细胞生物学第4版第9章细胞信号转导
- 格式:ppt
- 大小:17.94 MB
- 文档页数:101
细胞生物学(第四版)课后思考题答案仅供参考目录第一章绪论 (1)1、根据细胞生物学研究的内容与你掌握的生命科学知识,恰当的评价细胞生物学在生命科学中所处的地位,以及它与其他学科的关系。
(1)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? (1)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。
..14、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? (1)第二章细胞的统一性和多样性 (1)1、如何理解“细胞是生命活动的基本单位”这一概念? (1)2、为什么说支原体可能是最小最简单的细胞存在形式? (2)3、怎样理解“病毒是非细胞形态的生命体”?试比较病毒与细胞的区别并讨论其相互的关系。
(2)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。
(2)第三章细胞生物学研究方法 (3)1、举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应用。
(3)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)3、为什么说细胞培养是细胞生物学研究的最基本的技术之一? (3)4、研究细胞内大分子之间的相互作用与动态变化涉及哪些实验技术?他们各有哪些优缺点? (3)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。
(3)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? (4)第四章细胞质膜 (4)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。
(4)2、膜脂有哪几种基本类型?他们各自的结构特征和功能是什么? (4)3、何谓内在膜蛋白? 内在膜蛋白以什么方式与膜脂相结合? (4)4、生物膜的基本结构特征是什么?这些特征与它的生理功能有什么联系? (4)膜的流动性:生物膜的基本特征之一,细胞进行生命活动的必要条件。
《细胞生物学》一、第一章绪论(一)细胞生物学研究旳内容及现状——重要阐明细胞生物学是研究和揭示细胞基本生命活动规律旳科学。
由于细胞是生命体构造与功能旳基本单位,一切疾病和发病机制也是以细胞病变为基本,因此细胞旳研究即是生命科学旳出发点,重要研究内容可归为①生物膜与细胞器(生物膜是细胞重要旳构造基本,细胞器是结识细胞构造与功能旳重要构成部分)②细胞信号传递理解基本生命活动旳分子机制和揭示生命旳本质有重要旳理论意义,转导基本为蛋白质与蛋白质之间旳复杂旳互相作用,是通过复杂旳信号转导网络系统而实现旳,呈现高度旳非线性关系。
③细胞骨架体系(涉及细胞质骨架与核骨架),维持细胞形态,保持细胞内部构造。
④细胞核,染色体及基因体现——细胞核为遗传物质DNA储存和复制旳场合和RNA转录与加工旳场合;染色质为遗传物质旳载体,核仁转录rRNA和组装核糖体亚单位。
核孔复合体为核质之间物质互换与信息交流旳门控通路,DNA结合蛋白可分为组蛋白和非组蛋白。
⑤细胞增殖及调控—是理解生物生长发育旳基本,是研究癌变及逆转旳重要途径。
⑥细胞分化及干细胞生物学—实质在于信号介导下由组合调控引起旳组织特异性基因旳体现。
⑦细胞死亡—为积极过程,重要有细胞凋亡,细胞坏死,自噬性细胞死亡三个方式,以维持生物体正常旳生长发育,自稳态旳维持,免疫耐受旳形成及肿瘤监控等过程。
⑧细胞衰老--是研究人、动植物生命旳基本⑨细胞工程—用人工措施使不同细胞基因或基因组重组形成杂交细胞或将基因或基因组由一种细胞转移至另一种细胞中,使之跨越种间障碍,产生新旳遗传性状,如动物体细胞杂交实验和哺乳生物体旳克隆⑩细胞旳来源与进化。
(二)细胞学与细胞生物学发展简史—分为三个阶段(生物科学时期、实验生物学时期、现代生物学时期)⑴胡克.英国第一次描述了植物细胞旳构造;列文虎克观测了许多动植物旳活细胞与原动物,并描述了细胞核构造;M.Malpighi与N.Grew注意到了细胞壁与细胞质旳区别;施旺和施莱登共同提出了细胞是一切动植物旳基本单位—为出名旳“细胞学说”,使生物学科有了重大旳增进和懂得作用;普金耶和莫尔初次提出原生质理论;Estrasburger在植物细胞中发既有丝分裂,并证明其实质为核内丝状物(染色体)旳形成向两个子细胞旳平均分派;细胞器旳发现:van Beneden和T.Boveri发现中心体,Altmanna发现线粒体Golegi发现高尔基体。
可编辑修改精选全文完整版细胞的信号转导信号转导(signal transduction):指在信号传递中,细胞将细胞外的信号分子携带的信息转变为细胞内信号的过程完整的信号传递程序:1、合成信号分子;2、细胞释放信号分子;3、信号分子向靶细胞转运;4、信号分子与特异受体结合;5、转化为细胞内的信号,以完成其生理作用;6、终止信号分子的作用;第一节、细胞外信号1、由细胞分泌的、能够调节机体功能的一大类生物活性物质。
如:配体2、配体的概念:指细胞外的信号分子,或凡能与受体结合并产生效应的物质。
3、配体的类型:1)水溶性配体:N递质、生长因子、肽类激素2)脂溶性配体:甲状腺素、性激素、肾上腺激素4、第一信使:指配体,即细胞外来的信号分子。
第二节、受体一、受体的概念:细胞膜上或细胞内一类特殊的蛋白质,能选择性地和细胞外环境中特定的活性物质结合,从而引起细胞内的一系列效应。
二、受体的类型:细胞表面受体胞内受体(胞浆和核内)1、细胞表面受体类型1)离子通道偶联受体:特点:本身既有信号结合位点又是离子通道组成:几个亚单位组成的多聚体,亚单位上配体的结合部位,中间围成离子通道,通道的“开”关受细胞外配体的调节。
2)酶偶联受体:或称催化受体、生长因子类受体,既是受体,又是“酶”。
特点:N端细胞外区有配体结合部,C端细胞质区含特异酪氨酸蛋白激酶(TPK)的活性。
组成:一条肽链一次跨膜的糖蛋白。
3、 G蛋白偶联受体:是N递质、激素、肽类配体的受体。
1)特点:指配体与细胞表面受体结合后激活偶联的G蛋白,活化的G蛋白再激活第二信使的酶类。
通过第二信使引起生物学效应。
2)组成:由一条350-400个氨基酸残基组成的多肽链组成,具有高度的同源性和保守性。
3)G蛋白偶联受体作用特点:分布广,转导慢,敏感,灵活,类型多。
G蛋白偶联受体:G蛋白(由G蛋白偶联受体介导的信号转导)1)、G蛋白的概念:指鸟苷酸结合蛋白配体—G蛋白偶联受体—G蛋白2)、G蛋白的结构特征:①由α、β、γ3个不同的亚单位构成异三聚体(异聚体),β、γ二个亚单位极为相似且结合为二聚体,共同发挥作用。
第九章细胞信号转导1 、什么是细胞通讯?细胞通讯有哪些方式?答:细胞通讯是指一个信号产生细胞发出的信息通过介质(又称配体)传递到另一个靶细胞并与其相对应的受体相互作用,然后通过细胞信号转导产生靶细胞内一系列生理生化变化,最终表现为靶细胞整体的生物学效应的过程。
细胞通讯有3种方式:①细胞通过分泌化学信号进行细胞通讯,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。
2 、简述细胞的信号分子和受体的类型,信号转导系统的主要特性有什么?答:<1>信号分子是细胞信息的载体,种类繁多,包括化学信号和物理信号。
各种化学信号根据其化学性质通常分为3类:①气体性信号,包括NO、CO;②疏水性信号分子,主要是甾类激素和甲状腺激素;③亲水性信号分子,包括神经递质、局部介导和大多数蛋白类激素。
<2>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。
细胞内受体位于细胞质基质或核基质中,主要识别和结合小的脂溶性分子;细胞表面受体又可分属三大家族:离子通道偶联受体、G蛋白偶联受体和酶联受体。
<3>信号转导系统的主要特性:①特异性:细胞受体与胞外配体的识别、结合、效应具有特异性,且受体与配体的结合具有饱和性可逆性特征;细胞信号转导既有专一性又有作用机制的相似性。
②放大效应:信号传递至胞内效应器蛋白,引发细胞内信号放大的级联反应。
最常见的级联放大作用是通过蛋白质磷酸化实现的;③网络化和反馈调节机制:由一系列正反馈和负反馈环路组成网络特性,对于及时校正反应的速率和强度是最基本的调控机制;④整合作用:细胞必须整合不同的信息,对细胞外信号分子的特异性组合作出程序性反应;⑤信号的终止和下调:信号转导过程具有信号放大作用,但这种放大作用又必须受到适度控制,这表现为信号的放大作用和信号所启动的作用的终止并存。
第九章细胞信号转导细胞通讯cellcommunication信号细胞发出的信息传递到靶细胞并与受体相互作用,引起靶细胞产生特异性生物学效应的过程。
细胞通讯的方式A、分泌化学信号(内分泌、自分泌、旁分泌、化学突触传递神经递质);B、接触依赖性通讯(细胞直接接触,通过与质膜结合的信号分子与其相接触的靶细胞质膜上的受体分子相结合,影响靶细胞);C、间隙连接和胞间连丝内分泌由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。
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临近靶细胞。
如表皮生长因子、淋巴因子、前列腺素、NO等自分泌内分泌细胞将激素或调节肽分泌到细胞外,通过组织间液,再作用于本细胞膜上的受体,使内分泌细胞的功能发生改变。
这一途径的靶细胞就是该细胞的本身。
细胞对自身分泌的信号分子产生反应。
化学突触传递神经递质电信号-化学信号-电信号Ca2+的功能A、是骨骼的重要组成元素,生物体的重要结构成分;B、参与生物体动作电位的形成C、作为酶的激活剂或者抑制剂调节酶的活性D、参与细胞内信号转导过程钙调蛋白CaM calmodulin 一种高度保守、广泛分布的小分子Ca2+结合蛋白,参与许多Ca2+依赖性的生理反应与信号转导。
每个钙调蛋白分子有4个钙离子结合位点。
CaM本身没有活性,只有同Ca2+结合形成复合体后才能活化多种靶酶。
细胞内受体:接受亲脂性信号分子;一般有三个结构域:1、激素结合结构域(位于C端);2、抑制蛋白结合位点(富含Cys,具有锌指结构);3、转录激活结构域(位于N端)细胞表面受体:接受亲水性信号分子(分为离子通道偶联受体、G蛋白偶联受体、酶联受体);至少还有两个结构域:配体结合区域和效应区域第二信使second messenger 第一信使分子(激素或其他配体)与细胞表面受体结合后,在细胞内产生或释放到细胞内的小分子物质,如cAMP,IP3,DAG,Ca2+等,有助于信号向胞内进行传递。
第三章细胞生物学研究方法1.细胞形态结构的观察方法:光学显微镜技术、电子显微镜技术、扫描隧道显微镜2.细胞组分的分析方法:○1离心分离技术○2细胞内核酸、蛋白质、酶、糖与脂类等的显示方法○3特异蛋白抗原的定位与定性○4细胞内特异核酸的定位于定性○5反射自显影技术○6定量细胞化学分析技术第四章细胞质膜(重点:1、3题,2题可不看)1、膜脂有哪几种基本类型?它们各自的功能?(1)基本类型:甘油磷脂、糖脂、胆固醇(2)功能:甘油磷脂不仅是生物膜的基本成分,其中的某些成分如PI等在细胞信号转导中起重要作用鞘脂:其分子结构与甘油磷脂非常相似,可以与甘油磷脂共同组成生物膜。
胆固醇:除了作为生物膜的主要结构成分外,还是很多重要的生物活性分子的前体化合物,它还可以与发育调控的重要信号分子Hedgehog共价结合。
3、细胞表面有哪几种常见的特化结构?细胞红细胞膜骨架的基本结构与功能是什么?细胞表面特化结构主要包括:膜骨架、鞭毛、纤毛、变形足和微绒毛,都是细胞膜与膜内的细胞骨架纤维形成的复合结构,分别于维持细胞的形态、细胞的运动、细胞与环境的物质交换等功能有关。
第五章物质的跨膜运输1、比较载体蛋白与通道蛋白的特点。
载体蛋白相当于结合在细胞质膜上的酶,有特异性结合位点,可同特异性底物结合,一种特异性载体只转运一种类型的分子或离子;转运过程类似于酶酶与底物作用的饱和动力学特征;既可被底物类似物竞争性地抑制,又可被某种抑制剂非竞争性抑制以及对pH有依赖性等,因此有人将载体蛋白称为通透酶。
与酶不同的是,载体蛋白对转运的溶质不进行任何共价修饰。
通道蛋白所介导的被动运输不需与溶质分子结合,允许大小和带电荷适宜的离子通过。
绝大多数的通道蛋白形成有离子选择性的、门控的跨膜通道。
因为这些通道蛋白几乎都与离子的转运有关,所以又称离子通道。
与载体蛋白相比,三个显著特征:具有极高的转运速率,离子通道没有饱和值,离子通道是门控的。
2、试述胞吞作用的类型和功能。
细胞生物学章节习题-第九章一、选择题1、动物细胞内引起储存Ca2+释放的第二信使分子是( A )。
A. IP3B. DAGC. cAMPD. cGMP2、一氧化氮的受体是(B )。
A. G蛋白偶联受体B. 鸟苷酸环化酶C. 腺苷酸环化酶D. 受体酪氨酸激酶3、表皮生长因子(EGF)的穿膜信号转导是通过(A )实现的。
A. 活化酪氨酸激酶B. 活化酪氨酸磷酸酶C. cAMP调节途径D. cGMP途径4、有关cAMP信号通过,下列说法错误的是(B)。
A. 被激活的蛋白激酶A的催化亚基转为进入细胞核,使基因调控蛋白磷酸化B. 结合GTP的α亚基具有活性,而βγ亚基复合物没有活性C. βγ亚基复合物与游离的Gs的α亚基结合,可使Gs的α亚基失活D. 这一通路的首要效应酶是腺苷酸环化酶,cAMP被环腺苷磷酸二酯酶消除5、霍乱弧素引起急性腹泻是由于(A )。
A. G蛋白持续激活B. G蛋白不能被激活C. 受体封闭D. 蛋白激酶PKC功能异常E. 蛋白激酶PKA功能异常6、G蛋白具有自我调节活性的功能,下列哪种说法可以解释G蛋白活性丧失的原因(A )。
A. α亚基的GTPase活性B. 效应物的激活C. 与受体结合D. 亚基解离7、胞内受体介导的信号转导途径对代谢调控的主要方式是下列哪种(A )?A. 特异基因的表达调节B. 核糖体翻译速度的调节C.蛋白降解的调节D. 共价修饰调节8、制备人类肝细胞匀浆液,然后通过离心技术分离细胞膜性成分和可溶性胞质。
如在可溶胞质组分中加入肾上腺素,会发生下何种情况(D )A. cAMP增加B. 肾上腺素与其胞内受体结合C. 腺苷环化酶的激活D. cAMP浓度不变9、1,4,5-三磷酸肌醇促进Ca2+从细胞那个部位释放进入细胞质(B )A. 线粒体B. 内质网C. 质膜(从胞外到胞内)D. Ca2+-CaM复合体细胞10、与视觉信号转导有关的第二信使分子是下列哪种成分(D )。
细胞生物学章节习题-第九章一、选择题1、动物细胞内引起储存Ca2+释放的第二信使分子是( A )。
A. IP3B. DAGC. cAMPD. cGMP2、一氧化氮的受体是(B )。
A. G蛋白偶联受体B. 鸟苷酸环化酶C. 腺苷酸环化酶D. 受体酪氨酸激酶3、表皮生长因子(EGF)的穿膜信号转导是通过( A )实现的。
A. 活化酪氨酸激酶B. 活化酪氨酸磷酸酶C. cAMP调节途径D. cGMP途径4、有关cAMP信号通过,下列说法错误的是(B)。
A. 被激活的蛋白激酶A的催化亚基转为进入细胞核,使基因调控蛋白磷酸化B. 结合GTP的α亚基具有活性,而βγ亚基复合物没有活性C. βγ亚基复合物与游离的Gs的α亚基结合,可使Gs的α亚基失活D. 这一通路的首要效应酶是腺苷酸环化酶,cAMP被环腺苷磷酸二酯酶消除5、霍乱弧素引起急性腹泻是由于( A )。
A. G蛋白持续激活B. G蛋白不能被激活C. 受体封闭D. 蛋白激酶PKC功能异常E. 蛋白激酶PKA功能异常6、G蛋白具有自我调节活性的功能,下列哪种说法可以解释G蛋白活性丧失的原因(A )。
A. α亚基的GTPase活性B. 效应物的激活C. 与受体结合D. 亚基解离7、胞内受体介导的信号转导途径对代谢调控的主要方式是下列哪种(A )?A. 特异基因的表达调节B. 核糖体翻译速度的调节C.蛋白降解的调节D. 共价修饰调节8、制备人类肝细胞匀浆液,然后通过离心技术分离细胞膜性成分和可溶性胞质。
如在可溶胞质组分中加入肾上腺素,会发生下何种情况(D )A. cAMP增加B. 肾上腺素与其胞内受体结合C. 腺苷环化酶的激活D. cAMP浓度不变9、1,4,5-三磷酸肌醇促进Ca2+从细胞那个部位释放进入细胞质( B )A. 线粒体B. 内质网C. 质膜(从胞外到胞内)D. Ca2+-CaM复合体细胞10、与视觉信号转导有关的第二信使分子是下列哪种成分( D )。
1、如何理解“细胞是生命活动的基本单位”这一概念1)一切有机体都有细胞构成,细胞是构成有机体的基本单位2)细胞具有独立的、有序的自控代谢体系,细胞是代谢与功能的基本单位3)细胞是有机体生长与发育的基础4)细胞是遗传的基本单位,细胞具有遗传的全能性5)没有细胞就没有完整的生命6)细胞是多层次非线性的复杂结构体系7)细胞是物质(结构)、能量与信息过程精巧结合的综合体8)细胞是高度有序的,具有自装配与自组织能力的体系2、为什么说支原体可能是最小最简单的细胞存在形式1)支原体能在培养基上生长2)具有典型的细胞膜3)一个环状双螺旋DNA是遗传信息量的载体4)mRNA与核糖体结合为多聚核糖体,指导合成蛋白质5)以一分为二的方式分裂繁殖6)体积仅有细菌的十分之一,能寄生在细胞内繁殖3、怎样理解“病毒是非细胞邢台的生命体”试比较病毒与细胞的区别并讨论其相互的关系。
病毒是由一个核酸分子(DNA或RNA)芯和蛋白质外壳构成的,是非细胞形态的生命体,是最小、最简单的有机体。
仅由一个有感染性的RNA构成的病毒,称为类病毒;仅由感染性的蛋白质构成的病毒称为朊病毒。
病毒具备了复制与遗传生命活动的最基本的特征,但不具备细胞的形态结构,是不完全的生命体;病毒的主要生命活动必须在细胞内才能表现,在宿主细胞内复制增殖;病毒自身没有独立的代谢与能量转化系统,必须利用宿主细胞结构、原料、能量与酶系统进行增殖,是彻底的寄生物。
因此病毒不是细胞,只是具有部分生命特征的感染物。
病毒与细胞的区别:(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)病毒以复制和装配的方式增殖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。
第四章细胞质膜3. 何谓内在膜蛋白内在膜蛋白以什么方式与膜脂相结合内在膜蛋白是膜蛋白中与膜结合比较紧密的一种蛋白,只有用去垢剂是膜崩解后才可分离出来。
疏水作用,alpha-螺旋(个别beta-螺旋);静电作用,某些氨基酸带正电荷与带负电磷脂极性头相互作用,带负电氨基酸则通过其他阳离子共价作用:半胱氨酸插入膜双分子层中4、生物膜的基本结构特征是什么这些特征与它的生理功能有什么联系膜的流动性:生物膜的基本特征之一,细胞进行生命活动的必要条件。