细胞生物学模拟试题答案.pdf

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营养;植物细胞、真菌(包括酵母)和细菌细胞借助膜上的H+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;Ca2+泵主要存在于细胞膜和质网膜上,:..将Ca2+输出细胞或泵入质网腔中储存,以维持细胞低浓度的游离Ca2+,Ca2+对调节肌细胞的收缩与舒至关重要。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。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:⑴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;⑵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。5、试述染色质结构与基因转录的关系。答:1)疏松染色质结构的形成:⑴DNA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。⑵DNA***化:A/C***化/去***化(特别是5-mC)。⑶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、***化、乙酰化,泛素化(uH2A)//Arg,His,Lys,Ser,Thr);组蛋白赖氨酸残基乙酰基化(acetylation),影响转录。⑷HMG结构域蛋白等染色质变构因子的影响:HMG结构域可识别某些异型的DNA结构,与DNA弯折和DNA-蛋白质复合体高级结构的形成有关。2)染色质的区间性⑴基因座控制区(locuscontrolregion,LCR):染色体DNA上一种顺式作用元件,具有稳定染色质疏松结构的功能;与多种反式因子的结合序列可保证DNA复制时与启动子结合的因子仍保持在原位。⑵隔离子(insulator):防止处于阻遏状态与活化状态的染色质结构域之间的结构特点向两侧扩展的染色质DNA序列,称为隔离子;作用:作为异染色质定向形成的起始位点;提供拓扑隔离区染色质模板的转录。:..3)基因转录的模板不是裸露的DNA,染色质是否处于活化状态是决定转录功能的关键。4)转录的“核小体犁”(nucleosomeplow)假说。6、论述cAMP途径中的Gs调节模型。答:激素与Rs结合,Rs构象改变,与Gs结合,Gs的α亚基排斥GDP,结合GTP而活化,Gs解离出αβγ。a)α亚基活化腺苷酸环化酶,将ATP转化为cAMP。b)βγ亚基复合物也可直接激活某些胞靶分子。霍乱***能催化ADP核糖基共价结合到Gs的α亚基上,使α亚基丧失GTP酶的活性,处于持续活化状态。导致霍乱病患者细胞Na+和水持续外流,产生严重腹泻而脱水。7、论述Na+-K+泵的工作原理与生物学意义。答: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。8、动物细胞连接主要有哪几种类型,各有何功能?细胞连接的类型:㈠封闭连接或闭锁连接:紧密连接;㈡锚定连接:1、与中间纤维相关的锚定连接:桥粒和半桥粒;2、与肌动蛋白纤维相关的锚定连接:粘合带和粘合斑;㈢通讯连接:间隙连接。紧密连接具有:1、形成渗漏屏障,起重要的封闭作用;2、隔离作用,使游离端与基底面质膜上的膜蛋白行使各自不同的膜功能;3、支持功能。桥粒:又称点状桥粒,位于粘合带下方。是细胞间形成的钮扣式的连接结构,跨膜蛋白(钙粘素)通过附着蛋白(致密斑)与中间纤维相联系,提供细胞中间纤维的锚定位点。间隙连接:是动物细胞间最普遍的细胞连接,是在相互接触的细胞之间建立的有孔道的连接结构,允许无机离子及水溶性小分子物质从过,从而沟通细胞达到代与功能的统一。9、什么是MPF?简述其组成及功能调节。答:MPF是一种使多种底物蛋白磷酸化的蛋白激酶,即CDK1激酶(p34cdc2激酶),由p34cdc2蛋白和周期蛋白B结合而成,p34cdc2蛋白只有和周期蛋白B结合才有可能表现出激酶活性。CDK1激酶活性首先依赖于周期蛋白B含量的积累。周期蛋白B一般在G1期的晚期开始合成,通过S期,其含量不断增加,到达G2期,其含量达到最大值,CDK1激酶的活性随周期蛋白B浓度变化而变化。:..CDK2激酶的活性还受到激酶与磷酸酶的调节。活性的CDK1激酶可使更多的CDK1激酶活化。随周期蛋白B含量达到一定程度,CDK1激酶活性开始出现,到G2晚期阶段,CDK1激酶活性达到最大值并一直维持到M期的中期阶段。10、论述G蛋白耦联受体所介导的细胞信号通路答:cAMP信号通路;磷脂酰肌醇信号通路;G蛋白偶联离子通道的信号通路。(一)cAMP信号途径在cAMP信号途径中,细胞外信号与相应受体结合,调节腺苷酸环化酶活性,通过第二信使cAMP水平的变化,将细胞外信号转变为细胞信号。主要组分:①激活型受体(Rs)或抑制型受体(Ri);②活化型调节蛋白(Gs)或抑制型调节蛋白(Gi);③腺苷酸环化酶:跨膜12次。在Mg2+或Mn2+的存在下,催化ATP生成cAMP。④蛋白激酶A(ProteinKinaseA,PKA)。⑤环腺苷酸磷酸二酯酶cAMP信号途径可表示为:激素→G蛋白耦联受体→G蛋白→腺苷酸环化酶→cAMP→依赖cAMP的蛋白激酶A→基因调控蛋白磷酸化→基因转录(二)磷脂酰肌醇途径:在磷脂酰肌醇信号通路中胞外信号分子与细胞表面G蛋白耦联型受体结合,激活质膜上的磷脂酶C(PLC-β),使质膜上4,5-二磷酸磷脂酰肌醇(PIP2)水解成1,4,5-三磷酸肌醇(IP3)和二酰基甘油(DAG)两个第二信使,胞外信号转换为胞信号,这一信号系统又称为“双信使系统”。11、试述细胞粘着分子的类型及其功能?答:①钙黏蛋白:是一种同亲型结合的黏着因子、Ca2+依赖的细胞黏着糖蛋白,对胚胎发育中的细胞识别、迁移和组织分化以及成体组织器官构成具有重要作用;②整联蛋白:异亲型细胞结合,Ca2+或Mg2+依赖性的细胞黏着分子,由α和β两个亚基形成的异二聚体糖蛋白,可介导细胞与细胞及细胞与细胞外基质的粘附;③选择素:一类异亲型结合、Ca2+依赖的细胞黏着分子,能与特异糖基识别并结合。选择素是跨膜蛋白,其胞外部分具有凝集素样结构域。凝集素:是动物细胞和植物细胞都能够合成和分泌的、能与糖结合的蛋白质,在细胞识别和黏着反应中其重要作用,主要是促进细胞间的黏着;④免疫球蛋白超家族:同亲性或异亲性、不依赖Ca2+,含有免疫球蛋白类似(Ig)结构域。参与免疫功能;介导细胞间的黏着作用。12、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?答: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。13、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。