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的修饰位点，可被细胞毒素ADP核糖基化。二者的不同之处在于Gs的αS亚基能被霍乱毒素ADP核糖基化，而Gi的αi亚基能被百日咳毒素ADP核糖基化。Gs和Gi都调节其余相应受体的亲合性以及作用于腺苷酸环化酶，产生cAMP。 7、简要说明由G蛋白偶联的受体介导的信号的特点。

答案要点：G蛋白偶联的受体是细胞质膜上最多，也是最重要的倍转导系统，具有两个重要特点：⑴信号转导系统由三部分构成：①G蛋白偶联的受体，是细胞表面由单条多肽链经7次跨膜形成的受体；②G蛋白能与GTP结合被活化，可进一步激活其效应底物；③效应物：通常是腺苷酸环化酶，被激活后可提高细胞内环腺苷酸（cAMP）的浓度，可激活cAMP依赖的蛋白激酶，引发一系列生物学效应。⑵产生第二信使。配体—受体复合物结合后，通过与G蛋白的偶联，在细胞内产生第二信使，从而将胞外信号跨膜传递到胞内，影响细胞的行为。根据产生的第二信使的不同，又可分为cAMP信号通路和磷酯酰肌醇信号通路。

cAMP信号通路的主要效应是激活靶酶和开启基因表达，这是通过蛋白激酶完成的。该信号途径涉及的反应链可表示为：激素→G蛋白偶联受体→G蛋白→腺苷酸环化化酶→cAMP →cAMP依赖的蛋白激酶A→基因调控蛋白→基因转录。

磷酯酰肌醇信号通路的最大特点是胞外信号被膜受体接受后，同时产生两个胞内信使，分别启动两个信号传递途径即IP3—Ca2+和DG—PKC途径，实现细胞对外界信号的应答，因此，把这一信号系统又称为“双信使系统”。 8、磷酯酰肌醇信号通路的传导途径。（综4）

答案要点：外界信号分子→识别并与膜上的与G蛋白偶联的受体结合→活化G蛋白→激活磷脂酶C→催化存在于细胞膜上的PIP2水解→IP3和DG两个第二信使→IP3可引

起胞内Ca2+浓度升高，进而通过钙结合蛋白的作用引起细胞对胞外信号的应答；DG通过激活PKC，使胞内pH值升高，引起对胞外信号的应答。 六、论述题

1、试论述Na+-K+泵的结构及作用机理。

答案要点：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+。

2、cAMP信号系统的组成及其信号途径？

答案要点：1、组成：主要包括：Rs和Gs；Ri和Gi；腺苷酸不化酶；PKA；环腺苷酸磷酸二酯酶。2、信号途径主要有两种调节模型：Gs调节模型，当激素信号与Rs结合后，导致Rs构象改变，暴露出与Gs结合的位点，使激素-受体复合物与Gs结合，Gs的构象发生改变从而结合GTP而活化，导致腺苷酸环化酶活化，将ATP转化为cAMP，而GTP水解导致G蛋白构象恢复，终止了腺苷酸环化酶的作用。该信号途径为：激素→识别并与G蛋白偶联受体结合→激活G蛋白→活化腺苷酸环化酶→胞内的cAMP浓度升高→激活PKA→基因调控蛋白→基因转录。Gi调节模型，Gi对腺苷酸环化酶的抑制作用通过两个途径：一是通过α亚基与腺苷酸环化酶结合，直接抑制酶的活性；一是

通过β和γ亚基复合物与游离的Gs的α亚基结合，阻断Gs的α亚基对腺苷酸酶的活化作用。

3、试论述蛋白磷酸化在信号传递中的作用。

答案要点：⑴蛋白磷酸化是指由蛋白激酶催化的把ATP或GTP的磷酸基团转移到底物蛋白质氨基酸残基上的过程，其逆转过程是由蛋白磷酸酶催化的，称为蛋白质去磷酸化。

⑵蛋白磷酸化通常有两种方式：一种是在蛋白激酶催化下直接连接上磷酸基团，另一种是被诱导与GTP结合，这两种方式都使得信号蛋白结合上一个或多个磷酸基团，被磷酸化的蛋白有了活性后，通常反过来引起磷酸通路中的下游蛋白磷酸化，当信号消失后，信号蛋白就会去磷酸化。

⑶磷酸化通路通常是由两种主要的蛋白激酶介导的：一种是丝氨酸/苏氨酸蛋白激酶，另一种是酪氨酸蛋白激酶。

⑷蛋白激酶和蛋白磷酸酶通过将一些酶类或蛋白磷酸化与去磷酸化，控制着它们的活性，使细胞对外界信号作出相应的反应。通过蛋白磷酸化，调节蛋白的活性，通过蛋白磷酸化，逐级放大信号，引起细胞反应。

4、如何理解“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”?

答案要点: 主要是从创造差异对细胞生命活动的意义方面来理解这一说法。主动运输涉及物质输入和输出细胞和细胞器,并且能够逆浓度梯度或电化学梯度。这种运输对于维持细胞和细胞器的正常功能来说起三个重要作用:① 保证了细胞或细胞器从周围环境中或表面摄取必需的营养物质,即使这些营养物质在周围环境中或表面的浓度很低;② 能够将细胞内的各种物质,如分泌物、代谢废物以及一些离子排到细胞外,即使这些

物质在细胞外的浓度比细胞内的浓度高得多; ③能够维持一些无机离子在细胞内恒定和最适的浓度,特别是K+、Ca2+和H+的浓度。概括地说，主动运输主要是维持细胞内环境的稳定,以及在各种不同生理条件下细胞内环境的快速调整, 这对细胞的生命活动来说是非常重要的。 七、翻译

1、passive transport 2、active transport 3、endocytosis 4、exocytosis 5、cell communication 6、cell recognition 7、receptor 8、second messenger 9、double messenger system

1、被动运输 2、主动运输 3、胞吞作用 4、胞吐作用 5、细胞通讯 6、细胞识别 7、受体 8、第二信使 9、双信使系统

第六章 细胞质基质与细胞内膜系统

本章要点：本章着重阐述了细胞质基质的结构和功能、各种细胞内膜系统的结构和功能，蛋白质分选及信号假说。要求重点掌握各种细胞内膜系统的结构和功能，蛋白质分选及信号假说。 二、填空题

1、在糙面内质网上合成的蛋白质主要包括、、等。1、分泌蛋白、膜整合蛋白、细胞器驻留蛋白。

2、蛋白质的糖基化修饰主要分为和；其中主要在内质网上进行，指的是蛋白质上的与直接连接，而则是蛋白质上的与直接连接。2、N－连接，O-连接，N-连接，天冬酰胺

残基、N乙酰葡萄糖胺；O－连接，丝氨酸或苏氨酸残基或羟赖氨酸或羟脯氨酸残基、N-乙酰半乳糖胺。

3、肌细胞中的内质网异常发达，被称为。3、肌质网。

4、原核细胞中核糖体一般结合在，而真核细胞中则结合在。4、细胞质膜上、粗面内质网上。

5、真核细胞中，是合成脂类分子的细胞器。5、光面内质网。 6、内质网的标志酶是 。6、葡萄糖6－磷酸酶。

7、细胞质中合成的蛋白质如果存在，将转移到内质网上继续合成。如果该蛋白质上还存在序列，则该蛋白被定位到内质网膜上。7、信号肽，停止转移。

8、高尔基体三个功能区分别是、和 。8、顺面膜囊，中间膜囊，反面膜囊。 9、具有将蛋白进行修饰、分选并分泌到细胞外的细胞器是。9、高尔基体。 10、被称为细胞内大分子运输交通枢纽的细胞器是。10、高尔基体。

11、蛋白质的糖基化修饰中，N－连接的糖基化反应一般发生在，而O－连接的糖基化反应则发生在和 中。11、内质网中，内质网、高尔基体中。 12、蛋白质的水解加工过程一般发生在中。12、高尔基体。 13、从结构上高尔基体主要由组成。13、单层扁平囊。

14、植物细胞中与溶酶体功能类似的结构是、和糊粉粒。14、圆球体、中央液泡 15、根据溶酶体所处的完成其生理功能的不同阶段，大致可将溶酶体分为、和 。15、初级溶酶体、次级溶酶体和残余小体（三级溶酶体）。 16、溶酶体的标志酶是。16、酸性磷酸酶。

《细胞生物学》习题及解答

第一章 绪 论

本章要点：本章重点阐述细胞生物学的形成、发展及目前的现状和前景展望。要求重点掌握细胞生物学研究的主要内容和当前的研究热点或重点研究领域，重点掌握细胞生物学形成与发展过程中的主要重大事件及代表人物，了解细胞生物学发展过程的不同阶段及其特点。 二、填空题

1、细胞生物学是研究细胞基本规律的科学，是在、和三个不同层次上，以研究细胞的、、、和等为主要内容的一门科学。1、生命活动，显微水平，亚显微水平，分子水平，细胞结构与功能，细胞增殖、分化、衰老与凋亡，细胞信号传递，真核细胞基因表达与调控，细胞起源与进化。

2、年英国学者第一次观察到细胞并命名为cell；后来第一次真正观察到活细胞有机体的科学家是。2、1665，Robert Hooke，Leeuwen Hoek。

3、1838—1839年，和共同提出：一切植物、动物都是由细胞组成的，细胞是一切动植物的。3、Schleiden、Schwann，基本单位。

4、19世纪自然科学的三大发现是、和。4、细胞学说，能量转化与守恒定律，达尔文的进化论。

5、1858年德国病理学家魏尔肖提出的观点，通常被认为是对细胞学说的一个重要补充。5、细胞来自细胞。

6、人们通常将1838—1839年和确立的；1859年确立的；1866年确立的，称为现代生物学的三大基石。

6、Schleiden、Schwann，细胞学说，达尔文，进化论，孟德尔，遗传学。

7、细胞生物学的发展历史大致可分为、、、和分子细胞生物学几个时期。7、细胞的发现，细胞学说的建立，细胞学经典时期，实验细胞学时期。 三、选择题

1、第一个观察到活细胞有机体的是（ ）。

a、Robert Hooke b、Leeuwen Hoek c、Grew d、Virchow 2、细胞学说是由（ ）提出来的。

a、Robert Hooke和Leeuwen Hoek b、Crick和Watson c、Schleiden和Schwann d、Sichold和Virchow 3、细胞学的经典时期是指（ ）。

a、1665年以后的25年 b、1838—1858细胞学说的建立 c、19世纪的最后25年 d、20世纪50年代电子显微镜的发明 4、（ ）技术为细胞生物学学科早期的形成奠定了良好的基础。 a、组织培养 b、高速离心 c、光学显微镜 d、电子显微镜 四、判断题

1、细胞生物学是研究细胞基本结构的科学。（ x）

2、细胞的亚显微结构是指在光学显微镜下观察到的结构。（ x） 3、细胞是生命体的结构和生命活动的基本单位。（ y） 4、英国学者Robert Hooke第一次观察到活细胞有机体。（ x）

5、细胞学说、进化论、遗传学的基本定律被列为19世纪自然科学的“三大发现”。（x ）

6、细胞学说的建立构成了细胞学的经典时期。（x ）

第一章参考答案

一、名词解释

1、细胞生物学cell biology：是研究细胞基本生命活动规律的科学，是在显微、亚显微和分子水平上，以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，真核细胞基因表达与调控，细胞起源与进化等为主要内容的一门学科。 2、显微结构microscopic structure ：在普通光学显微镜中能够观察到的细胞结构，直径大于0.2微米，如细胞的大小及外部形态、染色体、线粒体、中心体、细胞核、核仁等，目前用于研究细胞显微结构的工具有普通光学显微镜、暗视野显微镜、相差显微镜、荧光显微镜等。 3、亚3、显微结构submicroscopic structure ：在电子显微镜中能够观察到的细胞分子水平以上的结构，直径小于0.2微米，如内质网膜、核膜、微管、微丝、核糖体等，目前用于亚显微结构研究的工具主要有电子显微镜、偏光显微镜和X线衍射仪等。

4、细胞学cytology ：研究细胞形态、结构、功能和生活史的科学，细胞学的确立是从Schleiden（1838）和Schwann（1839）的细胞学说的提出开始的，而大部分细胞学的基础知识是在十九世纪七十年代以后得到的。在这一时期，显微镜的观察技术有了显著的进步，详细地观察到核和其他细胞结构、有丝分裂、染色体的行为、受精时的核融合等，细胞内的渗透压和细胞膜的透性等生理学方面的知识也有了发展。对于生殖过程中的细胞以及核的行为的研究，对于发展遗传和进化的理论起了很大作用。

5、分子细胞生物学molecular cell biology：是细胞的分子生物学，是指在分子水平上探索细胞的基本生命活动规律，主要应用物理的、化学的方法、技术，分析研究细胞各种结构中核酸和蛋白质等大分子的构造、组成的复杂结构、这些结构之间分子的相互作用及遗传性状的表现的控制等。 五、简答题

1、细胞学说的主要内容是什么？有何重要意义？

答：细胞学说的主要内容包括：一切生物都是由细胞构成的，细胞是组成生物体的基本结构单位；细胞通过细胞分裂繁殖后代。细胞学说的创立参当时生物学的发展起了巨大的促进和指导作用。

其意义在于：明确了整个自然界在结构上的统一性，即动、植物的各种细胞具有共同的基本构造、基本特性，按共同规律发育，有共同的生命过程；推进了人类对整个自然界的认识；有力地促进了自然科学与哲学的进步。 2、细胞生物学的发展可分为哪几个阶段？

答：细胞生物学的发展大致可分为五个时期：细胞质的发现、细胞学说的建立、细胞学的经典时期、实验细胞学时期、细胞生物学时期。 3、为什么说19世纪最后25年是细胞学发展的经典时期？ 答：因为在19世纪的最后25年主要完成了如下的工作：

⑴原生质理论的提出；⑵细胞分裂的研究；⑶重要细胞器的发现。这些工作大大地推动了细胞生物学的发展。 六、论述题

1、什么叫细胞生物学？试论述细胞生物学研究的主要内容。

答:细胞生物学是研究细胞基本生命活动规律的科学,它是在三个水平(显微、亚显微与分子水平)上，以研究细胞的结构与功能、细胞增殖、细胞分化、细胞衰老开发商地亡、细胞信号传递、真核细胞基因表达与调控、细胞起源与进化等为主要内容的一门科学。 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。 2、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。 七、翻译题

1、cell biology 2、cell theory 3、protoplasm 4、protoplast

1、细胞生物学 2、细胞学说 3、原生质 4、原生质体

第二章 细胞基本知识概要

本章要点：本章对细胞的基本概念和基本共性作了简要概括，重点阐述原核细胞和真核细胞的特点。要求重点掌握细胞的基本概念，重点掌握真核细胞与原核细胞的异同，了解制约细胞大小的因素及细胞的形态结构与功能的相关性。

10、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。 11、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。 12、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。

13、分子开关：在细胞内一系列信号传递的级联反应中，必须有正、负两种相辅相成的反馈机制精确调控，也即对每一步反应既要求有激活机制，又必然要求有相应的失活机制，使细胞内一系列信号传递的级联反应能在正、负反馈两个方面得到精确控制的蛋白质分子称为分子开关。

14、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。 15、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。

16、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。

17、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。

18、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。

19、胞饮作用：细胞对液体物质或细微颗粒物质的摄入和消化过程。过程是：细胞对这类物质进行转运时，由质膜内陷形成吞饮小泡，将转运的物质包裹起来进入细胞质，被吞物质被细胞降解后利用。大多数的真核细胞都能通过胞饮作用摄入和消化所需的液体物质和溶质。

20、信号分子：生物体内的某些化学分子，如激素、神经递质、生长因子等，在细胞间和细胞内传递信息，特称为信号分子。

21、信号通路：细胞接受外界信号，通过一整套的特定机制，将胞外信号转导为胞内信号，最终调节特定基因的表达，引起细胞的应答反应，这种反应系列称为细胞信号通路。

22、受体：一种能够识别和选择性地结合某种配体（信号分子）的大分子，当与配体结合后，通过信号转导作用将胞外信号转导为胞内化学或物理的信号，以启动一系列过程，最终表现为生物学效应。

23、第一信使：一般将胞外信号分子称为第一信使。

24、第二信使：细胞表面受体接受胞外信号后最早在胞内产生的信号分子。细胞内重要的第二信使有：cAMP、cGMP、DAG、IP3等。第二信使在细胞信号转导中起重要作用，能够激活级联系统中酶的活性以及非酶蛋白的活性，也控制着细胞的增殖、分化和生存，并参与基因转录的调节。

25、G—蛋白：由GTP控制活性的蛋白，当与GTP结合时具有活性，当与GDP结合时没有活性。既有单体形式（ras蛋白），也有三聚体形式（Gs蛋白）。在信号转导过程中起着分子开关的作用。

26、组成型胞吐作用：所有真核细胞都有的、从高尔基体反面管网区分泌的囊泡向质膜流动并与质膜融合、将分泌小泡的内含物释放到细胞外的过程。此过程不需要任何信号的触发，除了给细胞外提供酶、生长因子和细胞外基质成分外，还为细胞膜提供膜整合蛋白和膜脂。

27、调节型胞吐作用：某些特化的细胞（如分泌细胞）产生的分泌物（如激素、粘液或消化酶）储存在分泌泡内，当细胞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的过程。

28、蛋白激酶A：称为依赖于cAMP的蛋白激酶A，是由四个亚基组成的复合物，其中两个是调节亚基，两个是催化亚基；PKA的功能是将ATP上的磷酸基团转移到特定蛋白质的丝氨酸或苏氨酸残基上，使蛋白质被磷酸化，被磷酸化的蛋白质可以调节下游靶蛋白的活性。

29、双信使系统：胞外信号分子与细胞表面G蛋白偶联的受体结合后，激活质膜上的磷脂酶C（PLC），使质膜上的二磷酸磷脂酰肌醇分解成三磷酸肌醇（IP3）和二酰基甘油（DG）两个第二信使，将胞外信号转导为胞内信号，两个第二信使分别激动两个信

号传递途径即IP3—Ca+和DG—PKC途径，实现对胞外信号的应答，因此将这一信号系统称为“双信使系统”。

30、Ras蛋白：是ras基因的产物，由191个氨基酸残基组成，分布于质膜胞质侧，结合GTP时为活化状态，结合GDP时失活状态，因此Ras蛋白属于GTP结合蛋白，具有GTP酶活性，具有分子开关的作用。 二、填空题 五、简答题

1、细胞质基质中Ca2+浓度低的原因是什么？

答案要点：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。

2、简述细胞信号分子的类型及特点？

答案要点：细胞信号分子包括：短肽、蛋白质、气体分子（NO、CO）以及氨基酸、核苷酸、脂类的胆固醇衍生物等，其共同特点是：①特异性，只能与特定的受体结合；②高效性，几个分子即可发生明显的生物学效应，这一特性有赖于细胞的信号逐级放大系统；③可被灭活，完成信息传递后可被降解或修饰而失去活性，保证信息传递的完整性和细胞免于疲劳。

3、比较主动运输与被动运输的异同。

答案要点：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。 4、NO的产生及其细胞信使作用？

答案要点：NO是可溶性的气体，NO的产生与血管内皮细胞和神经细胞相关，血管内皮细胞接受乙酰胆碱，引起细胞内Ca2+浓度升高，激活一氧化氮合成酶，该酶以精氨酸为底物，以NADPH为电子供体，生成NO和胍氨酸。细胞释放NO，通过扩散快速透过细胞膜进入平滑肌细胞内，与胞质鸟苷酸环化酶活性中心的Fe2+结合，改变酶的构象，导致酶活性的增强和cGMP合成增多。cGMP可降低血管平滑肌中的Ca2+离子浓度，引起血管平滑肌的舒张，血管扩张、血流通畅。NO没有专门的储存及释放调节机制，靶细胞上NO的多少直接与NO的合成有关。 5、钙离子的主要作用途径有哪几种？

答案要点：主要有：①通过钙结合蛋白完成作用，如肌钙蛋白C、钙调素；②通过钙调素活化腺苷酸环化酶及PDE调节cAMP水平；③作为双信使系统的传递信号；④参与其它离子的调节。

6、G蛋白的类型有哪些？

答案要点：G蛋白有两种类型一种是刺激型调节蛋白（Gs），另一种是抑制型调节蛋白（Gi）。二者结构和功能很相似，均由α、β和γ三个亚基组成，分子质量均为80~100000D，它们的β和γ亚基大小很相似，其α亚基也都有两个结合位点：一是结合GTP或基其类似物的位点，具有GTP酶活性，能够水解GTP；另一个是含有负价键

粘合带：又称带状桥粒，位于紧密连接下方，相邻细胞间形成一个连续的带状连接结构，跨膜蛋白通过微丝束间接将组织连接在一起，提高组织的机械张力。

粘合斑：细胞通过肌动蛋白纤维和整联蛋白与细胞外基质之间的连接方式，微丝束通过附着蛋白锚定在连接部位的跨膜蛋白上。存在于某些细胞的基底，呈局限性斑状。其形成对细胞迁移是不可缺少的。体外培养的细胞常通过粘着斑粘附于培养皿上。 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中通过，从而沟通细胞达到代谢与功能的统一。

间隙连接在代谢偶联中的作用：使代谢物（如氨基酸、葡萄糖、核苷酸、维生素等）及第二信使（cAMP、Ca2+等）直接在细胞之间流通。间隙连接在神经冲动信息传递过程中的作用：在由具有电兴奋性的细胞构成的组织中，通过间隙连接建立的电偶联对其功能的协调一致具有重要作用。间隙连接在早期胚胎发育和细胞分化过程中具有重要；间隙连接对细胞增殖的控制也有一定作用。 2、胞外基质的组成、分子结构及生物学功能是什么？

答案要点：组成细胞外基质的大分子可大致分为四大类：胶原、弹性蛋白、非胶原糖蛋白及氨基聚糖和蛋白聚糖。

⑴胶原：胶原是胞外基质最基本结构成份之一，是细胞外基质中最主要的水不溶性纤维蛋白。动物体内含量最丰富的蛋白，普遍存在于体内各种器官和组织，是细胞外基质中的框架结构，可由成纤维细胞、软骨细胞、成骨细胞及某些上皮细胞合成并分泌到细胞外。

胶原的分子结构：胶原纤维的基本结构单位是原胶原；原胶原是由三条肽链盘绕成的三股螺旋结构；原胶原肽链具有Gly-x-y重复序列（G：甘氨酸，x常为脯氨酸，y常

为羟脯氨酸或羟赖氨酸），对胶原纤维的高级结构的形成是重要的；在胶原纤维内部,原胶原蛋白分子呈1/4交替平行排列,一个原胶原分子的头部与下一个原胶原分子的尾部有一个小的间隔分隔，形成周期性横纹。

胶原的功能：a、构成细胞外基质的骨架结构，细胞外基质中的其它组分通过与胶原结合形成结构与功能的复合体；b、在不同组织中，胶原组装成不同的纤维形式,以适应特定功能的需要；c、胶原可被胶原酶特异降解，而参入胞外基质信号传递的调控网络中。

⑵氨基聚糖和蛋白聚糖：氨基聚糖(GAG)，又称糖胺聚糖，是由重复的二糖单位构成的长链多糖，二糖单位：一是氨基己糖(氨基葡萄糖或氨基半乳糖)，另一个是糖醛酸。氨基聚糖可分为：透明质酸、4-硫酸软骨素、6-硫酸软骨素、硫酸皮肤素、硫酸乙酰肝素、肝素和硫酸角质素等。透明质酸及其生物学功能：透明质酸是一种重要的糖胺聚糖，透明质酸是增殖细胞和迁移细胞的胞外基质主要成分，也是蛋白聚糖的主要结构组分；透明质酸在结缔组织中起强化、弹性和润滑作用；透明质酸使细胞保持彼此分离，使细胞易于运动迁移和增殖并阻止细胞分化；在胞外基质中，透明质酸倾向于向外膨胀，产生压力，使结缔组织具有抗压的能力。

蛋白聚糖：存在于所有结缔组织和细胞外基质及许多细胞表面，是由氨基聚糖与核心蛋白的丝氨酸残基共价连接形成的巨分子，若干蛋白聚糖单体借连接蛋白以非共价键与透明质酸结合形成多聚体。蛋白聚糖的功能：软骨中的蛋白聚糖是最大巨分子之一, 赋予软骨以凝胶样特性和抗变形能力；蛋白聚糖可视为细胞外的激素富集与储存库，可与多种生长因子（如成纤维细胞生长因子[FGF]、转化生长因子β[TGFβ]等）结合，有利于激素分子进一步与细胞表面受体结合，有效完成信号的传导。 ⑶层粘连蛋白和纤连蛋白：

a、层粘连蛋白：是各种动物胚胎及成体组织的基膜的主要结构组分之一，是高分子糖蛋白（相对分子量820KD），由一条重链和两条轻链构成。细胞通常是通过层粘连蛋白锚定于基膜上；层粘连蛋白在胚胎发育及组织分化中具有重要作用；层粘连蛋白也与肿瘤细胞的转移有关。

b、纤连蛋白：纤连蛋白是高分子量糖蛋白（220-250KD），是多聚体，各亚单位在C端形成二硫键交联，各亚单位由数个结构域构成，RGD三肽序列是细胞识别的最小结构单位。纤粘连蛋白的膜蛋白受体为整合素家族成员之一,在其细胞外功能区有与RGD高亲和性结合部位。纤连蛋白的主要功能：⑴介导细胞粘着，通过细胞信号转导途径调节细胞的形状和细胞骨架的组织；促进细胞铺展；⑵在胚胎发生过程中,纤粘连蛋白对于许多类型细胞的迁移和分化是必须的；⑶在创伤修复中,纤粘连蛋白促进巨噬细胞和其它免疫细胞迁移到受损部位；⑷在血凝块形成中,纤粘连蛋白促进血小板附着于血管受损部位。

⑷弹性蛋白：弹性蛋白是弹性纤维的主要成分；主要存在于脉管壁及肺。弹性纤维与胶原纤维共同存在,分别赋予组织以弹性及抗张性。 七、翻译

1、细胞表面的粘附分子 2、细胞膜 3、细胞连接 4、细胞外被 5、生物膜

1、adhirin molecule of cell surface,CAM 2、cell membrane 3、 cell junction 4、cell coat 5、biomembrane

第五章 物质的跨膜运输与信号传递

本章要点：本章着重阐述物质跨膜运输与信号传递的方式。要求重点掌握物质跨膜运输的各种方式及其原理，重点掌握细胞信号转导的作用方式及主要途径。

二、填空题

1、根据胞吞的物质是否有专一性，将胞吞作用分为的胞吞作用和的胞吞作用。1、受体介导，非特异性；

2、细胞的化学信号可分为、、、等四类。2、内分泌激素，神经递质，介导因子，气体分子。

3、细胞膜表面受体主要有三类即、和。3、离子通道型受体，G蛋白偶联型受体，酶偶联的受体

4、细胞之间以三种方式进行通讯，细胞间，通过与质膜的影响其他细胞；细胞间形成连接，通过交换使细胞质相互沟通；细胞通过分泌进行相互通讯，是细胞间通讯的途径。4、直接接触，信号分子，间隙，小分子，化学信号，最主要。

5、根据物质运输方向与离子沿梯度的转移方向，协同运输又可分为协同与协同。5、同向，反向6、在细胞的信号转导中，第二信使主要有、、和。。6、cAMP，cGMP，IP3，DG。

7、Ca2+泵主要存在于膜和膜上，其功能是将Ca2+输出或泵入中储存起来，维持内低浓度的Ca2+。7、细胞，内质网，细胞，内质网腔，胞质。

8、小分子物质通过、、等方式进入细胞内，而大分子物质则通过或作用进入细胞内。8、简单扩散，协助扩散，主动运输，胞饮，吞噬

9、H+泵存在于细菌、真菌、细胞的细胞膜、及上，将H+泵出细胞外或细胞器内，使周转环境和细胞器呈性。9、植物，溶酶体，液泡膜，酸。

10、IP3信号的终止是通过形成IP2，或被形成IP4。DG通过两种途径终止其信使作用：一是被成为磷脂酸，进入磷脂酰肌醇循环；二是被水解成单脂酰甘油。10、去磷酸化，磷酸化；DG-激酶磷酸化，DG酯酶。

11、在磷酰③脂醇信号通路中胞外信号分子与细胞表面受体结合，质膜上的磷脂酶C，使质膜上水解成1,4,5-三磷酸肌醇（IP3）和二酰基甘油（DG）两个第二信使，胞外信号转换为胞内信号，这一信号系统又称为。11、G蛋白偶联，激活，二磷酸磷脂酰肌醇，双信使系统。

12、酶偶联受体通常是指与酶连接的细胞表面受体又称，目前已知的这类受体都是跨膜蛋白，当胞外配体与受体结合即激活受体胞内段的酶活性。至少包括五类即：、、、和。12、催化性受体，受体酪氨酸激酶，受体丝氨酯酸/苏氨酸激酶，受体酪氨酸磷酸酯酶，受体鸟苷酸环化酶，酪氨酸蛋白激酶联系的受体。

13、门通道对离子的通透有高度的不是连续开放而是开放，门的开关在于孔道蛋白的变化，根据控制门开关的影响因子的不同，可进一步区分为门通道、门通道、门通道。13、选择性，瞬时，构象，配体，电压，压力激活。

14、由G蛋白偶联受体所介导有细胞信号通路主要包括___________信号通路和14、cAMP，双信使系统。___________信号通路。

15、磷脂酰肌醇信号通路中产生两个第二信使的前体物质是。15、IP3，DG。 16、硝酸甘油之所以能治疗心绞痛是因为它在体内能转化为，引起血管，从而减轻的负荷和的需氧量。16、NO，舒张，心脏，心肌。 三、选择题三、选择题

1、B；2、B； 3、C；4、D；5、A；6、D；7、C；8、A；9、A；10、D；11、C；12、C； 13、D；14、B；15、A；16、D；17、D，18、A，19、A。 四、判断题

1、√；2、√；3、√；4、×；5、×；6、√；7、×；8、√；9、√；10、√；11、×；

12、√；13、×；14、×；15、×；16、√；17、×；18、√。

1、动物细胞间信息的直接传递主要是通过( )完成。 A、紧密连接 B、间隙连接 C、桥粒 D、半桥粒 2、GTP酶激活蛋白（GAP）的作用是（ ）。

A、激活Ras B、使Ras失活 C、抑制三联体G蛋白 D、激活三联体G蛋白2、3、能与胞外信号特异识别和结合，介导胞内信使生成，引起细胞产生效应的是( )。 A、载体蛋白 B、通道蛋白 C、受体 D、配体

4、在下列细胞结构中不存在Ca2+-ATPase的是（ ）。 A、线粒体膜 B、内质网膜 C、细胞膜 D、核膜 5、分泌信号传递最主要的方式是（ ）。 A、内分泌 B、旁分泌 C、自分泌 D、突触信号 6、下列不属于第二信使的是（ ）。 A、cAMP B、cGMP C、DG D、NO

7、Na+-K+泵由α、β两个亚基组成，当α亚基上的（ ）磷酸化才可能引起α亚基构象变化，而将Na+泵出细胞外。

A、苏氨酸 B、酪氨酸 C、天冬氨酸 D、半胱氨酸

8、磷酸化运输也称基团转运，其转运机制是将转运到细胞内的分子进行磷酸化，使其在细胞内维持“较低”的浓度，运输过程中涉及酶和蛋白质，所需能量由（ ）提供。 A、磷酸烯醇式丙酮酸 B、ATP C、GTP D、NADPH

9、在下列激酶中，除（ ）外，都能使靶蛋白的丝氨酸或苏氨酸磷酸化。 A、酪氨酸蛋白激酶 B、蛋白激酶K C、蛋白激酶C D、都不对 10、下列关于信号分子的描述中，不正确的一项是（ ）。 A、本身不参与催化反应 B、本身不具有酶的活性 C、能够传递信息 D、可作为酶作用的底物

11、真核细胞的胞质中，Na+和K+平时相对胞外，保持（ ）。 A、浓度相等 B、[Na+]高，[K+]低

C、[Na+]低，[K+]高 D、[Na+] 是[K+]的3倍 12、生长因子是细胞内的（ ）。

A、结构物质 B、能源物质 C、信息分子 D、酶

13、肾上腺素可诱导一些酶将储藏在肝细胞和肌细胞中的糖原水解，第一个被激活的酶是（ ）。

A、蛋白激酶A B、糖原合成酶 C、糖原磷酸化酶 D、腺苷酸环化酶

14、下列哪种运输不消耗能量（ ）。 A、胞饮 B、协助扩散 C、胞吞 D、主动运输

15、Ras基因的哪一种突变有可能引起细胞的癌变（ ）

A、突变后的Ras蛋白不能水解GTP B、突变后的Ras蛋白不能结合GTP C、突变后的Ras蛋白不能结合Grb2或Sos D、突变后的Ras蛋白不能结合Raf 16、（ ）不是细胞表面受体。

A、离子通道 B、酶连受体 C、G蛋白偶联受体 D、核受体 17、细胞间的识别依赖于（ ）。

A、胞间连接 B、粘连分子 C、分泌型信号分子 D、膜上受体 18、动物细胞中cAMP的主要生物学功能是活化（ ）。 A、蛋白激酶C B、蛋白激酶A C、蛋白激酶K D、Ca2+激酶 19、在G蛋白中，α亚基的活性状态是（ ）。

A、与GTP结合，与βγ分离 B、与GTP结合，与βγ聚合 C、 与GDP结合，与βγ分离 D、 与GTP结合，与βγ聚合 四、判断题

1、NO作为局部介质可激活靶细胞内可溶性鸟甘酸环化酶。（ ） 2、亲脂性信号分子可穿过质膜，通过与胞内受体结合传递信息。（ ）

3、胞吞作用与胞吐作用是大分子物质与颗粒性物质的跨膜运输方式，也是一种主动运输，需要消耗能量。（ ）

4、协助扩散是一种不需要消耗能量、不需要载体参与的被动运输方式。（ x） 5、受化学信号物质刺激后开启的离子通道称为配体门通道。（x ）

6、大分子物质及颗粒通常以膜泡方式运输，而小分子及离子往往以穿膜方式运输。（ ） 7、主动运输是物质顺化学梯度的穿膜运输，并需要专一的载体参与。（ x） 8、细胞外信号分子都是通过细胞表面受体又进行跨膜信号传递的。（ ） 9、G蛋白偶联受体都是7次跨膜的。（ ）

10、G蛋白偶联受体被激活后，使相应的G蛋白解离成三个亚基，以进行信号传递。（ ） 11、Ras是由α、β、γ三个亚基组成的GTP酶。（x ） 12、胞外信号通过跨膜受体才能转换成胞内信号。（ ）

13、Ca2+是细胞内广泛存在的信使，细胞质中游离的Ca2+浓度比胞外高。（ x） 14、Na+—K+泵既存在于动物细胞质膜上，也存在于植物细胞质膜上。（x ） 15、胞吞作用和胞吞作用都是通过膜泡运输的方式进行的，不需要消耗能量。（ x） 16、DG结合于质膜上，可活化与质膜结合的蛋白激酶C。（ ）

17、IP3与内质内上的IP3配体门钙通道结合，关闭钙通道，使胞内Ca2+浓度升高。（x ）

18、硝酸甘油治疗心绞痛的作用原理是：硝酸甘油在体内转化成NO，从而可舒张血管，减轻心脏负荷和心肌的需氧量。（ ）

第五章参考答案

一、名词解释

1、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。

2、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。

3、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。 4、细胞通讯：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。对于多细胞生物体的发生和组织的构建，协调细胞的功能，控制细胞的生长、分裂、分化和凋亡是必须的。

5、细胞识别：细胞通过其表面的受体与胞外信号物质分子（配体）选择性地相互作用，进而导致胞内一系列生理生化变化，最终表现为细胞整体的生物学效应的过程。 6、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。

7、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

8、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。

9、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。

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