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PAGEPAGE31第一章細(xì)胞質(zhì)膜1、被動(dòng)運(yùn)輸是指通過簡單擴(kuò)散或協(xié)助擴(kuò)散實(shí)現(xiàn)物質(zhì)由高濃度向低濃度方向的跨膜轉(zhuǎn)運(yùn)。轉(zhuǎn)運(yùn)的動(dòng)力來自于物質(zhì)的濃度梯度,不需要細(xì)胞代謝提供能量。2、主動(dòng)運(yùn)輸是由載體蛋白所介導(dǎo)的物質(zhì)逆濃度梯度或電化學(xué)梯度由低濃度一側(cè)向高濃度一側(cè)進(jìn)行跨膜轉(zhuǎn)運(yùn)的方式。轉(zhuǎn)運(yùn)的溶質(zhì)分子其自由能變化為正值,因此需要與某種釋放能量的過程相耦連。主動(dòng)運(yùn)輸普遍存在于動(dòng)植物細(xì)胞和微生物細(xì)胞中。3、緊密連接是封閉連接的主要形式,一般存在于上皮細(xì)胞之間。緊密連接有兩個(gè)主要功能:一是緊密連接阻止可溶性物質(zhì)從上皮細(xì)胞層一側(cè)通過胞外間隙擴(kuò)散到另一側(cè),形成滲透屏障,起重要封閉作用,二是形成上皮細(xì)胞質(zhì)膜蛋白與質(zhì)膜分子側(cè)向擴(kuò)散的屏障,從而維持上皮細(xì)胞的極性。4、通訊連接一種特殊的\t":///_blank"細(xì)胞連接方式,位于特化的具有細(xì)胞間通訊作用的細(xì)胞。介導(dǎo)相鄰細(xì)胞間的物質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)、化學(xué)或電信號(hào)的傳遞,主要包括間隙連接、神經(jīng)元間的化學(xué)突觸和植物細(xì)胞間的胞間連絲。動(dòng)物與植物的通訊連接方式是不同的,動(dòng)物細(xì)胞的通訊連接為\t":///_blank"間隙連接,而植物細(xì)胞的通訊連接則是\t":///_blank"胞間連絲5、橋粒是一種常見的\t":///_blank"細(xì)胞連接結(jié)構(gòu),位于\t":///_blank"中間連接的深部。一個(gè)細(xì)胞質(zhì)內(nèi)的中間絲和另一個(gè)細(xì)胞內(nèi)的中間絲通過橋粒相互作用,從而將相鄰細(xì)胞形成一個(gè)整體,在橋粒處內(nèi)側(cè)的細(xì)胞質(zhì)呈板樣結(jié)構(gòu),匯集很多\t":///_blank"微絲,這種結(jié)構(gòu)和加強(qiáng)橋粒的堅(jiān)韌性有關(guān)。物質(zhì)跨膜運(yùn)輸?shù)姆绞胶吞攸c(diǎn)Ⅰ、被動(dòng)運(yùn)輸是指物質(zhì)由高濃度向低濃度方向的跨膜轉(zhuǎn)運(yùn)。轉(zhuǎn)運(yùn)的動(dòng)力來自于物質(zhì)的濃度梯度,不需要細(xì)胞代謝提供能量。主要分為兩種類型:(1)簡單擴(kuò)散:①沿\t":///_blank"濃度梯度(或\t":///_blank"電化學(xué)梯度)擴(kuò)散;②不需要提供能量;③沒有\(zhòng)t":///_blank"膜蛋白的協(xié)助。屬于這種運(yùn)輸方式的物質(zhì)有水分子、氣體分子、脂溶性的小分子物質(zhì)等。(2)協(xié)助擴(kuò)散:①比\t":///_blank"自由擴(kuò)散轉(zhuǎn)運(yùn)\t":///_blank"速率高;②存在最大轉(zhuǎn)運(yùn)速率;在一定限度內(nèi)運(yùn)輸速率同物質(zhì)濃度成正比。如超過一定限度,濃度不再增加,運(yùn)輸也不再增加。因膜上\t":///_blank"載體蛋白的結(jié)合位點(diǎn)已達(dá)飽和;③有特異性,即與特定\t":///_blank"溶質(zhì)結(jié)合。這類特殊的載體蛋白主要有\(zhòng)t":///_blank"離子載體和\t":///_blank"通道蛋白兩種類型。④不需要提供能量。屬于這種運(yùn)輸方式的物質(zhì)有某些離子和一些較大的分子如葡萄糖等物質(zhì)Ⅱ、主動(dòng)運(yùn)輸物質(zhì)從濃度梯度從低濃度的一側(cè)向高濃度的一側(cè)方向跨膜運(yùn)輸?shù)倪^程。此過程中需要消耗細(xì)胞生產(chǎn)的能量,也需要膜上載體協(xié)助。屬于這種運(yùn)輸方式的物質(zhì)有離子和一些較大的分子如葡萄糖、氨基酸等物質(zhì)。主動(dòng)運(yùn)輸根據(jù)其過程所需的能量來源不同,可將其歸納為三種主要類型:(1)ATP驅(qū)動(dòng)泵:ATP酶直接利用水解ATP提供的能量,實(shí)現(xiàn)離子或小分子逆濃度梯度或電化學(xué)梯度的跨膜運(yùn)動(dòng)。(2)耦連轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白:是介導(dǎo)各種離子和分子的跨膜運(yùn)動(dòng)。這類轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白包括2種基本類型:同向轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白和反向轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白。這兩類轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白使一種離子或分子逆濃度梯度的運(yùn)動(dòng)與一種或多種不同離子順濃度梯度的運(yùn)動(dòng)耦連起來。(3)光驅(qū)動(dòng)泵:主要在細(xì)菌細(xì)胞中發(fā)現(xiàn),對(duì)溶質(zhì)的主動(dòng)運(yùn)輸與光能的輸入相耦連,如菌紫紅質(zhì)利用光能驅(qū)動(dòng)氫離子的轉(zhuǎn)運(yùn)。Ⅲ、膜泡運(yùn)輸物質(zhì)進(jìn)出細(xì)胞不需穿透細(xì)胞膜,而是借助各種膜泡來達(dá)到運(yùn)輸?shù)哪康?。運(yùn)輸過程中涉及膜的融合,不需要膜上載體協(xié)助,但需要消耗細(xì)胞生產(chǎn)的能量,是一種物質(zhì)的批量運(yùn)輸方式,又包括胞吞作用和胞吐作用。(1)胞吞作用大分子物質(zhì)通過與膜上特異性受體結(jié)合而附著于膜上,這部分細(xì)胞膜內(nèi)陷形成有被小窩,將附著物包在里面,然后分離下來形成小囊泡進(jìn)入細(xì)胞內(nèi)部,之后一般與溶酶體相融合,以此達(dá)到運(yùn)輸?shù)哪康?。此過程中物質(zhì)不需穿透細(xì)胞膜,不需要膜上載體協(xié)助,但需要受體的幫助,也需要消耗細(xì)胞生產(chǎn)的能量,其方向是從細(xì)胞外到細(xì)胞內(nèi)。白細(xì)胞吞噬細(xì)菌就屬于這種方式。(2)胞吐作用細(xì)胞內(nèi)合成的某些大分子物質(zhì)先包裹在小囊泡中,然后轉(zhuǎn)移到細(xì)胞膜處并與之融合,最后囊泡中的物質(zhì)排出細(xì)胞外,組成囊泡的膜成為細(xì)胞膜的一部分。此過程中物質(zhì)也不需穿透細(xì)胞膜,不需要膜上載體協(xié)助,但需要特定信號(hào)的調(diào)節(jié),也需要消耗細(xì)胞生產(chǎn)的能量,其方向則是從細(xì)胞內(nèi)到細(xì)胞外。分泌蛋白的分泌就屬于這一方式。第二章內(nèi)膜系統(tǒng)1、分子伴侶一類在序列上沒有相關(guān)性但有共同功能的蛋白質(zhì),它們在細(xì)胞內(nèi)幫助其他含\t":///_blank"多肽的結(jié)構(gòu)完成正確的組裝,而且在組裝完畢后與之分離,不構(gòu)成這些\t":///_blank"蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)執(zhí)行功能的組份。\t":///_blank"熱休克蛋白就是一大類分子伴侶。2、泛素泛素(ubiquitin)是一種存在于所有真核生物(大部分真核細(xì)胞)中的小蛋白,由76個(gè)氨基酸殘基組成,它的主要功能是在蛋白質(zhì)降解過程中,多個(gè)泛素分子共價(jià)結(jié)合到含有不穩(wěn)定氨基酸殘基的蛋白質(zhì)的N端,使其被26S蛋白酶體完全水解。3、糙面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)糙面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)(roughendoplasmicreticulum,RER)是多呈排列極為整齊的扁平膜囊狀的核糖體和內(nèi)質(zhì)網(wǎng)共同構(gòu)成的復(fù)合機(jī)能結(jié)構(gòu),與細(xì)胞核的外層膜相連通。糙面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的功能是合成分泌性的蛋白質(zhì)和多種膜蛋白,并把它從細(xì)胞輸送出去或在細(xì)胞內(nèi)轉(zhuǎn)運(yùn)到其他部位。凡蛋白質(zhì)合成旺盛的細(xì)胞,糙面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)便發(fā)達(dá)。4、光面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)光面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)(smoothendoplasmicreticulum,SER)為表面不帶有核糖體的內(nèi)質(zhì)網(wǎng),為分支管狀結(jié)構(gòu),是細(xì)胞內(nèi)脂類物質(zhì)進(jìn)行合成的場所,廣泛存在于各種類型的細(xì)胞中,包括合成膽固醇的內(nèi)分泌腺細(xì)胞、肌細(xì)胞、腎細(xì)胞等。5、溶酶體溶酶體(lysosomes)真核細(xì)胞中的一種細(xì)胞器;為單層膜包被的囊狀結(jié)構(gòu),內(nèi)含多種酸性水解酶,其主要功能的進(jìn)行細(xì)胞內(nèi)的消化作用。溶酶體在維持細(xì)胞正常代謝活動(dòng)以及防御等方面起著重要作用。什么是蛋白質(zhì)的分選,蛋白質(zhì)的分選途徑有哪些?依靠蛋白質(zhì)自身信號(hào)序列,從蛋白質(zhì)起始合成部位轉(zhuǎn)運(yùn)到其功能發(fā)揮部位的過程稱為蛋白質(zhì)的分選。蛋白質(zhì)分選不僅保證了蛋白質(zhì)的正確定位,也保證了蛋白質(zhì)的生物學(xué)活性。蛋白質(zhì)分選途徑大體可分為兩種:(1)翻譯后轉(zhuǎn)運(yùn)途徑:在細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)游離核糖體上完成多肽鏈的合成,然后轉(zhuǎn)運(yùn)至膜周圍的細(xì)胞器,如線粒體、葉綠體、過氧化物酶體及細(xì)胞核,或者成為細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)的可溶性駐留蛋白和支架蛋白(2)共翻譯轉(zhuǎn)運(yùn)途徑:蛋白質(zhì)合成在游離核糖體上起始后由信號(hào)肽引導(dǎo)移至糙面內(nèi)質(zhì)網(wǎng),然后新生肽邊合成邊轉(zhuǎn)入糙面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)中,在經(jīng)高爾基體加工包裝運(yùn)輸?shù)饺苊阁w、細(xì)胞質(zhì)膜或分泌到細(xì)胞外,內(nèi)質(zhì)網(wǎng)與高爾基體本身的蛋白質(zhì)分選也是通過這一途徑完成的。從蛋白質(zhì)分選的轉(zhuǎn)運(yùn)方式或機(jī)制來看,可將蛋白質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)分為4類:(1)、蛋白質(zhì)的跨膜轉(zhuǎn)運(yùn):主要指在細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)合成的蛋白質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)至內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、線粒體、葉綠體和過氧化物酶體等細(xì)胞器。(2)、膜泡運(yùn)輸:蛋白質(zhì)通過不同類型的轉(zhuǎn)運(yùn)小泡從其糙面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)合成部位轉(zhuǎn)運(yùn)至高爾基體進(jìn)而分選運(yùn)至細(xì)胞不同的部位。(3)、選擇性的門控轉(zhuǎn)運(yùn):指在細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中合成的蛋白質(zhì)通過核孔復(fù)合體選擇性地完成核輸入或從細(xì)胞核返回細(xì)胞質(zhì)。(4)、細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中的蛋白質(zhì)的轉(zhuǎn)運(yùn):上述幾種分選類型也涉及蛋白質(zhì)在細(xì)胞基質(zhì)中的轉(zhuǎn)運(yùn),這一過程顯然與細(xì)胞骨架系統(tǒng)密切相關(guān),但由于細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)的結(jié)構(gòu)并不清楚,因此對(duì)其中的蛋白質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)特別是伴隨信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑中的蛋白質(zhì)分子的轉(zhuǎn)運(yùn)方式了解很少。簡述溶酶體的功能以及溶酶體酶的形成溶酶體的功能:(1)調(diào)節(jié)代謝:在細(xì)胞分化過程中,某些衰老的細(xì)胞器和無用的生物大分子等陷入溶酶體內(nèi)并被消化掉,這是機(jī)體自身更新組織的需要。(2)異吞噬作用:與食物泡融合,將細(xì)胞吞噬進(jìn)的食物或致病菌等大顆粒物質(zhì)消化成生物大分子,對(duì)高等動(dòng)物而言細(xì)胞的營養(yǎng)物質(zhì)主要來源于血液中的大分子物質(zhì),而一些大分子物質(zhì)通過內(nèi)吞作用進(jìn)入細(xì)胞,如內(nèi)吞低密脂蛋白獲得膽固醇,它們與初級(jí)溶酶體相融合后成為次級(jí)溶酶體。次級(jí)溶酶體內(nèi)的各種大分子在水解酶的作用下,被分解為小分子物質(zhì),小分子通過溶酶體膜上的載體蛋白轉(zhuǎn)運(yùn)到細(xì)胞質(zhì)中,供細(xì)胞代謝使用。防御作用:如吞噬細(xì)胞可吞入病原體,在溶酶體中將病原體殺死和降解。(3)自溶作用:形態(tài)建成,清除死亡細(xì)胞。個(gè)體發(fā)生過程中往往涉及組織或器官的改造或重建,如昆蟲和蛙類的變態(tài)發(fā)育等等。這一過程是在基因控制下實(shí)現(xiàn)的,稱為程序性細(xì)胞死亡,注定要消除的細(xì)胞以出芽的形式形成凋亡小體,被巨噬細(xì)胞吞噬并消化。(4)其他重要生理功能:參與分泌過程的調(diào)節(jié),如將甲狀腺球蛋白降解成有活性的甲狀腺素。形成精子的頂體:頂體相當(dāng)于一個(gè)化學(xué)鉆,可溶穿卵子的皮層,使精子進(jìn)入卵子。所有白細(xì)胞均含有溶酶體性質(zhì)的顆粒,能消滅入侵的微生物。溶酶體在病理過程中也有重要意義。由于肺巨噬細(xì)胞吞噬吸入的硅或石棉粉塵,引起溶酶體破裂和水解酶的釋放,刺激結(jié)締組織纖維的增加,導(dǎo)致硅肺的發(fā)生。組織缺氧(如心肌梗死)也可造成溶酶體的急性釋放,使血液中有關(guān)酶的濃度迅速增高。溶酶體酶的形成:內(nèi)質(zhì)網(wǎng)上核糖體合成溶酶體蛋白→進(jìn)入內(nèi)質(zhì)網(wǎng)腔進(jìn)行N-連接的糖基化修飾,溶酶體酶蛋白先帶上3個(gè)葡萄糖、9個(gè)甘露糖和2個(gè)N-乙酰葡萄糖胺,后切除三分子葡萄糖和一分子甘露糖→轉(zhuǎn)移至高爾基體→在高爾基體的順面膜囊中寡糖鏈上的甘露糖殘基被磷酸化形成M6P,在高爾基體的反面囊膜和TGN膜上存在M6P受體→以出芽的方式轉(zhuǎn)運(yùn)到溶酶體中。第三章葉綠體與線粒體1、原初反應(yīng)是指從光合色素分子被光激發(fā),到引起第一個(gè)光化學(xué)反應(yīng)為止的過程,它包括光能的吸收、傳遞與轉(zhuǎn)換,即光能被天線色素分子吸收,并傳遞至反應(yīng)中心,在反應(yīng)中心發(fā)生最初的光化學(xué)反應(yīng),使電荷從而將光能轉(zhuǎn)換為電能的過程。原初反應(yīng)與生化反應(yīng)相比,其速度非???,只有10-19-10-12s,由于速度快,散失的能量少,所以其光能利用率高。2、光反應(yīng)光反應(yīng)只發(fā)生在光照下,是由光引起的反應(yīng)。光反應(yīng)發(fā)生在\t":///_blank"葉綠體的\t":///_blank"基粒片層(光合膜)。光反應(yīng)從\t":///_blank"光合色素吸收光能激發(fā)開始,經(jīng)過水的光解,\t":///_blank"電子傳遞,最后是\t":///_blank"光能轉(zhuǎn)化成化學(xué)能,以\t":///_blank"ATP和\t":///_blank"NADPH的形式貯存。3、化學(xué)滲透學(xué)說電子在呼吸鏈中傳遞,通過線粒體內(nèi)膜上電子傳遞體,使質(zhì)子(H+)由膜內(nèi)側(cè)向外側(cè)定向轉(zhuǎn)移,由于H+自由的回到內(nèi)側(cè),故形成跨膜的質(zhì)子梯度(質(zhì)子動(dòng)力勢),這種質(zhì)子動(dòng)力勢中蘊(yùn)藏的能量驅(qū)動(dòng)ADP與Pi形成ATP。4、碳同化是指植物利用\t":///view/_blank"光反應(yīng)中形成的\t":///view/_blank"同化力(ATP和NADPH),將CO2轉(zhuǎn)化為碳水化合物的過程。二氧化碳同化是在\t":///view/_blank"葉綠體的基質(zhì)中進(jìn)行的,有許多種酶參與反應(yīng)。高等植物的碳同化途徑有三條,即C3途徑、C4途徑和CAM(\t":///view/_blank"景天酸代謝)途徑。5、光合磷酸化由光照所引起的電子傳遞與磷酸化作用相耦聯(lián)而生成ATP的過程,光合作用通過光合磷酸化在光下把Pi和ADP轉(zhuǎn)為ATP,用于CO2而將能量儲(chǔ)存在有機(jī)物中。光合磷酸化按照電子傳遞的方式可將光合磷酸化分為非循環(huán)和循環(huán)兩種類型。光合磷酸化中ATP合成的機(jī)制在光合作用的光反應(yīng)中,兩個(gè)光系統(tǒng)的聯(lián)合作用將水裂解釋放的電子傳遞到NADP+,以NADPH的形式暫時(shí)儲(chǔ)存了所吸收的光能中的一部分;另一部分光能以電化學(xué)勢(質(zhì)子梯度)的形式儲(chǔ)存起來,用來提供合成ATP的驅(qū)動(dòng)力。它和線粒體中發(fā)生的氧化磷酸化過程一樣,能夠?qū)㈦娮觽鬟f所釋放的能量轉(zhuǎn)換成ATP中的化學(xué)能,ATP合酶使電子傳遞過程中所形成的質(zhì)子梯度與磷酸化過程耦聯(lián)在一起。隨著電子從H2O轉(zhuǎn)移到NADP+,大約每4個(gè)電子的轉(zhuǎn)移(即1分子O2的形成),在類囊體腔中,約增加了12個(gè)H+,其中4個(gè)H+是由放氧復(fù)合體直接提供的;8個(gè)H+是由細(xì)胞色素b6f復(fù)合體從基質(zhì)中轉(zhuǎn)運(yùn)的。在ATP合成的高峰期測得的結(jié)果是,類囊體膜兩側(cè)的質(zhì)子濃度相差1000倍,相當(dāng)于3個(gè)單位的△pH。這是可用于ATP合成的強(qiáng)大驅(qū)動(dòng)力。在電子傳遞過程中,H+從基質(zhì)轉(zhuǎn)移到類囊體腔的同時(shí),電荷由其他離子向基質(zhì)轉(zhuǎn)移而得到補(bǔ)償,以致不會(huì)產(chǎn)生明顯的膜電位,所以,葉綠體中的質(zhì)子驅(qū)動(dòng)力主要來自于△pH。為何說線粒體和葉綠體是半自主性細(xì)胞器?線粒體和葉綠體均有自己的一套遺傳體系,有自己的蛋白質(zhì)合成系統(tǒng),線粒體和葉綠體中有DNA和RNA、核糖體、氨基酸活化酶等;這兩種細(xì)胞器均有自我繁殖所必需的基本組分,具有獨(dú)立進(jìn)行轉(zhuǎn)錄和轉(zhuǎn)譯的功能。迄今為止,已知線粒體基因組僅能編碼約20種線粒體膜和基質(zhì)蛋白并在線粒體核糖體上合成;線粒體和葉綠體的絕大多數(shù)蛋白質(zhì)是由核基因編碼,在細(xì)胞質(zhì)核糖體上合成,然后轉(zhuǎn)移至線粒體或葉綠體內(nèi)。這些蛋白質(zhì)與線粒體或葉綠體DNA編碼的蛋白質(zhì)協(xié)同作用,可以說,細(xì)胞核與發(fā)育成熟的線粒體和葉綠體之間存在著密切的、精確的、嚴(yán)格調(diào)控的生物學(xué)機(jī)制。在二者協(xié)同作用的關(guān)系中,細(xì)胞核的功能更重要,一方面它提供了絕大部分遺傳信息;另一方面它具有關(guān)鍵的控制功能。也就是說,線粒體和葉綠體的自主程度是有限的,而對(duì)核遺傳系統(tǒng)有很大的依賴性。因此,線粒體和葉綠體的生長和增殖是受核基因組及其自身的基因組兩套遺傳系統(tǒng)的控制,所以稱為半自主性細(xì)胞器。第四章細(xì)胞核1、核小體核小體是由DNA和組蛋白形成的染色質(zhì)基本結(jié)構(gòu)單位,包括200bp左右DNA、一個(gè)組蛋白八聚體和一分子組蛋白H1。核小體的形狀類似一個(gè)扁平的碟子或一個(gè)圓柱體。\t":///_blank"染色質(zhì)就是由一連串的核小體所組成。2、核被膜\t":///view/_blank"核被膜是真核\t":///view/_blank"生物的細(xì)胞核的最外層結(jié)構(gòu),是細(xì)胞核與細(xì)胞質(zhì)之間的界膜。由兩層平行但不連續(xù)的單位膜所組成,面向核質(zhì)的一層膜稱為內(nèi)核膜,面向胞質(zhì)的另一層膜稱為外膜,兩層膜之間有20-40nm的透明間隙,稱為核周間隙或核周池。核被膜上的核孔復(fù)合體貫穿內(nèi)外核膜,是核質(zhì)物質(zhì)交換的通道。3、核孔復(fù)合體是\t":///view/_blank"核被膜上溝通核質(zhì)和細(xì)胞質(zhì)的復(fù)雜隧道結(jié)構(gòu),由多種核孔蛋白構(gòu)成,隧道的內(nèi)、外口和中央有由\t":///view/_blank"核糖\t":///view/_blank"核蛋白組成的顆粒,對(duì)進(jìn)出核的物質(zhì)有控制作用。其主要有四種結(jié)構(gòu)組分:胞質(zhì)環(huán),位于核孔邊緣的胞質(zhì)面一側(cè),又稱外環(huán);核質(zhì)環(huán),位于核孔邊緣的核質(zhì)面一側(cè),又稱內(nèi)環(huán);輻,由核孔邊緣伸向中心,呈輻射狀八重對(duì)的纖維;栓,又稱中央栓。位于核孔中心,呈顆粒狀或棒狀。核孔復(fù)合體的功能是核質(zhì)交換的雙向選擇性親水通道,是一種特殊的跨膜運(yùn)輸?shù)牡鞍踪|(zhì)復(fù)合體。他具有雙功能和雙向性。雙功能表現(xiàn)在兩種運(yùn)輸方式:被動(dòng)擴(kuò)散與主動(dòng)運(yùn)輸。雙向性表現(xiàn)在既介導(dǎo)蛋白質(zhì)的入核運(yùn)輸,又介導(dǎo)RNARNP等的出核運(yùn)輸。4、染色質(zhì)和染色體染色質(zhì)是\t":///view/_blank"遺傳物質(zhì)的載體。染色質(zhì)是指間期細(xì)胞核內(nèi)由DNA、\t":///view/_blank"組蛋白、\t":///view/_blank"非組蛋白及少量\t":///view/_blank"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。染色體是指細(xì)胞在\t":///view/_blank"有絲分裂或\t":///view/_blank"減數(shù)分裂的特定階段,由染色質(zhì)聚縮而成的棒狀結(jié)構(gòu)。實(shí)際上,二者之間的區(qū)別主要并不在于化學(xué)組成上的差異,而在于包裝程度不同,反映了它們在細(xì)胞周期不同的功能階段中所處的不同的結(jié)構(gòu)狀態(tài)。在\t":///view/_blank"真核細(xì)胞的\t":///view/_blank"細(xì)胞周期中,大部分時(shí)間是以染色質(zhì)的形態(tài)而存在的。5、組蛋白組蛋白是構(gòu)成真核生物體細(xì)胞染色體的基本結(jié)構(gòu)蛋白,與DNA結(jié)合但沒有序列特異性,是一類\t":///view/_blank"小分子堿性蛋白質(zhì)。主要分成5類:H1、H2A、H2B、H3、H4,它們富含帶\t":///view/_blank"正電荷的堿性氨基酸,能夠同DNA中帶負(fù)電荷的磷酸基團(tuán)相互作用。第五章細(xì)胞骨架1、微絲微絲是由\t":///view/_blank"肌動(dòng)蛋白分子螺旋狀聚合成的纖絲,又稱\t":///view/_blank"肌動(dòng)蛋白絲,與微管和中間纖維共同組成\t":///view/_blank"細(xì)胞骨架,是一種所有\(zhòng)t":///view/_blank"真核細(xì)胞中均存在的分子量大約42kDa的蛋白質(zhì),也是一種高度保守的蛋白質(zhì),因物種差異(例如藻類與人類)的不同不會(huì)超過20%。微絲對(duì)細(xì)胞貼附、鋪展、運(yùn)動(dòng)、\t":///view/_blank"內(nèi)吞、\t":///view/_blank"細(xì)胞分裂等許多細(xì)胞功能具有重要作用。2、肌球蛋白微絲的馬達(dá)蛋白,依賴于細(xì)胞骨架,通過水解ATP,把ATP中蘊(yùn)藏的化學(xué)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的一類蛋白質(zhì)。在骨骼肌細(xì)胞內(nèi),多個(gè)Ⅱ型肌球蛋白分子組裝成肌原纖維的粗絲并被相關(guān)的細(xì)胞結(jié)構(gòu)約束而不能移動(dòng),肌球蛋白的頭部和組成微絲的肌動(dòng)蛋白亞基之間的相互作用導(dǎo)致微絲的滑動(dòng)。肌球蛋白的馬達(dá)結(jié)構(gòu)域包含一個(gè)微絲結(jié)合位點(diǎn)和一個(gè)具有ATP酶活性的ATP結(jié)合位點(diǎn)。根據(jù)肌球蛋白分子結(jié)構(gòu)上的差異,習(xí)慣上將Ⅱ型肌球蛋白稱為傳統(tǒng)的肌球蛋白。3、微管微管是由微管蛋白裝配成細(xì)長的、具有一定剛性的圓管狀結(jié)構(gòu),是一種具有極性的\t":///view/_blank"細(xì)胞骨架。微管參與細(xì)胞形態(tài)的維持、某些細(xì)胞結(jié)構(gòu)的形成、胞內(nèi)膜性細(xì)胞器的定位、細(xì)胞運(yùn)動(dòng)、胞內(nèi)物質(zhì)運(yùn)輸和細(xì)胞分裂等。4、驅(qū)動(dòng)蛋白驅(qū)動(dòng)蛋白通常由2條重鏈和2條輕鏈組成。它是能利用ATP水解所釋放的能量驅(qū)動(dòng)自身及所攜帶的貨物分子沿微管運(yùn)動(dòng)的一類\t":///view/_blank"馬達(dá)蛋白,與細(xì)胞內(nèi)物質(zhì)運(yùn)輸有關(guān)。體外實(shí)驗(yàn)證明驅(qū)動(dòng)蛋白的運(yùn)輸具有方向性,從微管的負(fù)極移向微管的正極,是正端走向的微管發(fā)動(dòng)機(jī),速度與ATP的濃度有關(guān)。5、中心體中心體是動(dòng)物細(xì)胞中一種重要的\t":///_blank"細(xì)胞器,每個(gè)中心體主要含有兩個(gè)\t":///_blank"中心粒,這兩個(gè)中心粒相互垂直排列。它是細(xì)胞分裂時(shí)內(nèi)部活動(dòng)的中心。動(dòng)物細(xì)胞和低等\t":///_blank"植物細(xì)胞中都有中心體。它總是位于細(xì)胞核附近的細(xì)胞質(zhì)中,接近于細(xì)胞的中心,因此叫中心體。中心體與細(xì)胞的\t":///_blank"有絲分裂有關(guān),動(dòng)物細(xì)胞的間期微管通道都是從中心體開始生長。三種細(xì)胞骨架的組裝及結(jié)構(gòu)特點(diǎn)微絲結(jié)構(gòu)特點(diǎn):微絲的主要結(jié)構(gòu)成分是肌動(dòng)蛋白(action)。在大多數(shù)真核細(xì)胞中,肌動(dòng)蛋白是含量最豐富的蛋白質(zhì)之一。微絲是直徑為7nm的扭鏈,呈雙股螺旋狀。每條絲都是由肌動(dòng)蛋白單體頭尾相連呈螺旋狀排列而成,螺距為36nm。肌動(dòng)蛋白纖維也是一種極性分子,具有兩個(gè)不同的末端,一個(gè)是正端,另一個(gè)是負(fù)端。在纖維內(nèi)部,每個(gè)肌動(dòng)蛋白單體周圍都有四個(gè)單體,上下各一個(gè),另外兩個(gè)位于一側(cè)。組裝:微絲能被組裝和去組裝。當(dāng)單體上結(jié)合的是ATP時(shí),就會(huì)有較高的相互親和力,單體趨向于聚合成多聚體,就是組裝。而當(dāng)ATP水解成ADP后,單體親和力就會(huì)下降,多聚體趨向解聚,即是去組裝。高ATP濃度有利于微絲的組裝。所以當(dāng)將細(xì)胞質(zhì)放入富含ATP的溶液時(shí),細(xì)胞質(zhì)會(huì)因?yàn)槲⒔z的大量組裝迅速凝固成膠。而微絲的兩端組裝速度并不一樣。快的一端(+極)比慢的一端(-極)快上5到10倍。微絲的組裝分為三個(gè)階段:即成核期(nuleationphase)、生長期(growthphase)或延長期,以及平衡期(eauilibrium)。成核期是微絲組裝的限速過程,需要一定的時(shí)間,故又稱延遲期,此時(shí)肌球蛋白開始聚合,其二聚體不穩(wěn)定,易水解,只有形成三聚體才穩(wěn)定,即核心形成。一旦核心形成,球狀肌球蛋白便迅速在核心兩端聚合,進(jìn)入生長期。微絲兩端的組裝速度有差異,正端的組裝速度明顯快于負(fù)端,約為負(fù)端的10倍以上。微絲組裝到一定長度時(shí),肌動(dòng)蛋白組裝和去組裝的達(dá)到平衡狀態(tài),微絲的長度基本保持不變,即所謂的“穩(wěn)定期”。在體外組裝過程中有時(shí)可以見到微絲的正極由于肌動(dòng)蛋白亞基的不斷添加而延長,負(fù)極則由于肌動(dòng)蛋白亞基的去組裝而縮短,這一現(xiàn)象稱為踏車行為。微管結(jié)構(gòu)特點(diǎn):微管是一種具有極性的細(xì)胞骨架。微管是由α,β兩種類型的微管蛋白亞基形成的微管蛋白二聚體,由微管蛋白二聚體組成的長管狀細(xì)胞器結(jié)構(gòu)。微管由微管蛋白異源二聚體為基本構(gòu)件,螺旋盤繞形成微管的壁。在每根微管中微管蛋白二聚體頭尾相接,形成細(xì)長的原纖維(protofilament),13條這樣的原纖維縱向排列組成微管的壁。微管是直徑為24-26nm的中空?qǐng)A柱體。外徑平均為24nm,內(nèi)徑為15nm。細(xì)胞內(nèi)微管呈網(wǎng)狀和束狀分布,并能與其他蛋白共同組裝,可裝配成單管,二聯(lián)管(纖毛和鞭毛中),三聯(lián)管(中心粒和基體中),紡錘體、基粒、軸突、神經(jīng)管等結(jié)構(gòu)。組裝:微管在體外的組裝過程可分為成核和延伸兩個(gè)階段。一些微管蛋白(α微管蛋白和β微管蛋白)二聚體(①αβ二聚體)首先縱向聚合形成短的絲狀結(jié)構(gòu)(②原纖維),即所謂的成核反應(yīng)。②然后通過兩端以及側(cè)面增加二聚體而擴(kuò)展成片狀,當(dāng)片狀聚合物加寬到大致13根原纖絲時(shí),即合攏成為一段微管(③微管)。新的微管蛋白二聚體不斷地組裝到這段微管的兩端,使之延長。通常持有α微管蛋白的負(fù)極端組裝較慢,而持有β微管蛋白的正極端組裝較快。微管的組裝同樣與其底物(攜帶GDPαβ二聚體)的濃度有關(guān)(微管兩端具GTP帽,微管將繼續(xù)裝配,具GDP帽則解聚)當(dāng)一端組裝的速度和另一端解聚的速度相同時(shí),微管的長度保持穩(wěn)定,即所謂的踏車行為中間絲結(jié)構(gòu)特點(diǎn):中間絲又稱中間纖維(intermediatefilament,IF)直徑10nm左右,介于微絲(細(xì)肌絲)和肌球蛋白(粗肌絲)之間。與微管不同的是中間纖維是最穩(wěn)定的細(xì)胞骨架成分,它主要起支撐作用。IF幾乎分布于所有動(dòng)物細(xì)胞,IF在細(xì)胞中圍繞著細(xì)胞核分布,成束成網(wǎng),并擴(kuò)展到細(xì)胞質(zhì)膜,與質(zhì)膜相連結(jié)。因其粗細(xì)介于肌細(xì)胞和細(xì)肌絲之間,故命名為中間絲。組裝:與微管微絲的組裝過程不同,中間絲蛋白在合適的緩沖體系中能自我組裝成10nm的絲狀結(jié)構(gòu),而且組裝過程不需要ATP或者GTP提供能量。中間絲蛋白在組裝首先是兩個(gè)單體的桿狀區(qū)以平行排列的方式形成雙股螺旋的二聚體。該二聚體可以是同型二聚體。二聚體的長度約為50nm。然后是兩個(gè)二聚體以反向平行和半分子交錯(cuò)的形式組裝成四聚體,反向平行的四聚體導(dǎo)致IF不具有極性,作為中間絲組裝的基本結(jié)構(gòu)單位,四聚體之間在縱向和側(cè)向相互作用,最終形成橫截面由32個(gè)中間絲蛋白分子組成,長度不等的中間絲。第六章細(xì)胞信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)1、G蛋白耦聯(lián)受體是指配體-受體復(fù)合物與靶蛋白(效應(yīng)酶或通道蛋白)的作用要通過與G蛋白耦聯(lián),在細(xì)胞內(nèi)產(chǎn)生第二信使,從而將細(xì)胞外信號(hào)跨膜傳遞到胞內(nèi)影響細(xì)胞的行為。受體和酶或離子通道之間的相互作用通過一種結(jié)合GTP的調(diào)節(jié)蛋白介導(dǎo)完成。2、受體酪氨酸激酶又稱酪氨酸激酶受體,是細(xì)胞表面一大類重要的受體家族,迄今已鑒定有50余種,包括6個(gè)亞族。酪氨酸激酶受體由細(xì)胞外、跨膜及細(xì)胞內(nèi)三部分組成,細(xì)胞外側(cè)與配體結(jié)合,由此接受外部信息,與之相連的是一段跨膜結(jié)構(gòu),細(xì)胞內(nèi)側(cè)為酪氨酸激酶活性區(qū)域,能促進(jìn)自身酪氨酸殘基的磷酸化而增強(qiáng)此酶活性,再催化細(xì)胞內(nèi)各種底物蛋白磷酸化,激活胞內(nèi)蛋白激酶,從而將細(xì)胞內(nèi)信息傳遞到細(xì)胞外,如胰島素受體等。3、G蛋白G蛋白是三聚體GTP結(jié)合調(diào)節(jié)蛋白的簡稱,位于質(zhì)膜內(nèi)胞漿一側(cè),由Gα、Gβ、Gγ3個(gè)亞機(jī)組成,Gβ和Gγ以異二聚體存在,Gα與Gβγ亞基分別通過共價(jià)結(jié)合脂分子錨定在膜上。G蛋白有GTP酶的活性,在傳遞信息的過程中發(fā)生所結(jié)合的GTP(鳥苷三磷酸)水解轉(zhuǎn)化成GDP(鳥苷二磷酸)的反應(yīng)。4、受體受體是一類存在于胞膜或胞內(nèi)的,能與細(xì)胞外專一信號(hào)分子結(jié)合進(jìn)而激活細(xì)胞內(nèi)一系列生物化學(xué)反應(yīng),使細(xì)胞對(duì)外界刺激產(chǎn)生相應(yīng)的效應(yīng)的特殊蛋白質(zhì)。與受體結(jié)合的生物活性物質(zhì)統(tǒng)稱為配體(ligand)。受體與配體結(jié)合即發(fā)生分子構(gòu)象變化,從而引起細(xì)胞反應(yīng),如介導(dǎo)細(xì)胞間信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)、細(xì)胞間黏合、胞吞等過程。5、蛋白激酶A由兩個(gè)催化亞基和兩個(gè)調(diào)節(jié)亞基組成(圖8-15),在沒有cAMP時(shí),以鈍化復(fù)合體形式存在。cAMP與調(diào)節(jié)亞基結(jié)合,改變調(diào)節(jié)亞基構(gòu)象,使調(diào)節(jié)亞基和催化亞基解離,釋放出催化亞基?;罨牡鞍准っ窤催化亞基可使細(xì)胞內(nèi)某些蛋白的絲氨酸或蘇氨酸殘基磷酸化,于是改變這些蛋白的活性,進(jìn)一步影響到相關(guān)基因的表達(dá)。簡要說明由G蛋白偶聯(lián)的受體介導(dǎo)的信號(hào)的特點(diǎn)。G蛋白偶聯(lián)的受體是細(xì)胞質(zhì)膜上最多,也是最重要的倍轉(zhuǎn)導(dǎo)系統(tǒng),具有兩個(gè)重要特點(diǎn):⑴信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)系統(tǒng)由三部分構(gòu)成:①G蛋白偶聯(lián)的受體,是細(xì)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(jìn)一步激活其效應(yīng)底物;③效應(yīng)物:通常是腺苷酸環(huán)化酶,被激活后可提高細(xì)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(xué)效應(yīng)。⑵產(chǎn)生第二信使。配體—受體復(fù)合物結(jié)合后,通過與G蛋白的偶聯(lián),在細(xì)胞內(nèi)產(chǎn)生第二信使,從而將胞外信號(hào)跨膜傳遞到胞內(nèi),影響細(xì)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(hào)通路和磷酯酰肌醇信號(hào)通路。
cAMP信號(hào)通路的主要效應(yīng)是激活靶酶和開啟基因表達(dá),這是通過蛋白激酶完成的。該信號(hào)途徑涉及的反應(yīng)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(hào)通路的最大特點(diǎn)是胞外信號(hào)被膜受體接受后,同時(shí)產(chǎn)生兩個(gè)胞內(nèi)信使,分別啟動(dòng)兩個(gè)信號(hào)傳遞途徑即IP3—Ca2+和DG—PKC途徑,實(shí)現(xiàn)細(xì)胞對(duì)外界信號(hào)的應(yīng)答,因此,把這一信號(hào)系統(tǒng)又稱為“雙信使系統(tǒng)”。cAMP信號(hào)系統(tǒng)的組成及其信號(hào)途徑?1、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。2、信號(hào)途徑主要有兩種調(diào)節(jié)模型:Gs調(diào)節(jié)模型,當(dāng)激素信號(hào)與Rs結(jié)合后,導(dǎo)致Rs構(gòu)象改變,暴露出與Gs結(jié)合的位點(diǎn),使激素-受體復(fù)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(dǎo)致腺苷酸環(huán)化酶活化,將ATP轉(zhuǎn)化為cAMP,而GTP水解導(dǎo)致G蛋白構(gòu)象恢復(fù),終止了腺苷酸環(huán)化酶的作用。該信號(hào)途徑為:激素→識(shí)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(duì)腺苷酸環(huán)化酶的抑制作用通過兩個(gè)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(fù)合物與游離的Gs的α亞基結(jié)合,阻斷Gs的α亞基對(duì)腺苷酸酶的活化作用。第七章細(xì)胞增殖及其調(diào)控1、細(xì)胞周期從一次細(xì)胞分裂結(jié)束開始,經(jīng)過物質(zhì)積累過程,直到下一次細(xì)胞分裂結(jié)束為止,稱為一個(gè)細(xì)胞周期。一個(gè)細(xì)胞周期即是一個(gè)細(xì)胞的整個(gè)生命過程,即由一個(gè)老的細(xì)胞變成兩個(gè)新的細(xì)胞。細(xì)胞周期分為間期與分裂期(M期)兩個(gè)階段,間期又分為三期、即DNA合成前期(G1期)、DNA合成期(S期)與DNA合成后期(G2期)。2、有絲分裂有絲分裂是真核細(xì)胞分裂產(chǎn)生體細(xì)胞的過程,特點(diǎn)是有紡錘體染色體出現(xiàn),子染色體被平均分配到子細(xì)胞,這種分裂方式普遍見于高等動(dòng)植物(動(dòng)物和高等植物)。動(dòng)物細(xì)胞(低等植物細(xì)胞)和高等植物細(xì)胞的有絲分裂是不同的。傳統(tǒng)上,人們將有絲分裂過程人為的劃分為前期、前中期、中期、后期、末期和胞質(zhì)分裂6個(gè)時(shí)期,前5個(gè)時(shí)期是一個(gè)先后相互連續(xù)的核分裂過程,胞質(zhì)分裂則相對(duì)獨(dú)立。3、成熟促進(jìn)因子(MPF)細(xì)胞周期的每一環(huán)節(jié)都是由一特定的細(xì)胞周期依賴性蛋白激酶(cyclin-dependentkinase,CDK)+周期蛋白(cyclin)結(jié)合和激活調(diào)節(jié)的。MPF為首先發(fā)現(xiàn)的細(xì)胞周期蛋白依賴性激酶家族成員(也稱cdk1)。在成熟的卵母細(xì)胞核中,至少有7種cdk。同時(shí)發(fā)現(xiàn)有十多種細(xì)胞周期蛋白。MPF由催化亞基P34cdc2(小亞基)和調(diào)節(jié)亞基CyclingB(大亞基)組成·其核心部分是P34cdc2。4、CDK激酶周期蛋白依賴性蛋白激酶,可以與周期蛋白結(jié)合,并將周期蛋白作為其調(diào)節(jié)亞單位,進(jìn)而表現(xiàn)出蛋白激酶活性,是使靶蛋白磷酸化、調(diào)控細(xì)胞周期進(jìn)程的激酶。與cdc2一樣,含有一端類似的氨基酸序列;CDK激酶是細(xì)胞周期調(diào)控中的重要因素,是細(xì)胞周期運(yùn)行的引擎分子。目前發(fā)現(xiàn),哺乳動(dòng)物細(xì)胞內(nèi)至少存在12種CDK激酶,即CDK1至CDK12。5、動(dòng)粒動(dòng)粒(Kinetochore)是真核細(xì)胞染色體中位于位于著絲粒外表面,其化學(xué)本質(zhì)為蛋白質(zhì),是紡錘絲微管的附著位點(diǎn)。動(dòng)粒與染色體的移動(dòng)有關(guān)。在細(xì)胞分裂(包括有絲分裂和減數(shù)分裂)的前、中、后期等幾個(gè)階段,紡錘體的紡錘絲(或星射線)需附著在染色體的動(dòng)粒上(而非著絲粒上),牽引染色體移動(dòng)、將染色體拉向細(xì)胞兩極。動(dòng)粒在真核生物中形成并在著絲粒上組裝。在有絲分裂和減數(shù)分裂期間,絲點(diǎn)將染色體連接到微管聚合物上。有絲分裂中染色體分離的過程及其動(dòng)力學(xué)機(jī)制當(dāng)染色體排列到赤道板上后,在各種調(diào)節(jié)因素的共同作用下,細(xì)胞周期由間期向后期轉(zhuǎn)換,同源染色單體分離并逐漸向兩極移動(dòng)。解釋后期染色單體分離和向兩極移動(dòng)的運(yùn)動(dòng)機(jī)制,曾有多種假說。目前比較廣泛支持的假說是后期A和后期B兩個(gè)階段假說。在后期A,動(dòng)粒微管變短,將染色體逐漸拉向兩極。一般認(rèn)為,動(dòng)粒微管變短是由于其動(dòng)粒端解聚所造成的,而這種解聚又是由于馬達(dá)蛋白和沿動(dòng)粒微管向極部運(yùn)動(dòng)的結(jié)果。微管馬達(dá)蛋白首先結(jié)合到動(dòng)粒上,在ATP分解提供能量的情況下,沿動(dòng)粒微管向極部運(yùn)動(dòng),并帶動(dòng)動(dòng)粒微管和染色單體向極部運(yùn)動(dòng)。動(dòng)粒微管的末端隨之降解成微管蛋白二聚體,動(dòng)粒微管變短,動(dòng)粒和染色單體與兩極之間的距離逐漸拉近。當(dāng)染色單體接近兩極時(shí),后期A結(jié)束,轉(zhuǎn)向后期B。在后期B,極性微管游離端(正極)在ATP提供能量的情況下與微管蛋白聚合,使極性微管加長,從兩極發(fā)出的極性微管在重疊處產(chǎn)生滑動(dòng)力將兩極往外推,星體微管上產(chǎn)生的拉力直接將兩極拉向兩端。細(xì)胞周期進(jìn)行中通過CDK活性的調(diào)節(jié)方式(1)cyclin通過與CDK的結(jié)合來調(diào)節(jié)其活性CDK在整個(gè)過程中量保持穩(wěn)定,cyclin呈周期性變化(每一次變化都與細(xì)胞的每一個(gè)時(shí)期相對(duì)應(yīng))(2)磷酸化:抑制性CDK某些位點(diǎn)被磷酸化后就失去活性激活性CDK某些位點(diǎn)必須被磷酸化才能具有活性(3)CDK抑制因子,也稱CKI有一些CKI只對(duì)CDK4的活性起抑制作用有一些CDK底物的特異性沒有那么強(qiáng),即抑制底物不止限于CDK4。第八章細(xì)胞凋亡1、凋亡小體程序性死亡細(xì)胞的核DNA在核小體連接處斷裂成核小體片段,并向核膜下或中央異染色質(zhì)區(qū)聚集形成濃縮的染色質(zhì)塊。隨著染色質(zhì)不斷聚集,核纖層斷裂消失,核膜在核孔處斷裂,形成核碎片。同時(shí)在程序性死亡過程中,由于不斷脫水,細(xì)胞質(zhì)不斷濃縮,但仍有選擇透過性。細(xì)胞體積減小。凋亡細(xì)胞經(jīng)核碎裂形成的染色質(zhì)塊(核碎片),然后整個(gè)細(xì)胞通過發(fā)芽、起泡等方式形成一個(gè)球形的突起,并在其根部絞窄而脫落形成一些大小不等,內(nèi)含胞質(zhì)、細(xì)胞器及核碎片的小體稱為凋亡小體。2、細(xì)胞決定細(xì)胞決定是指細(xì)胞在發(fā)生可識(shí)別的形態(tài)變化之前,就已受到約束而向特定方向分化,這時(shí)細(xì)胞內(nèi)部已發(fā)生變化,確定了未來的發(fā)育命運(yùn)。細(xì)胞在這種決定狀態(tài)下,沿特定類型分化的能力已經(jīng)穩(wěn)定下來,一般不會(huì)中途改變。3、信號(hào)肽是引導(dǎo)新合成的蛋白質(zhì)向分泌通路轉(zhuǎn)移的短(長度5-30個(gè)氨基酸)肽鏈。常指新合成多肽鏈中用于指導(dǎo)蛋白質(zhì)的跨膜轉(zhuǎn)移(定位)的N-末端的氨基酸序列(有時(shí)不一定在N端)。在起始密碼子后,有一段編碼疏水性氨基酸序列的RNA區(qū)域,該氨基酸序列就被稱為信號(hào)肽序列,它負(fù)責(zé)把蛋白質(zhì)引導(dǎo)到細(xì)胞含不同膜結(jié)構(gòu)的亞細(xì)胞器內(nèi)。4、全能性指個(gè)體某個(gè)器官或組織已經(jīng)分化的細(xì)胞在適宜的條件下再生成完整個(gè)體的遺傳潛力。指生物的細(xì)胞或組織,可以分化成該物種的所有組織或器官,形成完整的個(gè)體的能力。5、胚胎誘導(dǎo)動(dòng)物在一定的胚胎發(fā)育時(shí)期,一部分細(xì)胞影響相鄰細(xì)胞使其向一定方向分化的作用稱為胚胎誘導(dǎo),誘導(dǎo)相鄰細(xì)胞發(fā)育的信號(hào)分子是可擴(kuò)散的蛋白質(zhì),稱為成型素。能對(duì)其他細(xì)胞的分化起誘導(dǎo)作用的細(xì)胞,即分泌成型素的細(xì)胞稱為誘導(dǎo)者或組織者(organizer)。在細(xì)胞凋亡過程中,caspase具有哪些作用?(1)使保護(hù)細(xì)胞不發(fā)生凋亡的蛋白質(zhì)失活,如Bcl-2蛋白是凋亡的負(fù)調(diào)節(jié)物。Bcl-2蛋白被切割后,不僅失去了活性,而且所產(chǎn)生的片段可促進(jìn)細(xì)胞凋亡。(2)引起細(xì)胞結(jié)構(gòu)解體。細(xì)胞凋亡時(shí),核纖層蛋白受到caspase的切割,造成核纖層解體。核纖層是由核纖層蛋白分子頭尾相接組成的中間絲所構(gòu)成,是染色質(zhì)附著的結(jié)構(gòu),核纖層的解體導(dǎo)致染色質(zhì)凝縮。細(xì)胞中有幾種蛋白質(zhì)與細(xì)胞骨架的調(diào)節(jié)有關(guān),如凝溶膠蛋白、點(diǎn)粘著激酶、P21激活激酶2。這些蛋白質(zhì)被切割后,失去了調(diào)節(jié)作用。例如,凝溶膠蛋白可將肌動(dòng)蛋白絲切割成適于調(diào)節(jié)的狀態(tài),然而凝溶膠蛋白被caspase切割后所產(chǎn)生的片段則不再具有這種活性,因此引起了細(xì)胞結(jié)構(gòu)重新改組。(3)影響核酶調(diào)節(jié)蛋白的功能。有些對(duì)核酸合成和加工過程有調(diào)節(jié)作用的蛋白質(zhì),如DNA-PKcs修復(fù)、UI-70K和復(fù)制因子C.這些蛋白質(zhì)被caspase切割后,即失活或失控。這些重要的自身調(diào)節(jié)和修復(fù)功能的喪失,便促進(jìn)了細(xì)胞的解體。由此可見,caspase對(duì)許多蛋白質(zhì)的催化切割作用,在細(xì)胞中造成了一系列深刻變化:與相鄰細(xì)胞脫離接觸、細(xì)胞骨架重新裝配、DNA復(fù)制和修復(fù)過程被關(guān)閉、mRNA無法剪接、DNA受破壞和核結(jié)構(gòu)紊亂。這些變化引起細(xì)胞發(fā)現(xiàn)了吞噬信號(hào),細(xì)胞解體為凋亡小體。細(xì)胞凋亡與細(xì)胞壞死的區(qū)別有哪些?細(xì)胞凋亡的最終結(jié)局雖然也使細(xì)胞死亡,但與細(xì)胞壞死有顯著的差異,與細(xì)胞壞死的區(qū)別是:①染色質(zhì)聚集、分塊、位于核膜上,胞質(zhì)凝縮,最后核斷裂,細(xì)胞通過出芽的方式形成許多凋亡小體;②凋亡小體內(nèi)有結(jié)構(gòu)完整的細(xì)胞器,還有凝縮的染色體,可被鄰近細(xì)胞吞噬消化,因始終有膜封閉,沒有內(nèi)溶物釋放,故不會(huì)引起炎癥;③線粒體無變化,溶酶體活性不增加;④內(nèi)切酶活化,DNA有降解,凝膠電泳圖譜呈梯狀;⑤凋亡通常是生理性變化,而細(xì)胞壞死是病理性變化。細(xì)胞生物學(xué)復(fù)習(xí)資料第一章緒論1.什么叫細(xì)胞生物學(xué)細(xì)胞生物學(xué)是研究細(xì)胞基本生命活動(dòng)規(guī)律的科學(xué),它是在不同層次(顯微、亞顯微與分子水平)上以研究細(xì)胞結(jié)構(gòu)與功能、細(xì)胞增殖、分化、衰老與凋亡、細(xì)胞信號(hào)傳遞、真核細(xì)胞基因表達(dá)與調(diào)控、細(xì)胞起源與進(jìn)化等為主要內(nèi)容。核心問題是將遺傳與發(fā)育在細(xì)胞水平上結(jié)合起來。第二章細(xì)胞基本知識(shí)概要一、名詞解釋1.古核細(xì)胞:也稱古細(xì)菌,是一類很特殊的細(xì)菌,多生活在極端的生態(tài)環(huán)境中。具有原核生物的某些特征,如無核膜及內(nèi)膜系統(tǒng);也有真核生物的特征。2.內(nèi)含子:是基因內(nèi)不編碼蛋白質(zhì)的核苷酸序列,不出現(xiàn)在成熟的RNA分子中,在轉(zhuǎn)錄后通過加工被切除。大多數(shù)真核生物的基因都有內(nèi)含子。在古細(xì)菌中也有內(nèi)含子。3.外顯子:指真核細(xì)胞的基因在表達(dá)過程中能編碼蛋白質(zhì)的核苷酸序列。二、簡答1.真核細(xì)胞的三大基本結(jié)構(gòu)體系(1)以脂質(zhì)及蛋白質(zhì)成分為基礎(chǔ)的生物膜結(jié)構(gòu)系統(tǒng);(2)以核酸(DNA或RNA)與蛋白質(zhì)為主要成分的遺傳信息表達(dá)系統(tǒng)(3)由特異蛋白分子裝配構(gòu)成的細(xì)胞骨架系統(tǒng)。2.細(xì)胞的基本共性(1)所有的細(xì)胞都有相似的化學(xué)組成(2)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,即細(xì)胞膜。(3)所有的細(xì)胞都含有兩種核酸:即DNA與RNA作為遺傳信息復(fù)制與轉(zhuǎn)錄的載體。(4)作為蛋白質(zhì)合成的機(jī)器─核糖體,毫無例外地存在于一切細(xì)胞內(nèi)。(5)所有細(xì)胞的增殖都以一分為二的方式進(jìn)行分裂。3.病毒與細(xì)胞在起源與進(jìn)化中的關(guān)系并說出證明病毒是非細(xì)胞形態(tài)的生命體,它的主要生命活動(dòng)必須要在細(xì)胞內(nèi)實(shí)現(xiàn)。病毒與細(xì)胞在起源上的關(guān)系,目前存在3種主要觀點(diǎn):生物大分子→病毒→細(xì)胞病毒生物大分子→細(xì)胞生物大分子→細(xì)胞→病毒(最有說服力)認(rèn)為病毒是細(xì)胞的演化產(chǎn)物的觀點(diǎn),其主要依據(jù)和論點(diǎn)如下:(1)由于病毒的徹底寄生性,必須在細(xì)胞內(nèi)復(fù)制和增殖,因此有細(xì)胞才能有病毒(2)有些病毒(eg腺病毒)的核酸和哺乳動(dòng)物細(xì)胞DNA某些片段的堿基序列十分相似。病毒癌基因起源于細(xì)胞癌基因(3)病毒可以看做DNA與蛋白質(zhì)或RNA與蛋白質(zhì)的復(fù)合大分子,與細(xì)胞內(nèi)核蛋白分子有相似之處(4)真核生物中,尤其是脊椎動(dòng)物中普遍存在的第二類反轉(zhuǎn)錄轉(zhuǎn)座子的兩端含有長末端重復(fù)序列,結(jié)構(gòu)與整合與基因組上的反轉(zhuǎn)錄病毒十分相似二者有共同起源推論:病毒可能使細(xì)胞在特定條件下扔出的一個(gè)病毒基因組,或者是具有復(fù)制和轉(zhuǎn)錄能力的mRNA。這些游離的基因組只有回到他們原來的細(xì)胞內(nèi)環(huán)境中才能進(jìn)行復(fù)制和轉(zhuǎn)錄4.古核細(xì)胞原核細(xì)胞真核細(xì)胞進(jìn)化的關(guān)系及其證據(jù)答:從細(xì)胞起源和進(jìn)化的觀點(diǎn)分析,原核細(xì)胞比真核細(xì)胞更為原始,真核細(xì)胞是由原核細(xì)胞或古核細(xì)胞進(jìn)化而來,而古核細(xì)胞比原核細(xì)胞更可能是真核細(xì)胞的祖先,或者可以說明原核細(xì)胞和真核細(xì)胞曾在進(jìn)化上有過共同進(jìn)程。主要證據(jù)如下:(1)細(xì)胞壁的成分與真核細(xì)胞一樣,而非由含壁酸的肽聚糖構(gòu)成,因此抑制壁酸合成的鏈霉素,抑制肽聚糖前體合成的環(huán)絲氨酸,抑制肽聚糖合成的青霉素與萬古霉素等對(duì)真細(xì)菌類有強(qiáng)的抑制生長作用,而對(duì)古細(xì)菌與真核細(xì)胞卻無作用。(2)DNA與基因結(jié)構(gòu):古細(xì)菌DNA中有重復(fù)序列的存在。此外,多數(shù)古核細(xì)胞的基因組中存在內(nèi)含子。(3)有類核小體結(jié)構(gòu):古細(xì)菌具有組蛋白,而且能與DNA構(gòu)建成類似核小體結(jié)構(gòu)。(4)有類似真核細(xì)胞的核糖體:多數(shù)古細(xì)菌類的核糖體較真細(xì)菌有增大趨勢,含有60種以上蛋白,介于真核細(xì)胞(70~84)與真細(xì)菌(55)之間??股赝瑯硬荒芤种乒藕思?xì)胞類的核糖體的蛋白質(zhì)合成。(5)5SrRNA:根據(jù)對(duì)5SrRNA的分子進(jìn)化分析,認(rèn)為古細(xì)菌與真核生物同屬一類,而真細(xì)菌卻與之差距甚遠(yuǎn)。5SrRNA二級(jí)結(jié)構(gòu)的研究也說明很多古細(xì)菌與真核生物相似。除上述各點(diǎn)外,根據(jù)DNA聚合酶分析,氨基酰tRNA合成酶的作用,起始氨基酰tRNA與肽鏈延長因子等分析,也提供了以上類似依據(jù),說明古細(xì)菌與真核生物在進(jìn)化上的關(guān)系較真細(xì)菌類更為密切。第三章細(xì)胞生物學(xué)研究方法一、名詞解釋1.分辨率:指區(qū)分開兩個(gè)質(zhì)點(diǎn)間的最小距離。2.超薄切片:由于電子束的穿透能力有限,為使電子束能穿透獲得較高分辨率,切片厚度一般僅為40~50nm,即一個(gè)直徑為20um的細(xì)胞可切成幾百片,故稱超薄切片。.3原代培養(yǎng):用直接從生物體種獲得的細(xì)胞所進(jìn)行的培養(yǎng)。原代培養(yǎng)的細(xì)胞具有單層(成單層排列)、貼壁(緊貼瓶壁生長)、接觸生長抑制現(xiàn)象(單細(xì)胞沿瓶壁生長匯合時(shí)生長即停止)等特點(diǎn)。4.傳代培養(yǎng):原代培養(yǎng)結(jié)束以后,把那些存活下來的細(xì)胞再進(jìn)行的培養(yǎng)都稱為傳代培養(yǎng)。.5有限細(xì)胞系:原代培養(yǎng)物經(jīng)首次傳代成功后即為細(xì)胞系。如果不能繼續(xù)傳代,或傳代次數(shù)有限,可稱為有限細(xì)胞系.6連續(xù)細(xì)胞系:如可以連續(xù)培養(yǎng),則稱為連續(xù)細(xì)胞系,培養(yǎng)50代以上并無限培養(yǎng)下去。7.單克隆抗體技術(shù):它是將產(chǎn)生抗體的單個(gè)B淋巴細(xì)胞同腫瘤細(xì)胞雜交,獲得既能產(chǎn)生抗體,又能無限增殖的雜種細(xì)胞,并以此生產(chǎn)抗體的技術(shù)。二、簡答1.普通光學(xué)顯微鏡、熒光顯微鏡、電子顯微鏡、掃描遂道顯微鏡的特點(diǎn)及比較顯微鏡分辨本領(lǐng)光源透鏡真空成像原理光學(xué)電子熒光掃描遂道200nm100nm0.1nm側(cè)分辨率為0.1~0.2nm,縱分辨率可0.001nm可見光(400-700)紫外光(約200nm)電子束(0.01-0.9)紫外線無玻璃透鏡玻璃透鏡電磁透鏡濾光片、玻璃透鏡不要求真空不要求真空要求真空1.33x10-5~1.33x10-3Pa不要求真空可在真空、大氣、液體等多種條件下工作;非破壞性測量。利用樣品對(duì)光的吸收形成明暗反差和顏色變化利用樣品對(duì)電子的散射和透射形成明暗反差染料發(fā)出的熒光通過濾光片吸收成像利用了量子力學(xué)中的隧道效應(yīng),當(dāng)二電極之間近到一定距離(100nm以內(nèi))時(shí),電極之間產(chǎn)生了隧道電流。這種現(xiàn)象稱隧道效應(yīng)第四章細(xì)胞質(zhì)膜與細(xì)胞表面一、名詞解釋.1外在(外周)膜蛋白:水溶性蛋白,靠離子鍵或其它弱鍵與膜內(nèi)表面的蛋白質(zhì)分子或脂分子極性頭部非共價(jià)結(jié)合,易分離。2.內(nèi)在(整合)膜蛋白:水不溶性蛋白,形成跨膜螺旋,與膜結(jié)合緊密,需用去垢劑使膜崩解后才可分離。.3脂質(zhì)錨定蛋白:蛋白通過和磷脂或脂肪酸的共價(jià)鍵錨定在膜上的一種形式4.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),它參與維持細(xì)胞質(zhì)膜的形狀并協(xié)助質(zhì)膜完成多種生理功能。.5細(xì)胞外基質(zhì):指分布于細(xì)胞外空間,由細(xì)胞分泌的蛋白和多糖所構(gòu)成的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。主要功能:構(gòu)成支持細(xì)胞的框架,負(fù)責(zé)組織的構(gòu)建;胞外基質(zhì)三維結(jié)構(gòu)及成份的變化,改變細(xì)胞微環(huán)境從而對(duì)細(xì)胞形態(tài)、生長、分裂、分化和凋亡起重要的調(diào)控作用。.6橋粒:鉚接相鄰細(xì)胞,提供細(xì)胞內(nèi)中間纖維的錨定位點(diǎn),形成整體網(wǎng)絡(luò),起支持和抵抗外界壓力與張力的作用。7.半橋粒:半橋粒與橋粒形態(tài)類似,但功能和化學(xué)組成不同。它通過細(xì)胞質(zhì)膜上的膜蛋白整合素將上皮細(xì)胞固著在基底膜上,在半橋粒中,中間纖維不是穿過而是終止于半橋粒的致密斑第五章物質(zhì)的跨膜運(yùn)輸1.主動(dòng)運(yùn)輸:一種需要消耗能量的物質(zhì)跨膜運(yùn)輸過程。特點(diǎn):逆濃度(化學(xué))梯度運(yùn)輸;需要能量;有載體蛋白。2.被動(dòng)運(yùn)輸:指通過簡單擴(kuò)散或協(xié)助擴(kuò)散實(shí)現(xiàn)物質(zhì)從濃度高處經(jīng)質(zhì)膜向濃度低處運(yùn)輸?shù)姆绞?,運(yùn)輸速率依賴于膜兩側(cè)被運(yùn)送物質(zhì)的濃度差及其分子大小、電荷性質(zhì)等。不需要細(xì)胞代謝供應(yīng)能量。.3.胞吞作用:通過質(zhì)膜內(nèi)陷形成膜泡,將細(xì)胞外或細(xì)胞質(zhì)膜表面的物質(zhì)包裹到膜泡內(nèi)并轉(zhuǎn)運(yùn)到細(xì)胞內(nèi)(胞飲和吞噬作用)4.胞吐作用:攜帶有內(nèi)容物的膜泡與質(zhì)膜融合,將內(nèi)容物釋放到胞外的過程。.5.質(zhì)子泵:存在于生物膜,是一種逆著膜兩側(cè)H的電化學(xué)勢差而主動(dòng)地運(yùn)輸H的膜蛋白。狹義地是指分解ATP而運(yùn)輸H,或利用H流出的能量而合成ATP的HATPase,HATPase存在于線粒體及葉綠體中,為活體取得能量的主要手段。廣義地也包括將光能直接轉(zhuǎn)變成運(yùn)輸質(zhì)子能量的細(xì)菌視紫紅質(zhì),以及通過電子傳遞的能量運(yùn)輸質(zhì)子的細(xì)胞色素C氧化酶和NADH-NADP轉(zhuǎn)氫酶等。6.協(xié)助擴(kuò)散:物質(zhì)通過與特異性膜蛋白的相互作用,從高濃度向低濃度的跨膜轉(zhuǎn)運(yùn)形式。7.協(xié)同運(yùn)輸:兩種溶質(zhì)協(xié)同跨膜運(yùn)輸?shù)倪^程。是一種間接消耗ATP的主動(dòng)運(yùn)輸過程。兩種物質(zhì)運(yùn)輸方向相同稱為通向協(xié)同運(yùn)輸,相反則稱為反向協(xié)同運(yùn)輸二、簡答題1、比較主動(dòng)運(yùn)輸與被動(dòng)運(yùn)輸?shù)漠愅?。答:主?dòng)運(yùn)輸:一種需要消耗能量的物質(zhì)跨膜運(yùn)輸過程。特點(diǎn):逆濃度(化學(xué))梯度運(yùn)輸;需要能量;有載體蛋白。被動(dòng)運(yùn)輸:指通過簡單擴(kuò)散或協(xié)助擴(kuò)散實(shí)現(xiàn)物質(zhì)從濃度高處經(jīng)質(zhì)膜向濃度低處運(yùn)輸?shù)姆绞?,運(yùn)輸速率依賴于膜兩側(cè)被運(yùn)送物質(zhì)的濃度差及其分子大小、電荷性質(zhì)等。不需要細(xì)胞代謝供應(yīng)能量。方式物質(zhì)濃度載體和能量物質(zhì)舉例被動(dòng)運(yùn)輸自由擴(kuò)散高-低都不需要O2,CO2,水協(xié)助擴(kuò)散高-低需要載體.不需要能量葡萄糖,氨基酸,K+,Na+主動(dòng)運(yùn)輸?shù)停叨夹枰咸烟?,氨基酸,K+,Na+2、比較胞吞作用與胞吐作用的異同。答:胞吞作用通過質(zhì)膜內(nèi)陷形成膜泡,將細(xì)胞外或細(xì)胞質(zhì)膜表面的物質(zhì)包裹到膜泡內(nèi)并轉(zhuǎn)運(yùn)到細(xì)胞內(nèi)(胞飲和吞噬作用)胞吐作用攜帶有內(nèi)容物的膜泡與質(zhì)膜融合,將內(nèi)容物釋放到胞外的過程。二者相同點(diǎn):都是通過質(zhì)膜融合,運(yùn)輸物質(zhì)。不同點(diǎn):胞吞作用將物質(zhì)從細(xì)胞外運(yùn)到細(xì)胞內(nèi),而胞吐作用是將細(xì)胞內(nèi)物質(zhì)運(yùn)輸?shù)郊?xì)胞外。1、比較主動(dòng)運(yùn)輸、被動(dòng)運(yùn)輸、胞吞作用、胞吐作用。主動(dòng)運(yùn)輸是逆著電化學(xué)勢的梯度,消耗能量,需要膜蛋白的參與被動(dòng)運(yùn)輸是順著電化學(xué)勢的梯度,不消耗能量,不需要膜蛋白的參與而胞吞作用是通過細(xì)胞質(zhì)膜內(nèi)陷開成囊泡,稱胞吞泡,將外界物質(zhì)裹進(jìn)并輸入細(xì)胞的過程而胞吐作用與胞吞作用剛好相反,它是將細(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。第六章細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)與細(xì)胞內(nèi)膜系統(tǒng)一、名詞解釋1.信號(hào)識(shí)別顆粒:一種核糖核蛋白復(fù)合體,由6種不同的蛋白和一個(gè)由300個(gè)核苷酸組成的7sRNA組成。能與信號(hào)識(shí)別顆粒受體結(jié)合2.信號(hào)識(shí)別顆粒受體:又稱停泊蛋白,存在于內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜上,可特異地與信號(hào)識(shí)別顆粒結(jié)合。3.信號(hào)肽:即分泌性蛋白N段序列,位于蛋白質(zhì)的N端一般有16—26個(gè)氨基酸殘基,包括疏水核心區(qū)、信號(hào)肽的N端和C端三部分.4.信號(hào)斑:是指在蛋白分選信號(hào)序列中,能形成三維結(jié)構(gòu)的信號(hào)5.異位子:位于內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜上,直徑約8.5nm,中心有一個(gè)直徑為2nm的蛋白復(fù)合體,其功能與新合成的多肽進(jìn)入內(nèi)質(zhì)網(wǎng)有關(guān)6.導(dǎo)肽:指導(dǎo)線粒體葉綠體中絕大多數(shù)蛋白質(zhì)以及過氧化物酶體中的蛋白質(zhì)進(jìn)入這些細(xì)胞器的信號(hào)肽7.起始轉(zhuǎn)移序列:引導(dǎo)肽鏈穿過內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜的信號(hào)肽8.停止轉(zhuǎn)移序列:與內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜有很強(qiáng)的親和力,使之結(jié)束在脂雙層中而不再轉(zhuǎn)入內(nèi)質(zhì)網(wǎng)腔中的肽鏈序列二、簡答.1.內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的形態(tài)結(jié)構(gòu)與功能內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的兩種基本類型:粗面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)(rER);光面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)(sER);微粒體(1)結(jié)構(gòu):由封閉的管狀或扁平囊狀膜系統(tǒng)及其包被的腔形成相互溝通的三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu),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。(2)rER功能:a.蛋白質(zhì)合成:分泌蛋白;整合膜蛋白;內(nèi)膜系統(tǒng)各種細(xì)胞器內(nèi)的可溶蛋白 (需要隔離或修飾)。b.蛋白質(zhì)的修飾與加工修飾加工:糖基化、羥基化、?;?、二硫鍵形成等c.新生肽的折疊組裝,d.脂類的合成(2)sER的功能: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;儲(chǔ)存鈣離子2.高爾基體的形態(tài)結(jié)構(gòu)與功能(1)形態(tài)結(jié)構(gòu):電鏡下高爾基體結(jié)構(gòu)是由扁平膜囊和大小不等的囊泡構(gòu)成;高爾基的膜囊上存在微管的馬達(dá)蛋白和微絲的馬達(dá)蛋白(myosin)。 扁囊彎曲成凸面 又稱形成面或順面;面向質(zhì)膜的凹面又稱成熟面或反面高爾基體的4個(gè)組成部分:高爾基體順面網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)又稱cis膜囊; 高爾基體中間膜囊:多數(shù)糖基修飾;糖脂的形成;與高爾基體有關(guān)的多糖的合成;高爾基體反面網(wǎng)狀結(jié)構(gòu);周圍大小不等的囊泡高爾基體是有極性的細(xì)胞器:位置、方向、物質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)與生化極性;高爾基體至少由互相聯(lián)系的4個(gè)部分組成,每一部分又可能劃分出更精細(xì)的間隔;高爾基體與細(xì)胞骨架關(guān)系密切,在非極性細(xì)胞中,高爾基體分布在MTOC(負(fù)端);(2)功能:高爾基體與細(xì)胞的分泌活動(dòng) 蛋白質(zhì)的糖基化及其修飾蛋白酶的水解和其它加工過程3.溶酶體的結(jié)構(gòu)類型與功能?類型:初級(jí)溶酶體;次級(jí)溶酶體;后溶酶體功能: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)其它重要的生理功能: 作為細(xì)胞內(nèi)的消化“器官”為細(xì)胞提供營養(yǎng);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);參與清除贅生組織或退行性變化的細(xì)胞;受精過程中的精子的頂體反應(yīng)。4.溶酶體與過氧化物酶體比較。P198過氧化物酶體(peroxisome)又稱微體(microbody),是由單層膜圍繞的內(nèi)含一種或幾種氧化酶類的異質(zhì)性細(xì)胞器。溶酶體是以含有大量酸性水解酶為共同特征、不同形態(tài)大小,執(zhí)行不同生理功能的一類異質(zhì)性的細(xì)胞器。溶酶體的功能: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)其它重要的生理功能:作為細(xì)胞內(nèi)的消化“器官”為細(xì)胞提供營養(yǎng);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);參與清除贅生組織或退行性變化的細(xì)胞;?受精過程中的精子的頂體(acrosome)反應(yīng)。溶酶體與疾?。喝苊阁w酶缺失或溶酶體酶的代謝環(huán)節(jié)故障,影響細(xì)胞代謝,引起疾病。過氧化物酶體與溶酶體的區(qū)別:過氧化物酶體和初級(jí)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。通過離心可分離過氧化物酶體和溶酶體過氧化物酶體和溶酶體的差別198頁5.蛋白質(zhì)在細(xì)胞內(nèi)合成位置,分選途徑,分選方式翻譯后轉(zhuǎn)運(yùn)的非分泌途徑:再細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中游離核糖體上合成:途徑1:留在細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中;途徑2:通過跨膜轉(zhuǎn)運(yùn)至線粒體,葉綠體和過氧化物酶體;途徑3:通過門控轉(zhuǎn)運(yùn)方式轉(zhuǎn)運(yùn)至細(xì)胞核:共翻譯轉(zhuǎn)運(yùn)的蛋白質(zhì)分泌途徑:在細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)游離核糖體上合成:在信號(hào)肽引導(dǎo)下與內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜結(jié)合并完成蛋白質(zhì)合成:途徑4:以膜泡運(yùn)輸方式從內(nèi)質(zhì)網(wǎng)轉(zhuǎn)運(yùn)至高爾基體;途徑5以膜泡運(yùn)輸方式轉(zhuǎn)運(yùn)至質(zhì)膜,溶酶體和分泌到細(xì)胞外。第七章細(xì)胞的能量轉(zhuǎn)換──線粒體和葉綠體一、名詞解釋1.電子傳遞鏈(呼吸鏈):膜上一系列由電子載體組成的電子傳遞途徑。這些電子載體接受高能電子,并在傳遞過程中逐步降低電子的能是,最終將釋放的能是用于全成ATP或以其他能量形式儲(chǔ)存。2.原初反應(yīng):光合色素分子從被光激發(fā)至引起第一個(gè)光化學(xué)反應(yīng)為止的過程3.循環(huán)光合磷酸化:由光照所引起的電子傳遞與磷酸化作用相耦聯(lián)而生成ATP的過程中叫光合磷酸化,當(dāng)電子傳遞是個(gè)閉合的回路時(shí)則稱為循環(huán)式光合磷酸化,僅由光系統(tǒng)Ⅰ單獨(dú)完成。4.非循環(huán)光合磷酸化:由光驅(qū)動(dòng)的電子從H2O開始,經(jīng)PSⅡ,Cytb6f復(fù)合物和PSⅠ最后傳遞給NADP+,電子傳遞經(jīng)過兩個(gè)光系統(tǒng),在電子傳遞過程中建立質(zhì)子梯度驅(qū)動(dòng)ATP的形成二、簡答1.線粒體結(jié)構(gòu)外膜:含孔蛋白,通透性較高。內(nèi)膜:高度不通透性,向內(nèi)折疊形成嵴,含有與能量轉(zhuǎn)換相關(guān)的蛋白。膜間隙:含多種可溶性酶,底物及輔助因子.基質(zhì):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2.呼吸鏈結(jié)構(gòu)復(fù)合物Ⅰ:NADH-CoQ還原酶復(fù)合物組成:含42個(gè)蛋白亞基,至少6個(gè)Fe-S中心和1個(gè)黃素蛋白。復(fù)合物Ⅱ:琥珀酸脫氫酶復(fù)合物組成:含F(xiàn)AD輔基,2Fe-S中心復(fù)合物Ⅲ:細(xì)胞色素bc1復(fù)合物組成:包括1cytc1、1cytb、1Fe-S蛋白復(fù)合物Ⅳ:細(xì)胞色素C氧化酶組成:二聚體,每一單體含13個(gè)亞基,三維構(gòu)象,cyta,cyta3,Cu,Fe3.化學(xué)滲透假說電子傳遞鏈各組分在線粒體內(nèi)膜中不對(duì)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4.ATP合成酶結(jié)構(gòu)球狀的F1頭部和嵌于內(nèi)膜的F0基部,F(xiàn)1顆粒具有ATP酶活性,5.葉綠體結(jié)構(gòu)葉綠體內(nèi)膜,膜間隙、基質(zhì)外,還有類囊體葉綠體內(nèi)膜并不向內(nèi)折疊成嵴; 捕光系統(tǒng)、電子傳遞鏈和ATP合成酶都位于類囊體 膜上。6.光合鏈構(gòu)成細(xì)胞色素,黃素蛋白,醌,鐵氧還蛋白7.為什么線粒體
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