22.请简述细菌细胞中葡萄糖的磷酸化运输机理答：细菌细胞中葡萄糖的磷酸化运输过程是：首先将供体磷酸烯醇式丙酮酸的磷酸基团转移到细胞质的酶I(E-I)，然后将磷酸基团转移给HPr蛋白，起始步骤对于各种糖的运输都是相同的。第二步要根据被转运的糖而定，如运输的是葡萄糖，HPr蛋白要将磷酸基转给酶IⅢI(E-IⅢI)，再转给位于质膜中的酶II(E-II)，但对于甘露糖的转运则不需酶ⅢI的参与，所以可直接将磷酸基团转给位于质膜中的酶ⅡI（E-II)：最后由酶IⅡI将磷酸基团转给被运输的糖。酶IⅡI和酶IⅢII对于不同的糖具有特异性。该运输方式中，被转运进到细胞中的糖浓度，从形式上看没有提高，但实质上是提高了，只不过通过磷酸化作用进行了修饰。23.什么是细菌视紫红质质子泵(bacteriorhodopsinprotonpump)?如何工作?答：嗜盐的厌氧菌halobacteriumhalobium生活在阳光充足的盐水池中。在进化过程中，这种菌的细胞质膜上出现了多种能被光线激活的蛋白质，“紫膜”是该菌质膜上一些特化的区域（斑块），上面只含一种蛋白质，就是细菌视紫红质(bacteriorhodopsin)。该蛋白含有七个a螺旋，每个螺旋长3-4nm，在蛋白的中部有几个能够吸收光的视黄醛基团，又称发色基团：当该基团被一个光量子激活时，就能引起整个分子的构型发生变化，导致两个H+从细胞内运送到细胞外。结果造成了细胞内外的质子浓度差：细胞外部高内部低，这种浓度梯度可被另一种膜蛋白用于ATP的合成。在这个系统中，H的运输是由光提供能量。24.简述说明ABC运输蛋白对甘露糖运输的机理。答：甘露糖先通过外膜的选择性孔蛋白进入膜间腔，然后被一种结合蛋白（周质结合蛋白）所结合。结合蛋白有两个结构域，一个同甘露糖结合，该结构域与甘露糖等物质结合后，会引起另一个结构域发生构型变化并同ABC运输蛋白结合。这样，被运输的物质就得以同ABC运输蛋白结合，在水解ATP供能的情况下，ABC运输蛋将糖等运入细胞内。25.请比较动物细胞和植物细胞主动运输的差异答：动物细胞和植物细胞不仅结构有所差别，载体蛋白也有所不同。动物细胞质膜上有Na-K*ATPase，并通过对Na、K*的运输建立细胞的电化学梯度：但是在植物细胞（包括细菌细胞）的质膜中没有Na-K'ATPase代之的是H-ATP酶，并通过对H的运输建立细胞的电化学梯度，使细胞外H的浓度比细胞内高：与此同时H泵在周围环境中创建了酸性pH，然后通过H质子梯度驱动的同向运输，将糖和氨基酸等输入植物的细胞内。在动物细胞溶酶体膜和植物细胞的液泡膜上都有H-ATP酶，它们作用都一样，保持这些细胞器的酸性
22. 请简述细菌细胞中葡萄糖的磷酸化运输机理 答：细菌细胞中葡萄糖的磷酸化运输过程是:首先将供体磷酸烯醇式丙酮酸的磷酸基团转移到细胞质的酶 I(E-I)，然后将磷酸基团转移给 HPr 蛋白，起始步骤对于各种糖的运输都是相同的。第二步要根据被转运的 糖而定，如运输的是葡萄糖，HPr 蛋白要将磷酸基转给酶Ⅲ(E-Ⅲ)，再转给位于质膜中的酶Ⅱ(E-Ⅱ)，但对 于甘露糖的转运则不需酶Ⅲ的参与，所以可直接将磷酸基团转给位于质膜中的酶Ⅱ(E-Ⅱ)；最后由酶Ⅱ将磷 酸基团转给被运输的糖。酶Ⅱ和酶Ⅲ对于不同的糖具有特异性。 该运输方式中，被转运进到细胞中的糖浓 度，从形式上看没有提高，但实质上是提高了，只不过通过磷酸化作用进行了修饰。 23. 什么是细菌视紫红质质子泵(bacteriorhodopsin proton pump)? 如何工作? 答：嗜盐的厌氧菌 halobacterium halobium 生活在阳光充足的盐水池中。在进化过程中，这种菌的细胞质膜 上出现了多种能被光线激活的蛋白质，“紫膜”是该菌质膜上一些特化的区域(斑块)，上面只含一种蛋白质， 就是细菌视紫红质(bacteriorhodopsin)。该蛋白含有七个α螺旋，每个螺旋长 3-4nm，在蛋白的中部有几个 能够吸收光的视黄醛基团，又称发色基团；当该基团被一个光量子激活时，就能引起整个分子的构型发生 变化，导致两个 H +从细胞内运送到细胞外。结果造成了细胞内外的质子浓度差：细胞外部高内部低，这种 浓度梯度可被另一种膜蛋白用于 ATP 的合成。在这个系统中，H +的运输是由光提供能量。 24. 简述说明 ABC 运输蛋白对甘露糖运输的机理。 答：甘露糖先通过外膜的选择性孔蛋白进入膜间腔，然后被一种结合蛋白(周质结合蛋白)所结合。结合蛋 白有两个结构域，一个同甘露糖结合，该结构域与甘露糖等物质结合后，会引起另一个结构域发生构型变 化并同 ABC 运输蛋白结合。这样，被运输的物质就得以同 ABC 运输蛋白结合，在水解 ATP 供能的情况下， ABC 运输蛋将糖等运入细胞内。 25. 请比较动物细胞和植物细胞主动运输的差异 答：动物细胞和植物细胞不仅结构有所差别，载体蛋白也有所不同。动物细胞质膜上有 Na+ -K + ATPase，并 通过对 Na+、K + 的运输建立细胞的电化学梯度；但是在植物细胞(包括细菌细胞)的质膜中没有 Na+ -K + ATPase， 代之的是 H + -ATP 酶，并通过对 H +的运输建立细胞的电化学梯度，使细胞外 H +的浓度比细胞内高；与此同时 H +泵在周围环境中创建了酸性 pH，然后通过 H +质子梯度驱动的同向运输，将糖和氨基酸等输入植物的细胞 内。在动物细胞溶酶体膜和植物细胞的液泡膜上都有 H + -ATP 酶，它们作用都一样，保持这些细胞器的酸性
设计实验1.IrvingLangmuir如何通过实验提出脂单层的设想？这一设想对膜结构的研究有何特长意义？答：关于细胞质膜膜的化学组成和结构，IrvingLangmuir通过展层实验，提出脂单层(lipidmonolayer)的设想。他将提取的膜脂铺展在Langmuir水盘(LangmuirTrough)的水面上,研究了脂的展层行为,发现脂在水面上形成一薄层。他用苯将脂溶解，然后将苯-脂溶液放在水面上展层，当苯挥发后，留下的脂在水面上形成单脂层（图E3-1),亲水的头朝向水面，疏水尾背离水面。脂单层概念是20世纪初膜结构研究的基础，导致后来脂双层的发现。扭转纹扭转效口径耗铁和指示针eo园定转板移动指板水上脂单层我站标尺雷单层减水一激水头图E3-1脂在Langmuir水盘中展现单脂层水盘有一个浅盘和一个可移动的挡板组成。移动挡板可将磷脂单层向固定挡板端挤压，形成致密的单脂层。1925年两位荷兰科学家E.Gorter和F.Grendel根据对红细胞质膜的研究首次提出质膜的基本结构是双脂分子层。他们看到了Langmuir的研究论文,认为可以用展层方法研究红细胞膜脂的结构,因为Overton已经提出在细胞的外层有脂的包被,推测红细胞的表面也有脂的存在。在红细胞的外侧包被中有多少脂？尚不清楚。但是，他们在显微镜下观察到人的红细胞是扁平状,直径约为7m。根据红细胞的体积,推测红细胞的表面积约为100um2。他们分离纯化了红细胞,并从一定数量的红细胞中抽提脂类,按Langmuir的方法进行展层,并比较展层后脂单层的面积和根据体积所推算的总面积。比较的结果，Gorter和Grendel发现脂铺展的面积同实际测量的红细胞的表面积之比约为1.8～2.2：1，为了解释这一结果，他们提出红细胞膜的基本结构是脂双层(lipidbilayer)。同时，推测脂双层具有热力学的特点,认为极性的亲水基团朝向外侧的水性环境。他们的实验和依据实验所得出的结论具有非常重要的意义这是人类第一次从分子水平研究细胞膜的结构。2.细胞膜上有很多蛋白，如何鉴定膜运输蛋白？答：目前有两种鉴定方法（图E3-2)，一种是亲和标记法(affinitylabeling),另一种是膜重建(membranereconstitution)
设计实验 1. Irving Langmuir 如何通过实验提出脂单层的设想？这一设想对膜结构的研究有何特长意义？ 答:关于细胞质膜膜的化学组成和结构，Irving Langmuir 通过展层实验，提出脂单层(lipid monolayer)的设想。 他将提取的膜脂铺展在 Langmuir 水盘(Langmuir Trough)的水面上,研究了脂的展层行为,发现脂在水面上形 成一薄层。他用苯将脂溶解,然后将苯-脂溶液放在水面上展层,当苯挥发后,留下的脂在水面上形成单脂层(图 E3-1),亲水的头朝向水面,疏水尾背离水面。脂单层概念是 20 世纪初膜结构研究的基础,导致后来脂双层的发 现。 图 E3-1 脂在 Langmuir 水盘中展现单脂层 水盘有一个浅盘和一个可移动的挡板组成。移动挡板可将磷脂单层向固定挡板端挤压,形成致密的单脂层。 1925 年两位荷兰科学家 E.Gorter 和 F.Grendel 根据对红细胞质膜的研究首次提出质膜的基本结构是双脂分 子层。他们看到了 Langmuir 的研究论文,认为可以用展层方法研究红细胞膜脂的结构,因为 Overton 已经提 出在细胞的外层有脂的包被,推测红细胞的表面也有脂的存在。在红细胞的外侧包被中有多少脂? 尚不清 楚。但是,他们在显微镜下观察到人的红细胞是扁平状,直径约为 7μm。根据红细胞的体积,推测红细胞的表 面积约为 100μm2。他们分离纯化了红细胞,并从一定数量的红细胞中抽提脂类,按 Langmuir 的方法进行展 层,并比较展层后脂单层的面积和根据体积所推算的总面积。比较的结果, Gorter 和 Grendel 发现脂铺展的面 积同实际测量的红细胞的表面积之比约为 1.8～2.2∶1，为了解释这一结果，他们提出红细胞膜的基本结构 是脂双层(lipid bilayer)。同时，推测脂双层具有热力学的特点,认为极性的亲水基团朝向外侧的水性环境。 他们的实验和依据实验所得出的结论具有非常重要的意义,这是人类第一次从分子水平研究细胞膜的结构。 2. 细胞膜上有很多蛋白,如何鉴定膜运输蛋白? 答:目 前 有 两种 鉴 定方 法 ( 图 E3-2),一 种 是亲 和 标记 法 (affinity labeling), 另 一 种 是 膜 重建 (membrane reconstitution)
亲和标记OC.O加转运抑制剂纯化膜蛋白鉴定同抑制(A)剂结合蛋白膜重建实验00000纯化用于检分离膜加磷脂重蛋白测运输能力建脂质体测试脂质体的蛋白质的运输能力图E3-2鉴定膜运输蛋白的两种方法上：亲和标记法在此法中常常用到特异的运输系统的抑制剂。下·膜重建法。在亲和标记法中主要是用放射性标记的分子抑制某种物质的运输，这种抑制作用是由抑制剂同膜运输蛋白的结合引起的,然后分离膜蛋白鉴定同抑制剂结合的膜蛋白。例如细胞松弛素B是葡萄糖运输蛋白的抑制剂因此将放射性标记的细胞松弛素加入到细胞液中就可同膜中葡萄糖运输蛋白结合然后从膜中分离蛋白通过放射性分析鉴定膜运输蛋白。在膜重建法中，首先要分离纯化膜蛋白，然后将分离纯化的蛋白质同磷脂混合，构建人工脂质体，然后检测脂质体的运输能力。3.请设计一种方法检测跨膜蛋白的哪一部分位于膜的外侧，哪一部分位于膜的内侧？答：①用相对分子质量大而不能透过细胞质膜的胰蛋白酶处理胰蛋白酶完整的细胞这种处理可以将跨膜蛋白的朝向外侧的肽水解.而位于脂双层和细胞质面的部分则不受影响。②用非离子去垢剂或渗透休克提高膜的渗透性，让膜失去了对蛋白水解酶渗透的障碍作用，结果使膜蛋白的细胞质部分被蛋白酶水解。处理的结果可以通过SDS-聚丙烯酰胺凝胶电泳进行检测。同时设置对照细胞。实验过程示于图E3-3。图E3-3测定膜蛋白在膜中定位的实验过程
图 E3-2 鉴定膜运输蛋白的两种方法 上:亲和标记法,在此法中常常用到特异的运输系统的抑制剂。下:膜重建法。 在亲和标记法中,主要是用放射性标记的分子抑制某种物质的运输.这种抑制作用是由抑制剂同膜运输蛋白 的结合引起的,然后分离膜蛋白,鉴定同抑制剂结合的膜蛋白。例如细胞松弛素 B 是葡萄糖运输蛋白的抑制 剂,因此将放射性标记的细胞松弛素加入到细胞液中,就可同膜中葡萄糖运输蛋白结合,然后从膜中分离蛋白, 通过放射性分析鉴定膜运输蛋白。在膜重建法中,首先要分离纯化膜蛋白,然后将分离纯化的蛋白质同磷脂混 合,构建人工脂质体，然后检测脂质体的运输能力。 3. 请设计一种方法检测跨膜蛋白的哪一部分位于膜的外侧,哪一部分位于膜的内侧? 答: ① 用相对分子质量大而不能透过细胞质膜的胰蛋白酶处理胰蛋白酶完整的细胞: 这种处理可以将跨膜蛋白的朝向外侧的肽水解,而位于脂双层和细胞质面的部分则不受影响。 ② 用非离子去垢剂或渗透休克提高膜的渗透性,让膜失去了对蛋白水解酶渗透的障碍作用, 结果使膜蛋 白的细胞质部分被蛋白酶水解。 处理的结果可以通过 SDS-聚丙烯酰胺凝胶电泳进行检测。同时设置对照细胞。 实验过程示于图 E3-3。 图 E 3 - 3 测 定 膜 蛋 白 在 膜 中 定 位 的 实 验 过 程
第四章：细胞环境与互作学习指导一、主要内容本章从以下4个方面讨论了细胞的外部环境和相互作用：1.细胞表面3.细胞识别与粘着2.细胞外基质4.细胞连接二、计划学时及安排本章计划3学时：1～3节2学时，最后一节1学时。三、学习的重点和难点多细胞的生命有机体中的细胞组成不同的组织，在这些组织中，细胞相互间以及细胞与细胞外环境维持着良好的关系。细胞相互间以及细胞与细胞环境的相互作用调节着细胞的迁移、生长、以及组织的三维结构。本章主要集中讨论细胞的表面结构、细胞外基质、细胞识别、细胞粘着和细胞连接等，重点讨论的是细胞外基质、细胞粘着、细胞连接。1.细胞通过表面发生的作用包括细胞识别、细胞粘着、细胞连接、细胞通讯等。了解细胞表面的概念、结构特点、与质膜的关系等。2.细胞外基质是动物细胞特有的结构，是由三大类成份构成的。蛋白聚糖：它们能够形成水性的胶状物：结构蛋白：如胶原和弹性蛋白，它们赋予细胞外基质一定的强度和韧性：粘着蛋白，如纤粘连蛋白和层粘联蛋白，它们促使细胞同基质结合。学习细胞外基质，重点是学习构成细胞外基质的三大类成份的组成、相互间以及与细胞质膜的关系。3.细胞识别是指细胞对同种或异种细胞、同源或异源细胞、以及对自己和异己物质分子的认识和鉴别。细胞粘着则是指相邻细胞或细胞与细胞外基质以某种方式粘合在一起组成组织或与其他组织分开,这种粘合的方式比较松散。另外从事件发生的次序来说,细胞识别在先，细胞粘着在后，识别是粘着的基础。重点要掌握各种粘着蛋白的结构和功能。4.细胞在识别和粘着的基础上进行细胞连接。细胞连接有三种方式：紧密连接、斑块连接、通讯连接。比较复杂的是斑块连接，它又可分为四种连接方式：粘着带、粘着斑、桥粒、半桥粒。对它们的区别主要是根据连接蛋白与细胞骨架的关系，以及是否是细胞与细胞的连接，还是细胞与细胞外基质的连接，这是本章的学习重点，也是难点。通过对本章的学习，要建立细胞社会学的观念，即多细胞的生物体是一个细胞的社会组成机体的不同类型的细胞相互合作，协调一致地维持整个生命的生命活动
第四章：细胞环境与互作 学习指导 一、主要内容 本章从以下 4 个方面讨论了细胞的外部环境和相互作用： 1． 细胞表面 2． 细胞外基质 3． 细胞识别与粘着 4． 细胞连接 二、计划学时及安排 本章计划 3 学时：1～3 节 2 学时，最后一节 1 学时。 三、学习的重点和难点 多细胞的生命有机体中的细胞组成不同的组织，在这些组织中，细胞相互间以及细胞与 细胞外环境维持着良好的关系。细胞相互间以及细胞与细胞环境的相互作用调节着细胞 的迁移、生长、以及组织的三维结构。本章主要集中讨论细胞的表面结构、细胞外基质、 细胞识别、细胞粘着和细胞连接等, 重点讨论的是细胞外基质、细胞粘着、细胞连接。 1. 细胞通过表面发生的作用包括细胞识别、细胞粘着、细胞连接、细胞通讯等。了解 细胞表面的概念、结构特点、与质膜的关系等。 2. 细胞外基质是动物细胞特有的结构，是由三大类成份构成的。蛋白聚糖：它们能够 形成水性的胶状物； 结构蛋白：如胶原和弹性蛋白，它们赋予细胞外基质一定的强度 和韧性;粘着蛋白, 如纤粘连蛋白和层粘联蛋白，它们促使细胞同基质结合。学习细胞外 基质，重点是学习构成细胞外基质的三大类成份的组成、相互间以及与细胞质膜的关系。 3. 细胞识别是指细胞对同种或异种细胞、同源或异源细胞、以及对自己和异己物质分 子的认识和鉴别。细胞粘着则是指相邻细胞或细胞与细胞外基质以某种方式粘合在一起, 组成组织或与其他组织分开,这种粘合的方式比较松散。另外从事件发生的次序来说,细 胞识别在先,细胞粘着在后,识别是粘着的基础。重点要掌握各种粘着蛋白的结构和功能。 4. 细胞在识别和粘着的基础上进行细胞连接。细胞连接有三种方式: 紧密连接、斑块连 接、通讯连接。比较复杂的是斑块连接,它又可分为四种连接方式:粘着带、粘着斑、桥 粒、半桥粒。对它们的区别主要是根据连接蛋白与细胞骨架的关系, 以及是否是细胞与 细胞的连接, 还是细胞与细胞外基质的连接，这是本章的学习重点，也是难点。 通过对本章的学习，要建立细胞社会学的观念，即多细胞的生物体是一个细胞的社会， 组成机体的不同类型的细胞相互合作，协调一致地维持整个生命的生命活动
精选习题一、判断题：判断以下各题,正确的标T，错误的标F。1.锚定蛋白是通过蛋白的氨基酸残基同膜脂的脂肪酸链形成共价键而锚定在质膜上。2.胶原和弹性蛋白都能赋予细胞外基质以强度和弹性。3.RGD序列是纤粘连蛋白的独特结构，功能是负责同细胞表面结合。4.细胞间隙连接的连接单位叫连接子，由六个亚基组成，中间有孔道，可以进行物质的自由交换。5.整合素是一种受体蛋白,参与内吞作用,并与细胞外基质相连。6.整合素是一种受体蛋白,不参与内吞作用,但能与细胞外基质相连。7.蛋白聚糖是在粗面内质网中装配的。8.纤维粘连蛋白以不溶的方式存在于细胞外基质，以可溶的方式存在于血浆。9.胶原在内质网中是可溶的，在细胞外被基质中是不可溶的，10.选择蛋白和免疫球蛋白超家族蛋白介导的细胞粘着都是钙依赖性的。二、选择题1.用抗纤连蛋白的抗体注射胚体，发现在神经系统发育过程中神经细胞的移动受到抑制。这些实验说明()。a.神经嗜发育包括抗体基因的表达d.胚胎中的神经元在移动过程中必须与纤连蛋白暂时结合b.发育中的神经无需要合成纤连蛋白c.纤连蛋白-抗体复合物形成神经移动途径2.下列物质中,(）不属于植物细胞壁的构成成分。a.纤维素c.果胶质b.透明质酸d.木质素3.基膜特有的细胞外基质蛋白是()。a.层粘连蛋白c.纤粘连蛋白b.胶原d.蛋白聚糖4.胶原是由三条肽链组成的螺旋状纤维，三条肽链组装原胶原发生在()a细胞质中c.高尔基体b.内质网d.分泌泡5.在下列细胞外基质中,不含羟脯氨酸的是(）c.胶原a.弹性蛋白b.透明质酸d.纤粘连蛋白6.下列四种细胞粘着分子中只有(渗与的细胞粘着是靠两细胞表面相同的粘着分子的相互作用完成。a.选择蛋白c.免疫球蛋白超家族的某些成员b.整合素超家族的某些成员d.钙粘着蛋白7下列蛋白中，哪一种与桥粒连接无关？a.钙粘着蛋白C.巢蛋白b.斑珠蛋白d.桥粒蛋白8.在下列细胞中，您认为哪一种类型含有的桥粒连接数量最高？（)。a.平滑肌细胞c.皮肤的表皮细胞b.红细胞d.神经细胞
精选习题 一、判断题：判断以下各题,正确的标 T, 错误的标 F。 1. 锚定蛋白是通过蛋白的氨基酸残基同膜脂的脂肪酸链形成共价键而锚定在质膜上。 2. 胶原和弹性蛋白都能赋予细胞外基质以强度和弹性。 3. RGD 序列是纤粘连蛋白的独特结构,功能是负责同细胞表面结合。 4. 细胞间隙连接的连接单位叫连接子, 由六个亚基组成, 中间有孔道,可以进行物质的自由交换。 5. 整合素是一种受体蛋白,参与内吞作用,并与细胞外基质相连。 6. 整合素是一种受体蛋白,不参与内吞作用,但能与细胞外基质相连。 7. 蛋白聚糖是在粗面内质网中装配的。 8. 纤维粘连蛋白以不溶的方式存在于细胞外基质, 以可溶的方式存在于血浆。 9. 胶原在内质网中是可溶的, 在细胞外被基质中是不可溶的。 10. 选择蛋白和免疫球蛋白超家族蛋白介导的细胞粘着都是钙依赖性的。 二、选择题 1. 用抗纤连蛋白的抗体注射胚体，发现在神经系统发育过程中神经嵴细胞的移动受到抑制。这些实验说明 ( )。 a. 神经嵴发育包括抗体基因的表达 b. 发育中的神经无需要合成纤连蛋白 c. 纤连蛋白-抗体复合物形成神经移动途径 d. 胚胎中的神经元在移动过程中必须与纤连蛋白 暂时结合 2. 下列物质中, ( ) 不属于植物细胞壁的构成成分。 a．纤维素 b．透明质酸 c．果胶质 d. 木质素 3.基膜特有的细胞外基质蛋白是( )。 a. 层粘连蛋白 b. 胶原 c. 纤粘连蛋白 d. 蛋白聚糖 4. 胶原是由三条肽链组成的螺旋状纤维,三条肽链组装原胶原发生在( )。 a. 细胞质中 b. 内质网 c. 高尔基体 d. 分泌泡 5. 在下列细胞外基质中,不含羟脯氨酸的是( )。 a. 弹性蛋白 b. 透明质酸 c. 胶原 d. 纤粘连蛋白 6. 下列四种细胞粘着分子中只有( )参与的细胞粘着是靠两细胞表面相同的粘着分子的相互作用完成。 a. 选择蛋白 b. 整合素超家族的某些成员 c. 免疫球蛋白超家族的某些成员 d. 钙粘着蛋白 7 下列蛋白中,哪一种与桥粒连接无关? a. 钙粘着蛋白 b. 斑珠蛋白 c. 巢蛋白 d. 桥粒蛋白 8. 在下列细胞中,您认为哪一种类型含有的桥粒连接数量最高?( )。 a. 平滑肌细胞 b. 红细胞 c. 皮肤的表皮细胞 d. 神经细胞