细胞生物学复习题

1、第一章 绪论1.什么是细胞生物学？细胞生物学（cell biology） 利用现代技术和方法，从细胞的整体、超微结构和分子水平研究细胞的结构、功能及其生命活动规律的科学。2、细胞的发现 1665年，英国学者Robert Hooke 观察软木，发现小室（Cell），显微图谱，认为细胞的发现是1665年。列文虎克（Leeuwenhoek) ，发现了活细胞（原生动物红细胞精子细菌等），真正的观察到了活细胞结构。3、细胞学说1838-1839年，植物学家施莱登（Schleiden)和动物学家施旺（Schwann)正式提出细胞学说。其基本内容有三条：有机体是由细胞构成的； 细胞是构成有机体的基本单位；新

2、细胞来源于已存在细胞的分裂。意义：细胞学说的创立明确了动物和植物之间的统一性，把它与进化论和能量守恒定律并列为世纪的三大发现。4、原生质体 1880年，Hanstein提出原生质体的概念，细胞是由细胞膜包围着的一团原生质，分化为细胞核与细胞质。脱去细胞壁的细胞叫原生质体，是一生物工程学的概念。动物细胞也可算做原生质体。这一名词显然比cell更确切了，虽然没有代替cell，但这一重要的基本概念的深化使人们对细胞的研究展现出了新的面貌。第二章 细胞的统一性和多样性1、为什么说细胞是生命活动的基本单位？（1）一切有机体都是由细胞构成，细胞是构成有机体的基本单位（细胞学说）。（2）细胞是代谢和功能的基

3、本单位，具有独立、有序的自控代谢体系。（3）细胞是有机体生长和发育的基础。（4）细胞是遗传的基本单位，具有遗传的全能性。 (5) 对多细胞生物来说，细胞不是独立的存在的，是相互作用和调控的统一体来实现各种生命活动。2、细胞的分类（1）生命的形态：细胞的、非细胞的。非细胞的：病毒（2） 细胞的两大类：真核细胞，原核细胞。3、病毒(1)病毒的基本特征：a.衡量病毒大小的单位是纳米。多数病毒直径100nm以下。b.没有细胞形态和结构，只含核酸（RNA或DNA）构成的病毒芯子和蛋白质构成的衣壳结构。c.细胞内寄生，只能在活细胞内才能生长繁殖。d. 病毒的增殖方式为复制。e.一般对抗生素不敏感，对干扰素

4、敏感(2)病毒的基本结构病毒芯子：DNA或RNA，形态结构差别很大病毒衣壳：蛋白质构成，有一定的外形结构病毒芯子、病毒衣壳和被膜有的病毒在衣壳外有一被膜，是病毒粒子释放时包被上的宿主的质膜。（3） 病毒的增殖及侵染 病毒的增殖：也叫病毒的复制，由宿主细胞供应原料、能量和生物合成场所，在病毒核酸遗传密码的控制下，于宿主细胞内复制出病毒的核酸，合成病毒的蛋白质，进一步装配成大量的子代病毒，并将它们释放到细胞外。病毒的增殖过程： 吸附：病毒和细胞相互碰撞而接触，并通过病毒表面的吸附点和易感细胞表面相应受体互相吸附 侵入； 脱壳：包括脱囊膜和脱衣壳两个过程。 病毒大分子的合成：包括病毒基因组的表达与复

5、制。包括核酸复制与蛋白质合成。 装配与释放：(4)病毒的研究意义：病毒是人类传染病的主要病原。据统计，人类传染病大约有70以上是由病毒引起的，其余30由细菌、真菌和原生动物等造成。病毒病至今没有十分理想的预防和治疗手段，严重威胁人类的健康和经济发展。4、原核生物的主要类群（1）根据形态特征：细菌（狭义）、放线菌、蓝细菌、支原体、立克次氏体、衣原体和螺旋体。根据生理生化和分子生物学特征：真细菌和古生菌。 (2)原核细胞的两个代表:细菌和蓝藻支原体：支原体是最小的原核微生物，因不含有细胞壁，在液体培养基中培养时，往往呈分枝的丝状体，故称之为支原体(mycoplasma)。5、古细菌和真细菌古生菌是

6、一群具有独特的基因结构或系统发育生物大分子序列的单细胞原核生物。多生活在地球上极端的生境或生命出现初期的自然环境中。古细菌在形态学和基因组构造方面与细菌相似。真细菌：除古细菌以外的所有的细菌都称为真细菌。6、原核细胞与真核细胞的差别7、动物细胞与植物细胞的差别（高等）植物细胞：有细胞壁，叶绿体(chloroplasts)，液泡，一般无中心体。第三章 细胞生物学研究方法1、几种显微镜的差别（1）普通光学显微镜（2）暗视野显微镜 与普通的显微镜差别在于光线不直接进入，而是只允许标本反射和衍射的光线进入物镜。从而视野背景是暗的，物体边缘是亮的。(3)相差显微镜 由于被检物体（如不染色的细胞）所能产生

7、的相差（光程差或相位差）的差别太小，只有在变相差为振幅差（明暗之差）之后，才能被分辨。(4)微分干涉差显微镜 以平面偏振光为光源，经棱镜折射后分为两束不同时间经过样品后在会合，从而样品厚度上的微小差别转化成明暗区别，增加了样品反差有很强的立体感。 (5)荧光显微镜 细胞中某些物质受紫外光照射后可发荧光；荧光染料,如:罗丹明（rhodamine ）和荧光素（fluorescein）等；带荧光的抗体或探针结合。（6）电镜利用样品对电子的散射和透射形成明暗反差，分辨本领是0.1nm。（7）扫描隧道显微镜 可对晶体或非晶体成像，无需复杂计算，且分辨本领高（侧分辨率为0.10.2nm，纵分辨率可达0.0

8、1nm）；可实时得到样品表面三维图象，可测量厚度信息；可在真空、大气、液体等多种条件下工作；非破坏性测量；可连续成像，进行动态观察。2、主要的色谱技术（1）凝胶过滤层析（排阻层析） 利用凝胶层析介质(固定相)交联度的同所形成的网状孔径的大小，在层析时能阻止比网孔直径大的生物大分子通过。利用流动相中溶质的分子量大小差异而进行分离的一种方法。（2）离子交换层析 利用固定相球形介质表面活性基团经化学键合方法，将具有交换能力的离子基团固定在固定相上面，这些离子基团可以与流动相中离子发生可逆性离子交换反应而进行分离的方法，称之为离子交换层析。（3）亲和层析 在固定相载体表面偶联具有特殊亲和作用的配基，这

9、些配基可以与流动相中溶质分子发生可逆的特异性结合而进行分离的一种方法，称之为亲和层析。第4章 细胞质膜和细胞表面1、流动镶嵌模型（名词解释） Singer 和Nicolson 1972 根据免疫荧光、冰冻蚀刻的研究结果，提出了“流动镶嵌模型”。两个主要特征：膜脂和膜蛋白构成的生物膜具有流动性.膜蛋白分布不对称，或镶嵌或横跨或结合在表面。2、细胞膜的组成结构脂类占30-70%，蛋白质占20-70%，糖类约占10%。（1）膜脂的三种类型：膜脂主要包括磷脂、糖脂和胆固醇三类。（2）磷脂的特点：a.一个极性头、两个非极性尾（脂肪酸链）。b.脂肪酸碳链为偶数，16，18或20个碳原子。c.常含有不饱和脂

10、肪酸（如油酸）。d.主要有甘油磷脂、鞘磷脂等3、脂质体（名词解释）生物学定义：当两性分子如磷脂和鞘脂分散于水相时，分子的疏水尾部倾向于聚集在一起，避开水相，而亲水头部暴露在水相，形成具有双分子层结构的的封闭囊泡，称为脂质体。脂质体（liposome）是一种人工膜。在水中磷脂分子亲水头部插入水中，脂质体疏水尾部伸向空气，搅动后形成双层脂分子的球形脂质体，直径251000nm不等。人工脂质体可用于：a.转基因b.制备的药物c.研究生物膜的特性4、膜蛋白（1）根据与脂分子的结合方式分为：a.整合蛋白（integral protein）: 为跨膜蛋白（transmembrane proteins），两

11、性分子。跨膜结构域为1至多个疏水的螺旋。与膜的结合紧密，只有用去垢剂才能从膜上洗涤下来。b.外周蛋白（peripheral protein）: 靠离子键或其它较弱的键与膜表面蛋白或脂分子结合，改变溶液的离子强度、提高温度就可以从膜上分离下来。c.脂锚定蛋白（lipid-anchored protein）:分为两类：糖磷脂酰肌醇(GPI)连接的蛋白位于细胞膜的外小叶，用磷脂酶C处理细胞，能释放出结合蛋白。另一类脂锚定蛋白与插入质膜内小叶的长碳氢链结合。 （2）按功能分类a.运输蛋白：膜蛋白中有些是运输蛋白,转运特殊的分子和离子进出细胞;b.酶：有些是酶，催化相关的代谢反应;c.连接蛋白：起连接作

12、用；d.受体：起信号接收和传递作用。5、细胞膜的结构特点流动性和不对称性(1)流动性：膜脂和蛋白质的分子运动组成。a.膜脂分子的运动侧向扩散运动；旋转运动；摆动运动伸缩震荡运动；翻转运动；旋转异构化运动。 影响膜脂流动性的因素 胆固醇脂肪酸链的饱和度脂肪酸链的链长卵磷脂/鞘磷脂 其他因素：温度、酸碱度、离子强度等。b.膜蛋白的分子运动:侧向扩散和旋转扩散两种运动方式。 膜流动性的生理意义: 当膜的流动性低于一定的阈值时，许多酶的活动和跨膜运输将停止，反之如果流动性过高，又会造成膜的溶解。（2）不对称性：膜内外两层组分和功能的差异，称膜的不对称性。表现：a.糖脂都是在非胞质面;b.磷脂酰胆碱和鞘

13、磷脂主要分布在非胞质面;c.磷脂酰乙醇胺,磷脂酰丝氨酸和磷脂酰肌醇主要分布在胞质面.膜蛋白的不对称性 a.膜蛋白不对称分布。b.与膜脂的不对称性不同，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。复合糖的不对称性：糖脂和糖蛋白只分布于细胞膜的外表面。 6、细胞连接：指在电镜下可以鉴别出的有特定结构的细胞间的连接。是细胞与细胞间或细胞与细胞外基质间的联结结构。细胞连接从功能上可分为三类：（1）紧密连接 存在于脊椎动物的上皮细胞间。如：小肠上皮、血管内皮细胞。从结构上看, 通过连接蛋白形成焊接线（嵴线），封闭相邻细胞间的空隙。主要作用：封闭相邻细胞间的接缝，防止溶液渗入，构成脑血

14、屏障和睾血屏障；形成上皮细胞质膜蛋白与膜脂分子侧向扩散的屏障，从而维持上皮细胞极性。(2)锚定连接 胞质侧为肌动蛋白纤维，胞外侧靠粘着蛋白（cadherin），是一种钙粘蛋白，将相邻细胞连接起来。钙黏蛋白与细胞骨架(微丝)之间靠一些连接蛋白（linker）联系在一起。（3）通讯连接 a.间隙连接 动物细胞组织中广泛分布。连接蛋白为跨膜的通道蛋白，六聚体，允许小分子（小于或等于1000）通过，孔道的开闭受Ca2+控制。b.胞间连丝 由穿过细胞壁的原生质构成，直径约2040nm。内质网从中穿过。功能上与动物细胞间的间隙连接类似。通透性可调节。某些植物病毒能制造特殊的蛋白质，使胞间连丝的有效孔径扩大

15、。7、桥粒与半桥粒（名词解释） 桥粒（desmosome）是相邻细胞间形成的纽扣状结构。分布：承受强拉力的组织中，如皮肤、口腔、食管、心肌中。半桥粒：位于上皮细胞基面与基膜之间，连接蛋白为整合素。连接的细胞内骨架成分为角蛋白。细胞与基底膜之间，外观上与桥粒很相象，但只有半边结构。8、细胞外基质（填空）非细胞成分细胞外基质（ECM），是细胞外大分子构成的精密有序的结构网络。包括：胶原、非胶原糖蛋白、氨基聚糖与蛋白聚糖、弹性蛋白等。a.结缔组织中含量较高b.细胞外基质不仅起着支持和连接作用，对细胞的存活、增殖、运动、迁移、分化均发生影响。细胞外基质的组成成分： 植物，细胞壁，成分主要是纤维素、半纤

16、维素等多糖。 动物结缔组织细胞外基质最为发达，主要有两种组分： 凝胶基质：多糖，大多以氨基聚糖和蛋白聚糖的形式存在； 纤维网架：纤维蛋白，包括起结构作用的胶原蛋白、弹性蛋白和起黏合作用的纤连蛋白、层连蛋白。细胞外基质的生物学作用：1决定细胞的形状2影响细胞的存活、死亡3、调节细胞的增殖4控制细胞的分化5参与细胞的迁移9、氨基聚糖及蛋白聚糖氨基聚糖glycosaminoglycan（GAG）是重复二糖单位构成的无分枝长链多糖。二糖单位通常由氨基已糖和糖醛酸组成。 蛋白聚糖：GAG很少游离存在（除透明质酸外），而是与蛋白（核心蛋白）共价连接，形成一种高分子量的物质蛋白聚糖（PG，proteogly

17、can）。第五章 物质的跨膜运输1、脂双层的透性与下列因素紧密相关：2、膜转运蛋白（1）载体蛋白 细胞膜上具特异性的跨膜运输蛋白。特点:特异性；多次跨膜；具通透酶（permease）性质；载体蛋白既参与被动的物质运输，也参与主动的物质运输。很多方面与酶催化反应相似。（2）通道蛋白目前发现的通道蛋白已有50多种，主要是离子通道(ion channels)。跨膜亲水性通道，允许特定离子顺浓度梯度通过。有些通道长期开放，如钾离子通道；有些通道平时处于关闭状态，仅在特定刺激下才打开，称为门通道。门控：电压门通道、配体门通道、应力激活通道注：协助扩散两种转运蛋白：载体蛋白和通道蛋白通道蛋白只存在被动运输

18、中。3.运输的类型（1）分子真正穿过膜小分子物质，分为被动运输和主动运输 被动运输：顺浓度梯度（或电化学梯度）、不需能量。 分为简单扩散（不需要膜转运蛋白）和协助扩散（需要膜转运蛋白） 主动运输：逆浓度梯度（或电化学梯度）、需能量、需要膜转运蛋白。（2）分子并未穿过膜（膜泡运输）内吞，外排（3）简单扩散、协助扩散、主动运输的特点与不同点a.简单扩散：也叫自由扩散（free diffusion）：沿浓度梯度扩散；不需要提供能量；没有膜蛋白协助。b.协助扩散：也称促进扩散（facilitated diffusion）。u 特点： 转运速率高； 沿浓度梯度（或电化学梯度）运输，运输速率同物质浓度成非

19、线性关系； 特异性；饱和性。 u 膜转运蛋白：（载体蛋白和通道蛋白）。 c.主动运输：u 特点：逆浓度梯度（或逆化学梯度）运输；需要能量；都有载体蛋白。u 能量来源：协同运输中的离子梯度动力（非电解质主要是浓度梯度，电解质主要是电化学梯度）； ATP驱动的泵通过水解ATP获得能量；光驱动的泵利用光能运输物质，见于细菌。4、Na+-K+离子泵（重要，大题）（1）定义：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

20、和钾离子。（2）结构及作用机理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，同时将细胞外的K+与亚基的另一个位点结合，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。Na+依赖的磷酸化和K+依赖的去磷酸化引起构象变化有序交替发生。每个循环消耗一个ATP分子，泵出3个Na+和泵进2个K+。(3)生理功能a.维持细胞

21、的电化学梯度，维持细胞内低Na+高K+的离子环境，保持细胞的兴奋性。b.维持细胞渗透平衡和稳定细胞体积。 c.蛋白质磷酸化。5、动植物细胞维持电化学梯度的方式动物细胞由维持细胞的电化学梯度Na+/K+ 泵维持电化学梯度，而植物、真菌和细菌细胞由质膜上的H+泵维持电化学梯度。6、葡萄糖的运输方式6、膜泡运输（名词解释，填空）真核细胞通过内吞作用（endocytosis）和外排作用（exocytosis）完成大分子与颗粒性物质的跨膜运输。因货物包被在囊泡中，又称膜泡运输。（1）吞噬作用：细胞内吞较大的固体颗粒物质，如细菌、细胞碎片等。（2）胞饮作用：细胞吞入液体或极小的颗粒物质。（3）外排作用：包

22、含内容物的囊泡移至细胞表面，与质膜融，将物质排出细胞之外。（4）穿胞运输：在细胞的一侧形成胞饮小泡穿越细胞质，另一侧使小泡中的物质释放出去。如：母鼠血液中的抗体经穿胞运输进入乳汁。（5）胞内膜泡运输：细胞内膜系统各个部分之间的物质传递也通过膜泡运输方式进行。如从内质网到高尔基体；高尔基体到溶酶体等。第六章 真核细胞内膜系统、蛋白质分选与膜泡运输1、细胞质基质（名词解释，概念、功能）细胞质基质：真核细胞质中，除去可分辨的细胞器以外的胶状物质。含核糖体，细胞骨架和储藏物（油滴、糖原），中间代谢有关的数千种酶类。功能：a.完成各种中间代谢过程。如糖酵解过程、磷酸戊糖途径、糖醛酸途径、糖原合成、脂肪酸

23、合成等。b.与细胞质骨架相关的功能。维持细胞形态、细胞运动、胞内物质运输及能量转换。c.蛋白合成、修饰和降解。蛋白质的修饰；控制蛋白质的寿命；降解变性和错误折叠的蛋白质；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、内膜系统区室化（名词解释）对细胞质进行分区（区室化），提供各种反应所需的适当环境，使之互不干扰。 分为三种类型的区室化：a.内膜系统细胞器（内质网，高尔基体，溶酶体，内体，分泌泡等）。b.细胞溶质 （细胞质基质）c.其他膜包被细胞器（线粒体，植物质体，细胞核，微体等）。3、内膜系统的细胞器（选择题）结构及其功能（简答题）概念：是指内质网、高尔基体、细胞核、溶酶体、分泌

24、泡等膜性细胞器。这些膜是相互流动的，处于动态平衡，功能上相互协调。（1）内质网：内质网是由一层单位膜围成的细胞器，分为粗面内质网和滑面内质网 两大类。膜含60%的蛋白和40%的脂类，卵磷脂含量较高，鞘磷脂含量较少，没有或很少含胆固醇。约30多种膜结合蛋白，另有30多种位于ER网腔。葡萄糖-6-磷酸酶是内质网标志酶，核糖体结合糖蛋白（ribophorin）只分布在RER，P450酶系只分布在SER。功能：内质网与蛋白质合成、定向释放蛋白质的修饰加工新生肽链的折叠、组装和运输脂类的合成 储积钙离子 内质网的解毒功能参与信号传递(后续)（2）高尔基体 电镜下，高尔基复合体是由 一 层单位膜围成的结构

25、，包括 小囊泡 、扁平囊 和大囊泡 三部分。标志酶为糖基转移酶。 高尔基体的功能： 高尔基体对蛋白质进行广泛的加工，主要是蛋白和脂类的糖基化加工 蛋白质前体物的加工改造 分拣、运输和分泌：高尔基体对蛋白进行加工后，进行分选。是膜蛋白和分泌蛋白的分选中心。（4） 溶酶体溶酶体是单层膜结构的细胞器。一般以酸性磷酸酶作为溶酶体细胞化学鉴定的依据，是其标志酶。溶酶体膜上有质子泵，使溶酶体内部维持酸性。根据所处的状态可分为：初级溶酶体、次级溶酶体、残余小体功能：消化：细胞内消化（主要）a.细胞内消化b.防御功能c.细胞内衰老和多余细胞的清除d.发育工程中细胞功能的清除e.受精中的功能f.植物种子萌发中的

26、作用(5)过氧化物酶体形态：单层膜所围，有些含尿酸氧化酶结晶。特点：全部含有过氧化氢酶或过氧化物酶。分布：几乎存在与所有的真核细胞，动物的肝、肾中丰富（肝、肾中的过氧物酶体比较大）功能：脂肪酸的-氧化、乙醇的氧化等，耗氧，但不生成ATP。4、蛋白质的修饰加工包括糖基化、羟基化、酰基化、二硫键形成等，几乎所有内质网上合成的蛋白最终都被糖基化。糖基化的作用：使蛋白质能够抵抗消化酶的作用；赋予蛋白质传导信号的功能；某些蛋白只有在糖基化之后才能正确折叠。 N-连接的糖基化：与天冬酰胺残基的NH2连接，糖为N-乙酰葡糖胺，在内质网和高尔基体中共同完成。O-连接的糖基化：与Ser、Thr和Hyp的OH连接

27、，连接的糖为半乳糖或N-乙酰半乳糖胺，在高尔基体上进行。5、分子伴侣细胞中某些蛋白质分子可以识别正在合成的多肽或部分折叠的多肽并与这些多肽的某些部位结合，帮助这些多肽分子转运、折叠或装配，这类分子本身不参与最终产物的形成。如Bip和calnexin 就是分子伴侣。6、脂质合成：转运方式大多数的膜脂类都在内质网中合成，包括磷脂和胆固醇。转运方式： (1)出芽，从内质网到高尔基体、溶酶体和细胞膜上；(2) 磷脂转换蛋白（PEP）的介导。(3)内质网与膜的生成和转运相关。7、高尔基体(标志酶、糖基加工)标志酶为糖基转移酶。N-连接的核心区寡糖在内质网中装配后，高尔基体对N-连接寡糖进一步加工改造，O

28、-连接寡糖完全在高尔基体中装配。8、溶酶体 (标志酶、质子泵、功能)质子泵：能逆浓度梯度转运氢离子通过膜的膜整合糖蛋白。质子泵的驱动依赖于ATP水解释放的能量，质子泵在泵出氢离子时造成膜两侧的pH梯度和电位梯度。标志酶：酸性磷酸酶功能：消化：细胞内消化（主要）a.细胞内消化b.防御功能c.细胞内衰老和多余细胞的清除d.发育工程中细胞功能的清除e.受精中的功能f.植物种子萌发中的作用9、蛋白质分选（名词解释，简答 信号假说、信号序列）信号假说：1975年，Blobel等正式提出了信号假说，获得诺贝尔奖。指出蛋白合成的位置是由其N端氨基酸序列决定的。他们认为：分泌蛋白在N端含有一信号序列，称信号肽

29、，由它指导在细胞质基质开始合成的多肽和核糖体转移到ER膜；多肽边合成边通过ER膜上的水通道进入ER腔。这就是“信号假说”。信号序列：引导蛋白质定向转移的线性序列，通常15-60个疏水氨基酸残基，对所引导的蛋白质没有特异性要求。有些在完成蛋白质的定向转移后被信号肽酶切除。蛋白质分选的机制：细胞内合成的蛋白质、脂类等物质之所以能够定向的转运到特定的细胞器取决于两个方面： 其一是蛋白质中包含特殊的信号序列（signal sequence）。 其二是细胞器上具特定的信号识别装置（分选受体，sorting receptor）。10、膜泡运输（另一个重要意义）从内质网到高尔基体、再从高尔基体到内膜系统别的

30、的区室的转运是以运输小泡（transport vesicles) 不断地出芽和融合的方式进行的。是蛋白运输的一种特有方式，普遍存在于真核细胞中。膜泡运输的过程：出芽运输停泊融合膜泡运输的另一个重要意义膜的转化（1）内质网合成膜成分转移到高尔基体中修饰通过高尔基体外排过程中，形成的小泡与质膜融合，从而加入到细胞质膜中。 （2）高尔基体与质膜成分的相互交流，循环利用：外排中高尔基体中形成的分泌泡与细胞质膜融合，同时质膜的内吞包被的质膜又可返回到高尔基体，成为潴泡膜。第七章 细胞的能量转换线粒体和叶绿体1、线粒体（1）分布（填空）在细胞质中随机分布，一般细胞内的代谢和能量需求状态不同会导致线粒体的局

31、部集中，向需能部位集中。线粒体在细胞质中的分布和迁移与微管相关，线粒体在细胞中多沿微管分布。（2）线粒体膜 外膜 (out membrane) 具有孔蛋白（porin）构成的亲水通道，透性大分子量小于5000者可透过，标志酶为单胺氧化酶。内膜：通透性屏障。 内突为嵴，其呈板状，管状，大大增加了内膜的表面积，其数量与细胞种类和生理状况有关。膜的内表面有大量基粒，即ATP合酶（ATP sythase)。 内膜的蛋白含量高，约占其重量的3/4，蛋白的种类很多，主要是呼吸链的成分，组成了五个大的蛋白复合物（包括基粒）。内膜的标志酶为细胞色素氧化酶。膜间隙内外膜之间的腔隙，宽约6-8nm。含许多可溶性酶

32、类、底物和辅助因子。标志酶为腺苷酸激酶。基质（matrix）含三羧酸循环、脂肪酸氧化、氨基酸降解的酶类；含线粒体的遗传系统：DNA、RNA及核酸、蛋白合成体系。标志酶为苹果酸脱氢酶。2、线粒体的功能（1）氧化磷酸化：电子从NADH或FADH2经呼吸链传递给氧形成水时，同时伴有ADP磷酸化形成ATP，这一过程称为氧化磷酸化。主要的功能是氧化磷酸化合成ATP,为细胞生命活动提供能量。（2）电子传递链：在线粒体内膜上存在有关氧化磷酸化的脂蛋白复合物，它们是传递电子的酶体系，由一系列能可逆地接受和释放电子或H+的化学物质所组成，在内膜上相互关联地有序排列，称为电子传递链或呼吸链。（3）电子载体和质子载

33、体电子载体：在电子传递过程中与释放的电子结合并将电子传递下去的物质称为电子载体。质子载体：能与质子结合并将质子传递下去的物质。线粒体中的电子传递链的主要组分包括：黄素蛋白；细胞色素蛋白；铁硫蛋白；辅酶Q等。它们都是疏水性分子。除泛醌外，其他组分都是蛋白质，通过其辅基的可逆氧化还原传递电子。3、电化学梯度（名词解释）质子跨过内膜向膜间隙的转运也是一个生电作用(electrogenesis),即电压生成的过程。因为质子跨膜转运使得膜间隙积累了大量的质子,建立了质子梯度。由于膜间隙质子梯度的建立, 使内膜两侧发生两个显著的变化线粒体膜间隙产生大量的正电荷，而线粒体基质产生大量的负电荷，使内膜两侧形成

34、电位差；第二是两侧氢离子浓度的不同因而产生pH梯度(pH)，这两种梯度合称为电化学梯度(electrochemical gradient)。线粒体内膜两侧电化学梯度的建立，能够形成质子运动力(proton-motive force,p)，只要有合适的条件即可转变成化学能储存起来。4、叶绿体（1）结构和化学组成叶绿体类似于线粒体但有一个附加的间隔（类囊体）三层膜：外膜、内膜和类囊体膜 外膜通透性大，多数营养物可自由出入；内膜选择性强，具有特殊载体。基质（stroma)：含可溶性蛋白质（含量最多的是RuBP羧化酶）、DNA、核糖体、淀粉粒。类囊体（thylakoid）：类囊体腔相互连通，构成一连续

35、的空间。基粒（granum）：类囊体的叠垛处。（2）C同化：不需光，利用光反应的ATP和NADPH将CO2固定、还原为糖或其他有机物的一系列酶促反应，在基质中进行。碳的固定由核酮糖二磷酸羧化酶所催化，碳固定的起始反应：催化1，5-二磷酸核酮糖和CO2生成二分子3-磷酸甘油酸反应的酶（3）RuBP羧化酶a.是核酮糖二磷酸羧化酶，催化1，5-二磷酸核酮糖和CO2生成二分子3-磷酸甘油酸反应的酶。即用来固定CO2的酶，亦称羧基歧化酶。 b.在二氧化碳浓度低时催化一个加氧的反应光呼吸作用。c.大亚基和8个小亚基构成的复合物。d.中该酶位于叶绿体的基质，占叶绿体总蛋白的50%，是生物圈中最丰富的酶。5、

36、半自主性细胞器线粒体和叶绿体含有自己的DNA，具有自身转录RNA和翻译蛋白质的体系。但线粒体和叶绿体中自身编码合成的蛋白质是有限的，它们中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的。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自身的基因组两套遗传信息系统控制的，所以它们都被称为半自主性细胞器。 6、内共生起源学说（1）线粒体的内共生起源学说 内共生学说认为，线粒体的前身为一种好氧菌。线粒体祖先原线粒体(一种可进行三羧酸循环和电子传递的革兰氏阴性菌)被原始真核生物吞噬后与宿主间形成共生关系。在共生关系中,对

37、共生体和宿主都有好处：原线粒体可从宿主处获得更多的营养,而宿主可借用原线粒体具有的氧化分解功能获得更多的能量。 （2）叶绿体的内共生起源学说内共生起源学说认为叶绿体源于原始真核细胞内共生的蓝藻。该学说认为真核细胞的直接祖先是一种巨大的、不需氧的、具有吞噬能力的古核生物，它们靠吞噬糖类并将其分解来获得其生命活动所需的能量。一部分这样的古核生物在吞噬真细菌的同时，还吞噬了某种原始的蓝细菌，即蓝藻，蓝藻为宿主细胞完成光合作用，而宿主细胞为其提供营养条件。 这种细胞内共生关系对双方都有益处，因此双方在进化中就建立起了一种逐步固定的关系。在古核细胞内共生的真细菌由于所处的环境与其独立生存时不同

38、，因此很多原来的结构和功能变得不再必要而逐渐退化消失殆尽；结果，细胞内共生的真细菌越来越特化，最终演化为通过类似的内共生过程成为这些古核生物细胞内的一种细胞器官叶绿体，行使光合自养功能。至今叶绿体还保留有它们祖先的一些基本特征和痕迹，为这一学说提供了大量证据。第八章 细胞核与染色体1、细胞核的组成由核被膜、染色质、核仁及核骨架组成。2、核纤层位于内膜下面，由核纤层蛋白（属于中等纤维）构成的纤维网络。作用：a.持的作用：保持核膜的形状和稳定性，联系核膜和染色质结构。b.质中间纤维、核内骨架相连。c.周期中核膜的解体和重建与核纤层蛋白的磷酸化和去磷酸化相关。细胞周期中核膜的解体和重建：核纤层蛋白磷

39、酸化引起核纤层去装配，从而引起核膜的解体。去磷酸化引起相反的过程。3、生物DNA和组蛋白包装为染色质和染色体的过程（简答）（1）核小体的包装（使DNA双螺旋压缩了7倍）：连接成串珠结构：核小体(nucleosome)是染色质的基本结构单位。由核心颗粒和连接DNA（linker）。（2）组蛋白八聚体构成核心: 组蛋白的八聚体，H2A，H2B，H3，H4，各两分子；146bp的DNA，绕组蛋白八聚体1.75圈。H1组蛋白在核心颗粒外结合20bp的DNA锁住核小体DNA的进出端，起稳定核小体的作用。(3) 30nm纤维（螺线管） ：核小体的进一步包装(4)上述三级包装完成后，DNA链被压缩的程度仍远

40、不足以形成能被细胞核容纳的染色体。具环形区的螺线管纤维需进一步以某种方式盘绕、折叠，最终完成细胞生长和繁殖的不同时期的染色体包装。4、染色体包装的模型（1）染色质包装的多级螺旋模型压缩7倍 压缩6倍 压缩40倍 压缩5倍DNA 核小体 螺线管 超螺线管 染色单体（2）骨架-放射环结构模型螺线管纤维折叠成环状螺线管。沿染色体纵轴，由中央向四周伸出构成放射环，即骨架-放射环结构模型。电镜观察结果提示，骨架结构是由某些非组蛋白构成的中心轴（支架蛋白）形成的。5、常染色质和异色质、活性染色质和非活性染色质常染色质：(euchromatin)间期染色浅，电镜下密度小的区域，染色质松散，转录活跃或易于转录

41、，可能处于一种松散的30nm状态。异染色质：(heterochromatin)间期染色深，电镜下密度大的区域，染色质排列紧密，无转录活性，分为结构异染色质或组成型异染色质（着丝粒、端粒、卫星DNA等 ）和兼性异染色质（如：女性的一个X染色体异染化巴氏小体）。 活性染色质是具有转录活性的染色质： 活性染色质的核小体发生构象改变，具有疏松的染色质结构，从而便于转录调控因子与顺式调控元件结合和RNA 聚合酶在转录模板上滑动。 非活性染色质是没有转录活性的染色质6、染色体的三种功能元件即三DNA序列，确保染色体有效地复制和分离（1）自主复制DNA序列 (ARS)（2）丝粒DNA序列：有利于有丝分裂。（

42、3）端粒DNA序列:完成染色体末端的复制，防止染色体免遭融合、重组和降解 。端粒和端粒酶:端粒：端粒是染色体末端的DNA重复序列，是染色体末端的“保护帽”，它能够维持染色体的稳定，防止染色体相互融合；没有端粒，则末端暴露，易被外切酶水解。端粒酶：一种核糖核蛋白（RNP），由RNA和蛋白质两种成分组成，催化端粒DNA的合成，能够在缺少DNA模板的情况下延伸端粒寡核苷酸片段。 端粒酶在端粒受损时能把端粒修复延长，可以让端粒不会因细胞分裂而有所损耗，使得细胞分裂的次数增加。在正常人体细胞中，会随着细胞分裂而逐渐缩短，这是由于DNA的复制机制缺陷造成的，即DNA聚合酶不能完成DNA末端的复制，而是要依

43、靠端粒酶来合成。7、核型与染色体显带核型：色体组在有丝分裂中期特征的总和，包括染色体数目、大小、形态特征的总和。 染色体显带：8、巨大染色体多线染色体 : 多线染色体胀泡的形成：胀泡是基因活跃转录的形态学标志。灯刷染色体 : 灯刷染色体是卵母细胞进行减数第一次分裂时停留在双线期的染色体。9、核仁（结构、功能、核糖体的装配、结构）细胞间期出现，光镜下可见细胞核中非常明显的结构，1个或多个球形小体，容易被染色。电镜下可见特定的结构，是rRNA转录加工、核糖体亚基组装之处。蛋白质合成旺盛的细胞核仁发达功能：产生核糖体核糖体的装配：rRNA前体进一步加工：以核糖核蛋白体（RNPs）的方式加工,组装为核

44、糖体的大小亚基。核糖体：蛋白质与rRNA的复合物, 由大亚基和小亚基构成，在细胞质中装配。功能：蛋白质合成场所第九章 细胞骨架和细胞运动1、细胞骨架（名词解释）为真核细胞胞质中蛋白质构成的纤维系统，对细胞内部组织结构和外部形态的维持、细胞运动、细胞内物质的运输和细胞分裂都有重要作用。广义上，细胞骨架包括细胞外基质、细胞膜骨架、细胞质骨架和细胞核骨架。 狭义上，细胞骨架即为细胞质骨架，其包括微管 (microtubule)、微丝 (microfilament)和中间纤维(intermediate filaments)第十章 细胞的信号系统1、G蛋白耦联型受体(重要简答题)u 7次跨膜蛋白，胞外结

45、构域识别信号分子，胞内结构域与G蛋白耦联，调节相关酶活性，在胞内产生第二信使。类型：多种神经递质、肽类激素和趋化因子受体，味觉、视觉和嗅觉感受器。介导的信号通路主要有：cAMP信号通路和磷脂酰肌醇信号通路。G蛋白偶联的受体，都有7次穿膜的结构，N端在胞外，识别信号分子；C端在胞内，结构域与G蛋白耦联。三聚体GTP结合蛋白，即，G蛋白：组成：，和属脂锚定蛋白。含GTP结合位点; 鸟苷三磷酸水解酶(GTPase)活性位点; 腺苷酸环化酶结合位点。作用：分子开关。亚基结合GDP失活，结合GTP活化。 也是GTP酶，催化结合的ATP水解，恢复无活性状态，其GTP酶活性可被GAP增强。过程：A.信号分子

46、与受体结合，刺激G蛋白偶联的受体激活G蛋白。B.G蛋白激活，a亚基与b-g亚基解离，两者再活化其他过程。C.活化的G蛋白亚基进一步活化其他蛋白。D.失活过程： a亚基结合的GTP被水解为GDP则失活。G蛋白的调控作用 a.某些G蛋白调节离子通道： 心肌细胞有乙酰胆碱的受体，受体与乙酰胆碱结合后活化G蛋白，而使K+通道开放，引起心跳减慢。b.某些G蛋白激活结合于膜的酶2、信号通道（名词解释）细胞接受外界信号，通过一整套特定的机制，实现信号的跨膜转导，最终调节特定基因的表达，引起细胞的应答反应的过程，这是细胞信号系统的主线，称为细胞信号通路。3、信号转导的步骤（1）受体对信号的识别。（2）信号传递

47、过膜。（3）信息传递到效应器分子，产生细胞行为。（4）信号分子失活而中止。 4、信号分子、靶细胞信号分子：在细胞间或细胞内传递信息的化学分子。水溶性的：肽、蛋白质、神经递质、氨基酸等。脂溶性的：固醇类激素、甲状腺素、类视黄素、脂肪酸衍生物等。NO 和 CO 等。靶细胞：能识别某种特定信号分子并与之特异性结合而产生某种生物效应的细胞。受体：靶细胞中有一种特殊的糖蛋白分子，称受体，其能够识别和结合信号分子并能引起一系列生物学效应的生物大分子。 此时的信号分子被称为配体。分为胞内受体和细胞表面受体。两个功能： （1）识别特异的信号物质配体，识别的表现在于两者结合。 （2）把识别和接受的信号准确无误的

48、放大并传递到细胞内部，启动一系列胞内生化反应，最后导致特定的细胞反应。使得胞间信号转换为胞内信号。 5、细胞表面受体的三种类型(简答、填空)识别结合的是亲水性信号分子。均为跨膜整合蛋白起信号转换的作用：与配体结合后，可将细胞外信号转变为一个或几个细胞内信号，从而引起靶细胞的反应。三类：a.离子通道偶联受体 b.G蛋白偶联受体 c. 酶偶联的受体（或催化性受体，几乎全是酪氨酸特异的蛋白激酶）分别介导三种信号传导途径。6、分子开关细胞内信号传导过程中的分子开关蛋白：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。两种类型的分子开关：（1）蛋白的磷酸化-去磷酸化而激活或失活 （

49、2）结合的GTP-GDP进行激活或失活第十一章 细胞增殖及其调控1、细胞周期（填空、名词解释）通常将细胞分裂结束开始，经过物质的积累过程，直到下一次细胞分裂结束形成子细胞为止所经历的过程称为细胞周期。在这一过程中, 细胞的遗传物质复制并均等地分配给两个子细胞。（1）一个标准的细胞周期间期：G1期(gap1)，分裂完成到DNA复制之前。S期(synthesis phase)，DNA复制阶段。G2期(gap2)，DNA复制完成到分裂之前。分裂期： M期，分裂开始到结束。(2)细胞周期的分类根据细胞周期可将高等动物细胞分为3类：周期中细胞，如表皮生发层、骨髓干细胞。静止期细胞，暂不分裂，适当刺激下可

50、重新进入细胞周期，称G0期细胞，如淋巴细胞、肝、肾细胞等。终末分化细胞，不再分裂，如神经、肌肉、多形核细胞等。(3)细胞周期的调控 细胞外信号的调控: G1期存在一个“限定点”（restriction point），决定细胞是否进入周期。这“限定点”主要受细胞外信号的调控。 细胞周期自身控制（主要考点）：a.检验点细胞周期中的一些关键的控制点Checkpoint（关卡，检验点）。 细胞周期检验点是细胞周期调控的一种机制，主要是确保周期每一时相事件有序、全部完成并与外界环境因素相联系。G1检验点：检测细胞的内外环境是否适合进入期；同时有检测DNA是否损伤的功能。G2检验点：主要检测DNA复制是否

51、完全。M中期检验点：纺锤体组装检验点，检验着丝点是否正确连接到纺锤体上。b.检验机制 P53：DNA的损伤可以通过p53激活p21的表达，使细胞不能进入S期，细胞周期阻滞于G1期，以修复损伤的DNA，如不能修复则启动凋亡程序。P53基因的突变使这种刹车机制失灵，细胞突变率增加，极易发生癌变。 Cdc25(P80)：负责G2期处检查。2、Cyclin，CDKs，APC（1）CDK细胞周期蛋白依赖性蛋白激酶（cyclin-dependent protein kinase）。目前发现的CDK在动物中有7种。各种CDK分子均含有一段相似的激酶（丝氨酸/苏氨酸蛋白激酶）结构域，这一区域有一段保守序列，与周期蛋白的结合有关。(2)Cyclin（细胞周期蛋白）调节这些CDK的活性。周期蛋白不仅仅起激活CDK的作用，还决定了CDK何时、何处、将何种底物磷酸化，从而推动细胞周期的前进。各类周期蛋白均含有一段约100个氨基酸的保守序列，称为周期蛋白框，介导周期蛋白与CDK结合。 （3）APC 后期促进因子，促进分裂中期向后期转化。染色体的两