配体结合的区域和产生效应的区域分别具有结合特异性和效应特异性。

15、第一信使:细胞外信号分子;

第二信使:CAMP,CGMP,IP3,DG。

第三信使:Ca2+为磷脂酰肌酵信号通路的第三信使。

16、cell内受体:本质为激素激活的基因调控蛋白,具3个结构域,一是激素结合结构域,二是DNA结构域,三是转录激活结构域。

17、明星分子:NO——血管内皮cell和神经cell中,L-Arg+NADPH L-瓜氨酸+NO→靶细胞→

①鸟苷酸环化酶GC激活→GFP→CGMP→介导protein磷酸化→发挥生物学功能。

②与靶蛋白结合,改变protein的构型。

18、离子通道偶联的受体:又称酮体门通道,或递质门离子通道——分电压门、配体门、压力门。

19、G蛋白偶联的受体:细胞表面由单条多肽经7次跨膜形成的受体,N端在cell外,C端在cell内。指配体—受体复各物与靶蛋白的作用要通过与G蛋白的偶联,在cell内产生第二信使,从而将胞外信号跨膜传递到胞内影响cell的行为。由G蛋白偶联受体介导细胞信号通路包括:

aCAMP信号通路:由CM上的五种组分组成——激活型激素受体,Rs; 与GDP结合的活化型调蛋白,Gs; 腺苷酸环化酶,c; 与GDP结合的抑制型调节蛋白,Gi; 抑制型激素受体,Ri。

激素配体+Rs→Rs构象改变暴露出与Gs结合位点→与Gs结合→Gs2变化排斥GDP结合GTP而活化→使三聚体Gs解离出α和βγ→暴露出α与腺苷酸环化酶结合位点→与A环化E结合并使之活化→将ATP→CAMP→激活靶酶和开启基因表达→GTP水解,α恢复构象与A环化酶解离→C的环化作用终止→α和βγ结合回复。

bPIP2信号通路:胞外signal+膜受体→PIP2 IP3+DAG,IP3→内源钙→细胞溶质,胞内Ca2+浓度升高→启动Ca2+信号系统,DAG CM上活化蛋白激酶PKC→DG/PKC信号传递pass way。

20、DG生成pass way:PIP2→IP3+DG;磷酸脂胆碱 DG(长期效应)。

21、DKC活化增强特殊G表达pass way:

aPKC激活一条PK的级联反应,导致G调控蛋白磷酸化激活,进而增强G表达;

bPKC活化导致抑制蛋白的磷酸化,使cell质中基因调控蛋白摆脱抑制状态释放出来,出入CN,刺激G转录。

22、CAMP信号通路效应:

a激活靶酶:CAMP→蛋白激酶A→不同靶蛋白磷酸化→影响cell代谢和行为

b开启G表达:CAMP→PKA→基因调控蛋白→G转录

Chapter 6

1、细胞基质(cytoplasmic matrix):存在于细胞质中,填充于NM,ER,Golgic,C等液泡系统与Mito chloroplast 等膜状结构之间的连续性结构,主要含有与中间代谢有关的糖4种酶类,与维持细胞形态和细胞内物质运输有关的细胞质骨架结构。

2、胞质深胶(cytosol):属细胞质的可流动部分,并且是膜结合cell器外的流动部分。它含有多种蛋白和酶以及参与生化反应的因子,cytosol 为protein合成的重要场所,同时还参与多种生化反应。

3、cell内膜系统(cell endomembrane syslem):指细胞质内在形态结构,功能和发生上具有相互联系的膜相结构的总称,由膜围绕的细胞器或细胞结构,主要包括NM,ER,Glogic,lysosome,胞内体和分泌泡等。

4、跨膜运输(across memirane transport):cytosol中合成的protein进内到ERGolgic,mito,chlo和过氧化物酶体通过一咱跨膜机制进行定位,需要膜上运输protein的帮助。被运输的protein常为未折叠的状态。

5、小泡运输(transport by vecicles):protein从ER转运到Golgi,以及从Golgi转送到深酶体分泌泡CM细胞外等是由小泡介导的,这种小泡称运输小泡transport vesicles。内膜系统的protein定位,除了ER本身之外,其它膜结合细胞器的蛋白定拉都是通过形成运输泡,将protein从一个区室转送到另一个区室。

6、微粒体(microsomes):指在cell匀浆和差速离心过程中获得的由破碎的内质网自我融合形成的近球形的膜囊泡状结构。

7、内质网(ER):由封闭的膜系统及其围成的腔形成互相沟通的网状结构。

8、肌质网:心肌和骨骼肌中一种特殊ER,功能是参与肌肉收缩活动,SER在肌 cell中形成的一种特异结构。

9、信号识别颗粒(SPR):是一种核糖核酸酸蛋白复合体,有三个功能部位——翻译暂停结构域,信号肽识别引进结合位点,SRP受体蛋白结合位点,介导核糖体附着到ER膜上。

10、停靠蛋白:DP即SRP在ER膜上的受体蛋白。

11、起始转移信号:

12、内含转移信号:又称内含信号肽

13、停止转移肽:又称停止转移信号

14、Golgi complex:由平行排列的扁平膜囊,大囊泡和小囊泡等等3种膜状结构组成——有两个面,形成面和成熟面

与cell的分泌功能有关,能够收集和排出内质网所合成的物质,且参与与糖蛋白和粘多糖的合成。

顺面网状结构、顺面膜囊、中国膜囊、反面膜囊、反面网状结构

15、内质网滞留信号:内质网的功能和结构蛋白羧基端的一个同肽系列:

Lys-Asp-Gly-Leu-Coo-,即KDEL信号序列,在Golyi膜上有担应受体,一旦进入Golyi就与受体结合,形成回流水泡被运回ER。

16、M6P受体蛋白:为反面高尔基网上的膜整合蛋白,能够识别lysosome水解酶上的M6P信号并与之结合,从而将lysosome的酶蛋白分选出来,后通过出芽的方式将该酶蛋白装入分泌小泡。

17、细胞分泌cell secretion:animal and plant cell将在KER上合成而又非内质网组成的protein和脂通过小泡运输的方式经过Golyi body的进一步加工和分选运送到cell内相应结构,CM以及cell外的过程称为细胞分泌,分泌活动可分为两种——

a分泌的物质主要供cell内使用

b要通过与cell质膜的融合进入CM或运输到cell外

18、cell表面整联蛋白介导信号传递:

Integrin是cell表面的跨膜蛋白,由α和β两个亚基组成的异二聚体,在胞外段具有多种胞外基质组分的结合位点,包括,纤连蛋白,胶原和蛋白聚糖。Integrin不仅介导cell附着胞外基质中,还提供了一种cell外环境调控cell内活性的渠道,integrin的胞外结构与胞外配体相互作用,可产生多种信号,如Ca2+释放,肌醇第二信使的合成,这些signal对cell具有深远影响,诸如cell生长迁移,分化及至生存。

19、cell与cell外基质形式粘着斑:通过粘着斑由integrin介导的信号通路。

a由cell表面CN的signal通路。

b由cell表面到CP核糖的信号通路。

20、蛋白质的定向转运或分选:除线粒体和叶绿体中能合成少量protein外,绝大多数的protein均在细胞质基质中的核糖体上开始合成,然后转运至cell的特定部位,也只有转运至正确的部位并装配成结构和功能的复合体,才能参与cell的生命活动。这一过程称protein的定向转运。

21、分泌性蛋白信号假说:即分泌性蛋白N端序列作为信号肽,指导分泌性蛋白到内质网膜上合成在蛋白质合成结束之前信号肽被切除。指导分泌性蛋白在rER上合成的决定因素是蛋白质N端的信号肽,信号识别颗粒和ER膜上的信号识别颗粒受体(又称停泊蛋白),等因子协助完成这一过程。

22、共转移:protein首先在基质游离核糖体上起始合成,当多肽链延伸至80个aa左右后,N的信号序列号信号识别颗粒结合使肽链延伸暂时停止,并防止新肽N端损伤和成熟前折叠,有至信号识别颗粒与内质网膜上的偏激蛋白(SRP受体)结合,核糖体与内质网膜上的易位子结合,此后SRP脱离了信号序列和核糖体,返回细胞质基质中重复使用,肽链又开始延伸。以环化构象存在的信号肽和与易位了组分结合并使孔道打开,信号肽穿入内质网膜并引来肽链以袢环的形式进入内质网腔中,这是一个需GTP的耗能过程,与此同时,腔面上的信号肽被切除。肽链继续延伸直至完成整个多肽链的合成。这种肽链边合成边转移至内质网腔中的方式称共转移。

23、后转移:线粒体、叶绿体中绝大多数protein和过氧化物酶体中的protein在导肽或前导肽的指导下进入这些细胞器,这种转移方式在protein跨膜过程中不仅需要ATP使多肽去折叠,而且还需要一些protein的帮助使其能够正确地折叠成有功能的蛋白。这些蛋白基本的特征在细胞质基质中合成以后再转移到这些细胞器中,因此称后转移。

24、蛋白质另选的基本途径:

a一条是在细胞质基质中完成多肽链的合成,然后转送至膜围绕的细胞器,如线粒体,过氧化物酶体,细胞核及细胞质基质的特定部位,有些还可能运至内质网中。

b另一条是protein合成起始后转移至rER,新生肽边合成边转入rER中,随后经高尔基体运至深酶体,细胞膜腹或分泌到细胞外,内质网与高尔基体本身的protein成分的分选也通过这一途径完成。

25、protein分选的基本类型:

a蛋白质的跨膜转送;b膜泡运输;c选择性的门控转送;d细胞质基质中的protein的转送。

26、膜泡运输:

a从ER向Golgi complex的膜泡运输;b分泌小泡的外排运输;c内吞小泡的运输。

27、分泌小泡:A有被小泡→溶酶体酶;

B衣被小泡→分泌蛋白;

C分泌小泡→暂存于ER中。

28、有被小泡:A网格蛋白有被小泡——负责protein从GolgiTGN向,质膜胞内体或溶酶体和植物液泡运输。

BCopⅡ有被小泡——负责内质网到高尔基体的物质运输。

CCopⅠ有被小泡——负责将protein从高尔基体返回

29、信号序列:

a内质网驴留蛋白:C端含回收信号序列KKKK

b分泌性蛋白:N端含信号肽

c细胞器蛋白:含导肽或前导全肽

d细胞核中蛋白:含核定位序列

30、rER的作用:protein的合成;protein的修饰加工;膜的生成;物质的运输;贮积Ca2+,为信号传递途径的Ca2+储备库。

sER的作用:合成脂类;含有G-6-P酶裂解糖原,参与糖原代谢;蛋白酶的水解及加工过程。

31标志酶:ER——葡萄糖-6磷酸酶;

Golgi complex——糖基转移酶;

Lysosome——酸性水解酶;

Peroxisome过氧化物酶体又称微体——过氧化氢酶。

Chapter 6

1、分泌蛋白的运输过程:

a核糖体阶段:包括分泌型蛋白质的合成和protein跨膜转送。

b内质网运输阶段:包括分泌蛋白腔内运输,protein糖基化等粗加工和贮存。

c细胞质基质运输阶段:分泌蛋白以小泡形式脱离粗面ER移向高尔基体,与其顺面膜表融合。

d高尔基体复合体加工修饰阶段:分泌蛋白在Goli complex的扁平膜内进行加工,然后以大囊泡的形式进入细胞质基质。

e细胞内腔阶段:大囊泡发育成分泌泡,向质膜移动,等待释放。

f肚吐阶段:分泌泡与质膜融合,将分泌蛋白释放出胞外。

2、组成型分泌途径:运输小泡持续不断地从Golgi complex运送到CM,并立即进行膜融合,将分泌小泡中的protein释放到cell外,此过程不需要任何信号的触发,它存在于所有类型的cell中。

组成型分沁小泡称运输泡,由Golgi complex反面网络对组成型分泌蛋白的识别分选后形成的。

调节型分泌:又称诱导型分泌,见于某些特化的cell如分泌性cell。在这些cell中,调节型分泌小泡成群地聚集在CM下,只有在外部信号的触发下,质膜产生胞内信使后才和CM融合,分泌内容物。

调节型途径中形成的小泡称分泌泡,其形成机制不同于运输泡,调节型pass way有两特点:小泡形成具有选择性;具有浓缩作用,可使运输物质浓度提高200倍。

3、受体介导的内吞作用:

a配体与膜受体结合形成一个小窝。

b小窝逐渐向内凹陷,然后同CM脱离形成一个被膜小泡。

c被膜小泡的外被很快解聚,形成无被小泡,即初级内体。

d初级内体与深酶体融合,吞噬的物质被溶酶体的酶水解。

4、LDL经受体介导的内吞作用被吞入cell和被利用的过程:

LDL在CM的被膜小窝中与受体结合→小窝向内出芽→形成被膜小泡→网格蛋白去聚合形成无被小泡,即初级内体→内体调整PH至酸性,使LDL与受体脱离形成次级内体→受体被分拣出来,被载体小泡运回CM→通过膜融合,受体回到CM再利用→LDL被分选进入没有受体的小泡,与被次溶酶体融合形成次级溶酶体→在次级溶酶体中,protein降解成aa,胆固醇脂肪被水解。

氧化磷酸化偶联机制的化学渗透假说:

指电子传递链各组分在线粒体内膜中不对称分布,当高能电子沿其传递时所释放的能量次H+从基质泵到膜间隙,形成H+电化学梯度,在这个梯度驱使下,H+穿过ATP合成酶回到基质,同时合成ATP,电化学梯度蕴藏的能量储存到ATP高能磷酸链。

Chapter 7

1、线粒体:存在于细胞质内,由内外二层单位膜围成的囊状结构,内膜内凹陷形成线粒体嵴。嵴膜上有许多有柄小球体,即基粒,也称ATP酶复合体。内外膜之间的空隙称膜间隙,内膜以内的空隙的空隙为基质腔,充满着基质。

它为氧化磷酸化的关键装置,其内室为进行TcA循环的场所,为cell内能量转换系统,主要功能是产生ATP,提供生命活动所需要的能量。

2、半自主性细胞器:叶绿体、线粒体中即存在DNA(ctDNA,mtDNA),也有protein合成系统。但由于它们自身的遗传系统贮存信息很少,构建所需的信息大部分来处细胞核的DNA,所以它们的生物合成涉及到两个彼此分开的遗传系统。由于ctDNA,mtDNA信息太少,不能为自己全部的prote

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这些都是韩国比较大众的护肤品牌子

最近因为写论文的关系,泡知网、泡万方,发现了很多学术界对数据中心网络一些构想,发现里面不乏天才的想法,但日常我们沉迷在各个设备厂商调制好的羹汤中无法自拔,管中窥豹不见全局,还一直呼喊着“真香”,对于网工来说沉溺于自己的一方小小天地不如跳出来看看外界有哪些新的技术和思想,莫听穿林打叶声,何妨吟啸且徐行

当前新的数据中心网络拓扑主要分为两类

1、以交换机为核心,网络连接和路由功能由交换机完成,各个设备厂商的“羹汤”全属于这个领域

2、以服务器为核心,主要互联和路由功能放在服务器上,交换机只提供简单纵横制交换功能

第一类方案中包含了能引发我回忆阴影的Fat-Tree,和VL2、Helios、c-Through、OSA等等,这些方案要么采用更多数量交换机,要么融合光交换机进行网络互联,对交换机软件和硬件要求比较高,第二类主要有DCell、Bcube、FiConn、CamCube、MDCube等等,主要推动者是微软,这类方案中服务器一版会通过多网卡接入网络,为了支持各种流量模型,会对服务器进行硬件和软件的升级。

除了这些网络拓扑的变化外,其实对数据中心网络传输协议TCP/IP、网络虚拟化、网络节能机制、DCI网络互联都有很多创新的技术和概念涌现出来。

FatTree  胖树,2008年由UCSD大学发表的论文,同时也是5年前工作中接触的第一种交换机为中心的网络拓扑,当时没有太理解,跟客户为这事掐的火星四溅,再来一次可能结论会有所改变,同时也是这篇论文引发了学术界对数据中心内部网络拓扑设计的广泛而深刻的讨论,他提出了一套组网设计原则来达成几个目的

1、全网采用低端商用交换机来组网、其实就是采用1U的接入交换机,取消框式设备

2、全网无阻塞

3、成本节省,纸面测算的话FatTree 可以降为常规模式组网成本的1/4或1/5

物理拓扑(按照4个pod设计)

FatTree 的设计原则如下

整个网络包含K个POD,每个POD有K/2个Edge和K/2个Agg 交换机,他们各有K的接口,Edge使用K/2个端口下联服务器,Agg适用K/2个端口上联CORE交换机

Edge使用K/2个端口连接服务器,每个服务器占用一个交换端口

CORE层由K/2K/2共计KK/4个K个端口交换机组成,分为K/2组,每组由K/2ge,第一组K/2台CORE交换机连接各个POD中Agg交换层一号交换机,第二组K/2的CORE交换机连接各POD中Agg的二号交换机,依次类推

K个POD,每个POD有K/2个Edge交换机,每个Edge有K/2端口,服务器总数为KK/2K/2=KKK/4

K取值4的话,服务器总数为16台

常规K取值48的话,服务器为27648台

FatTree的路由设计更加有意思,论文中叫两阶段路由算法,首先要说明的是如果使用论文中的算法是需要对交换机硬软件进行修改的,这种两阶段路由算法和交换设备及服务器的IP地址强相关,首先就是IP地址的编制,这里依然按照K=4来设计,规则如下

1、POD中交换机IP为10podswitch1,pod对应POD编号,switch为交换机所在POD编号(Edge从0开始由左至右到k/2-1,Agg从k/2至k-1)

2、CORE交换机IP为10kji ,k为POD数量,j为交换机在Core层所属组编号,i为交换机在该组中序号

3、服务器IP为10podswitchID,ID为服务器所在Edge交换机序号,交换机已经占用1,所以从2开始由左至右到k/2+1

设计完成后交换机和服务器的IP地址会如下分配

对于Edge交换机(以10201为例)第一阶段匹配10202和10203的32位地址,匹配则转发,没有匹配(既匹配0000/0)则根据目的地址后8位,也就是ID号,选择对应到Agg的链路,如目标地址为xxx2则选择到10221的链路,目标地址为xxx3则选择到10231的链路

对于Agg交换机(以10221为例)第一阶段匹配本POD中网段10200/24和10210/24,匹配成功直接转发对应Edge,没有匹配(既匹配0000/0)则根据目的地址后8位,也就是ID号确定对应到Core的链路,如目标地址为xxx2则选择到10411的链路,目标地址为xxx3则选择到10412的链路

对于Core交换机,只有一个阶段匹配,只要根据可能的POD网段进行即可,这里是10000/16~10300/16对应0、1、2、3四个口进行转发

容错方面论文提到了BFD来防止链路和节点故障,同时还有流量分类和调度的策略,这里就不展开了,因为这种两阶段路由算法要对交换机硬件进行修改,适应对IP后8位ID进行匹配,现实中没有看到实际案例,但是我们可以设想一下这种简单的转发规则再加上固定端口的低端交换机,对于转发效率以及成本的压缩将是极为可观的。尤其这种IP地址规则的设计配合路由转发,思路简直清奇。但是仔细想想,这种按照特定规则的IP编制,把每个二层限制在同一个Edge交换机下,注定了虚拟机是没有办法跨Edge来迁移的,只从这点上来看注定它只能存在于论文之中,但是顺着这个思路开个脑洞,还有什么能够编制呢?就是MAC地址,如果再配上集中式控制那就更好了,于是就有了一种新的一种路由方式PortLand,后续我们单独说。

如此看来FatTree 是典型的Scale-out模式,但是由于一般交换机端口通常为48口,如果继续增加端口数量,会导致成本的非线性增加,底层Edge交换机故障时,难以保障服务质量,还有这种拓扑在大数据的mapreduce模型中无法支持one-to-all和all-to-all模式。

把脑洞开的稍微小一些,我们能否用通用商业交换机+通用路由来做出来一种FatTree变种拓扑,来达到成本节省的目的呢,答案一定是确切的,目前能看到阿里已经使用固定48口交换机搭建自己的变种FatTree拓扑了。

以交换机为中心的网络拓扑如VL2、Helios不再多说,目前看到最好的就是我们熟知的spine-leaf结构,它没有设计成1:1收敛比,而且如果使用super层的clos架构,也可以支撑几万台或者百万台的服务器规模,但是FaTtree依靠网络拓扑取消掉了框式核心交换机,在一定规模的数据中心对于压低成本是非常有效的

聊完交换机为核心的拓扑设计后,再来看看服务器为核心的拓扑,同样这些DCell、Bcube、FiConn、CamCube、MDCube等,不会全讲,会拿DCell来举例子,因为它也是2008年由微软亚洲研究院主导,几乎和FatTree同时提出,开创了一个全新的思路,随后的年份里直到今天一直有各种改进版本的拓扑出现

这种服务器为核心的拓扑,主导思想是在服务器上增加网卡,服务器上要有路由转发逻辑来中转流量数据包,并且采用递推方式进行组网。

DCell的基本单元是DCell0,DCell0中服务器互联由一台T个端口的mini交换机完成,跨DCell的流量要通过服务器网卡互联进行绕转。通过一定数量的Dcell0组成一个DCell1,按照一定约束条件进行递推,组成DCell2以及DCellk

上图例中是一个DCell1的拓扑,包含5个Dcell0,每台服务器2个端口,除连接自己区域的mini交换机外,另一个端口会依次连接其他DCell0中的服务器,来组成全互联的结构,最终有20台服务器组成DCell1,所有服务器按照(m,n)坐标进行唯一标识,m相同的时候直接通过moni交换机交互,当m不同时经由mini交换机中继到互联服务器,例子中红色线为40服务器访问13服务器的访问路径。

DCell组网规则及递归约束条件如下:

DCellk中包含DCellk-1的数量为GK

DCellk中包含服务器为Tk个,每台服务器k+1块网卡,则有

GK=Tk-1+1

TK=Gk-1 ✕ Tk-1

设DCell0中有4台服务器

DCell1 中有5个DCell0 (G1=5)

Tk1=20台服务器(T1=20)

DCell2 中有21个DCell1 (G2=21)

Tk2=420台服务器(T2=420)

DCell3 中有421个DCell2 (G3=421)

Tk3=176820台服务器(T3=176820)

Tk6=3260000台服务器

经过测算DCell3中每台服务器的网卡数量为4,就能组建出包含17万台服务器的数据中心,同样DCell的缺点和优点一样耀眼,这种递归后指数增长的网卡需求量,在每台服务器上可能并不多,但是全量计算的话就太过于惊人了,虽然对比FatTree又再一次降低交换机的采购成本,但是天量的网卡可以想象对于运维的压力,还有关键的问题时高层次DCell间通信占用低层次DCell网卡带宽必然导致低层次DCell经常拥塞。最后还有一个实施的问题,天量的不同位置网卡布线对于施工的准确度以及未知的长度都是一个巨大的挑战。

DCell提出后,随后针对网卡数量、带宽抢占等一系列问题演化出来一批新的网络拓扑,思路无外乎两个方向,一个是增加交换机数量减少单服务网卡数量,趋同于spine-leaf体系,但是它一直保持了服务器多网卡的思路。另一种是极端一些,干脆消灭所有交换机,但是固定单服务器网卡数量,按照矩阵形式组建纯服务器互联结构,感兴趣的同学可以继续探索。

数据中心的路由框架涵盖范围和领域非常多,很多论文都选择其中的一个点进行讨论,比如源地址路由、流量调度、收敛、组播等等,不计划每个展开,也没有太大意义。但是针对之前FatTree的两阶段路由有一个更新的路由框架设计PortLand,它解决了两段路由中虚拟机无法迁移的问题,它的关键技术有以下几点

1、对于FatTree这种高度规范化的拓扑,PortLand设计为采用层次化MAC编址来支持大二层,这种路由框架中,除了虚拟机/物理机实际的MAC外(AMAC),还都拥有一个PortLand规范的伪MAC(PMAC),网络中的转发机制和PMAC强相关,PMAC的编址规则为

podpositionportvmid

pod (2字节) 代表虚拟机/服务器所在POD号,position(1字节)虚拟机/服务器所在Edge交换机在POD中编号,port(1字节)虚拟机/服务器连接Edge交换机端口的本地编号,vmid(2字节)服务器在Edge下挂以太网交换机编号,如果只有一台物理机vmid只能为1

2、虚拟机/服务器的编址搞定后,Edge、Aggregate、Core的编址呢,于是PortLand设计了一套拓扑发现机制LDP(location discovery protocol),要求交换机在各个端口上发送LDP报文LDM(location

discovery message)识别自己所处位置,LDM消息包含switch_id(交换机自身mac,与PMAC无关)pod(交换机所属pod号)pos(交换机在pod中的编号)level(Edge为0、Agg为1、Core为2)dir(上联为1,下联为-1),最开始的时候Edge角色会发现连接服务器的端口是没有LDM的,它就知道自己是Edge,Agg和Core角色依次收到LDM后会计算并确定出自己的leve和dir等信息。

3、设计一个fabric manager的集中PortLand控制器,它负责回答Edge交换机pod号和ARP解析,当Edge交换机学习到一个AMAC时,会计算一个PMAC,并把IP/AMAC/PMAC对应关系发送给fabric manager,后续有虚拟机/服务器请求此IP的ARP时,会回复PMAC地址给它,并使用这个PMAC进行通信。

4、由于PMAC的编址和pod、pos、level等信息关联,而所有交换机在LDM的交互过程中知晓了全网的交换机pod、pos、level、dir等信息,当数据包在网络中传播的时候,途径交换机根据PMAC进行解析可得到pod、pos这些信息,根据这些信息即可进行数据包的转发,数据包到达Edge后,Edge交换机会把PMAC改写为AMAC,因为它是知道其对应关系的。当虚拟机迁移后,由fabric manager来进行AMAC和PMAC对应更新和通知Edge交换机即可,论文中依靠虚拟机的免费ARP来触发,这点在实际情况中执行的效率要打一个问号。

不可否认,PortLand的一些设计思路非常巧妙,这种MAC地址重写非常有特色。规则设计中把更多的含义赋给PMAC,并且通过LDP机制设计为全网根据PMAC即可进行转发,再加上集中的控制平面fabric manager,已经及其类似我们熟悉的SDN。但是它对于转发芯片的要求可以看出要求比较低,但是所有的转发规则会改变,这需要业内对于芯片和软件的全部修改,是否能够成功也看市场驱动力吧,毕竟市场不全是技术驱动的。

除了我们熟悉的拓扑和路由框架方面,数据中心还有很多比较有意思的趋势在发生,挑几个有意思的

目前数据中心都是以太网有线网络,大量的高突发和高负载各个路由设架构都会涉及,但是如果使用无线是不是也能解决呢,于是极高频技术在数据中心也有了一定的研究(这里特指60GHZ无线),其吞吐可达4Gbps,通过特殊物理环境、波束成形、有向天线等技术使60GHZ部署在数据中心中,目前研究法相集中在无线调度和覆盖中,技术方案为Flyways,它通过合理的机柜摆放及无线节点空间排布来形成有效的整体系统,使用定向天线和波束成形技术提高连接速率等等新的技术,甚至还有一些论文提出了全无线数据中心,这样对数据中心的建设费用降低是非常有助力的。

数据中心目前应用的还是TCP,而TCP在特定场景下一定会遇到性能急剧下降的TCP incast现象,TCP的拥塞避免和慢启动会造成当一条链路拥塞时其承载的多个TCP流可能会同时触发TCP慢启动,但随着所有的TCP流流量增加后又会迅速达到拥塞而再次触发,造成网络中有时间流量很大,有时间流量又很小。如何来解决

数据中心还有很多应用有典型的组通信模式,比如分布式存储、软件升级等等,这种情况下组播是不是可以应用进来,但是组播在数据中心会不会水土不服,如何解决

还有就是数据中心的多路径,可否从TCP层面进行解决,让一条TCP流负载在不同的链路上,而不是在设备上依靠哈希五元组来对每一条流进行特定链路分配

对于TCPincast,一般通过减少RTO值使之匹配RTT,用随机的超时时间来重启动TCP传输。还有一种时设计新的控制算法来避免,甚至有方案抛弃TCP使用UDP来进行数据传输。

对于组播,数据中心的组播主要有将应用映射为网络层组播和单播的MCMD和Bloom Filter这种解决组播可扩展性的方案

对于多路径,提出多径TCP(MPTCP),在源端将数据拆分成诺干部分,并在同一对源和目的之间建立多个TCP连接进行传输,MPTCP对比传统TCP区别主要有

1、MPTCP建立阶段,要求服务器端向客户端返回服务器所有的地址信息

2、不同自流的源/目的可以相同,也可以不同,各个子流维护各自的序列号和滑动窗口,多个子流到达目的后,由接收端进行组装

3、MPTCP采用AIMD机制维护拥塞窗口,但各个子流的拥塞窗口增加与所有子流拥塞窗口的总和相关

还有部分针对TCP的优化,如D3协议,D3是针对数据中心的实时应用,通过分析数据流的大小和完成时间来分配传输速率,并且在网络资源紧张的时候可以主动断开某些预计无法完成传输的数据流,从而保证更多的数据流能按时完成。

这的数据中心节能不会谈风火水电以及液冷等等技术,从网络拓扑的角度谈起,我们所有数据中心拓扑搭建的过程中,主要针对传统树形拓扑提出了很多“富连接”的拓扑,来保证峰值的时候网络流量的保持性,但是同时也带来了不在峰值条件下能耗的增加,同时我们也知道数据中心流量多数情况下远低于其峰值设计,学术界针对这块设计了不少有脑洞的技术,主要分为两类,一类时降低硬件设备能耗,第二类时设计新型路由机制来降低能耗。

硬件能耗的降低主要从设备休眠和速率调整两个方面来实现,其难点主要时定时机制及唤醒速度的问题,当遇到突发流量交换机能否快速唤醒,人们通过缓存和定时器组合的方式进行。

节能路由机制,也是一个非常有特点的技术,核心思想是通过合理的选择路由,只使用一部分网络设备来承载流量,没有承载流量的设备进行休眠或者关闭。Elastic Tree提出了一种全网范围的能耗优化机制,它通过不断的检测数据中心流量状况,在保障可用性的前提下实时调整链路和网络设备状态,Elastic Tree探讨了bin-packer的贪心算法、最优化算法和拓扑感知的启发算法来实现节能的效果。

通过以上可以看到数据中心发展非常多样化,驱动这些技术发展的根本性力量就是成本,人们希望用最低的成本达成最优的数据中心效能,同时内部拓扑方案的研究已经慢慢成熟,目前设备厂商的羹汤可以说就是市场化选择的产物,但是数据中心网络传输协议、虚拟化、节能机制、SDN、服务链等方向的研究方兴未艾,尤其是应用定制的传输协议、虚拟网络带宽保障机制等等,这些学术方面的研究并不仅仅是纸上谈兵,对于我知道的一些信息来说,国内的阿里在它的数据中心网络拓扑中早已经应用了FatTree的变种拓扑,思科也把数据中心内部TCP重传的技术应用在自己的芯片中,称其为CONGA。

坦白来说,网络从来都不是数据中心和云计算的核心,可能未来也不会是,计算资源的形态之争才是主战场,但是网络恰恰是数据中心的一个难点,传统厂商、学术界、大厂都集中在此领域展开竞争,创新也层出不穷,希望能拓展我们的技术视野,能对我们有一些启发,莫听穿林打叶声、何妨吟啸且徐行~

7d聚拉提做后每天要敷面膜。

做完7D聚拉提之后,一定要做好保湿、护理工作,建议连敷三天的面膜,另外尽量不要化妆,冶疗后要避免出入高热环境,例如三温暖、桑拿等,以免影响冶疗效果,冶疗后可能会出现轻微的泛红、小刺痛等,这都属于正常、温和的暂时性反应,无需担心。

7d聚拉提注意事项

三天内请勿用热水洗脸 (不超过体温的水即可),注意补水。

一月内不要吃光敏食物等色素重的东西,不要吃海鲜、辛辣刺激性食物,禁止烟酒,注意休息。

3至6个月,补充胶原蛋白和透明质酸等皮肤营养品,用量最好在专业美容顾问指导下,根据皮肤康复情况来补充。

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