细胞生物学 问答题

4：细胞生物学研究的基本特点与趋势：

细胞结构功能←→细胞生命活动；

单一基因和蛋白→基因组和蛋白质组及其协同作用；细胞转导途径→细胞调控网络；

体外（in vitro）研究→体内（in vivo）研究；

静态研究→活细胞动态研究；

实验室研究为主→计算机生物学的应用；

细胞生物学与其它学科的渗透。

总特点：静态的分析-活细胞的动态综合，这在很大程度上也反映了生命科学研究的趋势

5：蛋白质糖基化特点

1：糖蛋白中寡糖链的合成与修饰都是没有模板靠不同的E而且在细胞的不同间隔中经历复杂的加工过程才能完成。

2:有助于在成熟过程中折叠成正确的构象和增加蛋白质的稳定性

3：从进化上，糖链的复杂加工可能是在进化过程中逐步演化产生

1：细胞是生命活动的基本单位

（一）一切有机体都是由细胞构成，细胞是构成有机体的基本单位。

（二）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。

三）细胞是有机体生长与发育的基础

（四）细胞是遗传的基本单位，细胞具有遗传的全能性（五）没有细胞就没有完整的生命

（六）细胞是物质（结构）、能量与信息过程精巧结合的综合体，细胞是多层次、非线性与多层面的复杂结构体系，细胞是高度有序的，具有自组装与自组织能力的体系

3:思考题：为什么说支原体可能是最小

支原体是目前发现的最小、最简单的细胞。它的基本结构与机能极其简单。体积很小，直径一般是0.1－0.3um，仅为细菌的十分之一，以一分为二的方式分裂繁殖，很多支原体能寄生在细胞内繁殖。目前没有发现比支原体更小更简单的细胞了。支原体除了具有作为细胞必需的结构外，几乎没有称得上结构复杂的装置了。但它具有细胞的基本结构与功能。

一个细胞生存与增殖必须具备的结构装置与机能是：细胞膜、遗传信息载体DNA与RNA、进行蛋白质合成的一定数量的核糖体以及催化主要酶促反应所需要的酶。这些在支原体细胞内已基本具备。支原体能在培养基上生长，具有典型的细胞膜，一个环状的双螺旋DNA作为遗传信息量不大的载体，mRNA与核糖体结合为多聚核糖体，指导合成约700多种蛋白质。虽然它们是极为简单的生命体，都已具备了细胞的基本形态结构，并具有作为生命活动基本单位存在的主要特征。

从保证一个细胞生命活动运转所必需的条件看，人们估计完成细胞功能至少需要100种酶。这些分子进行酶促反应所必须占有的空间直径

约为50m，加上核糖体、细胞膜和核酶等，可以推算出，一个细胞体积的最少极限直径不可能小于100nm，而现在发现的最小支原体细胞的直径已接近这个极限，因此作为比支原体更小，更简单的细胞，又要维持细胞生命活动的基本要素，似乎是不可能存在的。所以说支原体可能是最小，最简单的细胞存在形式。

6：真核细胞3大基本结构体系

1：以脂质及蛋白质成分为基础的生物膜结构体系

2：以核算（DNA OR RNA）与蛋白质为主要成分的遗传信息表达体系

3：由蛋白质分子组装构成的细胞骨架体系

思考题：动物细胞与植物细胞的差异

植物细胞有一些特定的细胞结构与细胞器是动物细胞所没有的，如细胞壁，液泡，叶绿体及其他质体。植物细胞在有丝分裂以后，普遍有一个体积增大与成熟的过程，这一点比动物细胞表现明显，在这一过程中，细胞的结构要经历一个发育的阶段，如细胞壁的初生壁与次生壁的形成，液泡的形成于增大，有色体的发育等。也有一些动物细胞的结构，如中心粒是植物细胞内不常见到的。

10：思考题：以双链DNA或者单链RNA为例论述病毒在细胞内繁殖过程1：病毒侵入细胞，病毒核酸的侵染

2：病毒核酸的复制，转录与蛋白质的合成

当双链DNA病毒进入细胞后，在脱衣酶的作用下，蛋白质壳体裂解，释放出DNA，被释放的DNA分子进入细胞核。在病毒DNA的指

导下，利用宿主细胞翻译“早期蛋白”。RNA病毒颗粒进入宿主细胞后，在脱衣酶的作用下，壳体裂解，释放出RNA。病毒RNA作为模板，利用宿主细胞的代谢系统，翻译出“早期蛋白”。

12：思考题：以细菌为例说明原核细胞结构特点

1：细菌细胞没有典型的核结构，但绝大多数细菌有明显的核区，或称类核，主要由一个环状DNA分子胖绕而成，核区四周是较浓密的曝质物质。

2：细菌细胞除了核糖体外，没有类似真核细胞的细胞器。

3：细菌细胞的表面主要是指细胞质膜，是包围细菌原生质的生物膜；细胞壁及其特化结构：中膜体，荚膜，鞭毛等。

4：细菌细胞核外DNA，在细菌细胞内除核区DNA外，还存在可进行自主复制的遗传因子，称为质粒。是裸露的环状DNA分子，所含遗传信息量为2-200个基因。

5：细菌细胞能形成内生孢子6：细菌的增值（分裂）

3：**流动镶嵌模型（对生物膜结构的认识）

1具有极性头部和非极性尾部的磷脂分子在水相中具有自发形成封闭的膜系统的性质。

2蛋白分子以不同的方式镶嵌在脂双层分子中或结合在其表面，蛋白的类型，蛋白分布的不对称性及其与脂分子的协同作用赋予生物膜具有各自的特性与功能。

3.生物膜可看成是蛋白质在双层脂分子中的二维溶液。

膜脂分子有4种热运动的方式：1：沿膜平面的侧向运动（侧向运动是膜脂分子的基本运动方式）2：脂分子围绕轴心的自旋运动。3：脂分子尾部的摆动。4：双层脂分子之间的反转运动

膜蛋白的类型:1:外在膜蛋白（外周膜蛋白）2：内在膜蛋白（整合膜蛋白）3：脂锚定脂蛋白

生物膜的基本特征1：膜的流动性：脂膜的流动性，膜蛋白的流动性

2：膜的不对称性：膜脂的不对称性，膜蛋白的不对称性

细胞质膜的基本功能：

(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)细胞膜参与形成具有不同功能的细胞表面的特化结构。

（7）膜蛋白的异常与某些遗传病，恶性肿瘤。甚至神经退行性疾病相关，很多膜蛋白可作为疾病治疗的药物靶标。

10：思考题：影响质膜的流动性有哪些因素？

1：脂肪酸链越短，不饱和程度越高，膜脂流动性越大。

2：温度对膜脂运动有明显影响

3：胆固醇对膜的流动性也起着重要的双重调节

4：膜的流动性与细胞周期有关，在M期流动性最大，在G1和S 期，流动性最小

5：细胞骨架不但影响膜蛋白的运动，也影响其周围的膜脂流动

6：摸的流动性与发育和衰老过程有关，年龄大，流动性低。

7：膜蛋白与膜脂分子的相互作用也是影响膜流动性的重要因素

11：思考题：质膜主要化学成分主要有哪些？

脂质+蛋白质

脂质：磷脂（甘油磷脂和鞘磷脂），糖脂，胆固醇膜蛋白：外在膜蛋白，内在膜蛋白，脂锚定膜蛋白

12：思考题：膜脂和膜蛋白分别有哪些运动方式？

膜脂分子4种热运动方式：1：沿膜平面的侧向运动2：脂分子围绕轴心的自选运动3：脂分子尾部的摆动4:双层脂分子之间的翻转运动

钠钾泵的作用方式可因不同生理条件而异,在红细胞膜中可能有以下几种方式:

1. 正常的作用方式——利用ATP的水解与Na+-K+的跨膜转运相偶联.

2. 泵的反方向作用——利用Na+-K+的跨膜转运来推动ATP的合成.

3. Na+ - Na+交换反应可能与ATP和ADP交换反应相偶联.

4. K+ - K+交换反应与Pi和H2(18)O的交换反应相偶联.

5. 依赖ATP水解，解偶联使Na+排出.

6：钠钾泵的生物学意义：1：维持细胞正常的生命活动:2：对神经冲动的传播以及对维持细胞的渗透平衡:3：恒定细胞的体积都是非常必要的:

9：胞饮作用与吞噬作用主要有3点区别：

1.胞吞泡的大小不同，胞饮泡直径一般小于150nm，而吞噬泡直径往往大于250nm；

2.所有真核细胞都能通过胞饮作用连续射入溶液和分子，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，后者是一个信号触发过程； 3.胞吞泡形成机制不同：胞饮泡的形成需要网格蛋白或这一类蛋白的帮助；吞噬泡的形成则需要微丝及其结合蛋白的帮助，它在防御微生物的侵染和清除衰老细胞或细胞碎片方面起重要作用。（判断）

**受体介导的胞吞作用是大多数动物细胞通过网格蛋白有被小泡从胞外基质摄取特定大分子的有效途径

*** LDL（低密度脂蛋白）通过受体介导的胞吞作用进入细胞（重要）

10：（重点）以LDL为例说明胞吞过程（大题）（以FRG,LDL的受体介导的胞吞作用）

LDL通过与细胞表面的低密度脂蛋白受体特异性的结合形成受体—LDL复合物，几分钟内便通过网格蛋白有被小泡的内化作用进入细胞，经脱被作用并与胞内体融合。胞内体是动物细胞内由膜包围的细胞器，其作用使运输由胞吞作用新摄入的物质到溶酶体被降解，胞内体膜上有ATP驱动的质子，将H+ 进胞内体腔中，使腔内的ph降低，从而引起LDL与受体分离。胞内体以出芽的方式形成运载受体的小囊泡，返回细胞质膜，受体重复使用。含有LDL的胞内体与溶酶体融合，低密度脂蛋白被水解，释放出胆固醇和脂肪酸供细胞使用。

13：思考题：钠钾泵的结构，作用机制及其生理意义

结构：钠钾泵是由2个a亚基和2个b亚基组成的四聚体作用机制：在细胞内侧a亚基与Na+结合促进ATP水解，a亚基上的一个天冬氨酸残基磷酸化引起a亚基构象发生变化，将Na+泵出细胞，同时细胞

外的K+与a亚基的另一位点结合，使其去磷酸化，a亚基构象再度发生变化，将K+泵进细胞，完成整个循环。

钠钾泵的生物学意义：1：维持细胞正常的生命活动:2：对神经冲动的传播以及对维持细胞的渗透平衡:3：恒定细胞的体积都是非常必要的:

化学渗透学说：P140

化学渗透学说(chemiosmotic theory)由英国的米切尔（Mitchell 1961）经过大量实验后提出。该学说假设能量转换和偶联机构具有以下特点：①由磷脂和蛋白多肽构成的膜对离子和质子具有选择性②具有氧化还原电位的电子传递体不匀称地嵌合在膜内③膜上有偶联电子传递的质子转移系统④膜上有转移质子的ATP酶。在解释光合磷酸化机理时，该学说强调：当氧化进行时，呼吸链起质子泵作用，质子被泵出线粒体内膜之外侧（膜间隙），造成了膜内外两侧间跨膜的电化学势差，后者被膜上ATP合成酶所利用，使ADP与Pi合成ATP（光合电子传递链的电子传递会伴随膜内外两侧产生质子动力(proton motive force,pmf)，并由质子动力推动ATP的合成）。每2个质子顺着电化学梯度，从膜间隙进入线粒体基质中所放出的能量可合成一个ATP分子。一个NADH+H+分子经过电子传递链后，可积累6个质子，因而共可生成3个ATP分子；而一个FADH2分子经过电子传递链后，只积累4个质子，因而只可以生成2个ATP分子。许多实验都证实了这一学说的正确性。

细胞质基质的功能P172

1：蛋白质的修饰，蛋白质的选择降解方面起着重要作用（1）:蛋白质的修饰

（2）控制蛋白质的寿命

（3）降解变性和错误折叠的蛋白质（4）：帮助变性和错误折叠的蛋白质重新折叠，形成正确的分子构想。

2：合成各种中间代谢的功能3：蛋白质的分选运输

4：蛋白质与脂肪酸的合成（在细胞质中进行）

5：与细胞质骨架相关的功能（维持细胞形态，细胞运动，细胞内的物质运输，能量传递）有关

**内质网的功能

1：蛋白质的合成是糙面内质网的主要功能

（1：向细胞外分泌的蛋白质（2：膜的整合蛋白

（3：构成内膜系统细胞器中的可溶性驻留蛋白

P177

2：光面内质网是脂质合成的重要场所（*1：脂质的合成

（2：参与类固醇激素的合成

（3：肝的解毒作用（4：肝细胞糖原释放葡萄糖（5：与肌肉收缩有关3：蛋白质的修饰与加工4：新生多肽的折叠与组装5：内质网的其他功能

1：合成外输性脂蛋白颗粒的基地

2：参与类固醇激素的合成（生殖腺内分泌细胞）3：肝的解毒作用4：肝细胞糖原释放葡萄糖（G-6P 六磷酸葡萄糖变成G）

5：与肌肉收缩有关:肌质网膜上的CA2+-ATP酶将细胞质基质中的CA2+泵入肌质网腔中储存起来。

6：高尔基体的功能*****：

1：高尔基体与细胞的分泌活动2：蛋白质的糖基化及其修饰3：蛋白酶的水解和其他加工过程

11：细胞内蛋白质的分选合成的途径，机制，合成部位

蛋白质的分选大体可分为两条途径：1：翻译后转运途径：在细胞质基质游离核糖体上完成多肽链的合成，然后转运至膜围绕的细胞器。如线粒体，叶绿体，过氧化物酶体及细胞核，或者成为细胞质基质的可溶性驻留蛋白和支架蛋白。2：共翻译转运途径：蛋白质合成在游离核糖体上起始后由信号肽引导移至糙面内质网，然后新生肽边合成边转入糙面内质网中，在经高尔基体加工包装运输到溶酶体、细胞质膜或分泌到细胞外，内质网与高尔基体本身的蛋白质分选也是通过这一途径完成的。

12:蛋白质分选的机制：可分为四类

1：蛋白质的跨膜转运2：膜泡运输

3：选择性门控转运4：细胞质基质中的蛋白质的转运

16：思考题：谈谈你对细胞质基质的结构组成及其在细胞生命活动中作用的理解：结构组成：细胞质基质是在真核细胞的细胞质中，除去可分辨的细胞器和内含物以外，较为均质、半透明的液状物质，它是细胞的重要结构成分，约占细胞质体积的一半。其主要成分有：小分子和各种离子，脂类、糖类、氨基酸和核苷酸等，蛋白质、脂蛋白、

RNA、多糖等大分子，除此之外，还有细胞质骨架系统。作用：（1）完成各种中间代谢过程；（2）完成蛋白质的分选与运输；（3）细胞质骨架可作为细胞质基质结构体系的组织者，为基质中其他成分或细胞器提供锚定位点；（4）维持细胞形态、细胞运动、胞内物质运输及能量传递；（5）蛋白质修饰和选择性的降解；（6）提供离子环境、提供底物、物质运输通路、进行细胞分化的场所。

17：思考题:比较槽面内质网和光面内质网的形态结构和功能粗面内质网：多呈扁囊状，排列较为整齐，其膜表面分布大量核糖体，是内质网与核糖体共同形成的复杂结构。其主要功能是合成分泌性的蛋白质和多种膜蛋白。

光面内质网：常为分支管状，形成较为复杂的立体结构，功能是脂质合成，将内质网合成的蛋白转移到高尔基体上。在某些细胞中，有特殊功能，如合成固醇类激素的细胞及肝细胞等。

18:思考题：细胞内蛋白质的合成部位及去向？

除线粒体和植物细胞叶绿体能合成少量蛋白外，绝大多数的蛋白质或者在细胞质基质游离核糖体上合成，或者在糙面内质网膜结合核糖体上合成。由于蛋白质发挥结构和功能作用的部位几乎遍布细胞的各个膜区或者组分，因此必然存在不同的基质确保蛋白质的分选，转至细胞的特定部位。

20：思考题：已知的膜泡运输有哪几种类型？各自主要功能如何？膜泡运输包括COPⅠ有被小泡运输、COPⅡ有被小泡运输、网格蛋白有被小泡运输。COPⅠ有被小泡负责回收、转运内质网

逃逸蛋白返回内质网。COPⅡ有被小泡介导从内质网到高尔基体的物质运输。网格蛋白有被小泡负责蛋白质从高尔基体TGN 到质膜、胞内体或溶酶体或植物液泡的运输，在受体介导的细胞内吞途径中负责将物质从质膜运到细胞质，以及从胞内体到溶酶体的运输。

3：以动物细胞从胞外选择性摄取低密度脂蛋白为例（LDL)，说明受体介导的网格蛋白有被小泡的内屯过程。

（1：LDL复合物首先与膜脂上LDL受体特异结合形成受体---LDL 复合物

（2：网格蛋白聚集在膜内侧，在结合素蛋白的协助下导致质膜内陷，形成网格蛋白有被小窝。

（3：有被小窝进一步内陷，动力蛋白在小窝颈组装成环，使环收缩，脱落形成有被小囊泡。

（4：有被小囊泡去包被后与胞内体融合，LDL进入其中。

（5：含有LDL的胞内体与溶酶体融合，LDL被水解。

8：cAMP信号系统的组成及其信号途径

以cAMP为第二信使的信号通路中，Gα亚基的首要效应酶是腺苷酸环化酶。多细胞动物各种以cAMP为第二信使的信号通路，主要是通过cAMP激活的蛋白激酶A（PKA）所介导的，以cAMP为第二信使的信号通路的主要效应是通过活化cAMP依赖的PKA使下游靶蛋白磷酸化，从而影响细胞代谢和细胞行为，这是细胞快速应答胞外信号的过程。该信号途径涉及的反应链：激素-G蛋白偶联受体-G蛋白-腺苷

酸环化酶-cAMP-cAMP依赖的蛋白激酶A-基因调控蛋白-基因转录。这正是从细胞表面受体通过第二信使cAMP引发的细胞内级联反应实现信号放大，并表现细胞整体反应的过程。

9：受体酪氨酸激酶的信号传导途径配体→RTK→接头蛋白→GEF（鸟苷酸交换因子）→Ras（大鼠肉瘤蛋白）→Raf（MAPKKK）→MAPKK→MAPK→进入细胞核→其它激酶或基因调控蛋白（转录因子）的磷酸化修饰，对基因表达产生多种效应。

10：细胞信号传递的基本特征

1:细胞对信号传递的基本特征：发散性and收敛性

2：细胞的信号传导既具有专一性，又有作用机制的相似性。

（1：信号的持续时间或强度不同从而控制反应的性质。

（2：在不同的细胞中，因为有不同的转录因子组分，所以即使同样受体而其下游通路也是不同。

（3：整合信号会聚其他信号通路的输入从而修正细胞对信号的反应。12：试述细胞仪哪些方式进行通讯，各种方式之间有何不同？

细胞通讯可概括为3种方式：

（1：细胞通过分泌化学信号进行细胞间通讯，这是多细胞生物普遍采用的通讯方式。(2：细胞间接触性依赖的通讯方式

(3：动物细胞间通过间隙连接，植物细胞间通过胞间连丝，通过交换小分子实现通讯。

细胞分泌化学信号可长距离或者短距离发挥作用：作用方式为1：内分泌2：旁分泌3：自分泌4：化学突出

细胞与细胞之间第二种通讯方式是细胞间接触依赖性的通讯，细胞间直接接触而无需信号分子的释放，代之以通过质膜上的信号分子与靶细胞质膜上的受体分子相互作用来介导细胞间的通讯，这种通讯方式包括细胞----细胞粘着，细胞--基质黏着

12：简要比较G蛋白偶联受体介导的信号通路有何异同

以cAMP为第二信使的信号通路：激素—G蛋白偶联受体—G蛋白—腺苷酸环化酶—cAMP—cAMP依赖的蛋白激酶A—基因调控蛋白—基因转录

磷脂酰肌醇双信使信号通路：

1：胞外信号分子—G蛋白偶联受体—G蛋白—磷脂酶C(PLC)—IP3—胞内Ca2+浓度上升—Ca2+结合蛋白（CaM）（钙调蛋白）—细胞反应

2：胞外信号分子—G蛋白偶联受体—G蛋白—磷脂酶C(PLC)—DAG（二酰甘油）—激活PKC（磷脂肌醇）—蛋白磷酸或促Na+/H+交换，使胞内PH上升

G蛋白偶联受体介导离子通道的调控

1：受体离子通道复合体，四次/六次跨膜蛋白2：跨膜信号转导无需中间步骤3：主要存在于神经细胞或者其他可兴奋细胞间的突触信号传递4：有选择性：配体的特异性选择和运输离子的选择性