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它在膜上形成极小的亲水孔,溶质能扩散通过该孔。
只介导被动运输。
比较载体蛋白与通道蛋白的异同
相同点:
化学本质均为蛋白质、分布均在细胞的膜结构中,都有控制特定物质跨膜运输的功能。
不同点:
载体蛋白:
与特异的溶质结合后,通过自身构象的改变以实现物质的跨膜运输。
通道蛋白:
①通过形成亲水性通道实现对特异溶质的跨膜转运
②具有极高的转运效率
③没有饱和值
④离子通道是门控的(其活性由通道开或关两种构象调节)
小结细胞膜对物质的运输
a小分子、离子的跨膜转运方式载体蛋白和通道蛋白简单扩散被动运输主动运输
b大分子、颗粒物质的胞吞和胞吐受体介导的内吞
说明钠钾泵的工作原理及其生物学意义。
工作原理:
在细胞内侧α亚基与钠离子相结合促进ATP水解,α亚基上的天冬氨酸残基引起α亚基的构象发生变化,将钠离子泵出细胞外,同时将细胞外的钾离子与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钾离子泵进细胞,完成整个循环。
钠离子依赖的磷酸化和钾离子依赖的去磷酸化引起构象变化有序交替发生。
每一个循环消耗一个ATP分子泵出三个钠离子和泵进两个钾离子。
生物学意义:
①维持细胞膜电位②维持动物细胞渗透平衡③吸收营养
比较P-型离子泵、V-型质子泵、F-型质子泵和ABC超家族的异同。
(1)相同点:
①都是跨膜转运蛋白②转运过程伴随能量流动③都介导主动运输过程④对转运底物具有特异性⑤都是ATP驱动泵
(2)不同点:
①P型泵转运过程形成磷酸化中间体,V型,F型,ABC超家族则无
②P型,V型泵,ABC超家族都是逆电化学梯度消耗ATP运输底物,F型泵则是顺电化学梯度合成ATP
③P型泵主要负责Na+,K+,H+,CA2+跨膜梯度的形成和维持,V型,F型只负责H+的转运,ABC超家族转运多种物质
试述胞吞作用的类型及功能
(1)类型:
①吞噬作用②胞饮作用:
a.网格蛋白依赖的胞吞作用b.胞膜窖依赖的胞吞作用c.大型胞饮作用d.非网格蛋白/胞膜窖依赖的胞吞作用
(2)功能:
①吞噬作用:
a.原生动物摄取食物的一种方式b.高等生物体中摄取营养物质,清楚侵染机体的病原体及衰老或凋亡的细胞②胞饮作用:
a.大多数动物细胞摄取特定大分子的有效途径,是一种选择性浓缩机制,在保证细胞大量摄入特定大分子的同时,又可避免吸入细胞外大量液体。
b.参与胞内体分选途径
第二章细胞的统一性与多样性
一、名词解释
1、细胞:
生命活动的基本单位。
2、病毒(virus):
非细胞形态生命体,最小、最简单的有机体,必须在活细胞体内复制繁殖,彻底寄生性。
3、原核细胞:
没有核膜包裹的和结构的细胞,细菌是原核细胞的代表。
4、质粒:
细菌的核外DNA。
裸露环状DNA分子,可整合到核DNA中,常做基因工程载体。
二、选择题
1、在真核细胞和原核细胞中共同存在的细胞器是(D)
A.中心粒B.叶绿体C.溶酶体D.核糖体
2、在病毒与细胞起源的关系上,下面的哪种观点越来越有说服力(C)
A.生物大分子→病毒→细胞B.生物大分子→细胞和病毒
C.生物大分子→细胞→病毒D.都不对
3、原核细胞与真核细胞相比较,原核细胞具有(C)
A.基因中的内含子B.DNA复制的明显周期性
C.以操纵子方式进行基因表达的调控D.转录后与翻译后大分子的加工与修饰
4、下列没有细胞壁的细胞是(A)
A、支原体B、细菌C、蓝藻D、植物细胞
5、SARS病毒是(B)。
A、DNA病毒B、RNA病毒C、类病毒D、朊病毒
6、原核细胞的呼吸酶定位在(B)。
A、细胞质中B、细胞质膜上C、线粒体内膜上D、类核区内
7、逆转录病毒是一种(D)。
A、双链DNA病毒B、单链DNA病毒C、双链RNA病毒D、单链RNA病毒
四、判断题
1、病毒的增殖又称病毒的复制,与细胞的一分二的增殖方式是一样的。
×
2、细菌核糖体的沉降系数为70S,由50S大亚基和30S小亚基组成。
√
3、细菌的DNA复制、RNA转录与蛋白质的翻译可以同时同地进行,即没有严格的时间上的阶段性及空间上的区域性。
4.病毒是仅由一种核酸和蛋白质构成的核酸蛋白质复合体。
5.蓝藻的光合作用与某些具有光合作用的细菌不一样,蓝藻在进行光合作用时不能放出氧气,而光合细菌则可以放出氧气。
6.古核生物介于原核生物与真核生物之间,从分子进化上来说古核生物更近于真核生物。
六、问答题:
1、如何理解“细胞是生命活动的基本单位”这一概念?
答:
①细胞是构成有机体的基本单位
②细胞是代谢与功能的基本单位
③细胞是有机体生长与发育的基本单位
④细胞是繁殖的基本单位,是遗传的桥梁
⑤细胞是生命起源的归宿,是生物进化的起点
⑥细胞是物质结构、能量与信息过程精巧结合的综合体
⑦细胞是高度有序的,具有自组装能力的自组织体系。
2、简述原核细胞与真核细胞最根本的区别。
①基因组很小,多为一个环状DNA分子
②没有以膜为基础的各类细胞器,也无细胞核膜
③细胞的体积一般很小
④细胞膜的多功能性
⑤DNA复制、RNA转录与蛋白质的合成的结构装置没有空间分隔,可以同时进行,转录与翻译在时间空间上是连续进行的。
3、为什么说支原体是最小最简单的细胞?
一个细胞生存与增殖必须具备的结构装置与技能是:
细胞膜、DNA与RNA、一定数量的核糖体以及催化主要酶促反应所需的酶,可以推算出一个细胞所需的最小体积的最小极限直径为140nm~200nm,而现在发现的最小的支原体的直径已经接近这个极限,因此比支原体更小更简单的结构似乎不能满足生命活动的需要。
4、简述细胞的基本共性。
答:
①相似的化学组成
②脂-蛋白体系的生物膜
③相同的遗传装置
④一分为二的分裂方式
第四章细胞质膜
一、名词解释
细胞质膜(plasmamembrane):
指围绕在细胞最外层,由脂质、蛋白质和糖类组成的生物膜。
生物膜(biomembrane):
细胞内的膜系统与细胞质膜。
脂质体:
根据磷脂分子可在水相中形成稳定的脂双层膜的现象而制备的人工膜。
红细胞影:
哺乳动物成熟的红细胞经低渗处理后,质膜破裂,同时释放出血红蛋白和胞内其他可溶性蛋白,这时红细胞仍然保持原来的基本形状和大小。
膜骨架:
指细胞质膜下与膜蛋白相连的由纤维蛋白组成的网架结构。
它从力学上参与维持细胞质膜的形状并协助质膜完成多种生理功能。
三、选择
1、红细胞膜骨架蛋白的主要成分是(A)
A、血影蛋白B、带3蛋白C、血型糖蛋白D、带7蛋白
2、有关膜蛋白不对称性的描述,不正确的是(C)
A、膜蛋白的不对称性是指每一种膜蛋白分子在细胞膜上的分布都具有明确的方向性
B、膜蛋白的不对称性是生物膜完成时空有序的各种生理功能的保障
C、并非所有的膜蛋白都呈不对称分布
D、质膜上的糖蛋白,其糖残基均分布在质膜的ES面。
3、1972年,Singer和Nicolson提出了生物膜的(C)
A、三明治模型B、单位膜模型C、流体镶嵌模型D、脂筏模型
4、目前被广泛接受的生物膜分子结构模型为(C):
A、片层结构模型B、单位膜结构模型C、流动镶嵌模型D、板块镶嵌模型
5、细胞外小叶断裂面是指(C):
A、ESB、PSC、EFD、PF
6、荧光漂白恢复技术验证了(B)
A、膜蛋白的不对称性B、膜蛋白的流动性C、脂的不对称性D、以上都不对
7、最早证明膜是有脂双层组成的实验证据是(C):
A、对红细胞质膜的显微检测B、测量膜蛋白的移动速度
C、从血细胞中提取脂质,测定表面积,在于与细胞表面积比较
D、以上都是
四、判断
1、相对不溶于水的亲脂性小分子能自由穿过细胞质膜√
2、在生物膜中,不饱和脂肪酸含量越多,相变温度愈低,流动性越大。
3、细胞膜上的膜蛋白是可以运动的,其运动方式与膜脂相同。
4、相变温度以下,胆固醇可以增加膜的流动性;
相变温度以上,胆固醇可限制膜的流动性。
5、原核生物和真核生物细胞质膜内都含有胆固醇。
6、膜的流动性不仅是膜的基本特征之一,同时也是细胞进行生命活动的必要条件。
7、质膜对所有带电荷的分子都是不通透的。
8、人鼠细胞的融合实验,不仅直接证明了膜蛋白的流动性,同时也间接证明了膜脂的流动性。
9、膜蛋白的跨膜区均呈α螺旋结构。
10、若改变处理血的离子强度,则血影蛋白和肌动蛋白都消失,说明这两种蛋白不是内在蛋白。
五、问答
1、生物膜的基本特征是什么?
这些特征与它的生理功能有什么关系?
生物膜的基本特征:
流动性、膜蛋白的不对称性
关系:
①由于细胞膜中含有一定量的不饱和脂肪酸,所以细胞膜处于动态变化中,与之相适应的功能是,物质的跨膜运输、胞吞、胞吐作用、信号分子的转导
②细胞膜中的各组分的分布是不均匀额蛋白质,有的嵌入磷脂双分子层,有的与之以非共价键的形式连接都是适应功能的需要。
2、根据其所在的位置,膜蛋白有哪几种?
各有何特点?
①外在(外周)膜蛋白:
水溶性,靠离子键或其它弱健与膜表面的蛋白质分子或膜脂分子结合,易分离,如磷脂酶。
②脂锚定蛋白:
通过糖脂或脂肪酸锚定,共价结合
③内在(整合)膜蛋白:
水不溶性,形成跨膜螺旋,与膜结合紧密,需用去垢剂使膜崩解后才可分离。
第五章物质的跨膜运输
载体蛋白(carrierproteins):
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,引起一系列构想改变以介导溶质分子的跨膜转运。
通道蛋白(channelproteins):
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。
简单扩散:
小分子物质以热自由运动的方式顺着电化学梯度或浓度梯度直接通过脂双层进出细胞,不需要细胞提供能量,也无需膜转运蛋白的协助
被动运输:
指溶质顺着电化学梯度或浓度梯度,在膜转运蛋白协助下的跨膜转运方式,又叫协助扩散。
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。
胞吞作用:
细胞通过质膜内陷形成囊泡,将胞外的生物大分子、颗粒性物质或液体等摄取到细胞内,以维持细胞正常的代谢活动。
胞吐作用:
细胞内合成的生物分子和代谢物以分泌泡的形式与质膜融合而将内含物分泌到细胞表面或细胞外的过程。
ATP驱动泵:
是ATP酶直接利用水解ATP提供的能量,实现离子或小分子逆浓度梯度或电化学梯度的跨膜运输。
胞饮作用:
细胞对液体物质虎细微颗粒物质的摄入和消化过程,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。
三、选择
1、不属于主动运输的物质跨膜运输是(C)
A、质子泵B、钠钾泵C、协助扩散D、膜泡运输
2、真核细胞的胞质中,Na+和K+平时相对胞外,保持(C)。
A、浓度相等B、[Na+]高,[K+]低
C、[Na+]低,[K+]高D、[Na+]是[K+]的3倍
3、植物细胞和细菌的协同运输通常利用哪一种浓度梯度来驱动(B)
A、Ca2+B、H+C、Na+D、K+
4、细胞内低密度脂蛋白进入细胞的方式为(D)
A、协同运输B、协助扩散C、穿胞运输D、受体介导的胞吞作用
5、关于F-质子泵,正确的描述是(D)
A、存在于线粒体和内膜系统的膜上B、工作时,通过磷酸化和去磷酸化实现构象改变
C、运输时,是由低浓度向高浓度转运D、存在于线粒体内膜和叶绿体的类囊体膜上
6、下列物质中,靠主动运输进入细胞的物质是(D)
A、H20B、甘油C、O2D、Na+
7、胞吞和胞吐作用是质膜中进行的一种(C)
A、自由扩散B、协助扩散
C、主动运输D、协同运输
8、关于钙泵的描述不正确的是(D)
A、主要存在于线粒体膜、内质网膜和质膜上B、本质是一种钙ATP酶
C、质膜上钙泵的作用是将钙离子泵出细胞
D、内质网膜上的钙泵的作用是将钙离子泵入细胞
9、小肠上皮吸收葡萄糖是通过(C)
A、钠钾泵B、钠离子通道C、钠离子协同运输D、氢离子协同运输
10、下列各组分中,可通过自由扩散通过细胞质膜的一组是(B)
A、H20、CO2、Na+B、甘油、苯、O2
C、葡萄糖、N2、CO2D、蔗糖、苯、Cl-
11、Na+-K+泵由α、β两个亚基组成,当α亚基上的(C)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
12、下列哪种运输不消耗能量(B)。
A、胞饮作用B、协助扩散C、胞吞作用D、主动运输
1、被动运输不需要ATP及载体蛋白,而主动运输则需要ATP及载体蛋白。
2、P、V型质子泵在结构上与钙泵相似,在转运质子的过程中,涉及磷酸化和去磷酸化。
3、通道蛋白介导的物质的运输都属于被动运输。
4、质膜对所有带电荷的离子是高度不透性的。
5、通道蛋白必须首先与溶质分子结合,然后才能允许其通过。
6、动物细胞内低钠高钾的环境主要是通过质膜的离子通道来完成。
7、载体蛋白允许溶质穿膜的速率比通道蛋白快得多。
8、载体蛋白之所以由称通透酶,是因为它具有酶的一些特性,如对底物进行修饰。
9、协助扩散是一种被动运输的方式,它不消耗能量,但要在通道蛋白或载体蛋白的协助下完成。
10、钠钾泵是真核细胞中普遍存在的一种主动运输方式。
11、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。
12、主动运输是物质顺化学梯度的跨膜运输,并需要专一的载体参与。
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。
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。
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。
2、说明钠钾泵的工作原理及其生物学意义。
3、比较载体蛋白与通道蛋白的异同
④离子通道是门控的(其活性由通道开或关两种构象调节)
第六章线粒体和叶绿体
1、氧化磷酸化:
电子从NADH或FADH2经呼吸链传递给氧形成水时,同时伴有ADP磷酸化形成ATP。
2、电子传递链(呼吸链):
在线粒体内膜上存在有关氧化磷酸化的脂蛋白复合物,它们是传递电子的酶体系,由一系列可逆地接受和释放电子或氢质子的化学物质所组成在内膜上相互关联地有序排列。
3、ATP合成酶:
ATP合成酶广泛存在于线粒体、叶绿体、异养菌和光合细菌中,是生物能量转换的核心酶。
该酶分别位于线粒体内膜、类囊体膜或质膜上。
参与氧化磷酸化和光合磷酸化,在跨膜质子动力势的推动下催化合成ATP。
4、光合磷酸化:
由光照引起的电子传递与磷酸化作用相偶联而生成ATP的过程。
三、选择题
1.线粒体各部位都有其特异的标志酶,线粒体其中内膜的标志酶是(A)。
A、细胞色素氧化酶B、单胺氧酸化酶C、腺苷酸激酶D、柠檬合成酶
2.下列哪些可称为细胞器(B)
A、核B、线粒体C、微管D、内吞小泡
3.下列那些组分与线粒体与叶绿体的半自主性相关(D)。
A、环状DNAB、自身转录RNAC、翻译蛋白质的体系D、以上全是。
4.内共生假说认为叶绿体的祖先为一种(C)。
A、革兰氏阴性菌B、革兰氏阳性菌C、蓝藻D、内吞小泡
1、在真核细胞中ATP的形成是在线粒体和叶绿体细胞器中。
(×
)
2、线粒体和叶绿体都具有环状DNA及自身转录RNA与转译蛋白质的体系。
(√)
3、线粒体是细胞的“能量工厂”,叶绿体是细胞的“动力工厂”。
4、ATP合成酶只存在于线粒体、叶绿体中。
5、线粒体和叶绿体的DNA均以半保留的方式进行自我复制。
(√)
五、问答题
1、为什么说线粒体和叶绿体是半自主性细胞器?
线粒体和叶绿体中有DNA、RNA、核糖体、氨基酸活化酶等,这两种细胞器均有自我繁殖所必须的基本组分,具有独立进行转录和翻译的功能。
线粒体和叶绿体的绝大多数蛋白质是由核基因编码,在细胞质核糖体上合成,然后转移至线粒体或叶绿体内。
这些蛋白质与线粒体或叶绿体的DNA编码的蛋白质协同作用。
细胞核一方面提供了绝大部分的遗传信息,另一方面它具有关键的控制功能。
即线粒体和叶绿体的自主程度是有限的,对核遗传系统有很大的依赖性,受核基因租及其自身基因组两套遗传系统的控制。
6.简述线粒体与叶绿体的内共生起源学说和非共生起源学说的主要论点及其实验论据。
①内共生起源学说论:
叶绿体起源于细胞内共生的蓝藻,其祖先是元和生物的蓝细菌即蓝藻;
线粒体的祖先——原线粒体是一种革兰氏阴性菌
论据:
①基因组和细菌基因组具有明显的相似性
②具备独立完整的蛋白合成系统
③分裂方式缢裂与细菌相似
④膜的性质与细菌相似
⑤其他佐证
②非共生起源学说论:
真核细胞的前身是一个进化上比较高等的好氧细菌,解释了真核细胞核被膜的形成与演化的渐进过程,
没什么实验论据
2.
试比较线粒体与叶绿体在基本结构方面的异同。
双层膜、外膜通透性高、含孔蛋白、内膜通透性低、均有膜间隙和基质
线粒体:
内膜内陷成嵴,嵴上有基粒。
内膜含有ATP合成酶,电子传递的复合体,为氧化磷酸化、ATP合成提供必要的保障。
叶绿体:
内膜衍生而来的类囊体,外有类囊体膜,膜上有光合电子复合体,ATP合成酶,为光合磷酸化、ATP的合成提供必需的保障,内有类囊体腔
5.
试比较线粒体的氧化磷酸化与叶绿体的光合磷酸化的异同点。
①需要完整的膜体系
②ATP的形成都是由H+移动所推动的
③叶绿体的CF1因子与线粒体的F1因子都具有催化ADP和Pi形成ATP的作用
不同点:
①氧化磷酸化由物质氧化驱动电子传递,光合磷酸化由光能驱动
②氧化磷酸化耗氧,光合磷酸化放氧
③相关蛋白质复合物、酶不同
④叶绿体平均3个H质子穿过ATP合酶产生1个ATP,线粒体中平均2个H质子穿过ATP合酶产生1个ATP
第九章细胞信号转导
细胞通讯(cellcommunication):
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。
分子开关():
通过活化(开启)和失活(关闭)2种状态的转换来控制下游靶蛋白的活性的调控蛋白。
信号分子(signalmolecule):
细胞的信息载体,能与靶细胞受体结合并传递信息。
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。
第二信使(secondmessenger):
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、D
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