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文檔簡介
第一章.如何理解“細胞是生命活動的基本單位”這一重要概念?①細胞是構(gòu)成有機體的基本單位②細胞是代謝與功能的基本單位③細胞是有機體生長與發(fā)育的基本單位④細胞是繁殖的基本單位,是遺傳的橋梁⑤細胞是生命起源的歸宿,是生物進化的起點⑥細胞是物質(zhì)結(jié)構(gòu)、能量與信息過程精巧結(jié)合的綜合體⑦細胞是高度有序的,具有自組裝能力的自組織體系。.為什么說支原體可能是最小、最簡單的細胞存在形式?最簡單的原核細胞,直徑為0.1?0.3um;具有細胞質(zhì)膜,但沒有細胞壁;唯一的細胞器是核糖體。一個細胞生存與增殖必須具備的結(jié)構(gòu)裝置與機能是:細胞膜、DNA與RNA、一定數(shù)量的核糖體以及催化主要酶促反應(yīng)所需要的酶。維持細胞基本生存的基因在200-300個;進行酶促反應(yīng)的空間約為50nm;加上核糖體、細胞膜、核酸,我們可以推算出一個細胞的體積的最下極限直徑為140-200nm。.怎樣理解“病毒是非細胞形態(tài)的生命體”?請比較病毒與細胞的區(qū)別并討論其相互的關(guān)系。病毒是由一個核酸分子(DNA或RNA)芯和蛋白質(zhì)外殼構(gòu)成的,是非細胞形態(tài)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(gòu)成的病毒,稱為類病毒;僅由感染性的蛋白質(zhì)構(gòu)成的病毒稱為朊病毒。病毒具備了復(fù)制與遺傳生命活動的最基本的特征,但不具備細胞的形態(tài)結(jié)構(gòu),是不完全的生命體;病毒的主要生命活動必須在細胞內(nèi)才能表現(xiàn),在宿主細胞內(nèi)復(fù)制增殖;病毒自身沒有獨立的代謝與能量轉(zhuǎn)化系統(tǒng),必須利用宿主細胞結(jié)構(gòu)、原料、能量與酶系統(tǒng)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。病毒與細胞的區(qū)別:(1)病毒很小,結(jié)構(gòu)極其簡單;(2)遺傳載體的多樣性(3)徹底的寄生性(4)病毒以復(fù)制和裝配的方式增殖.試從演化的角度比較原核細胞、古核細胞及真核細胞的異同。細胞大小:原核細胞很小,真核細胞較大;細胞核:原核細胞無核仁和核膜,真核細胞有核仁和核膜;染色體:原核由一條環(huán)狀DNA組成,DNA不與組蛋白結(jié)合,真核有兩條以上DNA,線狀DNA與組蛋白結(jié)合形成若干對染色體;細胞質(zhì):原核無各種膜相細胞器和細胞骨架,有70S核糖體,真核有各種膜相細胞器和細胞骨架,有80S核糖體;細胞壁:原核細胞壁主要成分為肽聚糖,真核細胞壁主要成分為纖維素;轉(zhuǎn)錄和翻譯:原核在同一時間和地點,真核在不同時間和地點;細胞分裂:原核為無絲分裂,真核為有絲分裂。.細胞的結(jié)構(gòu)與功能相關(guān)是細胞生物學的一個基本原則,你是否能提供出相關(guān)的論據(jù)來證明之?答:細胞的結(jié)構(gòu)與功能的相關(guān)性和一致性是多數(shù)細胞的共性,特化的細胞可以說明細胞結(jié)構(gòu)與功能相關(guān)。論據(jù)如下:(1)動物細胞①肌肉細胞是長條或梭形,適于收縮和伸展及附著。②神經(jīng)細胞有很多分叉的突起(樹突),便于傳導(dǎo)刺激。③紅細胞小并呈圓盤狀,便于在血管中運動;體積小,相對表面積大,利于與周圍環(huán)境交換氣體。白細胞形狀多變,便于吞噬異物。④大而圓的卵細胞,儲存足夠的營養(yǎng)物供受精后發(fā)育之用。⑤具有鞭毛的精子細胞,適于在一定液體介質(zhì)中游動,以便接近卵子,完成受精作用。⑥各類分泌細胞,多呈極性,有吸收表面和分泌表面,在吸收表面膜形成大量皺褶,線粒體集中,以增加物質(zhì)透膜速率和能量供應(yīng);在細胞內(nèi)部,內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、高爾基體、核糖體較多,核仁較大。(2)植物細胞①葉片的表皮細胞呈扁平狀且排列緊密,保衛(wèi)細胞呈半月形,每兩個一對在葉子表面形成一種氣孔結(jié)構(gòu)。②葉肉組織中的柵欄組織細胞呈棱形或柱形,內(nèi)含豐富葉綠素,主要功能是進行光合作用。③木質(zhì)部中的導(dǎo)管細胞,韌皮部中的篩管細胞呈長條形,起支持和輸導(dǎo)作用。第二章.試舉一例說明電子顯微鏡技術(shù)與細胞分子生物學技術(shù)的結(jié)合在現(xiàn)代細胞生物學研究中的應(yīng)用。答:電子顯微鏡技術(shù)與細胞分子生物學技術(shù)的結(jié)合在現(xiàn)代細胞生物學研究中的應(yīng)用舉例如下:(1)利用電子顯微鏡,可以觀察到細胞中內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、線粒體、質(zhì)體、高爾基體、中心體、溶酶體和細胞骨架系統(tǒng)等各種細胞器的超微結(jié)構(gòu),并可進一步研究細胞結(jié)構(gòu)和功能的關(guān)系,深入探索細胞通訊與運輸、分裂與分化、增殖與調(diào)控等生命活動的規(guī)律。(2)負染色技術(shù)有利于揭示病毒、細菌和支原體等超微結(jié)構(gòu),在微生物發(fā)育史研究中起重要作用。(3)冷凍蝕刻技術(shù)制備的樣品在電鏡下可觀察膜斷裂面上的蛋白質(zhì)顆粒和膜表面形貌特征,圖像富有立體感,樣品不需包埋甚至也不需要固定。(4)掃描隧道顯微鏡可直接觀察到DNA、RNA和蛋白質(zhì)等生物大分子及生物膜、病毒等結(jié)構(gòu)。.光學顯微鏡技術(shù)有哪些新發(fā)展?它們各有哪些突出優(yōu)點?為什么電子顯微鏡不能完全代替光學顯微鏡?答:(1)光學顯微鏡技術(shù)的新發(fā)展在普通光學顯微鏡技術(shù)的基礎(chǔ)上,后來又發(fā)展了熒光顯微鏡技術(shù)、激光掃描共焦顯微鏡技術(shù)、相差和微分干涉顯微鏡技術(shù)、暗視野顯微鏡、倒置顯微鏡及錄像增差顯微鏡技術(shù)等。(2)光學顯微鏡技術(shù)的優(yōu)點①熒光顯微鏡,是在光鏡水平上對細胞內(nèi)特異的蛋白質(zhì)、核酸、糖類、脂質(zhì)以及某些離子等組分進行定性定位研究的有力工具。②激光掃描共焦顯微鏡,成像清晰,分辨率高,在研究亞細胞結(jié)構(gòu)與組分的定位及動態(tài)變化等方面的應(yīng)用越來越廣泛,熒光共振能量轉(zhuǎn)移技術(shù)、熒光漂白恢復(fù)技術(shù)以及單分子成像技術(shù)等都離不開激光掃描共焦顯微鏡。③相差顯微鏡,不需要染色就可以觀察活細胞以及細胞核、線粒體等細胞器的動態(tài)。④微分干涉顯微鏡,在相差顯微鏡的基礎(chǔ)上發(fā)明而來,增加了樣品密度的明暗區(qū)別,增加了反差,成像更具立體感,更適于研究活細胞。⑤暗視野顯微鏡,在黑暗背景下利用散射光觀察細胞,細胞及細胞器邊緣輪廓更清晰。⑥倒置顯微鏡,照射系統(tǒng)和物鏡顛倒位置,增加了集光器和載物臺的距離,可放置培養(yǎng)皿觀察。⑦錄像增差顯微鏡,分辨率比普通光學鏡提高了一個數(shù)量級,可在高分辨率下研究活細胞,可觀察顆粒的運動。(3)電子顯微鏡不能完全代替光學顯微鏡的原因雖然光學顯微鏡無法比擬電子顯微鏡分辨率高的優(yōu)越性,但光學顯微鏡在科研中的地位是不可取代的。原因如下:①細胞生物學是在顯微、亞顯微和分子三個結(jié)構(gòu)層次上研究細胞的,而光學顯微鏡和電子顯微鏡是從不同顯微水平上觀察細胞結(jié)構(gòu),前者主要用于顯微水平的觀察,后者更適于亞顯微水平的觀察。②普通光學顯微鏡樣品易制備,而電子顯微鏡對樣品要求很高,通常需要特別的制樣技術(shù),如超薄切片技術(shù)。③普通光學顯微鏡可以觀察活細胞及其動態(tài)變化,而電子顯微鏡則不能。④普通光學顯微鏡操作簡單,而電子顯微鏡鏡筒采用高真空,對環(huán)境和設(shè)備要求較高.為什么說細胞培養(yǎng)是細胞生物學研究的最基本的實驗技術(shù)之一?答:之所以說“細胞培養(yǎng)是細胞生物學研究的最基本的實驗技術(shù)之一”,是因為: (1)細胞培養(yǎng)是指在體外模擬體內(nèi)的生理環(huán)境,培養(yǎng)從機體中取出的細胞,并使之生存和生長的技術(shù)。細胞生物學是一門研究和揭示細胞基本生命活動規(guī)律的學科,研究細胞結(jié)構(gòu)與功能,細胞增殖、分化、代謝、運動、衰老、死亡,以及細胞信號轉(zhuǎn)導(dǎo),細胞基因表達與調(diào)控,細胞起源與進化等重大生命過程,而細胞作為生命活動的基本單位,這些研究離不開細胞。(2)廣義上,細胞培養(yǎng)包括原核生物細胞、真核單細胞、植物細胞與動物細胞的培養(yǎng)以及與此密切相關(guān)的病毒的培養(yǎng),通過細胞培養(yǎng)可以獲得大量的細胞。而生物學其他領(lǐng)域的研究,如基因工程、酶工程、蛋白質(zhì)工程、細胞工程、發(fā)酵工程等均需在細胞上進行操作,因此都離不開細胞培養(yǎng)技術(shù)。因此說細胞培養(yǎng)是許多后期實驗的基礎(chǔ),是細胞生物學研究的前提,也是最基本的實驗技術(shù)之一。.研究細胞內(nèi)生物大分子之間的相互作用與動態(tài)變化涉及哪些實驗技術(shù)?它們各有哪些優(yōu)點和不足之處?(1)研究細胞內(nèi)生物大分子之間的相互作用與動態(tài)變化的實驗技術(shù)①熒光漂白恢復(fù)技術(shù)熒光漂白恢復(fù)技術(shù)是指利用親脂性或親水性的熒光分子,如熒光素、綠色熒光蛋白等與蛋白質(zhì)或脂質(zhì)偶聯(lián),用于檢測所標記分子在活體細胞表面或其細胞內(nèi)的運動及其遷移速率的技術(shù)。②單分子技術(shù)單分子技術(shù)是指在細胞內(nèi)實時觀測單一生物分子運動規(guī)律的技術(shù)。③酵母雙雜交技術(shù)酵母雙雜交技術(shù)是一種利用單細胞真核生物酵母在體內(nèi)分析蛋白質(zhì)-蛋白質(zhì)相互作用的系統(tǒng)。④熒光共振能量轉(zhuǎn)移技術(shù)熒光共振能量轉(zhuǎn)移技術(shù)是指用于檢測活細胞內(nèi)兩種蛋白質(zhì)分子是否直接相互作用的重要技術(shù)。⑤放射自顯影技術(shù)放射自顯影技術(shù)是指利用放射性同位素的電離射線對乳膠的感光作用,對細胞內(nèi)生物大分子進行定性、定位與半定量研究的一種細胞化學技術(shù)。(2)各自的優(yōu)點和不足①熒光漂白恢復(fù)技術(shù)a.優(yōu)點由于光淬滅過程是不可逆的,熒光恢復(fù)速度可明顯地反映熒光標記的脂質(zhì)或蛋白質(zhì)在細胞中的運動速率。該技術(shù)不僅能給出活細胞內(nèi)脂質(zhì)或蛋白質(zhì)運動的定性信息,而且還可以獲得某些定量信息。卜不足第一,精度有限。在空間上受限于光學顯微鏡的微米級精度,因此只能得到大量分子運動的平均過程,不能滿足納米級精度的要求。第二,受到熒光探針的限制。第三,定量計算方面難以統(tǒng)一。②單分子技術(shù)a.優(yōu)點第一,單分子技術(shù)可以在納米空間尺度和毫秒時間尺度上精確測量單分子距離、位置、指向、分布、結(jié)構(gòu)及各種動態(tài)過程。第二,單分子技術(shù)可以實時直接觀測單個分子的反應(yīng)動力學路徑,測量單一分子及分子間相互作用,捕捉單分子隨機過程和分子構(gòu)象變化的中間態(tài),測量稀發(fā)但重要的信號和分布,測量非平衡態(tài)和不同步的體系等。卜不足分子操作的實驗技術(shù)存在局限性,如分子體系控制程度、表面連接方法等。觀測研究的發(fā)展仍受到技術(shù)手段的限制,單分子實驗方法還有待進一步開拓與改進。③酵母雙雜交技術(shù)a.優(yōu)點酵母雙雜交系統(tǒng)靈敏度高、快速、直接,可用于研究哺乳動物,也可用于研究高等植物蛋白質(zhì)之間的相互作用,在許多的研究領(lǐng)域諸如細胞信號轉(zhuǎn)導(dǎo)網(wǎng)絡(luò)中各種蛋白質(zhì)的相互關(guān)系等方面有著廣泛的應(yīng)用。卜不足由于“獵物”蛋白與“誘餌”蛋白可能存在非特異性結(jié)合等原因,因此該實驗系統(tǒng)可能出現(xiàn)假陽性的問題。④熒光共振能量轉(zhuǎn)移技術(shù)a.優(yōu)點靈敏度高,可與多種技術(shù)相結(jié)合。熒光共振能量轉(zhuǎn)移的效率在很大程度上反映了細胞內(nèi)兩種蛋白質(zhì)相互作用的可能性與作用強弱。卜不足選擇一對合適的能量供受體并把它們標記到研究對象上比較困難,必須通過繼續(xù)尋找能量供受體對和采用更精密的儀器來解決。⑤放射自顯影技術(shù)a.優(yōu)點第一,能對細胞或生物體內(nèi)生物大分子進行動態(tài)研究和追蹤。第二,具有很高的靈敏性。第三,圖像形象直觀,易于保存。b.不足自顯影的制備時間過長,且不能直接定量,只能相對定量。第三章.從生物膜結(jié)構(gòu)模型的演化,談?wù)勅藗儗ι锬さ恼J識過程。(1)生物膜結(jié)構(gòu)模型的演化:①1925三明治模型;②1959單位膜模型;③1972生物膜的流動鑲嵌模型;④1975晶格鑲嵌模型;⑤1977板塊鑲嵌模型;⑥脂筏模型。(2)當前對生物膜結(jié)構(gòu)的認識有:①磷脂雙分子層是組成生物膜的基本結(jié)構(gòu)成分;②蛋白分子以不同方式鑲嵌在脂雙層分子中或結(jié)合在其表面,膜蛋白賦予生物膜的功能;③生物膜是磷脂雙分子層嵌有蛋白質(zhì)的二維流體。.生物膜的“單位膜”模型是根據(jù)哪一種電鏡制樣技術(shù)的實驗結(jié)果提出來的?為什么在多數(shù)細胞超微結(jié)構(gòu)圖片中,難以觀察到“單位膜”的圖像?.膜脂有哪幾種基本類型?它們各自的結(jié)構(gòu)特征與功能是什么?答:膜脂是膜的基本骨架,是兩親性分子,主要包括甘油磷脂、膽固醇和鞘脂三種類型。(1)甘油磷脂甘油磷脂是膜脂的基本成分,占膜脂的50%以上。①結(jié)構(gòu)特征:a.具有一個極性頭和兩個非極性的尾(脂肪酸鏈),但存在于線粒體內(nèi)膜和某些細菌質(zhì)膜上的心磷脂具有 4個非極性尾部;b.脂肪酸碳鏈為偶數(shù),多數(shù)碳鏈由 16、18或20個碳原子組成c.除飽和脂肪酸外,還常含有不飽和脂肪酸(如油酸),不飽和脂肪酸多為順式,順式雙鍵在烴鏈中產(chǎn)生約30度彎曲。②功能:甘油磷脂不僅是生物膜的基本成分,而且其中的某些成分如PI等在細胞信號轉(zhuǎn)導(dǎo)中起重要作用。(2)膽固醇膽固醇含量一般不超過膜脂的1/3。①結(jié)構(gòu)特征:a.膽固醇是含有4個閉環(huán)的碳氫化合物,其親水的頭部為一個羥基,是一種分子剛性很強的兩性化合物。b.膽固醇自身不能形成脂雙層,只能插入磷脂分子之間,參與生物膜的形成②功能:膽固醇在調(diào)節(jié)膜的流動性,增加膜的穩(wěn)定性以及降低水溶性物質(zhì)的通透性等方面都起著重要作用,此外膽固醇還是很多重要的生物活性分子的前體化合物,如固醇類激素、維生素D和膽酸等。(3)鞘脂鞘脂均為鞘氨醇的衍生物,主要在高爾基體合成,分為鞘磷脂和糖脂。①結(jié)構(gòu)特征:a.鞘磷脂的極性頭部,如磷酸膽堿,與鞘氨醇分子末端的羥基共價結(jié)合;鞘磷脂形成的脂雙層的厚度較甘油磷脂的厚度更大;b.糖脂的極性頭部是直接共價結(jié)合到鞘氨醇上的一個糖分子或寡糖鏈。②功能:鞘脂分布于膜的非胞質(zhì)面。所有動物的細胞膜都含有糖脂,是膜的重要組成成分,也能構(gòu)成受體結(jié)構(gòu),在細胞識別和信號轉(zhuǎn)導(dǎo)中起重要作用。.何謂整合膜蛋白?它以什么方式與脂雙層膜相結(jié)合?答:內(nèi)在(整合)膜蛋白:水不溶性,形成跨膜螺旋,與膜結(jié)合緊密,需用去垢劑使膜崩解后才可分離。1膜蛋白的跨膜結(jié)構(gòu)域與脂雙層分子的疏水核心的相互作用,形成a螺旋跨膜結(jié)構(gòu)域或者8折疊片組成8折疊片桶。2跨膜結(jié)構(gòu)域兩端攜帶正電荷的氨基酸殘基與磷脂分子帶負電的極性頭形成離子鍵,或帶負電的氨基酸殘基通過鈣離子、鎂離子等陽離子與帶負電的磷脂極性頭相互作用3某些膜蛋白通過在細胞質(zhì)基質(zhì)一側(cè)的半胱氨酸殘基上共價結(jié)合的脂肪酸分子,插入脂雙層之間,進一步加強膜蛋白與脂雙層的結(jié)合力.生物膜的基本特征是什么?這些特征與它的生理功能有什么聯(lián)系?生物膜的基本特征:流動性、膜蛋白的不對稱性關(guān)系:1由于細胞膜中含有一定量的不飽和脂肪酸,所以細胞膜處于動態(tài)變化中,與之相適應(yīng)的功能是,物質(zhì)的跨膜運輸、胞吞、胞吐作用、信號分子的轉(zhuǎn)導(dǎo)2細胞膜中的各組分的分布是不均勻額蛋白質(zhì),有的嵌入磷脂雙分子層,有的與之以非共價鍵的形式連接都是適應(yīng)功能的需要。.細胞表而有哪幾種常見的特化結(jié)構(gòu)?紅細胞膜骨架的基本結(jié)構(gòu)與功能是什么?細胞表面常見的特化結(jié)構(gòu)包括:微絨毛,細胞表面深處的細長突起;皺褶,細胞表面的扁形突起,也稱片足或變形足;纖毛和鞭毛,細胞表面伸出來的條狀運動裝置;細胞連接,細胞表面的特化結(jié)構(gòu),或特化區(qū)域,兩個細胞通過這種結(jié)構(gòu)連接起來。\r\n:\r\n紅細胞膜骨架的基本結(jié)構(gòu):紅細胞膜骨架在紅細胞膜內(nèi)側(cè),由膜蛋白和纖維蛋白組成的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。紅細胞膜內(nèi)存在的蛋白質(zhì)主要包含血影蛋白(又稱為紅膜肽)、錨蛋白、帶3蛋白、帶4.1蛋白、帶4.2蛋白、肌動蛋白、血型糖蛋白。膜支架蛋白包含血影蛋白、肌動蛋白、錨蛋白、帶4.1蛋白。\r\n:\r\n血影蛋白在帶4.1蛋白的協(xié)助下與肌動蛋白結(jié)合成膜骨架基本網(wǎng)絡(luò),帶4.1蛋白和血型糖蛋白相互作用,錨定蛋白與血影蛋白、帶3蛋白相互作用。\r\n:\r\n紅細胞膜骨架的基本功能:膜骨架復(fù)合體與質(zhì)膜蛋白的相互作用實現(xiàn)紅細胞質(zhì)膜的剛性與韌性;維持紅細胞的形態(tài)。第四章.比較載體蛋白與通道蛋白的異同。相同點:化學本質(zhì)均為蛋白質(zhì)、分布均在細胞的膜結(jié)構(gòu)中,都有控制特定物質(zhì)跨膜運輸?shù)墓δ堋2煌c:載體蛋白:與特異的溶質(zhì)結(jié)合后,通過自身構(gòu)象的改變以實現(xiàn)物質(zhì)的跨膜運輸。通道蛋白:①通過形成親水性通道實現(xiàn)對特異溶質(zhì)的跨膜轉(zhuǎn)運②具有極高的轉(zhuǎn)運效率③沒有飽和值④離子通道是門控的(其活性由通道開或關(guān)兩種構(gòu)象調(diào)節(jié)).比較P型離子泵、V型質(zhì)子泵、F型質(zhì)子泵和ABC超家族的異同。(1)相同點:①都是跨膜轉(zhuǎn)運蛋白②轉(zhuǎn)運過程伴隨能量流動③都介導(dǎo)主動運輸過程④對轉(zhuǎn)運底物具有特異性⑤都是ATP驅(qū)動泵(2)不同點:①P型泵轉(zhuǎn)運過程形成磷酸化中間體,丫型,尸型,ABC超家族則無②P型,丫型泵,ABC超家族都是逆電化學梯度消耗ATP運輸?shù)孜铮捅脛t是順電化學梯度合成ATP③P型泵主要負責Na+,K+,H+,CA2+跨膜梯度的形成和維持,V型,尸型只負責H+的轉(zhuǎn)運,ABC超家族轉(zhuǎn)運多種物質(zhì).說明Na*-K*泵的工作原理及其生物學意義。Na+-K+泵是細胞膜上存在的一種能利用ATP的能量主動運輸鈉和鉀離子逆濃度梯度進出細胞的載體蛋白,具有ATP酶活性。工作原理:在細胞內(nèi)側(cè)α亞基與Na+相結(jié)合促進ATP水解,α亞基上的天門冬氨酸殘基磷酸化引起α亞基構(gòu)象發(fā)生變化,將Na+泵出細胞,同時細胞外的K+與α亞基的另一位點結(jié)合,使其去磷酸化,α亞基構(gòu)象再度發(fā)生變化將K+泵進細胞,完成整個循環(huán)。Na+依賴的磷酸化和K+依賴的去磷酸化引起構(gòu)象變化有序交替進行。每個循環(huán)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,保持細胞體積,維持細胞的靜息電位,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(yǎng)。.試述胞吞作用的類型與功能。(1)類型:①吞噬作用②胞飲作用:A.網(wǎng)格蛋白依賴的胞吞作用B.胞膜窖依賴的胞吞作用C.大型胞飲作用D.非網(wǎng)格蛋白/胞膜窖依賴的胞吞作用(2)功能:①吞噬作用:A.原生動物攝取食物的一種方式8.高等生物體中攝取營養(yǎng)物質(zhì),清楚侵染機體的病原體及衰老或凋亡的細胞②胞飲作用:A.大多數(shù)動物細胞攝取特定大分子的有效途徑,是一種選擇性濃縮機制,在保證細胞大量攝入特定大分子的同時,又可避免吸入細胞外大量液體。B.參與胞內(nèi)體分選途徑第五章.談?wù)勀銓毎|(zhì)基質(zhì)的結(jié)構(gòu)組成及其在細胞生命活動中作用的理解。主要成分:細胞內(nèi)除細胞膜、細胞核以外的部分叫細胞質(zhì),包括細胞質(zhì)基質(zhì)和細胞器。細胞質(zhì)基質(zhì)的成分很復(fù)雜,主要是水、無機鹽離子、有機物分子(葡萄糖、氨基酸、核昔酸等等)。在細胞生命活動中的作用:(1)參與各種生化活動(中間代謝過程):①蛋白質(zhì)合成;②脂肪酸合成;③糖的酵解;④糖原代謝;⑤核昔酸代謝。(2)提供離子環(huán)境:以維持各細胞器的實體完整性。(3)提供底物(原料):以供細胞器行使功能(物質(zhì)庫)。(4)提供物質(zhì)運輸?shù)耐罚杭毎c環(huán)境、細胞質(zhì)與細胞核、細胞器之間的物質(zhì)運輸、能量交換、信息傳遞等都需通過細胞質(zhì)基質(zhì)來完成。(5)影響細胞分化:如卵子細胞質(zhì)對于分化起重要作用。.為什么說細胞內(nèi)膜系統(tǒng)是一個結(jié)構(gòu)與功能密切聯(lián)系的動態(tài)性整體?答:細胞內(nèi)膜系統(tǒng)是指真核細胞中,在結(jié)構(gòu)、功能或發(fā)生上相關(guān)的,由膜圍繞而成的細胞器或細胞結(jié)構(gòu),如核膜、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、高爾基體、線粒體、葉綠體、溶酶體等。細胞內(nèi)膜系統(tǒng)是一個結(jié)構(gòu)與功能密切聯(lián)系的動態(tài)性整體的原因如下::(1)內(nèi)膜系統(tǒng)在結(jié)構(gòu)上相互聯(lián)系:①真核細胞中,內(nèi)質(zhì)網(wǎng)外連細胞膜,內(nèi)連核膜,中間還與許多細胞器膜相連,其內(nèi)質(zhì)網(wǎng)腔還與內(nèi)外兩層核膜之間的腔相通,從而使細胞結(jié)構(gòu)之間相互聯(lián)系,成為一個統(tǒng)一的整體;:②高爾基體、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜可以相互轉(zhuǎn)化。:因此,細胞內(nèi)的內(nèi)膜系統(tǒng)在結(jié)構(gòu)上具有一定的連續(xù)性。:(2)內(nèi)膜系統(tǒng)在功能上相互聯(lián)系:①內(nèi)膜系統(tǒng)中各區(qū)室之間通過生物合成、蛋白質(zhì)修飾與分選、膜泡運輸和各種質(zhì)量監(jiān)控機制維系其系統(tǒng)的動態(tài)平衡。:②膜融合是細胞融合(如植物體細胞雜交,高等生物的受精過程)的關(guān)鍵,通過膜之間的聯(lián)系,使細胞內(nèi)各種細胞器在獨立完成各自的生理功能的同時,又能有效的協(xié)調(diào)工作,保證細胞生命活動的正常運行,如分泌蛋白的形成。.試述內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的主要功能及其質(zhì)量監(jiān)控作用。答:(1)內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的主要功能:內(nèi)質(zhì)網(wǎng)是細胞內(nèi)的一個精細的膜系統(tǒng),是交織分布于細胞質(zhì)中的膜的管道系統(tǒng)。兩膜間是扁平的腔、囊或池。內(nèi)質(zhì)網(wǎng)可分為糙面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)和光面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)。:①糙面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的主要功能:糙面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)是指膜上附著核糖體顆粒的內(nèi)質(zhì)網(wǎng)。糙面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的功能是合成蛋白質(zhì)大分子,并把它從細胞內(nèi)輸送出去或在細胞內(nèi)轉(zhuǎn)運到其他部位。:②光面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的主要功能:光面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)是指膜上光滑的,沒有核糖體附在上面的內(nèi)質(zhì)網(wǎng)。光面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的功能與糖類和脂類的合成、解毒、同化作用有關(guān),并且還具有運輸?shù)鞍踪|(zhì)的功能。:(2)內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的質(zhì)量監(jiān)控作用:內(nèi)質(zhì)網(wǎng)是蛋白質(zhì)分泌轉(zhuǎn)運途徑中行使質(zhì)量監(jiān)控的重要場所,具體表現(xiàn)為::①在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)狹小的腔隙中常常同時有多種蛋白質(zhì)大量合成,特別是許多分泌蛋白常含有連接半胱氨酸殘基的二硫鍵;內(nèi)質(zhì)網(wǎng)腔是一種非還原性環(huán)境,多肽鏈疏水基團之間以及側(cè)鏈基團之間的相互作用,也極易導(dǎo)致二硫鍵形成,從而對肽鏈的正確折疊帶來了很大困難。內(nèi)質(zhì)網(wǎng)中有一種蛋白二硫鍵異構(gòu)酶(PDI)附著在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜腔面上,可以切斷二硫鍵,從而幫助新合成的蛋白質(zhì)重新形成二硫鍵并產(chǎn)生正確折疊的構(gòu)象。:②未折疊的蛋白質(zhì)由于疏水核心的外露,即使在很低的濃度下,也很容易發(fā)生聚集,甚至與其他未折疊的蛋白質(zhì)形成復(fù)合物。內(nèi)質(zhì)網(wǎng)含有一種結(jié)合蛋白Bip,其作用為:一是Bip同進入內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的未折疊蛋白質(zhì)的疏水氨基酸結(jié)合,防止多肽鏈不正確地折疊和聚合,或者識別錯誤折疊的蛋白質(zhì)或未裝配好的蛋白質(zhì)亞單位,并促進它們重新折疊與裝配;二是防止新合成的蛋白質(zhì)在轉(zhuǎn)運過程中變性或斷裂。.試述高爾基體的結(jié)構(gòu)特征及其生理功能。1)結(jié)構(gòu)特征:高爾基復(fù)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(wǎng),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5-8層囊泡組成,構(gòu)成了高爾基復(fù)合體的主體結(jié)構(gòu)。分散高爾基體在結(jié)構(gòu)和生化成分上具有極性,和內(nèi)質(zhì)網(wǎng)臨近的近核一側(cè),囊泡彎曲呈凸面,稱為形成面或順面;在遠核的一側(cè),囊泡呈凹面,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(zhì)和脂類的糖基化;(3)蛋白質(zhì)的加工改造;(4)細胞內(nèi)的膜泡運輸;(5)膜的轉(zhuǎn)化。高爾基復(fù)合體在內(nèi)膜系統(tǒng)中處于中介地位,它在對細胞內(nèi)合成物質(zhì)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(fù)合體。.蛋白質(zhì)糖基化的基本類型、功能定位及生物學意義是什么?正確答案:蛋白質(zhì)的糖基化包括N-連接糖基化和O-連接糖基化。蛋白質(zhì)的N-連接糖基化是在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)中進行的而對糖基的修飾則是在高爾基體中完成的。O-連接糖基化是在高爾基體中進行的將糖鏈轉(zhuǎn)移到多肽鏈的絲氨酸、蘇氨酸或羥脯氨酸的羥基的氧原子上。生物學意義:蛋白質(zhì)的糖基化可能是蛋白質(zhì)在成熟過程中折疊成正確的構(gòu)像和增加蛋白質(zhì)的穩(wěn)定性。還有可能是增加了細胞表面的位阻作用。 蛋白質(zhì)的糖基化包括N-連接糖基化和O-連接糖基化。蛋白質(zhì)的N-連接糖基化是在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)中進行的,而對糖基的修飾則是在高爾基體中完成的。O-連接糖基化是在高爾基體中進行的,將糖鏈轉(zhuǎn)移到多肽鏈的絲氨酸、蘇氨酸或羥脯氨酸的羥基的氧原子上。生物學意義:蛋白質(zhì)的糖基化可能是蛋白質(zhì)在成熟過程中折疊成正確的構(gòu)像和增加蛋白質(zhì)的穩(wěn)定性。還有可能是增加了細胞表面的位阻作用。.溶酶體是怎樣發(fā)生的?它有哪些基本功能?答案:溶酶體幾乎存在于所有的動物細胞中,是由單層膜圍繞、內(nèi)含多種酸性水解酶類、形態(tài)不一、執(zhí)行不同生理功能的囊泡狀細胞器,主要功能是進行細胞內(nèi)的消化作用,在維持細胞正常代謝活動及防御方面起重要作用。(1)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(自體吞噬)。(2)防御功能(病原體感染刺激單核細胞分化成巨噬細胞而被吞噬、消化)(異體吞噬)(3)其它重要的生理功能a作為細胞內(nèi)的消化器官為細胞提供營養(yǎng)b分泌腺細胞中,溶酶體攝入分泌顆粒參與分泌過程的調(diào)節(jié);c參與清除贅生組織或退行性變化的細胞;d受精過程中的精子的頂體作用。.過氧化物酶體與溶酶體有哪些區(qū)別?怎樣理解過氧化物酶體是異質(zhì)性的細胞器?咎;過氧化物用體與潛陶體的區(qū)別過軾化物酶體4溶晶體在形意大小,的拜斐、曲岱、是否需要但、發(fā)生過程及標志的等方面都行所區(qū)別,具體如表7-2T所示。表7TT過料化物曲體與涔海體的區(qū)別持證過*化七齡牛港降性形擊肓xn障亨星球股.1(40.2無障晶華斌寺言乩化*券立性水嶺緒pHl工。左右髀空方是否"。:陽病4能擊伸功董至施內(nèi)的消化作用臺成場羊由苫如城注外陰甘蕓配不犯.晶n■煙夜步莫慢中白應(yīng)高工舉體上尊爵或.翡在rER中與優(yōu)醯性水*招再 (2)過軾化物醐體的并旗性體現(xiàn)心不同生物細胞或不細胞生物的不同個體中過輒生物陶體的大小及箕中所含穆的種類和功能不同士⑵同--細胞中過氧化物醒體的大小不同,細胞中過氧化物醮體的大小和所含的酶類可版細胞周圍營養(yǎng)環(huán)境的變化而變化.第六章.何謂分泌性蛋白合成的信號肽學說,涉及的主要組分如何協(xié)同作用?:(1)分泌性蛋白合成的信號肽學說:①分泌性蛋白合成的信號肽學說是關(guān)于分泌蛋白通過特殊的疏水氨基酸區(qū)域跨膜分泌的學說。以分泌蛋白N端序列作為信號肽,指導(dǎo)分泌性蛋白質(zhì)在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜上合成,然后在信號肽引導(dǎo)下蛋白質(zhì)邊合成邊通過移位子蛋白復(fù)合體進入內(nèi)質(zhì)網(wǎng)腔,在蛋白質(zhì)合成結(jié)束之前切除信號肽。其他類型的蛋白質(zhì)也含有類似的信號序列,指導(dǎo)蛋白質(zhì)完成定向運輸。:②已發(fā)現(xiàn)的指導(dǎo)蛋白質(zhì)定位運轉(zhuǎn)的信號肽包括指導(dǎo)蛋白質(zhì)向內(nèi)質(zhì)網(wǎng)轉(zhuǎn)運的信號肽,引導(dǎo)蛋白質(zhì)向線粒體轉(zhuǎn)運的導(dǎo)肽,引導(dǎo)蛋白質(zhì)向葉綠體轉(zhuǎn)運的轉(zhuǎn)運肽,過氧化物酶體蛋白C端的PTS1、N端的PTS2序列,親核蛋白的核定位信號(NLS)等。:(2)主要組分的協(xié)同作用:指導(dǎo)分泌性蛋白在糙面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)上合成需要位于蛋白質(zhì)N端的信號肽、信號識別顆粒(SRP)、停泊蛋白(DP)、ER膜上的核糖體受體和移位子及信號肽酶。這些組合之間表現(xiàn)出相互協(xié)同作用::①信號肽是位于蛋白質(zhì)N端的一段肽鏈,其在游離核糖體上,由信號密碼翻譯合成。:②存在于細胞質(zhì)基質(zhì)中的 SRP識別并結(jié)合信號肽,以保護新生肽N端不受損傷,同時SRP占據(jù)核糖體的A位點,使蛋白質(zhì)合成暫停。:③SRP識別并結(jié)合ER膜上的SRP受體,核糖體、新生肽與內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜上的移位子結(jié)合。SRP解離,肽鏈繼續(xù)合成,信號肽開啟ER膜上的移位子,引導(dǎo)新生肽鏈進入ER腔,肽鏈合成完成后,內(nèi)質(zhì)網(wǎng)中的信號肽酶將信號肽切除。.試述分泌蛋白的合成、加工及轉(zhuǎn)運途徑。答:分泌蛋白的合成、加工及轉(zhuǎn)運途徑如下::(1)分泌蛋白在細胞質(zhì)基質(zhì)游離核糖體上的合成及轉(zhuǎn)運,可分為兩種途徑::①共翻譯轉(zhuǎn)運途徑:蛋白質(zhì)合成在游離核糖體上起始之后,由信號肽及其與之結(jié)合的SRP引導(dǎo)轉(zhuǎn)移至糙面內(nèi)質(zhì)網(wǎng),然后新生肽邊合成邊轉(zhuǎn)入糙面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)腔或定位在ER膜上,如分泌蛋白的分選以及內(nèi)質(zhì)網(wǎng)和高爾基體本身蛋白的轉(zhuǎn)運。:②后翻譯轉(zhuǎn)運途徑:分泌蛋白在細胞質(zhì)基質(zhì)游離核糖體上合成后,跨膜轉(zhuǎn)運至內(nèi)質(zhì)網(wǎng)中。:(2)分泌蛋白在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)進行修飾、加工及轉(zhuǎn)運。:①修飾、加工:包括蛋白質(zhì)糖基化、二硫鍵的形成、蛋白質(zhì)折疊和多亞基蛋白的裝配、特異性的蛋白質(zhì)水解切割及酰基化等。其中蛋白質(zhì)糖基化分為兩種形式:N-連接的糖基化和O-連接的糖基化(主要發(fā)生在高爾基體中)。:②轉(zhuǎn)運:蛋白質(zhì)經(jīng)修飾、加工后形成了正確的構(gòu)象,便由內(nèi)質(zhì)網(wǎng)出芽形成的膜泡包裹著轉(zhuǎn)運到高爾基體。:(3)運輸膜泡脫離糙面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)并移向高爾基體,與其順面膜囊融合,高爾基體對內(nèi)質(zhì)網(wǎng)轉(zhuǎn)運來的蛋白質(zhì)進行加工與包裝,然后分門別類地運送到細胞特定的部位或分泌到細胞外。加工與包裝過程具體為::①蛋白質(zhì)的糖基化及其修飾。:②蛋白酶的水解、硫酸化加工過程。:③分泌蛋白經(jīng)分選和包裝后,形成較大的膜泡進入細胞質(zhì)基質(zhì)。高爾基體TGN區(qū)是蛋白包裝分選的關(guān)鍵樞紐,包括3條分選途徑::a.溶酶體酶的包裝與分選途徑;:b.可調(diào)節(jié)性分泌途徑;:c.組成型分泌途徑。:(4)細胞質(zhì)基質(zhì)運輸階段:大膜泡接近質(zhì)膜。:(5)胞吐階段:分泌泡與質(zhì)膜融合,將分泌蛋白釋放出胞外。.試述細胞內(nèi)膜泡運輸?shù)母艣r、類型及其各自主要功能。膜泡運輸是蛋白質(zhì)分選的一種特有的方式,普遍存在于真核細胞中。在轉(zhuǎn)運過程中不僅涉及蛋白質(zhì)本身的修飾、加工和組裝,還涉及多種不同膜泡靶向運輸及其復(fù)雜的調(diào)控過程類型及功能:COPI:內(nèi)質(zhì)網(wǎng)回收錯誤分選的逃逸蛋白的重要途徑COPII:介導(dǎo)從內(nèi)質(zhì)網(wǎng)到高爾基體的物質(zhì)運輸網(wǎng)格蛋白/接頭蛋白包被膜泡:介導(dǎo)高爾基體向胞內(nèi)體或向溶酶體、黑(色)素體、血小板囊泡和植物細胞液泡的運輸.簡述COP|和COPII包被膜泡形成的機制以及在維持細胞結(jié)構(gòu)穩(wěn)定方面的作用。第七章.怎樣理解線粒體和葉綠體是細胞能量轉(zhuǎn)換的細胞器?線粒體和葉綠體是細胞內(nèi)兩種產(chǎn)能細胞器是因為葉綠體通過光合作用把光能轉(zhuǎn)化為化學能,并貯藏于糖類、脂肪和蛋白質(zhì)等大分子的有機物中。線粒體高效地將細胞內(nèi)的有機物轉(zhuǎn)化為細胞生命活動的直接能源,是糖類、脂肪和蛋白質(zhì)最終氧化釋放能量的場所。雖然線粒體和葉綠體是細胞內(nèi)產(chǎn)能細胞器,但細胞的能量主要是靠線粒體提供的。.線粒體和葉綠體在細胞內(nèi)呈現(xiàn)怎樣的動態(tài)特征?線粒體和葉綠體均是高度動態(tài)的細胞器,表現(xiàn)在:沿細胞骨架進行運動,產(chǎn)生位置和分布變化、形態(tài)變化,以及融合和分裂介導(dǎo)的體積和數(shù)目變化等。\r\n:\r\n除線粒體的大小和形態(tài)隨細胞生命活動變化而變化外;線粒體在細胞內(nèi)的分布與細胞內(nèi)的能量需求密切相關(guān),線粒體可通過馬達蛋白和細胞骨架運動,向能量需求集中的區(qū)域集中;細胞中線粒體的數(shù)目隨物種不同而不同,同一種生物體內(nèi)不同分化類型細胞的線粒體數(shù)目也不同;線粒體在細胞中通過頻繁分裂和融合來調(diào)控其形態(tài)和數(shù)目;小顆粒狀線粒體可融合成線條狀或片層狀線粒體,片層狀線粒體也可分裂成小顆粒狀線粒體。\r\n:\r\n植物細胞的葉綠體分布會隨光環(huán)境變化而變化,當光較弱時,匯集到細胞向光面,以多吸收光能,當光很強時,則避開受光面,以避免強光傷害;其葉綠體的移動和錨定與微絲骨架密切相關(guān),葉綠體和微絲骨架之間通過連接蛋白聯(lián)系,隨微絲骨架的動態(tài)變化而在細胞內(nèi)發(fā)生移動;葉綠體的內(nèi)、外膜向外延伸形成管狀凸出(基質(zhì)小管),不同的葉綠體通過基質(zhì)小管相互聯(lián)系,以在葉綠體間進行物質(zhì)和信息交流,但在葉肉細胞內(nèi)罕見葉綠體間融合。.試比較線粒體與葉綠體在基本結(jié)構(gòu)方面的異同。相同點:雙層膜、外膜通透性高、含孔蛋白、內(nèi)膜通透性低、均有膜間隙和基質(zhì)不同點:線粒體:內(nèi)膜內(nèi)陷成嵴,嵴上有基粒。內(nèi)膜含有ATP合成酶,電子傳遞的復(fù)合體,為氧化磷酸化、ATP合成提供必要的保障。葉綠體:內(nèi)膜衍生而來的類囊體,外有類囊體膜,膜上有光合電子復(fù)合體,ATP合成酶,為光合磷酸化、ATP的合成提供必需的保障,內(nèi)有類囊體腔.為什么說三竣酸循環(huán)是真核細胞能量代謝的中心?三海酸循環(huán)的起始物乙酰輔酶A,不僅是糖類分解的產(chǎn)物,還可來自甘油、脂肪酸和某些氨基酸代謝,因此它是糖、脂肪、蛋白質(zhì)三種主要有機物在體內(nèi)徹底氧化的共同代謝途徑。體內(nèi)大多數(shù)有機物是通過三海酸循環(huán)而分解的。\r\n:\r\n由三海酸循環(huán)脫氫過程中產(chǎn)生的氫經(jīng)過呼吸傳遞體傳遞,在此過程中伴隨電子傳遞和質(zhì)子的跨線粒體內(nèi)膜轉(zhuǎn)運,最終在膜間隙中累積質(zhì)子,建立質(zhì)子動力勢,驅(qū)動ATP合成,而ATP是真核生物體內(nèi)進行各種生命活動的直接能量來源。所以說三海酸循環(huán)是真核細胞能量代謝的中心。.電子傳遞鏈與氧化磷酸化之間有何關(guān)系?線粒體內(nèi)膜上的電子傳遞鏈將生物氧化作用和磷酸化作用聯(lián)系起來,及生物氧化作用形成的電子可以通過電子傳遞鏈傳遞,在電子傳遞過程中通時發(fā)生一系列的氧化還原反應(yīng),呼吸鏈中的質(zhì)子載體可將質(zhì)子由基質(zhì)轉(zhuǎn)移到膜間隙中,建立跨膜的質(zhì)子電化學梯度,當質(zhì)子通過ATP合酶上的質(zhì)子通道由膜間隙流到線粒體基質(zhì)中,催化ADP磷酸化形成ATP。在氧化磷酸化中,磷酸化所需能量由氧化作用供給,氧化作用形成的能量通過磷酸化作用儲存。.試比較線粒體的氧化磷酸化與葉綠體的光的光合磷酸化的異同點。相同點:①需要完整的膜體系②ATP的形成都是由H+移動所推動的③葉綠體的CF1因子與線粒體的F1因子都具有催化ADP和Pi形成ATP的作用不同點:①氧化磷酸化由物質(zhì)氧化驅(qū)動電子傳遞,光合磷酸化由光能驅(qū)動②氧化磷酸化耗氧,光合磷酸化放氧③相關(guān)蛋白質(zhì)復(fù)合物、酶不同④葉綠體平均3個H質(zhì)子穿過ATP合酶產(chǎn)生1個ATP,線粒體中平均2個H質(zhì)子穿過ATP合酶產(chǎn)生1個ATP.氧化磷酸化偶聯(lián)機制的化學滲透假說的主要論點是什么?電子傳遞鏈各組分在線粒體內(nèi)膜中不對稱分布,當高能電子沿其傳遞時,所釋放的能量將H+從基質(zhì)泵到膜間隙,形成H+電化學梯度(即質(zhì)子動力勢)。在這個梯度驅(qū)使下,H+穿過ATP合成酶回到基質(zhì),同時合成ATP,電化學梯度中蘊藏的能量儲存到ATP高能磷酸鍵。.為什么說線粒體和葉綠體是半自主性細胞器?線粒體和葉綠體中有DNA和RNA、核糖體、氨基酸活化酶等。這兩種細胞器均有自我繁殖所必需的基本組分,具有獨立進行轉(zhuǎn)錄和轉(zhuǎn)譯的功能。迄今為止,已知線粒體基因組僅能編碼約20種線粒體膜和基質(zhì)蛋白并在線粒體核糖體上合成;線粒體和葉綠體的絕大多數(shù)蛋白質(zhì)是由核基因編碼,在細胞質(zhì)核糖體上合成,然后轉(zhuǎn)移至線粒體或葉綠體內(nèi)。這些蛋白質(zhì)與線粒體或葉綠體DNA編碼的蛋白質(zhì)協(xié)同作用,可以說,細胞核與發(fā)育成熟的線粒體和葉綠體之間存在著密切的、精確的、嚴格調(diào)控的生物學機制。在二者協(xié)同作用的關(guān)系中,細胞核的功能更重要,一方面它提供了絕大部分遺傳信息;另一方面它具有關(guān)鍵的控制功能。也就是說,線粒體和葉綠體的自主程度是有限的,而對核遺傳系統(tǒng)有很大的依賴性。因此,線粒體和葉綠體的生長和增殖是受核基因組及其自身的基因組兩套遺傳系統(tǒng)的控制,所以稱為半自主性細胞器。.線粒體與葉綠體的內(nèi)共生起源學說有哪些?國內(nèi)共生起源學說:葉綠體起源于細胞內(nèi)共生的藍藻。\r\n:\r\n內(nèi)共生起源學說的不足之處:從進化角度,如何解釋在代謝上明顯占優(yōu)勢的共生體反而將大量的遺傳信息轉(zhuǎn)移到宿主細胞中;不能解釋細胞核是如何進化來的,即原核細胞如何演化為真核細胞;線粒體和葉綠體的基因組中存在內(nèi)含子,而真細菌原核生物基因組中不存在內(nèi)含子,如果同意內(nèi)共生起源學說的觀點,那么線粒體和葉綠體基因組中的內(nèi)含子從何發(fā)生。\r\n:\r\n內(nèi)共生起源學說的主要論據(jù):基因組在大小、形態(tài)和結(jié)構(gòu)方面與細菌相似;有自己完整的蛋白質(zhì)合成系統(tǒng),能獨立合成蛋白質(zhì),蛋白質(zhì)合成機制有很多類似細菌而不同于真核生物;兩層被膜有不同的進化來源,外膜與細胞的內(nèi)膜系統(tǒng)相似,內(nèi)膜與細菌質(zhì)膜相似,以分裂的方式進行繁殖,與細菌的繁殖方式相同;能在異源細胞內(nèi)長期生存,說明線粒體和葉綠體具有的自主性與共生性的特征;線粒體的祖先很可能來自反硝化副球菌或紫色非硫光合細菌;發(fā)現(xiàn)介于胞內(nèi)共生藍藻與葉綠體之間的結(jié)構(gòu)一一藍小體,其特征在很多方面可作為原始藍藻向葉綠體演化的佐證。第八章.通過這一章的學習,你對生命體的自組裝原則有何認識?答:我對生命體自組裝原則的認識如下::(1)細胞內(nèi)的復(fù)雜結(jié)構(gòu)可由簡單的分子組裝而成,其組裝過程受到細胞本身的調(diào)節(jié),這樣便于細胞在不同生理狀態(tài)下調(diào)節(jié)細胞結(jié)構(gòu)的組織形式,執(zhí)行特定的功能。:(2)多種結(jié)構(gòu)相互聯(lián)系,共同完成細胞的生命活動。:(3)生命體在裝配過程中受到多種因素影響。如影響微管組裝的因素有秋水仙素、紫杉醇、長春花堿;影響微絲組裝的因素有細胞松弛素、鬼筆環(huán)肽。:(4)生命體自組裝具有高度的時空順序性。.除支持作用和運動功能外,細胞骨架還有什么功能?怎樣理解"骨架"的概念?正確答案:細胞骨架的功能是多種多樣的首先它賦予細胞其三維形態(tài)把細胞撐起來其次細胞骨架參與幾乎所有形式的細胞運動比如肌肉的收縮、變形運動、細胞遷移、染色體向兩極運動、纖毛和鞭毛的運動、細胞器和生物大分子的運輸、細胞質(zhì)呢生物大分子的不對稱分布等。細胞骨架還具有將細胞質(zhì)基質(zhì)分區(qū)的功能。很多生化反應(yīng)都依附在細胞骨架上發(fā)生因此可以說細胞骨架是在細胞質(zhì)內(nèi)膜系統(tǒng)的基礎(chǔ)上更進一步地增加了細胞內(nèi)的表面積提高了生理生化反應(yīng)的效率。細胞骨架還參與了細胞連接將細胞與細胞、細胞與胞外基質(zhì)緊密連接在一起等等。細胞骨架得名于其是細胞質(zhì)內(nèi)的纖維狀網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)仿佛混凝土中的鋼筋結(jié)構(gòu)因而成為骨架。從上面細胞骨架的眾多功能來看也可以認為細胞骨架是連接細胞各個組分、細胞與周圍的細胞或胞外基質(zhì)以及各種生命活動的一個大的平臺和樞紐。細胞骨架的功能是多種多樣的,首先它賦予細胞其三維形態(tài),把細胞撐起來,其次,細胞骨架參與幾乎所有形式的細胞運動,比如肌肉的收縮、變形運動、細胞遷移、染色體向兩極運動、纖毛和鞭毛的運動、細胞器和生物大分子的運輸、細胞質(zhì)呢生物大分子的不對稱分布等。細胞骨架還具有將細胞質(zhì)基質(zhì)分區(qū)的功能。很多生化反應(yīng)都依附在細胞骨架上發(fā)生,因此可以說細胞骨架是在細胞質(zhì)內(nèi)膜系統(tǒng)的基礎(chǔ)上,更進一步地增加了細胞內(nèi)的表面積,提高了生理生化反應(yīng)的效率。細胞骨架還參與了細胞連接,將細胞與細胞、細胞與胞外基質(zhì)緊密連接在一起,等等。細胞骨架得名于其是細胞質(zhì)內(nèi)的纖維狀網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu),仿佛混凝土中的鋼筋結(jié)構(gòu),因而成為骨架。從上面細胞骨架的眾多功能來看,也可以認為細胞骨架是連接細胞各個組分、細胞與周圍的細胞或胞外基質(zhì)以及各種生命活動的一個大的平臺和樞紐。.細胞中同時存在幾種骨架體系有什么意義?是否是物質(zhì)和能量的一種浪費?答:(1)細胞骨架是指細胞內(nèi)以蛋白質(zhì)纖維為主要成分的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu),細胞中同時存在的骨架體系為微絲、微管和中間絲,這三種細胞骨架的意義在于它們在細胞的生命活動中各自的功能。:①微絲的功能主要有:肌細胞中參與肌原纖維收縮;非肌細胞中參與胞質(zhì)分裂、胞質(zhì)環(huán)流、吞噬作用、細胞變形運動、膜泡運輸、細胞黏著與連接(黏著帶與黏著斑)、微絨毛的支撐結(jié)構(gòu)等。:②微管的功能主要包括:支架作用,維持細胞形態(tài)、定位細胞器,作為細胞內(nèi)物質(zhì)運輸通道,作為纖毛、鞭毛的運動元件,構(gòu)成紡錘體參與細胞分裂等。:③中間絲的功能有:為細胞提供機械強度支持,參與細胞連接(橋粒與半橋粒),維持核膜穩(wěn)定等。:(2)三種骨架成分在細胞中同時存在不是物質(zhì)和能量的一種浪費,理由如下::三種骨架成分在細胞中同時存在,自成系統(tǒng),但又互相聯(lián)系,互不重合。微絲分布在靠近細胞膜的部位,微管、中間絲從細胞核向細胞周緣放射狀延伸。它們在功能上相互配合、相互協(xié)調(diào),缺乏任何一種骨架成分都會引起細胞生命活動的異常。因此細胞中同時存在幾種骨架體系并不是物質(zhì)和能量的浪費。.為什么說細胞骨架是細胞結(jié)構(gòu)和功能的組織者?細胞內(nèi)一些細胞器和生物大分子的不對稱分布有什么意義?細胞骨架形成了細胞的多種結(jié)構(gòu)。微管能形成鞭毛、纖毛、基體和中心體等結(jié)構(gòu),微絲參與微絨毛、收縮環(huán)、應(yīng)力纖維、黏合斑和粘合帶的形成,中間絲對維持細胞核的形態(tài)和形成橋粒等具有重要作用。細胞骨架在細胞形態(tài)發(fā)生和維持等方面具有重要作用。除支持功能外,它還在物質(zhì)運輸、信號傳遞、細胞運動、細胞分裂等活動中具有重要作用。因此說細胞骨架式細胞結(jié)構(gòu)和功能的組織者。細胞內(nèi)一些細胞器和生物大分子的不對稱分布于細胞不同結(jié)構(gòu)或部分具有特定的功能時相互聯(lián)系的。這種不對稱分布于細胞骨架的組織方式有關(guān)。例如,細胞皮層中含有豐富的微絲結(jié)構(gòu),這與皮層中的微絲參與膜骨架的形成、細胞的吞噬活動和細胞的運動等有關(guān);神經(jīng)細胞中的軸突和樹突具有大量的胞質(zhì)骨架,這與軸突和樹突形態(tài)的維持以及物質(zhì)的定向運輸有關(guān);橋粒、半橋粒、黏合斑和黏合帶含有豐富的胞質(zhì)骨架結(jié)構(gòu),這與錨定連接的形成有關(guān)。因此細胞內(nèi)一些細胞器和生物大分子的不對稱分布這一特點是與細胞特定結(jié)構(gòu)的功能相一致的。.如何理解細胞骨架的動態(tài)不穩(wěn)定性?這一現(xiàn)象與細胞生命活動過程有什么關(guān)系?細胞骨架的動態(tài)不穩(wěn)定性是指細胞骨架結(jié)構(gòu)在一定條件下可動態(tài)的去組裝或重新組裝的現(xiàn)象。這種不穩(wěn)定性在細胞生命活動過程中具有重要的生物學意義。①細胞的分裂過程通過紡錘體的組裝與解聚來完成染色體的移動;②細胞周期過程中細胞核的消失與重新形成與核纖層結(jié)構(gòu)的動態(tài)變化有關(guān);③胞質(zhì)環(huán)流和細胞的運動、遷移需要“凝膠一溶膠”的轉(zhuǎn)變;④通過踏車現(xiàn)象可改變微管或微絲在細胞中的分布部位,這與細胞的移動有關(guān)。第九章.概述細胞核的基本結(jié)構(gòu)及其主要功能。細胞核是真核細胞內(nèi)最大、最重要的細胞器,主要由核被膜、染色質(zhì)、核仁及由非組蛋白質(zhì)組成的網(wǎng)絡(luò)狀的核基質(zhì)組成,是遺傳信息的貯存場所,是細胞內(nèi)基因復(fù)制和RNA轉(zhuǎn)錄的中心,是細胞生命活動的調(diào)控中心。.試述核孔復(fù)合體的結(jié)構(gòu)及其功能。核孔復(fù)合體是介導(dǎo)細胞核與細胞質(zhì)之間物質(zhì)運輸?shù)闹饕ǖ溃诼?lián)系核質(zhì)之間的物質(zhì)流、信息流中起十分重要的作用。①結(jié)構(gòu):核孔復(fù)合體是內(nèi)外核膜局部融合產(chǎn)生的環(huán)狀結(jié)構(gòu),由一組蛋白質(zhì)顆粒按特定方式排列形成。其有:A.胞質(zhì)環(huán):位于核孔邊緣的胞質(zhì)面,環(huán)上連有8個細胞質(zhì)顆粒及8條細長的纖維,對稱分布,并伸向細胞質(zhì)。B.核質(zhì)環(huán):位于核孔邊緣的核質(zhì)面,在核質(zhì)環(huán)上也有對稱地連有較胞質(zhì)面纖維長的8條細長纖維,伸向核質(zhì)。C.中央栓:位于核孔的中心,呈顆粒狀或棒狀,推測其在核質(zhì)交換中發(fā)揮一定的作用,又稱之為中央運輸?shù)鞍祝╟entraltransporter)。從中央運輸?shù)鞍紫蛲馍斐?8個輻條(spoke)并與核孔復(fù)合物的細胞核面的核質(zhì)環(huán)(nucleoplamicring)和細胞質(zhì)面的胞質(zhì)環(huán)(cytoplasmicring)相連。以上組分形成籠形結(jié)構(gòu)。②功能:核孔對細胞活動所需要成分定向運輸起到?jīng)Q定性作用。核孔的主要功能是構(gòu)成核質(zhì)間雙向運輸?shù)挠H水性通道。其運輸有兩種方式:A.被動擴散:核孔復(fù)合體作為被動擴散的親水性通道,允許離子、水溶性分子穿梭于核質(zhì)之間,進行自
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