【文章內容簡介】 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在質膜和內質網(wǎng)膜上有Ca2+泵，能將Ca2+從基質中泵出細胞外或泵進內質網(wǎng)腔中；③某些細胞的質膜有Na+—Ca2+交換泵，能將Na+輸入到細胞內，而將Ca2+從基質中泵出；④某些細胞的線粒體膜也能將鈣離子從基質中轉運到線粒體基質。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、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)生與血管內皮細胞和神經(jīng)細胞相關，血管內皮細胞接受乙酰膽堿，引起細胞內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，與胞質鳥苷酸環(huán)化酶活性中心的Fe2+結合，改變酶的構象，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節(jié)機制，靶細胞上NO的多少直接與NO的合成有關。鈣離子的主要作用途徑有哪幾種？答案要點：主要有：①通過鈣結合蛋白完成作用，如肌鈣蛋白C、鈣調素；②通過鈣調素活化腺苷酸環(huán)化酶及PDE調節(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節(jié)蛋白（Gs），另一種是抑制型調節(jié)蛋白（Gi）。二者結構和功能很相似，均由α、β和γ三個亞基組成，分子質量均為80~100000D，它們的β和γ亞基大小很相似，其α亞基也都有兩個結合位點：一是結合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)的受體是細胞質膜上最多，也是最重要的倍轉導系統(tǒng)，具有兩個重要特點：⑴信號轉導系統(tǒng)由三部分構成：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—受體復合物結合后，通過與G蛋白的偶聯(lián)，在細胞內產(chǎn)生第二信使，從而將胞外信號跨膜傳遞到胞內，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→基因調控蛋白→基因轉錄。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Ca2+濃度升高，進而通過鈣結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+泵的結構及作用機理。答案要點：結構：由兩個亞單位構成：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的結合位點在細胞質面，對K+的結合位點在膜的外表面。機制：在細胞內側，α亞基與Na+相結合促進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合，使其去磷酸化，α亞基構象再度發(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節(jié)模型：Gs調節(jié)模型，當激素信號與Rs結合后，導致Rs構象改變，暴露出與Gs結合的位點，使激素受體復合物與Gs結合，Gs的構象發(fā)生改變從而結合GTP而活化，導致腺苷酸環(huán)化酶活化，將ATP轉化為cAMP，而GTP水解導致G蛋白構象恢復，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)受體結合→激活G蛋白→活化腺苷酸環(huán)化酶→胞內的cAMP濃度升高→激活PKA→基因調控蛋白→基因轉錄。Gi調節(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的磷酸基團轉移到底物蛋白質氨基酸殘基上的過程，其逆轉過程是由蛋白磷酸酶催化的，稱為蛋白質去磷酸化。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結合，這兩種方式都使得信號蛋白結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,即使這些營養(yǎng)物質在周圍環(huán)境中或表面的濃度很低。② 能夠將細胞內的各種物質,如分泌物、代謝廢物以及一些離子排到細胞外,即使這些物質在細胞外的濃度比細胞內的濃度高得多。 ③能夠維持一些無機離子在細胞內恒定和最適的濃度,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環(huán)境的穩(wěn)定,以及在各種不同生理條件下細胞內環(huán)境的快速調整, 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、名詞解釋細胞質基質的涵義：真核細胞的細胞質中除去細胞器和內含物以外的、較為均質半透明的液態(tài)膠狀物稱為細胞質基質或胞質溶膠。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。糙面內質網(wǎng)：細胞質內有一些形狀大小略不相同的小管、小囊連接成網(wǎng)狀，集中在胞質中，故稱為內質網(wǎng)。內質網(wǎng)膜的外表面附有核糖體顆粒，則為糙面內質網(wǎng)，為蛋白質合成的部位。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。內膜系統(tǒng)：細胞內在結構、功能乃至發(fā)生上相關的、由膜圍繞的細胞器或細胞結構的統(tǒng)稱，主要包括內質網(wǎng)、高爾基體、溶酶體、胞內體、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合，幫助這些多肽的轉移、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，被吞噬的物質在次級溶酶體內進行消化作用，消化完成，形成的小分子物質可通過膜上的載體蛋白轉運至細胞質中，供細胞代謝用，不能消化的殘渣仍留在溶酶體內，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不被排出，如表皮細胞的老年斑、肝細胞的脂褐質。蛋白質分選：細胞中絕大多數(shù)蛋白質均在細胞質基質中的核糖體上開始合成，隨后或在細胞質基質中或轉至糙面內質網(wǎng)上繼續(xù)合成，然后，通過不同途徑轉運到細胞的特定部位并裝配成結構與功能的復合體，參與細胞的生命活動的過程。又稱定向轉運。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，由它指導在細胞質基質開始合成的多肽和核糖體轉移到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”。共轉移：肽鏈邊合成邊轉移至內質網(wǎng)腔中的方式稱為共轉移。1后轉移：蛋白質在細胞質基質中合成以后再轉移到這些細胞器中，稱為后轉移。1信號肽：分泌蛋白的N端序列，指導分泌性蛋白到內質網(wǎng)膜上合成，在蛋白合成結束前信號肽被切除。1信號斑：在蛋白質折疊起來時其表面的一些原子特異的三維排列構成信號斑，構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，折疊在一起構成蛋白質分選的信號。五、簡答題信號假說的主要內容是什么？答：分泌蛋白在N端含有一信號序列，稱信號肽，由它指導在細胞質基質開始合成的多肽和核糖體轉移到ER膜；多肽邊合成邊通過ER膜上的水通道進入ER腔，在蛋白合成結束前信號肽被切除。指導分泌性蛋白到糙面內質網(wǎng)上合成的決定因素是N端的信號肽，信號識別顆粒（SRP）和內質網(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。簡述細胞質基質的功能。答案要點：物質中間代謝的重要場所；有細胞骨架的功能；蛋白質的合成、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合的氨基酸殘基最終長度第一個糖殘基糙面內質網(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質網(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、論述題何為蛋白質分選？細胞內蛋白質分選的基本途徑、分選類型是怎樣的？答案要點：蛋白質的分選：細胞中絕大多數(shù)蛋白質均在細胞質基質中的核糖體上開始合成，隨后或在細胞質基質中或轉至糙面內質網(wǎng)上繼續(xù)合成，然后，通過不同途徑轉運到細胞的特定部位并裝配成結構與功能的復合體，參與細胞的生命活動的過程。又稱定向轉運。細胞中蛋白質都是在核糖體上合成的，并都是起始于細胞質基質中?；就緩剑阂粭l是在細胞質基質中完成多肽鏈的合成，然后轉運至膜圍繞的細胞器，如線粒體、葉綠體、過氧化物酶體、細胞核及細胞質基質的特定部位，有些還可轉運至內質網(wǎng)中；另一條途徑是蛋白質合成起始后轉移至糙面內質網(wǎng)，新生肽邊合成邊轉入糙面內質網(wǎng)腔中，隨后經(jīng)高爾基體轉運至溶酶體、細胞膜或分泌到細胞外，內質網(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。蛋白質分選的四種基本類型：蛋白質的跨膜轉運：主要指在細胞質基質合成的蛋白質轉運至內質網(wǎng)、線粒體、葉綠體和過氧化物酶體等細胞器。膜泡運輸：蛋白質通過不同類型的轉運小泡從其糙面內質網(wǎng)合成部位轉運至高爾基體進而分選運至細胞不同的部位。選擇性的門控轉運：指在細胞質基質中合成的蛋白質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。細胞質基質中的蛋白質的轉運。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