细胞生物学思考题

三.细胞质膜与跨膜运输膜的化学组成，各种组分的分类、特性和功能；化学组成脂类：排列成双层—骨架-包括三类

A.磷脂（50%↑）：

甘油磷脂：磷脂酰碱基+甘油基团+脂肪酸链

鞘磷脂：磷脂酰碱基+鞘氨醇+脂肪酸链

B.鞘脂：鞘氨醇+衍生物胆固醇：羟基+甾环+烃链-膜脂的功能

1.形成细胞膜的支架；

2.保障细胞内环境的稳定；

3.膜蛋白的溶剂；

4.膜脂为某些膜蛋白(酶)维持构象、表现活性提供环境。膜蛋白（40-50%）

-蛋白质：膜功能的主要体现者整合蛋白：内在蛋白，跨膜蛋白。以疏水键和共价键与膜脂紧密结合。结合紧密

2.外周蛋白：周边蛋白，附着蛋白。在膜内、外表面，结合疏松，水溶性。

3.脂锚定蛋白：脂连接蛋白。位于脂双层的外侧，通过共价键的方式同脂分子结合。-膜蛋白的功能

◆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;

◆酶：有些是酶，催化相关的代谢反应;

◆连接蛋白：有些是连接蛋白，起连接作用；

◆受体蛋白：起信号接收和传递作用。糖类：非胞质面-低聚糖、膜糖位于膜的非胞质面-膜糖的种类

◆自然界存在的单糖及其衍生物有200多种,但存在于膜的糖类只有其中的9种,而在动物细胞膜上的主要是7种：

D-葡萄糖、D-半乳糖、D-甘露糖、L-岩藻糖、N-乙酰半乳糖胺、N-乙酰基葡萄糖胺、唾液酸-膜糖的功能：

•保护细胞表面免受机械损伤和化学损伤；

•参与细胞识别和粘附；

•接触抑制；

•ABO血型决定2.膜的结构模型，膜的特性，各种特性的表现形式、影响因素及意义；-膜的结构模型：流动镶嵌模型强调了膜的流动性和不对称性。

不对称性的表现。蛋白质：绝对不对称

•脂类：相对不对称

外层：卵磷脂，鞘磷脂、胆固醇多

内层：磷脂酰乙醇胺，磷脂酰丝氨酸多

糖类：只存在于膜的非胞质面

胆固醇：绝对不对称，含量比例上差异；糖脂：绝对不对称，非胞质面。（外层：卵磷脂，鞘磷脂、胆固醇多。内层：磷脂酰乙醇胺，磷脂酰丝氨酸多）糖类：只存在于膜的非胞质面不对称性的意义

1.膜脂、膜蛋白及膜糖分布的不对称性导致了膜功能的不对称性和方向性,保证了生命活动的高度有序性。

2.膜不仅内外两侧的功能不同,不同区域的功能也不相同。造成这种功能上的差异,主要是膜蛋白、膜脂和膜糖分布不对称引起的。

3.细胞间的识别、运动、物质运输、信号传递等都具有方向性。这些方向性的维持就靠分布不对称的膜蛋白、膜脂和膜糖来提供。流动性的表现

１、膜脂为液晶态，可随温度发生相变。

膜脂的运动形式（1）侧向扩散（2）旋转（3）弯曲（4）翻转2、膜蛋白主要运动方式：侧向扩散和旋转运动。

限制膜蛋白运动性的物理因素：温度、pH值、离子强度、脂双层中蛋白质含量（负相关）等。温度（一定范围内，正比）脂肪酸链的长度（反比）和不饱和度（正比）

（3）胆固醇含量：相变温度以上，反比；相变温度以下，正比在生理条件下,膜脂多呈拟液态。温度下降至某点,则变为晶态。一定温度下,晶态又可熔解再变成液晶态，这种临界温度称为相变温度。

相变：在不同温度下发生的膜脂状态的改变称为相变。不同的膜脂由于成分不同而各有其相变温度。

（4）卵磷脂与鞘磷脂比值（正比）卵磷脂/鞘磷脂比值的影响

1.哺乳动物膜中,卵磷脂和鞘磷脂的含量约占整个膜脂的50%;

2.卵磷脂所含的脂肪酸链的不饱和程度高,链较短,相变温度低,因此卵磷脂含量高,流动性大;

3.而鞘磷脂的脂肪酸链的饱和程度高,相变温度也高,因此,鞘磷脂的含量高,流动性低。膜蛋白对膜流动性的影响（反比）膜流动性的生理意义

酶活性、物质运输、信号转导、细胞周期

在M期,膜的流动性最大,而在G1期和S期,膜流动性最低；

3.被动运输的种类及各自的特点;简单扩散：

2、易化扩散：亲水性物质在膜蛋白协助下，顺浓度梯度或电化学梯度扩散，不耗能。转运蛋白包括通道蛋白和载体蛋白通道蛋白介导的易化扩散概念：通道蛋白形成贯穿膜层的亲水性通道，允许适当大小的离子顺电化学梯度扩散，不耗能。

特征：转运速度非常迅速，107个/秒

2、具有高度的选择性

3、属被动运输，不耗能。

4、多数不是持续开放的：配体闸门通道、电位闸门通道、动力敏感闸门通道配体闸门通道：受化学物质（配体）控制的通道——乙酰胆碱受体离子通道电压闸门通道:受跨膜电压变化调节的通道载体蛋白介导的易化扩散

通过载体蛋白发生可逆性构象变化协助物质进行顺化学梯度的运输方式

4.参与主动运输的ATPase的类型和特点，P型泵作用的机制；F型与V型离子泵

◆F型与V型离子泵的结构相似，但是彼此不同，比P型泵复杂。

◆F型与V型泵都包含有多个跨膜亚单位和胞质亚单位。

◆已知的所有F型与V型泵都只转运离子，过程都不需要蛋白的磷酸化V型泵◆特性：运输时需要ATP供能，但不需要磷酸化。◆功能：逆电化学梯度从细胞质中将质子泵至膜的非胞质侧，维持植物细胞液泡、动物细胞溶酶体以及其他酸性囊泡结构中的低pH值。F型泵

◆存在部位：细菌质膜、线粒体内膜、叶绿体的类囊体膜

◆功能：

在能量转换中起重要作用。逆电化学梯度将质子从膜的非胞质侧泵至胞质侧，同时将ADP转化为ATP。由于在叶绿体和线粒体的ATP合成中的重要作用，通常被称为ATP合酶。ABC型泵（ABC转运蛋白）

◆存在范围很广，包括细菌和人。

◆每种ABC蛋白都是特异性地转运一种或一类物质，主要包括离子、糖类、脂类、氨基酸、磷脂、肽、蛋白以及生物体内的次生代谢物。

◆ABC转运蛋白包括两个跨膜结构域（T）和两个胞质中的ATP结合域（A），其中跨膜结构域与底物结合，胞质中的ATP结合域具有ATP酶的活性，能够催化ATP水解并导致底物的转运。P型泵的作用机制Na+/K+泵：Na+/K+泵有两个跨膜大亚基和两个小亚基，当细胞处于静息状态下时，Na+结合位点暴露在胞质内侧，当胞内Na+离子浓度升高时，3个Na+与结合位点相结合。Na+的结合激活了ATP酶的活性，使得ATP被分解，两个大亚基被磷酸化，促使离子泵构型发生变化，Na结合位点转向膜外侧，3个Na+被释放至胞外，同时膜外两个K+同大亚基结合，促使离子泵去磷酸化，离子泵恢复原构型，两个K+被释放至胞内。Ca2+泵：与Na+/K+运输过程相似，消耗一个ATP，将两个Ca2+从胞内泵至胞外。Ca2+-ATP酶激活机制

◆Ca2+/钙调蛋白复合物的作用：当细胞内Ca2+浓度升高时，Ca2+同钙调蛋白结合，形成活性复合物，该复合物同抑制区结合，释放激活位点，泵开始工作。

◆蛋白激酶C的作用：蛋白激酶C使抑制区磷酸化，从而解除抑制作用

5.协同转运的机制与特点；某物质逆浓度梯度运输的能量由与之协同运输的另一种物质的电化学梯度提供如：（1）Na+-葡萄糖同向转运（2）Na+-H+反向转运实质:载体易化扩散+原发性主动转运耦联继发性主动转运是指驱动力并不直接来自ATP的分解释放的能量，而是来自原发性主动转运所形成的离子浓度梯度而进行的物质逆浓度梯度和（或）电位梯度的跨膜转运方式。事实上，继发性主动转运就是经载体易化扩散与原发性主动转运相耦联的主动转运系统。葡萄糖、氨基酸在小肠黏膜上皮的主动吸收就是一个典型的继发性主动转运。它是由Na+-葡萄糖同向转运体和钠泵的耦联完成的。特点：协同运输并不直接消耗ATP，但要依赖离子泵建立的电化学梯度机制：首先离子泵先为协同运输建立电化学梯度，然后离子与被运输物质一起结合在载体蛋白上，然后载体蛋白再通过离子泵建立的电化学梯度，将两者一起运输。根据两种物质运输方向的不同，可分为同向协同运输和反向协同运输。

6.简述Na+/K+泵及Ca+泵的作用机理；P型泵的作用机制Na+/K+泵：Na+/K+泵有两个跨膜大亚基和两个小亚基，当细胞处于静息状态下时，Na+结合位点暴露在胞质内侧，当胞内Na+离子浓度升高时，3个Na+与结合位点相结合。Na+的结合激活了ATP酶的活性，使得ATP被分解，两个大亚基被磷酸化，促使离子泵构型发生变化，Na结合位点转向膜外侧，3个Na+被释放至胞外，同时膜外两个K+同大亚基结合，促使离子泵去磷酸化，离子泵恢复原构型，两个K+被释放至胞内。Ca2+泵：与Na+/K+运输过程相似，消耗一个ATP，将两个Ca2+从胞内泵至胞外。7.主动运输与被动运输、动物细胞与植物细胞主动运输的比较。动物和植物细胞主动运输的比较

◆动物细胞质膜上有Na+-K+ATPase，通过对Na+、K+的运输建立细胞的电化学梯度，并通过Na+浓度梯度驱动的同向运输，将糖类等运入细胞内部；

◆植物细胞质膜中没有Na+-K+ATPase，代之的是H+-ATP酶，通过对H+的运输建立细胞的电化学梯度(细菌、真菌也是如此)，并通过质子梯度驱动的通向运输，将糖类等运入细胞内部；

◆在动物细胞溶酶体膜和植物细胞的液泡膜上都有H+-ATP酶，它们作用都一样，保持这些细胞器的酸性。细胞细胞环境与互作细胞表面细胞被：细胞膜中的整合蛋白、某些糖脂以及从膜脂伸向外侧的寡糖链两种主要成分：糖蛋白，蛋白聚糖。功能：保护作用，细胞识别细胞质膜表层胞质溶胶：细胞质膜下一层较粘稠、无结构的液态物质，其中含有高浓度的蛋白质。功能：对维持细胞极性、形态和运动具有重要作用植物细胞壁：葡萄糖→纤维素→微纤维→大纤维植物细胞壁间质：半纤维素、果胶、糖蛋白、木质素细胞壁的生长顺序：中间层→初生壁→次生壁细胞外基质：蛋白聚糖：由糖胺聚糖以共价的形式与线性多肽连接而成的多糖和蛋白复合物，它们能够形成水性胶状物。（透明质酸既能参与蛋白聚糖的形成，又能游离存在）结构蛋白：胶原和弹性蛋白，胶原能赋予细胞外基质一定的机械强度和韧性，弹性蛋白赋予细胞弹性和抗张能力。胶原装配的主要步骤：前体肽链→前胶原→胶原→胶原原纤维→胶原纤维黏着蛋白：纤连蛋白、层粘连蛋白，促使细胞同基质结合纤连蛋白的功能：介导细胞黏着，参与细胞转移层黏连蛋白功能：构成基膜整联蛋白：是一个跨膜异质二聚体，能使细胞外基质与细胞、细胞内的骨架相连。细胞识别：细胞对同种或异种细胞、同源或异源细胞以及对自己和异己分子的鉴别和认识。细胞黏着：相邻细胞或细胞与细胞外基质以某种方式粘合在一起，这种粘合的方式比较松散。细胞连接：指连接相邻细胞表面之间的特化特化结构区域细胞的各种连接方式及它们主要的区别信号转导细胞通讯的定义及方式。细胞通讯的方式接触依赖性的通讯

●通过相邻细胞间表面分子的黏着或连接

●通过细胞与细胞外基质的黏着

分泌化学信号进行通讯,即不依赖于细胞接触的细胞通讯

内分泌、旁分泌、自分泌、化学突触2.比较信号传导与信号转导的差别信号传导强调信号的产生与细胞间传送，信号转导强调信号的接收与接收后信号转换的方式（途径）和结果。其中信号传导的主要内容包括信号的合成、分泌与传递；而信号转导的主要内容包括信号的识别、信号转移和信号转换。

3.信号分子的定义及分类。信号分子：是同细胞受体结合并传递信息的生物体内的某些化学分子；本身并不直接作为信息，它的基本功能只是提供一个正确的构型及与受体结合的能力。分类：激素、神经递质、局部介质激素•由内分泌细胞合成，经血液循环系统运输；

•每种激素有与其匹配的一种或几种受体；

•又称内分泌信号传导；

类型:

•蛋白与肽类激素、类固醇激素、氨基酸衍生物激素局部介质

•由不同类型的细胞合成并分泌导细胞外液中的信号分子；

•只能作用于周围的细胞，有时也作用于自己；

•行使方式被称为旁分泌信号传导及自分泌信号传导；

•类型:

蛋白与肽类、氨基酸衍生物、脂肪酸衍生物神经递质

•从神经末梢释放出来的小分子；

•是神经元与靶细胞的化学信使；

•这种细胞传导称为神经信号传导

•类型:

胆碱衍生物、氨基酸衍生物膜受体的分类及作用原理。根据其位置可分为：

•细胞内受体：位于细胞内部；通常在结合信号分子后成为转录促进因子，作用与特意的极影调控程序，启动基因的转录和表达。

•细胞表面受体（或称膜受体）：位于质膜上，朝向细胞外侧。离子通道受体：见于可兴奋细胞间的突触信号传递，产生一种电效应。

◆受体本身就是形成通道的跨膜蛋白。如乙酰胆碱受体就是离子通道偶联受体。

◆它们多为数个亚基组成的寡聚体蛋白,除有配体结合部位外,本身就是离子通道的一部分,并籍此将信号传递至细胞内。G蛋白偶联受体

◆最大一类细胞表面受体，激素、局部介质和神经递质的信号分子均可使用。

◆需要与GTP结合的调节蛋白相偶联种类很多，但结构上相似：一条多肽链，7次α螺旋跨膜区

5.什么是G蛋白循环(Gproteincycle)?与哪些蛋白相关在G蛋白偶联信号转导系统中，G蛋白能够以两种不同的状态结合在细胞质膜上：

•一种是非活性状态，即三体状态α亚基结合GDP，且与β、γ在一起;

•另一种是活性状态，α亚基结合GTP，且与β、γ分离。

•G蛋白由非活性状态转变成活性状态，而后又恢复到非活性状态的过程称为G蛋白循环G蛋白的这种活性转变与三种蛋白相关联:

•GTPase激活蛋白(GAP)加速GTP水解，缩短G蛋白介导应答的时间；

•鸟苷交换因子(GEF)促进GDP从G蛋白上解离，激活G蛋白；

•鸟苷解离抑制蛋白(GDI)抑制结合的GDP从G蛋白释放出来，保持G蛋白处于非

活性状态

6.PKA系统参与哺乳动物糖原分解的过程。当机体受到某些因素影响（如血糖浓度下降、剧烈运动）时，引起肾上腺素、胰高血糖素分泌增加。两者与肝脏或肌肉等组织细胞膜上的特异性受体结合，通过G蛋白介导活化腺苷酸环化酶，使cAMP生成增加，cAMP又使依赖cAMP的蛋白激酶A活化。活化的蛋白激酶A一方面使有活性的糖原合酶a磷酸化为无活性的糖原合酶b，使糖原合成过程减弱；另一方面使无活性的磷酸化酶b激酶磷酸化转变为有活性的磷酸化酶b激酶，后者进一步使无活性的糖原磷酸化酶b磷酸化转变为有活性的磷酸化酶a，使糖原分解增强。这种调节的最终结果是抑制糖原合成，促进糖原分解，使肝糖原分解为葡萄糖释放入血，补充血糖浓度。

7.PKC系统中第二信使的产生及相互协调。该途径有有三个第二信使：IP3、DAG、Ca2+.产生过程包括磷脂酶C的激活、IP3/DAG的生成、Ca2+的释放。

●磷脂酶C-β的激活磷脂酶C-β相当于cAMP系统中的腺苷酸环化酶，也是膜整合蛋白，它的活性受Gq蛋白调节。当信号分子识别并同受体结合后，激活Gq蛋白的亚基。激活的Gq-α亚基通过扩散与磷脂酶C-β接触，并将磷脂酶C-β激活。

●第二信使IP3/DAG的生成被激活的磷脂酶C-β水解质膜上的4，5-二磷酸磷脂酰肌醇（PIP2），产生三磷酸肌醇（IP3）和二酰甘油（DAG）

●IP3启动第二信使Ca2+的释放由PIP2水解后产生的IP3是水溶性的小分子，它可以离开质膜并迅速在胞质溶胶中扩散。IP3同内质网膜上专一的IP3受体结合，使IP3-门控Ca2+通道打开，使Ca2+从内质网中释放出来。

■蛋白激酶C的激活

蛋白激酶C的激活涉及一系列复杂的反应过程，是三种第二信使共同作用的结果。

8.细胞中Ca2+浓度通常不到10-7M，这是如何控制的？细胞质中的低Ca2+浓度由以下机制控制：

•膜对Ca2+是高度不通透的；

•胞内浓度较低，细胞外和某些膜结合细胞器（内质网、液泡）中较高；

•质膜和ER的膜中含有能够将Ca2+从胞质溶胶中泵出细胞或泵进ER腔的运输泵；

9.受体酪氨酸激酶是如何被激活的?受体酪氨酸激酶RTK的激活

分为两个阶段：

●两个单体形成一个二聚体（二聚化），并在细胞内结构域的尾部磷酸化（自磷酸化）或相关底物酪氨酸磷酸化；

●二聚体的细胞内结构域和胞质内蛋白质装配成一个信号转导复合物，通过胞质内蛋白质上的SH2结构域SH2结构域：一种与磷酸化酪氨酸基序具有高亲和性的结合位点（100氨基酸序列）

10.Ras(大鼠肉瘤)蛋白信号转导途径。Ras蛋白信息传递途径通过激酶级联系统：细胞外信号→受体→Ras→Rafl（MAPKKK）→MAPKK(MEK)→MAPK(促分裂原活化蛋白激酶）→转录因子→激活靶基因→细胞应答和效应。

11.信号的趋同、趋异与串话各指什么？趋同：不同的生长因子作用于不同的受体，但能整合激活一个共同的效应物，如Ras或MAP激酶；

趋异：相同配体，如EGF或胰岛素能够转换激活许多不同的效应物，引起细胞的不同反应；

串话：指不同信号转导途径间的相互作用。

12.NO的细胞信使作用的基本机制。NO的作用机理：

•乙酰胆碱→血管内皮→Ca2+浓度升高→一氧化氮合酶→NO→平滑肌细胞→鸟苷酸环化酶→cGMP→平滑肌舒张→血管扩张、血流通畅。

•硝化甘油治疗心绞痛具有百年的历史，其作用机理是在体内转化为NO，可舒张血管，减轻心脏负荷和心肌的需氧量。核糖体与核酶核糖体的组成。核糖体的化学组成

◆无膜结构，直径15-25nm；

◆原核细胞的核糖体包括:

rRNAs:rProteins≈2:1.(50S、30S)◆真核细胞的核糖体包括:

rRNAs:rProteins≈1:1(60S、40S)

2.说明人体单倍体染色体组中四种rRNA基因的组成、排列方式和拷贝数。18S、5.8S和28SrRNA基因串联在一起，每个基因被间隔区隔开，拷贝数有几百到几千个；5S的rRNA基因则位于另一条染色体上，该基因的拷贝有24000个之多。

3.真核细胞核糖体装配过程。编码核糖体亚基的蛋白质基因转录后在细胞核中加工成熟，随即运送到细胞质中合成蛋白质，再将合成的蛋白质送回到细胞核核仁中参与核糖体亚基的装配。组成核糖体亚基的18SrRNA、5.8SrRNA和28SrRNA基因则是在核仁中边转录边参与核糖体亚基的装配，5SrRNA却是在细胞核中转录后运送到核仁中参与核糖体亚基的装配。首先要合成与核糖体装配有关的蛋白质，这些蛋白质包括核糖体结构蛋白和与前体rRNA加工有关的酶。它们都是在细胞质的游离核糖体上合成，然后迅速集中到细胞核并在核仁区参与核糖体亚基的装配。装配过程中，45SRNA、5SRNA同蛋白质形成80SRNA颗粒，然后80S颗粒被降解成大小两个颗粒，大颗粒为55S，含有32S和5S两种RNA，小颗粒含有20S的前体rRNA。然后，小颗粒中的20SRNA前体被快速降解成18S的rRNA，并运送到细胞质中，即是成熟的核糖体小亚基。55S大颗粒中的32SRNA被加工形成28S和5.8S两种rRNA成为成熟的大亚基后，被运送到细胞质中，这个过程比较慢。如果这时有mRNA同小亚基结合的话，大亚基即可结合上去形成完整的核糖体，并进行蛋白质的合成。

4.原核生物蛋白质合成起始复合物形成包括哪些过程?需要哪些因子参与?原核细胞翻译起始复合物形成的过程：

1.核糖体30S小亚基附着于mRNA起始信号部位：

–核糖体小亚基与mRNA的相互识别（真核、原核各自识别机制）3

–起始因子（IF）的参与,原核的是IF1、IF2、和IF3，真核有10多种eIF;

2.30S预起始复合物的形成:

–GTP-IF

2-tRNAfMet、IF3被释放

3.70S完整起始复合物的形成

–大亚基的加入

–GTP水解、IF1和IF2的释放

5.原核细胞核糖体的A,P,E位点及特征。A位点，即氨酰基位点，是与新掺入的氨酰tRNA结合的位点，又叫受位，主要位于大亚基，是接受氨酰tRNA的部位；P位点，即肽酰tRNA位点，又叫供位，或肽酰基位点，主要位于大亚基，是肽基tRNA移交肽链后肽酰tRNA所占据的位置，即与延伸中的肽酰tRNA结合位点；E位点是脱氨酰tRNA离开P位点到完全从核糖体释放出来的一个中间停靠点，只是作暂时的停留。

6.原核细胞多肽链合成基本过程。多肽链的延伸四个重复步骤，每个步骤增加一个氨基酸，

需要GTP和延长因子；

•包括进位、成肽、转位、脱氨酰tRNA释放四个步骤：

1.进位：氨酰-tRNA进入A位氨酰-tRNA–Tu-GTP按照反密码子的编码进入，一旦匹配，GTP水解，Tu-GDP被释放；

2.成肽：A位点氨酰tRNA上氨基酸的氨基和P位点氨酰tRNA上氨基酸的羧基，肽酰转移酶（大亚基上）

3.转位

–核糖体沿5’-3’方向移动3个核苷酸；

–tRNA–二肽由A位点进入P位点，tRNA由P位点进入E位点；

–需要和GTP结合的延伸因子参与（原核EF-G，真核eEF2）

4.脱氨酰tRNA释放

–脱氨酰tRNA离开核糖体E位点；

–肽酰tRNA转位到P位点；

–A位点空出蛋白质合成的终止释放因子：

•原核RF-1（识别UAA、UAG）；RF2(识别UAA、UGA）

•真核eRF1和eRF3共同作用

7.蛋白质合成抑制剂的机制。蛋白质合成抑制剂

抗生素：不同抗生素的机制不同

-链霉素：影响起始、延伸阶段，抑制起始tRNA与核糖体的结合，引发错读，作用于原核细胞；

-氯霉素：影响延伸阶段，抑制肽酰转移酶，作用于原核细胞

嘌呤霉素：蛋白合成抑制剂，具有与tRNA分子末端类似的结构，能和氨基酸结合，且能代替氨酰化的tRNA同核糖体A位点结合七：线粒体和过氧化物酶体简述基粒的结构和功能。内膜的内侧面垂直分布着许多基本颗粒（ATP酶复合体，F0F1ATP酶）头部（F1）：8~10nm，为α3β3γδε复合体/功能：合成ATP。柄部：γ和ε，对寡霉素敏感的蛋白质（OSCP）/功能：调控质子通道膜部（F0）：疏水蛋白，横跨内膜，由a、b、c三种亚基组成的复合体（1a∶2b∶12c）/功能：H+流向F1的穿膜通道

2、简述线粒体的结构和功能由内外二层单位膜所围成的细胞器（两膜两室）1、外膜

◆单位膜，光滑、连续

◆含孔蛋白，内有孔道，2、外室/膜间腔或膜间间隙

◆介于外膜与内膜之间的腔隙，与嵴内腔相通。

◆含有多种可溶性酶、底物、辅助因子。

◆随呼吸活跃而变化3、内膜

◆内膜：单位膜；

◆内陷成嵴（增大了膜表面积）

◆内膜通透性很低，借助于转运蛋白质，具有高度的选择通透性。4、内室和基质

◆嵴、嵴之间的腔隙—嵴间腔，充满基质

◆基质中含有一些有形成分：mt核糖体、环状的线粒体DNA（mtDNA）、mtRNA，基质颗粒。

◆基质颗粒（致密颗粒）：积聚Ca2+、Mg2+的场所，调节线粒体内部的离子环境。

3、如何理解线粒体是细胞的氧化中心和动力站？线粒体功能——氧化磷酸化

◆是细胞有氧呼吸的基地和供能的场所，供应细胞生命活动95%的能量。

◆线粒体的主要功能是氧化各种底物把产生的自由能转化为可被细胞直接利用的能量——ATP。乙酰辅酶A在线粒体基质中生成三羧酸循环发生在线粒体基质中

4、为什么说线粒体是一个半自主性的细胞器？对核基因组的依赖（半自主性）

-能自主复制，但DNA复制酶需要核基因编码；

-有自己的核糖体、tRNA，但核糖体蛋白由核基因组编码；

-大多数线粒体膜蛋白由核基因组编码。

5、简述化学渗透学说化学渗透假说：电子传递与ATP合成是偶联的，其存在的先决条件是内膜对质子和离子通透性较差，可以形成电化学梯度。（质子梯度和电位差）◆质子回流过程偶联的ATP合成反应：电子通过呼吸链传递所释放的能量贮存于电化学梯度

6、线粒体前导肽转运蛋白质的特点。前导肽转运蛋白的特点：

1.需要受体蛋白

2.从接触点进入

3.蛋白质需要解折叠

4.需要能量

5.需要转运肽酶

6.需要分子伴侣的帮助

7、简述线粒体前体蛋白的转运机制（基质和膜间腔）。1.前体蛋白在细胞质基质中去折叠线粒体前体蛋白与细胞质基质HSP70结合--保持去折叠状态2.前体蛋白穿越线粒体膜

前导肽与受体结合

受体蛋白引导前体蛋白到外膜膜蛋白形成的通道

穿过内膜膜蛋白形成的通道(电化学梯度的作用)3、前体蛋白在线粒体基质内重新折叠

线粒体基质HSP70与蛋白质结合

线粒体基质HSP60与蛋白质结合，

使它折叠成三维结构。

前导肽被酶切掉叶绿体和光合作用叶绿体光合作用光反应：通过叶绿素等光合色素分子吸收光能，并将光能转化为化学能，形成ATP和NADPH的过程。反应场所为类囊体光吸收：光反应第一步，主要是固定光子。电子传递：3.4.内膜系统与蛋白质分选和膜运输简述内膜系统的概念和生物学意义。内膜系统：结构、功能、发生密切相关的内膜结构：内质网、高尔基体、细胞核、溶酶体和液泡（内体和分泌泡）这5类膜结合细胞器膜结合细胞器与内膜系统

1.生化合成途径：分泌蛋白的合成与加工；脂类蛋白的合成与加工；

2.分泌途径：组成型、调节型；

3.内吞途径

2.简述滑面内质网的结构和功能滑面内质网(SER)：常为小的管状和小的泡状结构

光面内质网的功能

1.糖原分解与释放；

2.脂合成与转运；

3.类固醇激素合成；

4.肝细胞解毒；

5.调节钙离子浓度

3.简述高尔基复合体的结构和功能标志酶是糖基转移酶连续的整体膜结构

扁平膜囊:3-10层扁平膜囊平行排列，每层之间的距离为15-30nm;

小囊泡:较多出现在高尔基体的形成面，由RER出芽形成的运输泡，不断和高尔基体扁平膜囊融合;

囊泡：多见于扁平膜囊扩大之末端，又称分泌泡或浓缩泡；主要去向是和细胞质膜融合后，将分泌物排出功能

蛋白质和脂的运输

方向1：ER到高尔基体内侧面的运输，主流运输；

方向2：高尔基体蛋白质向内质网回流运输，ER蛋白的逆向运输，可能是ER的结构和功能蛋白误入，或是细胞在不良环境下的应激反应；

方向3：高尔基体内侧面到高尔基体外侧面运输，

高尔基中间潴泡高尔基外侧网络

出芽、穿梭小泡高尔基体的蛋白质糖基化

◆O-连接的糖基化

将糖链转移到多肽链的丝氨酸、苏氨酸或羟赖氨酸的羟基上，称为O-连接的糖基化，最后一步也是加上唾液酸残基，发生在高尔基外侧囊膜和TGN中；

◆N-连接的寡聚糖进一步加工

高甘露糖寡糖：去除3分子甘露糖

复合寡糖：去除5分子甘露糖，加上2分子N-乙酰葡萄糖胺，2分子半乳糖，2分子唾液酸39

N-糖基化（高尔基体腔内进行）蛋白质的分选

分选的概念：从ER分泌出来蛋白质经过高尔基体的不同区室进行加工后，由高尔基体外侧网络TGN行使分选作用；

分选作用主要是由信号序列和受体之间的相互作用决定的：不同部位的蛋白质具有不同的滞留信号，将会分选包装到不同的小泡，没有信号的进入非特异分泌小泡。

4.讨论共翻译转运及翻译后转运的主要区别。42共翻译转运过程-1

1.ER转运蛋白合成的起始—起始于胞质溶胶中的游离核糖体；

2.新生肽的信号序列与SPR结合（位点一），SRP上的暂停结构域（位点二）同核糖体A位点结合，暂停蛋白质合成；

3.SPR同第三个结合位点（停靠蛋白）结合，将核糖体附着到内质网上的蛋白质转运通道（易位子）；

4.SPR释放、转运通道打开SPR上GTP水解，核糖体与通道结合，肽链从通道进入ER腔；

5.蛋白质合成重新开始SRP释放，A位点不再被占用；分泌蛋白：

6.信号肽酶切除信号序列；

7.蛋白质合成结束，蛋白转运通道关闭，核糖体脱离，进入胞质溶胶开始新的蛋白质合成

5.何谓信号肽？信号假说的主要内容是什么？信号序列（分泌蛋白）的特性

◆序列特征：

15-35个氨基酸残基，N端含有1个或多个带正电荷的氨基酸，其后含有6-12个疏水残基，C端具有切割信号；

◆位置:N-端突出的一段肽，进入内质网后通常被切除；信号假说,要点是:

◆分泌蛋白合成始于游离核糖体;

◆N端信号序列靠自由碰撞与内质网膜接触,然后插入内质网的膜;

◆蛋白质以袢环形式穿过内质网的膜;

◆蛋白的存在方式:

●若信号序列被信号肽酶切除:完全进入腔

●若是停止转移信号:膜蛋白

6.何谓蛋白质分选，细胞内蛋白质分选的途径是什么？分选的概念：从ER分泌出来蛋白质经过高尔基体的不同区室进行加工后，由高尔基体外侧网络TGN行使分选作用；

途径：分选作用主要是由信号序列和受体之间的相互作用决定的：不同部位的蛋白质具有不同的滞留信号，将会分选包装到不同的小泡，没有信号的进入非特异分泌小泡。

7.简述溶酶体的生物发生过程。甘露糖-6-磷酸途径、非甘露糖-6-磷酸途径溶酶体酶的合成、加工、分选

1.粗面内质网中合成，进行N-连接糖基化；

2.转运到高尔基体内侧中进一步加工甘露糖-6-磷酸化,M6P标记

●N-乙酰葡萄糖胺磷酸转移酶（识别位点：识别信号斑；催化位点：进行磷酸的转移）

●N-乙酰葡萄糖苷酶（将N-乙酰葡萄糖胺切除）

3.在高尔基外侧网络，通过和受体结合，被分选，形成溶酶体分泌小泡（披网格蛋白）；

4.与次级内体结合，低pH导致溶酶体酶和受体分离；

5.脱磷酸，成熟溶酶体

8.何为内体，其功能是什么？初级内体：中性环境,没有溶酶体酶，有时内含物为被内吞的物质，常位于靠近质膜区域；

◆次级内体：P385酸性环境,PH约5.5，受体和配体分开；溶酶体酶在磷酸酶的作用下脱磷酸；受体与配体非偶联的区室

9.简述溶酶体不同种类。溶酶体的类型

◆初级溶酶体：仅含有水解酶类，没有作用底物，酶处于非活性状态；刚刚从高尔基外侧形成的小囊泡；

◆次级溶酶体：含有水解酶和作用底物，将要或是正在进行消化的溶酶体

▲自噬性溶酶体

▲异噬性溶酶体

◆后溶酶体

10.简述胞吞作用的类型以及各自的特点。

1.吞噬作用

•巨噬细胞、中性细胞；

•形成的囊泡叫吞噬体；

•直径一般大于250nm；

•多数是行使防御机制；

•需要信号触发和特化的受体吞饮作用液相内吞：非特异性的固有内吞作用；

吸附内吞：胞外大分子、颗粒物质先吸附，后被内吞；

胞饮体：直径小于150nm.3.受体介导的胞吞作用受体；配体

Ⅰ.营养物:如转铁蛋白、LDL等；Ⅱ.有害物质：如病原体；Ⅲ.免疫物质：如抗原、抗体、Ⅳ.信号物质：如胰岛素等多肽类激素；

内吞过程：

配体和受体结合，形成有被小窝→小窝逐渐向内凹陷，然后同质膜脱离形成被膜小泡→脱去外被，称为初级内体，无被小泡→初级内体与溶酶体融合，吞噬的物质被水解。

4.受体介导的LDL内吞过程5.转铁蛋白结合铁离子的内吞运输•受体和配体不分离，而是一起回到原来的质膜再利用。

•只是转铁蛋白结合的铁离子被释放出来6.转胞吞作用：受体和配体没有作任何处理，只是经细胞内转运到相反的方向；

跨细胞运输

11.以LDL为例，简述受体介异的胞吞作用的过程。配体和受体结合，形成有被小窝→小窝逐渐向内凹陷，然后同质膜脱离形成被膜小泡→脱去外被，称为初级内体，无被小泡→初级内体与溶酶体融合，吞噬的物质被水解。

12.简述运输小泡的类型以及运输路线。被膜小泡

1.披网格蛋白小泡

•Clathrin：网格蛋白；

•运输方向：TGN向胞内体或溶酶体、受体介导的内吞

作用（质膜向胞质）

2.COPII被膜小泡

•外被是外被蛋白II,外被体;介导非选择性运输；

•运输方向：从ER到CGN、从CGN到中间膜囊、从中间

膜囊到TGN

3.COPI被膜小泡

运输方向：从高尔基体运回内质网P399，表9-101

13.简述披网格蛋白小泡的形成机制。披网格蛋白小泡形成的机制

–二聚体:一条重链和一条轻链

–三脚蛋白复合体:三个二聚体

–包被亚基:五边形或六边形的网状结构

披网格蛋白小泡（直径50-100nm）分3个过程：

1、披网格蛋白小窝的形成：配体和受体结合，网格蛋白装配亚基结合，使膜凹陷成小窝；

2、披网格蛋白小泡的形成：在发动蛋白作用下与质膜隔离，形成有被小泡；

3、无被小泡的形成

14.简述SNARE假说的内容。SNARE假说（运输小泡寻靶机制）◆N-乙基马来酰亚胺敏感因子，细胞质蛋白；

◆可溶性NSF附着蛋白，细胞质蛋白；

◆SNAP受体蛋白SNARE

◆V-SNARE，膜蛋白；

◆T-SNARE，膜蛋白。

15.简述膜的生物发生。脂质的来源及不对称分布，大多数磷脂在ER中合成；转运方式:1.出芽和膜融合；2.通过磷脂转运蛋白运输膜整合蛋白和外周蛋白的形成

外周蛋白胞质侧：游离核糖体合成→释放到胞质溶胶→与质膜的胞质溶胶面结合；

胞外侧：RER合成并插入到RER膜→运输小泡→高尔基复合体→大泡→质膜；

膜整合蛋白

RER合成并插入到RER膜→运输小泡→高尔基复合体→大泡→质膜脂锚定蛋白的形成

糖脂锚定蛋白（质膜外侧）ＧＰＩ锚定粗面内质网合成→运输小泡→高尔基复合体→大泡→与质膜融合,含糖的一面在细胞外侧

脂肪酸锚定蛋白（质膜的细胞质面）：游离核糖体合成后释放到胞质溶胶→与质膜中的脂肪酸共价结合细胞骨架和细胞运动简述微管体外组装的过程成核期：环状核心→原纤维→螺旋带→微管（较慢，是微管组装的限速步骤）延长期：α、β微管蛋白二聚体以较快的速度从两端加到已形成的微管上，使其不断延长，但+极更快稳定期：+极组装，-极去组装（踏车）简述微管的功能支持：维持细胞形态运输：运输小泡核细胞器参与细胞运动：鞭毛、纤毛参与细胞分裂：染色体的移动信号传递：神经细胞介导的信号分子传递什么叫微管组织中心（MTOC）？有哪些结构可以起MTOC的作用？存在于细胞质中决定微管的生理状态或实验处理解聚后重新装配的结构叫做微管组织中心中心体：含有两个中心粒，相互垂直成L型，与细胞有丝分裂有关基体：只含有一个中心粒，是鞭毛和纤毛的微管组织中心成膜体：位于植物细胞细胞核外表面简述中心粒的亚显微结构在一个中心体中，含有两个中心粒，呈L形，是中空的圆筒状结构；9个间距均匀的三联管围绕成圆柱的壁，三联管由三个微管组成，称为A、B、C纤维，A纤维伸出两个短臂，一个伸向中心粒中央，另一个反向延伸连接到下一个三联管C纤维，9个三联管串联在一起形成一个齿轮环状结构。十一．细胞核与染色体

1、间期细胞核的结构与功能。

2、核膜在结构上有哪些特点？其功能如何？核被膜为双层膜，其上有许多孔，由内外膜局部融合形成，称为核孔。外核膜某些区域与内质网相连。核被膜的功能

◆基因表达的时空隔离

◆核膜成为保护性屏障,使核处于一微环境

◆染色体的定位和酶分子的支架

◆物质运输

3、核孔运输的特点（核蛋白、核定位信号、输入蛋白、输出蛋白）。通过NPC进行的双向运输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。被动扩散：孔有效直径10nm左右，扩散速度与分子量成反比。小于5×103的可自由进入，大于60×103的球蛋白不能进入。核孔复合体对主动运输的选择性

A.对颗粒大小的限制，一般可达10-20nm，表明核孔复合体的有效直径是可以调节的。

B.主动运输是信号识别和载体介导的过程，需要ATP。

C.具有双向性。

4、何谓分子伴侣，其特点是什么？分子伴侣的概念及其特点：由不相关类的蛋白质组成的一个家系，它们介导其它蛋白质的正确装配，但自己不成为最后功能结构中的组分。

5、DNA结构稳定遗传的功能序列是什么？1.自主复制序列：又叫复制起点序列，是染色体正常起始复制所必需的。

2.着丝粒序列：真核生物在有丝分裂和减数分裂时，两个姐妹染色单体附着的区域。

3.端粒序列：线性染色体两端的特殊序列，富含G。功能是保持线性染色体的稳定，不环化、不黏合、不被降解。什么是组蛋白和非组蛋白？其功能如何?组蛋白：是一类小分子碱性蛋白质，富含带正电荷的碱

性氨基酸（精氨酸和赖氨酸），能够同DNA中带负电荷的磷酸基团相互作用。有5种类型--H1,H2A,H2B,H3和H4。氨基酸序列高度保守。染色质中的组蛋白与DNA的含量之比为：1∶1。组蛋白的作用

◆核小体核心颗粒的组蛋白:H2A、H2B、H3和H4,作用是与DNA组装成核小体核心颗粒

◆非核小体核心颗粒的组蛋白:H1,在核小体装配时起连接作用,并赋予染色质以极性,具有一定的组织和种属特异性非组蛋白是指细胞核中组蛋白以外的蛋白质功能∶参与染色体的构建、参与（协助启动）DNA复制、控制基因转录，调节基因表达

7、常染色质与异染色质的异同。常染色质

(1)分裂期结束进入间期后，大多数高度压缩的染色体转变成松散状态的染色质

(2)具有转录活性

(3)S期早期合成

(4)位于异染色质之间浅色的区域，核仁中也有分布异染色质

(1)间期仍然保持高度压缩状态的染色质

(2)染色质中深染的区域

(3)几乎没有转录活性

(4)S期晚期合成

(5)分布于核的边缘，或围绕核仁分布

8、核小体的结构特点。核小体结构要点：(1)每个核小体单位包括200bp左右的DNA和一个组蛋白八聚体以及一个分子的组蛋白H1。(2)组蛋白八聚体构成核小体的核心结构，100kD，由H2A、H2B、H3和H4各两个分子所组成。(3)DNA分子以左手方向盘绕八聚体两圈。用微球菌核酸酶水解，可得到不含组蛋白H1的146bp的DNA片段(1．75圈)。

(4)一个分子的组蛋白H1与DNA结合，锁住核小体DNA的进出口，从而稳定了核小体的结构。

9、试述染色体的四级结构和放射环模型。染色体包装

DNAto核小体丝

核小体丝to螺线管

螺线管to超螺线管

超螺线管to染色体

从核小体开始到染色体,DNA总共压缩:

压缩7倍6倍40倍5倍

DNA-→核小体丝→螺线管-→超螺线管-→染色单体

8400倍染色体多级螺旋化模型

10、试述核仁的细胞亚微结构及功能。（纤维中心：构成核仁的rDNA基因

•致密纤维组分含有正在转录的RNA分子.

•颗粒区含有已经合成的核糖体前体颗粒。）核仁是细胞合成核糖体的工厂，涉及rRNA的转录加工和核糖体大小亚基的装配。十二．细胞周期和细胞分裂•1、简述G1早期细胞的三种走向。①当RNA与蛋白质浓度达到一定的阈值G1早期细胞即开始进入分裂周期，经历S、G2、M期不断分裂成子细胞，这种细胞又称持续分裂细胞

②当RNA与蛋白质浓度未达到一定的阈值暂时脱离细胞周期，不进行DNA复制和分裂，这种细胞也称休眠细胞，它们在一定的条件的诱导下又可重新开始DNA合成，进入细胞分裂

③细胞合成了特殊的RNA与蛋白质，导致细胞进入分化路径细胞永久丧失了分裂能力，脱离了细胞周期

•2、简述细胞周期各时相的合成活动。1.G1期：G1期是从有丝分裂完成到DNA复制前的一段时期，又叫合成前期。主要合成rRNA、蛋白质、脂类和糖类。在G1期的后期，DNA合成酶的活性大大增加。2.S期：即DNA合成期，此外，同时还会合成组蛋白，DNA复制所需的酶都在这一时期合成。3.G2期：DNA合成的后期。主要大量合成ATP、RNA、蛋白质，包括微管蛋白和促成熟因子等，为有丝分裂做准备。4.分裂期：包括核分裂和胞质分裂，并形成两个子细胞的过程。这一时期的主要特点是染色体凝集，并在纺锤体的作用下，两个姐妹染色单体被均等地分配到两个子细胞。

•3、简述细胞融合实验及其结论。（1）G1期的HeLa细胞与小鼠的S期细胞融合→G1期细胞质受到S期细胞质激活，开始了DNA复制→S期细胞质中含有能促进G1期细胞进性DNA复制的起始因子。（2）S期细胞与G2期细胞融合→G2期细胞核不能再启动DNA复制→S期细胞质的DNA复制起始因子对已经进行了DNA复制的G2期细胞核没有作用

•4、简述细胞周期的主要关卡及各关卡主要监测的事件。1、G1关卡(靠近G1末期)；2、G2关卡(在G2期结束点)；3、中期关卡(在中期末)在每一个关卡,由细胞所处的状态和环境决定细胞能否通过此关卡,进入下一阶段。G1关卡(START或限制点):在G1关卡(在酵母中称START,而在哺乳动物中称限制点或commitmentpoint)，主要是监测细胞的大小和营养状态；G1关卡是细胞周期的主要控制点,它决定着细胞能否分裂；G2关卡：是裂殖酵母的主要关卡,控制系统检测细胞的大小、细胞所处的状态以及细胞内DNA是否复制完毕，如果这些条件合适，就