细胞生物学

第一章 绪论

1、细胞的基本特征：

1）细胞是生物有机体最基本的形态结构单位；2）细胞也是代谢和功能的基本单位；3）细胞还是有机体生长发育的基础；4）细胞又是遗传的基本单位，具有遗传上的全能性。

2、三域六界：真细菌域、古細菌域、真核生物域；真细菌界、古细菌界、原生生物界、真菌界、植物界、动物界

3、试论述原核细胞与真核细胞最根本的区别。

答：原核细胞与真核细胞最根本的区别在于：①生物膜系统的分化与演变：真核细胞以生物膜分化为基础，分化为结构更精细、功能更专一的基本单位——细胞器，使细胞内部结构与职能的分工是真核细胞区别于原核细胞的重要标志；②遗传信息量与遗传装置的扩增与复杂化：由于真核细胞结构与功能的复杂化，遗传信息量相应扩增，即编码结构蛋白与功能蛋白的基因数首先大大增多；遗传信息重复序列与染色体多倍性的出现是真核细胞区别于原核细胞的一个重大标志。遗传信息的复制、转录与翻译的装置和程序也相应复杂化，真核细胞内遗传信息的转录与翻译有严格的阶段性与区域性，而在原核细胞内转录与翻译可同时进行。

第二章 细胞膜与跨膜运输

一、名词解释

1、 双型性分子（兼性分子）：像磷子分子即含亲水性的头部、又含疏水性的尾部，这样的分子叫双性分子。

2、 主动运输：物质逆浓度梯度或电化学梯度，由低浓度向高浓度一侧进行跨膜转运的方式，需要细胞提供能量，

需要载体蛋白的参与。

3、 被动运输：物质通过自由扩散或促进扩散，顺浓度梯度从高浓度向低浓度运输，运输动力来自运输物质的浓度

梯度，不需要细胞提供能量。

4、 载体蛋白：是一类膜内在蛋白，几乎所有类型的生物膜上存在的多次跨膜的蛋白质分子。通过与特定溶质分子

的结合，引起一系列构象改变以介导溶质分子的跨膜转运。

5、 简单扩散：物质直接通过膜由高浓度向低浓度扩散，不需要细胞提供能量，也没有膜蛋白的协助。 6、 协助扩散（促进扩散）：物质在特异膜蛋白的“协助”下，顺浓度或电化学梯度跨膜转运，不需要细胞提供能量。

特异蛋白的“协助”使物质的转运速率增加，转运特异性增强 7、 通道蛋白：由几个蛋白亚基在膜上形成的孔道，能使适宜大小的分子及带电荷的溶质通过简单的自由扩散运动

从膜的一侧到另一侧。 8、 协同运输：通过消耗ATP间接提供能量，借助某种物质浓度梯度或电化学梯度为动力进行运输。

9、 配体门通道：通道蛋白亚基在膜上形成的孔道，如果通过与一些信号分子（配体）结合后构象发生改变而导致

孔道的开关，则这样的通道蛋白称为配体门通道。

10、 电压门通道：通道蛋白亚基在膜上形成的孔道，如果通过细胞内外离子浓度产生膜电位，由膜电位发生变化

控制开关，则这样的通道蛋白称为电压门通道。

11、 水通道蛋白：又名水孔蛋白，是一种位于细胞膜上的蛋白质（内在膜蛋白），在细胞膜上组成“孔道”，可控制

水在细胞的进出，就像是“细胞的帮浦”一样。 12、 钠—钾泵（Na+—K+ pump）：是动物细胞中由ATP驱动的将Na+输出到细胞外同时将K+输入细胞内的运输

泵，实际上是位于细胞膜脂双分子层中的载体蛋白，是一种Na+/K+ATP酶，在ATP直接提供能量的条件下能逆浓度梯度主动转运钠离子和钾离子。

13、 质子泵：质子泵是位于细胞膜或细胞内膜上的一种能主动转运质子(H+)的特殊蛋白质.可分为三种：一种是P

型质子泵，存在于真核细胞的细胞膜上，与Na+—K+泵和Ca+泵结构类似，在转运H+的过程中涉及磷酸化和去磷酸化；第二种是V型质子泵，存在于动物细胞的溶酶体膜和植物细胞液泡膜上，在转运H+过程中不形成磷酸化的中间体，其功能是从细胞质基质中泵出H+进入细胞器；第三种是F型质子泵可称为H+—ATP酶，是存在于线粒体内膜、植物类囊体膜和多数细菌质膜上，以相反的方式来发挥其生理作用，即H+顺浓度梯度运动，将所释放的能量与ATP合成偶联起来，如线粒体的氧化磷酸化和叶绿体的光合磷酸化作用。

二、简答题

1、简述细胞膜的生理作用。

（1）限定细胞的范围，维持细胞的形状。（2）具有高度的选择性，（为半透膜）并能进行主动运输使细胞内外形成不同的离子浓度并保持细胞内物质和外界环境之间的必要差别。（3）是接受外界信号的传感器，使细胞对外界环境的变化产生适当的反应。（4）与细胞新陈代谢、生长繁殖、分化及癌变等重要生命活动密切相关。

2、简述细胞膜的基本特性。

细胞膜的最基本的特性是不对称性和流动性。

细胞膜的不对称性是由膜脂分布的不对称性和膜蛋白分布的不对称性所决定的。膜脂分布的不对称性表现在：①膜脂双分子层内外层所含脂类分子的种类不同；②脂双分子层内外层磷脂分子中脂肪酸的饱和度不同；③脂双分子层内外层磷脂所带电荷不同；④糖脂均分布在外层脂质中。膜蛋白的不对称性表现在：①糖蛋白的糖链主要分布在膜外表面；②膜受体分子均分布在膜外层脂质中；③腺苷酸环化本科分布在膜内表面。

膜的流动性是由膜内部脂质分子和蛋白质分子的运动性所决定的。膜脂的流动性和膜蛋白的运动性使得细胞膜成为一种动态结构；膜脂分子的运动表现在①侧向扩散；②旋转运动；③摆动运动；④翻转运动；膜蛋白的分子运动则包括侧向扩散和旋转运动。

3、细胞质基质中Ca2+浓度低的原因是什么？

细胞质基质中Ca2+浓度通常不到10-7mol/L，原因主要有以下几点：①在正常情况下，细胞膜对Ca2+是高度不通透的；②在质膜和内质网膜上有Ca2+泵，能将Ca2+从基质中泵出细胞外或泵进内质网腔中；③某些细胞的质膜

有Na+—Ca2+交换泵，能将Na+输入到细胞内，而将Ca2+

从基质中泵出；④某些细胞的线粒体膜也能将钙离子从基质中转运到线粒体基质。

4、比较主动运输与被动运输的异同。

①运输方向不同：主动运输逆浓度梯度或电化学梯度，被动运输：顺浓度梯度或电化学梯度；②是否需要载体的参与：主动运输需要载体参与，被动运输方式中，简单扩散不需要载体参与，而协助扩散需要载体的参与；③是否需要细胞直接提供能量：主动运输需要消耗能量，而被动运输不需要消耗能量；④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。

5、试论述Na+-K+泵的结构及作用机理。

1）结构：由两个亚单位构成：一个大的多次跨膜的催化亚单位（α亚基）和一个小的单次跨膜具组织特异性的糖蛋白（β亚基）。前者对Na+和ATP的结合位点在细胞质面，对K+的结合位点在膜的外表面。

2）机制：在细胞内侧，α亚基与Na+相结合促进ATP水解，α亚基上的一个天门冬氨酸残基磷酸化引起α亚基的构象发生变化，将Na+泵出细胞外，同时将细胞外的K+与α亚基的另一个位点结合，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+依赖的磷酸化和K+依赖的去磷酸化引起构象变化有序交替发生。每个循环消耗一个ATP分子，泵出3个Na+和泵进2个K+。

第三章 蛋白质分选

一、名词解释

1、内膜系统：细胞内在结构、功能乃至发生上相关的、由膜围绕的细胞器或细胞结构的统称，主要包括内质网、高尔基体、溶酶体、胞内体、分泌泡等。

2、分子伴侣：又称分子“伴娘”，细胞中，这类蛋白能识别正在合成的多肽或部分折叠的多肽，并与多肽的一定部位相结合，帮助这些多肽的转移、折叠或组装，但其本身并不参与最终产物的形成。

3、蛋白质分选：细胞中绝大多数蛋白质均在细胞质基质中的核糖体上开始合成，随后或在细胞质基质中或转至糙面内质网上继续合成，然后，通过不同途径转运到细胞的特定部位并装配成结构与功能的复合体，参与细胞的生命活动的过程。又称定向转运。有门控运输、跨膜运输、膜泡运输三种途径。

4、信号假说：1975年G.Blobel和D.Sabatini等根据进一步实验依据提出，蛋白合成的位置是由其N端氨基酸序列决定的。他们认为：⑴分泌蛋白在N端含有一信号序列，称信号肽，由它指导在细胞质基质开始合成的多肽和核糖体转移到ER膜；⑵多肽边合成边通过ER膜上的水通道进入ER腔。这就是“信号假说”。 5、共转移：肽链边合成边转移至内质网腔中的方式称为共转移。

6、后转移：蛋白质在细胞质基质中合成以后再转移到这些细胞器中，称为后转移。

7、信号肽：分泌蛋白的N端序列，指导分泌性蛋白到内质网膜上合成，在蛋白合成结束前信号肽被切除。

8、信号斑：在蛋白质折叠起来时其表面的一些原子特异的三维排列构成信号斑，构成信号斑的氨基酸残基在线性氨基酸序列中彼此相距较远，它们一般是保留在已完成的蛋白中，折叠在一起构成蛋白质分选的信号。

二、简答题 1、内质网、高尔基体、溶酶体的功能： 1）内质网：糙面内质网核糖体的附着与蛋白质的跨膜转运、蛋白质糖基化、内质网腔中蛋白质的其他修饰行为（二硫键的形成）；光面内质网脂类合成与运输、糖原的合成与分解、药物代谢与解毒。

2）高尔基体：蛋白质糖基化及糖链的修饰、蛋白质的分拣和运输 、蛋白质的有限水解（发生在分泌泡中）、脂类的糖修饰。

3）溶酶体：消除异物、提供营养、更新细胞成分、调节激素分泌。

2、蛋白质转入内质网合成的过程：

信号肽与SRP结合→肽链延伸终止→SRP与受体结合→SRP脱离信号肽→肽链在内质网上继续合成，同时信号肽引导新生肽链进入内质网腔→信号肽切除→肽链延伸至终止→翻译体系解散。这种肽链边合成边向内质网腔转移的方式，称为co-translation。

3、比较N-连接糖基化和O-连接糖基化的区别。

答案要点：

答：N-连接与O-连接的寡糖比较

特征 N-连接 O-连接

合成部位 糙面内质网 糙面内质网或高尔基体

合成方式 来自同一个寡糖前体 一个个单糖加上去

与之结合的氨基酸残基 天冬酰胺 丝氨酸、苏氨酸、羟赖氨酸、羟脯氨酸

最终长度 至少5个糖残基 一般1-4个糖残基，但ABO血型抗原较长

第一个糖残基 N-乙酰葡萄糖胺 N-乙酰半乳糖胺等

第四章 膜泡运输

一、名词解释

1、有被小泡：大多数真核细胞都含有一种特殊类型的小泡，直径50~250nm，电镜下显示其细胞质面有毛状结构覆盖，因而称为有被小泡。有被小泡的一部分在高尔基复合体形成，负责细胞内细胞器间的物质传送；另一部分则来自细胞膜有被区的内陷，然后与膜分离而持续不断产生的，这些有被区被称为有被小窝。

2、胞吞作用：细胞摄取大分子和颗粒性物质时，细胞膜向内凹陷形成囊泡，将物质裹进并输入细胞的过程。 3、胞吐作用：细胞排出大分子和颗粒性物质时，通过形成囊泡从细胞内部移至细胞表面，囊泡的膜与质膜融合，将物质排出细胞外的过程。

4、吞噬作用：大颗粒物质（如微生物、衰老死亡细胞及细胞碎片等）转运入胞内的作用。过程是：被吞噬的物质首先结合于细胞表面，接着细胞膜逐渐内陷并将外来物质包围起来形成吞噬小泡并进入胞内，被吞噬的物质在细胞内消化降解，不能被消化的残渣被排出胞外或以残余小体的形式存留在细胞中。