【文章內(nèi)容簡介】 2+濃度通常不到107mol/L，原因主要有以下幾點：①在正常情況下，細胞膜對Ca2+是高度不通透的；②在質(zhì)膜和內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜上有Ca2+泵，能將Ca2+從基質(zhì)中泵出細胞外或泵進內(nèi)質(zhì)網(wǎng)腔中；③某些細胞的質(zhì)膜有Na+—Ca2+交換泵，能將Na+輸入到細胞內(nèi)，而將Ca2+從基質(zhì)中泵出；④某些細胞的線粒體膜也能將鈣離子從基質(zhì)中轉(zhuǎn)運到線粒體基質(zhì)。簡述細胞信號分子的類型及特點？答案要點：細胞信號分子包括：短肽、蛋白質(zhì)、氣體分子（NO、CO）以及氨基酸、核苷酸、脂類的膽固醇衍生物等，其共同特點是：①特異性，只能與特定的受體結(jié)合；②高效性，幾個分子即可發(fā)生明顯的生物學效應，這一特性有賴于細胞的信號逐級放大系統(tǒng)；③可被滅活，完成信息傳遞后可被降解或修飾而失去活性，保證信息傳遞的完整性和細胞免于疲勞。比較主動運輸與被動運輸?shù)漠愅?。答案要點：①運輸方向不同：主動運輸逆濃度梯度或電化學梯度，被動運輸：順濃度梯度或電化學梯度；②是否需要載體的參與：主動運輸需要載體參與，被動運輸方式中，簡單擴散不需要載體參與，而協(xié)助擴散需要載體的參與；③是否需要細胞直接提供能量：主動運輸需要消耗能量，而被動運輸不需要消耗能量；④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。NO的產(chǎn)生及其細胞信使作用？答案要點：NO是可溶性的氣體，NO的產(chǎn)生與血管內(nèi)皮細胞和神經(jīng)細胞相關(guān)，血管內(nèi)皮細胞接受乙酰膽堿，引起細胞內(nèi)Ca2+濃度升高，激活一氧化氮合成酶，該酶以精氨酸為底物，以NADPH為電子供體，生成NO和胍氨酸。細胞釋放NO，通過擴散快速透過細胞膜進入平滑肌細胞內(nèi)，與胞質(zhì)鳥苷酸環(huán)化酶活性中心的Fe2+結(jié)合，改變酶的構(gòu)象，導致酶活性的增強和cGMP合成增多。cGMP可降低血管平滑肌中的Ca2+離子濃度，引起血管平滑肌的舒張，血管擴張、血流通暢。NO沒有專門的儲存及釋放調(diào)節(jié)機制，靶細胞上NO的多少直接與NO的合成有關(guān)。鈣離子的主要作用途徑有哪幾種？答案要點：主要有：①通過鈣結(jié)合蛋白完成作用，如肌鈣蛋白C、鈣調(diào)素；②通過鈣調(diào)素活化腺苷酸環(huán)化酶及PDE調(diào)節(jié)cAMP水平；③作為雙信使系統(tǒng)的傳遞信號；④參與其它離子的調(diào)節(jié)。G蛋白的類型有哪些？答案要點：G蛋白有兩種類型一種是刺激型調(diào)節(jié)蛋白（Gs），另一種是抑制型調(diào)節(jié)蛋白（Gi）。二者結(jié)構(gòu)和功能很相似，均由α、β和γ三個亞基組成，分子質(zhì)量均為80~100000D，它們的β和γ亞基大小很相似，其α亞基也都有兩個結(jié)合位點：一是結(jié)合GTP或基其類似物的位點，具有GTP酶活性，能夠水解GTP；另一個是含有負價鍵的修飾位點，可被細胞毒素ADP核糖基化。二者的不同之處在于Gs的αS亞基能被霍亂毒素ADP核糖基化，而Gi的αi亞基能被百日咳毒素ADP核糖基化。Gs和Gi都調(diào)節(jié)其余相應受體的親合性以及作用于腺苷酸環(huán)化酶，產(chǎn)生cAMP。簡要說明由G蛋白偶聯(lián)的受體介導的信號的特點。答案要點：G蛋白偶聯(lián)的受體是細胞質(zhì)膜上最多，也是最重要的倍轉(zhuǎn)導系統(tǒng)，具有兩個重要特點：⑴信號轉(zhuǎn)導系統(tǒng)由三部分構(gòu)成：①G蛋白偶聯(lián)的受體，是細胞表面由單條多肽鏈經(jīng)7次跨膜形成的受體；②G蛋白能與GTP結(jié)合被活化，可進一步激活其效應底物；③效應物：通常是腺苷酸環(huán)化酶，被激活后可提高細胞內(nèi)環(huán)腺苷酸（cAMP）的濃度，可激活cAMP依賴的蛋白激酶，引發(fā)一系列生物學效應。⑵產(chǎn)生第二信使。配體—受體復合物結(jié)合后，通過與G蛋白的偶聯(lián)，在細胞內(nèi)產(chǎn)生第二信使，從而將胞外信號跨膜傳遞到胞內(nèi)，影響細胞的行為。根據(jù)產(chǎn)生的第二信使的不同，又可分為cAMP信號通路和磷酯酰肌醇信號通路。cAMP信號通路的主要效應是激活靶酶和開啟基因表達，這是通過蛋白激酶完成的。該信號途徑涉及的反應鏈可表示為：激素→G蛋白偶聯(lián)受體→G蛋白→腺苷酸環(huán)化化酶→cAMP →cAMP依賴的蛋白激酶A→基因調(diào)控蛋白→基因轉(zhuǎn)錄。磷酯酰肌醇信號通路的最大特點是胞外信號被膜受體接受后，同時產(chǎn)生兩個胞內(nèi)信使，分別啟動兩個信號傳遞途徑即IP3—Ca2+和DG—PKC途徑，實現(xiàn)細胞對外界信號的應答，因此，把這一信號系統(tǒng)又稱為“雙信使系統(tǒng)”。磷酯酰肌醇信號通路的傳導途徑。（綜4）答案要點：外界信號分子→識別并與膜上的與G蛋白偶聯(lián)的受體結(jié)合→活化G蛋白→激活磷脂酶C→催化存在于細胞膜上的PIP2水解→IP3和DG兩個第二信使→IP3可引起胞內(nèi)Ca2+濃度升高，進而通過鈣結(jié)合蛋白的作用引起細胞對胞外信號的應答；DG通過激活PKC，使胞內(nèi)pH值升高，引起對胞外信號的應答。六、論述題試論述Na+K+泵的結(jié)構(gòu)及作用機理。答案要點：結(jié)構(gòu)：由兩個亞單位構(gòu)成：一個大的多次跨膜的催化亞單位（α亞基）和一個小的單次跨膜具組織特異性的糖蛋白（β亞基）。前者對Na+和ATP的結(jié)合位點在細胞質(zhì)面，對K+的結(jié)合位點在膜的外表面。機制：在細胞內(nèi)側(cè)，α亞基與Na+相結(jié)合促進ATP水解，α亞基上的一個天門冬氨酸殘基磷酸化引起α亞基的構(gòu)象發(fā)生變化，將Na+泵出細胞外，同時將細胞外的K+與α亞基的另一個位點結(jié)合，使其去磷酸化，α亞基構(gòu)象再度發(fā)生變化將K+泵進細胞，完成整個循環(huán)。Na+依賴的磷酸化和K+依賴的去磷酸化引起構(gòu)象變化有序交替發(fā)生。每個循環(huán)消耗一個ATP分子，泵出3個Na+和泵進2個K+。cAMP信號系統(tǒng)的組成及其信號途徑？答案要點：組成：主要包括：Rs和Gs；Ri和Gi；腺苷酸不化酶；PKA；環(huán)腺苷酸磷酸二酯酶。信號途徑主要有兩種調(diào)節(jié)模型：Gs調(diào)節(jié)模型，當激素信號與Rs結(jié)合后，導致Rs構(gòu)象改變，暴露出與Gs結(jié)合的位點，使激素受體復合物與Gs結(jié)合，Gs的構(gòu)象發(fā)生改變從而結(jié)合GTP而活化，導致腺苷酸環(huán)化酶活化，將ATP轉(zhuǎn)化為cAMP，而GTP水解導致G蛋白構(gòu)象恢復，終止了腺苷酸環(huán)化酶的作用。該信號途徑為：激素→識別并與G蛋白偶聯(lián)受體結(jié)合→激活G蛋白→活化腺苷酸環(huán)化酶→胞內(nèi)的cAMP濃度升高→激活PKA→基因調(diào)控蛋白→基因轉(zhuǎn)錄。Gi調(diào)節(jié)模型，Gi對腺苷酸環(huán)化酶的抑制作用通過兩個途徑：一是通過α亞基與腺苷酸環(huán)化酶結(jié)合，直接抑制酶的活性；一是通過β和γ亞基復合物與游離的Gs的α亞基結(jié)合，阻斷Gs的α亞基對腺苷酸酶的活化作用。試論述蛋白磷酸化在信號傳遞中的作用。答案要點：⑴蛋白磷酸化是指由蛋白激酶催化的把ATP或GTP的磷酸基團轉(zhuǎn)移到底物蛋白質(zhì)氨基酸殘基上的過程，其逆轉(zhuǎn)過程是由蛋白磷酸酶催化的，稱為蛋白質(zhì)去磷酸化。⑵蛋白磷酸化通常有兩種方式：一種是在蛋白激酶催化下直接連接上磷酸基團，另一種是被誘導與GTP結(jié)合，這兩種方式都使得信號蛋白結(jié)合上一個或多個磷酸基團，被磷酸化的蛋白有了活性后，通常反過來引起磷酸通路中的下游蛋白磷酸化，當信號消失后，信號蛋白就會去磷酸化。⑶磷酸化通路通常是由兩種主要的蛋白激酶介導的：一種是絲氨酸/蘇氨酸蛋白激酶，另一種是酪氨酸蛋白激酶。⑷蛋白激酶和蛋白磷酸酶通過將一些酶類或蛋白磷酸化與去磷酸化，控制著它們的活性，使細胞對外界信號作出相應的反應。通過蛋白磷酸化，調(diào)節(jié)蛋白的活性，通過蛋白磷酸化，逐級放大信號，引起細胞反應。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”?答案要點: 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(zhì)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:① 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(zhì),即使這些營養(yǎng)物質(zhì)在周圍環(huán)境中或表面的濃度很低。② 能夠?qū)⒓毎麅?nèi)的各種物質(zhì),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(zhì)在細胞外的濃度比細胞內(nèi)的濃度高得多。 ③能夠維持一些無機離子在細胞內(nèi)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(nèi)環(huán)境的穩(wěn)定,以及在各種不同生理條件下細胞內(nèi)環(huán)境的快速調(diào)整, 這對細胞的生命活動來說是非常重要的。第六章參考答案一、名詞解釋細胞質(zhì)基質(zhì)的涵義：真核細胞的細胞質(zhì)中除去細胞器和內(nèi)含物以外的、較為均質(zhì)半透明的液態(tài)膠狀物稱為細胞質(zhì)基質(zhì)或胞質(zhì)溶膠。微粒體：為了研究ER的功能，常需要分離ER膜，用離心分離的方法將組織或細胞勻漿，經(jīng)低速離心去除核及線粒體后，再經(jīng)超速離心，破碎ER的片段又封合為許多小囊泡（直徑約為100nm），這就是微粒體。糙面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)：細胞質(zhì)內(nèi)有一些形狀大小略不相同的小管、小囊連接成網(wǎng)狀，集中在胞質(zhì)中，故稱為內(nèi)質(zhì)網(wǎng)。內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜的外表面附有核糖體顆粒，則為糙面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)，為蛋白質(zhì)合成的部位。核糖體附著的膜系多為扁囊單位成分，普遍存在于分泌蛋白質(zhì)的細胞中，其數(shù)量隨細胞而異，越是分泌旺盛的細胞中越多。內(nèi)膜系統(tǒng)：細胞內(nèi)在結(jié)構(gòu)、功能乃至發(fā)生上相關(guān)的、由膜圍繞的細胞器或細胞結(jié)構(gòu)的統(tǒng)稱，主要包括內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、高爾基體、溶酶體、胞內(nèi)體、分泌泡等。分子伴侶：又稱分子“伴娘”，細胞中，這類蛋白能識別正在合成的多肽或部分折疊的多肽，并與多肽的一定部位相結(jié)合，幫助這些多肽的轉(zhuǎn)移、折疊或組裝，但其本身并不參與最終產(chǎn)物的形成。溶酶體：溶酶體幾乎存在于所有的動物細胞中，是由單層膜圍繞、內(nèi)含多種酸性水解酶類、形態(tài)不一、執(zhí)行不同生理功能的囊泡狀細胞器，主要功能是進行細胞內(nèi)的消化作用，在維持細胞正常代謝活動及防御方面起重要作用。殘余小體：在正常情況下，被吞噬的物質(zhì)在次級溶酶體內(nèi)進行消化作用，消化完成，形成的小分子物質(zhì)可通過膜上的載體蛋白轉(zhuǎn)運至細胞質(zhì)中，供細胞代謝用，不能消化的殘渣仍留在溶酶體內(nèi)，此時的溶酶體稱為殘余小體或三級溶酶體或后溶酶體。殘余小體有些可通過外排作用排出細胞，有些則積累在細胞內(nèi)不被排出，如表皮細胞的老年斑、肝細胞的脂褐質(zhì)。蛋白質(zhì)分選：細胞中絕大多數(shù)蛋白質(zhì)均在細胞質(zhì)基質(zhì)中的核糖體上開始合成，隨后或在細胞質(zhì)基質(zhì)中或轉(zhuǎn)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)運到細胞的特定部位并裝配成結(jié)構(gòu)與功能的復合體，參與細胞的生命活動的過程。又稱定向轉(zhuǎn)運。信號假說：，蛋白合成的位置是由其N端氨基酸序列決定的。他們認為：⑴分泌蛋白在N端含有一信號序列，稱信號肽，由它指導在細胞質(zhì)基質(zhì)開始合成的多肽和核糖體轉(zhuǎn)移到ER膜；⑵多肽邊合成邊通過ER膜上的水通道進入ER腔。這就是“信號假說”。共轉(zhuǎn)移：肽鏈邊合成邊轉(zhuǎn)移至內(nèi)質(zhì)網(wǎng)腔中的方式稱為共轉(zhuǎn)移。1后轉(zhuǎn)移：蛋白質(zhì)在細胞質(zhì)基質(zhì)中合成以后再轉(zhuǎn)移到這些細胞器中，稱為后轉(zhuǎn)移。1信號肽：分泌蛋白的N端序列，指導分泌性蛋白到內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜上合成，在蛋白合成結(jié)束前信號肽被切除。1信號斑：在蛋白質(zhì)折疊起來時其表面的一些原子特異的三維排列構(gòu)成信號斑，構(gòu)成信號斑的氨基酸殘基在線性氨基酸序列中彼此相距較遠，它們一般是保留在已完成的蛋白中，折疊在一起構(gòu)成蛋白質(zhì)分選的信號。五、簡答題信號假說的主要內(nèi)容是什么？答：分泌蛋白在N端含有一信號序列，稱信號肽，由它指導在細胞質(zhì)基質(zhì)開始合成的多肽和核糖體轉(zhuǎn)移到ER膜；多肽邊合成邊通過ER膜上的水通道進入ER腔，在蛋白合成結(jié)束前信號肽被切除。指導分泌性蛋白到糙面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)上合成的決定因素是N端的信號肽，信號識別顆粒（SRP）和內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜上的信號識別顆粒受體（又稱停泊蛋白docking protein， DP）等因子協(xié)助完成這一過程。溶酶體是怎樣發(fā)生的？它有哪些基本功能？答：溶酶體幾乎存在于所有的動物細胞中，是由單層膜圍繞、內(nèi)含多種酸性水解酶類、形態(tài)不一、執(zhí)行不同生理功能的囊泡狀細胞器，主要功能是進行細胞內(nèi)的消化作用，在維持細胞正常代謝活動及防御方面起重要作用。（1）清除無用的生物大分子、衰老的細胞器及衰老損傷和死亡的細胞（自體吞噬）。（2）防御功能（病原體感染刺激單核細胞分化成巨噬細胞而被吞噬、消化）（異體吞噬）（3）其它重要的生理功能 a作為細胞內(nèi)的消化器官為細胞提供營養(yǎng)b分泌腺細胞中，溶酶體攝入分泌顆粒參與分泌過程的調(diào)節(jié)；c參與清除贅生組織或退行性變化的細胞；d受精過程中的精子的頂體作用。簡述細胞質(zhì)基質(zhì)的功能。答案要點：物質(zhì)中間代謝的重要場所；有細胞骨架的功能；蛋白質(zhì)的合成、修飾、降解和折疊。比較N連接糖基化和O連接糖基化的區(qū)別。答案要點：答：N連接與O連接的寡糖比較特 征N連接O連接合成部位合成方式與之結(jié)合的氨基酸殘基最終長度第一個糖殘基糙面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)來自同一個寡糖前體天冬酰胺至少5個糖殘基N乙酰葡萄糖胺糙面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)或高爾基體一個個單糖加上去絲氨酸、蘇氨酸、羥賴氨酸、羥脯氨酸一般14個糖殘基，但ABO血型抗原較長N乙酰半乳糖胺等六、論述題何為蛋白質(zhì)分選？細胞內(nèi)蛋白質(zhì)分選的基本途徑、分選類型是怎樣的？答案要點：蛋白質(zhì)的分選：細胞中絕大多數(shù)蛋白質(zhì)均在細胞質(zhì)基質(zhì)中的核糖體上開始合成，隨后或在細胞質(zhì)基質(zhì)中或轉(zhuǎn)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)運到細胞的特定部位并裝配成結(jié)構(gòu)與功能的復合體，參與細胞的生命活動的過程。又稱定向轉(zhuǎn)運。細胞中蛋白質(zhì)都是在核糖體上合成的，并都是起始于細胞質(zhì)基質(zhì)中?；就緩剑阂粭l是在細胞質(zhì)基質(zhì)中完成多肽鏈的合成，然后轉(zhuǎn)運至膜圍繞的細胞器，如線粒體、葉綠體、過氧化物酶體、細胞核及細胞質(zhì)基質(zhì)的特定部位，有些還可轉(zhuǎn)運至內(nèi)質(zhì)網(wǎng)中；另一條途徑是蛋白質(zhì)合成起始后轉(zhuǎn)移至糙面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)，新生肽邊合成邊轉(zhuǎn)入糙面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)腔中，隨后經(jīng)高爾基體轉(zhuǎn)運至溶酶體、細胞膜或分泌到細胞外，內(nèi)質(zhì)網(wǎng)與高爾基體本身的蛋白成分的分選也是通過這一途徑完成的。蛋白質(zhì)分選的四種基本類型：蛋白質(zhì)的跨膜轉(zhuǎn)運：主要指在細胞質(zhì)基質(zhì)合成的蛋白質(zhì)轉(zhuǎn)運至內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、線粒體、葉綠體和過氧化物酶體等細胞器。膜泡運輸：蛋白質(zhì)通過不同類型的轉(zhuǎn)運小泡從其糙面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)合成部位轉(zhuǎn)運至高爾基體進而分選運至細胞不同的部位。選擇性的門控轉(zhuǎn)運：指在細胞質(zhì)基質(zhì)中合成的蛋白質(zhì)通過核孔復合體選擇性地完成核輸入或從細胞核返回細胞質(zhì)。細胞質(zhì)基質(zhì)中的蛋白質(zhì)的轉(zhuǎn)運。第七章參考答案一、名詞解釋氧化磷酸化：電子從NADH或FADH2經(jīng)呼吸鏈傳遞給氧形成水時，同時伴有ADP磷酸化形成ATP，這一過程稱為氧化磷