翟中和第三版課后練習(xí)題及答案

第一章：緒論

1.細(xì)胞生物學(xué)的任務(wù)是什么？它的范圍都包括哪些？

1）任務(wù)：

細(xì)胞生物學(xué)的任務(wù)是以細(xì)胞為著眼點(diǎn)，與其他學(xué)科的重要概念兼容并蓄，來(lái)闡明生

物各級(jí)結(jié)構(gòu)層次生命現(xiàn)象的本質(zhì)。

2）范圍:

（1）細(xì)胞的細(xì)微結(jié)構(gòu)；

（2）細(xì)胞分子水平上的結(jié)構(gòu)；

（3）大分子結(jié)構(gòu)變化與細(xì)胞生理活動(dòng)的關(guān)系及分子解剖。

2.細(xì)胞生物學(xué)在生命科學(xué)中所處的地位，以及它與其他學(xué)科的關(guān)系

1）地位：以細(xì)胞作為生命活動(dòng)的基本單位，探索生命活動(dòng)規(guī)律，核心問(wèn)題是將遺

傳與發(fā)育在細(xì)胞水平上的結(jié)合。

2）關(guān)系：應(yīng)用現(xiàn)代物理學(xué)與化學(xué)的技術(shù)成就和分子生物學(xué)的概念與方法，研究生

命現(xiàn)象及其規(guī)律。

3.如何理解E.B.Wilson所說(shuō)的“一切生物學(xué)問(wèn)題的答案最終要到細(xì)胞中去尋

找”。

1）細(xì)胞是一切生物體的最基本的結(jié)構(gòu)和功能單位。

2）所謂生命實(shí)質(zhì)上即是細(xì)胞屬性的體現(xiàn)。生物體的一切生命現(xiàn)象，如生長(zhǎng)、發(fā)育、

繁殖、遺傳、分化、代謝和激應(yīng)等都是細(xì)胞這個(gè)基本單位的活動(dòng)體現(xiàn)。

3）生物科學(xué)，如生理學(xué)、解剖學(xué)、遺傳學(xué)、免疫學(xué)、胚胎學(xué)、組織學(xué)、發(fā)育生物

學(xué)、分子生物學(xué)等，其研究的最終目的都是要從細(xì)胞水平上來(lái)闡明各自研究領(lǐng)域中

生命現(xiàn)象的機(jī)理。

4）現(xiàn)代生物學(xué)各個(gè)分支學(xué)科的交叉匯合是21世紀(jì)生命科學(xué)的發(fā)展趨勢(shì)，也要求各

個(gè)學(xué)科都要到細(xì)胞中去探索生命現(xiàn)象的奧秘。

5）鑒于細(xì)胞在生命界中所具有的獨(dú)特屬性，生物科學(xué)各分支學(xué)科若要研究各種生

命現(xiàn)象的機(jī)理，都必須以細(xì)胞這個(gè)生物體的基本結(jié)構(gòu)和功能單位為研究目標(biāo)，從細(xì)

胞中研究各自研究領(lǐng)域中生命現(xiàn)象的機(jī)理。

4.細(xì)胞生物學(xué)主要研究?jī)?nèi)容是什么？

1）細(xì)胞核、染色體以及基因表達(dá)

2）生物膜與細(xì)胞器

3）細(xì)胞骨架體系

4）細(xì)胞增殖及其調(diào)控

5）細(xì)胞分化及其調(diào)控

6）細(xì)胞的衰老與凋亡

7）細(xì)胞起源與進(jìn)化

8）細(xì)胞工程

5.當(dāng)前細(xì)胞生物學(xué)研究中的基本問(wèn)題以及細(xì)胞基本生命活動(dòng)研究的重大課題是

什么？

研究的三個(gè)根本性問(wèn)題：

1）細(xì)胞內(nèi)的基因是如何在時(shí)間與空間上有序表達(dá)的問(wèn)題

2）基因表達(dá)的產(chǎn)物一一結(jié)構(gòu)蛋白與核酸、脂質(zhì)、多糖及其復(fù)合物，如何逐級(jí)裝配

行使生命活動(dòng)的基本結(jié)構(gòu)體系及各種細(xì)胞器的問(wèn)題

3）基因表達(dá)的產(chǎn)物一一大量活性因子與信號(hào)分子，如何調(diào)節(jié)細(xì)胞最重要的生命活

動(dòng)的問(wèn)題

生命活動(dòng)研究的重大課題:

1）染色體DNA與蛋白質(zhì)相互作用關(guān)系一一非組蛋白對(duì)基因組的作用

2）細(xì)胞增殖、分化、凋亡（程序性死亡）的相互關(guān)系及其調(diào)控

3）細(xì)胞信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)一一細(xì)胞間信號(hào)傳遞；受體與信號(hào)跨膜轉(zhuǎn)導(dǎo)；細(xì)胞內(nèi)信號(hào)傳遞

4）細(xì)胞結(jié)構(gòu)體系的裝配

6.你認(rèn)為是誰(shuí)首先發(fā)現(xiàn)了細(xì)胞？

1）荷蘭學(xué)者A.vanLeeuwenhoek,而不是R.Hooke。

2）1665年，R.Hooke利用自制的顯微鏡發(fā)現(xiàn)了細(xì)胞是由許多微小的空洞組成的，

Hooke觀察到的并不是真正的細(xì)胞，而是死去的植物的細(xì)胞壁圍成的空腔，不過(guò)他

的發(fā)現(xiàn)顯示出生物體中存在有更微細(xì)的結(jié)構(gòu)，為后來(lái)認(rèn)識(shí)細(xì)胞具有開(kāi)創(chuàng)性的意義。

4.細(xì)胞學(xué)說(shuō)建立的前提條件是什么？

1）1665年，R.Hooke利用自制的顯微鏡發(fā)現(xiàn)了細(xì)胞是由許多微小的空洞組成的，

顯示出生物體中存在有更微細(xì)的結(jié)構(gòu)，為后來(lái)認(rèn)識(shí)細(xì)胞具有開(kāi)創(chuàng)性的意義。

2）Hooke同時(shí)代的發(fā)現(xiàn)了許多種活細(xì)胞。

3）19世紀(jì)上半葉，隨著顯微鏡質(zhì)量的提高和切片機(jī)的發(fā)明，對(duì)細(xì)胞的認(rèn)識(shí)日趨深

入。學(xué)者們開(kāi)始認(rèn)識(shí)到生物體是由細(xì)胞構(gòu)成的，于是在1838—1839年,M.Schleidon

和T.Schwann在總結(jié)前人工作的基礎(chǔ)上提出了細(xì)胞學(xué)說(shuō)。

5.細(xì)胞生物學(xué)各發(fā)展階段的主要特征是什么？

它大體上經(jīng)歷了細(xì)胞的發(fā)現(xiàn);細(xì)胞學(xué)說(shuō)的創(chuàng)立和細(xì)胞學(xué)的形成；細(xì)胞生物學(xué)的出現(xiàn);

分子細(xì)胞生物學(xué)的興起等各主要的發(fā)展階段。

1）細(xì)胞的發(fā)現(xiàn)階段：

（1）1604年，荷蘭眼睛商Z.Jansen創(chuàng)制了世界上第一架顯微鏡。

(2)英國(guó)物理學(xué)家Roberthooke(1635T703)創(chuàng)造了第一架對(duì)科學(xué)研究有價(jià)值的顯

微鏡。

(3)荷蘭科學(xué)家AntonievanLeeuwenhoekl674年用自制的顯微鏡發(fā)現(xiàn)了原生動(dòng)

物。

2)細(xì)胞學(xué)說(shuō)的創(chuàng)立和細(xì)胞學(xué)的形成階段：

(1)顯微鏡制作技術(shù)有了明顯的進(jìn)步，分辨率提高到lum以?xún)?nèi)；

(2)細(xì)胞學(xué)說(shuō)創(chuàng)立、原生質(zhì)理論提出；

(3)研究方向轉(zhuǎn)移到細(xì)胞內(nèi)部結(jié)構(gòu)上來(lái)。

3)細(xì)胞生物學(xué)的出現(xiàn)：

(1)電子顯微鏡的發(fā)明；

(2)研究方向轉(zhuǎn)移到細(xì)胞的超微結(jié)構(gòu)和分子結(jié)構(gòu)水平；

(3)細(xì)胞生物學(xué)誕生

4)分子細(xì)胞生物學(xué)的興起

(1)電鏡標(biāo)本固定技術(shù)的改進(jìn)；

(2)人們認(rèn)識(shí)到細(xì)胞的各種活動(dòng)與大分子的結(jié)構(gòu)變化和分子間的相互作用的關(guān)系。

第二章：細(xì)胞的基本知識(shí)概要

1、如何理解“細(xì)胞是生命活動(dòng)的基本單位”這一概念？

1)一切有機(jī)體都有細(xì)胞構(gòu)成，細(xì)胞是構(gòu)成有機(jī)體的基本單位

2)細(xì)胞具有獨(dú)立的、有序的自控代謝體系，細(xì)胞是代謝與功能的基本單位

3)細(xì)胞是有機(jī)體生長(zhǎng)與發(fā)育的基礎(chǔ)

4)細(xì)胞是遺傳的基本單位，細(xì)胞具有遺傳的全能性

5)沒(méi)有細(xì)胞就沒(méi)有完整的生命

6）細(xì)胞是多層次非線性的復(fù)雜結(jié)構(gòu)體系

7）細(xì)胞是物質(zhì)（結(jié)構(gòu)）、能量與信息過(guò)程精巧結(jié)合的綜合體

8）細(xì)胞是高度有序的，具有自裝配與自組織能力的體系

2、細(xì)胞的基本共性是什么？

1）所有的細(xì)胞表面均有由磷脂雙分子層與鑲嵌蛋白質(zhì)構(gòu)成的生物膜

2）所有的細(xì)胞都有DNA與RNA兩種核酸

3）所有的細(xì)胞內(nèi)都有作為蛋白質(zhì)合成的機(jī)器一一核糖體

4）所有細(xì)胞的增殖都是一分為二的分裂方式

3、為什么說(shuō)病毒不是細(xì)胞？蛋白質(zhì)感染子是病毒嗎？

1）病毒是由一個(gè)核酸分子（DNA或RNA）芯和蛋白質(zhì)外殼構(gòu)成的，是非細(xì)胞形態(tài)的

生命體，是最小、最簡(jiǎn)單的有機(jī)體。僅由一個(gè)有感染性的RNA構(gòu)成的病毒，稱(chēng)為類(lèi)

病毒；僅由感染性的蛋白質(zhì)構(gòu)成的病毒稱(chēng)為阮病毒。病毒具備了復(fù)制與遺傳生命活

動(dòng)的最基本的特征，但不具備細(xì)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(dòng)必須在細(xì)胞內(nèi)才能表現(xiàn)，在宿主細(xì)胞內(nèi)復(fù)制增殖；病毒自身沒(méi)有獨(dú)立的代謝

與能量轉(zhuǎn)化系統(tǒng)，必須利用宿主細(xì)胞結(jié)構(gòu)、原料、能量與酶系統(tǒng)進(jìn)行增殖，是徹底

的寄生物。因此病毒不是細(xì)胞，只是具有部分生命特征的感染物。

2）蛋白質(zhì)感染子是病毒的類(lèi)似物，雖不含核酸，其增殖是由于正常分子的構(gòu)象發(fā)

生轉(zhuǎn)變?cè)斐傻模@種構(gòu)象異常的蛋白質(zhì)分子成了致病因子，這不同于傳統(tǒng)概念上的

病毒的復(fù)制方式和傳染途徑，所以蛋白質(zhì)感染子是病毒的類(lèi)似物。

4、為什么說(shuō)支原體可能是最小最簡(jiǎn)單的細(xì)胞存在形式？

1）支原體能在培養(yǎng)基上生長(zhǎng)

2）具有典型的細(xì)胞膜

3）一個(gè)環(huán)狀雙螺旋DNA是遺傳信息量的載體

4）mRNA與核糖體結(jié)合為多聚核糖體，指導(dǎo)合成蛋白質(zhì)

5）以一分為二的方式分裂繁殖

6）體積僅有細(xì)菌的十分之一，能寄生在細(xì)胞內(nèi)繁殖

5、說(shuō)明原核細(xì)胞與真核細(xì)胞的主要差別。

要點(diǎn)原核細(xì)胞真核細(xì)胞

細(xì)胞核尢膜包圍，稱(chēng)為擬核有雙層膜包圍

染色體形狀環(huán)狀DNA分子

/I髓攀鷺少量蛋白狀DNA分子

組吃?xún)蓚€(gè)或多人基因洋鎖群

irwfcwr

DNA序列奧或很少重復(fù)序列

有重復(fù)停列

基因表總KNA和蚩日質(zhì)衽I可一區(qū)1日J(rèn)RWA住拶甲盒亞邦殂，；

合成蛋白質(zhì)在細(xì)胞質(zhì)電合成

細(xì)胞分裂二分或出芽刈絲分裂或嫩數(shù)分裂

內(nèi)月臭尢獨(dú)立的內(nèi)膜自，分化成細(xì)胞器

細(xì)胞骨架尢普遍仔在

賽霜第偵膜線粒體和葉綠體（稹物）

核糖體70S(50S+30S)80S(60S+40S)

第三章：細(xì)胞生物學(xué)研究方法

1.透射電鏡與普通光學(xué)顯微鏡的成像原理有何異同？

透射電鏡與光學(xué)顯微鏡的成像原理基本一樣，不同的是：

1）透射電鏡用電子束作光源，用電磁場(chǎng)作透鏡，

2）光學(xué)顯微鏡用可見(jiàn)光或紫外光作光源，以光學(xué)玻璃為透鏡。

2.放射自顯影技術(shù)的原理根據(jù)是什么？為何常用H3、C\p32標(biāo)記物做放射自顯影?

1）原理根據(jù)：

放射性同位素發(fā)射出的各種射線具有使照相乳膠中的溟化銀晶體還原（感光）的性

能。利用放射性物質(zhì)使照相乳膠膜感光，再經(jīng)顯影以顯示該物質(zhì)自身的存在部位.

2）用C5州標(biāo)記物做放射自顯影原因：

（1）有機(jī)大分子均含有碳、氫原子，DNA和RNA等物質(zhì)中存在磷元素，

（2）且產(chǎn)和中均為弱8放射性同位素，半衰期長(zhǎng)。

4.何謂免疫熒光技術(shù)？可自發(fā)熒光的細(xì)胞物質(zhì)是否可在普通顯微鏡下看到熒

光？

1）免疫熒光技術(shù)是將免疫學(xué)方法（抗體同特定抗原專(zhuān)一結(jié)合）與熒光標(biāo)記技術(shù)相結(jié)

合用來(lái)研究特異蛋白抗原在細(xì)胞內(nèi)分布、對(duì)抗原進(jìn)行定位測(cè)定的技術(shù)。它主要包括

熒光抗體的制備、標(biāo)本的處理、免疫染色和觀察記錄等過(guò)程。

2）不能。首先，熒光是因一定波長(zhǎng)（能量）的光（一般為紫外光）照射到物體后

瞬間產(chǎn)生的，作為普通顯微鏡光源的可見(jiàn)光，其能量不足以使物體產(chǎn)生熒光；其次,

所產(chǎn)生熒光的波長(zhǎng)要比入射光的要長(zhǎng)，即使可以激發(fā)出熒光，肉眼也看不到。

5.超速離心技術(shù)的主要用途有哪些？

1）制備和純化亞細(xì)胞成分和大分子，即制備樣品；

2）分析和測(cè)定制劑中的大分子的種類(lèi)和性質(zhì)如浮力密度和分子量。

6.細(xì)胞融合有那幾種方法？病毒誘導(dǎo)與PEG的作用機(jī)制有何不同？

1）細(xì)胞融合的方法有四種：病毒法、聚乙二醇（PEG）法、電激和激光法。

2）病毒誘導(dǎo)：是先足夠數(shù)量的紫外滅活的病毒顆粒黏附在細(xì)胞膜上起搭橋作用，

使細(xì)胞黏著成堆，細(xì)胞緊密靠近，同時(shí)細(xì)胞膜發(fā)生了一定的變化，在37℃溫浴條

件下，粘結(jié)部位的細(xì)胞膜破壞，形成通道，細(xì)胞質(zhì)流通并融合，病毒顆粒也隨之進(jìn)

入細(xì)胞。兩個(gè)細(xì)胞合并，細(xì)胞發(fā)生融合；

聚乙二醇（PEG）法：PEG使能改變各種細(xì)胞的末結(jié)構(gòu)，使兩細(xì)胞接觸點(diǎn)處質(zhì)膜的

脂類(lèi)分子發(fā)生疏散和重組，利用兩細(xì)胞接口處雙分子層質(zhì)膜的相互親何以彼此的表

面張力作用，使細(xì)胞發(fā)生融合。

7、為什么說(shuō)細(xì)胞培養(yǎng)是細(xì)胞生物學(xué)研究的最基本的技術(shù)之一？

細(xì)胞培養(yǎng)的理論依據(jù)是細(xì)胞全能性，是生命科學(xué)的研究基礎(chǔ)，是細(xì)胞工程乃至

基因工程的應(yīng)用基礎(chǔ)。植物細(xì)胞的培養(yǎng)為植物育種開(kāi)辟了一條嶄新的途徑；動(dòng)物細(xì)

胞培養(yǎng)為疫苗的生產(chǎn)、藥物的研制與腫瘤防治提供全新的手段；特別是干細(xì)胞的培

養(yǎng)與定向分化的技術(shù)的發(fā)展,有可能在體外構(gòu)建組織甚至器官，由此建立組織工程，

同時(shí)在細(xì)胞治療及其基因治療相結(jié)合的應(yīng)用中顯示出誘人的前景。

第四章：細(xì)胞膜與細(xì)胞表面

1、生物膜的基本結(jié)構(gòu)特征是什么？這些特征與它的生理功能有什么聯(lián)系？

膜的流動(dòng)性：生物膜的基本特征之一，細(xì)胞進(jìn)行生命活動(dòng)的必要條件。

1)膜脂的流動(dòng)性主要由脂分子本身的性質(zhì)決定的，脂肪酸鏈越短，不飽和程度越

高,膜脂的流動(dòng)性越大。溫度對(duì)膜脂的運(yùn)動(dòng)有明顯的影響。在細(xì)菌和動(dòng)物細(xì)胞中常

通過(guò)增加不飽和脂肪酸的含量來(lái)調(diào)節(jié)膜脂的相變溫度以維持膜脂的流動(dòng)性。在動(dòng)物

細(xì)胞中，膽固醇對(duì)膜的流動(dòng)性起重要的雙向調(diào)節(jié)作用。

"膜蛋白的流動(dòng)：熒光抗體免疫標(biāo)記實(shí)驗(yàn)；成斑現(xiàn)象(patching)或成帽現(xiàn)象(capping)

2)膜的流動(dòng)性受多種因素影響：細(xì)胞骨架不但影響膜蛋白的運(yùn)動(dòng)，也影響其周?chē)?/p>

的膜脂的流動(dòng)。膜蛋白與膜分子的相互作用也是影響膜流動(dòng)性的重要因素。

3)膜的流動(dòng)性與生命活動(dòng)關(guān)系：信息傳遞；各種生化反應(yīng)；發(fā)育不同時(shí)期膜的流

動(dòng)性不同

膜的不對(duì)稱(chēng)性：

1)膜脂與糖脂的不對(duì)稱(chēng)性：糖脂僅存在于質(zhì)膜的ES面，是完成其生理功能的

結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)

2)膜蛋白與糖蛋白的不對(duì)稱(chēng)性：膜蛋白的不對(duì)稱(chēng)性是指每種膜蛋白分子在細(xì)胞

膜上都具有明確的方向性；糖蛋白糖殘基均分布在質(zhì)膜的ES面；膜蛋白的不對(duì)稱(chēng)

性是生物膜完成復(fù)雜的在時(shí)間與空間上有序的各種生理功能的保證。

2、膜的流動(dòng)鑲嵌模型是怎樣形成的？它在膜生物學(xué)研究中有什么開(kāi)創(chuàng)意義？

1)形成的原因及前提：

(1)單位膜模型無(wú)法滿(mǎn)意的解釋許多膜屬性，如膜結(jié)構(gòu)不斷地發(fā)生動(dòng)態(tài)變化；各種

膜沒(méi)有一成不變的統(tǒng)一性；各種膜均具有各自的特定厚度，提取膜蛋白的難易程度

不同；各種膜的蛋白質(zhì)與脂類(lèi)的成份比率不同等。

(2)本世紀(jì)60年代，新技術(shù)的發(fā)明和應(yīng)用，對(duì)質(zhì)膜的認(rèn)識(shí)越來(lái)越深入。

(3)利用冷凍蝕刻法顯示出膜上有球形顆粒，

(4)用示蹤法表明膜的結(jié)構(gòu)形態(tài)在不斷地發(fā)生變動(dòng)。

在此基礎(chǔ)上，S.J.Singer和G.LNicolson在1972年提出了膜的流動(dòng)鑲嵌模型

(fluidmosaicmodel)。

2)意義：流動(dòng)鑲嵌模型除了強(qiáng)調(diào)脂類(lèi)分子與蛋白質(zhì)分子的鑲嵌關(guān)系外，還強(qiáng)調(diào)了

膜的流動(dòng)性，主張膜總是處于流動(dòng)變化之中，脂類(lèi)分子和蛋白質(zhì)分子均可做側(cè)向流

動(dòng)。后來(lái)有許多實(shí)驗(yàn)結(jié)果支持了流動(dòng)鑲嵌模型的觀點(diǎn)。

3、質(zhì)膜在細(xì)胞生命活動(dòng)中都有哪些重要作用？

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產(chǎn)物的排除,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)外信息跨膜傳遞；

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)胞與基質(zhì)之間的連接；

6）質(zhì)膜參與形成具有不同功能的細(xì)胞表面特化結(jié)構(gòu)。

4、質(zhì)膜的膜蛋白都有哪些類(lèi)別？各有何功能？膜脂有哪幾種？

1）膜蛋白根據(jù)功能的不同，可將分為四類(lèi)：運(yùn)輸?shù)鞍?，連接蛋白，受體蛋白和酶。

運(yùn)輸?shù)鞍祝何镔|(zhì)運(yùn)輸，與周?chē)h(huán)境進(jìn)行物質(zhì)和能量的交換；

連接蛋白：細(xì)胞連接；

受體蛋白：細(xì)胞識(shí)別，信號(hào)傳遞；

酶：具有催化活性。

2）膜脂：膜脂主要為磷脂和膽固醇，磷脂主要包括有卵磷脂和腦磷脂（cephalin）,

鞘脂（帶有一個(gè)氨基）和糖脂（結(jié)合有寡糖鏈）。

5、何謂細(xì)胞外被？它有哪些功能？

1）細(xì)胞外被是指動(dòng)物細(xì)胞表面的由構(gòu)成質(zhì)膜的糖蛋白和糖脂伸出的寡糖鏈組成的

厚約10?20nm的絨絮狀結(jié)構(gòu)。

2）功能：（1）細(xì)胞識(shí)別；（2）血型抗原；（3）酶活性。

6、細(xì)胞表面有哪幾種常見(jiàn)的特化結(jié)構(gòu)？膜骨架的基本結(jié)構(gòu)與功能是什么？

1）細(xì)胞表面特化結(jié)構(gòu)主要包括：膜骨架、鞭毛、纖毛、變形足和微絨毛，都是細(xì)

胞膜與膜內(nèi)的細(xì)胞骨架纖維形成的復(fù)合結(jié)構(gòu)，分別與維持細(xì)胞的形態(tài)、細(xì)胞的運(yùn)動(dòng)、

細(xì)胞與環(huán)境的物質(zhì)交換等功能有關(guān)。

2）膜骨架：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)，其功能是

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。

7、細(xì)胞連接都有哪些類(lèi)型？各有何結(jié)構(gòu)特點(diǎn)？

細(xì)胞連接按其功能分為：緊密連接，錨定連接，通訊連接。

1）緊密連接（封閉連接），細(xì)胞質(zhì)膜上，緊密連接蛋白（門(mén)蛋白）形成分支的鏈索條,

與相鄰的細(xì)胞質(zhì)膜上的鏈索條對(duì)應(yīng)結(jié)合，將細(xì)胞間隙封閉。

2）錨定連接：通過(guò)中間纖維（橋粒、半橋粒）或微絲（粘著帶和粘著斑）將相鄰

細(xì)胞或細(xì)胞與基質(zhì)連接在一起，以形成堅(jiān)挺有序的細(xì)胞群體、組織與器官。

3）通訊連接：包括間隙連接和化學(xué)突觸，是通過(guò)在細(xì)胞之間的代謝偶聯(lián)、信號(hào)傳

導(dǎo)等過(guò)程中起重要作用的連接方式。

4）胞間連絲連接：是高等植物細(xì)胞之間通過(guò)胞間連絲來(lái)進(jìn)行物質(zhì)交換與互相聯(lián)系

的連接方式。

8、細(xì)胞外基質(zhì)與細(xì)胞外被有何區(qū)別？它們?nèi)绾蜗嗷プ饔茫?/p>

1）細(xì)胞外被是指動(dòng)物細(xì)胞表面的由構(gòu)成質(zhì)膜的糖蛋白和糖脂伸出的寡糖鏈組成的

厚約10?20nm的絨絮狀結(jié)構(gòu)，是細(xì)胞膜的一部分。

2）細(xì)胞外基質(zhì)是存在細(xì)胞之間的非細(xì)胞性的物質(zhì)，是由一些蛋白質(zhì)和多糖大分子

構(gòu)成的精密有序的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，是細(xì)胞的分泌物在細(xì)胞附近構(gòu)成的精密結(jié)構(gòu)，它不同

于細(xì)胞外被之處是，通過(guò)與細(xì)胞質(zhì)膜中的細(xì)胞外基質(zhì)受體結(jié)合，同細(xì)胞建立了相互

關(guān)系。

9、細(xì)胞外基質(zhì)組成、分子結(jié)構(gòu)及生物學(xué)功能是什么？

1）細(xì)胞外基質(zhì)（EM）成分可表示如下：

多糖：糖胺聚糖，蛋白聚糖

纖維蛋白：膠原，彈性蛋白，纖連蛋白，層粘連蛋白；

2）作用：細(xì)胞外基質(zhì)可影響細(xì)胞的發(fā)育、極性和行為活動(dòng)。

(1)糖胺聚糖(GAG)鏈構(gòu)成的網(wǎng)絡(luò)，形成了水化凝膠，各種蛋白質(zhì)纖維埋藏于凝

膠之中。GAG多糖鏈帶負(fù)電荷，同蛋白質(zhì)共價(jià)結(jié)合形成蛋白聚糖。

(2)蛋白聚糖：

a.滲濾作用；

b.細(xì)胞表面的輔受體；

c.調(diào)節(jié)分泌蛋白的活性；

d.細(xì)胞間化學(xué)信號(hào)傳遞。

(3)膠原，彈性蛋白：結(jié)構(gòu)作用

(4)纖連蛋白，層粘連蛋白：黏著作用。

10、膠原纖維的裝配過(guò)程都經(jīng)過(guò)哪些步驟？

膠原纖維是經(jīng)多步過(guò)程裝配而成，包括膠原分子的合成、分泌和修飾等步驟。

1)內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜結(jié)合的核糖體上合成膠原分子的多肽鏈，最初合成的多肽鏈為前體肽

鏈,稱(chēng)為前a鏈(pro-achain)。

2)合成的前體肽鏈進(jìn)入內(nèi)質(zhì)網(wǎng)腔，此前體鏈除在氨基端帶有信號(hào)肽序列外，在氨

基端和竣基端尚帶有稱(chēng)為前肽(propeptides)的氨基酸序列。在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)腔中，前肽

鏈中的脯氨酸和賴(lài)氨酸殘基分別被羥化為羥脯氨酸和羥賴(lài)氨酸。每一條前a鏈與

其它兩條前a鏈通過(guò)由羥基形成的氫鍵相互結(jié)合，構(gòu)成了3股螺旋的前膠原

(procollagen)分子。此分子的裝配起始于內(nèi)質(zhì)網(wǎng)，后經(jīng)高爾基體裝配完成，被包

裝到分泌泡中，分泌到細(xì)胞外。

3)前膠原被分泌到細(xì)胞外之后，前肽序列被專(zhuān)一的蛋白質(zhì)水解酶切除，前膠原轉(zhuǎn)

變成了膠原分子。

4)膠原分子在細(xì)胞外又進(jìn)一步裝配成了膠原原纖維，最后后者又裝配成了膠原纖

維。原纖維一旦形成，膠原分子便通過(guò)在賴(lài)氨酸間的共價(jià)結(jié)合，加固了原纖維的結(jié)

構(gòu)。這種結(jié)合要依賴(lài)于原纖維結(jié)合膠原（fibril-associatedcollagen）（如IX型

和H型膠原分子）的參與。

11、纖連蛋白分子有哪些結(jié)構(gòu)特點(diǎn)？如何發(fā)揮作用？

1）分子是由兩個(gè)亞基組成的二聚體，在靠近竣基端有一對(duì)二硫鍵將兩個(gè)亞基連在

一起，使兩個(gè)亞基排成“V”字形。亞基多肽鏈折疊成5—6個(gè)棒狀和球形功能區(qū)，

各功能區(qū)分別可同特定的分子或細(xì)胞發(fā)生轉(zhuǎn)移結(jié)合，功能區(qū)之間的連接部位可折

屈，對(duì)蛋白酶敏感。

2）多肽鏈含有三種重復(fù)序列，即I、n、in型組件，功能區(qū)即是由這三種組件重

復(fù)組合而成。在HI型重復(fù)中含有特異的三肽序列，-Arg-Gly-Asp-（RGD）,此RGD

序列可被細(xì)胞表面基質(zhì)受體中的整聯(lián)蛋白（integrin）所識(shí)別,從而同細(xì)胞結(jié)合，促

使細(xì)胞同基質(zhì)結(jié)合。促進(jìn)細(xì)胞遷移，對(duì)細(xì)胞的遷移有導(dǎo)向作用

第五章物質(zhì)的跨膜運(yùn)輸與信號(hào)傳遞

1、物質(zhì)跨膜運(yùn)輸有哪幾種方式？它們的異同點(diǎn)。

跨膜運(yùn)輸：直接進(jìn)行跨膜轉(zhuǎn)運(yùn)的物質(zhì)運(yùn)輸，又分為簡(jiǎn)單擴(kuò)散、協(xié)助擴(kuò)散和主動(dòng)運(yùn)輸。

1）簡(jiǎn)單擴(kuò)散：順物質(zhì)電化學(xué)梯度，不需要膜運(yùn)輸?shù)鞍?，利用自身的電化學(xué)梯度勢(shì)

能，不耗細(xì)胞代謝能；

2）協(xié)助擴(kuò)散：順物質(zhì)電化學(xué)梯度，需要通道蛋白或載體蛋白，利用自身的電化學(xué)

梯度勢(shì)能，不耗細(xì)胞代謝能；

3）主動(dòng)運(yùn)輸：逆物質(zhì)電化學(xué)梯度，需要載體蛋白，消耗細(xì)胞代謝能。

2、比較主動(dòng)運(yùn)輸與被動(dòng)運(yùn)輸?shù)奶攸c(diǎn)及其生物學(xué)意義。

1）主動(dòng)運(yùn)輸?shù)奶攸c(diǎn)及其生物學(xué)意義：

特點(diǎn):由載體蛋白所介導(dǎo)的物質(zhì)逆濃度梯度或電化學(xué)梯度由濃度低的一側(cè)向濃度

高的一側(cè)進(jìn)行跨膜轉(zhuǎn)運(yùn)。需要與某種釋放能量的過(guò)程相偶聯(lián)。

類(lèi)型：由ATP直接提供能量（Na+HC泵、Ca?,泵）、間接提供能量（NaHC泵或K

泵、載體蛋白的協(xié)同運(yùn)輸）、光驅(qū)動(dòng)的三種類(lèi)型。

生物學(xué)意義：動(dòng)物細(xì)胞借助Na-K，泵維持細(xì)胞滲透平衡，同時(shí)利用胞外高濃度的

Na.所儲(chǔ)存的能量，主動(dòng)從細(xì)胞外攝取營(yíng)養(yǎng)；植物細(xì)胞、真菌（包括酵母）和細(xì)菌

細(xì)胞借助膜上的泵，將H,泵出細(xì)胞，建立跨膜的H'電化學(xué)梯度，利用H,電化學(xué)梯

度來(lái)驅(qū)動(dòng)主動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn)溶質(zhì)進(jìn)入細(xì)胞；Ca?’泵主要存在于細(xì)胞膜和內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜上，將Ca2t

輸出細(xì)胞或泵入內(nèi)質(zhì)網(wǎng)腔中儲(chǔ)存，以維持細(xì)胞內(nèi)低濃度的游離Ca2+,Ca?+對(duì)調(diào)節(jié)肌

細(xì)胞的收縮與舒張至關(guān)重要。

2）被動(dòng)運(yùn)輸?shù)奶攸c(diǎn)及其生物學(xué)意義：

特點(diǎn)：物質(zhì)的跨膜運(yùn)輸?shù)姆较蚴怯筛邼舛认虻蜐舛龋\(yùn)輸動(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。

類(lèi)型：?jiǎn)螖U(kuò)散和載體介導(dǎo)的協(xié)助擴(kuò)散。協(xié)助擴(kuò)散的載體為：載體蛋白和通道蛋白，

載體蛋白既可介導(dǎo)被動(dòng)運(yùn)輸和主動(dòng)運(yùn)輸；通道蛋白只能介導(dǎo)被動(dòng)運(yùn)輸。

生物學(xué)意義：每種載體蛋白能與特定的溶質(zhì)分子結(jié)合，通過(guò)一系列構(gòu)象改變介導(dǎo)溶

質(zhì)分子的跨膜轉(zhuǎn)運(yùn)；通道蛋白是多次跨膜親水、離子通道，充許適宜大小分子和帶

電荷的離子通過(guò)，其顯著特點(diǎn)為：⑴具有離子選擇性，轉(zhuǎn)運(yùn)速率高，凈驅(qū)動(dòng)力是溶

質(zhì)跨膜的電化學(xué)梯度；⑵離子通道是門(mén)控的，其活性是由通道開(kāi)或關(guān)兩種構(gòu)象所調(diào)

節(jié)，通過(guò)通道開(kāi)關(guān)應(yīng)答于適當(dāng)?shù)匦盘?hào)。

3、說(shuō)明Na-K,泵的工作原理及其生物學(xué)意義。

NaTC泵是一種典型的主動(dòng)運(yùn)輸方式，由ATP直接提供能量。NaHC泵存在于細(xì)胞膜

上，是由a和B二個(gè)亞基組成的跨膜多次的整合膜蛋白，具有ATP酶活性。

工作原理：在細(xì)胞內(nèi)側(cè)a亞基與Na,相結(jié)合促進(jìn)ATP水解，a亞基上的天門(mén)冬氨酸

殘基磷酸化引起a亞基構(gòu)象發(fā)生變化，將Na'泵出細(xì)胞，同時(shí)細(xì)胞外的I與a亞基

的另一位點(diǎn)結(jié)合，使其去磷酸化，a亞基構(gòu)象再度發(fā)生變化將K'泵進(jìn)細(xì)胞，完成整

個(gè)循環(huán)。Na，依賴(lài)的磷酸化和K-依賴(lài)的去磷酸化引起構(gòu)象變化有序交替進(jìn)行。每個(gè)

循環(huán)消耗一個(gè)ATP分子，泵出3個(gè)Na,和泵進(jìn)2個(gè)K\

生物學(xué)意義：動(dòng)物細(xì)胞借助Na-K,泵維持細(xì)胞滲透平衡，同時(shí)利用胞外高濃度的Na'

所儲(chǔ)存的能量，主動(dòng)從細(xì)胞外攝取營(yíng)養(yǎng)。

4、動(dòng)物細(xì)胞、植物細(xì)胞和原生動(dòng)物細(xì)胞應(yīng)付低滲膨脹的機(jī)制有何不同？

動(dòng)物細(xì)胞借助Na,-K+泵維持細(xì)胞內(nèi)低濃度溶質(zhì)；植物細(xì)胞依靠堅(jiān)韌的細(xì)胞壁避免膨

脹和破裂；原生動(dòng)物通過(guò)收縮胞定時(shí)排出進(jìn)入細(xì)胞過(guò)量的水而避免膨脹。

5、比較胞飲作用和吞噬作用的異同。

胞飲和吞噬是細(xì)胞胞吞作用的兩種類(lèi)型。胞飲作用是一個(gè)連續(xù)發(fā)生的過(guò)程，所有真

核細(xì)胞都能通過(guò)胞飲作用連續(xù)攝入溶質(zhì)和分子；吞噬作用首先需要被吞噬物與細(xì)胞

表面結(jié)合并激活細(xì)胞表面受體，是一個(gè)信號(hào)觸發(fā)過(guò)程。胞飲泡的形成需要網(wǎng)格蛋白、

結(jié)合素蛋白和結(jié)合蛋白等的幫助；吞噬泡的形成則需要微絲及其結(jié)合蛋白的幫助，

在多細(xì)胞動(dòng)物體內(nèi)，只有某些特化細(xì)胞具有吞噬功能。

6、比較組成型胞吐途徑和調(diào)節(jié)型胞吐途徑的特點(diǎn)及其生物學(xué)意義。

細(xì)胞的胞吐作用是將細(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。

特點(diǎn)：

1）真核細(xì)胞從高爾基體反面管網(wǎng)區(qū)分泌的囊泡向質(zhì)膜流動(dòng)并與之融合的穩(wěn)定過(guò)程

即組成型的胞吐途徑。通過(guò)連續(xù)性的組成型胞吐途徑：⑴細(xì)胞新合成的囊泡膜的蛋

白和脂類(lèi)不斷地供應(yīng)質(zhì)膜更新，以確保細(xì)胞分裂前質(zhì)膜的生長(zhǎng)；⑵囊泡內(nèi)可溶性蛋

白分泌到細(xì)胞外，成為質(zhì)膜外圍蛋白、胞外基質(zhì)組分、營(yíng)養(yǎng)成分或信號(hào)分子等。

2）特化的分泌細(xì)胞調(diào)節(jié)型胞吐途徑存在于特殊機(jī)能的細(xì)胞中，分泌細(xì)胞產(chǎn)生的分

泌物（激素、粘液或消化酶）儲(chǔ)存在分泌泡內(nèi)，當(dāng)細(xì)胞在受到胞外信號(hào)刺激時(shí)，分

泌泡與質(zhì)膜融合并將內(nèi)含物釋放出去。

生物學(xué)意義：細(xì)胞的質(zhì)膜更新，維持細(xì)胞的生存與生長(zhǎng)。

7、質(zhì)膜在細(xì)胞吞吐作用（cytosis）中起什么作用？

1）識(shí)別被內(nèi)吞物質(zhì)；

2）形成陷穴小泡；

3）包圍細(xì)胞外物質(zhì)，形成小泡；脫離質(zhì)膜，進(jìn)入細(xì)胞內(nèi)部；

4）同細(xì)胞質(zhì)中的小泡融合，把其所含的物質(zhì)吐到細(xì)胞外。

8、試述細(xì)胞以哪些方式進(jìn)行通訊？各種方式之間有何不同？

細(xì)胞通訊是指一個(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)。

1）細(xì)胞的通訊方式

細(xì)胞以三種方式進(jìn)行通訊：⑴細(xì)胞通過(guò)分泌化學(xué)信號(hào)進(jìn)行細(xì)胞間相互通訊，這是多

細(xì)胞生物包括動(dòng)植物最普遍采用的通訊方式；⑵細(xì)胞間接觸性依賴(lài)的通訊，細(xì)胞間

直接接觸，通過(guò)與質(zhì)膜結(jié)合的信號(hào)分子影響其他細(xì)胞；⑶細(xì)胞間形成間隙連接使細(xì)

胞質(zhì)相互溝通，通過(guò)交換小分子來(lái)實(shí)現(xiàn)代謝偶聯(lián)或電偶聯(lián)。

2）細(xì)胞通訊方式之間不同點(diǎn)

⑴通過(guò)細(xì)胞分泌化學(xué)信號(hào)的通訊方式：細(xì)胞間的通訊需要細(xì)胞分泌化學(xué)信號(hào)；

⑵細(xì)胞接觸性依賴(lài)的通訊方式：細(xì)胞間直接接觸，不需要分泌的化學(xué)信號(hào)分子的釋

放，是通過(guò)與質(zhì)膜結(jié)合的信號(hào)分子與其相接觸的靶細(xì)胞質(zhì)膜上的受體分子相結(jié)合，

影響其他細(xì)胞。

⑶細(xì)胞間隙連接的通訊方式：細(xì)胞間通過(guò)孔隙交換小分子實(shí)現(xiàn)代謝偶聯(lián)或電偶聯(lián)。

9、細(xì)胞有哪幾種方式通過(guò)分泌化學(xué)信號(hào)進(jìn)行細(xì)胞間相互通訊？

內(nèi)分泌：由內(nèi)分泌細(xì)胞分泌信號(hào)分子（激素）到血液中，通過(guò)血液循環(huán)運(yùn)送到

體內(nèi)各個(gè)部位，作用于靶細(xì)胞；

旁分泌：細(xì)胞通過(guò)分泌局部化學(xué)介質(zhì)到細(xì)胞外液中，經(jīng)過(guò)局部擴(kuò)散作用于鄰

近靶細(xì)胞，對(duì)創(chuàng)傷或感染組織刺激細(xì)胞增殖以恢復(fù)功能具有重要意義；

自分泌：細(xì)胞對(duì)自身分泌的物質(zhì)產(chǎn)生反應(yīng)，常見(jiàn)于病理如腫瘤細(xì)胞的合成和

釋放生長(zhǎng)因子刺激自身，導(dǎo)致腫瘤細(xì)胞的增殖失控；

通過(guò)化學(xué)突觸傳遞神經(jīng)信號(hào)：當(dāng)神經(jīng)元細(xì)胞在接受環(huán)境或其他神經(jīng)細(xì)胞的刺激

后，神經(jīng)信號(hào)通過(guò)動(dòng)作電位的形式沿軸突以高達(dá)100m/s的速度傳至末梢，刺激突

觸前突起終末分泌化學(xué)信號(hào)（神經(jīng)遞質(zhì)或神經(jīng)肽），快速擴(kuò)散，實(shí)現(xiàn)電信號(hào)一化學(xué)

信號(hào)一電信號(hào)轉(zhuǎn)換和傳導(dǎo)。

10、何謂信號(hào)傳遞中的分子開(kāi)關(guān)蛋白？舉例說(shuō)明其作用機(jī)制。

分子開(kāi)關(guān)蛋白的概念：具有可逆磷酸化控制的蛋白激酶稱(chēng)為分子開(kāi)關(guān)蛋白。

分子開(kāi)關(guān)的蛋白有兩類(lèi)：1）通過(guò)磷酸化傳遞信號(hào)的開(kāi)關(guān)蛋白：其活性由蛋白激酶

使之磷酸化而開(kāi)啟，由蛋白磷酸酯酶使之去磷酸化而關(guān)閉；2）通過(guò)結(jié)合蛋白傳遞

信號(hào)的分子開(kāi)關(guān)蛋白：由GTP結(jié)合蛋白組成，結(jié)合GTP而活化，結(jié)合GDP而失活。

作用機(jī)制：如NO（包內(nèi)第二信使分子）在導(dǎo)致血管平滑肌舒張中的作用機(jī)制，即

N0導(dǎo)致靶細(xì)胞內(nèi)的可溶性鳥(niǎo)甘酸活化，血管內(nèi)皮細(xì)胞釋放N0,應(yīng)答神經(jīng)終末的刺

激，N0擴(kuò)散進(jìn)入靶細(xì)胞與靶蛋白結(jié)合，快速導(dǎo)致血管平滑肌的舒張，從而引起血

管擴(kuò)張、血流暢通。

11、簡(jiǎn)要說(shuō)明G蛋白偶聯(lián)受體介導(dǎo)的信號(hào)通路有何特點(diǎn)。

G蛋白偶聯(lián)受體所介導(dǎo)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。

cAMP信號(hào)通路：細(xì)胞外信號(hào)（激素，第一信使）與相應(yīng)G蛋白偶聯(lián)的受體結(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。腺昔環(huán)化酶調(diào)

節(jié)胞內(nèi)cAMP的水平，cAMP被磷酸二酯酶限制型降解清除。

其反應(yīng)鏈為：激素一G-蛋白偶聯(lián)受體一G-蛋白腺甘酸環(huán)化酶-cAMP->cAMP依賴(lài)

的蛋白激酶A-基因調(diào)控蛋白一基因轉(zhuǎn)錄。

磷脂酰肌醇信號(hào)通路：通過(guò)G蛋白偶聯(lián)受體介導(dǎo)的磷脂酰肌醵信號(hào)通路的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)

是通過(guò)效應(yīng)酶磷酸酯酶C（PLC）完成的，是雙信使系統(tǒng)”反應(yīng)鏈。

“雙信使系統(tǒng)”反應(yīng)鏈：胞外信號(hào)分子一G-蛋白偶聯(lián)受體一G-蛋白一

一IP3（三磷酸肌醇）一胞內(nèi)Ca2+濃度升高fCa2+結(jié)合蛋白（CaM）

f細(xì)胞反應(yīng)

磷脂酶C（PLC）{

-DG（二?；视停┮患せ頟KC（DC激活蛋白激酶C）一蛋白磷

酸化或促Na+/H+

交換使胞內(nèi)pH升

高

12、說(shuō)明胞內(nèi)信號(hào)傳遞級(jí)聯(lián)反應(yīng)鏈傳遞信號(hào)的原理。基因表達(dá)如何通過(guò)信號(hào)傳遞

受到調(diào)控？

1）原理

（1）靶細(xì)胞的受體與配體的專(zhuān)一結(jié)合，受體同信號(hào)分子結(jié)合后被激活，把細(xì)胞外信

號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)榘麅?nèi)信號(hào)。

(2)經(jīng)過(guò)一系列信號(hào)傳遞蛋白：

可被蛋白質(zhì)激酶磷酸化的蛋白質(zhì)：一類(lèi)是絲氨酸/蘇氨酸激酶，可催化蛋白質(zhì)中的

絲氨酸和蘇氨酸磷酸化；另一類(lèi)是酪氨酸激酶，催化蛋白質(zhì)中的酪氨酸磷酸化。這

兩類(lèi)蛋白質(zhì)受到激活時(shí)，獲得了1至多個(gè)磷酸基，失活時(shí)又去磷酸基。這些蛋白質(zhì)

被激活，則可致使磷酸化級(jí)聯(lián)反應(yīng)鏈(phosphorylationcascade)中的下游蛋白質(zhì)

磷酸化。

在信號(hào)誘導(dǎo)下同GTP結(jié)合的蛋白質(zhì)。

(3)信號(hào)被傳遞到核，影響專(zhuān)一基因的表達(dá)。

2)調(diào)控

細(xì)胞一般是受多種信號(hào)的刺激影響，細(xì)胞必須把一些分散的信號(hào)加以整合，才能產(chǎn)

生特有的反應(yīng)。細(xì)胞外信號(hào)可激活細(xì)胞中的多種蛋白質(zhì)磷酸化級(jí)聯(lián)反應(yīng)鏈，這些級(jí)

聯(lián)反應(yīng)鏈之間發(fā)生相互作用，最終影響基因的表達(dá)，引起了一定的生物效應(yīng)。

13、概述受體酪氨酸激酶介導(dǎo)的信號(hào)通路的組成、特點(diǎn)及其主要功能。

RTK-Ras信號(hào)通路：配體-RTK-adaptor-GRF-RasfRaf(MAPKKK)-MAPKK

-MAPK一進(jìn)入細(xì)胞核一其它激酶或基因調(diào)控蛋白(轉(zhuǎn)錄因子)的磷酸化修飾。

信號(hào)通路的組成：配體一一生長(zhǎng)因子；RTK-酪氨酸；接頭蛋白(生長(zhǎng)因子受體接

頭蛋白-2,GRB-2)；GRF——鳥(niǎo)甘酸釋放因子；Ras—GTP結(jié)合蛋白；Raf——是絲

氨酸/蘇氨酸(Ser/Thr)蛋白激酶(稱(chēng)MAPKKK)。

主要功能：調(diào)節(jié)細(xì)胞的增殖與分化，促進(jìn)細(xì)胞存活，以及細(xì)胞代謝過(guò)程中的調(diào)節(jié)

與校正。

第六章：細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)與細(xì)胞內(nèi)膜系統(tǒng)

1、細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)的結(jié)構(gòu)組分及其在細(xì)胞生命活動(dòng)中作用的理解。

基質(zhì)的基本概念：用差速離心法分離細(xì)胞勻漿物組分，先后除去細(xì)胞核、線粒體、

溶酶體、高爾基體和細(xì)胞質(zhì)膜等細(xì)胞器或細(xì)胞結(jié)構(gòu)后，存留在上清液中的主要是

細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)的成分。生物化學(xué)家多稱(chēng)之為胞質(zhì)溶膠。

主要成分：中間代謝有關(guān)的數(shù)千種酶類(lèi)、細(xì)胞質(zhì)骨架結(jié)構(gòu)。

主要特點(diǎn)：細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)是一個(gè)高度有序的體系；通過(guò)弱鍵而相互作用處于動(dòng)態(tài)平

衡的結(jié)構(gòu)體系，細(xì)胞骨架纖維貫穿其中。多數(shù)中間代謝反應(yīng)及蛋白質(zhì)合成與轉(zhuǎn)運(yùn)、

某些蛋白質(zhì)的修飾和選擇性地降解等過(guò)程均在細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中進(jìn)行。

其作用為：

1）完成各種中間代謝過(guò)程，如糖酵解過(guò)程、磷酸戊糖途徑、糖醛酸途徑等

2）蛋白質(zhì)的分選與運(yùn)輸

3）與細(xì)胞質(zhì)骨架相關(guān)的功能一一維持細(xì)胞形態(tài)、細(xì)胞運(yùn)動(dòng)、胞內(nèi)物質(zhì)運(yùn)輸及能量

傳遞等

4）蛋白質(zhì)的修飾、蛋白質(zhì)選擇性的降解⑴蛋白質(zhì)的修飾；⑵控制蛋白質(zhì)的壽命;

⑶降解變性和錯(cuò)誤折疊的蛋白質(zhì)；⑷幫助變性或錯(cuò)誤折疊的蛋白質(zhì)重新折疊，形

成正確的分子構(gòu)象。

2、內(nèi)膜系統(tǒng)包括哪幾部分？系統(tǒng)的依據(jù)是什么？

細(xì)胞內(nèi)膜系統(tǒng)是指細(xì)胞內(nèi)在結(jié)構(gòu)、功能及發(fā)生上相關(guān)的由膜包繞形成的細(xì)胞器或

細(xì)胞結(jié)構(gòu)。

1）它主要包括核膜、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)和高爾基復(fù)合體三大部分，質(zhì)膜、溶酶體和分泌泡均

可看作是它的衍生物。線粒體和葉綠體不屬于內(nèi)膜系統(tǒng)。

2）依據(jù)：核膜、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)和高爾基復(fù)合體結(jié)構(gòu)和功能上是連續(xù)的，在形成上具有一

定的序列相關(guān)性；內(nèi)膜之間通過(guò)出芽和融合的方式進(jìn)行交流。

3、比較粗面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)和光面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的形態(tài)結(jié)構(gòu)與功能。

ER是細(xì)胞內(nèi)蛋白質(zhì)與脂類(lèi)合成的基地，兒乎全部脂類(lèi)和多種重要蛋白都是在內(nèi)質(zhì)

網(wǎng)合成的。

形態(tài)結(jié)構(gòu)：

rER多呈扁囊狀，排列較為整齊，在其膜表面分布大量核糖體。功能：蛋白質(zhì)合

成；蛋白質(zhì)的修飾與加工；新生肽的折疊與組裝；脂類(lèi)的合成。

sER常為分支管狀，形成較為復(fù)雜的立體結(jié)構(gòu)，在其膜的表面沒(méi)有核糖體。功能:

類(lèi)固醇激素的合成（生殖腺內(nèi)分泌細(xì)胞和腎上腺皮質(zhì)）；肝的解毒作用；肝細(xì)胞葡

萄糖的釋放（G-6P-G）；儲(chǔ)存鈣離子：肌質(zhì)網(wǎng)膜上的Ca2-ATP酶將細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中

Ca2+泵入肌質(zhì)網(wǎng)腔中

4、細(xì)胞內(nèi)蛋白質(zhì)合成部位及其去向如何？

1）部位：細(xì)胞內(nèi)蛋白質(zhì)都是在核糖體上合成的，并都是起始于細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中“游

離”核糖體。

2）去向：向細(xì)胞外分泌蛋白；膜的整合膜蛋白；內(nèi)膜系統(tǒng)各種細(xì)胞器內(nèi)的可溶性

蛋白（需要隔離或修飾）。其它的多肽是在細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中“游離”核糖體上合成的:

包括細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中的駐留蛋白、質(zhì)膜外周蛋白、核輸入蛋白、轉(zhuǎn)運(yùn)到線粒體、葉

綠體和過(guò)氧物酶體的蛋白。

5、糙面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)上合成哪幾類(lèi)蛋白質(zhì)？它們?cè)趦?nèi)質(zhì)網(wǎng)上合成的生物學(xué)意義又是什

么？

1）糙面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)上合成的蛋白質(zhì)主要是分泌性蛋白、膜蛋白及內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、高爾基體和

溶酶體中的蛋白。

2）生物學(xué)意義在于：多肽的糖基化及其折疊與裝配發(fā)生在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)中，而肽鍵上的

信號(hào)序列決定多肽在細(xì)胞質(zhì)中的合成部位，并最終決定成熟蛋白的去向。

6、指導(dǎo)分泌性蛋白在糙面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)上合成需要哪些主要結(jié)構(gòu)或因子？它們?nèi)绾螀f(xié)同

作用完成肽鏈在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)上合成？

1）需要的結(jié)構(gòu)或因子：胰腺細(xì)胞分泌的酶、漿細(xì)胞分泌的抗體、小腸杯狀細(xì)胞分

泌的粘蛋白、內(nèi)分泌腺分泌的多肽類(lèi)激素、胞外基質(zhì)成分等。

2）協(xié)同作用：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，在蛋白質(zhì)合成結(jié)束之前信號(hào)肽被切除。只有N端信號(hào)序列而沒(méi)有停止序列的

多肽，合成后進(jìn)入內(nèi)質(zhì)網(wǎng)腔中；停止轉(zhuǎn)移序列位于多肽分子的中部，合成后最終

成為跨膜蛋白；含多個(gè)起始轉(zhuǎn)移序列和多個(gè)停止轉(zhuǎn)移序列的多肽會(huì)成為多次跨膜

的膜蛋白。

7、結(jié)合高爾基體的結(jié)構(gòu)特征，談?wù)勊窃鯓有惺蛊渖砉δ艿模?/p>

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?chē)€存在有衣被小泡和無(wú)被小泡。一個(gè)成摞存在的囊泡又

稱(chēng)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(chēng)為形成面或順面；在遠(yuǎn)核的一側(cè)，囊泡呈凹面，稱(chēng)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(lèi)的糖基化；

(3)蛋白質(zhì)的加工改造；

(4)細(xì)胞內(nèi)的膜泡運(yùn)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(duì)細(xì)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(yùn)輸和分泌都要通過(guò)高爾基復(fù)合體。

8、蛋白質(zhì)的糖基化的基本類(lèi)型、特征及生物學(xué)意義是什么？

蛋白質(zhì)的糖基化在糖基轉(zhuǎn)移酶(glycosyltransferase)作用下發(fā)生在ER腔面

1)基本類(lèi)型：N一連接糖基化(Asn)；0一氧連接糖基化(Ser/Thr)

2)特征：N一連接與0一連接的寡糖比較

類(lèi)

N-連接0-連接

特征

1.合成部位粗面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)粗面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)或高爾基體

2.合成方式來(lái)自同一個(gè)寡糖一個(gè)個(gè)單糖加上去

3.與之結(jié)合的前體絲氨酸、蘇氨酸、羥賴(lài)

4.最終長(zhǎng)度天冬酰胺氨酸、羥脯氨酸

5.第一個(gè)糖殘基至少5個(gè)糖殘基一般1?4個(gè)糖殘基，但

N一乙酰葡萄AB0血型抗原較長(zhǎng)

N一乙酰半乳糖胺等

3)蛋白質(zhì)糖基化的特點(diǎn)及其生物學(xué)意義

⑴糖蛋白寡糖鏈的合成與加工都沒(méi)有模板，靠不同的酶在細(xì)胞不同間隔中經(jīng)歷復(fù)

雜的加工過(guò)程才能完成。

⑵糖基化的主要作用是蛋白質(zhì)在成熟過(guò)程中折疊成正確構(gòu)象和增加蛋白質(zhì)的穩(wěn)定

性；多羥基糖側(cè)鏈影響蛋白質(zhì)的水溶性及蛋白質(zhì)所帶電荷的性質(zhì)。對(duì)多數(shù)分選的

蛋白質(zhì)來(lái)說(shuō)，糖基化并非作為蛋白質(zhì)的分選信號(hào)。

⑶進(jìn)化上的意義：寡糖鏈具有一定的剛性，從而限制了其它大分子接近細(xì)胞表面

的膜蛋白，這就可能使真核細(xì)胞的祖先具有一個(gè)保護(hù)性的外被，同時(shí)又不象細(xì)胞

壁那樣限制細(xì)胞的形狀與運(yùn)動(dòng)。

9.糙面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)和光面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)在細(xì)胞的生命活動(dòng)中各自承擔(dān)了什么樣的角色？

1)糙面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)：

(1)蛋白質(zhì)的合成；

(2)合成蛋白質(zhì)的修飾與加工；

(3)膜的生成;

(4)物質(zhì)的運(yùn)輸；

(5)貯積鈣離子。

2)光面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)：

(1)脂類(lèi)的合成；

(2)解毒作用；

(3)糖原代謝。

10.糙面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)上所進(jìn)行的糖基化的機(jī)制如何？其添加的寡糖鏈又有什么特點(diǎn)？

1)糖基化的機(jī)制

(1)Asn；N-連接；

(2)寡糖鏈已預(yù)先合成；

(3)以焦磷酸鍵連在跨膜的磷酸多菇醇上；

（4）新生肽鏈一旦出現(xiàn)Asn殘基，糖基轉(zhuǎn)移酶以焦磷酸鍵的能量將寡糖鏈從磷酸

多菇醇上轉(zhuǎn)移至多肽鏈的Asn殘基上；

2）添加的寡糖鏈特點(diǎn)：寡糖鏈可分為兩部分，一部分稱(chēng)為核心區(qū)，該區(qū)在各種寡

糖鏈中均是相同的，且與天冬酰胺殘基直接相連的第一個(gè)糖總是N-乙酰葡萄糖

胺；另一部分稱(chēng)為末端區(qū)，該區(qū)在各種寡糖鏈中是不同的；

11.在高爾基復(fù)合體上所進(jìn)行的糖基化與內(nèi)質(zhì)網(wǎng)有何不同？

1）不同：在糙面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)上進(jìn)行的糖基化修飾大多為N-連接的糖基化，寡糖鏈與

天冬酰胺的氨基基團(tuán)相連，在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)上添加上的寡糖鏈可分為兩部分，一部分稱(chēng)

為核心區(qū)，該區(qū)在各種寡糖鏈中均是相同的，且與天冬酰胺殘基直接相連的第一

個(gè)糖總是N-乙酰葡萄糖胺；另一部分稱(chēng)為末端區(qū)，該區(qū)在各種寡糖鏈中是不同的。

在高爾基復(fù)合體上進(jìn)行的糖基化主要是。-連接的糖基化，寡糖鏈與絲氨酸、蘇氨

酸和羥賴(lài)氨酸的羥基基團(tuán)相連，加工修飾只發(fā)生在寡糖鏈的末端區(qū)，核心區(qū)保持

不變。

12.高爾基復(fù)合體在蛋白質(zhì)的加工、分揀、膜泡運(yùn)輸和膜轉(zhuǎn)化中各承擔(dān)了什么樣

的角色？其間的關(guān)系又如何？

1）高爾基復(fù)合體是蛋白質(zhì)的加工、分揀的細(xì)胞器之一，與內(nèi)膜系統(tǒng)的其它成分共

同參與了膜泡運(yùn)輸和膜轉(zhuǎn)化。

2）內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的特定區(qū)域形成的有被小泡，將所合成的正確折疊和正確組裝的蛋白質(zhì)

運(yùn)往高爾基復(fù)合體進(jìn)行加工、修飾，根據(jù)蛋白質(zhì)所帶有的分揀信號(hào)，反面高爾基

網(wǎng)絡(luò)對(duì)蛋白質(zhì)分揀，將不同命運(yùn)的蛋白質(zhì)分揀開(kāi)來(lái)，并經(jīng)膜泡運(yùn)輸將其運(yùn)輸至其

靶部位。在膜泡運(yùn)輸過(guò)程中完成了膜的轉(zhuǎn)化。

13.高爾基復(fù)合體各部囊泡在組化反應(yīng)上的差異，說(shuō)明了一個(gè)什么問(wèn)題？與其生

物學(xué)功能之間又有什么關(guān)系？

1)利用專(zhuān)一性標(biāo)記酶和組織化學(xué)方法的研究結(jié)果表明，高爾基池中含有許多加工

寡糖鏈的酶，包括甘露糖轉(zhuǎn)移酶、N-乙酰半乳糖轉(zhuǎn)移酶、N-乙酰葡萄糖胺轉(zhuǎn)移酶、

巖藻糖轉(zhuǎn)移酶、半乳糖轉(zhuǎn)移酶以及唾液酸轉(zhuǎn)移酶；處于不同部位的高爾基池所含

有的糖基轉(zhuǎn)移酶的種類(lèi)不同：

(1)形成面的池含有使甘露糖和N-乙酰半乳糖糖基化酶，

(2)中部區(qū)域的池含有向寡糖鏈上轉(zhuǎn)接N-乙酰葡萄糖胺的酶，

(3)成熟面的池則含有向寡糖鏈上移接唾液酸、半乳糖和巖藻糖的酶。

2)這些糖基轉(zhuǎn)移酶的作用是把寡糖轉(zhuǎn)移到蛋白質(zhì)上，形成糖蛋白，從而可以看出,

高爾基復(fù)合體的各部囊泡在功能上高度分區(qū)化，處于不同部位的高爾基囊泡所含

有的加工寡糖鏈的糖基轉(zhuǎn)移酶的種類(lèi)不同，因此，從形成面到成熟面的囊泡是按

照一定順序?qū)烟擎溸M(jìn)行加工的。先參與對(duì)寡糖鏈加工的酶位置偏向于順面，而

后參與加工的酶偏向于反面。這種順序性加工可能有利于糖蛋白的分揀，從而使

高爾基復(fù)合體能對(duì)不同的糖蛋白進(jìn)行分別包裝，使其具有不同的命運(yùn)。

14、溶酶體是怎樣發(fā)生的？它有哪些基本功能？

1)發(fā)生途徑：

溶酶體的合成及N-連接的糖基化修飾(在rER)

高爾基體cis膜囊寡糖鏈上的甘露糖殘基磷酸化

N-乙酰葡萄糖胺磷酸轉(zhuǎn)移酶磷酸葡萄糖甘酶

M6P磷酸化識(shí)別信號(hào)：信號(hào)斑

高爾基體trans-膜囊和TGN膜（M6P受體）

溶酶體酶分選與局部濃縮

I

以出芽的方式轉(zhuǎn)運(yùn)到前溶酶體

2）基本功能

⑴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，防御功能（病

原體感染刺激單核細(xì)胞分化成巨噬細(xì)胞而吞噬、消化）

⑵作為細(xì)胞內(nèi)的消化“器官”為細(xì)胞提供營(yíng)養(yǎng)；

⑶分泌腺細(xì)胞中，溶酶體攝入分泌顆粒參與分泌過(guò)程的調(diào)節(jié)

⑷參與清除贅生組織或退行性變化的細(xì)胞；

⑸受精過(guò)程中的精子的頂體（acrosome）反應(yīng)。

15、溶酶體一旦發(fā)生異常，會(huì)引起什么樣的疾病？各對(duì)機(jī)體又有什么影響呢？

1）貯積?。喝苊阁w酶缺失和異常時(shí);某些物質(zhì)不能被消化降解，而遺留在溶酶體

內(nèi)，便會(huì)影響細(xì)胞的代謝功能，引發(fā)疾?。ㄙA積病），甚至導(dǎo)致機(jī)體的死亡

2）類(lèi)風(fēng)濕關(guān)節(jié)炎（rheumatoidarthritis）：該種病人的溶酶體膜的脆性增加，溶

酶體酶被釋放到關(guān)節(jié)處的細(xì)胞間質(zhì)中，使骨組織受到侵蝕，引起炎癥。

16、過(guò)氧化物酶體與溶酶體有哪些區(qū)別？怎樣理解過(guò)氧化物酶體是異質(zhì)性的細(xì)胞

器？

1）區(qū)別：過(guò)氧化物酶體和初級(jí)溶酶體的形態(tài)與大小類(lèi)似，但過(guò)氧化物酶體中的尿

酸氧化酶等常形成晶格狀結(jié)構(gòu)，可作為電鏡下識(shí)別的主要特征。

2）異質(zhì)性：在不同生物細(xì)胞中以及單細(xì)胞生物的不同個(gè)體中的溶酶體，所含酶的

種類(lèi)及其行使的功能都有所不同，因此說(shuō)過(guò)氧化物酶體是異質(zhì)性的細(xì)胞器。

部位Q

酸的生物合成，膽固醇、多胺、草

場(chǎng)所.

17同點(diǎn)?

異同占,

國(guó)聚髓:：由一層單位膜膜包圍；為一類(lèi)異質(zhì)性細(xì)胞器。

特征溶酶體微體（過(guò)氧化物酶體）

形態(tài)大小直徑0.20.5um,尢直彳仝0.150.25um,有

酶晶體酶晶體

酶的種類(lèi)酸性水解酶氧化酶類(lèi)

pH值?5?7

需氧與含不需要需要

功能細(xì)胞內(nèi)消化主要與糖異生有關(guān)

發(fā)生酶在RER上合成，經(jīng)酶在細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中合

高爾基復(fù)合體出芽形成，經(jīng)分裂和組裝形成

成

識(shí)別一的標(biāo)酸性水解酶過(guò)氧化氫酶

志豳

18、何謂蛋白質(zhì)的分選？已知膜泡運(yùn)輸有哪幾種類(lèi)型及其特點(diǎn)？

1）蛋白質(zhì)分選概念：蛋白質(zhì)在細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中開(kāi)始合成，在細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中或運(yùn)至糙

面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)上繼續(xù)合成，然后通過(guò)不同途徑轉(zhuǎn)運(yùn)到細(xì)胞的特定部位，這一過(guò)程稱(chēng)為蛋

白質(zhì)的分選或定向運(yùn)轉(zhuǎn)。

2）膜泡運(yùn)輸?shù)念?lèi)型及其特點(diǎn)：

⑴網(wǎng)格蛋白有被小泡的運(yùn)輸，負(fù)責(zé)蛋白質(zhì)從高爾基體TGN向質(zhì)膜、胞內(nèi)體或溶酶體

和植物液泡運(yùn)輸。從TGN區(qū)出芽并由網(wǎng)格蛋白包被形成轉(zhuǎn)運(yùn)泡。

（2）C0PII有被小泡的運(yùn)輸，負(fù)責(zé)從內(nèi)質(zhì)網(wǎng)到高爾基體的物質(zhì)運(yùn)輸。由5種蛋白亞基

組成的蛋白包被COPII小泡，具有對(duì)轉(zhuǎn)運(yùn)物質(zhì)的選擇性并使之濃縮。選擇性體現(xiàn)在

a.COPII小泡能識(shí)別并結(jié)合跨膜內(nèi)質(zhì)網(wǎng)胞質(zhì)面一端的信號(hào)序列；b.跨膜內(nèi)質(zhì)網(wǎng)蛋

白的一端作為受體與ER腔的可溶性蛋白結(jié)合。

⑶COPI有被小泡的運(yùn)輸，負(fù)責(zé)回收、轉(zhuǎn)運(yùn)內(nèi)質(zhì)網(wǎng)逃逸蛋白返回內(nèi)質(zhì)網(wǎng)。逃逸的內(nèi)

質(zhì)網(wǎng)蛋白的回收是通過(guò)回收信號(hào)介導(dǎo)的特異性受體完成，這類(lèi)受體能以COPI有被

小泡的形式捕獲逃逸分子，并將其回收到內(nèi)質(zhì)網(wǎng)。

19、怎樣理解細(xì)胞結(jié)構(gòu)裝配的生物學(xué)意義？

細(xì)胞結(jié)構(gòu)裝配的方式：自我裝配(self-assembly)、協(xié)助裝配(aided-assembly)、

直接裝配(direct-assembly)＞復(fù)合物與細(xì)胞結(jié)構(gòu)體系的組裝。

生物學(xué)意義：

1)減少和校正蛋白質(zhì)合成中出現(xiàn)錯(cuò)誤；

2)可大大減少所需要的遺傳物質(zhì)信息量；

3)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。

分子"伴侶"(molecularchaperones)概念：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”。

第七章：細(xì)胞的能量轉(zhuǎn)換一一線粒體和葉綠體

1、為什么說(shuō)線粒體和葉綠體是細(xì)胞內(nèi)的兩種產(chǎn)能細(xì)胞器？

線粒體和葉綠體都是高效的產(chǎn)生ATP的精密裝置。盡管它們最初的能量來(lái)源不同，

但卻有著相似的基本結(jié)構(gòu)，而且以類(lèi)似的方式合成ATP。ATP是細(xì)胞生命活動(dòng)的直

接供能者，也是細(xì)胞內(nèi)能量的獲得、轉(zhuǎn)換、儲(chǔ)存和利用等環(huán)節(jié)的聯(lián)系紐帶。

2、線粒體的各部分結(jié)構(gòu)分別與哪些代謝反應(yīng)有關(guān)？

1)內(nèi)膜

(1)細(xì)胞凋亡：線粒體作為起始的主開(kāi)關(guān)，可以開(kāi)啟內(nèi)膜上的非特異性通道-線粒

體通透性轉(zhuǎn)變孔(mitochondrialpermeabilitytransitionpore,mtPTP)

(2)電子傳遞和氧化磷酸化：電子傳遞鏈和氧化磷酸化的酶存在于內(nèi)膜中；

2)基質(zhì)

(1)三竣酸循環(huán)：參與三竣酸循環(huán)、脂肪酸氧化和丙酮酸氧化的酶存在于線粒體

基質(zhì)中

(2)儲(chǔ)積鈣離子：基質(zhì)中的致密顆粒狀物質(zhì)與儲(chǔ)積Ca2+有關(guān)

(3)細(xì)胞凋亡：在線粒體膜間隙中鑒定出了多種死亡促進(jìn)因子，包括細(xì)胞色素c、

凋亡誘導(dǎo)因子和被稱(chēng)為切冬酶的潛伏蛋白酶。

3、試比較線粒體與葉綠體在基本結(jié)構(gòu)方面的異同。

1)基本結(jié)構(gòu)的相同點(diǎn)：線粒體和葉綠體的形態(tài)、大小、數(shù)量與分布常因細(xì)胞種類(lèi)、

生理功能及生理狀況不同而有較大差別。兩者均具有封閉的兩層單位膜，內(nèi)膜向內(nèi)

折疊，并演化為極大擴(kuò)增的內(nèi)膜特化結(jié)構(gòu)系統(tǒng)。

2)不同點(diǎn):

線粒體外膜(outermembrane)含孔蛋白(porin),通透性較高；內(nèi)膜(inner

membrane)高度不通透性，向內(nèi)折疊形成崎(cristae)；含有與能量轉(zhuǎn)換相關(guān)的蛋

白；膜間隙(intermembranespace)含許多可溶性酶、底物及輔助因子；基質(zhì)

(matrix)含三竣酸循環(huán)酶系、線粒體基因，表達(dá)酶系等以及線粒體DNA,RNA,

核糖體。

葉綠體內(nèi)膜并不向內(nèi)折疊成崎；內(nèi)膜不含電子傳遞鏈；除了膜間隙、基質(zhì)外，還有

類(lèi)囊體；捕光系統(tǒng)、電子傳遞鏈和ATP合成酶都位于類(lèi)囊體膜上。

4、如何測(cè)定線粒體的呼吸鏈各組分在內(nèi)膜上的排列分布？

利用氧化還原電位的高低測(cè)試呼吸鏈中各組分在內(nèi)膜上的排列順序和方向。即各組

分在內(nèi)膜呼吸鏈上的順序與其得失電子的趨勢(shì)有關(guān)，電子總是從低氧化還原電位向

高氧化還原電位流動(dòng)。氧化還原電位值愈低的組分供電子的傾向愈大，愈易成為還

原劑而處于傳遞鏈的前面。在線粒體內(nèi)膜呼吸鏈電子傳遞過(guò)程中，電子是按氧化還

+

原電位從低向高傳遞。NAD/NADH的氧化還原電位值最低(E°=—0.32V),02/H20

的氧化還原電位值最高(E°=+0.82V)。

5、RuBP竣化酶有何功能？它是有哪些亞基組成的？各有何基因組編碼？

功能：核酮糖一1,5—二磷酸(RuBP)是光合作用中一個(gè)起重要作用的酶系統(tǒng)，是

葉綠體卡爾文循環(huán)竣化階段中CO2的接受體，在RuBP竣化酶的催化下，CO?與RuBP

反應(yīng)形成2分子3一磷酸甘油酸(PGA)O

組成亞基：RuBP竣化酶有8個(gè)大亞基和8個(gè)小亞基組成，其中每個(gè)大亞基的相對(duì)

分子質(zhì)量約為53X10、小亞基的相對(duì)分子質(zhì)量約為14X10、酶的活性中心位于大

亞基上，小亞基只具有調(diào)節(jié)功能。

編碼基因組：RuBP竣化酶的大亞基是由葉綠體基因組編碼，在基質(zhì)中合成。而小

亞基則是由核基因組編碼，在細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中合成。

6、試比較線粒體的氧化磷酸化與葉綠體的光合磷酸化的異同點(diǎn)。(P232)

1)相同點(diǎn)：線粒體的氧化磷酸化與葉綠體的光合磷酸化中，⑴需要完整的膜；⑵

ATP的形成都是由H+移動(dòng)所推動(dòng)；⑶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。

2)不同點(diǎn):

線粒體的氧化磷酸化是在內(nèi)膜上進(jìn)行的一個(gè)形成ATP的過(guò)程。它是在電子從

NADH或FADFL經(jīng)過(guò)電子傳遞鏈傳遞給的過(guò)程中發(fā)生的。每一個(gè)NADH被氧化產(chǎn)生3

個(gè)ATP分子,而每一FADH?被氧化產(chǎn)生2個(gè)ATP分子，電子最終被。2接收而生成乩0。

即：1對(duì)電子的3次穿膜傳遞，將基質(zhì)中的3對(duì)H+抽提到膜間隙中，每2個(gè)小穿

過(guò)F「F°ATP酶,生成1個(gè)ATP分子。

葉綠體的光合磷酸化是在類(lèi)囊體膜上進(jìn)行的，是由光引起的光化學(xué)反應(yīng)，其產(chǎn)

物是ATP和NADPH；碳同化(暗反應(yīng)，在葉綠體基質(zhì)中進(jìn)行)利用光反應(yīng)產(chǎn)生的ATP

合NADPH的化學(xué)能，使CO?還原合成糖。光合作用的電子傳遞是在光系統(tǒng)I和光系

統(tǒng)II中進(jìn)行的，這兩個(gè)光系統(tǒng)互相配合，利用所吸收的光能把1對(duì)電子從乩0傳遞

給NADP+。即：1對(duì)電子的2次穿膜傳遞，在基質(zhì)中攝取3個(gè)小，在類(lèi)囊體腔中產(chǎn)

生4個(gè)H+,每3個(gè)H+穿過(guò)CE-CFoATP酶，生成1個(gè)ATP分子。

7、如何證明線粒體的電子傳遞和磷酸化作用是由兩個(gè)不同結(jié)構(gòu)系統(tǒng)來(lái)實(shí)現(xiàn)的？

(P212)

用胰蛋白酶或尿素處理亞線粒體小泡，則小泡外面的顆粒解離，無(wú)顆粒的小泡只能

進(jìn)行電子傳遞，而不能使ADP磷酸化生成ATP。將顆粒重新裝配到無(wú)顆粒的小泡上

時(shí)，則有顆粒的小泡又恢復(fù)了電子傳遞和磷酸化相偶聯(lián)的能力。

8、光系統(tǒng)、捕光復(fù)合物和作用中心的結(jié)構(gòu)與功能的關(guān)系如何？(P224)

在葉綠體的類(lèi)囊體膜中鑲嵌有大小、數(shù)量不同的顆粒，集中了光合作用能量轉(zhuǎn)換功

能的全部組分，包括：捕光色素(天線色素)、兩個(gè)光反應(yīng)中心、各種電子載體、

合成ATP的系統(tǒng)和從水中抽取電子的系統(tǒng)等。它們分別裝配在PSI、PSH、細(xì)胞色

素bf、CFo-CF^TP酶等主要的膜蛋白復(fù)合物中。PSI和PSII復(fù)合物都是由核心復(fù)合

物和捕光復(fù)合物組成，但它們?cè)诮M分、結(jié)構(gòu)甚至功能上是不同的。PSII的核心復(fù)合

物是由20多個(gè)不同的多肽組成的葉綠素蛋白復(fù)合體，其反應(yīng)中心多肽是蛋白D和

D2；PSI的核心復(fù)合物的反應(yīng)中心是一個(gè)包含多種不同還原中心的多蛋白復(fù)合體；

CF.-CF.ATP酶是由跨膜的射通道CF。和在類(lèi)囊體膜基質(zhì)側(cè)起催化作用的CR兩部分

所組成；在亞基組分、結(jié)構(gòu)和功能上均與線粒體的ATP合成酶相似，但葉綠體的

CFJ也激活需有一SH基化合物，寡霉素對(duì)CE無(wú)抑制作用。

9、氧化磷酸化偶聯(lián)機(jī)制的化學(xué)滲透假說(shuō)的主要論點(diǎn)是什么？有哪些證據(jù)？

化學(xué)滲透假說(shuō)主要論點(diǎn)：電子傳遞鏈各組分在線粒體內(nèi)膜中不對(duì)稱(chēng)分布，當(dāng)高能電

子沿其傳遞時(shí)，所釋放的能量將H*從基質(zhì)泵到膜間隙，形成H*電化學(xué)梯度。在這個(gè)

梯度驅(qū)使下，中穿過(guò)ATP合成酶回到基質(zhì)，同時(shí)合成ATP,電化學(xué)梯度中蘊(yùn)藏的能

量?jī)?chǔ)存到ATP高能磷酸鍵。

實(shí)驗(yàn)證據(jù)：質(zhì)子動(dòng)力勢(shì)乃ATP合成的動(dòng)力；膜應(yīng)具有完整性；電子傳遞與ATP合成

是兩件相關(guān)而又不同的事件。

10、由核基因組編碼、在細(xì)胞質(zhì)核糖體上合成的蛋白質(zhì)是如何運(yùn)送至線粒體和葉

綠體的功能部位上進(jìn)行更新或裝配的？（P238,240）

由核基因組編碼、在細(xì)胞質(zhì)核糖體上合成，⑴定位于線粒體基質(zhì)中的蛋白，其導(dǎo)肽

的N端帶正電荷，含有導(dǎo)向基質(zhì)的信息，在跨膜轉(zhuǎn)運(yùn)時(shí)，首先在細(xì)胞質(zhì)Hsp70（分

子伴侶）的參與下解折疊為伸展?fàn)顟B(tài)，然后與膜受體結(jié)合并在接觸點(diǎn)處通過(guò)線粒體

膜進(jìn)入基質(zhì)，其導(dǎo)肽即被基質(zhì)中的蛋白水解，成為成熟的蛋白質(zhì)；⑵定位于線粒體

內(nèi)膜或膜間隙的蛋白，是其在“伴侶分子”引導(dǎo)的導(dǎo)肽進(jìn)入基質(zhì)后進(jìn)一步在伴侶分

子的引導(dǎo)下進(jìn)入（或定位）線粒體膜或膜間隙；⑶定位于葉綠體基質(zhì)中的蛋白，其

前體蛋白（在細(xì)胞質(zhì)中合成的）N端的轉(zhuǎn)運(yùn)肽僅具有導(dǎo)向基質(zhì)的序列，引導(dǎo)其穿過(guò)

葉綠體膜進(jìn)入基質(zhì)，由基質(zhì)中特異的蛋白水解酶切去轉(zhuǎn)運(yùn)肽成為成熟蛋白質(zhì)；⑷定

位于葉綠體類(lèi)囊體中蛋白，其前體蛋白N端的轉(zhuǎn)運(yùn)肽有兩個(gè)區(qū)域，分別引導(dǎo)兩步轉(zhuǎn)

運(yùn)其N(xiāo)端含有導(dǎo)向基質(zhì)的序列，引導(dǎo)其穿過(guò)葉綠體膜上由孔蛋白形成的通道進(jìn)入

基質(zhì)；而C端含有導(dǎo)向類(lèi)囊體的序列又引導(dǎo)其穿過(guò)類(lèi)囊體膜，進(jìn)入類(lèi)囊體腔，因此,

它的轉(zhuǎn)運(yùn)肽經(jīng)歷兩次水解，一次在基質(zhì)內(nèi)，另一次在類(lèi)囊體腔中；不是由轉(zhuǎn)運(yùn)肽決

定的，是成熟的捕光色素蛋白在其C端的跨膜區(qū)域類(lèi)囊體導(dǎo)向序列（信號(hào)）引導(dǎo)多

肽進(jìn)入類(lèi)囊腔中形成成熟蛋白。

11、試比較光合碳同化三條途徑的主要異同點(diǎn)。

1）C3途徑（卡爾文循環(huán)）：是靠光反應(yīng)合成的ATP及NADPH作能源，推動(dòng)C（）2的固

定、還原。每循環(huán)一次只能固定一個(gè)CO?分子，循環(huán)六次才能把6個(gè)CO?分子同化

成一個(gè)己糖分子。

2）C途徑：在葉脈周?chē)幸蝗~綠體的維管束鞘細(xì)胞，其外環(huán)列的葉肉細(xì)胞，

在這兩種細(xì)胞密切配合下不論CO?濃度的高低狀態(tài)，對(duì)CO?凈固定，這類(lèi)植物積累

干物質(zhì)的速度快，為高產(chǎn)型植物。

3）CAM途徑（景天科酸代謝）：肉質(zhì)植物的葉片，氣孔白天關(guān)閉，夜間開(kāi)放。夜間

吸收CO?,在PEPC（磷酸烯醇式丙酮酸竣化酶）催化下與PEP（磷酸烯醇式丙酮酸）

結(jié)合，生產(chǎn)草酰乙酸，進(jìn)一步還原為蘋(píng)果酸；白天COZ從儲(chǔ)存的蘋(píng)果酸中經(jīng)氧化脫

竣釋放出來(lái)，參與C3（卡爾文）循環(huán)，形成淀粉。CAM途徑與Q途徑相似，只是CO?

固定與光合作用產(chǎn)物的生成，在時(shí)間及空間上與C途徑不同。

12、為什么說(shuō)線粒體和葉綠體是半自主性細(xì)胞器？

1）線粒體和葉綠體都有環(huán)狀的DNA,都擁有合成蛋白質(zhì)的整套裝置；

2）兩者的DNA都能進(jìn)行復(fù)制，但復(fù)制仍受核基因組的控制。mtDNA是由核DNA編碼、

在細(xì)胞質(zhì)中合成的。組成葉綠體的各種蛋白質(zhì)成分是由核DNA和葉綠體DNA分別編

碼，只有少部分蛋白質(zhì)是由葉綠體DNA編碼的。

3）線粒體、峰錄體的生長(zhǎng)和增殖是受核基因組和其本身的基因組兩套遺傳系統(tǒng)的共

同控制，因而，它們被稱(chēng)為是半自主性的細(xì)胞器。

13、簡(jiǎn)述線粒體與葉綠體的內(nèi)共生起源學(xué)說(shuō)和非共生起源學(xué)說(shuō)的主要論點(diǎn)及其實(shí)

驗(yàn)證據(jù)。

1)內(nèi)共生起源學(xué)說(shuō)論點(diǎn)：

葉綠體起源于細(xì)胞內(nèi)共生的藍(lán)藻，其祖先是原核生物的藍(lán)細(xì)菌(Cyanobacteria),

即藍(lán)藻；線粒體的祖先-原線粒體是一種革蘭氏陰性細(xì)菌。

主要論據(jù)：

⑴基因組在大小、形態(tài)和結(jié)構(gòu)方面與細(xì)菌相似；

⑵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。

⑶兩層被膜有不同的進(jìn)化來(lái)源，外膜與細(xì)胞的內(nèi)膜系統(tǒng)相似，內(nèi)膜與細(xì)菌質(zhì)膜相似。

⑷以分裂的方式進(jìn)行繁殖，與細(xì)菌的繁殖方式相同。

⑸能在異源細(xì)胞內(nèi)長(zhǎng)期生存，說(shuō)明線粒體和葉綠體具有的自主性與共生性的特征。

⑹線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。

⑺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)一藍(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。

2)非共生起源學(xué)說(shuō)論點(diǎn)：

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。解釋了真核細(xì)胞核被膜的形成

與演化的漸進(jìn)過(guò)程。

⑴實(shí)驗(yàn)證據(jù)不多

⑵無(wú)法解釋為何線粒體、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

⑶對(duì)線粒體和葉綠體的DNA酶、RNA酶和核糖體的來(lái)源也很難解釋。

⑷真核細(xì)胞的細(xì)胞核能否起源于細(xì)菌的核區(qū)？

14、線粒體與細(xì)胞凋亡有何關(guān)系？它是如何參與并啟動(dòng)細(xì)胞進(jìn)入死亡程序的？

1）線粒體與細(xì)胞凋亡有何關(guān)系：線粒體作為起始凋亡的主開(kāi)關(guān)，可以開(kāi)啟內(nèi)膜上

的非特異性通道-線粒體通透性轉(zhuǎn)變孔，在調(diào)控細(xì)胞凋亡中還具有重要作用。

2）死亡信號(hào)誘導(dǎo)下，線粒體過(guò)量攝取鈣離子，降低了線粒體的產(chǎn)能，加劇了其氧

化壓力，使線粒體通透性轉(zhuǎn)變孔（mtPTP）開(kāi)啟；PT孔的開(kāi)啟解除了內(nèi)膜的氫離子濃

度梯度，導(dǎo)致呼吸鏈解偶聯(lián)，同時(shí)，基質(zhì)空間擴(kuò)張，外膜