《细胞生物学》论述练习题及参考答案

论述题参考答案（要点）--------------------------------------------------------------------------------------------------------------1.“克隆羊”的基本原理和基本操作步骤。1)基本原理：动物高度分化的细胞核具有全套的个体遗传信息，保持着全能性，有发育为完整个体的潜在能力。2)基本步骤：(1)取出一只成年母羊的乳腺上皮细胞，在低血清浓度下进行体外培养；(2)取出卵细胞供体母羊的卵母细胞进行去核处理；(3)利用电融合技术使乳腺上皮细胞与去核卵母细胞进行电融合；(4)将融合细胞在体外培养至囊胚期；(5)将囊胚移植到养母羊的子宫内，使其着床和发育，直至生出小羊。2.请从分子水平上叙述氧化磷酸化的反应过程。1)最初电子供体：NADH；最终电子受体：O22)四种复合物：I、II、III、IV3)载氢体与电子传递体相间排列4)电子传递途径5)当载氢体向电子传递体时，抽提质子至膜间隙中6)三个释放H+的部位:I、III、IV7)1对电子三次穿膜，将3对H+抽提至膜间隙中8)内膜完整，且对质子具不可通透性，质子只能通过ATP合成酶返回基质9)ATP合成酶利用质子的浓度梯度势能，每2个质子合成1分子ATP10)1对电子三次穿膜，可合成3分子ATP。3.请利用流动镶嵌模型叙述细胞质膜的分子结构及其基本特性。1)分子结构：脂类双分子层构成了膜的网架，脂类分子在膜中的位置并非固定不变，具有动态流动性；蛋白质分子不同程度地镶嵌在脂双层网架中，根据镶嵌程度不同可将膜蛋白分为膜整合蛋白和边周蛋白。整合蛋白靠α-螺旋或-折叠构象插入到脂双层中，而边周蛋白靠化学键或吸附结合到膜的内表面或外表面。膜蛋白在膜中的位置并非固定不变，也具有动态流动性。2)基本特性：镶嵌性：膜蛋白质分子与脂类分子之间的镶嵌性；流动性：膜蛋白质分子的流动性，脂类分子的流动性；不对称性：膜蛋白质分子不对称性，脂类分子不对称性；蛋白质极性：膜蛋白质多肽链的极性区，非极性区。4.请结合信号学说叙述细胞内溶酶体酶的合成、加工与分拣过程。(1)多肽链合成的起始：细胞质基质中，在起始因子协助下，mRNA、核糖体小亚单位与Met-tRNA形成翻译起始复合物；(2)多肽链合成的延伸：在延伸因子协助下，新肽键形成，肽链延长；(3)肽链延长至一定长度（~50-70个氨基酸），暴露出由15~30个疏水性氨基酸组成的N-端信号肽；(4)细胞质基质中的信号识别颗粒（SRP），靠特异性结合位点分别与信号肽和核糖体A位结合，肽链合成暂停，并牵引核糖体移向RER；(5)RER膜上的SRP受体特异性结合SRP，将核糖体定位至RER膜上；(6)RER膜上的核糖体受体特异性结合核糖体，将核糖体固定在RER膜上；(7)信号识别颗粒从信号肽、核糖体A位和SRP受体释放出来，参与再循环利用，核糖体重新开始肽链合成；(8)信号肽引发RER膜上的蛋白质通道开放，插入至一通道中，使新生肽链边合成边经另一通道穿膜进入内质网腔；(9)糖基化修饰：预先合成好的寡糖链经焦磷酸键连在跨膜的磷酸多萜醇上；一旦出现Asn时，便可利用焦磷酸键的能量将寡糖链一次性转移至Asn的-NH2上，形成N-连接寡糖链（核心区与末端区；(10)遇到终止密码子后，在释放因子的协助下，肽链合成结束，核糖体解离成大、小亚单位，从RER膜脱离至细胞质基质中；(11)信号肽被RER腔的信号肽酶切除，新生肽链游离于RER腔中；(12)新生蛋白以膜泡（有被小泡）形式被运往Golgi复合体；(13)在Golgi复合体上继续进行糖基化修饰，切去末端区，由顺面至反面依次在核心区寡糖链上逐个添加新的糖基，最末一个一般是唾液酸；某些溶酶体酶还会发生乙酰化或羟基化等加工修饰；(14)Golgi复合体的顺面潴泡中GlcNAc磷酸转移酶可特异性识别溶酶体酶的信号斑，并催化其寡糖链上的甘露糖残基发生磷酸化形成了甘露糖-6-磷酸（M6P）；(15)Golgi复合体反面潴泡和网膜上的M6P受体与M6P特异性结合，便可把溶酶体酶从其它蛋白中分拣出来，局部浓缩后以出芽方式被包装成有被小泡；(16)有被小泡与内体融合，在酸性环境下,M6P受体与M6P分离，重新返回到高尔基复合体反面，再去参与其它溶酶体酶的分拣及溶酶体的形成；(17)载有溶酶体酶的膜泡与溶酶体融合，溶酶体酶进入溶酶体中，M6P去磷酸化。5.请详述广义细胞骨架的类型及其各自的分子结构特点。1)膜骨架:actin;spectrin；actin有三个以上spectrin的结合位点,故可连接成网；2)细胞质骨架:a)微管:tubulin异二聚体;受秋水仙素抑制;有极性；首尾相连而成原丝;13条原丝构成24nm中空管状b)纤丝:(i)微丝:actin:;受细胞松驰素抑制;有极性;首尾相连而成6~7nm丝(ii)中间丝:中间丝蛋白;十字形结构;形成10nm丝(iii)粗丝:myosin;由头部和杆部组成;杆部相互结合成丝,头部伸出丝外围而同向连接成15nm丝。3)核骨架:a)核纤层:由中间丝蛋白laminA,B,C组成的网络结构;在结构上与核孔复合体和染色质相连;其磷酸化和去磷酸化与核膜解体和重建有关b)核基质:核基质蛋白组成;蛋白网络结构c)染色体骨架:非组蛋白组成:;染色体轮廓状结构;为染色体DNA提供附着位点。6.请叙述细胞内分泌蛋白的合成、加工与分拣过程。1)多肽链合成的起始：游离核糖体上，起始因子协助；2)多肽链合成的延伸：肽键形成，延伸因子协助；3)暴露出N-端信号肽，15~30个疏水性氨基酸组成；4)信号识别颗粒：与信号肽和核糖体结合，牵引核糖体移向RER；5)RER膜上有跨膜的核糖体受体：结合核糖体，将核糖体固定在RER膜上；6)信号识别颗粒被释放：释放后的信号识别颗粒参与再循环，核糖体继续合成多肽链；7)信号肽引发RER膜上的通道开放，使新生肽链穿膜进入内质网腔；8)糖基化修饰：预先合成好的寡糖链经焦磷酸键连在跨膜的磷酸多萜醇上；ASN，一次性转移，N-连接寡糖链分核心区与末端区；9)肽链合成结束后，信号肽为信号肽酶切除；10)修饰好的新生蛋白以膜泡形式被运往Golgi复合体；11)在Golgi复合体上继续进行糖基化修饰，切去末端区，由顺面至反面依次逐个添加新糖基，一般为O-连接寡糖，最末一个往往是唾液酸；12)反面Golgi网膜上分泌蛋白被包装到分泌泡中；13)含有分泌蛋白的分泌泡被运往质膜，经与膜融合被分泌到细胞外。7.请详述细胞内溶酶体膜蛋白的合成、加工与分拣过程。1)溶酶体膜蛋白多肽链合成的起始：游离核糖体上，起始因子协助；2)多肽链合成的延伸：肽键形成，延伸因子协助；3)暴露出N-端信号肽，15~30个疏水性氨基酸组成；4)信号识别颗粒：与信号肽和核糖体结合，牵引核糖体移向RER；5)RER膜上有跨膜的核糖体受体：结合核糖体，将核糖体固定在RER膜上；6)信号识别颗粒被释放：释放后的信号识别颗粒参与再循环，核糖体继续合成多肽链；7)信号肽引发RER膜上的通道开放，使新生肽链穿膜进入内质网腔；8)糖基化修饰：预先合成好的寡糖链经焦磷酸键连在跨膜的磷酸多萜醇上；ASN，一次性转移，N-连接寡糖链分核心区与末端区；9)遇到停止转运信号后，肽链便插入到RER膜中成为整合蛋白，不同溶酶体膜蛋白的穿膜次数不同，可具有多个起始转运信号和停止转运信号；10)肽链合成结束后，信号肽为信号肽酶切除，新生蛋白便成为RER膜中的整合蛋白；11)修饰好的新生膜蛋白随膜泡运输被运往Golgi复合体；12)在Golgi复合体上继续进行糖基化修饰，切去末端区，由顺面至反面依次逐个添加新糖基，一般为O-连接寡糖，最末一个往往是唾液酸；13)溶酶体膜蛋白带有信号斑，被Golgi复合体识别后，其寡糖链上甘露糖第6位被磷酸化形成M6P；14)反面Golgi网膜上有M6P的受体，可特异性结合带有M6P的溶酶体膜蛋白，局部浓缩后被包装在有被小泡膜上；15)溶酶体膜蛋白以有被小泡的形式被运往溶酶体，经膜融合而整合到溶酶体膜中，成为溶酶体膜蛋白；16)酸性环境引起M6P受体从带有M6P的溶酶体膜蛋白上解离下来，经膜流离开溶酶体参与再循环。8.请详述细胞内线粒体内膜蛋白的合成、加工与分拣过程。1)多肽链合成的起始：游离核糖体上，起始因子协助；2)多肽链合成的延伸：肽键形成，延伸因子协助；3)多肽链合成的终止：肽链释放，释放因子协助；4)新生线粒体内膜蛋白含有2段前导信号序列，第一个为引导新生线粒体内膜蛋白进入线粒体基质的信号序列，第二个为引导新生线粒体内膜蛋白插入线粒体内膜的信号序列；5)新生线粒体内膜蛋白要经过分子伴侣的协助进行折叠与去折叠变化，新生蛋白要靠细胞质基质中的HSP70家族分子伴侣的结合保持非折叠或部分折叠的构象；6)在细胞质基质中合成的众多蛋白质中，新生线粒体内膜蛋白的分拣主要靠其所具有的特异性信号序列（又称为导肽）；7)线粒体外膜上有识别和结合新生线粒体内膜蛋白N-端第一个信号序列（插入线粒体基质的信号序列）的受体，可特异性结合带有该信号序列的线粒体蛋白；8)在细胞质基质中的HSP70家族分子伴侣的协助和促进下，消耗ATP，新生线粒体内膜蛋白经过线粒体内外膜接触处，以线性非折叠构象进入线粒体基质；9)新生线粒体内膜蛋白经过线粒体内外膜接触处进入线粒体基质时，线粒体中的mHSP70家族分子伴侣立即结合在穿入的多肽链上，防止其发生错误折叠；10)新生线粒体内膜蛋白完全进入线粒体基质后，N-端第一个信号序列（插入线粒体基质的信号序列）被切除；11)此时的线粒体内膜蛋白靠第二个信号序列（插入线粒体内膜的信号序列）引导新生线粒体内膜蛋白穿入线粒体内膜，并整合到线粒体内膜中成为线粒体内膜蛋白；12)线粒体内膜蛋白插入到线粒体内膜的过程完成后，第二个信号序列（插入线粒体内膜的信号序列）被切除。9.请详述细胞质骨架的结构、组成及其主要生物学功能？细胞质骨架主要包括微管和纤丝两大类成分。1)微管：广泛存在于各种真核细胞中的一类细长而具有一定刚性的外径约24~26nm、内径约15nm的圆管状结构；由α-和β-微管蛋白组成；生物学功能：支持和维持细胞的形态；细胞内运输；细胞运动；纺锤体与染色体运动；植物细胞壁形成；纤毛和鞭毛运动。2)纤丝：广泛存在于各种真核细胞中的一类丝状结构；据其粗细和化学性质又可分为微丝、中间丝和粗丝三类。(1)微丝：直径为6~7nm的右手螺旋状细丝结构；由哑铃形肌动蛋白组成；生物学功能：维持细胞外形、胞质环流、变形运动、形成微绒毛、形成应力纤维、胞质分裂、肌肉收缩。(2)中间丝：直径为10nm的中空丝状结构；由头部、杆部和尾部3个部分构成的中间丝蛋白组成；生物学功能：维持细胞质的结构和赋予细胞机械强度；参与桥粒和半桥粒的形成；参与细胞内机械或分子信息的传递；与细胞分化关系密切。(3)粗丝：直径为15nm的肌丝结构；由头部和杆部2个部分构成的肌球蛋白分子组成；生物学功能：主要参与肌肉收缩。10.请叙述细胞内糙面内质网膜蛋白的合成、加工与分拣过程。1)多肽链合成的起始：游离核糖体上，起始因子协助；2)多肽链合成的延伸：肽键形成，延伸因子协助；3)暴露出N-端信号肽，15~30个疏水性氨基酸组成；4)信号识别颗粒：与信号肽和核糖体结合，牵引核糖体移向RER；5)RER膜上有跨膜的核糖体受体：结合核糖体，将核糖体固定在RER膜上；6)信号识别颗粒被释放：释放后的信号识别颗粒参与再循环，核糖体继续合成多肽链；7)信号肽引发RER膜上的通道开放，使新生肽链穿膜进入内质网腔；8)糖基化修饰：预先合成好的寡糖链经焦磷酸键连在跨膜的磷酸多萜醇上；ASN，一次性转移，N-连接寡糖链分核心区与末端区；9)当肽链中出现停止转运信号时，肽链便整合到RER膜上，成为膜整合蛋白；10)多肽链合成的终止：终止密码子，靠释放因子协助，肽链合成结束；11)肽链合成结束后，信号肽为信号肽酶切除；12)因带有KDEL（或HDEL）信号序列的新生蛋白以膜泡形