细胞生物学重点总结.doc

细胞生物学期末复习资料整理第一章：1、细胞生物学cell biology：是研究细胞基本生命活动规律的科学，是在显微、亚显微和分子水平上，以研究细胞结构与功能，细胞增殖、分化、衰老与凋亡，细胞信号传递，真核细胞基因表达与调控，细胞起源与进化等为主要内容的一门学科。 P2 1、什么叫细胞生物学？试论述细胞生物学研究的主要内容。 P3-5答:细胞生物学是研究细胞基本生命活动规律的科学,它是在三个水平(显微、亚显微与分子水平)上，以研究细胞的结构与功能、细胞增殖、细胞分化、细胞衰老开发商地亡、细胞信号传递、真核细胞基因表达与调控、细胞起源与进化等为主要内容的一门科学。细胞生物学的主要研究内容主要包括两个大方面：细胞结构与功能、细胞重要生命活动。涵盖九个方面的内容：细胞核、染色体以及基因表达的研究；生物膜与细胞器的研究；细胞骨架体系的研究；细胞增殖及其调控；细胞分化及其调控；细胞的衰老与凋亡；细胞的起源与进化；细胞工程；细胞信号转导。2、试论述当前细胞生物学研究最集中的领域。 P5-6答：当前细胞生物学研究主要集中在以下四个领域：细胞信号转导；细胞增殖调控；细胞衰老、凋亡及其调控；基因组与后基因组学研究。人类亟待通过以上四个方面的研究，阐明当今主要威胁人类的四大疾病：癌症、心血管疾病、艾滋病和肝炎等传染病的发病机制，并采取有效措施达到治疗的目的。3.细胞学说 (cell theory) p9细胞学说是18381839年间由德国的植物学家施莱登和动物学家施旺所提出,直到1858年才较完善。它是关于生物有机体组成的学说，主要内容有： 细胞是有机体， 一切动植物都是由单细胞发育而来， 即生物是由细胞和细胞的产物所组成； 所有细胞在结构和组成上基本相似； 新细胞是由已存在的细胞分裂而来； 生物的疾病是因为其细胞机能失常。4、细胞学发展的经典时期？ P10原生质理论的提出；细胞分裂的研究；重要细胞器的发现。第二章：试论述原核细胞与真核细胞最根本的区别。 P35-37 答：原核细胞与真核细胞最根本的区别在于：生物膜系统的分化与演变：真核细胞以生物膜分化为基础，分化为结构更精细、功能更专一的基本单位细胞器，使细胞内部结构与职能的分工是真核细胞区别于原核细胞的重要标志；遗传信息量与遗传装置的扩增与复杂化：由于真核细胞结构与功能的复杂化，遗传信息量相应扩增，即编码结构蛋白与功能蛋白的基因数首先大大增多；遗传信息重复序列与染色体多倍性的出现是真核细胞区别于原核细胞的一个重大标志。遗传信息的复制、转录与翻译的装置和程序也相应复杂化，真核细胞内遗传信息的转录与翻译有严格的阶段性与区域性，而在原核细胞内转录与翻译可同时进行。2、为什么说支原体是目前发现的最小、最简单的能独立生活的细胞生物？ P23答：支原体的的结构和机能极为简单：细胞膜、遗传信息载体DNA与RNA、进行蛋白质合成的一定数量的核糖体以及催化主要酶促反应所需要的酶。这些结构及其功能活动所需空间不可能小于100nm。因此作为比支原体更小、更简单的细胞，又要维持细胞生命活动的基本要求，似乎是不可能存在的，所以说支原体是最小、最简单的细胞。3电子显微镜制样技术 p57a超薄切片：超薄切片技术的过程为：固定、脱水、包埋、切片、染色 b冰冻蚀刻 c复染色技术电镜三维重构技术e扫描电镜技4.细胞内，核酸、蛋白质、糖与脂质等成分的显示方法 p65-66第三章：1.模式生物 常用的有：病毒、细菌、酵母、原生动物、黏菌、蛙、海胆、线虫、果蝇、斑马鱼、小鼠2. 原代培养: 原代培养是指直接从机体取下细胞、组织和器官后立即进行培养。 P713. 传代培养：将培养细胞从培养器中取出，把一部分移至新的培养器中再进行培养，这种培养方式称为传代培养，亦称为继代培养或连续培养。 P77第四章 ： 流动镶嵌模型1. 细胞膜由流动的双脂层和嵌在其中的蛋白质组成。2. 磷脂分子以疏水性尾部相对，极性头部朝向水相组成生物膜骨架；3. 蛋白质或嵌在双脂层表面，或嵌在其内部，或横跨整个双脂层，表现出分布的不对称性。3、试比较单位膜模型与流动镶嵌模型。 P83答案要点：单位膜模型的主要内容：两暗一明，细胞共有，厚约7.5nm，各种膜都具有相似的分子排列和起源。单位膜模型的不足点：膜是静止的、不变的。但是在生命系统中一般功能的不同常伴随着结构的差异，这样共同的单位膜结构很难与膜的多样性与特殊性一致起来。膜的厚度一致：不同膜的厚度不完全一样，变化范围在510nm。蛋白质在脂双分子层上为伸展构型：很难理解有活性的球形蛋白怎样保持其活性，通常蛋白质形状的变化会导致其活性发生深刻的变化。流动镶嵌模型的主要内容：脂双分子层构成膜的基本骨架，蛋白质分子或镶在表面或部分或全部嵌入其中或横跨整个脂类层。优点：强调膜的流动性：认为膜的结构成分不是静止的，而是动态的，细胞膜是由流动的脂类双分子层中镶嵌着球蛋白按二维排列组成的，脂类双分子层像轻油般的流体，具有流动性，能够迅速地在膜平面进行侧向运动；强调膜的不对称性：大部分膜是不对称的，在其内部及其内外表面具有不同功能的蛋白质；脂类双分子层，内外两层脂类分子也是不对称的。2、生物膜的基本结构特征是什么？与它的生理功能有什么联系？ P85答案要点：生物膜的基本结构特征：磷脂双分子层组成生物膜的基本骨架，具有极性的头部和非极性的尾部的脂分子在水相中具有自发形成封闭膜系统的性质，以非极性尾部相对，以极性头部朝向水相。这一结构特点为细胞和细胞器的生理活动提供了一个相对稳定的环境，使细胞与外界、细胞器与细胞器之间有了一个界面；蛋白质分子以不同的方式镶嵌其中或结合于表面，蛋白质的类型、数量的多少、蛋白质分布的不对称性及其与脂分子的协同作用赋予生物膜不同的特性与功能；这些结构特征有利于物质的选择运输，提供细胞识别位点，为多种酶提供了结合位点，同时参与形成不同功能的细胞表面结构特征。3.膜脂的成分 p87（一）膜脂（membrane lipid）分类：膜脂是生物膜的基本成分，主要包括磷酸甘油酯、神经鞘酯和胆固醇三种类型。1、磷酸甘油酯：是构成膜脂的基本成分，约占整个膜脂的50以上。 磷酸甘油酯phosphoglycerides O O CH2 OCR1 R2COCH O CH2OPOX O-主要类型有： 磷脂酰胆碱(PC)，旧称卵磷脂 磷脂酰丝氨酸(PS) 磷脂酰乙醇胺(PE), 旧称脑磷脂 磷脂酰肌醇(PI) 双磷脂酰甘油( DPG) , 旧称心磷脂磷脂的分子结构特征1）头尾： “一头二尾”（心磷脂4尾）；2）碳链：碳原子多为1620，偶数。3） 饱和性：饱和、单不饱和、多不饱和。2、神经鞘酯（sphingolipids）是一类含量较少的膜脂，是鞘胺醇的衍生物。鞘磷脂（sphingomyelin）鞘胺醇的衍生物以鞘胺醇为骨架，与一条脂肪酸链组成疏水尾部，与含胆碱的磷酸基团组成亲水头部；在神经系统中含量特别丰富。 原核细胞、植物中无鞘磷脂。糖脂（glycolipid）鞘胺醇的衍生物以鞘胺醇为骨架，与一条脂肪酸链组成疏水尾部，与一个或多个糖残基组成亲水头部，在神经细胞膜上糖脂含量较高；最简单的糖脂是半乳糖脑苷脂，在髓鞘的多层膜中含量丰富；变化最多、最复杂的糖脂是神经节苷脂。3、胆固醇（cholesterol）动物中含量最丰富的固醇类化合物； 植物和细菌中少；在脑、神经组织及肾上腺中含量丰富，其次是在肝、肾、脾、皮肤和脂肪组织中。胆固醇对细胞膜流动性的影响在相变温度以上,它可使磷脂分子的脂酰链末端的运动减小,即限制膜的流动性。在相变温度以下,可增加脂类分子脂酰链的运动,这样可以增强膜的流动性。膜脂的特性：厚度约6nm；连续广泛的网络；可变形；自组装（self assemble）。4、膜脂的运动方式 p87膜脂的运动方式（P7677）1、沿膜平面的侧向运动；*2、脂分子围绕轴心的自旋运动；3、脂分子尾部的摆动；4、双层脂分子之间的翻转运动。脂质体（liposome）p77本质：利用了脂双分子层的自组装性，是一种人工膜。在水中，搅动磷脂形成的双层脂分子球形体，直径251000nm不等。人工脂质体的用途： 1.研究生物膜的特性 2. 药物和DNA的载体 隐形脂质体（stealth liposomes）4、红细胞质膜蛋白及膜骨架的成分是什么？ P97用SDS聚丙烯酰胺凝胶电泳分析血影蛋白成分，红细胞膜蛋白主要包括血影蛋白（或称红膜肽）、锚蛋白、带3蛋白、带4.1蛋白和肌动蛋白，还有一些血型糖蛋白。膜骨架蛋白主要成分包括：血影蛋白、肌动蛋白、锚蛋白和带4.1蛋白等。5、膜蛋白的类型 p88 种类繁多, 是膜功能的主要体现者。据估计核基因组编码的蛋白质中约30%为膜蛋白。1、分类：根据膜蛋白与脂分子的结合方式，分为三类：外周蛋白（peripheral protein）膜内在蛋白（integral protein ）或整合蛋白脂锚定蛋白（lipidanchored protein）外周蛋白是水溶性蛋白，暴露在脂双层的外侧或内侧；与质膜以非共价键形式连接；改变溶液的离子强度甚至提高温度就可以从膜上分离下来。膜内在蛋白 p78整合蛋白多数为跨膜蛋白（tansmembrane proteins），是两性分子；与膜的结合非常紧密，只有用去垢剂才能从膜上洗涤下来，如SDS（离子型），TritonX-100（非离子型）。膜内在蛋白与膜脂的结合方式 p786、去垢剂 p91-927、简述细胞膜的基本特性。 P91-93答案要点：细胞膜的最基本的特性是不对称性和流动性。细胞膜的不对称性是由膜脂分布的不对称性和膜蛋白分布的不对称性所决定的。膜脂分布的不对称性表现在：膜脂双分子层内外层所含脂类分子的种类不同；脂双分子层内外层磷脂分子中脂肪酸的饱和度不同；脂双分子层内外层磷脂所带电荷不同；糖脂均分布在外层脂质中。膜蛋白的不对称性表现在：糖蛋白的糖链主要分布在膜外表面；膜受体分子均分布在膜外层脂质中；腺苷酸环化本科分布在膜内表面。膜的流动性是由膜内部脂质分子和蛋白质分子的运动性所决定的。膜脂的流动性和膜蛋白的运动性使得细胞膜成为一种动态结构；膜脂分子的运动表现在侧向扩散；旋转运动；摆动运动；翻转运动；膜蛋白的分子运动则包括侧向扩散和旋转运动。8、血影：红细胞经低渗处理后，质膜破裂，释放出血红蛋白和其他胞内可溶性蛋白后剩下的结构，是研究质膜的结构及其与膜骨架的关系的理想材料。 P979、简述细胞膜的生理作用。 P95答案要点：（1）限定细胞的范围，维持细胞的形状。（2）具有高度的选择性，（为半透膜）并能进行主动运输使细胞内外形成不同的离子浓度并保持细胞内物质和外界环境之间的必要差别。（3）是接受外界信号的传感器，使细胞对外界环境的变化产生适当的反应。（4）与细胞新陈代谢、生长繁殖、分化及癌变等重要生命活动密切相关第五章：16、胞吞作用：细胞摄取大分子和颗粒性物质时，细胞膜向内凹陷形成囊泡，将物质裹进并输入细胞的过程。17、胞吐作用：细胞排出大分子和颗粒性物质时，通过形成囊泡从细胞内部移至细胞表面，囊泡的膜与质膜融合，将物质排出细胞外的过程。 P11818、吞噬作用：大颗粒物质（如微生物、衰老死亡细胞及细胞碎片等）转运入胞内的作用。过程是：被吞噬的物质首先结合于细胞表面，接着细胞膜逐渐内陷并将外来物质包围起来形成吞噬小泡并进入胞内，被吞噬的物质在细胞内消化降解，不能被消化的残渣被排出胞外或以残余小体的形式存留在细胞中。19、胞饮作用：细胞对液体物质或细微颗粒物质的摄入和消化过程。过程是：细胞对这类物质进行转运时，由质膜内陷形成吞饮小泡，将转运的物质包裹起来进入细胞质，被吞物质被细胞降解后利用。大多数的真核细胞都能通过胞饮作用摄入和消化所需的液体物质和溶质。14、钠钾泵（Na+K+ pump）：是动物细胞中由ATP驱动的将Na+输出到细胞外同时将K+输入细胞内的运输泵，实际上是位于细胞膜脂双分子层中的载体蛋白，是一种Na+/K+ATP酶，在ATP直接提供能量的条件下能逆浓度梯度主动转运钠离子和钾离子。25、G蛋白：由GTP控制活性的蛋白，当与GTP结合时具有活性，当与GDP结合时没有活性。既有单体形式（ras蛋白），也有三聚体形式（Gs蛋白）。在信号转导过程中起着分子开关的作用。5、分子伴侣：又称分子“伴娘”，细胞中，这类蛋白能识别正在合成的多肽或部分折叠的多肽，并与多肽的一定部位相结合，帮助这些多肽的转移、折叠或组装，但其本身并不参与最终产物的形成。 P2133、比较主动运输与被动运输的异同。 P105答案要点：运输方向不同：主动运输逆浓度梯度或电化学梯度，被动运输：顺浓度梯度或电化学梯度；是否需要载体的参与：主动运输需要载体参与，被动运输方式中，简单扩散不需要载体参与，而协助扩散需要载体的参与；是否需要细胞直接提供能量：主动运输需要消耗能量，而被动运输需要消耗能量；被动运输是减少细胞与周围环境的差别,而主动运输则是努力创造差别,维持生命的活力。1、试论述Na+-K+泵的结构及作用机理。 P111答案要点：1、结构：由两个亚单位构成：一个大的多次跨膜的催化亚单位（亚基）和一个小的单次跨膜具组织特异性的糖蛋白（亚基）。前者对Na+和ATP的结合位点在细胞质面，对K+的结合位点在膜的外表面。2、机制：在细胞内侧，亚基与Na+相结合促进ATP水解，亚基上的一个天门冬氨酸残基磷酸化引起亚基的构象发生变化，将Na+泵出细胞外，同时将细胞外协同转运 两种溶质协同跨膜的过程。两种溶质运输方向相同称为同向协同运输，相反则称为反向协同运输。第六章：真核细胞线粒体内氧化代谢 p131 第七章：光系统中天线色素的作用 p150-151 2.泛素 p174 3、简述细胞质基质的功能。 P172-174 答案要点：物质中间代谢的重要场所；有细胞骨架的功能；蛋白质的合成、修饰、降解和折叠。3、糙面内质网（rER）：细胞质内有一些形状大小略不相同的小管、小囊连接成网状，集中在胞质中，故称为内质网。内质网膜的外表面附有核糖体颗粒，则为糙面内质网，为蛋白质合成的部位。核糖体附着的膜系多为扁囊单位成分，普遍存在于分泌蛋白质的细胞中，其数量随细胞而异，越是分泌旺盛的细胞中越多。rER的主要功能合成分泌性的蛋白和多种膜蛋白、酶蛋白。因此rER在分泌细胞和浆细胞中非常发达。易位子结构（translocon）位于rER膜上的蛋白复合物，是新合成的多肽进入内质网的通道 P1762、光面内质网（sER）(P165)表面无核糖体，常为泡状、分支管状，形成复杂的立体结构；sER的主要功能： 脂类合成的主要场所； 往往作为出芽的位点，将内质网合成的蛋白质和脂类转移到高尔基体中。4、内质网的功能 p178-182 合成蛋白质和脂质的基地1、蛋白质的合成蛋白质的合成起始于细胞质基质中的核糖体；如下这些蛋白质在合成开始不久后便转到ER上继续合成： 向细胞外分泌的蛋白，如抗体、激素、细胞外基质成分等； 膜整合蛋白，运到质膜或者其他内膜系统； 需要与其它细胞组分严格分开的酶，如溶酶体中的水解酶； 需要进行修饰的蛋白，如糖蛋白。2、脂质的合成合成几乎全部的膜脂（磷脂、胆固醇）；合成磷脂的部位在ER膜的细胞质基质一侧，一旦合成，很快在转位酶的作用下转向ER腔面；合成的磷脂向其他膜转运的方式： 出芽高尔基体、溶酶体、细胞膜上 借助PEP 线粒体、过氧化物酶体上3、蛋白质的修饰与加工修饰和加工包括：“三化”、二硫键的形成；其中最主要的是糖基化，几乎所有内质网上合成的蛋白质最终都被糖基化 N连接的糖基化4、新生肽的折叠与装配 。蛋白二硫键异构酶结合蛋白（binding protein，Bip）5、ER的其他功能肝细胞中光面内质网的解毒功能；肌细胞中特化的光面内质网肌质网；参与胆固醇和固醇类激素的合成；储存Ca2+，作为细胞内信号物质；提供酶附着的位点和机械支撑作用。内质网-细胞核信号转导途径。5、4种标志性细胞化学反应 p1836、高尔基体的功能 p186-190交通枢纽 将内质网合成的多种蛋白质(分泌性蛋白、细胞膜蛋白、溶酶体酸性水解酶、胶原纤维等)进行加工、分类和包装，然后分别运送到细胞特定的部位或者细胞外。内质网合成的部分脂类也需要经过高尔基体运送到细胞膜和溶酶体膜。1、高尔基体与细胞的分泌活动 分泌蛋白、膜蛋白、溶酶体中的酸性水解酶、胶原纤维等细胞外基质、溶酶体酶在高尔基体内完成定向转运。例如：溶酶体酶在高尔基体中的选：带有6磷酸甘露糖（M6P）标志。 蛋白质在高尔基内的分选转运信息存在于蛋白质氨基酸序列本身。 2、蛋白质的糖基化及其修饰 rER合成的蛋白质在ER和高尔基体中发生糖基化，并且在从rER向高尔基体转运的过程中，发生一系列的修饰和加工。糖基化的方式 N连接：连接到天冬酰胺的酰胺N原子上 O连接：连接到丝氨酸、苏氨酸或胶原纤维的羟脯氨酸、羟赖氨酸上糖的供体核苷酸单糖；表62 N连接和O连接的比较 p215糖基化的意义： 为各种蛋白质加上不同的标志，以利于高尔基体的分类和包装；影响多肽的构象；增强构象的稳定性； 影响蛋白质的水溶性和电荷；3、蛋白质的水解和其他加工过程 切除蛋白原N端或两端的序列（如胰岛素、胰高血糖素）；将前体切割成多段同种有活性的多肽（某些神经肽）；相同的前体经过不同的加工可以形成不同的多肽，增加了细胞信号分子的多样性。4、在细胞分泌中起主要作用：消化道分泌物、呼吸道分泌物、皮脂腺、汗腺5、是酶原粒和初级溶酶体的发源地：酶原：无活性的蛋白酶前体，如胃蛋白酶原、胰蛋白酶原 加工包装 细胞外排 高尔基体 酶原粒 胰管 胰蛋白酶6、在植物细胞中参与分裂末期多糖的合成；7、细胞中“膜流”的调控枢纽： “膜流” membrane flow 维持质膜及内膜系统动态平衡的循环途径。lysosome & peroxisome第四节 溶酶体和过氧化物酶体2、溶酶体是怎样发生的？它有哪些基本功能？ P191-194答：溶酶体几乎存在于所有的动物细胞中，是由单层膜围绕、内含多种酸性水解酶类、形态不一、执行不同生理功能的囊泡状细胞器，主要功能是进行细胞内的消化作用，在维持细胞正常代谢活动及防御方面起重要作用。（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（自体吞噬）。（2）防御功能（病原体感染刺激单核细胞分化成巨噬细胞而被吞噬、消化）（异体吞噬）（3）其它重要的生理功能 a作为细胞内的消化器官为细胞提供营养b分泌腺细胞中，溶酶体摄入分泌颗粒参与分泌过程的调节；c参与清除赘生组织或退行性变化的细胞；d受精过程中的精子的顶体作用。7、膜泡运输（三种介导机制） p205-210真核细胞特有的蛋白转运方式，各种蛋白通过转运泡，从高尔基体TGN区细胞各部位；（一）膜泡的形成 目前发现的三种不同类型的有被小泡： 网格蛋白有被小泡 COP 有被小泡 COP 有被小泡1、网格蛋白有被小泡 小泡从高尔基体被转运到溶酶体、胞内体、液泡或质膜，小泡的结构同内吞作用。2、COP有被小泡 由内质网向高尔基体的物质运输；跨膜受体在内质网腔中捕获并浓缩转运物质， COP蛋白、Sar蛋白和内质网膜受体装配小泡，并出芽；3、COP有被小泡（P197）负责将逃逸蛋白（escaped proteins）返回内质网。内质网内正常的驻留蛋白的C端都有一段回收信号序列（retrieval signals ），如KDEL。转运泡一般将其排斥在外；如果有少数意外逃逸到高尔基体的CGN，会被CGN膜结合受体识别并形成COP小泡将其送回内质网。凡是送往高尔基体的蛋白质，如果没有回收信号序列，则不会返回内质网。第八章：4、细胞通讯：一个细胞发出的信息通过介质传递到另一个细胞产生相应的反应。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、分化和凋亡是必须的 p218 23、第一信使：一般将胞外信号分子称为第一信使。 24、第二信使：细胞表面受体接受胞外信号后最早在胞内产生的信号分子。细胞内重要的第二信使有：cAMP、cGMP、DAG、IP3等。第二信使在细胞信号转导中起重要作用，能够激活级联系统中酶的活性以及非酶蛋白的活性，也控制着细胞的增殖、分化和生存，并参与基因转录的调节。4、NO的产生及其细胞信使作用？ P229答案要点：NO是可溶性的气体，NO的产生与血管内皮细胞和神经细胞相关，血管内皮细胞接受乙酰胆碱，引起细胞内Ca2+浓度升高，激活一氧化氮合成酶，该酶以精氨酸为底物，以NADPH为电子供体，生成NO和胍氨酸。细胞释放NO，通过扩散快速透过细胞膜进入平滑肌细胞内，与胞质鸟苷酸环化酶活性中心的Fe2+结合，改变酶的构象，导致酶活性的增强和cGMP合成增多。cGMP可降低血管平滑肌中的Ca2+离子浓度，引起血管平滑肌的舒张，血管扩张、血流通畅。NO没有专门的储存及释放调节机制，靶细胞上NO的多少直接与NO的合成有关。1细胞通讯的3种方式 p2182、细胞通讯的方式：分泌化学信号最普遍；接触依赖性通讯；间隙连接代谢偶联和电偶联2、细胞分泌化学信号的作用方式 p218是动植物最常用的通讯方式，又可分为： a、内分泌（endocrine）； b、旁分泌（paracrine）； c、自分泌（autocrine）；d、化学突触传递神经信号（neuronal signaling）a、内分泌（endocrine） 由内分泌细胞产生的激素，随血液运送到体内各个部位，作用于靶细胞。 低浓度10-810-12M ； 全身性；长时效。b、旁分泌（paracrine） 细胞通过分泌局部化学介质到细胞外液中，经过局部扩散作用于邻近靶细胞 如表皮生长因子、淋巴因子、前列腺素、NO等。c、自分泌（autocrine）：细胞对自身分泌的物质产生反应。常见于病理条件下，如肿瘤细胞合成和释放生长因子刺激自身。d、化学突触传递神经信号（neuronal signaling） 神经元细胞之间电信号化学信号电信号的转换和传导。6、G蛋白的类型有哪些？答案要点：G蛋白有两种类型一种是刺激型调节蛋白（Gs），另一种是抑制型调节蛋白（Gi）。二者结构和功能很相似，均由、和三个亚基组成，分子质量均为80100000D，它们的和亚基大小很相似，其亚基也都有两个结合位点：一是结合GTP或基其类似物的位点，具有GTP酶活性，能够水解GTP；另一个是含有负价键的修饰位点，可被细胞毒素ADP核糖基化。二者的不同之处在于Gs的S亚基能被霍乱毒素ADP核糖基化，而Gi的i亚基能被百日咳毒素ADP核糖基化。Gs和Gi都调节其余相应受体的亲合性以及作用于腺苷酸环化酶，产生cAMP。7、G蛋白的结构与功能 p231 结构和分布：位于质膜内侧，由、三个亚基组成，其中亚基 本身具有GTP酶活性和鸟苷酸结合位点。8、怎样将细胞外信号转化为细胞内信号 p2319、简要说明由G蛋白偶联的受体介导的信号的特点。答案要点：G蛋白偶联的受体是细胞质膜上最多，也是最重要的倍转导系统，具有两个重要特点：信号转导系统由三部分构成：G蛋白偶联的受体，是细胞表面由单条多肽链经7次跨膜形成的受体；G蛋白能与GTP结合被活化，可进一步激活其效应底物；效应物：通常是腺苷酸环化酶，被激活后可提高细胞内环腺苷酸（cAMP）的浓度，可激活cAMP依赖的蛋白激酶，引发一系列生物学效应。产生第二信使。配体受体复合物结合后，通过与G蛋白的偶联，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。根据产生的第二信使的不同，又可分为cAMP信号通路和磷酯酰肌醇信号通路。cAMP信号通路的主要效应是激活靶酶和开启基因表达，这是通过蛋白激酶完成的。该信号途径涉及的反应链可表示为：激素G蛋白偶联受体G蛋白腺苷酸环化化酶cAMP cAMP依赖的蛋白激酶A基因调控蛋白基因转录。磷酯酰肌醇信号通路的最大特点是胞外信号被膜受体接受后，同时产生两个胞内信使，分别启动两个信号传递途径即IP3Ca2+和DGPKC途径，实现细胞对外界信号的应答，因此，把这一信号系统又称为“双信使系统”10、酶连受体介导的信号转导 P245第九章：6、踏车现象：在一定条件下，细胞骨架在装配过程中，一端发生装配使微管或微丝延长，而另一端发生去装配而使微管或微丝缩短，实际上是正极的装配速度快于负极的装配速度，这种现象称为踏车现象。1、微丝的化学组成及在细胞中的功能。答：微丝的化学组成：主要成分为肌动蛋白和肌球蛋白，肌球蛋白起控制微丝的形成、连接、盖帽、切断的作用，也可影响微丝的功能。其他成分为调节蛋白、连接蛋白、交联蛋白。微丝的功能：（1）与微管共同组成细胞的骨架，维持细胞的形状。（2）具有非肌性运动功能，与细胞质运动、细胞的变形运动、胞吐作用、细胞器与分子运动、细胞分裂时的膜缢缩有关。（3）具有肌性收缩作用（4）与其他细胞器相连，关系密切。（5）参与细胞内信号传递和物质运输。2、简述中间纤维的结构及功能。答：中间纤维的直径约712nm的中空管状结构，由4或8个亚丝组成。单独或成束存在于细胞中。中间纤维具有一个较稳定的310个氨基酸的螺旋组成的杆状中心区，杆状区两端为非螺旋的头部区（N端）和尾部区（C端）。头部区和尾部区由不同的氨基酸构成，为高度可变区域。功能：（1）支持和固定作用：支持细胞形态，固定细胞核。（2）物质运输和信息传递作用：在细胞质中与微管、微丝共同完成物质的运输，在细胞核内，与DNA的复制和转录有关。（3）细胞分裂时，对纺锤体和染色体起空间支架作用，负责子细胞内细胞器的分配与定位。（4）在细胞癌变过程中起调控作用。3、试述微管的化学组成、类型和功能。答：微管的化学组成：主要化学成分为微管蛋白，为酸性蛋白。其他化学成分为微管结合蛋白包括为微管相关蛋白、微管修饰蛋白、达因蛋白。微管的类型：单微管、二联管、三联管。微管的功能：（1）构成细胞的网状支架，维持细胞的形态。（2）参与细胞器的分布与运动，固定支持细胞器的位置（3）参与细胞收缩和伪足运动，是鞭毛纤毛等细胞运动器官的基本组成成分。（4）参与细胞分裂时染色体的分离和位移。（5）参与细胞物质运输和传递。4、影响微丝、微管特异性药物 p267、284微丝特异性药物细胞松弛素B（P323）（cytochalasins B）真菌分泌的生物碱，切断微丝，并结合于微丝的末端，阻止肌动蛋白亚基的进一步聚合。活细胞加入细胞松弛素B后，肌动蛋白纤维消失，移动、吞噬、胞质分裂消失。对微管、肌肉中的肌动蛋白丝无作用。鬼笔环肽（philloidin）毒蕈产生的双环杆肽，是剧毒的生物碱，与微丝（F肌动蛋白）有强亲和力，抑制解聚。带有荧光标记的鬼笔环肽可以在荧光显微镜下显示细胞中的微丝；微管：秋水仙素（colchicine）生物碱，能与未聚合的微管二聚体结合，阻止成核反应。如果加到微管的两端，可以阻止微管蛋白的装配和解聚。低浓度阻断细胞于中期； 高浓度所有的微管解聚。紫杉酚（taxol）、重水（D2O）促进微管的装配和稳定。5、肌肉收缩基本原理，常见的四种蛋白 p2791、肌肉收缩（P324）（1）肌肉的组成： 肌肉 肌纤维束 肌纤维（肌细胞）肌原纤维 肌原纤维（myofibrils）是骨骼肌的收缩单位。肌原纤维由粗肌丝和细肌丝装配而成； 粗肌丝肌球蛋白细肌丝肌动蛋白（辅以原肌球蛋白和肌钙蛋白）神经冲动使肌膜去极化，经T小管传至肌质网 肌质网去极化后释放Ca2+到肌浆中 Ca2+与肌钙蛋白结合解除原肌球蛋白的抑制作用 肌动蛋白丝与肌球蛋白丝相对滑动 神经冲动停止，肌质网回收Ca2+ ，收缩停止肌动蛋白丝与肌球蛋白丝相对滑动。肌球蛋白结合ATP，引起头部与肌动蛋白纤维分离；ATP水解，引起头部与肌动蛋白弱结合；Pi释放，头部与肌动蛋白强结合，头部向M线方向弯曲，引起细肌丝向M线移动；ADP释放，ATP结合上去，头部与肌动蛋白纤维分离。如此循环第十章：1、试述核孔复合体的结构及其功能。答；1、核孔复合体主要有下列结构组分：、胞质环位于核孔边缘的胞质面一侧，又称外环，环上有8条短纤维对称分布伸向胞质；、核质环位于核孔边缘的核质面（又称内环），环上8条纤维伸向核内，并且在纤维末端形成一个小环，使核质环形成类似“捕鱼笼”（fish-trap）的核篮（nuclear basket）结构；、辐由核孔边缘伸向核孔中央，呈辐射状八重对称，该结构连接内、外环并在发挥支撑及形成核质间物质交换通道等方面起作用；它的结构比较复杂，可进一步分为三个结构域：柱状亚单位：主要的区域，位于核孔边缘，连接内、外环，起支撑作用；腔内亚单位：柱状亚单位以外，接触核膜部分的区域，穿过核膜伸入双层核膜的膜间腔；环带亚单位：在柱状亚单位之内，靠近核孔复合体中心的部分，由8个颗粒状结构环绕形成核孔复合体核质交换的通道。、中央栓位于核孔的中心，呈颗粒状或棒状，又称为中央颗粒，由于推测它在核质交换中起一定的作用，所以又把它称做转运器（transporter）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2、染色质：指间期细胞核内能被碱性物质染色的，由DNA、组蛋白、非组蛋白及少量RNA组成的线性复合结构，是间期细胞遗传物质的存在形式。常伸展为非光镜所能看到的网状细纤丝。3、组蛋白的修饰 p3364、染色体DNA的3种功能元件 p347-3491、自主复制序列( ARS)是DNA复制的起点，酵母基因组含200-400个ARS，大多数具有一个11-14 bp，富含AT的共有序列（ARS consensus sequence, ACS）。2、着丝粒序列(CEN) CEN由大量串联的重复序列组成，如卫星DNA，其功能是参与形成着丝粒，使细胞分裂中染色体能够准确地分离.3、端粒序列(TEL)不同生物的端粒序列都很相似，由长5-10 bp的重复单位串联而成，人的重复序列为GGGTTA。真核细胞染色体端粒的重复序列不是染色体DNA复制时连续合成的，而是由端粒酶（telomerase）合成后添加到染色体末端。3、简述核仁的结构及其功能；在光学显微镜下，核仁通常是匀质的球形小体，一般有1-2个，但也有多个。主要含蛋白质，是真核细胞间期核中最明显的结构，在电镜下显示出的核仁超微结构与胞质中大多数细胞器不同，在核仁周围没有界膜包围，可识别出3个特征性区域：纤维中心、致密纤维组分、颗粒组分。功能是进行核蛋白体的生物发生的重要场所，即核仁是进行rRNA的合成、加工和核蛋白体亚单位的装配的重要场所。十一1、核糖体上与蛋白质合成有关的结合位点与催化位点 p372-3742. 多聚核糖体(polyribosomes) p374在蛋白质合成过程中,同一条mRNA分子能够同多个核糖体结合，同时合成若干条蛋白质多肽链，结合在同一条mRNA上的核糖体就称为多聚核糖体(polysome 或polyribosomes)。在mRNA的起始密码子部位,核糖体亚基装配成完整的起始复合物,然后向mRNA的3端移动,直到到达终止密码子处。当第一个核糖体离开起始密码子后,空出的起始密码子的位置足够与另一个核糖体结合时,第二个核糖体的小亚基就会结合上来,并装配成完整的起始复合物,开始蛋白质的合成。同样,第三个核糖体、第四个核糖体、依次结合到mRNA上形成多聚核糖体。根据电子显微照片推算,多聚核糖体中,每个核糖体间相隔约80个核苷酸。3、原核细胞蛋白质合成过程 p377-3804、肽链合成三步曲 p337第十二章：4、细胞周期人工同步化有哪些方法？比较其优缺点。答案要点：、选择同步化包括：有丝分裂选择法：优点：同步化程度高，细胞不受药物侵害。缺点：得到的细胞数量少。密度梯度离心法：优点：简单省时，效率高、成本低。缺点：对大多数种类的细胞并不适用。、诱导同步化包括：DNA合成阻断法：优点：同步化效率高，几乎适合于所有体外培养的细胞体系。缺点：诱导过程可造成细胞非均衡生长.中期阻断法：优点：操作简便，效率高；缺点：药物毒性作用较大。2、细胞周期同步化细胞同步化(synchronization)是指在自然发生的、或经人为处理，使细胞群体的细胞周期一致。（1）自然同步化多核体：如：粘菌、疟原虫。某些水生动物的受精卵：如海胆、海参、两栖类。增殖抑制解除后的同步分裂：如真菌的休眠孢子移入适宜环境后，它们一起发芽，同步分裂。（2）人工同步化 人为地将处于不同时期的细胞分离开来。振荡密度梯度离心药物诱导： DNA合成阻断法 分裂中期阻断法 条件依赖性突变株a、DNA合成阻断法 药物：TdR(胸腺嘧啶脱氧核苷)和羟基脲（HU）原理：无/低毒DNA合成抑制剂，加入、洗脱两次，可以使细胞在G1/S交界处同步；优点：同步化效率高，几乎适合所有体外培养的细胞系。b、分裂中期阻断法 药物：秋水仙素、秋水仙胺、nocodazole原理：微管合成抑制剂，将细胞阻断在分裂中期；优点：操作简便，效率高，缺点：毒性大5、细胞周期的调控 p429-437五、细胞周期运转调控CDK激酶对细胞周期起核心调控作用；不同的CDK激酶在细胞的不同时期表现出活性，从而对细胞周期的不同时期进行调节。（一）G2/M期转化和CDK1激酶的调节1、CDK1激酶的周期性 MPFCDK1 or p34cdc2周期蛋白B p34cdc2含量稳定；周期蛋白B含量周期性变化；CDK1激酶活性依赖于周期蛋白B的积累2、CDK1激酶的功能 催化某些蛋白质特异位点的丝氨酸/苏氨酸残基，改变其结构和启动其功能，实现调控细胞周期的目的。如： 组蛋白H1 磷酸化促进染色体凝集 核纤层蛋白磷酸化促使核纤层解聚 核仁蛋白磷酸化促使核仁解体 3、CDK激酶活性的调节因素 周期蛋白和CDK激酶的结合（先决条件） wee1/mik1激酶和CDK1-activiting kinase催化CDK的Thr14、Tyr15和Thr161磷酸化 磷酸酶Cdc25催化Thr14、Tyr15去磷酸化，才表现出激酶活性（二）M期周期蛋白与分裂中期向分裂后期转化 分裂中期，M期周期蛋白A和B迅速降解，CDK1激酶活性丧失。被CDK1激酶磷酸化的蛋白质去磷酸化，细胞从M期向后期转化。周期蛋白和的降解依赖于泛素化途径，分子结构中的破坏框起到重要调节作用后期促进因子（APC） 组分在分裂间期中表达，但只在M期才表现出活性，可能受到CDK激酶活性的调节。APC活性受到Cdc20的正调控和纺锤体装配检验点的检控。（三）G1/S期转化与CDK激酶 G1期周期蛋白包括D、E、(A) CDK激酶包括CDK2、CDK4和CDK6 周期蛋白D为细胞G1/S转化所必需；ECDK2复合物为S期启动必需；异常则导致细胞停滞于G1期；在S期，ACDK2与DNA复制有关；在S期，G1期周期蛋白通过泛素化途径降解（PEST序列）DNA复制起始点的识别 复制起始点识别复合体（origin recognition complex，Orc），可以识别DNA复制起点并与之结合，是DNA复制必需条件。Cdc6和Cdc45也是DNA必需调控因子。“为什么有丝分裂中DNA只能复制一次？”DNA复制执照因子学说细胞质中的Mcm蛋白（minichromosome maintenance protein）等因子，在M期核膜破裂时，与染色质结合，使之获得DNA复制必需的执照；进入S期后，随着DNA复制，“执照”信号不断消失，在G2期，细胞核不再含有该信号，DNA复制结束并不再起始。只能等到下一个M期才能重新获得“执照”。1139（四）DNA复制延搁检验点（P410）DNA复制不完成，细胞不能向M期转化；S期，Cdc25c活性低，不能激活CDK1 Wee1活性较高，抑制CDK1的活性 DNA复制未完成与Cdc25c、Wee1关系？六、其他因素对细胞周期的调控（p410）1、原癌基因和抑癌基因 均是细胞生命活动所必需的基因，产物对细胞增殖和分化起着重要的调控作用； 原癌基因非正常表达，可导致细胞转化，增殖过程异常，甚至癌变；抑癌基因表达产物对细胞增殖起负性调节作用。2、外界因素：辐射、化学物质、病毒、温度、pH变化等。比较减数分裂与有丝分裂 共同点：减数分裂与有丝分裂的都是通过纺锤体同染色体的相互作用进行细胞的分裂。差异：有丝分裂是体细胞的分裂方式，减数分裂主要是细胞产 生配子的过程。有丝分裂是一次细胞周期, DNA复制一次, 分裂一次, 染色体由2n2n;减数分裂是两次细胞周期, DNA复制一次, 细胞分裂两次, 染色体由2n1n。有丝分裂中, 每个染色体是独立活动;在减数分裂中, 染色体要配对、联会、交换和交叉。有丝分裂之前, 经DNA合成, 进入G2期后才进行有丝分裂; 减数分裂之