分子细胞生物学往年大题

一、内膜分泌1、细胞膜组成：膜脂：磷脂、糖脂、甾醇（动物中称为胆固醇）膜蛋白：膜整合蛋白、外周蛋白2、细胞膜的特性：（1）不对称性：指同一种膜脂分子在膜的脂双层中呈不均匀分布。

（2）流动性：主要指分子的侧向运动，它在很大程度上是由脂分子本身的性质决定。

3、物质的跨膜运输的形式：（1）、被动运输简单扩散：分子通过热运动以自由扩散的方式由膜浓度高的一侧向膜浓度低的一侧移动，它不需要能量和运输蛋白的协作。

如N2、O2、CO2、乙醇等非极性小分子以此种方式运输。

协助扩散：需要转运蛋白的协作，如离子、氨基酸、单糖、核苷酸等协助扩散。

（2）、主动运输：物质由低浓度向高浓度运输，需要细胞提供能量，同时也需要膜上转运蛋白的协作。

一、ATP直接提供能量的运输 1 Na+/K+泵：有多亚基组成，转进2个K+，转出3个Na+。

ATP水解，释放出磷酸（Pi）,磷酸化载体蛋白，使其构象发生变化，Na+的结合位点由胞内转向胞外，Na+与结合位点结合力减弱，暴露出K+结合位点，且结合位点强，使得Na+和K+在膜两侧进行跨膜运输。

2 Ca2+泵：结合位点朝向变化，结合力变化。

3质子泵：通过ATP供能转移质子，又可通过跨膜质子浓度梯度来合成ATP二、协同运输（ATP间接供能）某种离子的跨膜梯度来提供能量转运另一种分子。

协同运输离子运输产生能量带动运输离子被转运。

协同运输分为同向协同运输和逆向协同运输。

（3）、内吞作用和外排作用：在转运过程中，大分子或颗粒物质被包裹在脂双层膜围绕的囊泡中，因此又称膜泡运输，这种形式的运输过程中涉及膜的融合与断裂，因此也耗能，属于主动运输4、细胞连接：封闭连接，锚定连接和通讯连接。

1)、封闭连接：紧密连接是典型代表，上皮细胞之间的一种特殊的封闭连接，阻止可溶性物质从上皮细胞层一侧扩散到另一侧，形成渗透屏障起重要作用。

紧密连接的主要作用是封闭相邻的细胞间的接缝，防止从细胞间隙穿过。

机理：通过跨膜蛋白紧密排列形成脊索，两个细胞间的脊索相对应，紧密连接在一起。

而细胞连接的紧密程度与脊索的数量有关，脊索越多，其连接程度越紧密。

脊索之间是网状排列，而不是平行排列，结合更牢固，脊索阻断分子的穿过间隙是无方向性的。

2）、锚定连接：通过细胞骨架系统和细胞质膜蛋白将细胞与相邻细胞或细胞与基质之间连接起来。

根据直接参与细胞连接的细胞骨架纤维种类的不同，锚定连接又分为与中间丝相关的锚定连接和与肌动蛋白丝相关的锚定连接。

前者包括桥粒和半桥粒。

后者主要有粘合带和粘合斑。

（1）桥粒：与中等纤维相联系的连接方式。

（2）半桥粒：细胞与基底膜之间的连接方式.(3) 粘合带和粘合斑粘合带：依靠跨膜蛋白形成带状。

粘合斑：依靠跨膜蛋白形成斑状。

细胞的移动与粘合斑有关。

粘合带和粘合斑与细胞骨架中的微丝相连。

3）通讯连接：介导相邻细胞间的物质转运、化学或电信号的传递。

包括间隙连接，胞间连丝和化学突触。

5、粗面内质网蛋白质的合成细胞中的蛋白质都是在核糖体中合成的，并都是起始于细胞质基质中，有些蛋白质刚起始合成不久便转移至内质网膜上，继续进行蛋白质合成。

在粗面内质网上，多肽链一边延伸一边穿过内质网膜。

信号学说解释了蛋白质在内质网上合成的过程：当蛋白质合成到一定阶段时，核糖体中的信号识别颗粒（SRP）能够识别多肽链上的一段信号识别序列，并使蛋白质合成终止，SRP能够引导核糖体附着在内质网上，然后SRP脱落，终止解除，蛋白质继续合成，内质网形成一个孔道，蛋白质边合成边向孔道转移。

脱落的SRP能够重新与核糖体结合，循环使用。

整个过程需要能量，转运与附着过程需要GTP功能。

6、内质网功能1、粗面内质网①、蛋白质的合成细胞中的蛋白质都是在核糖体上合成的，有些蛋白质开始合成不久便转移到内质网膜上，继续进行蛋白质合成。

在粗面内质网上，多肽链一边延伸一边穿过内质网膜进入内质网腔中。

内质网为这些蛋白质准确有效的到达目的地提供了必要的条件。

②、蛋白质的修饰与加工进入内质网的蛋白质的主要化学修饰为糖基化等，糖基化伴随多肽合成同时进行，在内质网腔面，寡糖链连接在插入膜内的磷酸多萜醇上，当与糖基化有关的氨基酸残基出现后，通过在膜上的糖基转移酶作用将寡糖链转到相应的天冬氨酸残基上，完成糖基化修饰。

③、膜的生成粗面内质网能不断地进行自身装配和生成。

膜的主要化学组成是脂类和蛋白质，脂类是在光面内质网上合成的，而蛋白质是在糙面内质网上合成的。

④、物质的运输内质网是细胞内蛋白质合成的主要基地。

合成的蛋白质需要送到细胞各部位和细胞外，这一运送过程的第一步是通过内质网膜和腔进行的。

2、光面内质网①、脂质的合成内质网合成构成细胞所需要的包括磷脂和胆固醇在内的几乎全部膜脂，合成脂的酶在内质网上，但合成物质在胞质中，在面向胞质的一侧合成再翻转进入内质网腔。

②、解毒作用肝细胞中细胞色素P450，含有血红素蛋白的氧化酶，具有解毒作用。

③糖原代谢肝细胞的光滑内质网膜的胞质面上附着有许多糖原小颗粒，当体内需要化学能时，糖原便在激素的调控下降解为葡萄糖。

④储积Ca2+内质网是细胞信号传递途径的Ca2+储备库。

8、溶酶体的形成与功能形成：初级（1）溶酶体内有许多水解酶，这些酶是在粗面内质网上合成的，具有N-连接的寡糖链。

高尔基体顺面的膜囊内有寡糖链上的甘露糖残基磷酸化形成6-磷酸甘露糖（M6P）。

M6P是溶酶体水解酶的重要识别信号。

在高尔基体的反面囊膜上有识别M6P的受体蛋白，它能识别并结合具有M6P标记的溶酶体水解酶，将它们集中于某一区域，从高尔基体反面囊膜上出芽形成囊泡，然后高尔基体脱落，形成初级溶酶体。

次级（2）在反面高尔基体出芽形成囊泡时，其膜上有依赖于ATP的质子泵，泵入H+，使囊泡内pH值降低，引起具M6P标记的水解酶与M6P相互分离，具M6P标记的水解酶由磷酸酶去除甘露糖基团上的磷酸，与初级溶酶体融合。

溶酶体上也带有质子泵。

质子泵把大量H+运至溶酶体，当其体内PH值降至5时，多种水解酶的活性升高，降解其中的大分子，形成次级溶酶体。

功能：基本功能是对生物大分子的强烈的消化作用，这对于维持细胞的正常代谢活动及防御微生物的侵染都具有重要意义。

（1）清除无用的生物大分子，衰老损伤和死亡的细胞（2）防御功能，可以识别并吞噬入侵的病毒或细菌，在溶酶体作用下杀死并进一步降解（3）其他生物功能：作为细胞内的消化“器官”为细胞提供营养；两栖类发育过程中蝌蚪尾巴的退化等过程与溶酶体有关；在分泌腺细胞中，溶酶体常常摄入分泌颗粒，可能参与分泌过程的调节；在受精过程中，精子的顶体相当于特化的溶酶体。

二、细胞核1、核小体结构核小体是染色体的最基本的结构，其结构特点：（1）每个核小体包括200bp的DNA链。

（2）核小体的核心由组蛋白H2A、H2B、H3、H4各2分子的亚基组成八聚体和在八聚体上缠绕1.75圈的146bp的DNA链所组成。

组蛋白H1与核小体核心上的DNA相结合，锁住DNA进入八聚体区域，对核小体结构其稳定作用。

（3）核小体间的连接区域DNA长度约为60bp。

DNA酶只作用于核小体连接区域。

2、核孔复合体的结构核孔复合体是胞质与核质之间物质交换的通道，由30几种不同的核孔蛋白构成，称为核孔复合体。

核孔复合体模型：从横向上看，核孔复合体由周边向核孔中心依次分为环、辐、栓三种结构亚单位，从纵向上看，核孔复合体由核外（胞质面）向核内（核质面）依次分为胞质环、辐（+栓）、核质环三种结构亚单位，形成“三明治“式结构。

核孔复合体主要有以下几种结构：（1）胞质环：位于核孔边缘的胞质面一侧，又称外环，环上有8条短纤维对称分布伸向胞质。

（2）核质环：位于核孔边缘的核质面一侧，又称内环，环上有8条细长的纤维对称分布，向核内深入50-70nm，在纤维的末端形成一个直径为60小环，小环由8个颗粒构成，整个核质环就像一个“捕鱼笼”样的结构，也有人称核蓝结构。

（3）辐：由核孔边缘伸向中心，呈辐射状八重对称，可分为三个结构域：主要的区域位于核孔边缘，连接内外环，起支撑作用，称作“柱状亚单位”。

在这个结构域之外，接触核膜部分的区域称为“腔内亚单位”，它穿过核膜伸向双层核膜的膜间腔。

在“柱状亚单位”之内，靠近核孔复合体中心的部分称作“环带亚单位”，由8个颗粒状结构环绕形成核孔复合体核质交换的通道。

（4）栓：或称中央栓，位于核孔的中心，呈颗粒状或棒状，所以又称“中央颗粒”，推测它在核质交换中起一定作用。

核孔复合体对于垂直于核膜通过核孔中心的轴呈辐射状八重对称结构，而相对于平行于核膜的平面则是不对称的，即核孔复合体在核质面与胞质面两侧的结构明显不对称。

核孔复合体的功能：从功能上讲，核孔复合体可以看做是一种特殊的跨膜运输蛋白复合体，并且是一个双功能、双向性的亲水性核质交换通道。

双功能表现在它有两种运输方式：被动扩散和主动运输。

双向性表现在既介导蛋白质的入核转运，又介导ＲＮＡ－核糖核蛋白颗粒的出核转运。

主动运输的选择性表现在：①对运输颗粒大小的限制②通过核孔复合体的主动运输是一个信号识别与载体介导的过程，需要消耗ATP，能表现出饱和动力学特征③通过核孔复合体的主动运输具有双向性，即核输入与核输出。

3、核仁的结构与功能电镜下核仁的超微结构与胞质中的大多数细胞器不同，它没有被膜包裹，核仁的结构有：（1）纤维中心：是包埋在颗粒组分内部的低密度的球形结构体，在纤维中心存在DNA，RNA聚合酶I和结合的转录因子。

（2）致密纤维组分：是核仁中电子密度最高的部分，染色深，它包围纤维中心，是由致密纤维组成的，通常看不到颗粒，存在一些特异的RNA结合蛋白。

（3）颗粒组分：含有电子密度较高的由核糖核蛋白组成的颗粒，这些颗粒代表着正在加工，处于不同成熟阶段的核糖体亚单位的前体颗粒。

功能：（1）rRNA的合成，加工与成熟（rRNA由RNA聚合酶I合成，mRNA由RNA聚合酶II负责，tRNA由RNApolyIII负责）当rRNA基因转录活跃时，围绕着核仁组织区伸展开的rRNA环形成了核仁。

有丝分裂时，染色质凝缩为染色体，前体末rRNA基因基因暂停转录，含有rRNA基因的DNA逐渐凝缩，缩回到染色体中，核仁消失，在染色质变为染色体的过程中该区最后凝缩，因而该部位较细，于是在中期染色体组中，核仁组织染色体短臂近游离端形成了一个次级缢痕，即核仁组织区所在的部位。

末期时，细胞对rRNA要求剧烈，开始转录rRNA，每一条染色体的rRNA又形成小核仁，当小核仁聚集到一起，很快融合成大的核仁，直到下次有丝分裂开始。

（2）组装核糖体前体在细胞内rRNA前体的加工成熟过程是以核蛋白方式进行的。

当45SrRNA从DNA上被转录后，很快与进入核仁的蛋白质结合形成80S的核糖核蛋白颗粒。

伴随着45SrRNA分子加工过程，这个80S的核糖核蛋白颗粒逐渐丢失一些RNA和蛋白质，分别构成核糖体大、小亚基的前体，最后在核仁中形成大、小亚基被运输到细胞质中。