醫(yī)學生必看細胞生物學習題及解答02.doc

細胞生物學習題及解答第一章 緒 論六、論述題1、什么叫細胞生物學？試論述細胞生物學研究的主要內(nèi)容。答:細胞生物學是研究細胞基本生命活動規(guī)律的科學,它是在三個水平(顯微、亞顯微與分子水平)上，以研究細胞的結(jié)構(gòu)與功能、細胞增殖、細胞分化、細胞衰老開發(fā)商地亡、細胞信號傳遞、真核細胞基因表達與調(diào)控、細胞起源與進化等為主要內(nèi)容的一門科學。細胞生物學的主要研究內(nèi)容主要包括兩個大方面：細胞結(jié)構(gòu)與功能、細胞重要生命活動。涵蓋九個方面的內(nèi)容：細胞核、染色體以及基因表達的研究；生物膜與細胞器的研究；細胞骨架體系的研究；細胞增殖及其調(diào)控；細胞分化及其調(diào)控；細胞的衰老與凋亡；細胞的起源與進化；細胞工程；細胞信號轉(zhuǎn)導。2、試論述當前細胞生物學研究最集中的領(lǐng)域。答：當前細胞生物學研究主要集中在以下四個領(lǐng)域：細胞信號轉(zhuǎn)導；細胞增殖調(diào)控；細胞衰老、凋亡及其調(diào)控；基因組與后基因組學研究。人類亟待通過以上四個方面的研究，闡明當今主要威脅人類的四大疾?。喊┌Y、心血管疾病、艾滋病和肝炎等傳染病的發(fā)病機制，并采取有效措施達到治療的目的。第二章 細胞基本知識概要第二章參考答案一、名詞解釋1、細胞：由膜轉(zhuǎn)圍成的、能進行獨立繁殖的最小原生質(zhì)團，是生物體電基本的開礦結(jié)構(gòu)和生理功能單位。其基本結(jié)構(gòu)包括：細胞膜、細胞質(zhì)、細胞核（擬核）。2、病毒（virus）：迄今發(fā)現(xiàn)的最小的、最簡單的專性活細胞內(nèi)寄生的非胞生物體，是僅由一種核酸（DNA或RNA）和蛋白質(zhì)構(gòu)成的核酸蛋白質(zhì)復合體。 3、病毒顆粒：結(jié)構(gòu)完整并具有感染性的病毒。4、原核細胞：沒有由膜圍成的明確的細胞核、體積小、結(jié)構(gòu)簡單、進化地位原始的細胞。5、原核（擬核、類核）：原核細胞中沒有核膜包被的DNA區(qū)域，這種DNA不與蛋白質(zhì)結(jié)合。 6、細菌染色體（或細菌基因組）：細菌內(nèi)由雙鏈DNA分子所組成的封閉環(huán)折疊而成的遺傳物質(zhì)，這樣的染色體是裸露的，沒有組蛋白和其他蛋白質(zhì)結(jié)合也不形成核小體結(jié)構(gòu)，易于接受帶有相同或不同物種的基因的插入。7、質(zhì)粒：細菌細胞核外可進行自主復制的遺傳因子，為裸露的環(huán)狀DNA，可從細胞中失去而不影響細胞正常的生活，在基因工程中常作為基因重組和基因轉(zhuǎn)移的載體。8、芽孢：細菌細胞為抵抗外界不良環(huán)境而產(chǎn)生的休眠體。 9、細胞器：存在于細胞中，用光鏡、電鏡或其他工具能夠分辨出的，具有一定開礦特點并執(zhí)行特定機能的結(jié)構(gòu)。10、類病毒：寄生在高等生物（主要是植物）內(nèi)的一類比任何已知病毒都小的致病因子。沒有蛋白質(zhì)外殼，只有游離的RNA分子，但也存在DNA型。11、細胞體積的守恒定律：器官的總體積與細胞的數(shù)量成正比，而與細胞的大小無關(guān)。五、簡答題六、論述題1、如何理解“細胞是生命活動的基本單位”。答：細胞是構(gòu)成有機體的基本單位。一切有機體均由細胞構(gòu)成，只有病毒是非細胞形態(tài)的生命體。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細胞是有機體生長與發(fā)育的基礎(chǔ)細胞是遺傳的基本單位，細胞具有遺傳的全能性細胞是生命起源和進化的基本單位。沒有細胞就沒有完整的生命2、試論述原核細胞與真核細胞最根本的區(qū)別。答：原核細胞與真核細胞最根本的區(qū)別在于：生物膜系統(tǒng)的分化與演變：真核細胞以生物膜分化為基礎(chǔ)，分化為結(jié)構(gòu)更精細、功能更專一的基本單位細胞器，使細胞內(nèi)部結(jié)構(gòu)與職能的分工是真核細胞區(qū)別于原核細胞的重要標志；遺傳信息量與遺傳裝置的擴增與復雜化：由于真核細胞結(jié)構(gòu)與功能的復雜化，遺傳信息量相應(yīng)擴增，即編碼結(jié)構(gòu)蛋白與功能蛋白的基因數(shù)首先大大增多；遺傳信息重復序列與染色體多倍性的出現(xiàn)是真核細胞區(qū)別于原核細胞的一個重大標志。遺傳信息的復制、轉(zhuǎn)錄與翻譯的裝置和程序也相應(yīng)復雜化，真核細胞內(nèi)遺傳信息的轉(zhuǎn)錄與翻譯有嚴格的階段性與區(qū)域性，而在原核細胞內(nèi)轉(zhuǎn)錄與翻譯可同時進行。第三章 細胞生物學研究方法第三章參考答案一、名詞解釋1、分辨率：區(qū)分開兩個質(zhì)點間的最小距離。2、細胞培養(yǎng)：把機體內(nèi)的組織取出后經(jīng)過分散（機械方法或酶消化）為單個細胞，在人工培養(yǎng)的條件下，使其生存、生長、繁殖、傳代，觀察其生長、繁殖、接觸抑制、衰老等生命現(xiàn)象的過程。3、細胞系：在體外培養(yǎng)的條件下，有的細胞發(fā)生了遺傳突變，而且?guī)в邪┘毎攸c，失去接觸抑制，有可能無限制地傳下去的傳代細胞。4、細胞株：在體外一般可以順利地傳4050代，并且仍能保持原來二倍體數(shù)量及接觸抑制行為的傳代細胞。5、原代細胞培養(yǎng)：直接從有機體取出組織，通過組織塊長出單層細胞，或者用酶消化或機械方法將組織分散成單個細胞，在體外進行培養(yǎng)，在首次傳代前的培養(yǎng)稱為原代培養(yǎng)。6、傳代細胞培養(yǎng)：原代培養(yǎng)形成的單層培養(yǎng)細胞匯合以后，需要進行分離培養(yǎng)（即將細胞從一個培養(yǎng)器皿中以一定的比率移植至另一些培養(yǎng)器皿中的培養(yǎng)），否則細胞會因生存空間不足或由于細胞密度過大引起營養(yǎng)枯竭，將影響細胞的生長，這一分離培養(yǎng)稱為傳代細胞培養(yǎng)。7、細胞融合：兩個或多個細胞融合成一個雙核細胞或多核細胞的現(xiàn)象。一般通過滅活的病毒或化學物質(zhì)介導，也可通過電刺激融合。8、單克隆抗體：通過克隆單個分泌抗體的B淋巴細胞，獲得的只針對某一抗原決定簇的抗體，具有專一性強、能大規(guī)模生產(chǎn)的特點。1、超薄切片的樣品制片過程包括哪些步驟？答案要點：固定，包埋，切片，染色。2、熒光顯微鏡在細胞生物學研究中有什么應(yīng)用？答案要點：熒光顯微鏡是以紫外線為光源，照射被檢物體發(fā)出熒光，在顯微鏡下觀察形狀及所在位置，圖像清晰，色彩逼真。熒光顯微鏡可以觀察細胞內(nèi)天然物質(zhì)經(jīng)紫外線照射后發(fā)熒光的物質(zhì)（如葉綠體中的葉綠素能發(fā)出血紅色熒光）；也可觀察誘發(fā)熒光物質(zhì)（如用丫啶橙染色后，細胞中RNA發(fā)紅色熒光，DNA發(fā)綠色熒光），根據(jù)發(fā)光部位，可以定位研究某些物質(zhì)在細胞內(nèi)的變化情況。3、比較差速離心與密度梯度離心的異同。答案要點：二者都是依靠離心力對細胞勻漿懸浮扔中的顆粒進行分離的技術(shù)。差速離心是一種較為簡便的分離法，常用于細胞核和細胞器的分離。因為在密度均一的介質(zhì)中，顆粒越大沉降越快，反之則沉降較慢。這種離心方法只能將那些大小有顯著差異的組分分開，而且所獲得的分離組分往往不很純；而密度梯度離心則是較為精細的分離手段，這種方法的關(guān)鍵是先在離心管中制備出蔗糖或氯化銫等介質(zhì)的濃度梯度并將細胞勻漿裝在最上層，密度梯度的介質(zhì)可以穩(wěn)定沉淀成分，防止對流混合，在此條件下離心，細胞不同組分將以不同速率沉降并形成不同沉降帶。4、為什么電子顯微鏡不能完全替代光學顯微鏡？答案要點：電子顯微鏡用電子束代替了光束，大大提高了分辨率，電子顯微鏡相對光學顯微鏡是個飛躍。但是電子顯微鏡：樣品制備更加復雜；鏡筒需要真空，成本更高；只能觀察“死”的樣品，不能觀察活細胞。光學顯微鏡技術(shù)性能要求不高，使用容易；可以觀察活細胞，觀察視野范圍廣，可在組織內(nèi)觀察細胞間的聯(lián)系；而且一些新發(fā)展起來的光學顯微鏡能夠觀察特殊的細胞或細胞結(jié)構(gòu)組分。因此，電子顯微鏡不能完全代替光學顯微鏡。5、相差顯微鏡在細胞生物學研究中有什么應(yīng)用？答案要點：相差顯微鏡通過安裝特殊裝置（如相差板等）將光波通過樣品的光程差或相差位轉(zhuǎn)換為振幅差，由于相差板上部分區(qū)域有吸光物質(zhì)，使兩組光線之間增添了新的光程差，從而對樣品不同同造成的相位差起“夸大作用”，樣品表現(xiàn)出肉眼可見的明暗區(qū)別。相差顯微鏡的樣品不需染色，可以觀察活細胞，甚至研究細胞核、線粒體等到細胞器的形態(tài)。6、比較放大率與分辨率的含義。答案要點：二者都是衡量顯微鏡性能的指標。通常放大率是指顯微鏡所成像的大小與樣本實際大小的比率；而分辨率是指能分辨或區(qū)分出的被檢物體細微結(jié)構(gòu)的最小間隔，即兩個點間的最小距離。放大率對分辨率有影響，但分辨率不僅僅取決于放大率。7、掃描隧道顯微鏡具有哪些特點？答案要點：高分辨率：具有原子尺度的高分辨率本領(lǐng)，側(cè)分辨率為0.10.2nm，縱分辨率可達0.001nm；直接探測樣品的表面結(jié)構(gòu)：可繪出立體三維結(jié)構(gòu)圖像；可以在真空、大氣、液體（接近于生理環(huán)境的離子強度）等多種條件下工作；非破壞性測量：由于沒有高能電子束，對表現(xiàn)沒有破壞作用（如輻射、熱損傷等），能對生理狀態(tài)下的生物大分子和活細胞膜表面的結(jié)構(gòu)進行研究，樣品不會受到損傷而保持完好；掃描速度快，獲取數(shù)據(jù)的時間短，成像快。六、論述題1、試比較光學顯微鏡與電子顯微鏡的區(qū)別。答案要點：光學顯微鏡是以可見光為照明源，將微小的物體形成放大影像的光學儀器；而電子顯微鏡則是以電子束為照明源，通過電子流對樣品的透射或反射及電磁透鏡的多級放大后在熒光屏上成像的大型儀器。它們的不同在于：照明源不同：光鏡的照明源是可見光，電鏡的照明源是電子束；由于電子束的波長遠短于光波波長，因而電鏡的放大率及分辨率顯著高于光鏡。透鏡不同：光鏡為玻璃透鏡；電鏡為電磁透鏡。分辨率及有效放大本領(lǐng)不同：光鏡的分辨率為0.2m左右，放大倍數(shù)為1000倍；電鏡的分辨率可達0.2nm，放大倍數(shù)106倍。真空要求不同：光鏡不要求真空；電鏡要求真空。成像原理不同：光鏡是利用樣品對光的吸收形成明暗反差和顏色變化成像；而電鏡則是利用樣品對電子的散射和透射形成明暗反差成像。生物樣品制備技術(shù)不同：光鏡樣品制片技術(shù)較簡單，通常有組織切片、細胞涂片、組強壓片和細胞滴片等；而電鏡樣品的制備較復雜，技術(shù)難度和費用都較高，在取材、固定、脫水和包埋等環(huán)節(jié)上需要特殊的試劑和操作，還需要制備超薄切片。第四章 細胞膜與細胞表面一、名詞解釋1、生物膜 ：把細胞所有膜相結(jié)構(gòu)稱為生物膜。2、脂質(zhì)體：是根據(jù)磷脂分子可在水相中形成穩(wěn)定的脂雙層膜的而制備的人工膜。3、雙型性分子（兼性分子）：像磷子分子即含親水性的頭部、又含疏水性的尾部，這樣的分子叫雙性分子。4、內(nèi)在蛋白：分布于磷脂雙分子層之間，以疏水氨基酸與磷脂分子的疏水尾部結(jié)合，結(jié)合力較強。只有用去垢劑處理，使膜崩解后，才能將它們分離出來。5、外周蛋白：為水溶性蛋白,靠離子鍵或其它弱鍵與膜表面的蛋白質(zhì)分子或脂分子極性頭部非共價結(jié)合，易分離。6、細胞外被：細胞外被(cell coat)：又稱糖萼，細胞膜外表面覆蓋的一層粘多糖物質(zhì)，實際上是細胞表面與質(zhì)膜中的蛋白或脂類分子共價結(jié)合的寡糖鏈，是膜正常的結(jié)構(gòu)組分，對膜蛋白起保護作用，在細胞識別中起重要作用。7、細胞連接：細胞連接是多細胞有機體中相鄰細胞之間通過細胞膜相互聯(lián)系、協(xié)同作用的重要組織方式，在結(jié)構(gòu)上常包括質(zhì)膜下、質(zhì)膜及質(zhì)膜外細胞間幾個部分，對于維持組織的完整性非常重要，有的還具有細胞通訊作用。8、緊密連接：緊密連接是封閉連接的主要形式，普遍存在于脊椎動物體表及體內(nèi)各種腔道和腺體上皮細胞之間。是指相鄰細胞質(zhì)膜直接緊密地連接在一起，能阻止溶液中的分子特別是大分子沿著細胞間的縫隙滲入體內(nèi)，維持細胞一個穩(wěn)定的內(nèi)環(huán)境。 9、橋粒：又稱點狀橋粒，位于粘合帶下方。是細胞間形成的鈕扣式的連接結(jié)構(gòu)，跨膜蛋白（鈣粘素）通過附著蛋白（致密斑）與中間纖維相聯(lián)系，提供細胞內(nèi)中間纖維的錨定位點。中間纖維橫貫細胞，形成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，同時還通過橋粒與相鄰細胞連成一體，形成整體網(wǎng)絡(luò)，起支持和抵抗外界壓力與張力的作用。10、膜骨架：細胞質(zhì)膜下與膜蛋白相連的、由纖維蛋白組成的網(wǎng)架結(jié)構(gòu)，它參與細胞質(zhì)膜形狀的維持，協(xié)助質(zhì)膜完成多種生理功能。11、血影：紅細胞經(jīng)低滲處理后，質(zhì)膜破裂，釋放出血紅蛋白和其他胞內(nèi)可溶性蛋白后剩下的結(jié)構(gòu)，是研究質(zhì)膜的結(jié)構(gòu)及其與膜骨架的關(guān)系的理想材料。12、間隙連接：是動物細胞間最普遍的細胞連接，是在相互接觸的細胞之間建立的有孔道的連接結(jié)構(gòu)，允許無機離子及水溶性小分子物質(zhì)從中通過，從而溝通細胞達到代謝與功能的統(tǒng)一。13、細胞粘附分子：細胞粘附分子是細胞表面分子，多為糖蛋白，是一類介導細胞之間、細胞與細胞外基質(zhì)之間粘附作用的膜表面糖蛋白。14、細胞外基質(zhì)：分布于細胞外空間，由細胞分泌的蛋白和多糖所構(gòu)成的結(jié)構(gòu)精細而錯綜復雜的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，它不僅參與組織結(jié)構(gòu)的維持，而且對細胞的存活、形態(tài)、功能、代謝、增殖、分化、遷移等基本生命活動具有全方位的影響。細胞外基質(zhì)成分可以借助其細胞表面的特異性受體向細胞發(fā)出信號，通過細胞骨架或各種信號轉(zhuǎn)導途徑將信號傳導至細胞質(zhì)，乃至細胞核，影響基因的表達及細胞的活動。五、簡答題1、簡述細胞膜的生理作用。答案要點：（1）限定細胞的范圍，維持細胞的形狀。（2）具有高度的選擇性，（為半透膜）并能進行主動運輸使細胞內(nèi)外形成不同的離子濃度并保持細胞內(nèi)物質(zhì)和外界環(huán)境之間的必要差別。（3）是接受外界信號的傳感器，使細胞對外界環(huán)境的變化產(chǎn)生適當?shù)姆磻?yīng)。（4）與細胞新陳代謝、生長繁殖、分化及癌變等重要生命活動密切相關(guān)。2、生物膜的基本結(jié)構(gòu)特征是什么？與它的生理功能有什么聯(lián)系？答案要點：生物膜的基本結(jié)構(gòu)特征：磷脂雙分子層組成生物膜的基本骨架，具有極性的頭部和非極性的尾部的脂分子在水相中具有自發(fā)形成封閉膜系統(tǒng)的性質(zhì)，以非極性尾部相對，以極性頭部朝向水相。這一結(jié)構(gòu)特點為細胞和細胞器的生理活動提供了一個相對穩(wěn)定的環(huán)境，使細胞與外界、細胞器與細胞器之間有了一個界面；蛋白質(zhì)分子以不同的方式鑲嵌其中或結(jié)合于表面，蛋白質(zhì)的類型、數(shù)量的多少、蛋白質(zhì)分布的不對稱性及其與脂分子的協(xié)同作用賦予生物膜不同的特性與功能；這些結(jié)構(gòu)特征有利于物質(zhì)的選擇運輸，提供細胞識別位點，為多種酶提供了結(jié)合位點，同時參與形成不同功能的細胞表面結(jié)構(gòu)特征。3、試比較單位膜模型與流動鑲嵌模型。答案要點：單位膜模型的主要內(nèi)容：兩暗一明，細胞共有，厚約7.5nm，各種膜都具有相似的分子排列和起源。單位膜模型的不足點：膜是靜止的、不變的。但是在生命系統(tǒng)中一般功能的不同常伴隨著結(jié)構(gòu)的差異，這樣共同的單位膜結(jié)構(gòu)很難與膜的多樣性與特殊性一致起來。膜的厚度一致：不同膜的厚度不完全一樣，變化范圍在510nm。蛋白質(zhì)在脂雙分子層上為伸展構(gòu)型：很難理解有活性的球形蛋白怎樣保持其活性，通常蛋白質(zhì)形狀的變化會導致其活性發(fā)生深刻的變化。流動鑲嵌模型的主要內(nèi)容：脂雙分子層構(gòu)成膜的基本骨架，蛋白質(zhì)分子或鑲在表面或部分或全部嵌入其中或橫跨整個脂類層。優(yōu)點：強調(diào)膜的流動性：認為膜的結(jié)構(gòu)成分不是靜止的，而是動態(tài)的，細胞膜是由流動的脂類雙分子層中鑲嵌著球蛋白按二維排列組成的，脂類雙分子層像輕油般的流體，具有流動性，能夠迅速地在膜平面進行側(cè)向運動；強調(diào)膜的不對稱性：大部分膜是不對稱的，在其內(nèi)部及其內(nèi)外表面具有不同功能的蛋白質(zhì)；脂類雙分子層，內(nèi)外兩層脂類分子也是不對稱的。4、紅細胞質(zhì)膜蛋白及膜骨架的成分是什么？用SDS聚丙烯酰胺凝膠電泳分析血影蛋白成分，紅細胞膜蛋白主要包括血影蛋白（或稱紅膜肽）、錨蛋白、帶3蛋白、帶4.1蛋白和肌動蛋白，還有一些血型糖蛋白。膜骨架蛋白主要成分包括：血影蛋白、肌動蛋白、錨蛋白和帶4.1蛋白等。5、簡述細胞膜的基本特性。答案要點：細胞膜的最基本的特性是不對稱性和流動性。細胞膜的不對稱性是由膜脂分布的不對稱性和膜蛋白分布的不對稱性所決定的。膜脂分布的不對稱性表現(xiàn)在：膜脂雙分子層內(nèi)外層所含脂類分子的種類不同；脂雙分子層內(nèi)外層磷脂分子中脂肪酸的飽和度不同；脂雙分子層內(nèi)外層磷脂所帶電荷不同；糖脂均分布在外層脂質(zhì)中。膜蛋白的不對稱性表現(xiàn)在：糖蛋白的糖鏈主要分布在膜外表面；膜受體分子均分布在膜外層脂質(zhì)中；腺苷酸環(huán)化本科分布在膜內(nèi)表面。膜的流動性是由膜內(nèi)部脂質(zhì)分子和蛋白質(zhì)分子的運動性所決定的。膜脂的流動性和膜蛋白的運動性使得細胞膜成為一種動態(tài)結(jié)構(gòu)；膜脂分子的運動表現(xiàn)在側(cè)向擴散；旋轉(zhuǎn)運動；擺動運動；翻轉(zhuǎn)運動；膜蛋白的分子運動則包括側(cè)向擴散和旋轉(zhuǎn)運動。六、論述題1、動物細胞連接主要有哪幾種類型，各有何功能？答案要點：細胞連接的類型：封閉連接或閉鎖連接：緊密連接；錨定連接：1、與中間纖維相關(guān)的錨定連接：橋粒和半橋粒；2、與肌動蛋白纖維相關(guān)的錨定連接：粘合帶和粘合斑；通訊連接：間隙連接。緊密連接是封閉連接的主要形式，普遍存在于脊椎動物體表及體內(nèi)各種腔道和腺體上皮細胞之間。是指相鄰細胞質(zhì)膜直接緊密地連接在一起，能阻止溶液中的分子特別是大分子沿著細胞間的縫隙滲入體內(nèi)，維持細胞一個穩(wěn)定的內(nèi)環(huán)境。緊密連接具有：1、形成滲漏屏障，起重要的封閉作用；2、隔離作用，使游離端與基底面質(zhì)膜上的膜蛋白行使各自不同的膜功能；3、支持功能。橋粒：又稱點狀橋粒，位于粘合帶下方。是細胞間形成的鈕扣式的連接結(jié)構(gòu)，跨膜蛋白（鈣粘素）通過附著蛋白（致密斑）與中間纖維相聯(lián)系，提供細胞內(nèi)中間纖維的錨定位點。中間纖維橫貫細胞，形成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，同時還通過橋粒與相鄰細胞連成一體，形成整體網(wǎng)絡(luò)，起支持和抵抗外界壓力與張力的作用。半橋粒相當于半個橋粒，但其功能和化學組成與橋粒不同。它通過細胞質(zhì)膜上的膜蛋白整合素將上皮細胞錨定在基底膜上, 在半橋粒中，中間纖維不是穿過而是終止于半橋粒的致密斑內(nèi)。存在于上皮組織基底層細胞靠近基底膜處，防止機械力造成細胞與基膜脫離。粘合帶：又稱帶狀橋粒，位于緊密連接下方，相鄰細胞間形成一個連續(xù)的帶狀連接結(jié)構(gòu)，跨膜蛋白通過微絲束間接將組織連接在一起，提高組織的機械張力。粘合斑：細胞通過肌動蛋白纖維和整聯(lián)蛋白與細胞外基質(zhì)之間的連接方式，微絲束通過附著蛋白錨定在連接部位的跨膜蛋白上。存在于某些細胞的基底，呈局限性斑狀。其形成對細胞遷移是不可缺少的。體外培養(yǎng)的細胞常通過粘著斑粘附于培養(yǎng)皿上。間隙連接：是動物細胞間最普遍的細胞連接，是在相互接觸的細胞之間建立的有孔道的連接結(jié)構(gòu)，允許無機離子及水溶性小分子物質(zhì)從中通過，從而溝通細胞達到代謝與功能的統(tǒng)一。間隙連接在代謝偶聯(lián)中的作用：使代謝物（如氨基酸、葡萄糖、核苷酸、維生素等）及第二信使（cAMP、Ca2+等）直接在細胞之間流通。間隙連接在神經(jīng)沖動信息傳遞過程中的作用：在由具有電興奮性的細胞構(gòu)成的組織中，通過間隙連接建立的電偶聯(lián)對其功能的協(xié)調(diào)一致具有重要作用。間隙連接在早期胚胎發(fā)育和細胞分化過程中具有重要；間隙連接對細胞增殖的控制也有一定作用。2、胞外基質(zhì)的組成、分子結(jié)構(gòu)及生物學功能是什么？答案要點：組成細胞外基質(zhì)的大分子可大致分為四大類：膠原、彈性蛋白、非膠原糖蛋白及氨基聚糖和蛋白聚糖。膠原：膠原是胞外基質(zhì)最基本結(jié)構(gòu)成份之一，是細胞外基質(zhì)中最主要的水不溶性纖維蛋白。動物體內(nèi)含量最豐富的蛋白，普遍存在于體內(nèi)各種器官和組織，是細胞外基質(zhì)中的框架結(jié)構(gòu)，可由成纖維細胞、軟骨細胞、成骨細胞及某些上皮細胞合成并分泌到細胞外。膠原的分子結(jié)構(gòu)：膠原纖維的基本結(jié)構(gòu)單位是原膠原；原膠原是由三條肽鏈盤繞成的三股螺旋結(jié)構(gòu)；原膠原肽鏈具有Gly-x-y重復序列（G：甘氨酸，x常為脯氨酸，y常為羥脯氨酸或羥賴氨酸），對膠原纖維的高級結(jié)構(gòu)的形成是重要的；在膠原纖維內(nèi)部,原膠原蛋白分子呈1/4交替平行排列,一個原膠原分子的頭部與下一個原膠原分子的尾部有一個小的間隔分隔，形成周期性橫紋。膠原的功能：a、構(gòu)成細胞外基質(zhì)的骨架結(jié)構(gòu)，細胞外基質(zhì)中的其它組分通過與膠原結(jié)合形成結(jié)構(gòu)與功能的復合體；b、在不同組織中，膠原組裝成不同的纖維形式,以適應(yīng)特定功能的需要；c、膠原可被膠原酶特異降解，而參入胞外基質(zhì)信號傳遞的調(diào)控網(wǎng)絡(luò)中。氨基聚糖和蛋白聚糖：氨基聚糖(GAG)，又稱糖胺聚糖，是由重復的二糖單位構(gòu)成的長鏈多糖，二糖單位：一是氨基己糖(氨基葡萄糖或氨基半乳糖)，另一個是糖醛酸。氨基聚糖可分為：透明質(zhì)酸、4-硫酸軟骨素、6-硫酸軟骨素、硫酸皮膚素、硫酸乙酰肝素、肝素和硫酸角質(zhì)素等。透明質(zhì)酸及其生物學功能：透明質(zhì)酸是一種重要的糖胺聚糖，透明質(zhì)酸是增殖細胞和遷移細胞的胞外基質(zhì)主要成分，也是蛋白聚糖的主要結(jié)構(gòu)組分；透明質(zhì)酸在結(jié)締組織中起強化、彈性和潤滑作用；透明質(zhì)酸使細胞保持彼此分離，使細胞易于運動遷移和增殖并阻止細胞分化；在胞外基質(zhì)中，透明質(zhì)酸傾向于向外膨脹，產(chǎn)生壓力，使結(jié)締組織具有抗壓的能力。蛋白聚糖：存在于所有結(jié)締組織和細胞外基質(zhì)及許多細胞表面，是由氨基聚糖與核心蛋白的絲氨酸殘基共價連接形成的巨分子，若干蛋白聚糖單體借連接蛋白以非共價鍵與透明質(zhì)酸結(jié)合形成多聚體。蛋白聚糖的功能：軟骨中的蛋白聚糖是最大巨分子之一, 賦予軟骨以凝膠樣特性和抗變形能力；蛋白聚糖可視為細胞外的激素富集與儲存庫，可與多種生長因子（如成纖維細胞生長因子FGF、轉(zhuǎn)化生長因子TGF等）結(jié)合，有利于激素分子進一步與細胞表面受體結(jié)合，有效完成信號的傳導。層粘連蛋白和纖連蛋白：a、層粘連蛋白：是各種動物胚胎及成體組織的基膜的主要結(jié)構(gòu)組分之一，是高分子糖蛋白（相對分子量820KD），由一條重鏈和兩條輕鏈構(gòu)成。細胞通常是通過層粘連蛋白錨定于基膜上；層粘連蛋白在胚胎發(fā)育及組織分化中具有重要作用；層粘連蛋白也與腫瘤細胞的轉(zhuǎn)移有關(guān)。b、纖連蛋白：纖連蛋白是高分子量糖蛋白（220-250KD），是多聚體，各亞單位在C端形成二硫鍵交聯(lián)，各亞單位由數(shù)個結(jié)構(gòu)域構(gòu)成，RGD三肽序列是細胞識別的最小結(jié)構(gòu)單位。纖粘連蛋白的膜蛋白受體為整合素家族成員之一,在其細胞外功能區(qū)有與RGD高親和性結(jié)合部位。纖連蛋白的主要功能：介導細胞粘著，通過細胞信號轉(zhuǎn)導途徑調(diào)節(jié)細胞的形狀和細胞骨架的組織；促進細胞鋪展；在胚胎發(fā)生過程中,纖粘連蛋白對于許多類型細胞的遷移和分化是必須的；在創(chuàng)傷修復中,纖粘連蛋白促進巨噬細胞和其它免疫細胞遷移到受損部位；在血凝塊形成中,纖粘連蛋白促進血小板附著于血管受損部位。彈性蛋白：彈性蛋白是彈性纖維的主要成分；主要存在于脈管壁及肺。彈性纖維與膠原纖維共同存在,分別賦予組織以彈性及抗張性。第五章 物質(zhì)的跨膜運輸與信號傳遞第五章參考答案一、名詞解釋1、主動運輸：物質(zhì)逆濃度梯度或電化學梯度，由低濃度向高濃度一側(cè)進行跨膜轉(zhuǎn)運的方式，需要細胞提供能量，需要載體蛋白的參與。2、被動運輸：物質(zhì)通過自由擴散或促進擴散，順濃度梯度從高濃度向低濃度運輸，運輸動力來自運輸物質(zhì)的濃度梯度，不需要細胞提供能量。3、載體蛋白：是一類膜內(nèi)在蛋白，幾乎所有類型的生物膜上存在的多次跨膜的蛋白質(zhì)分子。通過與特定溶質(zhì)分子的結(jié)合，引起一系列構(gòu)象改變以介導溶質(zhì)分子的跨膜轉(zhuǎn)運。4、細胞通訊：一個細胞發(fā)出的信息通過介質(zhì)傳遞到另一個細胞產(chǎn)生相應(yīng)的反應(yīng)。對于多細胞生物體的發(fā)生和組織的構(gòu)建，協(xié)調(diào)細胞的功能，控制細胞的生長、分裂、分化和凋亡是必須的。5、細胞識別：細胞通過其表面的受體與胞外信號物質(zhì)分子（配體）選擇性地相互作用，進而導致胞內(nèi)一系列生理生化變化，最終表現(xiàn)為細胞整體的生物學效應(yīng)的過程。6、簡單擴散：物質(zhì)直接通過膜由高濃度向低濃度擴散，不需要細胞提供能量，也沒有膜蛋白的協(xié)助。 7、協(xié)助擴散（促進擴散）：物質(zhì)在特異膜蛋白的“協(xié)助”下，順濃度或電化學梯度跨膜轉(zhuǎn)運，不需要細胞提供能量。特異蛋白的“協(xié)助”使物質(zhì)的轉(zhuǎn)運速率增加，轉(zhuǎn)運特異性增強 8、通道蛋白：由幾個蛋白亞基在膜上形成的孔道，能使適宜大小的分子及帶電荷的溶質(zhì)通過簡單的自由擴散運動從膜的一側(cè)到另一側(cè)。9、協(xié)同運輸：通過消耗ATP間接提供能量，借助某種物質(zhì)濃度梯度或電化學梯度為動力進行運輸。10、配體門通道：通道蛋白亞基在膜上形成的孔道，如果通過與一些信號分子（配體）結(jié)合后構(gòu)象發(fā)生改變而導致孔道的開關(guān)，則這樣的通道蛋白稱為配體門通道。11、電壓門通道：通道蛋白亞基在膜上形成的孔道，如果通過細胞內(nèi)外離子濃度產(chǎn)生膜電位，由膜電位發(fā)生變化控制開關(guān)，則這樣的通道蛋白稱為電壓門通道。12、有被小泡：大多數(shù)真核細胞都含有一種特殊類型的小泡，直徑50250nm，電鏡下顯示其細胞質(zhì)面有毛狀結(jié)構(gòu)覆蓋，因而稱為有被小泡。有被小泡的一部分在高爾基復合體形成，負責細胞內(nèi)細胞器間的物質(zhì)傳送；另一部分則來自細胞膜有被區(qū)的內(nèi)陷，然后與膜分離而持續(xù)不斷產(chǎn)生的，這些有被區(qū)被稱為有被小窩。13、分子開關(guān)：在細胞內(nèi)一系列信號傳遞的級聯(lián)反應(yīng)中，必須有正、負兩種相輔相成的反饋機制精確調(diào)控，也即對每一步反應(yīng)既要求有激活機制，又必然要求有相應(yīng)的失活機制，使細胞內(nèi)一系列信號傳遞的級聯(lián)反應(yīng)能在正、負反饋兩個方面得到精確控制的蛋白質(zhì)分子稱為分子開關(guān)。14、鈉鉀泵（Na+K+ pump）：是動物細胞中由ATP驅(qū)動的將Na+輸出到細胞外同時將K+輸入細胞內(nèi)的運輸泵，實際上是位于細胞膜脂雙分子層中的載體蛋白，是一種Na+/K+ATP酶，在ATP直接提供能量的條件下能逆濃度梯度主動轉(zhuǎn)運鈉離子和鉀離子。15、質(zhì)子泵：質(zhì)子泵是位于細胞膜或細胞內(nèi)膜上的一種能主動轉(zhuǎn)運質(zhì)子(H+)的特殊蛋白質(zhì).可分為三種：一種是P型質(zhì)子泵，存在于真核細胞的細胞膜上，與Na+K+泵和Ca+泵結(jié)構(gòu)類似，在轉(zhuǎn)運H+的過程中涉及磷酸化和去磷酸化；第二種是V型質(zhì)子泵，存在于動物細胞的溶酶體膜和植物細胞液泡膜上，在轉(zhuǎn)運H+過程中不形成磷酸化的中間體，其功能是從細胞質(zhì)基質(zhì)中泵出H+進入細胞器；第三種可稱為H+ATP酶，是存在于線粒體內(nèi)膜、植物類囊體膜和多數(shù)細菌質(zhì)膜上，以相反的方式來發(fā)揮其生理作用，即H+順濃度梯度運動，將所釋放的能量與ATP合成偶聯(lián)起來，如線粒體的氧化磷酸化和葉綠體的光合磷酸化作用。16、胞吞作用：細胞攝取大分子和顆粒性物質(zhì)時，細胞膜向內(nèi)凹陷形成囊泡，將物質(zhì)裹進并輸入細胞的過程。17、胞吐作用：細胞排出大分子和顆粒性物質(zhì)時，通過形成囊泡從細胞內(nèi)部移至細胞表面，囊泡的膜與質(zhì)膜融合，將物質(zhì)排出細胞外的過程。18、吞噬作用：大顆粒物質(zhì)（如微生物、衰老死亡細胞及細胞碎片等）轉(zhuǎn)運入胞內(nèi)的作用。過程是：被吞噬的物質(zhì)首先結(jié)合于細胞表面，接著細胞膜逐漸內(nèi)陷并將外來物質(zhì)包圍起來形成吞噬小泡并進入胞內(nèi)，被吞噬的物質(zhì)在細胞內(nèi)消化降解，不能被消化的殘渣被排出胞外或以殘余小體的形式存留在細胞中。19、胞飲作用：細胞對液體物質(zhì)或細微顆粒物質(zhì)的攝入和消化過程。過程是：細胞對這類物質(zhì)進行轉(zhuǎn)運時，由質(zhì)膜內(nèi)陷形成吞飲小泡，將轉(zhuǎn)運的物質(zhì)包裹起來進入細胞質(zhì)，被吞物質(zhì)被細胞降解后利用。大多數(shù)的真核細胞都能通過胞飲作用攝入和消化所需的液體物質(zhì)和溶質(zhì)。20、信號分子：生物體內(nèi)的某些化學分子，如激素、神經(jīng)遞質(zhì)、生長因子等，在細胞間和細胞內(nèi)傳遞信息，特稱為信號分子。21、信號通路：細胞接受外界信號，通過一整套的特定機制，將胞外信號轉(zhuǎn)導為胞內(nèi)信號，最終調(diào)節(jié)特定基因的表達，引起細胞的應(yīng)答反應(yīng)，這種反應(yīng)系列稱為細胞信號通路。22、受體：一種能夠識別和選擇性地結(jié)合某種配體（信號分子）的大分子，當與配體結(jié)合后，通過信號轉(zhuǎn)導作用將胞外信號轉(zhuǎn)導為胞內(nèi)化學或物理的信號，以啟動一系列過程，最終表現(xiàn)為生物學效應(yīng)。23、第一信使：一般將胞外信號分子稱為第一信使。 24、第二信使：細胞表面受體接受胞外信號后最早在胞內(nèi)產(chǎn)生的信號分子。細胞內(nèi)重要的第二信使有：cAMP、cGMP、DAG、IP3等。第二信使在細胞信號轉(zhuǎn)導中起重要作用，能夠激活級聯(lián)系統(tǒng)中酶的活性以及非酶蛋白的活性，也控制著細胞的增殖、分化和生存，并參與基因轉(zhuǎn)錄的調(diào)節(jié)。25、G蛋白：由GTP控制活性的蛋白，當與GTP結(jié)合時具有活性，當與GDP結(jié)合時沒有活性。既有單體形式（ras蛋白），也有三聚體形式（Gs蛋白）。在信號轉(zhuǎn)導過程中起著分子開關(guān)的作用。26、組成型胞吐作用：所有真核細胞都有的、從高爾基體反面管網(wǎng)區(qū)分泌的囊泡向質(zhì)膜流動并與質(zhì)膜融合、將分泌小泡的內(nèi)含物釋放到細胞外的過程。此過程不需要任何信號的觸發(fā)，除了給細胞外提供酶、生長因子和細胞外基質(zhì)成分外，還為細胞膜提供膜整合蛋白和膜脂。27、調(diào)節(jié)型胞吐作用：某些特化的細胞（如分泌細胞）產(chǎn)生的分泌物（如激素、粘液或消化酶）儲存在分泌泡內(nèi)，當細胞受到胞外信號刺激時，分泌泡與質(zhì)膜融合并將內(nèi)含物釋放出去的過程。28、蛋白激酶A：稱為依賴于cAMP的蛋白激酶A，是由四個亞基組成的復合物，其中兩個是調(diào)節(jié)亞基，兩個是催化亞基；PKA的功能是將ATP上的磷酸基團轉(zhuǎn)移到特定蛋白質(zhì)的絲氨酸或蘇氨酸殘基上，使蛋白質(zhì)被磷酸化，被磷酸化的蛋白質(zhì)可以調(diào)節(jié)下游靶蛋白的活性。29、雙信使系統(tǒng)：胞外信號分子與細胞表面G蛋白偶聯(lián)的受體結(jié)合后，激活質(zhì)膜上的磷脂酶C（PLC），使質(zhì)膜上的二磷酸磷脂酰肌醇分解成三磷酸肌醇（IP3）和二酰基甘油（DG）兩個第二信使，將胞外信號轉(zhuǎn)導為胞內(nèi)信號，兩個第二信使分別激動兩個信號傳遞途徑即IP3Ca+和DGPKC途徑，實現(xiàn)對胞外信號的應(yīng)答，因此將這一信號系統(tǒng)稱為“雙信使系統(tǒng)”。30、Ras蛋白：是ras基因的產(chǎn)物，由191個氨基酸殘基組成，分布于質(zhì)膜胞質(zhì)側(cè)，結(jié)合GTP時為活化狀態(tài)，結(jié)合GDP時失活狀態(tài)，因此Ras蛋白屬于GTP結(jié)合蛋白，具有GTP酶活性，具有分子開關(guān)的作用。五、簡答題1、細胞質(zhì)基質(zhì)中Ca2+濃度低的原因是什么？答案要點：細胞質(zhì)基質(zhì)中Ca2+濃度通常不到10-7mol/L，原因主要有以下幾點：在正常情況下，細胞膜對Ca2+是高度不通透的；在質(zhì)膜和內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜上有Ca2+泵，能將Ca2+從基質(zhì)中泵出細胞外或泵進內(nèi)質(zhì)網(wǎng)腔中；某些細胞的質(zhì)膜有Na+Ca2+交換泵，能將Na+輸入到細胞內(nèi)，而將Ca2+從基質(zhì)中泵出；某些細胞的線粒體膜也能將鈣離子從基質(zhì)中轉(zhuǎn)運到線粒體基質(zhì)。2、簡述細胞信號分子的類型及特點？答案要點：細胞信號分子包括：短肽、蛋白質(zhì)、氣體分子（NO、CO）以及氨基酸、核苷酸、脂類的膽固醇衍生物等，其共同特點是：特異性，只能與特定的受體結(jié)合；高效性，幾個分子即可發(fā)生明顯的生物學效應(yīng)，這一特性有賴于細胞的信號逐級放大系統(tǒng)；可被滅活，完成信息傳遞后可被降解或修飾而失去活性，保證信息傳遞的完整性和細胞免于疲勞。3、比較主動運輸與被動運輸?shù)漠愅?。答案要點：運輸方向不同：主動運輸逆濃度梯度或電化學梯度，被動運輸：順濃度梯度或電化學梯度；是否需要載體的參與：主動運輸需要載體參與，被動運輸方式中，簡單擴散不需要載體參與，而協(xié)助擴散需要載體的參與；是否需要細胞直接提供能量：主動運輸需要消耗能量，而被動運輸不需要消耗能量；被動運輸是減少細胞與周圍環(huán)境的差別,而主動運輸則是努力創(chuàng)造差別,維持生命的活力。4、NO的產(chǎn)生及其細胞信使作用？答案要點：NO是可溶性的氣體，NO的產(chǎn)生與血管內(nèi)皮細胞和神經(jīng)細胞相關(guān)，血管內(nèi)皮細胞接受乙酰膽堿，引起細胞內(nèi)Ca2+濃度升高，激活一氧化氮合成酶，該酶以精氨酸為底物，以NADPH為電子供體，生成NO和胍氨酸。細胞釋放NO，通過擴散快速透過細胞膜進入平滑肌細胞內(nèi)，與胞質(zhì)鳥苷酸環(huán)化酶活性中心的Fe2+結(jié)合，改變酶的構(gòu)象，導致酶活性的增強和cGMP合成增多。cGMP可降低血管平滑肌中的Ca2+離子濃度，引起血管平滑肌的舒張，血管擴張、血流通暢。NO沒有專門的儲存及釋放調(diào)節(jié)機制，靶細胞上NO的多少直接與NO的合成有關(guān)。5、鈣離子的主要作用途徑有哪幾種？答案要點：主要有：通過鈣結(jié)合蛋白完成作用，如肌鈣蛋白C、鈣調(diào)素；通過鈣調(diào)素活化腺苷酸環(huán)化酶及PDE調(diào)節(jié)cAMP水平；作為雙信使系統(tǒng)的傳遞信號；參與其它離子的調(diào)節(jié)。6、G蛋白的類型有哪些？答案要點：G蛋白有兩種類型一種是刺激型調(diào)節(jié)蛋白（Gs），另一種是抑制型調(diào)節(jié)蛋白（Gi）。二者結(jié)構(gòu)和功能很相似，均由、和三個亞基組成，分子質(zhì)量均為80100000D，它們的和亞基大小很相似，其亞基也都有兩個結(jié)合位點：一是結(jié)合GTP或基其類似物的位點，具有GTP酶活性，能夠水解GTP；另一個是含有負價鍵的修飾位點，可被細胞毒素ADP核糖基化。二者的不同之處在于Gs的S亞基能被霍亂毒素ADP核糖基化，而Gi的i亞基能被百日咳毒素ADP核糖基化。Gs和Gi都調(diào)節(jié)其余相應(yīng)受體的親合性以及作用于腺苷酸環(huán)化酶，產(chǎn)生cAMP。7、簡要說明由G蛋白偶聯(lián)的受體介導的信號的特點。答案要點：G蛋白偶聯(lián)的受體是細胞質(zhì)膜上最多，也是最重要的倍轉(zhuǎn)導系統(tǒng)，具有兩個重要特點：信號轉(zhuǎn)導系統(tǒng)由三部分構(gòu)成：G蛋白偶聯(lián)的受體，是細胞表面由單條多肽鏈經(jīng)7次跨膜形成的受體；G蛋白能與GTP結(jié)合被活化，可進一步激活其效應(yīng)底物；效應(yīng)物：通常是腺苷酸環(huán)化酶，被激活后可提高細胞內(nèi)環(huán)腺苷酸（cAMP）的濃度，可激活cAMP依賴的蛋白激酶，引發(fā)一系列生物學效應(yīng)。產(chǎn)生第二信使。配體受體復合物結(jié)合后，通過與G蛋白的偶聯(lián)，在細胞內(nèi)產(chǎn)生第二信使，從而將胞外信號跨膜傳遞到胞內(nèi)，影響細胞的行為。根據(jù)產(chǎn)生的第二信使的不同，又可分為cAMP信號通路和磷酯酰肌醇信號通路。cAMP信號通路的主要效應(yīng)是激活靶酶和開啟基因表達，這是通過蛋白激酶完成的。該信號途徑涉及的反應(yīng)鏈可表示為：激素G蛋白偶聯(lián)受體G蛋白腺苷酸環(huán)化化酶cAMP cAMP依賴的蛋白激酶A基因調(diào)控蛋白基因轉(zhuǎn)錄。磷酯酰肌醇信號通路的最大特點是胞外信號被膜受體接受后，同時產(chǎn)生兩個胞內(nèi)信使，分別啟動兩個信號傳遞途徑即IP3Ca2+和DGPKC途徑，實現(xiàn)細胞對外界信號的應(yīng)答，因此，把這一信號系統(tǒng)又稱為“雙信使系統(tǒng)”。8、磷酯酰肌醇信號通路的傳導途徑。（綜4）答案要點：外界信號分子識別并與膜上的與G蛋白偶聯(lián)的受體結(jié)合活化G蛋白激活磷脂酶C催化存在于細胞膜上的PIP2水解IP3和DG兩個第二信使IP3可引起胞內(nèi)Ca2+濃度升高，進而通過鈣結(jié)合蛋白的作用引起細胞對胞外信號的應(yīng)答；DG通過激活PKC，使胞內(nèi)pH值升高，引起對胞外信號的應(yīng)答。六、論述題1、試論述Na+-K+泵的結(jié)構(gòu)及作用機理。答案要點：1、結(jié)構(gòu)：由兩個亞單位構(gòu)成：一個大的多次跨膜的催化亞單位（亞基）和一個小的單次跨膜具組織特異性的糖蛋白（亞基）。前者對Na+和ATP的結(jié)合位點在細胞質(zhì)面，對K+的結(jié)合位點在膜的外表面。2、機制：在細胞內(nèi)側(cè)，亞基與Na+相結(jié)合促進ATP水解，亞基上的一個天門冬氨酸殘基磷酸化引起亞基的構(gòu)象發(fā)生變化，將Na+泵出細胞外，同時將細胞外的K+與亞基的另一個位點結(jié)合，使其去磷酸化，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)象變化有序交替發(fā)生。每個循環(huán)消耗一個ATP分子，泵出3個Na+和泵進2個K+。2、cAMP信號系統(tǒng)的組成及其信號途徑？答案要點：1、組成：主要包括：Rs和Gs；Ri和Gi；腺苷酸不化酶；PKA；環(huán)腺苷酸磷酸二酯酶。2、信號途徑主要有兩種調(diào)節(jié)模型：Gs調(diào)節(jié)模型，當激素信號與Rs結(jié)合后，導致Rs構(gòu)象改變，暴露出與Gs結(jié)合的位點，使激素-受體復合物與Gs結(jié)合，Gs的構(gòu)象發(fā)生改變從而結(jié)合GTP而活化，導致腺苷酸環(huán)化酶活化，將ATP轉(zhuǎn)化為cAMP，而GTP水解導致G蛋白構(gòu)象恢復，終止了腺苷酸環(huán)化酶的作用。該信號途徑為：激素識別并與G蛋白偶聯(lián)受體結(jié)合激活G蛋白活化腺苷酸環(huán)化酶胞內(nèi)的cAMP濃度升高激活PKA基因調(diào)控蛋白基因轉(zhuǎn)錄。Gi調(diào)節(jié)模型，Gi對腺苷酸環(huán)化酶的抑制作用通過兩個途徑：一是通過亞基與腺苷酸環(huán)化酶結(jié)合，直接抑制酶的活性；一是通過和亞基復合物與游離的Gs的亞基結(jié)合，阻斷Gs的亞基對腺苷酸酶的活化作用。3、試論述蛋白磷酸化在信號傳遞中的作用。答案要點：蛋白磷酸化是指由蛋白激酶催化的把ATP或GTP的磷酸基團轉(zhuǎn)移到底物蛋白質(zhì)氨基酸殘基上的過程，其逆轉(zhuǎn)過程是由蛋白磷酸酶催化的，稱為蛋白質(zhì)去磷酸化。蛋白磷酸化通常有兩種方式：一種是在蛋白激酶催化下直接連接上磷酸基團，另一種是被誘導與GTP結(jié)合，這兩種方式都使得信號蛋白結(jié)合上一個或多個磷酸基團，被磷酸化的蛋白有了活性后，通常反過來引起磷酸通路中的下游蛋白磷酸化，當信號消失后，信號蛋白就會去磷酸化。磷酸化通路通常是由兩種主要的蛋白激酶介導的：一種是絲氨酸/蘇氨酸蛋白激酶，另一種是酪氨酸蛋白激酶。蛋白激酶和蛋白磷酸酶通過將一些酶類或蛋白磷酸化與去磷酸化，控制著它們的活性，使細胞對外界信號作出相應(yīng)的反應(yīng)。通過蛋白磷酸化，調(diào)節(jié)蛋白的活性，通過蛋白磷酸化，逐級放大信號，引起細胞反應(yīng)。4、如何理解“被動運輸是減少細胞與周圍環(huán)境的差別,而主動運輸則是努力創(chuàng)造差別,維持生命的活力”?答案要點: 主要是從創(chuàng)造差異對細胞生命活動的意義方面來理解這一說法。主動運輸涉及物質(zhì)輸入和輸出細胞和細胞器,并且能夠逆濃度梯度或電化學梯度。這種運輸對于維持細胞和細胞器的正常功能來說起三個重要作用: 保證了細胞或細胞器從周圍環(huán)境中或表面攝取必需的營養(yǎng)物質(zhì),即使這些營養(yǎng)物質(zhì)在周圍環(huán)境中或表面的濃度很低; 能夠?qū)⒓毎麅?nèi)的各種物質(zhì),如分泌物、代謝廢物以及一些離子排到細胞外,即使這些物質(zhì)在細胞外的濃度比細胞內(nèi)的濃度高得多; 能夠維持一些無機離子在細胞內(nèi)恒定和最適的濃度,特別是K+、Ca2+和H+的濃度。概括地說，主動運輸主要是維持細胞內(nèi)環(huán)境的穩(wěn)定,以及在各種不同生理條件下細胞內(nèi)環(huán)境的快速調(diào)整, 這對細胞的生命活動來說是非常重要的。第六章參考答案一、名詞解釋1、細胞質(zhì)基質(zhì)的涵義：真核細胞的細胞質(zhì)中除去細胞器和內(nèi)含物以外的、較為均質(zhì)半透明的液態(tài)膠狀物稱為細胞質(zhì)基質(zhì)或胞質(zhì)溶膠。2、微粒體：為了研究ER的功能，常需要分離ER膜，用離心分離的方法將組織或細胞勻漿，經(jīng)低速離心去除核及線粒體后，再經(jīng)超速離心，破碎ER的片段又封合為許多小囊泡（直徑約為100nm），這就是微粒體。3、糙面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)：細胞質(zhì)內(nèi)有一些形狀大小略不相同的小管、小囊連接成網(wǎng)狀，集中在胞質(zhì)中，故稱為內(nèi)質(zhì)網(wǎng)。內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜的外表面附有核糖體顆粒，則為糙面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)，為蛋白質(zhì)合成的部位。核糖體附著的膜系多為扁囊單位成分，普遍存在于分泌蛋白質(zhì)的細胞中，其數(shù)量隨細胞而異，越是分泌旺盛的細胞中越多。4、內(nèi)膜系統(tǒng)：細胞內(nèi)在結(jié)構(gòu)、功能乃至發(fā)生上相關(guān)的、由膜圍繞的細胞器或細胞結(jié)構(gòu)的統(tǒng)稱，主要包括內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、高爾基體、溶酶體、胞內(nèi)體、分泌泡等。5、分子伴侶：又稱分子“伴娘”，細胞中，這類蛋白能識別正在合成的多肽或部分折疊的多肽，并與多肽的一定部位相結(jié)合，幫助這些多肽的轉(zhuǎn)移、折疊或組裝，但其本身并不參與最終產(chǎn)物的形成。6、溶酶體：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。7、殘余小體：在正常情況下，被吞噬的物質(zhì)在次級溶酶體內(nèi)進行消化作用，消化完成，形成的小分子物質(zhì)可通過膜上的載體蛋白轉(zhuǎn)運至細胞質(zhì)中，供細胞代謝用，不能消化的殘渣仍留在溶酶體內(nèi)，此時的溶酶體稱為殘余小體或三級溶酶體或后溶酶體。殘余小體有些可通過外排作用排出細胞，有些則積累在細胞內(nèi)不被排出，如表皮細胞的老年斑、肝細胞的脂褐質(zhì)。8、蛋白質(zhì)分選：細胞中絕大多數(shù)蛋白質(zhì)均在細胞質(zhì)基質(zhì)中的核糖體上開始合成，隨后或在細胞質(zhì)基質(zhì)中或轉(zhuǎn)至糙面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)上繼續(xù)合成，然后，通過不同途徑轉(zhuǎn)運到細胞的特定部位并裝配成結(jié)構(gòu)與功能的復合體，參與細胞的生命活動的過程。又稱定向轉(zhuǎn)運。9、信號假說：1975年G.Blobel和D.Sabatini等根據(jù)進一步實驗依據(jù)提出，蛋白合成的位置是由其N端氨基酸序列決定的。他們認為：分泌蛋白在N端含有一信號序列，稱信號肽，由它指導在細胞質(zhì)基質(zhì)開始合成的多肽和核糖體轉(zhuǎn)移到ER膜；多肽邊合成邊通過ER膜上的水通道進入ER腔。這就是“信號假說”。10、共轉(zhuǎn)移：肽鏈邊合成邊轉(zhuǎn)移至內(nèi)質(zhì)網(wǎng)腔中的方式稱為共轉(zhuǎn)移。11、后轉(zhuǎn)移：蛋白質(zhì)在細胞質(zhì)基質(zhì)中合成以后再轉(zhuǎn)移到這些細胞器中，稱為后轉(zhuǎn)移。12、信號肽：分泌蛋白的N端序列，指導分泌性蛋白到內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜上合成，在蛋白合成結(jié)束前信號肽被切除。13、信號斑：在蛋白質(zhì)折疊起來時其表面的一些原子特異的三維排列構(gòu)成信號斑，構(gòu)成信號斑的氨基酸殘基在線性氨基酸序列中彼此相距較遠，它們一般是保留在已完成的蛋白中，折疊在一起構(gòu)成蛋白質(zhì)分選的信號。五、簡答題1、信號假說的主要內(nèi)容是什么？答：分泌蛋白在N端含有一信號序列，稱信號肽，由它指導在細胞質(zhì)基質(zhì)開始合成的多肽和核糖體轉(zhuǎn)移到ER膜；多肽邊合成邊通過ER膜上的水通道進入ER腔，在蛋白合成結(jié)束前信號肽被切除。指導分泌性蛋白到糙面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)上合成的決定因素是N端的信號肽，信號識別顆粒（SRP）和內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜上的信號識別顆粒受體（又稱停泊蛋白docking protein， DP）等因子協(xié)助完成這一過程。2、溶酶體是怎樣發(fā)生的？它有哪些基本功能？答：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。3、簡述細胞質(zhì)基質(zhì)的功能。答案要點：物質(zhì)中間代謝的重要場所；有細胞骨架的功能；蛋白質(zhì)的合成、修飾、降解和折疊。4、比較N-連接糖基化和O-連接糖基化的區(qū)別。答案要點：答：N-連接與O-連接的寡糖比較特 征N-連接O-連接合成部位合成方式與之結(jié)合的氨基酸殘基最終長度第一個糖殘基糙面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)來自同一個寡糖前體天冬酰胺至少5個糖殘基N-乙酰葡萄糖胺糙面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)或高爾基體一個個單糖加上去絲氨酸、蘇氨酸、羥賴氨酸、羥脯氨酸一般1-4個糖殘基，但ABO血型抗原較長N-乙酰半乳糖胺等六、論述題1、何為蛋白質(zhì)分選？細胞內(nèi)蛋白質(zhì)分選的基本途徑、分選類型是怎樣的？答案要點：蛋白質(zhì)的分選：細胞中絕大多數(shù)蛋白質(zhì)均在細胞質(zhì)基質(zhì)中的核糖體上開始合成，隨后或在細胞質(zhì)基質(zhì)中或轉(zhuǎn)至糙面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)上繼續(xù)合成，然后，通過不同途徑轉(zhuǎn)運到細胞的特定部位并裝配成結(jié)構(gòu)與功能的復合體，參與細胞的生命活動的過程。又稱定向轉(zhuǎn)運。細胞中蛋白質(zhì)都是在核糖體上合成的，并都是起始于細胞質(zhì)基質(zhì)中?；就緩剑阂粭l是在細胞質(zhì)基質(zhì)中完成多肽鏈的合成，然后轉(zhuǎn)運至膜圍繞的細胞器，如線粒體、葉綠體、過氧化物酶體、細胞核及細胞質(zhì)基質(zhì)的特定部位，有些還可轉(zhuǎn)運至內(nèi)質(zhì)網(wǎng)中；另一條途徑是蛋白質(zhì)合成起始后轉(zhuǎn)移至糙面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)，新生肽邊合成邊轉(zhuǎn)入糙面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)腔中，隨后經(jīng)高爾基體轉(zhuǎn)運至溶酶體、細胞膜或分泌到細胞外，內(nèi)質(zhì)網(wǎng)與高爾基體本身的蛋白成分的分選也是通過這一途徑完成的。蛋白質(zhì)分選的四種基本類型：1、蛋白質(zhì)的跨膜轉(zhuǎn)運：主要指在細胞質(zhì)基質(zhì)合成的蛋白質(zhì)轉(zhuǎn)運至內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、線粒體、葉綠體和過氧化物酶體等細胞器。2、膜泡運輸：蛋白質(zhì)通過不同類型的轉(zhuǎn)運小泡從其糙面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)合成部位轉(zhuǎn)運至高爾基體進而分選運至細胞不同的部位。3、選擇性的門控轉(zhuǎn)運：指