細(xì)胞生物學(xué)資料：細(xì)胞生物學(xué)期末試卷 (5)

1、中山大學(xué)生科院細(xì)胞生物學(xué)期中試卷參考答案 (2003-11-22)一、填空題(每空0.5分，共5分)1. N-乙酰半乳糖胺殘基，半乳糖殘基2. A. 電話交談: 自分泌 B. 集會演講 內(nèi)分泌 C.無線電廣播 突觸信號傳導(dǎo) D. 自言自語 旁分泌3. 波長 4. 脫氨 5 整聯(lián)蛋白 肌動蛋白纖維二、判斷以下各題是否正確, 若正確, 用T表示, 不正確用F表示,并做簡要說明。 (每題1分，共10分)1. 正確。bg復(fù)合物能夠激活離子通道, 結(jié)合有GTP的亞基能夠激活酶。2. 錯誤。冰的密度比水低。這樣就保證冰能夠漂浮在水的表面, 并在溫度升高超過冰點(diǎn)時化冰。3. 正確。高比熱意味著需要較多的熱才

2、能升高溫度。這就有效地緩沖了細(xì)胞對周圍環(huán)境溫度而保持細(xì)胞溫度的穩(wěn)定。4. 錯誤。與細(xì)胞表面受體結(jié)合的信號分子不必跨過質(zhì)膜, 因此, 此類信號分子可大可小, 疏水或親水。但與細(xì)胞內(nèi)受體結(jié)合的信號分子必須足夠小和疏水。5. 主要是不同的細(xì)胞對信號反應(yīng)的內(nèi)部機(jī)制不同。既便是反應(yīng)途徑相同, 不同的細(xì)胞也會表達(dá)不同的蛋白質(zhì)進(jìn)行應(yīng)對。6. 錯誤。是因為不同細(xì)胞中PKA的底物不同, 而不是蛋白激酶A的不同。7. 錯誤。配體與受體酪氨酸激酶的結(jié)合引起二聚體的裝配。任何受體進(jìn)行自磷酸化, 從而啟動細(xì)胞內(nèi)的信號級聯(lián)反應(yīng)。在某些情況下, 如胰島素受體, 通過細(xì)胞外的兩個受體形成二聚體, 然后通過兩個螺旋進(jìn)行構(gòu)型的變

3、化。8. 錯誤。心鈉肽直接與受體鳥苷環(huán)化酶結(jié)合, 將之激活, 并由激活的鳥苷環(huán)化酶產(chǎn)生cGMP, 再由cGMP激活PKG。9. 錯誤。原核細(xì)胞同樣能進(jìn)行ATP的合成和光合作用。只不過不是通過細(xì)胞內(nèi)的區(qū)室, 而是通過中膜體之類的結(jié)構(gòu)。10正確三、選擇題(請將正確答案的代號填入括號，每題1分，共15分)1. E 2. d 3A 4. d 5. A 6. A, D 7. D 8. B 9. C 10. c. 11B 12D 13.D 14d 15c 四、簡答題(每題4分，共40分)1. 答: 功能上的共同點(diǎn)有: 維持細(xì)胞的形態(tài)、保持細(xì)胞的水分、具有抗壓能力。2. 答: 通道蛋白進(jìn)行的物質(zhì)運(yùn)輸就像是行

4、人過橋。載體蛋白進(jìn)行的物質(zhì)運(yùn)輸如同行人通過擺渡過河。3. 答: EGTA螯合Ca2+ 將會干擾以Ca2+ 作為第二信使的信號傳導(dǎo)途徑。肝細(xì)胞中胰高血糖素誘導(dǎo)的糖原分解要經(jīng)由cAMP途徑, 因此不會影響EGTA的作用。4. 答: 脂雙層決定了膜結(jié)構(gòu), 并提供了滲透性的障礙, 使得細(xì)胞內(nèi)外兩側(cè)隔離。特異的膜蛋白允許特異的溶質(zhì)進(jìn)出膜、結(jié)合信號分子、介導(dǎo)細(xì)胞外基質(zhì)的附著。5. 答: 與脂雙層錨定的膜蛋白構(gòu)成膜骨架, 增強(qiáng)了膜的強(qiáng)度, 使得紅細(xì)胞能夠抵抗在小血管中的沖擊力, 此外, 膜蛋白能夠?qū)I養(yǎng)物和離子輸入和輸出細(xì)胞。6. 答: 細(xì)胞將蛋白質(zhì)限定在細(xì)胞質(zhì)膜特的區(qū)域的主要方法有:與細(xì)胞外或細(xì)胞內(nèi)蛋白相

5、連;與氣態(tài)細(xì)胞相連; 與細(xì)胞外糖被相連。 盡管細(xì)胞質(zhì)膜中有許多錨定蛋白, 但膜脂仍能像河流中的水圍繞礁石流動一樣,圍繞膜蛋白流動。7. 答: 載體蛋白運(yùn)輸物質(zhì)時必須與被運(yùn)輸?shù)奈镔|(zhì)結(jié)合, 如果是順勢則是被動運(yùn)輸, 如果是逆勢則需要耗能, 自然是主動運(yùn)輸。如同一葉小舟順江而下或逆水行舟, 耗力是不同的。 通道蛋白則不同, 如同小河中的橋, 它既不能阻止也不能推動行人過橋。8. 答: 固醇激素進(jìn)行的信號傳導(dǎo), 是一對一的, 即激素與受體結(jié)合即進(jìn)入細(xì)胞核, 通過與特定DNA序列作用, 啟動基因表達(dá), 所以沒有擴(kuò)增。但離子通道偶聯(lián)受體進(jìn)行的信號傳導(dǎo), 雖然參與的組分不多, 但通道打開時間, 將進(jìn)入眾多的

6、離子, 這本身就是信號放大。9. 答: a. 從冷水湖中分離的細(xì)菌的細(xì)胞質(zhì)膜具有較多的不飽和脂肪酸, b. 來自溫泉細(xì)胞的質(zhì)膜中含有較多長鏈脂肪酸。 c. 在27, 來自冷水湖細(xì)菌的膜具有較大的流動性。10. 答: IP3 觸發(fā)的Ca2+反應(yīng)可通過兩種方式被終止:將IP3進(jìn)一步磷酸化或脫磷酸; 將Ca2+泵出細(xì)胞或泵進(jìn)ER。五、簡述第二信使cAMP的發(fā)現(xiàn)及生成的實驗證明(20分)。答: 1957年Earl Sutherland 及其同事們在研究狗肝組織中糖原是如何斷裂時發(fā)現(xiàn)了cAMP，這是代謝研究的一個重要里程碑。 Sutherland 鑒定了從膜顆粒中釋放出的物質(zhì)是一種小分子的環(huán)狀單磷酸腺苷

7、,即cAMP。由于cAMP是激素作用膜受體后釋放出來的,并且能激活磷酸化酶的活性,所以cAMP被稱為第二信使。Joseph Orly 和Micheal Schramm通過細(xì)胞融合實驗首先證明了受體與腺苷酸環(huán)化酶是不同的兩種蛋白。用于融合實驗的兩個細(xì)胞中一個是帶有腎上腺激素受體但缺少腺苷酸環(huán)化酶的紅細(xì)胞，另一個是帶有腺苷酸環(huán)化酶但缺少腎上腺激素受體的腫瘤細(xì)胞。細(xì)胞融合以后，加入腎上腺激素能夠產(chǎn)生cAMP，而在未融合的細(xì)胞中加入腎上腺激素則不會有cAMP的產(chǎn)生雖然證明了激素受體和腺苷酸環(huán)化酶是兩個獨(dú)立的成員，但是，同受體結(jié)合的激素又是如何激活腺苷酸環(huán)化酶? 最早是通過一種稱為cyc突變的腫瘤細(xì)胞系

8、發(fā)現(xiàn)GTP能夠增強(qiáng)激素對腺苷酸環(huán)化酶的激發(fā)作用。這種突變細(xì)胞具有正常的腺苷酸環(huán)化酶和腎上腺激素受體，但是用腎上腺素處理不能促進(jìn)cAMP的生成。如果在該細(xì)胞培養(yǎng)基中加入從正常細(xì)胞分離的G蛋白,就能夠恢復(fù)對cAMP合成的激發(fā)作用。由于這種G蛋白能促進(jìn)(stimulating) cAMP的合成，故稱之稱為Gs。 六、分析與思考(任選一題, 20分)1. 答. 磷酸化/去磷酸化為控制蛋白質(zhì)分選活性提供了一個最簡單而又通用的方式。 在信號傳導(dǎo)途徑中, 蛋白質(zhì)的活性狀態(tài)的轉(zhuǎn)變必須易于控制, 即激活和失活都很方便。將蛋白質(zhì)添加一個負(fù)電性的磷酸是改變蛋白質(zhì)構(gòu)型和活性的有效方式, 并且易于修改和狀態(tài)復(fù)原。另外,

9、 之所以是一種通用的方法, 是因為蛋白激酶只要添加磷酸就會激活, 若需將之失活可通過磷酸酶除去磷酸。 在進(jìn)化過程中, 激酶與磷酸酶的結(jié)合, 使它們對一些靶蛋白具有特異性。人基因組中大約2%的基因編碼蛋白激酶,這些編碼激酶的基因通過復(fù)制和修飾逐漸形成了特異性。由于絲氨酸、蘇氨酸、酪氨酸通常是位于蛋白質(zhì)表面的氨基酸, 這就為改變靶蛋白的構(gòu)型提供了合適的磷酸化位點(diǎn); 最后, 磷酸化/去磷酸化為開關(guān)的快慢、開啟時間的長短的調(diào)節(jié)具有可伸縮性。 磷酸化/去磷酸化的這些特點(diǎn)在別構(gòu)調(diào)節(jié)中都遺失殆盡。這種調(diào)節(jié), 對于蛋白質(zhì)功能開關(guān)在原理上有了很大變化, 要通過小分子而不是磷酸化/去磷酸化, 因而也就不是通用方法

10、。這種調(diào)節(jié), 對于每一種靶蛋白都要設(shè)計一種特異的分子進(jìn)行活性調(diào)節(jié)。即使在進(jìn)化過程中形成了一個蛋白一個調(diào)節(jié)分子, 特異的解決方法也不會幫助靶蛋白的進(jìn)化。此外, 通過與小分子結(jié)合進(jìn)行的調(diào)節(jié)與分子的濃度有極大的關(guān)系。對于不同的單體靶蛋白來說, 小分子的濃度變化相差100倍。2. 答: 將會有如下不同:由于Ras活性不能及時被關(guān)閉, 細(xì)胞內(nèi)的Ras活性很高; (2) 由于一些Ras已經(jīng)與GTP結(jié)合, 對細(xì)胞外的反應(yīng)將比正常的細(xì)胞快, 但當(dāng)所有的Ras都與GTP結(jié)合時也會出現(xiàn)飽和。 由于GTP-結(jié)合的Ras過渡增多, 將會失去對信號的依賴性。由于以上原因, 該細(xì)胞系對細(xì)胞外信號的反應(yīng)要大大延長, 甚至解

11、除信號后仍有細(xì)胞內(nèi)的反應(yīng)。附加題(每題3分):1.答: A. 序列A是紅細(xì)胞血型糖蛋白跨膜螺旋片段。雖然它不含有不帶電的蘇氨酸(T)和絲氨酸(S)(這兩種氨基酸是跨膜螺旋常見的), 但它具有顯著特征非極性特征。B.序列B不像是跨膜片段, 這是因為它含有3個脯氨酸(P),這種氨基酸會破壞螺旋, 因此使得氫鍵暴露于非極性的脂雙層的環(huán)境。 C.序列C也不像是跨膜片段。它含有3個帶電的氨基酸:谷氨酸(E)、精氨酸(R)、天冬氨酸(D), 由于非極性的脂雙層是不帶電的, 使得該片段不適宜在脂雙層中存在。2. 答: 一般認(rèn)為跨膜蛋白中螺旋比折疊更普遍的原因是螺旋為跨膜片段的排列提供了更多的彈性。由于螺旋中每個螺旋能各滑動,因此能夠忍受蛋白質(zhì)的構(gòu)型變化, 能夠擔(dān)當(dāng)閘門離子通道、物質(zhì)運(yùn)輸和傳遞信息