细胞生物学-简答论述题.doc

细胞wai膜的功能u 分开细胞质与外环境，使细胞形成相对独立的内环境。 u 保持细胞与外环境的联系，进行物质能量交换及信息传递。 内膜系统 构成许多细胞器的界膜，将各细胞器与胞质溶胶分隔开，以行使不同的功能不同功能的细胞器相互联系，在细胞合成、代谢、分泌等过程中起重要作用。 膜糖类功能n 保护作用：提高膜的稳定性，增强膜蛋白对蛋白酶的抗性。 n 分子识别:参与细胞的信号识别、细胞的粘着。 （膜糖脂、糖蛋白中的糖基是细菌和病毒感染时的识别和结合位点。） n 帮助新合成蛋白质运输和定位。 n 免疫原性：ABO血型1简述细胞膜的特性。(1)细胞膜的不对称性膜脂分布的不对称；膜蛋白分布的不对称；糖类分布的不对称，总在非胞质面(2)细胞膜的流动性 生物膜的流动性是指膜脂和膜蛋白处于不断的运动状态，是保证正常膜功能的重要条件。细胞膜的流动性细胞进行生命活动的必要条件，脂双层是一种二维流体，处于晶态和液态之间。膜脂分子能进行多种运动：侧向扩散旋转运动 摆动运动 伸缩震荡 翻转运动 旋转异构（3）膜蛋白的流（运）动性 侧向扩散：膜蛋白可以在膜质中自由漂浮和在膜表面自由扩散；旋转运动：膜蛋白能围绕与膜平面垂直的轴进行旋转运动，但旋转运动的速度比侧向扩散更为缓慢。2.何为离子通道蛋白？在胞膜物质运输中该类蛋白有何作用？。 （channelprotein）Ca2+、Na+、K+、Cl-、HCO3-等离子能经膜上的孔道扩散。又名孔道蛋白。构成跨膜的亲水性通道，允许适当大小，携带一定电荷的溶质通过，故称为“离子通道”（ionchannel）。一种离子通道只通过某种离子，选择性较高。离子通道运输速度也很高，约106个离子/秒，比任何载体蛋白的运输速度大几十到上百倍。它不被“饱和”，动力学曲线是一斜线，但由于孔道蛋白分子对通过的离子有一定的电吸引，限定了它的最大运输速度。 离子通道有两类，一类持续开放，例如K+漏通道（K+leakchannel），K+由此通道扩散，在膜电压75mV时，出胞和入胞的K+一样多，达到动态平衡，起到调节和维持一定膜电压的作用。 另一类通道间断开放，在某些因素作用时才开放，故称为门通道（gatedchan-nel），共有三种：（1）电压-门控通道，对跨膜电压的变化发生反应。例如神经冲动传到神经末梢时，末梢质膜上的Ca2+-电压门通道暂时开放，Ca2+涌入末梢内，促使其释放神经递质。（2）配体-门控通道，当配体与膜表面特异受体结合后，通道开放。配体可以是神经递质、离子、核苷酸等各种信号物质。如神经-肌肉接头处，肌膜乙酰胆碱受体即是一个乙酰胆碱控制的Na+-K+通道，神经末梢释放乙酰胆碱与受体结合，通道开放，Na+内流，然后K+外流，造成肌膜去极化，如此将化学信号转变为电信号，最后导致肌肉收缩。（3）应力激活通道，应力激活通道是通道蛋白感应力而改变构象，开启通道使“门”打开，离子通过亲水通道进入细胞，引起膜电位变化，产生电信号。 3.举例说明离子泵在主动运输中的作用。离子泵是膜运输蛋白之一。也看作一类特殊的载体蛋白，能驱使特定的离子逆电化学梯度穿过质膜，同时消耗ATP形成的能源，属于主动运输。离子泵本质是受外能驱动的可逆性ATP酶。外能可以是电化学梯度能、光能等。被活化的离子泵水解ATP，与水解产物磷酸根结合后自身发生变构，从而将离子由低浓度转运到高浓度处，这样ATP的化学能转变成离子的电化学梯度能。 由ATP直接提供能量的钠钾泵主动运输过程:Na+-K+泵由两个亚基组成(和),亚基是一个跨膜多次的整合膜蛋白,具有ATP酶活性, 亚基是具有组织特异性的糖蛋白.工作模式是在细胞内侧亚基与Na+结构促进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,使其去磷酸化, 亚基构象再度发生变化将K+泵进细胞,完成整个循环.4.什么叫内膜系统?内膜系统有哪些成员? 简述各成员的结构和功能。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。包括核膜、内质网、高尔基体、溶酶体、过氧化物酶体及各种小泡。 内质网 由膜构成的小管、小泡和扁囊连接构成的三维网状膜系统，也可以称为内质网膜系统。 功能：内质网具有蛋白质、脂类合成以及糖代谢和解毒作用。 高尔基体 由扁平囊泡、小泡和大泡组成。常分布于内质网与细胞膜之间，呈弓形或半球形，凸出的一面对着内质网称为生成面或未成熟面。凹进的一面对着质膜称为分泌面或成熟面。 功能： 主要功能是将内质网合成的蛋白质进行加工、分类和包装，然后分别送到细胞特定部位或分泌到细胞外。过氧化酶体 是一种具有异质性的细胞器，在不同生物及发育阶段有所不同。有单层膜环绕而成，共同特点是内含一至多种依赖黄素的氧化酶和过氧化氢酶。 功能： 有效地清除细胞代谢过程中产生的过氧化氢及其他毒性物质；有效地进行细胞氧张力的调节；参与对细胞内脂肪酸等高能分子物质的分解转化。 溶酶体 是单层膜环绕、内含多种酸性水解酶的囊泡状细胞器，其主要功能是进行细胞内消化。为异质性细胞器。 功能：具有多种功能，其主要作用为消化作用，是细胞内的消化器官。还参与组织器官的变态与退化，精子与卵细胞的受精。5.试用信号假说解释核糖体所合成的分泌蛋白质如何从内质网腔外侧进入内质网腔内的?1.随着核糖体合成蛋白质时，先由游离核糖体合成信号肽（信号序列），作为与内质网膜结合的“引导者”指引核糖体与内质网膜结合，并使新生肽链插入内质网膜进入内腔，起协同翻译的转运作用。2.细胞质中有一种信号识别颗粒，是一种核糖核酸蛋白质复合物。当信号肽露出核糖体，信号识别颗粒的疏水部分与信号肽的疏水部分结合，另一部分与核糖体结合，蛋白质合成暂停。这种结合的信号识别颗粒信号肽核糖体复物由信号识别颗粒介导，引向内质网膜上信号识别颗粒的受体并与其结合。 3.当核糖体接触到内质网膜时，大亚基即与膜上的核糖体连接蛋白结合，使其附着在内质网膜上。 4.可能是多个核糖体连接蛋白靠拢形成膜通道，信号肽引导肽链进入内质网腔是同时蛋白质合成恢复；进入内质网的信号肽被信号肽酶切掉。 5.蛋白质合成完成后，核糖体在分离因子的作用下，脱离内质网，重新加入“核糖体循环”。6.从结构与功能的联系说明内膜系统各成员间的联系。7.如何理解内膜系统结构与功能之间的统一性？（一）各种生物膜在结构上的联系。真核细胞中，内质网外连细胞膜，内连核膜，中间还与许多细胞器膜相连，其内质网腔还与内外两层核膜之间的腔相通，从而使细胞结构之间相互联系，成为一个统一整体；此外，高尔基体膜，内质网膜，细胞膜，还是可以相互转化的。由此可见，细胞内的生物膜在结构上具有一定的连续性。 （二）各种生物膜在功能上的联系。膜融合是细胞融合（如植物体细胞杂交，高等生物的受精过程）的关键，也与大分子物质进出细胞的内吞作用和外排作用密切相关，通过膜之间的联系，使细胞内各种细胞器在独立完成各自生理功能的同时，又能有效的协调工作，保证细胞生命活动的正常进行。例如分泌蛋白的形成。8.说明内质网的蛋白质合成的信号肽学说。信号肽是蛋白质合成中最先被翻译出来的一段氨基酸序列，通常由18-30个疏水氨基酸组成，能指引核糖体与内质网结合，并引导合成的多肽链进入内质网腔。信号识别颗粒（蛋白）(SRP)：识别新合成肽链（信号肽）及在内质网膜中的SRP受体SRP受体：为暴露于内质网膜外表面的膜整合蛋白。功能是识别SRP，并介导核糖体锚泊于ER膜上的移位子上信号肽假说（1） 游离核糖体上起始合成蛋白质多肽链；（2） 与信号肽结合的SRP识别结合SRPR ；（3） 穿膜进入内质网腔 9.简述核膜的结构与功能。 核膜的结构外核膜（outer nuclear membrane） 面向胞质；与粗面内质网膜连续，外表面有核糖体；形态及生化行为与粗面内质网相近；外表面有细胞骨架 内核膜(inner nuclear membrane)面向核质 ；无核糖体附着；核纤层附着核周间隙 （perinuclear space） 内外膜之间的腔隙；与粗面内质网相通；含多种蛋白质和酶；核质之间物质交流的重要通道 核孔 (nuclear pores) 介导细胞核和细胞质之间的物质运输，30004000核孔哺乳动物细胞。核活动旺盛的细胞中核孔数目较多，反之较少。13m2（有核红、淋巴细胞）；1020 m2（肝、肾细胞）。主要功能：区域化作用细胞核保持相对稳定的内环境DNA复制、RNA转录和蛋白质分隔进行；合成生物大分子核膜控制核与质之间的物质交换核中DNA合成、RNA转录及加工所需要的各种酶均先在胞质中合成，再经过核孔进入胞核；胞质中的蛋白质合成所需tRNA、mRNA以及核糖体前体均合成于胞核，经核孔转运到胞质；通过核膜进行的胞核与胞质间的物质交换10.试述核仁的超微结构及功能。 （1） 纤维中心（fibrillar center） ： 电镜下浅染区，转录rRNA的rDNA的存在部位，rDNA是从染色体上伸出的DNA袢环，袢环上有rRNA基因串联排列，高速转录，在组织、形成核仁中发挥作用； 每一个rRNA基因的袢环称为一个核仁组织者（nuleolar organizer）。核仁组织者共同构成的区域称为核仁组织区，通常定位于染色体次缢痕。致密纤维组分(dense fibrillar component) ： 核仁内电子密度最高的区域，位于浅染区的周围，含有正在转录的rRNA分子和RNA结合蛋白，还存在一些特异性的RNA结合蛋白。 颗粒成分 (granular component) 呈致密的颗粒，直径1520nm，是成熟的核糖体亚单位前体颗粒 （2）功能是细胞核中rRNA合成的中心 是rRNA加工成熟的区域 是核糖体大小亚基装配的工厂 11.简述亲核蛋白的入核过程蛋白与NLS受体（imporin/）结合； 复合物与NPC胞质环上的纤维结合纤维向核弯曲，通过核孔； 复合体与Ran-GTP结合，解散、释放imporin/， Ran-GTP输出细胞核，水解为Ran-GDP； Ran-GDP重新入核转换为Ran-GTP，参与下一轮的亲核蛋白入核转运。12.简述常染色质和异染色质的异同。13.简述核孔复合体的功能？ 功能：通过核孔复合体的主动运输 亲核蛋白与核定位信号 亲核蛋白入核转运的步骤 转录产物RNA的核输出运输特性：核孔复合体是一种特殊的跨膜运输蛋白复合体，并且是一个双功能、双向性的亲水性核质交换通道，双功能表现在它有两种运输方式：被动扩散与主动运输；双向性表现在既介导蛋白质的入核转运，又介导RNA、核糖核蛋白颗粒（RNP）的出核转运。 被动扩散：孔有效直径10nm左右，扩散速度与分子量成反比。小于5103的可自由进入，大于60103的球蛋白不能进入。 核孔复合体对主动运输的选择性A.对颗粒大小的限制，一般可达10-20nm，表明核孔复合体的有效直径是可以调节的。B.主动运输是信号识别和载体介导的过程，需要ATP。C.具有双向性。14.试述线粒体的超（亚）微结构及其功能。线粒体是由双层单位膜套叠而成的封闭性膜囊结构。外膜透过小分子物质10000、内膜（高度的选择通透性，严格控制内外腔物质交换,内膜特殊结构：内膜上有两个重要的结构嵴、基粒）、内外膜转位接触点（内膜与外膜相互接触的地方，称为转位接触点，该部位膜间隙变狭窄，分布有通道蛋白和特异性受体，是物质进出线粒体的通道，分为内膜转位子和外膜转位子）、基质（内膜以内的空间，充满基质腔的胶状物质，含有脂类、蛋白质以及双链环状DNA、RNA、核糖体等特异结构）。15.如何理解线粒体是半自主性的细胞器。线粒体含有自己的DNA(mtDNA)和核糖体，能够自主进行蛋白质的合成，但是只有少数的蛋白质是由mtDNA编码，在线粒体的核糖体上合成，大多数蛋白质是由核基因编码，在细胞质游离核糖体合成后再运输到线粒体。线粒体遗传系统需依赖于细胞核遗传系统。16.核编码蛋白质向mt的转运过程。需要蛋白分子中的分子伴侣，导向序列及线粒体膜上受体及三者协同作用。 1.前体蛋白在线粒体外去折叠:分子伴侣协助 2.多肽链穿越线粒体膜：多肽链与受体结合；TOM复合体：负责通过外膜，进入膜间隙；TIM复合体，TIM23负责将蛋白质转运到基质，TIM22负责蛋白质插入内膜；线粒体基质hsp70协助穿膜 3.多肽链在线粒体基质内重新折叠：导入序列被切除以促进折叠。17.简述微管的亚微结构和功能。亚微结构：微管的亚基：微管蛋白功能：1.构成细胞内网状支架，支持和维持细胞形态 2.参与细胞特定结构的形成 3.参于细胞内物质的运输 4.参与细胞运动 5.参与染色体的运动，调节细胞分裂 6.固定细胞器的位置 7. 参与细胞信号转导18.何为微丝与微管的极性与动态不稳定性？极性 一是组装的方向性 二是两端组装速度不同 组装较快：+端（plus end, ) 组装较慢：-端(minus end, )动态不稳定性 指在细胞中，微管的组装与去组装同时存在；微管的长度处于不断的变化中。19.试述微丝与微管组装的过程。微管和微丝组装都是三个阶段：成核期、聚合期、稳定期微管成核期：聚合成环状复合体，微管核心二聚体（、微管蛋白）的形成微管聚合期：微管蛋白聚合解聚，微管延长；生长快的一端为正端，生长慢的一端为负端微管稳定期：微管的聚合=解聚微丝组装过程和微管组装类似，但是最初成核期需要形成三聚体才稳定。20.从单体分子结构特点及组装过程说明为何中间纤维的结构不具极性。单体结构：头部区（N端）：可变的非螺旋区；杆状区：-螺旋，包含四段高度保守的区域；尾部区（C端）：可变的非螺旋区。组装过程：1、平行对齐的两个单体形成双股超螺旋二聚体。2、二聚体再反向，头尾相连成四聚体。3、四聚体两两以半分子长度交错相连形成原纤维。4、8根原纤维相互缠绕形成中间纤维。中间纤维具有两端对称性，故无极性。21.细胞衰老有哪些可能的调节机制?1）遗传程序论（遗传决定学说） 衰老是遗传上的程序化过程，基因的表达决定衰老2）端粒学说 端粒记录着细胞的年龄并预示着它的死亡时限。端粒缩短到一定程度，标志细胞衰老。3）自由基理论 活性氧基团导致细胞损伤和衰老4）代谢产物积累 细胞代谢产物积累至一定量后会危害细胞，引起衰老5）神经免疫网络论、钙调蛋白学说 22.细胞凋亡有什么特征? 其生理意义是什么？306（1）凋亡起始：该时期特征主要为：骨架杂乱，细胞间接触消失，细胞间粘附力下降；细胞质和核浓缩，显微镜下观察可发现细胞膜发泡，染色质凝集，沿着核膜形成新月形帽状结构；内质网腔膨胀，核糖体从内质网上脱落，伴随着这些变化凋亡小体逐渐形成。 （2）凋亡小体形成：随着细胞膜内折，染色质断裂成片断，染色质片断及线粒体等细胞器反折的细胞膜包围并逐渐分开，形成单个的凋亡小体。 （3）凋亡小体消失：凋亡小体被邻近的细胞或巨噬细胞识别吞食及消化。该过程一般较快，从凋亡开始到凋亡小体形成不过几分钟的时间，整个凋亡过程大约持续几个小时23.细胞凋亡和细胞坏死有哪些区别？ 细胞凋亡过程中，整个细胞固缩，细胞膜反折，包裹断裂的染色质片段或者细胞器，然后逐渐分裂，形成众多的凋亡小体，凋亡小体则为邻近的细胞所吞噬，整个过程中，细胞膜的整合性保持良好，死亡细胞的内容物不会逸散到细胞外环境中，不引发炎症。在细胞坏死时，细胞体积膨胀，细胞膜产生渗漏，细胞的内容物释到胞外，导致炎症。细胞坏死时病理性变化，但凋亡通常是生理性变化。24.什么是细胞周期，细胞周期各时相的动态变化是怎样的？细胞周期（cell cycle): 细胞从上一次分裂结束开始生长到下一次分裂终了所经历的过程，称细胞周期(cell cycle )。G1期：RNA、蛋白质、脂类和糖类的大量合成；细胞体积增大，细胞器增加；合成S期进行DNA复制所需要的酶类。S期：DNA合成；蛋白质合成；中心体在S期完成复制G2期：合成M期