医学细胞生物学

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线粒体与细胞的能量转换

名词解释:

1.基粒:线粒体内膜的内表面上突起的圆球形颗粒.

2.细胞呼吸:在细胞内特定的细胞器内,在氧气的参与下,分解各种大分子物质,产生二氧化碳; 与此同时,分解代谢所释放出的能量储存于ATP中.

3.转位接触点:在线粒体的内外膜上存在一些内外膜相互接触的地方,此处膜间隙变狭窄. 4.ATP合酶复合体:这种物质就是基粒,是线粒体内膜内表面上突起的圆球形颗粒.

5.热休克蛋白70:与大多数前体蛋白结合,使前体蛋白打开折叠,防止已松弛的前体蛋白聚集. 6.基质导入序列(MTS):一种N端具有一段富含有精氨酸,赖氨酸,丝氨酸,苏氨酸的氨基酸序 列,介导在细胞质中合成的前体蛋白输入到线粒体基质的信号. 问答:

1.线粒体的标志酶?

内膜标志酶为细胞色素氧化酶,外膜标志酶为单胺氧化酶,基质的标志酶为苹果酸脱氢酶, 膜间腔的标志酶为腺苷酸激酶. 2.线粒体基质蛋白的转运条件及过程?

(1)需要条件:基质导入序列和分子伴侣NAC和Hsp70 (2)转运过程：

a.前体蛋白与受体结合

b.mthsp70可与进入线粒体腔的前导肽链交联，防止了前导肽链退回细胞质. c.定位于线粒体内膜上,切除大多数蛋白的基质导入序列.

d.多肽链需在线粒体基质内在分子伴侣的帮助下,重新折叠并成熟形成其天然构象,以行 使其功能,形成有活性的蛋白质.

e.跨膜运输是单向的,需水解ATP提供能量.

3.细胞内葡萄糖彻底氧化转变为能量的反应部位和主要过程?

a.葡萄糖在细胞质中进行糖酵解产生丙酮酸和NADH,丙酮酸在线粒体基质中氧化脱羧生 成乙酰CoA.

b. 乙酰CoA在线粒体基质中进行三羧酸循环产生NADH和FADH2. c.在线粒体内膜进行的氧化磷酸化偶联是能量转换的关键. 4.基粒的结构和功能?

结构有头部,柄部和基片;功能有催化ADP磷酸化生成ATP，控制质子流和基粒是氧化磷酸 化作用的关键装置.

5.试述线粒体的超微结构基础?

外膜:外膜是一层包围在线粒体表面的单位膜,厚约6nm，仅含少量酶蛋白.

内膜:约4.5nm,折叠形成嵴,富含各种酶蛋白,内膜上有电子传递链和基粒,有转运蛋白和各 种转运系统.

膜间腔:内外膜之间空隙组成的空间,宽约6~8nm,富含可溶性酶,底物和辅助因子. 基质:含有线粒体DNA,RNA,各种酶蛋白和核糖体.

基粒:每个线粒体大约有10000~100000个,在基粒的头部具有酶活性. 6.简述线粒体的化学组成特点?

a.蛋白质:线粒体的主要成分,多分布于内膜和基质,又分为可溶性和不溶性,又有很多酶系. b.脂类:占线粒体干重较多,大部分为磷脂. c. DNA和完整的遗传系统. d.多种辅酶.

e.含有维生素和各类无机离子.

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7.简述线粒体的结构与主要功能?

a.外膜,外膜蛋白质含有多种转运蛋白,使外膜出现小孔可以让一些小分子多肽通过.

b.内膜,膜上含有电子传递链酶系, ATP合成酶系,特异转运蛋白,控制物质交换,保持活性物 质代谢.

c.特位接触点,蛋白质等物质进出线粒体的通道.

d.基质,酶类可完成氨基酸的分解和蛋白质合成,又有环状DNA,核糖体, RNA,可以独立编码 合成蛋白质.

e.基粒,催化ADP磷酸化生成ATP,可以控制质子流. 8.简述为什么线粒体是半自主性细胞器?

组成的蛋白是由两个分开的遗传系统编码的:绝大部分蛋白是由核基因组编码的,只有少 部分蛋白是由线粒体基因组编码的,因此,线粒体的自主程序有限,在很大程度上依赖于核遗 传系统,其生长和繁殖受核基因组和其自身基因组两套遗传系统的控制,所以说线粒体是半 自主性细胞器.

细胞骨架

名词解释:

1.细胞骨架(cytoskeleton):真核细胞质的蛋白质纤维网架体系,对于细胞的形状,运动,物质的运输,染色体分离,细胞分裂等有重要作用.

2.微管组织中心:微观形成的核心位点,微管的组装由此开始.

3.微管结合蛋白:与微管结合的辅助蛋白,并与微管并存,参与微管装配. 4.马达蛋白:介导细胞内物质或膜性小泡规则地沿细胞骨架运输的蛋白. 5.收缩环:有丝分裂的动物细胞有微丝与肌球蛋白-Ⅱ丝形成的腰带状束.

6.γ-TuRC: 微管蛋白环形复合体,是一含有10-13个γ-微管蛋白分子的环形结构,与微 管直径相同.

7.肌小节:骨骼肌收缩的基本结构单位.

8.中间纤维:广泛存在于真核细胞中,最早在平滑肌细胞内发现,由于其介于肌肉细胞actin细 丝与肌球蛋白粗丝之间而得名“中间”，中间纤维是三类细胞骨架纤维中结构最复杂的. 问答:

1.什么叫微管组织中心?有哪些结构可起微管组织中心的作用?

微观形成的核心位点,微管的组装由此开始.中心体和纤毛的基体可起微管组织中心的作用. 2.微丝的主要功能有哪些?

a.构成细胞的支架并维持细胞的形态. b.参与细胞的运动. c.参与细胞的分裂. d.参与肌肉的收缩.

e.参与细胞内物质的运输. f.参与细胞内信号的传递. 3.影响微丝装配的因素有哪些?

G-肌动蛋白和临界浓度, ATP,Ca2+,Na+,K+浓度和药物，微丝结合蛋白的影响. 4.影响微管装配的因素有哪些?

GTP浓度,温度,压力,PH值,离子浓度,微观蛋白临界浓度,药物(秋水仙素,长春新碱,紫杉醇)等. 5.中心体的组成?简述中心体的功能?

中心体由两个彼此互相垂直的中心粒和中心旁物质组成.功能:它是细胞中决定微管形成的

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一种细胞器,它与细胞的有丝分裂与染色体分离关系密切,主要参与纺锤体的形成. 6.中间纤维的主要生物学功能?

a.在细胞内形成一个完整的网状骨架系统. b.为细胞提供机械强度支持. c.参与细胞连接.

d.参与细胞内信息传递及物质运输. e.维持细胞核膜稳定. f.参与细胞分化.

7.药物紫杉醇和秋水仙素皆用作抗癌症药物,它们的作用机制有何不同?

秋水仙素结合和稳定游离的微管蛋白,紫杉醇和微管紧密结合,防止微管蛋白亚基的解聚. 8.微管的主要功能有哪些? a.支持维持细胞形态.

b.参与中心粒,纤毛和鞭毛的形成. c.参与细胞内物质的运输.

d.维持细胞内细胞器的定位和分布. e.参与染色体的运动,调节细胞分裂. f.参与细胞内信号的传导.

9.试述纤毛和鞭毛的结构与功能及运动机制?

纤毛和鞭毛都有运动功能,用来划动其表面的液体,是细胞表面的特化结构.纤毛短而多,鞭毛长而少,纤毛和鞭毛都是以微管为主要成分构成的,并有特殊结构.属于9+2类型且都有中央 微管和中央鞘,外周以9组二联管围绕,两两之间以微管连接蛋白相连,二联管和中央鞘间有 放射辐条连接,且都有基体.运动机制是由滑动运动到弯曲运动.

细胞核

1.核孔复合体(NPC):由多个蛋白质颗粒以特定的方式排列而成的蛋白分子复合物,是核-质间物质交换的双向选择性亲水通道.

2.核定位信号:存在于亲核蛋白内的特殊氨基酸序列,可引导蛋白质通过核孔复合体被转运至 核内.

3.核纤层:附着于内核膜下的纤维蛋白网.

4.常染色质:间期核内碱性染料染色时着色较浅,螺旋化程度较低,处于伸展状态的染色质细 丝,含有基因转录活跃部位.

5.异染色质:间期核中处于凝缩状态,结构致密,无转录活性,用碱性染料染色时着色较深,无转录活性,为遗传惰性区.

6.染色质:间期细胞遗传物质的存在形式,由DNA,组蛋白,非组蛋白及少量RNA等成的细丝状 复合结构,形态不规则,弥散分布于细胞核内.

7.核仁组织区:含有rRNA基因的一段染色体区域,该部位rRNA基因转录活跃,凝集程度低,表现 为浅染的次缢痕,与核仁形成有关.

8.亲核蛋白:一类在细胞中合成,需要或能够进入细胞核发挥功能的蛋白质. 9.核小体: DNA片段缠绕组蛋白八聚体形成的染色体的基本结构单位.

10.核仁:真核细胞间期细胞核中最明显的结构,光镜下为均匀海绵状的球体. 11.螺线管:在组蛋白H1协助下,由核小体串珠结构盘旋而成的中空结构. 问答:

1. 核孔复合体的结构和功能?

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核孔复合体由胞质环,核质环,辐,中央栓组成;功能:核孔复合体介导核-质间物质交换,它是核 -质间物质交换的双向选择性亲水通道. 2.核纤层的结构和功能? 核纤层由核纤层蛋白构成.

功能:(1)在细胞核中起支架作用.

(2)核纤层与核膜重建及染色质凝集关系密切. (3)参与细胞核构建与DNA复制. 3.染色质与染色体在概念上的差异?

染色质间期细胞遗传物质的存在形式,由DNA,组蛋白,非组蛋白及少量RNA等成的细丝状复合结构;染色体是指细胞在有丝或减数分裂中,染色质经复制后反复缠绕凝聚而成的条状或棒状结构.

4.染色质DNA的三类功能序列主要特点及作用?

(1)端粒序列：存在于真核生物染色体末端的一个富含G的简单重复序列. 维持DNA分子两末端复制完整,维持染色体稳定. (2)着丝粒序列:复制完成的两姐妹染色单体的连接部位. 维持了遗传的稳定性.

(3)复制源序列:真核细胞多个,细菌质粒1个,细胞进行DNA复制的起始点. 维持染色体在世代传递中的连续性. 5.比较常染色质与异染色质? 常染色质 异染色质 碱性染料染色 形态 部位 功能 着色浅 解旋的细纤维丝 核中央 活跃地复制转录 着色深 卷曲成粗大颗粒 核边缘 转录不活跃 6.简述核小体结构模型?

核小体蛋白H2A,H2B,H3,H4各两分子组成八聚体,146bp的DNA分子盘绕组蛋白八聚体1.75圈,形成核小体.

7.试述染色质包装的多级螺旋化模型及染色体骨架-放射环模型? (1)多级螺旋化模型:

一级结构核小体:由DNA,组蛋白, H1压缩7倍包装成10nm的核小体串珠结构. 二级结构螺线管:30nm染色质纤维.

三级结构超螺线管:由螺线管进一步螺旋化形成的圆筒状结构. 四级结构染色单体:超螺线管进一步螺旋折叠形成. (2) 染色体骨架-放射环模型: 一级结构核小体.

二级结构螺线管:30nm染色质纤维.

高级结构:袢环结构和染色单体.( 袢环沿染色体纵轴由中央向周围伸出,形成放射环,每18 个袢环呈放射状排列成微带,约1000000个微带沿纵轴排列成染色单体.) 8.核仁的电镜结构基本组分特点和功能?

纤维中心:包埋于颗粒组分内部的一个或几个低电子密度的圆形结构体.

致密纤维组分:核仁内电子密度最高区域,由致密的纤维构成环形或半月形结构. 颗粒成分:呈致密颗粒,位于核仁的外周. 功能:(1)细胞核中rRNA合成的中心. (2) rRNA加工成熟的区域.

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