第一章 绪论
1.细胞生物学的任务是什么？它的范围都包括哪些？
（一）任务：细胞生物学的任务是以细胞为着眼点，与其他学科的重要概念兼容并蓄，来阐明生物各级结构层次生命现象的本质。 （二）范围：
（1）细胞的细微结构； （2）细胞分子水平上的结构；
（3）大分子结构变化与细胞生理活动的关系及分子解剖。
2.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）地位：以细胞作为生命活动的基本单位，探索生命活动规律，核心问题是将遗传与发育在细胞水平上的结合。
（2）关系：应用现代物理学与化学的技术成就和分子生物学的概念与方法，研究生命现象及其规律。
3.如何理解所说的“一切生物学问题的答案最终要到细胞中去寻找”。 （1）细胞是一切生物体的最基本的结构和功能单位。
（2）所谓生命实质上即是细胞属性的体现。生物体的一切生命现象，如生长、发育、繁殖、遗传、分化、代谢和激应等都是细胞这个基本单位的活动体现。
（3）生物科学，如生理学、解剖学、遗传学、免疫学、胚胎学、组织学、发育生物学、分子生物学等，其研究的最终目的都是要从细胞水平上来阐明各自研究领域中生命现象的机理。
（4）现代生物学各个分支学科的交叉汇合是21世纪生命科学的发展趋势，也要求各个学科都要到细胞中去探索生命现象的奥秘。
（5）鉴于细胞在生命界中所具有的独特属性，生物科学各分支学科若要研究各种生命现象的机理，都必须以细胞这个生物体的基本结构和功能单位为研究目标，从细胞中研究各自研究领域中生命现象的机理。
4.细胞生物学主要研究内容是什么？
（1）细胞核、染色体以及基因表达； （2）生物膜与细胞器； （3）细胞骨架体系； （4）细胞增殖及其调控； （5）细胞分化及其调控； （6）细胞的衰老与凋亡； （7）细胞起源与进化； （8）细胞工程。
5.当前细胞生物学研究中的基本问题以及细胞基本生命活动研究的重大课题是什么？ 研究的三个根本性问题：
（1）细胞内的基因是如何在时间与空间上有序表达的问题。
（2）基因表达的产物――结构蛋白与核酸、脂质、多糖及其复合物，如何逐级装配行使生命活动的基本结构体系及各种细胞器的问题。
（3）基因表达的产物――大量活性因子与信号分子，如何调节细胞最重要的生命活动的问题。
生命活动研究的重大课题：
（1）染色体DNA与蛋白质相互作用关系――非组蛋白对基因组的作用。 （2）细胞增殖、分化、凋亡（程序性死亡）的相互关系及其调控。
（3）细胞信号转导――细胞间信号传递；受体与信号跨膜转导；细胞内信号传递。 （4）细胞结构体系的装配。 6.你认为是谁首先发现了细胞？ （1）荷兰学者 Leeuwenhoek，而不是。
（2）1665年，利用自制的显微镜发现了细胞是由许多微小的空洞组成的，Hooke观察到的并不是真正的细胞，而是死去的植物的细胞壁围成的空腔，不过他的发现显示出生物体中存在有更微细的结构，为后来认识细胞具有开创性的意义。 7.细胞学说建立的前提条件是什么？
（1）1665年，利用自制的显微镜发现了细胞是由许多微小的空洞组成的，显示出生物体中
存在有更微细的结构，为后来认识细胞具有开创性的意义。 （2）Hooke同时代的发现了许多种活细胞。
（3）19世纪上半叶，随着显微镜质量的提高和切片机的发明，对细胞的认识日趋深入。学者们开始认识到生物体是由细胞构成的，于是在1838－1839年，和在总结前人工作的基础上提出了细胞学说。
8.细胞生物学各发展阶段的主要特征是什么？
它大体上经历了细胞的发现；细胞学说的创立和细胞学的形成；细胞生物学的出现；分子细胞生物学的兴起等各主要的发展阶段。 （一）细胞的发现阶段：
（1）1604年，荷兰眼睛商创制了世界上第一架显微镜。
（2）英国物理学家Robert hooke（1635-1703）创造了第一架对科学研究有价值的显微镜。 （3）荷兰科学家Antonie van Leeuwenhoek1674年用自制的显微镜发现了原生动物。 （二）细胞学说的创立和细胞学的形成阶段：
（1）显微镜制作技术有了明显的进步，分辨率提高到1μm以内。 （2）细胞学说创立、原生质理论提出。 （3）研究方向转移到细胞内部结构上来。 （三）细胞生物学的出现： （1）电子显微镜的发明。
（2）研究方向转移到细胞的超微结构和分子结构水平。 （3）细胞生物学诞生。 （四）分子细胞生物学的兴起： （1）电镜标本固定技术的改进。
（2）人们认识到细胞的各种活动与大分子的结构变化和分子间的相互作用的关系。
第二章 细胞的基本知识概要
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.细胞的基本共性是什么？
（1）所有的细胞表面均有由磷脂双分子层与镶嵌蛋白质构成的生物膜； （2）所有的细胞都有DNA与RNA两种核酸；
（3）所有的细胞内都有作为蛋白质合成的机器――核糖体； （4）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.说明原核细胞与真核细胞的主要差别。
要 点 细胞核 原 核 细 胞 无膜包围，称为拟核 环状DNA分子 一个基因连锁群 染色体形状 DNA裸露或结合少量蛋白质 数目 无或很少重复序列 组成 核DNA同组蛋白结合，线粒体DNA序列 和叶绿体中的DNA裸露 有重复序列 RNA和蛋白质在同一区间合成 基因表达 在细胞质中合成 细胞分裂 内 膜 细胞骨架 呼吸作用和光合作用酶的分部 核糖体
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。
2.放射自显影技术的原理根据是什么？为何常用H、C、P标记物做放射自显影？
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真 核 细 胞 有双层膜包围 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 RNA在核中合成和加工；蛋白质二分或出芽 无独立的内膜 无 质膜 有丝分裂或减数分裂 有，分化成细胞器 普遍存在 线粒体和叶绿体（植物） 70S（50S＋30S） 80S（60S＋40S） （一）原理根据：
放射性同位素发射出的各种射线具有使照相乳胶中的溴化银晶体还原（感光）的性能。利用放射性物质使照相乳胶膜感光，再经显影以显示该物质自身的存在部位。 （二）用H、C、P标记物做放射自显影原因：
（1）有机大分子均含有碳、氢原子，DNA和RNA等物质中存在磷元素； （2）且C和H均为弱β放射性同位素，半衰期长。
3.何谓免疫荧光技术？可自发荧光的细胞物质是否可在普通显微镜下看到荧光？ （1）免疫荧光技术是将免疫学方法（抗体同特定抗原专一结合）与荧光标记技术相结合用来研究特异蛋白抗原在细胞内分布、对抗原进行定位测定的技术。它主要包括荧光抗体的制备、标本的处理、免疫染色和观察记录等过程。
（2）不能。首先，荧光是因一定波长（能量）的光（一般为紫外光）照射到物体后瞬间产生的，作为普通显微镜光源的可见光，其能量不足以使物体产生荧光；其次，所产生荧光的波长要比入射光的要长，即使可以激发出荧光，肉眼也看不到。 4.超速离心技术的主要用途有哪些？
（1）制备和纯化亚细胞成分和大分子，即制备样品；
（2）分析和测定制剂中的大分子的种类和性质如浮力密度和分子量。 5.细胞融合有那几种方法？病毒诱导与PEG的作用机制有何不同？
（1）细胞融合的方法有四种：病毒法、聚乙二醇（PEG）法、电激和激光法。
（2）病毒诱导：是先足够数量的紫外灭活的病毒颗粒黏附在细胞膜上起搭桥作用，使细胞黏着成堆，细胞紧密靠近，同时细胞膜发生了一定的变化，在37℃温浴条件下，粘结部位的细胞膜破坏，形成通道，细胞质流通并融合，病毒颗粒也随之进入细胞。两个细胞合并，细胞发生融合。
聚乙二醇（PEG）法：PEG使能改变各种细胞的末结构，使两细胞接触点处质膜的脂类分子发生疏散和重组，利用两细胞接口处双分子层质膜的相互亲何以彼此的表面张力作用，使细胞发生融合。
6.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？
细胞培养的理论依据是细胞全能性，是生命科学的研究基础，是细胞工程乃至基因工程的应
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用基础。植物细胞的培养为植物育种开辟了一条崭新的途径；动物细胞培养为疫苗的生产、药物的研制与肿瘤防治提供全新的手段；特别是干细胞的培养与定向分化的技术的发展，有可能在体外构建组织甚至器官，由此建立组织工程，同时在细胞治疗及其基因治疗相结合的应用中显示出诱人的前景。
第四章 细胞膜与细胞表面
1.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。
（1）膜脂的流动性：主要由脂分子本身的性质决定的，脂肪酸链越短，不饱和程度越高,膜脂的流动性越大。温度对膜脂的运动有明显的影响。在细菌和动物细胞中常通过增加不饱和脂肪酸的含量来调节膜脂的相变温度以维持膜脂的流动性。在动物细胞中，胆固醇对膜的流动性起重要的双向调节作用。
膜蛋白的流动：荧光抗体免疫标记实验；成斑现象（patching）或成帽现象（capping）。 （2）膜的流动性受多种因素影响：细胞骨架不但影响膜蛋白的运动，也影响其周围的膜脂的流动。膜蛋白与膜分子的相互作用也是影响膜流动性的重要因素。
（3）膜的流动性与生命活动关系：信息传递；各种生化反应；发育不同时期膜的流动性不同。
膜的不对称性：
（1）膜脂与糖脂的不对称性：糖脂仅存在于质膜的ES面，是完成其生理功能的结构基础； （2）膜蛋白与糖蛋白的不对称性：膜蛋白的不对称性是指每种膜蛋白分子在细胞膜上都具有明确的方向性；糖蛋白糖残基均分布在质膜的ES面；膜蛋白的不对称性是生物膜完成复杂的在时间与空间上有序的各种生理功能的保证。
2.膜的流动镶嵌模型是怎样形成的？它在膜生物学研究中有什么开创意义？ （一）形成的原因及前提：
（1）单位膜模型无法满意的解释许多膜属性，如膜结构不断地发生动态变化；各种膜没有一成不变的统一性；各种膜均具有各自的特定厚度，提取膜蛋白的难易程度不同；各种膜的蛋白质与脂类的成份比率不同等。
（2）本世纪60年代，新技术的发明和应用，对质膜的认识越来越深入。
（3）利用冷冻蚀刻法显示出膜上有球形颗粒。 （4）用示踪法表明膜的结构形态在不断地发生变动。
在此基础上，和在1972年提出了膜的流动镶嵌模型（fluid mosaic model）。
（二）意义：流动镶嵌模型除了强调脂类分子与蛋白质分子的镶嵌关系外，还强调了膜的流动性，主张膜总是处于流动变化之中，脂类分子和蛋白质分子均可做侧向流动。 后来有许多实验结果支持了流动镶嵌模型的观点。 3.质膜在细胞生命活动中都有哪些重要作用？ （1）为细胞的生命活动提供相对稳定的内环境；
（2）选择性的物质运输,包括代谢底物的输入与代谢产物的排除，其中伴随着能量的传递；（3）提供细胞识别位点,并完成细胞内外信息跨膜传递； （4）为多种酶提供结合位点,使酶促反应高效而有序地进行； （5）介导细胞与细胞、细胞与基质之间的连接； （6）质膜参与形成具有不同功能的细胞表面特化结构。 4.质膜的膜蛋白都有哪些类别？各有何功能？膜脂有哪几种？
（1）膜蛋白根据功能的不同，可将分为四类：运输蛋白，连接蛋白，受体蛋白和酶。 运输蛋白：物质运输，与周围环境进行物质和能量的交换； 连接蛋白：细胞连接；
受体蛋白：细胞识别，信号传递； 酶：具有催化活性。
（2）膜脂：膜脂主要为磷脂和胆固醇，磷脂主要包括有卵磷脂和脑磷脂（cephalin），鞘脂（带有一个氨基）和糖脂（结合有寡糖链）。 5.何谓细胞外被？它有哪些功能？
（一）细胞外被是指动物细胞表面的由构成质膜的糖蛋白和糖脂伸出的寡糖链组成的厚约10～20nm的绒絮状结构。
（二）功能：（1）细胞识别；（2）血型抗原；（3）酶活性。
6.细胞表面有哪几种常见的特化结构？膜骨架的基本结构与功能是什么？
（1）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，分别与维持细胞的形态、细胞的运动、细胞与环境的物质交换等功能有关。
（2）膜骨架：指细胞质膜下与膜蛋白相连的由纤维蛋白组成的网架结构，其功能是维持细胞质膜的形状并协助质膜完成多种生理功能。 7.细胞连接都有哪些类型？各有何结构特点？
细胞连接按其功能分为：紧密连接，锚定连接，通讯连接。
（1）紧密连接（封闭连接），细胞质膜上，紧密连接蛋白（门蛋白）形成分支的链索条，与相邻的细胞质膜上的链索条对应结合，将细胞间隙封闭。
（2）锚定连接：通过中间纤维（桥粒、半桥粒）或微丝（粘着带和粘着斑）将相邻细胞或细胞与基质连接在一起，以形成坚挺有序的细胞群体、组织与器官。
（3）通讯连接：包括间隙连接和化学突触，是通过在细胞之间的代谢偶联、信号传导等过程中起重要作用的连接方式。
（4）胞间连丝连接：是高等植物细胞之间通过胞间连丝来进行物质交换与互相联系的连接方式。
8.细胞外基质与细胞外被有何区别？它们如何相互作用？
（1）细胞外被是指动物细胞表面的由构成质膜的糖蛋白和糖脂伸出的寡糖链组成的厚约10～20nm的绒絮状结构，是细胞膜的一部分。
（2）细胞外基质是存在细胞之间的非细胞性的物质，是由一些蛋白质和多糖大分子构成的精密有序的网络结构，是细胞的分泌物在细胞附近构成的精密结构，它不同于细胞外被之处是，通过与细胞质膜中的细胞外基质受体结合，同细胞建立了相互关系。 9.细胞外基质组成、分子结构及生物学功能是什么？ （1）细胞外基质（EM）成分可表示如下： 多糖：糖胺聚糖，蛋白聚糖。
纤维蛋白：胶原，弹性蛋白，纤连蛋白，层粘连蛋白。 （2）作用：细胞外基质可影响细胞的发育、极性和行为活动。
（1）糖胺聚糖（GAG）链构成的网络，形成了水化凝胶，各种蛋白质纤维埋藏于凝胶之中。GAG多糖链带负电荷，同蛋白质共价结合形成蛋白聚糖。
（2）蛋白聚糖： a.渗滤作用； b.细胞表面的辅受体； c.调节分泌蛋白的活性； d.细胞间化学信号传递。
（3）胶原，弹性蛋白：结构作用。 （4）纤连蛋白，层粘连蛋白：黏着作用。 10.胶原纤维的装配过程都经过哪些步骤？
胶原纤维是经多步过程装配而成，包括胶原分子的合成、分泌和修饰等步骤。
（1）内质网膜结合的核糖体上合成胶原分子的多肽链，最初合成的多肽链为前体肽链，称为前α链（pro-αchain）。
（2）合成的前体肽链进入内质网腔，此前体链除在氨基端带有信号肽序列外，在氨基端和羧基端尚带有称为前肽（propeptides）的氨基酸序列。在内质网腔中，前肽链中的脯氨酸和赖氨酸残基分别被羟化为羟脯氨酸和羟赖氨酸。每一条前α链与其它两条前α链通过由羟基形成的氢键相互结合，构成了3股螺旋的前胶原（procollagen）分子。此分子的装配起始于内质网，后经高尔基体装配完成，被包装到分泌泡中，分泌到细胞外。
（3）前胶原被分泌到细胞外之后，前肽序列被专一的蛋白质水解酶切除，前胶原转变成了胶原分子。
（4）胶原分子在细胞外又进一步装配成了胶原原纤维，最后后者又装配成了胶原纤维。原纤维一旦形成，胶原分子便通过在赖氨酸间的共价结合，加固了原纤维的结构。这种结合要依赖于原纤维结合胶原（fibril-associated collagen）（如IX型和II型胶原分子）的参与。
11.纤连蛋白分子有哪些结构特点？如何发挥作用？
（1）分子是由两个亚基组成的二聚体，在靠近羧基端有一对二硫键将两个亚基连在一起，使两个亚基排成“V”字形。亚基多肽链折叠成5－6个棒状和球形功能区，各功能区分别可同特定的分子或细胞发生转移结合，功能区之间的连接部位可折屈，对蛋白酶敏感。 多肽链含有三种重复序列，即I、II、III型组件，功能区即是由这三种组件重复组合而成。
（2）在III型重复中含有特异的三肽序列，-Arg-Gly-Asp-（RGD），此RGD序列可被细胞表面基质受体中的整联蛋白（integrin）所识别，从而同细胞结合，促使细胞同基质结合。促进细胞迁移，对细胞的迁移有导向作用。
第五章 物质的跨膜运输与信号传递
1.物质跨膜运输有哪几种方式？它们的异同点。
跨膜运输：直接进行跨膜转运的物质运输，又分为简单扩散、协助扩散和主动运输。 （1）简单扩散：顺物质电化学梯度，不需要膜运输蛋白，利用自身的电化学梯度势能，不耗细胞代谢能。
（2）协助扩散：顺物质电化学梯度，需要通道蛋白或载体蛋白，利用自身的电化学梯度势能，不耗细胞代谢能。
（3）主动运输：逆物质电化学梯度，需要载体蛋白，消耗细胞代谢能。 2.比较主动运输与被动运输的特点及其生物学意义。 （1）主动运输的特点及其生物学意义：
特点：由载体蛋白所介导的物质逆浓度梯度或电化学梯度由浓度低的一侧向浓度高的一侧进行跨膜转运。需要与某种释放能量的过程相偶联。
类型：由ATP直接提供能量（Na-K泵、Ca泵、）、间接提供能量（Na-K泵或H泵、载体蛋白的协同运输）、光驱动的三种类型。
生物学意义：动物细胞借助Na-K泵维持细胞渗透平衡，同时利用胞外高浓度的Na所储存的能量，主动从细胞外摄取营养；植物细胞、真菌（包括酵母）和细菌细胞借助膜上的H
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泵，将H泵出细胞，建立跨膜的H电化学梯度，利用H电化学梯度来驱动主动转运溶质进入细胞；Ca泵主要存在于细胞膜和内质网膜上，将Ca输出细胞或泵入内质网腔中储存，以维持细胞内低浓度的游离Ca，Ca对调节肌细胞的收缩与舒张至关重要。 （2）被动运输的特点及其生物学意义：
特点：物质的跨膜运输的方向是由高浓度向低浓度，运输动力来自物质的浓度梯度，不需要细胞提供代谢能量。
类型：单扩散和载体介导的协助扩散。协助扩散的载体为：载体蛋白和通道蛋白，载体蛋白既可介导被动运输和主动运输；通道蛋白只能介导被动运输。
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生物学意义：每种载体蛋白能与特定的溶质分子结合，通过一系列构象改变介导溶质分子的跨膜转运；通道蛋白是多次跨膜亲水、离子通道，充许适宜大小分子和带电荷的离子通过，其显著特点为：①具有离子选择性，转运速率高，净驱动力是溶质跨膜的电化学梯度；②离子通道是门控的，其活性是由通道开或关两种构象所调节，通过通道开关应答于适当地信号。 3.说明Na-K泵的工作原理及其生物学意义。
Na-K泵是一种典型的主动运输方式，由ATP直接提供能量。Na-K泵存在于细胞膜上，是由α和β二个亚基组成的跨膜多次的整合膜蛋白，具有ATP酶活性。
工作原理：在细胞内侧α亚基与Na相结合促进ATP水解，α亚基上的天门冬氨酸残基磷酸化引起α亚基构象发生变化，将Na泵出细胞，同时细胞外的K与α亚基的另一位点结合，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进行。每个循环消耗一个ATP分子，泵出3个Na和泵进2个K。
生物学意义：动物细胞借助Na-K泵维持细胞渗透平衡，同时利用胞外高浓度的Na所储存的能量，主动从细胞外摄取营养。
4.动物细胞、植物细胞和原生动物细胞应付低渗膨胀的机制有何不同？
动物细胞借助Na-K泵维持细胞内低浓度溶质；植物细胞依靠坚韧的细胞壁避免膨胀和破裂；原生动物通过收缩胞定时排出进入细胞过量的水而避免膨胀。 5.比较胞饮作用和吞噬作用的异同。
胞饮和吞噬是细胞胞吞作用的两种类型。胞饮作用是一个连续发生的过程，所有真核细胞都能通过胞饮作用连续摄入溶质和分子；吞噬作用首先需要被吞噬物与细胞表面结合并激活细胞表面受体，是一个信号触发过程。胞饮泡的形成需要网格蛋白、结合素蛋白和结合蛋白等的帮助；吞噬泡的形成则需要微丝及其结合蛋白的帮助，在多细胞动物体内，只有某些特化细胞具有吞噬功能。
6.比较组成型胞吐途径和调节型胞吐途径的特点及其生物学意义。
细胞的胞吐作用是将细胞内的分泌泡或其他某些膜泡中的物质通过细胞质膜运出细胞的过程。 特点：
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（一）真核细胞从高尔基体反面管网区分泌的囊泡向质膜流动并与之融合的稳定过程即组成型的胞吐途径。通过连续性的组成型胞吐途径：（1）细胞新合成的囊泡膜的蛋白和脂类不断地供应质膜更新，以确保细胞分裂前质膜的生长；（2）囊泡内可溶性蛋白分泌到细胞外，成为质膜外围蛋白、胞外基质组分、营养成分或信号分子等。
（二）特化的分泌细胞调节型胞吐途径存在于特殊机能的细胞中，分泌细胞产生的分泌物（激素、粘液或消化酶）储存在分泌泡内，当细胞在受到胞外信号刺激时，分泌泡与质膜融合并将内含物释放出去。
生物学意义：细胞的质膜更新，维持细胞的生存与生长。 7.质膜在细胞吞吐作用（cytosis）中起什么作用？ （1）识别被内吞物质； （2）形成陷穴小泡；
（3）包围细胞外物质，形成小泡；脱离质膜，进入细胞内部； （4）同细胞质中的小泡融合，把其所含的物质吐到细胞外。 8.试述细胞以哪些方式进行通讯？各种方式之间有何不同？
细胞通讯是指一个细胞发出的信息通过介质传递到另一个细胞产生相应的反应。 （一）细胞的通讯方式：
（1）细胞通过分泌化学信号进行细胞间相互通讯，这是多细胞生物包括动植物最普遍采用的通讯方式；
（2）细胞间接触性依赖的通讯，细胞间直接接触，通过与质膜结合的信号分子影响其他细胞；
（3）细胞间形成间隙连接使细胞质相互沟通，通过交换小分子来实现代谢偶联或电偶联。 （二）细胞通讯方式之间不同点：
（1）通过细胞分泌化学信号的通讯方式：细胞间的通讯需要细胞分泌化学信号； （2）细胞接触性依赖的通讯方式：细胞间直接接触，不需要分泌的化学信号分子的释放，是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，影响其他细胞；
（3）细胞间隙连接的通讯方式：细胞间通过孔隙交换小分子实现代谢偶联或电偶联。
9.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？
内分泌：由内分泌细胞分泌信号分子（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。
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，对创伤或感染组织刺激细胞增殖以恢复功能具有重要意义。
自分泌：细胞对自身分泌的物质产生反应，常见于病理如肿瘤细胞的合成和释放生长因子刺激自身，导致肿瘤细胞的增殖失控。
通过化学突触传递神经信号：当神经元细胞在接受环境或其他神经细胞的刺激后，神经信号通过动作电位的形式沿轴突以高达100m/s的速度传至末梢，刺激突触前突起终末分泌化学信号（神经递质或神经肽），快速扩散，实现电信号－化学信号－电信号转换和传导。 10.何谓信号传递中的分子开关蛋白？举例说明其作用机制。
分子开关蛋白的概念：具有可逆磷酸化控制的蛋白激酶称为分子开关蛋白。
分子开关的蛋白有两类：（1）通过磷酸化传递信号的开关蛋白：其活性由蛋白激酶使之磷酸化而开启，由蛋白磷酸酯酶使之去磷酸化而关闭；（2）通过结合蛋白传递信号的分子开关蛋白：由GTP结合蛋白组成，结合GTP而活化，结合GDP而失活。
作用机制：如NO（包内第二信使分子）在导致血管平滑肌舒张中的作用机制，即NO导致靶细胞内的可溶性鸟苷酸活化，血管内皮细胞释放NO，应答神经终末的刺激，NO扩散进入靶细胞与靶蛋白结合，快速导致血管平滑肌的舒张，从而引起血管扩张、血流畅通。 11.简要说明G蛋白偶联受体介导的信号通路有何特点。
G蛋白偶联受体所介导信号通路主要包括cAMP信号通路和磷脂酰肌醇信号通路。 cAMP信号通路：细胞外信号（激素，第一信使）与相应G蛋白偶联的受体结合，导致细胞内第二信使cAMP的水平变化而引起细胞反应的信号通路。腺苷环化酶调节胞内cAMP的水平，cAMP被磷酸二酯酶限制型降解清除。 其反应链为：
激素→G-蛋白偶联受体→G-蛋白→腺苷酸环化酶→cAMP→cAMP依赖的蛋白激酶A→基因调控蛋白→基因转录。
磷脂酰肌醇信号通路：通过G蛋白偶联受体介导的磷脂酰肌醇信号通路的信号转导是通过
效应酶磷酸酯酶C（PLC）完成的，是“双信使系统”反应链。 “双信使系统”反应链：
胞外信号分子→G-蛋白偶联受体→G-蛋白→磷脂酶C（PLC）→{
→IP3（三磷酸肌醇）→胞内Ca浓度升高→Ca结合蛋白（CaM）→细胞反应 {
→DAG（二酰基甘油）→激活PKC（DC激活蛋白激酶C）→蛋白磷酸化或促使Na/H交换使胞内pH升高
12.说明胞内信号传递级联反应链传递信号的原理。基因表达如何通过信号传递受到调控？ （一）原理：
（1）靶细胞的受体与配体的专一结合，受体同信号分子结合后被激活，把细胞外信号转变为胞内信号。
（2）经过一系列信号传递蛋白：
可被蛋白质激酶磷酸化的蛋白质：一类是丝氨酸/苏氨酸激酶，可催化蛋白质中的丝氨酸和苏氨酸磷酸化；另一类是酪氨酸激酶，催化蛋白质中的酪氨酸磷酸化。这两类蛋白质受到激活时，获得了1至多个磷酸基，失活时又去磷酸基。这些蛋白质被激活，则可致使磷酸化级联反应链（phosphorylation cascade）中的下游蛋白质磷酸化。 在信号诱导下同GTP结合的蛋白质。
（3）信号被传递到核，影响专一基因的表达。
（二）调控：细胞一般是受多种信号的刺激影响，细胞必须把一些分散的信号加以整合，才能产生特有的反应。细胞外信号可激活细胞中的多种蛋白质磷酸化级联反应链，这些级联反应链之间发生相互作用，最终影响基因的表达，引起了一定的生物效应。 13.概述受体酪氨酸激酶介导的信号通路的组成、特点及其主要功能。
RTK- Ras信号通路：配体→RTK→ adaptor ←GRF→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）的磷酸化修钸。
信号通路的组成：配体——生长因子；RTK—酪氨酸；接头蛋白（生长因子受体接头蛋白-2，GRB-2）；GRF－－鸟苷酸释放因子；Ras—GTP结合蛋白；Raf――是丝氨酸/苏氨酸（Ser/Thr）蛋白激酶（称MAPKKK）。
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主要功能：调节细胞的增殖与分化，促进细胞存活，以及细胞代谢过程中的调节与校正。
第六章 细胞质基质与细胞内膜系统
1.细胞质基质的结构组分及其在细胞生命活动中作用的理解。
基质的基本概念：用差速离心法分离细胞匀浆物组分，先后除去细胞核、线粒体、溶酶体、高尔基体和细胞质膜等细胞器或细胞结构后，存留在上清液中的主要是细胞质基质的成分。生物化学家多称之为胞质溶胶。
主要成分：中间代谢有关的数千种酶类、细胞质骨架结构。
主要特点：细胞质基质是一个高度有序的体系；通过弱键而相互作用处于动态平衡的结构体系，细胞骨架纤维贯穿其中。多数中间代谢反应及蛋白质合成与转运、某些蛋白质的修饰和选择性地降解等过程均在细胞质基质中进行。 其作用为：
（一）完成各种中间代谢过程，如糖酵解过程、磷酸戊糖途径、糖醛酸途径等。 （二）蛋白质的分选与运输。
（三）与细胞质骨架相关的功能――维持细胞形态、细胞运动、胞内物质运输及能量传递等。 （四）蛋白质的修饰、蛋白质选择性的降解。（1）蛋白质的修饰；（2）控制蛋白质的寿命；（3）降解变性和错误折叠的蛋白质；（4）帮助变性或错误折叠的蛋白质重新折叠，形成正确的分子构象。
2.内膜系统包括哪几部分？系统的依据是什么？
细胞内膜系统是指细胞内在结构、功能及发生上相关的由膜包绕形成的细胞器或细胞结构。 （1）它主要包括核膜、内质网和高尔基复合体三大部分，质膜、溶酶体和分泌泡均可看作是它的衍生物。线粒体和叶绿体不属于内膜系统。
（2）依据：核膜、内质网和高尔基复合体结构和功能上是连续的，在形成上具有一定的序列相关性；内膜之间通过出芽和融合的方式进行交流。 3.比较粗面内质网和光面内质网的形态结构与功能。
ER是细胞内蛋白质与脂类合成的基地，几乎全部脂类和多种重要蛋白都是在内质网合成的。 形态结构：
rER多呈扁囊状，排列较为整齐，在其膜表面分布大量核糖体。功能：蛋白质合成；蛋白质
的修饰与加工；新生肽的折叠与组装；脂类的合成。
sER常为分支管状，形成较为复杂的立体结构，在其膜的表面没有核糖体。功能：类固醇激素的合成（生殖腺内分泌细胞和肾上腺皮质）；肝的解毒作用；肝细胞葡萄糖的释放（G-6PG）；储存钙离子：肌质网膜上的Ca-ATP酶将细胞质基质中Ca泵入肌质网腔中。 4.细胞内蛋白质合成部位及其去向如何？
（1）部位：细胞内蛋白质都是在核糖体上合成的，并都是起始于细胞质基质中“游离”核糖体。
（2）去向：向细胞外分泌蛋白；膜的整合膜蛋白；内膜系统各种细胞器内的可溶性蛋白（需要隔离或修饰）。其它的多肽是在细胞质基质中“游离”核糖体上合成的，包括细胞质基质中的驻留蛋白、质膜外周蛋白、核输入蛋白、转运到线粒体、叶绿体和过氧物酶体的蛋白。 5.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？ （1）糙面内质网上合成的蛋白质主要是分泌性蛋白、膜蛋白及内质网、高尔基体和溶酶体中的蛋白。
（2）生物学意义：多肽的糖基化及其折叠与装配发生在内质网中，而肽键上的信号序列决定多肽在细胞质中的合成部位，并最终决定成熟蛋白的去向。
6.指导分泌性蛋白在糙面内质网上合成需要哪些主要结构或因子？它们如何协同作用完成肽链在内质网上合成？
（1）需要的结构或因子：胰腺细胞分泌的酶、浆细胞分泌的抗体、小肠杯状细胞分泌的粘蛋白、内分泌腺分泌的多肽类激素、胞外基质成分等。
（2）协同作用：分泌性蛋白N端序列作为信号肽，指导分泌性蛋白到内质网膜上合成，在蛋白质合成结束之前信号肽被切除。只有N端信号序列而没有停止序列的多肽，合成后进入内质网腔中；停止转移序列位于多肽分子的中部，合成后最终成为跨膜蛋白；含多个起始转移序列和多个停止转移序列的多肽会成为多次跨膜的膜蛋白。 7.结合高尔基体的结构特征，谈谈它是怎样行使其生理功能的？
（一）结构特征：高尔基复合体由成摞的囊泡叠置而成。。囊泡的边缘部分连接有许多大小不等的表面光滑的小管网，其周围还存在有衣被小泡和无被小泡。一个成摞存在的囊泡又称为分散高尔基体，由5～8层囊泡组成，构成了高尔基复合体的主体结构。
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分散高尔基体在结构和生化成分上具有极性，和内质网临近的近核一侧，囊泡弯曲呈凸面, 称为形成面或顺面；在远核的一侧， 囊泡呈凹面，称为成熟面或反面。从顺面到反面，囊泡膜的厚度逐渐增大。 （二）功能：
（1）形成和包装分泌物； （2）蛋白质和脂类的糖基化； （3）蛋白质的加工改造； （4）细胞内的膜泡运输； （5）膜的转化。
高尔基复合体在内膜系统中处于中介地位, 它在对细胞内合成物质的修饰和改造中具有重作用。许多重要大分子的运输和分泌都要通过高尔基复合体。 8.蛋白质的糖基化的基本类型、特征及生物学意义是什么？
蛋白质的糖基化在糖基转移酶（glycosyltransferase）作用下发生在ER腔面。 （一）基本类型：N－连接糖基化（Asn）；O－氧连接糖基化（Ser/Thr）。 （二）特征：N－连接与O－连接的寡糖比较：
类 型 N-连接 特 征 1.合成部位 2.合成方式 3.与之结合的 4.最终长度 5.第一个糖残基 粗面内质网 来自同一个寡糖前体 天冬酰胺 至少5个糖残基 N—乙酰葡萄 O-连接 粗面内质网或高尔基体 一个个单糖加上去 丝氨酸、苏氨酸、羟赖氨酸、羟脯氨酸 一般1～4个糖残基，但ABO血型抗原较长 N—乙酰半乳糖胺等 （三）蛋白质糖基化的特点及其生物学意义：
（1）糖蛋白寡糖链的合成与加工都没有模板，靠不同的酶在细胞不同间隔中经历复杂的加工过程才能完成。
（2）糖基化的主要作用是蛋白质在成熟过程中折叠成正确构象和增加蛋白质的稳定性；多羟基糖侧链影响蛋白质的水溶性及蛋白质所带电荷的性质。对多数分选的蛋白质来说，糖基化并非作为蛋白质的分选信号。
（3）进化上的意义：寡糖链具有一定的刚性，从而限制了其它大分子接近细胞表面的膜蛋白，这就可能使真核细胞的祖先具有一个保护性的外被，同时又不象细胞壁那样限制细胞的形状与运动。
9.糙面内质网和光面内质网在细胞的生命活动中各自承担了什么样的角色？ （一）糙面内质网： （1）蛋白质的合成；
（2）合成蛋白质的修饰与加工； （3）膜的生成； （4）物质的运输； （5）贮积钙离子。 （二）光面内质网： （1）脂类的合成； （2）解毒作用； （3）糖原代谢。
10.糙面内质网上所进行的糖基化的机制如何？其添加的寡糖链又有什么特点？ （一）糖基化的机制： （1）Asn；N-连接； （2）寡糖链已预先合成；
（3）以焦磷酸键连在跨膜的磷酸多萜醇上；
（4）新生肽链一旦出现Asn残基，糖基转移酶以焦磷酸键的能量将寡糖链从磷酸多萜醇上转移至多肽链的Asn残基上。
（二）添加的寡糖链特点：寡糖链可分为两部分，一部分称为核心区，该区在各种寡糖链中均是相同的, 且与天冬酰胺残基直接相连的第一个糖总是N-乙酰葡萄糖胺；另一部分称为末端区，该区在各种寡糖链中是不同的；
11.在高尔基复合体上所进行的糖基化与内质网有何不同？
不同：在糙面内质网上进行的糖基化修饰大多为N-连接的糖基化，寡糖链与天冬酰胺的氨基基团相连，在内质网上添加上的寡糖链可分为两部分，一部分称为核心区，该区在各种寡糖链中均是相同的, 且与天冬酰胺残基直接相连的第一个糖总是N-乙酰葡萄糖胺；另一部分称为末端区，该区在各种寡糖链中是不同的。在高尔基复合体上进行的糖基化主要是O-连接的糖基化，寡糖链与丝氨酸、苏氨酸和羟赖氨酸的羟基基团相连，加工修饰只发生在寡糖链的末端区，核心区保持不变。
12.高尔基复合体在蛋白质的加工、分拣、膜泡运输和膜转化中各承担了什么样的角色？其间的关系又如何？
（1）高尔基复合体是蛋白质的加工、分拣的细胞器之一，与内膜系统的其它成分共同参与了膜泡运输和膜转化。
（2）内质网的特定区域形成的有被小泡，将所合成的正确折叠和正确组装的蛋白质运往高尔基复合体进行加工、修饰，根据蛋白质所带有的分拣信号，反面高尔基网络对蛋白质分拣，将不同命运的蛋白质分拣开来，并经膜泡运输将其运输至其靶部位。在膜泡运输过程中完成了膜的转化。
13.高尔基复合体各部囊泡在组化反应上的差异，说明了一个什么问题？与其生物学功能之间又有什么关系？
（一）利用专一性标记酶和组织化学方法的研究结果表明，高尔基池中含有许多加工寡糖链的酶，包括甘露糖转移酶、N-乙酰半乳糖转移酶、N-乙酰葡萄糖胺转移酶、岩藻糖转移酶、半乳糖转移酶以及唾液酸转移酶；处于不同部位的高尔基池所含有的糖基转移酶的种类不同：
（1）形成面的池含有使甘露糖和N-乙酰半乳糖糖基化酶； （2）中部区域的池含有向寡糖链上转接N-乙酰葡萄糖胺的酶； （3）成熟面的池则含有向寡糖链上移接唾液酸、半乳糖和岩藻糖的酶。
（二）这些糖基转移酶的作用是把寡糖转移到蛋白质上，形成糖蛋白，从而可以看出，高尔基复合体的各部囊泡在功能上高度分区化, 处于不同部位的高尔基囊泡所含有的加工寡糖链的糖基转移酶的种类不同，因此，从形成面到成熟面的囊泡是按照一定顺序对寡糖链进行
加工的。先参与对寡糖链加工的酶位置偏向于顺面，而后参与加工的酶偏向于反面。这种顺序性加工可能有利于糖蛋白的分拣，从而使高尔基复合体能对不同的糖蛋白进行分别包装，使其具有不同的命运。
14.溶酶体是怎样发生的？它有哪些基本功能？ （一）发生途径：
溶酶体的合成及N-连接的糖基化修饰（在RER） ↓
高尔基体cis膜囊寡糖链上的甘露糖残基磷酸化 N-乙酰葡萄糖胺磷酸转移酶→↓←N-乙酰葡萄糖胺磷酸糖苷酶 M6P 磷酸化识别信号：信号斑 ↓
高尔基体trans-膜囊和TGN膜（M6P受体）
↓
溶酶体酶分选与局部浓缩 ↓
以出芽的方式转运到前溶酶体
（二）基本功能：
（1）清除无用的生物大分子、衰老的细胞器及衰老损伤和死亡的细胞，防御功能（病原体感染刺激单核细胞分化成巨噬细胞而吞噬、消化）； （2）作为细胞内的消化“器官”为细胞提供营养；
（3）分泌腺细胞中，溶酶体摄入分泌颗粒参与分泌过程的调节； （4）参与清除赘生组织或退行性变化的细胞； （5）受精过程中的精子的顶体（acrosome）反应。
15.溶酶体一旦发生异常，会引起什么样的疾病？各对机体又有什么影响呢？
（1）贮积病： 溶酶体酶缺失和异常时，某些物质不能被消化降解，而遗留在溶酶体内, 便会影响细胞的代谢功能, 引发疾病（贮积病），甚至导致机体的死亡。
（2）类风湿关节炎（rheumatoid arthritis）：该种病人的溶酶体膜的脆性增加，溶酶体
酶被释放到关节处的细胞间质中，使骨组织受到侵蚀，引起炎症。
16.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？ （1）区别：过氧化物酶体和初级溶酶体的形态与大小类似，但过氧化物酶体中的尿酸氧化酶等常形成晶格状结构，可作为电镜下识别的主要特征。
（2）异质性：在不同生物细胞中以及单细胞生物的不同个体中的溶酶体，所含酶的种类及其行使的功能都有所不同，因此说过氧化物酶体是异质性的细胞器。 17.过氧化物酶体的功能是什么？ 细胞中过氧化物酶体的功能：
（1）是细胞内糖、脂和氮的重要代谢部位。
（2）参与了长链脂肪酸的降解，乙醚磷脂和胆汁酸的生物合成，胆固醇、多胺、草酸盐、植烷酸、二羧酸以及几种药物等的代谢转换。
（3）在植物细胞中，过氧化物酶体是乙醇酸氧化的场所。 18.微体（过氧化物酶体）与溶酶体有何异同点？ （1）相同点：由一层单位膜膜包围；为一类异质性细胞器。 （2）不同点：
特 征 形态大小 酶的种类 pH 值 需氧与否 功 能 溶 酶 体 直径~μm，无酶晶体 酸性水解酶 ≈5 不需要 细胞内消化 酶在RER上合成，经高尔基发 生 复合体出芽形成 识别的标志酶 酸性水解酶 和组装形成 过氧化氢酶 微 体（过氧化物酶体） 直径~μm，有酶晶体 氧化酶类 ≈7 需要 主要与糖异生有关 酶在细胞质基质中合成，经分裂19.何谓蛋白质的分选？已知膜泡运输有哪几种类型及其特点？
（一）蛋白质分选概念：蛋白质在细胞质基质中开始合成，在细胞质基质中或运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，这一过程称为蛋白质的分选或
定向运转。
（二）膜泡运输的类型及其特点：
（1）网格蛋白有被小泡的运输，负责蛋白质从高尔基体TGN向质膜、胞内体或溶酶体和植物液泡运输。从TGN区出芽并由网格蛋白包被形成转运泡。
（2）COPⅡ有被小泡的运输，负责从内质网到高尔基体的物质运输。由5种蛋白亚基组成的蛋白包被COPⅡ小泡，具有对转运物质的选择性并使之浓缩。选择性体现在：Ⅱ小泡能识别并结合跨膜内质网胞质面一端的信号序列；b.跨膜内质网蛋白的一端作为受体与ER腔的可溶性蛋白结合。
（3）COPⅠ有被小泡的运输，负责回收、转运内质网逃逸蛋白返回内质网。逃逸的内质网蛋白的回收是通过回收信号介导的特异性受体完成，这类受体能以COPⅠ有被小泡的形式捕获逃逸分子，并将其回收到内质网。 20.怎样理解细胞结构装配的生物学意义？
细胞结构装配的方式：自我装配（self-assembly）、协助装配（aided-assembly）、直接装配（direct-assembly）、复合物与细胞结构体系的组装。 生物学意义：
（1）减少和校正蛋白质合成中出现错误； （2）可大大减少所需要的遗传物质信息量；
（3）通过装配与去装配更容易调节与控制多种生物学过程。
分子“伴侣”（molecular chaperones）概念：细胞中的某些蛋白质分子可以识别正在合成的多肽或部分折叠的多肽并与多肽的某些部位相结合，从而帮助这些多肽转运、折叠或装配，这一类分子本身并不参与最终产物的形成，因此称为分子“伴侣”。
第七章 细胞的能量转换――线粒体和叶绿体
1.为什么说线粒体和叶绿体是细胞内的两种产能细胞器？
线粒体和叶绿体都是高效的产生ATP的精密装置。尽管它们最初的能量来源不同，但却有着相似的基本结构，而且以类似的方式合成ATP。ATP是细胞生命活动的直接供能者，也是细胞内能量的获得、转换、储存和利用等环节的联系纽带。 2.线粒体的各部分结构分别与哪些代谢反应有关？
（一）内膜：
（1）细胞凋亡：线粒体作为起始的主开关，可以开启内膜上的非特异性通道-线粒体通透性转变孔（mitochondrial permeability transition pore，mtPTP）。 （2）电子传递和氧化磷酸化：电子传递链和氧化磷酸化的酶存在于内膜中。 （二）基质：
（1）三羧酸循环：参与三羧酸循环、脂肪酸氧化和丙酮酸氧化的酶存在于线粒体基质中。 （2）储积钙离子：基质中的致密颗粒状物质与储积Ca有关。
（3）细胞凋亡：在线粒体膜间隙中鉴定出了多种死亡促进因子，包括细胞色素c、凋亡诱导因子和被称为切冬酶的潜伏蛋白酶。
3.试比较线粒体与叶绿体在基本结构方面的异同。
（1）基本结构的相同点：线粒体和叶绿体的形态、大小、数量与分布常因细胞种类、生理功能及生理状况不同而有较大差别。两者均具有封闭的两层单位膜，内膜向内折叠，并演化为极大扩增的内膜特化结构系统。 （2）不同点：
线粒体外膜（outer membrane）含孔蛋白（porin），通透性较高；内膜（inner membrane）高度不通透性，向内折叠形成嵴（cristae）；含有与能量转换相关的蛋白；膜间隙（intermembrane space）含许多可溶性酶、底物及辅助因子；基质（matrix）含三羧酸循环酶系、线粒体基因，表达酶系等以及线粒体DNA，RNA，核糖体。
叶绿体内膜并不向内折叠成嵴；内膜不含电子传递链；除了膜间隙、基质外，还有类囊体；捕光系统、电子传递链和ATP合成酶都位于类囊体膜上。 4.如何测定线粒体的呼吸链各组分在内膜上的排列分布？
利用氧化还原电位的高低测试呼吸链中各组分在内膜上的排列顺序和方向。即各组分在内膜呼吸链上的顺序与其得失电子的趋势有关，电子总是从低氧化还原电位向高氧化还原电位流动。氧化还原电位值愈低的组分供电子的倾向愈大，愈易成为还原剂而处于传递链的前面。在线粒体内膜呼吸链电子传递过程中，电子是按氧化还原电位从低向高传递。NAD/NADH的氧化还原电位值最低（E0＝－），O2/H2O的氧化还原电位值最高（E0＝＋）。 羧化酶有何功能？它是有哪些亚基组成的？各有何基因组编码？
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功能：核酮糖－1，5－二磷酸（RuBP）是光合作用中一个起重要作用的酶系统，是叶绿体卡尔文循环羧化阶段中CO2的接受体，在RuBP羧化酶的催化下，CO2与RuBP反应形成2分子3－磷酸甘油酸（PGA）。
组成亚基：RuBP羧化酶有8个大亚基和8个小亚基组成，其中每个大亚基的相对分子质量约为53×10，小亚基的相对分子质量约为14×10。酶的活性中心位于大亚基上，小亚基只具有调节功能。
编码基因组：RuBP羧化酶的大亚基是由叶绿体基因组编码，在基质中合成。而小亚基则是由核基因组编码，在细胞质基质中合成。
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。（P232）
（一）相同点：线粒体的氧化磷酸化与叶绿体的光合磷酸化中。（1）需要完整的膜；（2）ATP的形成都是由H＋移动所推动；（3）叶绿体的CF1因子与线粒体的F1因子都具有催化ADP和Pi形成ATP的作用。 （二）不同点：
线粒体的氧化磷酸化是在内膜上进行的一个形成ATP的过程。它是在电子从NADH或FADH2经过电子传递链传递给的过程中发生的。每一个NADH被氧化产生3个ATP分子，而每一FADH2被氧化产生2个ATP分子，电子最终被O2接收而生成H2O。即：1对电子的3次穿膜传递，将基质中的3对H抽提到膜间隙中，每2个H穿过F1-F0ATP酶，生成1个ATP分子。 叶绿体的光合磷酸化是在类囊体膜上进行的，是由光引起的光化学反应，其产物是ATP和NADPH；碳同化（暗反应，在叶绿体基质中进行）利用光反应产生的ATP合NADPH的化学能，使CO2还原合成糖。光合作用的电子传递是在光系统Ⅰ和光系统Ⅱ中进行的，这两个光系统互相配合，利用所吸收的光能把1对电子从H2O传递给NADP。即：1对电子的2次穿膜传递，在基质中摄取3个H，在类囊体腔中产生4个H，每3个H穿过CF1-CF0ATP酶，生成1个ATP分子。
7.如何证明线粒体的电子传递和磷酸化作用是由两个不同结构系统来实现的？（P212） 用胰蛋白酶或尿素处理亚线粒体小泡，则小泡外面的颗粒解离，无颗粒的小泡只能进行电子传递，而不能使ADP磷酸化生成ATP。将颗粒重新装配到无颗粒的小泡上时，则有颗粒的小泡又恢复了电子传递和磷酸化相偶联的能力。
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8.光系统、捕光复合物和作用中心的结构与功能的关系如何？（P224）
在叶绿体的类囊体膜中镶嵌有大小、数量不同的颗粒，集中了光合作用能量转换功能的全部组分，包括：捕光色素（天线色素）、两个光反应中心、各种电子载体、合成ATP的系统和从水中抽取电子的系统等。它们分别装配在PSI、PSⅡ、细胞色素bf、CF0-CF1ATP酶等主要的膜蛋白复合物中。PSI和PSⅡ复合物都是由核心复合物和捕光复合物组成，但它们在组分、结构甚至功能上是不同的。PSⅡ的核心复合物是由20多个不同的多肽组成的叶绿素蛋白复合体，其反应中心多肽是蛋白D1和D2；PSI的核心复合物的反应中心是一个包含多种不同还原中心的多蛋白复合体；CF0-CF1ATP酶是由跨膜的H通道CF0和在类囊体膜基质侧起催化作用的CF1两部分所组成；在亚基组分、结构和功能上均与线粒体的ATP合成酶相似，但叶绿体的CF1地激活需有－SH基化合物，寡霉素对CF1无抑制作用。 9.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？
化学渗透假说主要论点：电子传递链各组分在线粒体内膜中不对称分布，当高能电子沿其传递时，所释放的能量将H从基质泵到膜间隙，形成H电化学梯度。在这个梯度驱使下，H穿过ATP合成酶回到基质，同时合成ATP，电化学梯度中蕴藏的能量储存到ATP高能磷酸键。
实验证据：质子动力势乃ATP合成的动力；膜应具有完整性；电子传递与ATP合成是两件相关而又不同的事件。
10.由核基因组编码、在细胞质核糖体上合成的蛋白质是如何运送至线粒体和叶绿体的功能部位上进行更新或装配的？（P238，240） 由核基因组编码、在细胞质核糖体上合成。
（1）定位于线粒体基质中的蛋白，其导肽的N端带正电荷，含有导向基质的信息，在跨膜转运时，首先在细胞质Hsp70（分子伴侣）的参与下解折叠为伸展状态，然后与膜受体结合并在接触点处通过线粒体膜进入基质，其导肽即被基质中的蛋白水解，成为成熟的蛋白质； （2）定位于线粒体内膜或膜间隙的蛋白，是其在“伴侣分子”引导的导肽进入基质后进一步在伴侣分子的引导下进入（或定位）线粒体膜或膜间隙；
（3）定位于叶绿体基质中的蛋白，其前体蛋白（在细胞质中合成的））N端的转运肽仅具有导向基质的序列，引导其穿过叶绿体膜进入基质，由基质中特异的蛋白水解酶切去转运肽成
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为成熟蛋白质；
（4）定位于叶绿体类囊体中蛋白，其前体蛋白N端的转运肽有两个区域，分别引导两步转运，其N端含有导向基质的序列，引导其穿过叶绿体膜上由孔蛋白形成的通道进入基质；而C端含有导向类囊体的序列又引导其穿过类囊体膜，进入类囊体腔，因此，它的转运肽经历两次水解，一次在基质内，另一次在类囊体腔中；不是由转运肽决定的，是成熟的捕光色素蛋白在其C端的跨膜区域类囊体导向序列（信号）引导多肽进入类囊腔中形成成熟蛋白。 11.试比较光合碳同化三条途径的主要异同点。
（1）C3途径（卡尔文循环）：是靠光反应合成的ATP及NADPH作能源，推动CO2的固定、还原。每循环一次只能固定一个CO2分子，循环六次才能把6个CO2分子同化成一个己糖分子。 （2）C4途径：在叶脉周围有一圈含叶绿体的维管束鞘细胞，其外环列的叶肉细胞，在这两种细胞密切配合下不论CO2浓度的高低状态，对CO2净固定，这类植物积累干物质的速度快，为高产型植物。
（3）CAM途径（景天科酸代谢）：肉质植物的叶片，气孔白天关闭，夜间开放。夜间吸收CO2，在PEPC（磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶）催化下与PEP（磷酸烯醇式丙酮酸）结合，生产草酰乙酸，进一步还原为苹果酸；白天CO2从储存的苹果酸中经氧化脱羧释放出来，参与C3（卡尔文）循环，形成淀粉。CAM途径与C4途径相似，只是CO2固定与光合作用产物的生成，在时间及空间上与C4途径不同。
12.为什么说线粒体和叶绿体是半自主性细胞器？
（1）线粒体和叶绿体都有环状的DNA ，都拥有合成蛋白质的整套装置。
（2）两者的DNA都能进行复制，但复制仍受核基因组的控制。mtDNA是由核DNA 编码、在细胞质中合成的。组成叶绿体的各种蛋白质成分是由核DNA和叶绿体DNA分别编码，只有少部分蛋白质是由叶绿体DNA编码的。
（3）线粒体、叶绿体的生长和增殖是受核基因组和其本身的基因组两套遗传系统的共同控制，因而，它们被称为是半自主性的细胞器。
13.简述线粒体与叶绿体的内共生起源学说和非共生起源学说的主要论点及其实验证据。 （一）内共生起源学说论点：
叶绿体起源于细胞内共生的蓝藻，其祖先是原核生物的蓝细菌（Cyanobacteria），即蓝藻；
线粒体的祖先-原线粒体是一种革兰氏阴性细菌。 主要论据：
（1）基因组在大小、形态和结构方面与细菌相似。
（2）有自己完整的蛋白质合成系统，能独立合成蛋白质，蛋白质合成机制有很多类似细菌而不同于真核生物。
（3）两层被膜有不同的进化来源，外膜与细胞的内膜系统相似，内膜与细菌质膜相似。 （4）以分裂的方式进行繁殖，与细菌的繁殖方式相同。
（5）能在异源细胞内长期生存，说明线粒体和叶绿体具有的自主性与共生性的特征。 （6）线粒体的祖先很可能来自反硝化副球菌或紫色非硫光合细菌。
（7）发现介于胞内共生蓝藻与叶绿体之间的结构--蓝小体，其特征在很多方面可作为原始蓝藻向叶绿体演化的佐证。 （二）非共生起源学说论点：
真核细胞的前身是一个进化上比较高等的好氧细菌。解释了真核细胞核被膜的形成与演化的渐进过程。
（1）实验证据不多。
（2）无法解释为何线粒体、叶绿体与细菌在DNA分子结构和蛋白质合成性能上有那么多相似之处。
（3）对线粒体和叶绿体的DNA酶、RNA酶和核糖体的来源也很难解释。 （4）真核细胞的细胞核能否起源于细菌的核区？
14.线粒体与细胞凋亡有何关系？它是如何参与并启动细胞进入死亡程序的？
（1）线粒体与细胞凋亡有何关系：线粒体作为起始凋亡的主开关，可以开启内膜上的非特异性通道-线粒体通透性转变孔，在调控细胞凋亡中还具有重要作用。
（2）死亡信号诱导下，线粒体过量摄取钙离子，降低了线粒体的产能，加剧了其氧化压力，使线粒体通透性转变孔（mtPTP）开启；PT孔的开启解除了内膜的氢离子浓度梯度，导致呼吸链解偶联，同时，基质空间扩张，外膜胀破。膜间隙中细胞色素c、凋亡诱导因子（AIF）被释放；细胞色素c是切冬梅的激活蛋白，从而激活切冬梅的蛋白降解途径，引起细胞结构的破坏；AIF释放后进入细胞核，使染色质凝缩并造成DNA的大规模片断化，进而使细胞死
亡。
第八章 细胞核与染色体
1.概述细胞核的基本结构及其主要功能。
（一）核被膜（包括核孔复合体）：外核膜，附有核糖体颗粒；内核膜，有特有的蛋白成份（如核纤层蛋白B受体）；核纤层；核周间隙、核孔（nuclear pore）。其功能为：构成核、质之间的天然选择性屏障；避免生命活动的彼此干扰；保护DNA不受细胞骨架运动所产生的机械力的损伤；核质之间的物质交换与信息交流。
（二）染色质：指间期细胞核内由DNA、组蛋白、非组蛋白及少量RNA组成的线性复合结构, 是间期细胞遗传物质存在的形式；染色体（chromosome），指细胞在有丝分裂或减数分裂过程中，由染色质聚缩而成的棒状结构。
（1）染色质与染色体是在细胞周期不同的功能阶段可以相互转变的的形态结构。 （2）染色质与染色体具有基本相同的化学组成，但包装程度不同，构象不同。
（三）核仁：纤维中心（fibrillar centers,FC）、致密纤维组分（dense fibrillar component,DFC）、颗粒组分（granular component,GC）、核仁相随染色质（nucleolar associated chromatin）、核仁基质（（nucleolar matrix）。其功能为：核糖体的生物发生（ribosome biogenesis），包括rRNA的合成、加工和核糖体亚单位的装配；rRNA基因转录；rRNA前体的加工。
（四）核基质或核骨架（nuclear skeleton）：包括核基质、核纤层（或核纤层-核孔复合体结构体系）,以及染色体骨架。核骨架是存在于真核细胞核内真实的结构体系；核骨架与核纤层、中间纤维相互连接形成贯穿于核与质的一个独立结构系统；核骨架的主要成分是由非组蛋白的纤维蛋白构成的，含有多种蛋白成分及少量RNA；核骨架与DNA复制、基因表达及染色体的包装与构建有密切关系。 2.试述核孔复合体的结构及其功能。
核孔复合体结构包括：胞质环（cytoplasmic ring）、外环、核质环（nuclear ring）、内环、辐（spoke）、柱状亚单位（column subunit）、腔内亚单位（luminal subunit）、环带亚单位（annular subunit）、中央栓（central plug）。其功能为：核质交换的双向性亲水通道；通过核孔复合体的主动运输；亲核蛋白与核定位信号；亲核蛋白入核转运；转录产物
RNA的核输出。
3.概述染色质的类型及其特征。 （一）染色质的基本概念：
（1）染色质（chromatin）的概念：指间期细胞核内由DNA、组蛋白、非组蛋白及少量RNA组成的线性复合结构，是间期细胞遗传物质存在的形式。
（2）染色体（chromosome）的概念：指细胞在有丝分裂或减数分裂过程中，由染色质聚缩而成的棒状结构。
（3）染色质与染色体是在细胞周期不同的功能阶段可以相互转变的的形态结构；染色质与染色体具有基本相同的化学组成，但包装程度不同，构象不同。 （二）基本类型：
A.常染色质（euchromatin）
（1）概念：指间期核内染色质纤维折叠压缩程度低, 处于伸展状态（典型包装率750倍）, 用碱性染料染色时着色浅的那些染色质。
（2）特征：DNA包装比约为1 000～2 000分之一；单一序列 DNA 和中度重复序列DNA（如组蛋白基因和tRNA基因）；并非所有基因都具有转录活性,常染色质状态只是基因转录的必要条件而非充分条件。
B.异染色质（heterochromatin）
（1）概念：碱性染料染色时着色较深的染色质组分。
（2）类型：结构异染色质（或组成型异染色质）（constitutive heterochromatin）、兼性异染色质（facultative heterochromatin）；结构异染色质或组成型异染色质，除复制期以外，在整个细胞周期均处于聚缩状态，形成多个染色中心。
（3）结构异染色质特征：①在中期染色体上多定位于着丝粒区、端粒、次缢痕及染色体臂的某些节段；②由相对简单、高度重复的DNA序列构成, 如卫星DNA；③具有显著的遗传惰性，不转录也不编码蛋白质；④在复制行为上与常染色质相比表现为晚复制早聚缩；⑤在功能上参与染色质高级结构的形成，导致染色质区间性，作为核DNA的转座元件，引起遗传变异。
（4）兼性异染色质特征：在某些细胞类型或一定的发育阶段，原来的常染色质聚缩，并丧
失基因转录活性，变为异染色质，如X染色体随机失活；异染色质化可能是关闭基因活性的一种途径。
4.比较组蛋白与非组蛋白的特点及其作用。 （一）组蛋白（histone）：
（1）核小体组蛋白（nucleosomal histone）：H2B、H2A、H3和H4，帮助DNA卷曲形成核小体的稳定结构。
（2）H1组蛋白：在构成核小体时H1起连接作用, 它赋予染色质以极性。
（3）特点：真核生物染色体的基本结构蛋白，富含带正电荷的Arg和Lys等碱性氨基酸，属碱性蛋白质，可以和酸性的DNA紧密结合（非特异性结合）；没有种属及组织特异性，在进化上十分保守。 （二）非组蛋白：
（1）非组蛋白具多样性和：异质性。
（2）对DNA具有识别特异性，又称序列特异性DNA结合蛋白 （sequence specific DNA binding proteins）。
（3）具有多种功能，包括基因表达的调控和染色质高级结构的形成。
（4）非组蛋白的不同结构模式：α螺旋-转角-α螺旋模式（helix-turn-helix motif）；锌指模式（Zinc finger motif）； 亮氨酸拉链模式（Leucine zipper motif，ZIP）；螺旋-环-螺旋结构模式（helix-loop-helix motif，HLH）；HMG-盒结构模式（HMG-box motif）。 5.试述核小体的结构要点及其实验证据。 （一）结构要点：
（1）每个核小体单位包括200bp左右的DNA超螺旋和一个组蛋白八聚体及一个分子H1； （2）组蛋白八聚体构成核小体的盘状核心结构；
（3）146bp的DNA分子超螺旋盘绕组蛋白八聚体圈, 组蛋白H1在核心颗粒外结合额外20bp DNA，锁住核小体DNA的进出端，起稳定核小体的作用。 包括组蛋白H1和166bp DNA的核小体结构又称染色质小体；
（4）两个相邻核小体之间以连接DNA 相连，典型长度60bp，不同物种变化值为0～80bp； （5）组蛋白与DNA之间的相互作用主要是结构性的，基本不依赖于核苷酸的特异序列，实
验表明，核小体具有自组装（self-assemble）的性质；
（6）核小体沿DNA的定位受不同因素的影响，进而通过核小体相位改变影响基因表达。 （二）主要实验证据：
（1）铺展染色质的电镜观察：未经处理的染色质自然结构为30nm的纤丝，经盐溶液处理后解聚的染色质呈现10nm串珠状结构 ；
（2）用非特异性微球菌核酸酶消化染色质，部分酶解片段分析结果；
（3）应用X射线衍射、中子散射和电镜三维重建技术研究，发现核小体颗粒是直径为11nm、高的扁园柱体，具有二分对称性（dyad symmetry），核心组蛋白的构成是先形成（H3）2.（H4）2四聚体，然后再与两个H2A﹒H2B异二聚体结合形成八聚体； （4）SV40微小染色体（minichromosome）分析与电镜观察。 6.试述从DNA到染色体的包装过程。 从DNA到染色体经过四级包装过程： 一级结构，核小体。
二级结构，螺线管（solenoid）。 三级结构，超螺线管（supersolenoid）。 四级结构，染色单体（chromatid）。
即：DNA→压缩7倍→核小体→压缩6倍→螺线管→压缩40倍→超螺线管→压缩5倍→染色单体。
经过四级螺旋包装形成的染色体结构，共压缩了8400倍。 7.分析中期染色体的三种功能元件及其作用。
（1）自主复制DNA序列（autonomously replicating DNA sequence，ARS）：具有一段11-14bp的同源性很高的富含AT的共有序列及其上下游各200bp左右的区域是维持ARS功能所必需的。
（2）着丝粒DNA序列（centromere DNA sequence，CEN）：两个相邻的核心区，80-90bp的AT区，11bp的保守区。
（3）端粒DNA序列（telomere DNA sequence，TEL）：端粒序列的复制，端粒酶，在生殖细胞和部分干细胞中有端粒酶活性，端粒重复序列的长度与细胞分裂次数和细胞衰老有关。
8.概述核仁的结构及其功能。
（1）结构：纤维中心（fibrillar centers，FC），是rRNA基因的储存位点；致密纤维组分（dense fibrillar component，DFC），转录主要发生在FC与 DFC的交界处，并加工初始转录本；颗粒组分（granular component，GC），负责装配核糖体亚单位，是核糖体亚单位成熟和储存的位点；核仁相随染色质（nucleolar associated chromatin）与核仁基质（nucleolar matrix）。
（2）功能：是核糖体的生物发生场所，是一个向量过程（vetorical process），即：从核仁纤维组分开始, 再向颗粒组分延续。这一过程包括rRNA的合成、加工和核糖体亚单位的装配；rRNA基因转录的形态及其组织；rRNA前体的加工；核糖体亚单位的组装。 9.概述活性染色质主要特点。
（一）概念：活性染色质（active chromatin）是具有转录活性的染色质。活性染色质的核小体发生构象改变，形成疏松的染色质结构，从而便于转录调控因子与顺式调控元件结合和RNA 聚合酶在转录模板上滑动。 （二）主要特征：
（1）活性染色质具有DNase I超敏感位点（DNase I hypersensitive site，DHS），无核小体的DNA片段，敏感位点通常位于5‘-启动子区，长度几百bp；
（2）活性染色质在生化上具有特殊性，很少有组蛋白H1与其结合，组蛋白乙酰化程度高，核小体组蛋白H2B很少被磷酸化，核小体组蛋白H2A在许多物种很少有变异形式，HMG14和HMG17只存在于活性染色质中。 10.试述染色质结构与基因转录的关系。 （一）疏松染色质结构的形成。
（1）DNA局部结构的改变与核小体相位的影响：当调控蛋白与染色质DNA的特定位点结合时，染色质易被引发二级结构的改变，进而引起其它的一些结合位点与调控蛋白的结合；核小体通常定位在DNA特殊位点而利于转录。
a.基因的关键调控元件被留在核心颗粒外面，从而有利于结合转录因子；
b.位于DNA上调控元件被盘绕在核心组蛋白上，因为组蛋白，使DNA上的关键调控元件靠得很近，它们可以通过转录因子而联系。
（2）DNA甲基化：A/C甲基化/去甲基化（特别是5-mC）。
（3）组蛋白的修饰：组蛋白的修饰改变染色质的结构，直接或间接影响转录活性（磷酸化、甲基化、乙酰化，泛素化（uH2A）80S核糖体为例，说明核糖体的结构成分及其功能。 核糖体是一种没有被膜包裹的颗粒状结构，其主要成分：核糖体表面r蛋白质40%，核糖体内部rRNA60%。
80S的核糖体普遍存在于真核细胞内，由60S大亚单位与40S小亚单位组成，60S大亚单位相对分子质量为3200×10，40S小亚单位的相对分子质量为1600×10。小亚单位中含有18S的rRNA分子，相对分子质量为900×10，含有33种r蛋白；大亚单位中含有一个28S的rRNA分子，相对分子质量为1600×10，还含有一个5S的rRNA分子和一个的rRNA分子，含有49种r蛋白。
核糖体大小亚单位常游离于胞质中，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核糖体。肽链合成终止后，大小亚单位解离，重又游离于胞质中。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。 2.已知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？ 活性部位及其作用： （1）与mRNA的结合位点。
（2）与新掺入的氨酰-tRNA的结合位点——氨酰基位点，又称A位点。 （3）与延伸中的肽酰-tRNA的结合位点——肽酰基位点，又称P位点。 （4）肽酰转移后与即将释放的tRNA的结合位点——E位点（exit site）。
（5）与肽酰tRNA从A位点转移到P位点有关的转移酶（即延伸因子EF-G）的结合位点。 （6）肽酰转移酶的催化位点。
（7）与蛋白质合成有关的其它起始因子、延伸因子和终止因子的结合位点。 3.何谓多聚核糖体？以多聚核糖体的形式行使功能的生物学意义是什么？
（一）概念：核糖体在细胞内并不是单个独立地执行功能，而是由多个甚至几十个核糖体串连在一条mRNA分子上高效地进行肽链的合成，这种具有特殊功能与形态结构的核糖体与mRNA的聚合体称为多聚核糖体。 （二）多聚核糖体的生物学意义：
3
3
3
3
（1）细胞内各种多肽的合成，不论其分子量的大小或是mRNA的长短如何，单位时间内所合成的多肽分子数目都大体相等。
（2）以多聚核糖体的形式进行多肽合成，对mRNA的利用及对其浓度的调控更为经济和有效。 4.试比较原核细胞与真核细胞的核糖体在结构与组分及蛋白质合成上的异同点。 结构与组分的比较：
核糖体 细菌: 50S 70S 相对分子质量×10 30S 66%RNA 哺乳动物： 80S 相对分子质量×106 60％RNA 在蛋白质合成上的相同点：
原核细胞与真核细胞的蛋白质合成均是以多聚核糖体的形式进行的，可大大提高多肽合成的速度。
在蛋白质合成上的不同点：
（1）原核细胞由DNA转录mRNA和由mRNA翻译成蛋白质是同时并几乎在同一部位进行； （2）真核细胞的DNA转录在核内，蛋白质合成在胞质中。 5.核型制作技术的主要步骤有哪些？
（1）首先用秋水仙素破坏纺锤丝的形成，使中期染色体停留在赤道面处； （2）然后用低渗法将细胞胀破，使细胞的染色体铺展到载片上； （3）最后将染色体的显微图象剪裁排列即成。
6.细胞核是由哪几部分组成？说明核孔复合体的结构和功能。 （一）间期细胞核的组成：核被膜、染色质、核仁、核液和核基质。 （二）核孔复合体的结构：
40S 60S 28S=4718碱基 =160碱基 5S=120碱基 18S=1874碱基 33 49 16S=1542碱基 21 6亚基 rRNA 23S=2904碱基 r蛋白 31 5S=120碱基 （1）由100余种蛋白构成的八重辐射对称的复合体结构； （2）穿越内、外层核膜；
（3）8个颗粒组成的胞质环；向胞质侧伸出短而弯曲的细丝； （4）核孔中央有一中央栓-运输体； （5）核孔四壁向中央伸出放射幅；
（6）核孔的功能直径为9~20nm, 为可调孔径；
（7）8个颗粒组成的核质环; 核质环向核质侧伸出长而直的细丝; 终止于一端环； （8）核质环、核质丝和端环共同形成核篮结构；
（三）核孔复合体的功能：核孔复合体是核质与胞质之间进行物质交换的通道。 （1）核蛋白的运进；
（2）RNA和核糖体亚单位的运出；
综上所述，核孔复合体对亲核蛋白的运进和各种RNA和核糖体亚单位的运出均具有高度选择性，运输过程既涉及主动运输又存在有被动运输。
7.核纤层与细胞分裂过程中核被膜的解体及重建有什么关系？ 有丝分裂过程中，核纤层与核被膜的解体和重建有关。
（1）在分裂前期末, 核纤层蛋白被磷酸化，核纤层解体，核被膜解体； （2）在分裂末期，核纤层蛋白去磷酸化，重新组装成核纤层，核被膜重建。 8.组蛋白和非组蛋白在染色质中的作用是什么？有何实验根据？ （一）作用：
（1）组蛋白和DNA结合构成染色质纤维，组蛋白有抑制基因表达的作用，而且结合量愈增加，DNA的模板性抑制愈深。
（2）非组蛋白对基因的表达有调控作用。 （二）实验根据：
（1）用胰酶处理细胞核，组蛋白显著减少，则转录活性增强。因此推想在转录时，组蛋白和DNA的结构关系会发生改变。
（2）Gilmour和Paul（1970）利用染色质重组和竞争杂交方法来研究DNA表达的特异性与非组蛋白的关系。把骨髓网织红细胞和胸腺混合的DNA、组蛋白重建染色质；发现加入骨髓
网织红细胞非组蛋白，染色质转录的RNA与天然骨髓网织红细胞染色质转录的球蛋白mRNA相同，反之，加入胸腺非组蛋白，重组染色质转录的RNA与天然的胸腺染色质转录的RNA相同。又如血红蛋白mRNA只能由成红细胞转录，脑细胞则不能产生血红蛋白mRNA 。当在体外把脑细胞染色质解组后，用成红细胞的非组蛋白与之重建，重建后的脑细胞染色质即能转录血红蛋白mRNA 。可是如果脑细胞的非组蛋白与这重建，仍然不能产生血红蛋白mRNA 。这些实验不仅说明非组蛋白有调节基因表达的作用，而且也说明它有明显的组织特异性。 9.什么叫核基质？广义的核基质包括哪些成分？各有何生物学功能？ （一）核基质指在核液中广泛存在着由蛋白质构成的网架结构。
（二）广义上，核基质包括核纤层、核孔复合体系统、染色体骨架和核骨架。 （三）功能：
（1）核纤层：维持核孔的位置和核被膜的形状；为间期染色质提供附着位点；在有丝分裂过程中，核纤层还与核被膜的解体和重建有关。
（2）核孔复合体系统：核孔复合体是核质与胞质之间进行物质交换的通道。
（3）染色体骨架：染色体骨架不仅是染色体高级结构的结构骨架，而且还与DNA复制、RNA转录与加工、染色体构建等密切相关。
（4）核骨架：在真核细胞的DNA复制、RNA的转录与加工、染色体DNA的有序包装与染色体构建等生命活动中具有重要的作用。
10.染色体应具有的关键序列有哪些？它们在染色体的结构和功能中担当着什么样的角色？
（一）关键序列：
自主复制DNA序列（autonomously replicating sequence，ARS） 着丝粒DNA序列（centromere DNA sequence，CEN） 端粒DNA序列（telomere DNA sequence，TEL） （二）功能：
（1）自主复制DNA序列。
自主复制DNA序列具有一复制起点，能确保染色体在细胞周期中能够自我复制，从而保证染色体在世代传递中具有稳定性和连续性。
（2）着丝粒DNA序列。
着丝粒DNA序列与染色体的分离有关。 （3）端粒DNA序列。
端粒DNA 功能是保证DNA链的完整复制，从而保证染色体的独立性和遗传稳定性。
第九章 细胞骨架与细胞运动
1.细胞骨架在细胞中仅仅起支持和形状维持功能吗？谈谈你对细胞骨架功能的认识。 （一）不是。
（二）细胞骨架广义上包括细胞外基质、细胞核骨架、细胞膜骨架和细胞外基质四个部分，狭义上细胞骨架即为细胞质骨架，包括微管、纤丝和微梁网架（microtrabecular lattice）三大类纤维状成分，纤丝又可分为微丝（microfilament）中间丝（intermediate filament）和粗丝（thick filament）三类。
（三）从狭义上讲细胞质骨架的功能也不仅仅起支持和形状维持功能，还有： （1）维持保持内膜性细胞器的空间定位分布； （2）胞内运输； （3）与细胞运动有关；
（4）形成纺锤体，协助染色体运动； （5）胞质环流；
（6）参与桥粒与半桥粒的形成，细胞连接； （7）保持细胞的整体性。
2.细胞内同时存在微管、微丝和中间丝等几种骨架体系，它们在细胞的生命活动中各承担了什么样的角色？其间又有何关系？ （一）微管功能：
（1）支持和维持细胞的形态；
（2）维持保持内膜性细胞器的空间定位分布； （3）细胞内运输； （4）与细胞运动有关； （5）纺锤体与染色体运动；
（6）纤毛和鞭毛运动； （7）植物细胞壁形成； （二）微丝功能 （1）维持细胞外形； （2）胞质环流； （3）变形运动； （4）支持微绒毛；
（5）形成微丝束与应力纤维； （6）胞质分裂； （三）中间丝功能：
（1）在从细胞核到细胞膜和细胞外基质的贯穿整个细胞的结构系统中起着广泛的骨架功能，该骨架具有一定的可塑性，对维持细胞质的结构和赋予细胞机械强度方面具有突出的贡献；
（2）参与桥粒和半桥粒的形成，在相邻细胞之间、细胞与基膜之间的连接的形成和功能上均具有重要功能；
（3）很可能还参与细胞内机械或分子信息的传递； （4）与细胞分化可能具有密切的关系。
微管、微丝和中间丝共同构成了细胞内精密的骨架体系, 三者在细胞的各种生命活动中既相互配合又各有分工，E. Fuchs（1998）根据自己的实验结果认为网蛋白（plectin）在介导微管、微丝和中间丝之间的连接中具有结构性功能。 3.微管是如何进行胞内细胞器的定位、迁移及胞内物质运输的？
马达蛋白与微管相互作用，进行细胞器的定位、迁移及胞内物质运输，马达蛋白有两种：即胞质动力蛋白和驱动蛋白，具有ATP活性。
（1）在细胞质溶质中展开分布。反之，细胞质溶质动力蛋白与高尔基体膜结合，延微管向近核方向牵拉，从而使高尔基体位于细胞中央；
（2）微管是为运输物质提供轨道并对运输方向具有指导作用；运输的动力来自马达蛋白（motor protein），胞质动力蛋白可沿微管由“+”端向“-”端移动，为膜泡和细胞
器的胞内运输和纤毛运动提供动力。胞质动力蛋白同被运输膜泡或细胞器膜上的受体蛋白间接相连，从而识别和结合被运输物，达到选择性运输的目的；驱动蛋白可沿微管由“-”端向“+”端移动，在胞内物质运输中具有重要作用。
第十四章 细胞的遗传活动和蛋白质的生物合成 复制有哪些基本要点？
（1）按半保留复制过程进行的；
（2）复制是单向或双向的，通常是双向复制；
（3）复制由专一点开始，DNA分子的复制起始点可以是1个，也可以是多个； （4）复制的双链均以5ˊ→3ˊ的方向添加核苷酸单体；
（5）复制是半不连续性的，其中1股链（后随链）为不连续复制，是先合成短的片段，然后再连接成DNA分子整体；
（6）后随链各片段开始复制时都要先合成一小段RNA，作为启动DNA聚合酶作用的引物，引导合成多脱氧核苷酸链。 2.端粒复制的特点如何？
端粒是真核细胞内染色体末端的DNA重复序列端粒DNA复制过程有着不同于常规DNA复制的行为，从而保证了在DNA半保留复制之后，5ˊRNA引物虽被DNA酶切去却不会导致整个染色体DNA末端出现短缩的后果。
（1）复制的酶：端粒酶，为一种特殊的逆转录酶。
（2）复制的模板：端粒酶能与端粒DNA中的GGGTTG互补的一段5ˊ-ACCCCAAC-3ˊ序列是端粒酶的活性位点。
（3）端粒酶的蛋白质组分具有转录酶活性，可以其端粒酶中的RNA序列为模板合成端粒DNA。 3.基因扩增有何生物学意义？
基因扩增现象是细胞发育到特定阶段的需要，是细胞在给定时间内大量扩增基因序列、产生大量转录产物的一种有效手段。在卵母细胞的成熟过程中，扩增出大量的基因序列，用于基因转录，贮备大量的RNA转录本供受精后的早期使用，对于受精卵早期的蛋白质合成及其生命活动的正常执行以及随后的细胞分化和胚胎发育均具有极其重要的生物学意义。但扩增出的大量基因序列仅在当代作为膜板进行转录用，不传递到下一代细胞。
4.原核生物与真核生物的转录过程有何主要差别？
（1）在原核生物中，只有1种RNA聚合酶，负责合成所有的mRNA、tRNA和rRNA。 真核生物中有3种RNA聚合酶，即RNA聚合酶Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ，分别分布在核内的不同区域,完成不同的RNA的合成。
（2）原核生物相比，真核生物的RNA聚合酶转录时还需要有其他的很大一组蛋白质（转录因子）的协助，才能开始转录。
（3）真核生物mRNA一般为单顺反子结构，但其基因的原初转录产物（转录物）通常是由编码序列（外显子）和非编码序列（内含子）间插排列组成；原核生物为多顺反子。 （4） 与原核生物mRNA不同，真核生物最初的mRNA转录物必须经过依次拼接除去内含子，再将有编码意义的各相邻外显子首尾相接，并进行修饰才能成为成熟的mRNA。 （5）5ˊ末端“戴帽”（capping），3ˊ末端加尾，链内某些核苷酸的甲基化。 5.真核生物的3种RNA聚合酶的分布部位与功能各有何不同？如何签别？ （一）分布部位与功能：
（1）RNA聚合酶I：分布在核仁；转录合成rRNA； （2）RNA聚合酶II：分布在核质；转录合成mRNA前体；
（3）RNA聚合酶III：分布在核质；转录合成tRNA、5S RNA、其它小分子RNA。 （二）鉴别方法：通过敏感性不同而降三者分离： （1）RNA聚合酶I：对α-鹅膏蕈碱不敏感； （2）RNA聚合酶II：对α-鹅膏蕈碱敏感；
（3）RNA聚合酶III：对α-鹅膏蕈碱敏感性介于聚合酶I、II之间。
6.真核生物前体mRNA与成熟mRNA在分子结构上有何差别，其转录后的加工修饰如何？ （一）与真核生物前体mRNA相比，成熟mRNA在分子结构的特点： （1）5ˊ末端的帽子，3ˊ末端的尾； （2）链内某些核苷酸的甲基化； （3）不含内含子。
（二）真核生物前体mRNA的转录加工过程较复杂，这一过程是通过下述四种方式进行的： （1）5ˊ末端“戴帽”（capping）；
（2）3ˊ末端加尾； （3）切除内含子；
（4）链内某些核苷酸的甲基化。
7.前体rRAN和前体tRNA转变为有功能的成熟RNA都经过哪些加工过程？ （一）以真核生物的45S前体rRNA为例： （1）去掉先导序列，留下41S片断；
（2）切成20S和36S前体rRNA，20S片断随即被切成18SrRNA，参加40S小亚单位组成；36S片断切除一小段，成为32S片断；
（3）32S片断再被切成28S和,参加核糖体大亚单位的组成。 （二）tRNA成熟经过以下步骤：
（1）修剪：由专一的加工酶将tRNA前体中多余的核苷酸切除，产生与成熟tRNA分子等长的核苷酸链。
（2）加CCA序列：最初转录的tRNA 3ˊ端没有CCA序列，须在转录后经酶的作用连接上CCA-OH。
（3）修饰：在tRNA的特定部位上通过专一性酶过程把核苷酸转变为异常核苷酸。 8.肽链合成中有哪几类可溶性蛋白质因子参与？它们的作用各如何？
（一）起始因子（initiation factor）：作用主要是在多肽链合成过程中帮助起始三源复合物的生成。原核生物有3种起始因子，即IF-1、IF-2和IF-3。其中IF-1似无专一功能，只能促进IF-2和IF-3的活性。但近年亦有报导IF-1可能促进50S亚基参加到70S核糖体的组构中去；IF-2能协助fMet-tRNAfmet有选择地与30S亚基结合，进入P位，是翻译起始中关键的一步，当30S亚基存在时，IF-2有很强的GTPase活性；IF-3促进mRNA与30S亚基结合并有保持30S亚基稳定性的作用。 （二）延伸因子（elongation factor）：
A.原核生物有3种延伸因子：EF-Tu、EF-Ts和EF-G。
（1）EF-Tu的功能是负责把氨酰基tRNA带入到大亚基的A位，在存在GTP时与氨酰基tRNA形成稳定复合物EF-Tu•GTP•氨酰基-tRNA。EF-Tu只能和fMet-tRNAmet以外的氨酰基tRNA结合，保证了起始tRNA携带的fMet不会进入肽链内部，在mRNA内的密码AUG只对应甲硫
氨酸；
（2）EF-Ts是使EF-Tu•GDP生成EF-Tu•GTP再重新参加肽链的延伸；
（3）EF-G则是在延伸机制中负责转位，即当肽链增加一个核苷酸后，肽基-tRNA从A位移到P位，这个过程需要EF-G和GTP。它是一种依赖于核糖体的GTPase，能使GTP水解。 B.真核生物中的延伸因子分别为EF1、EF2。
（1）EF1又可分为两种，即EF1α和EF1β γ，EF1α相当于原核生物的EF-Tu,EF-1β γ 则可能相当于TF-Ts。
（2）EF2相当于原核生物的TF-G。在酵母和真菌中发现它们的核糖体还需有EF3才能翻译。 （三）释放因子（release factor）：释放因子的功能是识别mRNA上的终止密码，终止肽链合成并释放核糖体。
（1）原核生物中的释放因子有三种：即RF-1、RF-2和RF-3。RF-1能识别UAA和UAG，RF-2识别UAA和UGA。RF3并不能识别终止密码，而可能是以一种非特异的方式促进RF-1和RF-2的功能。释放因子行使功能需要GTP。
（2）真核生物只有1种释放因子RF，对3个终止密码都能识别。 9.蛋白质合成的去向如何？
（一）游离核糖体上合成的蛋白质主要去向有： （1）非定位性的细胞质溶质蛋白。 （2）定位性的细胞质溶质蛋白。
（3）核定位蛋白,其中有的成为染色体的结构成分，有的是细胞核中特有结构的组分。 （4）半自主性细胞器组成蛋白。
（二）糙面内质网上核糖体所合成的蛋白质的去向有： （1）运往细胞外的分泌蛋白。 （2）进入溶酶体腔形成溶酶体酶等。
（3）插入到内质网膜中，并随膜流进入内膜系统各区和质膜，形成它们的的组构成分。 10.膜整合蛋白是怎样定位的？
（1）膜整合蛋白是来自糙面内质网上核糖体所合成的蛋白质，有些合成后嵌入到膜中成为跨膜蛋白，其肽链中一些片段穿过脂双层，而另外的一些则保留在膜中。
（2）具有单一跨膜片段的跨膜蛋白，像可溶性蛋白一样，转移的开始，由肽链氨基末端的信号肽序列发动。但是，这一转移过程被肽链中的另一段疏水氨基酸序列所阻断，使肽链不能再继续进入膜中。这第二个疏水氨基酸片段就称为停止-转移序列（stop-transfer —螺旋状的跨膜片段，把蛋白质锁定在膜内。同时，氨基端的信号序列也从通道释放到脂双层内并被切除。结果，转移的蛋白质便被作为一个跨膜蛋白定向插入膜中。sequence），此序列在进入转移通道后即被释放，从转移通道横移到脂双层中，并形成一个
（3）—螺旋的疏水序列才被释放到脂双层中，形成两次穿膜的跨膜蛋白。有些跨膜蛋白，是由一个内部信号序列而不是氨基末端的信号信序来起动转移，但这些内部信号序列并不被切除。这些跨膜蛋白中的这种组成形式使肽链来回反复穿过脂双层。这种情况下，疏水的信号序列是成对行动，一个内部信号序列用来起始转移，另一个是停止转移序。起始转移序列与转移器结合后，一直等到一个停止转移序列进入转移器时，这两个
（4）在多次穿膜蛋白中有更多成对的起始和停止转移序列在起作用，多个疏水的α-螺旋横跨脂双层。如此往返穿梭，使跨膜蛋白在合成完成之前，多次横移入膜，成为多次跨膜蛋白。插入到内质网膜中的蛋白，随膜流进入内膜系统各区和质膜，形成它们的的组构成分。
第十五章 细胞增殖及其调控
1.说明真核细胞分裂过程中核膜破裂和重新装配的调节机制。
在有丝分裂过程中，核纤层还与核被膜的解体和重建有关。在分裂前期末, 核纤层蛋白被磷酸化，核纤层解体，进而使核被膜发生解体；而在分裂末期，核纤层蛋白去磷酸化，重新组装成核纤层，从而又导致核被膜的重建。 2.什么叫细胞周期？各阶段的主要变化是什么？
细胞周期是指分裂细胞从一次分裂结束到下一次分裂结束所经历的时期和顺序变化。 （1）G1期：主要特征是合成一定数量的RNA和某些专一性的蛋白质（触发蛋白）； （2）S期：DNA复制是S期的主要特征。此外，也合成组蛋白和非组蛋白；
（3）G2期: 1个细胞核的DNA含量由2C变为4C；细胞在此期中要合成某些蛋白质； （4）M期：核分裂和胞质分裂。 3.细胞周期同步化的方法有哪些？ （一）化学同步化：
（1）将培养液中减少某种细胞必需的营养成分，过一段时间后再把该成分加进去。 （2）使用某种化学物质将细胞暂时阻滞到有丝分裂的一定时期。消除抑制后，即可发生高度同步化的细胞分裂。 （二）物理同步化：
（1）温度：温度是使细胞同步化的有效手段。分裂前细胞的一些酶对温度非常敏感，高温可使分裂停止，而生物合成继续进行，因此有些细胞发生分裂的时间推迟，其它后进的细胞便趁此赶上来，达到同步化状态。
（2）辐射：辐射也是引起细胞同步分裂的方法之一。分裂前的细胞对射线很敏感，辐射可使细胞在分裂前积累，随后去除辐射，细胞便在同一时间开始分裂。
（3）有丝分裂抖落法：在哺乳动物培养物中还可利用有丝分裂抖落法（mitotic shaking-off） 进行分选。
第十六章 细胞分化和癌细胞
1.细胞分化的本质是什么？怎样理解细胞的核质关系？ （一）细胞分化的本质：差别基因表达或组织转移性表达。 （二）核质关系归根结底是基因与蛋白质的关系。 细胞核在细胞分化中的作用：
（1）细胞核决定细胞的基因型，进而决定细胞的表型，是细胞发生分化的物质基础； （2）基因的差别表达是细胞分化的本质，持家基因、奢侈基因，基因差别表达对细胞分化方向的影响主要表现在奢侈基因的差别表达上；
（3）基因差别表达的调控水平主要在转录、转录后、翻译和翻译后水平上。 细胞质在细胞分化中的作用：
（1）细胞质能影响核基因的表达模式，决定基因的差别表达；
（2）细胞质中影响基因差别表达的物质基础是决定子，决定子为蛋白质和RNA性质的物质，不同性质的决定子影响细胞向不同的方向分化；
（3）决定子的调控激活方式主要有隐蔽mRNA的利用、无帽信息的修饰、封存信息的利用和翻译效率的改变等。
细胞核和细胞质的相互配合方式：
（1）细胞核和细胞质的关系问题（核质关系）本质上就是基因组与蛋白质组的相互关系问题；
（2）胞质中的细胞质因子影响基因组的表达模式，使基因发生差别表达，产生特异性功能蛋白质组；
（3）所产生特异性功能蛋白质组反过来又能影响基因组新一轮的基因表达，产生新的功能蛋白质组；
（4）新的功能蛋白质组又会影响基因组下一轮的基因表达；进一步产生更新的功能蛋白质组；如此循环，使细胞分化越来越复杂越来越高级，引起细胞在形态、结构与功能上逐渐出现差异，最终由一个细胞（受精卵）逐步分化成各种细胞，形成了各种组织和器官，构成了复杂的生物个体。
2.为什么说转录调节是细胞分化的关键？转录调节都有哪些方式？
（一）转录调节是细胞分化的关键原因：真核细胞的细胞专一基因表达依赖于基因调控区的启动子和增强子序列。 （二）转录调节的方式：
（1）不同的调节蛋白的组合作用决定了基因是否活动。 （2）转录蛋白的正确组合即决定了细胞专一基因表达。 （3）基因发生折叠，使转录因子和RNA聚合酶无法同基因结合。
（4）基因调节蛋白对基因的调控不仅是直接与DNA相互作用，而且调节蛋白本身之间也发生相互作用，形成转录复合物，起动转录。
3.物理、化学和病毒致癌剂在致癌机理上有何不同？
（1）物理、化学致癌剂：致癌机理：致癌剂能激活细胞遗传物质上的原癌基因序列，使细胞癌化。
（2）病毒致癌剂：病毒进入细胞后，其遗传物质可整合到细胞基因组中，成为新的遗传因子，诱导正常细胞转变成癌细胞。 4.如何评价癌基因学说的创立？
（1）1972年Huebner,R.和Todaro G提出了“癌基因学说”（oncogene theory）。他们主张，细胞癌变是由病毒基因组中的癌基因引起的，反转录病毒的癌基因原为细胞基因组的组成部
分，可能是在进化早期反转录病毒通过感染细胞而获得了癌基因。如果癌基因受到阻遏，细胞则可以保持在正常状态，一旦这种阻遏被打破，细胞就会发生恶性转化。致癌剂，如化学致癌物、辐射等，能激活这种潜在的内源病毒癌基因。并认为，细胞内的癌基因是病毒基因组留下的遗迹。
（2）癌基因学说是正确的，癌症确是一类遗传病，但是Huebner和Todaro关于癌基因起源于病毒基因组的看法却与事实不符。许多实研究结果表明，脊椎动物中的细胞癌基因并非是病毒癌基因的副本。
5.何谓原癌基因？原癌基因的激活包括哪几种方式？
（一）原癌基因：（原癌基因） 细胞基因组中；处于潜伏状态；癌基因序列；其产物为细胞生长和增殖所必须。
（二）原癌基因的激活方式：点突变、插入突变、染色体重排、基因扩增。
6.抑癌基因是否即是抑制癌基因表达的基因？它在引起细胞癌变机制方面与原癌基因有何不同？
（一）抑癌基因不是抑制癌基因表达的基因，而是其编码产物调控癌基因的表达,进而拮抗细胞的过度增殖，其失活也可引发细胞恶性增殖的一类基因。
（二）抑癌基因的失活可引起细胞癌变：抑癌基因的编码产物为跨膜受体、细胞调节因子、细胞周期因子、转录因子和转录调节因子等，能阻抑细胞增殖。正常情况下，其表达与原癌基因的表达相互协调，但一旦失活后，其表达产物将丧失对原癌基因的拮抗作用，造成原癌基因过度表达，从而使细胞发生恶性增殖而癌变。
原癌基因的激活引起细胞癌变：原癌基因的编码产物为核癌蛋白、蛋白质激酶、生长因子及生长因子受体，能促进细胞增殖；正常情况下，其表达与抑癌基因的表达相互协调，但一旦被激活后，其过量表达的产物将促进细胞的过度增殖，变为癌细胞。
第十七章 细胞的衰老与死亡
1.怎样理解动物体内细胞的增值、存活和死亡的相互关系，对动物体的生存有何意义？ 动物体内细胞是在相互作用的情况下，进行增殖、存活和死亡。细胞增殖需要有其他细胞分泌的生长因子的刺激，激活细胞内的信号传递途径，解除细胞周期的制动机制。但是，所有体细胞存在着一种机制不清的最大分裂次数。另外，细胞内尚存在着一种自杀程序，此程序
一旦激活，细胞就要自杀身亡，这一程序称为程序性细胞死亡或细胞凋亡。程序性细胞死亡有细胞外死亡信号的诱发，激活了细胞内的自杀程序。程序性细胞死亡依赖于一个蛋白质水解酶家族，这些蛋白酶通过蛋白质水解级联反应自我激活或切割激活。其中切冬酶（caspases）家族发挥了重要作用。在细胞凋亡过程中，线粒体起着关键性的作用，线粒体释放出AIF和细胞色素c，导致死亡程序的下游变化，引起核凋亡。细胞程序性死亡是动物体生长发育和存活所必须的反应体系，这一体系一旦遭受破坏，动物体的生存就要受到威胁。 2.程序性细胞死亡是怎样发生的？它都涉及到那些变化？
（一）体内健康细胞在特定的细胞外信号的诱导下，其死亡途径被激活，于是在有关基因的调控下发生死亡，细胞的这种死亡方式称为程序化细胞死亡（programmed cell death）。 （二）细胞发出的，死亡信号激活了细胞表面的死亡受体之后，即激活了细胞内与程序性死亡有关的蛋白酶级联反应系统，从而将细胞外信号转变成了细胞内信号传递。细胞内信号传递涉及到一个蛋白酶家族，这些酶以酶原的形式存在，受到信号作用后，通过自我切割而被激活。激活的自杀性蛋白酶又可激活家族中的其它成员，引起蛋白质级联反应，导致反应得以放大（图17－87）。最后，被激活的蛋白酶切割了细胞中的具有关键性作用的蛋白质，从（三）细胞凋亡的主要特征：
（1） 细胞质凝缩，细胞萎缩，细胞骨架解体，核纤层分解，核被膜破裂； （2） 核DNA分解成片段，出现梯形电泳图；
（3） 通过出芽的方式分解成一些小泡，即凋亡小体（apoptotic bodies）；
第十八章 生命的起源与进化
1.如何评价生物大分子进化途径中的RNA世界说与核酸和蛋白质共起源学说？
（1）RNA世界说是Gilbert在1986年提出的，他认为，RNA分子的自我催化复制构成了进化的第一步，复制过程中依靠内含子介导的重组以及突变产生新的功能以适应环境。 （2）核酸和蛋白质共起源学说是清华大学生命有机磷化学实验室赵毓敏院士提出，学说认为，在有核苷存在是磷酰化氨基酸自组装提供了一个能把蛋白质和核酸合成偶连起来的最小分子模型，磷酰化氨基酸分子起着多种“原始酶”（转肽酶、连接酶等）作用。
（3）RNA世界说和核酸和蛋白质共起源学说都是根据一定的试验结果的所推出的结论，是关于生命的化学进化问题的解释。然而，在前生命化学进化过程中，究竟先由核酸还是先有蛋
白质，仍是一个悬而未决的“蛋鸡谬论”。
2.如何评价真核生物起源的内共生假说和分隔假说？
（1）内共生假说主张，祖先原核细胞是厌气性的，具有内吞固体物的能力。祖先原核细胞吞入好气性原核细胞，彼此建立了互利的内共生关系。宿主为内共生体提供了营养条件和保护环境，内共生体则为厌氧宿主体提供了产能的有氧呼吸反应。当环境由无氧大气变为有氧大气时，这种共生关系使宿主获得了极大的好处。
（2）分隔假说主张，叶绿体和线粒体是祖先原核细胞生物细胞质中被膜分隔出来的部分。细胞被包围到不同部分中，而产生了核、线粒体、叶绿体。现在，普遍认同内共生假说。 3.叶绿体可能起源于原核绿藻和蓝细菌的观点依据是什么？ 叶绿体起源于原核绿藻和蓝细菌是内共生起源学说的观点，其依据：
（1）叶绿体的基因组都是由裸露的环状双螺旋DNA分子所组成，没有膜把其与周围的细胞质隔开，而真核细胞的基因组是由两个或多个线性DNA分子所组成，DNA与蛋白质结合成染色质。
（2）叶绿体的核糖体的蛋白质合成均可受氯霉素的抑制，而真核细胞蛋白质的合成对这种抗菌素不敏感。反之，亚胺环己酮能抑制真核细胞核糖体的蛋白质合成，而对叶绿体的核糖体的蛋白质合成无抑制。
（3）光合作用所需的酶存在于细胞器的膜上和基质中，细菌的同样存在于质膜上和细胞质基质中。但真核细胞是靠其细胞器光合作用过程来满足自身的需要。 （4）叶绿体的基因组和光合系统同有氧光合作用的原核生物极为相似。
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