細(xì)胞生物學(xué)第六章試題

細(xì)胞生物學(xué)第六章試題一．填空題1.原核細(xì)胞的呼吸鏈定位在（）上，而真核細(xì)胞則位于（）上。2.線粒體內(nèi)膜上參與電子傳遞的四個(gè)復(fù)合物分別稱之為（），琥珀酸—輔酶Q還原酶，（）。（）。3.線粒體和葉綠體一樣，都是具有（）層膜結(jié)構(gòu)的細(xì)胞器，都能傳遞（）并產(chǎn)生（），不過(guò)二者產(chǎn)生能量的動(dòng)力不同，前者稱為（），能源來(lái)自（），后者稱為（），能源來(lái)自（）。從產(chǎn)生能量的部位來(lái)看，線粒體是發(fā)生在（）上，而葉綠體是發(fā)生在（）上。能量的儲(chǔ)存，都需要借助偶聯(lián)因子，但線粒體偶聯(lián)因子的取向是（），所以H+是順濃度梯度回流的方向從（），而葉綠體的偶聯(lián)因子的取向是（），故H+是順濃度梯度回流的方向從（），從產(chǎn)生ATP所需的質(zhì)子來(lái)說(shuō)，線粒體只需要（）個(gè)H+即可產(chǎn)生一個(gè)ATP，而葉綠體則需要（）個(gè)H+。4．線粒體中蛋白質(zhì)的合成類似于（），其實(shí)氨基酸為（）。5.線粒體的增殖，大約有（）（）（）幾種方式。6.光合作用的過(guò)程可分為四大步驟：（）（）（）（）7.有三類原核生物可進(jìn)行光合作用，它們是（）（）（）。8.線粒體外膜的標(biāo)志酶是（），內(nèi)膜的標(biāo)志酶是（），膜間隙的標(biāo)志酶是（），基質(zhì)的標(biāo)志酶是（）。9.葉綠體有三種不同的膜，它們分別是（）（）（）。10.實(shí)驗(yàn)證明組成葉綠體的蛋白質(zhì)有（）（）（）三種合成方式。二．名詞解釋1．生物氧化2.暗反應(yīng)3．電子傳遞鏈4.光反應(yīng)5.氧化磷酸化6.光合作用7.質(zhì)體8.呼吸鏈9.卡爾文循環(huán)10.細(xì)胞色素三．簡(jiǎn)答題1.簡(jiǎn)述F0-F1ATP酶復(fù)合體各部分結(jié)構(gòu)及其功能。2.線粒體的遺傳密碼與通用遺傳密碼的基本區(qū)別。3.怎樣解釋含有氯霉素的培養(yǎng)液中線粒體內(nèi)的RNA聚合酶活力比對(duì)照組高？4.列表比較氧化磷酸化與光合磷酸化的異同。5.什么是進(jìn)化假說(shuō)或稱經(jīng)典假說(shuō)，分化假說(shuō)？6.簡(jiǎn)述光合系統(tǒng)Ⅱ的結(jié)構(gòu)及其功能.四.綜合題1.為什么線粒體和葉綠體是半自主性細(xì)胞器?2.比較葉綠體與線粒體結(jié)構(gòu)和功能的異同.參考答案一.1.細(xì)胞膜線粒體內(nèi)膜2.NADH-輔酶Q還原酶輔酶Q細(xì)胞色素還原酶細(xì)胞色素氧化酶3.雙電子ATP氧化磷酸化化學(xué)能光合磷酸化光能內(nèi)膜類囊體膜向內(nèi)膜間隙流向基質(zhì)向外類囊體腔流向葉綠體基質(zhì)234.細(xì)菌N-甲酰Met5．間壁分離收縮后分離出牙6.原初反應(yīng)電子傳遞光合磷酸化碳同化7.藍(lán)藻紫細(xì)菌綠細(xì)菌8.單胺氧化酶細(xì)胞色素氧化酶腺苷酸激酶蘋(píng)果酸脫氫酶9.外膜內(nèi)膜類囊體膜10.chDNA編碼葉綠體上合成核DNA編碼細(xì)胞質(zhì)中合成核DNA編碼葉綠體上合成二．1．生物氧化：生物氧化是在生物體內(nèi)，從代謝物脫下的氫及電子﹐通過(guò)一系列酶促反應(yīng)與氧化合成水﹐并釋放能量的過(guò)程。也指物質(zhì)在生物體內(nèi)的一系列氧化過(guò)程。主要為機(jī)體提供可利用的能量。2.暗反應(yīng)：是二氧化碳固定反應(yīng)。葉綠體利用光反應(yīng)產(chǎn)生的ATP和NADPH這兩個(gè)高能化合物分別作為能源和還原的動(dòng)力將二氧化碳固定，使之變?yōu)槠咸烟牵捎谶@一過(guò)程不需要光，所以成為暗反應(yīng)。開(kāi)始于葉綠體基質(zhì)，結(jié)束于細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)。3．電子傳遞鏈：一系列電子載體按對(duì)電子親和力逐漸升高的順序組成的電子傳遞系統(tǒng).所有組成成分都嵌合于線粒體內(nèi)膜或葉綠體類囊體膜或其他生物膜中,而且按順序分段組成分離的復(fù)合物,在復(fù)合物內(nèi)各載體成分的物理排列也符合電子流動(dòng)的方向.其中線粒體中的電子傳遞鏈?zhǔn)前殡S著營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的氧化放能，又稱作呼吸鏈。4.光反應(yīng)：是由光引起的反應(yīng)。光反應(yīng)發(fā)生在葉綠體的基粒片層（光合膜）。光反應(yīng)從光合色素吸收光能激發(fā)開(kāi)始，經(jīng)過(guò)電子傳遞，水的光解，最后是光能轉(zhuǎn)化成化學(xué)能，以ATP和NADPH的形式貯存。5.氧化磷酸化：是物質(zhì)在體內(nèi)氧化時(shí)釋放的能量供給ADP與無(wú)機(jī)磷合成ATP的偶聯(lián)反應(yīng)。主要在線粒體中進(jìn)行。在真核細(xì)胞的線粒體或細(xì)菌中，物質(zhì)在體內(nèi)氧化時(shí)釋放的能量供給ADP與無(wú)機(jī)磷合成ATP的偶聯(lián)反應(yīng)。6.光合作用：即光能合成作用，是植物、藻類和某些細(xì)菌，在可見(jiàn)光的照射下，經(jīng)過(guò)光反應(yīng)和碳反應(yīng)，利用光合色素，將二氧化碳（或硫化氫）和水轉(zhuǎn)化為有機(jī)物，并釋放出氧氣（或氫氣）的生化過(guò)程。光合作用是一系列復(fù)雜的代謝反應(yīng)的總和，是生物界賴以生存的基礎(chǔ)，也是地球碳氧循環(huán)的重要媒介。7.質(zhì)體：是植物細(xì)胞中由雙層膜包裹的一類細(xì)胞器的總稱,存在于真核植物細(xì)胞內(nèi)。是真核細(xì)胞中具有半自主性的細(xì)胞器.質(zhì)體由兩層薄膜包圍，可以隨細(xì)胞的伸長(zhǎng)而增大，是植物細(xì)胞合成代謝中最主要的細(xì)胞器。根據(jù)質(zhì)體內(nèi)所含的色素和功能不同，質(zhì)體可分為白色體、有色體和葉綠體。8.呼吸鏈：由一系列的遞氫反應(yīng)(hydrogentransferreactions)和遞電子反應(yīng)(eletrontransferreactions)按一定的順序排列所組成的連續(xù)反應(yīng)體系，它將代謝物脫下的成對(duì)氫原子交給氧生成水，同時(shí)有ATP生成。9.卡爾文循環(huán)：卡爾文循環(huán)，一譯開(kāi)爾文循環(huán)，又稱光合碳循環(huán)。是一種類似于克雷布斯循環(huán)（Krebscycle，或稱檸檬酸循環(huán)）的新陳代謝過(guò)程，可使其動(dòng)物質(zhì)以分子的形態(tài)進(jìn)入和離開(kāi)此循環(huán)后發(fā)生再生。碳以二氧化碳的形態(tài)進(jìn)入并以糖的形態(tài)離開(kāi)卡爾文循環(huán)。整個(gè)循環(huán)是利用ATP作為能量來(lái)源，并以降低能階的方式來(lái)消耗NADPH，如此可增加高能電子來(lái)制造糖。10.細(xì)胞色素：一種以鐵-卟啉復(fù)合體為輔基的血紅素蛋白。在氧化還原過(guò)程中，血紅素基團(tuán)的鐵原子可以傳遞單個(gè)的電子而不必成對(duì)傳遞，其中的鐵通過(guò)Fe3+和Fe2+兩種狀態(tài)的變化傳遞電子。主要有細(xì)胞色素a、細(xì)胞色素b、細(xì)胞色素c和細(xì)胞色素d四類。三1.F0-F1ATP酶復(fù)合體各部分結(jié)構(gòu)及其功能是：①頭部，偶聯(lián)因子F1（可溶性腺苷三磷酸酶）由α3、β3、γ、δ、ε組成，α、β是結(jié)合ATP或其他核苷酸的位點(diǎn)，γ為質(zhì)子移動(dòng)的通道，δ是F1附著于膜上所必須，ε可能參與調(diào)節(jié)F1的活性;②基部（膜部或F0連接蛋白），至少有4種亞基組成，多為疏水性,其中有一種小的脂蛋白、對(duì)寡霉素、DCCD（NN雙環(huán)己基二亞胺）敏感，結(jié)合后能抑制ATP的形成，F(xiàn)0的功能是質(zhì)子傳遞的通道；③柄部，原來(lái)認(rèn)為有一種稱為寡霉素敏感性轉(zhuǎn)受蛋白（oligomycinsensitivityconferringprotein,OSCP）組成，這種蛋白質(zhì)能使F1因子對(duì)寡霉素敏感從而阻止形成ATP?，F(xiàn)認(rèn)為柄部是由F1、F0各一部分共同構(gòu)成的，由F1的γ亞基和ε亞基及F0的b亞基構(gòu)成，γ亞基穿過(guò)頭部作為頭部旋轉(zhuǎn)的軸。2.線粒體的遺傳密碼與通用遺傳密碼的基本區(qū)別有：①UGA不是終止信號(hào)，而是色氨酸的密碼，因此，線粒體tRNAtrp可以識(shí)別UGG和UGA兩個(gè)密碼子；②多肽內(nèi)部的甲硫氨酸由AUG和AUA兩個(gè)密碼子編碼，而其實(shí)甲硫氨酸由AUG，AUA，AUU和AUC四個(gè)密碼子編碼；③AGA，AGG不是精氨酸的密碼子，而是終止密碼子，因而，在線粒體密碼系統(tǒng)中的4個(gè)終止密碼子即UAA，UAG，AGA，AGG。3.氯霉素可抑制線粒體中的蛋白質(zhì)的合成，但對(duì)細(xì)胞質(zhì)中的蛋白質(zhì)的合成無(wú)影響，而放射菌素酮?jiǎng)t相反。1973年Kūntzel等以鏈孢霉為材料研究線粒體RNA聚合酶時(shí)發(fā)現(xiàn)，在有氯霉素的培養(yǎng)液中線粒體的所含RNA聚合酶活力高于對(duì)照組兩倍，說(shuō)明此酶在細(xì)胞質(zhì)的核糖體上合成。顯然線粒體的蛋白質(zhì)合成系統(tǒng)能合成一種阻遏物，它對(duì)核DNA的有關(guān)線粒體的蛋白質(zhì)合成的酶的遺傳轉(zhuǎn)錄起一定的阻抑作用。含有氯霉素的培養(yǎng)液使阻遏物不再形成，使核DNA轉(zhuǎn)錄RNA聚合酶的過(guò)程得到促進(jìn)；對(duì)照組中，線粒體內(nèi)產(chǎn)生的阻遏物影響了核遺傳系統(tǒng)的表達(dá)，抑制了RNA聚合酶的產(chǎn)生，所以含有氯霉素的培養(yǎng)液中線粒體內(nèi)的RNA聚合酶活力比對(duì)照組高。4.氧化磷酸化光合磷酸化細(xì)胞器線粒體葉綠體定位線粒體內(nèi)膜類囊體膜電子傳遞系統(tǒng)呼吸鏈PSⅠPSⅡ電子供體NADH或FADH和H2O的光解電子終受體1/2O2NADP+傳遞電子對(duì)11造成的H+質(zhì)子濃度差膜間隙高，基質(zhì)低類囊體腔高，基質(zhì)低電子跨膜次數(shù)32偶聯(lián)因子F1-F0-ATP酶CF1-CF0-ATP酶機(jī)制化學(xué)滲透化學(xué)滲透偶聯(lián)因子定位取向向內(nèi)朝向基質(zhì)向外朝向基質(zhì)H+質(zhì)子流向向外流向膜間隙向內(nèi)流向內(nèi)囊體產(chǎn)生ATP所需的H+325.進(jìn)化假說(shuō)是解釋線粒體，葉綠體，細(xì)胞核，內(nèi)質(zhì)網(wǎng)等細(xì)胞器起源的一種學(xué)說(shuō)，該學(xué)說(shuō)認(rèn)為線粒體，葉綠體，細(xì)胞核，內(nèi)質(zhì)網(wǎng)等細(xì)胞器均可由質(zhì)膜內(nèi)褶將細(xì)胞分成若干區(qū)域而后逐漸演化形成。Uzzell和Spolsky對(duì)此假說(shuō)作了進(jìn)一步闡述：它們認(rèn)為線粒體，葉綠體和核的產(chǎn)生是在祖先原核細(xì)胞進(jìn)行的，這種細(xì)胞基因組進(jìn)行復(fù)制，但不進(jìn)行分裂，結(jié)果細(xì)胞含有幾套DNA，這幾套DNA附著于質(zhì)膜內(nèi)側(cè)，該處質(zhì)膜發(fā)生內(nèi)褶分別包圍幾套DNA形成雙層膜的小體，這些小體最初結(jié)構(gòu)功能相似，含有相同的DNA隨后發(fā)生變化，線粒體基因組丟失，一些基因演變?yōu)閷＞吆粑δ艿募?xì)胞器，或光合作用的葉綠體；而細(xì)胞核的基因組高速發(fā)展，線粒體與葉綠體之所以有些特性與原核細(xì)胞相同，是因?yàn)樗鼈儽Ａ袅俗嫦鹊脑继卣鳌?.光系統(tǒng)Ⅱ是類囊體膜中的一種光合作用單位，它含有兩個(gè)捕光復(fù)合物和一個(gè)光反應(yīng)中心。構(gòu)成PSⅡ的捕光復(fù)合物稱為L(zhǎng)HCⅡ，而將PSⅡ的光反應(yīng)中心色素稱為P680，捕光復(fù)合物Ⅱ（LHCⅡ）又稱捕光葉綠素-蛋白質(zhì)復(fù)合物或天線復(fù)合物（antennacomplex），含有類囊體膜的葉綠素總量的40%～60%，該復(fù)合物的作用是吸收光能及傳遞光能到作用中心。PSⅡ反應(yīng)中心復(fù)合物組成較為復(fù)雜，至少含有6個(gè)摸整合肽和幾個(gè)緊密連接的脂，包括反應(yīng)中心色素P680、幾十個(gè)葉綠素a和b、類胡蘿卜素等，其中有一對(duì)特別的不含Mg2+的葉綠素，稱為脫鎂葉綠素（pheophytin）,簡(jiǎn)稱Pheo。這些色素與兩個(gè)相關(guān)多肽D1和D2組成反應(yīng)中心。此外，反應(yīng)中心復(fù)合物還含有四個(gè)錳原子和細(xì)胞色素b559的蛋白質(zhì)片段。PSⅡ的功能是利用從光中吸收的能量將水裂解，并將其釋放的電子傳遞給質(zhì)體醌，同時(shí)通過(guò)對(duì)水的氧化和的還原在類囊體膜兩側(cè)建立H+質(zhì)子梯度。四1.線粒體和葉綠體均有自我繁殖所必需的基本成分，有自身的DNA，能自我復(fù)制，并編碼有一定量遺傳信息。具有獨(dú)立進(jìn)行轉(zhuǎn)錄和翻譯的功能。迄今為止，已知線粒體基因組僅能編碼約20種線粒體膜和基質(zhì)蛋白并在線粒體核糖體上合成；葉綠體僅有60多種特有的蛋白質(zhì)是在葉綠體內(nèi)合成的。由此可見(jiàn)，線粒體和葉綠體兩種細(xì)胞器都具有一定的自主性。但參與組成線粒體和葉綠體的蛋白質(zhì)各有上千種之多，顯而易見(jiàn)，線粒體和葉綠體的絕大多數(shù)蛋白質(zhì)是由核基因編碼的，在細(xì)胞質(zhì)核糖體上合成，然后轉(zhuǎn)移至線粒體或葉綠體內(nèi)。這些蛋白質(zhì)與線粒體或葉綠體DNA編碼的蛋白質(zhì)協(xié)同作用?？梢哉f(shuō)，細(xì)胞核與發(fā)育成熟的線粒體和葉綠體之間存在著密切的、精確地、嚴(yán)格調(diào)控的生物學(xué)機(jī)制。在二者協(xié)同作用的關(guān)系中，細(xì)胞核的功能更重要，一方面它提供了絕大部分遺傳信息，另一方面它具有關(guān)鍵的控制功能，線粒體和葉綠體DNA復(fù)制所需的DNA聚合酶由核DNA編碼。也就是說(shuō)，線粒體和葉綠體的自主性程度是有限的，它們對(duì)核遺傳系統(tǒng)有很大的依賴性。線粒體和葉綠體的生長(zhǎng)和增值是受核基因組及其自身的基因組兩套遺傳系統(tǒng)控制的，所以稱為半自助性細(xì)胞器。2.葉綠體與線粒體都是真核細(xì)胞中與能量代謝有關(guān)的細(xì)胞器，有著相同的起源和增值方式，并且都是半自主的細(xì)胞器，但二者在結(jié)構(gòu)、功能上有很大差別：結(jié)構(gòu)上，線粒體為雙膜結(jié)構(gòu)，分2個(gè)區(qū)室；葉綠體是三膜結(jié)構(gòu)、3個(gè)區(qū)室。功能上，線粒體是有機(jī)物氧化的場(chǎng)所，通過(guò)氧化磷酸化合成ATP；葉綠體是有機(jī)物制造的場(chǎng)所，通過(guò)光合作用合成有機(jī)物和ATP（光合磷酸化）。葉綠體與線粒體膜或區(qū)室的結(jié)構(gòu)功能比較見(jiàn)下表。膜或區(qū)室線粒體葉綠體外膜標(biāo)志酶：?jiǎn)伟费趸改ず?nm，通透性強(qiáng)膜厚7nm，通透性強(qiáng)內(nèi)膜標(biāo)志酶：