細胞生物學(翟中和第三版)課后練習題及答案._第1頁
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文檔簡介

1、第一章:緒論1 細胞生物學的任務是什么?它的范圍都包括哪些?1) 任務:細胞生物學的任務是以細胞為著眼點, 與其他學科的重要概念兼容并蓄, 來闡明生物各級結構層次生命現象的本質。2) 范圍:(1) 細胞的細微結構;(2) 細胞分子水平上的結構;(3) 大分子結構變化與細胞生理活動的關系及分子解剖。2. 細胞生物學在生命科學中所處的地位,以及它與其他學科的關系1)地位:以細胞作為生命活動的基本單位,探索生命活動規律,核心問題是將遺傳與發育在細胞水平上的結合。2)關系:應用現代物理學與化學的技術成就和分子生物學的概念與方法,研究生命現象及其規律。3. 如何理解 E.B.Wilson 所說的“一切生

2、物學問題的答案最終要到細胞中去尋找” 。 1) 細胞是一切生物體的最基本的結構和功能單位。2) 所謂生命實質上即是細胞屬性的體現。生物體的一切生命現象,如生長、發育、繁殖、遺傳、分化、代謝和激應等都是細胞這個基本單位的活動體現。3) 生物科學,如生理學、解剖學、遺傳學、免疫學、胚胎學、組織學、發育生物學、分子生物學等,其研究的最終目的都是要從細胞水平上來闡明各自研究領域中生命現象的機理。4) 現代生物學各個分支學科的交叉匯合是 21 世紀生命科學的發展趨勢, 也要求各個學科都要到細胞中去探索生命現象的奧秘。5) 鑒于細胞在生命界中所具有的獨特屬性, 生物科學各分支學科若要研究各種生命現象的機理

3、,都必須以細胞這個生物體的基本結構和功能單位為研究目標, 從細胞中研究各自研究領域中生命現象的機理。4. 細胞生物學主要研究內容是什么?1)細胞核、染色體以及基因表達2)生物膜與細胞器3)細胞骨架體系4)細胞增殖及其調控5)細胞分化及其調控6)細胞的衰老與凋亡7)細胞起源與進化8)細胞工程5. 當前細胞生物學研究中的基本問題以及細胞基本生命活動研究的重大課題是什么?研究的三個根本性問題:1)細胞內的基因是如何在時間與空間上有序表達的問題2)基因表達的產物結構蛋白與核酸、脂質、多糖及其復合物,如何逐級裝配行使生命活動的基本結構體系及各種細胞器的問題3)基因表達的產物大量活性因子與信號分子,如何調

4、節細胞最重要的生命活動的問題生命活動研究的重大課題:1)染色體 DNA與蛋白質相互作用關系非組蛋白對基因組的作用2)細胞增殖、分化、凋亡(程序性死亡)的相互關系及其調控3)細胞信號轉導細胞間信號傳遞;受體與信號跨膜轉導;細胞內信號傳遞4)細胞結構體系的裝配6 你認為是誰首先發現了細胞?1) 荷蘭學者 A.van Leeuwenhoek,而不是 R.Hooke。2) 1665 年, R.Hooke 利用自制的顯微鏡發現了細胞是由許多微小的空洞組成的,Hooke 觀察到的并不是真正的細胞, 而是死去的植物的細胞壁圍成的空腔,不過他的發現顯示出生物體中存在有更微細的結構,為后來認識細胞具有開創性的意

5、義。7. 細胞學說建立的前提條件是什么?1) 1665 年, R.Hooke 利用自制的顯微鏡發現了細胞是由許多微小的空洞組成的,顯示出生物體中存在有更微細的結構,為后來認識細胞具有開創性的意義。2) Hooke 同時代的發現了許多種活細胞。3) 19 世紀上半葉,隨著顯微鏡質量的提高和切片機的發明,對細胞的認識日趨深入。學者們開始認識到生物體是由細胞構成的,于是在 18381839 年, M.Schleidon 和 T.Schwann 在總結前人工作的基礎上提出了細胞學說。8. 細胞生物學各發展階段的主要特征是什么?它大體上經歷了細胞的發現; 細胞學說的創立和細胞學的形成; 細胞生物學的出現

6、; 分子細胞生物學的興起等各主要的發展階段。1) 細胞的發現階段:(1) 1604 年,荷蘭眼睛商 Z.Jansen 創制了世界上第一架顯微鏡。(2) 英國物理學家 Robert hooke(1635-1703) 創造了第一架對科學研究有價值的顯微鏡。(3) 荷蘭科學家 Antonie van Leeuwenhoek1674 年用自制的顯微鏡發現了原生動物。2) 細胞學說的創立和細胞學的形成階段:(1) 顯微鏡制作技術有了明顯的進步,分辨率提高到1 m以內;(2) 細胞學說創立、原生質理論提出;(3) 研究方向轉移到細胞內部結構上來。3) 細胞生物學的出現:(1) 電子顯微鏡的發明;(2) 研

7、究方向轉移到細胞的超微結構和分子結構水平;(3) 細胞生物學誕生4) 分子細胞生物學的興起(1) 電鏡標本固定技術的改進;(2) 人們認識到細胞的各種活動與大分子的結構變化和分子間的相互作用的關系。第二章:細胞的基本知識概要1、如何理解“細胞是生命活動的基本單位”這一概念?1)一切有機體都有細胞構成,細胞是構成有機體的基本單位2)細胞具有獨立的、有序的自控代謝體系,細胞是代謝與功能的基本單位3)細胞是有機體生長與發育的基礎4)細胞是遺傳的基本單位,細胞具有遺傳的全能性5)沒有細胞就沒有完整的生命6)細胞是多層次非線性的復雜結構體系7)細胞是物質(結構)、能量與信息過程精巧結合的綜合體8)細胞是

8、高度有序的,具有自裝配與自組織能力的體系2、細胞的基本共性是什么?1)所有的細胞表面均有由磷脂雙分子層與鑲嵌蛋白質構成的生物膜2)所有的細胞都有DNA與 RNA兩種核酸3) 所有的細胞內都有作為蛋白質合成的機器核糖體4)所有細胞的增殖都是一分為二的分裂方式3、 為什么說病毒不是細胞?蛋白質感染子是病毒嗎?1) 病毒是由一個核酸分子( DNA或 RNA)芯和蛋白質外殼構成的,是非細胞形態的生命體,是最小、最簡單的有機體。僅由一個有感染性的 RNA構成的病毒,稱為 類病毒;僅由感染性的蛋白質構成的病毒稱為 朊病毒 。病毒具備了復制與遺傳生命活動的最基本的特征, 但不具備細胞的形態結構,是不完全的生

9、命體; 病毒的主要生命活動必須在細胞內才能表現, 在宿主細胞內復制增殖;病毒自身沒有獨立的代謝與能量轉化系統, 必須利用宿主細胞結構、 原料、能量與酶系統進行增殖,是徹底的寄生物。因此病毒不是細胞,只是具有部分生命特征的感染物。2) 蛋白質感染子是病毒的類似物, 雖不含核酸,其增殖是由于正常分子的構象發生轉變造成的,這種構象異常的蛋白質分子成了致病因子,這不同于傳統概念上的病毒的復制方式和傳染途徑,所以蛋白質感染子是病毒的類似物。4、為什么說支原體可能是最小最簡單的細胞存在形式?1)支原體能在培養基上生長2)具有典型的細胞膜3)一個環狀雙螺旋DNA是遺傳信息量的載體4)mRNA與核糖體結合為多

10、聚核糖體,指導合成蛋白質5)以一分為二的方式分裂繁殖6)體積僅有細菌的十分之一,能寄生在細胞內繁殖5、 說明原核細胞與真核細胞的主要差別 。要 點原核細胞真核細胞細胞核無膜包圍,稱為擬核有雙層膜包圍染色體形狀環狀 DNA分子核中的為線性 DNA分子 ;線粒體和葉綠體中的為環狀DNA分數目一個基因連鎖群子組成DNA裸露或結合少量蛋白質兩個或多個基因連鎖群DNA序列無或很少重復序列核 DNA同組蛋白結合,線粒體和葉綠體中的 DNA裸露RNA和蛋白質在同一區間合成有重復序列基因表達RNA 在核中合成和加工 ;蛋白質在細胞質中合成細胞分裂二分或出芽有絲分裂或減數分裂內 膜無獨立的內膜有 , 分化成細胞

11、器細胞骨架無普遍存在呼吸作用和光合質 膜線粒體和葉綠體(植物)作用酶的分部核糖體70S( 50S30S)80S( 60S40S)第三章:細胞生物學研究方法1. 透射電鏡與普通光學顯微鏡的成像原理有何異同?透射電鏡與光學顯微鏡的成像原理基本一樣,不同的是:1) 透射電鏡用電子束作光源,用電磁場作透鏡,2) 光學顯微鏡用可見光或紫外光作光源,以光學玻璃為透鏡。2. 放射自顯影技術的原理根據是什么?為何常用H3、 C14、 P32 標記物做放射自顯影?1) 原理根據:放射性同位素發射出的各種射線具有使照相乳膠中的溴化銀晶體還原(感光)的性能。利用放射性物質使照相乳膠膜感光,再經顯影以顯示該物質自身的

12、存在部位.2) 用 H3、C14、P32 標記物做放射自顯影原因:(1) 有機大分子均含有碳、氫原子, DNA和 RNA等物質中存在磷元素,(2) 且 C14 和 H3 均為弱 放射性同位素,半衰期長。4. 何謂免疫熒光技術?可自發熒光的細胞物質是否可在普通顯微鏡下看到熒光?1) 免疫熒光技術是將免疫學方法 ( 抗體同特定抗原專一結合 ) 與熒光標記技術相結合用來研究特異蛋白抗原在細胞內分布、 對抗原進行定位測定的技術。 它主要包括熒光抗體的制備、 標本的處理、免疫染色和觀察記錄等過程。2) 不能。首先,熒光是因一定波長(能量)的光(一般為紫外光)照射到物體后瞬間產生的,作為普通顯微鏡光源的可

13、見光, 其能量不足以使物體產生熒光; 其次,所產生熒光的波長要比入射光的要長,即使可以激發出熒光,肉眼也看不到。5. 超速離心技術的主要用途有哪些?1) 制備和純化亞細胞成分和大分子,即制備樣品;2) 分析和測定制劑中的大分子的種類和性質如浮力密度和分子量。6.細胞融合有那幾種方法?病毒誘導與PEG的作用機制有何不同?1) 細胞融合的方法有四種:病毒法、聚乙二醇( PEG)法、電激和激光法。2) 病毒誘導:是先足夠數量的紫外滅活的病毒顆粒黏附在細胞膜上起搭橋作用,使細胞黏著成堆,細胞緊密靠近,同時細胞膜發生了一定的變化,在 37溫浴條件下,粘結部位的細胞膜破壞,形成通道,細胞質流通并融合,病毒

14、顆粒也隨之進入細胞。兩個細胞合并,細胞發生融合;聚乙二醇( PEG)法: PEG使能改變各種細胞的末結構,使兩細胞接觸點處質膜的脂類分子發生疏散和重組,利用兩細胞接口處雙分子層質膜的相互親何以彼此的表面張力作用, 使細胞發生融合。7、為什么說細胞培養是細胞生物學研究的最基本的技術之一?細胞培養的理論依據是細胞全能性,是生命科學的研究基礎,是細胞工程乃至基因工程的應用基礎。植物細胞的培養為植物育種開辟了一條嶄新的途徑; 動物細胞培養為疫苗的生產、 藥物的研制與腫瘤防治提供全新的手段; 特別是干細胞的培養與定向分化的技術的發展, 有可能在體外構建組織甚至器官, 由此建立組織工程, 同時在細胞治療及

15、其基因治療相結合的應用中顯示出誘人的前景。第四章:細胞膜與細胞表面1、生物膜的基本結構特征是什么?這些特征與它的生理功能有什么聯系?膜的流動性 :生物膜的基本特征之一,細胞進行生命活動的必要條件。1)膜脂的流動性主要由脂分子本身的性質決定的, 脂肪酸鏈越短, 不飽和程度越高 , 膜脂的流動性越大。溫度對膜脂的運動有明顯的影響。 在細菌和動物細胞中常通過增加不飽和脂肪酸的含量來調節膜脂的相變溫度以維持膜脂的流動性。 在動物細胞中, 膽固醇對膜的流動性起重要的雙向調節作用。膜蛋白的流動:熒光抗體免疫標記實驗;成斑現象(patching)或成帽現象 (capping)2)膜的流動性受多種因素影響:細

16、胞骨架不但影響膜蛋白的運動,也影響其周圍的膜脂的流動。膜蛋白與膜分子的相互作用也是影響膜流動性的重要因素。3)膜的流動性與生命活動關系:信息傳遞;各種生化反應;發育不同時期膜的流動性不同膜的不對稱性 :1)膜脂與糖脂的不對稱性:糖脂僅存在于質膜的ES面,是完成其生理功能的結構基礎2) 膜蛋白與糖蛋白的不對稱性: 膜蛋白的不對稱性是指每種膜蛋白分子在細胞膜上都具有明確的方向性;糖蛋白糖殘基均分布在質膜的 ES面;膜蛋白的不對稱性是生物膜完成復雜的在時間與空間上有序的各種生理功能的保證。2、膜的流動鑲嵌模型是怎樣形成的?它在膜生物學研究中有什么開創意義?1) 形成的原因及前提:(1) 單位膜模型無

17、法滿意的解釋許多膜屬性, 如膜結構不斷地發生動態變化; 各種膜沒有一成不變的統一性; 各種膜均具有各自的特定厚度, 提取膜蛋白的難易程度不同; 各種膜的蛋白質與脂類的成份比率不同等。(2) 本世紀 60 年代,新技術的發明和應用,對質膜的認識越來越深入。(3) 利用冷凍蝕刻法顯示出膜上有球形顆粒,(4) 用示蹤法表明膜的結構形態在不斷地發生變動。在此基礎上, S.J.Singer和 G.L.Nicolson在 1972 年提出了膜的流動鑲嵌模型(fluid mosaicmodel) 。2) 意義:流動鑲嵌模型除了強調脂類分子與蛋白質分子的鑲嵌關系外,還強調了膜的流動性,主張膜總是處于流動變化之

18、中,脂類分子和蛋白質分子均可做側向流動。 后來有許多實驗結果支持了流動鑲嵌模型的觀點。3、 質膜在細胞生命活動中都有哪些重要作用?1)為細胞的生命活動提供相對穩定的內環境;2)選擇性的物質運輸 , 包括代謝底物的輸入與代謝產物的排除, 其中伴隨著能量的傳遞 ;3)提供細胞識別位點 , 并完成細胞內外信息跨膜傳遞;4)為多種酶提供結合位點, 使酶促反應高效而有序地進行;5)介導細胞與細胞、細胞與基質之間的連接;6)質膜參與形成具有不同功能的細胞表面特化結構。4、質膜的膜蛋白都有哪些類別?各有何功能?膜脂有哪幾種?1) 膜蛋白根據功能的不同,可將分為四類:運輸蛋白,連接蛋白,受體蛋白和酶。運輸蛋白

19、:物質運輸,與周圍環境進行物質和能量的交換;連接蛋白:細胞連接;受體蛋白:細胞識別,信號傳遞;酶:具有催化活性。2) 膜脂:膜脂主要為磷脂和膽固醇,磷脂主要包括有卵磷脂和腦磷脂 (cephalin) ,鞘脂(帶有一個氨基)和糖脂(結合有寡糖鏈) 。5、何謂細胞外被?它有哪些功能?1) 細胞外被是指動物細胞表面的由構成質膜的糖蛋白和糖脂伸出的寡糖鏈組成的厚約1020nm的絨絮狀結構。2) 功能: (1) 細胞識別; (2) 血型抗原; (3) 酶活性。6、細胞表面有哪幾種常見的特化結構?膜骨架的基本結構與功能是什么?1)細胞表面特化結構主要包括:膜骨架、鞭毛、纖毛、變形足和微絨毛,都是細胞膜與膜

20、內的細胞骨架纖維形成的復合結構, 分別與維持細胞的形態、 細胞的運動、 細胞與環境的物質交換等功能有關。2)膜骨架:指細胞質膜下與膜蛋白相連的由纖維蛋白組成的網架結構,其功能是維持細胞質膜的形狀并協助質膜完成多種生理功能。7、細胞連接都有哪些類型?各有何結構特點?細胞連接按其功能分為:緊密連接,錨定連接,通訊連接。1) 緊密連接(封閉連接),細胞質膜上,緊密連接蛋白 ( 門蛋白 ) 形成分支的鏈索條,與相鄰的細胞質膜上的鏈索條對應結合,將細胞間隙封閉。2) 錨定連接:通過中間纖維(橋粒、半橋粒)或微絲(粘著帶和粘著斑)將相鄰細胞或細胞與基質連接在一起,以形成堅挺有序的細胞群體、組織與器官。3)

21、 通訊連接:包括間隙連接和化學突觸,是通過在細胞之間的代謝偶聯、信號傳導等過程中起重要作用的連接方式。4) 胞間連絲連接:是高等植物細胞之間通過胞間連絲來進行物質交換與互相聯系的連接方式。8、細胞外基質與細胞外被有何區別?它們如何相互作用?1) 細胞外被是指動物細胞表面的由構成質膜的糖蛋白和糖脂伸出的寡糖鏈組成的厚約 1020nm的絨絮狀結構,是細胞膜的一部分。2) 細胞外基質是存在細胞之間的非細胞性的物質,是由一些蛋白質和多糖大分子構成的精密有序的網絡結構, 是細胞的分泌物在細胞附近構成的精密結構, 它不同于細胞外被之處是, 通過與細胞質膜中的細胞外基質受體結合,同細胞建立了相互關系。9、細

22、胞外基質組成、分子結構及生物學功能是什么?1) 細胞外基質( EM)成分可表示如下:多糖:糖胺聚糖,蛋白聚糖纖維蛋白 :膠原,彈性蛋白 , 纖連蛋白,層粘連蛋白;2) 作用: 細胞外基質可影響細胞的發育、極性和行為活動。(1) 糖胺聚糖( GAG)鏈構成的網絡,形成了水化凝膠,各種蛋白質纖維埋藏于凝膠之中。 GAG 多糖鏈帶負電荷,同蛋白質共價結合形成蛋白聚糖。(2) 蛋白聚糖 :a. 滲濾作用;b. 細胞表面的輔受體;c. 調節分泌蛋白的活性;d. 細胞間化學信號傳遞。(3) 膠原,彈性蛋白 :結構作用(4) 纖連蛋白,層粘連蛋白:黏著作用。10、膠原纖維的裝配過程都經過哪些步驟?膠原纖維是

23、經多步過程裝配而成,包括膠原分子的合成、分泌和修飾等步驟。1) 內質網膜結合的核糖體上合成膠原分子的多肽鏈,最初合成的多肽鏈為前體肽鏈,稱為前鏈(pro- chain) 。2) 合成的前體肽鏈進入內質網腔,此前體鏈除在氨基端帶有信號肽序列外,在氨基端和羧基端尚帶有稱為前肽 (propeptides) 的氨基酸序列。在內質網腔中,前肽鏈中的脯氨酸和賴氨酸殘基分別被羥化為羥脯氨酸和羥賴氨酸。 每一條前 鏈與其它兩條前 鏈通過由羥基形成的氫鍵相互結合,構成了 3 股螺旋的前膠原 (procollagen) 分子。此分子的裝配起始于內質網,后經高爾基體裝配完成,被包裝到分泌泡中,分泌到細胞外。3) 前

24、膠原被分泌到細胞外之后,前肽序列被專一的蛋白質水解酶切除,前膠原轉變成了膠原分子。4) 膠原分子在細胞外又進一步裝配成了膠原原纖維,最后后者又裝配成了膠原纖維。原纖維一旦形成,膠原分子便通過在賴氨酸間的共價結合, 加固了原纖維的結構。 這種結合要依賴于原纖維結合膠原 (fibril-associated collagen)(如 IX 型和 II 型膠原分子)的參與。11、纖連蛋白分子有哪些結構特點?如何發揮作用?1) 分子是由兩個亞基組成的二聚體,在靠近羧基端有一對二硫鍵將兩個亞基連在一起,使兩個亞基排成“ V”字形。 亞基多肽鏈折疊成 56 個棒狀和球形功能區, 各功能區分別可同特定的分子或

25、細胞發生轉移結合,功能區之間的連接部位可折屈,對蛋白酶敏感。2) 多肽鏈含有三種重復序列,即 I 、 II 、III 型組件,功能區即是由這三種組件重復組合而成。在 III 型重復中含有特異的三肽序列, -Arg-Gly-Asp-(RGD), 此 RGD序列可被細胞表面基質受體中的整聯蛋白 (integrin) 所識別 , 從而同細胞結合,促使細胞同基質結合。促進細胞遷移,對細胞的遷移有導向作用第五章物質的跨膜運輸與信號傳遞1、物質跨膜運輸有哪幾種方式?它們的異同點??缒み\輸:直接進行跨膜轉運的物質運輸,又分為簡單擴散、協助擴散和主動運輸。1) 簡單擴散:順物質電化學梯度,不需要膜運輸蛋白,利

26、用自身的電化學梯度勢能,不耗細胞代謝能;2) 協助擴散:順物質電化學梯度,需要通道蛋白或載體蛋白,利用自身的電化學梯度勢能,不耗細胞代謝能;3) 主動運輸:逆物質電化學梯度,需要載體蛋白,消耗細胞代謝能。2、比較主動運輸與被動運輸的特點及其生物學意義。1)主動運輸的特點及其生物學意義:特點:由載體蛋白所介導的物質逆濃度梯度或電化學梯度由濃度低的一側向濃度高的一側進行跨膜轉運。需要與某種釋放能量的過程相偶聯。類型:由 ATP直接提供能量( Na+-K +泵、 Ca2+泵、)、間接提供能量( Na+-K +泵或 H+泵、載體蛋白的協同運輸)、光驅動的三種類型。生物學意義 :動物細胞借助Na+-K+

27、泵維持細胞滲透平衡,同時利用胞外高濃度的能量,主動從細胞外攝取營養;植物細胞、真菌(包括酵母)和細菌細胞借助膜上的Na+所儲存的H+泵,將H+泵出細胞,建立跨膜的 H+電化學梯度,利用 H+電化學梯度來驅動主動轉運溶質進入細胞; Ca2+ 泵主要存在于細胞膜和內質網膜上,將 Ca2+輸出細胞或泵入內質網腔中儲存,以維持細胞內低濃度的游離 Ca2+,Ca2+對調節肌細胞的收縮與舒張至關重要。2)被動運輸的特點及其生物學意義:特點:物質的跨膜運輸的方向是由高濃度向低濃度, 運輸動力來自物質的濃度梯度, 不需要細胞提供代謝能量。類型:單擴散和載體介導的協助擴散。協助擴散的載體為:載體蛋白和通道蛋白,

28、載體蛋白既可介導被動運輸和主動運輸;通道蛋白只能介導被動運輸。生物學意義 :每種載體蛋白能與特定的溶質分子結合, 通過一系列構象改變介導溶質分子的跨膜轉運;通道蛋白是多次跨膜親水、離子通道,充許適宜大小分子和帶電荷的離子通過,其顯著特點為:具有離子選擇性,轉運速率高,凈驅動力是溶質跨膜的電化學梯度;離子通道是門控的,其活性是由通道開或關兩種構象所調節,通過通道開關應答于適當地信號。3、說明 Na+-K+泵的工作原理及其生物學意義。Na+-K+泵是一種典型的主動運輸方式, 由 ATP直接提供能量。 Na+-K +泵存在于細胞膜上, 是由 和 二個亞基組成的跨膜多次的整合膜蛋白,具有 ATP酶活性

29、。工作原理:在細胞內側 亞基與 Na+相結合促進 ATP水解, 亞基上的天門冬氨酸殘基磷酸化引起 亞基構象發生變化,將 Na+泵出細胞,同時細胞外的 K+與亞基的另一位點結合,使其去磷酸化, 亞基構象再度發生變化將 K+泵進細胞,完成整個循環。 Na+依賴的磷酸化和 K+依賴的去磷酸化引起構象變化有序交替進行。每個循環消耗一個ATP分子,泵出3 個Na+和泵進2個K+。生物學意義:動物細胞借助Na+-K +泵維持細胞滲透平衡,同時利用胞外高濃度的Na+所儲存的能量,主動從細胞外攝取營養。4、動物細胞、植物細胞和原生動物細胞應付低滲膨脹的機制有何不同?動物細胞借助 Na+-K+泵維持細胞內低濃度

30、溶質;植物細胞依靠堅韌的細胞壁避免膨脹和破裂;原生動物通過收縮胞定時排出進入細胞過量的水而避免膨脹。5、比較胞飲作用和吞噬作用的異同。胞飲和吞噬是細胞 胞吞作用的兩種類型。 胞飲作用是一個連續發生的過程, 所有真核細胞都能通過胞飲作用連續攝入溶質和分子; 吞噬作用首先需要被吞噬物與細胞表面結合并激活細胞表面受體,是一個信號觸發過程。胞飲泡的形成需要網格蛋白、結合素蛋白和結合蛋白等的幫助;吞噬泡的形成則需要微絲及其結合蛋白的幫助,在多細胞動物體內,只有某些特化細胞具有吞噬功能。6、比較組成型胞吐途徑和調節型胞吐途徑的特點及其生物學意義。細胞的胞吐作用是將細胞內的分泌泡或其他某些膜泡中的物質通過細

31、胞質膜運出細胞的過程。特點:1)真核細胞從高爾基體反面管網區分泌的囊泡向質膜流動并與之融合的穩定過程即組成型的胞吐途徑。通過連續性的組成型胞吐途徑: 細胞新合成的囊泡膜的蛋白和脂類不斷地供應質膜更新,以確保細胞分裂前質膜的生長;囊泡內可溶性蛋白分泌到細胞外,成為質膜外圍蛋白、胞外基質組分、營養成分或信號分子等。2)特化的分泌細胞調節型胞吐途徑存在于特殊機能的細胞中,分泌細胞產生的分泌物(激素、粘液或消化酶) 儲存在分泌泡內, 當細胞在受到胞外信號刺激時, 分泌泡與質膜融合并將內含物釋放出去。生物學意義:細胞的質膜更新,維持細胞的生存與生長。7、質膜在細胞吞吐作用(cytosis)中起什么作用?

32、1) 識別被內吞物質;2) 形成陷穴小泡;3) 包圍細胞外物質,形成小泡;脫離質膜,進入細胞內部;4) 同細胞質中的小泡融合,把其所含的物質吐到細胞外。8、試述細胞以哪些方式進行通訊?各種方式之間有何不同?細胞通訊是指一個細胞發出的信息通過介質傳遞到另一個細胞產生相應的反應。1)細胞的通訊方式細胞以三種方式進行通訊: 細胞通過分泌化學信號進行細胞間相互通訊, 這是多細胞生物包括動植物最普遍采用的通訊方式; 細胞間接觸性依賴的通訊, 細胞間直接接觸, 通過與質膜結合的信號分子影響其他細胞; 細胞間形成間隙連接使細胞質相互溝通, 通過交換小分子來實現代謝偶聯或電偶聯。2)細胞通訊方式之間不同點通過

33、細胞分泌化學信號的通訊方式:細胞間的通訊需要細胞分泌化學信號;細胞接觸性依賴的通訊方式:細胞間直接接觸, 不需要分泌的化學信號分子的釋放,是通過與質膜結合的信號分子與其相接觸的靶細胞質膜上的受體分子相結合,影響其他細胞。細胞間隙連接的通訊方式:細胞間通過孔隙交換小分子實現代謝偶聯或電偶聯。9、細胞有哪幾種方式通過分泌化學信號進行細胞間相互通訊?內分泌:由內分泌細胞分泌信號分子 (激素)到血液中,通過血液循環運送到體內各個部位,作用于靶細胞;旁分泌:細胞通過分泌局部化學介質到細胞外液中, 經過局部擴散作用于鄰近靶細胞, 對創傷或感染組織刺激細胞增殖以恢復功能具有重要意義;自分泌:細胞對自身分泌的

34、物質產生反應, 常見于病理如腫瘤細胞的合成和釋放生長因子刺激自身,導致腫瘤細胞的增殖失控;通過化學突觸傳遞神經信號: 當神經元細胞在接受環境或其他神經細胞的刺激后, 神經信號通過動作電位的形式沿軸突以高達 100m/s 的速度傳至末梢,刺激突觸 前突起 終末分泌化學信號(神經遞質或神經肽),快速擴散,實現電信號化學信號電信號轉換和傳導。10、何謂信號傳遞中的分子開關蛋白?舉例說明其作用機制。分子開關蛋白的概念:具有可逆磷酸化控制的蛋白激酶稱為分子開關蛋白。分子開關的蛋白有兩類:1)通過磷酸化傳遞信號的開關蛋白:其活性由蛋白激酶使之磷酸化而開啟,由蛋白磷酸酯酶使之去磷酸化而關閉;2)通過結合蛋白

35、傳遞信號的分子開關蛋白:由 GTP結合蛋白組成,結合GTP而活化,結合 GDP而失活。作用機制:如 NO(包內第二信使分子)在導致血管平滑肌舒張中的作用機制,即NO導致靶細胞內的可溶性鳥苷酸活化,血管內皮細胞釋放NO,應答神經終末的刺激,NO擴散進入靶細胞與靶蛋白結合,快速導致血管平滑肌的舒張,從而引起血管擴張、血流暢通。11、簡要說明 G蛋白偶聯受體介導的信號通路有何特點。G蛋白偶聯受體所介導信號通路主要包括cAMP信號通路和磷脂酰肌醇信號通路。cAMP信號通路 :細胞外信號(激素,第一信使)與相應G 蛋白偶聯的受體結合,導致細胞內第二信使 cAMP的水平變化而引起細胞反應的信號通路。腺苷環

36、化酶調節胞內cAMP的水平, cAMP被磷酸二酯酶限制型降解清除。其反應鏈為:激素 G-蛋白偶聯受體 G-蛋白腺苷酸環化酶 cAMPcAMP依賴的蛋白激酶 A 基因調控蛋白基因轉錄。磷脂酰肌醇信號通路: 通過 G蛋白偶聯受體介導的磷脂酰肌醇信號通路的信號轉導是通過效應酶磷酸酯酶 C( PLC)完成的,是雙信使系統”反應鏈?!半p信使系統”反應鏈:胞外信號分子G-蛋白偶聯受體 G-蛋白 IP3 (三磷酸肌醇)胞內Ca2+濃度升高 Ca2+結合蛋白 (CaM)細胞反應磷脂酶 C(PLC) DG(二?;视停?激活 PKC( DC激活蛋白激酶 C)蛋白磷酸化或促 Na+/H+ 交換使胞內 pH升高12

37、、說明胞內信號傳遞級聯反應鏈傳遞信號的原理?;虮磉_如何通過信號傳遞受到調控?1) 原理(1) 靶細胞的受體與配體的專一結合, 受體同信號分子結合后被激活, 把細胞外信號轉變為胞內信號。(2) 經過一系列信號傳遞蛋白 :可被蛋白質激酶磷酸化的蛋白質:一類是絲氨酸 / 蘇氨酸激酶,可催化蛋白質中的絲氨酸和蘇氨酸磷酸化;另一類是酪氨酸激酶,催化蛋白質中的酪氨酸磷酸化。這兩類蛋白質受到激活時,獲得了 1 至多個磷酸基,失活時又去磷酸基。這些蛋白質被激活,則可致使磷酸化級聯反應鏈 (phosphorylation cascade) 中的下游蛋白質磷酸化。在信號誘導下同GTP結合的蛋白質。(3) 信號被

38、傳遞到核,影響專一基因的表達。2) 調控細胞一般是受多種信號的刺激影響, 細胞必須把一些分散的信號加以整合, 才能產生特有的反應。細胞外信號可激活細胞中的多種蛋白質磷酸化級聯反應鏈,這些級聯反應鏈之間發生相互作用,最終影響基因的表達,引起了一定的生物效應。13、概述受體酪氨酸激酶介導的信號通路的組成、特點及其主要功能。RTK- Ras 信號通路 :配體 RTK adaptor GRF Ras Raf(MAPKKK) MAPKKMAPK進入細胞核其它激酶或基因調控蛋白(轉錄因子)的磷酸化修鈽。信號通路的組成 :配體生長因子; RTK酪氨酸;接頭蛋白(生長因子受體接頭蛋白 -2 ,GRB-2);G

39、RF鳥苷酸釋放因子; RasGTP結合蛋白; Raf是絲氨酸 / 蘇氨酸( Ser/Thr )蛋白激酶(稱 MAPKKK)。主要功能 :調節細胞的增殖與分化,促進細胞存活,以及細胞代謝過程中的調節與校正。第六章:細胞質基質與細胞內膜系統1、細胞質基質的結構組分及其在細胞生命活動中作用的理解。基質的基本概念: 用差速離心法分離細胞勻漿物組分,先后除去細胞核、線粒體、溶酶體、高爾基體和細胞質膜等細胞器或細胞結構后,存留在上清液中的主要是細胞質基質的成分。生物化學家多稱之為胞質溶膠。主要成分 :中間代謝有關的數千種酶類、細胞質骨架結構。主要特點 :細胞質基質是一個高度有序的體系; 通過弱鍵而相互作用

40、處于動態平衡的結構體系,細胞骨架纖維貫穿其中。多數中間代謝反應及蛋白質合成與轉運、某些蛋白質的修飾和選擇性地降解等過程均在細胞質基質中進行。其作用為:1)完成各種中間代謝過程,如糖酵解過程、磷酸戊糖途徑、糖醛酸途徑等2)蛋白質的分選與運輸3)與細胞質骨架相關的功能維持細胞形態、細胞運動、胞內物質運輸及能量傳遞等4)蛋白質的修飾、蛋白質選擇性的降解 蛋白質的修飾;控制蛋白質的壽命;降解變性和錯誤折疊的蛋白質;幫助變性或錯誤折疊的蛋白質重新折疊,形成正確的分子構象。2、內膜系統包括哪幾部分?系統的依據是什么?細胞內膜系統是指細胞內在結構、功能及發生上相關的由膜包繞形成的細胞器或細胞結構。1) 它主

41、要包括核膜、內質網和高爾基復合體三大部分, 質膜、溶酶體和分泌泡均可看作是它的衍生物。線粒體和葉綠體不屬于內膜系統。2) 依據:核膜、內質網和高爾基復合體結構和功能上是連續的,在形成上具有一定的序列相關性;內膜之間通過出芽和融合的方式進行交流。3、比較粗面內質網和光面內質網的形態結構與功能。ER是細胞內蛋白質與脂類合成的基地,幾乎全部脂類和多種重要蛋白都是在內質網合成的。形態結構 :rER 多呈扁囊狀,排列較為整齊,在其膜表面分布大量核糖體。功能:蛋白質合成;蛋白質的修飾與加工;新生肽的折疊與組裝;脂類的合成。sER 常為分支管狀,形成較為復雜的立體結構,在其膜的表面沒有核糖體。功能:類固醇激

42、素的合成(生殖腺內分泌細胞和腎上腺皮質) ;肝的解毒作用;肝細胞葡萄糖的釋放( G-6P G);儲存鈣離子:肌質網膜上的 Ca2+-ATP 酶將細胞質基質中 Ca2+ 泵入肌質網腔中4、細胞內蛋白質合成部位及其去向如何?1)部位:細胞內蛋白質都是在核糖體上合成的,并都是起始于細胞質基質中“游離”核糖體。2)去向:向細胞外分泌蛋白;膜的整合膜蛋白;內膜系統各種細胞器內的可溶性蛋白(需要隔離或修飾)。其它的多肽是在細胞質基質中“游離”核糖體上合成的: 包括細胞質基質中的駐留蛋白、質膜外周蛋白、核輸入蛋白、轉運到線粒體、葉綠體和過氧物酶體的蛋白。5、糙面內質網上合成哪幾類蛋白質?它們在內質網上合成的

43、生物學意義又是什么?1)糙面內質網上合成的蛋白質主要是分泌性蛋白、 膜蛋白及內質網、 高爾基體和溶酶體中的蛋白。2)生物學意義在于: 多肽的糖基化及其折疊與裝配發生在內質網中, 而肽鍵上的信號序列決定多肽在細胞質中的合成部位,并最終決定成熟蛋白的去向。6、指導分泌性蛋白在糙面內質網上合成需要哪些主要結構或因子?它們如何協同作用完成肽鏈在內質網上合成?1)需要的結構或因子:胰腺細胞分泌的酶、漿細胞分泌的抗體、小腸杯狀細胞分泌的粘蛋白、內分泌腺分泌的多肽類激素、胞外基質成分等。2)協同作用:分泌性蛋白 N 端序列作為信號肽,指導分泌性蛋白到內質網膜上合成,在蛋白質合成結束之前信號肽被切除。只有 N

44、 端信號序列而沒有停止序列的多肽,合成后進入內質網腔中;停止轉移序列位于多肽分子的中部,合成后最終成為跨膜蛋白;含多個起始轉移序列和多個停止轉移序列的多肽會成為多次跨膜的膜蛋白。7、結合高爾基體的結構特征,談談它是怎樣行使其生理功能的?1) 結構特征 :高爾基復合體由成摞的囊泡疊置而成。 。囊泡的邊緣部分連接有許多大小不等的表面光滑的小管網,其周圍還存在有衣被小泡和無被小泡。一個成摞存在的囊泡又稱為分散高爾基體,由 58層囊泡組成 , 構成了高爾基復合體的主體結構。分散高爾基體在結構和生化成分上具有極性,和內質網臨近的近核一側,囊泡彎曲呈凸面 , 稱為形成面或順面;在遠核的一側, 囊泡呈凹面,

45、稱為成熟面或反面。從順面到反面,囊泡膜的厚度逐漸增大。2) 功能:(1) 形成和包裝分泌物;(2) 蛋白質和脂類的糖基化;(3) 蛋白質的加工改造;(4) 細胞內的膜泡運輸;(5) 膜的轉化。高爾基復合體在內膜系統中處于中介地位 , 它在對細胞內合成物質的修飾和改造中具有重作用。許多重要大分子的運輸和分泌都要通過高爾基復合體。8、蛋白質的糖基化的基本類型、特征及生物學意義是什么?蛋白質的糖基化在糖基轉移酶( glycosyltransferase )作用下發生在1)基本類型 : N 連接糖基化( Asn); O氧連接糖基化( Ser/Thr )2)特征: N連接與 O連接的寡糖比較ER腔面類型

46、N-連接O-連接特 征1合成部位粗面內質網粗面內質網或高爾基體2合成方式來自同一個寡糖前體一個個單糖加上去3與之結合的天冬酰胺絲氨酸、蘇氨酸、羥賴氨酸、4最終長度至少 5 個糖殘基羥脯氨酸5第一個糖殘基N乙酰葡萄一般 1 4個糖殘基,但 ABO血型抗原較長N乙酰半乳糖胺等3) 蛋白質糖基化的特點及其生物學意義糖蛋白寡糖鏈的合成與加工都沒有模板,靠不同的酶在細胞不同間隔中經歷復雜的加工過程才能完成。糖基化的主要作用是蛋白質在成熟過程中折疊成正確構象和增加蛋白質的穩定性;多羥基糖側鏈影響蛋白質的水溶性及蛋白質所帶電荷的性質。對多數分選的蛋白質來說,糖基化并非作為蛋白質的分選信號。進化上的意義:寡糖

47、鏈具有一定的剛性,從而限制了其它大分子接近細胞表面的膜蛋白,這就可能使真核細胞的祖先具有一個保護性的外被,同時又不象細胞壁那樣限制細胞的形狀與運動。9. 糙面內質網和光面內質網在細胞的生命活動中各自承擔了什么樣的角色?1) 糙面內質網 :(1) 蛋白質的合成;(2) 合成蛋白質的修飾與加工;(3) 膜的生成;(4) 物質的運輸;(5) 貯積鈣離子。2) 光面內質網 :(1) 脂類的合成;(2) 解毒作用;(3) 糖原代謝。10. 糙面內質網上所進行的糖基化的機制如何?其添加的寡糖鏈又有什么特點?1) 糖基化的機制(1) Asn ; N-連接;(2) 寡糖鏈已預先合成;(3) 以焦磷酸鍵連在跨膜

48、的磷酸多萜醇上;(4) 新生肽鏈一旦出現 Asn 殘基,糖基轉移酶以焦磷酸鍵的能量將寡糖鏈從磷酸多萜醇上轉移至多肽鏈的 Asn 殘基上;2) 添加的寡糖鏈特點 :寡糖鏈可分為兩部分, 一部分稱為核心區, 該區在各種寡糖鏈中均是相同的 , 且與天冬酰胺殘基直接相連的第一個糖總是 N-乙酰葡萄糖胺;另一部分稱為末端區,該區在各種寡糖鏈中是不同的;11. 在高爾基復合體上所進行的糖基化與內質網有何不同?1) 不同:在糙面內質網上進行的糖基化修飾大多為 N-連接的糖基化,寡糖鏈與天冬酰胺的氨基基團相連,在內質網上添加上的寡糖鏈可分為兩部分,一部分稱為核心區,該區在各種寡糖鏈中均是相同的 , 且與天冬酰

49、胺殘基直接相連的第一個糖總是 N-乙酰葡萄糖胺; 另一部分稱為末端區,該區在各種寡糖鏈中是不同的。在高爾基復合體上進行的糖基化主要是O-連接的糖基化,寡糖鏈與絲氨酸、 蘇氨酸和羥賴氨酸的羥基基團相連, 加工修飾只發生在寡糖鏈的末端區,核心區保持不變。12. 高爾基復合體在蛋白質的加工、分揀、膜泡運輸和膜轉化中各承擔了什么樣的角色?其間的關系又如何?1) 高爾基復合體是蛋白質的加工、 分揀的細胞器之一, 與內膜系統的其它成分共同參與了膜泡運輸和膜轉化。2) 內質網的特定區域形成的有被小泡,將所合成的正確折疊和正確組裝的蛋白質運往高爾基復合體進行加工、修飾,根據蛋白質所帶有的分揀信號,反面高爾基網

50、絡對蛋白質分揀,將不同命運的蛋白質分揀開來,并經膜泡運輸將其運輸至其靶部位。在膜泡運輸過程中完成了膜的轉化。13. 高爾基復合體各部囊泡在組化反應上的差異,說明了一個什么問題?與其生物學功能之間又有什么關系?1)利用專一性標記酶和組織化學方法的研究結果表明,高爾基池中含有許多加工寡糖鏈的酶,包括甘露糖轉移酶、 N-乙酰半乳糖轉移酶、 N-乙酰葡萄糖胺轉移酶、巖藻糖轉移酶、半乳糖轉移酶以及唾液酸轉移酶;處于不同部位的高爾基池所含有的糖基轉移酶的種類不同:(1)形成面的池含有使甘露糖和 N-乙酰半乳糖糖基化酶,(2)中部區域的池含有向寡糖鏈上轉接 N-乙酰葡萄糖胺的酶 ,(3)成熟面的池則含有向寡

51、糖鏈上移接唾液酸、半乳糖和巖藻糖的酶。2) 這些糖基轉移酶的作用是把寡糖轉移到蛋白質上,形成糖蛋白 , 從而可以看出,高爾基復合體的各部囊泡在功能上高度分區化 , 處于不同部位的高爾基囊泡所含有的加工寡糖鏈的糖基轉移酶的種類不同,因此,從形成面到成熟面的囊泡是按照一定順序對寡糖鏈進行加工的。先參與對寡糖鏈加工的酶位置偏向于順面,而后參與加工的酶偏向于反面。這種順序性加工可能有利于糖蛋白的分揀,從而使高爾基復合體能對不同的糖蛋白進行分別包裝,使其具有不同的命運。14、溶酶體是怎樣發生的?它有哪些基本功能?1)發生途徑:溶酶體的合成及 N-連接的糖基化修飾(在 rER)高爾基體cis膜囊寡糖鏈上的

52、甘露糖殘基磷酸化N-乙酰葡萄糖胺磷酸轉移酶磷酸葡萄糖苷酶M6P 磷酸化識別信號:信號斑高爾基體 trans- 膜囊和 TGN膜( M6P受體)溶酶體酶分選與局部濃縮以出芽的方式轉運到前溶酶體2)基本功能清除無用的生物大分子、 衰老的細胞器及衰老損傷和死亡的細胞, 防御功能(病原體感染刺激單核細胞分化成巨噬細胞而吞噬、消化)作為細胞內的消化“器官”為細胞提供營養;分泌腺細胞中,溶酶體攝入分泌顆粒參與分泌過程的調節參與清除贅生組織或退行性變化的細胞;受精過程中的精子的頂體( acrosome)反應。15、溶酶體一旦發生異常,會引起什么樣的疾???各對機體又有什么影響呢?1) 貯積?。?溶酶體酶缺失和異常時, 某些物質不能被消化降解 , 而遺留在溶酶體內 , 便會影響細胞的代謝功能 , 引發疾病 ( 貯積病 ) ,甚至導致機體的死亡2) 類風濕關節炎 (rheumatoid arthritis) : 該種病人的溶酶體膜的脆性增加,溶酶體酶被釋放到關節處的細胞間質中,使骨組織受到侵蝕,引起炎癥。16、過氧化物酶體與溶酶體有哪些區

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