細胞生物學最后一戰(zhàn)

1、何謂細胞內的蛋白質分選?細胞內蛋白質分選的主要類型有哪些?其生物學意義是什么?主要是指膜結合核糖體上合成的蛋白質,通過信號肽,在反應的同時進入內質網,然后經過各種加工和修飾,使不同去向的蛋白質帶上不同的標記,最后經過高爾基體反面網絡進行分選,包裝到不同類型的小泡,并運送到目的地,包括內質網、高爾基體、溶酶體、細胞質膜、細胞外和核膜等.廣義的蛋白質分選也包括在游離核糖體上合成的蛋白質的定位.生物學意義：蛋白質分選不僅保證了蛋白質的正確定位,也保證了蛋白質的生物學活性1,提高細胞對蛋白質的合成和利用效率；2,使蛋白質分子能準確定位到功能部位,使其能準確行使其生物學功能；3,分選過程中伴隨著對蛋白質

2、分子的加工和修飾,使真核細胞蛋白質分子的結構和功能更加多樣化.細胞內蛋白質分選的基本途徑2.列舉三種常見的顯微鏡技術，說明相關的原理與應用特點。6.試從溶酶體的形成過程中，闡明溶酶體是一種異形性的細胞器。初級溶酶體：在高爾基體以出芽方式形成，只含有水解酶而無底物的溶酶體，酶通常處在無活性的狀態(tài)。次級溶酶體：a自噬溶酶體，由初級溶酶體融合自噬體后形成的一類次級溶酶體，作用底物是細胞內衰老或破碎的細胞器和糖原顆粒等其他胞內物質。b異噬溶酶體，吞噬體與吞飲小泡融合成的一類次級溶酶體，作用底物是外來異物。c吞噬溶酶體，吞噬細胞吞入胞外病原體或其他外來較大顆粒性異物所形成的，吞噬體與初級溶酶體融合而成的

3、次級溶酶體，作用底物是外來異物。殘余體：次級溶酶體在完成絕大部分作用底物消化，分解作用之后，還有一些不能被消化分解的物質殘留其中，隨著酶活性的逐漸降低直到消失，進入了溶酶體生理功能作用的終末狀態(tài)1.為什么說細胞骨架是一種動態(tài)結構？有何意義？細胞骨架(cytoskeleton)是指真核細胞中與保持細胞形態(tài)結構和細胞運動有關的纖維網絡， 包括微管、微絲和中間絲。而微管組裝分三個時期：成核期、聚合期和穩(wěn)定期。組裝過程 不停地在增長和縮短兩種狀態(tài)中轉變，表現(xiàn)動態(tài)不穩(wěn)定性。微絲的體外組裝過程分三個階 段：成核期延長期 穩(wěn)定期。且受一系列肌動蛋白結合蛋白的調節(jié)。中間絲亦 處于一種動態(tài)組裝中。所以說細胞骨架

4、是一種動態(tài)結構。意義：（1）在細胞周期中細胞內的微管經歷著動態(tài)組裝和去組裝在間期和分裂期其分布或組織形式存在很大的差異。（2）胞質環(huán)流和細胞的運動或遷移需要凝膠與溶膠的互變。（3）細胞的分裂需要紡錘體的組裝于解聚。（4）細胞核的消失與重新形成也涉及核纖層結構的動態(tài)不穩(wěn)定性。（5）踏車行為不是沒有意義的它改變了微管或微絲在細胞中分布的部位可能與細胞的移動有關。2. 細胞骨架包括那些類別?簡述各類化學成分、結構特征與功能。微管的化學組成：主要化學成分為微管蛋白，為酸性蛋白。其他化學成分為微管結合蛋白包括為微管相關蛋白、微管修飾蛋白、達因蛋白。微管的功能：（1）構成細胞的網狀支架，維持細胞的形態(tài)。（

5、2）參與細胞器的分布與運動，固定支持細胞器的位置（3）參與細胞收縮和偽足運動，是鞭毛纖毛等細胞運動器官的基本組成成分。（4）參與細胞分裂時染色體的分離和位移。（5）參與細胞物質運輸和傳遞。微絲的化學組成：主要成分為肌動蛋白和肌球蛋白，肌球蛋白起控制微絲的形成、連接、蓋帽、切斷的作用，也可影響微絲的功能。其他成分為調節(jié)蛋白、連接蛋白、交聯(lián)蛋白。微絲的功能：（1）與微管共同組成細胞的骨架，維持細胞的形狀。（2）具有非肌性運動功能，與細胞質運動、細胞的變形運動、胞吐作用、細胞器與分子運動、細胞分裂時的膜縊縮有關。（3）具有肌性收縮作用（4）與其他細胞器相連，關系密切。（5）參與細胞內信號傳遞和物質運

6、輸。中間纖維直徑10nm左右，介于微絲和微管之間，是最穩(wěn)定的細胞骨架成分。功能：（1）支持和固定作用：支持細胞形態(tài)，固定細胞核。（2）物質運輸和信息傳遞作用：在細胞質中與微管、微絲共同完成物質的運輸，在細胞核內，與DNA的復制和轉錄有關。（3）細胞分裂時，對紡錘體和染色體起空間支架作用，負責子細胞內細胞器的分配與定位。（4）在細胞癌變過程中起調控作用。2.常染色質與異染色質在結構與功能上有何異同？常染色質異染色質結構螺旋化程度低；用堿性染料染色時著色淺。螺旋化程度高；堿性染料染色時著色較深。功能具有轉錄活性,在一定程度上控制著間期細胞的活動，位于間期核的中央。轉錄不活躍或無轉錄活性,一般位于核

7、的邊緣。7.細胞分化的影響因素及其機制。1、細胞質中RNA對細胞分化的作用：母源效應基因（maternaleffectgene）產物是指成熟卵細胞質中含有25萬個RNA分子，大部分是mRNA，由mRNA翻譯出的轉錄因子和調節(jié)蛋白在細胞分化中起重要作用，母源效應基因產物在卵質的分布不均，呈極性分布，決定細胞分化與發(fā)育的命運。2、胚胎細胞分裂時胞質不均等分配（胞質成分可調控細胞核基因的表達）3、胚胎細胞間相互作用：（1）胚胎誘導（embryonicinduction）：不同胚層細胞間，一部分細胞對其相鄰的另一部分細胞產生影響，決定其分化方向。（2）信號分子介導的細胞間信息傳遞 分泌因子與胚胎誘導近

8、分泌與胚胎誘導：表皮細胞和間充質細胞需直接接觸才能誘導的現(xiàn)象稱為近分泌相互作用。一個細胞表面膜蛋白與另一個細胞膜受體相互作用。內分泌與胚胎誘導：遠距離細胞間的相互作用由經血液循環(huán)輸送至各部位的激素來完成（內分泌）。激素可分為甾類激素和多肽類激素兩類。位置信息與胚胎誘導：細胞所處的位置不同對細胞分化的命運不同，其本質是可能源于不同位置胚胎細胞中的信號分子，影響鄰近細胞的分化方向。（3）胚胎細胞間相互作用對細胞分化的抑制：已分化細胞產生的抑素，抑制鄰近細胞產生同樣的分化。（4）環(huán)境因素對細胞分化的影響基體與中心體基體：纖毛和鞭毛的微管的組織中心，只含一個中心粒，負責纖毛和鞭毛的組成中心體：在中心體

9、中央部位，可被色素深深染色的兩個小粒，作為纖毛和鞭毛的基底小體的原基和毛基體的原基如何理解“被動運輸是減少細胞與周圍環(huán)境的差別,而主動運輸則是努力創(chuàng)造差別,維持生命的活力”?主要是從創(chuàng)造差異對細胞生命活動的意義方面來理解這一說法.主動運輸涉及物質輸入和輸出細胞和細胞器,并且能夠逆濃度梯度或電化學梯度.這種運輸對于維持細胞和細胞器的正常功能來說起三個重要作用: 保證了細胞或細胞器從周圍環(huán)境中或表面攝取必需的營養(yǎng)物質,即使這些營養(yǎng)物質在周圍環(huán)境中或表面的濃度很低; 能夠將細胞內的各種物質,如分泌物、代謝廢物以及一些離子排到細胞外,即使這些物質在細胞外的濃度比細胞內的濃度高得多; 能夠維持一些無機離

10、子在細胞內恒定和最適的濃度,特別是K+、Ca2+和H+的濃度.概括地說,主動運輸主要是維持細胞內環(huán)境的穩(wěn)定,以及在各種不同生理條件下細胞內環(huán)境的快速調整,這對細胞的生命活動來說是非常重要的.氧化磷酸化和光合磷酸化的異同相同點：1.都是通過ATP合成酶把ADP磷酸化為ATP2.ATP的形成都是由H移動所驅動的3.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4.在光合磷酸化和氧化磷酸化中都需要完整的膜5.ATP合成機制相同，都把電子傳遞釋放的能量轉換成ATP中化學能，ATP合酶使電子傳遞過程中所形成的質子梯度與磷酸化過程藕聯(lián)在一起。不同點：1.氧化磷酸化發(fā)生在線粒體的

11、內膜上，光合磷酸化發(fā)生在葉綠體的類囊體膜上；2.氧化磷酸化為2對H+泵到膜間隙，2個H+3次穿過ATP合成酶形成1分子ATP。光合磷酸化是3對H+泵到基質中，3個H+2次穿過ATP合成酶形成1分子ATP。3.需要的條件不同：氧化磷酸化不需要光，光合磷酸化需要光；4.類型不同：氧化磷酸化，光合磷酸化有環(huán)式和非環(huán)式兩種。氧化磷酸化是電子從NADH和FADH2經過電子傳遞鏈傳給氧形成水，這個過程偶聯(lián)著ADP磷酸化生成ATP。光合磷酸化是在光的作用下，電子傳遞和光合磷酸化偶聯(lián)著ATP的生成。1.氧化磷酸化的能源來自，光合磷酸化能量來自光；2.氧化磷酸化利用氧氣氧化H生成了水，而光合磷酸化正好相反，利用

12、光能分解水生成了氧氣和H；3.所使用的電子傳遞鏈和輔酶不同請簡述脂錨定蛋白的來源與形成。新合成的蛋白質除了成為跨膜蛋白或ER腔中的游離蛋白外，還會通過酰基化同ER膜上的糖脂結合,將自己錨定在ER膜上。新合成的ER蛋白被信號肽酶從ER上切割之后,立即通過羧基端與已存在于ER膜上的糖基磷脂酰肌醇共價結合,形成脂錨定蛋白的簡化過程。形成的脂錨定糖蛋白通過進一步的運輸成為質膜外側的膜蛋白。問：肝細胞中除線粒體合成少量蛋白質外，絕大多數(shù)的蛋白質都是在細胞質的游離核糖體和膜結合核糖體上合成的。請您推測在肝細胞那種核糖體上合成的蛋白質占多數(shù)，是游離核糖體還是膜結合核糖體（假定細胞內所有區(qū)室的蛋白質的平均密度

13、和壽命都是相同的）？說明您推斷的依據(jù)。答：游離核糖體合成的蛋白質的分配去向包括胞質溶膠、線粒體、過氧化物酶體、細胞核等，約占細胞體積的80%以上。而膜結合核糖體上合成的蛋白質的去向包括ER、高爾基體、溶酶體、質膜、細胞外等，只占細胞體積的20%，所以游離核糖體上合成的蛋白質起主導作用。據(jù)此，可以肯定地說，肝細胞中游離核糖體上合成的蛋白質占游離多數(shù)。在光合作用的光反應中, 類囊體膜兩側的H+質子梯度是如何建立的?（答案）答: 在葉綠體進行的光反應中,類囊體的膜在進行電子傳遞的同時,會在類囊體膜兩側建立H+質子梯度。類囊體膜兩側H+質子梯度的建立,主要有三種因素:首先是水的光解,在釋放4個電子、一

14、分子O2的同時,釋放4個H+。水的裂解是在類囊體的腔中進行的,所以水的裂解導致類囊體腔中H+濃度的增加；Cyt b6/f復合物具有質子泵的作用,當P680將電子傳遞給PQ時,從基質中攝取了兩個H+,形成PQH2,傳遞四個電子,則要從基質中攝取四個H+。當PQH2將電子傳遞給Cyt b6/f復合物時,兩分子PQH2的四個H+全被泵入類囊體的腔,葉綠體腔中H+濃度降低的同時,類囊體腔中H+濃度進一步提高；當電子最后傳遞給NADP+時,需從基質中攝取兩個H+質子將NADP+還原成NADPH,這樣又降低了基質中的H+質子的濃度.其結果使類囊體膜兩側建立了H+質子電化學梯度。如何理解細胞膜作為界膜對細胞

15、生命活動所起的作用? 答: 界膜的涵義包括兩個方面:細胞界膜和內膜結構的界膜, 作為界膜的膜結構對于細胞生命的進化具有重要意義,這種界膜不僅使生命進化到細胞的生命形式,也保證了細胞生命的正常進行,它使遺傳物質和其他參與生命活動的生物大分子相對集中在一個安全的微環(huán)境中,有利于細胞的物質和能量代謝。細胞內空間的區(qū)室化,不僅擴大了表面積,還使細胞的生命活動更加高效和有序。 細胞有幾種類型的粘著?它們之間有何不同?答: 有兩種類型,四種不同的粘著方式。兩種類型就是同嗜性細胞粘著和異嗜性細胞粘著, 每一種類型中又有兩種不同的粘著方式。同嗜性細胞粘著是指參與粘著的兩細胞都是用相同的細胞粘著分子, 其中兩種

16、不同的方式是分別由鈣粘著蛋白和免疫球蛋白介導的細胞粘著。異嗜性細胞粘著是指參與粘著的兩細胞是用不同的細胞粘著分子介導, 兩種不同的方式是免疫球蛋白超家族-整聯(lián)蛋白介導的粘著、粘蛋白-選擇素介導的細胞粘著。什么是G蛋白循環(huán)(G protein cycle)? 與哪些蛋白相關? 答: G蛋白能夠以兩種不同的狀態(tài)結合在細胞質膜上。一種是靜息狀態(tài),即三體狀態(tài),此時的亞基上結合的是GDP。另一種是活性狀態(tài),此時的亞基上結合的是GTP,并且亞基已與G亞基分開,而同某一特異蛋白結合在一起,引起信號轉導。如果GTP被水解成GDP, 則G蛋白又恢復成三體的靜息狀態(tài),因為此時在亞基上結合的是GDP而非GTP。G蛋

17、白由非活性狀態(tài)轉變成活性狀態(tài),爾后又恢復到非活性狀態(tài)的過程稱為G蛋白循環(huán)。G蛋白的這種活性轉變與三種蛋白相關聯(lián):GTPase激活蛋白(GTPase-activating protein,GAPs) 大多數(shù)G蛋白具有催化所結合的GTP水解的能力,但是這種能力在與GAPs相互作用時會大大提高,由于GAPs的作用加速了GTP的水解, 因而GAPs能夠縮短G蛋白介導應答的時間。鳥苷交換因子(guanine nucleotide-exchange factors,GEFs) 與失活G蛋白結合的GDP被GTP替換后,G蛋白就會轉變成活性狀態(tài)。GEFs是促進GDP從G蛋白上解離的蛋白因子,一旦GDP被釋放,

18、G蛋白很快就會與GTP結合,因為細胞中的GTP的濃度很高，所以GEFs能夠激活G蛋白。鳥苷解離抑制蛋白(guanine nucleotide-dissociation inhibitors,GDIs) GDIs的作用是抑制結合的GDP從G蛋白釋放出來, 所以GDIs可保持G蛋白處于非活性狀態(tài)。請根據(jù)信號轉導作用的機理說明磷酸酶在細胞信號解除中的作用答: 磷酸酶在信號解除中具有重要作用。在許多信號轉導途徑中,蛋白激酶靠磷酸化作用將一些靶蛋白(酶)激活。蛋白質的磷酸化是一種可逆的化學修飾,所以通過蛋白激酶添加的蛋白質上的磷酸基團可通過蛋白磷酸酶的作用被除去。實驗表明,激酶與磷酸酶對底物的影響是相反

19、的,當磷酸化激活底物時,可通過脫磷酸將底物失活,反之亦然。所以,磷酸酶在細胞內的作用與磷酸化酶一樣重要。據(jù)估計,人的基因組編碼1000種以上的磷酸酶(激酶大約2000種), 這說明磷酸酶在細胞中是非常重要的酶。如同蛋白激酶一樣,某些磷酸酶是多功能的,并且能夠脫去幾種蛋白質中的磷酸基團。但有些磷酸酶的活性相當專一,只能將一種或兩種底物中的磷酸基團脫去。象絲氨酸/蘇氨酸和酪氨酸磷酸激酶一樣,多數(shù)磷酸酶分為絲氨酸/蘇氨酸磷酸酶和酪氨酸磷酸酶,它們只能從磷酸化的絲氨酸/蘇氨酸殘基或磷酸化的酪氨酸殘基脫磷酸, 但不能同時從這兩種類型的殘基上脫磷酸。不過,有些磷酸酶既能將磷酸化的絲氨酸/蘇氨酸殘基上的磷酸

20、脫去,又能從磷酸化的酪氨酸殘基脫去磷酸。核酶是如何被發(fā)現(xiàn)及證實的? 這一發(fā)現(xiàn)有什么意義?）答: 1981年，Thomas Cech和他的同事在研究四膜蟲的26S rRNA前體加工去除基因內含子時獲得一個驚奇的發(fā)現(xiàn)內含子的切除反應發(fā)生在僅含有核苷酸和純化的26S rRNA前體而不含有任何蛋白質催化劑的溶液中,可能的解釋只能是:內含子切除是由26S rRNA前體自身催化的,而不是蛋白質。為了證明這一發(fā)現(xiàn)，他們將編碼26S rRNA前體DNA克隆到細菌中并且在無細胞系統(tǒng)中轉錄成26S rRNA前體分子。結果發(fā)現(xiàn)這種人工制備的26S rRNA前體分子在沒有任何蛋白質催化劑存在的情況下，切除了前體分子中

21、的內含子。這種現(xiàn)象稱為自我剪接(self-splicing),這是人類第一次發(fā)現(xiàn)RNA具有催化化學反應的活性，具有這種催化活性的RNA稱為核酶。這一發(fā)現(xiàn)之后不久，在酵母和真菌的線粒體mRNA和tRNA前體加工、葉綠體的tRNA 和rRNA前體加工、某些細菌病毒的mRNA前體加工中都發(fā)現(xiàn)了自我剪接現(xiàn)象。核酶的發(fā)現(xiàn)在生命科學中具有重要意義,在進化上使我們有理由推測早期遺傳信息和遺傳信息功能體現(xiàn)者是一體的,只是在進化的某一進程中蛋白質和核酸分別執(zhí)行不同的功能。核酶的發(fā)現(xiàn)為臨床的基因治療提供了一種手段,具有重要的應用前景。多聚核糖體形成的意義何在? 答: 同一條mRNA被多個核糖體同時翻譯成蛋白質,大

22、大提高了蛋白質合成的速率, 更重要的是減輕了細胞核的負荷, 減少了基因的拷貝數(shù), 也減輕了細胞核進行基因轉錄和加工的壓力。真核細胞中核糖體的合成和裝配過程如何? 答: 整個過程相當復雜, 首先要合成與核糖體裝配有關的蛋白質，這些蛋白質包括核糖體結構蛋白和與前體rRNA加工有關的酶。它們都是在細胞質的游離核糖體上合成, 然后迅速集中到細胞核并在核仁區(qū)參與核糖體亞基的裝配。而組成核糖體亞基的18S rRNA、5.8S rRNA和28S rRNA基因則是在核仁中邊轉錄邊參與核糖體亞基的裝配, 5S rRNA卻是在細胞核質中轉錄后運送到核仁中參與核糖體亞基的裝配。裝配過程中，45S RNA、5S RN

23、A同蛋白質形成80S RNA顆粒，然后80S 顆粒被降解成大小兩個顆粒，大顆粒為55S,含有32S 和5S兩種RNA，小顆粒含有20S的前體rRNA。然后，小顆粒中的20S RNA前體被快速降解成 18S 的rRNA，并運送到細胞質中，即是成熟的核糖體小亞基。55S大顆粒中的32S RNA被加工形成28S和 5.8S 兩種rRNA并與5S rRNA裝配成成熟的大亞基后，被運送到細胞質中，這個過程比較慢。如果這時有mRNA同小亞基結合的話，大亞基即可結合上去形成完整的核糖體，并進行蛋白質的合成。線粒體基質蛋白是如何定位的?答: 運輸過程是: 前體蛋白在游離核糖體合成釋放之后，在細胞質分子伴娘Hs

24、p70的幫助下解折疊,然后通過N-端的轉運肽同線粒體外膜上的受體蛋白識別,并在受體(或附近)的內外膜接觸點(contact site)處利用ATP水解產生的能量驅動前體蛋白進入轉運蛋白(protein translocator)的運輸通道,然后由電化學梯度驅動穿過內膜,進入線粒體基質。在基質中, 由mHsp70繼續(xù)維持前體蛋白的解折疊狀態(tài)。然后在Hsp60的幫助下,前體蛋白進行正確折疊,最后由轉運肽酶切除導向序列,成為成熟的線粒體基質蛋白。過氧化物酶體是怎樣被發(fā)現(xiàn)的? 涉及哪些技術關鍵?答：過氧化物酶體是de Duve 和他的同事發(fā)現(xiàn)的,發(fā)現(xiàn)的過程很簡單,但是實驗的設計卻給我們以極大的啟發(fā)。d

25、e Duve和他的同事通過梯度離心分離到溶酶體之后,通過對溶酶體酶的研究,發(fā)現(xiàn)至少有一種酶與溶酶體酶的性質不同: 尿酸氧化酶不是酸性水解酶,盡管這種酶在離心分部時與溶酶體的酶相似。進一步研究發(fā)現(xiàn)在差速離心中,尿酸氧化酶與溶酶體的酶的沉降行為稍有不同,這些發(fā)現(xiàn)促使de Duve 決心對該酶探個究竟,因為他猜測該酶有可能來自其他的細胞器。通過等密度梯度離心技術, de Duve 等終于獲得尿酸氧化酶是一種新細胞器的酶的線索。通過蔗糖密度梯度離心,發(fā)現(xiàn)尿酸氧化酶存在的密度區(qū)是1.25g/cm3,而線粒體和溶酶體分別是1.19g/cm3和1.20g/cm3-1.24g/cm3,由于密度差異太小,而溶酶

26、體自身的密度范圍又很寬,如何將尿酸氧化酶與溶酶體的酶分開?他們根據(jù)一次偶然的實驗觀察,設計了一個很好的方法:用一種去垢劑Triton WR1339注射小鼠,這種去垢劑在細胞內主要積累在溶酶體中,并使溶酶體的浮力密度降低到1.1-1.14g/cm3,這樣就可以將尿酸氧化酶與溶酶體和線粒體分開。離心后部分收集尿酸氧化酶樣品,經分析,收集的尿酸氧化酶的樣品中還含有過氧化物酶和D-氨基酸氧化酶,后來發(fā)現(xiàn)的幾種酶都與H2O2的形成和分解有關,由于新發(fā)現(xiàn)的細胞器與過氧化氫有關,故此命名為過氧化物酶體。通過酸性磷酸酶和過氧化氫酶的釋放實驗也證明過氧化物酶體與溶酶體是兩種不同的細胞器。首先分離能夠釋放酸性磷酸

27、酶和過氧化氫酶的膜結合細胞器,然后用去垢劑(毛地黃皂苷)破壞細胞器使之釋放酸性磷酸酶和過氧化氫酶。如果這兩種酶定位于同一種細胞器中,那么只要該細胞器破裂就會同時釋放出這兩種酶,實驗結果是要加十倍量的去垢劑才能釋放過氧化氫酶,這就說明溶酶體和過氧化物酶體是兩種不同的細胞器,兩種細胞器的膜對去垢劑的耐受性是不同的。生物膜是怎樣合成的?可能的機理是什么? 答:關于膜的合成，曾提出兩個模型:第一個自裝配模型(spontaneous self-assembly), 即膜是由蛋白、脂和糖自動組裝的, 但與體外實驗結果不符。因為用純化的脂和蛋白在體外裝配時總是形成脂質體，這種脂質體與活細胞膜的一個根本區(qū)別是

28、:脂質體的結構總是對稱的, 而活細胞中膜結構則是不對稱的。第二個是不斷更新模型, 該模型認為膜的合成通過不斷地將脂和蛋白插入已有的膜，即由已有膜的生長而來。這一模型比較符合細胞膜結構的動態(tài)性質, 由于細胞的胞吞和胞吐作用以及小泡運輸,使膜處于動態(tài)平衡狀態(tài), 這樣膜也就不必重新合成,而是在原有的基礎上不斷更新。膜的合成涉及脂、蛋白和糖的來源問題膜脂有兩種來源:通過磷脂轉運蛋白,如線粒體、葉綠體、過氧化物酶體等細胞器膜中的脂就是靠這種方式運送的。通過出芽和膜融合,如ER通過出芽形成分泌小泡運送蛋白質時,膜脂也隨之運送到高爾基體,并通過高爾基體形成分泌小泡將膜脂運送到細胞質膜。由于內質網與核膜相連,

29、 通過細胞分裂和核膜重建,ER上合成的膜脂也就轉移到核膜。原核生物沒有內質網，它的磷脂是在質膜上合成并由類似于真核生物的轉位蛋白調整磷脂在膜上的分布。關于膜脂的不對稱性分布，有幾種可能的方式一種是磷脂交換蛋白對磷脂的運輸和插入是選擇性的；第二種解釋是熱動力學驅使磷脂的不對稱分布，因為膜兩側的環(huán)境不同。另外在ER膜中有翻轉酶(flippase),在新的磷脂合成之后,通過翻轉酶的作用也會造成磷脂的不對稱分布。膜蛋白有整合蛋白和外周蛋白。用水泡性口炎病毒(vesicular stomatitis virus,VSV)作為模式系統(tǒng)研究了細胞膜整合蛋白和外周蛋白的形成途徑, 發(fā)現(xiàn)膜整合蛋白是通過內膜系統(tǒng)

30、經小泡轉運到質膜上的, 而外周蛋白則是在游離核糖體上合成,并以可溶的形式釋放到胞質溶膠中。然后再與細胞質膜的胞質溶膠面結合,成為外周蛋白。糖則是在內質網和高爾基體腔中通過對蛋白的修飾添加的。最后在與質膜融合時,通過外翻,糖的部分位于細胞質膜的外側。這就是為何幾乎所有質膜上的糖蛋白的糖都是朝向細胞外的原因。脂錨定蛋白的形成有幾種可能的機制糖脂錨定的膜蛋白是在粗面內質網上合成,然后在ER腔中被連接到ER膜的GPI上，隨后通過小泡運輸,經高爾基體出芽形成小泡,最后與質膜融合,含糖的一面外翻朝向細胞外側。脂肪酸錨定的膜蛋白是水溶性的,在游離核糖體合成后釋放到胞質溶膠中,然后與包埋在質膜中的脂肪酸共價結

31、合。連接的脂肪酸包括豆蔻酸(myristic acid, 一種14碳的飽和脂肪酸)和棕櫚酸(palmitic acid,一種16碳的飽和脂肪酸)。什么是細胞骨架?在細胞內的主要功能是什么? 答:細胞骨架是細胞內以蛋白質纖維為主要成分的網絡結構,由主要的三類蛋白纖絲(filamemt)構成，包括微管、肌動蛋白纖維和中間纖維。細胞骨架對于維持細胞的形態(tài)結構及內部結構的有序性，以及在細胞運動、物質運輸、能量轉換、信息傳遞、細胞分化等一系列方面起重要作用。 作為支架(scaffold),為維持細胞的形態(tài)提供支持結構，例如紅細胞質膜的內部主要是靠以肌動蛋白纖維為主要成分的膜骨架結構維持著紅細胞的結構。

32、在細胞內形成一個框架(framework)結構,為細胞內的各種細胞器提供附著位點。細胞骨架是胞質溶膠的組織者，將細胞內的各種細胞器組成各種不同的體系和區(qū)域網絡。 為細胞內的物質和細胞器的運輸/運動提供機械支持。例如從內質網產生的膜泡向高爾基體的運輸、由胞吞作用形成的吞噬泡向溶酶體的運輸通常都是以細胞骨架作為軌道的；在有絲分裂和減數(shù)分裂過程中染色體向兩極的移動，以及含有神經細胞產生的神經遞質的小泡向神經細胞末端的運輸都要依靠細胞骨架的機械支持。 為細胞從一個位置向另一位置移動提供支撐。一些細胞的運動, 如偽足的形成也是由細胞骨架提供機械支持。典型的單細胞靠纖毛和鞭毛進行運動, 而細胞的這種運動器

33、官主要是由細胞骨架構成的。為信使RNA提供錨定位點，促進mRNA翻譯成多肽。用非離子去垢劑提取細胞成分可發(fā)現(xiàn)細胞骨架相當完整，許多與蛋白質合成有關的成分同不被去垢劑溶解的細胞骨架結合在一起。 參與細胞的信號傳導。有些細胞骨架成分常同細胞質膜的內表面接觸，這對于細胞外環(huán)境中的信號在細胞內的傳導起重要作用。 是細胞分裂的機器。有絲分裂的兩個主要事件, 核分裂和胞質分裂都與細胞骨架有關, 細胞骨架的微管通過形成紡錘體將染色體分開, 而肌動蛋白絲則將細胞一分為二。什么是原癌基因？為什么突變后會導致細胞癌變？ 答: 原癌基因原本是細胞的正?；?，它們編碼的蛋白質在正常細胞中通常參與細胞的生長與增殖的調節(jié)

34、。但突變后成為促癌的癌基因(cancer-promoting oncogene)，導致細胞癌變。原癌基因突變成癌基因，稱為原癌基因的激活。有幾種可能的機制使原癌基因激活。原癌基因的編碼區(qū)發(fā)生突變，改變了原有的基因結構，致使編碼產物的性質發(fā)生變化，使其不再具有正常的活性；原癌基因的調節(jié)區(qū)發(fā)生突變從而改變了結構基因表達方式，有可能大大增加表達量；通過染色體重排，使不在一起的基因序列同原癌基因排列在一起，可能會合成新的蛋白或融合蛋白，改變了原有基因的自然活性。上述的任何一種突變，都有可能使細胞失去正常的分裂控制，從而向惡性方向轉變。P53蛋白如何獲知DNA損傷信號并導致修復？ 答: 研究表明，在健康

35、的G1細胞中，P53蛋白的濃度很低。如果G1細胞受到遺傳損傷（如受到紫外光照射或化學致癌物的作用），P53蛋白的濃度會快速上升。將含有斷裂鏈的DNA注入細胞，可檢測到P53蛋白濃度的這種變化。P53蛋白的濃度變化不是由于p53基因的表達的提高，而是由于P53蛋白降解速度的下降。P53蛋白的降解受MDM2蛋白的控制，該蛋白與P53蛋白結合，并將P53蛋白由細胞核輸出到細胞質，并經遍在蛋白化途徑被降解。DNA損傷如何導致P53蛋白的穩(wěn)定？這與ATM基因有關。該基因編碼一種蛋白激酶，該激酶是識別DNA損傷的多亞基復合物的組成部分，這種復合物一旦與受損傷的DNA結合，ATM激酶通過使一些靶蛋白磷酸化傳

36、遞細胞周期停止的信號，而P53則是被ATM激酶磷酸化的靶蛋白之一。P53蛋白磷酸化之后不再與MDM2蛋白結合從而不再被輸送到細胞質中被降解，因此DNA損傷后P53蛋白的濃度升高，從而激活p21基因和bax基因的表達，使細胞停止分裂進行修復或使細胞進入程序性死亡。如果p53基因突變，等于失去了分子警察，DNA損傷引起的突變會導致細胞癌變，也就肆無忌憚了。什么是衰老的自由基學說？機體如何防止自由基的傷害。答:衰老的自由基學說是美國科學家Harman 1955年提出的,核心內容有三條：(1)衰老是由自由基對細胞成分的有害進攻造成的。(2)這里所說的自由基，主要就是氧自由基，因此衰老的自由基理論，其實

37、質就是衰老的氧自由基理論。(3)維持體內適當水平的抗氧化劑和自由基清除劑水平可以延長壽命和推遲衰老。 機體內存在著自由基清除系統(tǒng)，其可以最大限度地防御自由基的損傷。自由基清除系統(tǒng)包括酶促反應和非酶促反應兩部分。酶促反應所需酶有谷胱甘肽過氧化物酶(GSH-PX)、超氧化物歧化酶(SOD)、過氧化物酶(POP)及過氧化氫酶(CAT)。非酶促反應的作用物質主要為一些低分子的化合物，是一些抗氧化作用的物質，統(tǒng)稱抗氧化劑(antioxidant)，主要有谷胱甘肽(GSH)、維生素C、-胡蘿卜素、維生素E、半胱氨酸、硒化物、巰基乙醇等。此外，細胞內部形成的自然隔離，也能使自由基局限在特定部位，如氧化反應產

38、生的自由基主要在線粒體內，線粒體作為獨立的細胞器可很大限度地阻止自由基的擴散。說明腫瘤壞死因子在細胞程序性死亡中的正控作用答: 腫瘤壞死因子（TNF）激發(fā)細胞的程序性死亡的過程就是細胞外信號對程序性死亡的正控作用。TNF是一種能夠殺死腫瘤的因子，它是由免疫系統(tǒng)的細胞合成的。TNF的受體TNFR1是介導細胞程序性死亡的死亡受體(death receptor)家族的成員，是由三個亞基裝配而成的膜蛋白。受體的每一個亞基都含有一段由7080個氨基酸殘基組成的跨膜死亡結構域(death domain)。TNF與受體結合，引起受體死亡結構域構型的改變，招募了許多細胞質蛋白與之結合，如FADD、TRADD和

39、前體caspase-8,這些蛋白都具有死亡結構域。在前體caspase-8相互結合前，它們的酶活性很低，但當兩個或多個前體caspase相互結合在一起時就進行相互切割并被激活。最后激活的起始caspase-8含有四條多肽鏈，是由兩個前體切割后裝配而成的。激活的起始caspase-8作用于執(zhí)行前體caspase，并將之激活，引起細胞的程序性死亡。減數(shù)分裂的生物學意義何在? 答: 減數(shù)分裂的生物學意義主要在兩個方面：減數(shù)分裂保證了有性生殖生物在世代交替中染色體數(shù)目的恒定有性生殖是生物在長期進化歷程中較無性生殖更為進步的一種繁殖方式。雌雄配子的融合, 把不同遺傳背景的父母雙方的遺傳物質混在一起, 其

40、結果既穩(wěn)定了遺傳,又添加了諸多新的遺傳變異, 大大增強生物對千變萬化環(huán)境的適應能力。然而, 如果沒有一種機制使精卵細胞染色體數(shù)減少一半, 那么精卵細胞的融合, 將使染色體數(shù)倍增下去, 細胞的體積也就不斷地膨脹, 細胞將不能適應環(huán)境而遭淘汰。減數(shù)分裂保證了生殖細胞在細胞周期中染色體的單倍化，然后通過受精作用還原為二倍體。沒有減數(shù)分裂，有性生殖將是不可能的。減數(shù)分裂是遺傳重組的原動力，增加了生物多樣性減數(shù)分裂也是遺傳變異產生的主要原因。在生物進化過程中，如果沒有遺傳變異的話，生物就不能適應環(huán)境的變化，就會失去長期生存的能力。在減數(shù)分裂過程中，有兩種方式發(fā)生遺傳重組。一種是通過親代染色體在單倍體細胞

41、中的自由組合，產生的配子所含的染色體在組成上既有祖父的也有祖母的。第二種方式是同源染色體配對時發(fā)生的DNA交換。這種遺傳重組過程產生的單個染色體中既有父本的也有母本的基因。減數(shù)分裂就是通過這樣兩種機制產生遺傳上獨特的四個單倍體細胞，每個細胞都含有新重組的遺傳信息。什么是基因的差別表達？在細胞分化中有什么作用?）答: 分化的細胞雖然保留了全套的遺傳信息，但只有某些基因得到表達，即細胞分化主要是組織特異性基因中某些種(或某些)特定基因的選擇性表達的結果，這些蛋白和分化細胞的特異性狀密切相關，但不是細胞基本生命活動必不可少的。研究證明，細胞分化是奢侈基因按一定順序表達的結果，表達的基因數(shù)約占基因總數(shù)

42、的510。也就是說，某些特定奢侈基因表達的結果生成一種類型的分化細胞，另一組奢侈基因表達的結果導致出現(xiàn)另一類型的分化細胞。另外，分化細胞間的差異往往是一群基因表達的差異，而不僅僅是一個基因表達的差異。在基因的差異表達中，包括結構基因和調節(jié)基因的差異表達，差異表達的結構基因受組織特異性表達的調控基因的調節(jié)。比較裂殖酵母、芽殖酵母和哺乳動物細胞周期調控的異同。同：有關卡，有周期蛋白與周期蛋白激酶；異：CDC2,CDC28,哺乳動物不同的激酶與多種周期蛋白鈣如何控制肌肉收縮1.肌節(jié)由粗、細肌絲組成。粗肌絲主要由肌球蛋白構成。肌球蛋白分子可分球頭部和桿狀部。桿狀部聚合成粗肌絲的主干，球頭部伸出粗肌絲的

43、表面，形成橫橋。細肌絲則由肌纖蛋白、原肌球蛋白和肌鈣蛋白組成。橫橋在肌肉收縮中起著關鍵的作用，它具有ATP酶的性質，并有兩個結合位點，一個與ATP的結合位點，另一個與細肌絲上肌纖蛋白的結合位點。細肌絲中肌纖蛋白上排列著許多與橫橋結合的位點。在肌肉舒張時，原肌球蛋白的位置正好在肌纖蛋白與橫橋之間，掩蓋了肌纖蛋白上與橫橋結合點，阻止橫橋與肌球蛋白的結合。 2.肌絲滑行過程當肌細胞興奮而使胞漿內Ca2+增加時，Ca2+便與細絲上的肌鈣蛋白結合，使其構型發(fā)生變化，從而牽拉原肌球蛋白滾動移位，將其掩蓋的結合位點暴露出來。橫橋立即與肌纖蛋白結合形成肌纖凝蛋白，同時橫橋上的ATP酶獲得活性，加速ATP分解釋

44、放能量，使橫橋發(fā)生扭動，牽拉細肌絲向粗肌絲內滑行，肌節(jié)縮短，出現(xiàn)肌肉收縮。當胞漿內Ca2+濃度下降時，肌鈣蛋白與Ca2+脫離，恢復靜息構型，原肌球蛋白又回到原位而把結合位點重又覆蓋起來，橫橋不能接觸細肌絲，便使肌肉進入舒張過程。動物細胞培養(yǎng)（animal cell culture）：就是從動物機體中取出相關的組織，將它分散成單個細胞（使用胰蛋白酶或膠原蛋白酶）然后，放在適宜的培養(yǎng)基中，讓這些細胞生長和增殖動物細胞培養(yǎng)的條件1. 無菌、無毒的環(huán)境：對培養(yǎng)液和所有培養(yǎng)用具進行無菌處理，通常還要在培養(yǎng)液中加入一定量的的抗生素，以防被污染。此外應定期更換培養(yǎng)液，以便清除代謝產物防止細胞代謝產物累積對細

45、胞自身產生危害。2. 營養(yǎng)物質：無機物（無機鹽、微量元素等），有機物（糖、氨基酸、促生長因子等）3. 血清和血漿 (提供細胞生長必須的營養(yǎng)成份)4. 溫度和pH（36.50.5，7.27.4）5. 氣體環(huán)境（95%的空氣+5%CO的混合氣體）其中5%CO氣體是為保持培養(yǎng)液的pH穩(wěn)定與植物細胞培養(yǎng)的區(qū)別1. 培養(yǎng)基不同：植物細胞（固體培養(yǎng)基），動物細胞（液體培養(yǎng)基）。2. 培養(yǎng)基的成分不同：動物細胞培養(yǎng)必須利用動物血清，植物組織培養(yǎng)則不需要，而需要加入植物生長激素。3. 產物不同：植物組織培養(yǎng)最后一般得到新的植物個體，而動物細胞培養(yǎng)因為動物體細胞一般不能表達其全能性，因此得到的是只含同一種的細胞

46、的一個細胞系（或者叫細胞群）。4. 原理不同：植物組織培養(yǎng)的原理為植物細胞的全能性，動物細胞培養(yǎng)的原理為細胞的增殖。5. 過程不同：植物組織培養(yǎng)的過程為脫分化和再分化，動物細胞培養(yǎng)的過程為原代培養(yǎng)和傳代培養(yǎng)細胞黏著分子（cell adhesion molecule，CAM）是參與細胞與細胞之間及細胞與細胞外基質之間相互作用的分子?？纱笾路譃槲孱悾衡}粘素、選擇素、免疫球蛋白超家族、整合素及透明質酸粘素。細胞黏著分子都是跨膜糖蛋白，分子結構由三部分組成：胞外區(qū)，肽鏈的N端部分，帶有糖鏈，負責與配體的識別；跨膜區(qū)，多為一次跨膜；胞質區(qū)，肽鏈的C端部分，一般較小，或與質膜下的骨架成分直接相連，或與胞內

47、的化學信號分子相連，以活化信號轉導途徑。多數(shù)細胞黏著分子的作用依賴于二價陽離子，如Ca2，Mg2。細胞黏著分子的作用機制有三種模式（圖14-16）：兩相鄰細胞表面的同種CAM分子間的相互識別與結合（親同性黏著）；兩相鄰細胞表面的不同種CAM分子間的相互識別與結合（親異性黏著）；兩相鄰細胞表面的相同CAM分子借細胞外的連接分子相互識別與結合。在多細胞生物體內，細胞與細胞之間通過細胞膜相互聯(lián)系，形成一個密切相關，彼此協(xié)調一致的統(tǒng)一體，稱為細胞連接。細胞連接是多細胞有機體中相鄰細胞之間通過細胞膜相互聯(lián)系、協(xié)同作用的重要組織方式，在結構上常包括質膜下、質膜及質膜外細胞間幾個部分，對于維持組織的完整性非

48、常重要，有的還具有細胞通訊作用。細胞連接的描述性概念是指細胞表面的特化結構，或特化區(qū)域, 兩個細胞通過這種結構連接起來。細胞的特化區(qū)涉及細胞外基質蛋白、跨膜蛋白、胞質溶膠蛋白、細胞骨架蛋白等。從功能上看,細胞連接將同類細胞連接成組織,并同相鄰組織的細胞保持相對穩(wěn)定。細胞粘著是細胞連接的起始,細胞連接是細胞粘著的發(fā)展。從時間上看,粘著在先,連接在后。從結構上看,細胞粘著涉及的分子較少、范圍局部、結構簡單;而細胞連接涉及的蛋白分子較多、范圍廣、結構復雜,結合的緊密程度高。動物細胞有四種類型的連接緊密連接(tight junction)、粘著連接(adhesion junction)、間隙連接(gap junction)和橋粒半橋粒，每一種連接都具有獨特的功能封閉(緊密連接)、粘著(斑形成連接)和通訊(間隙連接)。這三種類型的細胞連接中,粘著連接最為復雜,并且易同細胞粘著相混淆。根據(jù)粘著連接在連接中所涉及的細胞外基質和細胞骨架的關系又分為四種類型:橋粒、半橋粒、粘著帶和粘著斑。驅動蛋白K