are stored in special secretory vesicles. Sorting into the regulated secretory pathway is controlled by selective protein aggregation. Constitutive secretion appears to occur by default with secretory proteins, which do not selectively aggregate being included in transport vesicles. 3.
Answer 3. The protein is translocated into the ER. Its ER signal sequence is recognized as soon as it emerges from the ribosome. The ribosome then becomes bound to the ER membrane, and the growing polypeptide chain is transferred through the ER translocation channel. The nuclear localization sequence is therefore never exposed to the cytosol. It will never encounter nuclear import receptors, and the protein will not enter the nucleus. 4.
答：加在于粗面内质网上合成的蛋白质上的糖基可由两种途径连接：通过天冬氨酸残基的N原子或通过丝氨酸和苏氨酸残基的O原子。N-连结糖蛋白合成的第一步在粗面内质网上进行，糖链是从磷酸多萜醇转移至新生肽链上。这种糖基化在高尔基体中继续被修饰。O-连结的糖基化是在高尔基体中进行的。
5.答: 过氧化物酶体中的氧化酶都是利用分子氧作为氧化剂, 催化下面的化学反应: RH2 + O2 ---------→ R + H2O2
这一反应对细胞内氧的水平有很大的影响。例如在肝细胞中,有20%的氧是由过氧化物酶体消耗的,其余的在线粒体中消耗。在过氧化物酶体中氧化产生的能量以产热的方式消耗掉, 而在线粒体中氧化产生的能量贮存在ATP中。线粒体与过氧化物酶体对氧的敏感性是不一样的,线粒体氧化所需的最佳氧浓度为2%左右,增加氧浓度,并不提高线粒体的氧化能力。过氧化物酶体与线粒体不同, 它的氧化率是随氧张力增强而成正比地提高(图7-44)。因此,在低浓度氧的条件下,线粒体利用氧的能力比过氧化物酶体强,但在高浓度氧的情况下,过氧化物酶体的氧化反应占主导地位,这种特性使过氧化物酶体具有使细胞免受高浓度氧的毒性作用。 五、
图1 含有NLS信号的核蛋白从细胞质输入细胞核的推测模型
答: 按照这一推测的模型，在细胞质中的核运输蛋白α、核运输蛋白β和货物蛋白（cargo protein）相互作用形成一个运输复合物，其中运输蛋白α亚基识别并与NLS结合。而运输蛋白β亚基与核孔复合物作用，将复合物转运到细胞核中。在此过程中需要消耗ATP。在细胞核中，Ran·GTP（一种小GTP结合蛋白）与输入蛋白β亚基相互作用，导致货物蛋白与复合物脱离，成为细胞核中的游离蛋白。为了进行下一个运输循环，输入蛋白α亚基和输入蛋白β亚基—Ran·GTP复合物重新回到细胞质。细胞质中的Ran GTP—激活蛋白（RanGAP）将Ran·GTP转变成Ran·GDP, 并使Ran·GDP与输入蛋白β亚基脱离，游离的输入蛋白β亚基和α亚基一起参与新的具有NLS信号的入核蛋白的运输。而Ran·GDP可通过核孔复合物回到细胞核中，在Ran核苷交换因子1(Ran nucleotide-exchange factor1,RCC1)的作用下，释放GDP, 重新结合GTP。 2.
图2. 酵母MPF的活性调节
答： 开始p34cdc2 蛋白激酶是无活性的, 同周期蛋白B结合后,仍然没有活性, 但此时的复合物成为两种激酶的底物, 一种是Weel激酶, 它使p34cdc2的靠近催化位点的酪氨酸残基(Tyr15)磷酸化, 阻止了它本身的激活, 防止了Cdc2作为成熟的MPF起作用。第二种蛋白激酶是MO15, 可以使Cdc2的另外一个位点的
苏氨酸(Thr167)磷酸化, 这种磷酸化最大限度地激活了MPF的活性, 但是, 只要酪氨酸残基也是磷酸化的,Cdc2-周期蛋白复合物就没有活性, 这种无活性的MPF称为前MPF(Pre-MPF)。要使MPF具有活性，需要要靠第二种蛋白, 在酵母中是Cdc25蛋白将磷酸化的酪氨酸残基去磷酸化从而被激活, 诱导细胞从G2进入M期。不过，Wee1和Cdc25是相互竞争的，如果细胞生长得不够大，Wee1的活性就强，有利于MPF的磷酸化，若细胞生长得够大，就有利于脱磷酸，促进细胞进入M期。
六、综合题(共20分)
关于膜的合成，曾提出两个模型:一个自装配模型(spontaneous self-assembly), 即膜是理由蛋白、脂和糖自动组装的, 但与体外实验结果不符。因为用纯化的脂和蛋白在体外装配时总是形成脂质体，这种脂质体与活细胞膜的一个根本区别是:脂质体的结构总是对称的, 而活细胞中膜结构则是不对称的。 第二个是不断更新模型, 该模型认为膜的合成通过不断地将脂和蛋白插入已有的膜，即由已有膜的生长而来。这一模型比较符合细胞膜结构的动态性质, 由于细胞的胞吞和胞吐作用以及小泡运输,使膜处于动态平衡状态, 这样膜也就不必重新合成,而是在原有的基础上不断更新。 膜的合成涉及脂、蛋白和糖的来源问题。
膜脂有两种来源:①通过磷脂转运蛋白,如线粒体、叶绿体、过氧化物酶体等细胞器膜中的脂就是靠这种方式运送的。②通过出芽和膜融合,如ER通过出芽形成分泌小泡运送蛋白质时,膜脂也随之运送到高尔基体,并通过高尔基体形成分泌小泡将膜脂运送到细胞质膜。由于内质网与核膜相连, 通过细胞分裂和核膜重建,ER上合成的膜脂也就转移到核膜。原核生物没有内质网，它的磷脂是在质膜上合成并由类似于真核生物的转位蛋白调整磷脂在膜上的分布。
关于膜脂的不对称性分布，有几种可能的方式∶一种是磷脂交换蛋白对磷脂的运输和插入是选择性的；第二种解释是热动力学驱使磷脂的不对称分布，因为膜两侧的环境不同。另外在ER膜中有翻转酶(flippase),在新的磷脂合成之后,通过翻转酶的作用也会造成磷脂的不对称分布。
膜蛋白有整合蛋白和外周蛋白。用水泡性口炎病毒(vesicular stomatitis virus,VSV)作为模式系统研究了细胞膜整合蛋白和外周蛋白的形成途径, 发现膜整合蛋白是通过内膜系统经小泡转运到质膜上的, 而外周蛋白则是在游离核糖体上合成,并以可溶的形式释放到胞质溶胶中。然后再与细胞质膜的胞质溶胶面结合,成为外周蛋白。糖则是在内质网和高尔基体腔中通过对蛋白的修饰添加的。最后在与质膜融合时,通过外翻,糖的部分位于细胞质膜的外侧。这就是为何几乎所有质膜上的糖蛋白的糖都是朝向细胞外的原因。 脂锚定蛋白的形成有几种可能的机制:
糖脂锚定的膜蛋白是在粗面内质网上合成,然后在ER腔中被连接到ER膜的GPI上，随后通过小泡运输,经高尔基体出芽形成小泡,最后与质膜融合,含糖的一面外翻朝向细胞外侧。
脂肪酸锚定膜蛋白是水溶性的,在游离核糖体合成后释放到胞质溶胶中,然后与包埋在质膜中的脂肪酸共价结合。连接的脂肪酸包括豆蔻酸(myristic acid, 一种14碳的饱和脂肪酸)和棕榈酸(palmitic acid,一种16碳的饱和脂肪酸)。 七、1.
答：看起来，细胞核并不直接参与蛋白质的合成，但是它却控制着蛋白质合成的两个关键元件，即mRNA的合成和核糖体的装配。控制中着核糖体的合成就等于控制中蛋白质合成的装配线，有利于控制生命的节奏。因此，为求得安定，必要的花费是值得的。
①如果核糖体亚基的装配在胞质溶胶中，不仅极大地削弱了细胞核对蛋白质合成的控制力，还会发生一些细胞核不良后果。②由于核糖体的空间构型复杂，装配过程长。如果mRNA同正在装配中的未成熟的核糖体亚基结合的话，会导致蛋白质合成的不正常。③由于组成核糖体的蛋白质种类多，数量大，并且胞质溶胶中代谢途径多，会影响核糖体的装配，从而影响其他的生化过程，最终影响细胞的正常声明活动。
2.（5分） Answer2:
A. The problem is that vesicles having two different kinds of v-SNAREs in their membrane could dock on either of two different membranes.
B. The answer to this puzzle is presently not known, but we can predict that cells must have ways of turning the docking ability of SNAREs on and off. This may be achieved through other proteins that are, for example, copackaged in the ER with SNAREs into transport vesicles and facilitate the interactions of the correct v-SNARE with the t-SNARE in the cis Golgi network.
3 （10分）。 Answer3. Membrane proteins are sorted to either the apical or basolateral domains by several different mechanisms. One mechanism for targeting proteins to the appropriate domain of the plasma membrane involves sorting in the trans-Golgi network. Except for the GPI anchor, which acts as an apical or basolateral targeting signal, no unique sequences have been identified that target proteins to the apical or basolateral domain. Another mechanism operates in bepatocytes where all newly made apical and basolateral proteins are first delivered together from the trans-Golgi network to the basolateral membrane. From there, both apical and basolateral proteins are endocyto-sed to the same vesicles. Within endosomes, there is then sorting and transport to the appropriate domain. The attachment of integral membrane proteins to the cytoskeleton serves as a retention signal and may assist in the apicai-basolateral sorting of some proteins. Hence, depending on cell type, at least three different mechanisms for api-cal-basolateral sorting are possible.
4.(5分) Answer4. Normally, cells divide only when they have grown to a certain size. This size control is clearly defective in the two mutant strains. In the case of gee cells, cell size increases without ever triggering cell division, suggesting that the mutant cell-cycle control protein has lost its ability to monitor cell size. It might, for example, now permanently inhibit MPF. In wee cells, on the other hand, the mutant control protein triggers cell division prematurely, before cells have grown to the appropriate size. This could be a control protein, for example, that no longer inhibits MPF, so that MPF becomes active prematurely. In fact, there is a yeast cell-cycle control protein called Wee1, which is a kinase that phosphorylates MPF on a site that causes its inactivation; yeast cells with a mutation in the wee-1 gene have a short cell cycle and are small. 试题三
一、填空题(每空0.5分，共10分)
1. 细胞中水对于维持细胞温度的相对稳定具有重要作用，其原因是 。
2. 纤粘连蛋白与细胞结合的结构域具有特征性的三肽结构，简称RGD 序列，代表的三个氨基酸是∶ 。
3. _ _ is an intracellular protein that binds calcium and activates enzymes.
A substance that fits into a specific binding site on the surface of a protein molecule is called a __ .
5. Two products of phospholipase C activity that serve as second messengers
are _ and .
Cyclic AMP is produced by the enzyme _ _ and degraded by the enzyme _ _
7. NO是一种气体信号分子,在体内主要由精氨酸产生, 它的半衰期很短, 故只作用于邻近细胞, 它作用的靶酶是 。
8. junctions enable cells to get a hold on the extracellular matrix by connecting their actin filaments to the matrix.
9. 动物细胞质膜靠 建立膜两侧的质子动力势，而植物细胞则是靠 。 10. 蛋白质合成时多聚核糖体的形成对生命活动的意义在于: 。
11. 限制哺乳动物细胞体积大小的主要因素有两个:一种是 的关系,另一种是 。
12. Ca2+-ATPase是一个 次跨膜的膜蛋白，有 个细胞质环，工作时每次可以将 个Ca2+泵到细胞外。 13. 选择蛋白介导的细胞粘着是 依赖性的, 而免疫球蛋白超家 族蛋白介导的细胞粘着是 依赖性的。
二、判断题(若是正确的标√号， 错误的标×号，每题1分，共20分) 1. K+ 离子很难通过人工膜, 但加入短杆菌肽A后, 对K+ 的透性大大增 加, 原因是短杆菌肽A可作为离子载体运输K+。( )
2. One can determine if a membrane protein is exposed on the external side of the plasma membrane by covalent attachment of a labeling reagent or by protease digestion only if the membrane is intact. ( ) 3. 脂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。( )
4. CsCl密度梯度离心法分离纯化样品时, 样品要和CsCl混匀后分装, 离 心时, 样品中不同组分的重力不同, 停留在不同区带。( )
5. 载体蛋白, 又称为通透酶, 它象酶一样, 不能改变反应平衡,只能增加达到反应平衡的速度; 但与酶不同的是, 载体蛋白不对被运的分子作任何修饰。( )
6. Ⅱ型内含子的剪接与核剪接机理相似, 都要形成剪接体和套索结构。( ) 7. 5SrRNA是由RNA聚合酶Ⅱ转录的, 它使用的是内部启动子。( )
8. The surface area/volume ratio is generally greater for a prokaryotic cell than for a eukaryotic cell.（ ）
9. The ribosomes found in the mitochondria of your musde cells are more like those of the bacteria in your intestine than they are like the ribosomes in the cytosol of your musde cells.（ ）
10. Facilitated diffusion of a cation occurs only from a compartment of higher concentration to a compartment of lower concentration.( )
11. Active transport is always driven by the hydrolysis of high-energy phosphate bonds.( ) 12. Treatment of an animal cell with an inhibitor that is specific for the Na+/K+ pump is not likely to affect the uptake of glucose by sodium cotransport.( )
13. Tight junctions get their name from their property of holding cells together so tightly that they cannot be separated by mechanical forces.（ ） 14. Gap junctions connect the cytoskeletal elements of one cell to a
neighboring cell or to the extracellular matrix.（ ）
15. NO acts only locally because it has a short half-life--about 5 to 10 seconds--in the extracellular space before it is converted to nitrates and nitrites by oxygen and water.( )
Water-soluble signaling molecules, which have very short circulating life-times,
usually mediate responses of short duration, whereas water-insoluble ones, which persist in the blood for hours to days, tend to mediate longer-lasting responses.( ) 17. Ribozyme(核酶)的化学本质是RNA, 但具有酶的活性, 专司切割RNA。( )
18．真核生物的28S、18S和5S的rRNA属于同一个转录单位，先转录成一个45S的前体， 然后边加工边装配核糖体的大、小两个亚基。( )
19．水是细胞的主要成分, 并且多以结合水的形式存在于细胞中。( )
20. 为了使光学显微镜或电子显微镜标本的反差增大, 可用化学染料对它们进行染色。( )
三、选择题(请将正确答案的代号填入括号，每题1分，共20分) 1. 下列内容中除了( )以外, 都是细胞学说的要点。 a. 所有生物都是由一个或多个细胞构成 b. 细胞是生命的最简单形式 c. 细胞是生命的结构单元 d. 细胞从初始细胞分化而来
2. 在动物细胞培养过程中要用( ) 来进行观察。 a. 相差显微镜; b. 荧光显微镜; c. 倒置显微镜; d. 普通光学显微镜。
3. 下述哪一种情况能够支持核糖体RNA具有催化活性?( ) a.rRNA碱基序列是高度保守的,而核糖体蛋白的氨基酸序列则不然 b.具有对抗生素抗性的细菌在rRNA分子中有取代的碱基,而在核糖 体蛋白质中没有被取代的氨基酸 c.肽酰转移酶的反应对核糖核酸酶敏感 d.上述都是
4. 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
5. 心钠肽是心房肌细胞产生的肽激素,对血压具有调节作用。心钠肽作 为第一信使作用于受体, 并在细胞内产生第二信使, 下面四种第二信 使中哪一种对于心钠肽具有应答作用?( ) a.cAMP b.cGMP c. Ca2+ d. DAG
6. The distribution of K+ across an artificial membrane was measured, and the concentrations were found to be equal on both sides. Which of the