细胞生物习题第五章 线粒体及细胞内的能量转换
- 格式:doc
- 大小:38.50 KB
- 文档页数:4
《细胞生物学》题库参考答案第五章物质运输1. 试述协助扩散与简单扩散的区别。
⑴简单扩散(自由扩散)和协助扩散是被动运输的两种形式。
二者转运的动力都来自物质的浓度梯度,不需要细胞提供代谢能量。
⑵二者的主要区别:简单扩散,只有小分子量的不带电或疏水分子以简单扩散的方式跨膜。
不依赖于膜蛋白,所以不具有特异性。
扩散的速度正比于膜两侧该离子的浓度梯度。
协助扩散,与简单扩散不同,分子的协助扩散依赖于特定的内在膜蛋白,常称之为单向转运蛋白质。
分子结合到膜一侧的蛋白质上,该蛋白质发生构象变化将该分子转运到膜的另一侧并释放。
转运蛋白对于某特定分子或一组结构相似分子具有专一性。
2. 试述Na-K泵及钙泵的工作原理。
⑴Na-K泵即Na+-K+ATP酶,一般认为是由2个大亚基、2个小亚基组成的4聚体。
Na+-K+ATP酶通过磷酸化和去磷酸化过程发生构象的变化,导致与Na+、K+的亲和力发生变化。
在膜内侧Na+与酶结合,激活A TP酶活性,使A TP分解,酶被磷酸化,构象发生变化,于是与Na+结合的部位转向膜外侧;这种磷酸化的酶对Na+的亲和力低,对K+的亲和力高,因而在膜外侧释放Na+、而与K+结合。
K+与磷酸化酶结合后促使酶去磷酸化,酶的构象恢复原状,于是与K+结合的部位转向膜内侧,K+与酶的亲和力降低,使K+在膜内被释放,而又与Na+结合。
其总的结果是每一循环消耗一个ATP;转运出三个Na+,转进两个K+。
⑵钙离子泵对于细胞是非常重要的,因为钙离子通常与信号转导有关,钙离子浓度的变化会引起细胞内信号途径的反应,导致一系列的生理变化。
通常细胞内钙离子浓度(10-7M)显著低于细胞外钙离子浓度(10-3M),主要是因为质膜和内质网膜上存在钙离子转运体系,细胞内钙离子泵有两类:其一是P型离子泵,其原理与钠钾泵相似,每分解一个ATP分子,泵出2个Ca2+。
另一类叫做钠钙交换器(Na+-Ca2+ exchanger),属于反向协同运输体系(antiporter),通过钠钙交换来转运钙离子。
细胞生物习题第五章线粒体及细胞内的能量转换第六章线粒体及细胞内的能量转换一、选择题1.可在光学显微镜下见到的结构是A、微粒体B、基粒C、溶酶体D、线粒体E、过氧物酶体2.由两层单位膜围成的细胞器是A、高尔基复合体B、溶酶体C、线粒体D、内质网E、过氧物酶体3.真核细胞的核膜外DNA存在于A、核膜B、线粒体C、内质网D、核糖体E、过氧物酶体4.动物细胞中含有DNA分子并能产生ATP的细胞器是A、中心体B、溶酶体C、核糖体D、线粒体E、过氧物酶体5.线粒体半自主性的一个重要方面体现于下列那一事实A、线粒体DNA能独立复制B、线粒体含有核糖体C、在遗传上由线粒体基因组和细胞核基因组共同控制D、线粒体DNA与细胞核DNA的遗传密码有所不同E、线粒体DNA是裸露的6.关于线粒体的结构哪一种说法是不正确的A、是由单层膜包裹而成的细胞器B、是由双层单位膜封闭的细胞器C、线粒体嵴上有许多基粒D、是含DNA的细胞器E、是含核糖体的细胞器7.线粒体的功能是A、蛋白质合成场所B、营养和保护作用C、细胞的供能中心D、物质储存与加工E、消化场所8.下列细胞中含线粒体最多的是A、上皮细胞B、心肌细胞C、成熟红细胞D、成纤维细胞E、淋巴细胞9.合成A TP的关键部位是A、线粒体嵴B、线粒体基粒C、线粒体基粒的头部D、线粒体基粒的柄部E、线粒体基粒的基片10.具有“动力站”之称的细胞器是A、中心体B、溶酶体C、核糖体D、线粒体E、高尔基复合体11.真核细胞的核膜外DNA存在于A、核膜B、线粒体C、内质网D、核糖体E、过氧物酶体12.被称为细胞内能量货币的是()A、ATPB、ADPC、AMPD、GTP13.下列哪种细胞器以分裂方式增殖()A、线粒体B、高尔基体C、溶酶体D、内质网14.下列哪种配对是错误的( )A、ATP----三磷酸腺苷B、SRP----滑面内质网C、mtDNA----线粒体DNAD、MPF----有丝分裂促进因子15.除了细胞核外,动物细胞中还含有DNA的细胞器是A、线粒体B、高尔基复合体C、内质网D、核糖体16.线粒体具有半自主性,其中,自主性体现于下列哪一事实。
线粒体的结构与能量转换解析线粒体是细胞内的一种细胞器,其主要功能是进行能量转换和细胞呼吸。
线粒体具有复杂而精密的结构,包含着多个重要的组成部分,这些组成部分相互协作,完成能量转换的过程。
一、线粒体的结构线粒体由外膜、内膜、内膜上皱褶(即内膜嵴)、基质和线粒体DNA等组成。
外膜:线粒体的外部是由一层双层膜组成的外膜。
外膜具有选择性渗透性,可以控制物质的进出。
内膜:内膜是位于外膜内部的一层双层膜。
内膜的特点是具有很多折叠,形成称为内膜嵴的结构。
内膜嵴的存在增加了内膜的表面积,有利于能量合成过程中的化学反应。
基质:基质是线粒体内的液体,相当于线粒体的细胞质。
基质中富含线粒体DNA、线粒体核糖体以及各种蛋白质等。
线粒体DNA:线粒体DNA是线粒体内的遗传物质,与线粒体的功能密切相关。
线粒体DNA编码了很多关键的蛋白质,参与线粒体能量转换过程。
二、能量转换的过程线粒体是细胞内的能量中心,能够将有机物质(如葡萄糖)转化为细胞所需的能量(ATP),并释放出二氧化碳和水。
能量转换主要包括三个过程:糖解、三羧酸循环和氧化磷酸化。
1. 糖解:糖解是将葡萄糖分解为两个分子的丙酮酸的过程。
在线粒体基质中,葡萄糖分子通过一系列的酶的作用,被分解成丙酮酸。
这个过程产生少量的ATP和NADH。
2. 三羧酸循环:三羧酸循环是糖解产生的丙酮酸在线粒体内被进一步氧化的过程。
在三羧酸循环中,丙酮酸逐步被氧化,释放出二氧化碳并产生大量的高能电子载体NADH和FADH2。
同时,通过一系列的反应,产生少量的ATP。
3. 氧化磷酸化:氧化磷酸化是能量转换的关键步骤,也是线粒体最主要的功能之一。
在内膜嵴上,NADH和FADH2释放出的高能电子通过呼吸链的作用,在内膜嵴上进行一系列的氧化和还原反应。
电子的流动伴随着质子的跨膜运输,形成氧化还原电位梯度。
质子梯度的差异可被ATP合酶利用,驱动ADP与磷酸根结合合成ATP的反应。
三、线粒体的重要意义线粒体在细胞运作过程中具有重要的意义:1. 能量来源:线粒体是细胞内的能量中心,通过能量转换过程产生的ATP为细胞提供能量,维持细胞的正常功能。
第一章:绪论1、填空题:1、细胞生物学是细胞整体、超微结构和分子水平上研究及其规律的科学。
、2、名词解释:1、细胞学说(cell theory)3、选择题:1、现今世界上最有影响的学术期刊是。
a:Natune b: Cell c: PNAS d: Science2、自然界最小的细胞是(a)病毒(b)支原体(c)血小板(d)细菌4、是非题:1、现代细胞生物学的基本特征是把细胞的生命活动和亚细胞的分子结构变化联系起来。
…………………………………()5、问答题:1. 当前细胞生物学研究的热点课题哪些?2. 细胞学说的基本要点是什么?细胞学说在细胞学发展中有什么重大意义?3. 细胞生物学的发展可划分为哪几个阶段?各阶段的主要特点是什么?第二章:细胞基本知识概要1、名词解释:1. 血影(Ghost)2. 通道形成蛋白(Porin)3. 纤维冠(fibrous corona)2、选择题:1、立克次氏体是(a)一类病毒(b)一种细胞器(c)原核生物(d)真核生物2、原核细胞的呼吸酶定位在(a)细胞质中(b)质膜上(c)线粒体内膜上(d)类核区内3、最小的细胞是(a)细菌(b)类病毒(c)支原体(d)病毒4、在英国引起疯牛病的病原体是:(a)朊病毒(prion)(b)病毒(Virus)(c)立克次体(rickettsia)(d)支原体(mycoplast)5、逆转病毒(retro virus)是一种(a)双链DNA病毒(b)单链DNA病毒(c)双链RNA病毒(d)单链RNA病毒6、英国疯牛病病原体是(a) DNA病毒(b) RNA病毒(c)类病毒(d)朊病毒7、线虫基因组的全序列测定目前已接近尾声,发现其一共约有()种的编码基因(a) 6000(b) 10000(c) 20000(d) 500008、原核细胞与真核细胞虽有许多不同,但都是(a)核仁(b)核糖体(c)线粒体(d)内质网9、前病毒是(a) RNA病毒(b)逆转录RNA病毒RNA病毒(c)整合到宿主DNA中的逆转录DNA(d)整合到宿主DNA中的DNA病毒3、是非题:1.类病毒仅由裸露的DNA所构成,不能制造衣壳蛋白。
全国通用2023高中生物第5章细胞的能量供应和利用典型例题单选题1、下图为荒漠地区种植的胡杨分别在7月24号和8月26号两天测得的净光合速率日变化曲线图。
据图判断,下列相关分析正确的是()A.这两天胡杨均在7点开始进行光合作用B.有机物的日合成量7月24号大于8月26号C.净光合速率日变化曲线走势主要受土壤含水量影响D.8月26号曲线双峰的形成与温度和光照等因素有关时刻答案:D分析:分析曲线:荒漠地区种植的胡杨在8月26号在中午时气孔关闭,导致光合速率减慢。
A、这两天胡杨均在7点时净光合速率为0,说明7点之前已经开始进行光合作用,A错误;B、由曲线走势可以看出,除21点到22点之外,26号净光合速率均大于24号,故有机物的日合成量7月24号小于8月26号,B错误;C、由曲线图可以得出,净光合速率日变化曲线走势主要光照强度影响,C错误;D、8月26号曲线双峰的形成与温度和光照等因素有关,D正确。
故选D。
2、高等植物细胞中,下列过程只发生在生物膜上的是()A.光合作用中的光反应B.光合作用中CO2的固定C.ATP的合成过程D.氨基酸脱水缩合形成多肽链的过程答案:A分析:1 .植物在光照条件下进行光合作用,光合作用分为光反应阶段和暗反应阶段,光反应阶段在叶绿体的类囊体薄膜上进行水的光解,产生ATP和[H],同时释放氧气,ATP和[H]用于暗反应阶段三碳化合物的还原,暗反应在叶绿体基质中进行。
2 .有氧呼吸包括三个阶段,第一阶段:这一阶段不需要氧的参与,是在细胞质基质中进行的,葡萄糖分解为两分子丙酮酸,4[H],释放少量的能量;第二阶段:丙酮酸进入线粒体的基质中,这一阶段也不需要氧的参与,丙酮酸和水反应产生二氧化碳和[H],释放少量的能量,第三阶段:在线粒体的内膜上,这一阶段需要氧的参与,是在线粒体内膜上进行的前两个阶段产生的[H]和氧气反应生成水,释放大量的能量。
A、高等植物细胞内光反应阶段在叶绿体的类囊体薄膜上进行水的光解,只发生在生物膜上,A正确;B、光合作用中CO2的固定发生在叶绿体基质中,不在生物膜上,B错误;C、ATP的合成过程可发生在细胞质基质和线粒体基质中,C错误;D、氨基酸脱水缩合发生在核糖体上,核糖体无膜,D错误。
第五章物质的跨膜运输五、简答题1、细胞质基质中Ca2+浓度低的原因是什么?2、简述细胞信号分子的类型及特点?3、比较主动运输与被动运输的异同。
4、NO的产生及其细胞信使作用?5、钙离子的主要作用途径有哪几种?6、G蛋白的类型有哪些?7、简要说明由G蛋白偶联的受体介导的信号的特点。
8、磷酯酰肌醇信号通路的传导途径。
六、论述题1、试论述Na+-K+泵的结构及作用机理。
2、cAMP信号系统的组成及其信号途径?3、试论述蛋白磷酸化在信号传递中的作用。
4、如何理解“被动运输是减少细胞与周围环境的差别,而主动运输则是努力创造差别,维持生命的活力”?第六章细胞的能量转换-线粒体和叶绿体五、简答题1、为什么说线粒体和叶绿体是半自主性细胞器?2、简述光合磷酸化的两种类型及其异同。
六、论述题1、线粒体与叶绿体的内共生学说的主要内容及证据。
第七章真核细胞内膜系统、蛋白质分选与膜泡运输五、简答题1、信号假说的主要内容是什么?2、溶酶体是怎样发生的?它有哪些基本功能?3、简述细胞质基质的功能。
4、比较N-连接糖基化和O-连接糖基化的区别。
六、论述题1、何为蛋白质分选?细胞内蛋白质分选的基本途径、分选类型是怎样的?第八章细胞信号转导五、简答题1、简述细胞信号分子的类型及特点?2、NO的产生及其细胞信使作用?3、G蛋白的类型有哪些?4、简要说明由G蛋白偶联的受体介导的信号的特点。
5、磷酯酰肌醇信号通路的传导途径。
六、论述题1、cAMP信号系统的组成及其信号途径?2、试论述蛋白磷酸化在信号传递中的作用。
第九章细胞骨架五、简答题1、微丝的化学组成及在细胞中的功能。
2、什么是微管组织中心,它与微管有何关系。
3、简述中间纤维的结构及功能。
六、论述题1、比较微管、微丝和中间纤维的异同。
2、试述微管的化学组成、类型和功能。
第十章细胞核与染色体五、简答题1、简述细胞核的基本结构及其主要功能。
2、简述染色质的类型及其特征。
3、简述核仁的结构及其功能。
线粒体与细胞的能量转换名词解释:1.基粒:线粒体内膜的内表面上突起的圆球形颗粒.2.细胞呼吸:在细胞内特定的细胞器内,在氧气的参与下,分解各种大分子物质,产生二氧化碳; 与此同时,分解代谢所释放出的能量储存于ATP中.3.转位接触点:在线粒体的内外膜上存在一些内外膜相互接触的地方,此处膜间隙变狭窄.4.ATP合酶复合体:这种物质就是基粒,是线粒体内膜内表面上突起的圆球形颗粒.5.热休克蛋白70:与大多数前体蛋白结合,使前体蛋白打开折叠,防止已松弛的前体蛋白聚集.6.基质导入序列(MTS):一种N端具有一段富含有精氨酸,赖氨酸,丝氨酸,苏氨酸的氨基酸序列,介导在细胞质中合成的前体蛋白输入到线粒体基质的信号.问答:1.线粒体的标志酶内膜标志酶为细胞色素氧化酶,外膜标志酶为单胺氧化酶,基质的标志酶为苹果酸脱氢酶, 膜间腔的标志酶为腺苷酸激酶.2.线粒体基质蛋白的转运条件及过程(1)需要条件:基质导入序列和分子伴侣NAC和Hsp70(2)转运过程:a.前体蛋白与受体结合b.mthsp70可与进入线粒体腔的前导肽链交联,防止了前导肽链退回细胞质.c.定位于线粒体内膜上,切除大多数蛋白的基质导入序列.d.多肽链需在线粒体基质内在分子伴侣的帮助下,重新折叠并成熟形成其天然构象,以行使其功能,形成有活性的蛋白质.e.跨膜运输是单向的,需水解ATP提供能量.3.细胞内葡萄糖彻底氧化转变为能量的反应部位和主要过程a.葡萄糖在细胞质中进行糖酵解产生丙酮酸和NADH,丙酮酸在线粒体基质中氧化脱羧生成乙酰CoA.b. 乙酰CoA在线粒体基质中进行三羧酸循环产生NADH和FADH2.c.在线粒体内膜进行的氧化磷酸化偶联是能量转换的关键.4.基粒的结构和功能结构有头部,柄部和基片;功能有催化ADP磷酸化生成ATP,控制质子流和基粒是氧化磷酸化作用的关键装置.5.试述线粒体的超微结构基础外膜:外膜是一层包围在线粒体表面的单位膜,厚约6nm,仅含少量酶蛋白.内膜:约4.5nm,折叠形成嵴,富含各种酶蛋白,内膜上有电子传递链和基粒,有转运蛋白和各种转运系统.膜间腔:内外膜之间空隙组成的空间,宽约6~8nm,富含可溶性酶,底物和辅助因子.基质:含有线粒体DNA,RNA,各种酶蛋白和核糖体.基粒:每个线粒体大约有10000~100000个,在基粒的头部具有酶活性.6.简述线粒体的化学组成特点a.蛋白质:线粒体的主要成分,多分布于内膜和基质,又分为可溶性和不溶性,又有很多酶系.b.脂类:占线粒体干重较多,大部分为磷脂.c. DNA和完整的遗传系统.d.多种辅酶.e.含有维生素和各类无机离子.7.简述线粒体的结构与主要功能a.外膜,外膜蛋白质含有多种转运蛋白,使外膜出现小孔可以让一些小分子多肽通过.b.内膜,膜上含有电子传递链酶系, ATP合成酶系,特异转运蛋白,控制物质交换,保持活性物质代谢.c.特位接触点,蛋白质等物质进出线粒体的通道.d.基质,酶类可完成氨基酸的分解和蛋白质合成,又有环状DNA,核糖体, RNA,可以独立编码合成蛋白质.e.基粒,催化ADP磷酸化生成ATP,可以控制质子流.8.简述为什么线粒体是半自主性细胞器组成的蛋白是由两个分开的遗传系统编码的:绝大部分蛋白是由核基因组编码的,只有少部分蛋白是由线粒体基因组编码的,因此,线粒体的自主程序有限,在很大程度上依赖于核遗传系统,其生长和繁殖受核基因组和其自身基因组两套遗传系统的控制,所以说线粒体是半自主性细胞器.细胞骨架名词解释:1.细胞骨架(cytoskeleton):真核细胞质的蛋白质纤维网架体系,对于细胞的形状,运动,物质的运输,染色体分离,细胞分裂等有重要作用.2.微管组织中心:微观形成的核心位点,微管的组装由此开始.3.微管结合蛋白:与微管结合的辅助蛋白,并与微管并存,参与微管装配.4.马达蛋白:介导细胞内物质或膜性小泡规则地沿细胞骨架运输的蛋白.5.收缩环:有丝分裂的动物细胞有微丝与肌球蛋白-Ⅱ丝形成的腰带状束.6.γ-TuRC:微管蛋白环形复合体,是一含有10-13个γ-微管蛋白分子的环形结构,与微管直径相同.7.肌小节:骨骼肌收缩的基本结构单位.8.中间纤维:广泛存在于真核细胞中,最早在平滑肌细胞内发现,由于其介于肌肉细胞actin细丝与肌球蛋白粗丝之间而得名“中间”,中间纤维是三类细胞骨架纤维中结构最复杂的. 问答:1.什么叫微管组织中心有哪些结构可起微管组织中心的作用微观形成的核心位点,微管的组装由此开始.中心体和纤毛的基体可起微管组织中心的作用.2.微丝的主要功能有哪些a.构成细胞的支架并维持细胞的形态.b.参与细胞的运动.c.参与细胞的分裂.d.参与肌肉的收缩.e.参与细胞内物质的运输.f.参与细胞内信号的传递.3.影响微丝装配的因素有哪些G-肌动蛋白和临界浓度, ATP,Ca2+,Na+,K+浓度和药物,微丝结合蛋白的影响.4.影响微管装配的因素有哪些GTP浓度,温度,压力,PH值,离子浓度,微观蛋白临界浓度,药物(秋水仙素,长春新碱,紫杉醇)等.5.中心体的组成简述中心体的功能中心体由两个彼此互相垂直的中心粒和中心旁物质组成.功能:它是细胞中决定微管形成的一种细胞器,它与细胞的有丝分裂与染色体分离关系密切,主要参与纺锤体的形成.6.中间纤维的主要生物学功能a.在细胞内形成一个完整的网状骨架系统.b.为细胞提供机械强度支持.c.参与细胞连接.d.参与细胞内信息传递及物质运输.e.维持细胞核膜稳定.f.参与细胞分化.7.药物紫杉醇和秋水仙素皆用作抗癌症药物,它们的作用机制有何不同秋水仙素结合和稳定游离的微管蛋白,紫杉醇和微管紧密结合,防止微管蛋白亚基的解聚.8.微管的主要功能有哪些a.支持维持细胞形态.b.参与中心粒,纤毛和鞭毛的形成.c.参与细胞内物质的运输.d.维持细胞内细胞器的定位和分布.e.参与染色体的运动,调节细胞分裂.f.参与细胞内信号的传导.9.试述纤毛和鞭毛的结构与功能及运动机制纤毛和鞭毛都有运动功能,用来划动其表面的液体,是细胞表面的特化结构.纤毛短而多,鞭毛长而少,纤毛和鞭毛都是以微管为主要成分构成的,并有特殊结构.属于9+2类型且都有中央微管和中央鞘,外周以9组二联管围绕,两两之间以微管连接蛋白相连,二联管和中央鞘间有放射辐条连接,且都有基体.运动机制是由滑动运动到弯曲运动.细胞核1.核孔复合体(NPC):由多个蛋白质颗粒以特定的方式排列而成的蛋白分子复合物,是核-质间物质交换的双向选择性亲水通道.2.核定位信号:存在于亲核蛋白内的特殊氨基酸序列,可引导蛋白质通过核孔复合体被转运至核内.3.核纤层:附着于内核膜下的纤维蛋白网.4.常染色质:间期核内碱性染料染色时着色较浅,螺旋化程度较低,处于伸展状态的染色质细丝,含有基因转录活跃部位.5.异染色质:间期核中处于凝缩状态,结构致密,无转录活性,用碱性染料染色时着色较深,无转录活性,为遗传惰性区.6.染色质:间期细胞遗传物质的存在形式,由DNA,组蛋白,非组蛋白及少量RNA等成的细丝状复合结构,形态不规则,弥散分布于细胞核内.7.核仁组织区:含有rRNA基因的一段染色体区域,该部位rRNA基因转录活跃,凝集程度低,表现为浅染的次缢痕,与核仁形成有关.8.亲核蛋白:一类在细胞中合成,需要或能够进入细胞核发挥功能的蛋白质.9.核小体: DNA片段缠绕组蛋白八聚体形成的染色体的基本结构单位.10.核仁:真核细胞间期细胞核中最明显的结构,光镜下为均匀海绵状的球体.11.螺线管:在组蛋白H1协助下,由核小体串珠结构盘旋而成的中空结构.问答:1. 核孔复合体的结构和功能核孔复合体由胞质环,核质环,辐,中央栓组成;功能:核孔复合体介导核-质间物质交换,它是核-质间物质交换的双向选择性亲水通道.2.核纤层的结构和功能核纤层由核纤层蛋白构成.功能:(1)在细胞核中起支架作用.(2)核纤层与核膜重建及染色质凝集关系密切.(3)参与细胞核构建与DNA复制.3.染色质与染色体在概念上的差异染色质间期细胞遗传物质的存在形式,由DNA,组蛋白,非组蛋白及少量RNA等成的细丝状复合结构;染色体是指细胞在有丝或减数分裂中,染色质经复制后反复缠绕凝聚而成的条状或棒状结构.4.染色质DNA的三类功能序列主要特点及作用(1)端粒序列:存在于真核生物染色体末端的一个富含G的简单重复序列.维持DNA分子两末端复制完整,维持染色体稳定.(2)着丝粒序列:复制完成的两姐妹染色单体的连接部位.维持了遗传的稳定性.(3)复制源序列:真核细胞多个,细菌质粒1个,细胞进行DNA复制的起始点.维持染色体在世代传递中的连续性.6.简述核小体结构模型核小体蛋白H2A,H2B,H3,H4各两分子组成八聚体,146bp的DNA分子盘绕组蛋白八聚体1.75圈,形成核小体.7.试述染色质包装的多级螺旋化模型及染色体骨架-放射环模型(1)多级螺旋化模型:一级结构核小体:由DNA,组蛋白, H1压缩7倍包装成10nm的核小体串珠结构.二级结构螺线管:30nm染色质纤维.三级结构超螺线管:由螺线管进一步螺旋化形成的圆筒状结构.四级结构染色单体:超螺线管进一步螺旋折叠形成.(2) 染色体骨架-放射环模型:一级结构核小体.二级结构螺线管:30nm染色质纤维.高级结构:袢环结构和染色单体.( 袢环沿染色体纵轴由中央向周围伸出,形成放射环,每18 个袢环呈放射状排列成微带,约1000000个微带沿纵轴排列成染色单体.)8.核仁的电镜结构基本组分特点和功能纤维中心:包埋于颗粒组分内部的一个或几个低电子密度的圆形结构体.致密纤维组分:核仁内电子密度最高区域,由致密的纤维构成环形或半月形结构.颗粒成分:呈致密颗粒,位于核仁的外周.功能:(1)细胞核中rRNA合成的中心.(2) rRNA加工成熟的区域.(3)核糖体大小亚基装配工厂.9.比较组成型异染色质与兼性异染色质组成型异染色质在所有细胞类型及各个发育阶段中均处于凝集状态,在细胞周期中始终维持压缩,主要由高度重复的DNA序列构成,而兼性异染色质是在某些细胞或一定的发育阶段,原有的常染色质凝聚并丧失转录活性后转变而成.10.染色质的组成成分DNA和组蛋白, 少量RNA和非组蛋白.细胞分裂与细胞周期名词解释:1.有丝分裂器:中期细胞中,由染色体,星体,中心粒,纺锤体组成的结构.2.细胞周期蛋白:真核细胞中随细胞周期进程周期性地出现及现实的一类蛋白.3.细胞周期:细胞从上次分裂结束开始到下次分裂结束完成所经历的规律性变化.4.细胞周期蛋白依赖性激酶(Cdk): Cdk是一类必须与细胞周期蛋白结合才具有激活性的蛋白激酶.5.成熟促进因子:对核膜破裂,染色体凝集有重要作用,可以启动细胞从G2期向M期转移的蛋白激酶.6.纺锤体:一种出现于前末期,对细胞分裂及染色体分离有重要作用的临时性细胞器,由星体微管,动粒微管,重叠微管纵向排列构成,呈现纺锤样外观.7.收缩环:当细胞分裂进入后期末或末期末,在中部质膜的下方,出现了由大量肌动蛋白和肌球蛋白聚集形成的环状结构.8.限制点(restriction point): G1期细胞一旦通过此点,便能完成随后的细胞周期进程.9.染色体超前凝集:与M期细胞融合的间期细胞发生了形态各异的染色体凝集.10.G0期细胞:暂时脱离细胞周期不进行DNA复制和分裂,一般情况下不增殖,必须在需要替换损伤或死亡的细胞时才出现分裂,又重新进入细胞周期的细胞.问答:1.简述G1期主要特点RNA合成活跃,蛋白质合成活跃,细胞体积显着增大,蛋白质磷酸化,细胞膜对物质的转运作用增强.2.有丝分裂器的组成和作用有丝分裂器由染色体,星体,中心粒,纺锤体组成.它在中期以后发生的染色体分离,向两极迁移,平均分配到两个子细胞中起重要作用.3.细胞周期包括哪些时期分为分裂间期和分裂期,间期可分为G1, G2,S期,分裂期可分为胞质分裂和核分裂,核分裂分为前中后末期.4.分裂间期包括哪些时期,各时期的主要特点间期可分为G1, G2,S期G1期: RNA合成活跃,蛋白质合成活跃,细胞体积显着增大,蛋白质磷酸化,细胞膜对物质的转运作用增强.G2期:大量合成RNA,ATP及一些与M期结构功能相关的蛋白质,中心粒的体积逐渐增大, 开始分离并移向细胞两极.S期:进行大量DNA复制,合成组蛋白及非组蛋白,组蛋白持续磷酸化,中心粒复制.5.有丝分裂包括哪些时期,各时期的主要特点有丝分裂分为前,中,后,末期.前期:染色质凝集,分裂极确定,核仁缩小消失,纺锤体形成.中期:染色体达到最大程度凝集,非随机排列在细胞中央赤道面上.后期:姐妹染色单体分离并移向细胞两极.末期:子代细胞的核重新形成,胞质分裂.6.在细胞分裂期,核纤层蛋白如何变化影响核纤层和核膜在MPF作用下,因核纤层蛋白与多肽链的多个位点发生磷酸化,致使核纤层解体,随之核膜破裂,形成许多断片及小泡分散于胞质中.7. MPF的主要功能有哪些(1)使组蛋白H1磷酸化,促进染色质凝集,启动有丝分裂.(2)使核纤层蛋白磷酸化, 致使核纤层解体, 核膜破裂成小泡.(3)使核仁蛋白磷酸化,致使核仁解体.(4)使微管结合蛋白磷酸化,调节细胞周期中微管的动力学变化.(5)使原癌基因磷酸化,产生一系列与细胞分裂有关的生物学效应.细胞分化名词解释:1.转分化:在高度分化的动物细胞中,存在另一种现象即从一种分化状态转化为另一种分化状态.2.细胞全能性:细胞经分裂和分化后,仍具有产生完整有机体的特性或潜能.3.管家基因:维持细胞最低限度功能所不可缺少的基因.4.细胞决定:在个体发育过程中,细胞在发生可识别的分化特征之前就已经确定了未来的发育命运,只能向特定方向分化的状态.5.细胞分化:这些由单个受精卵产生的细胞,在形态结构,生化组成,功能等方面均有明显差异, 将个体发育中形成这种稳定性的差异过程叫做细胞分化.6.去分化:某些条件下,分化了的细胞也不稳定,基因活动模式也可发生可逆性变化而又回到分化状态的过程.7.全能细胞:一定条件下,能够分化发育成完整个体的细胞.8.胚胎诱导:胚胎发育过程中,一部分细胞对邻近细胞产生影响并决定其分化方向的现象.9.奢侈基因:编码组织细胞特异性蛋白的基因.10.基因的差异表达:多细胞生物个体发育和细胞分化过程中,其基因组DNA并不完全表达,而呈现选择性表达,它们按一定的时-空间顺序,在不同或相同细胞的不同细胞相异被活化的现象.问答:1.什么是DNA甲基化甲基化的DNA序列有什么结构特征DNA甲基化对真核细胞基因表达调控有什么作用(1)在甲基转移酶催化下, DNA中胞嘧啶转化成5-甲基胞嘧啶.(2)结构特征:甲基化常见于富含CG二核苷酸的CpG岛.(3)作用:阻碍转录因子结合,甲基化程度越高.2.以眼的发生为例说明胚胎诱导对细胞分化的作用眼的发生是胚胎诱导的典型例证:中胚层脊索诱导其表面覆盖的原肠胚的外胚层形成神经板,是初级诱导;神经板卷成神经管后,其前端进一步膨大形成原脑,原脑两侧突出的视杯诱导其外表面覆盖的外胚层形成晶状体,是次级诱导;晶状体又诱导覆盖在其外表面的外胚层形成角膜,是三级诱导.这样通过多级诱导,形成眼球.3.何谓基因的差异表达有何意义基因的差异表达:多细胞生物个体发育和细胞分化过程中,其基因组DNA并不完全表达,而呈现选择性表达,它们按一定的时-空间顺序,在不同或相同细胞的不同细胞相异被活化的现象. 意义:通过基因的差异表达,形成不同的细胞产物,由于产物不同,细胞形态功能出现差异,形成不同类型的分化细胞,因此决定细胞特性的基因的差异性表达是细胞分化的根本原因.4.什么是细胞的全能性,哪些细胞有全能性请举处一项研究证明已分化体细胞的细胞核仍具有全能性细胞全能性:细胞经分裂和分化后,仍具有产生完整有机体的特性或潜能.受精卵,早期的胚胎细胞卵裂球,植物细胞具有全能性.例:(1)爪蟾核移植实验(2)哺乳动物核移植试验5.细胞分裂与细胞分化的联系(1)通常细胞在分裂基础上进行分化.(2)细胞分化发生于细胞分裂的G1期,当G1期很短或几乎无G1期时,细胞分化减慢.(3)细胞分裂旺盛时,分化变慢,分化较高时,分裂速度减慢,是个体生长发育的一般规律.细胞衰老与细胞死亡名词解释:1.坏死(necrosis):在外来治病因子作用下,细胞生命活动被强行终止所致的病理性,被动性的死亡过程.2.细胞衰老(cell senescence):细胞在正常条件下发生的生理功能衰退和增殖能力减弱以及形态发生改变并趋向死亡的现象.3.细胞凋亡(apoptosis):在特定信号诱导下,细胞的死亡级联反应被触发所致的生理或病理性, 主动性的死亡过程.4.Hayflick界限:体外培养细胞所具有增殖分裂的极限.5.凋亡小体(apoptotic body):凋亡细胞内聚集的染色质块,形成核碎片后,整个细胞通过发芽,起泡等方式,形成一个球形的突起,并在根部绞窄脱落,形成一些大小不等,内含胞质,细胞器以及核碎片的膜包小体.6.DNA ladders:细胞凋亡时,内源性核酸内切酶活化,特异地在相邻核小体的连接区切断DNA 链,形成长度为180到200bp整数倍的寡聚核苷酸片段,在进行琼脂糖凝胶电泳时,凋亡细胞表现出特征性的DNA梯状条带.问答:2.试述细胞衰老有哪些特征生物化学改变(1) DNA:复制与转录受到抑制,有个别基因异常激活,端粒DNA丢失, mtDNA特异性缺失, DNA 氧化,断裂,缺失交联,甲基化程度降低.(2) RNA:mRNA和tRNA含量降低。
第六章线粒体及细胞内的能量转换一、选择题1.可在光学显微镜下见到的结构是A、微粒体B、基粒C、溶酶体D、线粒体E、过氧物酶体2.由两层单位膜围成的细胞器是A、高尔基复合体B、溶酶体C、线粒体D、内质网E、过氧物酶体3.真核细胞的核膜外DNA存在于A、核膜B、线粒体C、内质网D、核糖体E、过氧物酶体4.动物细胞中含有DNA分子并能产生ATP的细胞器是A、中心体B、溶酶体C、核糖体D、线粒体E、过氧物酶体5.线粒体半自主性的一个重要方面体现于下列那一事实A、线粒体DNA能独立复制B、线粒体含有核糖体C、在遗传上由线粒体基因组和细胞核基因组共同控制D、线粒体DNA与细胞核DNA的遗传密码有所不同E、线粒体DNA是裸露的6.关于线粒体的结构哪一种说法是不正确的A、是由单层膜包裹而成的细胞器B、是由双层单位膜封闭的细胞器C、线粒体嵴上有许多基粒D、是含DNA的细胞器E、是含核糖体的细胞器7.线粒体的功能是A、蛋白质合成场所B、营养和保护作用C、细胞的供能中心D、物质储存与加工E、消化场所8.下列细胞中含线粒体最多的是A、上皮细胞B、心肌细胞C、成熟红细胞D、成纤维细胞E、淋巴细胞9.合成A TP的关键部位是A、线粒体嵴B、线粒体基粒C、线粒体基粒的头部D、线粒体基粒的柄部E、线粒体基粒的基片10.具有“动力站”之称的细胞器是A、中心体B、溶酶体C、核糖体D、线粒体E、高尔基复合体11.真核细胞的核膜外DNA存在于A、核膜B、线粒体C、内质网D、核糖体E、过氧物酶体12.被称为细胞内能量货币的是()A、ATPB、ADPC、AMPD、GTP13.下列哪种细胞器以分裂方式增殖()A、线粒体B、高尔基体C、溶酶体D、内质网14.下列哪种配对是错误的( )A、ATP----三磷酸腺苷B、SRP----滑面内质网C、mtDNA----线粒体DNAD、MPF----有丝分裂促进因子15.除了细胞核外,动物细胞中还含有DNA的细胞器是A、线粒体B、高尔基复合体C、内质网D、核糖体16.线粒体具有半自主性,其中,自主性体现于下列哪一事实。
()A、线粒体DNA(mtDNA)能独立复制B、线粒体含有核糖体C、在遗传上由线粒体基因组和细胞核基因组共同控制D、mtDNA与细胞核DNA的遗传密码有所不同17. 细胞中不含有DNA的结构有:()A、线粒体B、核糖体C、细胞核D、核仁18. 细胞内蛋白质进入线粒体的穿膜运输信号是( )A、导肽B、cAMPC、信号识别颗粒(SRP)D、cGMP19. 下列属于内膜系统的细胞器是()A、核糖体B、高尔基体C、线粒体D、染色体20. 葡萄糖有氧氧化的步骤中在细胞质中进行的是()A、糖酵解B、三羧酸循环C、氧化磷酸化D、乙酰辅酶A的生成二、填空1、线粒体是由外膜、内膜、_______和______层单位膜围成的细胞器,内外膜相互接触的位点称为__内外膜转位接触点_____,其主要功能_______。
2、线粒体是通过_________方式增殖的,包括_ _____、________和_______三种方式,mtDNA 是随机的、______地被分配到新的线粒体中。
3、细胞呼吸过程中糖酵解发生于_____________,三羧酸循环发生于________ __________,氧化磷酸化过程在_________上进行,由__________和__________完成。
4.线粒体是由_______________层单位膜围成的细胞器,线粒体的嵴是由_______________向内折叠、突起而成,其上面的带柄的结构叫_______________,是由_______________、_______________和_______________三部分组成,其功能是_______________。
三、是非判断1、经常活动的运动员,其肌细胞中的线粒体要比不经常运动的人多。
( )2、线粒体DNA为单链环状分子。
( )3、线粒体遗传系统不需细胞核遗传系统的调控。
( )4、分子伴侣协助多肽链转运、折叠或装配,但不参与终产物的形成。
( )5、呼吸链的酶和氧化磷酸化作用定位与线粒体基质中。
( )6、线粒体内膜上的呼吸链可以认为是“换能装置”,而基粒可以说是“放能装置”。
( )7、在同一生物体的不同细胞中,线粒体的形态、分布及数量有一定的差异。
()8、线粒体是半自主性细胞器,原因是线粒体具有自己的DNA和核糖体。
( )9、呼吸链的酶和氧化磷酸化作用定位与线粒体内膜上。
( )四、名词解释1、mtDNA2、半自主性细胞器3、基粒:4、氧化磷酸化:oxidative phosphorylation5、呼吸链:(respiratory chain)6、细胞呼吸:五、问答题1、线粒体有何主要功能。
2、为什么说线粒体是一个半自主性细胞器?3、线粒体的数量和分布在不同细胞中为什么有差异?4、以葡萄糖为例,简述细胞中有机物的能量是如何释放和转换为ATP的。
5、何为细胞呼吸?简述细胞呼吸的特点和它的四个步骤的名称及其发生场所?6、如何证明线粒体的电子传递链和磷酸化作用是由两个不同的结构系统来实现的?7、氧化磷酸化偶联机制的化学渗透假说的主要论点是什么?有哪些证据?参考答案:一、选择题DCBDC ACBCD BAABA BBABA二、填空题1. 膜间腔、基质或内室、内外膜转位接触点、参与线粒体蛋白的运输2. 分裂、出芽、收缩、间壁分裂、不均等3. 细胞质、线粒体基质、线粒体内膜、呼吸链、基粒4. 两、内膜、基粒、头部、柄部、基片、合成A TP三、是非判断1、√2、×3、×4、×5、×6、×7、√8、√9、×四、名词解释1、mtDNA:线粒体DNA,呈双链环状,一个线粒体中可有1个或几个DNA分子。
mtDNA 可自我复制,其复制也是以半保留方式进行的。
mtDNA虽能合成蛋白质,但其种类十分有限。
2、半自主性细胞器:自身含有遗传表达系统(自主性);但编码的遗传信息十分有限,其RNA 转录、蛋白质翻译、自身构建和功能发挥等必须依赖核基因组编码的遗传信息(自主性有限)。
叶绿体和线粒体都属于半自主性细胞器.3、基粒:是线粒体内膜上的颗粒状结构,由头部、柄部和基片3部分组成;基粒化学本质就是F1F0-ATP合成酶;在跨膜质子动力势推动下,催化合成ATP,誉称:“印钞机”。
4、氧化磷酸化(oxidative phosphorylation ):是指高能电子在线粒体内膜呼吸链上传递过程中,释放出的能量被基粒用来催化合成ATP的作用,称为氧化磷酸化。
5、呼吸链:(respiratory chain):也称电子传递链,是指线粒体内膜上一系列氢载体和电子载体蛋白,具有传递电子的作用,它们在内膜上有序地排列成相互关联的链状。
6、细胞呼吸:糖类、脂肪和蛋白质等有机物在活细胞内彻底氧化分解为二氧化碳和水,且伴随着能量释放和ATP生成的过程。
五、问答题1、可看作是“细胞能量工厂”,因其主要功能是将有机物氧化产生的能量转化为ATP,有氧呼吸产生能量的主要场所。
2、自主性表现:①有mtDNA (约15kb,环状、裸露) ②有自已特殊的核糖体与蛋白质合成系统③有其特殊的物质转运系统自主性的限制:①mtDNA信息量少,只能合成5%的内膜蛋白。
②其蛋白合成系统中的许多成分如DNA聚合酶,RNA聚合酶,核糖体蛋白质、氨基酸活化酶等仍由核基因编码。
3、线粒体的形状多种多样, 一般呈线状,也有粒状或短线状。
线粒体的直径一般在0.5~1.0 μm,在长度上变化很大, 一般为1.5~3μm,长的可达10μm ,人的成纤维细胞的线粒体则更长,可达40μm。
不同组织在不同条件下有时会出现体积异常膨大的线粒体, 称为巨型线粒体(megamitochondria)在多数细胞中,线粒体均匀分布在整个细胞质中,但在某些些细胞中,线粒体的分布是不均一的,有时线粒体聚集在细胞质的边缘。
在细胞质中,线粒体常常集中在代谢活跃的区域,因为这些区域需要较多的ATP,如肌细胞的肌纤维中有很多线粒体。
另外,在精细胞、鞭毛、纤毛和肾小管细胞的基部都是线粒体分布较多的地方。
线粒体除了较多分布在需要ATP的区域外,也较为集中的分布在有较多氧化反应底物的区域,如脂肪滴,因为脂肪滴中有许多要被氧化的脂肪。
细胞中线粒体的具体数目取决于细胞的代谢水平,代谢活动越旺盛,线粒体越多。
线粒体可占到细胞质体积的25%。
4、葡萄糖酵解生成丙酮酸:葡萄糖中能量转移到丙酮酸和NADH、ATP中,乙酰辅酶A 的生成:丙酮酸中能量转移到CH3CO~SCOA和NADH中;三羧酸循环:CH3CO~SCOA 中能量转移到NADH、FADH2中,至此,一分子葡萄糖已完全分解成6分子CO2,能量已转移到NADH、FADH2、ATP中。
NADH、FADH2中蕴含的高能电子在电子传递(氧化还原反应)过程中释放出的能量被F0F1ATP酶复合体用来催化ADP磷酸化而合成A TP,同时电子传递给氧,使氧成还原态,然后氢和氧化合生成水。
至此,营养物质也就彻底氧化。
5、糖类、脂肪和蛋白质等有机物在活细胞内彻底氧化分解为二氧化碳和水,且伴随着能量释放和ATP生成的过程。
这一过程称为细胞呼吸,又称细胞氧化或生物氧化。
糖酵解发生在胞质中,乙酰辅酶A的形成发生在线粒体基质,三羧酸循环发生在线粒体基质,电子传递和氧化磷酸化发生在线粒体内膜上细胞呼吸的特点:有机物在酶的催化下,在温和的条件下氧化分解,能量逐步释放出来,没有出现剧烈的发光,发热现象。
6、用超声波将线粒体破碎,线粒体内膜可自然卷曲成颗粒朝外的小膜泡,——亚线粒体小泡or亚线粒体颗粒。
具有正常的电子传递和磷酸化的功能。
用胰蛋白酶or 尿素处理,则小泡外面的颗粒可解离下来,小泡只能进行电子传递,而不能进行磷酸化。
将这些颗粒重新装配到无颗粒的小泡上时,则小泡又恢复了电子传递和磷酸化相偶联的能力。
7、氧化磷酸化作用的进行需要封闭的线粒体内膜存在,线粒体内膜对H 、OH 、K 和CL 等离子都是不通透的。
线粒体电子传递所形成的电子流能够将H离子从线粒体内膜逐出到线粒体膜间隙。
破坏H离子浓度梯度的形成(用解偶联剂或离子载体抑制剂等)都必然破坏氧化磷酸化作用的进行。
大量直接或间接实验证据表明,膜表面不仅能滞留大量质子,而且在一定条件下,质子沿膜表面迅速的转移,其速度超过在大量水相中的速度。