細(xì)胞生物學(xué) (翟中和 第三版)課后練習(xí)題及答案及細(xì)胞生物學(xué)(翟中和期末考試專用)_第1頁
細(xì)胞生物學(xué) (翟中和 第三版)課后練習(xí)題及答案及細(xì)胞生物學(xué)(翟中和期末考試專用)_第2頁
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文檔簡介

第一章:緒論1.細(xì)胞生物學(xué)的任務(wù)是什么?它的范圍都包括哪些?

1)任務(wù):

細(xì)胞生物學(xué)的任務(wù)是以細(xì)胞為著眼點(diǎn),與其他學(xué)科的重要概念兼容并蓄,來闡明生物各級結(jié)構(gòu)層次生命現(xiàn)象的本質(zhì)。

2)范圍:

(1)細(xì)胞的細(xì)微結(jié)構(gòu);

(2)細(xì)胞分子水平上的結(jié)構(gòu);

(3)大分子結(jié)構(gòu)變化與細(xì)胞生理活動(dòng)的關(guān)系及分子解剖。

2.細(xì)胞生物學(xué)在生命科學(xué)中所處的地位,以及它與其他學(xué)科的關(guān)系1)地位:以細(xì)胞作為生命活動(dòng)的基本單位,探索生命活動(dòng)規(guī)律,核心問題是將遺傳與發(fā)育在細(xì)胞水平上的結(jié)合。2)關(guān)系:應(yīng)用現(xiàn)代物理學(xué)與化學(xué)的技術(shù)成就和分子生物學(xué)的概念與方法,研究生命現(xiàn)象及其規(guī)律。3.如何理解E.B.Wilson所說的“一切生物學(xué)問題的答案最終要到細(xì)胞中去尋找”。

1)細(xì)胞是一切生物體的最基本的結(jié)構(gòu)和功能單位。

2)所謂生命實(shí)質(zhì)上即是細(xì)胞屬性的體現(xiàn)。生物體的一切生命現(xiàn)象,如生長、發(fā)育、繁殖、遺傳、分化、代謝和激應(yīng)等都是細(xì)胞這個(gè)基本單位的活動(dòng)體現(xiàn)。

3)生物科學(xué),如生理學(xué)、解剖學(xué)、遺傳學(xué)、免疫學(xué)、胚胎學(xué)、組織學(xué)、發(fā)育生物學(xué)、分子生物學(xué)等,其研究的最終目的都是要從細(xì)胞水平上來闡明各自研究領(lǐng)域中生命現(xiàn)象的機(jī)理。

4)現(xiàn)代生物學(xué)各個(gè)分支學(xué)科的交叉匯合是21世紀(jì)生命科學(xué)的發(fā)展趨勢,也要求各個(gè)學(xué)科都要到細(xì)胞中去探索生命現(xiàn)象的奧秘。

5)鑒于細(xì)胞在生命界中所具有的獨(dú)特屬性,生物科學(xué)各分支學(xué)科若要研究各種生命現(xiàn)象的機(jī)理,都必須以細(xì)胞這個(gè)生物體的基本結(jié)構(gòu)和功能單位為研究目標(biāo),從細(xì)胞中研究各自研究領(lǐng)域中生命現(xiàn)象的機(jī)理。4.細(xì)胞生物學(xué)主要研究內(nèi)容是什么?1)細(xì)胞核、染色體以及基因表達(dá)2)生物膜與細(xì)胞器3)細(xì)胞骨架體系4)細(xì)胞增殖及其調(diào)控5)細(xì)胞分化及其調(diào)控6)細(xì)胞的衰老與凋亡7)細(xì)胞起源與進(jìn)化8)細(xì)胞工程5.當(dāng)前細(xì)胞生物學(xué)研究中的基本問題以及細(xì)胞基本生命活動(dòng)研究的重大課題是什么?研究的三個(gè)根本性問題:1)細(xì)胞內(nèi)的基因是如何在時(shí)間與空間上有序表達(dá)的問題2)基因表達(dá)的產(chǎn)物――結(jié)構(gòu)蛋白與核酸、脂質(zhì)、多糖及其復(fù)合物,如何逐級裝配行使生命活動(dòng)的基本結(jié)構(gòu)體系及各種細(xì)胞器的問題3)基因表達(dá)的產(chǎn)物――大量活性因子與信號分子,如何調(diào)節(jié)細(xì)胞最重要的生命活動(dòng)的問題生命活動(dòng)研究的重大課題:1)染色體DNA與蛋白質(zhì)相互作用關(guān)系――非組蛋白對基因組的作用2)細(xì)胞增殖、分化、凋亡(程序性死亡)的相互關(guān)系及其調(diào)控3)細(xì)胞信號轉(zhuǎn)導(dǎo)――細(xì)胞間信號傳遞;受體與信號跨膜轉(zhuǎn)導(dǎo);細(xì)胞內(nèi)信號傳遞4)細(xì)胞結(jié)構(gòu)體系的裝配6.你認(rèn)為是誰首先發(fā)現(xiàn)了細(xì)胞?

1)荷蘭學(xué)者A.vanLeeuwenhoek,而不是R.Hooke。

2)1665年,R.Hooke利用自制的顯微鏡發(fā)現(xiàn)了細(xì)胞是由許多微小的空洞組成的,Hooke觀察到的并不是真正的細(xì)胞,而是死去的植物的細(xì)胞壁圍成的空腔,不過他的發(fā)現(xiàn)顯示出生物體中存在有更微細(xì)的結(jié)構(gòu),為后來認(rèn)識(shí)細(xì)胞具有開創(chuàng)性的意義。4.細(xì)胞學(xué)說建立的前提條件是什么?

1)1665年,R.Hooke利用自制的顯微鏡發(fā)現(xiàn)了細(xì)胞是由許多微小的空洞組成的,顯示出生物體中存在有更微細(xì)的結(jié)構(gòu),為后來認(rèn)識(shí)細(xì)胞具有開創(chuàng)性的意義。

2)Hooke同時(shí)代的發(fā)現(xiàn)了許多種活細(xì)胞。

3)19世紀(jì)上半葉,隨著顯微鏡質(zhì)量的提高和切片機(jī)的發(fā)明,對細(xì)胞的認(rèn)識(shí)日趨深入。學(xué)者們開始認(rèn)識(shí)到生物體是由細(xì)胞構(gòu)成的,于是在1838-1839年,M.Schleidon和T.Schwann在總結(jié)前人工作的基礎(chǔ)上提出了細(xì)胞學(xué)說。

5.細(xì)胞生物學(xué)各發(fā)展階段的主要特征是什么?

它大體上經(jīng)歷了細(xì)胞的發(fā)現(xiàn);細(xì)胞學(xué)說的創(chuàng)立和細(xì)胞學(xué)的形成;細(xì)胞生物學(xué)的出現(xiàn);分子細(xì)胞生物學(xué)的興起等各主要的發(fā)展階段。

1)細(xì)胞的發(fā)現(xiàn)階段:

(1)1604年,荷蘭眼睛商Z.Jansen創(chuàng)制了世界上第一架顯微鏡。

(2)英國物理學(xué)家Roberthooke(1635-1703)創(chuàng)造了第一架對科學(xué)研究有價(jià)值的顯微鏡。

(3)荷蘭科學(xué)家AntonievanLeeuwenhoek1674年用自制的顯微鏡發(fā)現(xiàn)了原生動(dòng)物。

2)細(xì)胞學(xué)說的創(chuàng)立和細(xì)胞學(xué)的形成階段:

(1)顯微鏡制作技術(shù)有了明顯的進(jìn)步,分辨率提高到1μm以內(nèi);

(2)細(xì)胞學(xué)說創(chuàng)立、原生質(zhì)理論提出;

(3)研究方向轉(zhuǎn)移到細(xì)胞內(nèi)部結(jié)構(gòu)上來。

3)細(xì)胞生物學(xué)的出現(xiàn):

(1)電子顯微鏡的發(fā)明;

(2)研究方向轉(zhuǎn)移到細(xì)胞的超微結(jié)構(gòu)和分子結(jié)構(gòu)水平;

(3)細(xì)胞生物學(xué)誕生

4)分子細(xì)胞生物學(xué)的興起

(1)電鏡標(biāo)本固定技術(shù)的改進(jìn);

(2)人們認(rèn)識(shí)到細(xì)胞的各種活動(dòng)與大分子的結(jié)構(gòu)變化和分子間的相互作用的關(guān)系。第二章:細(xì)胞的基本知識(shí)概要1、如何理解“細(xì)胞是生命活動(dòng)的基本單位”這一概念?1)一切有機(jī)體都有細(xì)胞構(gòu)成,細(xì)胞是構(gòu)成有機(jī)體的基本單位2)細(xì)胞具有獨(dú)立的、有序的自控代謝體系,細(xì)胞是代謝與功能的基本單位3)細(xì)胞是有機(jī)體生長與發(fā)育的基礎(chǔ)4)細(xì)胞是遺傳的基本單位,細(xì)胞具有遺傳的全能性5)沒有細(xì)胞就沒有完整的生命6)細(xì)胞是多層次非線性的復(fù)雜結(jié)構(gòu)體系7)細(xì)胞是物質(zhì)(結(jié)構(gòu))、能量與信息過程精巧結(jié)合的綜合體8)細(xì)胞是高度有序的,具有自裝配與自組織能力的體系2、細(xì)胞的基本共性是什么?1)所有的細(xì)胞表面均有由磷脂雙分子層與鑲嵌蛋白質(zhì)構(gòu)成的生物膜2)所有的細(xì)胞都有DNA與RNA兩種核酸3)所有的細(xì)胞內(nèi)都有作為蛋白質(zhì)合成的機(jī)器――核糖體4)所有細(xì)胞的增殖都是一分為二的分裂方式3、為什么說病毒不是細(xì)胞?蛋白質(zhì)感染子是病毒嗎?

1)病毒是由一個(gè)核酸分子(DNA或RNA)芯和蛋白質(zhì)外殼構(gòu)成的,是非細(xì)胞形態(tài)的生命體,是最小、最簡單的有機(jī)體。僅由一個(gè)有感染性的RNA構(gòu)成的病毒,稱為類病毒;僅由感染性的蛋白質(zhì)構(gòu)成的病毒稱為朊病毒。病毒具備了復(fù)制與遺傳生命活動(dòng)的最基本的特征,但不具備細(xì)胞的形態(tài)結(jié)構(gòu),是不完全的生命體;病毒的主要生命活動(dòng)必須在細(xì)胞內(nèi)才能表現(xiàn),在宿主細(xì)胞內(nèi)復(fù)制增殖;病毒自身沒有獨(dú)立的代謝與能量轉(zhuǎn)化系統(tǒng),必須利用宿主細(xì)胞結(jié)構(gòu)、原料、能量與酶系統(tǒng)進(jìn)行增殖,是徹底的寄生物。因此病毒不是細(xì)胞,只是具有部分生命特征的感染物。

2)蛋白質(zhì)感染子是病毒的類似物,雖不含核酸,其增殖是由于正常分子的構(gòu)象發(fā)生轉(zhuǎn)變造成的,這種構(gòu)象異常的蛋白質(zhì)分子成了致病因子,這不同于傳統(tǒng)概念上的病毒的復(fù)制方式和傳染途徑,所以蛋白質(zhì)感染子是病毒的類似物。4、為什么說支原體可能是最小最簡單的細(xì)胞存在形式?1)支原體能在培養(yǎng)基上生長2)具有典型的細(xì)胞膜3)一個(gè)環(huán)狀雙螺旋DNA是遺傳信息量的載體4)mRNA與核糖體結(jié)合為多聚核糖體,指導(dǎo)合成蛋白質(zhì)5)以一分為二的方式分裂繁殖6)體積僅有細(xì)菌的十分之一,能寄生在細(xì)胞內(nèi)繁殖5、說明原核細(xì)胞與真核細(xì)胞的主要差別。要點(diǎn)原核細(xì)胞真核細(xì)胞細(xì)胞核無膜包圍,稱為擬核有雙層膜包圍染色體形狀數(shù)目組成DNA序列環(huán)狀DNA分子一個(gè)基因連鎖群DNA裸露或結(jié)合少量蛋白質(zhì)無或很少重復(fù)序列核中的為線性DNA分子;線粒體和葉綠體中的為環(huán)狀DNA分子

兩個(gè)或多個(gè)基因連鎖群

核DNA同組蛋白結(jié)合,線粒體和葉綠體中的DNA裸露有重復(fù)序列基因表達(dá)RNA和蛋白質(zhì)在同一區(qū)間合成RNA在核中合成和加工;蛋白質(zhì)在細(xì)胞質(zhì)中合成細(xì)胞分裂二分或出芽有絲分裂或減數(shù)分裂內(nèi)膜無獨(dú)立的內(nèi)膜有,分化成細(xì)胞器細(xì)胞骨架無普遍存在呼吸作用和光合作用酶的分部質(zhì)膜線粒體和葉綠體(植物)核糖體70S(50S+30S)80S(60S+40S)第三章:細(xì)胞生物學(xué)研究方法1.透射電鏡與普通光學(xué)顯微鏡的成像原理有何異同?

透射電鏡與光學(xué)顯微鏡的成像原理基本一樣,不同的是:

1)透射電鏡用電子束作光源,用電磁場作透鏡,

2)光學(xué)顯微鏡用可見光或紫外光作光源,以光學(xué)玻璃為透鏡。

2.放射自顯影技術(shù)的原理根據(jù)是什么?為何常用H3、C14、P32標(biāo)記物做放射自顯影?

1)原理根據(jù):

放射性同位素發(fā)射出的各種射線具有使照相乳膠中的溴化銀晶體還原(感光)的性能。利用放射性物質(zhì)使照相乳膠膜感光,再經(jīng)顯影以顯示該物質(zhì)自身的存在部位.

2)用H3、C14、P32標(biāo)記物做放射自顯影原因:

(1)有機(jī)大分子均含有碳、氫原子,DNA和RNA等物質(zhì)中存在磷元素,

(2)且C14和H3均為弱β放射性同位素,半衰期長。

4.何謂免疫熒光技術(shù)?可自發(fā)熒光的細(xì)胞物質(zhì)是否可在普通顯微鏡下看到熒光?

1)免疫熒光技術(shù)是將免疫學(xué)方法(抗體同特定抗原專一結(jié)合)與熒光標(biāo)記技術(shù)相結(jié)合用來研究特異蛋白抗原在細(xì)胞內(nèi)分布、對抗原進(jìn)行定位測定的技術(shù)。它主要包括熒光抗體的制備、標(biāo)本的處理、免疫染色和觀察記錄等過程。

2)不能。首先,熒光是因一定波長(能量)的光(一般為紫外光)照射到物體后瞬間產(chǎn)生的,作為普通顯微鏡光源的可見光,其能量不足以使物體產(chǎn)生熒光;其次,所產(chǎn)生熒光的波長要比入射光的要長,即使可以激發(fā)出熒光,肉眼也看不到。

5.超速離心技術(shù)的主要用途有哪些?

1)制備和純化亞細(xì)胞成分和大分子,即制備樣品;

2)分析和測定制劑中的大分子的種類和性質(zhì)如浮力密度和分子量。

6.細(xì)胞融合有那幾種方法?病毒誘導(dǎo)與PEG的作用機(jī)制有何不同?

1)細(xì)胞融合的方法有四種:病毒法、聚乙二醇(PEG)法、電激和激光法。

2)病毒誘導(dǎo):是先足夠數(shù)量的紫外滅活的病毒顆粒黏附在細(xì)胞膜上起搭橋作用,使細(xì)胞黏著成堆,細(xì)胞緊密靠近,同時(shí)細(xì)胞膜發(fā)生了一定的變化,在37℃7、為什么說細(xì)胞培養(yǎng)是細(xì)胞生物學(xué)研究的最基本的技術(shù)之一?細(xì)胞培養(yǎng)的理論依據(jù)是細(xì)胞全能性,是生命科學(xué)的研究基礎(chǔ),是細(xì)胞工程乃至基因工程的應(yīng)用基礎(chǔ)。植物細(xì)胞的培養(yǎng)為植物育種開辟了一條嶄新的途徑;動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)為疫苗的生產(chǎn)、藥物的研制與腫瘤防治提供全新的手段;特別是干細(xì)胞的培養(yǎng)與定向分化的技術(shù)的發(fā)展,有可能在體外構(gòu)建組織甚至器官,由此建立組織工程,同時(shí)在細(xì)胞治療及其基因治療相結(jié)合的應(yīng)用中顯示出誘人的前景。第四章:細(xì)胞膜與細(xì)胞表面1、生物膜的基本結(jié)構(gòu)特征是什么?這些特征與它的生理功能有什么聯(lián)系?膜的流動(dòng)性:生物膜的基本特征之一,細(xì)胞進(jìn)行生命活動(dòng)的必要條件。1)膜脂的流動(dòng)性主要由脂分子本身的性質(zhì)決定的,脂肪酸鏈越短,不飽和程度越高,膜脂的流動(dòng)性越大。溫度對膜脂的運(yùn)動(dòng)有明顯的影響。在細(xì)菌和動(dòng)物細(xì)胞中常通過增加不飽和脂肪酸的含量來調(diào)節(jié)膜脂的相變溫度以維持膜脂的流動(dòng)性。在動(dòng)物細(xì)胞中,膽固醇對膜的流動(dòng)性起重要的雙向調(diào)節(jié)作用。膜蛋白的流動(dòng):熒光抗體免疫標(biāo)記實(shí)驗(yàn);成斑現(xiàn)象(patching)或成帽現(xiàn)象(capping)2)膜的流動(dòng)性受多種因素影響:細(xì)胞骨架不但影響膜蛋白的運(yùn)動(dòng),也影響其周圍的膜脂的流動(dòng)。膜蛋白與膜分子的相互作用也是影響膜流動(dòng)性的重要因素。3)膜的流動(dòng)性與生命活動(dòng)關(guān)系:信息傳遞;各種生化反應(yīng);發(fā)育不同時(shí)期膜的流動(dòng)性不同膜的不對稱性:膜脂與糖脂的不對稱性:糖脂僅存在于質(zhì)膜的ES面,是完成其生理功能的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)膜蛋白與糖蛋白的不對稱性:膜蛋白的不對稱性是指每種膜蛋白分子在細(xì)胞膜上都具有明確的方向性;糖蛋白糖殘基均分布在質(zhì)膜的ES面;膜蛋白的不對稱性是生物膜完成復(fù)雜的在時(shí)間與空間上有序的各種生理功能的保證。2、膜的流動(dòng)鑲嵌模型是怎樣形成的?它在膜生物學(xué)研究中有什么開創(chuàng)意義?

1)形成的原因及前提:

(1)單位膜模型無法滿意的解釋許多膜屬性,如膜結(jié)構(gòu)不斷地發(fā)生動(dòng)態(tài)變化;各種膜沒有一成不變的統(tǒng)一性;各種膜均具有各自的特定厚度,提取膜蛋白的難易程度不同;各種膜的蛋白質(zhì)與脂類的成份比率不同等。

(2)本世紀(jì)60年代,新技術(shù)的發(fā)明和應(yīng)用,對質(zhì)膜的認(rèn)識(shí)越來越深入。

(3)利用冷凍蝕刻法顯示出膜上有球形顆粒,

(4)用示蹤法表明膜的結(jié)構(gòu)形態(tài)在不斷地發(fā)生變動(dòng)。

在此基礎(chǔ)上,S.J.Singer和G.L.Nicolson在1972年提出了膜的流動(dòng)鑲嵌模型(fluidmosaicmodel)。

2)意義:流動(dòng)鑲嵌模型除了強(qiáng)調(diào)脂類分子與蛋白質(zhì)分子的鑲嵌關(guān)系外,還強(qiáng)調(diào)了膜的流動(dòng)性,主張膜總是處于流動(dòng)變化之中,脂類分子和蛋白質(zhì)分子均可做側(cè)向流動(dòng)。后來有許多實(shí)驗(yàn)結(jié)果支持了流動(dòng)鑲嵌模型的觀點(diǎn)。3、質(zhì)膜在細(xì)胞生命活動(dòng)中都有哪些重要作用?1)為細(xì)胞的生命活動(dòng)提供相對穩(wěn)定的內(nèi)環(huán)境;2)選擇性的物質(zhì)運(yùn)輸,包括代謝底物的輸入與代謝產(chǎn)物的排除,其中伴隨著能量的傳遞;3)提供細(xì)胞識(shí)別位點(diǎn),并完成細(xì)胞內(nèi)外信息跨膜傳遞;4)為多種酶提供結(jié)合位點(diǎn),使酶促反應(yīng)高效而有序地進(jìn)行;5)介導(dǎo)細(xì)胞與細(xì)胞、細(xì)胞與基質(zhì)之間的連接;6)質(zhì)膜參與形成具有不同功能的細(xì)胞表面特化結(jié)構(gòu)。4、質(zhì)膜的膜蛋白都有哪些類別?各有何功能?膜脂有哪幾種?

1)膜蛋白根據(jù)功能的不同,可將分為四類:運(yùn)輸?shù)鞍?,連接蛋白,受體蛋白和酶。

運(yùn)輸?shù)鞍祝何镔|(zhì)運(yùn)輸,與周圍環(huán)境進(jìn)行物質(zhì)和能量的交換;

連接蛋白:細(xì)胞連接;

受體蛋白:細(xì)胞識(shí)別,信號傳遞;

酶:具有催化活性。

2)膜脂:膜脂主要為磷脂和膽固醇,磷脂主要包括有卵磷脂和腦磷脂(cephalin),鞘脂(帶有一個(gè)氨基)和糖脂(結(jié)合有寡糖鏈)。5、何謂細(xì)胞外被?它有哪些功能?

1)細(xì)胞外被是指動(dòng)物細(xì)胞表面的由構(gòu)成質(zhì)膜的糖蛋白和糖脂伸出的寡糖鏈組成的厚約10~20nm的絨絮狀結(jié)構(gòu)。

2)功能:(1)細(xì)胞識(shí)別;(2)血型抗原;(3)酶活性。6、細(xì)胞表面有哪幾種常見的特化結(jié)構(gòu)?膜骨架的基本結(jié)構(gòu)與功能是什么?1)細(xì)胞表面特化結(jié)構(gòu)主要包括:膜骨架、鞭毛、纖毛、變形足和微絨毛,都是細(xì)胞膜與膜內(nèi)的細(xì)胞骨架纖維形成的復(fù)合結(jié)構(gòu),分別與維持細(xì)胞的形態(tài)、細(xì)胞的運(yùn)動(dòng)、細(xì)胞與環(huán)境的物質(zhì)交換等功能有關(guān)。2)膜骨架:指細(xì)胞質(zhì)膜下與膜蛋白相連的由纖維蛋白組成的網(wǎng)架結(jié)構(gòu),其功能是維持細(xì)胞質(zhì)膜的形狀并協(xié)助質(zhì)膜完成多種生理功能。7、細(xì)胞連接都有哪些類型?各有何結(jié)構(gòu)特點(diǎn)?

細(xì)胞連接按其功能分為:緊密連接,錨定連接,通訊連接。

1)緊密連接(封閉連接),細(xì)胞質(zhì)膜上,緊密連接蛋白(門蛋白)形成分支的鏈索條,與相鄰的細(xì)胞質(zhì)膜上的鏈索條對應(yīng)結(jié)合,將細(xì)胞間隙封閉。

2)錨定連接:通過中間纖維(橋粒、半橋粒)或微絲(粘著帶和粘著斑)將相鄰細(xì)胞或細(xì)胞與基質(zhì)連接在一起,以形成堅(jiān)挺有序的細(xì)胞群體、組織與器官。3)通訊連接:包括間隙連接和化學(xué)突觸,是通過在細(xì)胞之間的代謝偶聯(lián)、信號傳導(dǎo)等過程中起重要作用的連接方式。

4)胞間連絲連接:是高等植物細(xì)胞之間通過胞間連絲來進(jìn)行物質(zhì)交換與互相聯(lián)系的連接方式。8、細(xì)胞外基質(zhì)與細(xì)胞外被有何區(qū)別?它們?nèi)绾蜗嗷プ饔茫?/p>

1)細(xì)胞外被是指動(dòng)物細(xì)胞表面的由構(gòu)成質(zhì)膜的糖蛋白和糖脂伸出的寡糖鏈組成的厚約10~20nm的絨絮狀結(jié)構(gòu),是細(xì)胞膜的一部分。

2)細(xì)胞外基質(zhì)是存在細(xì)胞之間的非細(xì)胞性的物質(zhì),是由一些蛋白質(zhì)和多糖大分子構(gòu)成的精密有序的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu),是細(xì)胞的分泌物在細(xì)胞附近構(gòu)成的精密結(jié)構(gòu),它不同于細(xì)胞外被之處是,通過與細(xì)胞質(zhì)膜中的細(xì)胞外基質(zhì)受體結(jié)合,同細(xì)胞建立了相互關(guān)系。9、細(xì)胞外基質(zhì)組成、分子結(jié)構(gòu)及生物學(xué)功能是什么?

1)細(xì)胞外基質(zhì)(EM)成分可表示如下:

多糖:糖胺聚糖,蛋白聚糖

纖維蛋白:膠原,彈性蛋白,纖連蛋白,層粘連蛋白;

2)作用:細(xì)胞外基質(zhì)可影響細(xì)胞的發(fā)育、極性和行為活動(dòng)。

(1)糖胺聚糖(GAG)鏈構(gòu)成的網(wǎng)絡(luò),形成了水化凝膠,各種蛋白質(zhì)纖維埋藏于凝膠之中。GAG多糖鏈帶負(fù)電荷,同蛋白質(zhì)共價(jià)結(jié)合形成蛋白聚糖。

(2)蛋白聚糖:

a.滲濾作用;

b.細(xì)胞表面的輔受體;

c.調(diào)節(jié)分泌蛋白的活性;

d.細(xì)胞間化學(xué)信號傳遞。

(3)膠原,彈性蛋白:結(jié)構(gòu)作用

(4)纖連蛋白,層粘連蛋白:黏著作用。

10、膠原纖維的裝配過程都經(jīng)過哪些步驟?

膠原纖維是經(jīng)多步過程裝配而成,包括膠原分子的合成、分泌和修飾等步驟。

1)內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜結(jié)合的核糖體上合成膠原分子的多肽鏈,最初合成的多肽鏈為前體肽鏈,稱為前α鏈(pro-αchain)。

2)合成的前體肽鏈進(jìn)入內(nèi)質(zhì)網(wǎng)腔,此前體鏈除在氨基端帶有信號肽序列外,在氨基端和羧基端尚帶有稱為前肽(propeptides)的氨基酸序列。在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)腔中,前肽鏈中的脯氨酸和賴氨酸殘基分別被羥化為羥脯氨酸和羥賴氨酸。每一條前α鏈與其它兩條前α鏈通過由羥基形成的氫鍵相互結(jié)合,構(gòu)成了3股螺旋的前膠原(procollagen)分子。此分子的裝配起始于內(nèi)質(zhì)網(wǎng),后經(jīng)高爾基體裝配完成,被包裝到分泌泡中,分泌到細(xì)胞外。

3)前膠原被分泌到細(xì)胞外之后,前肽序列被專一的蛋白質(zhì)水解酶切除,前膠原轉(zhuǎn)變成了膠原分子。

4)膠原分子在細(xì)胞外又進(jìn)一步裝配成了膠原原纖維,最后后者又裝配成了膠原纖維。原纖維一旦形成,膠原分子便通過在賴氨酸間的共價(jià)結(jié)合,加固了原纖維的結(jié)構(gòu)。這種結(jié)合要依賴于原纖維結(jié)合膠原(fibril-associatedcollagen)(如IX型和II型膠原分子)的參與。

11、纖連蛋白分子有哪些結(jié)構(gòu)特點(diǎn)?如何發(fā)揮作用?

1)分子是由兩個(gè)亞基組成的二聚體,在靠近羧基端有一對二硫鍵將兩個(gè)亞基連在一起,使兩個(gè)亞基排成“V”字形。亞基多肽鏈折疊成5-6個(gè)棒狀和球形功能區(qū),各功能區(qū)分別可同特定的分子或細(xì)胞發(fā)生轉(zhuǎn)移結(jié)合,功能區(qū)之間的連接部位可折屈,對蛋白酶敏感。

2)多肽鏈含有三種重復(fù)序列,即I、II、III型組件,功能區(qū)即是由這三種組件重復(fù)組合而成。在III型重復(fù)中含有特異的三肽序列,-Arg-Gly-Asp-(RGD),此RGD序列可被細(xì)胞表面基質(zhì)受體中的整聯(lián)蛋白(integrin)所識(shí)別,從而同細(xì)胞結(jié)合,促使細(xì)胞同基質(zhì)結(jié)合。促進(jìn)細(xì)胞遷移,對細(xì)胞的遷移有導(dǎo)向作用第五章物質(zhì)的跨膜運(yùn)輸與信號傳遞1、物質(zhì)跨膜運(yùn)輸有哪幾種方式?它們的異同點(diǎn)。

跨膜運(yùn)輸:直接進(jìn)行跨膜轉(zhuǎn)運(yùn)的物質(zhì)運(yùn)輸,又分為簡單擴(kuò)散、協(xié)助擴(kuò)散和主動(dòng)運(yùn)輸。

1)簡單擴(kuò)散:順物質(zhì)電化學(xué)梯度,不需要膜運(yùn)輸?shù)鞍祝米陨淼碾娀瘜W(xué)梯度勢能,不耗細(xì)胞代謝能;

2)協(xié)助擴(kuò)散:順物質(zhì)電化學(xué)梯度,需要通道蛋白或載體蛋白,利用自身的電化學(xué)梯度勢能,不耗細(xì)胞代謝能;

3)主動(dòng)運(yùn)輸:逆物質(zhì)電化學(xué)梯度,需要載體蛋白,消耗細(xì)胞代謝能。2、比較主動(dòng)運(yùn)輸與被動(dòng)運(yùn)輸?shù)奶攸c(diǎn)及其生物學(xué)意義。1)主動(dòng)運(yùn)輸?shù)奶攸c(diǎn)及其生物學(xué)意義:特點(diǎn):由載體蛋白所介導(dǎo)的物質(zhì)逆濃度梯度或電化學(xué)梯度由濃度低的一側(cè)向濃度高的一側(cè)進(jìn)行跨膜轉(zhuǎn)運(yùn)。需要與某種釋放能量的過程相偶聯(lián)。類型:由ATP直接提供能量(Na+-K+泵、Ca2+泵、)、間接提供能量(Na+-K+泵或H+泵、載體蛋白的協(xié)同運(yùn)輸)、光驅(qū)動(dòng)的三種類型。生物學(xué)意義:動(dòng)物細(xì)胞借助Na+-K+泵維持細(xì)胞滲透平衡,同時(shí)利用胞外高濃度的Na+所儲(chǔ)存的能量,主動(dòng)從細(xì)胞外攝取營養(yǎng);植物細(xì)胞、真菌(包括酵母)和細(xì)菌細(xì)胞借助膜上的H+泵,將H+泵出細(xì)胞,建立跨膜的H+電化學(xué)梯度,利用H+電化學(xué)梯度來驅(qū)動(dòng)主動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn)溶質(zhì)進(jìn)入細(xì)胞;Ca2+泵主要存在于細(xì)胞膜和內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜上,將Ca2+輸出細(xì)胞或泵入內(nèi)質(zhì)網(wǎng)腔中儲(chǔ)存,以維持細(xì)胞內(nèi)低濃度的游離Ca2+,Ca2+對調(diào)節(jié)肌細(xì)胞的收縮與舒張至關(guān)重要。2)被動(dòng)運(yùn)輸?shù)奶攸c(diǎn)及其生物學(xué)意義:特點(diǎn):物質(zhì)的跨膜運(yùn)輸?shù)姆较蚴怯筛邼舛认虻蜐舛?,運(yùn)輸動(dòng)力來自物質(zhì)的濃度梯度,不需要細(xì)胞提供代謝能量。類型:單擴(kuò)散和載體介導(dǎo)的協(xié)助擴(kuò)散。協(xié)助擴(kuò)散的載體為:載體蛋白和通道蛋白,載體蛋白既可介導(dǎo)被動(dòng)運(yùn)輸和主動(dòng)運(yùn)輸;通道蛋白只能介導(dǎo)被動(dòng)運(yùn)輸。生物學(xué)意義:每種載體蛋白能與特定的溶質(zhì)分子結(jié)合,通過一系列構(gòu)象改變介導(dǎo)溶質(zhì)分子的跨膜轉(zhuǎn)運(yùn);通道蛋白是多次跨膜親水、離子通道,充許適宜大小分子和帶電荷的離子通過,其顯著特點(diǎn)為:⑴具有離子選擇性,轉(zhuǎn)運(yùn)速率高,凈驅(qū)動(dòng)力是溶質(zhì)跨膜的電化學(xué)梯度;⑵離子通道是門控的,其活性是由通道開或關(guān)兩種構(gòu)象所調(diào)節(jié),通過通道開關(guān)應(yīng)答于適當(dāng)?shù)匦盘枴?、說明Na+-K+泵的工作原理及其生物學(xué)意義。Na+-K+泵是一種典型的主動(dòng)運(yùn)輸方式,由ATP直接提供能量。Na+-K+泵存在于細(xì)胞膜上,是由α和β二個(gè)亞基組成的跨膜多次的整合膜蛋白,具有ATP酶活性。工作原理:在細(xì)胞內(nèi)側(cè)α亞基與Na+相結(jié)合促進(jìn)ATP水解,α亞基上的天門冬氨酸殘基磷酸化引起α亞基構(gòu)象發(fā)生變化,將Na+泵出細(xì)胞,同時(shí)細(xì)胞外的K+與α亞基的另一位點(diǎn)結(jié)合,使其去磷酸化,α亞基構(gòu)象再度發(fā)生變化將K+泵進(jìn)細(xì)胞,完成整個(gè)循環(huán)。Na+依賴的磷酸化和K+依賴的去磷酸化引起構(gòu)象變化有序交替進(jìn)行。每個(gè)循環(huán)消耗一個(gè)ATP分子,泵出3個(gè)Na+和泵進(jìn)2個(gè)K+。生物學(xué)意義:動(dòng)物細(xì)胞借助Na+-K+泵維持細(xì)胞滲透平衡,同時(shí)利用胞外高濃度的Na+所儲(chǔ)存的能量,主動(dòng)從細(xì)胞外攝取營養(yǎng)。4、動(dòng)物細(xì)胞、植物細(xì)胞和原生動(dòng)物細(xì)胞應(yīng)付低滲膨脹的機(jī)制有何不同?動(dòng)物細(xì)胞借助Na+-K+泵維持細(xì)胞內(nèi)低濃度溶質(zhì);植物細(xì)胞依靠堅(jiān)韌的細(xì)胞壁避免膨脹和破裂;原生動(dòng)物通過收縮胞定時(shí)排出進(jìn)入細(xì)胞過量的水而避免膨脹。5、比較胞飲作用和吞噬作用的異同。胞飲和吞噬是細(xì)胞胞吞作用的兩種類型。胞飲作用是一個(gè)連續(xù)發(fā)生的過程,所有真核細(xì)胞都能通過胞飲作用連續(xù)攝入溶質(zhì)和分子;吞噬作用首先需要被吞噬物與細(xì)胞表面結(jié)合并激活細(xì)胞表面受體,是一個(gè)信號觸發(fā)過程。胞飲泡的形成需要網(wǎng)格蛋白、結(jié)合素蛋白和結(jié)合蛋白等的幫助;吞噬泡的形成則需要微絲及其結(jié)合蛋白的幫助,在多細(xì)胞動(dòng)物體內(nèi),只有某些特化細(xì)胞具有吞噬功能。6、比較組成型胞吐途徑和調(diào)節(jié)型胞吐途徑的特點(diǎn)及其生物學(xué)意義。細(xì)胞的胞吐作用是將細(xì)胞內(nèi)的分泌泡或其他某些膜泡中的物質(zhì)通過細(xì)胞質(zhì)膜運(yùn)出細(xì)胞的過程。特點(diǎn):1)真核細(xì)胞從高爾基體反面管網(wǎng)區(qū)分泌的囊泡向質(zhì)膜流動(dòng)并與之融合的穩(wěn)定過程即組成型的胞吐途徑。通過連續(xù)性的組成型胞吐途徑:⑴細(xì)胞新合成的囊泡膜的蛋白和脂類不斷地供應(yīng)質(zhì)膜更新,以確保細(xì)胞分裂前質(zhì)膜的生長;⑵囊泡內(nèi)可溶性蛋白分泌到細(xì)胞外,成為質(zhì)膜外圍蛋白、胞外基質(zhì)組分、營養(yǎng)成分或信號分子等。2)特化的分泌細(xì)胞調(diào)節(jié)型胞吐途徑存在于特殊機(jī)能的細(xì)胞中,分泌細(xì)胞產(chǎn)生的分泌物(激素、粘液或消化酶)儲(chǔ)存在分泌泡內(nèi),當(dāng)細(xì)胞在受到胞外信號刺激時(shí),分泌泡與質(zhì)膜融合并將內(nèi)含物釋放出去。生物學(xué)意義:細(xì)胞的質(zhì)膜更新,維持細(xì)胞的生存與生長。7、質(zhì)膜在細(xì)胞吞吐作用(cytosis)中起什么作用?

1)識(shí)別被內(nèi)吞物質(zhì);

2)形成陷穴小泡;

3)包圍細(xì)胞外物質(zhì),形成小泡;脫離質(zhì)膜,進(jìn)入細(xì)胞內(nèi)部;

4)同細(xì)胞質(zhì)中的小泡融合,把其所含的物質(zhì)吐到細(xì)胞外。8、試述細(xì)胞以哪些方式進(jìn)行通訊?各種方式之間有何不同?細(xì)胞通訊是指一個(gè)細(xì)胞發(fā)出的信息通過介質(zhì)傳遞到另一個(gè)細(xì)胞產(chǎn)生相應(yīng)的反應(yīng)。1)細(xì)胞的通訊方式細(xì)胞以三種方式進(jìn)行通訊:⑴細(xì)胞通過分泌化學(xué)信號進(jìn)行細(xì)胞間相互通訊,這是多細(xì)胞生物包括動(dòng)植物最普遍采用的通訊方式;⑵細(xì)胞間接觸性依賴的通訊,細(xì)胞間直接接觸,通過與質(zhì)膜結(jié)合的信號分子影響其他細(xì)胞;⑶細(xì)胞間形成間隙連接使細(xì)胞質(zhì)相互溝通,通過交換小分子來實(shí)現(xiàn)代謝偶聯(lián)或電偶聯(lián)。2)細(xì)胞通訊方式之間不同點(diǎn)⑴通過細(xì)胞分泌化學(xué)信號的通訊方式:細(xì)胞間的通訊需要細(xì)胞分泌化學(xué)信號;⑵細(xì)胞接觸性依賴的通訊方式:細(xì)胞間直接接觸,不需要分泌的化學(xué)信號分子的釋放,是通過與質(zhì)膜結(jié)合的信號分子與其相接觸的靶細(xì)胞質(zhì)膜上的受體分子相結(jié)合,影響其他細(xì)胞。⑶細(xì)胞間隙連接的通訊方式:細(xì)胞間通過孔隙交換小分子實(shí)現(xiàn)代謝偶聯(lián)或電偶聯(lián)。9、細(xì)胞有哪幾種方式通過分泌化學(xué)信號進(jìn)行細(xì)胞間相互通訊?內(nèi)分泌:由內(nèi)分泌細(xì)胞分泌信號分子(激素)到血液中,通過血液循環(huán)運(yùn)送到體內(nèi)各個(gè)部位,作用于靶細(xì)胞;旁分泌:細(xì)胞通過分泌局部化學(xué)介質(zhì)到細(xì)胞外液中,經(jīng)過局部擴(kuò)散作用于鄰近靶細(xì)胞,對創(chuàng)傷或感染組織刺激細(xì)胞增殖以恢復(fù)功能具有重要意義;自分泌:細(xì)胞對自身分泌的物質(zhì)產(chǎn)生反應(yīng),常見于病理如腫瘤細(xì)胞的合成和釋放生長因子刺激自身,導(dǎo)致腫瘤細(xì)胞的增殖失控;通過化學(xué)突觸傳遞神經(jīng)信號:當(dāng)神經(jīng)元細(xì)胞在接受環(huán)境或其他神經(jīng)細(xì)胞的刺激后,神經(jīng)信號通過動(dòng)作電位的形式沿軸突以高達(dá)100m/s的速度傳至末梢,刺激突觸前突起終末分泌化學(xué)信號(神經(jīng)遞質(zhì)或神經(jīng)肽),快速擴(kuò)散,實(shí)現(xiàn)電信號-化學(xué)信號-電信號轉(zhuǎn)換和傳導(dǎo)。10、何謂信號傳遞中的分子開關(guān)蛋白?舉例說明其作用機(jī)制。分子開關(guān)蛋白的概念:具有可逆磷酸化控制的蛋白激酶稱為分子開關(guān)蛋白。分子開關(guān)的蛋白有兩類:1)通過磷酸化傳遞信號的開關(guān)蛋白:其活性由蛋白激酶使之磷酸化而開啟,由蛋白磷酸酯酶使之去磷酸化而關(guān)閉;2)通過結(jié)合蛋白傳遞信號的分子開關(guān)蛋白:由GTP結(jié)合蛋白組成,結(jié)合GTP而活化,結(jié)合GDP而失活。作用機(jī)制:如NO(包內(nèi)第二信使分子)在導(dǎo)致血管平滑肌舒張中的作用機(jī)制,即NO導(dǎo)致靶細(xì)胞內(nèi)的可溶性鳥苷酸活化,血管內(nèi)皮細(xì)胞釋放NO,應(yīng)答神經(jīng)終末的刺激,NO擴(kuò)散進(jìn)入靶細(xì)胞與靶蛋白結(jié)合,快速導(dǎo)致血管平滑肌的舒張,從而引起血管擴(kuò)張、血流暢通。11、簡要說明G蛋白偶聯(lián)受體介導(dǎo)的信號通路有何特點(diǎn)。G蛋白偶聯(lián)受體所介導(dǎo)信號通路主要包括cAMP信號通路和磷脂酰肌醇信號通路。cAMP信號通路:細(xì)胞外信號(激素,第一信使)與相應(yīng)G蛋白偶聯(lián)的受體結(jié)合,導(dǎo)致細(xì)胞內(nèi)第二信使cAMP的水平變化而引起細(xì)胞反應(yīng)的信號通路。腺苷環(huán)化酶調(diào)節(jié)胞內(nèi)cAMP的水平,cAMP被磷酸二酯酶限制型降解清除。其反應(yīng)鏈為:激素→G-蛋白偶聯(lián)受體→G-蛋白→腺苷酸環(huán)化酶→cAMP→cAMP依賴的蛋白激酶A→基因調(diào)控蛋白→基因轉(zhuǎn)錄。磷脂酰肌醇信號通路:通過G蛋白偶聯(lián)受體介導(dǎo)的磷脂酰肌醇信號通路的信號轉(zhuǎn)導(dǎo)是通過效應(yīng)酶磷酸酯酶C(PLC)完成的,是雙信使系統(tǒng)”反應(yīng)鏈?!半p信使系統(tǒng)”反應(yīng)鏈:胞外信號分子→G-蛋白偶聯(lián)受體→G-蛋白→ →IP3(三磷酸肌醇)→胞內(nèi)Ca2+濃度升高→Ca2+結(jié)合蛋白(CaM)→細(xì)胞反應(yīng)磷脂酶C(PLC){→DG(二?;视停せ頟KC(DC激活蛋白激酶C)→蛋白磷酸化或促Na+/H+交換使胞內(nèi)pH升高12、說明胞內(nèi)信號傳遞級聯(lián)反應(yīng)鏈傳遞信號的原理?;虮磉_(dá)如何通過信號傳遞受到調(diào)控?

1)原理

(1)靶細(xì)胞的受體與配體的專一結(jié)合,受體同信號分子結(jié)合后被激活,把細(xì)胞外信號轉(zhuǎn)變?yōu)榘麅?nèi)信號。

(2)經(jīng)過一系列信號傳遞蛋白:

可被蛋白質(zhì)激酶磷酸化的蛋白質(zhì):一類是絲氨酸/蘇氨酸激酶,可催化蛋白質(zhì)中的絲氨酸和蘇氨酸磷酸化;另一類是酪氨酸激酶,催化蛋白質(zhì)中的酪氨酸磷酸化。這兩類蛋白質(zhì)受到激活時(shí),獲得了1至多個(gè)磷酸基,失活時(shí)又去磷酸基。這些蛋白質(zhì)被激活,則可致使磷酸化級聯(lián)反應(yīng)鏈(phosphorylationcascade)中的下游蛋白質(zhì)磷酸化。

在信號誘導(dǎo)下同GTP結(jié)合的蛋白質(zhì)。

(3)信號被傳遞到核,影響專一基因的表達(dá)。

2)調(diào)控

細(xì)胞一般是受多種信號的刺激影響,細(xì)胞必須把一些分散的信號加以整合,才能產(chǎn)生特有的反應(yīng)。細(xì)胞外信號可激活細(xì)胞中的多種蛋白質(zhì)磷酸化級聯(lián)反應(yīng)鏈,這些級聯(lián)反應(yīng)鏈之間發(fā)生相互作用,最終影響基因的表達(dá),引起了一定的生物效應(yīng)。13、概述受體酪氨酸激酶介導(dǎo)的信號通路的組成、特點(diǎn)及其主要功能。RTK-Ras信號通路:配體→RTK→adaptor←GRF→Ras→Raf(MAPKKK)→MAPKK→MAPK→進(jìn)入細(xì)胞核→其它激酶或基因調(diào)控蛋白(轉(zhuǎn)錄因子)的磷酸化修鈽。信號通路的組成:配體――生長因子;RTK—酪氨酸;接頭蛋白(生長因子受體接頭蛋白-2,GRB-2);GRF--鳥苷酸釋放因子;Ras—GTP結(jié)合蛋白;Raf――是絲氨酸/蘇氨酸(Ser/Thr)蛋白激酶(稱MAPKKK)。主要功能:調(diào)節(jié)細(xì)胞的增殖與分化,促進(jìn)細(xì)胞存活,以及細(xì)胞代謝過程中的調(diào)節(jié)與校正。第六章:細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)與細(xì)胞內(nèi)膜系統(tǒng)1、細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)的結(jié)構(gòu)組分及其在細(xì)胞生命活動(dòng)中作用的理解。基質(zhì)的基本概念:用差速離心法分離細(xì)胞勻漿物組分,先后除去細(xì)胞核、線粒體、溶酶體、高爾基體和細(xì)胞質(zhì)膜等細(xì)胞器或細(xì)胞結(jié)構(gòu)后,存留在上清液中的主要是細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)的成分。生物化學(xué)家多稱之為胞質(zhì)溶膠。主要成分:中間代謝有關(guān)的數(shù)千種酶類、細(xì)胞質(zhì)骨架結(jié)構(gòu)。主要特點(diǎn):細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)是一個(gè)高度有序的體系;通過弱鍵而相互作用處于動(dòng)態(tài)平衡的結(jié)構(gòu)體系,細(xì)胞骨架纖維貫穿其中。多數(shù)中間代謝反應(yīng)及蛋白質(zhì)合成與轉(zhuǎn)運(yùn)、某些蛋白質(zhì)的修飾和選擇性地降解等過程均在細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中進(jìn)行。其作用為:1)完成各種中間代謝過程,如糖酵解過程、磷酸戊糖途徑、糖醛酸途徑等2)蛋白質(zhì)的分選與運(yùn)輸3)與細(xì)胞質(zhì)骨架相關(guān)的功能――維持細(xì)胞形態(tài)、細(xì)胞運(yùn)動(dòng)、胞內(nèi)物質(zhì)運(yùn)輸及能量傳遞等4)蛋白質(zhì)的修飾、蛋白質(zhì)選擇性的降解⑴蛋白質(zhì)的修飾;⑵控制蛋白質(zhì)的壽命;⑶降解變性和錯(cuò)誤折疊的蛋白質(zhì);⑷幫助變性或錯(cuò)誤折疊的蛋白質(zhì)重新折疊,形成正確的分子構(gòu)象。2、內(nèi)膜系統(tǒng)包括哪幾部分?系統(tǒng)的依據(jù)是什么?

細(xì)胞內(nèi)膜系統(tǒng)是指細(xì)胞內(nèi)在結(jié)構(gòu)、功能及發(fā)生上相關(guān)的由膜包繞形成的細(xì)胞器或細(xì)胞結(jié)構(gòu)。1)它主要包括核膜、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)和高爾基復(fù)合體三大部分,質(zhì)膜、溶酶體和分泌泡均可看作是它的衍生物。線粒體和葉綠體不屬于內(nèi)膜系統(tǒng)。

2)依據(jù):核膜、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)和高爾基復(fù)合體結(jié)構(gòu)和功能上是連續(xù)的,在形成上具有一定的序列相關(guān)性;內(nèi)膜之間通過出芽和融合的方式進(jìn)行交流。

3、比較粗面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)和光面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的形態(tài)結(jié)構(gòu)與功能。ER是細(xì)胞內(nèi)蛋白質(zhì)與脂類合成的基地,幾乎全部脂類和多種重要蛋白都是在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)合成的。形態(tài)結(jié)構(gòu):rER多呈扁囊狀,排列較為整齊,在其膜表面分布大量核糖體。功能:蛋白質(zhì)合成;蛋白質(zhì)的修飾與加工;新生肽的折疊與組裝;脂類的合成。sER常為分支管狀,形成較為復(fù)雜的立體結(jié)構(gòu),在其膜的表面沒有核糖體。功能:類固醇激素的合成(生殖腺內(nèi)分泌細(xì)胞和腎上腺皮質(zhì));肝的解毒作用;肝細(xì)胞葡萄糖的釋放(G-6PG);儲(chǔ)存鈣離子:肌質(zhì)網(wǎng)膜上的Ca2+-ATP酶將細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中Ca2+泵入肌質(zhì)網(wǎng)腔中4、細(xì)胞內(nèi)蛋白質(zhì)合成部位及其去向如何?1)部位:細(xì)胞內(nèi)蛋白質(zhì)都是在核糖體上合成的,并都是起始于細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中“游離”核糖體。2)去向:向細(xì)胞外分泌蛋白;膜的整合膜蛋白;內(nèi)膜系統(tǒng)各種細(xì)胞器內(nèi)的可溶性蛋白(需要隔離或修飾)。其它的多肽是在細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中“游離”核糖體上合成的:包括細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中的駐留蛋白、質(zhì)膜外周蛋白、核輸入蛋白、轉(zhuǎn)運(yùn)到線粒體、葉綠體和過氧物酶體的蛋白。5、糙面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)上合成哪幾類蛋白質(zhì)?它們在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)上合成的生物學(xué)意義又是什么?1)糙面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)上合成的蛋白質(zhì)主要是分泌性蛋白、膜蛋白及內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、高爾基體和溶酶體中的蛋白。2)生物學(xué)意義在于:多肽的糖基化及其折疊與裝配發(fā)生在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)中,而肽鍵上的信號序列決定多肽在細(xì)胞質(zhì)中的合成部位,并最終決定成熟蛋白的去向。6、指導(dǎo)分泌性蛋白在糙面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)上合成需要哪些主要結(jié)構(gòu)或因子?它們?nèi)绾螀f(xié)同作用完成肽鏈在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)上合成?1)需要的結(jié)構(gòu)或因子:胰腺細(xì)胞分泌的酶、漿細(xì)胞分泌的抗體、小腸杯狀細(xì)胞分泌的粘蛋白、內(nèi)分泌腺分泌的多肽類激素、胞外基質(zhì)成分等。2)協(xié)同作用:分泌性蛋白N端序列作為信號肽,指導(dǎo)分泌性蛋白到內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜上合成,在蛋白質(zhì)合成結(jié)束之前信號肽被切除。只有N端信號序列而沒有停止序列的多肽,合成后進(jìn)入內(nèi)質(zhì)網(wǎng)腔中;停止轉(zhuǎn)移序列位于多肽分子的中部,合成后最終成為跨膜蛋白;含多個(gè)起始轉(zhuǎn)移序列和多個(gè)停止轉(zhuǎn)移序列的多肽會(huì)成為多次跨膜的膜蛋白。7、結(jié)合高爾基體的結(jié)構(gòu)特征,談?wù)勊窃鯓有惺蛊渖砉δ艿模?)結(jié)構(gòu)特征:

高爾基復(fù)合體由成摞的囊泡疊置而成。。囊泡的邊緣部分連接有許多大小不等的表面光滑的小管網(wǎng),其周圍還存在有衣被小泡和無被小泡。一個(gè)成摞存在的囊泡又稱為分散高爾基體,由5~8層囊泡組成,構(gòu)成了高爾基復(fù)合體的主體結(jié)構(gòu)。

分散高爾基體在結(jié)構(gòu)和生化成分上具有極性,和內(nèi)質(zhì)網(wǎng)臨近的近核一側(cè),囊泡彎曲呈凸面,稱為形成面或順面;在遠(yuǎn)核的一側(cè),囊泡呈凹面,稱為成熟面或反面。從順面到反面,囊泡膜的厚度逐漸增大。

2)功能:

(1)形成和包裝分泌物;

(2)蛋白質(zhì)和脂類的糖基化;

(3)蛋白質(zhì)的加工改造;

(4)細(xì)胞內(nèi)的膜泡運(yùn)輸;

(5)膜的轉(zhuǎn)化。

高爾基復(fù)合體在內(nèi)膜系統(tǒng)中處于中介地位,它在對細(xì)胞內(nèi)合成物質(zhì)的修飾和改造中具有重作用。許多重要大分子的運(yùn)輸和分泌都要通過高爾基復(fù)合體。

8、蛋白質(zhì)的糖基化的基本類型、特征及生物學(xué)意義是什么?蛋白質(zhì)的糖基化在糖基轉(zhuǎn)移酶(glycosyltransferase)作用下發(fā)生在ER腔面1)基本類型:N-連接糖基化(Asn);O-氧連接糖基化(Ser/Thr)2)特征:N-連接與O-連接的寡糖比較類型特征N-連接O-連接1.合成部位2.合成方式3.與之結(jié)合的4.最終長度5.第一個(gè)糖殘基粗面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)來自同一個(gè)寡糖前體天冬酰胺至少5個(gè)糖殘基N—乙酰葡萄粗面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)或高爾基體一個(gè)個(gè)單糖加上去絲氨酸、蘇氨酸、羥賴氨酸、羥脯氨酸一般1~4個(gè)糖殘基,但ABO血型抗原較長N—乙酰半乳糖胺等3)蛋白質(zhì)糖基化的特點(diǎn)及其生物學(xué)意義⑴糖蛋白寡糖鏈的合成與加工都沒有模板,靠不同的酶在細(xì)胞不同間隔中經(jīng)歷復(fù)雜的加工過程才能完成。⑵糖基化的主要作用是蛋白質(zhì)在成熟過程中折疊成正確構(gòu)象和增加蛋白質(zhì)的穩(wěn)定性;多羥基糖側(cè)鏈影響蛋白質(zhì)的水溶性及蛋白質(zhì)所帶電荷的性質(zhì)。對多數(shù)分選的蛋白質(zhì)來說,糖基化并非作為蛋白質(zhì)的分選信號。⑶進(jìn)化上的意義:寡糖鏈具有一定的剛性,從而限制了其它大分子接近細(xì)胞表面的膜蛋白,這就可能使真核細(xì)胞的祖先具有一個(gè)保護(hù)性的外被,同時(shí)又不象細(xì)胞壁那樣限制細(xì)胞的形狀與運(yùn)動(dòng)。9.糙面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)和光面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)在細(xì)胞的生命活動(dòng)中各自承擔(dān)了什么樣的角色?

1)糙面內(nèi)質(zhì)網(wǎng):

(1)蛋白質(zhì)的合成;

(2)合成蛋白質(zhì)的修飾與加工;

(3)膜的生成;

(4)物質(zhì)的運(yùn)輸;

(5)貯積鈣離子。

2)光面內(nèi)質(zhì)網(wǎng):

(1)脂類的合成;

(2)解毒作用;

(3)糖原代謝。

10.糙面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)上所進(jìn)行的糖基化的機(jī)制如何?其添加的寡糖鏈又有什么特點(diǎn)?

1)糖基化的機(jī)制

(1)Asn;N-連接;

(2)寡糖鏈已預(yù)先合成;

(3)以焦磷酸鍵連在跨膜的磷酸多萜醇上;

(4)新生肽鏈一旦出現(xiàn)Asn殘基,糖基轉(zhuǎn)移酶以焦磷酸鍵的能量將寡糖鏈從磷酸多萜醇上轉(zhuǎn)移至多肽鏈的Asn殘基上;

2)添加的寡糖鏈特點(diǎn):寡糖鏈可分為兩部分,一部分稱為核心區(qū),該區(qū)在各種寡糖鏈中均是相同的,且與天冬酰胺殘基直接相連的第一個(gè)糖總是N-乙酰葡萄糖胺;另一部分稱為末端區(qū),該區(qū)在各種寡糖鏈中是不同的;

11.在高爾基復(fù)合體上所進(jìn)行的糖基化與內(nèi)質(zhì)網(wǎng)有何不同?

1)不同:在糙面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)上進(jìn)行的糖基化修飾大多為N-連接的糖基化,寡糖鏈與天冬酰胺的氨基基團(tuán)相連,在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)上添加上的寡糖鏈可分為兩部分,一部分稱為核心區(qū),該區(qū)在各種寡糖鏈中均是相同的,且與天冬酰胺殘基直接相連的第一個(gè)糖總是N-乙酰葡萄糖胺;另一部分稱為末端區(qū),該區(qū)在各種寡糖鏈中是不同的。在高爾基復(fù)合體上進(jìn)行的糖基化主要是O-連接的糖基化,寡糖鏈與絲氨酸、蘇氨酸和羥賴氨酸的羥基基團(tuán)相連,加工修飾只發(fā)生在寡糖鏈的末端區(qū),核心區(qū)保持不變。

12.高爾基復(fù)合體在蛋白質(zhì)的加工、分揀、膜泡運(yùn)輸和膜轉(zhuǎn)化中各承擔(dān)了什么樣的角色?其間的關(guān)系又如何?

1)高爾基復(fù)合體是蛋白質(zhì)的加工、分揀的細(xì)胞器之一,與內(nèi)膜系統(tǒng)的其它成分共同參與了膜泡運(yùn)輸和膜轉(zhuǎn)化。

2)內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的特定區(qū)域形成的有被小泡,將所合成的正確折疊和正確組裝的蛋白質(zhì)運(yùn)往高爾基復(fù)合體進(jìn)行加工、修飾,根據(jù)蛋白質(zhì)所帶有的分揀信號,反面高爾基網(wǎng)絡(luò)對蛋白質(zhì)分揀,將不同命運(yùn)的蛋白質(zhì)分揀開來,并經(jīng)膜泡運(yùn)輸將其運(yùn)輸至其靶部位。在膜泡運(yùn)輸過程中完成了膜的轉(zhuǎn)化。

13.高爾基復(fù)合體各部囊泡在組化反應(yīng)上的差異,說明了一個(gè)什么問題?與其生物學(xué)功能之間又有什么關(guān)系?

1)利用專一性標(biāo)記酶和組織化學(xué)方法的研究結(jié)果表明,高爾基池中含有許多加工寡糖鏈的酶,包括甘露糖轉(zhuǎn)移酶、N-乙酰半乳糖轉(zhuǎn)移酶、N-乙酰葡萄糖胺轉(zhuǎn)移酶、巖藻糖轉(zhuǎn)移酶、半乳糖轉(zhuǎn)移酶以及唾液酸轉(zhuǎn)移酶;處于不同部位的高爾基池所含有的糖基轉(zhuǎn)移酶的種類不同:

(1)形成面的池含有使甘露糖和N-乙酰半乳糖糖基化酶,

(2)中部區(qū)域的池含有向寡糖鏈上轉(zhuǎn)接N-乙酰葡萄糖胺的酶,

(3)成熟面的池則含有向寡糖鏈上移接唾液酸、半乳糖和巖藻糖的酶。

2)這些糖基轉(zhuǎn)移酶的作用是把寡糖轉(zhuǎn)移到蛋白質(zhì)上,形成糖蛋白,從而可以看出,高爾基復(fù)合體的各部囊泡在功能上高度分區(qū)化,處于不同部位的高爾基囊泡所含有的加工寡糖鏈的糖基轉(zhuǎn)移酶的種類不同,因此,從形成面到成熟面的囊泡是按照一定順序?qū)烟擎溸M(jìn)行加工的。先參與對寡糖鏈加工的酶位置偏向于順面,而后參與加工的酶偏向于反面。這種順序性加工可能有利于糖蛋白的分揀,從而使高爾基復(fù)合體能對不同的糖蛋白進(jìn)行分別包裝,使其具有不同的命運(yùn)。14、溶酶體是怎樣發(fā)生的?它有哪些基本功能?1)發(fā)生途徑:溶酶體的合成及N-連接的糖基化修飾(在rER)高爾基體cis膜囊寡糖鏈上的甘露糖殘基磷酸化N-乙酰葡萄糖胺磷酸轉(zhuǎn)移酶磷酸葡萄糖苷酶M6P磷酸化識(shí)別信號:信號斑高爾基體trans-膜囊和TGN膜(M6P受體)溶酶體酶分選與局部濃縮以出芽的方式轉(zhuǎn)運(yùn)到前溶酶體2)基本功能⑴清除無用的生物大分子、衰老的細(xì)胞器及衰老損傷和死亡的細(xì)胞,防御功能(病原體感染刺激單核細(xì)胞分化成巨噬細(xì)胞而吞噬、消化)⑵作為細(xì)胞內(nèi)的消化“器官”為細(xì)胞提供營養(yǎng);⑶分泌腺細(xì)胞中,溶酶體攝入分泌顆粒參與分泌過程的調(diào)節(jié)⑷參與清除贅生組織或退行性變化的細(xì)胞;⑸受精過程中的精子的頂體(acrosome)反應(yīng)。 15、溶酶體一旦發(fā)生異常,會(huì)引起什么樣的疾病?各對機(jī)體又有什么影響呢?

1)貯積?。喝苊阁w酶缺失和異常時(shí),某些物質(zhì)不能被消化降解,而遺留在溶酶體內(nèi),便會(huì)影響細(xì)胞的代謝功能,引發(fā)疾病(貯積病),甚至導(dǎo)致機(jī)體的死亡

2)類風(fēng)濕關(guān)節(jié)炎(rheumatoidarthritis):該種病人的溶酶體膜的脆性增加,溶酶體酶被釋放到關(guān)節(jié)處的細(xì)胞間質(zhì)中,使骨組織受到侵蝕,引起炎癥。16、過氧化物酶體與溶酶體有哪些區(qū)別?怎樣理解過氧化物酶體是異質(zhì)性的細(xì)胞器?1)區(qū)別:過氧化物酶體和初級溶酶體的形態(tài)與大小類似,但過氧化物酶體中的尿酸氧化酶等常形成晶格狀結(jié)構(gòu),可作為電鏡下識(shí)別的主要特征。2)異質(zhì)性:在不同生物細(xì)胞中以及單細(xì)胞生物的不同個(gè)體中的溶酶體,所含酶的種類及其行使的功能都有所不同,因此說過氧化物酶體是異質(zhì)性的細(xì)胞器。16、過氧化物酶體的功能是什么?

細(xì)胞中過氧化物酶體的功能:

1)是細(xì)胞內(nèi)糖、脂和氮的重要代謝部位。

2)參與了長鏈脂肪酸的降解,乙醚磷脂和膽汁酸的生物合成,膽固醇、多胺、草酸鹽、植烷酸、二羧酸以及幾種藥物等的代謝轉(zhuǎn)換。

3)在植物細(xì)胞中,過氧化物酶體是乙醇酸氧化的場所。17、微體(過氧化物酶體)與溶酶體有何異同點(diǎn)?異同點(diǎn):

(1)相同點(diǎn):由一層單位膜膜包圍;為一類異質(zhì)性細(xì)胞器。

(2)不同點(diǎn):特征溶酶體微體(過氧化物酶體)形態(tài)大小直徑0.2~0.5μm,無酶晶體直徑0.15~0.25μm,有酶晶體酶的種類酸性水解酶氧化酶類pH值~5~7需氧與否不需要需要功能細(xì)胞內(nèi)消化主要與糖異生有關(guān)發(fā)生酶在RER上合成,經(jīng)高爾基復(fù)合體出芽形成酶在細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中合成,經(jīng)分裂和組裝形成識(shí)別的標(biāo)志酶酸性水解酶過氧化氫酶18、何謂蛋白質(zhì)的分選?已知膜泡運(yùn)輸有哪幾種類型及其特點(diǎn)?1)蛋白質(zhì)分選概念:蛋白質(zhì)在細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中開始合成,在細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中或運(yùn)至糙面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)上繼續(xù)合成,然后通過不同途徑轉(zhuǎn)運(yùn)到細(xì)胞的特定部位,這一過程稱為蛋白質(zhì)的分選或定向運(yùn)轉(zhuǎn)。2)膜泡運(yùn)輸?shù)念愋图捌涮攸c(diǎn):⑴網(wǎng)格蛋白有被小泡的運(yùn)輸,負(fù)責(zé)蛋白質(zhì)從高爾基體TGN向質(zhì)膜、胞內(nèi)體或溶酶體和植物液泡運(yùn)輸。從TGN區(qū)出芽并由網(wǎng)格蛋白包被形成轉(zhuǎn)運(yùn)泡。⑵COPⅡ有被小泡的運(yùn)輸,負(fù)責(zé)從內(nèi)質(zhì)網(wǎng)到高爾基體的物質(zhì)運(yùn)輸。由5種蛋白亞基組成的蛋白包被COPⅡ小泡,具有對轉(zhuǎn)運(yùn)物質(zhì)的選擇性并使之濃縮。選擇性體現(xiàn)在a.COPⅡ小泡能識(shí)別并結(jié)合跨膜內(nèi)質(zhì)網(wǎng)胞質(zhì)面一端的信號序列;b.跨膜內(nèi)質(zhì)網(wǎng)蛋白的一端作為受體與ER腔的可溶性蛋白結(jié)合。⑶COPⅠ有被小泡的運(yùn)輸,負(fù)責(zé)回收、轉(zhuǎn)運(yùn)內(nèi)質(zhì)網(wǎng)逃逸蛋白返回內(nèi)質(zhì)網(wǎng)。逃逸的內(nèi)質(zhì)網(wǎng)蛋白的回收是通過回收信號介導(dǎo)的特異性受體完成,這類受體能以COPⅠ有被小泡的形式捕獲逃逸分子,并將其回收到內(nèi)質(zhì)網(wǎng)。19、怎樣理解細(xì)胞結(jié)構(gòu)裝配的生物學(xué)意義?細(xì)胞結(jié)構(gòu)裝配的方式:自我裝配(self-assembly)、協(xié)助裝配(aided-assembly)、直接裝配(direct-assembly)、復(fù)合物與細(xì)胞結(jié)構(gòu)體系的組裝。生物學(xué)意義:1)減少和校正蛋白質(zhì)合成中出現(xiàn)錯(cuò)誤;2)可大大減少所需要的遺傳物質(zhì)信息量;3)通過裝配與去裝配更容易調(diào)節(jié)與控制多種生物學(xué)過程。分子“伴侶”(molecularchaperones)概念:細(xì)胞中的某些蛋白質(zhì)分子可以識(shí)別正在合成的多肽或部分折疊的多肽并與多肽的某些部位相結(jié)合,從而幫助這些多肽轉(zhuǎn)運(yùn)、折疊或裝配,這一類分子本身并不參與最終產(chǎn)物的形成,因此稱為分子“伴侶”。第七章:細(xì)胞的能量轉(zhuǎn)換――線粒體和葉綠體1、為什么說線粒體和葉綠體是細(xì)胞內(nèi)的兩種產(chǎn)能細(xì)胞器?線粒體和葉綠體都是高效的產(chǎn)生ATP的精密裝置。盡管它們最初的能量來源不同,但卻有著相似的基本結(jié)構(gòu),而且以類似的方式合成ATP。ATP是細(xì)胞生命活動(dòng)的直接供能者,也是細(xì)胞內(nèi)能量的獲得、轉(zhuǎn)換、儲(chǔ)存和利用等環(huán)節(jié)的聯(lián)系紐帶。2、線粒體的各部分結(jié)構(gòu)分別與哪些代謝反應(yīng)有關(guān)?

1)內(nèi)膜

(1)細(xì)胞凋亡:線粒體作為起始的主開關(guān),可以開啟內(nèi)膜上的非特異性通道-線粒體通透性轉(zhuǎn)變孔(mitochondrialpermeabilitytransitionpore,mtPTP)

(2)電子傳遞和氧化磷酸化:電子傳遞鏈和氧化磷酸化的酶存在于內(nèi)膜中;

2)基質(zhì)

(1)三羧酸循環(huán):參與三羧酸循環(huán)、脂肪酸氧化和丙酮酸氧化的酶存在于線粒體基質(zhì)中

(2)儲(chǔ)積鈣離子:基質(zhì)中的致密顆粒狀物質(zhì)與儲(chǔ)積Ca2+有關(guān)

(3)細(xì)胞凋亡:在線粒體膜間隙中鑒定出了多種死亡促進(jìn)因子,包括細(xì)胞色素c、凋亡誘導(dǎo)因子和被稱為切冬酶的潛伏蛋白酶。3、試比較線粒體與葉綠體在基本結(jié)構(gòu)方面的異同。1)基本結(jié)構(gòu)的相同點(diǎn):線粒體和葉綠體的形態(tài)、大小、數(shù)量與分布常因細(xì)胞種類、生理功能及生理狀況不同而有較大差別。兩者均具有封閉的兩層單位膜,內(nèi)膜向內(nèi)折疊,并演化為極大擴(kuò)增的內(nèi)膜特化結(jié)構(gòu)系統(tǒng)。2)不同點(diǎn):線粒體外膜(outermembrane)含孔蛋白(porin),通透性較高;內(nèi)膜(innermembrane)高度不通透性,向內(nèi)折疊形成嵴(cristae);含有與能量轉(zhuǎn)換相關(guān)的蛋白;膜間隙(intermembranespace)含許多可溶性酶、底物及輔助因子;基質(zhì)(matrix)含三羧酸循環(huán)酶系、線粒體基因,表達(dá)酶系等以及線粒體DNA,RNA,核糖體。葉綠體內(nèi)膜并不向內(nèi)折疊成嵴;內(nèi)膜不含電子傳遞鏈;除了膜間隙、基質(zhì)外,還有類囊體;捕光系統(tǒng)、電子傳遞鏈和ATP合成酶都位于類囊體膜上。4、如何測定線粒體的呼吸鏈各組分在內(nèi)膜上的排列分布?

利用氧化還原電位的高低測試呼吸鏈中各組分在內(nèi)膜上的排列順序和方向。即各組分在內(nèi)膜呼吸鏈上的順序與其得失電子的趨勢有關(guān),電子總是從低氧化還原電位向高氧化還原電位流動(dòng)。氧化還原電位值愈低的組分供電子的傾向愈大,愈易成為還原劑而處于傳遞鏈的前面。在線粒體內(nèi)膜呼吸鏈電子傳遞過程中,電子是按氧化還原電位從低向高傳遞。NAD+/NADH的氧化還原電位值最低(E0=-0.32V),O2/H2O的氧化還原電位值最高(E0=+0.82V)。

5、RuBP羧化酶有何功能?它是有哪些亞基組成的?各有何基因組編碼?功能:核酮糖-1,5-二磷酸(RuBP)是光合作用中一個(gè)起重要作用的酶系統(tǒng),是葉綠體卡爾文循環(huán)羧化階段中CO2的接受體,在RuBP羧化酶的催化下,CO2與RuBP反應(yīng)形成2分子3-磷酸甘油酸(PGA)。組成亞基:RuBP羧化酶有8個(gè)大亞基和8個(gè)小亞基組成,其中每個(gè)大亞基的相對分子質(zhì)量約為53×103,小亞基的相對分子質(zhì)量約為14×103。酶的活性中心位于大亞基上,小亞基只具有調(diào)節(jié)功能。編碼基因組:RuBP羧化酶的大亞基是由葉綠體基因組編碼,在基質(zhì)中合成。而小亞基則是由核基因組編碼,在細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中合成。6、試比較線粒體的氧化磷酸化與葉綠體的光合磷酸化的異同點(diǎn)。(P232)1)相同點(diǎn):線粒體的氧化磷酸化與葉綠體的光合磷酸化中,⑴需要完整的膜;⑵ATP的形成都是由H+移動(dòng)所推動(dòng);⑶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。2)不同點(diǎn):線粒體的氧化磷酸化是在內(nèi)膜上進(jìn)行的一個(gè)形成ATP的過程。它是在電子從NADH或FADH2經(jīng)過電子傳遞鏈傳遞給的過程中發(fā)生的。每一個(gè)NADH被氧化產(chǎn)生3個(gè)ATP分子,而每一FADH2被氧化產(chǎn)生2個(gè)ATP分子,電子最終被O2接收而生成H2O。即:1對電子的3次穿膜傳遞,將基質(zhì)中的3對H+抽提到膜間隙中,每2個(gè)H+穿過F1-F0ATP酶,生成1個(gè)ATP分子。葉綠體的光合磷酸化是在類囊體膜上進(jìn)行的,是由光引起的光化學(xué)反應(yīng),其產(chǎn)物是ATP和NADPH;碳同化(暗反應(yīng),在葉綠體基質(zhì)中進(jìn)行)利用光反應(yīng)產(chǎn)生的ATP合NADPH的化學(xué)能,使CO2還原合成糖。光合作用的電子傳遞是在光系統(tǒng)Ⅰ和光系統(tǒng)Ⅱ中進(jìn)行的,這兩個(gè)光系統(tǒng)互相配合,利用所吸收的光能把1對電子從H2O傳遞給NADP+。即:1對電子的2次穿膜傳遞,在基質(zhì)中攝取3個(gè)H+,在類囊體腔中產(chǎn)生4個(gè)H+,每3個(gè)H+穿過CF1-CF0ATP酶,生成1個(gè)ATP分子。7、如何證明線粒體的電子傳遞和磷酸化作用是由兩個(gè)不同結(jié)構(gòu)系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)的?(P212)用胰蛋白酶或尿素處理亞線粒體小泡,則小泡外面的顆粒解離,無顆粒的小泡只能進(jìn)行電子傳遞,而不能使ADP磷酸化生成ATP。將顆粒重新裝配到無顆粒的小泡上時(shí),則有顆粒的小泡又恢復(fù)了電子傳遞和磷酸化相偶聯(lián)的能力。8、光系統(tǒng)、捕光復(fù)合物和作用中心的結(jié)構(gòu)與功能的關(guān)系如何?(P224)在葉綠體的類囊體膜中鑲嵌有大小、數(shù)量不同的顆粒,集中了光合作用能量轉(zhuǎn)換功能的全部組分,包括:捕光色素(天線色素)、兩個(gè)光反應(yīng)中心、各種電子載體、合成ATP的系統(tǒng)和從水中抽取電子的系統(tǒng)等。它們分別裝配在PSI、PSⅡ、細(xì)胞色素bf、CF0-CF1ATP酶等主要的膜蛋白復(fù)合物中。PSI和PSⅡ復(fù)合物都是由核心復(fù)合物和捕光復(fù)合物組成,但它們在組分、結(jié)構(gòu)甚至功能上是不同的。PSⅡ的核心復(fù)合物是由20多個(gè)不同的多肽組成的葉綠素蛋白復(fù)合體,其反應(yīng)中心多肽是蛋白D1和D2;PSI的核心復(fù)合物的反應(yīng)中心是一個(gè)包含多種不同還原中心的多蛋白復(fù)合體;CF0-CF1ATP酶是由跨膜的H+通道CF0和在類囊體膜基質(zhì)側(cè)起催化作用的CF1兩部分所組成;在亞基組分、結(jié)構(gòu)和功能上均與線粒體的ATP合成酶相似,但葉綠體的CF1地激活需有-SH基化合物,寡霉素對CF1無抑制作用。9、氧化磷酸化偶聯(lián)機(jī)制的化學(xué)滲透假說的主要論點(diǎn)是什么?有哪些證據(jù)?化學(xué)滲透假說主要論點(diǎn):電子傳遞鏈各組分在線粒體內(nèi)膜中不對稱分布,當(dāng)高能電子沿其傳遞時(shí),所釋放的能量將H+從基質(zhì)泵到膜間隙,形成H+電化學(xué)梯度。在這個(gè)梯度驅(qū)使下,H+穿過ATP合成酶回到基質(zhì),同時(shí)合成ATP,電化學(xué)梯度中蘊(yùn)藏的能量儲(chǔ)存到ATP高能磷酸鍵。實(shí)驗(yàn)證據(jù):質(zhì)子動(dòng)力勢乃ATP合成的動(dòng)力;膜應(yīng)具有完整性;電子傳遞與ATP合成是兩件相關(guān)而又不同的事件。10、由核基因組編碼、在細(xì)胞質(zhì)核糖體上合成的蛋白質(zhì)是如何運(yùn)送至線粒體和葉綠體的功能部位上進(jìn)行更新或裝配的?(P238,240)由核基因組編碼、在細(xì)胞質(zhì)核糖體上合成,⑴定位于線粒體基質(zhì)中的蛋白,其導(dǎo)肽的N端帶正電荷,含有導(dǎo)向基質(zhì)的信息,在跨膜轉(zhuǎn)運(yùn)時(shí),首先在細(xì)胞質(zhì)Hsp70(分子伴侶)的參與下解折疊為伸展?fàn)顟B(tài),然后與膜受體結(jié)合并在接觸點(diǎn)處通過線粒體膜進(jìn)入基質(zhì),其導(dǎo)肽即被基質(zhì)中的蛋白水解,成為成熟的蛋白質(zhì);⑵定位于線粒體內(nèi)膜或膜間隙的蛋白,是其在“伴侶分子”引導(dǎo)的導(dǎo)肽進(jìn)入基質(zhì)后進(jìn)一步在伴侶分子的引導(dǎo)下進(jìn)入(或定位)線粒體膜或膜間隙;⑶定位于葉綠體基質(zhì)中的蛋白,其前體蛋白(在細(xì)胞質(zhì)中合成的)N端的轉(zhuǎn)運(yùn)肽僅具有導(dǎo)向基質(zhì)的序列,引導(dǎo)其穿過葉綠體膜進(jìn)入基質(zhì),由基質(zhì)中特異的蛋白水解酶切去轉(zhuǎn)運(yùn)肽成為成熟蛋白質(zhì);⑷定位于葉綠體類囊體中蛋白,其前體蛋白N端的轉(zhuǎn)運(yùn)肽有兩個(gè)區(qū)域,分別引導(dǎo)兩步轉(zhuǎn)運(yùn),其N端含有導(dǎo)向基質(zhì)的序列,引導(dǎo)其穿過葉綠體膜上由孔蛋白形成的通道進(jìn)入基質(zhì);而C端含有導(dǎo)向類囊體的序列又引導(dǎo)其穿過類囊體膜,進(jìn)入類囊體腔,因此,它的轉(zhuǎn)運(yùn)肽經(jīng)歷兩次水解,一次在基質(zhì)內(nèi),另一次在類囊體腔中;不是由轉(zhuǎn)運(yùn)肽決定的,是成熟的捕光色素蛋白在其C端的跨膜區(qū)域類囊體導(dǎo)向序列(信號)引導(dǎo)多肽進(jìn)入類囊腔中形成成熟蛋白。11、試比較光合碳同化三條途徑的主要異同點(diǎn)。1)C3途徑(卡爾文循環(huán)):是靠光反應(yīng)合成的ATP及NADPH作能源,推動(dòng)CO2的固定、還原。每循環(huán)一次只能固定一個(gè)CO2分子,循環(huán)六次才能把6個(gè)CO2分子同化成一個(gè)己糖分子。2)C4途徑:在葉脈周圍有一圈含葉綠體的維管束鞘細(xì)胞,其外環(huán)列的葉肉細(xì)胞,在這兩種細(xì)胞密切配合下不論CO2濃度的高低狀態(tài),對CO2凈固定,這類植物積累干物質(zhì)的速度快,為高產(chǎn)型植物。3)CAM途徑(景天科酸代謝):肉質(zhì)植物的葉片,氣孔白天關(guān)閉,夜間開放。夜間吸收CO2,在PEPC(磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶)催化下與PEP(磷酸烯醇式丙酮酸)結(jié)合,生產(chǎn)草酰乙酸,進(jìn)一步還原為蘋果酸;白天CO2從儲(chǔ)存的蘋果酸中經(jīng)氧化脫羧釋放出來,參與C3(卡爾文)循環(huán),形成淀粉。CAM途徑與C4途徑相似,只是CO2固定與光合作用產(chǎn)物的生成,在時(shí)間及空間上與C4途徑不同。12、為什么說線粒體和葉綠體是半自主性細(xì)胞器?

1)線粒體和葉綠體都有環(huán)狀的DNA,都擁有合成蛋白質(zhì)的整套裝置;

2)兩者的DNA都能進(jìn)行復(fù)制,但復(fù)制仍受核基因組的控制。mtDNA是由核DNA編碼、在細(xì)胞質(zhì)中合成的。組成葉綠體的各種蛋白質(zhì)成分是由核DNA和葉綠體DNA分別編碼,只有少部分蛋白質(zhì)是由葉綠體DNA編碼的。

3)線粒體、葉綠體的生長和增殖是受核基因組和其本身的基因組兩套遺傳系統(tǒng)的共同控制,因而,它們被稱為是半自主性的細(xì)胞器。13、簡述線粒體與葉綠體的內(nèi)共生起源學(xué)說和非共生起源學(xué)說的主要論點(diǎn)及其實(shí)驗(yàn)證據(jù)。1)內(nèi)共生起源學(xué)說論點(diǎn):葉綠體起源于細(xì)胞內(nèi)共生的藍(lán)藻,其祖先是原核生物的藍(lán)細(xì)菌(Cyanobacteria),即藍(lán)藻;線粒體的祖先-原線粒體是一種革蘭氏陰性細(xì)菌。主要論據(jù):⑴基因組在大小、形態(tài)和結(jié)構(gòu)方面與細(xì)菌相似;⑵有自己完整的蛋白質(zhì)合成系統(tǒng),能獨(dú)立合成蛋白質(zhì),蛋白質(zhì)合成機(jī)制有很多類似細(xì)菌而不同于真核生物。⑶兩層被膜有不同的進(jìn)化來源,外膜與細(xì)胞的內(nèi)膜系統(tǒng)相似,內(nèi)膜與細(xì)菌質(zhì)膜相似。⑷以分裂的方式進(jìn)行繁殖,與細(xì)菌的繁殖方式相同。⑸能在異源細(xì)胞內(nèi)長期生存,說明線粒體和葉綠體具有的自主性與共生性的特征。⑹線粒體的祖先很可能來自反硝化副球菌或紫色非硫光合細(xì)菌。⑺發(fā)現(xiàn)介于胞內(nèi)共生藍(lán)藻與葉綠體之間的結(jié)構(gòu)--藍(lán)小體,其特征在很多方面可作為原始藍(lán)藻向葉綠體演化的佐證。2)非共生起源學(xué)說論點(diǎn):真核細(xì)胞的前身是一個(gè)進(jìn)化上比較高等的好氧細(xì)菌。解釋了真核細(xì)胞核被膜的形成與演化的漸進(jìn)過程。⑴實(shí)驗(yàn)證據(jù)不多⑵無法解釋為何線粒體、葉綠體與細(xì)菌在DNA分子結(jié)構(gòu)和蛋白質(zhì)合成性能上有那么多相似之處⑶對線粒體和葉綠體的DNA酶、RNA酶和核糖體的來源也很難解釋。⑷真核細(xì)胞的細(xì)胞核能否起源于細(xì)菌的核區(qū)?14、線粒體與細(xì)胞凋亡有何關(guān)系?它是如何參與并啟動(dòng)細(xì)胞進(jìn)入死亡程序的?

1)線粒體與細(xì)胞凋亡有何關(guān)系:線粒體作為起始凋亡的主開關(guān),可以開啟內(nèi)膜上的非特異性通道-線粒體通透性轉(zhuǎn)變孔,在調(diào)控細(xì)胞凋亡中還具有重要作用。

2)死亡信號誘導(dǎo)下,線粒體過量攝取鈣離子,降低了線粒體的產(chǎn)能,加劇了其氧化壓力,使線粒體通透性轉(zhuǎn)變孔(mtPTP)開啟;PT孔的開啟解除了內(nèi)膜的氫離子濃度梯度,導(dǎo)致呼吸鏈解偶聯(lián),同時(shí),基質(zhì)空間擴(kuò)張,外膜脹破。膜間隙中細(xì)胞色素c、凋亡誘導(dǎo)因子(AIF)被釋放;細(xì)胞色素c是切冬梅的激活蛋白,從而激活切冬梅的蛋白降解途徑,引起細(xì)胞結(jié)構(gòu)的破壞;AIF釋放后進(jìn)入細(xì)胞核,使染色質(zhì)凝縮并造成DNA的大規(guī)模片斷化,進(jìn)而使細(xì)胞死亡。第八章:細(xì)胞核與染色體1、概述細(xì)胞核的基本結(jié)構(gòu)及其主要功能。1)核被膜(包括核孔復(fù)合體):外核膜,附有核糖體顆粒;內(nèi)核膜,有特有的蛋白成份(如核纖層蛋白B受體);核纖層;核周間隙、核孔(nuclearpore)。其功能為:構(gòu)成核、質(zhì)之間的天然選擇性屏障;避免生命活動(dòng)的彼此干擾;保護(hù)DNA不受細(xì)胞骨架運(yùn)動(dòng)所產(chǎn)生的機(jī)械力的損傷;核質(zhì)之間的物質(zhì)交換與信息交流。2)染色質(zhì):指間期細(xì)胞核內(nèi)由DNA、組蛋白、非組蛋白及少量RNA組成的線性復(fù)合結(jié)構(gòu),是間期細(xì)胞遺傳物質(zhì)存在的形式;染色體(chromosome),指細(xì)胞在有絲分裂或減數(shù)分裂過程中,由染色質(zhì)聚縮而成的棒狀結(jié)構(gòu)。⑴染色質(zhì)與染色體是在細(xì)胞周期不同的功能階段可以相互轉(zhuǎn)變的的形態(tài)結(jié)構(gòu)⑵染色質(zhì)與染色體具有基本相同的化學(xué)組成,但包裝程度不同,構(gòu)象不同。3)核仁:纖維中心(fibrillarcenters,FC)、致密纖維組分(densefibrillarcomponent,DFC)、顆粒組分(granularcomponent,GC)、核仁相隨染色質(zhì)(nucleolarassociatedchromatin)、核仁基質(zhì)((nucleolarmatrix)。其功能為:核糖體的生物發(fā)生(ribosomebiogenesis),包括rRNA的合成、加工和核糖體亞單位的裝配;rRNA基因轉(zhuǎn)錄;rRNA前體的加工。4)核基質(zhì)或核骨架(nuclearskeleton):{包括核基質(zhì)、核纖層(或核纖層-核孔復(fù)合體結(jié)構(gòu)體系),以及染色體骨架。};核骨架是存在于真核細(xì)胞核內(nèi)真實(shí)的結(jié)構(gòu)體系;核骨架與核纖層、中間纖維相互連接形成貫穿于核與質(zhì)的一個(gè)獨(dú)立結(jié)構(gòu)系統(tǒng);核骨架的主要成分是由非組蛋白的纖維蛋白構(gòu)成的,含有多種蛋白成分及少量RNA;核骨架與DNA復(fù)制、基因表達(dá)及染色體的包裝與構(gòu)建有密切關(guān)系。2、試述核孔復(fù)合體的結(jié)構(gòu)及其功能。核孔復(fù)合體結(jié)構(gòu)包括:胞質(zhì)環(huán)(cytoplasmicring)、外環(huán)、核質(zhì)環(huán)(nuclearring)、內(nèi)環(huán)、輻(spoke)、柱狀亞單位(columnsubunit)、腔內(nèi)亞單位(luminalsubunit)、環(huán)帶亞單位(annularsubunit)、中央栓(centralplug)。其功能為:核質(zhì)交換的雙向性親水通道;通過核孔復(fù)合體的主動(dòng)運(yùn)輸;親核蛋白與核定位信號;親核蛋白入核轉(zhuǎn)運(yùn);轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物RNA的核輸出。3、概述染色質(zhì)的類型及其特征。染色質(zhì)的基本概念:1)染色質(zhì)(chromatin)的概念:指間期細(xì)胞核內(nèi)由DNA、組蛋白、非組蛋白及少量RNA組成的線性復(fù)合結(jié)構(gòu),是間期細(xì)胞遺傳物質(zhì)存在的形式。2)染色體(chromosome)的概念:指細(xì)胞在有絲分裂或減數(shù)分裂過程中,由染色質(zhì)聚縮而成的棒狀結(jié)構(gòu)。3)染色質(zhì)與染色體是在細(xì)胞周期不同的功能階段可以相互轉(zhuǎn)變的的形態(tài)結(jié)構(gòu);染色質(zhì)與染色體具有基本相同的化學(xué)組成,但包裝程度不同,構(gòu)象不同?;绢愋停撼H旧|(zhì)(euchromatin)1)概念:指間期核內(nèi)染色質(zhì)纖維折疊壓縮程度低,處于伸展?fàn)顟B(tài)(典型包裝率750倍),用堿性染料染色時(shí)著色淺的那些染色質(zhì)。2)特征:DNA包裝比約為1000~2000分之一;單一序列DNA和中度重復(fù)序列DNA(如組蛋白基因和tRNA基因);并非所有基因都具有轉(zhuǎn)錄活性,常染色質(zhì)狀態(tài)只是基因轉(zhuǎn)錄的必要條件而非充分條件異染色質(zhì)(heterochromatin)1)概念:堿性染料染色時(shí)著色較深的染色質(zhì)組分。2)類型:結(jié)構(gòu)異染色質(zhì)(或組成型異染色質(zhì))(constitutiveheterochromatin)、兼性異染色質(zhì)(facultativeheterochromatin);結(jié)構(gòu)異染色質(zhì)或組成型異染色質(zhì),除復(fù)制期以外,在整個(gè)細(xì)胞周期均處于聚縮狀態(tài),形成多個(gè)染色中心。3)結(jié)構(gòu)異染色質(zhì)特征:①在中期染色體上多定位于著絲粒區(qū)、端粒、次縊痕及染色體臂的某些節(jié)段;②由相對簡單、高度重復(fù)的DNA序列構(gòu)成,如衛(wèi)星DNA;③具有顯著的遺傳惰性,不轉(zhuǎn)錄也不編碼蛋白質(zhì);④在復(fù)制行為上與常染色質(zhì)相比表現(xiàn)為晚復(fù)制早聚縮;⑤在功能上參與染色質(zhì)高級結(jié)構(gòu)的形成,導(dǎo)致染色質(zhì)區(qū)間性,作為核DNA的轉(zhuǎn)座元件,引起遺傳變異。4)兼性異染色質(zhì)特征:在某些細(xì)胞類型或一定的發(fā)育階段,原來的常染色質(zhì)聚縮,并喪失基因轉(zhuǎn)錄活性,變?yōu)楫惾旧|(zhì),如X染色體隨機(jī)失活;異染色質(zhì)化可能是關(guān)閉基因活性的一種途徑。4、比較組蛋白與非組蛋白的特點(diǎn)及其作用。組蛋白(histone)1)核小體組蛋白(nucleosomalhistone):H2B、H2A、H3和H4,幫助DNA卷曲形成核小體的穩(wěn)定結(jié)構(gòu)2)H1組蛋白:在構(gòu)成核小體時(shí)H1起連接作用,它賦予染色質(zhì)以極性。3)特點(diǎn):真核生物染色體的基本結(jié)構(gòu)蛋白,富含帶正電荷的Arg和Lys等堿性氨基酸,屬堿性蛋白質(zhì),可以和酸性的DNA緊密結(jié)合(非特異性結(jié)合);沒有種屬及組織特異性,在進(jìn)化上十分保守。非組蛋白1)非組蛋白具多樣性和異質(zhì)性2)對DNA具有識(shí)別特異性,又稱序列特異性DNA結(jié)合蛋白(sequencespecificDNAbindingproteins)3)具有多種功能,包括基因表達(dá)的調(diào)控和染色質(zhì)高級結(jié)構(gòu)的形成。4)非組蛋白的不同結(jié)構(gòu)模式:α螺旋-轉(zhuǎn)角-α螺旋模式(helix-turn-helixmotif);鋅指模式(Zincfingermotif);亮氨酸拉鏈模式(Leucinezippermotif,ZIP);螺旋-環(huán)-螺旋結(jié)構(gòu)模式(helix-loop-helixmotif,HLH);HMG-盒結(jié)構(gòu)模式(HMG-boxmotif)。5、試述核小體的結(jié)構(gòu)要點(diǎn)及其實(shí)驗(yàn)證據(jù)。結(jié)構(gòu)要點(diǎn):1)每個(gè)核小體單位包括200bp左右的DNA超螺旋和一個(gè)組蛋白八聚體及一個(gè)分子H1;2)組蛋白八聚體構(gòu)成核小體的盤狀核心結(jié)構(gòu);3)146bp的DNA分子超螺旋盤繞組蛋白八聚體1.75圈,組蛋白H1在核心顆粒外結(jié)合額外20bpDNA,鎖住核小體DNA的進(jìn)出端,起穩(wěn)定核小體的作用。包括組蛋白H1和166bpDNA的核小體結(jié)構(gòu)又稱染色質(zhì)小體;4)兩個(gè)相鄰核小體之間以連接DNA相連,典型長度60bp,不同物種變化值為0~80bp;5)組蛋白與DNA之間的相互作用主要是結(jié)構(gòu)性的,基本不依賴于核苷酸的特異序列,實(shí)驗(yàn)表明,核小體具有自組裝(self-assemble)的性質(zhì);6)核小體沿DNA的定位受不同因素的影響,進(jìn)而通過核小體相位改變影響基因表達(dá)。主要實(shí)驗(yàn)證據(jù):

1)鋪展染色質(zhì)的電鏡觀察:未經(jīng)處理的染色質(zhì)自然結(jié)構(gòu)為30nm的纖絲,經(jīng)鹽溶液處理后解聚的染色質(zhì)呈現(xiàn)10nm串珠狀結(jié)構(gòu)

;2)用非特異性微球菌核酸酶消化染色質(zhì),部分酶解片段分析結(jié)果;3)應(yīng)用X射線衍射、中子散射和電鏡三維重建技術(shù)研究,發(fā)現(xiàn)核小體顆粒是直徑為11nm、高6.0nm的扁園柱體,具有二分對稱性(dyadsymmetry),核心組蛋白的構(gòu)成是先形成(H3)2﹒(H4)2四聚體,然后再與兩個(gè)H2A﹒H2B異二聚體結(jié)合形成八聚體;4)SV40微小染色體(minichromosome)分析與電鏡觀察。6、試述從DNA到染色體的包裝過程。從DNA到染色體經(jīng)過四級包裝過程:一級結(jié)構(gòu),核小體二級結(jié)構(gòu),螺線管(solenoid)三級結(jié)構(gòu),超螺線管(supersolenoid)四級結(jié)構(gòu),染色單體(chromatid) 即:DNA—壓縮7倍—→核小體—壓縮6倍—→螺線管—壓縮40倍—→超螺線管—壓縮5倍—→染色單體經(jīng)過四級螺旋包裝形成的染色體結(jié)構(gòu),共壓縮了8400倍。7、分析中期染色體的三種功能元件及其作用。1)自主復(fù)制DNA序列(autonomouslyreplicatingDNAsequence,ARS):具有一段11-14bp的同源性很高的富含AT的共有序列及其上下游各200bp左右的區(qū)域是維持ARS功能所必需的。2)著絲粒DNA序列(centromereDNAsequence,CEN):兩個(gè)相鄰的核心區(qū),80-90bp的AT區(qū),11bp的保守區(qū)。3)端粒DNA序列(telomereDNAsequence,TEL):端粒序列的復(fù)制,端粒酶,在生殖細(xì)胞和部分干細(xì)胞中有端粒酶活性,端粒重復(fù)序列的長度與細(xì)胞分裂次數(shù)和細(xì)胞衰老有關(guān)。8、概述核仁的結(jié)構(gòu)及其功能。1)結(jié)構(gòu):纖維中心(fibrillarcenters,FC),是rRNA基因的儲(chǔ)存位點(diǎn);致密纖維組分(densefibrillarcomponent,DFC),轉(zhuǎn)錄主要發(fā)生在FC與DFC的交界處,并加工初始轉(zhuǎn)錄本;顆粒組分(granularcomponent,GC),負(fù)責(zé)裝配核糖體亞單位,是核糖體亞單位成熟和儲(chǔ)存的位點(diǎn);核仁相隨染色質(zhì)(nucleolarassociatedchromatin)與核仁基質(zhì)((nucleolarmatrix)。2)功能:是核糖體的生物發(fā)生場所,是一個(gè)向量過程(vetoricalprocess),即:從核仁纖維組分開始,再向顆粒組分延續(xù)。這一過程包括rRNA的合成、加工和核糖體亞單位的裝配;rRNA基因轉(zhuǎn)錄的形態(tài)及其組織;rRNA前體的加工;核糖體亞單位的組裝。9、概述活性染色質(zhì)主要特點(diǎn)。1)概念:活性染色質(zhì)(activechromatin)是具有轉(zhuǎn)錄活性的染色質(zhì)?;钚匀旧|(zhì)的核小體發(fā)生構(gòu)象改變,形成疏松的染色質(zhì)結(jié)構(gòu),從而便于轉(zhuǎn)錄調(diào)控因子與順式調(diào)控元件結(jié)合和RNA聚合酶在轉(zhuǎn)錄模板上滑動(dòng)。2)主要特征:⑴活性染色質(zhì)具有DNaseI超敏感位點(diǎn)(DNaseIhypersensitivesite,DHS),無核小體的DNA片段,敏感位點(diǎn)通常位于5‘-啟動(dòng)子區(qū),長度幾百bp;⑵活性染色質(zhì)在生化上具有特殊性,很少有組蛋白H1與其結(jié)合,組蛋白乙酰化程度高,核小體組蛋白H2B很少被磷酸化,核小體組蛋白H2A在許多物種很少有變異形式,HMG14和HMG17只存在于活性染色質(zhì)中。10、試述染色質(zhì)結(jié)構(gòu)與基因轉(zhuǎn)錄的關(guān)系。1)疏松染色質(zhì)結(jié)構(gòu)的形成⑴DNA局部結(jié)構(gòu)的改變與核小體相位的影響:當(dāng)調(diào)控蛋白與染色質(zhì)DNA的特定位點(diǎn)結(jié)合時(shí),染色質(zhì)易被引發(fā)二級結(jié)構(gòu)的改變,進(jìn)而引起其它的一些結(jié)合位點(diǎn)與調(diào)控蛋白的結(jié)合;核小體通常定位在DNA特殊位點(diǎn)而利于轉(zhuǎn)錄。(a)基因的關(guān)鍵調(diào)控元件被留在核心顆粒外面,從而有利于結(jié)合轉(zhuǎn)錄因子;(b)位于DNA上調(diào)控元件被盤繞在核心組蛋白上,因?yàn)榻M蛋白,使DNA上的關(guān)鍵調(diào)控元件靠得很近,它們可以通過轉(zhuǎn)錄因子而聯(lián)系。⑵DNA甲基化:A/C甲基化/去甲基化(特別是5-mC)。⑶組蛋白的修飾:組蛋白的修飾改變?nèi)旧|(zhì)的結(jié)構(gòu),直接或間接影響轉(zhuǎn)錄活性(磷酸化、甲基化、乙?;?,泛素化(uH2A)//Arg,His,Lys,Ser,Thr);組蛋白賴氨酸殘基乙?;╝cetylation),影響轉(zhuǎn)錄。⑷HMG結(jié)構(gòu)域蛋白等染色質(zhì)變構(gòu)因子的影響:HMG結(jié)構(gòu)域可識(shí)別某些異型的DNA結(jié)構(gòu),與DNA彎折和DNA-蛋白質(zhì)復(fù)合體高級結(jié)構(gòu)的形成有關(guān)。2)染色質(zhì)的區(qū)間性⑴基因座控制區(qū)(locuscontrolregion,LCR):染色體DNA上一種順式作用元件,具有穩(wěn)定染色質(zhì)疏松結(jié)構(gòu)的功能;與多種反式因子的結(jié)合序列可保證DNA復(fù)制時(shí)與啟動(dòng)子結(jié)合的因子仍保持在原位。⑵隔離子(insulator):防止處于阻遏狀態(tài)與活化狀態(tài)的染色質(zhì)結(jié)構(gòu)域之間的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)向兩側(cè)擴(kuò)展的染色質(zhì)DNA序列,稱為隔離子;作用:作為異染色質(zhì)定向形成的起始位點(diǎn);提供拓?fù)涓綦x區(qū)染色質(zhì)模板的轉(zhuǎn)錄。3)基因轉(zhuǎn)錄的模板不是裸露的DNA,染色質(zhì)是否處于活化狀態(tài)是決定轉(zhuǎn)錄功能的關(guān)鍵。4)轉(zhuǎn)錄的“核小體犁”(nucleosomeplow)假說。第九章:核糖體1、以80S核糖體為例,說明核糖體的結(jié)構(gòu)成分及其功能。核糖體是一種沒有被膜包裹的顆粒狀結(jié)構(gòu),其主要成分:核糖體表面r蛋白質(zhì)40%,核糖體內(nèi)部rRNA60%。80S的核糖體普遍存在于真核細(xì)胞內(nèi),由60S大亞單位與40S小亞單位組成,60S大亞單位相對分子質(zhì)量為3200×103,40S小亞單位的相對分子質(zhì)量為1600×103。小亞單位中含有18S的rRNA分子,相對分子質(zhì)量為900×103,含有33種r蛋白;大亞單位中含有一個(gè)28S的rRNA分子,相對分子質(zhì)量為1600×103,還含有一個(gè)5S的rRNA分子和一個(gè)5.8S的rRNA分子,含

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