中山大学《细胞生物学》王金发本科生习题一、内膜系统与膜运输:问题与思考1.如何理解膜结合细胞器在细胞内是按功能、分层次分布的答：造成内膜系统的动态特性主要是由细胞中三种不同的生化活动引起的:①蛋白质和脂的合成活动:在动物细胞中主要涉及分泌性蛋白的合成和脂的合成和加工，脂的合成在光面内质网,而分泌蛋白的合成起始于粗面内质网,完成于高尔基体；②分泌活动:③内吞活动(endocytoipathway),是分泌的相反过程,细胞将细胞外的物质吞进内体和溶酶体。3.请说明内膜系统的形成对于细胞的生命活动具有哪些重要的意义答：至少有六方面的意义:①首先是内膜系统中各细胞器膜结构的合成和装配是统一进行的，这不仅提高了合成的效率，更重要的是保证了膜结构的一致性，特别是保证了膜蛋白在这些膜结构中方向的一致性。②内膜系统在细胞内形成了一些特定的功能区域和微环境，如酶系统的隔离与衔接,细胞内不同区域形成pH值差异,离子浓度的维持,扩散屏障和膜电位的建立等等，以便在蛋白质、脂类、糖类的合成代谢、加工修饰、浓缩过程中完成其特定的功能。③内膜系统通过小泡分泌的方式完成膜的流动和特定功能蛋白的定向运输，这不仅保证了内膜系统中各细胞器的膜结构的更新，更重要的是保证了一些具有杀伤性的酶类在运输过程中的安全，并能准确迅速的到达作用部位。④细胞内的许多酶反应是在膜上进行的,内膜系统的形成,使这些酶反应互不干扰。⑤扩大了表面积,提高了表面积与体积的比值。⑥区室的形成,相对提高了重要分子的浓度,提高了反应效率。4.为什么说蛋白质的合成和分选运输是细胞中最重要的生命活动之一答：这是因为在细胞生命周期的各个阶段都需要不断补充和更新蛋白质(或酶);细胞中的线粒体、叶绿体和过氧化物酶体等细胞器都是通过已存在细胞器的分裂增殖的，新形成的细胞器的生长需要大量的蛋白质。细胞本身也是通过分裂增殖的,新形成的细胞为了增大体积，需要不断地补充蛋白。即使是不进行分裂的细胞，由于细胞内蛋白质的寿命限制和降解，也需要不断地补充蛋白质，取代细胞器中丧失功能的蛋白,所以蛋白质的合成和分选运输是细胞中最重要的生命活动之一。5.在蛋白质的合成与分泌的研究中分别使用了同位素示踪技术、分离技术和突变体研究技术,说明这些技术的研究结果各说明了什么问题答：同位素示踪技术确定了分泌的路线,从内质网开始经高尔基体运向细胞外;分离技术确定了参与合成和分泌的主要细胞器的作用:内质网是参与蛋白质合成和转运的,高尔基体不仅是中转站,而且具有加工的作用；突变体研究揭示了分泌活动的相关基因及分泌的机理。6.光面内质网是如何参与肝细胞维持血液中葡萄糖水平的恒定答：肝细胞的一个重要功能是维持血液中葡萄糖水平的恒定,这一功能与葡萄糖-6-磷酸酶的作用密切相关。肝细胞是以糖原颗粒的形式储存葡萄糖，肝细胞光面内质网的胞质溶胶面附着有糖原颗粒,当肌体需要葡萄糖时，糖原即被降解。肝细胞中的糖原降解是受激素控制的，激素作为信号分子激发cAMP的浓度升高，然后由cAMP激活蛋白激酶A，蛋白激酶A能够激活将糖原水解生成1-磷酸葡萄糖的酶。由于1-磷酸葡萄糖不能够通过扩散穿过细胞质膜进入血液，需要先转变成葡萄糖-6-磷酸，然后由光面内质网中的葡萄糖-6-磷酸酶将葡萄糖-6-磷酸水解生成葡萄糖和无机磷，释放游离的葡萄糖进入血液,维持血液中葡萄糖水平的恒定。7.什么是肝细胞解毒肝细胞解毒的机理是什么答：肝细胞中的光面内质网能够对外来的有毒物质,如农药、毒素和污染物通过氧化、还原和水解,使有毒物质由脂溶性转变成水溶性而被排出体外,此过程称为肝细胞解毒作用。解毒作用需要氧和NADH,而且每氧化一分子底物,要消耗一分子的氧,进而将NADPH转变成NADP+。由于这种反应的一个氧原子出现在产物中,其他则存在于水分子中,将催化这种类型氧化作用酶称为混合功能的氧化酶。混合功能的氧化酶系统类似一条呼吸链，由几个组分组成，核心成员是细胞色素P-450，它是光面内质网上的一类含铁的膜整合蛋白,因在450nm波长处具有最高吸收值,因此而得名。细胞色素P-450是肝细胞光面内质网的主要膜蛋白，约占光面内质网膜蛋白的20%,占细胞总蛋白的2～3%。细...
