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细胞生物学习题及答案整理

《细胞生物学》习题及解答

第一章绪论

五、简答题

1、细胞学说的主要内容是什么？

有何重要意义？

答：

细胞学说的主要内容包括：

一切生物都是由细胞构成的，细胞是组成生物体的基本结构单位；细胞通过细胞分裂繁殖后代。

细胞学说的创立参当时生物学的发展起了巨大的促进和指导作用。

其意义在于：

明确了整个自然界在结构上的统一性，即动、植物的各种细胞具有共同的基本构造、基本特性，按共同规律发育，有共同的生命过程；推进了人类对整个自然界的认识；有力地促进了自然科学与哲学的进步。

2、细胞生物学的发展可分为哪几个阶段？

答：

细胞生物学的发展大致可分为五个时期：

细胞质的发现、细胞学说的建立、细胞学的经典时期、实验细胞学时期、细胞生物学时期。

3、为什么说19世纪最后25年是细胞学发展的经典时期？

答：

因为在19世纪的最后25年主要完成了如下的工作：

⑴原生质理论的提出；⑵细胞分裂的研究；⑶重要细胞器的发现。

这些工作大大地推动了细胞生物学的发展。

六、论述题

1、什么叫细胞生物学？

试论述细胞生物学研究的主要内容。

答:

细胞生物学是研究细胞基本生命活动规律的科学,它是在三个水平（显微、亚显微与分子水平）上，以研究细胞的结构与功能、细胞增殖、细胞分化、细胞衰老开发商地亡、细胞信号传递、真核细胞基因表达与调控、细胞起源与进化等为主要内容的一门科学。

细胞生物学的主要研究内容主要包括两个大方面：

细胞结构与功能、细胞重要生命活动。

涵盖九个方面的内容：

⑴细胞核、染色体以及基因表达的研究；⑵生物膜与细胞器的研究；⑶细胞骨架体系的研究；⑷细胞增殖及其调控；⑸细胞分化及其调控；⑹细胞的衰老与凋亡；⑺细胞的起源与进化；⑻细胞工程；⑼细胞信号转导。

2、试论述当前细胞生物学研究最集中的领域。

答：

当前细胞生物学研究主要集中在以下四个领域：

⑴细胞信号转导；⑵细胞增殖调控；⑶细胞衰老、凋亡及其调控；⑷基因组与后基因组学研究。

人类亟待通过以上四个方面的研究，阐明当今主要威胁人类的四大疾病：

癌症、心血管疾病、艾滋病和肝炎等传染病的发病机制，并采取有效措施达到治疗的目的。

第二章参考答案

五、简答题

1、病毒的基本特征是什么？

答：

⑴病毒是“不完全”的生命体。

病毒不具备细胞的形态结构，但却具备生命的基本特征（复制与遗传），其主要的生命活动必需在细胞内才能表现。

⑵病毒是彻底的寄生物。

病毒没有独立的代谢和能量系统，必需利用宿主的生物合成机构进行病毒蛋白质和病毒核酸的合成。

⑶病毒只含有一种核酸。

⑷病毒的繁殖方式特殊称为复制。

2、为什么说支原体是目前发现的最小、最简单的能独立生活的细胞生物？

答：

支原体的的结构和机能极为简单：

细胞膜、遗传信息载体DNA与RNA、进行蛋白质合成的一定数量的核糖体以及催化主要酶促反应所需要的酶。

这些结构及其功能活动所需空间不可能小于100nm。

因此作为比支原体更小、更简单的细胞，又要维持细胞生命活动的基本要求，似乎是不可能存在的，所以说支原体是最小、最简单的细胞。

六、论述题

1、如何理解“细胞是生命活动的基本单位”。

答：

①细胞是构成有机体的基本单位。

一切有机体均由细胞构成，只有病毒是非细胞形态的生命体。

②细胞具有独立的、有序的自控代谢体系，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础

④细胞是遗传的基本单位，细胞具有遗传的全能性

⑤细胞是生命起源和进化的基本单位。

⑥没有细胞就没有完整的生命

2、试论述原核细胞与真核细胞最根本的区别。

答：

原核细胞与真核细胞最根本的区别在于：

①生物膜系统的分化与演变：

真核细胞以生物膜分化为基础，分化为结构更精细、功能更专一的基本单位——细胞器，使细胞内部结构与职能的分工是真核细胞区别于原核细胞的重要标志；②遗传信息量与遗传装置的扩增与复杂化：

由于真核细胞结构与功能的复杂化，遗传信息量相应扩增，即编码结构蛋白与功能蛋白的基因数首先大大增多；遗传信息重复序列与染色体多倍性的出现是真核细胞区别于原核细胞的一个重大标志。

遗传信息的复制、转录与翻译的装置和程序也相应复杂化，真核细胞内遗传信息的转录与翻译有严格的阶段性与区域性，而在原核细胞内转录与翻译可同时进行。

第三章参考答案

五、简答题

1、超薄切片的样品制片过程包括哪些步骤？

答案要点：

固定，包埋，切片，染色。

2、荧光显微镜在细胞生物学研究中有什么应用？

答案要点：

荧光显微镜是以紫外线为光源，照射被检物体发出荧光，在显微镜下观察形状及所在位置，图像清晰，色彩逼真。

荧光显微镜可以观察细胞内天然物质经紫外线照射后发荧光的物质（如叶绿体中的叶绿素能发出血红色荧光）；也可观察诱发荧光物质（如用丫啶橙染色后，细胞中RNA发红色荧光，DNA发绿色荧光），根据发光部位，可以定位研究某些物质在细胞内的变化情况。

3、比较差速离心与密度梯度离心的异同。

答案要点：

二者都是依靠离心力对细胞匀浆悬浮扔中的颗粒进行分离的技术。

差速离心是一种较为简便的分离法，常用于细胞核和细胞器的分离。

因为在密度均一的介质中，颗粒越大沉降越快，反之则沉降较慢。

这种离心方法只能将那些大小有显著差异的组分分开，而且所获得的分离组分往往不很纯；而密度梯度离心则是较为精细的分离手段，这种方法的关键是先在离心管中制备出蔗糖或氯化铯等介质的浓度梯度并将细胞匀浆装在最上层，密度梯度的介质可以稳定沉淀成分，防止对流混合，在此条件下离心，细胞不同组分将以不同速率沉降并形成不同沉降带。

4、为什么电子显微镜不能完全替代光学显微镜？

答案要点：

电子显微镜用电子束代替了光束，大大提高了分辨率，电子显微镜相对光学显微镜是个飞跃。

但是电子显微镜：

样品制备更加复杂；镜筒需要真空，成本更高；只能观察“死”的样品，不能观察活细胞。

光学显微镜技术性能要求不高，使用容易；可以观察活细胞，观察视野范围广，可在组织内观察细胞间的联系；而且一些新发展起来的光学显微镜能够观察特殊的细胞或细胞结构组分。

因此，电子显微镜不能完全代替光学显微镜。

5、相差显微镜在细胞生物学研究中有什么应用？

答案要点：

相差显微镜通过安装特殊装置（如相差板等）将光波通过样品的光程差或相差位转换为振幅差，由于相差板上部分区域有吸光物质，使两组光线之间增添了新的光程差，从而对样品不同同造成的相位差起“夸大作用”，样品表现出肉眼可见的明暗区别。

相差显微镜的样品不需染色，可以观察活细胞，甚至研究细胞核、线粒体等到细胞器的形态。

6、比较放大率与分辨率的含义。

答案要点：

二者都是衡量显微镜性能的指标。

通常放大率是指显微镜所成像的大小与样本实际大小的比率；而分辨率是指能分辨或区分出的被检物体细微结构的最小间隔，即两个点间的最小距离。

放大率对分辨率有影响，但分辨率不仅仅取决于放大率。

7、扫描隧道显微镜具有哪些特点？

答案要点：

①高分辨率：

具有原子尺度的高分辨率本领，侧分辨率为0.1~0.2nm，纵分辨率可达0.001nm；②直接探测样品的表面结构：

可绘出立体三维结构图像；③可以在真空、大气、液体（接近于生理环境的离子强度）等多种条件下工作；④非破坏性测量：

由于没有高能电子束，对表现没有破坏作用（如辐射、热损伤等），能对生理状态下的生物大分子和活细胞膜表面的结构进行研究，样品不会受到损伤而保持完好；⑤扫描速度快，获取数据的时间短，成像快。

六、论述题

1、试比较光学显微镜与电子显微镜的区别。

答案要点：

光学显微镜是以可见光为照明源，将微小的物体形成放大影像的光学仪器；而电子显微镜则是以电子束为照明源，通过电子流对样品的透射或反射及电磁透镜的多级放大后在荧光屏上成像的大型仪器。

它们的不同在于：

①照明源不同：

光镜的照明源是可见光，电镜的照明源是电子束；由于电子束的波长远短于光波波长，因而电镜的放大率及分辨率显著高于光镜。

②透镜不同：

光镜为玻璃透镜；电镜为电磁透镜。

③分辨率及有效放大本领不同：

光镜的分辨率为0.2μm左右，放大倍数为1000倍；电镜的分辨率可达0.2nm，放大倍数106倍。

④真空要求不同：

光镜不要求真空；电镜要求真空。

⑤成像原理不同：

光镜是利用样品对光的吸收形成明暗反差和颜色变化成像；而电镜则是利用样品对电子的散射和透射形成明暗反差成像。

⑥生物样品制备技术不同：

光镜样品制片技术较简单，通常有组织切片、细胞涂片、组强压片和细胞滴片等；而电镜样品的制备较复杂，技术难度和费用都较高，在取材、固定、脱水和包埋等环节上需要特殊的试剂和操作，还需要制备超薄切片。

第四章参考答案

五、简答题

1、简述细胞膜的生理作用。

答案要点：

（1）限定细胞的范围，维持细胞的形状。

（2）具有高度的选择性，（为半透膜）并能进行主动运输使细胞内外形成不同的离子浓度并保持细胞内物质和外界环境之间的必要差别。

（3）是接受外界信号的传感器，使细胞对外界环境的变化产生适当的反应。

（4）与细胞新陈代谢、生长繁殖、分化及癌变等重要生命活动密切相关。

2、生物膜的基本结构特征是什么？

与它的生理功能有什么联系？

答案要点：

生物膜的基本结构特征：

①磷脂双分子层组成生物膜的基本骨架，具有极性的头部和非极性的尾部的脂分子在水相中具有自发形成封闭膜系统的性质，以非极性尾部相对，以极性头部朝向水相。

这一结构特点为细胞和细胞器的生理活动提供了一个相对稳定的环境，使细胞与外界、细胞器与细胞器之间有了一个界面；②蛋白质分子以不同的方式镶嵌其中或结合于表面，蛋白质的类型、数量的多少、蛋白质分布的不对称性及其与脂分子的协同作用赋予生物膜不同的特性与功能；这些结构特征有利于物质的选择运输，提供细胞识别位点，为多种酶提供了结合位点，同时参与形成不同功能的细胞表面结构特征。

3、试比较单位膜模型与流动镶嵌模型。

答案要点：

单位膜模型的主要内容：

两暗一明，细胞共有，厚约7.5nm，各种膜都具有相似的分子排列和起源。

单位膜模型的不足点：

⑴膜是静止的、不变的。

但是在生命系统中一般功能的不同常伴随着结构的差异，这样共同的单位膜结构很难与膜的多样性与特殊性一致起来。

⑵膜的厚度一致：

不同膜的厚度不完全一样，变化范围在5—10nm。

⑶蛋白质在脂双分子层上为伸展构型：

很难理解有活性的球形蛋白怎样保持其活性，通常蛋白质形状的变化会导致其活性发生深刻的变化。

流动镶嵌模型的主要内容：

脂双分子层构成膜的基本骨架，蛋白质分子或镶在表面或部分或全部嵌入其中或横跨整个脂类层。

优点：

⑴强调膜的流动性：

认为膜的结构成分不是静止的，而是动态的，细胞膜是由流动的脂类双分子层中镶嵌着球蛋白按二维排列组成的，脂类双分子层像轻油般的流体，具有流动性，能够迅速地在膜平面进行侧向运动；⑵强调膜的不对称性：

大部分膜是不对称的，在其内部及其内外表面具有不同功能的蛋白质；脂类双分子层，内外两层脂类分子也是不对称的。

4、红细胞质膜蛋白及膜骨架的成分是什么？

用SDS聚丙烯酰胺凝胶电泳分析血影蛋白成分，红细胞膜蛋白主要包括血影蛋白（或称红膜肽）、锚蛋白、带3蛋白、带4.1蛋白和肌动蛋白，还有一些血型糖蛋白。

膜骨架蛋白主要成分包括：

血影蛋白、肌动蛋白、锚蛋白和带4.1蛋白等。

5、简述细胞膜的基本特性。

答案要点：

细胞膜的最基本的特性是不对称性和流动性。

细胞膜的不对称性是由膜脂分布的不对称性和膜蛋白分布的不对称性所决定的。

膜脂分布的不对称性表现在：

①膜脂双分子层内外层所含脂类分子的种类不同；②脂双分子层内外层磷脂分子中脂肪酸的饱和度不同；③脂双分子层内外层磷脂所带电荷不同；④糖脂均分布在外层脂质中。

膜蛋白的不对称性表现在：

①糖蛋白的糖链主要分布在膜外表面；②膜受体分子均分布在膜外层脂质中；③腺苷酸环化本科分布在膜内表面。

膜的流动性是由膜内部脂质分子和蛋白质分子的运动性所决定的。

膜脂的流动性和膜蛋白的运动性使得细胞膜成为一种动态结构；膜脂分子的运动表现在①侧向扩散；②旋转运动；③摆动运动；④翻转运动；膜蛋白的分子运动则包括侧向扩散和旋转运动。

六、论述题

1、动物细胞连接主要有哪几种类型，各有何功能？

答案要点：

细胞连接的类型：

㈠封闭连接或闭锁连接：

紧密连接；㈡锚定连接：

1、与中间纤维相关的锚定连接：

桥粒和半桥粒；2、与肌动蛋白纤维相关的锚定连接：

粘合带和粘合斑；㈢通讯连接：

间隙连接。

紧密连接是封闭连接的主要形式，普遍存在于脊椎动物体表及体内各种腔道和腺体上皮细胞之间。

是指相邻细胞质膜直接紧密地连接在一起，能阻止溶液中的分子特别是大分子沿着细胞间的缝隙渗入体内，维持细胞一个稳定的内环境。

紧密连接具有：

1、形成渗漏屏障，起重要的封闭作用；2、隔离作用，使游离端与基底面质膜上的膜蛋白行使各自不同的膜功能；3、支持功能。

桥粒：

又称点状桥粒，位于粘合带下方。

是细胞间形成的钮扣式的连接结构，跨膜蛋白（钙粘素）通过附着蛋白（致密斑）与中间纤维相联系，提供细胞内中间纤维的锚定位点。

中间纤维横贯细胞，形成网状结构，同时还通过桥粒与相邻细胞连成一体，形成整体网络，起支持和抵抗外界压力与张力的作用。

半桥粒相当于半个桥粒，但其功能和化学组成与桥粒不同。

它通过细胞质膜上的膜蛋白整合素将上皮细胞锚定在基底膜上,在半桥粒中，中间纤维不是穿过而是终止于半桥粒的致密斑内。

存在于上皮组织基底层细胞靠近基底膜处，防止机械力造成细胞与基膜脱离。

粘合带：

又称带状桥粒，位于紧密连接下方，相邻细胞间形成一个连续的带状连接结构，跨膜蛋白通过微丝束间接将组织连接在一起，提高组织的机械张力。

粘合斑：

细胞通过肌动蛋白纤维和整联蛋白与细胞外基质之间的连接方式，微丝束通过附着蛋白锚定在连接部位的跨膜蛋白上。

存在于某些细胞的基底，呈局限性斑状。

其形成对细胞迁移是不可缺少的。

体外培养的细胞常通过粘着斑粘附于培养皿上。

间隙连接：

是动物细胞间最普遍的细胞连接，是在相互接触的细胞之间建立的有孔道的连接结构，允许无机离子及水溶性小分子物质从中通过，从而沟通细胞达到代谢与功能的统一。

间隙连接在代谢偶联中的作用：

使代谢物（如氨基酸、葡萄糖、核苷酸、维生素等）及第二信使（cAMP、Ca2+等）直接在细胞之间流通。

间隙连接在神经冲动信息传递过程中的作用：

在由具有电兴奋性的细胞构成的组织中，通过间隙连接建立的电偶联对其功能的协调一致具有重要作用。

间隙连接在早期胚胎发育和细胞分化过程中具有重要；间隙连接对细胞增殖的控制也有一定作用。

2、胞外基质的组成、分子结构及生物学功能是什么？

答案要点：

组成细胞外基质的大分子可大致分为四大类：

胶原、弹性蛋白、非胶原糖蛋白及氨基聚糖和蛋白聚糖。

⑴胶原：

胶原是胞外基质最基本结构成份之一，是细胞外基质中最主要的水不溶性纤维蛋白。

动物体内含量最丰富的蛋白，普遍存在于体内各种器官和组织，是细胞外基质中的框架结构，可由成纤维细胞、软骨细胞、成骨细胞及某些上皮细胞合成并分泌到细胞外。

胶原的分子结构：

胶原纤维的基本结构单位是原胶原；原胶原是由三条肽链盘绕成的三股螺旋结构；原胶原肽链具有Gly-x-y重复序列（G：

甘氨酸，x常为脯氨酸，y常为羟脯氨酸或羟赖氨酸），对胶原纤维的高级结构的形成是重要的；在胶原纤维内部,原胶原蛋白分子呈1/4交替平行排列,一个原胶原分子的头部与下一个原胶原分子的尾部有一个小的间隔分隔，形成周期性横纹。

胶原的功能：

a、构成细胞外基质的骨架结构，细胞外基质中的其它组分通过与胶原结合形成结构与功能的复合体；b、在不同组织中，胶原组装成不同的纤维形式,以适应特定功能的需要；c、胶原可被胶原酶特异降解，而参入胞外基质信号传递的调控网络中。

⑵氨基聚糖和蛋白聚糖：

氨基聚糖（GAG），又称糖胺聚糖，是由重复的二糖单位构成的长链多糖，二糖单位：

一是氨基己糖（氨基葡萄糖或氨基半乳糖），另一个是糖醛酸。

氨基聚糖可分为：

透明质酸、4-硫酸软骨素、6-硫酸软骨素、硫酸皮肤素、硫酸乙酰肝素、肝素和硫酸角质素等。

透明质酸及其生物学功能：

透明质酸是一种重要的糖胺聚糖，透明质酸是增殖细胞和迁移细胞的胞外基质主要成分，也是蛋白聚糖的主要结构组分；透明质酸在结缔组织中起强化、弹性和润滑作用；透明质酸使细胞保持彼此分离，使细胞易于运动迁移和增殖并阻止细胞分化；在胞外基质中，透明质酸倾向于向外膨胀，产生压力，使结缔组织具有抗压的能力。

蛋白聚糖：

存在于所有结缔组织和细胞外基质及许多细胞表面，是由氨基聚糖与核心蛋白的丝氨酸残基共价连接形成的巨分子，若干蛋白聚糖单体借连接蛋白以非共价键与透明质酸结合形成多聚体。

蛋白聚糖的功能：

软骨中的蛋白聚糖是最大巨分子之一,赋予软骨以凝胶样特性和抗变形能力；蛋白聚糖可视为细胞外的激素富集与储存库，可与多种生长因子（如成纤维细胞生长因子[FGF]、转化生长因子β[TGFβ]等）结合，有利于激素分子进一步与细胞表面受体结合，有效完成信号的传导。

⑶层粘连蛋白和纤连蛋白：

a、层粘连蛋白：

是各种动物胚胎及成体组织的基膜的主要结构组分之一，是高分子糖蛋白（相对分子量820KD），由一条重链和两条轻链构成。

细胞通常是通过层粘连蛋白锚定于基膜上；层粘连蛋白在胚胎发育及组织分化中具有重要作用；层粘连蛋白也与肿瘤细胞的转移有关。

b、纤连蛋白：

纤连蛋白是高分子量糖蛋白（220-250KD），是多聚体，各亚单位在C端形成二硫键交联，各亚单位由数个结构域构成，RGD三肽序列是细胞识别的最小结构单位。

纤粘连蛋白的膜蛋白受体为整合素家族成员之一,在其细胞外功能区有与RGD高亲和性结合部位。

纤连蛋白的主要功能：

⑴介导细胞粘着，通过细胞信号转导途径调节细胞的形状和细胞骨架的组织；促进细胞铺展；⑵在胚胎发生过程中,纤粘连蛋白对于许多类型细胞的迁移和分化是必须的；⑶在创伤修复中,纤粘连蛋白促进巨噬细胞和其它免疫细胞迁移到受损部位；⑷在血凝块形成中,纤粘连蛋白促进血小板附着于血管受损部位。

⑷弹性蛋白：

弹性蛋白是弹性纤维的主要成分；主要存在于脉管壁及肺。

弹性纤维与胶原纤维共同存在,分别赋予组织以弹性及抗张性。

第五章参考答案

五、简答题

1、细胞质基质中Ca2+浓度低的原因是什么？

答案要点：

细胞质基质中Ca2+浓度通常不到10-7mol/L，原因主要有以下几点：

①在正常情况下，细胞膜对Ca2+是高度不通透的；②在质膜和内质网膜上有Ca2+泵，能将Ca2+从基质中泵出细胞外或泵进内质网腔中；③某些细胞的质膜有Na+—Ca2+交换泵，能将Na+输入到细胞内，而将Ca2+从基质中泵出；④某些细胞的线粒体膜也能将钙离子从基质中转运到线粒体基质。

2、简述细胞信号分子的类型及特点？

答案要点：

细胞信号分子包括：

短肽、蛋白质、气体分子（NO、CO）以及氨基酸、核苷酸、脂类的胆固醇衍生物等，其共同特点是：

①特异性，只能与特定的受体结合；②高效性，几个分子即可发生明显的生物学效应，这一特性有赖于细胞的信号逐级放大系统；③可被灭活，完成信息传递后可被降解或修饰而失去活性，保证信息传递的完整性和细胞免于疲劳。

3、比较主动运输与被动运输的异同。

答案要点：

①运输方向不同：

主动运输逆浓度梯度或电化学梯度，被动运输：

顺浓度梯度或电化学梯度；②是否需要载体的参与：

主动运输需要载体参与，被动运输方式中，简单扩散不需要载体参与，而协助扩散需要载体的参与；③是否需要细胞直接提供能量：

主动运输需要消耗能量，而被动运输不需要消耗能量；④被动运输是减少细胞与周围环境的差别,而主动运输则是努力创造差别,维持生命的活力。

4、NO的产生及其细胞信使作用？

答案要点：

NO是可溶性的气体，NO的产生与血管内皮细胞和神经细胞相关，血管内皮细胞接受乙酰胆碱，引起细胞内Ca2+浓度升高，激活一氧化氮合成酶，该酶以精氨酸为底物，以NADPH为电子供体，生成NO和胍氨酸。

细胞释放NO，通过扩散快速透过细胞膜进入平滑肌细胞内，与胞质鸟苷酸环化酶活性中心的Fe2+结合，改变酶的构象，导致酶活性的增强和cGMP合成增多。

cGMP可降低血管平滑肌中的Ca2+离子浓度，引起血管平滑肌的舒张，血管扩张、血流通畅。

NO没有专门的储存及释放调节机制，靶细胞上NO的多少直接与NO的合成有关。

5、钙离子的主要作用途径有哪几种？

答案要点：

主要有：

①通过钙结合蛋白完成作用，如肌钙蛋白C、钙调素；②通过钙调素活化腺苷酸环化酶及PDE调节cAMP水平；③作为双信使系统的传递信号；④参与其它离子的调节。

6、G蛋白的类型有哪些？

答案要点：

G蛋白有两种类型一种是刺激型调节蛋白（Gs），另一种是抑制型调节蛋白（Gi）。

二者结构和功能很相似，均由α、β和γ三个亚基组成，分子质量均为80~100000D，它们的β和γ亚基大小很相似，其α亚基也都有两个结合位点：

一是结合GTP或基其类似物的位点，具有GTP酶活性，能够水解GTP；另一个是含有负价键的修饰位点，可被细胞毒素ADP核糖基化。

二者的不同之处在于Gs的αS亚基能被霍乱毒素ADP核糖基化，而Gi的αi亚基能被百日咳毒素ADP核糖基化。

Gs和Gi都调节其余相应受体的亲合性以及作用于腺苷酸环化酶，产生cAMP。

7、简要说明由G蛋白偶联的受体介导的信号的特点。

答案要点：

G蛋白偶联的受体是细胞质膜上最多，也是最重要的倍转导系统，具有两个重要特点：

⑴信号转导系统由三部分构成：

①G蛋白偶联的受体，是细胞表面由单条多肽链经7次跨膜形成的受体；②G蛋白能与GTP结合被活化，可进一步激活其效应底物；③效应物：

通常是腺苷酸环化酶，被激活后可提高细胞内环腺苷酸（cAMP）的浓度，可激活cAMP依赖的蛋白激酶，引发一系列生物学效应。

⑵产生第二信使。

配体—受体复合物结合后，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。

根据产生的第二信使的不同，又可分为cAMP信号通路和磷酯酰肌醇信号通路。

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

该信号途径涉及的反应链可表示为：

激素→G蛋白偶联受体→G蛋白→腺苷酸环化化酶→cAMP→cAMP依赖的蛋白激酶A→基因调控蛋白→基因转录。

磷酯酰肌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”。

8、磷酯酰肌醇信号通路的传导途径。

（综4）

答案要点：

外界信号分子→识别并与膜上的与G蛋白偶联的受体结合→活化G蛋白→激活磷脂酶C→催化存在于细胞膜上的PIP2水解→IP3和DG两个第二信使→IP3可引起胞内Ca2+浓度升高，进而通过钙结合蛋白的作用引起细胞对胞外信号的应答；DG通过激活PKC，使胞内pH值升高，引起对胞外信号的应答。

六、论述题

1、试论述Na+-K+泵的结构及作用机理。

答案要点：

1、结构：

由两个亚单位构成：

一个大的多次跨膜的催化亚单位（α亚基）和一个小的单次跨膜具组织特异性的糖蛋白（β亚基）。

前者对Na+和ATP的结合位点在细胞质面，对K+的结合位点在膜的外表面。

2、机制：

在细胞内侧，α亚基与Na+相结合促进ATP水解，α亚基上的一个天门冬氨酸残基磷酸化引起α亚基的构象发生变化，将Na+泵出细胞外，同时将细胞外的K+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K+泵进细胞，完成整个循环。

Na+依赖的磷酸化和K+依赖的去磷酸化引起构象变化有序交替发生。

每个循环消耗一个ATP分子，泵出3个Na+和泵进2个K+。

2、cAMP信号系统的组成及其信号途径？

答案要点：

1、组成：

主要包括：

Rs和Gs；Ri和Gi；腺苷酸不化酶；PKA；环腺苷酸磷酸二酯酶。

2、信号途径主要有两种调节模型：

Gs调节模型，当激素信号与Rs结合后，导致Rs构象改变，暴露出与Gs结合的位点，使激素-受体复合物与Gs结合，Gs的构象发生改变从而结合GTP而活化，导致腺苷酸环化酶活化，将ATP转化为cAMP，而GTP水解导致G蛋白构象恢复，终止了腺苷酸环化酶的作用。

该信号途径为：

激素→识别并与G蛋白偶联受体结合→激活G蛋白→活化腺苷酸环化酶→胞内的