细胞各章节习题 有答案.doc

第一章一、填空：1.（施旺）和（施莱登）共同创建了著名的“细胞学说”。2. 标志着细胞被发现的事件是（胡克）于1665年第一次描述了植物细胞的构造。第二章一、概念：原核细胞: 没有典型的核结构的细胞。细胞内遗传物质没有膜包围的一大类细胞。不含膜相细胞器。二、填空1. 中心质是（多倍染色体）的结构。2.（核区（类核）是原核细胞中存在的结构。3.（荚膜）是细菌细胞表面的特化结构。4. 植物细胞特有的结构是（细胞壁、液泡、叶绿体、其他质体）。5. 真核细胞的核外DNA包括（线粒体DNA、叶绿体DNA）。6. 真核细胞的遗传结构装置、基因表达及调控的特点是（复杂性、多层次性）。7. 在结构上，病毒通常由（核酸分子）和（蛋白质）组成。8. 按照所含核酸类型的不同，病毒可以分为（DNA病毒）和（RNA病毒）。9. 与反转录有关的病毒是（反转录病毒）。三、问答1. 细胞的基本共性。答：1.所有细胞都有相似的化学组成：元素和大分子化合物； 2.脂-蛋白体系的生物膜：所有的细胞表面均有由磷脂双分子层与镶嵌蛋白质构成的生物膜，即细胞质膜。 3.DNA-RNA的遗传装置：所有的细胞都含有两种核酸：即DNA与RNA作为遗传信息复制与转录的载体。 4.蛋白质合成的机器核糖体：存在于一切细胞内。 5.一分为二的分裂方式。2. 原核细胞的基本特点。答：遗传的信息量小，遗传信息载体仅由一个环状DNA构成；细胞内没有分化为以膜为基础的具有专门结构与功能的细胞器和细胞核。3. 支原体的最基本特点。答：1.目前发现的最小、最简单的细胞。 2.能在培养基上生长，具典型的细胞膜，一个环状的双螺旋DNA，mRNA与核糖体结合为多聚核糖体； 3.一分为二方式分裂繁殖； 4.体积很小,直径0.10.3m； 5.特点：多形态性。支原体的细胞质膜与动物细胞质膜类似，但自身不能合成长链脂肪酸或不饱和脂肪酸，必须依赖生长培养基中提供外源脂肪酸来合成膜的脂质；细胞膜厚约10nm，具有原核细胞膜所具有的多功能性；支原体的环状双螺旋DNA较均匀地散布在细胞内，没有像细菌一样的核区。第三章一、概念：原代细胞（primary culture cell）：从机体取出后立即培养的细胞.也有人把培养的第2代至传10代以内的细胞统称为原代细胞或继代细胞培养。传代细胞（subculture cell）：适应在体外培养条件下持续传代培养的细胞。非细胞体系（cell-free system）：由来源于细胞，而不具有完整的的细胞结构与成分，但包含了进行正常生物学反应所需的物质（如供能系统和酶反应体系等）组成的体系。细胞融合（cell fusion）：两个或多个细胞融合成一个双核或多核细胞的现象。融合核细胞（synkaryon）：通过细胞杂交形成的单核子细胞称为融合核细胞。二、填空1. 分辨率是显微镜重要的性能参数，通常用（D=0.61Nsin（2）表示。2. 超薄切片常用的固定剂为（饿酸（OsO4）、戊二醛）。3. 目前在光镜水平对特异蛋白质等生物大分子定性定位最有力的工具是（荧光显微镜技术）。4. 扫描电子显微镜主要用于（观察样品表面的形貌特征）。5.（冷冻蚀刻技术）主要用来观察膜断裂面的蛋白质颗粒和膜面结构。6. 电子显微镜主要分为（透射电镜TEM）和（扫描电子显微镜SEM）两类。7. Feulgen反应可以显示（DNA）的分布。8. PAS反应可以显示（多糖）的分布。9. 通过离心进行细胞组分分离的方法有（速度沉降）和（等密度沉降）。10. 目前植物细胞培养主要有（单倍体细胞培养）和（原生质体培养）两大类型。11. 细胞融合的化学物质有（聚乙二醇PEG）。12. 体外培养的动物细胞可以分为（原代细胞）和（传代细胞）。三、问答：1. 电子显微镜的基本构造。答：电子显微镜主要由以下4部分组成：1）电子束照明系统：包括电子枪、聚光镜。由高频电流加热钨丝发出电子，通过高电压使电子加速，再经聚光镜汇聚成电子束。2）成像系统：包括物镜、中间镜与投影镜等。它们是若干精密加工的中空圆柱体，里面装置线圈，通过改变线圈的电流大小，调节圆柱体空间的磁场强度。电子束通过磁场时发生螺旋式运动，最终的结果如同光线通过玻璃透镜时一样，聚焦成像。3）真空系统：用两级真空泵不断抽气，保持电子枪、镜筒及记录系统内的高真空，以利于电子的运动。4）记录系统：电子成像须通过荧光屏显示用于观察，或用感光胶片或CCD记录下来。第四章一、 概念：细胞质膜(plasma membrane):是指围绕在细胞最外层,由脂质和蛋白质组成的生物膜。脂质体（liposome）：脂质体是根据磷脂分子可在水相中形成稳定的脂双层膜的趋势而制备的人工膜。去垢剂（detergent）：是一端亲水，一端疏水的两性分子，是分离和研究膜蛋白的常用试剂。膜骨架：指细胞质膜下与膜蛋白相连的由纤维蛋白组成的网架结构，它参与维持细胞质膜的形状并协助质膜完成多种生理功能。带3蛋白：是红细胞质膜上Cl-/HCO 3-阴离子运输的载体蛋白，每个细胞中约有120万个分子。由两个相同的链组成二聚体，每条链含有929个氨基酸，在质膜上穿越1214次，形成跨膜螺旋。血影蛋白：血影蛋白是由链和链组成一个二聚体，长约100纳米，直径约5纳米，两个二聚体头与头相连，形成一个长度为200纳米的四聚体，血影蛋白在体外溶液中就可以聚合。每个红细胞约含有10万个血影蛋白四聚体。血影：当红细胞经低渗处理后，质膜破裂，同时释放出血红蛋白和胞内其他可溶性蛋白。这时红细胞仍然保持原来的基本形状和大小，这种结构称为红细胞影，又称血影。二、填空：1.膜脂主要包括（磷脂、糖脂、胆固醇）。2.（沿膜平面的侧向运动、膜分子绕轴心的自旋运动、脂分子尾部的摆动、双层脂分子间的翻转运动）是膜脂的热运动方式。3.膜蛋白包括（外周膜蛋白）、（整合膜蛋白）和（脂锚定膜蛋白）三种类型。4.影响膜流动性的因素是（温度）。5.无论是糖脂还是糖蛋白，其糖基侧链部分分布在质膜的（ES）面。6.（荧光漂白恢复技术）是研究膜蛋白或膜脂流动的基本实验技术之一。7.构成红细胞质膜蛋白主要包括（血影蛋白、锚蛋白、带3蛋白、带4.1蛋白、肌动蛋白、血型糖蛋白）。8.红细胞膜支架蛋白主要成分包括（血影蛋白、肌动蛋白、锚蛋白、带4.1蛋白）等。9.红细胞膜蛋白中的（血影蛋白、肌动蛋白）不是内在蛋白，易除去。三、问答1.组成生物膜的磷脂分子的主要特征。答：1）具有一个极性的头和两个非极性的尾（脂肪酸链），但存在于线粒体内膜和某些细菌质膜上的心磷脂外，它具有4个非极性的尾部。2）脂肪酸链为偶数，多数碳链由16，,18或20个碳原子组成。3）除饱和脂肪酸（如软脂酸）外，还常常有不饱和脂肪酸（如油酸），不饱和脂肪酸多为顺式，顺式双链在烃链中产生约30角的弯曲。2.简要归纳目前对生物膜的认识。1）具有极性头部和非极性尾部的磷脂分子在水相中具有自发形成封闭的膜系统。尚未发现在膜结构中起组织作用的蛋白。 2）蛋白分子以不同的方式镶嵌在脂双层分子中或结合在其表面，蛋白的类型、蛋白粉不得不对称性及其与脂分子的协同作用赋予生物膜各自的特性与功能。 3）生物膜可看成是在双层脂分子中嵌有蛋白质的二维溶液。3.简要归纳膜蛋白的类型的特点。答：u外在膜蛋白：水溶性蛋白，靠离子键或其它弱键与膜内表面的蛋白质分子或脂分子极性头部非共价结合，易分离。只要改变溶液的例子强度甚至提高温度就可以从膜上分离下来，但膜的结构并不被破坏。u内在膜蛋白：水不溶性蛋白，形成跨膜螺旋，与膜结合紧密，需用去垢剂使膜崩解后才可分离。u脂锚定膜蛋白：通过与之共价结合的脂分子（脂肪酸或糖脂）插入膜的脂双分子层，锚定在质膜上。4.细胞膜结构的不对称性及其生物学意义答：膜脂与糖脂的不对称性：同一种膜脂分子在膜的脂双层中呈不均匀分布。糖脂仅存在于质膜的ES面，是完成其生理功能的结构基础，磷脂分子不对称分布可能与其合成部位有关；膜脂不对称分布对于其多种生物学功能是必需的，如PS面的磷脂酰肌醇参与信号转导。膜蛋白与糖蛋白的不对称性：膜蛋白的不对称性是指每种膜蛋白分子在细胞膜上都具有明确的方向性（受体、载体蛋白）；糖蛋白糖残基均分布在质膜的ES面；膜蛋白的不对称性是生物膜完成复杂的、在时间与空间上有序的各种生理功能的保证。第五章一、 概念：水孔蛋白（aquaporin，AQP）：只容许水，而不容许离子或其他小分子溶质通过的高度特异性亲水通道。水孔蛋白是内在膜蛋白的一个家族，在哺乳类动细胞中至少有10种水孔蛋白，在各种特异性组织细胞中，提供了水分子快速跨膜运动的通道。协助扩散（facilitated diffusion）：是各种极性分子和无机离子以及细胞代谢物等顺其浓度梯度或电化学梯度的跨膜转运，不需要提供能量，存在特异的膜转运蛋白“协助”物质转运。协同转运（cotransport）：是一类由Na+-K+泵（或H+泵）与载体蛋白协同作用，靠间接消耗ATP所完成的主动运输方式。主动运输（active transport）：由载体蛋白所介导的物质逆浓度梯度或电化学梯度由浓度低的一侧向高的一侧进行跨膜转运的方式。胞吞作用（endocytosis）：是通过细胞质膜内陷形成囊泡胞吞泡，将外界物质裹进并输入细胞。胞吐作用(exocytosis)：胞吐作用于细胞的胞吞作用相反，它是将细胞内的分泌泡或其他某些膜泡中的物质通过细胞质膜运出细胞的过程。二、 填空1. 膜转运蛋白分为（载体蛋白）和（通道蛋白）两类。2. 通道蛋白的显著特征包括（具极高运转速率、无饱和值、非连续开放而是门控的）。3.载体蛋白的主要特征是（具高度选择性）。4.水孔蛋白是（4）亚基组成，每个亚基都有（6）个跨膜（）螺旋组成。5.对协助扩散正确的描述是（各种极性分子和无机离子如糖、氨基酸、核苷酸及细胞代谢物等顺其浓度梯度或电化学梯度的跨膜转运）。6.人工脂双层膜对H2O、Na+、甘油、葡萄糖的相对通透性有大到小的排序是（H2O甘油 葡萄糖Na）。7.钙泵与ATP水解偶联，消耗一个ATP，运出（2）个Ca2+。8.对钙泵的正确叙述是（由1000个氨基酸残基组成的多肽构成的跨膜蛋白）。9.钙泵主要分布于（真核细胞质膜、某些细胞器（内质网、叶绿体、液泡）膜上）。10.在ATP驱动泵中，（ABC超家族）主要转运小分子。11.根据泵蛋白的结构和功能特性，ATP驱动泵可分为（P-型离子泵、V-型质子泵、F-型质子泵、ABC超家族）。12.（钠钾泵、钙泵）都属于P-型离子泵。13.小肠上皮吸收葡萄糖以及氨基酸时，主要通过（协同转运）达到逆浓度梯度运输。14.胞饮泡的形成需要（网格蛋白）的帮助。15.属于受体完成胞吞后主要的去向是（返回他们原来的结构域）。16.胞吞作用可以分为（胞饮作用）和（吞噬作用）两种。三、问答1.简述钠钾泵的工作原理。答：Na+-K+泵的结构：由2个和2个亚基组成的四聚体，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酶蛋白。l 钠钾泵的工作机制： 在细胞内侧亚基与Na+相结合促进ATP水解，亚基上的Asp磷酸化，引起亚基构象发生变化，将Na+ 泵出细胞； 细胞外的K+与亚基另一位点结合，去磷酸化将K+泵进细胞； 每个循环消耗一个ATP分子，泵出3个Na+ 泵进2个K+ ； l 极少量的乌本苷可抑制Na+-K+泵的活性，Mg2+和少量的膜脂有助于Na+-K+泵活性的提高，氰化物使ATP供应中断，Na+-K+泵失去能源停止工作。 2.简答胞吐作用并说明其类型和特点。答：胞吐作用于细胞的胞吞作用相反，它是将细胞内的分泌泡或其他某些膜泡中的物质通过细胞质膜运出细胞的过程。胞吐作用包括组成型胞吐途径和调节型胞吐途径。1）组成型的胞吐途径（constitutive exocytosis pathway）：所有真核细胞都有从高尔基体反面管网区分泌的囊泡向质膜流动并与之融合；2）调节型胞吐途径（regulated exocytosis pathway）：特化的分泌细胞产生的分泌物贮存在分泌泡内，当细胞受到胞外信号的刺激时，分泌泡与质膜融合并将内含物释放。 组成型胞吐途径通过一种去限定途径来完成蛋白质的转运过程，在糙面内质网中合成的蛋白质除了某些特殊标志的蛋白驻留在内质网或高尔基体中或选择性地进入溶酶体和可调节性分泌泡外，其余的蛋白均沿着糙面内质网高尔基体分泌泡细胞表面这一途径完成其转运或分泌过程。 调节型胞吐途径存在于特殊机能的细胞中。所有哺乳动物细胞可能都采用共同的机制，其分选信号存在于蛋白质本身，而蛋白质的分选可能主要由高尔基体TGN上的受体蛋白来决定。第六章一、 概念：电子载体(electron carrier)：在电子传递的过程中，与释放的电子结合并将电子传递下去的化合物。氧化磷酸化(oxidative phosphorylation)：指在呼吸链上与店子传递相偶联的由ADP被磷酸化形成的ATP的酶促反应。类囊体(thylakoid)：叶绿体内部由内膜发展而来的封闭的扁平膜囊，称为类囊体。光系统（photosystem）：是指光合作用中光吸收的功能单位，它是由叶绿素、胡萝卜素、脂和蛋白质组成的复合物。原初反应（primary reaction)：是指光合色素分子从光激发至引起第一个光化学反应为止的过程，包括光能的吸收、传递与转换，即光能被天线色素分子吸收，并传递至反应中心，反应中心发生最初的光化学反应使电荷分离从而将光能转化为电能的过程。光合磷酸化（photophosphorylation）：由光照所引起的电子传递与磷酸化作用相耦联而生成ATP的过程。二、 填空1.参与线粒体电子电子传递链的电子载体为（黄素蛋白、细细胞色素、泛醌、铁硫蛋白、铜原子）。2.电子传递体复合物的成分包括（细胞色素b、细胞色素c1、铁硫蛋白）。3.（铜）原子可以参与电子传递链的电子载体。4.线粒体复合物含有一个（带FMN的黄素蛋白）和至少6个铁硫中心。5.线粒体复合物的结构包括（细胞色素a和a2及2个铜离子（CuA，CuB）。6.复合物（）是呼吸链中，电子传递与氧化磷酸化不发生耦联的1个位点。只是电子传递体并非质子移位体。7.叶绿体（基质）中含有参与CO2固定反应的所有酶类。8.光合色素包括（叶绿素、类胡萝卜素、藻胆素）。9.光合作用的光反应过程可分为（原初反应）和（电子传递及光和磷酸化）两个步骤。10.光合电子传递链由一系列特殊的电子载体（细胞色素、黄素蛋白、醌、铁氧还蛋白）构成。11.光系统是光合作用中光吸收的功能单位，由（叶绿素、类胡萝卜素、脂和蛋白质）组成的复合物。12.光合磷酸化的类型包括（非循环光合磷酸化）和（循环光合磷酸化）两种。13.转运肽的提法与（类囊体膜和类囊体腔）蛋白质运送和组装有关。三、问答1.线粒体的超微结构。答：线粒体是由内外两层彼此平行的单位膜套叠而成的封闭的囊状结构。外膜起界膜作用，内膜向内折叠形成嵴。外膜和内膜将线粒体分割成两个区室：一个是内外膜之间的腔隙，称为膜间隙；另一个是内膜所包围的空间，称为基质。外膜：最外面的一层单位膜结构，光滑而有弹性，含孔蛋白（porin）形成内部通道，可以对细胞的不同状态作出反应，可逆地关闭，通透性较高。内膜：把膜间隙与基质分开的一层单位膜，高度不通透性，物质运输借助特异性转运蛋白，向内折叠形成嵴，增大表面积。含有与能量转换相关的蛋白，内膜的嵴上有许多排列规则的带柄的球状小体线粒体基粒（ATP合酶的头部）。膜间隙：为内外膜之间的腔隙；充满无定形液体，含许多可溶性酶、底物及辅助因子。基质：内膜所包围的空间，充满包括可溶性蛋白质的胶状物质，具有一定的pH和渗透压。含三羧酸循环酶系、线粒体基因表达酶系等以及线粒体DNA, RNA，核糖体。2.ATP合成酶的分子结构与组成。答：ATP合成酶是生物体能量转换的核心酶。在线粒体内膜、叶绿体的内囊体膜和好氧菌的质膜上，都已发现ATP合成酶的同源部分。ATP合成酶参与氧化磷酸化和光合磷酸化，在P膜质子驱动力的驱动下合成ATP。不同来源的ATP合成酶基本上有相同的亚基组成和结构，都是由多个亚基组装形成的多蛋白复体。ATP合成酶包括两个基本成分：球状的F1头部（直径约90纳米）和嵌于内膜的F0基部。F1（偶联因子F1）：水溶性球蛋白，由3、3、1、1和1等9个亚基组成；3个亚基和3个亚基交替排列，形成“橘瓣”状结构，和亚基上均有核苷酸结合位点，其中亚基结合位点具有催化ATP合成或水解的活性。亚基的一个结构域构成一个穿过F1的中央轴，亚基的另一个结构域主要与3个亚基中的一个结合，该亚基称为-空缺。亚基协助亚基附着到F0基部， 与亚基有很强的亲和力，结合在一起形成“转子”（rotor），位于33的中央，共同旋转以调节三个亚基催化位点的开放和关闭。亚基是F1和F0相连.接所必需的。F0（偶联因子F0）：是嵌合在内膜上的疏水蛋白复合体，形成一个跨膜质子通道。F0由a、b、c3种亚基组成（细菌中a1b2c1012），多拷贝的c亚基形成一个环状结构，a亚基和b亚基二聚体排列在c亚基12聚体形成的环的外侧，a亚基、b亚基二聚体和亚基共同组成“定子”（stator）。F1和F0通过“转子”和“定子”将两部分连接起来，在合成或水解ATP的过程中，“转子”在通过F0的H+流驱动下在33的中央旋转，依次与3个亚基作用，调节亚基催化位点构象的变化；“定子”在一侧将33与F0连接起来并保持固定的位置，F0的作用之一就是将跨膜质子驱动力转换成扭力距（torsion），驱动“转子”旋转。3.类囊体的结构与功用。叶绿体内部由内膜发展而来的封闭的扁平膜囊，称为类囊体。类囊体囊内空间称为类囊体腔。在叶绿体的某些部位，许多圆饼状的类囊体有序叠置成垛，称为基粒。组成基粒的类囊体称为基粒类囊体。贯穿在两个或两个以上基粒之间没有发生垛叠的片层结构，称为基质片层或基质类囊体，它是非常大的扁平膜囊结构。类囊体垛叠成基粒，是高等植物细胞所特有的膜结构，这种结构大大增加了膜片层的总面积，能更有效的捕获光能，加速光反应。类囊体膜的化学组成与细胞的其他膜成分不同，含有极少的磷脂和丰富的具有半乳糖的糖脂，这些脂质中的脂肪酸主要是不饱和的亚麻酸，约占87%。因此内囊体膜的脂双分子层的流动性非常大。脂双分子层的流动性促进光合作用过程中类囊体膜上的PSII、Ctyb6f复合物 、PSI、CF0-CF1ATP酶复合物在膜上的侧向流动，有利于光合作用的进行。此外，类囊体膜上的蛋白质/脂质的比很高，这也与叶绿体行使光合作用有关。4.为什么说线粒体和叶绿体是半自主性细胞器？答：线粒体和叶绿体的绝大多数蛋白质是由核基因编码，在细胞质核糖体上合成，然后转移到线粒体内，与线粒体编码的蛋白质协同作用。可以说，细胞核与发育成熟的线粒体和叶绿体之间存在着密切的精确的严格调控的协同机制。在两者协同作用的关系中，细胞核的功能更重要，一方面它提供了绝大部分遗传信息，另一方面它具有关键的控制功能，也就是说，线粒体和叶绿体的自主程度是有限的，它们对核遗传系统有很大的依赖性，因此，线粒体和叶绿体的生长和增殖是受核基因组及其自身的基因组两套遗传系统的控制，所以称为半自主性细胞器。线粒体和叶绿体合成蛋白质的种类十分有限：Mt核糖体中2种rRNA（12S和16S），22种tRNA，13种多肽（复合物中7个亚基，复合物中1个亚基，复合物中3个亚基，F0中2个亚基）； 5.导肽的结构特征。答：1.含有丰富的带正电荷的碱性氨基酸，特别是精氨酸（Arg），带正电荷的氨基酸残基有助于前导肽进入带负电荷的线粒体或叶绿体的基质中；2.羟基氨基酸如丝氨酸（Ser）的含量也很高；3.几乎不含带负电荷的酸性氨基酸；4.可形成既具有亲水性又具有疏水性的a螺旋结构，这种结构特征有利于穿越线粒体的双层膜。第七章一、概念：微粒体（microsome）：在细胞匀浆和超速离心过程中，由破碎的内质网形成近似球状的囊泡结构，包含内质网与核糖体两种成分。溶酶体（lysosome）：是单层膜围绕、内含多种酸性水解酶类的囊泡状细胞器。其主要功能是进行细胞内的消化作用。过氧化物酶体（peroxisome）：又称微体（microbody），是由单层膜围绕的内含一种或几种氧化酶类的异质性细胞器二、填空1.目前了解到许多中间代谢过程都在细胞质基质进行，包括（糖酵解过程、糖醛酸途径、糖原的合成与某些生物大分子分解过程等）。2.在细胞质基质中发生的蛋白质修饰的类型有（辅酶或辅基与酶的共价结合、磷酸化与去磷酸化、糖基化作用、对某些蛋白质的N端进行甲基化修饰、酰基化）。3.内质网可以分为（粗面内质网RER）和（光面内质网SER）两种类型。 4.细胞内膜系统是指在结构、功能乃至发生上相互关联、由膜包被的细胞器或细胞结构，主要包括（内质网、高尔基体、溶酶体、胞内体、分泌泡）等。5.在细胞匀浆和超速离心过程中，由破碎的内质网形成的近似球形的囊泡结构，包含（内质网膜、核糖体）。6.内质网对蛋白质的修饰加工包括了（糖基化、羟基化、酰基化和二硫键的形成）等。7.N-连接糖基化是将寡糖基由磷酸多萜醇转移到相应的（天冬酰胺）残基上。8.新合成的磷脂由内质网通过出芽方式转运到（高尔基体、溶酶体和细胞质膜）。9.高尔基体顺面囊膜的主要功是（接受来自内质网新合成的物质并将其分类后大部分转入高尔基体中间膜囊，小部分蛋白质与脂质再返回内质网）。10.蛋白质的O-链接糖基化修饰是将寡糖结合在（丝氨酸或苏氨酸残基）残基上。11.蛋白质的N-链接糖基化修饰的合成部位在（粗面内质网）。12.过氧化物酶体的发生过程与（线粒体或叶绿体）的发生类似。13.过氧化物酶体中的（尿酸氧化酶）等常形成晶格状结构，可作为电镜下识别的主要特征。14.信号识别颗粒是一种（核糖核蛋白复合体）。15.蛋白质分选采用翻译后转运途径所涉及的细胞器是（游离核糖体、线粒体、叶绿体、过氧化物酶体、细胞核）。16.与共翻译转运途径相关的细胞器是（游离核糖体、粗面内质网、高尔基体、溶酶体）。三、问答1.那些蛋白质的合成与rER有关？答：蛋白质的合成是糙面内质网的主要功能。在糙面内质网上，多肽链一边延伸，一边穿过内质网膜进入内质网腔，以这种方式合成的蛋白质有：向细胞外分泌的蛋白：胰腺细胞（酶）、浆细胞（抗体）、小肠杯状细胞（粘蛋白）、内分泌细胞（激素）；膜的整合蛋白：质膜、内质网、高尔基体和溶酶体膜上的膜蛋白；构成细胞器中的可溶性驻留蛋白： 有些驻留蛋白需要与细胞其他组分隔离（溶酶体）。内膜系统各种细胞器内的固有的蛋白以及其他有重要生物活性蛋白。2.高尔基体作为极性细胞器的结构和功能是如何体现？答：电子显微镜所观察到的高尔基体最富有特征的结构是由一些（常常48个）排列较为整齐的扁平膜囊堆叠在一起，构成了高尔基体的主体结构，膜囊多呈弓形，也有的呈半球形或球形。膜囊周围又有大量的大小不等的囊泡结构。高尔基体是一种有极性的细胞器，这不仅表现在它在细胞中有往往有比较恒定的位置与方向，而且物质从高尔基体的一侧进入，从另一侧输出，因此每层膜囊也各不相同。在很多细胞中，靠近细胞核的一面：膜囊弯曲成凸面又称形成面（forming face）或顺面（cis face）；面向细胞质膜的一面：凹面（concave）又称成熟面（mature face）或反面（trans face）。高尔基体的功能是将内质网合成的多种蛋白质进行加工、分类与包装，然后分门别类地运送到细胞特定部位或分泌到细胞外。高尔基体的4个组成部分 ：高尔基体顺面网状结构（cis-Golgi network，CGN）又称cis膜囊； rER（蛋白质和脂类）D（蛋白质KDEL或HDEL）CGN； 蛋白丝氨酸残基发生O-连接的糖基化； 跨膜蛋白在细胞质基质一侧结构域的酰基化； 日冕病毒的装配。 高尔基体中间膜囊（medial Golgi）：多数糖基修饰；糖脂的形成；与高尔基体有关的多糖的合成。 高尔基体反面网状结构（trans Golgi network，TGN）周围大小不等的囊泡，顺面囊泡是内质网与高尔基体之间的运输小泡，称ERGIC/VTC，反面一侧体积较大的分泌泡与分泌颗粒经分类与包装，运送到细胞特定部位。 高尔基体是有极性的细胞器：在细胞中有比较恒定的位置与方向、物质从高尔基体的一侧进入，从另一侧输出。3.论述糖基化的类型，进一步说明是如何进行的。l 答：N-连接糖基化：发生在rER，一个由14个糖残基的寡糖链从供体磷酸多萜醇上转移到新生肽链的特定三肽序列的天冬酰胺残基上（AsnXSer或AsnXThr其中X是除Pro以外的任何氨基酸）；N-连接寡糖链都有一个共同的前体；成熟的N-连接寡糖链都含有2个N-乙酰葡萄糖胺和3个甘露糖残基；可分为： 高甘露糖N-连接寡糖：只含N-乙酰葡萄糖和甘露糖； 复杂的N-连接寡糖： 除了N-乙酰葡萄糖和甘露糖，还含岩藻糖、半乳糖和唾液酸。l O-连接糖基化：在高尔基体中进行，随后由不同的糖基转移酶催化，每次加上一个单糖，同复杂的N连接的糖基化一样，最后一步是加上唾液酸残基，这一反应发生在高尔基体反面膜囊和TCN中，至此完成全部糖基化的加工和修饰。4.溶酶体膜特征。答：1）嵌有质子泵，借助水解ATP释放出的能量将氢离子泵入溶酶体中，使溶酶体中的氢离子浓度比细胞质中高100以上，以形成和维持溶酶体中酸性的内环境；2）具有多种载体蛋白用于水解的产物向外转运；3）膜蛋白高度糖基化，可能有利于防止自身膜蛋白的降解。5.溶酶体的类型和功能。答：类型：初级溶酶体、次级溶酶体（分自噬溶酶体和异噬溶酶体）和残余体。功能：1）清除无用的生物大分子、衰老的细胞器及衰老损伤和死亡的细胞；2）防御功能：病原体感染刺激单核细胞分化成巨噬细胞而吞噬、消化 3）作为细胞内的消化“器官”为细胞提供营养：降解内吞的血清脂蛋白，获得胆固醇等营养成分。4）分泌腺细胞中，溶酶体摄入分泌颗粒参与分泌过程的调节。5）参与清除赘生组织或退行性变化的细胞：两栖类发育。6）受精过程中的精子的顶体（acrosome）反应：顶体是特化的溶酶体，其中含多种水解酶。6.M6P分选机制。溶酶体酶的分选：M6P反面膜囊M6P受体，在肝细胞中溶酶体酶还存在不依赖于M6P的另一种分选途径。溶酶体中几十种酸性水解酶在rER合成并N-连接糖基化修饰，把一个寡糖链共价结合到溶酶体分子中的Asn残基，两种酶催化，M6P分选。溶酶体的酶是如何经M6P分选途径进行分选的?答: 溶酶体形成的M6P分选途径的主要过程是: 具有M6P标记的溶酶体酶在反面高尔基体网络与受体结合后,在网格蛋白帮助下形成具有网格蛋白外被的溶酶体酶分泌小泡, 网格蛋白解聚后的溶酶体酶分泌小泡与一种具有分选作用的细胞器次级内体融合, 由于次级内体内部的pH5.5, 融合后的内体中的pH低于6, 所以与M6P受体结合的溶酶体酶与受体脱离, 释放到内体中,接着,由次级内体中的磷酸酶使溶酶体酶脱磷酸,防止溶酶体酶与M6P受体重新结合。融合后的次级内体可以通过出芽形成两种类型的小泡, 一种含有溶酶体酶蛋白但不含M6P受体,这种小泡可以同溶酶体融合,完成最终将溶酶体酶传递给溶酶体的过程。另一种小泡只含有M6P受体,不含有酶, 它们主要是同反面高尔基体膜融合,偶尔这种小泡也会同质膜融合完成M6P的再循环。 另一方面, 偶尔分泌到细胞外的溶酶体酶与质膜中M6P受体蛋白结合, 然后通过内吞作用被包装到初级内体中, 同次级内体融合后, 通过与来自反面高尔基体的溶酶体酶运输小泡相同的方式被传递给溶酶体。溶酶体酶的M6P分选途径有几个主要的特点:M6P作为分选信号;包埋在高尔基体中的受体能够被网格蛋白包装成分泌小泡; 出芽形成的溶酶体酶的运输小泡只同酸性的次级内体融合; 通过次级内体的分选作用使受体再循环。M6P分选途径是通过对一类遗传病: 称为溶酶体贮积症(lysosomal storage diseases)的研究发现的。此类遗传病是由于溶酶体中缺少一种或几种酶所致。7.用信号肽假说论述蛋白质在rER上合成的过程。蛋白质首先在细胞质基质游离核糖体上起始合成，当多肽链延伸至80个氨基酸左右时，N端的内质网信号序列暴露出核糖体并与信号识别颗粒结合，导致肽链延伸暂时停止，防止新生肽N端损伤和成熟前折叠，直至信号识别颗粒与内质网膜上的SRP受体结合，这种结合的相互作用被GTP与SRP和SRP受体的结合所强化。核糖体/新生肽与内质网膜上的易位子结合，信号识别颗粒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与易位子组分结合并使孔道打开，信号肽穿入内质网膜并引导肽链以袢环的形式进入内质网腔中。与此同时，腔面上的信号肽酶切除信号肽并快速使之降解。肽链继续延伸，直至完成整个多肽链的合成，蛋白质进入腔内并折叠，核糖体释放，易位子关闭。8.简要说明蛋白质分选的类型或机制。答：跨膜转运（transmembrane transport）：细胞质基质中合成的蛋白质转运到ER（信号肽）、Mit（导肽）、质体（转运肽）和过氧化物酶体（引导信号）； 膜泡运输（vesicular transport）：不同类型的转运小泡的定向运输，从rERGC细胞的不同部位； 选择性的门控运输（gated transport）：在细胞质基质中合成的蛋白质通过核孔复合体选择性地完成核输入或核输出； 细胞质基质中的蛋白质的转运：与细胞骨架密切相关。9.目前已知的膜泡运输的类型和方式有哪些？答：膜泡运输是蛋白运输的一种特有的方式，普遍存在于真核细胞中。1）COPII有被小泡的组装与运输，即负责从内质网到高尔基体的物质运输。2）COPI有被小泡的组装与运输，负责从顺面高尔基体网状区到内质网膜泡转运，包括再循环的膜脂双层、某些蛋白质和回收错误分选的内质网挑逸蛋白返回内质网。3）网格蛋白有被小泡的组装与运输。网格蛋白有被小泡介导蛋白质从高尔基体TCN向质膜、胞内体、溶酶体或植物液泡的运输。第八章一、概念：信号分子（signal molecule）：是细胞的信息载体，包括化学信号（激素、局部介质、神经递质等）和物理信号（声、光、电、温度等）。细胞通讯（cell communication）：指一个细胞发出的信息通过介质传递到另一个细胞并与靶细胞相应的受体相互作用，然后通过细胞信号转导产生胞内一系列生理生化变化，最终表现为细胞整体的生物学效应的过程。细胞间的通讯对于多细胞生物体的发生和组织的构建，协调细胞的功能，控制细胞的生长、分裂、分化和凋亡是必需的。第二信使（second messenger）：指在细胞内产生的小分子，其浓度变化（增加或减少）应答于胞外信号与细胞表面受体结合，并在细胞信号转导中行使功能。信使蛋白（messenger protein）：携带信号从一部分传递到另一部分的蛋白。如从细胞质传递到细胞核。接头蛋白（adaptor protein）：起连接信号蛋白的作用的蛋白。潜在的基因调控蛋白（latent gene regulatory protein）：这类蛋白在细胞表面被活化受体激活，然后迁移到细胞核刺激基因转录。G蛋白耦联受体：指配体-受体复合物与靶细胞（效应酶或通道蛋白）的作用要通过与G蛋白的耦联，在细胞内产生第二信使，从而将胞外信号跨膜传递到胞内影响细胞的行为。酶连受体：通常与酶连接的细胞表面受体又称催化性受体，目前已知的这类受体都是跨膜蛋白，当胞外信号（配体）与受体结合即激活受体胞内段的酶活性。包括5类： 受体酪氨酸激酶及RTK-Ras蛋白信号通路；受体丝氨酸/苏氨酸激酶；受体酪氨酸磷酸酯酶；受体鸟苷酸环化酶（ANPs-signals）；酪氨酸蛋白激酶联系的受体。 整联蛋白（integrin）：是膜表面的跨膜蛋白，由和两个亚基组成的异二聚体，胞外段具有多种细胞外基质组分（纤连蛋白、胶原和蛋白聚糖）的结合位点（形成粘着斑）；不仅介导细胞与外基质黏着，也提供了一种信号途径，使细胞外环境调控细胞内活性。二、填空1.细胞表面受体分属（离子通道耦联受体、G蛋白耦联受体、酶连受体）三大家族。2.（NO）是迄今为止在体内发现的第一种气体性的信号分子。3.目前公认的第二信使是（cAMP、cGMP、Ca、二酰甘油（DAG）、1,4,5-肌醇三磷酸（IP3）等）。4.GTPase开关蛋白构成细胞内GTPase超家族包括三聚体G蛋白和单体G蛋白，如（Ras和类Ras蛋白）蛋白。5.目前已知分子开关包括（GTPase开关蛋白）和（蛋白激酶蛋白磷酸酶开关）两大类。6.细胞表面整联蛋白介导的信号转导形成黏着斑与（ ）有关。三、问答1.简要说明细胞表面受体介导的信号途径的几个步骤。答：1）不同形式的胞外的信号刺激首先被细胞表面特异性受体所识别，特异性是识别反应的主要特征，这源于信号分子与互补受体上的结合位点相适应。2）胞外信号（第一信使）通过适当的分子开关机制实现信号的跨膜转导，产生细胞内第二信使或活化的信号蛋白。3）信号放大：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，如果这种级联反应主要是通过酶的逐级激活，结果将改变细胞代谢活性，或者通过基因表达调控蛋白影响细胞基因表达，或者通过细胞骨架的修饰改变细胞形状或运动。4）细胞反应由于受体的脱敏或受体下调，启动反馈机制从而终止或降低细胞反应。通过细胞外信号介导的细胞通讯：产生信号的细胞合成并释放信号分子；运送信号分子至靶细胞；信号分子与靶细胞特异性结合并导致受体激活；活化受体启动细胞内一种或多种信号转导途径；引发细胞功能、代谢或发育的改变；信号的解除并导致细胞反应的终止。2.细胞内受体有哪几个功能结构域？答： u位于C端的激素结合位点； u位于中部富含有Cys、具有锌指结构的DNA或Hsp90结合位点； u位于N端的转录激活结构域。 3.阐明G蛋白的分子结构及其分子开关的作用。l 答：G蛋白耦联受体是指配体-受体复合物与靶细胞的作用要通过与G蛋白的耦联，在细胞内产生第二信使，从而将胞外信号跨膜传递到胞内影响细胞的行为。l G蛋白是三聚体GTP结合调节蛋白的简称，位于质膜内胞浆一侧，由G、G、G、3个亚基组成，G和G亚基以异二聚体存在，G和G亚基分别通过共价结合脂分子锚定于膜上，G亚基本身具有GTPase活性，是分子开关蛋白。当配体与受体结合，三聚体G蛋白解离，并发生GDP与GTP交换，游离的GGTP处于活化的开启态，导致结合并激活效应器蛋白，从而传递信号；当GGTP 水解形成GGDP时，则处于失活的关闭态，终止信号传递并导致三聚体G蛋白的重新组装，系统恢复进入静息状态。l 分子开关（molecular switches）：两类开关蛋白。 GTPase开关蛋白：G蛋白，通过结合GTP和GDP调节； 普通的分子开关机制：通过蛋白激酶使靶蛋白磷酸化，通过蛋白磷酸酶使靶蛋白去磷酸化，调节蛋白质的活性。G蛋白耦联受体所介导的细胞信号通路：亲水性化学信号分子（包括神经递质、蛋白激素、生长因子等）一般不能直接进入细胞，而是通过与细胞表面特异受体结合，进行信号转导继而对靶细胞产生效应。1）以cAMP为第二信使的信号通路；2）磷脂酰肌醇双信使信号通路；3）G蛋白耦联受体介导离子通道的调控 。4.以cAMP为第二信使的细胞信号通路。答：腺苷酸环化酶: G亚基的效应酶。l 腺苷酸环化酶受不同受体-配体复合物的激活或抑制， 激活型激素与相应激活型受体(Rs)结合，耦联激活型G蛋白(Gs)，激活腺苷酸环化酶活性； 抑制性激素与相应抑制性受体(Ri)结合，耦联抑制性G蛋白(Gi)，抑制腺苷酸环化酶活性. l 信号通路的快速应答：cAMP活化cAMP依赖的蛋白激酶A（PKA）使下游靶蛋白磷酸化，影响细胞的代谢和行为。l 信号通路缓慢应答的反应链：激素G-蛋白耦联受体G-蛋白腺苷酸环化酶cAMPcAMP依赖的蛋白激酶A（PKA）基因调控蛋白基因转录。l G蛋白耦联受体的特异性：对某一特定的配体有不同的异构体受体。l 细菌毒素对G蛋白的修饰作用：能催化Gs-GTP的化学修饰，结合的GTP不能水解成GDP，Gs持续活化，cAMP水平急增5.磷脂酰肌醇双信号信使通路。答：磷脂酶C（PLC）：效应酶。l 磷脂酰肌醇（PI）在PI激酶的催化下生成磷脂酰肌醇-4-磷酸（PIP）和磷脂酰肌醇-4,5-二磷酸（PIP2）；l 胞外信号分子与G蛋白耦联受体结合，通过G蛋白开关机制，引起磷脂酶C（PLC）的异构体活化，导致质膜上PIP2被水解成1,4,5-肌醇三磷酸（IP3）和二酰甘油（DAG）两个第二信使，激活两个不同的信号通路IP3/Ca2+和DAG/PKC途径； IP3在胞质中扩散，刺激细胞内质网释放Ca2+进入细胞质基质使胞内Ca2+浓度升高，钙调蛋白是Ca2+应答蛋白。 DAG是亲脂性分子，联系在膜上。DAG激活蛋白激酶C（PKC），活化的PKC进一步使底物蛋白磷酸化，活化Na+/H+交换引起细胞内pH升高， PKC的活化可增强特殊基因的转录，一是蛋白激酶的级联反应，二是导致一种抑制蛋白的磷酸化，使胞质中基因调控蛋白释放进入胞核。 “双信使系统”反应链：胞外信号分子G-蛋白偶联受体G-蛋白 IP3胞内Ca2+浓度升高Ca2+调蛋白(CaM)细胞反应 PLCPIP2 DG激活PKC蛋白磷酸化或促Na+/H+交换使胞内pH 6.简述受体酪氨酸激酶及RTK-Ras蛋白信号通路。l 受体酪氨酸激酶（RTKs）包括6个亚族，胞外配体是可溶性或膜结合的多肽或蛋白类激素，包括多种生长因子和胰岛素，其功能是控制细胞生长、分化；l 所有RTKs都有一个细胞外结构域（含有配体结合位点）、一个疏水的跨膜螺旋和一个胞质结构域（蛋白酪氨酸激酶活性）；配体结合导致受体二聚化形成二聚体，激活受体的蛋白酪氨酸激酶活性，二聚体内彼此交叉磷酸化受体胞内肽段的一个或多个酪氨酸残基，结合多种底物。l 信号转导：配体受体受体二聚化受体的自磷酸化 激活RTK胞内信号蛋白启动信号转导l RTK-Ras信号通路：配体RTKadaptorGEF（鸟苷酸交换因子）RasRaf（MAPKKK）MAPKKMAPK进入细胞核其它激酶或基因调控蛋白（转录因子）的磷酸化修钸，对基因的表达产生多种效应。第九章一、概念：细胞骨架（Cytoskeleton）:用电子显微镜观察经非离子去垢剂处理后的细胞，可以在细胞质观察到一个复杂的纤维状网架结构体系，即为细胞骨架。微管组织中心(MTOC)：在活的细胞内，能够起到微管的成核作用，并使之延伸的细胞结构。微管结合蛋白(MAPs)：始终伴随着微管的组装和去组装而存在的蛋白。通常都是单基因编码的，具有一个或数个与微管结合的结构域，具有稳定微管的作用。其余的结构域突出于微管表面与相邻的微管作用，对微管网络的分布和功能进行调节。二、填空：微丝的主要结构成分是（肌动蛋白 ）。P266（肌球蛋白 ）是依赖于微丝的分子马达。P274与微丝有关的细胞运动是（细胞迁移 ）。P271具有稳定微丝结构的特异性药物是（鬼笔环肽 ）。P267具有破坏微丝结构的特异性药物是（细胞松弛素 ）。P267由微丝组成的细胞表面的特化结构是（细胞皮层 ）。P270微管蛋白在一定的条件下能组装成微管，其管壁由（13 ）根构成。P281由微管组成的结构是（微管组织中心 ）。P285可以被称为微管组织中心的结构是（中心体 ）。P285细胞内的微管有（单管 ）、（二联管 ）和（三联管 ）三种类型。P282（驱动蛋白和胞质动力蛋白 ）是与微管有关的分子马达。P291在动物细胞分裂过程中，（纺锤体 ）是与微管有关的结构或过程。P299驱动蛋白马达结构域有（ATP结合位点 和 微管结合位点 ）等功能位点。中间丝装配的最小亚单位是（四聚体 ）。P302型中间丝包括（波形蛋白、结蛋白、胶质纤维酸性蛋白（GFAP）和外周蛋白 ）。P300（神经丝蛋白三亚基、-介连蛋白 ）是属于型的中间丝。P301（核纤层蛋白A/C、核纤层蛋白B1和B2 ）是属于型的中间丝。P301（巢蛋白、微管卷曲蛋白（syncoilin）、desmuslin ）是属于型的中间丝。P301与中间丝有联系的结构是（核膜 ）。P304三、问答：1.微管在构成纺锤体时的作用。答：细胞从间期进入有丝分裂期，微管网络解聚为游离的-微管蛋白二聚体，再组装成纺锤体，介导染色体运动；分裂末期又反之。纺锤体微管可分为：动力微管（连接染色体动粒与两极）、极微管（从两极出发，在纺锤体中部赤道区相互交错重叠）和星体微管（中心体周围呈辐射状分布）；动粒微管与动粒之间的滑动靠结合在动粒部位的驱动蛋白和动力蛋白沿微管的运动来完成；极微管在中部交错，有些分布在极微管之间的特殊驱动蛋白成员双极马达蛋白。2.中间的装配：两个单体的杆状区以平行排列的方式形成双股螺旋同型或异型二聚体，两个二聚体以反向平行和半分子交错的形式组装成四聚体。四聚体是中间丝组装的最小结构单位；反向平行的四聚体导致IF不具有极性；四聚体之间在纵向和侧向相互作用，最终形成横截面由32个中间丝蛋白分子组成，长度不等的中间丝。中间丝蛋白可以通过交换的方法渗入到原有的纤维。第十章一、概念：核纤层（nuclear lamina）：核内膜内侧有一层致密的纤维状网络结构，与胞质中间丝、核内骨架有密切联系。核被膜(nuclear envelope)