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最新细胞生物学 翟中和 第四版 课后习题答案

第一章 1. 细胞生物学在生命科学中所处的地位,以及它与其他学科的关系 1)地位:以细胞作为生命活动的基本单位,探索生命活动规律,核心问题是将遗传与发育 在细胞水平上的结合。 2)关系:应用现代物理学与化学的技术成就和分子生物学的概念与方法,研究生命现象及 其规律。 1.根据细胞生物学研究的内容与你所掌握的生命科学知识,客观、恰当地评价细胞生物学 在生命科学中所处的地位,以及它与其他学科的关系。 答细胞生物学是一门从细胞的显微结构、 超微结构和分子结构的各级水平研究细胞的结 构与功能的关系,从而探索细胞生长、发育、分化、繁殖、遗传、变异、代谢、衰亡及进化 等各种生命现象规律的科学。 生命体是多层次、非线性、多侧面的复杂结构体系,而细胞是生命体的结构与生命活动 的基本单位,有了细胞才有完整的生命,一切生命现象的奥秘都要从细胞中寻找答案。 许多高等学校在生命科学的教学中,将细胞生物学确定为基础课程。细胞生物学、分子 生物学、 神经生物学和生态学并列为生命科学的四大基础学科。 细胞生物学与其他学科之间 的交叉渗透日益明显。 2.通过学习细胞学发展简史,你如何认识细胞学说的重要性? 答 1838-1839 年, 德国植物学家施莱登和德国动物学家施旺提出一切动植物都由细胞发 育而来,并由细胞和细胞产物所构成;每个细胞作为相对独立的单位,但也与其他细胞相互 影响。1858 年 Virchow 对细胞学说做了重要的补充,强调细胞只能来自细胞。 细胞学说的提出对于生物科学的发展具有重大意义。细胞学说、进化论、孟德尔遗传学 称为现代生物学的三大基石, 而细胞学说又是后二者的基石。 对细胞结构的了解是生物科学 和医学分支进一步发展所不可缺少的。 3.试简明扼要地分析细胞生物学学科形成的客观条件,以及它今后发展的主要趋势。 答(1)细胞生物学学科形成的客观条件 细胞的发现(1665-1674) 1665 年,胡克发表了《显微图谱》 ( 《Micrographia》 )一书,描述了用自制的显微镜(30 倍)观察栎树软木塞切片时发现其中有许多小室,状如蜂窝,称为“cellar” 。 1674 年,荷兰布商列文虎克自制了高倍显微镜(300 倍左右) ,观察到血细胞、池塘水 滴中的原生动物、人类和其他哺乳动物的精子。 细胞学说的建立(1838-1858) 1838-1839 年,德国植物学家施莱登和德国动物学家施旺两人共同提出细胞学说,1858 年 Virchow 对细胞学说进行了补充。 细胞学的经典时期 各种主要的细胞分裂形式和细胞器被相继发现,构成了细胞学的经典时期。 (2)细胞生物学与分子生物学(包括分子遗传学与生物化学) 相互渗透与交融是总的 发展趋势。 4.当前细胞生物学研究的热点课题中你最感兴趣的是哪些?为什么? ? 染色体 DNA 与非组蛋白的相互作用关系 ? 细胞增殖、分化、凋亡的相互关系及其调控 ? 细胞信号转导研究 ? 细胞结构体系的装配 第二章

1.根据你所掌握的知识,如何理解”细胞是生命活动的基本单位”这一概念? > 一切有机体都由细胞构成,细胞是构成有机体的基本单位 > 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 > 细胞是有机体生长与发育的基础 > 细胞是遗传的基本单位,细胞具有遗传的全能性 > 没有细胞就没有完整的生命。 2.为什么说支原体可能是最小最简单的细胞存在形式? > 细胞生存与繁殖必须具备的结构装置:(>=0.1nm) (1) 细胞膜 (2) DNA 与 RNA (3) 核糖体 10-20nm/每核糖体 (4) 酶 100 种-50nm > 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求,似乎是 不可能存在。 3、为什么说病毒不是细胞? 病毒是由一个核酸分子(DNA 或 RNA)芯和蛋白质外壳构成的,是非细胞形态的生 命体,是最小、最简单的有机体。仅由一个有感染性的 RNA 构成的病毒,称为类病毒;仅 由感染性的蛋白质构成的病毒称为朊病毒。病毒具备了复制与遗传生命活动的最基本的特 征,但不具备细胞的形态结构,是不完全的生命体;病毒的主要生命活动必须在细胞内才能 表现,在宿主细胞内复制增殖;病毒自身没有独立的代谢与能量转化系统,必须利用宿主细 胞结构、原料、能量与酶系统进行增殖,是彻底的寄生物。因此病毒不是细胞,只是具有部 分生命特征的感染物。 病毒与细胞的区别: (1)病毒很小,结构极其简单; (2)遗传载体的多样性 (3)彻底的寄生性 (4)病毒以复制和装配的方式增殖 4.试从进化的角度比较原核细胞﹑古核细胞及真核细胞的异同。 要 点 原 核 细 胞 真 核 细 胞 无膜包围,称为拟核 细胞核有双层膜包围 染色体形状数目组成 DNA 序列 环状 DNA 分子 一个基因连锁群 DNA 裸露或结合少量蛋白质 无或很少重复序列 核中的为线性 DNA 分子; 线粒体和叶绿体中的为环状 DNA 分子 两个或多个基因连锁群 核 DNA 同组蛋白结合,线粒体和叶绿体中的 DNA 裸露 有重复序列 基因表达 RNA 和蛋白质在同一区间合成

RNA 在核中合成和加工; 蛋白质在细胞质中合成 细胞分裂 二分或出芽 有丝分裂或减数分裂 内 膜 无独立的内膜 有, 分化成细胞器 细胞骨架 无 普遍存在 呼吸作用和光合作用酶的分部 质 膜 线粒体和叶绿体(植物) 核糖体 70S(50S+30S) 80S(60S+40S) 5.细胞的结构与功能相关是细胞生物学的一个基本原则,你能否提出更多的论据来说明之? 答:成熟红细胞丧失了细胞核,却含有很多血红蛋白,细胞呈双面凹的圆饼状,它不需分裂 ﹑分化, 所以可以无细胞核; 血红蛋白多及其圆饼状形状 (相对表面积大, 有助于物质交换) 能更好地执行气体交换功能。 第三章 1.举例说明电子显微镜技术与细胞分子生物学技术的结合在现代细胞生物学研究中的应用。 超薄切片技术(固定包埋切片染色) :一般用于细胞超微结构观察 负染色技术:观察亚细胞结构,甚至病毒,具有一定的背景清除效果 冷冻蚀刻技术:形成断面,便于观察胞质中的细胞骨架纤维及其结合蛋白 电镜三维重构技术:前提是能形成蛋白质衍射晶体易构建三维结构 扫描电镜技术:通常在观察前镀一层金膜,立体感强但局限于观察物体表面 应用举例:见基因的分子生物学 2.光学显微镜技术有哪些新发展?它们各有哪些突出优点? 为什么电子显微镜不能完全代替光学显微镜? 相差微分干涉显微镜技术: 观察活细胞成为可能,增加的光程差使图像立体感更强 荧光显微技术:其特异性检测所需的观察物质,能排除其他环境干扰,精确定位 激光扫描共焦显微镜技术:改变纵向分辨率,不同切面构成的图像,经叠加形成三维结构 荧光共振能量转移技术:主要用于观测两种蛋白是否直接作用及作用的强弱 不可取代的原因:观察非超微结构的需要,观察活细胞及其正常生理反应的需要,对一般实 验的定性很适用 3、为什么说细胞培养是细胞生物学研究的最基本的技术之一?

细胞培养的理论依据是细胞全能性, 是生命科学的研究基础, 是细胞工程乃至基因工程 的应用基础。 植物细胞的培养为植物育种开辟了一条崭新的途径; 动物细胞培养为疫苗的生 产、 药物的研制与肿瘤防治提供全新的手段; 特别是干细胞的培养与定向分化的技术的发展, 有可能在体外构建组织甚至器官, 由此建立组织工程, 同时在细胞治疗及其基因治疗相结合 的应用中显示出诱人的前景。 第四章 3. 何谓内在膜蛋白? 内在膜蛋白以什么方式与膜脂相结合? 内在膜蛋白是膜蛋白中与膜结合比较紧密的一种蛋白, 只有用去垢剂是膜崩解后才可分离出 来。 ?疏水作用,alpha-螺旋(个别 beta-螺旋) ?静电作用,某些氨基酸带正电荷与带负电磷脂极性头相互作用,带负电氨基酸则通过其他 阳?离子共价作用:半胱氨酸插入膜双分子层中 4、生物膜的基本结构特征是什么?这些特征与它的生理功能有什么联系? 膜的流动性:生物膜的基本特征之一,细胞进行生命活动的必要条件。 1)膜脂的流动性主要由脂分子本身的性质决定的,脂肪酸链越短,不饱和程度越高,膜脂的 流动性越大。 温度对膜脂的运动有明显的影响。 在细菌和动物细胞中常通过增加不饱和脂肪 酸的含量来调节膜脂的相变温度以维持膜脂的流动性。 在动物细胞中, 胆固醇对膜的流动性 起重要的双向调节作用。 ?膜蛋白的流动:荧光抗体免疫标记实验;成斑现象(patching)或成帽现象(capping) ? 2)膜的流动性受多种因素影响:细胞骨架不但影响膜蛋白的运动,也影响其周围的膜脂的 流动。膜蛋白与膜分子的相互作用也是影响膜流动性的重要因素。 3)膜的流动性与生命活动关系:信息传递;各种生化反应;发育不同时期膜的流动性不同 膜的不对称性: 1) 膜脂与糖脂的不对称性:糖脂仅存在于质膜的 ES 面,是完成其生理功能的结构基础 2) 膜蛋白与糖蛋白的不对称性: 膜蛋白的不对称性是指每种膜蛋白分子在细胞膜上都具有 明确的方向性;糖蛋白糖残基均分布在质膜的 ES 面;膜蛋白的不对称性是生物膜完成复杂 的在时间与空间上有序的各种生理功能的保证。 5、细胞表面有哪几种常见的特化结构?红细胞膜骨架的基本结构与功能是什么? 1)细胞表面特化结构主要包括:膜骨架、鞭毛、纤毛、变形足和微绒毛,都是细胞膜与膜 内的细胞骨架纤维形成的复合结构,分别与维持细胞的形态、细胞的运动、细胞与环境的物 质交换等功能有关。 2)红细胞膜骨架的构成: 血影蛋白四聚体游离端与短肌动蛋白纤维(约 13~15 单体)相连,形成血影蛋白网络。通过 两个锚定点固定在质膜下方:①通过带 4.1 蛋白与血型糖蛋白连结;②通过锚蛋白与带 3 蛋 白相连。 功能:实现红细胞质膜的刚性与韧性,维持红细胞的形态 第五章 1.比较载体蛋白与通道蛋白的特点。 相同点:化学本质均为蛋白质、分布均在细胞的膜结构中、都有控制特定物质跨膜运输的功 能 不同点: 1.通道蛋白参与的只是被动运输,在运输过程中并不与被运输的分子结合,也不会移动,并且是 从高浓度向低浓度运输,所以运输时不消耗能量。

2.载体蛋白参与的有主动运输和协助扩散,在运输过程中与相应的分子结合,并且会移动。 在主动运输过程中由低浓度侧向高浓度运动,且消耗代谢能量;在协助扩散过程中,由高浓 度侧向低浓度侧运动,不消耗代谢能。 (注;协助扩散也属于被动运输) 载体蛋白:通透酶 多次跨膜蛋白 通过构象改变进行跨膜转运 高度特异性,可饱和性,存在竞争性及非竞争性抑制剂 不同部位生物膜含有与各自功能相关的载体蛋白 3 种类型:离子通道、孔蛋白(porin)、水孔蛋白(AQP) 离子通道: 与离子泵共同调节细胞内离子浓度及跨膜电位 选择性高:通道直径、形状、通道内荷电氨基酸分布 3 个特征(与载体蛋白比)转运速率高:接近自由扩散理论值(顺电化学梯度) 没有饱和值 门控 2.比较 P-型离子泵、V-型质子泵、F-型质子泵和 ABC 超家族的异同。 P-type:如植物细胞膜上的 H+泵、动物胃表皮细胞的 H+-K+泵(分泌胃酸) 。 V-type:存在于各类小泡膜上,水解 ATP 产生能量,但不发生自磷酸化,位于溶酶体膜、内 体、植物液泡膜上。 F-type:利用质子动力势合成 ATP,即 ATP 合酶,位于细菌质膜、线粒体内膜、类囊体膜上。 ABC 超家族是一庞大的蛋白家族,都有两个高度保守的 ATP 结合区,一种 ABC 转运器只 转运一种或一类底物,不同成员可转运离子、氨基酸、核苷酸、多糖、多肽、蛋白质;可催 化脂双层的脂类在两层之间翻转。 3.说明 Na+-K+泵的工作原理及生物学意义。 原理:Na+依赖性的磷酸化与 K+依赖性去磷酸化引起 Na+-K+泵构象有序变化。每循环消耗 1 分子 ATP,泵出 3 个 Na+,泵入 2 个 K+ * 维持细胞的渗透性,保持细胞体积; * 维持低 Na+高 K+的细胞内环境; 维持细胞的静息电位。 4、动物细胞、植物细胞和原生动物细胞应付低渗膨胀的机制有何不同? 动物细胞借助 Na+-K+泵维持细胞内低浓度溶质;植物细胞依靠坚韧的细胞壁避免膨胀和破 裂;原生动物通过收缩胞定时排出进入细胞过量的水而避免膨胀。 5.试述胞吞作用的类型与功能 类型:吞噬作用和胞饮作用(根据:胞吞泡形成的分子机制和胞吞泡的大小差异) 功能:调控细胞对营养物的摄取和质膜构成等;参与细胞信号转导 第六章 1、为什么说线粒体和叶绿体是细胞内的两种产能细胞器? 线粒体和叶绿体都是高效的产生 ATP 的精密装置。尽管它们最初的能量来源不同,但却有 着相似的基本结构,而且以类似的方式合成 ATP。ATP 是细胞生命活动的直接供能者,也 是细胞内能量的获得、转换、储存和利用等环节的联系纽带。 2.线粒体和叶绿体在细胞内呈现的动态特征。 线粒体的分裂和融合 叶绿体的分化与去分化 3、试比较线粒体与叶绿体在基本结构方面的异同。 1)基本结构的相同点:线粒体和叶绿体的形态、大小、数量与分布常因细胞种类、生理功 能及生理状况不同而有较大差别。两者均具有封闭的两层单位膜,内膜向内折叠,并演化为

极大扩增的内膜特化结构系统。 2)不同点:? 线粒体外膜(outer membrane)含孔蛋白(porin),通透性较高;内膜(inner membrane)高度 不通透性,向内折叠形成嵴(cristae) ;含有与能量转换相关的蛋白;膜间隙(intermembrane space)含许多可溶性酶、底物及辅助因子;基质(matrix)含三羧酸循环酶系、线粒体基因, 表达酶系等以及线粒体 DNA, RNA,核糖体。 叶绿体内膜并不向内折叠成嵴;内膜不含电子传递链;除了膜间隙、基质外,还有类囊体; 捕光系统、电子传递链和 ATP 合成酶都位于类囊体膜上。 4.为什么说三羧酸循环是能量代谢的中心? 第一,糖脂蛋白质在分解代谢过程都要先生成乙酰辅酶 A,乙酰辅酶 A 与草酰乙酸结合进 行三竣酸循环才能彻底氧化。即三梭酸循环是糖脂蛋白质的共同代谢途径。 第二,三梭酸循环为糖、脂肪酸、某些氨基酸等物质的合成代谢提供小分子前体(如三羧 酸循环中产生的α -酮戊二酸是谷氨酸的前体) 也就是说三羧酸循环是糖、脂肪酸和某些氨基酸相互转变的 代谢枢纽。 总的来说, 三羧酸循环中产生的中间体, 既能为分解代懈提供来源又能为合成代谢提供物质 来源。 5.电子传递链与氧化磷酸化之间有何关系? 电子传递﹑质子驱动力的形成以及 ATP 合成是氧化磷酸化的核心。 6、试比较线粒体的氧化磷酸化与叶绿体的光合磷酸化的异同点。 1)相同点:线粒体的氧化磷酸化与叶绿体的光合磷酸化中,⑴需要完整的膜;⑵ATP 的形 成都是由 H+移动所推动;⑶叶绿体的 CF1 因子与线粒体的 F1 因子都具有催化 ADP 和 Pi 形成 ATP 的作用。 2)不同点: 线粒体的氧化磷酸化是在内膜上进行的一个形成 ATP 的过程。它是在电子从 NADH 或 FADH2 经过电子传递链传递给的过程中发生的。每一个 NADH 被氧化产生 3 个 ATP 分子, 而每一 FADH2 被氧化产生 2 个 ATP 分子,电子最终被 O2 接收而生成 H2O。即:1 对电子 的 3 次穿膜传递,将基质中的 3 对 H+抽提到膜间隙中,每 2 个 H+穿过 F1-F0ATP 酶,生 成 1 个 ATP 分子。 叶绿体的光合磷酸化是在类囊体膜上进行的, 是由光引起的光化学反应, 其产物是 ATP 和 NADPH;碳同化(暗反应,在叶绿体基质中进行)利用光反应产生的 ATP 合 NADPH 的 化学能,使 CO2 还原合成糖。光合作用的电子传递是在光系统Ⅰ和光系统Ⅱ中进行的,这 两个光系统互相配合,利用所吸收的光能把 1 对电子从 H2O 传递给 NADP+。即:1 对电 子的 2 次穿膜传递,在基质中摄取 3 个 H+,在类囊体腔中产生 4 个 H+,每 3 个 H+穿过 CF1-CF0ATP 酶,生成 1 个 ATP 分子。 7.光系统、捕光复合物和作用中心的结构与功能的关系如何? 在叶绿体的类囊体膜中镶嵌有大小、 数量不同的颗粒, 集中了光合作用能量转换功能的全部 组分,包括:捕光色素(天线色素) 、两个光反应中心、各种电子载体、合成 ATP 的系统和 从水中抽取电子的系统等。它们分别装配在 PSI、PSⅡ、细胞色素 bf、CF0-CF1ATP 酶等主 要的膜蛋白复合物中。PSI 和 PSⅡ复合物都是由核心复合物和捕光复合物组成,但它们在 组分、结构甚至功能上是不同的。PSⅡ的核心复合物是由 20 多个不同的多肽组成的叶绿素 蛋白复合体,其反应中心多肽是蛋白 D1 和 D2;PSI 的核心复合物的反应中心是一个包含多 种不同还原中心的多蛋白复合体; CF0-CF1ATP 酶是由跨膜的 H+通道 CF0 和在类囊体膜基 质侧起催化作用的 CF1 两部分所组成;在亚基组分、结构和功能上均与线粒体的 ATP 合成

酶相似,但叶绿体的 CF1 地激活需有-SH 基化合物,寡霉素对 CF1 无抑制作用。 8、氧化磷酸化偶联机制的化学渗透假说的主要论点是什么? 化学渗透假说主要论点: 电子传递链各组分在线粒体内膜中不对称分布, 当高能电子沿其传 递时,所释放的能量将 H+从基质泵到膜间隙,形成 H+电化学梯度。在这个梯度驱使下, H+穿过 ATP 合成酶回到基质,同时合成 ATP,电化学梯度中蕴藏的能量储存到 ATP 高能磷 酸键。 9、试比较光合碳同化三条途径的主要异同点。 1)C3 途径(卡尔文循环) :是靠光反应合成的 ATP 及 NADPH 作能源,推动 CO2 的固定、 还原。每循环一次只能固定一个 CO2 分子,循环六次才能把 6 个 CO2 分子同化成一个己糖 分子。 2)C4 途径:在叶脉周围有一圈含叶绿体的维管束鞘细胞,其外环列的叶肉细胞,在这两种 细胞密切配合下不论 CO2 浓度的高低状态, 对 CO2 净固定, 这类植物积累干物质的速度快, 为高产型植物。 3) CAM 途径 (景天科酸代谢) : 肉质植物的叶片, 气孔白天关闭, 夜间开放。 夜间吸收 CO2, 在 PEPC(磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶)催化下与 PEP(磷酸烯醇式丙酮酸)结合,生产草酰 乙酸,进一步还原为苹果酸;白天 CO2 从储存的苹果酸中经氧化脱羧释放出来,参与 C3 (卡尔文)循环,形成淀粉。CAM 途径与 C4 途径相似,只是 CO2 固定与光合作用产物的 生成,在时间及空间上与 C4 途径不同。 10、为什么说线粒体和叶绿体是半自主性细胞器? 1) 线粒体和叶绿体都有环状的 DNA ,都拥有合成蛋白质的整套装置; 2)两者的 DNA 都能进行复制,但复制仍受核基因组的控制。mtDNA 是由核 DNA 编码、在 细胞质中合成的。组成叶绿体的各种蛋白质成分是由核 DNA 和叶绿体 DNA 分别编码,只 有少部分蛋白质是由叶绿体 DNA 编码的。 3)线粒体、叶绿体的生长和增殖是受核基因组和其本身的基因组两套遗传系统的共同控制, 因而,它们被称为是半自主性的细胞器。 11、简述线粒体与叶绿体的内共生起源学说和非共生起源学说的主要论点及其实验证据。 内共生起源学说论点: 叶绿体起源于细胞内共生的蓝藻,其祖先是原核生物的蓝细菌(Cyanobacteria) ,即蓝藻; 线粒体的祖先-原线粒体是一种革兰氏阴性细菌。 主要论据: ⑴基因组在大小、形态和结构方面与细菌相似; ⑵有自己完整的蛋白质合成系统, 能独立合成蛋白质, 蛋白质合成机制有很多类似细菌而不 同于真核生物。 ⑶两层被膜有不同的进化来源,外膜与细胞的内膜系统相似,内膜与细菌质膜相似。 ⑷以分裂的方式进行繁殖,与细菌的繁殖方式相同。 ⑸能在异源细胞内长期生存,说明线粒体和叶绿体具有的自主性与共生性的特征。 ⑹线粒体的祖先很可能来自反硝化副球菌或紫色非硫光合细菌。 ⑺发现介于胞内共生蓝藻与叶绿体之间的结构--蓝小体,其特征在很多方面可作为原始蓝藻 向叶绿体演化的佐证。 第七章 1、细胞质基质的结构组分及其在细胞生命活动中作用的理解。 基质的基本概念:用差速离心法分离细胞匀浆物组分,先后除去细胞核、线粒体、溶酶体、 高尔基体和细胞质膜等细胞器或细胞结构后,存留在上清液中的主要是细胞质基质的成分。 生物化学家多称之为胞质溶胶。

主要成分:中间代谢有关的数千种酶类、细胞质骨架结构。 主要特点: 细胞质基质是一个高度有序的体系; 通过弱键而相互作用处于动态平衡的结构体 系,细胞骨架纤维贯穿其中。多数中间代谢反应及蛋白质合成与转运、某些蛋白质的修饰和 选择性地降解等过程均在细胞质基质中进行。 其作用为: 1)完成各种中间代谢过程,如糖酵解过程、磷酸戊糖途径、糖醛酸途径等 2)蛋白质的分选与运输 3)与细胞质骨架相关的功能――维持细胞形态、细胞运动、胞内物质运输及能量传递等 4)蛋白质的修饰、蛋白质选择性的降解 ⑴蛋白质的修饰;⑵控制蛋白质的寿命;⑶降解变 性和错误折叠的蛋白质;⑷帮助变性或错误折叠的蛋白质重新折叠,形成正确的分子构象。 2.为什么说细胞内膜系统是一个结构与功能密切联系的动态性整体? 细胞内膜系统包括内质网﹑高尔基体﹑溶酶体﹑胞内体和分泌泡等,这些细胞器在结构﹑功 能乃至发生上是彼此相互关联的动态整体,因此称之为内膜系统。各区室之间通过生物合成 ﹑蛋白质修饰与分选﹑膜泡运输和各种质量监控机制维系其系统的动态平衡。 3. 试述 ER(内质网)的主要功能及其质量监控作用。 功能: (1)蛋白质的合成(糙面内质网的主要功能) (2)脂质合成(在光面内质网上) (3) 蛋白质的修饰与加工(4)新生多肽的折叠与组装(5)肝细胞的解毒作用,肌质网储存与调 节 质量监控作用包括: (1)未折叠蛋白质应答反应,即错误折叠与未折叠蛋白质不能按正常途 径从内质网中释放,从而在内质网腔内聚集,引起一系列分子伴侣和折叠酶表达上调,促进 蛋白质正确折叠,防止其聚集,从而提高细胞在有害因素下的生存能力(2)内质网超负荷 反应,细胞除启动未折叠蛋白质应答反应之外,正确折叠的蛋白质在内质网过度蓄积,特别 是因膜蛋白在内质网异常堆积也会启动其他促生存的机制来反制内质网压力(3)固醇调节 级联反应, 是由内质网表面合成的胆固醇损耗所致, 通过固醇调节元件结合蛋白质介导的信 号途径,影响特定基因表达(4)如果内质网功能持续紊乱,细胞将最终启动凋亡程序。 4. 试述高尔基体的结构特征及其生理功能。 解答一: > 顺面膜囊/网状结构:中间多孔而连续的分支网状 > 高尔基体中间膜囊:由扁平囊和管道组成形成不间隔,功能连续、完整的体系 > 高尔基体反面膜囊及反面高尔基网络:蛋白分选的枢纽,蛋白包装形成网格蛋白/AP 包 被膜泡,蛋白“晚期”修饰 功能:参与形成溶酶体;参与细胞分泌活动: 调节型分泌 组成型分泌 蛋白质的糖基化及其修饰:进行膜的转化功能; 将蛋白水解为活性物质 解答二: 1) 结构特征: 高尔基复合体由成摞的囊泡叠置而成。 。囊泡的边缘部分连接有许多大小不等的表面光滑的 小管网,其周围还存在有衣被小泡和无被小泡。一个成摞存在的囊泡又称为分散高尔基体, 由 5~8 层囊泡组成, 构成了高尔基复合体的主体结构。 分散高尔基体在结构和生化成分上具有极性,和内质网临近的近核一侧,囊泡弯曲呈凸面, 称为形成面或顺面;在远核的一侧, 囊泡呈凹面,称为成熟面或反面。从顺面到反面,囊 泡膜的厚度逐渐增大。 2) 功能: (1) 形成和包装分泌物; (2) 蛋白质和脂类的糖基化;

(3) 蛋白质的加工改造; (4) 细胞内的膜泡运输; (5) 膜的转化。 高尔基复合体在内膜系统中处于中介地位 , 它在对细胞内合成物质的修饰和改造中具有重 作用。许多重要大分子的运输和分泌都要通过高尔基复合体。 5、蛋白质的糖基化的基本类型、特征及生物学意义是什么? 蛋白质的糖基化在糖基转移酶(glycosyltransferase)作用下发生在 ER 腔面 1)基本类型: N-连接糖基化(Asn) ;O-氧连接糖基化(Ser/Thr) 2)特征: N-连接与 O-连接的寡糖比较 特 征 类 型 N-连接 O-连接 1.合成部位 粗面内质网 粗面内质网或高尔基体 2.合成方式 来自同一个寡糖前体 一个个单糖加上去 3.与之结合的 天冬酰胺 丝氨酸、苏氨酸、羟赖氨酸、羟脯氨酸 4.最终长度 至少 5 个糖残基 一般 1~4 个糖残基,但 ABO 血型抗原较长 5.第一个糖残基 N—乙酰葡萄 N—乙酰半乳糖胺等 3)蛋白质糖基化的特点及其生物学意义 ⑴糖蛋白寡糖链的合成与加工都没有模板, 靠不同的酶在细胞不同间隔中经历复杂的加工过 程才能完成。 ⑵糖基化的主要作用是蛋白质在成熟过程中折叠成正确构象和增加蛋白质的稳定性; 多羟基 糖侧链影响蛋白质的水溶性及蛋白质所带电荷的性质。 对多数分选的蛋白质来说, 糖基化并 非作为蛋白质的分选信号。 ⑶进化上的意义:寡糖链具有一定的刚性,从而限制了其它大分子接近细胞表面的膜蛋白, 这就可能使真核细胞的祖先具有一个保护性的外被, 同时又不象细胞壁那样限制细胞的形状 与运动。 6. 溶酶体是怎样发生的?它有哪些基本功能? 1)初级溶酶体由高尔基体分泌形成,含多种酸性水解酶。 次级溶酶体是正在进行消化作用的溶酶体,分为自噬溶酶体和异噬溶酶体。 残体又称后溶酶体,已失去酶活性,仅留未消化的残渣。 2)基本功能 ⑴清除无用的生物大分子、衰老的细胞器及衰老损伤和死亡的细胞,防御功能(病原体感染 刺激单核细胞分化成巨噬细胞而吞噬、消化) ⑵作为细胞内的消化“器官”为细胞提供营养; ⑶分泌腺细胞中,溶酶体摄入分泌颗粒参与分泌过程的调节 ⑷参与清除赘生组织或退行性变化的细胞; ⑸受精过程中的精子的顶体(acrosome)反应。 (6)防御功能 7、过氧化物酶体与溶酶体有哪些区别?怎样理解过氧化物酶体是异质性的细胞器? 1)区别:过氧化物酶体和初级溶酶体的形态与大小类似,但过氧化物酶体中的尿酸氧化酶 等常形成晶格状结构,可作为电镜下识别的主要特征。 2)异质性:在不同生物细胞中以及单细胞生物的不同个体中的溶酶体,所含酶的种类及其 行使的功能都有所不同,因此说过氧化物酶体是异质性的细胞器。


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