细胞生物学》题库参考答案第五章

《细胞生物学》题库参考答案第五章物质运输
1. 试述协助扩散与简单扩散的区别。

⑴简单扩散（自由扩散）和协助扩散是被动运输的两种形式。

二者转运的动力都来自物质的浓度梯度，不需要细胞提供代谢能量。

⑵二者的主要区别：简单扩散，只有小分子量的不带电或疏水分子以简单扩散的方式跨膜。

不依赖于膜蛋白，所以不具有特异性。

扩散的速度正比于膜两侧该离子的浓度梯度。

协助扩散，与简单扩散不同，分子的协助扩散依赖于特定的内在膜蛋白，常称之为单向转运蛋白质。

分子结合到膜一侧的蛋白质上，该蛋白质发生构象变化将该分子转运到膜的另一侧并释放。

转运蛋白对于某特定分子或一组结构相似分子具有专一性。

2. 试述Na-K泵及钙泵的工作原理。

⑴Na-K泵即Na+-K+ATP酶，一般认为是由2个大亚基、2个小亚基组成的4聚体。

Na+-K+ATP酶通过磷酸化和去磷酸化过程发生构象的变化，导致与Na+、K+的亲和力发生变化。

在膜内侧Na+与酶结合，激活ATP酶活性，使A TP分解，酶被磷酸化，构象发生变化，于是与Na+结合的部位转向膜外侧；这种磷酸化的酶对Na+的亲和力低，对K+的亲和力高，因而在膜外侧释放Na+、而与K+结合。

K+与磷酸化酶结合后促使酶去磷酸化，酶的构象恢复原状，于是与K+结合的部位转向膜内侧，K+与酶的亲和力降低，使K+在膜内被释放，而又与Na+结合。

其总的结果是每一循环消耗一个A TP；转运出三个Na+，转进两个K+。

⑵钙离子泵对于细胞是非常重要的，因为钙离子通常与信号转导有关，钙离子浓度的变化会引起细胞内信号途径的反应，导致一系列的生理变化。

通常细胞内钙离子浓度（10-7M）显著低于细胞外钙离子浓度（10-3M），主要是因为质膜和内质网膜上存在钙离子转运体系，细胞内钙离子泵有两类：其一是P型离子泵，其原理与钠钾泵相似，每分解一个ATP分子，泵出2个Ca2+。

另一类叫做钠钙交换器（Na+-Ca2+ exchanger），属于反向协同运输体系（antiporter），通过钠钙交换来转运钙离子。

3. 质子泵的主要类型。

质子泵有三种类型：
⑴P-type：载体蛋白利用ATP使自身磷酸化（phosphorylation），发生构象的改变来转移质子或其它离子，如植物细胞膜上的H+泵、动物细胞的Na+-K+泵、Ca2+离子泵，H+-K+ATP酶（位于胃表皮细胞，分泌胃酸）。

⑵V-type：位于小泡（vacuole）的膜上，由许多亚基构成，水解A TP产生能量，但不发生自磷酸化，位于溶酶体膜、动物细胞的内吞体、高尔基体的囊泡膜、植物液泡膜上。

⑶F-type：是由许多亚基构成的管状结构，H＋沿浓度梯度运动，所释放的能量与A TP合成耦联起来，所以也叫A TP合酶（ATP synthase），F 是氧化磷酸化或光合磷酸化偶联因子（factor）的缩写。

F型质子泵位于细菌质膜，线粒体内膜和叶绿体的类囊体膜上，其详细结构将在线粒体与叶绿体一章讲解。

F型质子泵不仅可以利用质子动力势将ADP转化成A TP，也可以利用水解A TP释放的能量转移质子。

4. 离子通道蛋白与载体蛋白的区别，以及离子通道蛋白作用特点以及主要类型。

教材P110，P111～112
5. 协同运输的机制。

协同运输（cotransport）是一类靠间接提供能量完成的主动运输方式。

物质跨膜运动所需要的能量来自膜两侧离子的电化学浓度梯度，而维持这种电化学势的是钠钾泵或质子泵。

动物细胞中常常利用膜两侧Na+浓度梯度来驱动，植物细胞和细菌常利用H+浓度梯度来驱动。

根据物质运输方向与离子沿浓度梯度的转移方向，协同运输又可分为共运输（symport）和对向运输（antiport）。

①共运输：指物质运输方向与离子转移方向相同。

如动物小肠细胞对对葡萄糖的吸收就是伴随着Na+的进入，细胞内的Na+离子又被钠钾泵泵出细胞外，细胞内始终保持较低的钠离子浓度，形成电化学梯度。

在某些细菌中，乳糖的吸收伴随着H+的进入，每转移一个H+吸收一个乳糖分子。

②对向运输：物质跨膜运动的方向与离子转移的方向相反，如动物细胞常通过Na+/H+反向协同运输的方式来转运H+以调节细胞内的PH值，即Na+的进入胞内伴随者H+的排出。

此外质子泵可直接利用A TP运输H+来调节细胞PH值。

6. 试述胞饮作用与吞噬作用的区别；胞饮小泡形成的机理。

（1）胞饮作用与吞噬作用主要有三点区别：
①内吞泡的大小不同，胞饮泡直径一般小于150nm，而吞噬泡直径往往大于250nm。

②所有真核细胞都能通过胞饮作用连续摄入溶液和分子，而大的颗粒性物质则主要是通过特殊的吞噬细胞摄入的，前者是一个连续发生的过程，后者首先需要被吞噬物与细胞表面结合并激活细胞表面受体，因此是一个信号触发过程（triggered process）。

③胞吞泡形成机制不同。

（2）胞饮小泡的形成需要网格蛋白（clathrin）或这一类蛋白的帮助。

网格蛋白是由相对分子量为180×103的重链和35×103～40×103的轻链组成的二聚体，三个二聚体形成组成包被的结构单位——三脚蛋白复合物（three-leggedprotein complex）。

当配体与膜上受体结合后，网格
蛋白聚集在膜下的一侧，逐渐形成直径50～100nm的质膜凹陷，称网格蛋白包被小窝（clathrin coatedpit），一种小分子GTP结合蛋白（dynamin）在深陷包被小窝的颈部组装成环，dynamin蛋白水解与其结合的GTP引起颈部缢缩，最终脱离质膜形成网格蛋白包被小泡（clathrin coated vesicle），几秒钟后，网格蛋白便脱离包被小泡返回质膜附近重复使用，去被的囊泡与早胞内体（early endosome）融合。

将转运分子与部分胞外液体摄入细胞。

在大分子跨膜转运中，网格蛋白本身并不起捕获特异转运分子的作用，有特异性选择作用的是包被中另一类接合素蛋白（adaptin），它既能结合网格蛋白，又能识别跨膜受体胞质面的尾部肽信号（peptide signal），从而通过网格蛋白包被小泡介导跨膜受体及其结合配体的选择性运输。

在膜泡运输中，不同途径的转运小泡可能结合不同的包被蛋白，除网格蛋白包被小泡外，还有一类COP蛋白包被小泡（COP-coated vesicle），介导内质网和高尔基体之间非选择性的膜泡运输；同样接合素蛋白至少也有两类：一类与网格蛋白结合，负责受体介导的内吞作用；另一类也与网格蛋白结合，但负责高尔基体向溶酶体的膜泡运输。

7. 说明组成型胞吐与调节型胞吐的区别。

教材P121
《细胞生物学》题库参考答案第六章信号转导
一、名词解释
1、细胞通讯是指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。

2、细胞识别是指细胞通过其表面的受体与胞外信号物质分子选择性的相互作用，从而导致细胞内一系列生理生化变化，最终表现为
细胞整体的生物学效应的过程。

3、受体是一种能够识别和选择性结合某种配体的大分子，当与配体结合后，通过信号转导作用将胞外信号转换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。

4、信号转导指细胞外的信号与细胞表面受体结合，在细胞内形成第二信使，由第二信使介导下游细胞反应。

5、第二信使指由细胞外信号分子与受体作用后在细胞内产生的最早的信号分子。

6、离子通道偶联的受体是由多亚基组成的受体—离子通道复合体，本身既有结合位点，又是离子通道，其跨膜信号转导无需中间步
骤。

7、G蛋白偶联的受体，是指配体—受体复合物与靶蛋白的作用要通过G蛋白的偶联，在细胞内产生第二信使，从而将胞外信号跨
膜传递到胞内影响细胞的行为。

8、酶偶联的受体指在细胞表面与胞外配体结合时可激活受体胞内酶活性的受体。

9、整联蛋白是细胞表面的跨膜蛋白，由α和β两个亚基组成的异二聚体。

10、信号通路指细胞接受外界信号，通过一整套特定的机制，将胞外信号转导为胞内信号，最终调节特定基因的表达，引起细胞的
应答反应。

11类激素分子是化学结构相似的亲脂性小分子,分子相对质量为300左右,可以通过简单扩散跨越质膜进入细胞内
12、整联蛋白是细胞表面的跨膜蛋白,由α和β两个亚基组成的异二聚体,其胞外段具有多种胞外基质组分的结合位点,包括纤连蛋白,
胶原和蛋白聚糖.
13 、细胞通讯：是指一个细胞发出的信息通过介质传递到另一个细胞产生的相应的反应。

14 细胞识别：是指细胞通过其表面受体与胞外信号物质分子（配体）选择性地相互作用，从而导致细胞内一系列生理生化变化，
最终表现为细胞整体的生物学效应的过程
15 、受体：一种能够识别和选择性结合某种配体的大分子，当与配体结合后，通过信号转导作用将胞外信号转换为胞内化学或物理
的信号，一启动一系列过程，最终表现为生物学效应。

16 、第二信使学说：胞外的物质不能进入细胞，它作用于细胞表面的受体，而导致产生胞内地二信使，从而激发一系列的化学反应，
最后产生一定的生理效应，第二信使的降解使其信号作用终止。

17、受体二聚化：配体在胞外与受体结合并引起构象变化,但是单个跨膜α螺旋无法传递这种构象变化,因此两个配体结合形成同源或
异源二聚体,这一过程就是受体二聚化
二、填空题
1、①分泌化学信号②细胞间接触性依赖③细胞间形成间隙连接
2、亲脂性信号分子，亲水性信号分子
3、甾类激素、甲状腺素；神经递质、生长因子、局部化学递质和大多数激素
4、NO
5、α亚基与腺苷酸环化酶结合，直接抑制酶的活性；通过βγ亚基复合物与游离的Gsα亚基结合，阻断Gs的α亚基
对腺苷酸环化酶的活性6、cAMP ，cGMP，三磷酸肌醇，二酰基甘油
7、激素激活的基因调控蛋白，细胞内受体超家族8、与配体结合的区域；产生效应的区域
9、神经细胞或其他可兴奋细胞间的突触信号传递；质膜内胞浆的一侧；跨膜
10、①离子通道偶联的受体②酶偶联的受体③G蛋白偶联的受体11、三聚体GTP结合调节蛋白
12、3，α13、单，7；外，内；信号，G蛋白14、cAMP信号通路，磷脂酰肌醇信号通路
15、①激活型激素受体Rs②抑制型激素受体Rs③与GDP结合的活化型调节蛋白Gs④与GDP结合的抑制型调节蛋白Gi⑤催化成分
C 16、多通路、多环节、多层次、高度复杂，可控
17、构成一个复杂的信号网络系统，非线性18、胞外亲脂性信号分子；胞外亲水性信号分子
19、细胞外信号分子20、位于C端的激素结合位点、位于中部富含Cys具有锌指结构的DNA或Hsp90结合位点、位于N端的转录激活结构域
21、抑制性蛋白，非活化状态；抑制性蛋白，暴露它的DNA结合位点
22、直接活化少数特殊基因转录的初级反应阶段；发生迅速初级反应的基因产物再活化其他基因产生延迟的次级反应,对初级反应起放大作用23、自由基性质，脂溶性
24、胞外，血管内皮细胞，神经细胞；一氧化氮合酶，L精氨酸，还原型辅酶Ⅱ(NADPH)，NO，L-瓜氨酸
25、硝酸甘油在体内转化为NO，可舒张血管,从而减轻心脏负荷和心肌的需要量
26、细胞附着到胞外基质上，提供了一种细胞外环境调控细胞内活性的渠道
27、机械结构功能，信号传递功能28、由细胞表面到细胞核的信号通路，由细胞表面到细胞质核糖体的信号通路29、自分泌，化学突触30、亲脂性，亲水性31、亲脂性，激素——受体复合物
32、亲水性，脂双分子层；受体，第二信使，蛋白激酶，蛋白磷酸酶33、细胞内受体，细胞表面受体
34、配体与受体在结构上的互补性35、下降36、表面受体的数目，钝化受体感性，信号蛋白
37、蛋白激酶使之磷酸化；GTP结合蛋白，GTP，GDP38、α亚基，ADP
39、腺苷酸环化酶，磷脂酶C 40、肾上腺素，胰高血糖素41、调节亚基，无活性的催化，调节亚基
42、cAMP，DG，1,4,5-三磷酸肌醇，钙离子43、跨膜蛋白，有丝分裂44、酪氨酸蛋白激酶，SH2
45、去磷酸化46、被DG激酶磷酸化为磷脂酸，被DG酯酶水解成单酯酰甘油
47、Ras，GTP，GDP 48、有丝分裂
三、判断
1.×
2.×
3.√
4.√
5.×
6.×
7.×
8.√
9.×10.×11.√12.×13.√14.×15.√16.×17.×18.×19.×
20.√21.×22.×23.√24.√25. ×26. ×27. ×28×29.√30.×31. √32. ×33. ×
四、选择题1-5：ABBAA；6-10：BABDB 11-15：BBACD；16-18：CAA
五、问答题
1、试述细胞以哪些方式进行通讯?各方式之间有何不同?
细胞以三种方式进行通讯：①细胞通过分泌化学信号进行细胞间相互通讯，这是多细胞生物包括动物和植物最普遍采用的通讯方式；
②细胞间接触性依赖的通讯，细胞间直接接触，通过与质膜结合的信号分子影响其他细胞；③细胞间形成间隙连接使细胞质相互沟通，通过交换小分子来实现代谢偶联或电偶联。

2、细胞有哪几种方式通过分泌化学信号进行细胞间相互通讯?
细胞分泌化学信号的作用方式可分为：①内分泌，由内分泌细胞分泌信号分子（激素
到血液中，通过血液循环运送到体内各个部位，作用与靶细胞。

②旁分泌。

细胞通过分泌
局部化学介质到细胞外液中，通过局部扩散作用与邻近靶细胞。

③自分泌。

细胞对自身分
泌的物质产生反应。

④通过化学突触传递神经信号。

此外，通过分泌外激素传递信息也属
于通过化学信号进行细胞间通讯，作用于同类的其他个体。

3、试述与信号传导有关的膜受体的类型与途径。

与信号传导有关的膜受体有：离子通道偶联的受体、G蛋白偶联的受体、与酶连接的受体。

①离子通道偶联的受体是由多亚基组成的受体—离子通道复合体，本身既有信号结合位点，有是离子通道，其跨膜信号转道无需中间步骤。

②蛋白偶连的受体是指外界信号与受体结合后，受体必须通过G蛋白的介导才能激活有关的酶，引起细胞效应。

他可分为以下传导途径：cAMP信号体系、cGMP 信号体系、Ca2＋信号体系，磷脂酰基醇信号体系。

③与酶连接的受体是指一些生长因子的受体，具有酪氨酸蛋白激酶活力素，当被
信号激活时，受体本身的酪氨酸活化来完成信号的跨膜传递。

4、简要说明G蛋白偶联受体介导的信号通路有何特点?
G蛋白偶连的受体是细胞表面由单条多肽经7次跨膜形成的受体，该信号通路是指配体—受体复合物与靶细胞（酶或离子通道）的作用要通过与G蛋白的偶联，在细胞内产生第二信使，从而将胞外信号跨膜传递到胞内，影响细胞的行为。

根据产生第二信使的不同，它可分为：cAMP信号通路和磷脂酰基醇信号通路。

cAMP信号通路的主要效应是激活靶细胞和开启基因表达，这是通过蛋白激酶A完成的。

该信号途径涉及的反应链可表示为：激素—>G蛋白偶连受体—>G蛋白—>腺苷酸环化酶—>cAMP—> cAMP依赖的蛋白激酶A—>基因调控蛋白—>基因转录。

磷脂酰基醇信号通路的最大特点是胞外信号被膜受体接受后，同时产生两个胞内信使，分别启动两个信号传递途径即IP3-Ca2＋和DG-PKC途径，实现细胞对外界信号的应答，因此，把这一信号系统又称为“双信使系统”。

5、概述受体酪氨酸激酶介导的信号通路的组成、特点.及其主要功能。

受体酪氨酸激酶又称酪氨酸蛋白激酶受体，是细胞表面一大类重要受体家族，包括6个亚族。

它的胞外配体是可溶性或膜结合的多肽或蛋白类激素，包括胰岛素和多种生长因子。

该信号通路的特点是：①激活机制为受体之间的二聚体化—〉自磷酸化—〉活化自身；②没有特定的二级信使，要求信号有特定的结构域；③有Ras分子开关的参与；④介导下游MAPK的激活。

RTK—Ras信号通路是这类受体所介导的重要信号通路，具有广泛的功能，包括调节细胞的增殖与分化，促进细胞的存活，以及细胞代谢过程中的调节与校正。

6、总结细胞信号传递途径的组成与基本特征。

细胞信号传递途径包括下列几步：①信号细胞受到外界刺激后形成特异的信号分子；②产生的信号分子经胞间传递到达受体的表面；③受体细胞对信号分子的识别，并与之相互作用转换为胞内信号；④信号在受体细胞内的传递；⑤受体细胞生理生化过程的变化。

细胞的信号传递是多通路、多环节、多层次和高度复杂的可控过程。

其主要特点有：①多途径、多层次的细胞信号传递通路具有收敛或发散的特点；②细胞的信号转导既具有专一性又有作用机智的相似性；③信号转导过程具有信号放大作用，但这种放大作用又必须受到适度控制，这表现为信号的放大作用和信号所启动的作用的终止并存；④当细胞长期暴露在某种形式的刺激下，细胞对刺激的反应将会降低，这就是细胞进行适应。

7、细胞是如何实现对信号的适应的？
细胞以不同的方式产生对信号的适应：一是逐渐降低表面受体的数目，游离受体的减少降低了对外界信号的敏感度；二是快速钝化受体（受体本身脱敏），从而降低受体和配体的亲和力，降低受体对胞外微量配体的敏感性；三是在受体已被激活的情况下，其下游信号蛋白发生变化，使通路受阻。

这种适应是通过副反馈实现的，即强反应调节使其自身反应关闭的机制。

8、试述细胞内Ca2＋浓度的控制机制。

⑴细胞内存在两种类型的Ca2+通道：IP3受体和Ryanodine受体分别位于内质网和肌浆微观状组织内。

IP3和受体结合导致受体通道开放，使储存在有关细胞器内的Ca2+释放到细胞质中。

IP3受体的开放除受IP3调节外，还受到Ca2+、Mg2+和ATP等的调节。

Ryanodine 受体组成与IP3相似，其活性部分受Ca2+调节，Ca2+与其结合后可诱导其开放。

细胞质膜上Ca2+通道的开放导致Ca2+向胞内流入，引起细胞质Ca2+浓度的增加，Ca2+浓度的增加反过来启动Ryanodine受体通道的开放，进而引起细胞质内Ca2+浓度的显著增加。

9、比较cAMP、PIP2及RTK-Ras三条信号通路之间的异同。

教材P134～147
10、叙述细胞内受体介导的信号通路的特点。

教材P129
11、试述细胞信号传递的基本特点。

教材P151～152
①具有收敛（Convergence）或发散（divergence）特点
②细胞的信号传导既具有专一性又有作用机制的相似性。

配体与受体在结构上的互补性是细胞信号转导具有专一性的基础，同时，作用机制的相似性可以解释为什么几百种纷杂的胞外信号可以通过少数的几种第二信使介导细胞应答反应。

③信号的放大作用和信号所启动的作用的终止并存。

④细胞以不同的方式产生对信号的适应(失敏与减量调节)。

12、论述细胞内信号与细胞内受体相互作用有那些主要特点。

略。