第六章知识资料知识资料知识资料知识资料物质的跨膜运输与信号传递复习题

朽木易折，金石可镂。千里之行，始于足下。第页/共页第五章物质的跨膜运输与信号传递

本章要点：本章着重阐述物质跨膜运输与信号传递的方式。要求重点控制物质跨膜运输的各种方式及其原理，重点控制细胞信号转导的作用方式及主要途径。一、名词解释1、主动运输2、被动运输3、载体蛋白4、细胞通讯5、细胞识别6、容易蔓延7、协助蔓延（促进蔓延）8、通道蛋白9、协同运输10、配体门通道11、电压门通道12、有被小泡13、分子开关14、钠—钾泵（Na+—K+pump）15、质子泵16、胞吞作用17、胞吐作用18、吞噬作用19、胞饮作用20、信号分子21、信号通路22、受体23、第一信使24、第二信使25、G—蛋白26、组成型胞吐作用27、调节型胞吐作用28、蛋白激酶A29、双信使系统30、Ras蛋白二、填空题1、按照胞吞的物质是否有专一性，将胞吞作用分为的胞吞作用和的胞吞作用。2、细胞的化学信号可分为、、、等四类。3、细胞膜表面受体主要有三类即、和。4、细胞之间以三种方式举行通讯，细胞间，通过与质膜的影响其他细胞；细胞间形成衔接，通过交换使细胞质互相交流；细胞通过分泌举行互相通讯，是细胞间通讯的途径。5、按照物质运输方向与离子沿梯度的转移方向，协同运输又可分为协同与协同。6、在细胞的信号转导中，第二信使主要有、、和。7、Ca2+泵主要存在于膜和膜上，其功能是将Ca2+输出或泵入中储存起来，维持低浓度的Ca2+。8、小分子物质通过、、等方式进入细胞内，而大分子物质则通过或作用进入细胞内。9、H+泵存在于细菌、真菌、细胞的细胞膜、及上，将H+泵出细胞外或细胞器内，使周转环境和细胞器呈性。10、IP3信号的终止是通过形成IP2，或被形成IP4。DG通过两种途径终止其信使作用：一是被成为磷脂酸，进入磷脂酰肌醇循环；二是被水解成单脂酰甘油。11、在磷酰③脂醇信号通路中胞外信号分子与细胞表面受体结合，质膜上的磷脂酶C，使质膜上水解成1,4,5-三磷酸肌醇（IP3）和二酰基甘油（DG）两个第二信使，胞外信号转换为胞内信号，这一信号系统又称为。12、酶偶联受体通常是指与酶衔接的细胞表面受体又称，目前已知的这类受体都是跨膜蛋白，当胞外配体与受体结合即激活受体胞内段的酶活性。至少包括五类即：、、、和。13、门通道对离子的通透有高度的不是延续展开而是展开，门的开关在于孔道蛋白的变化，按照控制门开关的影响因子的不同，可进一步区别为门通道、门通道、门通道。14、由G蛋白偶联受体所介导有细胞信号通路主要包括___________信号通路和___________信号通路。15、磷脂酰肌醇信号通路中产生两个第二信使的前体物质是。16、硝酸甘油之所以能治疗心绞痛是因为它在体内能转化为，引起血管，从而减轻的负荷和的需氧量。

三、挑选题1、动物细胞间信息的直接传递主要是通过()完成。A、紧密衔接B、间隙衔接C、桥粒D、半桥粒2、GTP酶激活蛋白（GAP）的作用是（）。A、激活RasB、使Ras失活C、抑制三联体G蛋白D、激活三联体G蛋白2、3、能与胞外信号特异识别和结合，介导胞内信使生成，引起细胞产生效应的是()。A、载体蛋白B、通道蛋白C、受体D、配体4、在下列细胞结构中不存在Ca2+-ATPase的是（）。A、线粒体膜B、内质网膜C、细胞膜D、核膜5、分泌信号传递最主要的方式是（）。A、内分泌B、旁分泌C、自分泌D、突触信号6、下列不属于第二信使的是（）。A、cAMPB、cGMPC、DGD、NO7、Na+-K+泵由α、β两个亚基组成，当α亚基上的（）磷酸化才可能引起α亚基构象变化，而将Na+泵出细胞外。A、苏氨酸B、酪氨酸C、天冬氨酸D、半胱氨酸8、磷酸化运输也称基团转运，其转运机制是将转运到细胞内的分子举行磷酸化，使其在细胞内维持“较低”的浓度，运输过程中涉及酶和蛋白质，所需能量由（）提供。A、磷酸烯醇式丙酮酸B、ATPC、GTPD、NADPH9、在下列激酶中，除（）外，都能使靶蛋白的丝氨酸或苏氨酸磷酸化。A、酪氨酸蛋白激酶B、蛋白激酶KC、蛋白激酶CD、都不对10、下列关于信号分子的描述中，不准确的一项是（）。A、本身不参加催化反应B、本身不具有酶的活性C、能够传递信息D、可作为酶作用的底物11、真核细胞的胞质中，Na+和K+平时相对胞外，保持（）。A、浓度相等B、[Na+]高，[K+]低C、[Na+]低，[K+]高D、[Na+]是[K+]的3倍12、生长因子是细胞内的（）。A、结构物质B、能源物质C、信息分子D、酶13、肾上腺素可诱导一些酶将储藏在肝细胞和肌细胞中的糖原水解，第一个被激活的酶是（）。A、蛋白激酶AB、糖原合成酶C、糖原磷酸化酶D、腺苷酸环化酶14、下列哪种运输不消耗能量（）。A、胞饮B、协助蔓延C、胞吞D、主动运输15、Ras基因的哪一种突变有可能引起细胞的癌变（）A、突变后的Ras蛋白不能水解GTPB、突变后的Ras蛋白不能结合GTPC、突变后的Ras蛋白不能结合Grb2或SosD、突变后的Ras蛋白不能结合Raf16、（）不是细胞表面受体。A、离子通道B、酶连受体C、G蛋白偶联受体D、核受体17、细胞间的识别依赖于（）。A、胞间衔接B、粘连分子C、分泌型信号分子D、膜上受体18、动物细胞中cAMP的主要生物学功能是活化（）。A、蛋白激酶CB、蛋白激酶AC、蛋白激酶KD、Ca2+激酶19、在G蛋白中，α亚基的活性状态是（）。A、与GTP结合，与βγ分离B、与GTP结合，与βγ聚合C、与GDP结合，与βγ分离D、与GTP结合，与βγ聚合四、判断题1、NO作为局部介质可激活靶细胞内可溶性鸟甘酸环化酶。（）2、亲脂性信号分子可穿过质膜，通过与胞内受体结合传递信息。（）3、胞吞作用与胞吐作用是大分子物质与颗粒性物质的跨膜运输方式，也是一种主动运输，需要消耗能量。（）4、协助蔓延是一种不需要消耗能量、不需要载体参加的被动运输方式。（）5、受化学信号物质刺激后开启的离子通道称为配体门通道。（）6、大分子物质及颗粒通常以膜泡方式运输，而小分子及离子往往以穿膜方式运输。（）7、主动运输是物质顺化学梯度的穿膜运输，并需要专一的载体参加。（）8、细胞外信号分子都是通过细胞表面受体又举行跨膜信号传递的。（）9、G蛋白偶联受体都是7次跨膜的。（）10、G蛋白偶联受体被激活后，使相应的G蛋白解离成三个亚基，以举行信号传递。（）11、Ras是由α、β、γ三个亚基组成的GTP酶。（）12、胞外信号通过跨膜受体才干转换成胞内信号。（）13、Ca2+是细胞内广泛存在的信使，细胞质中游离的Ca2+浓度比胞外高。（）14、Na+—K+泵既存在于动物细胞质膜上，也存在于植物细胞质膜上。（）15、胞吞作用和胞吞作用都是通过膜泡运输的方式举行的，不需要消耗能量。（）16、DG结合于质膜上，可活化与质膜结合的蛋白激酶C。（）17、IP3与内质内上的IP3配体门钙通道结合，关闭钙通道，使胞内Ca2+浓度升高。（）18、硝酸甘油治疗心绞痛的作用原理是：硝酸甘油在体内转化成NO，从而可舒张血管，减轻心脏负荷和心肌的需氧量。（）五、简答题1、细胞质基质中Ca2+浓度低的缘故是什么？2、简述细胞信号分子的类型及特点？3、比较主动运输与被动运输的异同。4、NO的产生及其细胞信使作用？5、钙离子的主要作用途径有哪几种？6、G蛋白的类型有哪些？7、简要说明由G蛋白偶联的受体介导的信号的特点。8、磷酯酰肌醇信号通路的传导途径。六、论述题1、试论述Na+-K+泵的结构及作用机理。2、cAMP信号系统的组成及其信号途径？3、试论述蛋白磷酸化在信号传递中的作用。4、如何理解“被动运输是减少细胞与周围环境的差别,而主动运输则是努力发明差别,维持生命的活力”?七、翻译1、passivetransport2、activetransport3、endocytosis4、exocytosis5、cellcommunication6、cellrecognition7、receptor8、secondmessenger9、doublemessengersystem第五章参考答案一、名词解释1、主动运输：物质逆浓度梯度或电化学梯度，由低浓度向高浓度一侧举行跨膜转运的方式，需要细胞提供能量，需要载体蛋白的参加。2、被动运输：物质通过自由蔓延或促进蔓延，顺浓度梯度从高浓度向低浓度运输，运输动力来自运输物质的浓度梯度，不需要细胞提供能量。3、载体蛋白：是一类膜内在蛋白，几乎所有类型的生物膜上存在的多次跨膜的蛋白质分子。通过与特定溶质分子的结合，引起一系列构象改变以介导溶质分子的跨膜转运。4、细胞通讯：一个细胞发出的信息通过介质传递到另一个细胞产生相应的反应。对于多细胞生物体的发生和组织的构建，协调细胞的功能，控制细胞的生长、分裂、分化和凋亡是必须的。5、细胞识别：细胞通过其表面的受体与胞外信号物质分子（配体）挑选性地互相作用，进而导致胞内一系列生理生化变化，总算表现为细胞整体的生物学效应的过程。6、容易蔓延：物质直接通过膜由高浓度向低浓度蔓延，不需要细胞提供能量，也没有膜蛋白的协助。7、协助蔓延（促进蔓延）：物质在特异膜蛋白的“协助”下，顺浓度或电化学梯度跨膜转运，不需要细胞提供能量。特异蛋白的“协助”使物质的转运速率增强，转运特异性增强8、通道蛋白：由几个蛋白亚基在膜上形成的孔道，能使相宜大小的分子及带电荷的溶质通过容易的自由蔓延运动从膜的一侧到另一侧。9、协同运输：通过消耗ATP间接提供能量，借助某种物质浓度梯度或电化学梯度为动力举行运输。10、配体门通道：通道蛋白亚基在膜上形成的孔道，倘若通过与一些信号分子（配体）结合后构象发生改变而导致孔道的开关，则这样的通道蛋白称为配体门通道。11、电压门通道：通道蛋白亚基在膜上形成的孔道，倘若通过细胞内外离子浓度产生膜电位，由膜电位发生变化控制开关，则这样的通道蛋白称为电压门通道。12、有被小泡：大多数真核细胞都含有一种异常类型的小泡，直径50~250nm，电镜下显示其细胞质面有毛状结构笼罩，因而称为有被小泡。有被小泡的一部分在高尔基复合体形成，负责细胞内细胞器间的物质传送；另一部分则来自细胞膜有被区的内陷，然后与膜分离而持续不断产生的，这些有被区被称为有被小窝。13、分子开关：在细胞内一系列信号传递的级联反应中，必须有正、负两种相辅相成的反馈机制确切调控，也即对每一步反应既要求有激活机制，又必然要求有相应的失活机制，使细胞内一系列信号传递的级联反应能在正、负反馈两个方面得到确切控制的蛋白质分子称为分子开关。14、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和钾离子。15、质子泵：质子泵是位于细胞膜或细胞内膜上的一种能主动转运质子(H+)的异常蛋白质.可分为三种：一种是P型质子泵，存在于真核细胞的细胞膜上，与Na+—K+泵和Ca+泵结构类似，在转运H+的过程中涉及磷酸化和去磷酸化；第二种是V型质子泵，存在于动物细胞的溶酶体膜和植物细胞液泡膜上，在转运H+过程中不形成磷酸化的中间体，其功能是从细胞质基质中泵出H+进入细胞器；第三种可称为H+—ATP酶，是存在于线粒体内膜、植物类囊体膜和多数细菌质膜上，以相反的方式来发挥其生理作用，即H+顺浓度梯度运动，将所释放的能量与ATP合成偶联起来，如线粒体的氧化磷酸化和叶绿体的光合磷酸化作用。16、胞吞作用：细胞摄取大分子和颗粒性物质时，细胞膜向内凹陷形成囊泡，将物质裹进并输入细胞的过程。17、胞吐作用：细胞排出大分子和颗粒性物质时，通过形成囊泡从细胞内部移至细胞表面，囊泡的膜与质膜融合，将物质排出细胞外的过程。18、吞噬作用：大颗粒物质（如微生物、衰老死亡细胞及细胞碎片等）转运入胞内的作用。过程是：被吞噬的物质首先结合于细胞表面，接着细胞膜逐渐内陷并将外来物质包围起来形成吞噬小泡并进入胞内，被吞噬的物质在细胞内消化降解，不能被消化的残渣被排出胞外或以残余小体的形式存留在细胞中。19、胞饮作用：细胞对液体物质或细微颗粒物质的摄入和消化过程。过程是：细胞对这类物质举行转运时，由质膜内陷形成吞饮小泡，将转运的物质包裹起来进入细胞质，被吞物质被细胞降解后利用。大多数的真核细胞都能通过胞饮作用摄入和消化所需的液体物质和溶质。20、信号分子：生物体内的某些化学分子，如激素、神经递质、生长因子等，在细胞间和细胞内传递信息，特称为信号分子。21、信号通路：细胞采纳外界信号，通过一整套的特定机制，将胞外信号转导为胞内信号，总算调节特定基因的表达，引起细胞的应答反应，这种反应系列称为细胞信号通路。22、受体：一种能够识别和挑选性地结合某种配体（信号分子）的大分子，当与配体结合后，通过信号转导作用将胞外信号转导为胞内化学或物理的信号，以启动一系列过程，总算表现为生物学效应。23、第一信使：普通将胞外信号分子称为第一信使。24、第二信使：细胞表面受体采纳胞外信号后最早在胞内产生的信号分子。细胞内重要的第二信使有：cAMP、cGMP、DAG、IP3等。第二信使在细胞信号转导中起重要作用，能够激活级联系统中酶的活性以及非酶蛋白的活性，也控制着细胞的增殖、分化和生存，并参加基因转录的调节。25、G—蛋白：由GTP控制活性的蛋白，当与GTP结合时具有活性，当与GDP结合时没有活性。既有单体形式（ras蛋白），也有三聚体形式（Gs蛋白）。在信号转导过程中起着分子开关的作用。26、组成型胞吐作用：所有真核细胞都有的、从高尔基体反面管网区别泌的囊泡向质膜流动并与质膜融合、将分泌小泡的内含物释放到细胞外的过程。此过程不需要任何信号的触发，除了给细胞外提供酶、生长因子和细胞外基质成分外，还为细胞膜提供膜整合蛋白和膜脂。27、调节型胞吐作用：某些特化的细胞（如分泌细胞）产生的分泌物（如激素、粘液或消化酶）储存在分泌泡内，当细胞受到胞外信号刺激时，分泌泡与质膜融合并将内含物释放出去的过程。28、蛋白激酶A：称为依赖于cAMP的蛋白激酶A，是由四个亚基组成的复合物，其中两个是调节亚基，两个是催化亚基；PKA的功能是将ATP上的磷酸基团转移到特定蛋白质的丝氨酸或苏氨酸残基上，使蛋白质被磷酸化，被磷酸化的蛋白质可以调节下游靶蛋白的活性。29、双信使系统：胞外信号分子与细胞表面G蛋白偶联的受体结合后，激活质膜上的磷脂酶C（PLC），使质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）两个第二信使，将胞外信号转导为胞内信号，两个第二信使分离激动两个信号传递途径即IP3—Ca+和DG—PKC途径，实现对胞外信号的应答，因此将这一信号系统称为“双信使系统”。30、Ras蛋白：是ras基因的产物，由191个氨基酸残基组成，分布于质膜胞质侧，结合GTP时为活化状态，结合GDP时失活状态，因此Ras蛋白属于GTP结合蛋白，具有GTP酶活性，具有分子开关的作用。二、填空题1、受体介导，非特异性；2、内分泌激素，神经递质，介导因子，气体分子。3、离子通道型受体，G蛋白偶联型受体，酶偶联的受体。4、直接接触，信号分子，间隙，小分子，化学信号，最主要。5、同向，反向。6、cAMP，cGMP，IP3，DG。7、细胞，内质网，细胞，内质网腔，胞质。8、容易蔓延，协助蔓延，主动运输，胞饮，吞噬。9、植物，溶酶体，液泡膜，酸。10、去磷酸化，磷酸化；DG-激酶磷酸化，DG酯酶。11、G蛋白偶联，激活，二磷酸磷脂酰肌醇，双信使系统。12、催化性受体，受体酪氨酸激酶，受体丝氨酯酸/苏氨酸激酶，受体酪氨酸磷酸酯酶，受体鸟苷酸环化酶，酪氨酸蛋白激酶联系的受体。13、挑选性，瞬时，构象，配体，电压，压力激活。14、cAMP，双信使系统。15、IP3，DG。16、NO，舒张，心脏，心肌。三、挑选题1、B；2、B；3、C；4、D；5、A；6、D；7、C；8、A；9、A；10、D；11、C；12、C；13、D；14、B；15、A；16、D；17、D，18、A，19、A。四、判断题1、√；2、√；3、√；4、×；5、×；6、√；7、×；8、√；9、√；10、√；11、×；12、√；13、×；14、×；15、×；16、√；17、×；18、√。五、简答题1、细胞质基质中Ca2+浓度低的缘故是什么？答案要点：细胞质基质中Ca2+浓度通常不到10-7mol/L，缘故主要有以下几点：①在正常情况下，细胞膜对Ca2+是高度不通透的；②在质膜和内质网膜上有Ca2+泵，能将Ca2+从基质中泵出细胞外或泵进内质网腔中；③某些细胞的质膜有Na+—Ca2+交换泵，能将Na+输入到细胞内，而将Ca2+从基质中泵出；④某些细胞的线粒体膜也能将钙离子从基质中转运到线粒体基质。2、简述细胞信号分子的类型及特点？答案要点：细胞信号分子包括：短肽、蛋白质、气体分子（NO、CO）以及氨基酸、核苷酸、脂类的胆固醇衍生物等，其共同特点是：①特异性，只能与特定的受体结合；②高效性，几个分子即可发生显然的生物学效应，这一特性有赖于细胞的信号逐级放大系统；③可被灭活，完成信息传递后可被降解或修饰而失去活性，保证信息传递的残破性和细胞免于疲劳。3、比较主动运输与被动运输的异同。答案要点：①运输方向不同：主动运输逆浓度梯度或电化学梯度，被动运输：顺浓度梯度或电化学梯度；②是否需要载体的参加：主动运输需要载体参加，被动运输方式中，容易蔓延不需要载体参加，而协助蔓延需要载体的参加；③是否需要细胞直接提供能量：主动运输需要消耗能量，而被动运输不需要消耗能量；④被动运输是减少细胞与周围环境的差别,而主动运输则是努力发明差别,维持生命的活力。4、NO的产生及其细胞信使作用？答案要点：NO是可溶性的气体，NO的产生与血管内皮细胞和神经细胞相关，血管内皮细胞采纳乙酰胆碱，引起细胞内Ca2+浓度升高，激活一氧化氮合成酶，该酶以精氨酸为底物，以NADPH为电子供体，生成NO和胍氨酸。细胞释放NO，通过蔓延迅速透过细胞膜进入平滑肌细胞内，与胞质鸟苷酸环化酶活性中央的Fe2+结合，改变酶的构象，导致酶活性的增强和cGMP合成增多。cGMP可降低血管平滑肌中的Ca2+离子浓度，引起血管平滑肌的舒张，血管扩张、血流通畅。NO没有专门的储存及释放调节机制，靶细胞上NO的多少直接与NO的合成有关。5、钙离子的主要作用途径有哪几种？答案要点：主要有：①通过钙结合蛋白完成作用，如肌钙蛋白C、钙调素；②通过钙调素活化腺苷酸环化酶及PDE调节cAMP水平；③作为双信使系统的传递信号；④参加其它离子的调节。6、G蛋白的类型有哪些？答案要点：G蛋白有两种类型一种是刺激型调节蛋白（Gs），另一种是抑制型调节蛋白（Gi）。二者结构和功能很相似，均由α、β和γ三个亚基组成，分子质量均为80~100000D，它们的β和γ亚基大小很相似，其α亚基也都有两个结合位点：一是结合GTP或基其类似物的位点，具有GTP酶活性，能够水解GTP；另一个是含有负价键的修饰位点，可被细胞毒素ADP核糖基化。二者的不同之处在于Gs的αS亚基能被霍乱毒素ADP核糖基化，而Gi的αi亚基能被百日咳毒素ADP核糖基化。Gs和Gi都调节其余相应受体的亲合性以及作用于腺苷酸环化酶，产生cAMP。7、简要说明由G蛋白偶联的受体介导的信号的特点。答案要点：G蛋白偶联的受体是细胞质膜上最多，也是最重要的倍转导系统，具有两个重要特点：⑴信号转导系统由三部分构成：①G蛋白偶联的受体，是细胞表面由单条多肽链经7次跨膜形成的受体；②G蛋白能与GTP结合被活化，可进一步激活其效应底物；③效应物：通常是腺苷酸环化酶，被激活后可提高细胞内环腺苷酸（cAMP）的浓度，可激活cAMP依赖的蛋白激酶，引发一系列生物学效应。⑵产生第二信使。配体—受体复合物结合后，通过与G蛋白的偶联，在细胞内产生第二信使，从而将胞外信号跨膜传递到胞内，影响细胞的行为。按照产生的第二信使的不同，又可分为cAMP信号通路和磷酯酰肌醇信号通路。cAMP信号通路的主要效应是激活靶酶和开启基因表达，这是通过蛋白激酶完成的。该信号途径涉及的反应链可表示为：激素→G蛋白偶联受体→G蛋白→腺苷酸环化化酶→cAMP→cAMP依赖的蛋白激酶A→基因调控蛋白→基因转录。磷酯酰肌醇信号通路的最大特点是胞外信号被膜受体采纳后，同时产生两个胞内信使，分离启动两个信号传递途径即IP3—Ca2+和DG—PKC途径，实现细胞对外界信号的应答，因此，把这一信号系统又称为“双信使系统”。8、磷酯酰肌醇信号通路的传导途径。（综4）答案要点：外界信号分子→识别并与膜上的与G蛋白偶联的受体结合→活化G蛋白→激活磷脂酶C→催化存在于细胞膜上的PIP2水解→IP3和DG两个第二信使→IP3可引起胞内Ca2+浓度升高，进而通过钙结合蛋白的作用引起细胞对胞外信号的应答；DG通过激活PKC，使胞内pH值升高，引起对胞外信号的应答。六、论述题1、试论述Na+-K+泵的结构及作用机理。答案要点：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（α亚基）和一个小的单次跨膜具组织特异性的糖蛋白（β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，α亚基与Na+相结合促进ATP水解，α亚基上的一个天门冬氨酸残基磷酸化引起α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α亚基的另一个位点结合，使其去磷酸化，α亚基构象再度发生变化将K+泵进细胞，完成囫囵循环。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+。2、cAMP信号系统的组成及其信号途径？答案要点：1、组成：主要包括：Rs和Gs；Ri和Gi；腺苷酸不化酶；PKA；环腺苷