细胞生物学自考资料下载
发布日期:2014-05-27 点击次数:2916
内容提要:细胞生物学 课程代码:02085
生物细胞学
一、名词解释
1.细胞生物学:是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,以细胞作为生命活动的基本单位的思维为出发点,探索生命活动规律的学科。
2.细胞表面:细胞表面是指细胞质膜及其相关结构,其主要功能是进行选择性的物质交换与跨膜运输,并有能量转换、识别、运动、黏附以及对外界信号的接收和放大等作用。
3.分辨率:分辨率是指区分开两个质点间的最小距离。
4.光波的干涉现象:当两束光通过光学系统时会发生相互干涉,如果它们的相位相同,干涉的结果是使亮度增强。反之,就会相互抵消变暗。这就是光波的干涉现象。
5.细胞系:原代培养的细胞一般传至10代左右就不易传下去了,细胞生长出现停滞,大部分细胞衰老死亡,但有极少数细胞可能渡过“危机”而传下去。这些存活的细胞一般又可顺利地传40 – 50代次,并且仍保持原来染色体的二倍体数量及接触抑制的行为,这种传代细胞称作细胞系。
6.细胞克隆:用单细胞克隆培养或通过药物筛选的方法从某一细胞系中分离出单个细胞,并由此增殖形成的,具有基本相同的遗传性状的细胞群体称为细胞克隆。
7.细胞融合:两个或多个细胞融合成一个双核或多核细胞的现象成为细胞融合。
8.同核融合细胞:基因型相同的细胞形成的融合细胞称为同核融合细胞。
9.异核融合细胞:基因型不同的细胞形成的融合细胞称为异核融合细胞。
10.融合核细胞:通过细胞杂交形成的单核子细胞称为融合核细胞。
11.脂质体:是根据磷脂分子可在水相中形成稳定的脂双层膜的趋势而制备的人工膜。
12.成帽现象:成斑现象后,细胞表面的标记荧光聚集在细胞的一端,即成帽现象。
13.膜蛋白的不对称性:是指每种膜蛋白分子在脂膜上都具有确定的方向性,都是按一定的方向传递信号和转运物质。
14.膜骨架:指细胞质膜下与膜蛋白相连的由纤维蛋白组成的网架结构,它参与维持细胞质膜的形状并协助质膜完成多种生理功能。
15.血影:当细胞经低渗处理后,质膜破裂,同时释放出血红蛋白和胞内其他可溶性蛋白。这时红细胞仍然保持原来的基本形状和大小,这种结构称为血影。
16.去垢剂:是一端亲水另一端疏水的两性小分子,是分离与研究膜蛋白的常用试剂。
17.协同转运:是一类由Na‘-K’泵与载体蛋白协同作用,靠间接消耗ATP所完成的主动运输方式。
18.水孔蛋白:动植物细胞质膜上转运水分子的特异蛋白,为水分子子的快速跨膜运动提供通道。
19.膜泡运输:真核细胞通过胞吞作用和胞吐作用完成大分子与颗粒性物质的跨膜运输,转运过程中,物质包裹在脂双层膜包被的囊泡中,因此称膜泡运输。
20.电子传递链:在线粒体内膜上存在传递电子的一组酶的复合体,由一系列能可逆地接受和释放电子或H+的化学物质所组成,它们在内膜上相互关联地有序排列成传递链,称为电子传递链或呼吸链,是典型的多酶体系。
21.类囊体:叶绿体内部由内膜发展而来的封闭的扁平膜囊,称为类囊体。
22.类囊体腔:类囊体囊内空间称为类囊体腔。
23.原初反应:是指光合色素分子从被光激发至引起第一个光化学反应为止的过程,包括光能的吸收、传递与转换,即光能被天线色素分子吸收,并传递至反应中心,在反应中心发生最初的光化学反应,使电荷分离从而将光能转换为电能的过程。
24.光合单位:叶绿体中不是所有的叶绿素分子都直接参与光化学反应将光能转换为化学能。大约300个叶绿素分子组成一个功能单位才能进行光子的吸收,该功能单位称为光合单位,它是进行光合作用的最小结构单位。
25.半自主性细胞器:线粒体和叶绿体的生长和增殖是受核基因组及其自身的基因组两套遗传系统控制的,所以称为半自主性细胞器。
细胞质基质:在真核细胞的细胞质中,除去可分辨的细胞器以外的胶状物质,称细胞质基质。
26.信号肽(信号序列):蛋白质中由特定氨基酸组成的连续序列,决定蛋白质在细胞中的最终定位。
27.蛋白质分选:蛋白质各就各位并组装成结构与功能的复合体,参与细胞的各种生命活动。这一过程称蛋白质的定向转运或蛋白质分选。
28.分子伴侣:细胞中的某些蛋白质分子可以识别正在合成的多肽或部分折叠的多肽并与多肽的某些部位相结合,从而帮助这些多肽转运、折叠或组装,这一类分子本身并不参与最终产物的形成,因此称为分子“伴侣”。
29.细胞通讯:指一个细胞发出的信息通过介质传递到另一个细胞并与靶细胞相应的受体相互作用,然后通过细胞信号转导产生胞内一系列生理生化变化,最终表现为细胞整体的生物学效应的过程。
30.受体:是一种能够识别和选择性结合某种配体的大分子,绝大多数已经鉴定的受体都是蛋白质且多为糖蛋白,少数受体是糖脂,有的受体是糖蛋白和糖脂组成的复合物。
31.配体门离子通道:又称离子通道耦联受体,是由多亚基组成的受体/离子通道复合体,本身既有信号结合位点,又是离子通道,其跨膜信号转导无需中间步骤。
32.细胞骨架:用电子显微镜观察经非离子去垢剂处理后的细胞,可以在细胞质内观察到一个复杂的纤维状网架结构体系,这种纤维状网架结构通常被称为细胞骨架。
33.分子马达:指依赖于微管的驱动蛋白、动力蛋白和依赖于微丝的肌球蛋白这三类蛋白质超家族的成员。既能与微管或微丝结合,又能与一些细胞器或膜状小泡特异性地结合,并利用水解ATP所产生的能量有规则地沿微管或微丝等细胞骨架纤维运输所携带的“货物”。
34.微管组织中心:在活细胞内,能够起始微管的成核作用,并使之延伸的细胞结构称为微管组织中心。
35.中间丝:又称中间纤维,最初是在平滑肌细胞内发现的直径为10啪的绳索状结构。因其粗细介于肌细胞的粗肌丝和细肌丝之间,故命名为中间丝。
36.应力纤维:真核细胞中广泛存在的一种较为稳定的纤维束,由大量平行排列的肌动蛋白丝组成。培养的成纤维细胞含有丰富的应力纤维,通过黏合斑附着在胞外基质上。
37.染色质:在间期细胞中构成染色体的DNA组蛋白及其他非组蛋白形成的线状复合体。
38.核定位序列:亲核蛋白一般都含有特殊的氨基酸序列,这些内含的特殊短肽保证了整个蛋白质能够通过核孔复合体被转运到细胞核内。这段具有“定向”、“定位”作用的序列被命名为核定位序列或核定位信号。
39.异染色质:指间期核中,染色质纤维折叠压缩程度高,处于聚缩状态,用碱性染料染色时着色深的那些染色质。
40.核糖体:是一种核糖核蛋白颗粒,是细胞内合成蛋白质、没有膜包被的细胞器,其功能是按照mRNA的信息将氨基酸高效精确地合成蛋白质多肽链。
41.细胞周期调控系统:调节细胞周期运行的蛋白网络系统。
42.中心体:是动物细胞内与微管组装和细胞分裂直接有关的一种细胞器。由于其常常位于间期细,胞的中央,因而被命名为中心体。
43.收缩环:胞质分裂开始时,大量的肌动蛋白和肌球蛋白在中间体处组装成微丝并相互组成微丝束,环绕细胞,称为收缩环。
44.周期蛋白依赖性蛋白激酶:与周期蛋白结合,并将周期蛋白作为其调节亚单位,进而表现出蛋,白激酶活性。因而,它们被统称为周期蛋白依赖性蛋白激酶。
45.个体的衰老:指随着年龄的增加,机体功能呈现退行性变化,并伴随着生殖能力下降和死亡率上升的现象。
46.程序性细胞死亡:不论是单细胞生物还是多细胞生物,其细胞死亡往往受到细胞内某种由遗传机制决定的“死亡程序”控制,称为程序性细胞死亡。
47.细胞分化:细胞分化是由于细胞选择性地表达各自特有的专一性蛋白质,而导致细胞形态、结构与功能的差异。
48.细胞全能性:细胞全能性是指细胞经分裂和分化后仍具有形成浣整有机体的潜能或特性。
49.细胞连接:指在细胞质膜的特化区域,通过膜蛋白、细胞支架蛋白或者胞外基质形成的细胞与细胞之间、细胞与胞外基质问的连接结构。细胞连接是多细胞生物体相邻细胞之间协同作用的重要组织方式。
50.基膜:是一种特异的胞外基质结构,通常位于上皮层的基底面,厚40 -120 nm,将上皮细胞与结缔组织分开。
二、应掌握的知识点
1.细胞核是遗传物质DNA储存的场所,也是遗传信息进行转录的场所。染色质与染色体是遗传物质载体,核仁是转录rRNA以及组装核糖体亚单位的具体场所,核孔复合体是核质之间物质交换与信息交流的结构。
2.染色体存在状态可分为细胞胞间期染色质与分裂期染色体。
3.DNA是遗传密码的分子载体,蛋白质是调节DNA复制与转录活性并参与染色体构建的组件。
4.有丝分裂的实质是核内丝状物的形成及其向两个子细胞的平均分配。
5. 1910年摩尔根(Morgan)证明基因是决定遗传性状的基本单位,而且直线排在染色体上,建立了基因学说。
6.细胞是生命活动的基本簞位.细胞是构成有机体的基本单位。
7.支原体是目前发现的最小最简单的细胞。支原体是以一分为二的方式分裂繁殖。最早发现的支原体为拟胸膜肺炎病原体——PPLO。一个细胞生存与增殖必须具备的结构装置与机能是:细胞质膜、遗传信息载体DNA与RNA、进行蛋白质合成的一定数量的核糖体以及催化主要酶促反应所需要的酶,这些在支原体细胞内已基本具备。
8.青霉素的抑制作用主要是通过抑制壁酸的合成,从而抑制细胞壁的形成。
9.病毒是非细胞形态的生命体,是迄今发现的最小、最简单的有机体,但所有的病毒必须要在活细胞内才能表现出它们的基本生命活动。
10.在一种病毒内两种核酸不能并存,这是病毒的最基本特点之一,也是与细胞的最根本区别之一。
11.光学显微镜主要由3部分组成:
(1)光学放大系统:为两组玻璃透镜:目镜与物镜。
(2)照明系统:光源、折光镜和聚光镜,有时另加各种滤光片以控制光的波长范围。
(3)机械和支架系统:主要是保证光学系统的准确配置和灵活调控。
12.对任何显微镜来说,最重要的性能参数是分辨率,而不是放大倍数。
13.分辨率的高低取决于光源的波长λ,物镜镜口角口角α和介质折射率n。
14.光学显微镜可以直接用于观察单细胞生物体或体外培养细胞。
15.超薄切片技术的主要步骤:固定、包埋、切片、染色。
16.扫描电镜主要是用来观察样品表面的形貌特征。
17.荧光漂白恢复技术基于的原理是:利用高能量激光束的照射使特定区域的荧光发生不可逆的淬灭。
18.电子显微镜的高分辨率主要是因为使用了波长比可见光短得多的电子束作为光源,波长一般小于0. 1nm。
19.密度梯度离心常用的介质有蔗糖、多聚蔗糖和氯化铯等。
20.对细胞内生物大分子进行动态研究和追踪是放射自显影技术独具的特征。
21.放射自显影技术包括两个主要步骤:同位素标记的生物大分子前体的掺入和细胞内同位素所在位置的显示。
22.定量细胞化学分析技术有:流式细胞仪;显微分光光度测定技术。
23.流式细胞仪可定量地测定某一细胞中的DNA、RNA或某一特异的标记蛋白的含量,以及细胞群体中上述成分含量不同的细胞的数量。
24.体外培养的细胞大体可以分为两种基本形态:成纤维样细胞与上皮样细胞。
25.永生细胞系的根本特点是染色体明显改变,一般呈亚二倍体或非整倍体,失去接触抑制,容易传代培养。
26.细胞悬浮培养的最大优点是可获得大量细胞。
27.单克隆抗体技术最主要的优点是可以用不纯的抗原分子制备出针对某一抗原分子上特异抗原决定簇的单克隆抗体。
28.膜脂主要包括磷脂、糖脂和胆固醇3种类型。
29.磷脂构成了膜质的基本成分,磷脂可分为两类:甘油磷脂和鞘磷脂。甘油磷脂包括磷脂酰胆碱(卵磷脂)、磷脂酰丝氨酸、磷脂酰乙醇胺(脑磷脂)和磷脂酰肌醇等。
30.最简单的糖脂是脑苷脂,只有一个葡萄糖或半乳糖残基与神经酰胺连接。
31.膜质分子热运动的方式:沿膜平面的侧向运动、脂分子围绕轴心的自旋运动、脂分子尾部的摆动、双层脂分子之间的翻转运动。
32.去垢剂是一端亲水另一端疏水的两性小分子,分为离子型去垢剂和非离子型去垢剂。如SDS,Trilon X – 100。
33.膜蛋白在脂双层二维溶液中的运动是自发的热运动,不需要细胞代谢产物的参加,也不需要提供能量。
34.红细胞质膜的刚性与韧性主要由质膜蛋白与膜骨架复合体的相互作用来实现。
35.细胞质膜常常与膜下结构相互联系、协同作用,并形成细胞表面的某些特化结构以完成特定的功能。这些特化结构包括膜骨架,鞭毛和纤毛、微绒毛及细胞的变形足等。分别与细胞形态的维持、细胞运动和细胞的物质交换等功能有关。
36.膜骨架网络与细胞质膜之间的连接主要通过锚蛋白。
37.各种生物膜的特征及其生物学功能是由膜蛋白来决定的。
38.物质通过细胞质膜的转运主要有3种途径:被动运输、主动运输和胞吞与胞吐作用。
39.膜转运蛋白可分为两类:一类是载体蛋白,另一类是通道蛋白。
40.载体蛋白与通道蛋白之间的主要不同在于它们以不同的方式辨别溶质,即决定运输某些溶质而不运输另外的溶质。通道蛋白主要根据溶质大小和电荷进行辨别,载体蛋白只容许与载体蛋白上结合部位相适合的溶质分子通过,而且载体蛋白每次转运都发生自身构象的改变、,通道蛋白形成跨膜的离子选择性通道。对离子的选择性依赖于离子通道的直径和形状,以及依赖于通道内衬带电荷氨基酸的分布,所以它所介导的被动运输不需要与溶质分子结合,只有大小和电荷适宜的离子才能通过。
41.多数情况下离子通道呈关闭状态,只有在应答膜电位变化、化学信号或压力刺激后,跨膜的离子通道才能开启。根据启动信号的不同,离子通道又区分为电压门通道、配体门通道和应力启动通道。
42 .ATP驱动泵是ATP酶,直接利用水解ATP提供的能量,实现离子或小分子逆浓度梯度或电化学梯度的跨膜运动。依靠ATP水解供能的ATP驱动泵,其功能是逆浓度转运离子和各种小分子。所有ATP驱动泵都是跨膜蛋白,它们在膜的原生质表面具有一个或多个ATP结合位点。根据泵蛋白的结构和功能特性,ATP驱动泵可分为4类:P-型离子泵,V-型质子泵,F-型质子泵和ABC超家族。前3种只转运离子,后一种主要是转运小分子。
43.所有P-型离子泵都有2个独立的α催化亚基,具有ATP结合位点;绝大多数还具有2个小的β亚基,通常起调节作用。Na+-K+有ATP酶活性,因此又称Na+- K+ ATPase。Na+-K+泵是由2个α亚基和2个β亚基组成的四聚体,β亚基是糖基化的多肽,并不直接参与离子跨膜运动,但帮助在内质网新合成的α亚基进行折叠。Na+依赖的磷酸化和K+依赖的去磷酸化引起的构象变化有序交替发生,每个循环消耗1个ATP分子,泵出3个Na+和泵进2个K+。Na+- K+泵存在于动物细胞的细胞质膜上。
44.所有ABC转运蛋白都共享一种由4个“核心”结构域组成的结构模式:2个跨膜结构域(T),形成运输分子的跨膜通道;2个胞质侧ATP结合域(A)。ABC蛋白的每个T结构域由6个跨膜α螺旋组成,形成跨膜转运通道并决定每个ABC蛋白的底物特异性。
45.线粒体和叶绿体都是高效的产生ATP的精密装置。
46.线粒体是由内外两层彼此平行的单位膜套叠而成的封闭的囊状结构。外膜起界膜作用,内膜向内折叠形成嵴。外膜光滑而有弹性,外膜中蛋白质和脂质约各占50%.外膜含有孔蛋白,外膜通透性很高,使得膜间隙中的环境几乎与细胞质溶胶相似。相对外膜而言,内膜有很高的蛋白质、脂质比(质量比>3:1)。内膜缺乏胆固醇,富含有心磷脂,约占磷脂含量的20%,心磷脂与离子的不可渗透性有关。内膜的这种结构组成,形成了通透屏障。因此,内膜对物质通透性很低,很严格地控制分子和离子通过。
47.外膜的标志酶是单胺氧化酶。
48.内膜的标志酶是细胞色素氧化酶。
49.线粒体中的三羧酸循环,简称TCA循环,是物质氧化的最终共同途径,氧化磷酸化是生物体获得能量的主要途径。
20.动物细胞线粒体内膜中的NADH脱氢酶只能接受来自线粒体质中的NADH上的电子。
51.参与电子传递链的电子载体有5种:黄素蛋白、细胞色素、泛醌、铁硫蛋白和铜原子。它们都具有氧化还原作用。除泛醌外,接受和提供子的氧化还原中心都是与蛋白质相连的辅基。
52.线粒体中主要的黄素蛋白有电子传递链中的NADH脱氢酶和三羧酸循环中的琥珀酸脱氢酶。呼吸链中的电子载体有严格的排列顺序和方向。它们是按照氧化还原电位从低到高排列,NAD/NADH的氧化还原电位值最低,O2/H2 0的最高。呼吸链最终的受体是氧,氧接受电子后与H’结合生成水。根据实验测定的电子载体的氧化还原电位值确定各组分的排列顺序,氧化还原值越低提供电子的能力越强,越容易成为还原剂而处于传递链的前面。
53.根据实验测定的电子载体的氧化还原电位值确定各组分的排列顺序,氧化还原电位值越低,提供电子的能力越强,越越易成为还原剂而处于传递链的前面。呼吸链中的电子载体有严格的排列顺序和方向。它们是按氧化还原电位从低向高排序,序,NAD+/NADH的氧化还原电位:值最低.O2/H2O的最高。呼吸链的最终受体是氧,氧接受电子后与H+结合生成水。
54.线粒体ATP合酶的Fi是水溶性的蛋白复合物,由5种类型的9个亚基组成,其组分为α3β3γεδ。F1的正常功能是催化ATP合成,其水解ATP的功能是在缺乏质子梯度情况下表现出的非正生理功能。F耦联因子Fo是嵌合在内膜的疏水性蛋白复合体,由a,b,c3种亚基按照ab2c10-12的比例组成的一个跨膜质子通道。
55.高等植物的光合作用涉及两个过程:依赖光的反应,或称“光反应”,该反应只有在光照下才发生;碳同化反应或称固碳反应,该反应是在光反应的产物驱动下进行的。光反应包括原初反应和电子传递及光合磷酸化两个步骤。是在类囊体膜上通过叶绿素等光合色素分子吸收、传递光能,并将光能转换为电能,进而转换为活跃的化学能,形成ATP和NADPH,同时也产生O2。原初反应的特点是:历程时间短,只有1019-1012S;光能利用率高;可在低温下进行。
56.线粒体DNA呈双链环状,叶绿绿体的DNA也呈双链环状。线粒体DNA ( miDNA)和叶绿绿体DNA (ctDNA)均可自我复制,其复制也是以半保留方式进行的。M[DNA的的复制时间主要在细胞周期的s期及G2期,DNA先复制,随后线粒体分裂。ctDNA复制的时间在Gl期。mtDNA和ctDNA的复制仍受核的控制.复制所需的DNA聚合酶是由核DNA编码,在细胞质核糖体上合成的。
57.在细胞质中合成的线粒体和叶绿体中的前体蛋白由成熟形式的蛋白质和N端的前导肽共同组成。蛋白质进入线粒体的部位是由其导肽所含的信息决定的。含有导肽的前体蛋白在跨膜运送时,首先被线粒体表面的受体识别,同时还需要位于外膜上的GIP蛋白的参与,它能促进线粒体前体蛋白从内外膜的接触部位通过内膜。跨膜运送的蛋白质在解折叠与重折叠的过程中都需要某些被称为“分子伴侣”的分子参加。水解ATP释放的能量可能用以帮助蛋白质解折叠以及进人线粒体基质后促进输入的蛋白质与分子伴侣复合物物分离。
58.蛋白质的泛素化是该蛋白将被降解的重要标志,泛素化过程分3步进行,由泛素化多酶复合物(包括泛素活化酶、泛素结合酶和泛素连接酶)完成,每次添加一个泛素分子。
59.内质网由封闭的管状或扁平囊状膜系统及其包被的腔形成互相沟通的三维网络结构。内质网是细胞内蛋白质与脂质合成的基地。几乎全部的脂质和多种重要的蛋白质都是在内质网上合成的。内质网分为糙面内质网和光面内质网。糙面内质网多呈扁囊状,排列较整齐。它是内质网与核糖体共同形成的复合机能结构,其主要功能是合成分泌性的蛋白质和多种膜蛋白。光面内质网是脂质合成的重要场所。光面内质网所占比例很小,但在某些细胞中非常发达。肝细胞中的光面内质网也很丰富,它是合成外输性脂蛋白颗粒的基地。肝细胞光面内质网中还含有一些酶类,用以清除脂溶性的废物和代谢产生的有害物质,因而光面内质贡网具有解毒功能。
60.内质网和高尔基体中所有与糖基化及寡糖的加工有关的酶都是整合膜蛋白。
61.溶酶(本是,种异质性的细胞器。根据溶酶体处于完成其生理功能的不同阶段,大致可分为初级溶酶体、次级溶酶体和残余体。次级溶酶体是初级溶酶体与细胞内的自噬泡或异噬泡、胞饮泡或吞噬-泡融合形成的复合体,分别称之为自噬溶酶体和异噬溶酶体,二者都是进行消化作用的溶酶体。
62.溶酶体酶甘露糖残基的磷酸化先后由两种酶催化:一种是N—乙酰葡糖胺磷酸转移酶,另一种是磷酸葡糖苷酶。溶酶体膜上嵌有质子泵,借助ATP水解的能量将H泵入溶酶体内,使溶酶体中的H的浓度比细胞质中高100倍以上,以形成和维持酸性内环境。溶酶体酶是在粗面内质网上合成并经过N—连接的糖基化修饰,然后转至高尔基体,在高尔基体的顺面膜囊中寡糖链上的甘露糖残基被磷酸化形成M6P.在高尔基的反面膜囊和TNG膜上存在M6P的受体,这样溶酶体酶与其他蛋白质区分开来,并得以浓缩,最后以出芽的方式转动到溶酶体中。
63.COPⅡ包被由5种蛋白亚基组成,包括Sec13p,Sec31p,Sec23 p,Sec24p和Sarlp,这些亚基首先在酵母细胞突变体中被鉴定。
64.过氧化物酶体与线粒体体都可以通过分裂进行增殖。
65.细胞间接触依赖性的通讯方式包括细胞—细胞黏着、细胞—基质黏着,这种接触依赖性的通讯在胚胎发育过程中对组织内相邻细胞的分化命运具有决定性影响。
66.根据靶细胞上受体存在的部位,可将受体区分为细胞内受体和细胞表面受体。
67.信号转导系统特性:特异性、放大作用、信号终止或下调特征、细胞对信号的整合作用。
68.细胞内受体超家族的本质是依赖激素激活的基因调控蛋白。
69. NO是一种自由基性质的气体,具脂溶性,可快速扩散透过细胞质膜,到达邻近靶细胞发挥作用。血管内皮细胞和神经细胞是NO的生成细胞,NO的生成需要一氧化氮合酶的催化,以L-精氨酸为底物,以还原型辅酶Ⅱ( NADPH)作为电子供体,等当量地生成NO和L-瓜氨酸。
70.C蛋白是三聚体(汀P结合调节蛋白的简称,位于质膜内胞浆一侧,由Gα,Gβ,Gγ3个亚基组成,Gβ和Gγ亚基以异二聚体存在,Gα和Gβγ亚基分别通过共价结合脂分子锚定于膜上,Gα亚基本身具有GTPase活性,是分子开关的蛋白。
71.在cAMP为第二信使的信号通路中,Gα亚基的首要效应酶是腺苷酸环化酶。
72.磷脂酰肌醇信号通路,其信号转导是通过效应酶磷脂酶C完成的。
73 .PKC有两个功能区,,一个是亲水的催化活性中心,另一个是疏水的膜结合区。以非活性形式分布于细胞溶质中,当细胞之中的钙离子浓度升高时,PKC转位到质膜内表面。
74.细胞通讯的方式:
(1)细胞通过分泌化学信号进行细胞间通讯,这是多细胞生物普遍采用的通讯方式。
(2)细胞间接触依赖性的通讯,指细胞间直接接触,通过与质膜结合的信号分子影响其它细胞。
(3)动物相邻细胞间形成间隙连接以及植物细胞间通过胞问连丝使细胞间相互沟通,通过交换小分子来实现代谢耦联或电耦联。
75.细胞分泌化学信号可长距离或短距离发挥作用,其作用方式分为:
(1)内分泌,由内分泌细胞分泌信号分子到血液中,通过血液循环运送到体内各个部位,作用于靶细胞。
(2)旁分泌,细胞通过分泌局部化学介质到细胞外液中,经过局部扩散:作用于邻近靶细胞。在多细胞生物中调节发育的许多生长因子往往是通过旁分泌起作用的。此外,旁分泌方式对创伤或感染组织刺激细胞增殖以恢复功能也具有重要意义。
(3)自分泌,细胞对自身分泌的物质产生反应。自分泌信号常存在于病理条件下,如肿瘤细胞合成并释放生长因子刺激自身,导致肿瘤细胞的持续增殖。
(4)通过化学突触传递神经信号,当神经元接受刺激后,神经信号以动作电位的形式沿轴突快速传递至神经末梢,电压门控的Ca2 +通道将电信号转换为化学信号。
76.通过胞外信号介导的细胞通讯步骤:
(1)产生信号的细胞合成并释放信号分子。
(2)运送信号分子至靶细胞。
(3)信号分子与靶细胞受体特异性结合并并导致受体激活。
(4)活化受体启动胞内一种或多种信号转导途径。
(5)引发细胞功能、代谢或发育的改变。
(6)信号的解除并导致细胞反应终止。
77.细胞骨架包括微丝,微管和中间丝3种结构组分,它们都是由相应的蛋白亚基组装而成。
78.微丝又称肌动蛋白丝或纤维状肌动蛋白,这种直径为7nm的细胞骨架存在于所有真核细胞中。细胞中的微丝包括:微绒毛中的微丝束;细胞质中的张力纤维;细胞迁移过程中位于细胞前缘的片状伪足和丝状伪足中的微丝束;细胞分裂时的胞质分裂环。
79.体内肌动蛋白的组装在两个水平上受到微丝结合蛋白的调节:(l)可溶性肌动蛋白的存在状态;(2)微丝结合蛋白的种类及其存在状态。
80.应力纤维的结构成分:微丝、含有肌球蛋白Ⅱ、原肌球蛋白、细丝蛋白和α-辅肌动蛋白是真核细胞内广泛存在的微丝束结构。
81.用胰蛋白酶处理肌球蛋白分子,可产生轻酶解肌球蛋白和重酶解肌球蛋白。重酶解肌球蛋白经木瓜蛋白酶处理形成肌球蛋白头部和杆部,肌球蛋白头部即马达结构域能够与徽丝结合并且有ATP酶活性。粗肌丝的成分是肌球蛋白;细肌丝的主要成分是肌动蛋白,辅以原肌球蛋白和肌钙蛋白。细胞内微丝网络的组织形式和功能通常取决于与之结合的微丝结合蛋白,而不是微丝本身。肌球蛋白是依赖于微丝的分子马达,驱动蛋白和动力蛋白是依赖于微管的分子马达。
82.真核细胞中微管的分布状态为(l)分布于间期细胞的中心体和细胞质微管;(2)分裂细胞的纺锤体微管;(3)存在于纤毛和鞭毛内的轴丝微管;(4)存在于神经元突起内部的维管束结构。
83.在结构上,完整的纤毛或鞭毛是细胞质膜所包被的细长突起,内部是由微管构成的轴丝结构。纤毛轴丝的外周是9组二联体微管,中间是2根由中央鞘所包围的单体微管。这种轴丝微管的排列方式被称为“9+2排列”。
84.外围二联体微管由A管和B管组成,其中A管为完全微管,由13个球形亚基环绕而成,B管为不完全微管,仅由10个亚基构成,另3个亚基与A管共用。中央微管均为完全单体微管。
85.细胞核是真核细胞内最大、最重要的细胞器,是细胞遗传与代谢的调控中心,是真核细胞区别于原核细胞最显著的标志之一。
86.研究核孔复合体形态结构的经典方法主要有3种:树脂包埋超薄切片技术、负染色技术与冷冻蚀刻技术。
87.核孔复合体主要有以下4种结构组分:(1)胞质环;(2)核质环;(3)辐;(4)栓。
88.高度重复DNA序列由一些短的DNA序列呈串联重复排列,可进一步分为几种不同类型:(1)卫星DNA;(2)小卫星DNA;(3)微卫星DNA。
89.染色质的基本结构单位——核小体。
90.按功能状态的不同可将染色质分为活性染色质和非活性染色质。
91.活性染色质的标志是:H3的N端第4个赖氨酸的甲基化,第9和14个赖氨酸的乙酰化以及第10个丝氨酸的磷酸化;非活性染色质的标志是:H3的N端第9个赖氨酸甲基化而不是乙酰化。
92.核仁的超显微结构:(l)纤维中心;(2)致密纤维组分;(3)颗粒组分。
93.核糖体是一种不规则的颗粒状结构,没有生物膜包裹,其直径为25 -30 nm.主要成分是RNA与蛋白质。
94.核糖体中最主要的活性部位是肽酰转移酶的催化位点。
95.多肽合成速度提高的倍数与结合在mRNA上的核糖体数目成正比。
96.真核细胞的细胞分裂主要包括两种方式,即有丝分裂和减数分裂。体细胞一般进行有丝分裂;成熟过程中的生殖细胞进行减数分裂,也称为成熟分裂。减数分裂是有丝分裂的特殊形式。
97.细胞同步化可以通过人工诱导而获得,即通过药物诱导,使细胞同步化在细胞周期中某个特定时期。目前应用较广泛的诱导同步化方法主要有两种,即DNA合成阻断法和分裂中期阻断法。目前采用最多的DNA合成抑制剂为TclR和羟基脲。DNA合成阻断法的优点是同步化效率高,几乎适合于所有体外培养的细胞体系。分裂中期阻断法方法的优点是操作简便,、效率高。缺点是这些药物的毒性相对较大。
98.中心粒为一个圆筒状结构,直径约0.25 um,长度不定。圆筒的壁由9组三联体微管构成。三联体微管的主要成分为α、β微管蛋白。
99.1988年,Maller实验室的Lohka等人以非洲爪蟾卵为材料,分离纯化获得了微克级的MPF并证明MPF主要含有p32和p45两种蛋白。P32和p45结合后,表现出蛋白激酶活性,可以使多种蛋白质底物磷酸化。因而证明,MPF是一种蛋白激酶。MPF的另一种主要成分为周期蛋白B。至此,MPF的生化成分便被确定下来,它含有两个亚单位,即cdc2蛋白和周期蛋白。当二者结合后,表现出蛋白激酶活性。Cdc2为其催化亚单位,周期蛋白为其调节亚单位。
100.周期蛋白A和B的降解是通过泛素化途径来实现的。
101.周期蛋白D主要与CDK4和CDK6结合并调节后者的活性,而周期蛋白E则与CDK2结合。
102.动物细胞的死亡方式主要包括3种:凋亡,坏死和自噬。
103.细胞凋亡的检测方法:形态学观测;DNA电泳;TUNEL测定法;彗星电泳法;流式细胞分析。
104.诱导细胞凋亡的因子大致可分为两大类: (l)物理性因子,包括射线,较温和的温度刺激。(2)化学及生物因子,包括活性氧基团和分子,钙离子载体,维生素K3,视黄酸,细胞毒素,DNA和蛋白质合成的抑制剂,正常生理因子的失调以及凋亡因子如肿瘤坏死因子α处理等。
105.Caspase是一组存在于细胞质中具有类似结构的蛋白酶。它们的活性位点均包含半胱氨酸残基,能够特异地切割靶蛋白天冬氨酸残基后的肽键。因此,Caspase全称为天冬氨酸特异性的半胱氨酸蛋白水解酶。
106.细胞色素c从线粒体中释放到细胞质中.与另一个凋亡因子Apaf -1结合,诱导细胞发生凋亡。
107.线粒体释次的一个因子限制性内切核酸酶C能引发Caspase非依赖性的细胞凋亡。
Endo属于Mg2+依赖性的核酸酶家族,定位于线粒体。在线粒体中,它的主要功能是负责线粒体DNA的修复。
108.细胞自噬的特征是细胞中出现大的双层膜包裹的自噬泡,称为自噬小体。
109.能够诱导植物细胞发生程序性死亡的因素有多种,主要包括活性氧和植物激素等。
110.细胞衰老的分子机制:
(1)复制衰老的机制。
(2)胁迫诱导的早熟性衰老。
(3)单细胞生物的衰老。
111.在人的生殖细胞以及能够无限分裂的癌细胞中存在一种酶称之端粒酶。它能够以自身含有的RNA为模板,反转录出母链末端的端粒DNA,从而避免了子链端粒序列的缩短。在正常的体细胞中,端粒酶处于失活状态。将活化的端粒酶导人正常的人成纤维细胞并使其持续表达,结果细胞的端粒不再缩短,而细胞的复制寿命增加了近5倍。研究者继而证明抑制端粒酶的活性能够引发癌细胞的衰老。由此端粒被人们看作是细胞的“分子时钟”,。
112.氧化损伤理论是衰老机制的主要理论之一。该理论认为,衰老现象是由生命活动中代谢产生的活性氧成分造成的损伤积累引起的。
113.多细胞有机体是由各种不同类型的细胞组成的,而这些细胞通常是一个受精卵细胞经增殖分裂和细胞分化衍生而来的后裔。
114.细胞分化的关键在于不同类型细胞中特异性蛋白质的合成,而特异性蛋白质合成的实质在于基选择性表达。
115.干细胞具有自我更新和几乎无限增殖的能力,具有迁移至某些特定组织和排除有毒化学因子的能力。而肿瘤干细胞也具有无限增殖、转移和抗化学毒物损伤的能力。
116.典型的转录因子至少包括两个结构域:一个DNA结合结构域,它结合特异的DNA序列;另一个是激活结构域,它的功能是激活转录。
117.蛋白质与DNA结合的机制,在于蛋白质插入DNA分子的大沟,与某些碱基对以氢键、离子键,或疏水力等相互作用。蛋白质和DNA之间的结合强度,取决于这类非共价键的数量。如果这些非共价键形成较多,蛋白质与DNA之间就可以形成很强的结合,这也决定了蛋白质识别DNA序列的特异性。
118.翻译水平的调控机制一般都是通过细胞质中特异的mRNA和多种蛋白质之间的相互作用来实现的,而调控蛋白质在mRNA上的结合位点,一般位于其非翻译区。
119.铁蛋白是细胞质内储存多余的铁离子的蛋白,从而保护细胞免受游离三价铁离子的毒性影响。细胞内有两种主要的铁调节蛋白:IRPI和IRP2,其中IRPI就是顺乌头酸酶,它的活性依赖于细胞内离铁离子的浓度。
120.体外培养的成纤维细胞通过黏合斑贴附在培养皿基质上,微丝终止于黏合斑处,这种结构有助于维持细胞在运动过程中的张力以及细胞生长的信号传递。
121.胞间连丝形成了物质从一个细胞进入到另一个细胞的通路,所以在植物细胞的物质运输和信号传递中起着非常重要的作用。
122.选择素是跨膜蛋白,其胞外部分具有高度保守的与其他细胞表面特异的寡糖链末端糖基配体相识别的凝集素样结构域。选择素主要参与白细胞与血管内皮细胞之间的识别与黏着,帮助白细胞从血液进入炎症部位。
123.多细胞生物体不仅仅由细胞组成,还包括分布于细胞外空间,由细胞分泌的蛋白质和多糖所构成的网络结构——细胞外基质。细胞外基质在结缔组织中含量最为丰富,占据了结缔组织的大部分空间,主要由成纤维细胞所分泌。
124.弹性蛋白是高度疏水的非糖基化蛋白,约含750个氨基酸残基。它的氨基酸组成富含甘氨酸和脯氨酸,很少含羟脯氨酸,不含羟赖氨酸,没有cly – X –Y序列。
125.弹性蛋白在组成上主要由两种不同类型的区域交替排列而成:(1)疏水区域,赋予分子弹性;(2)富含丙氨酸和赖氨酸α螺旋区域,有助于相邻分子形成交联。
126.弹性蛋白具有两个明显的特征:(l)构象呈无规则卷曲状态;(2)通过Lys残基相互交联成网状结构。
127.植物细胞有两种细胞壁,即初生细胞壁和次生细胞壁。二者是在不同阶段由细胞分泌而成。
三、重点与难点
1.作为生命活动基本单位的所有细胞的共同基本点:
(1)所有细胞都有相似的化学组成。
(2)脂—蛋白体系的生物膜。
(3)DNA – RNA的遗传装置。
(4)蛋白质合成的机器——核糖体。
(5)–分为二的分裂方式。
2.认为病毒是细胞的演化产物的观点,其主要依据与论点如下:
(1)由于病毒的彻底寄生性,所有病毒毫无例外,必须要在细胞内复制与增殖,才能表达其基本生命现象,没有细胞的存在也就没有病毒繁殖,因此,铺毒绝不可能起源在细胞之先,只能先有细胞后有病毒。
(2)已经证明,有些病毒的核酸与哺乳动物细胞DNA某些片段的碱基列十分相似。癌基因的发现及其研究的深入加强了这种观点,因为细胞癌基因与反转录病毒的病毒癌基因具有同源序列,从而普遍认为病毒癌基因起源于细胞癌基因。
(3)病毒可以看做DNA与蛋白质或RNA与蛋白质的复合大分子,与细胞内核蛋白分子有相似之处。
(4)真核生物中,尤其是脊椎动物中普遍存在的第二类反转录转座子的两端含有长末端重复序列,结构与整合于基因组上的反转录病毒十分相似。大家普遍认为,两者有相同的起源。由此推论:病毒可能是细胞在特定条件下“扔出”的一个“病毒基因组”,或者是具有复制与转录能力的mRNA。这些游离的基因组,只有回到它们原来的细胞内环境中才能进行复制与转录。
3.各种模式生物的特征及优势:
(1)病毒和细菌的基因组很小,适于遗传分析。最初关于基因调控的研究就是采用这些生物的。病毒还可以作为外源基因的载体,转染真核细胞以研究基因的功能。
(2)酵母有着真核生物的细胞组织结构,但却是一个非常简单的单细胞生物,生长迅速并且易于遗传操作。
(3)线虫只有少数的细胞,且个体细胞数恒定,在发育过程中每一个细胞的形成都可以被追踪。
(4)果蝇最先被用于染色体特性的研究中,它在揭示胚胎发育的基因调控机制中起重要的作用。其中有很多基因在进化上很保守,与人类的基因有很高的同源性。
(5)斑马鱼在整个发育过程中,身体几乎透明,可用于快速寻找调控发育和组织发生的基因。
(6)小鼠在进化上最接近于人类,并且为无数的人类基因和感染疾病提供了动物模型。
(7)芥菜家族的拟南芥被用于大规模的功能基因组分析,几乎可发现植物中的各种功能基因,故被誉为“植物界的果蝇”。
4.目前对生物膜结构的认识可归纳如下:
(1)具有极性头部和非极性尾部的磷脂分子在水相中具有自发形成封闭的膜系统的性质。磷脂分子以疏水性尾部相对,极性头部朝向水相形成脂双分子层,它是组成生物膜的基本结构成分,尚未发现在生物膜结构中起组织作用的蛋白。
(2)蛋白分子以不同的方式镶嵌在脂双层分子中或结合在其表面,蛋白的类型、蛋白分布的不对称性及其与脂分子的协同作用赋予生物膜各自的特性与功能。
(3)生物膜可看成是在双层脂分子中嵌有蛋白质的二维溶液。然而膜蛋白与膜脂之间,膜蛋白与膜蛋白之间及其与膜两侧其它生物大分子的复杂的相互作用,在不同程度上限制了膜蛋白和膜脂的流动性,同时也形成了赖以完成多种膜功能的脂筏等结构。
5.内在膜蛋白与膜结合的主要方式有:
(1)膜蛋白的跨膜结构域与脂双层分子的疏水核心的相互作用。
(2)跨膜结构域两端携带正电荷的氨基酸残基,如精氨酸、赖氨酸等与磷脂分子带负电的极性头形成离子键,或带负电的氨基酸残基通过Ca2+、Mg+‘等阳离子与带负电的磷脂极性头相互作用。
(3)某些膜蛋白通过自身在细胞质基质一侧的半胱氨酸残基上共价结合的脂肪酸分子,插入到膜双层之间,进一步加强膜蛋白与脂双层的结合力,还有少数蛋白与糖脂共价结合。
6.细胞质膜的主要功能:
(1)为细胞的生命活动提供相对稳定的内环境。
(2)选择性的物质运输,包括代谢底物的输入与代谢产物的排出,其中伴随着能量的传递。
(3)提供细胞识别位点,并完成细胞内外信号跨膜转导。
(4)为多种酶提供结合位点,使酶促反应高效而有序地进行。
(5)介导细胞与细胞、细胞与胞外基质之间的连接。
(6)参与形成具有不同功能的细胞表面特化结构。
(7)膜蛋白的异常与某些遗传病、恶性肿瘤,甚至神经退行性疾病相关,很多膜蛋白可作为疾病治疗的药物靶标。
7.离子通道的分类及运输机制:
(1)电压门通道,带电荷的蛋白结构域会随跨膜电位梯度的改变而发生相应的位移,从而使离子通道开启或关闭。
(2)配体门通道,细胞内外的某些小分子配体与通道蛋白结合继而引起通道蛋白构象改变,从而使离子通道开启或关闭。
(3)应力启动通道,通道蛋白感应应力而改变构象,从而开启通道形成离子流,产生电信号,内耳听觉毛细胞是依赖于这类通道的一个重要例子。
8.Na+-K+泵的运行机制及生物学意义:
在细胞内侧仪亚基与Na+结合促进ATP水解,α亚基上的一个天冬氨酸残基磷酸化引起o亚基构象发生变化,将Na+泵出细胞,同时细胞外的K+与α亚基的另一位点结合,使其去磷酸化,α亚基构象再度发生变化,将K+泵进细胞,完成整个循环。
Na+-K+泵存在于动物细胞的细胞质膜上。一般的动物细胞要消耗1/3的总ATP来维持细胞内低Na+高K+的离子环境,这种特殊的离子环境对维持细胞正常的生命活动,对神经冲动的传播以及对维持细胞的渗透平衡,恒定细胞的体积都是非常必要的。K+和Na+逆浓度与电化学梯度输入和输出的跨膜转运是一种基本的、典型的主动运输方式。
9.线粒体各部分的功能:
外膜:磷脂的合成、脂肪酸链去饱和、脂肪酸链延长。
内膜:电子传递、氧化磷酸化、代谢物质运输。
膜间隙:核苷的磷酸化
基质:三羧酸循环、脂肪酸β氧化、丙酮酸氧化、蛋白质合成、DNA复制、RNA合成。
10.NADH上的电子进入线粒体的两种“穿梭”途径:
(1)苹果酸—天冬氨酸穿梭途径,进入线粒体基质中的电子传递给NAD+生成NADH。这样产生的NADH就可以直接将电子传递到呼吸链。当这对电子传递给O2时,大约生成2.5个ATP分子。
(2)甘油-3 –磷酸穿梭途径,进入线粒体基质中的电子转移给FAD,使其还原成FADH2。该途径与苹果酸—天冬氨酸穿梭途径的不同之处在于,它将NADH的电子从复合物Ⅱ进入呼吸链,而不经过复合物I。这样每传递1对电子仅能生成1. 5个ATP分子。
11.哺乳动物中4种电子传递复合物的功能:
(1)复合物I:即NADH – CoQ还原酶,又称NADH脱氢酶。其作用是催化1对电子从NADH传递给泛醌。每传递1对电子,伴随4个质子从基质转移到膜间隙。因此,复合物I是由电子传递释放能量驱动的一种质子泵。
(2)复合物Ⅱ:即琥珀酸- CoQ还原酶,又称琥珀酸脱氢酶。它是三羧酸循环中唯一一种结合在膜上的酶。它是一个跨膜蛋白复合物,而不是一个外周膜蛋白。其作用是催化从琥珀酸来的1对低能电子经FAD和Fe –S传给辅酶。
(3)复合物Ⅲ:即CoQ –细胞色素c还原酶,又称细胞色素还原酶、细胞色素bc,复合物或简称bc,,由10条多肽链组成。其作用是催化电子从泛醌传给细胞色素。电子和质子穿越复合物Ⅲ的路径是通过被称为Q循环的方式进行的,它使得双电子载体UQ能将电子传递给单电子载体——细胞色素b562. b566.c1和c,每一对电子穿过该复合物到达细胞色素c时有4基质跨膜转移到膜间隙。复合物Ⅲ将电子从UQH2到细胞色素c的传递和H+从基质到膜间隙的单向运动两个过程耦联起来。
(4)复合物Ⅳ:即细胞色素氧化酶,又称细胞色素C氧化酶。该酶共有4个氧化还原中心:细胞色素a和a3及2个铜离子(CuA,CuB),都集中在亚基I和亚基Ⅱ上。其作用是催化电子从细胞色素c传给氧,生成H20。每传递1对电子要从基质中,摄取4个H+,其中2个H+用于水的形成,另2个H+被跨膜转移到膜间隙。复合物Ⅳ既是电子传递体又是递氢体。
12.ATP合成和H+转运耦联的具体过程是按下述方式进行:
(1)F。的α亚基Arg210和c亚基Asp6l产生瞬间的盐桥,使c亚基Asp61从高pKa态变成较低pKa态。此时,H+在跨膜质子驱动力推动下进入Fo,与c亚基表面带负电荷的Asp61结合,致使c亚基构象发生改变,引起c亚基顶部的极性环沿逆时针方向旋转大约330。,同时与γε亚基结合。
(2)a亚基与c亚基解聚,c亚基Asp61重新回到高pKa态,H+从61位的Asp中释放出来,同时c亚基极性环与γε亚基解离。如此往复,当Fo上H+的转运积累到足够的扭力矩时,驱动γε在α3β3中央旋转120。,导致β-ATP亚基释放一个ATP分子。
13.线粒体导肽的结构特征:
(1)含有丰富的带正电荷的碱性氨基酸,,特别是精氨酸,带正电荷的氨基酸残基有助于前导肽进入带负电荷的线粒体或叶绿体的质中。
(2)羟基氨基酸如丝氨酸含量也较高。
(3)几乎不含带负电荷的酸性氨基酸。
(4)可形成既具亲水性又具疏水性的α螺旋结构,这种结构特征有利于穿越线粒体的双层膜。
14.比较N-连接与O-连接的寡糖的不同:
(1)合成部位:N-连接合成部位为糙面内质网和高尔基体,O-连接为高尔基体。
(2)合成方式:N-连接合成来自同一个寡糖前体,O-连接为一个个单糖加上去。
(3)与之结合的氨基酸残基:N-连接为天冬酰胺,O-连接为丝氨酸、苏氨酸、羟赖氨酸、羟脯氨酸。
(4)最终长度:N-连接至少5个糖残基,O-连接一般1-4个糖残基,但ABO血型抗原较长。(5)第—个糖残基:N-连接为N-乙酰葡糖胺,O-连接为N-乙酰半乳糖胺等。
15.过氧化物酶体与溶酶体的区别:
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,因此可作为电镜下识别的主要特征。此外,这两种细胞器在成分、功能及发生方式等方面都有很大的差异。
(1)形态大小:初级溶酶体多呈球形,直径0. 2 -0.5um,无酶晶体;过氧化物酶体为球形,哺乳动物细胞中直径多在0. 15 -0. 25un.内常有酶的晶体。
(2)酶种类:初级溶酶体为酸性水解酶.过氧化物酶体含有氧化酶类。
(3)pH:初级溶酶体为5左右,过氧化物酶体为7左右。
(4)是否需02:初级溶酶体不需要02,过氧化物酶体需要02。
(5)功能:初级溶酶体功能为促进细胞内的消化作用,过氧化物酶体有多种功能。
(6)发生:初级溶酶体在糙面内质网中合成,经高尔基体出芽形成;初级溶酶体主要在细胞质基质中合成,经分裂与组装形成。
(7)识别的标志酶:初级溶酶体识别的标志酶为酸性水解酶等,过氧化物酶体为过氧化氢酶。
16.蛋白质的分选大体可分两条途径:
(1)翻译后转运途径:在细胞质基质游离核糖体上完成多肽链的合成,然后转运至膜围绕的细胞器,如线粒体、叶绿体、过氧化物酶体及细胞核,或者成为细胞质基质的可溶性驻留蛋白和支架蛋白。人们最近在酵母细胞也发现有些蛋白质在细胞质基质游离核糖钵上合成,然后再转运至内质网中。
(2)共翻译转运途径:蛋白质合成在游离核糖体上起始之后由信号肽引导转移至糙面内质网,然后肽边合成边转入糙面内质网中,再经高尔基体加工包装运至溶酶体、细胞质膜或分泌到细胞外,内质网与高尔基体本身的蛋白质分选也是通过这一途径完成的。
17.蛋白质分选的类型与机制:
(1)蛋白质的跨膜转运
主要是指在细胞质基质中合成的蛋白质转运到内质网、线粒体、质体和过氧化物酶体等细胞器,但进入内质网与进入线粒体、叶绿体和过氧化物酶体等细胞器的机制又有所不同。
(2)膜泡运输
蛋白质通过不同类型的转运小泡从糙面内质网合成部位转运至高尔基体,进而分选转运至细胞的不同部位,其中涉及各种不同的运输小泡的定向转运,以及膜泡出芽与融合的过程。
(3)选择性的门控转运
在细胞质基质中合成的蛋白质通过核孔复合体选择性地完成核输入或从细胞核返回细胞质。
(4)细胞质基质中的蛋白质的转运
18.在细胞分泌与胞吞途径中主要的膜泡及运输方式:
主要膜泡有:COPⅡ、COP I、网格蛋白有被小泡。
(1)COPⅡ有被小泡介导顺向运输,即从粗面内质网(RER)到高尔基体顺面网状结构。
(2)COP I有被小泡介导逆向运输,即在高尔基体内膜囊间和从顺面高尔基体膜囊和高尔基体顺面网状结构到RER。
(3)网格蛋白有被小泡从高尔基体反面管网区出芽和从质膜内化而形成,脱去包被后的膜泡与后期胞内体融合。
19.影响微丝组装的特异性药物作用原理:
(1)细胞松弛素是一组真菌的代谢产物,与微丝结合后可以将微丝切断,并结合在徽丝末端阻抑肌动蛋白在该部位的聚合,但对微丝的解聚没有明显影响,因而用细胞松弛素处理细胞可以破坏微丝的网络结构,并阻止细胞的运动。
(2)鬼笔环肽是一种由毒葷产生的双环杆肽,与微丝表面有强亲和力,但不与肌动蛋白单体结合对微丝的解聚有抑制作用,可使肌动蛋白丝保持稳定状态。用荧光标记的鬼笔环肽染色可清晰地显示细胞中微丝的分布。将鬼笔环肽注射到细胞内同样能阻止细胞运动,可见徽丝的功能依赖于肌动蛋白的组装和去组装的动态平衡。
20.片状伪足和丝状伪足的形成过程:
片状伪足和丝状伪足的形成有赖于肌动蛋白的聚聚合,肌动蛋白聚合产生推动细胞运动的力。
(1)细胞受到外来信号的刺激。
(2)位于细胞质膜附近的WASP蛋白将Arp2/3复合物激活。
(3)使Arp2/3复合物成为微丝组装的成核位点,启动微丝的组装。
(4)抑制蛋白可以促进结合ATP的肌动蛋白单体在微丝正极端聚合,使其向细胞质膜一侧延伸。待微丝延伸到一定的程度后,Arp2/3复合物结合到微丝的侧面。
(5)在此启动新的微丝的组装,形成分支。在微丝侧支以分支点为负极,其游离的肌动蛋白不断在正极加入而使侧支向细胞质膜延伸,在侧支上面再形成新的分支,并继续延伸。持续延伸的肌动蛋白网络推动细胞质膜向信号源方向伸出,形成伪足。
21.秋水仙素和紫杉醇对细胞内微管组装和去组装的影响:
(1)用低浓度的秋水仙素处理细胞,可立即破坏细胞内的微管或纺锤体结构。秋水仙素可以与微管蛋白亚基结合,而当结合有秋水仙素的微管蛋白亚基组装到微管末端后,其他的微管蛋白亚基就很难再在该处进行组装,但末端带有秋水仙素的微管对其去组装并没有影响,从而导致细胞内微管系统的解体。
(2)紫杉醇的作用与秋水仙素相反,当紫杉醇与微管结合后可以阻止微管的去组装,增强微管的稳定性,但不影响新的微管蛋白亚基在微管的末端进行组装。结果是微管不停地组装,而不会解聚,其结果同样使细胞周期的运行被终止。由此可见,为行使正常的微管功能,微管处于动态的组装和去组装状态是重要的。
22.纤毛或鞭毛的运动机制:
(1)A管动力蛋白头部与B管的接触促使动力蛋白结合的ATP水解,产物释放,同时造成头部角度的改变。
(2)新的ATP结合使动力蛋白头部与B管脱离。
(3)ATP水解,其释放的能量使头部的角度复原。
(4)带有水解产物的动力蛋白头部与B管上另一位点结合,开始又一次循环,
由于在任意时刻轴丝一侧的动力蛋白发挥活性,而另一侧的动力蛋白则处于失活状态,相邻的两联体之间的动力蛋白向两侧交替的滑动将导致纤毛或鞭毛向不同的方向弯曲。
23.核纤层结构在细胞分裂过程中发生解聚和重新组装:
在细胞分裂前期,核纤层解聚,核膜崩解,核纤层蛋白A以可溶性单体形式弥散在细胞中;而核层蛋白B则与核膜解体后形成的核膜小泡保持结合状态
分裂末期,结合有核纤层蛋白B的核膜小泡在染色质周围聚集,并渐渐融合形成新的核膜,而核纤层蛋白则在核膜的内侧组装成子细胞的核纤层。这一过程有赖于核纤层蛋白与染色质之间的相互作用。
24.核被膜所具有的功能:
一方面,核被膜构成了核、质之间的天然选择性屏障,将细胞分成核与质两大结构与功能区域,使得DNA复制、RNA转录与加工在核内进行,而蛋白质翻译则局限在细胞质中。这样既避免了核质间彼此相互干扰,使细胞的生命活动秩序更加井然,同时还能保护核内的DNA分子免受损伤。
另一方面,核被膜调控细胞核内外的物质交换和信息交流。核被膜并不是完全封闭的,核质之间进行着频繁的物质交换与信息交流。这些物质交换与信息交流主要是通过核被膜上的核孔复合体进行的。
25.核被膜的结构组成及特点:
(1)核被膜由内外两层平行但不连续的单位膜构成。面向核质的一层膜被称作内(层)核膜,而面向胞质的另一层膜称为外(层)核膜。两层膜厚度相同,约为7.5 nm。两层膜之间有20 – 40nm的透明空隙,称为核周间隙或核周池。核周间隙宽度随细胞种类不同而异,并随细胞的功能状态而改变。
(2)核被膜的内外核障各有特点:
①外核膜表面常附有核糖体颗粒,且常常与糙面内质网相连,使核周间隙与内质网腔彼此相通。从这种结构上的联系出发,外核膜可以被看作是糙面内质网的一个特化区域。
②内核膜表面光滑,无核糖体颗粒附着,但紧贴其内表面有一层致密的纤维网络结构,即核纤层。内核膜上有一些特有的蛋白成分,如核纤层蛋白B受体。
③双层核膜互相平行但并不连续,内、外核膜常常在某些部位相互融合形成环状开口,称为核孔。在核孔上镶嵌着一种复杂的结构,叫做核孔复合体。核孔周围的核膜特称为孔膜区,它也有一些特有的蛋白成分。
26.组蛋白的分类及功能:
组蛋白是构成真核生物染色体的基本结构蛋白,富含带正电荷的Arg和Lys等碱性氨基酸,等电点一般在pH 10以上,属碱性蛋白质,可以和酸性的DNA紧密结合,而且一般不要求特殊的核苷酸序列。用聚丙烯酰胺凝胶电泳可以区分5种不同的组蛋白;H1,H2A,H2B,H3和H4。
5种组蛋白在功能上分为两组:(1)核小体组蛋白,包括H2A,H2B,H3和H4。这4种组蛋白有相互作用形成复合体的趋势,它们通过C端的疏水氨基酸互相结合,而N端带正电荷的氨基酸则向四面伸出以便与DNA分子结合,从而帮助DNA卷曲形成核小体的稳定结构。这4种组蛋白没有种属及组织特异性,在进化上十分保守,特别是H3和H4是所有已知蛋白质中最为保守的。 (2) H1组蛋白。其分子较大。球形中心在进化上保守,而N端和C端两个“臂”的氨基酸变异较大,所以Hl在进化上不如核小体组蛋白那么保守。在构成核小体时H1起连接作用,它赋予染色质以极性。H1有一定的种属和组织特异性。
27.非组蛋白的特性:
(1)非组蛋白具有多样性
非组蛋白占染色质蛋白的60%~70%,不同组织细胞中其种类和数量都不相同,代谢周转快。
(2)识别DNA具有特异性
能识别特异的DNA序列,识别信息来源于DNA核苷酸序列本身,识别位位点存在于DNA双螺旋的大沟部分,识别与结合靠氢键和离子键。在不同的基因组之间,这些非组蛋白所识别的DNA序列在进化上是保守的。
(3)具有功能多样性
包括基因表达的调控和染色质高级结构的形成。如帮助DNA分子折叠,以形成不同的结构域;协助启动DNA复制,控制基因转录,凋节基因表达。
28.核小体结构要点:
(1)每个核小体单位包括200 bp左右的DNA超螺旋和一个组蛋白八聚体以及一个分子的组蛋白Hl。
(2)组蛋白八聚体构成核小体的盘状核心颗粒,相对分子质量100 x 103,由4个异二聚体组成,包括两个H2A、H2B和两个H3、H4。
(3)146bp的DNA分子超螺旋盘绕组蛋白八聚体1.75圈。组蛋白H1在核心颗粒外结合额外20bpDNA,锁住核小体DNA的进出端,起稳定核小体的作用。
(4)两个相邻核小体之间以连接DNA相连,典型长度60bp,不同物种变化值为0 – 80hp不等。
(5)组蛋白与DNA之间的相互作用主要是结构性的,基本不依赖于核苷酸的特异序列。
(6)核小体沿DNA的定位受不同因素的影响。
29.DNA组装成染色质的整个过程:
(1)最开始是H3、H4四聚体的结合,由CAF –1介导与新合成的裸露的DNA结合。
(2)然后是两个H2A、H2B,二聚体由NAP -1和NAP -2介导加入。为了形成一个核心颗粒,新合成的组蛋白被特异地修饰。组蛋白H4的Lys5和Lys12两个位点典型地被乙酰化。
(3)核小体最后的成熟需要ATP来创建一个规则的间距以及组蛋白的去乙酰化。ISW和SWI/ SNF家族的蛋白参与此过程的调节。连接组蛋白的结合伴随着核小体的折叠。
(4)6个核小体组成一个螺旋或由其他的组装方式形成一个螺线管结构。
(5)进一步的折叠事件将使染色质在细胞核中最终形成确定的结构。
30.核仁的功能:
(1)rRNA基因的转录。
(2) rRNA前体的加工。
(3)核糖体亚单位的组装。
(4)核仁除上述主要功能之外,另一个功能涉及mRNA的输出与降解。
31.在核糖体中,rRNA的主要功能是:
(1)具有肽酰转移酶的活性。
(2)为tRNA提供(A位点、P位点和E位点)。
(3)为多种蛋白质合成因子提供结合位点。
(4)在蛋白质合成起始时参与同mRNA选择性地结合以及在肽链的延伸中与mRNA结合。此外,核糖体大小亚基的结合、校正阅读、无意义链或框架漂移的校正,以及抗生素的作用等都与rRNA有关。
32.早期胚胎细胞的细胞周期的特点:
卵细胞在成熟过程中已经积累了大量物质基础,基本可以满足早期胚胎发育的物质需要,其细胞体积也显著增加;当受精以后,受精卵便开始迅速卵裂,卵裂球数量增加,但其总体积并不增加,因而,卵裂球体积将越分越小每次卵裂所持续的时间即一个细胞周期所持续的时间,大大短于一个体细周期所持续的时间;早期胚胎细胞的G1期和G2期非常短,以至认为早期胚胎细胞周期仅含有S期和M期,即一次卵裂后,新的卵裂球迅速开始DNA合成,然后立即开始下一轮卵裂。
33.减数分裂的意义:
减数分裂的意义在于,既有效地获得父母双方的遗传物质,保持后代的遗传性,又可以增加更多的变异机会,确保生物的多样性,增强生物适应环境变化的能力。相反,假如在有性生殖过程中没有减数分裂,生殖细胞染色体数不能减半,经过受精,其染色体数必将倍增。细胞体积也会相应增加,生物个体体积也会增长。代代相传,其生命活动将无法适应环境变化,终将受到自然淘汰。因而,减数分裂是生物有性生殖的基础,是生物遗传、生物进化和生物多样性的重要基础保证。
34.CDK激酶在细胞周期转运调控中的作用:
(1)G2/M期转化需要CDK1的关键性调控作用。
(2)CDK1激酶活性丧失,被其磷酸化的蛋白去磷酸化,细胞周期便从n4期向中后期转化。
(3)G1/S期转化与G1周期蛋白依赖性CDK激酶的关系。
(4)DNA复制延搁检验点参与调控S/G2/M期转化。
35.染色体的整列:
近期研究发现,有数种蛋白质与染色体整列直接相关,其中首要的两组蛋白质称为Mad蛋白和Bub蛋白。Mad和Bub可以使动粒敏化,促使微管与动粒接触。免疫荧光染色发现Mad和Bub位于前期和前中期染色体的动粒上。如果染色体被纺锤体微管捕获,Mad和Bub很快会从动粒上消失。一侧的动粒被微管捕捉,一侧的Mad2和Bubl消失,两侧的动粒被微管捕捉,两侧的Mad2和Bubl消失。因Mad2和Bubl与染色体和纺锤体整合有关。进一步研究发现,由于某些染色体不能被微管及时捕捉而滞后,Mar12和Bubl不能从这些染色体的动粒上消失,后期则不能启动,染色体单体不能彼此分离。只有等到这些染色体也被微管捕捉并排列到赤道面上,Mad2和Bubl从动粒上消失,后期才能开始启动,从而认为Mad2和Bubl与动粒的结合为有丝分裂中期向后期转换提供了一种“等待”信号。
36.动物细胞凋亡的过程:
(1)凋亡的起始
这阶段的形态学变化表现为:细胞表面的特化结构如微绒毛消失,细胞间接触消失,但细胞质膜依然完整,未失去选择通透性;细胞质中,线粒体大体完整,但核糖体逐渐与内质网脱离,内质网囊腔膨胀,并逐渐与质膜融合;细胞核内染色质固缩,形成新月形帽状结构,沿着核膜分布。这一阶段数分钟,然后进入第二阶段。
(2)凋亡小体的形成
首先,核染色质断裂为大小不等的片段,与某些细胞器如线粒体等聚集在一起,被反折的细胞质膜所包围,形成凋亡小体。从外观上看,细胞表面发泡,产生了许多泡状或芽状突起,随后逐渐分隔,形成单个的凋亡小体。
(3)凋亡小体逐渐被邻近的细胞或体内吞噬细胞所吞噬,凋亡细胞的残余物质被消化后重新利用。
从细胞凋亡起始到凋亡小体的出现不过数分钟,而整个细胞凋亡过程可能延续4 -9h动物细胞凋亡最重要的特征是整个过程中细胞质膜始终保持完整,细胞内含物不发生细胞外泄漏,因此也不引发机体的炎症反应。由于凋亡是受到严格调控的细胞主动性自杀过程,因此需要ATP提供能量,是一个耗能的过程。
37.细胞凋亡的生理意义:
(1)细胞凋亡对动物个体的正常发育,自稳态的维持,免疫耐受的形成,肿瘤监控等多种生理及病理过程具有重要意义。
(2)细胞凋亡还是一种生理性保护机制,能够清除体内多余、受损或危险的细胞而不对周围的细胞或组织产生损害。
(3)人体细胞凋亡的失调,包括不恰当的激活或抑制会引发多种疾病。
38.紧密连接有两个主要功能:
(1)一是紧密连接阻止可溶性物质从上皮细胞层一侧通过胞外间隙扩散到另一侧,形成渗透屏障,起重要的封闭作用。紧密连接不但在小肠上皮等上皮细胞问存在,而且也存在于血管内皮细胞间,特别是在大脑的血管内皮细胞间更为明显。紧密连接在大脑毛细血管内皮细胞形成血脑屏障,阻止离子或者水分子等通过血管内皮细胞进入大脑,从而保证大脑内环境的稳定性。但血脑屏障的形成也阻止多种药物从血管进入中枢神经系统。
(2)二是形成上皮细胞质膜蛋白与膜脂分子侧向扩散的屏障,从而维持上皮细胞极性。小肠上皮细胞是极性细胞,有面向肠腔的顶面或游离面,以及基底面。游离面质膜与基底面质膜担负不同的功能,游离面含有大量摄取葡萄糖分子的协同转运载体,完成Na+驱动的葡萄糖同向转运;而基底面含有执行被动运输的葡萄糖转运载体,将葡萄糖转运到细胞外液,从而完成葡萄糖的吸收和转运功能。
39.通讯连接的作用:
(1)间隙连接在代谢耦联中的作用:
间隙连接能够允许小分子代谢物和信号分子通过是细胞间代谢耦联的基础。代谢耦联作用在协调细胞群体的生物学功能方面,可能起更重要的作用。此外,在早期胚胎建立血液循环之前,代谢耦联对于保证营养物的分配与共享起着重要作用。
(2)间隙连接在神经冲动信息传递过程中的作用:
神经元之间或神经元与效应细胞之间通过突触完成神经冲动的传导。突触可分为电突触和化学突触两种基本类型。电突触是指细胞间形成间隙连接,电信号可直接通过间隙连接从突触前向突触后传导。化学突触传递信号时,神经冲动传递到轴突末端,引起神经递质小泡释放神经递质,然后神经递质作用于突触后细胞,引起新的神经冲动。这种信号传递涉及将电信号转变为化学信号,再将化学信号转变为电信号的过程。而电突触传递信号时是通过间隙连接直接将电信号从一个细胞传递到另一个细胞
此外,间隙连接在神经元之间的通讯及中枢神经系统的整合过程中也起重要作用,并以此调节和修饰相互独立的神经元群的行为。间隙连接使细胞间形成电耦联,它在协调心肌细胞的收缩,保证心脏正常跳动,协调小肠平滑肌的收缩,控制小肠蠕动等过程中也都起着重要作用。
(3)间隙连接在卵泡和早期胚胎发育过程中的作用
卵泡的正常发育依赖于间隙连接。卵母细胞由一层厚厚的胞外基质所包围,而透明带外则是大量的滤泡细胞。正常情况下,滤泡细胞之间通过连接蛋白43形成间隙连接。同时,滤泡细胞还要伸出凸穿过透明带与卵母细胞形成间隙连接以确保卵泡的正常发育。
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