(高等教育)2004年《细胞生物学》期末试卷参考答案

2003-2004学年第2学期细胞生物学试题标准答案/评分标准一、基本概念（每个概念2分，共计30分）1、G蛋白 (G-protein)：由、三个亚基构成的一种具有内在GTPase活性的能结合GTP的信号传递蛋白，其活性受GTP和GDP的调节，在信号的跨膜传递（胞外信号胞内信号）中具重要功能。2、半自主性细胞器 (semi-autonomous organelle)：含有自身的DNA与蛋白质合成的全套机构，可合成部分蛋白质，但其大部分蛋白质是由核基因编码、受核基因调控的一类细胞器，主要指线粒体与叶绿体。3、收缩环（胞质分裂环）(contractile ring)：有丝分裂的后、末期，在赤道板质膜下形成的微丝束环（由肌动蛋白和肌球蛋白组成）。收缩环的微丝和质膜相连，环的收缩使质膜内陷，形成分裂沟，分裂沟逐渐深陷，最后细胞被缢断成两个子细胞。4、动粒 (kinetochore)：在有丝分裂染色体着丝粒部位由多种蛋白形成的一种三层式盘状结构，有动粒微管与之连接，参与了染色体向两极的运动。5、核内有丝分裂 (endomitosis)：染色体复制多次，核不分裂，导致多倍性。6、剪接体 (spliceosome)：由5种核小核糖核蛋白（snRNP）与前体mRNA结合后所形成的大小约60S的复合体，对前体mRNA具有剪接功能。7、再生 (regeneration)：生物体对所失去的部分结构进行重新修复和替代的过程。8、自噬溶酶体 (autophagic lysosome)：吞噬了自身多余、衰老或死亡的细胞器的正在进行消化的一类次级溶酶体，在真核细胞的成分更新和转化中具有重要作用。9、离子通道 (ion channel)：质膜上由通道蛋白构成的穿膜亲水通道，允许一定的离子顺电化学梯度穿过脂双层进行运输。10、信号斑 (signal patch)：在蛋白质的一级结构中信号序列不连续、分散存在，当蛋白质合成完成进行折叠时，位于蛋白质三维构象表面所形成的由不连续氨基酸序列聚集形成的立体斑状识别信号，可被特定识别机构所识别。二、填空题（每空1分，共计20分）1、细胞内蛋白质处于一个不断地降解与更新的过程中，决定蛋白质寿命的信号位于蛋白质分子 N 端的第 1 个氨基酸残基；真核细胞通常是利用_泛素依赖性降解 途径对蛋白质进行选择性降解的。2、根据线粒体和叶绿体起源的内共生假说，线粒体起源于_需氧细菌_，叶绿体则起源于_ 蓝细菌 _。3、脂双层具有不对称性。在人的红细胞质膜中，含氨基的磷脂酰乙醇胺、磷脂酰丝氨酸主要存在于脂双层的 内（半）层 ，而卵磷脂和鞘磷脂则主要存在于脂双层的 外（半）层 。4、内膜系统是真核细胞完成各种复杂生命活动所必需的连续结构体系, 它主要包括 内质网 、 核膜 和 高尔基（复合）体 三大部分， 质膜 、 溶酶体 和 分泌泡 均可看作是它的衍生物。而 线粒体 和 叶绿体 虽然也是膜围细胞器, 但不属于内膜系统，这是因为它们不仅含有自身的DNA，而且也不参加各种内膜之间通过出芽和融合的方式所进行的交流。 5、动物相邻细胞间或细胞与细胞外基质间所形成的锚定连接的类型不同，与其相连接的纤丝种类也不相同。与粘合带和点接触相连接的纤丝为 肌动蛋白丝（微丝） ；而与桥粒和半桥粒相连接的纤丝为 中间丝 。6、高等植物细胞的光反应又分为 原初反应 、 电子传递 和 光合磷酸化 3个阶段。7、YAC(酵母人工染色体)至少要包括 自主复制DNA序列 、 着丝粒DNA序列 和 端粒DNA序列 三种不可缺少的DNA序列。8、完整的减数分裂过程一般包括减数分裂和减数分裂两次分裂，同源染色体间的联会开始于在减数分裂 I 的 偶线 期，并于 粗线 期完成联会过程，同源染色体非姊妹染色单体之间的DNA交换发生在 粗线 期；而染色体数量的减半则发生在减数分裂 I 的 中（后） 期。9、真核细胞核被膜的解体与重建要受到 核纤层蛋白 的磷酸化与去磷酸化的调节。三、论述题（每题20分，共计40分）1、请叙述细胞内线粒体内膜蛋白的合成、加工与分拣过程。1) 多肽链合成的起始：游离核糖体上，起始因子协助；2) 多肽链合成的延伸：肽键形成，延伸因子协助；3) 多肽链合成的终止：肽链释放，释放因子协助；4) 在细胞质基质中合成的众多蛋白质中，新生线粒体内膜蛋白的分拣主要靠其所具有的特异性信号序列（又称为导肽）；5) 新生线粒体内膜蛋白含有2段前导信号序列，第一个为引导新生线粒体内膜蛋白进入线粒体基质的信号序列（基质信号），第二个为引导新生线粒体内膜蛋白插入线粒体内膜的信号序列；6) 新生线粒体内膜蛋白要经过分子伴侣的协助进行折叠与去折叠变化，新生蛋白要靠细胞质基质中的HSP70家族分子伴侣的结合保持非折叠或部分折叠的构象；7) 线粒体外膜上有识别和结合新生线粒体内膜蛋白N-端第一个信号序列（线粒体基质信号）的受体，可特异性结合带有该信号序列的线粒体蛋白；8) 在细胞质基质中的HSP70家族分子伴侣的协助和促进下，消耗ATP，新生线粒体内膜蛋白经过线粒体内外膜接触处的蛋白质转运体，以线性非折叠构象进入线粒体基质；9) 新生线粒体内膜蛋白经过线粒体内外膜接触处进入线粒体基质时，线粒体中的mHSP70家族分子伴侣立即结合在穿入的多肽链上，防止其发生错误折叠；10) 新生线粒体内膜蛋白完全进入线粒体基质后，N-端第一个信号序列（线粒体基质信号）被切除；11) 此时的线粒体内膜蛋白靠第二个信号序列（插入线粒体内膜的信号序列）引导新生线粒体内膜蛋白穿入线粒体内膜，并整合到线粒体内膜中成为线粒体内膜蛋白。2、细胞内分子伴侣与泛素依赖性蛋白质降解途径的作用如何？他们是如何相互配合来来保证细胞生命活动正常进行的？又当如何理解他们在细胞生命活动中的重要作用？1) 作用：(a) 分子伴侣的作用：在蛋白质折叠和组装过程中能够防止多肽链链内和链间的错误折叠或聚集作用；并且还可以破坏多钛链中已形成的错误结构，协助其折叠成正确的构象；还能协助多肽链的易位转运。(b) 泛素化降解途径的作用：选择性地降解那些催化限速反应的一些重要的酶类，调控所催化反应的反应程度；选择性地降解那些对细胞的生长及分裂具有重要功能的细胞癌基因的产物，调控细胞的生长及分裂速度；选择性地降解那些错误折叠或变性或不正常的蛋白质，防止其影响细胞正常的生命活动；以及选择性地降解那些没有被及时运出胞质的蛋白质分子，防止其影响细胞正常的生命活动。2) 相互配合： (a) 分子伴侣在蛋白质折叠和组装过程中能够防止多肽链链内和链间的错误折叠或聚集作用，确保其折叠成正确的三维构象，正确执行生命活动。(b) 一旦发现蛋白质发生错误折叠，分子伴侣还可以破坏多钛链中已形成的错误结构，进而协助其折叠成正确的构象，进而也可避免蛋白质发生折叠错误后为泛素化降解途径所降解给细胞带来不必要的能量浪费。(c) 对于那些错误折叠或变性或不正常的蛋白质，如果分子伴侣经过努力仍然不能使其折叠成正确构象时，不得已只好由泛素化降解途径“忍痛割爱”地把这些不正常蛋白质降解掉，以免其对细胞的生命活动带来不良影响。3) 对他们在细胞生命活动中重要作用的理解：(a) 分子伴侣作为第一道“安全检验点”，确保其折叠成正确的三维构象，执行正确的生命活动；即使有些蛋白质发生折叠错误，分子伴侣还可破坏多钛链中已形成的错误结构，进而协助其折叠成正确的构象，执行正确的生命活动。(b) 泛素化降解途径作为细胞正确生命活动的“忠实卫士”，主要使命是确保细胞能正确生命活动的顺利进行，一旦发现分子伴侣无法修复的不正常蛋白质，或本应运出而因种种原因未能被按时运出胞质的蛋白质，泛素化降解途径便选择性地将这些蛋白质降解掉，一来可以防止它们影响细胞的正确生命活动，二来经降解产生的氨基酸还可被细胞再利用，提高资源利用率。(c) 分子伴侣与泛素化降解途径共同构成了既保证生命活动准确执行又采取最经济方式运作的“监控系统”。对于折叠错误的蛋白质，并非直接由泛素化降解途径选择性地将其降解，而是首先由分子伴侣破坏多