Chapter 2 Cell membrane
1.简述细胞膜的特性。
1）不对称性：细胞膜的两侧具有不同的组成，包括三种成分的不对称性和维持膜功能的方向性。
膜脂分布不对称：脂质双分子层两边组成不同；
膜蛋白不对称：膜蛋白不对称分布，膜蛋白的不同定向；
膜糖的不对称：膜糖分布朝向胞外。
2）膜的流动性：膜成分处于不断运动中，是保证膜功能的重要条件，包括膜脂流动性与膜蛋白流动性.
2.试述不同类型膜蛋白的特点。
1）膜内在蛋白：
部分或全部镶嵌在细胞膜中或内外两侧；以非极性、疏水性氨基酸与脂双分子层的非极性疏水区相互作用而结合在质膜上；分子中具有一个或多个富含疏水性氨基酸的疏水区，多呈α螺旋；
在膜上可单次穿膜或多次穿膜。
2）膜周边蛋白质：
分布于膜的外表面；通过非共价键与膜脂极性头部结合；通过与膜内在蛋白亲水部分相互作用间接与膜结合。
3.何为离子通道蛋白？在胞膜物质运输中该类蛋白有何作用？
概念：大多都与离子的转运有关，通道蛋白也称为离子通道。
作用：具有离子选择性，只允许一定体积和电荷的离子通过；
转运速率高，离子通道转运离子的速率极快，比载体蛋白所介导的最快转运速率高1 000倍；
介导的物质跨膜运输是被动运输，使物质从高浓度向低浓度运输,不需要细胞提供能量. 4.举例说明离子泵在主动运输中的作用。
(答题要点：什么是离子泵，钠钾泵的组成及作用过程)
离子泵实际上就是膜上的一种ATP酶，实现离子或小分子逆浓度或电化学梯度的跨膜运动，是直接利用水解ATP提供能量的主动运输。
Na+-K+-ATP酶由大小两个亚基组成，大亚基是一个多次跨膜的膜整合蛋白，具有ATP酶活性，为催化亚单位。其中，大亚基在其胞质面有一个ATP结合点和三个高亲和的Na+结合点，在膜的外表面有两个高亲和K+结合点和一个K+结合点。
钠钾泵的作用是通过ATP驱动的泵构型改变来完成的。首先由Na+结合到胞质面的结合点，刺激ATP水解，使泵磷酸化，引起蛋白质构型改变，暴露Na+结合点面向细胞外，使Na+释放到细胞外；于此同时也将K+结合点朝向细胞外表面，结合胞外K+后引起泵去磷酸化，导致蛋白质的构型再次发生变化，将K+结合点朝向细胞质面，然后释放K+至胞质溶胶内，蛋白构型恢复原状。钠钾泵每秒钟可发生1000次构象变化，每个循环消耗1个ATP分子，泵出3个Na+和泵入2个K+。
5.试述细胞连接的主要类型及特点。
紧密连接：无间隙，点状对合结构。其作用是封闭细胞间隙：阻止物质从细胞之间通过，保证转运方向性。
锚定连接：粘着连接：带状、15-20nｍ缝隙、内有丝状物质.与微丝相连．
桥粒连接：纽扣状、胞质内侧圆盘型斑；中间纤维附着。
间隙连接：1.5-2nm间隙，中有规则排列的横颗粒；最普遍的细胞连接的方式。
6.试述细胞黏连分子的类型及特点。
类型：钙黏素，免疫球蛋白超家族，整合素，选择素。
1）钙粘素：
属同亲性依赖Ca2+的细胞粘连糖蛋白，介导依赖Ca2+的细胞粘着和从ECM到细胞质传递信号；
分类有，E-钙黏蛋白、N-钙黏蛋白、P-钙黏蛋白；
钙黏素介导细胞间钙依赖同亲性粘着。钙黏素的细胞部分通过接头蛋白和肌动蛋白纤维相连。 2）免疫球蛋白超家族的CAM：
分子结构中具有与免疫球蛋白类似的结构域的CAM超家族；
介导同亲性细胞粘着或介导异亲性细胞粘着,但其粘着作用不依赖Ca2+，其中N-CAMs 在神经组织细胞间的粘着中起主要作用。
3）整合素：
由α和β两个亚基形成的异源二聚体糖蛋白：
可与不同的配基结合，从而介导细胞与基质、细胞与细胞之间的粘着。
4）选择素：
属异亲性依赖于Ca2+的、能与特异糖基识别并相结合的糖蛋白；
主要参与白细胞与血管（淋巴管）内皮细胞之间的识别与粘着；
白细胞表面有L-选择素，血小板和炎症激活内皮细胞表达P-选择素，激活内皮细胞表达-E选择素。
7.什么叫细胞外基质？有哪些组分？
细胞外基质：由细胞分泌、存在于胞外空间的纤维网络结构。
主要成分：氨基聚糖、蛋白聚糖、胶原、弹性蛋白、纤粘连蛋白、层粘连蛋白
8.试述氨基聚糖与蛋白聚糖的联系与区别。
1）氨基聚糖：为不分支多糖，二糖单位聚合.（二糖单位=氨基葡萄糖或氨基半乳糖+糖醛酸）
2）蛋白多糖：高度糖基化的蛋白，由核心蛋白与氨基聚糖共价结合形成。
（主要联系和区别）
Chapter 3 Endomembrane System
1.什么叫内膜系统?内膜系统有哪些成员?简述各成员的结构和功能。
概念：内膜系统是指细胞内那些在结构和功能上为连续统一体的细胞内膜。主要包括内质网、高尔基复合体、溶酶体（核膜）等。
主要成员：
1）内质网：由一层单位膜构成的小管、小泡和扁平囊连接成的连续网状膜系统。
RER功能：蛋白质合成、转运、加工、折叠；ER与蛋白质糖基化：增加蛋白稳定性（抗组织蛋白酶的消化）、增加水溶性、影响蛋白质的构象、帮助蛋白质正确折叠；RER
与蛋白质的折叠。
SER功能：合成脂类分子、参与糖原代谢、解毒
2）高尔基复合体：膜性的囊、泡结构复合体。
功能：蛋白质加工，由酶催化的蛋白质修饰，包括糖基化与水解；蛋白质分选；蛋白质运输。 3）溶酶体：由单位膜围成的小泡，含有多种酸性水解酶（标志酶:酸性磷酸酶）功能：异体吞噬、自体吞噬、胞外消化、自溶作用
4）过氧化物酶体：是由单层膜围绕、内含一种或几种氧化酶类和过氧化氢酶的异质性细胞器。
功能：使毒性物质失活；脂肪酸的氧化；尿酸的氧化。
2.试用信号假说解释核糖体所合成的分泌蛋白质如何从内质网腔外侧进入内质网腔内的?
蛋白质合成起始于细胞质基质中的核糖体→核糖体可通过新生多肽链上的信号肽引导结合于RER
膜上→蛋白质转运入RER腔中进一步完成蛋白质的合成。
1)信号肽:是蛋白质N末端最先被合成的、一段多肽链（18-30aa）；介导蛋白质对RER膜的附着及
在RER膜上的转运。
2) 信号识别蛋白：一种蛋白-RNA复合物；能识别、结合信号肽并与RER膜上特定蛋白结合；
存在信号肽结合位点与SPR受体结合位点；RNA折叠成tRNA的空间构象，介导SRP与
核糖体的结合。
3）转位子：蛋白质复合体；蛋白跨膜转运的通道；其上有信号肽附着的位点；中央孔道与核糖体大亚基排列成一行，与核糖体内部相连续。
3.简述信号识别蛋白的组成及作用。
组成：为一种蛋白-RNA复合物；6个蛋白质亚单位、1个RNA分子组成；存在信号肽结合位点与SPR 受体结合位点；RNA折叠成tRNA的空间构象，介导SRP与核糖体的结合。
作用：将核糖体牢固地附着于SER膜上；使合成的蛋白质不被提前释放到细胞质中，保证了分泌蛋白正确的运输方向；保护细胞质不被所合成的溶酶体酶及水解酶损坏。
4.分泌蛋白的糖基化在内膜系统中是如何发生的？
A:低聚糖活化：低聚糖（乙酰葡萄糖胺、甘露糖、葡萄糖）+ 多萜醇
B:糖链的转移：活化寡糖转移到蛋白的天冬酰胺残基NH2 基团。
5.高尔基复合体中溶酶体酶是怎样被分选的?
信号肽：溶酶体蛋白分子中的特定氨基酸序列。
信号斑：溶酶体蛋白多肽链上的多个信号片段；经空间折叠后形成。
过程：
GC顺面：信号斑被乙酰氨基葡萄糖磷酸转移酶特异性识别，蛋白上的甘露糖被磷酸化（ M6P ）。 GC反面：带M6P的溶酶体蛋白与膜上M6P受体结合，进入有被小泡，完成其分选。有被小泡与内体融合：在酸性环境下溶酶体蛋白与M6P受体分离；受体通过芽生的小泡再循环回Golgi。
6.从结构与功能的联系说明内膜系统各成员间的联系。
以分泌蛋白的运输为例：
由核糖体合成的分泌蛋白质进入内质网腔后，经过糖基化作用，又被包裹于由内质网分离下来的小泡内再经高尔基体变为浓缩，之后再由浓缩泡浓缩成分分泌颗粒而被派出细胞之外。这是分泌蛋白的常见派出途径。另一种途径是含有分泌蛋白质的小泡由内质网脱离后直接形成浓缩泡，再由浓缩泡变为分泌颗粒而被排出。
7.SNARE蛋白是如何介导囊泡与靶膜间发生特异性识别与融合的？
（SNARE的组成结构特点）
v-SNARE：在转运囊泡表面有一种VAMP蛋白质。
t-SNARE ：存在于靶标细胞器膜上的SNAREs的对应序列
融合机制：2种SNARE相互缠绕形成复合体，将运输小泡的膜与靶膜拉在一起，实现运输小泡特异性停泊和融合。
Chapter 4 Nucleus
1.简述核膜的结构与功能。
结构：外核膜、内核膜、核周间隙、核孔、核纤层。功能：1）核膜为基因表达提供了时空隔离屏障；
2）核膜参与了生物大分子的合成；
3）核质之间的物质运输：被动扩散和主动运输。
2.常染色质与异染色质在结构与功能上有何异同？
3.两种染色质蛋白质有何特性和功能？
4.比较染色体包装的两种结构模型的主要区别。
染色质的多级螺旋化模型： DNA→核小体（一级结构）→螺线管（二）→超螺线管（三）
→染色单体（四）
染色质的放射环模型：一、二级结构与四级结构模型一致，30nm螺线管形成放射环。
（讲述主要区别）
5.解释染色体的功能元件及其主要作用。
1)DNA:
复制源序列：是细胞进行DNA复制的起始点;在真核细胞中，多个复制源序列可被成串地激活， DNA双链在此处解旋并打开，进行复制。
着丝粒序列：位于复制完成的两条姐妹染色单体连接部；与纺锤体微管相连，协助复制了的染色体平均分配到两个子细胞中。
端粒序列：为一富含G的简单重复序列;分布于染色体的两个端部，维持DNA分子末端复制的完整性及染色体独立性和稳定性,
2)组蛋白:是真核细胞染色质的主要结构蛋白.
3)非组蛋白:参与构建染色体;参与DNA的复制与转录;调控基因的转录.
6.简述中期染色体的形态特征。
中期染色体是由着丝粒相连的两条姐妹染色单体构成，这两条染色单体是由同一个DNA分子复制
而来，携带相同的遗传信息。除着丝粒外，染色体上还可见主缢痕、次缢痕、端粒、随体等结构。
7.试述核仁的超微结构及功能。
结构：光镜下核仁通常是匀质的球体，具较强的折光性；蛋白合成旺盛细胞中核仁很大。电镜下核仁裸露无膜、由纤维丝构成。核仁的亚微结构包括：①纤维中心：多位于核仁的中心部分，在电镜下为浅染的低电子密度区域，是rRNA基因rDNA的存在部位。rDNA实际上是从染色体上伸展出来的DNA 袢环，每一个袢环为一个核仁组织者.在袢环上，rRNA基因串联排列，进行高速转录，产生rRNA，组织形成核仁。人类的rRNA基因分布在10条染色体上；②致密纤维成分：是核仁内电子密度最高的区域，紧密排列的原纤维细丝组成直径为5-10nm的纤维，位于浅染区的周围，含有正转录的rRNA分子；
③颗粒成分：电子密度较大，呈致密的颗粒状。多位于核仁网架中或位于纤维中心的外周。主要成分是rRNA和蛋白质，是直径15-20的成熟的核糖体亚单位的前体颗粒。
功能：合成、加工rRNA和装配核糖体亚基的重要场所。
1）rRNA合成和加工由RNA聚合酶１催化完成；
2）核糖体亚基的组装：核糖体的大小亚基在核仁中装配成熟后，通过核孔转
运至细胞质中，形成有功能的核糖体。
8.核基质的结构如何？有何功能？
结构：真核细胞核内除去核膜、核纤层、染色质与核仁以外的一个以纤维蛋白成分为主的精密网架体系。核基质充满整个核内空间。
功能：1）DNA复制的支架；
2）参与基因转录，细胞核内hnRNA加工及定向运输；
3）参与细胞分裂中染色体构建和核的重建；
4）参与细胞的分化；
5）病毒DNA的复制、RNA的转录；
6）癌基因的表达。
9.细胞核有哪些功能？
1）遗传信息的主要贮存库，整套的遗传信息贮存在细胞核内；
2）遗传信息表达时，带有指导蛋白质合成信息的mRNA，以及在蛋白质合成中起重要作用的rRNA 都来自于细胞核。
Chapter 5 mt
1.试述线粒体的超（亚）微结构及其功能。
Mt是由两层单位膜围成的、封闭囊状结构，具体结构与功能的联系如下：
1）外膜：有许多转运蛋白构成的跨膜脂质双层的直径2-3nm的筒状结构，以水相通道的形式为包括小分子多肽在内的分子量小与10000的物质分子通过提供条件；
2）内膜：通透性很小，大于150的物质分子不能通过。但具有高度选择通透性，膜上的转运蛋白控制内外腔的物质交换，保证活性物质的正常代谢。内膜形成的嵴极大扩大了内膜的表面积
为呼吸链系和合成酶等重要的酶提供了更大的附着空间，保证氧化磷酸化大量快速进行。 3）基粒：位于内膜和嵴的基质侧，可与呼吸链的作用相偶联。基粒结构将可溶性酶（F1)、寡霉素敏感蛋白（OSCP）和疏水蛋白（F0）结合在一起形成H+ ATP 复合体，可及时快速完成H+
的传递和ATP合成过程。
4）基质：基质中含有三羧酸循环、氨基酸降解等重要的酶系统及能力转化酶系统，可完成氧化磷酸化等重要的生化过程。尤其是mtDNA、Mt核糖体等重要结构，可使mt完成自身的蛋白质合
成，并与核基因一道共同完成mt的生长、发育、增殖、mtDNA的复制、转录和翻译等重要
生理过程。
2.如何理解线粒体是半自主性的细胞器。
线粒体的半自主性主要表现在两个方面：
1）mt具有一定的自主性：mt内有自身的遗传物质mtDNA和完整的遗传信息传递与表达系统，能
合成自身的mRNA、tRNA、rRNA.并能生成自身的蛋白质，具有一定遗传自主性；
2）mt功能的实现必须依赖于C的遗传系统：①mtDNA所含信息量很少，只能编码13中蛋白质，
占mr全部蛋白质的10%，其余90%由核基因编码；②mtDNA转录和翻译过程完全依赖细胞核的遗传装置。mtDNA的转录和翻译过程所需的酶全部由核DNA编码，无核遗传系统的参与，mtDNA 不能进行复制和表达；③mt核糖体的合成是两套遗传系统共同作用的结果。Mt的rRNA由mtDNA 转录而来，但部分核糖体蛋白质由细胞核DNA转录，在细胞质的核糖体上合成后再运输到mt 进行核糖体组装；④mt生长时需要的化学成分有两种不同的来源；⑤mt的生物发生是和DNA 和mtDNA分别受控的过程。线粒体基础支架的形成、mtDNA的复制、转录和翻译、mt的生长、增殖等过程高度依赖细胞核基因编码的蛋白质，内膜上的氧化磷酸化位点的分化受核DNA和
mtDNA共同控制。因此说mt具有半自主性。
3.核编码蛋白质向mt的转运过程。
Mt的生命活动中有很多蛋白质是核基因编码、在细胞基质中产生并转移到mt中。这些蛋白质形成后与分子伴侣蛋白新生多肽相关复合物相互作用，以增加蛋白转运的准确性；此外，与另一种分子伴侣热激蛋白hsp70结合，防止蛋白形成不可解开的构象，使前体蛋白去折叠。当前体蛋白到达 Mt表面时表面时，在分子伴侣Ydilp和ATP水解酶的作用下，前体蛋白与hsp70分离。然后在mt
膜上至少与三个输入受体结合，最终进入mt外膜的输入通道。
前体蛋白的前导肽链进人mt腔后，在分子伴侣mt基质Hsp70协助下，肽链迅速穿越mt膜进入 Mt。当蛋白质跨膜转运到mt后，在分子伴侣mthsp70和分子伴侣hsp60、hsp10的协助下，重新折叠，恢复天然构象，完成穿越mt膜进入mt行使功能的过程。
4.试述细胞能量转换主要过程及细胞学部位。
细胞内能量转化大致分为三个阶段：
1）大分子降解和糖酵解：在细胞质基质中，大分子物质蛋白质水解成为氨基酸、脂肪分解成为甘油和脂肪酸、多糖分解成为单糖。其中氨基酸和脂肪酸经活化后进入mt、葡萄糖在细胞质基质中无氧酵解形成2分子丙酮酸进入mt。同时生成2对H经递氢体NAD+携带形成2分子 NADH+H+，另一个H+则留在细胞质基质中。此过程净生成2分子ATP。
2）三羧酸循环：在mt基质中，丙酮酸在丙酮酸脱氢酶系的作用下，进一步分解为乙酰辅酶A、
脂肪酸活化后形成脂酰辅酶A，脂酰辅酶A在脂肪酸氧化多酶复合体的作用下形成乙酰辅酶A。
乙酰辅酶A与草酰乙酸缩合形成含有三个羧酸的柠檬酸进入三羧酸循环。在三羧酸酶系的作用下，经过一系列酶促的氧化脱氢、脱羧反应，使乙酰基彻底氧化分解产生1分子GTP，2分子CO2和4对H，为氧化磷酸化提供氢离子。
3）电子传递和氧化磷酸化：三羧酸循环脱下的H首先解离为H+和e-，e-传递到mt内膜上的呼吸链，经过呼吸链上4个复合体的传递，NADH和FADH2分子把它们从食物氧化得来的电子转移给氧分子，生成O2-，与H+化合生成水，完成氧化过程。而H+在传递过程中，电子逐级释放能量，1分子葡萄糖彻底氧化分解可产生38 /36分子ATP.
综上，大分子物质蛋白质、脂肪和多糖经以上3个过程彻底氧化，储存在蛋白质、脂肪、多糖分子中的化学能，经过磷酸化过程被转变为机体可用的ATP，完成能量转化过程。
5.简述线粒体与医学的关系。
1) mt细胞色素C: 释放后，引起细胞凋亡；
2)产生活性O（氧自由基、过氧化氢）：使mt DNA氧化，引起mt功能异常;
3)mtDNA突变所致疾病(分为两种：碱基替换、缺失－插入突变)
Chapter 6 cytoskeleton
1.简述微管的亚微结构和功能。
亚微结构：由微管蛋白和微管结合蛋白组成。微管蛋白和微管结合蛋白
相互连接形成二聚体，13个二聚体围成一周，螺旋盘绕装配
成微管的壁，根据结构不同可分为单管微管、二联管微管、
三联管微管三种类型。
功能：
1）维持细胞形态：微管与微丝、中间纤维一道组成细胞的网状结
构系统，形成细胞的网状支架，维持细胞特有形态；
2）构成鞭毛、纤毛和中心粒等细胞的特化结构，参与细胞运动；
3）维持细胞器的位置，参与细胞器的移动；
4）参与细胞内的物质运输：通过马达蛋白完成；
5）参与染色体的分裂，调节细胞分裂；
6）参与细胞内的信号传递。
2.微丝在细胞中以哪些形式存在?微丝的超微结构怎样?
存在形式：
1）细胞膜下和各种微丝结合蛋白组成网状结构，为细胞膜提供强度和韧性，并维持细胞形态；
2）作为肌纤维的组成成分，参与肌肉收缩；
3）参与细胞的运动，如：变形，吞噬运动。
超微结构：由肌动蛋白和肌球蛋白组成的双股螺旋，比微管细。
3.何为微丝与微管的极性与动态不稳定性？
4.请举例说明微丝与微管在参与细胞运动过程中作用的差异。
微管参与细胞器的位移：
1）有丝分裂时，微管形成纺锤体，牵引染色体到达分裂极，微管是构成有丝分裂器的主要成分。染色体的分裂和位移与微管马达蛋白有关；
2)纤毛和鞭毛的运动,动力蛋白的作用可使相邻二联管彼此滑动或弯曲。
微丝与胞质的运动密切相关：
1）微丝纤维生长，使细胞表面突出，形成片足；
2）在片足与基质接触的位置形成粘着斑；
3）在肌球蛋白的作用下微丝纤维滑动；
4）解除细胞后方的粘和点。
5.试述微丝与微管组装的过程。
微管的组装过程：
成核期（延迟期）：和微管蛋白聚合成短的寡聚体，核心形成。
1）形成微管组织中心MTOC；
2）γ微管球蛋白：可聚合成环状复合体(γ-TuRC), 参与微管蛋白的核化，帮助α和β微管蛋白聚合为微管纤维。
聚合期（延长期）：微管蛋白聚合速度大于解聚速度，为微管延长。
稳定期（平衡期）：微管蛋白浓度达到临界浓度，微管的组装与去组装速度相等。
微丝的组装过程为：成核期、延长期、平衡期。成核作用是在细胞膜下核心关键成分，微丝结合蛋白Arp2/3复合物以70度角结合在原有的肌动蛋白纤维上,形成新的纤维,并构
成树枝状网络。
6从单体分子结构特点及组装过程说明为何中间纤维的结构不具极性。
组成中间纤维的单体蛋白是线性蛋白，其中间为杆状中心区域，有4段α螺旋（被非螺旋区间隔，高度保守），与中间纤维聚合有关；头部（N端）、尾部（C端），非螺旋区，高度可变。
组装为中间纤维时，中间纤维单体蛋白杆状螺旋区的疏水aa平行结合二聚体此时有极性，双股超螺旋结反向平行结合四聚体，两端相同两两以半分子长度交错相连，原纤维4根相互缠绕中间纤维，呈园柱状,此时的四聚体无极性。同理，当其继续聚合时，均无极性。因此中间纤维是没有极性的。