细胞生物学期中1-9课后练习题及答案

细胞生物学_(期中1-9)课后练习题及答案(第四版及第三版集合)

第一章：绪论

1． 细胞生物学的任务是什么？它的范围都包括哪些？ 1) 任务：

细胞生物学的任务是以细胞为着眼点，与其他学科的重要概念兼容并蓄，来阐明生物各级结构层次生命现象的本质。 2) 范围：

(1) 细胞的细微结构；

(2) 细胞分子水平上的结构；

(3) 大分子结构变化与细胞生理活动的关系及分子解剖。

2. 细胞生物学在生命科学中所处的地位，以及它与其他学科的关系

1）地位：以细胞作为生命活动的基本单位，探索生命活动规律，核心问题是将遗传与发育在细胞水平上的结合。

2）关系：应用现代物理学与化学的技术成就和分子生物学的概念与方法，研究生命现象及其规律。

3. 如何理解E.B.Wilson所说的“一切生物学问题的答案最终要到细胞中去寻找”。

1) 细胞是一切生物体的最基本的结构和功能单位。

2) 所谓生命实质上即是细胞属性的体现。生物体的一切生命现象，如生长、发育、繁殖、遗传、分化、代谢和激应等都是细胞这个基本单位的活动体现。 3) 生物科学，如生理学、解剖学、遗传学、免疫学、胚胎学、组织学、发育生物学、分子生物学等，其研究的最终目的都是要从细胞水平上来阐明各自研究领域中生命现象的机理。

4) 现代生物学各个分支学科的交叉汇合是21世纪生命科学的发展趋势，也要求各个学科都要到细胞中去探索生命现象的奥秘。

5) 鉴于细胞在生命界中所具有的独特属性，生物科学各分支学科若要研究各种生命现象的机理，都必须以细胞这个生物体的基本结构和功能单位为研究目标，从细胞中研究各自研究领域中生命现象的机理。 4. 细胞生物学主要研究内容是什么？ 1）细胞核、染色体以及基因表达 2）生物膜与细胞器 3）细胞骨架体系 4）细胞增殖及其调控 5）细胞分化及其调控 6）细胞的衰老与凋亡 7）细胞起源与进化 8）细胞工程

5. 当前细胞生物学研究中的基本问题以及细胞基本生命活动研究的重大课题是什么？ 研究的三个根本性问题：

1）细胞内的基因是如何在时间与空间上有序表达的问题

2）基因表达的产物――结构蛋白与核酸、脂质、多糖及其复合物，如何逐级装配行使生命活动的基本结构体系及各种细胞器的问题

3）基因表达的产物――大量活性因子与信号分子，如何调节细胞最重要的生命活动的问题 生命活动研究的重大课题：

1）染色体DNA与蛋白质相互作用关系――非组蛋白对基因组的作用 2）细胞增殖、分化、凋亡（程序性死亡）的相互关系及其调控

3）细胞信号转导――细胞间信号传递；受体与信号跨膜转导；细胞内信号传递

4）细胞结构体系的装配

6． 你认为是谁首先发现了细胞？

1) 荷兰学者A.van Leeuwenhoek，而不是R.Hooke。

2) 1665年，R.Hooke利用自制的显微镜发现了细胞是由许多微小的空洞组成的，Hooke观察到的并不是真正的细胞，而是死去的植物的细胞壁围成的空腔，不过他的发现显示出生物体中存在有更微细的结构，为后来认识细胞具有开创性的意义。

4． 细胞学说建立的前提条件是什么？

1) 1665年，R.Hooke利用自制的显微镜发现了细胞是由许多微小的空洞组成的，显示出生物体中存在有更微细的结构，为后来认识细胞具有开创性的意义。 2) Hooke同时代的发现了许多种活细胞。

3) 19世纪上半叶，随着显微镜质量的提高和切片机的发明，对细胞的认识日趋深入。学者们开始认识到生物体是由细胞构成的，于是在1838－1839年，M.Schleidon和T.Schwann在总结前人工作的基础上提出了细胞学说。 5． 细胞生物学各发展阶段的主要特征是什么？

它大体上经历了细胞的发现；细胞学说的创立和细胞学的形成；细胞生物学的出现；分子细胞生物学的兴起等各主要的发展阶段。 1) 细胞的发现阶段：

(1) 1604年，荷兰眼睛商Z.Jansen创制了世界上第一架显微镜。

(2) 英国物理学家Robert hooke(1635-1703)创造了第一架对科学研究有价值的显微镜。

(3) 荷兰科学家Antonie van Leeuwenhoek1674年用自制的显微镜发现了原生动物。

2) 细胞学说的创立和细胞学的形成阶段：

(1) 显微镜制作技术有了明显的进步，分辨率提高到1μm以内； (2) 细胞学说创立、原生质理论提出； (3) 研究方向转移到细胞内部结构上来。 3) 细胞生物学的出现： (1) 电子显微镜的发明；

(2) 研究方向转移到细胞的超微结构和分子结构水平； (3) 细胞生物学诞生

4) 分子细胞生物学的兴起

(1) 电镜标本固定技术的改进；

(2) 人们认识到细胞的各种活动与大分子的结构变化和分子间的相互作用的关系。

6、细胞生物学的概念和研究内容

概念：细胞生物学是以细胞为研究对象, 从细胞的整体水平、亚显微水平、分子水平等三个层次，以动态的观点, 研究细胞和细胞器的结构和功能、细胞的

生活史和各种生命活动规律的学科。细胞生物学是现代生命科学的前沿分支学科之一，主要是从细胞的不同结构层次来研究细胞的生命活动的基本规律。从生命结构层次看，细胞生物学位于分子生物学与发育生物学之间，同它们相互衔接，互相渗透。 研究内容：细胞生物学的主要研究内容主要包括两个大方面：细胞结构与功能、细胞重要生命活动。涵盖九个方面的内容：⑴细胞核、染色体以及基因表达的研究；⑵生物膜与细胞器的研究；⑶细胞骨架体系的研究；⑷细胞增殖及其调控；⑸细胞分化及其调控；⑹细胞的衰老与凋亡；⑺细胞的起源与进化；⑻细胞工程；⑼细胞信号转导。 7、细胞学说的意义：

答：细胞学说、能量转化与守恒定律和达尔文进化论并列为19世纪自然科学的“三大发现”，因为它大大推进了人类对整个自然界的认识，有力地促进了自然科学和哲学的进步。“细胞学说”提出后，即被推广到许多领域的研究，对当时生物学的发展起了巨大的促进和指导作用。细胞学说使人们对生物的认识通过“细胞”统一起来，证明生物之间存在亲缘关系，即动、植物的各种细胞具有共同的基本构造，基本特性，按共同规律发育，有共同的生命过程。细胞学说为进化论和孟德尔确立的遗传学奠定了基础。细胞学说对细胞结构的分析是一切生物科学和医学分支进一步发展所不可缺少的。

第二章：细胞的基本知识概要

1、如何理解“细胞是生命活动的基本单位”这一概念？ 1）一切有机体都有细胞构成，细胞是构成有机体的基本单位

2）细胞具有独立的、有序的自控代谢体系，细胞是代谢与功能的基本单位 3）细胞是有机体生长与发育的基础

4）细胞是遗传的基本单位，细胞具有遗传的全能性 5）没有细胞就没有完整的生命

6）细胞是多层次非线性的复杂结构体系

7）细胞是物质（结构）、能量与信息过程精巧结合的综合体 8）细胞是高度有序的，具有自装配与自组织能力的体系 2、细胞的基本共性是什么？

1）所有的细胞表面均有由磷脂双分子层与镶嵌蛋白质构成的生物膜 2）所有的细胞都有DNA与RNA两种核酸

3) 所有的细胞内都有作为蛋白质合成的机器――核糖体 4）所有细胞的增殖都是一分为二的分裂方式

3、 为什么说病毒不是细胞？蛋白质感染子是病毒吗？

1) 病毒是由一个核酸分子（DNA或RNA）芯和蛋白质外壳构成的，是非细胞形态的生命体，是最小、最简单的有机体。仅由一个有感染性的RNA构成的病毒，称为类病毒；仅由感染性的蛋白质构成的病毒称为朊病毒。病毒具备了复制与遗传生命活动的最基本的特征，但不具备细胞的形态结构，是不完全的生命体；病毒的主要生命活动必须在细胞内才能表现，在宿主细胞内复制增殖；病毒自身没有独立的代谢与能量转化系统，必须利用宿主细胞结构、原料、能量与酶系统进行增殖，是彻底的寄生物。因此病毒不是细胞，只是具有部分生命特征的感染物。

2) 蛋白质感染子是病毒的类似物，虽不含核酸，其增殖是由于正常分子的构象发生转变造成的，这种构象异常的蛋白质分子成了致病因子，这不同于传统概念上的病毒的复制方式和传染途径，所以蛋白质感染子是病毒的类似物。 4、为什么说支原体可能是最小最简单的细胞存在形式？ 1）支原体能在培养基上生长 2）具有典型的细胞膜

3）一个环状双螺旋DNA是遗传信息量的载体

4）mRNA与核糖体结合为多聚核糖体，指导合成蛋白质 5）以一分为二的方式分裂繁殖

6）体积仅有细菌的十分之一，能寄生在细胞内繁殖 5、论证病毒和细胞不可分割的关系：

病毒是非细胞形态的生命体，它的主要生命活动必须要在细胞内实现。当代科学认为病毒是细胞的演化产物，其主要依据如下：病毒由于其寄生的特性必须在细胞内复制与增值，没有细胞就没有病毒存在；有些病毒的核酸与细胞DNA片段十分相似。普遍认为病毒癌基因起源于细胞癌基因；病毒可看做DNA或RNA与蛋白质形成的复合大分子，与细胞核蛋白分子近似。因此，病毒可能来源于细胞。

6、比较动物细胞和植物细胞的主要差异。

①植物细胞具有：细胞壁、液泡、质体、原球体、乙醛酸循环体等结构；动物细胞具有：溶酶体、中心体。

②动物细胞的通讯连接方式为间隙连接，植物的是胞间连丝。

①细胞膜系统的分化与演变。首先分化为两个部分——核与质，细胞质内又分割为结构更精细，功能更专一的各种细胞器，细胞内部结构与职能的分工协作是真核细胞区别于原核细胞的重要标志。

②遗传信息量与遗传装置的扩增与复杂化。由于真核细胞结构与功能的复杂化，需要编码结构蛋白与功能蛋白的基因数大大增多，因此遗传信息重复序列与染色体多倍性的出现时真核细胞区别原核细胞的另一重大标志。③遗传信息的复制、转录与翻译的装置和程序复杂化，使得真核细胞内遗传信息转录与翻译有严格的阶段性与区域性，而原核细胞内转录与翻译则可同时同区进行，这也是两者区别的最显著差异之一。

8、细胞生存所需的最基本的细胞结构和功能。

细胞的生存必须具备细胞膜、核糖体、一套完整的遗传信息物质和结构。 功能：①细胞膜为细胞生命活动提供了相对稳定的环境；为DNA、RNA、蛋白质的复制、转录翻译提供了结合位点，使代谢反映高效而有序的进行；又为代谢底物的输入与代谢产物的排除提供了选择性物质运输的通道，其中伴随能量的传递。②细胞核是遗传信息储存和表达的重要场所和指挥部，细胞的分裂、生长、分化、增值等一切生命活动均受细胞核遗传信息的指导调控。③核糖体是合成蛋白质的机器。构成细胞结构和行使生命活动功能的所有结构蛋白和功能蛋白都有核糖体翻译合成，催化生命活动的的酶促反应所有的酶也是蛋白质，由核糖体翻译合成的。

第三章：细胞生物学研究方法

1. 透射电镜与普通光学显微镜的成像原理有何异同？

透射电镜与光学显微镜的成像原理基本一样，不同的是: 1) 透射电镜用电子束作光源，用电磁场作透镜，2) 光学显微镜用可见光或紫外光作光源，以光学玻璃为透镜。

2. 放射自显影技术的原理根据是什么？为何常用H3、C14、P32标记物做放射自显影？

1) 原理根据：

放射性同位素发射出的各种射线具有使照相乳胶中的溴化银晶体还原（感光）的性能。利用放射性物质使照相乳胶膜感光，再经显影以显示该物质自身的存在部位.

2) 用H3、C14、P32标记物做放射自显影原因：

(1) 有机大分子均含有碳、氢原子，DNA和RNA等物质中存在磷元素， (2) 且C14和H3均为弱β放射性同位素，半衰期长。

4. 何谓免疫荧光技术？可自发荧光的细胞物质是否可在普通显微镜下看到荧光？

1) 免疫荧光技术是将免疫学方法(抗体同特定抗原专一结合)与荧光标记技术相结合用来研究特异蛋白抗原在细胞内分布、对抗原进行定位测定的技术。它主要包括荧光抗体的制备、标本的处理、免疫染色和观察记录等过程。 2) 不能。首先，荧光是因一定波长（能量）的光（一般为紫外光）照射到物体后瞬间产生的，作为普通显微镜光源的可见光，其能量不足以使物体产生荧光；其次，所产生荧光的波长要比入射光的要长，即使可以激发出荧光，肉眼也看不到。

5. 超速离心技术的主要用途有哪些？

1) 制备和纯化亚细胞成分和大分子，即制备样品；

2) 分析和测定制剂中的大分子的种类和性质如浮力密度和分子量。 6. 细胞融合有那几种方法？病毒诱导与PEG的作用机制有何不同？

1) 细胞融合的方法有四种：病毒法、聚乙二醇（PEG）法、电激和激光法。 2) 病毒诱导：是先足够数量的紫外灭活的病毒颗粒黏附在细胞膜上起搭桥作用，使细胞黏着成堆，细胞紧密靠近，同时细胞膜发生了一定的变化，在37℃温浴条件下，粘结部位的细胞膜破坏，形成通道，细胞质流通并融合，病毒颗粒也随之进入细胞。两个细胞合并，细胞发生融合； 聚乙二醇（PEG）法：PEG使能改变各种细胞的末结构，使两细胞接触点处质膜的脂类分子发生疏散和重组，利用两细胞接口处双分子层质膜的相互亲何以彼此的表面张力作用，使细胞发生融合。

7、为什么说细胞培养是细胞生物学研究的最基本的技术之一？

在体外模拟体内的生理环境，培养从集体中取出的细胞，并使之生存和生长的技术为细胞培养。细胞培养技术即是细胞的克隆，是细胞生物学研究方法中最有价值的技术，通过细胞培养可以获得大量的细胞或其代谢产物。由于细胞生物学是研究细胞的结构、功能和其各种生命规律的一门科学，细胞培养为细胞生物学研究提供了最基本的原料。因此说，细胞培养技术是细胞生物学研究的最基本技术之一。

8、细胞组分的分离与分析有哪些基本的实验技术？哪些技术可用于生物大分子在在细胞内的定性与定位研究？

（1）①分离：差速离心、密度梯度离心、速度沉降、等密度沉降、流式细胞仪。②定性分析：组织化学、细胞化学、免疫荧光、免疫电镜、原位杂交等。

③定量分析：分光光度计、流式细胞仪。④同位素标记结合放射自显影技术可研究生物大分子在细胞内的动态变化。

（2）蛋白质分子：免疫荧光纤维技术，免疫电镜技术，蛋白质印迹技术； 核酸分子：原位杂交，印迹杂交（southern和northern） 9、举出5种模式实验生物

①病毒：结构简单，基因组很小，可作为外源基因的载体，向组织细胞中转染特定的基因。②细菌：培养方便，生长快，基因结构简单，突变株的诱变和分离、鉴定容易，技术成熟，进行基因定位简便易行。③酵母：优点同细菌，非常简单的单细胞真核生物，生长迅速易于遗传操作。④线虫：繁殖快，在显微镜下通体透明，便于追踪，胚胎发育过程高度有序。⑤果蝇：具有丰富的生物行为，易于进行遗传学操作，许多基因在进化上很保守，与人类基因有很高的同源性。⑥斑马鱼：胚胎发育在体外，发育快，过程程透明。⑦小鼠：进化方面最接近人类。⑧拟南芥：个体小，生长周期快，种子多，生活力强，最小的植物基因组，自花授粉植物，基因高度纯合，突变率高。 10、细胞拆合中，细胞重组的方式有哪几种？

答：①胞质体与完整细胞重组；②微细胞与完整细胞重组形成细胞；③胞质体与核体重组形成重组细胞；④细胞器与完整细胞的重组。 第四章：细胞质膜 1、生物膜的基本结构特征是什么？这些特征与它的生理功能有什么联系？ 膜的流动性：生物膜的基本特征之一，细胞进行生命活动的必要条件。 1）膜脂的流动性主要由脂分子本身的性质决定的，脂肪酸链越短，不饱和程度越高,膜脂的流动性越大。温度对膜脂的运动有明显的影响。在细菌和动物细胞中常通过增加不饱和脂肪酸的含量来调节膜脂的相变温度以维持膜脂的流动性。在动物细胞中，胆固醇对膜的流动性起重要的双向调节作用。 膜蛋白的流动：荧光抗体免疫标记实验；成斑现象(patching)或成帽现象(capping)

2）膜的流动性受多种因素影响：细胞骨架不但影响膜蛋白的运动，也影响其周围的膜脂的流动。膜蛋白与膜分子的相互作用也是影响膜流动性的重要因素。

3）膜的流动性与生命活动关系：信息传递；各种生化反应；发育不同时期膜的流动性不同 膜的不对称性：

1）膜脂与糖脂的不对称性：糖脂仅存在于质膜的ES面，是完成其生理功能的结构基础

2） 膜蛋白与糖蛋白的不对称性：膜蛋白的不对称性是指每种膜蛋白分子在细胞膜上都具有明确的方向性；糖蛋白糖残基均分布在质膜的ES面；膜蛋白的不对称性是生物膜完成复杂的在时间与空间上有序的各种生理功能的保证。 2、膜的流动镶嵌模型是怎样形成的？它在膜生物学研究中有什么开创意义？ 1) 形成的原因及前提：

(1) 单位膜模型无法满意的解释许多膜属性，如膜结构不断地发生动态变化；各种膜没有一成不变的统一性；各种膜均具有各自的特定厚度，提取膜蛋白的难易程度不同；各种膜的蛋白质与脂类的成份比率不同等。

(2) 本世纪60年代，新技术的发明和应用，对质膜的认识越来越深入。 (3) 利用冷冻蚀刻法显示出膜上有球形颗粒，

(4) 用示踪法表明膜的结构形态在不断地发生变动。

在此基础上，S.J.Singer和G.L.Nicolson在1972年提出了膜的流动镶嵌模型(fluid mosaic model)。

2) 意义：流动镶嵌模型除了强调脂类分子与蛋白质分子的镶嵌关系外，还强调了膜的流动性，主张膜总是处于流动变化之中，脂类分子和蛋白质分子均可做侧向流动。 后来有许多实验结果支持了流动镶嵌模型的观点。 3、 质膜在细胞生命活动中都有哪些重要作用？ 1）为细胞的生命活动提供相对稳定的内环境;

2）选择性的物质运输,包括代谢底物的输入与代谢产物的排除,其中伴随着能量的传递;

3）提供细胞识别位点,并完成细胞内外信息跨膜传递; 4）为多种酶提供结合位点,使酶促反应高效而有序地进行; 5）介导细胞与细胞、细胞与基质之间的连接;

6）质膜参与形成具有不同功能的细胞表面特化结构。

4、质膜的膜蛋白都有哪些类别？各有何功能？膜脂有哪几种？

1) 膜蛋白根据功能的不同，可将分为四类：运输蛋白，连接蛋白，受体蛋白和酶。

运输蛋白：物质运输，与周围环境进行物质和能量的交换； 连接蛋白：细胞连接；

受体蛋白：细胞识别，信号传递； 酶：具有催化活性。

2) 膜脂：膜脂主要为磷脂和胆固醇，磷脂主要包括有卵磷脂和脑磷脂(cephalin)，鞘脂（带有一个氨基）和糖脂（结合有寡糖链）。 5、何谓细胞外被？它有哪些功能？

1) 细胞外被是指动物细胞表面的由构成质膜的糖蛋白和糖脂伸出的寡糖链组成的厚约10～20nm的绒絮状结构。 2) 功能：(1) 细胞识别；(2) 血型抗原；(3) 酶活性。

6、细胞膜表面有哪几种常见的特化结构？膜骨架的基本结构与功能是什么？ 1）细胞表面特化结构主要包括：膜骨架、鞭毛、纤毛、变形足和微绒毛，都是细胞膜与膜内的细胞骨架纤维形成的复合结构，分别与维持细胞的形态、细胞的运动、细胞与环境的物质交换等功能有关。

2）膜骨架：指细胞质膜下与膜蛋白相连的由纤维蛋白组成的网架结构，其功能是维持细胞质膜的形状并协助质膜完成多种生理功能。 7、细胞连接都有哪些类型？各有何结构特点？

细胞连接按其功能分为：紧密连接，锚定连接，通讯连接。

1) 紧密连接（封闭连接），细胞质膜上，紧密连接蛋白(门蛋白)形成分支的链索条，与相邻的细胞质膜上的链索条对应结合，将细胞间隙封闭。

2) 锚定连接：通过中间纤维（桥粒、半桥粒）或微丝（粘着带和粘着斑）将相邻细胞或细胞与基质连接在一起，以形成坚挺有序的细胞群体、组织与器官。 3) 通讯连接：包括间隙连接和化学突触，是通过在细胞之间的代谢偶联、信号传导等过程中起重要作用的连接方式。

4) 胞间连丝连接：是高等植物细胞之间通过胞间连丝来进行物质交换与互相联系的连接方式。

8、细胞外基质与细胞外被有何区别？它们如何相互作用？

1) 细胞外被是指动物细胞表面的由构成质膜的糖蛋白和糖脂伸出的寡糖链组成的厚约10～20nm的绒絮状结构，是细胞膜的一部分。

2) 细胞外基质是存在细胞之间的非细胞性的物质，是由一些蛋白质和多糖大分子构成的精密有序的网络结构，是细胞的分泌物在细胞附近构成的精密结构，它不同于细胞外被之处是，通过与细胞质膜中的细胞外基质受体结合，同细胞建立了相互关系。

9、细胞外基质组成、分子结构及生物学功能是什么？ 1) 细胞外基质（EM）成分可表示如下： 多糖：糖胺聚糖，蛋白聚糖

纤维蛋白：胶原，弹性蛋白,纤连蛋白，层粘连蛋白；

2) 作用： 细胞外基质可影响细胞的发育、极性和行为活动。

(1) 糖胺聚糖（GAG）链构成的网络，形成了水化凝胶，各种蛋白质纤维埋藏于凝胶之中。GAG多糖链带负电荷，同蛋白质共价结合形成蛋白聚糖。 (2) 蛋白聚糖: a. 渗滤作用；

b. 细胞表面的辅受体； c. 调节分泌蛋白的活性； d. 细胞间化学信号传递。

(3) 胶原，弹性蛋白 ：结构作用

(4) 纤连蛋白，层粘连蛋白：黏着作用。 10、胶原纤维的装配过程都经过哪些步骤？

胶原纤维是经多步过程装配而成，包括胶原分子的合成、分泌和修饰等步骤。 1) 内质网膜结合的核糖体上合成胶原分子的多肽链，最初合成的多肽链为前体肽链，称为前α链(pro-αchain)。

2) 合成的前体肽链进入内质网腔，此前体链除在氨基端带有信号肽序列外，在氨基端和羧基端尚带有称为前肽(propeptides)的氨基酸序列。在内质网腔中，前肽链中的脯氨酸和赖氨酸残基分别被羟化为羟脯氨酸和羟赖氨酸。每一条前α链与其它两条前α链通过由羟基形成的氢键相互结合，构成了3股螺旋的前胶原(procollagen)分子。此分子的装配起始于内质网，后经高尔基体装配完成，被包装到分泌泡中，分泌到细胞外。

3) 前胶原被分泌到细胞外之后，前肽序列被专一的蛋白质水解酶切除，前胶原转变成了胶原分子。

4) 胶原分子在细胞外又进一步装配成了胶原原纤维，最后后者又装配成了胶原纤维。原纤维一旦形成，胶原分子便通过在赖氨酸间的共价结合，加固了原纤维的结构。这种结合要依赖于原纤维结合胶原(fibril-associated collagen)（如IX型和II型胶原分子）的参与。 11、纤连蛋白分子有哪些结构特点？如何发挥作用？

1) 分子是由两个亚基组成的二聚体，在靠近羧基端有一对二硫键将两个亚基连在一起，使两个亚基排成“V”字形。亚基多肽链折叠成5－6个棒状和球形功能区，各功能区分别可同特定的分子或细胞发生转移结合，功能区之间的连接部位可折屈，对蛋白酶敏感。

2) 多肽链含有三种重复序列，即I、II、III型组件，功能区即是由这三种组件重复组合而成。在III型重复中含有特异的三肽序列，-Arg-Gly-Asp-(RGD),

此RGD序列可被细胞表面基质受体中的整联蛋白(integrin)所识别,从而同细胞结合，促使细胞同基质结合。促进细胞迁移，对细胞的迁移有导向作用 12、红细胞膜骨架的基本结构与功能。 答：红细胞膜骨架是在红细胞膜的内侧，由膜蛋白和纤维蛋白组成的网架结构。红细胞膜内存在的蛋白质主要包括血影蛋白、锚蛋白、带3蛋白、带4.1蛋白和肌动蛋白，血型糖蛋白。膜支架蛋白主要成分包括血影蛋白、肌动蛋白、锚蛋白和带4.1蛋白等。血影蛋白在带4.1蛋白的协助下与肌动蛋白结合成膜骨架基本网络，带4.1蛋白和血型糖蛋白相互作用，锚定蛋白与血影蛋白、带3蛋白相互作用。 膜骨架复合体与质膜蛋白的相互作用实现红细胞质膜的刚性与韧性，维持红细胞的形态。

13、何为内在膜蛋白？它以以什么方式与脂双层膜相结合？

答：⑴内在膜蛋白：或称整合膜蛋白，全部或部分与磷脂双层的疏水核相互作用、牢固连接的膜结合蛋白，多数为跨膜蛋白，也有些插入脂双层中，只有用去垢剂处理才能将其从膜上移去。 ⑵①疏水性相互作用：膜蛋白的跨膜结构域通过范德华力等与脂双层分子的疏水核心相互作用，跨膜结构域是与膜脂结合的主要部位。这些结构域主要有α螺旋，β折叠片结构。α螺旋的外侧是非极性链，内测是极性链，形成特异极性分子的跨膜通道。反向平行的β折叠片相互作用形成非特异性的跨膜通道，可允许小分子自由通过；

②离子键作用：磷脂极性头部是带负电荷的，它可以直接与带正电荷的氨基酸残基相互作用，而通过以Ca、Mg等阳离子为中介，与带负电荷的氨基酸残基间接作用；

③共价结合：某些膜蛋白氨基酸残基与脂肪酸分子或糖脂共价结合。 14、Na+/葡萄糖协同运输的主要特点是什么？

无须直接消耗ATP，但需要依赖Na+梯度和电化学梯度。载体蛋白有两种结合位点，分别结合Na与葡萄糖；载体蛋白借助Na/K泵建立的电位梯度，将Na与葡萄糖同时转运到胞内；胞内释放的Na又被Na/K泵泵出细胞外建立Na浓度。

15、膜蛋白的功能？ 作为物质运输通道，转运特定的物质进出细胞；作为酶，催化相关的代谢反应；作为细胞间介导，起连接作用；作为受体，起信号接收与传递作用等；细胞识别，起免疫反应。

16、初生细胞壁和次生细胞壁

初生细胞壁与次生细胞壁表明了细胞的不同成熟阶段。初生细胞壁包围着正在生长的植物细胞，为了允许细胞的进一步生长，因此具有一定程度的伸张能力。次生细胞壁发生于更为成熟的植物细胞，也更坚硬。它们较初生细胞壁含有更多的纤维素，次生细胞壁是更强的支撑结构。 17、细胞粘着分子有哪些，分别有什么功能？

动物细胞表面介导细胞同细胞或细胞外基质黏附的蛋白质分子。均为整合膜蛋白，包括：整联蛋白、钙黏着蛋白、选择素、免疫球蛋白超家族。黏着分子多数需要依赖Ca或Mg才起作用，这些分子介导的细胞识别与黏着还能在细胞骨架的参与下，形成细胞连接，如桥粒等。

①钙黏蛋白：是一种同亲型结合的黏着因子、Ca2+依赖的细胞黏着糖蛋白，对胚胎发育中的细胞识别、迁移和组织分化以及成体组织器官构成具有重要作用；

②整联蛋白：异亲型细胞结合，Ca2+或Mg2+依赖性的细胞黏着分子，由α和β两个亚基形成的异二聚体糖蛋白，可介导细胞与细胞及细胞与细胞外基质的粘附链接；

③选择素：一类异亲型结合、Ca2+依赖的细胞黏着分子，能与特异糖基识别并结合。选择素是跨膜蛋白，其胞外部分具有凝集素样结构域。凝集素：是动物细胞和植物细胞都能够合成和分泌的、能与糖结合的蛋白质，在细胞识别和黏着反应中其重要作用，主要是促进细胞间的黏着；

④免疫球蛋白超家族：同亲性或异亲性、不依赖Ca2+，含有免疫球蛋白类似（Ig）结构域。参与免疫功能；介导细胞间的黏着作用。 18、细胞通过那些方式产生社会联系？有何生物学意义？

细胞主要通过封闭连接、锚定连接、通讯连接等主要方式产生社会联系。细胞通讯和信号转导是细胞社会联系的核心问题。

细胞社会联系的主要功能在于提供细胞之间彼此物质、信息交流的通道。在多细胞生物中，没有一个孤立的细胞，细胞彼此之间通过各种连接方式产生社会联系，进而形成和谐的细胞社会。

第五章 物质的跨膜运输

1、物质跨膜运输有哪几种方式？它们的异同点。

跨膜运输：直接进行跨膜转运的物质运输，又分为简单扩散、协助扩散和主动运输。

1) 简单扩散：顺物质电化学梯度，不需要膜运输蛋白，利用自身的电化学梯度势能，不耗细胞代谢能；

2) 协助扩散：顺物质电化学梯度，需要通道蛋白或载体蛋白，利用自身的电化学梯度势能，不耗细胞代谢能；

3) 主动运输：逆物质电化学梯度，需要载体蛋白，消耗细胞代谢能。 2、比较主动运输与被动运输的特点及其生物学意义。 1）主动运输的特点及其生物学意义： 特点：由载体蛋白所介导的物质逆浓度梯度或电化学梯度由浓度低的一侧向浓度高的一侧进行跨膜转运。需要与某种释放能量的过程相偶联。

类型：由ATP直接提供能量（Na+-K+泵、Ca2+泵、）、间接提供能量（Na+-K+泵或H+泵、载体蛋白的协同运输）、光驱动的三种类型。

生物学意义：动物细胞借助Na+-K+泵维持细胞渗透平衡，同时利用胞外高浓度的Na+所储存的能量，主动从细胞外摄取营养；植物细胞、真菌（包括酵母）和细菌细胞借助膜上的H+泵，将H+泵出细胞，建立跨膜的H+电化学梯度，利用H+电化学梯度来驱动主动转运溶质进入细胞；Ca2+泵主要存在于细胞膜和内质网膜上，将Ca2+输出细胞或泵入内质网腔中储存，以维持细胞内低浓度的游离Ca2+，Ca2+对调节肌细胞的收缩与舒张至关重要。 2）被动运输的特点及其生物学意义：

特点：物质的跨膜运输的方向是由高浓度向低浓度，运输动力来自物质的浓度梯度，不需要细胞提供代谢能量。

类型：单扩散和载体介导的协助扩散。协助扩散的载体为：载体蛋白和通道蛋白，载体蛋白既可介导被动运输和主动运输；通道蛋白只能介导被动运输。 生物学意义：每种载体蛋白能与特定的溶质分子结合，通过一系列构象改变介导溶质分子的跨膜转运；通道蛋白是多次跨膜亲水、离子通道，充许适宜大小分子和带电荷的离子通过，其显著特点为：⑴具有离子选择性，转运速率高，

净驱动力是溶质跨膜的电化学梯度；⑵离子通道是门控的，其活性是由通道开或关两种构象所调节，通过通道开关应答于适当地信号。 3、说明Na+-K+泵的工作原理及其生物学意义。

Na+-K+泵是一种典型的主动运输方式，由ATP直接提供能量。Na+-K+泵存在于细胞膜上，是由α和β二个亚基组成的跨膜多次的整合膜蛋白，具有ATP酶活性。

工作原理：在细胞内侧α亚基与Na+相结合促进ATP水解，α亚基上的天门冬氨酸残基磷酸化引起α亚基构象发生变化，将Na+泵出细胞，同时细胞外的K+与α亚基的另一位点结合，使其去磷酸化，α亚基构象再度发生变化将K+泵进细胞，完成整个循环。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进行。每个循环消耗一个ATP分子，泵出3个Na和泵进2个K。

生物学意义：动物细胞借助Na+-K+泵维持细胞渗透平衡，同时利用胞外高浓度的Na+所储存的能量，主动从细胞外摄取营养。

4、动物细胞、植物细胞和原生动物细胞应付低渗膨胀的机制有何不同？ ①动物细胞通过泵出离子维持细胞内低浓度溶质，如钠钾泵、钙泵等。

②植物细胞依靠细胞壁避免膨胀和破裂，从而耐受较大的跨膜渗透差异。 ③原生动物通过收缩定时排除进入细胞的过量的水而避免膨胀。。 5、比较胞饮作用和吞噬作用的异同。

胞饮和吞噬是细胞胞吞作用的两种类型。胞饮作用是一个连续发生的过程，所有真核细胞都能通过胞饮作用连续摄入溶质和分子；吞噬作用首先需要被吞噬物与细胞表面结合并激活细胞表面受体，是一个信号触发过程。胞饮泡的形成需要网格蛋白、结合素蛋白和结合蛋白等的帮助；吞噬泡的形成则需要微丝及其结合蛋白的帮助，在多细胞动物体内，只有某些特化细胞具有吞噬功能。 6、比较组成型胞吐途径和调节型胞吐途径的特点及其生物学意义。

细胞的胞吐作用是将细胞内的分泌泡或其他某些膜泡中的物质通过细胞质膜运出细胞的过程。 特点：

1）真核细胞从高尔基体反面管网区分泌的囊泡向质膜流动并与之融合的稳定过程即组成型的胞吐途径。通过连续性的组成型胞吐途径：⑴细胞新合成的囊泡膜的蛋白和脂类不断地供应质膜更新，以确保细胞分裂前质膜的生长；⑵囊泡内可溶性蛋白分泌到细胞外，成为质膜外围蛋白、胞外基质组分、营养成分或信号分子等。

2）特化的分泌细胞调节型胞吐途径存在于特殊机能的细胞中，分泌细胞产生的分泌物（激素、粘液或消化酶）储存在分泌泡内，当细胞在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。

生物学意义：细胞的质膜更新，维持细胞的生存与生长。 7、质膜在细胞吞吐作用(cytosis)中起什么作用？ 1) 识别被内吞物质； 2) 形成陷穴小泡；

3) 包围细胞外物质，形成小泡；脱离质膜，进入细胞内部； 4) 同细胞质中的小泡融合，把其所含的物质吐到细胞外。

8、比较P型离子泵、V型质子泵、F型质子泵和ABC超家族的异同。

1、P型离子泵(P-type ion pump)，或称P型ATPase。此类运输泵运输时需要磷酸化(P是phosphorylation的缩写)，包括Na+-K+泵、Ca2+离子泵。

2、V型泵(V-type pump)，或称V型ATPase，主要位于小泡的膜上( V代表vacuole或vesicle)，如溶酶体膜中的H+泵，运输时需要ATP供能，但不需要磷酸化。

3、F型泵(F-type pump)，或称F型ATPase。这种泵主要存在于细

菌质膜、线粒体内膜和叶绿体的类囊体膜中，它们在能量转换中起重要作用，是氧化磷酸化或光合磷酸化偶联因子(F即factor的缩写)。

4、ABC运输蛋白(ATP-binding cassettle transportor)，这是一大类以ATP供能的运输蛋白，已发现了100多种，存在范围很广，包括细菌和人。 前3种只转运离子，后一种主要是转运小分子。 9、比较载体蛋白和通道蛋白的异同

细胞膜上存在两类主要的转运蛋白，即：载体蛋白（carrier protein）和通道蛋白（channel protein）。 它们的功能都是转运细胞膜外的溶质到细胞膜内。

载体蛋白又称作载体（carrier）、通透酶（permease）和转运器（transporter）。能够与特异性溶质结合，通过自身构象的变化，将与它结合的溶质转运到膜的另一侧。载体蛋白有的需要能量驱动，如：各类ATP驱动的离子泵；有的则不需要能量，以自由扩散的方式运输物质，如：缬氨酶素。这里要注意，之所以称为通透酶，是因为它与所运输物质之间有对应关系，特异性强。

通道蛋白与所转运物质之间的结合较弱，它能形成亲水的通道（可以想象为亲水的孔，如porin），当通道打开时能允许特定大小的溶质通过，特异性不如载体蛋白强。所有通道蛋白均以自由扩散的方式运输溶质，不消耗能量。

第六章：线粒体和叶绿体

1、怎样理解线粒体和叶绿体是细胞能量转换的细胞器？ 线粒体和叶绿体都是高效的产生ATP的精密装置。尽管它们最初的能量来源不同，但却有着相似的基本结构，而且以类似的方式合成ATP。ATP是细胞生命活动的直接供能者，也是细胞内能量的获得、转换、储存和利用等环节的联系纽带。

2、线粒体的各部分结构分别与哪些代谢反应有关？ 1) 内膜

(1) 细胞凋亡：线粒体作为起始的主开关，可以开启内膜上的非特异性通道-线粒体通透性转变孔(mitochondrial permeability transition pore, mtPTP) (2) 电子传递和氧化磷酸化：电子传递链和氧化磷酸化的酶存在于内膜中； 2) 基质

(1) 三羧酸循环：参与三羧酸循环、脂肪酸氧化和丙酮酸氧化的酶存在于线粒体基质中

(2) 储积钙离子：基质中的致密颗粒状物质与储积Ca2+有关

(3) 细胞凋亡：在线粒体膜间隙中鉴定出了多种死亡促进因子，包括细胞色素c、凋亡诱导因子和被称为切冬酶的潜伏蛋白酶。 3、试比较线粒体与叶绿体在基本结构方面的异同。

1）基本结构的相同点：线粒体和叶绿体的形态、大小、数量与分布常因细胞种类、生理功能及生理状况不同而有较大差别。两者均具有封闭的两层单位膜，内膜向内折叠，并演化为极大扩增的内膜特化结构系统。 2）不同点：

线粒体外膜(outer membrane）含孔蛋白(porin)，通透性较高，标志酶：单胺氧化酶（monoamine oxidase）；内膜（inner membrane）高度不通透性，向内折叠形成嵴（cristae）；含有与能量转换相关的蛋白，标志酶：细胞色素氧化酶(cytochrome oxidase)；膜间隙（intermembrane space）含许多可溶性酶、底物及辅助因子，标志酶：腺苷酸激酶(adenylate kinase)；基质（matrix）含三羧酸循环酶系、线粒体基因，表达酶系等以及线粒体DNA, RNA，核糖体。

叶绿体内膜并不向内折叠成嵴；内膜不含电子传递链；除了膜间隙、基质外，还有类囊体；捕光系统、电子传递链和ATP合成酶都位于类囊体膜上。 4、如何测定线粒体的呼吸链各组分在内膜上的排列分布？

利用氧化还原电位的高低测试呼吸链中各组分在内膜上的排列顺序和方向。即各组分在内膜呼吸链上的顺序与其得失电子的趋势有关，电子总是从低氧化还原电位向高氧化还原电位流动。氧化还原电位值愈低的组分供电子的倾向愈大，愈易成为还原剂而处于传递链的前面。在线粒体内膜

＋呼吸链电子传递过程中，电子是按氧化还原电位从低向高传递。NAD/NADH的氧化还原电位值最

低（E0＝－0.32V），O2/H2O的氧化还原电位值最高（E0＝＋0.82V）。 5、RuBP羧化酶有何功能？它是有哪些亚基组成的？各有何基因组编码？ 功能：核酮糖－1，5－二磷酸（RuBP）是光合作用中一个起重要作用的酶系统，是叶绿体卡尔文循环羧化阶段中CO2的接受体，在RuBP羧化酶的催化下，CO2与RuBP反应形成2分子3－磷酸甘 油酸（PGA）。

组成亚基：RuBP羧化酶有8个大亚基和8个小亚基组成，其中每个大亚基的相对分子质量约为

3353×10，小亚基的相对分子质量约为14×10。酶的活性中心位于大亚基上，小亚基只具有调节功能。

编码基因组：RuBP羧化酶的大亚基是由叶绿体基因组编码，在基质中合成。而小亚基则是由核基因组编码，在细胞质基质中合成。

6、试比较线粒体的氧化磷酸化与叶绿体的光合磷酸化的异同点。

1）相同点：线粒体的氧化磷酸化与叶绿体的光合磷酸化中，⑴需要完整的膜；⑵ATP的形成都是由H＋移动所推动；⑶叶绿体的CF1因子与线粒体的F1因子都具有催化ADP和Pi形成ATP的作用。 2）不同点：

线粒体的氧化磷酸化是在内膜上进行的一个形成ATP的过程。它是在电子从NADH或FADH2经过电子传递链传递给的过程中发生的。每一个NADH被氧化产生3个ATP分子，而每一FADH2被氧化产生2个ATP分子，电子最终被O2接收而生成H2O。即：1对电子的3次穿膜传递，将基

质中的3对H＋抽提到膜间隙中，每2个H＋穿过F1-F0ATP酶，生成1个ATP分子。

叶绿体的光合磷酸化是在类囊体膜上进行的，是由光引起的光化学反应，其产物是ATP和NADPH；碳同化（暗反应，在叶绿体基质中进行）利用光反应产生的ATP合NADPH的化学能，使CO2还原合成糖。光合作用的电子传递是在光系统Ⅰ和光系统Ⅱ中进行的，这两个光系统互相配

合，利用所吸收的光能把1对电子从H2O传递给NADP＋。即：1对电子的2次穿膜传递，在基质 中摄取3个H＋，在类囊体腔中产生4个H＋，每3个H＋穿过CF1-CF0ATP酶，生成1个ATP分子。

7、如何证明线粒体的电子传递和磷酸化作用是由两个不同结构系统来实现的？

用胰蛋白酶或尿素处理亚线粒体小泡，则小泡外面的颗粒解离，无颗粒的小泡只能进行电子传递，而不能使ADP磷酸化生成ATP。将颗粒重新装配到无颗粒的小泡上时，则有颗粒的小泡又恢复了电子传递和磷酸化相偶联的能力。 8、光系统、捕光复合物和作用中心的结构与功能的关系如何？

在叶绿体的类囊体膜中镶嵌有大小、数量不同的颗粒，集中了光合作用能量转换功能的全部组分，包括：捕光色素（天线色素）、两个光反应中心、各种电子载体、合成ATP的系统和从水中抽取电子的系统等。它们分别装配在PSI、PSⅡ、细胞色素bf、CF0-CF1ATP酶等主要的膜蛋白复合物

中。PSI和PSⅡ复合物都是由核心复合物和捕光复合物组成，但它们在组分、结构甚至功能上是不同的。PSⅡ的核心复合物是由20多个不同的多肽组成的叶绿素蛋白复合体，其反应中心多肽是蛋白D1和D2；PSI的核心复合物的反应中心是一个包含多种不同还原中心的多蛋白复合体；

CF0-CF1ATP酶是由跨膜的H＋通道CF0和在类囊体膜基质侧起催化作用的CF1两部分所组成；在亚

基组分、结构和功能上均与线粒体的ATP合成酶相似，但叶绿体的CF1地激活需有－SH基化合物，寡霉素对CF1无抑制作用。

9、氧化磷酸化偶联机制的化学渗透假说的主要论点是什么？有哪些证据？ 化学渗透假说主要论点：电子传递链各组分在线粒体内膜中不对称分布，当高能电子沿其传递时，所释放的能量将H+从基质泵到膜间隙，形成H+电化学梯度。在这个梯度驱使下，H+穿过ATP合成酶回到基质，同时合成ATP，电化学梯度中蕴藏的能量储存到ATP高能磷酸键。

实验证据：质子动力势乃ATP合成的动力；膜应具有完整性；电子传递与ATP合成是两件相关而又不同的事件。

10、由核基因组编码、在细胞质核糖体上合成的蛋白质是如何运送至线粒体和叶绿体的功能部位上进行更新或装配的？

由核基因组编码、在细胞质核糖体上合成，⑴定位于线粒体基质中的蛋白，其导肽的N端带正电荷，含有导向基质的信息，在跨膜转运时，首先在细胞质Hsp70（分子伴侣）的参与下解折叠为伸展状态，然后与膜受体结合并在接触点处通过线粒体膜进入基质，其导肽即被基质中的蛋白水解，成为成熟的蛋白质；⑵定位于线粒体内膜或膜间隙的蛋白，是其在“伴侣分子”引导的导肽进入基质后进一步在伴侣分子的引导下进入（或定位）线粒体膜或膜间隙；⑶定位于叶绿体基质中的蛋白，其前体蛋白(在细胞质中合成的) N端的转运肽仅具有导向基质的序列，引导其穿过叶绿体膜进入基质，由基质中特异的蛋白水解酶切去转运肽成为成熟蛋白质；⑷定位于叶绿体类囊体中蛋白，其前体蛋白N端的转运肽有两个区域，分别引导两步转运，其N端含有导向基质的序列，引导其穿过叶绿体膜上由孔蛋白形成的通道进入基质；而C端含有导向类囊体的序列又引导其穿过类囊体膜，进入类囊体腔，因此，它的转运肽经历两次水解，一次在基质内，另一次在类囊体腔中；不是由转运肽决定的，是成熟的捕

光色素蛋白在其C端的跨膜区域类囊体导向序列（信号）引导多肽进入类囊腔中形成成熟蛋白。

11、试比较光合碳同化三条途径的主要异同点。

1）C3途径（卡尔文循环）：是靠光反应合成的ATP及NADPH作能源，推动CO2的固定、还原。每

循环一次只能固定一个CO2分子，循环六次才能把6个CO2分子同化成一个己糖分子。

2）C4途径：在叶脉周围有一圈含叶绿体的维管束鞘细胞，其外环列的叶肉细胞，在这两种细胞

密切配合下不论CO2浓度的高低状态，对CO2净固定，这类植物积累干物质的速度快，为高产型 植物。

3）CAM途径（景天科酸代谢）：肉质植物的叶片，气孔白天关闭，夜间开放。夜间吸收CO2，在PEPC（磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶）催化下与PEP（磷酸烯醇式丙酮酸）结合，生产草酰乙酸，进一步还原为苹果酸；白天CO2从储存的苹果酸中经氧化脱羧释放出来，参与C3（卡尔文）循环，

形成淀粉。CAM途径与C4途径相似，只是CO2固定与光合作用产物的生成，在时间及空间上与C4途径不同。

12、为什么说线粒体和叶绿体是半自主性细胞器？

1) 线粒体和叶绿体都有环状的DNA ，都拥有合成蛋白质的整套装置； 2)两者的DNA都能进行复制，但复制仍受核基因组的控制。mtDNA是由核DNA 编码、在细胞质中合成的。组成叶绿体的各种蛋白质成分是由核DNA和叶绿体DNA分别编码，只有少部分蛋白质是由叶绿体DNA编码的。 3)线粒体、叶绿体的生长和增殖是受核基因组和其本身的基因组两套遗传系统的共同控制，因而，它们被称为是半自主性的细胞器。 13、简述线粒体与叶绿体的内共生起源学说和非共生起源学说的主要论点及其实验证据。

1）内共生起源学说论点：

叶绿体起源于细胞内共生的蓝藻，其祖先是原核生物的蓝细菌（Cyanobacteria），即蓝藻；线粒体的祖先-原线粒体是一种革兰氏阴性细菌。 主要论据：

⑴基因组在大小、形态和结构方面与细菌相似；

⑵有自己完整的蛋白质合成系统，能独立合成蛋白质，蛋白质合成机制有很多类似细菌而不同于真核生物。

⑶两层被膜有不同的进化来源，外膜与细胞的内膜系统相似，内膜与细菌质膜相似。⑷以分裂的方式进行繁殖，与细菌的繁殖方式相同。 ⑸能在异源细胞内长期生存，说明线粒体和叶绿体具有的自主性与共生性的特征。

⑹线粒体的祖先很可能来自反硝化副球菌或紫色非硫光合细菌。 ⑺发现介于胞内共生蓝藻与叶绿体之间的结构--蓝小体，其特征在很多方面可作为原始蓝藻向叶绿体演化的佐证。 2）非共生起源学说论点：

真核细胞的前身是一个进化上比较高等的好氧细菌。解释了真核细胞核被膜的形成与演化的渐进过程。

⑴实验证据不多

⑵无法解释为何线粒体、叶绿体与细菌在DNA分子结构和蛋白质合成性能上有那么多相似之处 ⑶对线粒体和叶绿体的DNA酶、RNA酶和核糖体的来源也很难解释。

⑷真核细胞的细胞核能否起源于细菌的核区？ 14、线粒体与细胞凋亡有何关系？它是如何参与并启动细胞进入死亡程序的？ 1) 线粒体与细胞凋亡有何关系：线粒体作为起始凋亡的主开关，可以开启内膜上的非特异性通道-线粒体通透性转变孔，在调控细胞凋亡中还具有重要作用。

2) 死亡信号诱导下，线粒体过量摄取钙离子，降低了线粒体的产能，加剧了其氧化压力，使线粒体通透性转变孔(mtPTP)开启；PT孔的开启解除了内膜的氢离子浓度梯度，导致呼吸链解偶联，同时，基质空间扩张，外膜胀破。膜间隙中细胞色素c、凋亡诱导因子（AIF）被释放；细胞色素c是切冬梅的激活蛋白，从而激活切冬梅的蛋白降解途径，引起细胞结构的破坏；AIF释放后进入细胞核，使染色质凝缩并造成DNA的大规模片断化，进而使细胞死亡。 15、线粒体和叶绿体在细胞内呈现怎样的动态特征？ 16、为什么说三羧酸循环是真核细胞能量代谢的中心？ 真核细胞中糖类，蛋白质，脂肪的代谢中三者各自消化水解为各自的构件分子，然后进一步降解为共同产物乙酰coA，进入TCA循环。所有20种氨基酸，都可被分解为丙酮酸或乙酰coA或TCA循环的中间产物。因此，TCA循环是细胞内主要分解代谢途径的聚合点，线粒体为绝大多数细胞代谢过程中最终能量转换和输出中心。

17、电子传递链和氧化磷酸化之间有何关系？

线粒体内膜上的电子传递链将生物氧化作用和磷酸化作用联系起来，即生物氧化作用形成的电子可以通过电子传递链传递，在电子传递过程中同时发生一系列的氧化还原反应，呼吸链中的质子载体可将质子由基质转移到膜间隙中，建立跨内膜的质子电化学梯度，当质子通过ATP合酶上的质子通道由膜间隙流到线粒体基质中时，催化ADP磷酸化形成ATP。在氧化磷酸化中，磷酸化所需能量由氧化作用供给，氧化作用形成的能量通过磷酸化作用储存。 18、氧化磷酸化偶联机制的化学渗透假说的主要论点是什么？

化学渗透假说：在电子传递过程中，伴随着质子从线粒体内膜的里层向外层转移，形成跨膜的氢离子梯度，这种势能驱动了氧化磷酸化反应，合成了ATP。 证据：电子传递形成的电子流能从线粒体内膜逐出H+；携带质子过膜的载体如2，4-二硝基苯酚可消除跨膜的质子浓度梯度差；实际测算膜间隙的pH值较线粒体基质中低1.4个单位；人工构建的含ATP合成酶和细菌视紫红质的脂质体，在提供光、ADP、Pi和H+条件下可合成ATP。

第七章：细胞质基质与内膜系统

1、你对细胞质基质的结构组分及其在细胞生命活动中作用的何理解？

基质的基本概念：用差速离心法分离细胞匀浆物组分，先后除去细胞核、线粒体、溶酶体、高尔基体和细胞质膜等细胞器或细胞结构后，存留在上清液中的主要是细胞质基质的成分。生物化学家多称之为胞质溶胶。 主要成分：中间代谢有关的数千种酶类、细胞质骨架结构。

主要特点：细胞质基质是一个高度有序的体系；通过弱键而相互作用处于动态平衡的结构体系，细胞骨架纤维贯穿其中。多数中间代谢反应及蛋白质合成与转运、某些蛋白质的修饰和选择性地降解等过程均在细胞质基质中进行。 其作用为：

1）完成各种中间代谢过程，如糖酵解过程、磷酸戊糖途径、糖醛酸途径等 2）蛋白质的分选与运输

3）与细胞质骨架相关的功能――维持细胞形态、细胞运动、胞内物质运输及能量传递等

4）蛋白质的修饰、蛋白质选择性的降解 ⑴蛋白质的修饰；⑵控制蛋白质的寿命；⑶降解变性和错误折叠的蛋白质；⑷帮助变性或错误折叠的蛋白质重新折叠，形成正确的分子构象。

2、为什么说细胞内模系统是一个结构与功能密切联系的动态性整体？ 细胞内膜系统是指细胞内在结构、功能及发生上相关的由膜包绕形成的细胞器或细胞结构。

1) 它主要包括核膜、内质网和高尔基复合体三大部分，质膜、溶酶体和分泌泡均可看作是它的衍生物。线粒体和叶绿体不属于内膜系统。

2)依据：核膜、内质网和高尔基复合体结构和功能上是连续的，在形成上具有一定的序列相关性；内膜之间通过出芽和融合的方式进行交流。 3、比较粗面内质网和光面内质网的形态结构与功能。

ER是细胞内蛋白质与脂类合成的基地，几乎全部脂类和多种重要蛋白都是在内质网合成的。 形态结构：

rER多呈扁囊状，排列较为整齐，在其膜表面分布大量核糖体。功能：蛋白质合成；蛋白质的修饰与加工；新生肽的折叠与组装；脂类的合成。

G）；?sER常为分支管状，形成较为复杂的立体结构，在其膜的表面没有核糖体。功能：类固醇激素的合成（生殖腺内分泌细胞和肾上腺皮质）；肝的解毒作用；肝细胞葡萄糖的释放（G-6P

2+2+ 储存钙离子：肌质网膜上的Ca-ATP酶将细胞质基质中Ca泵入肌质网腔中

4、细胞内蛋白质合成部位及其去向如何？

1）部位：细胞内蛋白质都是在核糖体上合成的，并都是起始于细胞质基质中“游离”核糖体。

2）去向：向细胞外分泌蛋白；膜的整合膜蛋白；内膜系统各种细胞器内的可溶性蛋白（需要隔离或修饰）。其它的多肽是在细胞质基质中“游离”核糖体上合成的：包括细胞质基质中的驻留蛋白、质膜外周蛋白、核输入蛋白、转运到线粒体、叶绿体和过氧物酶体的蛋白。

5、糙面内质网上合成哪几类蛋白质？它们在内质网上合成的生物学意义又是什么？

1）糙面内质网上合成的蛋白质主要是分泌性蛋白、膜蛋白及内质网、高尔基体和溶酶体中的蛋白。

2）生物学意义在于：多肽的糖基化及其折叠与装配发生在内质网中，而肽键上的信号序列决定多肽在细胞质中的合成部位，并最终决定成熟蛋白的去向。 6、指导分泌性蛋白在糙面内质网上合成需要哪些主要结构或因子？它们如何协同作用完成肽链在内质网上合成？

1）需要的结构或因子：胰腺细胞分泌的酶、浆细胞分泌的抗体、小肠杯状细胞分泌的粘蛋白、内分泌腺分泌的多肽类激素、胞外基质成分等。

2）协同作用：分泌性蛋白N端序列作为信号肽，指导分泌性蛋白到内质网膜上合成，在蛋白质合成结束之前信号肽被切除。只有N端信号序列而没有停止序列的多肽，合成后进入内质网腔中；停止转移序列位于多肽分子的中部，合成后最终成为跨膜蛋白；含多个起始转移序列和多个停止转移序列的多肽会成为多次跨膜的膜蛋白。

7、结合高尔基体的结构特征，谈谈它是怎样行使其生理功能的？ 1) 结构特征:

高尔基复合体由成摞的囊泡叠置而成。。囊泡的边缘部分连接有许多大小不等的表面光滑的小管网，其周围还存在有衣被小泡和无被小泡。一个成摞存在的囊泡又称为分散高尔基体，由5～8层囊泡组成, 构成了高尔基复合体的主体结构。

分散高尔基体在结构和生化成分上具有极性，和内质网临近的近核一侧，囊泡弯曲呈凸面, 称为形成面或顺面；在远核的一侧， 囊泡呈凹面，称为成熟面或反面。从顺面到反面，囊泡膜的厚度逐渐增大。 2) 功能：

(1) 形成和包装分泌物； (2) 蛋白质和脂类的糖基化； (3) 蛋白质的加工改造； (4) 细胞内的膜泡运输； (5) 膜的转化。

高尔基复合体在内膜系统中处于中介地位, 它在对细胞内合成物质的修饰和改造中具有重作用。许多重要大分子的运输和分泌都要通过高尔基复合体。 8、蛋白质的糖基化的基本类型、特征及生物学意义是什么？

蛋白质的糖基化在糖基转移酶（glycosyltransferase）作用下发生在ER腔面 1）基本类型： N－连接糖基化（Asn）；O－氧连接糖基化（Ser/Thr） 2

3)⑴糖蛋白寡糖链的合成与加工都没有模板，靠不同的酶在细胞不同间隔中经历复杂的加工过程才能完成。

⑵糖基化的主要作用是蛋白质在成熟过程中折叠成正确构象和增加蛋白质的稳定性；多羟基糖侧链影响蛋白质的水溶性及蛋白质所带电荷的性质。对多数分选的蛋白质来说，糖基化并非作为蛋白质的分选信号。

⑶进化上的意义：寡糖链具有一定的刚性，从而限制了其它大分子接近细胞表面的膜蛋白，这就可能使真核细胞的祖先具有一个保护性的外被，同时又不象细胞壁那样限制细胞的形状与运动。

9. 糙面内质网和光面内质网在细胞的生命活动中各自承担了什么样的角色？ 1) 糙面内质网： (1) 蛋白质的合成；

(2) 合成蛋白质的修饰与加工； (3) 膜的生成； (4) 物质的运输； (5) 贮积钙离子。 2) 光面内质网：

(1) 脂类的合成； (2) 解毒作用； (3) 糖原代谢。

10. 糙面内质网上所进行的糖基化的机制如何？其添加的寡糖链又有什么特点？

1) 糖基化的机制 (1) Asn；N-连接；

(2) 寡糖链已预先合成；

(3) 以焦磷酸键连在跨膜的磷酸多萜醇上； (4) 新生肽链一旦出现Asn残基，糖基转移酶以焦磷酸键的能量将寡糖链从磷酸多萜醇上转移至多肽链的Asn残基上；

2) 添加的寡糖链特点：寡糖链可分为两部分，一部分称为核心区，该区在各种寡糖链中均是相同的, 且与天冬酰胺残基直接相连的第一个糖总是N-乙酰葡萄糖胺；另一部分称为末端区，该区在各种寡糖链中是不同的； 11. 在高尔基复合体上所进行的糖基化与内质网有何不同？

1) 不同：在糙面内质网上进行的糖基化修饰大多为N-连接的糖基化，寡糖链与天冬酰胺的氨基基团相连，在内质网上添加上的寡糖链可分为两部分，一部分称为核心区，该区在各种寡糖链中均是相同的, 且与天冬酰胺残基直接相连的第一个糖总是N-乙酰葡萄糖胺；另一部分称为末端区，该区在各种寡糖链中是不同的。在高尔基复合体上进行的糖基化主要是O-连接的糖基化，寡糖链与丝氨酸、苏氨酸和羟赖氨酸的羟基基团相连，加工修饰只发生在寡糖链的末端区，核心区保持不变。

12. 高尔基复合体在蛋白质的加工、分拣、膜泡运输和膜转化中各承担了什么样的角色？其间的关系又如何？

1) 高尔基复合体是蛋白质的加工、分拣的细胞器之一，与内膜系统的其它成分共同参与了膜泡运输和膜转化。 2)内质网的特定区域形成的有被小泡，将所合成的正确折叠和正确组装的蛋白质运往高尔基复合体进行加工、修饰，根据蛋白质所带有的分拣信号，反面高尔基网络对蛋白质分拣，将不同命运的蛋白质分拣开来，并经膜泡运输将其运输至其靶部位。在膜泡运输过程中完成了膜的转化。 13. 高尔基复合体各部囊泡在组化反应上的差异，说明了一个什么问题？与其生物学功能之间又有什么关系？

1) 利用专一性标记酶和组织化学方法的研究结果表明，高尔基池中含有许多加工寡糖链的酶, 包括甘露糖转移酶、N-乙酰半乳糖转移酶、N-乙酰葡萄糖胺转移酶、岩藻糖转移酶、半乳糖转移酶以及唾液酸转移酶；处于不同部位的高尔基池所含有的糖基转移酶的种类不同：

(1) 形成面的池含有使甘露糖和N-乙酰半乳糖糖基化酶， (2) 中部区域的池含有向寡糖链上转接N-乙酰葡萄糖胺的酶,

(3) 成熟面的池则含有向寡糖链上移接唾液酸、半乳糖和岩藻糖的酶。 2) 这些糖基转移酶的作用是把寡糖转移到蛋白质上，形成糖蛋白,从而可以看出，高尔基复合体的各部囊泡在功能上高度分区化, 处于不同部位的高尔基囊泡所含有的加工寡糖链的糖基转移酶的种类不同，因此，从形成面到成熟面的囊泡是按照一定顺序对寡糖链进行加工的。先参与对寡糖链加工的酶位置偏向于顺面，而后参与加工的酶偏向于反面。这种顺序性加工可能有利于糖蛋白的

分拣，从而使高尔基复合体能对不同的糖蛋白进行分别包装，使其具有不同的命运。

6.为什么说高尔基体是一种极性细胞器？

极性包含两层含义：结构上的极性和功能上的极性。

结构上的极性：高尔基体可分为几个不同的功能区室。（1）靠近内质网的一面是由一些管状囊泡形成的网络结构，称为顺面，又称顺面高尔基网络（CGN）（2）高尔基体中间膜囊由扁平囊和管道组成，形成不同的区室，但功能上是连续的、完整的膜体系。多数糖基修饰、糖脂的形成，以及与高尔基体有关的多糖的合成都发生在中间膜囊中（3）反面高尔基网络（TGN），是高尔基复合体最外面一侧的管状和小泡状物质组成的网络解耦，是高尔基复合体的组成部分，并且是最后的区室。它的主要功能是参与蛋白质的分类与包装，并输出高尔基体。

功能上的极性：高尔基体虽然是由膜囊构成的复合体，但是不同的膜囊有不同的功能，上一道工序完成了，才能进行下一道，即为高尔基体的功能极性。 14、溶酶体是怎样发生的？它有哪些基本功能？ 1）发生途径：

溶酶体的合成及N-连接的糖基化修饰（在rER） 高尔基体cis膜囊寡糖链上的甘露糖残基磷酸化 N- 磷酸葡萄糖苷酶

M6P 磷酸化识别信号：信号斑

高尔基体trans-膜囊和TGN膜（M6P受体） 2）基本功能

⑴清除无用的生物大分子、衰老的细胞器及衰老损伤和死亡的细胞，防御功能（病原体感染刺激单核细胞分化成巨噬细胞而吞噬、消化） ⑵作为细胞内的消化“器官”为细胞提供营养；

⑶分泌腺细胞中，溶酶体摄入分泌颗粒参与分泌过程的调节 ⑷参与清除赘生组织或退行性变化的细胞；

⑸受精过程中的精子的顶体（acrosome）反应。 15、溶酶体一旦发生异常，会引起什么样的疾病？各对机体又有什么影响呢？ 1) 贮积病： 溶酶体酶缺失和异常时，某些物质不能被消化降解, 而遗留在溶酶体内, 便会影响细胞的代谢功能, 引发疾病(贮积病)，甚至导致机体的死亡 2) 类风湿关节炎(rheumatoid arthritis)： 该种病人的溶酶体膜的脆性增加，溶酶体酶被释放到关节处的细胞间质中，使骨组织受到侵蚀，引起炎症。 16、过氧化物酶体与溶酶体有哪些区别？怎样理解过氧化物酶体是异质性的细胞器？

1）区别：过氧化物酶体和初级溶酶体的形态与大小类似，但过氧化物酶体中的尿酸氧化酶等常形成晶格状结构，可作为电镜下识别的主要特征。

2）异质性：在不同生物细胞中以及单细胞生物的不同个体中的溶酶体，所含酶的种类及其行使的功能都有所不同，因此说过氧化物酶体是异质性的细胞器。

17、过氧化物酶体的功能是什么？ 细胞中过氧化物酶体的功能：

1) 是细胞内糖、脂和氮的重要代谢部位。

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