细胞生物学复习资料 东北师大版(3)

本站小编 免费考研网/2019-03-28

比较主动运输与被动运输的特点及生物学意义：

被动运输：是指通过简单扩散或协助扩散实现物质从浓度高处经质膜向浓度低处运输的方式，运输速率依赖于膜两侧被运送物质的浓度差及其分子大小、电荷性质等，不需要细胞代谢供应能量。

主动运输：是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高浓度的一侧进行跨膜转运的方式。

比较胞饮作用和吞噬作用的异同：

1、胞吞泡的大小不同，胞吞泡直径一般小于150nm。

2、所有真核细胞都能通过胞饮作用连续摄入溶液和分子，而大的颗粒性物质则主要是通过特殊的吞噬细胞摄入的。前者是一个连续发生的过程，后者首先需要被吞噬物与细胞表面结合并激活细胞表面受体，因此是一个信号触发过程。

3、胞吞泡的形成机制不同。胞饮泡的形成需要网格蛋白或者一类蛋白的帮助，而吞噬泡的形成需要有微丝及其结合蛋白的帮助。

比较组成形性胞吐途径和调节性胞吐途径的特点及其生物学意义：

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细胞以哪些方式进行通讯？各种方式之间有何不同？

细胞通讯主要有以下三种方式：

1.细胞间形成间隙连接使细胞质相互沟通，通过交换小分子来实现代谢偶联或电偶联。

细胞间隙连接是细胞间的直接通讯方式。两个相邻的细胞以连接子相联系。连接子中央为直径1.5nm的亲水性孔道，允许小分子物质如Ca2+、cAMP通过，有助于相邻同型细胞对外界信号的协同反应，如可兴奋细胞的电耦联现象。

2.细胞间接触性依赖的通讯

细胞间接触性依赖的通讯是指细胞通过其表面信号分子（受体）与另一细胞表面的信号分子（配体）选择性地相互作用，最终产生细胞应答的过程，即细胞识别。细胞间接触性依赖的通讯可分为：

（1）同种同类细胞间的识别：如胚胎分化过程中神经细胞对周围细胞的识别，输血和植皮引起的反应可以看作同种同类不同来源细胞间的识别；

（2）同种异类细胞间的识别：如精子和卵子之间的识别，T与B淋巴细胞间的识别；

（3）异种异类细胞间的识别：如病原体对宿主细胞的识别；

（4）异种同类细胞间的识别：仅见于实验条件下。

3.细胞通过分泌化学信号进行细胞间通讯

化学通讯是间接的细胞通讯，指细胞分泌一些化学物质（如激素）至细胞外，作为信号分子作用于靶细胞，调节其功能。

细胞有哪几种方式通过分泌化学信号进行细胞间相互通讯？

根据化学信号分子可以作用的距离范围，可分为以下四类：

（1）内分泌：内分泌细胞分泌的激素随血液循环输至全身，作用于靶细胞。其特点是：低浓度；全身性，随血液流经全身，但只能与特定的受体结合而发挥作用；长时效，激素产生后经过漫长的运送过程才起作用，而且血流中微量的激素就足以维持长久的作用。

（2）旁分泌：细胞分泌的信号分子通过扩散作用于邻近的细胞，包括各类细胞因子（如表皮生长因子）和气体信号分子（如NO）。

（3）突触信号发放：神经递质（如乙酰胆碱）由突触前膜释放，经突触间隙扩散到突触后膜，作用于特定的靶细胞。

（4）自分泌：信号发放细胞和靶细胞为同类或同一细胞，常见于癌变细胞，如大肠癌细胞可自分泌产生胃泌素，介导调节c-myc、c-fos等癌基因表达，从而促进癌细胞的增殖。

何谓信号传递中的分子开关蛋白？举例说明其作用机制：

简要说明G蛋白偶联受体介导的信号通路有何特点：

G蛋白偶联型受体是指配体-受体复合物与靶蛋白的作用需要通过与G蛋白偶联，在细胞内产生第二信使，将细胞外信号跨膜传递到细胞内影响细胞的行为。

G蛋白，即三聚体GTP结合调节蛋白位于质膜胞质侧；由α、β、γ三个亚基组成，α和γ亚基通过共价结合的脂肪酸链尾结合在膜上。G蛋白在信号转导过程中起着分子开关的作用，当α亚基与GDP结合时处于关闭状态，与GTP结合时处于开启状态；α亚基具有GTP酶活性，能催化所结合的ATP水解，恢复无活性的三聚体状态，其GTP酶的活性能被RGS增强。G蛋白耦联型受体为7次跨膜蛋白，受体胞外结构域识别胞外信号分子并与之结合，胞内结构域与G蛋白耦联。通过与G蛋白耦联，调节相关酶活性，在细胞内产生第二信使，从而将胞外信号跨膜传递到胞内。G蛋白耦联型受体包括多种神经递质、肽类激素和趋化因子的受体，在味觉、视觉和嗅觉中接受外源理化因素的受体亦属G蛋白耦联型受体。

概述受体酪氨酸激酶介导的信号通路的组成、特点及其主要功能。

（1）受体酪氨酸激酶（RTKs）的胞外区是结合配体结构域，配体是可溶性或膜结合的多肽或蛋白类激素，包括胰岛素和多种生长因子；胞内段是酪氨酸蛋白激酶的催化部位，并具有自磷酸化位点。

（2）配体（如EGF）在胞外与受体结合并引起构象变化，导致受体二聚化形成同源或异源二聚体，在二聚体内彼此相互磷酸化胞内段酪氨酸残基，即实现受体的自磷酸化，激活受体本身的酪氨酸蛋白激酶活性，磷酸化的酪氨酸残基可被含有SH2结构域（介导信号分子与含磷酸酪氨酸的蛋白分子结合）的胞内信号蛋白所识别并与之结合，启动信号转导。

（3）受体酪氨酸激酶（RTK）结合信号分子，形成二聚体，并发生自磷酸化而活化，活化的RTK激活RAS，由活化的RAS引起蛋白激酶的磷酸化级联反应。

（4）SH3结构域：约50-100个氨基酸组成，介导信号分子与富含脯氨酸的蛋白分子结合。

第六章．细胞质基质与细胞内膜系统

一、知识点：

1、具有氧化酶系的细胞器有：肝细胞内质网、线粒体、过氧化物酶体。

2、什么是“台-萨氏”病？

二、名词解释：

细胞质基质：在真核细胞细胞质中，除去可分辨的细胞器之外的胶状物质，称为细胞质基质。

内质网：是真核细胞重要的细胞器， 是由封闭内膜系统及其围成的腔形成互相沟通的网状结构。

内膜系统：细胞内各种膜在形态结构上有一定的共性，因此总称为生物膜。细胞内部由膜构成的细胞器是互相关联的，称为内膜系统。

糖基转移酶:

热休克蛋白：

易位子：

溶酶体：

分泌溶酶体：

过氧化物酶体（微体）：

分子伴侣：

三、简答论述：

详细叙述细胞质基质的功能：

⑴许多中间代谢过程都在细胞质基质中进行，如糖酵解过程、磷酸戊糖途径、糖醛酸途径、糖原的合成与分解的过程。

⑵细胞质基质的另一方面功能与细胞骨架相关。

⑶细胞质基质在蛋白质的修饰、蛋白质选择性的降解等方面也起着重要作用。

A．蛋白质的修饰：①辅酶或辅基与酶的共价结合。

②磷酸化与去磷酸化，用于调节许多蛋白质的生物活性。

③糖基化。

④对某些蛋白质的N端进行甲基化修饰。

⑤酰基化。

B．控制蛋白质寿命。

C．降解变性和错误折叠的蛋白质。

D．帮助变性和错误折叠的蛋白质重新折叠。

详细叙述内质网的功能。

⑴蛋白质的合成。

以这种方式合成的蛋白质主要包括：①向细胞外分泌的蛋白质：如胰腺细胞分泌的酶，浆细胞分泌的抗体，小肠杯状细胞分泌的粘蛋白等。②膜的整合蛋白：细胞膜上的膜蛋白及内质网、高尔基体和溶酶体膜上的膜蛋白。③构成细胞器中的可溶性驻留蛋白：溶酶体与植物液泡中的酸性水解酶类。

⑵脂质的合成。

内质网合成构成细胞所需要的包括磷脂和胆固醇在内的膜脂，其中最主要的磷脂是磷脂酰胆碱。

⑶蛋白质的修饰与加工。

⑷新生多肽的折叠与装配。

①不能正确折叠的畸形肽链或未装配成寡聚体的蛋白质亚单位，不能进入高尔基体。而会被蛋白酶降解。

②内质网中有蛋白二硫键异构酶，它附着在内质网膜腔面上，可以切断二硫键，形成自由能最低的蛋白构象，以帮助新生的蛋白质重新形成二硫键并处于正确折叠的状态。

③内质网含有一种结合蛋白，可识别不正确折叠的蛋白或未装配好的蛋白亚单位，并存它们重新折叠装配。

④蛋白二硫键异构酶和Bip等蛋白都具有有4肽信号以保证它们滞留在内质网中，并维持很高的浓度。

⑸内发质网的其他功能。

①肝细胞中的光面内质网是合成外输性脂蛋白颗粒的基地，还可以清除脂溶性的废物和代谢产生的有害物质，因而具有解毒功能。

②在某些合成固醇类激素的细胞如睾丸间质细胞中，光面内质网能制造胆固醇并进一步产生固醇类激素。

③肌细胞中含有发达的特化的光面内质网，称肌质网。肌质网中的Ca²⁺-ATP酶将细胞质基质中的Ca²⁺泵入肌质网腔中贮存起来。当收到神经冲动刺激后释放Ca²⁺，肌肉收缩。

参与多肽折叠的相关物质有哪些？

①不能正确折叠的畸形肽链或未装配成寡聚体的蛋白质亚单位，不论在内质网膜上还是在内质网腔中，一般都不能进入高尔基体。这类堕胎一旦被识别，便通过See61p复合体从内质网腔转至细胞质基质，进而被蛋白酶所降解。

②内质网中有一种蛋白二硫键异构酶，它附着在内质网膜腔面上，可以切断二硫键，形成自由能最低的蛋白构象，以帮助新生的蛋白质重新形成二硫键并处于正确折叠的状态，没有这种酶，新生的蛋白质也可以正确折叠，但它的存在大大加快了这一过程。

③内质网含有一种结合蛋白，可以识别不正确折叠的蛋白或未装配好的蛋白亚单位，并存它们重新折叠与装配。

④蛋白二硫键异构酶和Bip等蛋白都具有有4肽信号（KDEL或HDEL）以保证它们滞留在内质网中，并维持很高的浓度。

高尔基体的功能有哪些？

⑴高尔基体的主要功能是将内质网合成的多种蛋白质进行加工、分类与包装，然后分门别类的运送到细胞特定的部位或分泌到细胞外。

⑵内质网上合成的脂质一部分也要通过高尔基体向细胞膜和溶酶体膜等部位运输。

⑶高尔基体是细胞内大分子运输的一个主要交通枢纽。

⑷高尔基体是细胞内糖类合成的工厂，在细胞生命活动中起多种重要的作用。

高尔基体怎样完成对蛋白质的分类和转运？

⑴20世纪60年代，人们发现溶酶体中所有的酶都有共同的标志。70年代证明这一共同标志就是6-磷酸甘露糖（M6P），80年代纯化了和这一反应有关的酶及M6P受体，从而把溶酶体酶在高尔基体中的分选过程作为了解高尔基体功能的一个重要例子。

⑵溶酶体中含有几十种水解酶类，它们在内质网上合成后进入高尔基体。在内质网上合成时发生了N-连接的糖基化修饰，即把一个寡糖链共价结合到溶酶体酶分子中的天冬酰胺残基上。

⑶在高尔基体的顺面膜囊中存在葡萄糖胺磷酸转移酶和N-乙酰葡萄糖胺磷酸糖基酶，在这两种酶的催化作用下，寡糖链中的甘露糖残基磷酸化产生6-磷酸甘露糖。

⑷这种特异的反应，只能发生在溶酶体的美上，而不发生在其他的糖蛋白上。估计溶酶体本身的构象含有某种磷酸化信号。

⑸在高尔基体反面的膜囊上结合着6-磷酸甘露糖的受体，由于溶酶体酶的许多位点上都可以形成6-磷酸甘露糖，从而大大增强了与受体的亲和力，从而使溶酶体的酶于其他蛋白质分离并起到局部浓缩作用。

细胞内蛋白质合成部位及其去向如何？

糙面内质网上合成哪几类蛋白？它们在内质网上合成的生物学意义是什么？

蛋白质合成始于细胞质基质，但部分很快转至内质网膜上。 在内质网上合成的蛋白质包括：

1、向细胞外分泌的蛋白质，如抗体、激素；

2、膜整合蛋白；                

3、构成细胞器中的可溶性驻留蛋白；

4、要与其它细胞组合严格分开的酶，如溶酶体的各种水解酶；

5、需要进行修饰的蛋白质，如糖蛋白。

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的合成？

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、蛋白质的糖基化

N-连接的糖链合成起始于内质网，完成于高尔基体。在内质网形成的糖蛋白具有相似的糖链，由Cis 面进入高尔基体后，在各膜囊之间的转运过程中，发生了一系列有序的加工和修饰，原来糖链中的大部分甘露糖被切除，但又被多种糖基转移酶依次加上了不同类型的糖分子，形成了结构各异的寡糖链。糖蛋白的空间结构决定了它可以和那一种糖基转移酶结合，发生特定的糖基化修饰。

许多糖蛋白同时具有N-连接的糖链和O-连接的糖链。O-连接的糖基化在高尔基体中进行，通常的一个连接上去的糖单元是N-乙酰半乳糖，连接的部位为Ser 、Thr 和Hyp 的OH 基团，然后逐次将糖基转移到上去形成寡糖链，糖的供体同样为核苷糖，如UDP-半乳糖。糖基化的结果使不同的蛋白质打上不同的标记，改变多肽的构象和增加蛋白质的稳定性。

在高尔基体上还可以将一至多个氨基聚糖链通过木糖安装在核心蛋白的丝氨酸残基上，形成蛋白聚糖。这类蛋白有些被分泌到细胞外形成细胞外基质或粘液层，有些锚定在膜上。

2、参与细胞分泌活动

负责对细胞合成的蛋白质进行加工，分类，并运出，其过程是SER 上合成蛋白质→进入ER 腔→以出芽形成囊泡→进入CGN→在medial Gdgi 中加工→在TGN 形成囊泡→囊泡与质膜融合、排出。高尔基体对蛋白质的分类，依据的是蛋白质上的信号肽或信号斑。

3、进行膜的转化功能

高尔基体的膜无论是厚度还是在化学组成上都处于内质网和质膜之间，因此高尔基体在进行着膜转化的功能，在内质网上合成的新膜转移至高尔基体后，经过修饰和加工，形成运输泡与质膜融合，使新形成的膜整合到质膜上。

4、将蛋白水解为活性物质

如将蛋白质N 端或C 端切除，成为有活性的物质（胰岛素C 端）或将含有多个相同氨基序列的前体水解为有活性的多肽，如神经肽。

5、参与形成溶酶体。

6、参与植物细胞壁的形成。

7、合成植物细胞壁中的纤维素和果胶质。

蛋白质糖基化的基本类型、特征和生物学意义：

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溶酶体是怎样发生的？它有哪些基本功能？

（一）、溶酶体的发生

初级溶酶体是在高尔基体的trans 面以出芽的形式形成的，其形成过程如下。内质网上核糖体合成溶酶体蛋白→进入内质网腔进行N-连接的糖基化修饰→ 进入高尔基体Cis 面膜囊→N-乙酰葡糖胺磷酸转移酶识别溶酶体水解酶的信号斑→ 将N-乙酰葡糖胺磷酸转移在1~2 个甘露糖残基上→在中间膜囊切去N-乙酰葡糖胺形成M6P 配体→与trans 膜囊上的受体结合→选择性地包装成初级溶酶体。

（二）、溶酶体的功能

溶酶体的主要作用消化作用，是细胞内的消化器官，细胞自溶，防御以及对某些物质的利用均与溶酶体的消化作用有关。

细胞内消化：对高等动物而言细胞的营养物质主要来源于血液中的水分子物质，而一些大分子物质通过内吞作用进入细胞，如内吞低密脂蛋白获得胆固醇，对一些单细胞真核生物，溶酶体的消化作用就更为重要了。

细胞凋亡：个体发生过程中往往涉及组织或器官的改造或重建，如昆虫和蛙类的变态发育等等。这一过程是在基因控制下实现的，称为程序性细胞死亡，注定要除的细胞以出芽的形式形成凋亡小体，被巨噬细胞吞噬并消化。

自体吞噬：清除细胞中无用的生物大分子，衰老的细胞器等。

防御作用：如巨噬细胞可吞入病原体，在溶酶体中将病原体杀死和降解。

参与分泌过程的调节，如将甲状腺球蛋白降解成有活性的甲状腺素。

形成精子的顶体：顶体可溶穿卵子的皮层，使精子进入卵子。

图解说明细胞内膜系统的各种细胞器在功能与结构上的联系：

内质网与细胞内其它细胞器的关系

  1、与细胞膜相连：甚至有管道相通

  2、与外层核膜相接：内质网腔与核周隙相通

  3、与高尔基体在结构、功能与发生上关系密切

  4、rER与线粒体紧密相依：

     ① 过去：供能

     ② 最近：与脂质的相互交换及Ca2+释放的调节关系密切

  5、ER的分布与微管走向一致

      （核膜－内质网－高尔基体－质膜）

何谓蛋白质的分选？已知膜泡运输有哪几种类型？

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四、实验：

说明脉冲标记试验：

⑴20世纪70年代初，Caro用³H-亮氨酸对胰腺细胞进行脉冲标记。

①发现在脉冲标记三分钟后，放射自显影银粒主要位于内质网。

②20分钟，银粒出现在高尔基体。

③20分钟后，银粒则位于分泌泡并开始在顶端释放。

⑵试验显示了分泌性蛋白在细胞内的合成与转运途径，其转运的过程是通过高尔基体来完成的。

⑶后来的研究进一步表明，除分泌性蛋白外，很多细胞膜上的膜蛋白、溶酶体中的酸性水解酶及胶原纤维等胞外基质成分都是通过高尔基体完成其定向转运过程。