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细胞生物学复习思考题一、名词解释细胞生物学cellbiology细胞生物学是从细胞、亚细胞、分子三个水平来探讨各种生命活动的科学。生物膜biologymembrane细胞膜和细胞内膜的统称。膜受体membranereceptor是细胞表面的一种或一类分子，它们能识别、结合专一的生物活性物质（称配体），生成的复合物能激活和启动一系列物理化学变化，从而导致该物质的最终生物效应。信号识别颗粒signalrecognitionparticle由6个蛋白质和1个小RNA分子组成的复合体。介导新生肽链与内质网膜结合，在核糖体没有和内质网膜结合的情况下阻止肽链延长。细胞表面cellsurface细胞表面是指包围在细胞质外层的结构复合体系和功能体系。内膜系统endomembranesystem内膜系统是指细胞内那些在形态结构功能上相互密切相关的膜性结构细胞器的统称，主要有内质网，高尔基体，溶酶体，各种囊泡等。主动运输activetransport主动运输是一种由特定载体蛋白介导的逆浓度梯度的运输，需要消耗能量。膜泡运输vesiculartransport囊泡运输是指囊泡以出芽的形式，从一种细胞器膜上产生、脱落并定向地与另一细胞器膜锚定、融合的过程。细胞呼吸cellularrespiration细胞呼吸是指糖类、脂肪、蛋白质在细胞内被彻底氧化分解为CO2和H2O，释放出能量储存在ATP中的过程。细胞骨架cytoskeleton细胞骨架是由微管、微丝和中间纤维构成的细胞质中的蛋白质纤维网状结构。踏车运动treadmilling微管、微丝在体外组装过程中，两端的聚合和解聚达到平衡，微管和微丝的总长不变，称为踏车。巴尔小体Barrbody雌性哺乳类细胞内的X染色体在间期凝集固缩成异染色质，称为巴尔小体。核纤层nuclearlamina核纤层是附着在内核膜上的纤维蛋白网，与中间纤维和核骨架相互连接，构成跨越细胞质和细胞核的骨架体系。核仁周期nucleolarcycle在有丝分裂的过程中，核仁出现一系列形态结构与功能的周期性变化，称为核仁周期。核骨架nuclearscaffold核骨架又称核基质，是指真核细胞间期核中除核膜、核仁和染色质以外的部分，是一个以非组蛋白为主体的纤维网架结构。连接子connexon间隙连接的多亚基复合体单元。每一个连接子由6个穿膜的连接蛋白组成的筒状，中央有直径1.5nm的通道。细胞黏附分子celladhesionmolecule介导细胞与细胞间或细胞与胞外基质间相互接触和结合的众多分子的统称。大多数为糖蛋白，分布于细胞表面。RGD序列RGDsequence存在于纤连蛋白和某些细胞外基质蛋白肽链中的“Arg-Gly-Asp”三肽序列。细胞周期cellcycle指一次细胞分裂结束到下一次细胞分裂结束这段时期。细胞检测点cellcheck-point细胞中存在一系列监控系统，对细胞中发生的重要事件以及出现的故障加以检测，只有当这些事件完成或故障修复后才允许细胞周期进一步运行，该监控系统即为监测点。二、问答题1．举例说明细胞生物学与医学的关系。细胞生物学是现代医学的基础学科和支柱学科。比如癌症发病机制就是正常细胞癌变，癌细胞无限增殖，从而导致癌症；又如心血管疾病，动脉粥样硬化的发病机制可能与动脉血管内皮细胞的特性改变有关。2．比较原核细胞与真核细胞的差异。原核细胞体积较小，结构简单，无细胞核结构，只有裸露的环状DNA，无膜性细胞器，只有70S的核糖体，有细胞壁，分裂方式为无丝分裂；真核细胞体积较大，结构复杂，形态多样，有细胞核结构，有DNA长链，并会形成染色质和染色体，有膜性细胞器，80S的核糖体，无细胞壁，分裂方式有三种。3．试述核酸、蛋白质的结构与功能。核酸：DNA的结构：一级结构是4种脱氧核苷酸的数量和排练顺序，二级结构是两条平行反向的多核苷酸链组成DNA的基本骨架，一条5’3’，另一条3’5’，碱基对位于核苷酸链的内侧，通过A=T，C=G碱基互补配对，螺旋直径为2nm，螺距为3.4nm，一个螺距内有10个碱基对，螺旋结构上存在大沟和小沟。DNA的功能：贮存遗传信息，复制和传递遗传信息。RNA的结构：单链结构，有U无T，戊糖为核糖而不是脱氧核糖。RNA的功能：mRNA是蛋白质合成的模板，tRNA负责转移运输氨基酸，rRNA是核糖体的组成成分。蛋白质：结构：一级结构是肽链上氨基酸的数量种类和排列顺序，二级结构是某段多肽链的空间结构，一般有α螺旋和β折叠两种，三级结构是肽链不同区域的氨基酸侧链通过相互作用形成肽链折叠，一般有氢键、离子键、疏水作用和范德华力，四级结构是两条具有独立三级结构的多肽链通过非共价键形成多聚体。功能：细胞和组织的组成成分，酶的催化活性，传递信息，贮存和运输小分子，免疫功能，调节功能。4．简述核糖体的结构与功能，并比较原核细胞与真核细胞核糖体的异同。结构：核糖体是高电子密度的圆形或椭圆形小颗粒，由大亚单位和小亚单位组成。大亚单位包括嵴、柄、中心突，小亚单位包括头部、基部和平台。功能：游离性核糖体合成组织蛋白，附着性核糖体合成分泌蛋白。原核细胞：沉降系数70S，5S、16S、23SrRNA，蛋白质有52种，RNA/蛋白质=1.5：1真核细胞：沉降系数80S，5S、5.8S、28S、18S，蛋白质有83种，RNA/蛋白质=1：15．决定膜不对称性和流动性的因素有哪些？如何影响的？膜不对称性：1、膜脂分布不对称，内外两层脂类分子不对称，内层为磷脂酰胆碱和鞘磷脂，外层为磷脂酰肌醇、磷脂酰丝氨酸、磷脂酰乙醇胺。糖脂只分布在外侧或内膜系统非胞质侧。2、膜蛋白分布不对称，跨膜蛋白具有方向性，酶蛋白分布不同。3、膜糖的不对称，寡糖链只分布在质膜外侧，内膜系统的膜糖分布在内侧。流动性：1、键长长的流动性强；2、脂肪酸链的饱和度越低，流动性越强；3、胆固醇具有双重调节作用；4、含双键多的流动性强；5、卵磷脂与鞘磷脂比值越高流动性越强；6、膜蛋白越多，流动性越弱。6．简述液态镶嵌模型学说的基本内容。1、磷脂双层构成细胞膜的连续主体；2、强调了球形蛋白是镶嵌在双层脂分子中；3、提出了细胞膜是具有不对称性和流动性特点的结构。7．钠泵是如何转运钠Na+、K+的？说明其过程和意义。过程：第一步，Na+结合在ATP酶上，激活酶的活性，促使ATP水解，而高能磷酸基与天冬氨酸残基结合使其磷酸化，从而改变了蛋白质分子的构型，使结合了Na+的部位朝向膜外，同时ATP酶与Na+的结合度降低，从而将Na+排出；第二步，K+与酶结合，促进ATP酶去磷酸化，酶又恢复原来的构型，K+的亲和度降低，又将K+排入细胞内。8．简述内质网的结构组成和主要功能。结构：分布在细胞核附近，由扁囊、小管和小泡组成的三维管网结构，遍布细胞质，膜间为内质网腔，由内质网膜包裹着细胞质基质隔离形成。粗面型内质网上附着有核糖体。功能：粗面型内质网是合成分泌蛋白的重要场所，是核糖体的支架结构，新生肽链在上面进行折叠加工，与蛋白质的糖基化和蛋白质的胞内运输有关，信号肽也在上面合成。滑面型内质网是合成脂类的场所，参与糖原的代谢，是细胞解毒的重要场所，贮存Ca2+，与胆汁胃酸的合成分泌相关。9．试述高尔基复合体的结构和功能。结构：高尔基复合体是由三种不同模型囊泡组成的细胞器，扁平囊泡是其最具特征的主体结构。由3-8个扁平囊泡组成，每个囊泡间距为20-30nm，膜间腔宽度为10-15nm，凸面靠近核膜或内质网，称为顺面，是高尔基复合体的入口区域，膜厚6nm，凹面称为反面，是高尔基体的出口区域，膜厚8nm，大囊泡位于反面，小囊泡位于顺面。功能：高尔基复合体是胞内蛋白质运输分泌的中转站，是胞内物质加工合成的重要场所，是囊泡定向运输和蛋白质分选的枢纽。10．溶酶体具有哪些功能？溶酶体可以分解胞内的外来物质和残损老化的细胞器，具有细胞营养和消化的功能，也是机体防御系统的重要部分，参与某些腺体的代谢，在个体的发生和发育过程中起重要作用。11．试述线粒体的超微结构。外膜：外膜是一层包围在线粒体表面的单位膜，厚约6nm，仅含少量酶蛋白。内膜：内膜厚约4.5nm，深度折叠形成嵴，富含各种酶蛋白，内膜上有电子传递链和基粒，有转运蛋白，含有各种转运系统。膜间腔是内外膜之间空隙组成的空间，宽约6-8nm，富含可溶性酶、底物和辅助因子。基质含有线粒体DNA、RNA、各种酶蛋白和核糖体。12．简述线粒体不同位置的标志酶。外膜：单胺氧化酶；内膜：细胞色素氧化酶；基质：苹果酸脱氢酶；膜间腔：腺苷酸激酶。13．简述ATP合酶的结构。ATP合酶由F1头部和F0基部组成。F1头部伸向基质，上面有催化位点，F0基部埋在磷脂双分子层中形成一个通道，质子可通过此通道从膜间腔转移到基质中。14．简述ATP合成的结合变构机制。质子通过F0的运动使γ基转动，诱导β基发生周期性构象改变：L→T→O，使ADP和Pi不断结合生成ATP。15．简述微管、微丝、中间纤维的结构和功能。微管的结构：微管的外径24nm，管壁厚度约5nm，跨越细胞的整个长度或宽度。管壁由纵向排列的球状蛋白组成，称为原纤维，13条原纤维构成中空管状结构。每一个装配单位的一端是α微管蛋白，另一端是β微管蛋白，所以微管不对称，具有极性。微管的功能：1、维持和支持细胞形态；2、参与细胞内物质运输；3、参与染色体运动，调节细胞分裂；4、参与细胞内信号的传导；5、参与中心粒、纤毛和鞭毛的形成；6、维持和稳定细胞器的分布。微丝的结构：微丝是由肌动蛋白单体组成的多聚体，直径约8nm。肌动蛋白单体有2个亚基，每个亚基上有375个氨基酸残基，上面有ATP/ADP、Mg2+和Na+/K+以及肌球蛋白的结合位点，具有极性。微丝的功能：1、参与维持和稳定细胞形态；2、参与细胞运动；3、参与肌肉收缩；4、参与细胞内物质运输；5、参与细胞分裂；6、参与信号传导。中间纤维的结构：中间纤维是丝状蛋白的多聚体，具有一个由310个氨基酸组成的α螺旋杆状区，两端是非螺旋的头部和尾部。杆状区的氨基酸数量和排列顺序非常保守，是结构的关键区域，头部N端和尾部C端高度可变，2个多肽的α螺旋杆状区以弯曲螺旋的形式缠绕，形成约45nm的二聚体。中间纤维的功能：1、组成了完整的细胞骨架网状结构；2、参与细胞连接；3、参与细胞内物质的运输和信号传导；4、参与细胞分化；5、维持核膜稳定；6、为细胞提供机械支持。16．简述核膜的作用。核膜将细胞质和核内物质从空间上分隔开来，形成区域化作用，使转录和翻译在空间上分离，核膜控制着细胞核与细胞质之间的物质交换。17．简述核孔的基本结构及功能。结构：核孔由三部分构成：胞质环、核质环、辐。胞质环位于核孔边缘的胞质面，与外核膜相连，环上有8条细长纤维伸向胞质，核质环位于核孔边缘的核质面，与内核膜相连，环上有8条细长纤维伸向核质，纤维末端有小颗粒使其结合成小环，形成鱼篮式结构，称为核篮。辐由三部分组成，其中柱状亚单位构成孔壁的主体，环带亚单位即为辐，伸向核孔中心，腔内亚单位在膜间腔中，富含跨膜蛋白，而中央栓结构不确定其存在与否。功能：核孔通过主动运输和被动运输控制核质之间的物质交换，原则上直径小于10nm的小分子可以自由通过，而对钠离子仍有一定的隔离作用，大分子通过主动运输来穿过核孔。18．简述核纤层的作用。核纤层是一层附着在内核膜的蛋白纤维网，与中间纤微以及核骨架相互连接，形成跨越细胞质和细胞核的骨架结构。核纤层在细胞核中起支架作用，与染色体的凝集和核膜重建密切相关，参与了细胞核构建与DNA复制。19．简述组蛋白的组成特点和种类。组蛋白是构成染色质和染色体的基本单位，是一组等电点大于10的碱性蛋白质。富含带正电的碱性蛋白质赖氨酸和精氨酸，并且根据精氨酸和赖氨酸的比值的不同，分为H1、H2A、H2B、H3、H4五类。20．简述核小体的组成。进化上高度保守的组蛋白H2A、H2B、H3、H4各两分子组成核小体组蛋白八聚体，C端与疏水氨基酸结合，N端带正电与DNA结合，辅助DNA卷曲缠绕，形成核小体。21．简述常染色质和异染色质的区别。常染色质和异染色质在螺旋化程度和DNA序列及功能