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1、細(xì)胞生物學(xué)課后習(xí)題第一章 細(xì)胞生物學(xué)緒論名詞解釋?zhuān)杭?xì)胞學(xué):細(xì)胞學(xué)是研究細(xì)胞的形態(tài)、結(jié)構(gòu)和功能以及與細(xì)胞生長(zhǎng)、分化、進(jìn)化等相關(guān)聯(lián)的生物學(xué)的一個(gè)分支學(xué)科。細(xì)胞生物學(xué):細(xì)胞生物學(xué)(cell biology)是研究細(xì)胞基本生命活動(dòng)規(guī)律的科學(xué),它在不同層次(顯微、亞顯微與分子水平)上以研究細(xì)胞結(jié)構(gòu)與功能,細(xì)胞增殖、分化、衰老與凋亡,細(xì)胞信號(hào)傳遞,真核細(xì)胞基因表達(dá)與調(diào)控,細(xì)胞起源與進(jìn)化等為主要研究?jī)?nèi)容。細(xì)胞學(xué)說(shuō):一切植物、動(dòng)物都是由細(xì)胞組成的,細(xì)胞是一切動(dòng)植物的基本單位。原生質(zhì)體:脫去細(xì)胞壁的細(xì)胞叫原生質(zhì)體,是一生物工程學(xué)的概念。動(dòng)物細(xì)胞也可算做原生質(zhì)體。原生質(zhì):原生質(zhì)是細(xì)胞內(nèi)生命物質(zhì)的總稱(chēng)。它的主要成分

2、是蛋白質(zhì),核酸,脂質(zhì)。原生質(zhì)分化產(chǎn)生細(xì)胞膜、細(xì)胞質(zhì)和細(xì)胞核,構(gòu)建成具有特定結(jié)構(gòu)體系的原生質(zhì)體,即細(xì)胞。簡(jiǎn)答:一、當(dāng)前細(xì)胞生物學(xué)的主要研究?jī)?nèi)容?細(xì)胞核,染色體以及基因表達(dá)的研究;生物膜和細(xì)胞器的研究;細(xì)胞骨架體系的研究蛋白表達(dá)與調(diào)控細(xì)胞的衰老和凋亡細(xì)胞分化與調(diào)控細(xì)胞周期和細(xì)胞分裂細(xì)胞的起源與進(jìn)化細(xì)胞工程二、當(dāng)前細(xì)胞生物學(xué)研究的三個(gè)根本性問(wèn)題? 基因組是如何在時(shí)間和空間上有序表達(dá)的? 基因表達(dá)的產(chǎn)物是如何逐級(jí)組裝成能行使生命活動(dòng)的基本結(jié)構(gòu)及各種細(xì)胞器的?這種自組裝過(guò)程的調(diào)控程序與調(diào)控機(jī)制是什么? 基因及其表達(dá)產(chǎn)物,特別是各種信號(hào)分子與活性因子,是如何調(diào)節(jié)重要的生命活動(dòng)的? 三、現(xiàn)在細(xì)胞生物學(xué)發(fā)展處

3、在一個(gè)全新的階段,具有哪些特點(diǎn)? 目前細(xì)胞生物學(xué)研究的基本特點(diǎn)和趨勢(shì)可歸納如下:1.細(xì)胞結(jié)構(gòu)功能>細(xì)胞生命活動(dòng)。細(xì)胞生命活動(dòng)的研究,將進(jìn)一步加深對(duì)細(xì)胞結(jié)構(gòu)與功能的了解。2.細(xì)胞中單一基因與蛋白>基因組與蛋白質(zhì)組及其在細(xì)胞生命活動(dòng)中的協(xié)同作用,特別是復(fù)合體的相互作用。3.細(xì)胞信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑>信號(hào)調(diào)控網(wǎng)絡(luò)4.體外研究>體內(nèi)研究5.靜態(tài)研究>活細(xì)胞的動(dòng)態(tài)研究6.實(shí)驗(yàn)室研究為主>計(jì)算生物學(xué)更多地介入并與之結(jié)合7.細(xì)胞生物學(xué)與生物學(xué)其他學(xué)科的滲透>與數(shù)、理、化及納米科學(xué)等多學(xué)科的交叉。總的特點(diǎn)是從靜態(tài)的分析到活細(xì)胞的動(dòng)態(tài)綜合,在很大程度上也反映了生命科學(xué)研究的趨勢(shì)

4、。第二章 細(xì)胞的統(tǒng)一性與多樣性名詞解釋?zhuān)杭?xì)胞:細(xì)胞是機(jī)體形態(tài)結(jié)構(gòu)的基本單位,細(xì)胞是形態(tài)與生理的基本單位,細(xì)胞是組成有機(jī)體的結(jié)構(gòu)與功能的單位。病毒:是一類(lèi)體積微小、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、只含一種類(lèi)型核酸(DNA或RNA)、嚴(yán)格在活細(xì)胞內(nèi)寄生、以復(fù)制方式增殖的非細(xì)胞型微生物。類(lèi)病毒:有類(lèi)似病毒的更簡(jiǎn)單的生命體,僅僅由一個(gè)有感染性的RNA構(gòu)成,稱(chēng)為類(lèi)病毒(viroid)。朊病毒:僅僅由感染性的蛋白質(zhì)構(gòu)成。 病毒的增殖:又稱(chēng)病毒的復(fù)制,必須在細(xì)胞內(nèi)進(jìn)行,病毒在宿主細(xì)胞內(nèi)分別復(fù)制病毒核酸與翻譯病毒蛋白質(zhì),然后將核酸與蛋白質(zhì)組裝成病毒的基本結(jié)構(gòu)。原核細(xì)胞(Prokaryotic cell):原核細(xì)胞沒(méi)有典型的細(xì)胞核,

5、即沒(méi)有 核膜將它的遺傳物質(zhì)與細(xì)胞質(zhì)分隔開(kāi)。古核細(xì)胞(archaeon):是一些生長(zhǎng)在極端特殊環(huán)境中的細(xì)菌,形態(tài)結(jié)構(gòu)和遺傳裝置與原核細(xì)胞相似,但有些分子進(jìn)化特征更接近真核細(xì)胞。真核細(xì)胞:指含有被核膜包圍的核的細(xì)胞。細(xì)胞體積的守恒定律:器官的大小主要決定于細(xì)胞的數(shù)量,與細(xì)胞的數(shù)量成正比,而與細(xì)胞的大小無(wú)關(guān)。簡(jiǎn)答:一、如何理解細(xì)胞是生命活動(dòng)的基本單位?1.一切有機(jī)體都由細(xì)胞組成,細(xì)胞是構(gòu)成有機(jī)體的基本單位 The cell is the structural unit of life, All organisms is make up of cells. 2.細(xì)胞具有獨(dú)立的、有序的、自控代謝體系,細(xì)

6、胞是代謝與功能的基本單位 The cell is the functional unit of organisms. All metabolic activity is based on cells. 3.細(xì)胞是有機(jī)體生長(zhǎng)與發(fā)育的基礎(chǔ) The cell is the growing and developing basis of life 4.細(xì)胞是遺傳的基本單位,細(xì)胞具有遺傳的全能性 The cell is the foundation of reproduce, and the bridge of heredity5.沒(méi)有細(xì)胞就沒(méi)有完整的生命 No cell, no intact life

7、二、為什么說(shuō)支原體可能是最小最簡(jiǎn)單的存在形式?一個(gè)細(xì)胞生存與增殖必須具備的結(jié)構(gòu)裝置和機(jī)能是:細(xì)胞質(zhì)膜、遺傳信息載體DNA與RNA 、進(jìn)行蛋白質(zhì)合成的一定數(shù)量的核糖體以及催化主要酶促反應(yīng)所需要的酶,這些在支原體細(xì)胞內(nèi)已基本具備。從保證一個(gè)細(xì)胞生命活動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn)所必需的條件看,有人估計(jì)完成細(xì)胞功能至少需要100種酶,這些分子進(jìn)行酶促反應(yīng)所必須占有的空間直徑為50nm,加上核糖體、細(xì)胞質(zhì)膜與核酸等,我們可以推算出來(lái),一個(gè)細(xì)胞體積的最小極限直徑不可能小于100nm,而現(xiàn)在發(fā)現(xiàn)的最小支原體細(xì)胞的直徑已接近這個(gè)極限。所以,比支原體更小更簡(jiǎn)單的細(xì)胞似乎不可能滿(mǎn)足生命活動(dòng)的基本要求,所以說(shuō)支原體可能是最小最簡(jiǎn)單的存

8、在形式。 三、原核細(xì)胞與真核細(xì)胞的區(qū)別?原核細(xì)胞與真核細(xì)胞基本特征的比較原核細(xì)胞與真核細(xì)胞的遺傳結(jié)構(gòu)裝置和基因表達(dá)的比較四、動(dòng)物細(xì)胞和植物細(xì)胞的區(qū)別?構(gòu)成動(dòng)物體與植物體的細(xì)胞均有基本相同的結(jié)構(gòu)體系與功能體系。很多重要的細(xì)胞器與細(xì)胞結(jié)構(gòu),如細(xì)胞質(zhì)膜、核膜、染色質(zhì)、核仁、線(xiàn)粒體、高爾基體、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)與核糖體、微管與微絲等,在不同細(xì)胞中不僅其形態(tài)結(jié)構(gòu)與成分相同,功能也一樣。植物細(xì)胞有一些特有的細(xì)胞結(jié)構(gòu)與細(xì)胞器是動(dòng)物細(xì)胞所沒(méi)有的,如細(xì)胞壁、液泡與葉綠體及其他質(zhì)體。也有一些動(dòng)物細(xì)胞的結(jié)構(gòu),如中心粒,是植物細(xì)胞內(nèi)不常見(jiàn)到的。五、病毒在細(xì)胞內(nèi)是如何增值的?1、病毒侵入細(xì)胞,病毒核酸的侵染(病毒表面的識(shí)別機(jī)構(gòu)與敏

9、感細(xì)胞表面的受體能否互補(bǔ)結(jié)合); 2、病毒核酸的復(fù)制、轉(zhuǎn)錄和蛋白質(zhì)的合成; 3、病毒的裝配、成熟和釋放。六、細(xì)胞的基本特征?1.Parallel chemical composition; 所有的細(xì)胞都有相似的化學(xué)組成2.System of membrane; 脂蛋白體系的生物膜3.Genetic system; DNA-RNA的遺傳裝置4.Ribosome; 蛋白質(zhì)合成的機(jī)器核糖體5.Proliferation. 一分為二的分裂方式七、真核細(xì)胞的基本結(jié)構(gòu)體系? 1、生物膜系統(tǒng); 2、遺傳信息表達(dá)結(jié)構(gòu)系統(tǒng); 3、細(xì)胞骨架系統(tǒng)。 八、古細(xì)菌的特征? 古核細(xì)胞沒(méi)有核膜,其基因組結(jié)構(gòu)為一環(huán)狀DNA,

10、常常含有操縱子結(jié)構(gòu), 由此人們長(zhǎng)期認(rèn)為古核細(xì)胞的遺傳結(jié)構(gòu)裝置更近似于原核細(xì)胞,把它們歸屬于原核細(xì)胞的一類(lèi),然而近年的研究說(shuō)明并非如此。 細(xì)胞壁的組分:抑制壁酸合成的鏈霉素、抑制肽聚糖前體合成的環(huán)絲氨酸、抑制肽聚糖合成的青霉素與萬(wàn)古霉素等對(duì)真細(xì)菌類(lèi)有強(qiáng)的抑制生長(zhǎng)作用,然而對(duì)古細(xì)菌與真核細(xì)胞沒(méi)有作用。 DNA與基因結(jié)構(gòu):真核細(xì)胞與古核細(xì)胞的DNA含有重復(fù)序列,真細(xì)菌的DNA不含有重復(fù)序列;真核細(xì)胞與古核細(xì)胞的基因組中含有內(nèi)含子,真細(xì)菌的基因組中含有內(nèi)含子。 核小體結(jié)構(gòu):古核細(xì)胞具有組蛋白,而且能與DNA構(gòu)建成類(lèi)似核小體的結(jié)構(gòu),但是與真核細(xì)胞典型核小體有差異。 核糖體:古核細(xì)胞的核糖體介于原核細(xì)胞與

11、真核細(xì)胞之間,對(duì)抗生素的反應(yīng)與真核細(xì)胞相似。 5SrRNA:古核細(xì)胞、原核細(xì)胞與真核細(xì)胞都有5SrRNA,含有120個(gè)核苷酸。分子進(jìn)化分析:古核細(xì)胞與真核細(xì)胞同屬一類(lèi);二級(jí)結(jié)構(gòu)也相似。 最后,DNA聚合酶、氨酰tRNA合成酶的作用、起始氨酰 tRNA與肽鏈延長(zhǎng)因子等的分析,都表明:古核細(xì)胞與真核細(xì)胞同屬一類(lèi)。 第三章 細(xì)胞生物學(xué)研究方法名詞解釋分辨率:分辨率是衡量顯微鏡的一個(gè)重要技術(shù)參數(shù)。往往用最小分辨距離來(lái)表示。在顯微鏡的設(shè)計(jì)中確定,當(dāng)最小的衍射斑像的中心剛好落在另一個(gè)衍射斑像的邊緣,則認(rèn)為兩物點(diǎn)像剛剛能夠被分辨,這就是可以分辨的最小距離。數(shù)值孔徑:數(shù)值孔徑也叫鏡口率,簡(jiǎn)寫(xiě)NA 或A,是物鏡

12、的主要參數(shù),與顯微鏡的分辨力成正比。數(shù)值孔徑是物鏡前透鏡與被檢物體之間介質(zhì)的折射率和孔徑角半數(shù)正弦的乘積。 Southern雜交:use a DNA or a RNA probe to hybridize with DNA from a genome to detect whether there is/are the homologue DNA.Northern雜交:原理:將RNA固定于尼龍膜上,以DNA探針識(shí)別待檢mRNA 。這是一種將RNA從瓊脂糖凝膠中轉(zhuǎn)印到硝酸纖維素膜上的方法。DNA印跡技術(shù)由Southern于1975年創(chuàng)建,稱(chēng)為Southern印跡技術(shù),RNA印跡技術(shù)正好與DNA相

13、對(duì)應(yīng),故被稱(chēng)為Northern印跡雜交,與此原理相似的蛋白質(zhì)印跡技術(shù)則被稱(chēng)為Western blot。 Western雜交:是將蛋白質(zhì)電泳、印跡、免疫測(cè)定融為一體的特異性蛋白質(zhì)的檢測(cè)方法。原位雜交:是指將特定標(biāo)記的已知順序核酸為探針與細(xì)胞或組織切片中核酸進(jìn)行雜交,從而對(duì)特定核酸順序進(jìn)行精確定量定位的過(guò)程。原位雜交可以在細(xì)胞標(biāo)本或組織標(biāo)本上進(jìn)行。原代細(xì)胞:是指從機(jī)體取出后立即培養(yǎng)的細(xì)胞。傳代細(xì)胞:適應(yīng)在體外培養(yǎng)條件下持續(xù)傳代培養(yǎng)的細(xì)胞稱(chēng)為傳代細(xì)胞。單層細(xì)胞:分散呈圓球形的細(xì)胞一經(jīng)貼壁就迅速鋪展并開(kāi)始有絲分裂,逐漸形成致密的細(xì)胞單層,稱(chēng)為單層細(xì)胞。細(xì)胞株(Cell Strain)是細(xì)胞在第一次危機(jī)

14、(第十代時(shí))之后活下來(lái)的傳到第40到50代仍具有原代細(xì)胞染色體的二陪體的數(shù)量和接觸抑制功能的細(xì)胞。 細(xì)胞系:初代培養(yǎng)物開(kāi)始第一次傳代培養(yǎng)后的細(xì)胞,即稱(chēng)之為細(xì)胞系( Cell Line )。細(xì)胞拆合: 把細(xì)胞核與細(xì)胞質(zhì)分離開(kāi)來(lái),然后把不同來(lái)源的細(xì)胞質(zhì)和細(xì)胞核相互結(jié)合,形成核質(zhì)雜交細(xì)胞。簡(jiǎn)答:一、電子顯微鏡與光學(xué)顯微鏡的基本區(qū)別?1、照明源不同。電鏡所用的照明源是電子槍發(fā)出的電子流,而光鏡的照明源是可見(jiàn)光(日光或燈光),由于電子流的波長(zhǎng)遠(yuǎn)短于光波波長(zhǎng),故電鏡的放大及分辨率顯著地高于光鏡。2、透鏡不同。電鏡中起放大作用的物鏡是電磁透鏡(能在中央部位產(chǎn)生磁場(chǎng)的環(huán)形電磁線(xiàn)圈),而光鏡的物鏡則是玻璃磨制而

15、成的光學(xué)透鏡。電鏡中的電磁透鏡共有三組,分別與光鏡中聚光鏡、物鏡和目鏡的功能相當(dāng)。3、成像原理不同。在電鏡中,作用于被檢樣品的電子束經(jīng)電磁透鏡放大后打到熒光屏上成像或作用于感光膠片成像。其電子濃淡的差別產(chǎn)生的機(jī)理是,電子束作用于被檢樣品時(shí),入射電子與物質(zhì)的原子發(fā)生碰撞產(chǎn)生散射,由于樣品不同部位對(duì)電子有不同散射度,故樣品電子像以濃淡呈現(xiàn)。而光鏡中樣品的物像以亮度差呈現(xiàn),它是由被檢樣品的不同結(jié)構(gòu)吸收光線(xiàn)多少的不同所造成的。4、所用標(biāo)本制備方式不同,電鏡觀察所用組織細(xì)胞標(biāo)本的制備程序較復(fù)雜,技術(shù)難度和費(fèi)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,最后還需將包埋好的組織塊放人超薄切

16、片機(jī)切成50100nm厚的超薄標(biāo)本片。而光鏡觀察的標(biāo)本則一般置于載玻片上,如普通組織切片標(biāo)本、細(xì)胞涂片標(biāo)本、組織壓片標(biāo)本和細(xì)胞滴片標(biāo)本.二、電子顯微鏡生物樣品制備的簡(jiǎn)單過(guò)程和要求?超薄切片主要步驟:1.取材、分割 :為了使細(xì)胞結(jié)構(gòu)盡可能保持生前狀態(tài),必須做到快、小、準(zhǔn)、冷2.固定 :是盡可能使細(xì)胞中的各種細(xì)胞器以及大分子結(jié)構(gòu)保持生活狀態(tài),并且牢固地固定在它們?cè)瓉?lái)所在的位置上。 3.脫水 :為了保證包埋介質(zhì)完全滲入組織內(nèi)部,必須事先將組織內(nèi)的水分驅(qū)除干凈,即用一種和水及包埋劑均能相混溶的液體來(lái)取代水,常用的脫水劑是乙醇和丙酮。4.滲透、包埋 :包埋就是利用包埋劑滲入到組織內(nèi)部取代脫水劑的過(guò)程,這

17、種包埋劑在單體狀態(tài)時(shí)(聚合前)為液體,能夠滲入組織內(nèi),當(dāng)加入某些催化劑,并經(jīng)加溫后,能聚合成固體,以便進(jìn)行超薄切片。 5.超薄切片 :超薄切片需用超薄切片機(jī)進(jìn)行。6.超薄切片染色 :未經(jīng)染色的超薄切片,反差很弱。因此,要進(jìn)行染色處理,以增強(qiáng)樣品的反差。 三、克隆羊是怎樣得到的? 第四章 細(xì)胞質(zhì)膜名詞解釋脂質(zhì)體:脂質(zhì)體是根據(jù)磷脂分子可在水相中形成穩(wěn)定的脂雙層膜的趨勢(shì)而制備的人工膜。 膜骨架:膜骨架是指細(xì)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),它參與維持細(xì)胞質(zhì)膜的形狀并協(xié)助質(zhì)膜完成多種生理功能。一、.生物膜的基本特征是什么?1.膜的流動(dòng)性a.膜脂的流動(dòng)性:取決于脂分子本身的性質(zhì)和溫度;b.

18、膜蛋白的流動(dòng)性:小鼠人細(xì)胞融合;成斑成帽現(xiàn)象;c.熒光漂白恢復(fù)技術(shù)2.膜的不對(duì)稱(chēng)性a.膜脂不對(duì)稱(chēng)性:不同脂膜在脂雙層兩個(gè)半膜內(nèi)分布不同b.膜蛋白不對(duì)稱(chēng)性:每種膜蛋白分子在質(zhì)膜上都具有明確的方向性c.糖脂或糖蛋白:糖殘基均分布在生物膜的非胞質(zhì)半膜一側(cè)3.細(xì)胞質(zhì)膜相關(guān)的膜骨架a.紅細(xì)胞的生物學(xué)特性b.紅細(xì)胞質(zhì)膜蛋白及膜骨架二、細(xì)胞質(zhì)膜的基本功能! 1.為細(xì)胞的生命活動(dòng)提供相對(duì)穩(wěn)定的內(nèi)環(huán)境2.選擇性的物質(zhì)運(yùn)輸,包括代謝底物的輸入與代謝底物的排出,其中伴隨著能量的傳遞3.提供細(xì)胞識(shí)別位點(diǎn),并完成細(xì)胞內(nèi)外信號(hào)跨膜轉(zhuǎn)導(dǎo)4.為多種酶提供結(jié)合位點(diǎn),使酶促反應(yīng)高效而有序地進(jìn)行5.介導(dǎo)細(xì)胞與細(xì)胞、細(xì)胞與胞外基質(zhì)之

19、間的連接6.參與形成具有不同功能的細(xì)胞表面特化結(jié)構(gòu)7.膜蛋白的異常與某些遺傳病、惡性腫瘤,甚至神經(jīng)退行疾病相關(guān),很多膜蛋白可作為疾病治療的藥物靶標(biāo)。第五章 物質(zhì)的跨膜運(yùn)輸名詞解釋被動(dòng)運(yùn)輸:被動(dòng)運(yùn)輸(passive transport)是指通過(guò)簡(jiǎn)單擴(kuò)散或協(xié)助擴(kuò)散實(shí)現(xiàn)物質(zhì)由高濃度向低濃度方向的跨膜轉(zhuǎn)運(yùn)。轉(zhuǎn)運(yùn)的動(dòng)力來(lái)自物質(zhì)的濃度梯度,不需要細(xì)胞提供 代謝能量。 簡(jiǎn)單擴(kuò)散:簡(jiǎn)單擴(kuò)散(simple diffusion)疏水的小分子或小的不帶電荷的極性分子,不借助膜蛋白也不消耗能量,通過(guò)熱運(yùn)動(dòng),沿著濃度梯度降低的方向跨膜轉(zhuǎn)運(yùn)。 主動(dòng)運(yùn)輸:主動(dòng)運(yùn)輸(active transport)是由載體蛋白所介導(dǎo)的物質(zhì)

20、逆濃度梯度或電化學(xué)梯度由濃度低的一側(cè)向高濃度的一側(cè)進(jìn)行跨膜轉(zhuǎn)運(yùn)的方式。因?yàn)楸晦D(zhuǎn)運(yùn)分子的自由能變化為正值,因此需要與某種釋放能量的過(guò)程相偶聯(lián)。ATP驅(qū)動(dòng)泵:是ATP酶,就直接利用水解ATP提供的能量,實(shí)現(xiàn)離子或小分子逆濃度梯度或電化學(xué)梯度的跨膜運(yùn)動(dòng)。;協(xié)同轉(zhuǎn)運(yùn)(cotransport):是一類(lèi)靠間接提供能量完成的主動(dòng)運(yùn)輸方式。物質(zhì)跨膜運(yùn)動(dòng)所需要的能量來(lái)自膜兩側(cè)離子的電化學(xué)濃度梯度,而維持這種電化學(xué)勢(shì)的是鈉鉀泵或質(zhì)子泵。光驅(qū)動(dòng)泵:主要在細(xì)菌細(xì)胞中發(fā)現(xiàn),對(duì)溶質(zhì)的主動(dòng)運(yùn)輸與光能的輸入相耦連。ABC超家族:也是一類(lèi)ATP驅(qū)動(dòng)泵,含有幾百種不同的轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白,廣泛分布在從細(xì)菌到人類(lèi)各種生物體中。每種ABC蛋白

21、對(duì)于單一底物或相關(guān)底物的基團(tuán)是有特異性的。靜息電位:細(xì)胞在靜息狀態(tài)下的膜電位動(dòng)作電位:在刺激作用下產(chǎn)生行使通訊功能的快速變化的膜電位。去極化:當(dāng)細(xì)胞接受刺激信號(hào)超過(guò)一定閾值時(shí),電壓門(mén)鈉離子通道將介導(dǎo)細(xì)胞產(chǎn)生動(dòng)作電位。細(xì)胞接受閾值刺激,鈉離子通道打開(kāi),引起鈉離子通透性大大增加,瞬間大量鈉離子流入細(xì)胞內(nèi),致使靜息電位減小乃至消失,此即質(zhì)膜的除極化過(guò)程。胞吞作用:是通過(guò)細(xì)胞質(zhì)膜內(nèi)陷形成囊泡,稱(chēng)胞吞泡,將外界物質(zhì)裹進(jìn)并輸入細(xì)胞的過(guò)程。胞吐作用:與細(xì)胞的胞吞作用相反,它是將細(xì)胞內(nèi)的分泌泡或其他某些膜泡中的物質(zhì)通過(guò)細(xì)胞質(zhì)膜運(yùn)出細(xì)胞的過(guò)程。胞吞泡: 通過(guò)細(xì)胞質(zhì)膜內(nèi)陷形成囊泡,稱(chēng)胞吞泡。細(xì)胞拆合: 把細(xì)胞核與

22、細(xì)胞質(zhì)分離開(kāi)來(lái),然后把不同來(lái)源的細(xì)胞質(zhì)和細(xì)胞核相互結(jié)合,形成核質(zhì)雜交細(xì)胞。簡(jiǎn)答:1、比較載體蛋白與通道蛋白的異同?答:載體蛋白和通道蛋白都是膜轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白,兩者以不同的方式辨別溶質(zhì)(即決定運(yùn)輸某種溶質(zhì)而不運(yùn)輸另外的溶質(zhì)),通道蛋白根據(jù)溶質(zhì)大小和電荷進(jìn)行辨別,主要轉(zhuǎn)運(yùn)離子,載體蛋白只容許與載體蛋白上結(jié)合部位相合適的溶質(zhì)分子通過(guò)。與載體蛋白相比,通道蛋白具有極高的轉(zhuǎn)運(yùn)速率(比已知任何一種載體蛋白最快轉(zhuǎn)運(yùn)速率要高1000倍以上),通道蛋白轉(zhuǎn)運(yùn)沒(méi)有飽和值而載體蛋白轉(zhuǎn)運(yùn)過(guò)程有類(lèi)似于酶和底物作用的飽和動(dòng)力學(xué)特征,通道蛋白是門(mén)控開(kāi)放而載體蛋白介導(dǎo)溶質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)時(shí)發(fā)生構(gòu)象轉(zhuǎn)變是隨機(jī)發(fā)生的。 2、說(shuō)明鈉鉀泵的工

23、作原理及其生物學(xué)意義?答:Na+-K+泵具有ATP酶活性,由大小兩個(gè)亞基組成,小亞基(亞基)是個(gè)糖蛋白,大亞基(亞基)是跨膜蛋白,在其胞質(zhì)面有一個(gè)ATP結(jié)合位點(diǎn)和三個(gè)高親和Na+結(jié)合位點(diǎn),在膜的外表面有二個(gè)K+高結(jié)合位點(diǎn)和一個(gè)烏本苷的結(jié)合位點(diǎn)。離子泵的工作原理是通過(guò)ATP驅(qū)動(dòng)的泵的構(gòu)象變化來(lái)完成離子轉(zhuǎn)運(yùn)。首先由Na+結(jié)合到亞基的Na+結(jié)合位點(diǎn),這一結(jié)合刺激了ATP水解,亞基磷酸化,導(dǎo)致蛋白構(gòu)象改變,并暴露Na+結(jié)合位點(diǎn)面向胞外,使Na+釋放至胞外;與此同時(shí),也將K+結(jié)合位點(diǎn)朝向細(xì)胞表面,結(jié)合胞外K+后刺激亞基去磷酸化,并導(dǎo)致蛋白構(gòu)象再次變化,將K+結(jié)合位點(diǎn)朝向胞質(zhì)面,隨即釋放K+至胞質(zhì)溶膠內(nèi)。

24、最后蛋白構(gòu)象又恢復(fù)原狀。 生物學(xué)意義: a. 形成跨膜電勢(shì)。由于K+由內(nèi)向外泄露建立跨膜電勢(shì),對(duì)電壓門(mén)通道,神經(jīng)沖動(dòng)起傳遞作用。 b. 維持滲透壓。細(xì)胞內(nèi)生物大分子物質(zhì)水解,產(chǎn)生電離,帶負(fù)電荷,從而吸引胞外Na+進(jìn)入;細(xì)胞內(nèi)Na+升高后,使水分進(jìn)入細(xì)胞,由此引起細(xì)胞的膨脹,然后再通過(guò)Na+-K+泵,泵出Na+,維持滲透壓。 c. 可以協(xié)助其它物質(zhì)運(yùn)輸。3、胞吞作用與胞吐作用的不同?胞吞作用:是通過(guò)細(xì)胞質(zhì)膜內(nèi)陷形成囊泡,稱(chēng)胞吞泡,將外界物質(zhì)裹進(jìn)并輸入細(xì)胞的過(guò)程。胞吐作用:與細(xì)胞的胞吞作用相反,它是將細(xì)胞內(nèi)的分泌泡或其他某些膜泡

25、中的物質(zhì)通過(guò)細(xì)胞質(zhì)膜運(yùn)出細(xì)胞的過(guò)程。第六章 細(xì)胞的能量轉(zhuǎn)換線(xiàn)粒體和葉綠體名詞解釋內(nèi)共生學(xué)說(shuō) (endosymbiont hypothesis):線(xiàn)粒體和葉綠體分別起源于原始真核細(xì)胞內(nèi)共生的細(xì)菌和藍(lán)藻。  非內(nèi)共生學(xué)說(shuō)(asymbiont hypothesis):也稱(chēng)細(xì)胞內(nèi)分化學(xué)說(shuō),認(rèn)為真核細(xì)胞的前身是一個(gè)進(jìn)化上比較高等的好氧細(xì)菌,線(xiàn)粒體和葉綠體的發(fā)生是質(zhì)膜內(nèi)陷、擴(kuò)張和分化的結(jié)果。 亞線(xiàn)粒體小泡:亞線(xiàn)粒體小泡:用超聲波將線(xiàn)粒體破碎,線(xiàn)粒體內(nèi)膜碎片可以自然卷成顆粒朝外的小膜泡,這種小膜泡稱(chēng)為亞線(xiàn)粒體小泡或者亞線(xiàn)粒體顆粒。 Semiautonomous Organelle :自身含有遺傳表

26、達(dá)系統(tǒng)(自主性);但編碼的遺傳信息十分有限,其RNA轉(zhuǎn)錄、蛋白質(zhì)翻譯、自身構(gòu)建和功能發(fā)揮等必須依賴(lài)核基因組編碼的遺傳信息(自主性有限)。原初反應(yīng):是指光合色素分子從被光激發(fā)至引起第一個(gè)光化學(xué)反應(yīng)為止的過(guò)程,包括光能的吸收、傳遞與轉(zhuǎn)換,即光能被天線(xiàn)色素分子吸收,并傳遞至反應(yīng)中心,在反應(yīng)中心發(fā)生最初的光化學(xué)反應(yīng),使電荷分離從而將光能轉(zhuǎn)換為電能的過(guò)程。特點(diǎn):歷程時(shí)間短、光能利用率高、可在低溫下進(jìn)行。電子傳遞:電子通過(guò)呼吸鏈的流動(dòng)稱(chēng)為電子傳遞。光合磷酸化 :由光照引起的電子傳遞與磷酸化作用相耦連而生成ATP的過(guò)程。質(zhì)體Plastid:植物細(xì)胞中特有的一類(lèi)膜結(jié)合細(xì)胞器的總稱(chēng),這類(lèi)細(xì)胞器都是由共同的前體:

27、前質(zhì)體Proplatid分化發(fā)育而來(lái)。氧化磷酸化 :代謝物在生物氧化過(guò)程中釋放出的自由能用于合成ATP(即ADP+PiATP),這種氧化放能和ATP生成(磷酸化)相偶聯(lián)的過(guò)程稱(chēng)氧化磷酸化。 電子傳遞鏈 :在線(xiàn)粒體內(nèi)膜上存在有關(guān)氧化磷酸化的脂蛋白復(fù)合物,它們是傳遞電子的酶體系,有一系列能可逆地接受和釋放電子和質(zhì)子的化學(xué)物質(zhì)所組成,在內(nèi)膜上相互關(guān)聯(lián)地有序地排列,稱(chēng)為電子傳遞鏈或者呼吸鏈。 嵴 :線(xiàn)粒體內(nèi)膜向基質(zhì)內(nèi)折疊形成嵴。問(wèn)答題:一、比較線(xiàn)粒體的氧化磷酸化與葉綠體的光合磷酸化的異同點(diǎn)?(重點(diǎn)) 氧化磷酸化光合磷酸化細(xì)胞器部位線(xiàn)粒體內(nèi)膜葉綠體類(lèi)囊體膜電子傳遞系統(tǒng)呼吸鏈PS、PS電子供體N

28、ADH/FADH2H2O的光解電子終受體1/2O2NADP+傳遞電子跨膜次數(shù)23H+濃度差膜間隙高,基質(zhì)低類(lèi)囊體高,基質(zhì)低偶聯(lián)因子F0F1ATP合成酶CF0CF1ATP合成酶產(chǎn)生ATP所需的H+2個(gè)3個(gè)產(chǎn)生ATP的目的消耗有機(jī)物,產(chǎn)生ATP,供生物體使用利用ATP,合成有機(jī)物二、如何證明線(xiàn)粒體的電子傳遞和磷酸化作用是由兩個(gè)不同的結(jié)構(gòu)系統(tǒng)來(lái)實(shí)現(xiàn)的?三、線(xiàn)粒體和葉綠體的蛋白質(zhì)的分選?線(xiàn)粒體和葉綠體蛋白質(zhì)的運(yùn)送和裝配 由核基因編碼,在細(xì)胞質(zhì)核糖體上合成的線(xiàn)粒體和葉綠體蛋白質(zhì),屬翻譯后轉(zhuǎn)運(yùn)(post-translational translocation);其運(yùn)輸方式為跨膜轉(zhuǎn)運(yùn)( transmembr

29、ane transport ) 。 線(xiàn)粒體蛋白質(zhì)的轉(zhuǎn)運(yùn) 在轉(zhuǎn)運(yùn)前以前體蛋白(Precursor Protein)形式存在,包括:N端的導(dǎo)肽(leader peptide/sequence,precursor chain)+ 成熟形式的蛋白(mature form). 導(dǎo)肽的特點(diǎn): 多位于肽鏈的N端,由大約2080個(gè)氨基酸構(gòu)成,含豐富的帶正電荷的氨基酸和羥基氨基酸,幾乎不含帶負(fù)電的氨基酸; 形成一個(gè)兩性螺旋,帶正電荷的氨基酸殘基和不帶電荷的疏水氨基酸殘基分別位于螺旋的兩側(cè); 對(duì)所牽引的蛋白質(zhì)沒(méi)有特異性要求。 線(xiàn)粒體內(nèi)、外膜之間存在著接觸點(diǎn),信號(hào)肽牽引蛋白質(zhì)前體運(yùn)送時(shí),可通過(guò)內(nèi)外膜的接觸點(diǎn),一步進(jìn)

30、入基質(zhì)。 葉綠體蛋白質(zhì)的轉(zhuǎn)運(yùn) 都是翻譯后后轉(zhuǎn)譯; 具有接觸點(diǎn)(contact site); N端具指導(dǎo)信號(hào):轉(zhuǎn)運(yùn)肽(transit peptide),使用后被信號(hào)肽酶切除。 轉(zhuǎn)運(yùn)到基質(zhì)中的前體蛋白,其N(xiāo)端轉(zhuǎn)運(yùn)肽僅含有導(dǎo)向基質(zhì)的序列。 轉(zhuǎn)運(yùn)到類(lèi)囊體腔中的前體蛋白,其N(xiāo)端轉(zhuǎn)運(yùn)肽分兩部分,指導(dǎo)轉(zhuǎn)運(yùn)到基質(zhì)的前一部分被切除后,暴露出指導(dǎo)其進(jìn)入類(lèi)囊體腔中的序列。 由ctDNA編碼并在內(nèi)囊體核糖體上合成的一些蛋白質(zhì)結(jié)合于內(nèi)囊體膜上。 四、為什么說(shuō)線(xiàn)粒體和葉綠體是半自主性細(xì)胞器?線(xiàn)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(xì)胞器均有自我繁殖所必需的基本組分,具有獨(dú)立進(jìn)行轉(zhuǎn)錄和轉(zhuǎn)譯的功能。&

31、#160;線(xiàn)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(xì)胞質(zhì)核糖體上合成的。細(xì)胞核與發(fā)育成熟的線(xiàn)粒體和葉綠體之間存在著密切的、精確的、嚴(yán)格調(diào)控的生物學(xué)機(jī)制。在二者協(xié)同作用的關(guān)系中,細(xì)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(shuō),線(xiàn)粒體和葉綠體的自主程度是有限的,而對(duì)核遺傳系統(tǒng)有很大的依賴(lài)性。因此,線(xiàn)粒體和葉綠體的生長(zhǎng)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(chēng)為半自主性細(xì)胞器。 五、內(nèi)共生和非共生起源學(xué)說(shuō)? 內(nèi)共生學(xué)說(shuō)(endosymbiont hypothesis) 1 在形態(tài)大小和膜結(jié)構(gòu)方面,線(xiàn)粒體和細(xì)菌相似,葉綠體

32、和藍(lán)藻相似; 2 具半自主性(mtDNA/ctDNA),線(xiàn)粒體和葉綠體基因組在大小、形態(tài)和結(jié)構(gòu)方面與細(xì)菌相似; 3 有自己完整的蛋白質(zhì)合成系統(tǒng),能獨(dú)立合成蛋白質(zhì),蛋白質(zhì)合成機(jī)制有很多類(lèi)似細(xì)菌而不同于真核生物; 4 線(xiàn)粒體和葉綠體的核糖體在大小和反應(yīng)性質(zhì)上與原核生物相似; 5 能生長(zhǎng),并象細(xì)菌一樣以二分方式繁殖; 6 能在異源細(xì)胞內(nèi)長(zhǎng)期生存,說(shuō)明線(xiàn)粒體和葉綠體具有的自主性與共生性的特征。 7 線(xiàn)粒體的祖先很可能來(lái)自反硝化副球菌或紫色非硫光合細(xì)菌;發(fā)現(xiàn)介于胞內(nèi)共生藍(lán)藻與葉綠體之間的結(jié)構(gòu)-藍(lán)小體,其特征在很多方面 可作為原始藍(lán)藻向葉綠體演化的佐證。 不足之處: 從進(jìn)化角度,如何解釋在代謝上明顯占優(yōu)勢(shì)

33、的共生體反而 將大量的遺傳信息轉(zhuǎn)移到宿主細(xì)胞中? 不能解釋細(xì)胞核是如何進(jìn)化來(lái)的,即原核細(xì)胞如何演化為真核細(xì)胞? 線(xiàn)粒體和葉綠體的基因組中存在內(nèi)含子,而真細(xì)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(xué)說(shuō)的觀點(diǎn),那么線(xiàn)粒體和葉綠體基因組中的內(nèi)含子從何發(fā)生? 非內(nèi)共生學(xué)說(shuō)(asymbiont hypothesis)在進(jìn)化的最初階段,原核細(xì)胞的基因組進(jìn)行復(fù)制并不伴有細(xì)胞分裂,然后基因組附近的質(zhì)膜內(nèi)陷形成雙層膜,分別將基因組包圍在這些雙層膜的結(jié)構(gòu)中,從而形成了原始的線(xiàn)粒體、葉綠體和細(xì)胞核等細(xì)胞器。后來(lái)在進(jìn)化過(guò)程中進(jìn)一步發(fā)生了分化,如線(xiàn)粒體和葉綠體的基因組丟失一些基因;細(xì)胞核的基因則是有了高度發(fā)展

34、;質(zhì)體發(fā)展了光合作用功能;線(xiàn)粒體則演變?yōu)榫哂泻粑δ艿募?xì)胞器,于是逐漸形成了現(xiàn)在的真核細(xì)胞。 不足之處: 實(shí)驗(yàn)證據(jù)不多; 無(wú)法解釋為何線(xiàn)粒體、葉綠體與細(xì)菌在DNA分 子結(jié)構(gòu)和蛋白質(zhì)合成性能上有那么多相似之處; 對(duì)線(xiàn)粒體和葉綠體的DNA酶、RNA酶和核糖體的來(lái)源也很難解釋。 真核細(xì)胞的細(xì)胞核能否起源于細(xì)菌的核區(qū)? 第七章 真核細(xì)胞內(nèi)膜系統(tǒng)、蛋白質(zhì)分選與膜泡運(yùn)輸名詞解釋細(xì)胞質(zhì)基質(zhì):在真核細(xì)胞的細(xì)胞質(zhì)中,除去可分辨的細(xì)胞器以外的膠狀物質(zhì),稱(chēng)為細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)(cytoplasmic matrix)。其它的名稱(chēng):細(xì)胞液(cell sap)、透明質(zhì)(hyaloplasm)、胞質(zhì)溶膠(cytosol)等。細(xì)胞內(nèi)

35、膜系統(tǒng):是指在結(jié)構(gòu)、功能乃至發(fā)生上相互關(guān)聯(lián)、由膜包被的細(xì)胞器或細(xì)胞結(jié)構(gòu),主要包括內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、高爾基體、溶酶體、胞內(nèi)體和分泌泡等。泛素降解途徑;分子伴侶:細(xì)胞中的某些蛋白質(zhì)分子可以識(shí)別正在合成的多肽或部分折疊的多肽并與多肽的某些部位相結(jié)合,從而幫助這些多肽轉(zhuǎn)運(yùn)、折疊或裝配,這一類(lèi)分子本身并不參與最終產(chǎn)物的形成,因此稱(chēng)為分子伴侶。 內(nèi)質(zhì)網(wǎng):內(nèi)質(zhì)網(wǎng)(endoplasmic reticulum,ER)是真核細(xì)胞重要的細(xì)胞器。它由封閉的膜系統(tǒng)及其圍成的腔形成互相溝通的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。 高爾基體:高爾基體又稱(chēng)高爾基器或高爾基復(fù)合體,是比較普遍地存在于真核細(xì)胞內(nèi)的一種細(xì)胞器。高爾基體是由大小不一、形態(tài)多變的囊泡體系組

36、成,在不同的細(xì)胞中,甚至細(xì)胞生長(zhǎng)的不同階段都有很大的區(qū)別。 順面:呈弓形或半球形,凸出的一面對(duì)著內(nèi)質(zhì)網(wǎng)稱(chēng)為形成面(forming face)或順面(cis face)。反面:凹進(jìn)的一面對(duì)著質(zhì)膜稱(chēng)為成熟面(mature face)或反面(trans face)。溶酶體:溶酶體是動(dòng)物細(xì)胞中一種膜結(jié)合細(xì)胞器, 小球狀, 外面由一層單位膜包被。溶酶體含有多種水解酶類(lèi), 在細(xì)胞內(nèi)起消化和保護(hù)作用, 可與吞噬泡或胞飲泡結(jié)合, 消化和利用其中的物質(zhì)。也可以消化自身細(xì)胞破損的細(xì)胞器或殘片,有利于細(xì)胞器的重新組裝、成分的更新及廢物的消除。過(guò)氧化物酶體(peroxisome):又稱(chēng)微體(microbody),是一

37、種具有異質(zhì)性的細(xì)胞器,在不同生物及不同發(fā)育階段有所不同。直徑約0.21.5um,通常為0.5um,呈圓形,橢圓形或啞呤形不等,由單層膜圍繞而成。共同特點(diǎn)是內(nèi)含一至多種依賴(lài)黃素(flavin)的氧化酶和過(guò)氧化氫酶(標(biāo)志酶)。初級(jí)溶酶體:呈球形,直徑0.20.5微米,內(nèi)容物均一,不含有明顯的顆粒物質(zhì),外面由一層脂蛋白膜圍繞,厚度為7.5nm。其中含有多種水解酶類(lèi),其共同特征是都屬酸性水解酶,即酶的最適pH為5左右。次級(jí)溶酶體:是初級(jí)溶酶體與細(xì)胞內(nèi)的自噬泡或異噬泡、胞飲泡或吞噬泡融合形成的復(fù)合體,分別稱(chēng)之為自噬溶酶體和異噬溶酶體,兩者都是進(jìn)行消化作用的溶酶體。次級(jí)溶酶體中可能包含多種生物大分子、顆粒

38、性物質(zhì)、線(xiàn)粒體等細(xì)胞器乃至細(xì)菌等,因此其形態(tài)不規(guī)則,直徑可達(dá)幾個(gè)微米。殘?bào)w:又稱(chēng)后溶酶體(post-lysosome)已失去酶活性,僅留未消化的殘?jiān)拭?,殘?bào)w可通過(guò)外排作用排出細(xì)胞,也可能留在細(xì)胞內(nèi)逐年增多,如肝細(xì)胞中的脂褐質(zhì)。 簡(jiǎn)答題:1、為什么說(shuō)細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)是一個(gè)高度有序的結(jié)構(gòu)體系? 細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)是一個(gè)高度有序的體系。其中細(xì)胞質(zhì)骨架顯微貫穿在粘稠的蛋白質(zhì)膠體中,多數(shù)的蛋白質(zhì)直接或間接地與骨架結(jié)合,或與生物膜結(jié)合,從而完成特定的生物學(xué)功能。證據(jù)1:免疫熒光技術(shù)顯示,與糖酵解過(guò)程有關(guān)的一些酶就是結(jié)合在微絲上,在骨骼肌細(xì)胞中則結(jié)合在肌原纖維的某些特殊位點(diǎn)上;證據(jù)2:原位雜交技術(shù)顯示,mRNA在細(xì)胞中

39、也呈區(qū)域性分布,會(huì)對(duì)個(gè)體胚胎發(fā)育早期的細(xì)胞分化起著重要的作用。 2、細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)的功能?許多代謝過(guò)程都在細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中進(jìn)行; 細(xì)胞質(zhì)骨架作為細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)的主要結(jié)構(gòu)成分,與維持細(xì)胞形態(tài)、細(xì)胞運(yùn)動(dòng)、細(xì)胞內(nèi)的物質(zhì)運(yùn)輸及能量傳遞有關(guān); 細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)在蛋白質(zhì)的修飾、蛋白質(zhì)選擇性的降解等方面起著重要的作用。3、溶酶體是怎樣發(fā)生的?其功能有哪些?初級(jí)溶酶體由高爾基體分泌形成,含多種酸性水解酶。 次級(jí)溶酶體是正在進(jìn)行消化作用的溶酶體,分為自噬溶酶體和異噬溶酶體。 殘?bào)w又稱(chēng)后溶酶體,已失去酶活性,僅留未消化的殘?jiān)H苊阁w的功能 1、清除無(wú)用的生物大分子、衰老的細(xì)胞器及衰老損傷和死亡的細(xì)胞; 2、防御

40、功能; 3、其他重要的生理功能。 4、溶酶體(lysosome)與微體(microbody)的區(qū)別? CharactersLysosome溶酶體Microbody微體形態(tài)、大小多球形,直徑0.2-0.5m,無(wú)酶晶體球形,直徑0.15-0.25m,多有酶晶體酶種類(lèi)酸性水解酶氧化酶類(lèi)、過(guò)氧化氫酶PH5左右7左右是否需O2不需要需要功能細(xì)胞內(nèi)消化多種功能發(fā)生高爾基體出芽形成分裂和裝配形成,酶在細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中合成標(biāo)志酶酸性磷酸酶過(guò)氧化氫酶第八章 蛋白質(zhì)分選與膜泡運(yùn)輸名詞解釋蛋白質(zhì)分選:蛋白質(zhì)是由核糖體合成的,合成之后必須準(zhǔn)確無(wú)誤地運(yùn)送到細(xì)胞的各個(gè)部位。在進(jìn)化過(guò)程中每種蛋白形成了一個(gè)明確的地址簽(addr

41、ess target), 細(xì)胞通過(guò)對(duì)蛋白質(zhì)地址簽的識(shí)別進(jìn)行運(yùn)送, 這就是蛋白質(zhì)的分選(protein sorting)。信號(hào)假說(shuō):分泌性蛋白N端序列作為信號(hào)肽,指導(dǎo)分泌性蛋白到內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜上合成,然后在信號(hào)肽引導(dǎo)下蛋白質(zhì)邊合成邊通過(guò)易位子蛋白復(fù)合體進(jìn)入內(nèi)質(zhì)網(wǎng)腔,在蛋白質(zhì)合成結(jié)束之前信號(hào)肽被切除。信號(hào)肽:是引導(dǎo)新合成的蛋白質(zhì)向分泌通路轉(zhuǎn)移的短(長(zhǎng)度5-30個(gè)氨基酸)肽鏈。信號(hào)識(shí)別顆粒signal recognition particle (SRP):在真核生物細(xì)胞質(zhì)中一種小分子RNA和六種蛋白的復(fù)合體,此復(fù)合體能識(shí)別核糖體上新生肽末端的信號(hào),順序并與之結(jié)合,使肽合成停止,同時(shí)它又可和ER膜上的停泊蛋

42、白識(shí)別和結(jié)合,從而將mRNA上的核糖體,帶到膜上。SRP上有三個(gè)結(jié)合位點(diǎn):信號(hào)肽識(shí)別結(jié)合位點(diǎn),SRP受體蛋白結(jié)合位點(diǎn),翻譯暫停結(jié)構(gòu)域。后翻譯轉(zhuǎn)運(yùn):后轉(zhuǎn)移Post-translation translocation:在細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中完成多肽鏈的合成(翻譯),再轉(zhuǎn)運(yùn)至膜結(jié)合的細(xì)胞器(如,線(xiàn)粒體、葉綠體、微體、細(xì)胞核等)或細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)的特定部位。 共翻譯轉(zhuǎn)運(yùn):共轉(zhuǎn)移Co-translation translocation:在細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中多肽鏈的合成起始后,邊合成邊轉(zhuǎn)入內(nèi)質(zhì)網(wǎng)腔中,隨后經(jīng)高爾基體運(yùn)至溶酶體、質(zhì)膜、分泌到細(xì)胞外(還包括內(nèi)質(zhì)網(wǎng)和高爾基體中的蛋白質(zhì))。 膜泡運(yùn)輸(vesicular transp

43、ort):被運(yùn)輸?shù)奈镔|(zhì)在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)或高爾基體中加工成衣被小泡,選擇性地運(yùn)輸?shù)桨屑?xì)胞器; KDEL:Lys-Asp-Glu-Leu-COO-(KDEL) 簡(jiǎn)答題:1、膜泡運(yùn)輸?shù)娜N類(lèi)型、方式?Types of Coated Vesicles 在細(xì)胞分泌和內(nèi)吞過(guò)程中,從膜上形成的小泡通常由不同的蛋白質(zhì)包被,因此稱(chēng)為有被小泡(coated vesicles), 有三種類(lèi)型的有被小泡: 1. 網(wǎng)格(籠形)蛋白 clathrin coated vesicles 2. COPI coated vesicles 3. COPII coated vesicles 2、細(xì)胞結(jié)構(gòu)裝配的生物學(xué)意義? 生物大分子裝配的生

44、物學(xué)意義 減少和校正蛋白質(zhì)合成中出現(xiàn)的錯(cuò)誤; 減少所需的遺傳物質(zhì)信息量; 通過(guò)裝配與去裝配更容易調(diào)節(jié)與控制多種生物學(xué)過(guò)程 。 第九章 細(xì)胞信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)名詞解釋細(xì)胞通訊(cell communication):是指一個(gè)細(xì)胞發(fā)出的信息通過(guò)介質(zhì)傳遞到另一個(gè)細(xì)胞產(chǎn)生相應(yīng)的反應(yīng)。細(xì)胞間的通訊對(duì)于多細(xì)胞生物體的發(fā)生和組織的構(gòu)建,協(xié)調(diào)細(xì)胞的功能,控制細(xì)胞的生長(zhǎng)和分裂是必需的。 細(xì)胞識(shí)別;細(xì)胞識(shí)別是指細(xì)胞通過(guò)其表面信號(hào)分子(受體)與另一細(xì)胞表面的信號(hào)分子(配體)選擇性地相互作用,最終產(chǎn)生細(xì)胞應(yīng)答的過(guò)程,即細(xì)胞識(shí)別(cell recognition)。信號(hào)分子;細(xì)胞信號(hào)分子 :生物細(xì)胞所接受的信號(hào)既可以使物理信號(hào)(

45、光、熱、電流),也可以是化學(xué)信號(hào),但是在有機(jī)體間和細(xì)胞間的通訊中最廣泛的信號(hào)是化學(xué)信號(hào)。 第二信使:現(xiàn)在一般將細(xì)胞外信號(hào)分子稱(chēng)為“第一信使”。第一信使與受體作用后在胞內(nèi)最早產(chǎn)生的信號(hào)分子稱(chēng)為第二信使(second messenger)。第二信使的作用是對(duì)胞外信號(hào)起轉(zhuǎn)換和放大的作用。 受體:受體(receptor)是一種能夠識(shí)別和選擇性結(jié)合某種配體(信號(hào)分子)的大分子物質(zhì),多為糖蛋白,一般至少包括兩個(gè)功能區(qū)域,與配體結(jié)合的區(qū)域和產(chǎn)生效應(yīng)的區(qū)域,當(dāng)受體與配體結(jié)合后,構(gòu)象改變而產(chǎn)生活性,啟動(dòng)一系列過(guò)程,最終表現(xiàn)為生物學(xué)效應(yīng)。信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo):是指細(xì)胞通過(guò)胞膜或胞內(nèi)受體感受信息分子的刺激,經(jīng)細(xì)胞內(nèi)信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)系統(tǒng)

46、轉(zhuǎn)換,從而影響細(xì)胞生物學(xué)功能的過(guò)程。分子開(kāi)關(guān):在細(xì)胞信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)過(guò)程中,除細(xì)胞表面受體和第二信使分子外,還存在兩組進(jìn)化上保守的胞內(nèi)蛋白在信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑中行使功能。這兩類(lèi)蛋白起著分子開(kāi)關(guān)的作用: GTPase開(kāi)關(guān)蛋白、另一類(lèi)普遍的分子開(kāi)關(guān)機(jī)制是通過(guò)蛋白激酶使靶蛋白磷酸化,通過(guò)蛋白磷酸酶使蛋白去磷酸化,從而調(diào)節(jié)蛋白質(zhì)活性。 簡(jiǎn)答題:一、何謂信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)中的分子開(kāi)關(guān)蛋白?舉例說(shuō)明其作用機(jī)制? 在細(xì)胞信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)過(guò)程中,除細(xì)胞表面受體和第二信使分子外,還存在兩組進(jìn)化上保守的胞內(nèi)蛋白在信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑中行使功能。這兩類(lèi)蛋白起著分子開(kāi)關(guān)的作用: GTPase開(kāi)關(guān)蛋白:三聚體G蛋白和單體G蛋白。這類(lèi)鳥(niǎo)苷酸結(jié)合蛋白當(dāng)結(jié)合GTP

47、時(shí)呈現(xiàn)活化“開(kāi)啟”狀態(tài);當(dāng)結(jié)合GDP時(shí)呈現(xiàn)失活“關(guān)閉”狀態(tài),還包括:鳥(niǎo)苷酸交換因子,GTPase促進(jìn)因子,G蛋白信號(hào)調(diào)節(jié)因子以及鳥(niǎo)苷酸解離抑制物。 另一類(lèi)普遍的分子開(kāi)關(guān)機(jī)制是通過(guò)蛋白激酶使靶蛋白磷酸化,通過(guò)蛋白磷酸酶使蛋白去磷酸化,從而調(diào)節(jié)蛋白質(zhì)活性。 二、比較G蛋白偶聯(lián)受體介導(dǎo)的信號(hào)通路有何不同?由G蛋白偶聯(lián)受體所介導(dǎo)的細(xì)胞信號(hào)通路主要包括:cAMP信號(hào)通路和磷脂酰肌醇信號(hào)通路。1. cAMP信號(hào)通路細(xì)胞外信號(hào)與相應(yīng)受體結(jié)合,導(dǎo)致細(xì)胞內(nèi)第二信使cAMP的水平變化而引起細(xì)胞反應(yīng)的信號(hào)通路。這一信號(hào)通路的首要效應(yīng)酶是腺苷酸環(huán)化酶,通過(guò)腺苷酸環(huán)化酶調(diào)節(jié)胞內(nèi)cAMP的水平。cAMP可被磷酸二酯酶限制

48、性地降解消除。cAMP信號(hào)通路由質(zhì)膜上的五種成分組成:激活型激素受體(Rs);抑制型激素受體(Ri);與GDP結(jié)合的活化型調(diào)節(jié)蛋白(Gs);與GDP結(jié)合的抑制型調(diào)節(jié)蛋白(Gi);催化成分,即腺苷酸環(huán)化酶(C)。cAMP信號(hào)通路的主要效應(yīng)是激活靶酶和開(kāi)啟基因表達(dá),這是通過(guò)蛋白激酶A完成的。蛋白激酶A由兩個(gè)催化亞基和兩個(gè)調(diào)節(jié)亞基組成,在沒(méi)有cAMP時(shí),以鈍化復(fù)合體形式存在。cAMP與調(diào)節(jié)亞基結(jié)合,改變調(diào)節(jié)亞基構(gòu)象,使調(diào)節(jié)亞基和催化亞基解離,釋放催化亞基?;罨牡鞍准っ窤催化亞基可使細(xì)胞內(nèi)某些蛋白的絲氨酸或蘇氨酸殘基磷酸化,于是改變蛋白的活性。該信號(hào)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

49、腺苷酸環(huán)化酶cAMPcAMP依賴(lài)的蛋白激酶A基因調(diào)控蛋白基因轉(zhuǎn)錄。2.磷脂酰肌醇信號(hào)通路胞外信號(hào)分子與細(xì)胞表面G蛋白偶聯(lián)受體結(jié)合,激活質(zhì)膜上的磷脂酶C(PLC),使質(zhì)膜上4,5-二磷酸磷脂酰肌醇(PIP2)水解成1,4,5-三磷酸肌醇(IP3)和二?;视停―G)兩個(gè)第二信使,使胞外信號(hào)轉(zhuǎn)換為胞內(nèi)信號(hào)。IP3動(dòng)員細(xì)胞內(nèi)源鈣到細(xì)胞質(zhì),使胞內(nèi)Ca2+濃度升高;DG激活蛋白激酶C(PKC),活化的PKC進(jìn)一步使底物磷酸化,并可激活Na+/H+交換引起細(xì)胞內(nèi)pH升高。以磷脂酰肌醇代謝為基礎(chǔ)的信號(hào)通路的最大特點(diǎn)是胞外信號(hào)被膜受體接受后,同時(shí)產(chǎn)生兩個(gè)胞內(nèi)信使,分別激動(dòng)兩個(gè)信號(hào)傳遞途徑即IP3-Ca2+和D

50、G-PKC途徑,實(shí)現(xiàn)細(xì)胞對(duì)外界信號(hào)的應(yīng)答,因此把這一信號(hào)系統(tǒng)有稱(chēng)之為“雙信號(hào)系統(tǒng)”。3. cGMP信號(hào)通路與cAMP信使系統(tǒng)相似點(diǎn):由GC催化產(chǎn)生,PDE酶催化滅活。受體鳥(niǎo)苷酸環(huán)化酶的配體是心房肌肉細(xì)胞分泌的一組肽類(lèi)激素心房排鈉肽(ANPs)。當(dāng)血壓升高時(shí),心房細(xì)胞分泌ANPs,促使腎細(xì)胞排水、排鈉,同時(shí)導(dǎo)致血管平滑肌細(xì)胞松弛,結(jié)果使血壓下降。介導(dǎo)ANP反應(yīng)的受體分布在腎和血管平滑肌細(xì)胞表面。ANPs與受體結(jié)合直接激活胞內(nèi)段鳥(niǎo)苷酸環(huán)化酶的活性,使GTP轉(zhuǎn)化為cGMP,cGMP作為第二信使結(jié)合并激活cGMP依賴(lài)的蛋白激酶G(PKG),導(dǎo)致靶細(xì)胞的絲氨酸/蘇氨酸殘基活化。除了與質(zhì)膜結(jié)合的鳥(niǎo)苷酸環(huán)化

51、酶外,在細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中海存在可溶性的鳥(niǎo)苷酸環(huán)化酶,它們是NO作用的靶酶,催化產(chǎn)生cGMP。cGMP與cAMP存在拮抗作用。3、為什么硝酸甘油能夠用于治療心絞痛? (必考)硝酸甘油治療心絞痛:其作用機(jī)理是在硝酸甘油代謝生成NO,后者刺激心臟血管平滑肌細(xì)胞舒張,從而增加心臟供血。 .NO導(dǎo)致血管平滑肌舒張的作用機(jī)制:  血管神經(jīng)末梢釋放乙酰膽堿作用于血管內(nèi)皮細(xì)胞G蛋白耦聯(lián)受體并激活磷脂酶C,通過(guò)第二信使導(dǎo)致細(xì)胞質(zhì)Ca2+濃度增加;  Ca2+結(jié)合鈣調(diào)蛋白刺激一氧化氮合成酶,以精氨酸為底物在內(nèi)皮細(xì)胞中合成NO;  NO擴(kuò)散進(jìn)入臨近的

52、平滑肌細(xì)胞,在那里結(jié)合并激活鳥(niǎo)苷酸環(huán)化酶,該酶使GTP轉(zhuǎn)變成cGMP; cGMP活化蛋白激酶G,從而抑制肌動(dòng)-肌球蛋白復(fù)合物信號(hào)通路,導(dǎo)致血管平滑肌細(xì)胞松弛,血管舒張。  硝酸甘油產(chǎn)生與可溶性鳥(niǎo)苷酸環(huán)化酶分子中的血紅素鐵結(jié)合引起鳥(niǎo)苷酸構(gòu)象改變,酶活性增高生成作為第二信使,產(chǎn)生生理效應(yīng)激活磷酸化其底物可引起血管舒張等效應(yīng)緩解心絞痛 4、靶細(xì)胞對(duì)信號(hào)分子的脫敏機(jī)制有哪些?概括起來(lái),靶細(xì)胞對(duì)信號(hào)分子的脫敏機(jī)制有如下5種方式:受體沒(méi)收受體下調(diào)受體失活信號(hào)蛋白失活抑制性蛋白產(chǎn)生5、請(qǐng)結(jié)合生物化學(xué)的知識(shí)解釋腎上腺素對(duì)糖原代謝的效應(yīng)? 答:腎上腺素通過(guò)促進(jìn)肝臟和肌肉組

53、織中的糖原分解而抑制糖原合成,使血糖水平升高。其分子機(jī)制如下:腎上腺素作用于肝及肌細(xì)胞膜上的受體后,促使G蛋白與GDP解離而與GTP結(jié)合,從而激活G蛋白?;罨腉蛋白能激活腺苷酸環(huán)化酶,使cAMP生成增加,cAMP激活蛋白激酶A;后者催化細(xì)胞中許多酶類(lèi)和功能蛋白質(zhì)的磷酸化,從而引起腎上腺素的生理效應(yīng)。    (1)使無(wú)活性的磷酸化酶b激酶磷酸化為有活性的磷酸化酶b激酶。后者催化無(wú)活性的磷酸化酶b磷酸化為磷酸化酶a;則可促進(jìn)糖原分解,升高血糖。    (2)使有活性的糖原合酶a磷酸化成無(wú)活性的糖原合酶b。從而抑制糖原

54、合成,致使血糖濃度升高。    (3)cAMP蛋白激酶系統(tǒng)還通過(guò)磷酸化改變某些酶的活性調(diào)節(jié)血糖水平。如抑制肝丙酮酸激酶減少糖的分解代謝,激活果糖雙磷酸酶1促進(jìn)糖異生,升高血糖。第十章 細(xì)胞骨架名詞解釋?zhuān)簭V義和狹義的細(xì)胞骨架;狹義的細(xì)胞骨架指細(xì)胞質(zhì)骨架,包括微絲、微管、中間纖維;廣義的細(xì)胞骨架包括細(xì)胞核骨架、細(xì)胞質(zhì)骨架、細(xì)胞膜骨架和細(xì)胞外基質(zhì)。 微絲骨架;應(yīng)力纖維;體外培養(yǎng)的細(xì)胞在基質(zhì)表面鋪展時(shí),常在細(xì)胞質(zhì)膜的特定區(qū)域與基質(zhì)之間形成緊密黏附的黏著斑。在緊貼黏著斑的細(xì)胞質(zhì)膜內(nèi)側(cè)有大量的成束狀排列的微絲,這種微絲成為應(yīng)力纖維。 微管骨架;踏車(chē)模型;微管是一種極

55、性的結(jié)構(gòu),其兩端的性質(zhì)不同。在微管的延長(zhǎng)過(guò)程中,兩端的生長(zhǎng)速率不同。生長(zhǎng)速率快的一端稱(chēng)為正端(+),生長(zhǎng)速率慢的一端稱(chēng)為負(fù)端()。不僅生長(zhǎng)速率,微管蛋白在兩斷結(jié)合的平衡常數(shù)也不同。因此,微管的聚合不可能達(dá)到真正的平衡狀態(tài),而只有表觀的穩(wěn)定態(tài),當(dāng)達(dá)到穩(wěn)定態(tài)時(shí),一端加進(jìn)去的微管蛋白最終從另一端失去馬達(dá)分子;主要是依賴(lài)于微管的驅(qū)動(dòng)蛋白、動(dòng)力蛋白和依賴(lài)于微絲的肌球蛋白 這三類(lèi)蛋白質(zhì)超家族的成員。它們既能與微管或微絲結(jié)合,又能與一些細(xì)胞器或膜狀小泡特異性地結(jié)合,并利用水解ATP所產(chǎn)生的能量有規(guī)則地沿微管或微絲等細(xì)胞骨架纖維運(yùn)輸所攜帶“貨物”。胞質(zhì)分裂環(huán):在有絲分裂的胞質(zhì)分裂開(kāi)始時(shí),大量肌動(dòng)蛋白

56、和肌球蛋白組在中間體處組裝成微絲束,環(huán)繞細(xì)胞。又稱(chēng)為收縮環(huán)微管組織中心(microtubule organizing center MTOCs):是微管進(jìn)行組裝的區(qū)域,著絲粒、成膜體、中心體、基體均具有微管組織中心的功能。中間絲(中間纖維)(intermediate filaments,IF):直徑10nm左右,介于微絲和微管之間。與微管不同的是中間纖維是最穩(wěn)定的細(xì)胞骨架成分,它主要起支撐作用。中間纖維在細(xì)胞中圍繞著細(xì)胞核分布,成束成網(wǎng),并擴(kuò)展到細(xì)胞質(zhì)膜,與質(zhì)膜相連結(jié)。 簡(jiǎn)答:細(xì)胞骨架的作用;微絲骨架的作用;微管骨架的作用;最后表格。 第十一章 細(xì)胞核與染色體名詞解釋細(xì)胞核:主要由核被膜、核纖層、染色質(zhì)、核仁及核體組成,是遺傳信息的貯存場(chǎng)所,在這里進(jìn)行基因復(fù)制、轉(zhuǎn)錄和轉(zhuǎn)錄初產(chǎn)物的加工過(guò)程,從而控制細(xì)胞的遺傳與代謝活動(dòng)。 核孔復(fù)合體:內(nèi)外核膜在某些部位相互融合,形成環(huán)狀開(kāi)口,稱(chēng)為核孔Nuclear pore,在核孔上鑲嵌著由多種蛋白質(zhì)構(gòu)成的復(fù)雜結(jié)構(gòu),稱(chēng)為核孔復(fù)合體Nuclear Po

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