细胞生物学第9章 核糖体-3版

第九章核糖体第一节核糖体的类型与结构核糖体是合成蛋白质的细胞器，其唯一的功能是按照mRNA的指令由氨基酸高效且精确地合成多肽链。

核糖体几乎存在于一切细胞内，不论是原核细胞还是真核细胞，均含有大量的核糖体。

线粒体和叶绿体中也含有核糖体。

目前，仅发现在哺乳动物成熟的红细胞等极个别高度分化的细胞内没有核糖体。

核糖体是一种颗粒状的结构，没有被膜包裹，其直径为25 nm，主要成分是蛋白质与RNA。

核糖体RNA称为rRNA，蛋白质称r蛋白，蛋白质含量约占 40％，RNA约占60％。

r蛋白分子主要分布在核糖体的表面，而rRNA则位于内部，二者靠非共价键结合在一起。

一、核糖体的基本类型与成分生物有机体细胞内有两种基本类型的核糖体：一种是70S(S为Svedberg沉降系数单位)的核糖体，其相对分子质量为2 500X103，原核细胞的核糖体为 70S，真核细胞线粒体与叶绿体内的核糖体也近似于70S；另一种是80S的核糖体，相对分子质量为4 800X103，真核细胞的核糖体(除线粒体与叶绿体核糖体外)均为80S。

不论70S或80S的核糖体，均由大小不同的两个亚单位(sub— unit)构成(图9—1)。

体外实验表明70S的核糖体在Mg2’浓度小于1 mmol／L的溶液中，易离解为50S与30S的大小亚单位，当溶液中Mg2’浓度大于 10mmol ／L时，两个核糖体常常形成100S的二聚体。

核糖体大小亚单位在细胞内常常游离于细胞质基质中，只有当小亚单位与 mRNA结合后大亚单位才与小亚单位结合形成完整的核糖体。

肽链合成终止后，大小亚单位解离，又游离结合位点位于核糖体的哪个亚单位上及其确切位点，近年来已有比较多的了解。

已知与tRNA结合的P位点、A位点或E位点各自都涉及一套rRNA上不同的区域。

16SrRNA 与tRNA同P位点和A位点的结合有关；23SrRNA与 tRNA同P位点、A位点和E位点的结合有关。

例如与tRNA结合的A位点，在 16SrRNA中主要位于530和1 400／1 500区域两部分(数码指rRNA核苷酸序号)，这也是16S rRNA两个最保守的区域，与tRNA结合最强的区域是G530， A1 492和A1 493(英文字母代表碱基种类)，其次是A1 408和G1 494。

第一章大题（细胞基本知识）1、试论述当前细胞生物学研究最集中的领域。

答：当前细胞生物学研究主要集中在以下四个领域：⑴细胞信号转导；⑵细胞增殖调控；⑶细胞衰老、凋亡及其调控；⑷基因组与后基因组学研究。

人类亟待通过以上四个方面的研究，阐明当今主要威胁人类的四大疾病：癌症、心血管疾病、艾滋病和肝炎等传染病的发病机制，并采取有效措施达到治疗的目的。

2、细胞生物学的概念和研究内容答：概念：细胞生物学是以细胞为研究对象, 从细胞的整体水平、亚显微水平、分子水平等三个层次，以动态的观点, 研究细胞和细胞器的结构和功能、细胞的生活史和各种生命活动规律的学科。

细胞生物学是现代生命科学的前沿分支学科之一，主要是从细胞的不同结构层次来研究细胞的生命活动的基本规律。

从生命结构层次看，细胞生物学位于分子生物学与发育生物学之间，同它们相互衔接，互相渗透。

研究内容：细胞生物学的主要研究内容主要包括两个大方面：细胞结构与功能、细胞重要生命活动。

涵盖九个方面的内容：⑴细胞核、染色体以及基因表达的研究；⑵生物膜与细胞器的研究；⑶细胞骨架体系的研究；⑷细胞增殖及其调控；⑸细胞分化及其调控；⑹细胞的衰老与凋亡；⑺细胞的起源与进化；⑻细胞工程；⑼细胞信号转导。

3、细胞的基本共性答：所有的细胞都有相似的化学组成；脂-蛋白体系的生物膜；DNA-RNA的遗传装置；蛋白质合成的机器—核糖体；一分为二的分裂方式。

4、细胞生存所需的最基本的细胞结构和功能。

答：细胞的生存必须具备细胞膜、核糖体、一套完整的遗传信息物质和结构。

功能：①细胞膜为细胞生命活动提供了相对稳定的环境；为DNA、RNA、蛋白质的复制、转录翻译提供了结合位点，使代谢反映高效而有序的进行；又为代谢底物的输入与代谢产物的排除提供了选择性物质运输的通道，其中伴随能量的传递。

②细胞核是遗传信息储存和表达的重要场所和指挥部，细胞的分裂、生长、分化、增值等一切生命活动均受细胞核遗传信息的指导调控。

细胞生物学-(翟中和-第三版)课后练习题及答案LT4）所有细胞的增殖都是一分为二的分裂方式3、为什么说病毒不是细胞？蛋白质感染子是病毒吗？1) 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。

2) 蛋白质感染子是病毒的类似物，虽不含核酸，其增殖是由于正常分子的构象发生转变造成的，这种构象异常的蛋白质分子成了致病因子，这不同于传统概念上的病毒的复制方式和传染途径，所以蛋白质感染子是病毒的类似物。

4、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5要点原核细胞真核细胞细胞核无膜包围，称为拟核有双层膜包围染色体形状数目组成DNA序列环状DNA分子一个基因连锁群DNA裸露或结合少量蛋白质无或很少重复序列核中的为线性DNA分子; 线粒体和叶绿体中的为环状DNA分子两个或多个基因连锁群核DNA同组蛋白结合，线粒体和叶绿体中的DNA裸露有重复序列基因表达RNA和蛋白质在同一区间合成RNA在核中合成和加工; 蛋白质在细胞质中合成细胞分裂二分或出芽有丝分裂或减数分裂内膜无独立的内膜有, 分化成细胞器细胞骨架无普遍存在呼吸作用和光合作用酶的分部质膜线粒体和叶绿体（植物）核糖体70S（50S＋30S）80S（60S＋40S）第三章：细胞生物学研究方法1. 透射电镜与普通光学显微镜的成像原理有何异同？透射电镜与光学显微镜的成像原理基本一样，不同的是:1) 透射电镜用电子束作光源，用电磁场作透镜，2) 光学显微镜用可见光或紫外光作光源，以光学玻璃为透镜。

可编辑修改精选全文完整版第9章核糖体第一节核糖体的类型和结构核糖体的模式图核糖体是合成蛋白质的细胞器，几乎存在于一切细胞内。

核糖体是一个颗粒状的结构，主要成分是蛋白质和RNA。

核糖体RNA成为rRNA，蛋白质称为r蛋白，蛋白质含量约占40％，RNA约占60％，r蛋白分子主要分布在核糖体的表面，而rRNA则位于内部，二者靠非共价键结合在一起。

电镜下，是无包膜的电子致密颗粒，略呈圆形或椭圆形，平均直径在150～250A。

核糖体由大、小两个亚单位组成。

大亚基略呈梨形，中心有一条中央管。

直径为230A，沉降系数为60S。

其上有与氨酰-tRNA 结合的位置，还含有转肽酶活性部位。

小亚基呈碟盘状，大小为230A×120A，沉降系数为40S，其上有蛋白质合成启动因子结合位点、起始氨酰-tRNA结合部位和mRNA结合位点。

电镜下，核糖体常成群呈丛状或螺旋状存在，与mRNA结合，构成多聚核糖体（polyribosome）。

附着于内质网上的称附着核糖体（bound ribosome），主要合成输送到细胞外的分泌性蛋白、膜嵌入糖蛋白、可溶性驻留蛋白和溶酶体蛋白等。

散在于胞质中的称游离核糖体（free ribosome），主要合成组成细胞本身所需的结构性蛋白质。

糖核体的大小两个不同的亚基，在不进行蛋白质合成时，它们是分开的，游离存在于细胞质中。

只是在进行蛋白质合成时才结合在一起。

原核生物和真核生物的核糖体成分的比较原核细胞的核糖体为70S，真核细胞线粒体和叶绿体内的核糖体也近似于70S，但除了这两个细胞器，真核细胞内的核糖体均为80S。

原核生物核糖体由约2/3的RNA及1/3的蛋白质组成。

真核生物核糖体中RNA占3/5，蛋白质占2/5。

真核细胞糖核体的沉降系数为80S。

大亚基为60S，小亚基为40S。

小亚基含有由一种18S的 rRNA 和33种蛋白质；大亚基含有5S、5.8S及 28S 三种rRNA 和约49种蛋白质。

核糖体功能结构探究及展望摘要：核糖体是一个核酶，用体外筛选技术发现的核酶像核糖体一样也能催化肽键形成。

RNA在生命起源中也有着不可替代的作用。

随着RNA多功能的发现，RNA被更多的人认为是生命体的生物大分子，在科学研究如新药研发中也受到了更多的关注与应用。

关键字：RNA 核酶蛋白质合成是细胞代谢最复杂也是最核心的过程, 其中涉及到200多种生物大分子参与作用。

蛋白质加工厂---核糖体(Ribosome)是一个由核糖体RNA(rRNA)和核糖体蛋白组成的复合体. 蛋白质含量约占三分之一, 而rRNA的含量占三分之二。

在蛋白质生物合中,rRNA 与蛋白质两者究竟谁起主导作用, 一直是人们感兴趣的问题, 并提出不少假说。

关于rRNA功能的假说主要有三种: 1.rRNA主要作为核糖体蛋白质装配的结构骨架, 在蛋白质合成中, 核糖体蛋白质起催化作用;2. rRNA是一种决定蛋白质序列的物质;3.rRNA具有催化活性, 它直接催化蛋白质的合成.1982年Cech通过研究原生动物四膜虫证明RNA 具有催化功能, 并称之为核酶( ribozyme)。

自此以后, 自然界中的RNA 催化功能不断被发现, T. Cech和S. A ltman也因为核酶的发现而荣获1989年诺贝尔化学奖。

核酶的发现具有重要的意义, 它使人们认识到, RNA的生物功能远非/传递遗传信息0那么简单, 人们开始重新审视RNA的生物学功能。

直到最近, 通过X射线衍射分析核糖体大、小亚基的结晶, 才证实了肽键的形成是由r RNA催化, 核糖体就是一种核酶, 已经可以得出结论, 在核糖体内蛋白质主要起维持rRNA 的构象, 起辅助作用; 在蛋白质合成过程中rRNA起到非常重要的作用。

肽酰转移酶中心核糖体大亚基的精细结构表明, 核糖体大亚基空腔的底部, 是P位点上肽酰tRNA 与A位点上氨酰tRNA 相互作用形成肽键的部位, 称为肽酰转移酶中心。

在肽键形成处2nm的范围中,完全没有蛋白质的电子云存在,肽酰转移酶中心完全由23SrRNA的结构域组成，而蛋白质主要起维持rRNA的构象,起辅助作用。

第1章绪论一、填空1．细胞生物学是从显微水平、超微水平、分子水平等3个水平上研究细胞生命活动的科学。

2．细胞最初由胡克在1665年首先发现的。

4.1953年沃森和克里克共同提出了DNA分子的双螺旋结构模型。

5．细胞生物学是研究细胞基本生命活动规律的科学，它在不同层次上研究细胞结构与功能、细胞增殖、分化、衰老与凋亡、细胞信号传递等内容。

6．生命体是多层次、非线性、多侧面的复杂结构体系，而细胞是生命体的结构与生命活动的基本单位，有细胞才有完整的生命活动。

7．生命体的生长、发育、遗传等生命活动的研究都要以细胞为基础。

核心是将遗和发育在细胞水平上结合起来。

8．当前细胞生物学研究中的三大基本问题：基本表达，结构体系和细胞器的组装，生命活动的调节9.生物科学的发展阶段：以形态描述学位主的生物科学时期：实现生物学时期；精细定位与定量的生物学时期三、简答题1．简述细胞学说的主要内容。

①认为细胞是有机体，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，又对与其它细胞共同组成的整体的生命有所助益；③新的细胞可以通过老的细胞繁殖产生。

第2章细胞概述一、填空题1.细胞中含量最多的4种化学元素是C、H、O、N。

2.细胞中的生物大分子一般包括蛋白质、核酸和酶等。

3.酶分子的主要特性有高效、特异和可调。

4.真核细胞的超微结构可分为生物膜系统和遗传信息表达体系、细胞骨架体系三大类。

5.无机盐在细胞中的主要功能有：调节渗透压和维持酸碱平衡。

6.构成细胞的最基本的要素是细胞膜、遗传信息载体DNA与RNA完整的代谢系统。

7.由于发现了类病毒，有理由推测RNA是最早形成的遗传信息的一级载体。

8.目前发现的最小最简单的原核细胞是支原体。

9.原核细胞的核是原始状态的核，主要表现在没有明显可见的细胞核，同时也没有核膜和核仁，只有拟核，进化地位较低10.细胞是由细胞膜包围着含有遗传物质的细胞核所组成。