《细胞生物学》论述练习题及参考答案 下载本文

内容发布更新时间 : 2024/12/26 2:27:04星期一 下面是文章的全部内容请认真阅读。

论述题参考答案(要点)

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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:O2 2) 四种复合物:I、II、III、IV 3) 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、IV

7) 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ATP 10) 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。