细胞生物学第五至第八章作业答案

第五章第五章 物质的跨膜运输物质的跨膜运输 1 物质跨膜运输有哪三种途径？物质跨膜运输有哪三种途径？ATP 驱动泵可分哪些类型？驱动泵可分哪些类型？ 答：物质跨膜运输有简单扩散、被动运输和主动运输三种途径。ATP 驱动泵可分 P 型泵、V 型质子泵和 F 型质子泵以及 ABC 超家族，其中 P 型泵包括 Na+K+泵、Ca+ 泵和 P 型 H+泵。 各种 ATP 驱动泵的比较： 类型运输物质结构与功能特点存在部位 P 型H+、Na+、K+、C a+ 通常有大小两个亚基， 大亚基被磷酸化，小亚 基调节运输 H+泵：存在于植物、真菌 和细菌的质膜； Na+/K+泵、Ca+泵、H+/ K+泵：存在于哺乳动物胃 细胞表层质膜 F 型H+有多个跨膜亚基，建立 H+的电化学梯度，合成 ATP 细菌的质膜、线粒体内膜、 叶绿体的类囊体膜 V 型H+有多个跨膜亚基，亚基 的细胞质部分可将 ATP 水解，并利用释放的能 量将有 H+运输到囊泡 中形成酸性环境 植物、酵母和其他真菌的 液泡膜；动物溶酶体和内 体的膜；破骨细胞和肾管 状细胞等分泌酸性物质的 质膜 ABC 型离子和各种小分子两个膜结构域形成水性 通道，两个细胞质 ATP 结合结构域与 ATP 水解 及物质运输相偶联 细菌质膜、哺乳动物的内 质网膜和细胞质膜 2.简述钠钾泵的结构特点及其转运机制。简述钠钾泵的结构特点及其转运机制。 答：Na+K+泵位于动物细胞的质膜上，由 2 个 和 2 个 亚基组成四聚体。 Na+K+泵的转运机制总结如下：在细胞内侧 亚基与 Na+相结合促进 ATP 水解， 亚基上的一个天冬氨酸残基磷酸化引起 亚基构象发生变化，将 Na+泵出细胞，同时细 胞外的 K+与 亚基的另一位点结合，使其失去磷酸化， 亚基的构象再次发生变化， 将 K+泵入细胞，完成整个循环。 3、简述葡萄糖载体蛋白的结构特点及其转运机制。、简述葡萄糖载体蛋白的结构特点及其转运机制。 答：葡萄糖载体蛋白，简称为 GLUT，是一个蛋白质家族，包括十多种葡糖糖转运蛋 白，他们具有高度同源的氨基酸序列，都含有 12 次跨膜的 螺旋。GLUT 中多肽跨膜部 分主要由疏水性氨基酸残基组成，但有些 螺旋带有 Ser、Thr、Asp 和 Glu 残基，他们的 侧链可以同葡萄糖羟基形成氢键。葡萄糖载体蛋白的转运机制为：氨基酸残基为形成载体 蛋白内部朝内和朝外的葡萄糖结合位点，从而通过构象改变完成葡萄糖的协助扩散。转运 方向取决于葡萄糖的浓度梯度，从高浓度向低浓度顺梯度转运。 4 4、举例说明协同运输的机制。、举例说明协同运输的机制。 答：协同运输是一类靠间接提供能量完成的主动运输方式。物质跨膜运动所需要的能 量来自膜两侧离子的电化学浓度梯度，而维持这种电化学势的是钠钾泵或质子泵。根据物 质运输方向与离子沿浓度梯度的转移方向，协同运输又可分为：同向协同与反向协同。 同向协同指物质运输方向与离子转移方向相同。如人体及动物体小肠细胞对葡萄糖 的吸收就是伴随着 Na+的进入，细胞内的 Na+离子又被钠钾泵泵出细胞外，细胞内始终保 持较低的钠离子浓度，形成电化学梯度。 反向协同物质跨膜运动的方向与离子转移的方向相反，如动物细胞常通过 Na+/H+反 向协同运输的方式来转运 H+以调节细胞内的 PH 值，即 Na+的进入胞内伴随者 H+的排出。 选做：选做：5、举例说明受体介导的内吞作用。、举例说明受体介导的内吞作用。 答：受体介导内吞作用大致分为四个基本过程配体与膜受体结合形成一个小窝； 小窝逐渐向内凹陷，然后同质膜脱离形成一个被膜小泡； 被膜小泡的外被很快解聚， 形成无被小泡，即初级内体； 初级内体与溶酶体融合，吞噬的物质被溶酶体的酶水解。 具有两个特点，即： 配体与受体的结合是特异的， 具有选择性； 要形成特殊包被的 内吞泡。 例如 LDL 受体蛋白是一个单链的糖蛋白，为单次跨膜蛋白。LDL 受体蛋白合成后被 运输到细胞质膜，即使没有相应配体的存在， LDL 受体蛋白也会在细胞质膜集中浓缩并 形成被膜小窝，当血液中有 LDL 颗粒，可立即与 LDL 的 apoB-100 结合形成 LDL-受体复 合物。 一旦 LDL 与受体结合，就会形成被膜小泡被细胞吞入，接着是网格蛋白解聚， 受体回到 质膜再利用， 而 LDL 被传送给溶酶体， 在溶酶体中蛋白质被降解， 胆固醇被释放出来 用于质膜的装配， 或进入其他代谢途径。 名词：名词： 载体蛋白：载体蛋白：载体蛋白是多回旋折叠的跨膜蛋白质，它与被传递的分子特异结合使其越过质 膜。其机制是载体蛋白分子的构象可逆地变化，与被转运分子的亲和力随之改变而将分子 传递过去。载体蛋白具有专一性、饱和性两种特性。 通道蛋白：通道蛋白：是一类横跨细胞膜,能使适宜大小的分子及带电荷的分子通过简单的自由扩散运 动, 从质膜的一侧转运到另一侧的蛋白质。有离子通道、孔蛋白和水孔蛋白三种类型。 胞吞作用：胞吞作用：也称入胞作用或内吞作用，质膜凹陷将所摄取的液体或颗粒物质包裹，逐渐成 泡，脂双层融合、箍断，形成细胞内的独立小泡，以摄取物质。 胞吐作用：胞吐作用：胞吐作用是指通过融合蛋白的帮助，运输小泡通过与细胞质膜的融合将内容物 释放到细胞外基质的过程。 细胞识别：细胞识别：细胞识别是指细胞对同种或异种细胞、同源或异源细胞的认识。多细胞生物有 机体中有三种识别系统：抗原-抗体的识别、酶与底物的识别、细胞间的识别。 分子开关：分子开关：分子开关是指通过激活机制或失活机制精确控制细胞内一系列信号传递的级联 反应的蛋白质。 第二信使：第二信使：第二信使是第一信使作用于靶细胞后在胞浆内产生的信息分子，将获得的信息 增强，分化，整合并传递给效应器，使其发挥特定的生理功能或药理效应。第二信使包括： 环磷腺苷（cAMP） ，环磷鸟苷(cGMP)，肌醇磷脂，钙离子，廿碳烯酸类，一氧化氮等。 钙调蛋白：钙调蛋白：钙调蛋白是真核生物细胞中一种能够与钙离子结合的胞质溶胶蛋白。 第六章第六章 细胞的能量转化细胞的能量转化线粒体和叶绿体线粒体和叶绿体 1 、简述线粒体的超微结构和功能。、简述线粒体的超微结构和功能。 答：线粒体的基本结构由内外两层单位膜分子包裹而成。存在于外膜与内膜之间的空 间为膜间隙，内膜之内的空间为基质。 外膜：为线粒体最外面一层平滑的单位膜结构，平展，起界膜的作用。外膜的通透性很高， 膜上分布有孔蛋白，可根据细胞形态可逆性地开闭；还分布有一些特殊的酶类，使 得其能够参与膜磷脂的合成，以及对将在线粒体基质中彻底氧化的物质进行初步分 解。外膜的标志酶是单胺氧化酶。 内膜：位于外膜内侧的一层单位膜结构。内膜向内折叠延伸形成嵴，大大地增加了内膜的 表面积。内膜具有高度不透性，保证了内膜环境的稳定。内膜是氧化磷酸化的关键 场所，也是进行电子传递的主要部位。内膜的标志酶是细胞色素酶。 膜间隙：膜间隙内的业态介质内含有可溶性酶、底物和辅助因子。膜间隙的标志酶是腺苷 酸激酶，其功能为催化 ATP 分子末端磷酸基团转移到 AMP，生成 ADP。 线粒体基质：基质中含有多种酶类，能够催化多类重要生化反应。基质中还含有 DNA、RNA、核糖体以及转录、翻译必需的重要分子。 从上述结构特征可知，线粒体的主要功能是高效地将有机物中储存的能量转换为细 胞生命所需的直接能源 ATP。 2 、试比较线粒体与叶绿体在基本结构方面的异同。、试比较线粒体与叶绿体在基本结构方面的异同。 答： 比较项目线粒体叶绿体 形态特征一般呈颗粒或短线状，为 高度动态的细胞器 一般呈凹透镜或铁饼状， 是一种动态细胞器 外膜结构单位膜结构，通透性大， 具孔蛋白 单位膜结构，通透性大， 具孔蛋白 内膜结构单位膜结构，具高度不透 性 单位膜结构，通透性小， 增加内膜表面积的方式向内折叠延伸形成嵴类囊体垛叠成基粒 基质胶状物质，含有多种酶类， 参与重要的生化反应 胶状物质，含有多种酶类， 参与重要的生化反应 能量转换呼吸作用光合作用 3 、简述叶绿体的结构？光合作用的过程分哪几个步骤？、简述叶绿体的结构？光合作用的过程分哪几个步骤？ 答：叶绿体的结构可以分为 3 个部分：叶绿体被膜、类囊体和叶绿体基质。 叶绿体的被膜结构与线粒体的被膜相似，具双层单位膜结构，分为外膜与内膜，中具 膜间隙。外膜，通透性大，含孔蛋白；而内膜通透性小，起通透屏障的作用。类囊体是捕 获光能的主要部位，具有不同于其他膜的膜结构，膜脂质双分子层的流动性非常大。叶绿 体基质中含有多种酶类、核糖体、植物铁蛋白、淀粉粒等物质，是光合作用固定 CO2 的主 要场所。 光合作用由两步反应协同完成，分别称为依赖光的反应（也称光反应）和碳同化反应 （也称固碳反应） 。 光反应包括原初反应和电子传递及光合磷酸化两个步骤，指叶绿素等光合色素分子吸 收、传递光能并将其转化为电能，进而转化为活跃的化学能，形成 ATP 和 NADPH，同时 产生 O2 的一系列反应。光反应在类囊体膜上进行。 碳同化反应是指在光反应产物，即 ATP 和 NADPH 的驱动下，CO2 被还原成糖的分子 反应的过程，该过程将活跃的化学能转换为稳定的化学能，在叶绿体基质中进行。 选做：选做： 4、试比较线粒体的氧化磷酸化与叶绿体的光合磷酸化的异同点。、试比较线粒体的氧化磷酸化与叶绿体的光合磷酸化的异同点。 答： 比较项目线粒体的氧化磷酸化叶绿体的光合磷酸化 主要功能高效地将有机物中储存的 能量转换为细胞生命将活 动的直接能源 ATP。 由光照引起的电子传递与 磷酸化作用相偶联，为碳 同化提供直接能源 ATP。 催化合成 ATP 的酶ATP 合酶CF0-CF1 ATP 合酶 合成 ATP 的驱动作用机制1 对电子在 3 次跨膜传递过 程中将 5 对 H+由基质摄入 膜间隙，之后平均每 2 个 H+穿过线粒体 ATP 合酶驱 动生成 1 个 ATP 分子。 1 对电子的 2 次跨膜传递， 导致基质中的 3 个 H+被摄 取进入类囊体腔，同时类 囊体腔内产生 4 个 H+，此 后平均每 3 个 H+穿过叶绿 体 ATP 合酶驱动生成 1 个 ATP 分子。 氧化磷酸化和光合磷酸化的相同之处在于：ATP 的形成都由 H+流所驱动；叶绿体的 CF1 因子与线粒体 F1 因子都具有催化 ADP 和 Pi 形成 ATP 的作用；两者都需要完整 的膜结构；等等。 5、由核基因编码、在细胞质核糖体上合成的蛋白质是如何运送至线粒体和叶绿体的功能部、由核基因编码、在细胞质核糖体上合成的蛋白质是如何运送至线粒体和叶绿体的功能部 位上的？位上的？ 答： 由核基因编码、在细胞质核糖体上合成的蛋白质是运送至线粒体的功能部位过程如下： 蛋白质从细胞质基质输入到线粒体基质：合成的蛋白质前体与胞质蛋白分子伴侣 Hsp70 结合，并使其保持未折叠或部分折叠状态；其 N 端具有基质靶向序列，前体蛋白与内外膜 接触点附近的输入受体结合，被转运进入输入孔，输入的蛋白进而通过内外膜接触点的输 入通道，线粒体的基质分子伴侣 Hsp70 与输入蛋白结合并水解 ATP 以驱动基质蛋白的输入。 蛋白质以 3 种途径从细胞质基质输入到线粒体内膜： 途径 A：具有 N 端基质靶向序列的蛋白，在线粒体外膜上利用 Tom40 作为输入孔道，外 膜上 Tom22/20 作为识别 N 端基质靶向序列的输入受体，内膜转运蛋白是 Tim23/17。 途径 B：具有 N 端基质靶向序列和内在疏水结构域的蛋白，其前体先进入基质，基质靶向 序列被切割后在装配到内膜上。 途径 C：缺少 N 端基质靶向序列但含有被 Tom70/Tom22 输入受体识别的多个内在靶向序 列的蛋白，通过两种膜间隙蛋白的协助在外膜和内膜通道之间转运。 线粒体蛋白通过两条途径从细胞质基质进入到线粒体膜间隙 途径 A：通过蛋白质内在的靶向序列预定其定位在膜间隙，并且在转运过程中被内膜上蛋 白酶于膜间隙一侧切割，然后释放的蛋白质折叠并与血红素结合。 途径 B：此途径转运的蛋白通过外膜 Tom40 输入孔，直接进入膜间隙。 而由核基因编码、在细胞质核糖体上合成的蛋白质是运送至叶绿体的功能部位过程如下： 定位于叶绿体基质中的蛋白，其前体蛋白（在细胞质中合成的）N 端的转运肽仅具有导 向基质的序列，引导其穿过叶绿体膜进入基质，由基质中特异的蛋白水解酶切去转运肽成 为成熟蛋白。 定位于叶绿体类囊体中的蛋白，其前体蛋白 N 端的转余台有两个区域，分别引导两步转 运，其 N 端含有导向基质的序列， 引导其穿过叶绿体膜上由孔蛋白形成通道进入基质； 而 C 端含有导向类囊体的序列又引导其穿过类囊体膜，进入类囊体腔，因此，它的转运肽 经历两次水解，一次在基质内，另一次在类囊体腔中；不是由转运肽决定的，是成熟的捕 光色素蛋白在其 C 端的跨膜区域类囊体导向序列（信导）引导多肽进入类囊体腔中形成成 熟蛋白。 6、氧化磷酸化偶联机制的化学渗透假说的主要论点是什么？、氧化磷酸化偶联机制的化学渗透假说的主要论点是什么？ 答：氧化磷酸化偶联机制的化学渗透学说的基本观点是： 线粒体的内膜中电子传递与线粒体释放 H+是偶联的，即呼吸链在传递电子过程中释 放出来的能量不断地将线粒体基质内的 H+逆浓度梯度泵出线粒体内膜。 H+不能自由透过线粒体内膜，结果使得线粒体内膜外侧 H+浓度增高，基质内 H+浓 度降低，在线粒体内膜两侧形成一个质子跨膜梯度，线粒体内膜外侧带正电荷，内膜内侧 带负电荷。 线粒体外的 H+可以通过线粒体内膜上的三分子体顺着 H+浓度梯度进入线粒体基质 中，这相当于一个特异的质子通道，H+顺浓度梯度方向运动所释放的自由能用于 ATP 的 合成，寡霉素能与 OSCP 结合，特异阻断这个 H+通道，从而抑制 ATP 合成。 解偶联剂的作用是促进 H+被动扩散通过线粒体内膜，即增强线粒体内膜对 H+的通 透性，解偶联剂能消除线粒体内膜两侧的质子梯度，所以不能再合成 ATP。 总之，化学渗透学说认为在氧化与磷酸化之间起偶联作用的因素是 H+的跨膜梯度。 名词名词： 半自主性细胞器：半自主性细胞器：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。 呼吸链：呼吸链：又称电子传递链，是由一系列电子载体构成的，从 NADH 或 FADH2 向氧传递电 子的系统。 ATP 合酶：合酶：一种参与氧化磷酸化和光合磷酸化的酶，在跨膜质子动力势的推动下合成 ATP.分 子结构由突出于膜外的 F1 亲水头部和嵌入膜内的 F0 疏水尾部组成。 导肽：导肽：又称导向序列，它是游离核糖体上合成的蛋白质的 N-端信号。 第七章第七章 真核细胞内膜系统、蛋白质分选与膜泡运输真核细胞内膜系统、蛋白质分选与膜泡运输 1 简述细胞质基质的结构组成及其在细胞生命活动中的作用。简述细胞质基质的结构组成及其在细胞生命活动中的作用。 答：细胞质基质：是指在真核细胞的细胞质中，除去可分辨的细胞器以外的胶状物质， 占据着细胞膜内、细胞核外的细胞内空间的高度有序的体系。 细胞质基质的主要组成成分概括如下： 大分子物质：蛋白质（包括多种酶） 、非蛋白类酶、脂蛋白、多糖、RNA 中等分子：氨基酸、核苷酸、脂类 小分子物质：水、无机离子（Na+、K+ 等） 细胞骨架是细胞质基质的主要结构成分。 细胞质基质在细胞生命活动中具有重要的作用，其主要功能如下： 为某些蛋白质的合成和脂肪的合成提供场所； 与细胞骨架相关：细胞骨架作为细胞质基质的主要结构成分，不仅与维持细胞的形态、 细胞的运动、细胞内的物质运输及能量传递有关，而且也是细胞质基质结构体系的组织者， 为细胞基质其他成分和细胞器提供锚定位点； 与细胞膜相关：各种膜相细胞器是细胞质基质产生区室化，促进反应高效有序地进行； 依靠细胞膜或是细胞膜上的泵蛋白和离子通道维持细胞内外跨膜离子梯度和依靠细胞膜某 些协同转运蛋白调节细胞质基质的 pH 稳态。 与蛋白质的修饰和选择性降解方面有关： A、蛋白质的修饰：包括辅酶或辅基与酶的共价结合、磷酸化和去磷酸化、蛋白质糖基化作 用、甲基化修饰和酰基化； B、控制蛋白质的生命； C、降解变性和错误折叠的蛋白质； D、帮助变性或错误折叠的蛋白质重新折叠，形成正确的分子构象。 2 比较粗面内质网和光面内质网的形态结构和功能。比较粗面内质网和光面内质网的形态结构和功能。 答： 类型形态结构主要合成物质功能 粗面内质网多呈扁囊状，排列较为整 齐，膜表面附有大量的核 糖体 分泌性蛋白和多种膜 蛋白 1、协助蛋白质的合成和 转运 2、蛋白质的修饰与加工 3、新生肽的折叠与组装 光面内质网常为分管状，形成复杂的 立体结构，膜表面没有附 着核糖体 磷脂和胆固醇在内的 几乎全部膜脂 1、脂质合成的重要场所 2、类固醇激素的合成 3、肝细胞的脱毒作用 4、糖原分解释放葡萄糖 5、肌肉收缩的调节 3 简述高尔基体的形态结构，有何功能？简述高尔基体的形态结构，有何功能？ 答：高尔基体由排列较为整齐的扁平膜囊堆叠而成，囊堆构成了高尔基体的主要结构， 扁平膜囊多成弓形或半球形。膜囊周围又有许多大小不等的大囊泡和小囊泡结构。高尔基 体至少由相互联系的 3 个部分组成：顺面膜囊以及顺面网状结构、中间膜囊、反面膜囊以 及反面网状结构。 高尔基体的主要功能是将内质网合成的多种蛋白质进行加工、分类与包装，然后分门 别类地将运送到细胞特定的部位或分泌到细胞外。高尔基体在细胞生命活动中起多种重要 的作用： 参与细胞分泌活动(蛋白质和脂质的运输和分选)； 蛋白质的糖基化及其修饰； 蛋白质的水解和其它加工； 参与膜脂的转化，参与形成溶酶体和微体。 4 简述信号肽假说的主要内容。简述信号肽假说的主要内容。 答：信号肽假说的主要内容是：编码分泌蛋白的 mRNA 在翻译时首先合成的是 N 末 端带有疏水氨基酸残基的信号肽，它被内质网膜上的受体识别并与之相结合。信号肽经由 膜中蛋白质形成的孔道到达内质网内腔，随即被位于腔表面的信号肽酶水解，由于它的引 导，新生的多肽就能够通过内质网膜进入腔内，最终被分泌到胞外。翻译结束后，核糖体 亚基解聚、孔道消失，内质网膜又恢复原先的脂双层结构。 5、简述网格蛋白有被小泡、简述网格蛋白有被小泡、COP被膜小泡和被膜小泡和 COP被膜小泡形成的分子机制。被膜小泡形成的分子机制。 答： 类型形成的分子机制 网格蛋白有被小泡网格蛋白包被膜泡形成的首要步骤是供体出牙和包被的装配。在供 体膜上网格蛋白包被膜泡出芽形成后，发动蛋白围绕颈部聚合，然 后催化 GTP 水解，所释放的能量驱动发动蛋白构象的改变，导致网 格蛋白包被膜泡从供体膜断裂并释放。此后，网格蛋白包被膜泡去 聚合。 COP被膜小泡COP运输小泡形成的出芽过程如下： 一种胞质溶胶中的小分子 GTP 结合蛋白，即 ARF，释放所结合的 GDP，然后同 GTP 结合， 形成 ARF-GTP 复合物，并整合在高尔基体膜中。GDP 与 GTP 的交 换是由高尔基体膜中的一种酶催化的； COP同 ARF 以及高尔 基体膜蛋白的细胞质部分结合；在脂酰 CoA（fatty-acyl CoA）的 帮助下形成 COP被膜小泡。一旦 COP小泡形成就立即从供体膜 释放出来，COP包被去聚合， 并与膜脱离。 COP被膜小泡COP小泡的装配需要一种称为 Sar1 的 G 蛋白的参与。当 Sar1 中 GDP 与 GTP 进行了交换， 诱导 Sec23 和 Sec24 蛋白的结合，接着 是 Sec13 和 Sec31 蛋白的结合，最后由一种结合在 ER 表面的大蛋 白质，Sec16 与 Sec23/Sec24 复合物、Sec13/Sec31 复合物相互作用， 装配成一个完整的小泡。 6、COP有被小泡和有被小泡和 COPII 有被小泡的形成及其定向运输和融合的分子机制。有被小泡的形成及其定向运输和融合的分子机制。 答： 类型形成的过程定向运输和融合的分子机制 COP被膜小泡COP运输小泡形成的出芽过程如下： 一种胞质溶胶中的小分子 GTP 结合 蛋白，即 ARF，释放所结合的 GDP， 然后同 GTP 结合，形成 ARF-GTP 复合 物，并整合在高尔基体膜中。GDP 与 GTP 的交换是由高尔基体膜中的一种酶 催化的； COP同 ARF 以及高尔基 体膜蛋白的细胞质部分结合；在脂酰 CoA（fatty-acyl CoA）的帮助下形成 COP被膜小泡。一旦 COP小泡形成 就立即从供体膜释放出来，COP包被 去聚合， 并与膜脱离。 介导细胞内膜泡逆向运输， 即负责从高尔基体反面膜囊 到高尔基体顺面膜囊以及高 尔基体顺面网状到内质网的 膜泡转运，包括再循环的膜 脂双层、内质网驻留的可溶 性蛋白和膜蛋白，是内质网 回收错误分选的逃逸蛋白的 重要途径。 COP被膜小泡COP小泡的装配需要一种称为 Sar1 的 G 蛋白的参与。当 Sar1 中 GDP 与 GTP 进行了交换， 诱导 Sec23 和 Sec24 蛋白的结合，接着是 Sec13 和 Sec31 蛋白的结合，最后由一种结合在 ER 表面的大蛋白质，Sec16 与 Sec23/Sec24 复合物、Sec13/Sec31 复合 物相互作用，装配成一个完整的小泡。 介导细胞内顺向运输，即负 责从内质网到高尔基体的物 质运输。 名词：名词： 细胞质基质：细胞质基质：是指在真核细胞的细胞质中，除去可分辨的细胞器以外的胶状物质，占据着 细胞膜内、细胞核外的细胞内空间的高度有序的体系。 内膜系统：内膜系统：是真核细胞特有的结构，主要包括内质网、高尔基复合体、溶酶体、各种转运 小泡以及过氧化物酶体等功能结构，它们在结构、功能乃至发生上是彼此相互关联的动态 整体。 微粒体：微粒体：是细胞被匀浆破碎时， 内膜系统的膜结构破裂后自己重新封闭起来的小囊泡(主 要是内质网和高尔基体)。 易位子：易位子：位于内质网膜上的与新合成的多肽进入内质网有关的蛋白复合体，由 3-4 个 Sec61 蛋白复合体构成的一个类似于炸面圈的结构，每个 Sec61 蛋白由三条肽链组成。 信号肽：信号肽：指新合成多肽链中用于指导蛋白质的跨膜转移、定位的 N-末端的氨基酸序列。 分子伴侣：分子伴侣：细胞中可以识别正在合成的多肽或部分折叠的多肽并与多肽的某些部位相结合， 从而帮助这些多肽转运、折叠或装配的，但其分子本身并不参与最终产物的形成的一类蛋 白质分子。 膜泡运输：膜泡运输：大分子和颗粒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 过一系列膜囊泡的形成和融合来完成转运的过程。 蛋白质分选：蛋白质分选：细胞通过对蛋白质地址签（即分选信号）的识别进行蛋白质的运送，或蛋白 质通过自身的分选信号从胞质溶胶移动至目标细胞器的过程。 溶酶体：溶酶体：是单层膜围绕、内含多种酸性水解酶类的囊状异质性细胞器。 残余小体：残余小体：次级溶酶体到达其功能末期时，由于水解酶活性下降或消失，一些未消化和分 解的物质被保留在溶酶体内，形成电子密度较高、染色较深的残余物。 第八章第八章 细胞信号转导细胞信号转导 1 什么是细胞通讯？细胞通讯有哪些方式？什么是细胞通讯？细胞通讯有哪些方式？ 答：细胞通讯是指一个信号产生细胞发出的信息通过介质（又称配体）传递到另一个靶细 胞并与其相对应的受体相互作用，然后通过细胞信号转导产生靶细胞内一系列生理生化变 化，最终表现为靶细胞整体的生物学效应的过程。 细胞通讯有 3 种方式： 细胞通过分泌化学信号进行细胞通讯，这是多细胞生物普遍采用的通讯方式； 细胞间接触依赖性通讯，细胞间直接接触，通过信号细胞跨膜信号分子（配体）与相邻 靶细胞表面受体相互作用； 动物相邻细胞间形成间隙连接、植物细胞间通过胞间连丝使细胞间相互沟通，通过交换 小分子来实现代谢偶联或电偶联。 2 简述细胞的信号分子和受体的类型，信号转导系统的主要特性有什么？简述细胞的信号分子和受体的类型，信号转导系统的主要特性有什么？ 答：信号分子是细胞信息的载体，种类繁多，包括化学信号和物理信号。各种化学信 号根据其化学性质通常分为 3 类：气体性信号，包括 NO、CO；疏水性信号分子，主 要是甾类激素和甲状腺激素；亲水性信号分子，包括神经递质、局部介导和大多数蛋白 类激素。 根据靶细胞上受体存在的部位，可将受体区分为细胞内受体和细胞表面受体。细胞内 受体位于细胞质基质或核基质中，主要识别和结合小的脂溶性分子；细胞表面受体又可分 属三大家族：离子通道偶联受体、G 蛋白偶联受体和酶联受体。 信号转导系统的主要特性： 特异性：细胞受体与胞外配体的识别、结合、效应具有特异性，且受体与配体的结合具 有饱和性可逆性特征；细胞信号转导既有专一性又有作用机制的相似性。 放大效应：信号传递至胞内效应器蛋白，引发细胞内信号放大的级联反应。最常见的级 联放大作用是通过蛋白质磷酸化实现的； 网络化和反馈调节机制：由一系列正反馈和负反馈环路组成网络特性，对于及时校正反 应的速率和强度是最基本的调控机制； 整合作用：细胞必须整合不同的信息，对细胞外信号分子的特异性组合作出程序性反应； 信号的终止和下调：信号转导过程具有信号放大作用，但这种放大作用又必须受到适度 控制，这表现为信号的放大作用和信号所启动的作用的终止并存。细胞的信号转导具有适 应的机制。当细胞长期暴露在某种形式的刺激下，细胞对刺激的反应将会降低。 3 、G-蛋白偶联受体的结构，其介导的信号通路有何特点？蛋白偶联受体的结构，其介导的信号通路有何特点？ 答：G-蛋白偶联受体的结构都含有 7 个疏水肽段形成的跨膜 螺旋区和相似的三维结构， N 端在细胞外侧，C 端在细胞胞质侧，每个跨膜 螺旋由 2224 个氨基酸残基组成。 由 G-蛋白偶联受体其介导的信号通路有何特点是： （1）G-蛋白偶联受体所介导的细胞信号通路可分为三类：激活离子通道的 G-蛋白偶联 受体；激活或抑制腺苷酸环化酶，以 cAMP 为第二信使的 G-蛋白偶联受体；激活磷脂 酶 C，以 IP3 和 DAG 作为双信使的 G-蛋白偶联受体。 （2）该通路具有多个第二信使：IP3、DAG、cAMP 和 Ca+。 4、何谓信号传递中的分子开关蛋白？举例说明其作用机制。、何谓信号传递中的分子开关蛋白？举例说明其作用机制。 答：分子开关蛋白是指早信号传递过程中，通过激活机制或失活机制精确控制细胞内一系 列信号传递的级联反应的蛋白质。细胞内信号传递作为分子开关的蛋白质可分两类：一类 开关蛋白的活性由蛋白激酶使之磷酸化而开启，由蛋白磷酸酯酶使之去磷酸化而关闭，许 多由可逆磷酸化控制的开关蛋白是蛋白激酶本身，在细胞内构成信号传递的磷酸化级联反 应；另一类主要开关蛋白由 GTP 结合蛋白组成，结合 GTP 而活化，结合 GDP 而失活。 5、G-蛋白耦联受体介导的信号通路中，以蛋白耦联受体介导的信号通路中，以 cAMP 为第二信使的信号通路和磷脂酰肌醇双为第二信使的信号通路和磷脂酰肌醇双 信使信号通路分别是如何实现的？信使信号通路分别是如何实现的？ 答： cAMP 信号途径：在此途径中，细胞外信号与相应受体结合，调节腺苷酸环化酶 活性，通过第二信使 cAMP 水平的变化，将细胞外信号转变为细胞内信号。 cAMP 信号途径具有两种调节模型： Gs 调节模型 当细胞没有受到激素刺激，Gs 处于非活化态， 亚基与 GDP 结合，此时腺苷酸环化酶没 有活性；当激素配体与 Rs 结合后，导致 Rs 构象改变，暴露出与 Gs 结合的位点，使激素- 受体复合物与 Gs 结合，Gs 的 亚基构象改变，从而排斥 GDP，结合 GT