细胞生物学名词解释与习题

第一章绪论名词解释（补充）思考题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，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生物学科的关系。（X）细胞生物学是研究和揭示细胞基本生命活动规律的科学，它从显微、亚显微与分子水平上研究细胞结构与功能，细胞增殖、分化、代谢、运动、衰老、死亡，以及细胞信号转导，细胞基因表达与调控，细胞起源与进化等重大生命过程。（P1）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。（辅导P3）2.如何认识细胞学说在细胞学乃至生物学发展简史中的重要意义?（辅导P3）（1）1838-1839年，德国植物学家施莱登和德国动物学家施旺提出细胞学说，基本内容是：①细胞是有机体，一切动植物都是由细胞发育而来，并由细胞和细胞产物所构成。②每个细胞作为一个相对独立的单位，既有它自己的生命，又对与其他细胞共同组成的整体的生命有所助益。③新的细胞可以通过已存在的细胞繁殖产生。（P5-6）（2）1858年，魏肖尔对细胞学说做了重要的补充，强调细胞只能来自细胞。细胞学说的提出对生物科学的发展具有重大的意义。细胞学说、进化论和孟德尔遗传学称为现代生物学的三大基石，而细胞学说又是后两者的基石。对细胞结构与功能的了解是生物学、医学及其各个分支进一步发展所不可缺少的。（P6）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。（辅导P3-4）（1）细胞生物学学科形成的客观条件如下：①细胞的发现②细胞学说的建立（2）细胞生物学今后发展的主要趋势概括起来有两点：一是基因与基因产物如何控制细胞的重要生命活动；二是基因产物，即蛋白质分子与其他生物分子构建与装配成细胞的结构，并行使细胞的有序的生命活动。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？（X）一．名词解释1.细胞生物学细胞生物学是研究和揭示细胞基本生命活动规律的科学，它从显微、亚显微与分子水平上研究细胞结构与功能，细胞增殖、分化、代谢、运动、衰老、死亡，以及细胞信号转导，细胞基因表达与调控，细胞起源与进化等重大生命过程。（P1）2.细胞学说施莱登和施旺提出一切动植物都是由细胞发育而来的，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，也与其他细胞相互影响；魏肖尔后来对细胞学说作了重要的补充，强调细胞只能来自细胞。（辅导P5-6）3.原生质体 除细胞壁之外的细胞内所有的具有生命活性的物质。（辅导P6）4.细胞遗传学主要从细胞学角度，特别是从染色体的结构和功能，以及染色体与其他细胞器的关系来研究细胞的遗传与变异机制。（辅导P7）5.细胞学说主要研究细胞对周围环境及信号的反应、细胞生长与繁殖的机制等重要问题。(辅导P7)6.细胞化学主要对细胞内的各种化学成分进行定性、定位、定量及动态变化的研究。(辅导P7)五．简答题1.细胞生物学的主要研究内容有哪些？（P2-4）当前细胞生物学的研究内容大致可归纳为以下10个方面：（一）生物膜与细胞器（二）细胞信号转导（三）细胞骨架系统（四）细胞核、染色体及基因表达（五）细胞增殖及其调控（六）细胞分化及干细胞生物学（七）细胞死亡（八）细胞衰老（九）细胞工程（十）细胞的起源与进化2.列出基本国内外有关细胞生物学的期刊。（辅导P9）国内期刊有《中国科学》、《科学通报》、《植物学报》、《植物生理与分子生物学学报》、《细胞生物学杂志》、《实验生物学报》、《动物学报》。国外期刊有：《Science》、《Nature》、《Cell》、《PlantCell》、《JournalofCellBiology》、《TrendsinCellBiology》。3.简述细胞学说的建立过程及主要内容，并说明为什么细学说的真正完善是1858年。（辅导P9-10）（1）细胞学说的建立过程：①1838-1839年，德国植物学家施莱登发表《植物发生论》，指出细胞是构成植物的基本单位。②1839年，德国动物学家施旺发表《关于动植物的结构和生长一致性的显微研究》，指出动植物都是细胞的集合物。③施莱登与施旺共同提出细胞学说：一切动植物都由细胞发育而来，并由细胞和细胞产物构成。（2）细胞学说的主要内容：①细胞是有机体，一切动植物都是由细胞发育而来，并由细胞和细胞产物所构成。②每个细胞作为一个相对独立的单位，既有它自己的生命，又对与其他细胞共同组成的整体的生命有所助益。③新的细胞可以通过已存在的细胞繁殖产生。（P5）（3）细胞学说的补充 1858年，魏尔肖指出，细胞只能来自细胞，进一步指明细胞作为一个相对独立的生命活动基本单位的性质。这一观点被认为是对细胞学说的一个重要补充。至此，细胞学说才真正完善。第二章细胞的统一性与多样性名词解释（补充）1.真病毒绝大多数病毒是由核酸与蛋白质构成的核酸-蛋白质复合体，称之为真病毒。（P23）1.亚病毒一类为数极少的更简单的生命体，称为亚病毒。（P23）2.朊病毒一类具有感染性的蛋白质，称为朊病毒（P24）4.增殖周期（复制周期）从病毒侵入细胞到子代病毒的成熟释放称为一个增殖周期（或复制周期）。（P28）5.细胞病变绝大多数细胞在体外培养的细胞内复制时，可以在显微镜下见到宿主细胞发生了明显的形态上的变化，称为细胞病变。（P28）思考题1.如何理解“细胞是生命活动的基本单位”这一重要概念？（P10-11）细胞是生命活动的基本单位包括以下几个方面的含义：（一）细胞是构成有机体的基本单位（二）细胞是代谢与功能的基本单位（三）细胞是有机体生长与发育的基础（四）细胞是繁殖的基本单位，是遗传的桥梁（五）细胞是生命起源的归宿，是生物进化的起点总之，没有细胞就没有完整的生命。已有许多实验证明，若细胞结构完整性被破坏，就不能实现完整的生命活动。2.为什么说支原体可能是最小、最简单的细胞存在形式？（P13）一个细胞生存与增殖必须具备的结构装置与机能是：细胞膜、DNA与RNA、一定数量的核糖体以及催化主要酶促反应所需要的酶。从保证一个细胞生命活动运转所必需的条件看，维持细胞基本生存的基因应该在200-300个，这些基因产物进行酶促反应所必须占有的空间直径约为50nm，加上核糖体（每个核糖体直径10-20nm），细胞膜与核酸等，我们可以推算出来，一个细胞体积的最小极限直径为140-200nm，而现在发现的最小支原体细胞的直径已接近这个极限。因此，比支原体更小更简单的结构，似乎不可能满足生命活动的基本要求，也就是说支原体应该是最小最简单的细胞。3.怎样理解“病毒是非细胞形态的生命体”？请比较病毒与细胞的区别并讨论其相互的关系。（辅导P17）与细胞相比较，病毒没有质膜；仅有一种核酸；没有核糖体蛋白质合成体系；不分裂，靠宿主细胞复制增殖。所以，病毒是肺细胞形态的生命。病毒的增殖必须在细胞内完成，在宿主细胞内分别复制病毒核酸与翻译病毒蛋白质，然后组装成新的病毒。病毒与细胞的区别主要表现在以下几个方面：（P23） （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）病毒是以复制和装配的方式进行增值病毒与细胞的相互关系如下：（1）病毒是专性寄生，离开细胞无法生存（2）病毒的复制必须在细胞内进行（3）在进化上，病毒应该是细胞的演化物（4）病毒可能是细胞在特定条件下“扔出”的基因组，游离的基因组只有回到原来的细胞环境方面发挥作用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。（P21）（辅导P13/P18）成分种类原核细胞（真细菌）古核细胞真核细胞细胞壁成分含有肽聚糖，对抗生素敏感不含有肽聚糖，对抗生素不敏感不含有肽聚糖，对抗生素不敏感DNA与基因结构不含重复序列存在重复序列存在大量重复序列核小体结构无组蛋白，无核小体结构有组蛋白，有核小体结构，与真核生物的核小体有差异有组蛋白，有核小体结构核糖体70S，55种蛋白质，对抗生素敏感70S，60种以上蛋白质，对抗生素不敏感80S，70-84种蛋白质，对抗生素不敏感5SrRNA细菌5SrRNA与真核5SrRNA类似，与细菌5SrRNA差别很大真核5SrRNA5.细胞的结构与功能相关是细胞生物学的一个基本原则，你是否能提出更多的论据来说明之。（X）一．名词解释1.细胞是由膜包围的能独立进行繁殖的原生质团，是生物体最基本的结构和功能单位，具有进行生命活动的最基本的要素。（辅导P22-23）2.原核细胞与真核细胞相比，原核细胞的基因组很小，仅为106-107bp，大部分原核细胞的主要遗传物质仅为一个环状DNA；它们细胞内没有以膜为基础饿各种细胞器，也没有细胞核膜；细胞体积一般很小，直径由0.2至10μm不等。（P12）3.真核细胞有膜结构围成的细胞核，DNA与蛋白质结合形成染色质（体），基因组至少有两条染色体；有内膜系统，包括内质网、高尔基体、溶酶体、线粒体和叶绿体等；具有细胞骨架系统。（辅导P23）4.古细菌又称为原细菌、古核生物，是一些生长在极端特殊环境中的细菌；最早发现的古核生物为产甲烷细菌类，后来又陆续发现盐细菌、硫氧细菌等。（辅导P23）5.质粒细菌内除核区DNA外，存在的可自主复制的遗传因子。（P23） 五．简答题1.为什么说古核细胞比细菌更可能是真核细胞的祖先？（1）古细菌又称为古核生物。其形态结构和遗传装置与原核生物的相似，但一些分子进化特征更接近于真核生物。（2）古细菌细胞壁成分与原核生物一样不含有真细菌所特有的肽聚糖。真细菌的细胞DNA不含有重复序列，而古核细胞与真核生物一样含有重复序列。（3）大部分真细菌核糖体为70S，而古核生物核糖体有增大趋势，含有60种以上蛋白质，结余真核细胞与原核细胞之间。核糖体对抗生素的反应更类似于真核细胞。（4）5SrRNA与真核细胞更接近。（辅导P24）2.简述细胞体积守恒定律的主要观点。（1）不论物种间的差异有多大，同一器官与组织的细胞，其大小更倾向在一个恒定的范围之内。（2）细胞体积与其相对表面积成反比。（3）细胞体积在不同物种间均相差悬殊，而细胞核体积相差不大。（4）器官的大小主要取决于细胞的数量，与细胞的数量呈正比，而与细胞的大小无关。（5）细胞内物质交流的速率与其细胞体积成反比。（辅导P24-25）3.比较原核细胞与真核细胞在结构上的异同。（P21）原核细胞与真核细胞基本特征的比较特征（结构）原核细胞真核细胞细胞质膜有(多功能性)有核膜无有染色体由一个（少数几个）环状DNA分子构成的单个染色体，DNA不与或很少与蛋白质结合2个染色体以上，染色体由线状DNA与蛋白质组成核仁无有核糖体70S（包括50S与30S的大小亚单位）80S（包括60S与40S的大小亚单位）膜质细胞器无有核外DNA细菌具有裸露的质粒DNA线粒体DNA，叶绿体DNA细胞壁主要成分是氨基糖与壁酸动物细胞无细胞壁，植物细胞细胞壁的主要成分为纤维素与果胶细胞骨架无有细胞增殖（分裂）方式无丝分裂（直接分裂）以有丝分裂（间接分裂）为主4.试举两例说明真核细胞形态结构与功能的关系。（P25）（1）以哺乳动物红细胞为例：①红细胞呈扁圆形，有利于在血管内快速运动②红细胞的体积很小，其表面积很大，有利于提高气体交换效率③红细胞没有细胞核也没有其他重要细胞器，主要由细胞膜包裹着血红细胞，这些特点有助于细胞结合更多的氧气。（2）以生殖细胞为例： ①雄性细胞与雌性细胞经过特化，结构装置简化到只有利于完成受精过程与卵裂②精细胞除携带一套完整的单倍基因组（高度的浓缩核）外，其他结构装置只保证其运动与进入卵细胞内③卵细胞则相反，为了保证受精后卵裂与早期胚胎发育，必须在细胞质内储藏大量的遗传物质、蛋白质与养料。5.简要说明抗生素的杀菌机理及细菌对抗生素的耐药性的形成过程。（辅导P25-26）（1）抗生素的杀菌机理（以青霉素、四环素、链霉素、红霉素、链霉素为例）如下青霉素的抑菌作用主要通过抑制壁酸的合成，从而抑制细胞壁的合成。阳性菌因细胞壁的壁酸含量高，故对青霉素很敏感；反之，阴性菌由于壁酸含量极少，对青霉素不敏感。（P14）30S小亚基对四环素和链霉素很敏感，50S大亚基对红霉素和链霉素敏感。它们大多通过干扰多肽链的翻译环节而发挥抑菌作用。（2）细菌对抗生素的耐药性的形成过程。暴露在逆境中的细胞群体有一个或少数几个可能发生突变，使它们获得抵抗药物的能力。这些突变细菌会继续快速分裂，对抗生素有抗性的细菌不久便会在培养物中成为优势物种。6（略）7.真核生物内膜结构体系的形成有什么意义？（P26）细胞内部区域化，形成了一些特定的功能区域和微环境（细胞内功能分化），分别执行独立的功能而又彼此协作。保证了反应物的浓度，增加了表面积，使一些酶得以保护，提供了特殊的运输通道等。保证了膜的动态性质，维持膜结构的一致性及通过膜流保证细胞膜的更新。第三章细胞生物学研究方法思考题1.试举1-2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作用。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？3.为什么说细胞培养是细胞生物学研究的最基本的实验技术之一？4.研究细胞内生物大分子之间的相互作用与动态变化涉及哪些实验技术？他们各有哪些优点和不足之处？5.什么是模式生物？举例说明模式生物的使用在细胞生物学研究中的作用。6.功能基因组学的基本研究思路与基本方法是什么？为什么说它与细胞生物学的发展密切相关？一．名词解释1.分辨率（P31）分辨率是指能区分两个质点间的最小距离。2.荧光显微镜技术（P32-33）荧光显微镜样品制备技术包括免疫荧光技术和荧光素直接标记技术。荧光染料DAPI特异性地直接与细胞中的DNA相结合，从而显示出细胞核或染色体在细胞中的定位。这是一种常用的直接标记技术。3.放射自显影（P48） 放射自显影技术是利用放射性同位素的电离射线对乳胶（含ArBr或AgCl）的感光作用，对细胞内生物大分子进行定性、定位与半定量研究的一种细胞化学技术。4、5（略）6.免疫荧光技术（P40）所谓免疫荧光技术就是将免疫学方法（抗原-抗体特异结合）与荧光标记技术相结合用于研究特异蛋白抗原在细胞内分布的方法，它包括直接和间接免疫荧光技术两种。7.免疫电镜（辅导P52/P41）将抗体进行特殊标记后用电子显微镜观察免疫反应的结果。免疫电镜技术可分为免疫铁蛋白技术、免疫酶标技术与免疫胶体金技术，其主要区别是与抗体结合的标志物不同。8.显微分光光度测定技术（辅导P34/P52）将显微镜技术与分光光度计结合起来的技术。是利用细胞内某些物质对特异光谱的吸收，来测定这些物质（如核酸或蛋白质等）在每个细胞内的含量的一种实验技术。第四章细胞质膜思考题1.从生物膜结构模型的演化，谈谈人们对生物膜的认识过程。2.膜脂有哪几种基本类型？它们各自的结构特征与功能是什么？3.何谓内在膜蛋白？它以什么方式与脂双层膜相结合?4.生物膜的基本特征是什么？这些特征与它的生理功能有什么联系？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？第五章物质的跨膜运输思考题1.比较载体蛋白与通道蛋白的异同。2.比较P型离子泵、V型离子泵、F型质子泵和ABC超家族的异同。3.说明Na+-K+泵的工作原理及其生物学意义。4.比较动物细胞、植物细胞和原生动物应付低渗膨胀的机制有何不同。5.试述胞吐作用的类型和功能。第六章线粒体和叶绿体思考题1.怎样理解线粒体和叶绿体是细胞能量转换的细胞？2.线粒体和叶绿体在细胞内呈现怎样的动态特征？3.试比较线粒体与叶绿体在基本机构方面的异同。4.为什么说三羧酸循环是真核细胞能量代谢的中心？5.电子传递链与氧化磷酸化之间有何关系/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。7.光系统中捕光复合物和反应中心复合物的结构与功能的关系如何？ 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/9.试比较光合碳同化3条途径的主要异同点。10.为什么说线粒体和叶绿体是半自主性细胞器？11.线粒体与叶绿体的内共生起源学说有哪些证据/第七章细胞质基质与内膜系统思考题1.你对细胞质基质的结构组成及其在细胞生命活动中作用作何理解?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？3.试述内质网的主要功能及其质量监控作用。4.试述高尔基体的结构特征及其生理功能。5.蛋白质糖基化的基本类型、功能定位及生物学意义是什么？6.溶酶体是怎样发生的？它有哪些基本功能/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？第八章蛋白质分选与膜泡运输名词解释1.蛋白质的定向转运或蛋白质分选绝大多数蛋白质均在细胞质基质中的核糖体上开始合成，然后转运至细胞的特定部位，并装配成结构与功能的复合体，参与细胞生命活动，此过程称为蛋白质的定向转运或蛋白质的分选。（P138）2.开始转移序列引导新生肽链穿过内质网膜移位子的信号肽成为开始转移序列。（P139）思考题1.何谓分泌性蛋白质的信号肽假说，涉及的主要组分如何协同作用？分泌蛋白可能携带N端短信号序列，一旦该序列从核糖体翻译合成，结合因子和蛋白结合，指导其转移到内质网膜，后续翻译过程在内质网膜上进行。(P138)涉及的主要组分有：蛋白质N端信号肽，信号识别颗粒（SRP），内质网膜上的信号识别颗粒受体（SRP受体），内质网膜上的核糖体受体，易位子和信号肽酶。(P138)信号肽是位于蛋白质N端的一段肽链，其在游离核糖体上，由信号密码翻译合成。存在于细胞质基质中的SRP识别并结合信号肽，以保护新生肽N端不受损伤，同时SRP占据核糖体的A位点，使蛋白质合成暂停。SRP识别并结合内质网膜上的SRP受体，核糖体、新生肽和内质网膜上的易位子结合。SRP解离，肽链继续合成，信号肽开启内质网膜上的易位子，指导新生肽链穿过内质网腔，与此同时，内质网中的信号肽酶将信号肽切除。2.试述分泌蛋白的合成、加工及转运途径。（1）核糖体阶段分泌蛋白起始合成并发生蛋白质的跨内质网膜转运（2）内质网阶段蛋白质糖基化加工和形成运输小泡 （1）细胞质基质运输阶段运输小泡脱离糙面内质网并移向高尔基体，与其顺面膜囊融合（2）高尔基体加工修饰阶段蛋白质进行加工修饰，并在反面膜囊中分选和包装，形成较大囊泡进入细胞质基质（3）细胞质基质运输阶段大囊泡接近质膜（4）胞吐阶段分泌泡与质膜融合，将分泌蛋白释放到胞外3.试述细胞内膜泡运输的概况、类型及其各自主要功能。膜泡运输是蛋白质分选的一种特有的方式，普遍存在于真核细胞中。在转运过程中不仅涉及蛋白质本身的修饰、加工和组装，还涉及多种不同膜泡靶向运输及其复杂的调控过程。在细胞分泌和胞吞过程中，以膜泡运输方式介导的蛋白质分选途径形成细胞内复杂的膜流，这种膜流具有高度组织性、方向性并维持动态平衡。（P145）类型：COPⅡ包被膜泡运输(P147-148)COPⅠ包被膜泡运输(P148-150)网格蛋白/接头蛋白包被膜泡运输(P150-152)（1）COPⅡ包被膜泡介导细胞内顺向运输，即负责从内质网到高尔基体的物质运输（2）COPⅠ包被膜泡介导细胞内膜泡逆向运输，负责从高尔基体反面膜囊到高尔基体顺面膜囊以及从高尔基体顺面网状区到内质网的膜泡转运。包括再循环的膜脂双层、内质网驻留的可溶性蛋白和膜蛋白，是内质网回收错误分选的逃逸蛋白的重要途径。（3）网格蛋白/接头蛋白包被膜泡介导几种蛋白质分选途径，包括从高尔基体TGN向胞内体或向溶酶体、黑（色）素体、血小板囊泡和植物细胞液泡的运输。另外，在受体介导的胞吞途径中还负责将物质从细胞表面送往胞内体转而到溶酶体的运输。4.怎样理解细胞结构组装的生物学意义？（P153）（1）减少和校正蛋白质合成中出现的错误（2）可大大减少所需的遗传物质信息量（3）通过装配和去装配更容易调节与控制多种生物学过程一．名词解释1.信号识别颗粒（SRP）是一种核糖核蛋白复合体，有6种不同的蛋白质和一个由300个核苷酸组成的7SRNA结合组成，SRP通常存在于细胞质基质中，等待信号肽从多核糖体上延伸暴露出来，SRP即可与新生肽信号序列和核糖体大亚基结合，又可与内质网膜上SRP受体结合。（P139）2.易位子（移位子）由TRAM蛋白和Sec61蛋白构成，可结合信号肽和停止转移序列，引导新生肽进入内质网腔，在跨膜蛋白的形成中具有重要作用。（参P149）3.停止转移序列（内在停止转移锚定序列和内在信号锚定序列）肽链中还可能存在某些内在序列与内质网膜有很强的亲和力从而使之结合在脂双层中，这段序列不再转入内质网腔中，成为内在停止转移锚定序列和内在信号锚定序列。（P139）4.DP，停靠蛋白，停泊蛋白（SRP受体）SRP受体是内质网膜的整合蛋白，相对分子质量为7.2×104，由α和β亚基组成，可特异地与信号识别颗粒结合。（P139） 4.信号肽位于蛋白质的N端，一般由16-26个氨基酸残基组成，其中包括疏水核心区、信号肽的C端和N端等3部分，引导肽链跨内质网膜进入内质网腔。（P138）5.内质网滞留信号内质网的功能和结构蛋白羧基端的一个小肽序列为Lys-Asp-Glu-Leu-COO-，即KDEL信号序列，在高尔基体顺面膜囊的膜上有相应受体，一旦进入高尔基体就与受体结合，形成回流膜囊运回内质网。（参P149）6.M6P受体蛋白为反面高尔基网上的膜整合蛋白，能够识别溶酶体酶上的M6P信号并与之结合，从而将其分选出来，后通过出芽的方式将该酶蛋白装入分泌小泡。（参P149）7.分泌蛋白信号假说分泌蛋白可能携带N端短信号序列，一旦该序列从核糖体翻译合成，结合因子和蛋白结合，指导其转移到内质网膜，后续翻译过程将在内质网膜上进行。（P138）8.共转移（共翻译转移）分泌蛋白在信号肽指导下边翻译边跨膜转运的过程称为共翻译转移。（P139）9.后转移（后翻译转运）蛋白质在细胞质基质中合成以后再转移到细胞器中，称这种翻译-转运方式为后翻译转运。（P140）10.信号斑是存在于溶酶体酶中的特征性信号，是由几段不相邻的信号序列在形成三级结构时聚集在一起形成的一个斑点，可被高尔基体顺面膜囊中的酸性转移酶识别。（参P150）11.AP，衔接蛋白（接头蛋白）是参与网格蛋白包被膜泡组装的一种蛋白质，在网格蛋白和手提的细胞质结构域间起衔接作用。（P150）12.发动蛋白是一种存在于胞质溶胶中的参与网格蛋白包被膜泡形成的G蛋白，含900个氨基酸，其在被膜小窝的颈部聚合，通过水解GTP调节自己收缩，最后将小泡与质膜分割开来。（参P150）五．简答题1.简述单次跨膜蛋白整合到内质网膜的机制。蛋白质有一个末端起始转移序列和一个停止转移序列，先合成的N端被引往内质网腔，转移到停止转移序列时，停止转移序列和易位子结合阻止后面合成的肽链进入腔内，从而停留在内质网的胞质面。停止转移序列形成跨膜区段，最终起始转移序列被水解掉。1.为何跨膜蛋白的糖基总在细胞膜外表面？（1）膜结合蛋白糖基化相关酶的活性都在内质网和高尔基体的腔面。（2）膜结合蛋白不能做反转运动，即不能有单位膜的一半层转移到另一半层。（3）糖基化蛋白随胞吐作用有运输小泡的膜腔面转移到细胞膜外表面。2.列举几种你知道的指导蛋白转运的蛋白质信号序列。指导蛋白质转运的蛋白质信号序列有： 内质网驻留蛋白C端回收信号序列KDEL，内质网膜蛋白C端KKXX序列，分泌蛋白N端信号肽，进入线粒体的蛋白质中的导肽，进入叶绿体的蛋白质中的转运肽，细胞核蛋白中的核定位序列或核输出序列，过氧化物酶体蛋白质的PTS序列（C端PTS1，N端PTS2）。1.近距离膜泡运输和远距离膜泡运输在膜泡运动的机制上有何不同？（1）近距离膜泡运输中供体膜和受体膜之间距离较近，主要依靠膜泡的自由扩散。（2）远距离膜泡运输中供体膜和受体膜之间距离较远，膜泡依靠马达蛋白。靠ATP供能，沿微管或微丝移动。2.简述细胞内蛋白质合成部位及其去向。细胞中由核基因编码的所有蛋白质的合成皆起始于细胞质基质中的核糖体上。其中某些蛋白质在细胞质基质中完成多肽链合成，然后被转运到细胞质基质中的特定部位或细胞核、内质网、过氧化物酶体和线粒体/叶绿体等由膜包围的细胞器中。另一些蛋白质，如分泌蛋白、膜整合蛋白和某些细胞器（内质网、高尔基体、溶酶体、液泡和线粒体/叶绿体）的驻留蛋白，它们在起始合成不久后被转移到糙面内质网膜上，继续完成蛋白质合成。这些蛋白质被分泌到细胞外，整合到膜结构或运输到上述细胞器的腔中。线粒体/叶绿体基因编码利用它们自身核糖体合成的蛋白质则在这两种细胞器的腔内完成，然后到达膜上或保留在基质液中。3.糙面内质网上合成哪几类蛋白质？它们在内质网上合成的生物学意义又是什么？糙面内质网上合成的蛋白质主要包括：向细胞外分泌的蛋白质（如激素、受体）膜整合蛋白某些细胞器（内质网、高尔基体、溶酶体、液泡和线粒体/叶绿体）的驻留蛋白需要修饰的蛋白质（如糖蛋白）内质网中有一系列的酶，可对这些蛋白质进行合成后加工，为它们形成具有正常功能的蛋白质提供物质保障；同时内质网上还包含有不同的受体蛋白，可指引这些蛋白质准确而高效地到达靶部位。4.何谓蛋白质的分选？图解真核细胞内蛋白质分选途径。绝大多数蛋白质均在细胞质基质中的核糖体上开始合成，然后转运至细胞的特定部位，并装配成结构与功能的复合体，参与细胞生命活动，此过程称为蛋白质的定向转运或蛋白质的分选。（图解见教材P142）第九章细胞信号转导名词解释1.信号分子是细胞的信息载体，种类繁多，包括化学信号诸如各类激素、局部介质和神经递质等，以及物理信号诸如声、光、电和温度变化等。（P158）1.第一信使一般将细胞外信号分子（亲脂性和亲水性分子）成为第一信使。（辅P155）2.G蛋白是三聚体GTP结合调节蛋白的简称，位于质膜内胞浆一侧，由Gα、Gβ、Gγ三个亚基组成，Gβ和Gγ以异二聚体形式存在，Gα和Gβγ亚基分别通过共价结合的脂分子锚定在膜上。（P166）3.腺苷酸环化酶 是相对分子质量为1.5×105的多次跨膜蛋白（12次），胞质侧具有2个大而相似的催化结构域，跨膜区有2个整合结构域，每个含6个跨膜α螺旋。（P169）1.蛋白激酶A（PKA）全酶无活性，是由2个调节亚基和2个催化亚基组成的四聚体，每个调节亚基上有2个cAMP的结合位点，与cAMP结合后，释放催化亚基，将ATP上的磷酸基团转移到特定蛋白质的丝氨酸/苏氨酸残基上，进行磷酸化。（辅P159）2.催化性受体通常与酶连接的细胞表面受体又称催化性受体。目前已知的这类受体都是跨膜蛋白，当胞外信号（配体）与受体结合即激活受体胞内段的酶活性。（P176）3.Ras蛋白是ras基因表达产物，是由190个氨基酸残基组成的小的单体GTP结合蛋白，具有GTPase活性，分布于质膜胞质一侧，结合GTP时为活化态，而结合GDP时为失活态，所以Ras蛋白也是GTPase开关蛋白。（P177）4.蛋白激酶B（PKB）是一种相对分子质量约为6.0×104的Ser/Thr蛋白激酶，与PKA和PKC均有很高的同源性，故又称为PKA与PKC的相关激酶，该激酶被证明是反转录病毒癌基因v-akt的编码产物，故又称AKT。（P179）5.转化生长因子β（TGF-β）是由多种动物细胞合成与分泌，以非活性形式储存在细胞外基质结构相关的信号分子超家族，（其编码基因于1985年克隆成功）。（P180）6.NF-κB最初是在B细胞中发现的一种核转录因子，能特异性结合免疫球蛋白κ轻链基因的上游增强子序列并激活基因转录，此后发现它广泛存在于几乎所有真核细胞中。（P186）7.Notch通路是一种细胞间接触依赖性的通讯方式。信号分子及其受体均是膜整合蛋白。（P187）8.整联蛋白是细胞表面的跨膜蛋白，由α和β两个亚基组成异二聚体，其胞外段具有多种胞外基质组分的结合位点，包括纤黏连蛋白、胶原和蛋白聚糖。（P188）思考题1.何谓信号转导中的分子开关机制？举例说明。在细胞信号转导过程中，除细胞表面受体和第二信使分子以外，还有两类在进化上保守的胞内蛋白，其功能作用依赖于胞外信号的刺激，这两类蛋白在引发信号转导级联反应中起分子开关的作用。一类是GTP分子开关调控蛋白构成的细胞内GTPase超家族；另一类是更为普遍存在的分子开关机制，通过蛋白激酶使靶蛋白磷酸化，通过蛋白磷酸水解酶使靶蛋白去磷酸化，从而调节靶细胞的活性。（P160-161）Ras蛋白是ras基因表达产物，是由190个氨基酸残基组成的小的单体GTP结合蛋白，具有GTPase活性，分布于质膜胞质一侧，结合GTP时为活化态，而结合GDP时为失活态，所以Ras蛋白也是GTPase开关蛋白。（P177）2.如何理解细胞信号系统及其功能。（辅P170）（1）细胞表面受体：特异识别胞外信号（2）转承蛋白：负责信息向下传递（3）信使蛋白：携带信号从一部位传递到另外一部位（4）接头蛋白：连接信号蛋白 （1）放大和启动蛋白：由酶和离子通道组成，介导信号级联反应（2）传感蛋白：负责不同形式信号的转换（3）分歧蛋白：信号从一条途径传递到另外一条途径（4）整联蛋白：从多条通路接受信号并向下传递（5）潜在基因调控蛋白：在表面被受体活化，迁移至细胞核并刺激基因转录1.试比较G蛋白偶联受体介导的信号通路（效应蛋白、第二信使、生物学功能）（1）激活离子通道的G蛋白偶联受体当受体与配体结合被激活后，通过偶联G蛋白的分子开关做用，调控跨膜离子通道的开启与关闭，进而调节靶细胞的活性，如心肌细胞的M乙酰胆碱受体和视杆细胞的光敏感受体，都属于这类调节离子通道的G蛋白偶联受体。（P167）（2）激活或抑制腺苷酸环化酶的G蛋白偶联受体在绝大多数的哺乳动物细胞中，G蛋白偶联受体介导的信号通路中，Gα亚基的首要效应酶是腺苷酸环化酶，通过腺苷酸环化酶活性的变化调节靶细胞内第二信使cAMP的水平，进而影响信号通路的下游事件。（P169）（3）激活磷脂酶C，以IP3和DAG作为双信使的G蛋白偶联受体通过G蛋白偶联受体介导的另一条信号通路是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。IP3刺激细胞内质网释放Ca+进入细胞质基质，使胞内Ca+浓度升高；DAG激活蛋白激酶C（PKC），活化的PKC进一步使底物蛋白磷酸化，并可激活Na+/H+交换，引起细胞内pH升高。以磷脂酰肌醇代谢为基础的信号通路的最大特点是胞外信号被膜受体接受后，同时产生两个胞内信使，分别激活两种不同的信号通路，即IP3-Ca+和DAG-PKC途径，实现细胞对外界信号的应答，因此把这种信号系统又称之为“双信使系统”。（P172）2.概述受体酪氨酸酶激酶介导的信号通路的组成、特点及其主要功能。受体酪氨酸激酶（RTK）又称酪氨酸蛋白激酶受体，是细胞表面一大类重要受体家族，迄今已鉴定有50余种，包括7个亚族。所有RTK的N端位于细胞外，是配体结合域，C端位于胞内，具有酪氨酸激酶结构域，并具有自磷酸化位点。它的胞外配体是可溶性或膜结合的多肽类或蛋白类激素，包括多种生长因子、胰岛素和胰岛素样生长因子等。RTK主要功能是控制细胞生长、分化而不是调控细胞中间代谢。（P176）特点：（1）激活机制为受体之间的二聚体化→自磷酸化→活化自身（2）没有特定的二级信使，要求信号有特定的结构域（3）有Ras分子开关蛋白的参与（4）介导下游MAPK的激活（辅：P171）由RTK介导的信号通路具有广泛的功能，包括：（1）调节细胞的增值和分化（2）促进细胞存活（3）细胞代谢的调节与校正作用（P178）3.概述细胞表面受体的分类（配体、受体、信号转导机制）。由细胞表面受体所介导的调控细胞基因表达的信号通路，根据其反应机制和特征可区分为4类：（1） GPCR-cAMP-PKA和RTK-Ras-MAPK信号通路。它们通过活化受体导致胞内蛋白激酶的活化，然后活化的胞质激酶转位到核内并直接磷酸化特异的核内转录因子，进而调控基因转录。（1）TGF-β-Smad和JAK-STAT信号通路，它们是通过配体与受体结合激活受体本身或偶联激酶的活性，然后直接或间接导致胞质内特殊转录因子的活化，进而影响核内基因的表达。（2）Wnt受体和Hedgehog受体介导的信号通路是通过配体与受体结合引发胞质内多蛋白复合体去装配，从而释放转录因子，再转位到核内调控基因表达。（3）NF-κB和Notch两种信号通路涉及到抑制物或受体本身的蛋白切割作用，从而释放活化的转录因子，再转位到核内调控基因表达。（P183）1.图解细胞表面受体调节基因表达的信号通路。（P184）2.概述细胞信号的整合方式与控制机制。（1）细胞信号的整合方式细胞的信号转导是多通路、多环节、多层次和高度复杂的可控过程。细胞对信号的应答反应具有发散性或收敛性特征，对特定胞外信号产生多样性细胞反应的机制通常有3种情况：①细胞外信号的强度或持续时间的不同控制反应的性质②在不同细胞中，相同受体因不同的胞内信号蛋白可引发不同的下游通路③细胞通过整合不同通路的输入信号调节细胞对信号的反应（P189）（2）细胞信号的控制机制细胞对外界信号作出的适度反应既涉及信号的有效刺激和启动，也依赖于信号的解除和细胞的反应终止。细胞适应刺激强度或刺激时间的变化，正是因为细胞可以校正对信号的敏感性。概括起来，靶细胞对信号分子的脱敏机制有如下5种方式：①受体没收②受体下调③受体失活④信号蛋白失活⑤抑制性蛋白产生（P191-192）一．名词解释1.细胞通讯是指一个产生信号细胞发出的信息通过介质（又称配体）传递到另一个靶细胞中并与其相应的受体相互作用，然后通过细胞信号转导产生靶细胞中一系列生理生化反应，最终表现为靶细胞整体的生物学效应的过程。（P156）2.细胞识别是指细胞通过其表面的受体与胞外信号物质分子选择性地相互作用，从而导致细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。3.受体是一类能够识别和选择性结合某种配体的大分子。已经鉴定的绝大多数受体都是蛋白质且多为糖蛋白，少数受体是糖脂（如霍乱毒素受体和百日咳毒素受体），有的受体是糖蛋白和糖脂组成的复合物（促甲状腺激素受体）。（P158）4.信号转导是指细胞外的信号与细胞表面受体结合后，在细胞内形成第二信使，由第二信使介导下游细胞反应。5.第二信使 是指在胞内产生的非蛋白类小分子，通过其浓的变化（增加或减少）应答胞外信号与细胞表面受体的结合，调节细胞内酶或非酶蛋白的活性，从而在细胞信号转导途径中行使携带和放大信号的功能。（P160）6.离子通道偶联受体是指受体本身既有信号（配体）结合位点，又是离子通道，其跨膜信号转导中无需中间步骤，又称为配体门离子通道或递质门离子通道。（P159）7.G蛋白偶联受体是细胞表面受体中最大家族，普遍存在于各类真核细胞表面，根据其偶联效应蛋白的不同，介导不同的信号通路。（P159）8.酶联受体一类是受体胞内结构域具有潜在酶活性，另一类是受体本身不具有酶活性，而是受体胞内段与酶相联系。（P159）9.分子开关在细胞信号转导过程中，除细胞表面受体和第二信使分子以外，还有两类在进化上保守的胞内蛋白，其功能作用依赖于胞外信号的刺激，这两类蛋白在引发信号转导级联反应中起分子开关的作用。一类是GTP分子开关调控蛋白构成的细胞内GTPase超家族；另一类是更为普遍存在的分子开关机制，通过蛋白激酶使靶蛋白磷酸化，通过蛋白磷酸水解酶使靶蛋白去磷酸化，从而调节靶细胞的活性。（P160-161）10.受体二聚化配体在胞外与受体结合并引起构象变化，但单次跨膜的α螺旋无法传递这种构象变化，因此配体结合导致受体二聚化形成同源或异源二聚体。（P176）11.SH结构域是Src同源区的简称，src是一种原癌基因，最早在Rous肉瘤病毒中被发现。这种结构域能够和受体酪氨酸蛋白激酶磷酸化残基紧密结合，形成复合物，进行信号转导。（P177）12.钙火花直径约为2µm，体积8fL。在短短的10ms内，细胞中某一微区Ca+探针Fluo-3的荧光强度骤升一倍，随后又在20ms内消失，故称为钙火花。（174）13.CaM（钙调蛋白）是真核细胞中普遍存在的Ca+应答蛋白，含4个结构域，每个结构域可结合一个Ca+。钙调蛋白本身无活性，结合Ca+后激活靶酶的过程分两步：首先Ca+和CaM结合形成活化态的Ca+-CaM复合体，然后再与激酶结合将其活化。（P174）14.TGF-β受体15.TGF-β超家族成员都是通过细胞表面酶联受体而发挥作用的。TGF-β受体有三种受体，RⅠ，RⅡ，RⅢ。尽管TGF-β可以诱发复杂而多样的细胞反应，但TGF-β受体介导的信号转导通路却又相对简单而且基本相同，即一旦受体与配体结合形成复合物便被激活，那么受体的激酶活性就能在细胞质中直接磷酸化并激活特殊类型的转录因子Smad，进入核内调节基因表达，故称TGF-β-Smad信号通路。（P180-181）15.细胞因子是影响和调控多种类型细胞增值、分化与成熟的细胞因子，包括白介素（IL）、干扰素（IFN）、集落刺激因子（CSF）、促红细胞生成素（Epo）和某些激素等。（P181）16.细胞因子受体是细胞表面一类与酪氨酸蛋白激酶偶联的受体。这类受体蛋白单次跨膜，由两条或多条肽链组成，受体本身不具有酶活性，但它的胞内段具有与胞质酪氨酸蛋白激酶的结合位点，也就是说受体活性依赖于非受体的酪氨酸蛋白激酶。（P182） 五．简答题1.细胞是如何实现对信号的适应的？细胞以不同的方式产生对信号的适应：一是逐渐降低表面受体的数目，受体的减少降低了对胞外信号的敏感度；二是快速钝化受体（受体本身脱敏），从而降低受体和配体的亲和力，降低受体对胞外微量配体的敏感性；三是在受体已被激活的情况下，其下游信号蛋白发生变化，使通路受阻，这种适应是通过负反馈实现的。2.人类癌症患者中约有30%与ras基因突变有关。利用细胞信号转导RTK-Ras通路的知识分析ras基因异常导致癌变的机理。RTK-Ras信号通路可概括为一下模式：配体-RTK-Ras-Raf（MAPKKK）-MAPKK-MAPK-进入细胞核-其它激酶或基因调控蛋白（转录因子）的磷酸化修饰，对基因表达产生多种效应。（P177）Ras本身的GTP酶活性不强，需要GTP活化蛋白（GAP）的参与，GAP的SH2结构域可直接与活化的Ras结合，使Ras结合的GTP水解而失活。ras原癌基因位于真核生物的细胞核中，其编码的p21Ras蛋白，在结构和功能上与G蛋白相似，与GTP结合后，参与细胞生长、分化信号的传导。ras基因发生点突变后，Ras结合的GTP不能水解，细胞增殖信号持续增强，导致细胞无限增殖和癌变。（P177-178）3.简述Gi对腺苷酸环化酶的抑制机制。有哪些典型的抑制信号和激活信号？当Gi与GTP结合时，Giα亚基和另外两个亚基解离后，一是通过Giα亚基与腺苷酸环化酶结合，直接抑制酶的活性；二是通过Giβ、Giγ亚基复合物与游离的Gsα亚基结合，阻断Gsα亚基对腺苷酸环化酶的活化。抑制信号：肾上腺素α2（受体）、乙酰胆碱M（受体）激活信号：肾上腺素β（受体）、促甲状腺激素（受体）（P168）4.简述霍乱毒素导致腹泻的信号转到机制。霍乱毒素具有ADP-核糖转移酶活性，进入细胞催化胞内的NAD+的ADP核糖基共价结合在Gsα亚基上，致使Gsα亚基丧失GTP酶活性，与Gsα亚基结合的GTP不能水解成GDP，结果GTP永久结合在Gsα亚基上，处于持续活化状态并不断地激活腺苷酸环化酶，使腺苷酸环化酶被锁定在活化状态。霍乱病患者的症状是严重腹泻，其主要原因是霍乱病毒催化Gsα亚基ADP-核糖基化，致使小肠上皮细胞中cAMP水平增加100倍以上，导致细胞大量Na+和水分子持续外流，产生严重腹泻而脱水。（P172）5.简述百日咳产生的细胞学原因。百日咳毒素吹化Giα亚基ADP-核糖基化，结果防止Giα亚基结合的GDP的释放，使Giα亚基被锁定在非活化状态，Giα亚基的失活导致气管上皮细胞内cAMP水平增高，促使液体、电解质和黏液分泌减少。（P172）6.cAMP作为一个重要的第二信使，它有哪些重要特点保证信号转导快速有效进行？在正常情况下细胞内cAMP的浓度≤10-6mol/L，当腺苷酸环化酶被激活后，cAMP水平急剧增加，使靶细胞产生快速应答；在细胞内还有另一种酶即环腺苷酸磷酸二酯酶（PDE），可降解cAMP生成5’ -AMP，导致细胞内cAMP水平下降，从而终止信号反应。cAMP浓度在细胞内的迅速调节是细胞快速应答胞外信号的重要基础。（P169）2.cAMP的效应为何随靶细胞不同而变化？cAMP的主要效应是通过激活PKA激活靶酶和启动基因表达。cAMP与PKA的调节亚基结合，改变调节亚基构象，调节亚基和催化亚基解离，释放出催化亚基。活化的PKA催化亚基可导致细胞中某些蛋白质磷酸化，改变这些蛋白质的活性，在不同类型的细胞中不同的靶蛋白被磷酸化，从而影响不同靶细胞的具体代谢行为。启动基因表达因为要涉及细胞核机制，所以过程较缓慢。（P169）3.Ca+为何可以作为胞内信号进行信号转导，Ca+的储存与释放在信号转导中有什么作用？在细胞质基质中，基态的Ca+浓度约为10-7mol/L，很少的Ca+流入就可以导致胞内溶胶Ca+较大程度变化。在信号转导中，Ca+作用极其重要，不仅可以作为第三信使参与广泛的生理活动，结合各种Ca+结合蛋白并引起细胞反应，而且在双信使系统本身的调节方面也非常重要。胞内Ca+浓度过高会引起细胞中毒，质膜上的钙泵和钠钙交换器将Ca+泵出细胞，内质网膜上的钙泵会将高浓度的Ca+泵进内质网钙库。4.简述细胞内受体介导的信号传递的特点。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。在细胞内，受体与抑制性蛋白（如Hsp90）结合形成复合物，处于非活化的状态。当信号分子与受体结合，将导致抑制性蛋白从复合物上解离下来，使受体暴露出它的DNA结合位点而被激活。因此，这类受体一般都含有3个功能域：C端的结构域是激素的结合位点，中部结构域是DNA或Hsp90的结合位点，N端是转录激活结构域。（P164）5.为何硝酸甘油能够用于治疗心绞痛？硝酸甘油能用于治疗心绞痛，因为硝酸甘油在体内转化为NO，可扩散到相邻细胞，与鸟苷酸环化酶活性中心的Fe2+结合，改变酶的构象，导致酶活性增强和cGMP水平增高。cGMP的作用是通过依赖cGMP的蛋白激酶G（PKG）活化，抑制肌动-肌球蛋白复合物信号通路，导致血管平滑肌舒张(可舒张血管)，从而减轻心脏负荷和心肌的需氧量。（P165）6.简述NO的作用机制。NO是一种具有自由基性质的脂溶性气体分子，可透过细胞膜快速扩散，作用邻近细胞发挥作用。心肌内皮细胞和神经细胞是NO的生成细胞，NO的生成需要NO合酶的催化，以L-精氨酸为底物，还原型辅酶Ⅱ（NAPDH）作为电子供体，等物质的量生成NO和L-瓜氨酸。NO这种可溶性气体作为局部介质在许多组织中发挥作用，它发挥作用的主要机制是激活靶细胞内具有鸟苷酸环化酶活性的NO受体。内源性NO由NOS催化生成后，扩散到相邻细胞，与鸟苷酸环化酶活性中心的Fe2+结合，改变酶的构象，导致酶活性增强和cGMP水平增高。cGMP的作用是通过依赖cGMP的蛋白激酶G（PKG）活化，抑制肌动-肌球蛋白复合物信号通路，导致血管平滑肌舒张。（P165）7.简述NO对脑缺血损伤发生后的保护机理。研究表明，一旦脑缺血损伤发生后，即有短暂的通过NOS的激活而导致NO的增加，促进脑血管舒张，增加脑血流，抗血小板凝集，从而对脑缺血损伤发挥保护作用。（辅P190） 2.细胞有哪几种方式通过分泌化学信号进行细胞间相互通讯？（1）内分泌。由内分泌细胞分泌信号分子（如激素）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。（3）自分泌。细胞对自身分泌的信号分子产生反应。（4）通过化学突触传递神经信号。此外，通过分泌信息素传递信息也属于通过化学信号进行细胞间通讯，作用于同类的其他个体。（P156）3.试述细胞以哪些方式进行通讯，各种方式之间的差异。（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）细胞接触依赖性通讯，细胞间直接接触，通过信号细胞跨膜信号分子（配体）与相邻靶细胞表面受体相互作用。（3）动物相邻细胞间形成间隙连接、植物细胞间通过胞间连丝使细胞间相互沟通，通过交换小分子来实现代谢偶联或电偶联，从而实现功能调控。（P165）4.简要介绍JAK-STAT通路。JAK-STAT信号通路又称为细胞因子受体介导的信号通过。它是通过配体和受体结合激活受体本身或偶联激酶的活性，然后直接或间接导致胞质内特殊转录因子的活化，进而影响核基因的表达。（P182-183）5.简述由细胞表面受体介导的调控细胞基因表达的信号通路类型和四类信号通路的共同特点。由细胞表面受体所介导的调控细胞基因表达的信号通路，根据其反应机制和特征可区分为4类：（1）GPCR-cAMP-PKA和RTK-Ras-MAPK信号通路。它们通过活化受体导致胞内蛋白激酶的活化，然后活化的胞质激酶转位到核内并直接磷酸化特异的核内转录因子，进而调控基因转录。（2）TGF-β-Smad和JAK-STAT信号通路，它们是通过配体与受体结合激活受体本身或偶联激酶的活性，然后直接或间接导致胞质内特殊转录因子的活化，进而影响核内基因的表达。（3）Wnt受体和Hedgehog受体介导的信号通路是通过配体与受体结合引发胞质内多蛋白复合体去装配，从而释放转录因子，再转位到核内调控基因表达。（4）NF-κB和Notch两种信号通路涉及到抑制物或受体本身的蛋白切割作用，从而释放活化的转录因子，再转位到核内调控基因表达。上述4类信号通路的共同特点是：（1）所介导的细胞反应都是长期反应，结果是改变核内基因的转录。（2）细胞外信号所诱导的长期反应影响多方面的细胞功能，包括细胞增殖、细胞分化和细胞通讯，在影响发育发面起关键作用，并与许多人类疾病有关。（3）信号转导过程是高度受控的，前三类信号调节通路往往是可逆的，而第四类通路却是不可逆的过程。（P183）六．论述题论述黏着斑的结构功能、装配机制及其信号传递机理。 细胞与胞外基质之间形成的黏着斑是复杂的大分子复合物，黏着斑含有成簇的整联蛋白、胞质蛋白和成束的肌动蛋白纤维（应力丝），黏着斑的转配既受信号控制又具有信号转导功能，其中酪氨酸激酶Src和黏着斑激酶FAK发挥重要作用。通过黏着斑由整联蛋白介导的信号通路有两条：（1）由细胞表面到细胞核的信号通路（2）由细胞表面到胞质核糖体的信号通路（P188-189）第十章细胞骨架名词解释（书本）1.微丝（P194）又称肌动蛋白丝，或纤维状肌动蛋白，这种直径为7nm的纤维存在于所有真核细胞中。微丝网络的空间结构和功能取决于与之相结合的微丝结合蛋白。2.微丝的稳定期（P196）肌动蛋白亚基的组装/去组装达到平衡状态，即组装和去组装的肌动蛋白亚基数目相当，微丝的长度几乎保持不变，即进入所谓的稳定期。3.微丝的踏车行为（P196）在体外组装的过程中有时可以见到微管的正极由于肌动蛋白亚基的不断添加而延长，而负极则由于肌动蛋白亚基去组装而缩短，这一现象称为踏车行为。4.加帽蛋白（P197）与微丝的末端结合防止微丝解聚或过度组装的蛋白称为加帽蛋白。5.细胞皮层（199）细胞中大部分微丝都集中在紧贴细胞质膜的细胞质区域，并由微丝交联蛋白交联成凝胶态三维网络结构，该区域通常称为细胞皮层。6.胞质分裂环（收缩环）是有丝分裂末期在两个即将分裂的子细胞之间的质膜内侧形成的一个起收缩作用的环形结构。7.传统的肌球蛋白/非传统的肌球蛋白根据各种肌球蛋白分子结构上的差异，习惯上将Ⅱ型肌球蛋白称为传统的肌球蛋白，其他的各种类型称为非传统的肌球蛋白类型。8.Ⅱ型肌球蛋白（P202）典型的Ⅱ型肌球蛋白包含2条重链和4条轻链，形成一个高度不对称的结构。2条重链的尾部卷曲盘绕形成直径2nm，长约150nm的双股α螺旋。9.骨骼肌细胞（P203）又称肌纤维，是在胚胎期由大量的单核成肌细胞融合而成，但细胞核仍保留在肌纤维中。用电镜观察肌纤维的纵切面，可见肌纤维是由数百条更细的肌原纤维组成的集束。10.肌肉收缩的滑行学说（P205）肌肉收缩时肌节缩短，但在肌节内并无粗/细肌丝的长度变化，而只是由神经冲动引发的粗肌丝和细肌丝之间的相对滑动所致，这就是肌肉收缩的滑行学说。11.微管的踏车行为（P209）同一根微管上其正极端因组装而延长，而负极端因去组装而缩短，当一端组装的速度和另一端解聚的速度相同时，微管的长度保持稳定，即所谓的踏车行为。12.微管结合蛋白（P211）始终伴随着微管的组装和去组装而存在的蛋白质称之为微管结合蛋白。13.驱动蛋白（P213） 通常所说驱动蛋白是指在鱿鱼神经节巨大的轴突内分离到的、能沿微管移动，但不同于肌球蛋白和动力蛋白的马达分子，被命名为驱动蛋白。该蛋白能运载膜性细胞器沿微管向轴突的末梢移动。14.驱动蛋白沿微管运动的步行模型（P215）步行模型认为：驱动蛋白的两个球状头部交替向前，每水解一个ATP分子，落在后面的那个马达结构域将向前移动两倍的步距，即16nm，而原来领先的那个头部则在下一个循环时再向前移动。15.驱动蛋白沿微管运动的尺蠖爬行模型（P215）尺蠖爬行模型认为：驱动蛋白两个头部中的一个始终向前，另一个永久在后，每步移动8nm。16.纤毛和鞭毛（P217）是由质膜包围，且突出于细胞表面，由微管和动力蛋白等构成的高度特化的细胞结构。17.原生纤毛（P217）缺乏运动能力的9+0型纤毛是构成各种感受器的基础（如化学感受器或本体感受器），这些存在于感受器细胞上的不动纤毛通常被称为原生纤毛。18.中间丝（P221）又称中间纤维，最初是在平滑肌细胞中内发现的直径为10nm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。思考题1.通过本章的学习，你对生命体的自组装原则有何认识?（辅导P198）细胞的复杂结构可由简单的分子组装而成，其组装过程受到细胞本身的调节，这样便于细胞在不同生理状态下调节细胞结构的组织形式，执行特定的功能。多种结构相互联系，共同完成细胞的生命活动。2.除支持作用和运动功能外，细胞骨架还有什么功能？怎样理解“骨架”的概念?（辅导P198）除支持作用和运动功能外，细胞骨架还具有为物质运输提供轨道、参与肌肉收缩和细胞分化、介导染色体的移动和动物细胞胞质分裂、形成细胞的特化结构等功能。骨架是指真核细胞内一个复杂的由特异蛋白质组成的纤维网架结构，具有支持的功能，在细胞形态维持和膜性细胞器定位和移动等过程中具有重要的作用。在理解骨架概念时，要注意：①细胞骨架是一种动态平衡的结构；②具有多种功能；③由蛋白质组装而成，组装的过程受到信号的调节。3.细胞中同时存在几种骨架体系有什么意义？是否是物质和能量的一种浪费？（P198）细胞中同时存在几种骨架体系不是物质和能量的一种浪费。第一，不同的结构具有不同功能，并不是重复的结构。第二，同时存在几种骨架体系，使得一种结构遭到破坏时，其他的结构仍然可以起到支撑的作用。4.为什么说细胞骨架是细胞结构和功能的组织者？细胞内一些细胞器和生物大分子的不对称分布有什么意义？（辅导P198-199）细胞骨架形成了细胞的多种结构。微管能形成鞭毛、纤毛、基体和中心体等结构；微丝参与微绒毛、收缩环、应力纤维、黏着斑和黏着带的形成；中间丝对维持细胞核的形态和形成桥粒等具有重要的作用。细胞骨架在细胞形态发生和维持等方面具有重要的作用。除支持功能外，它还在物质运输、信号传递、细胞运动、细胞分裂等活动中具有重要的作用。因此说细胞骨架是细胞结构和功能的组织者。 细胞内一些细胞器和生物大分子的不对称分布与细胞不同结构或部分具有特定的功能是相互联系的，这种不对称分布与细胞骨架的组织方式有关。因此细胞内一些细胞器和生物大分子的不对称分布这一特点是与细胞特定结构的功能相一致的。1.如何理解细胞骨架的动态不稳定性？这一现象与细胞生命活动过程有什么联系?（辅导P199）细胞骨架的动态不稳定性是指细胞骨架结构在一定条件下可以动态去组装或重新组装。在生命活动过程中这一特性具有非常重要的生物学意义。（1）在细胞周期中，细胞内的微管经历着动态组装和去组装，在间期和分裂期，其分布或组织形式存在很大的差异。（2）胞质环流和细胞运动或迁移需要凝胶态与溶胶态的互变。（3）细胞的分裂需要纺锤体的组装与解聚。（4）细胞核的消失与重新形成也涉及到核纤层结构的动态不稳定性。（5）踏车行为不是没有意义的，它改变了微丝或微管在细胞中分布的部位，可能与细胞的移动有关。因此细胞骨架的动态不稳定性在生命过程中具有重要的作用。一．名词解释1.微管组织中心（MTOC）（P209）微管的体外组装可以分为成核和延伸两个阶段。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。除中心体以外，细胞内起微管组织中心作用的类似结构还有位于纤毛和鞭毛基部的基体等细胞器。2.踏车行为（辅导P202）（P196/P208）微丝或微管的负极发生解聚而缩短，正极发生聚合而延长的现象。3.细胞骨架（P193）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，这种结构通常被称为细胞骨架。细胞骨架主要包括微丝、微管和中间丝3种结构组分。4.应力纤维（P199）体外培养的细胞在基质表面铺展时，常在细胞质膜的特定区域与基质之间形成紧密黏附的黏着斑。在紧贴黏着斑的细胞质膜内侧有大量成束状排列的微丝，这种微丝束称为应力纤维。5.分子马达（辅导P203）是指细胞内能利用ATP提供能量产生推动力，进行细胞内物质运输或细胞运动的蛋白质分子。目前发现的分子马达蛋白可以分为三种类型：驱动蛋白、胞质动力蛋白和肌球蛋白。五．对应题（1）微管：染色体迁移、纺锤体的形成、膜泡运输（2）微丝：受精作用、动物细胞的胞质分裂、胞质环流、细胞迁移、膜泡运输、形成应力纤维、形成黏着斑和黏着带（3）中间丝：核膜的重新形成、形成桥粒和半桥粒结构六．简答题为什么说中间丝具有异质性？（辅导P204） 中间丝具有多种类型，不同类型的中间丝其化学组成不同，主要表现在非α螺旋的头部和尾部这两个结构域序列多变，长度相差很大，在中间丝的组装过程中发挥重要的作用。七．论述题试述核纤层的动态变化及其功能（辅导P204）在细胞周期中，核纤层结构呈周期性变化。当细胞从G2期进入到分裂前期时，有丝分裂促进因子MPF（一种细胞周期蛋白依赖性激酶）使核纤层蛋白磷酸化，导致核纤层结构瓦解。在细胞分裂末期，核纤层结构蛋白去磷酸化，致使游离的核纤层蛋白重新组装形成核纤层结构。核纤层结构对核膜具有支撑作用，能维持细胞核的形态。核纤层具有与染色质结合的位点。第十一章细胞核与染色质思考题1.概述细胞核的基本结构及其主要功能。2.试述核孔复合体的结构及其功能。3.染色质按功能分为几类？它们的特点是什么？4.组蛋白与非组蛋白如何参与表观遗传的调控？5.试述从DNA到染色体的包装过程。DNA为什么要包装成染色质？6.分析中期染色体的3种功能元件及其作用。7.概述核仁的结构与功能。8.如何保证大量的细胞生命活动在很小的细胞核内有序进行？9.自行选择重要名词进行解释。第十二章核糖体思考题1.核糖体上有哪些活性部位？它们在多肽合成中各起什么作用？2.何谓多核糖体？以多核糖体的形式行使功能的生物学意义是什么？3.试比较原核细胞与真核细胞的核糖体在结构、组分及蛋白质合成上的异同点。4.有哪些实验证据表明肽酰转移酶是rRNA，而不是蛋白质？rRNA催化功能的发现有什么意义？第十三章细胞周期与细胞分裂思考题1.什么是细胞周期？细胞周期各时相的主要变化是什么？2.细胞周期时间是如何测定的？3.细胞周期同步化有哪些方法，比较其优缺点？4.试比较有丝分裂与减数分裂的异同点。5.细胞通过什么机制将染色体排列到赤道板上？有何生物学意义？6.说明细胞分裂后期染色单体分离和向两极移动的运动机制。7.试述动粒的结构与功能。8.说明细胞分裂过程中核膜破裂和重装配的调节机制。第十四章细胞增殖调控与癌细胞思考题 1.简述p34cdc2/cyclinB蛋白激酶的发现过程。2.细胞周期中有哪些主要检验点，各起何作用？3.举例说明CDK在细胞周期中是如何执行调节功能的？4.说明癌症的发生与癌基因和抑癌基因的关系。为什么抑癌基因突变在细胞水平上是隐性的，却表现为典型的显性孟德尔遗传？5.为什么说肿瘤的发生是基因突变逐渐积累的结果？6.什么是肿瘤干细胞？第十五章细胞分化与胚胎发育思考题1.何谓细胞分化？为什么说细胞分化是基因选择性表达的结果？2.组织特异性基因的表达是以何种方式调控的？3.影响细胞分化的因素有哪些？请予以说明。4.什么是干细胞？它有哪几种基本类型和各自的基本特征？5.什么是诱导多能干细胞？试论述其在理论与医学实践中的重要意义？6.从PGC到精子的分化过程中，有哪些重要的信号途径是必不可少的？它们如何作用以保证精子的形成？7.从PGC到卵子的分化过程中，有哪些重要的信号途径是必不可少的？它们如何作用以保证卵子的形成？8.生殖细胞进入减数分裂与否是如何调控的？9.什么是神经管细胞分化过程中的旁侧抑制？10.举例说明BMP分子、Shh分子如何通过浓度梯度来调控细胞分化。第十六章细胞死亡与细胞衰老思考题1.试述细胞凋亡的概念与形态特征，并指出其与坏死的区别是什么？2.对于多细胞生物，细胞凋亡的生理意义何在？3.动物细胞凋亡的基本途径有哪些？请举例说明。4.细胞凋亡受到哪些因素的调控？5.什么是“Hayflick界限”？6.复制衰老的可能机制是什么？第十七章细胞的社会关系思考题1.细胞通过哪些方式产生社会关系？细胞社会联系有何生物学意义？2.细胞连接有哪几种类型，各有什么功能？3.细胞黏着分子与胞外基质成分有哪些，分别有什么功能？