中山大学生科院 rRNA结合而真核生物的RNA 则通过5帽子结构与核糖体rRNA结合 细胞生物学期中试卷 10.肌醇磷脂信号通路中产生两个第二信使 九九级生物科学、生物技术、药学专的前体物质是 业167人) 答 11.在细胞外基质中具有抗压作用的分子是 任课教师:王金发 透明质酸 2001年11月19日12.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, 姓名 故只作用于邻近细胞,它作用的靶酶是鸟 苷酸环化酶 、填空题(每空0.5分,共10分) 13.K*离子很难通过人工膜但加入短杆菌 1.细胞中水对于维持细胞温度的相对稳定具肽A后,对K+的透性大大增 有重要作用,其原因是 加原因 水分间的氢键能够吸收较多的热能。 是 2.中膜体是细菌细胞质膜内陷折皱形成的,具答:短杄菌肽A起了通道蛋白的作用。 有类似线粒体的功能。 14.蛋白质合成时多聚核糖体的形成对生命活 3. Sugar-contain in lled动的意义在于: are found only in the outer 节省了遗传信息量,减轻了核的负担。 half of the bilayer and their sugar groups are15.NAPs是了解得较多的类肽类激素它 exposed at the cell surface. 可以降低血压。这类信号的 4.乙醇沉淀DNA的主要原理 传递需要通过第二信使 的放大 是 作用。 答:除去DNA分子的结合水 答:c-GM 从进化论的观点,细胞学说的创立解决了 16.限制哺乳动物细胞体积大小的主要因素有 个核心问题,就是: 两个:种是 解决了生命的共同起源,即生命的同性 的关系另一种 是 6.纤粘连蛋白与细胞结合的结构域具有特征答:体积与表面积重要分子在细胞内的浓度 性的三肽结构,简称RGD 序列,代表的三个氨基酸是 二、判断题(着是正确的标√号,错误的标ⅹ 号,井做简要说明。每题 7.倒置显微镜与普通显微镜的不同在 1分,共20分) 于 答:物镜和照明系统的位置颠倒。 1. One can determine if a membrane protein is 8.间隙连接的功能除了有机械连接作用外还 xposed on the external sid 具有代谢偶联和电偶联。 of the plasma me 9.原核生物的mRNA通过SD序列与核糖体 attachment of a labeling reagent or
1 中山大学生科院 细胞生物学期中试卷 (九九级生物科学、生物技术、药学专 业,167 人) 任课教师∶ 王金发 2001 年 11 月 19 日 姓 名∶ 专 业∶ 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 水分间的氢键 能够吸收较多的热能。 2. 中膜体是细菌细胞质膜内陷折皱形成的，具 有类似线粒体的功能。 3. Sugar-containing lipids called ______________ are found only in the outer half of the bilayer and their sugar groups are exposed at the cell surface. 4. 乙醇沉淀 DNA 的主要原理 是 。 答： 除去 DNA 分子的结合水。 5. 从进化论的观点，细胞学说的创立解决了一 个核心问题，就是： 解决了生命的共同起源，即生命的同一性 问题。 6. 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 ∶ Arg-Gly-Asp。 7. 倒置显微镜与普通显微镜的不同在 于 。 答： 物镜和照明系统的位置颠倒 。 8. 间隙连接的功能除了有机械连接作用外,还 具有代谢偶联和电偶联。 9. 原核生物的 mRNA 通过 SD 序列与核糖体 rRNA 结合,而真核生物的 RNA 则通过 5＇帽子结构与核糖体 rRNA 结合。 10． 肌醇磷脂信号通路中产生两个第二信使 的前体物质是 。 答：PIP2。 11. 在细胞外基质中,具有抗压作用的分子是 透明质酸。 12. 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, 它作用的靶酶是鸟 苷酸环化酶。 13. 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 。 答：短杆菌肽 A 起了通道蛋白的作用。 14. 蛋白质合成时多聚核糖体的形成对生命活 动的意义在于: 节省了遗传信息量，减轻了核的负担。 15. NAPs 是了解得较多的一类肽类激素, 它 可以降低血压。这类信号的 传递需要通过第二信使 的放大 作用。 答：c-GMP； 16. 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 。 答：体积与表面积; 重要分子在细胞内的浓度 二、判断题(若是正确的标√ 号， 错误的标× 号，并做简要说明。每题 1分，共20分) 1. 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 答:错误,Ⅱ型内含子的剪接不形成剪接体。 10.胶原在内质网中是可溶的,在细胞外基质 embrane is intact.(√ 2脂锚定蛋白是通过蛋白的氨基酸残基同膜中是不可溶的 脂的脂肪酸链形成共价键而 答正确; 锚定在质膜上。 11Ca2*激酶同PKA、PKC、酪氨酸蛋白激酶 (x有两种情况另一种情况是通过糖与 一样,都是使都是使靶蛋白 脂的共价连接进行锚定) 的丝氨酸和苏氨酸磷酸化。 3.Csc密度梯度离心法分离纯化样品时,样 答:错误酪氨酸蛋白激酶使靶蛋白的酪氨酸 品要和CsCl混匀后分装,离 磷酸化 心时,样品中不同组分的重力不同,停留在12.55TRNA是由RNA聚合酶Ⅱ转录的它使 不同区带。(x 用的是内部启动子 4.细菌的细胞膜是多功能性的,它参与DNA答:T,错误是RNA聚合酶Ⅲ转录的,使用的 的复制、蛋白质的合成、信号转导、蛋白 是内部启动子。 13水是细胞的主要成分,并且多以结合水的 质的分泌、物质运输等重要的生命活动。 形式存在于细胞中。( 答:错误,不参与蛋白质的合成 答:错误。水在细胞中主要是以游离水的形式 5.在使用光学显微镜时,如果物镜不变用存在,结合水只占45% 10X的目镜时的分辨率比用5X的高一 14协助扩散是被动运输的一种方式它不消耗 ATP但是要在通道蛋白 答:错误10X目镜比5X的目镜放大倍数高 载体蛋白、离子泵的协助下完成。(x 但分辩率没有变 15.真核细胞质膜中孔蛋白的跨膜方式是通过 6.NaK泵只存在于真核生物的细胞质β折叠 膜而不存在于囊泡膜 答:错误,真核细胞质膜中没有孔蛋白 答:错误,不细胞存在于植物质膜中 16.脂锚定蛋白是通过蛋白的氨基酸残基同膜 7.载体蛋白,又称为通透酶它象酶一样,不 脂的脂肪酸链形成共价键 能改变反应平衡只能增加达到反应平衡 而锚定在质膜上。 (x,有两种情况另一种情况是通过糖与脂 的速度;但与酶不同的是载体蛋白不对 的共价连接进行锚定) 被运的分子作任何修饰。 17原核生物的核糖体同玉米的叶绿体的核糖 正确。 体极为相似相互交换亚 基仍具有功能但同线粒体核糖体相互交 8.选择蛋白和免疫球蛋白超家族蛋白介导的 换亚基就没有功能 细胞粘着都是钙依赖性 答:正确 的。 18.真核生物和原核生物核糖体RNA转录后 答错误选择蛋白介导的细胞粘着是钙依赖性都要进行加工,包括对某些碱 的,而免疫球蛋白超家族 基的甲基化和间隔序列的切除,虽然甲 蛋白介导的细胞粘着是非钙依赖性的 基化对于间隔序列的切除很重 9.Ⅱ型内含子的剪接与核剪接机理相似都 要,但是这种甲基化位点也会随同间隔 要形成剪接体和套索结构
2 by protease digestion only if the membrane is intact. (√) 2. 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。 (×,有两种情况,另一种情况是通过糖与 脂的共价连接进行锚定) 3. 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。( × ) 4．细菌的细胞膜是多功能性的，它参与 DNA 的复制、蛋白质的合成、信号转导、蛋白 质的分泌、物质运输等重要的生命活动。 答：错误, 不参与蛋白质的合成。 5. 在使用光学显微镜时, 如果物镜不变, 用 10X 的目镜时的分辨率比用 5X 的高一 倍。(×) 答：错误, 10X 目镜比 5X 的目镜放大倍数高, 但分辩率没有变。 6. Na+ -K+ 泵只存在于真核生物的细胞质 膜而不存在于囊泡膜。 答：错误, 不细胞存在于植物质膜中。 7. 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。 答：正确。 8. 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。 答:错误,选择蛋白介导的细胞粘着是钙依赖性 的, 而免疫球蛋白超家族 蛋白介导的细胞粘着是非钙依赖性的 9. 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。 答: 错误, Ⅱ型内含子的剪接不形成剪接体。 10. 胶原在内质网中是可溶的, 在细胞外基质 中是不可溶的。 答:正确; 11.Ca2+ 激酶同 PKA、PKC、酪氨酸蛋白激酶 一样, 都是使都是使靶蛋白 的丝氨酸和苏氨酸磷酸化。 答:错误, 酪氨酸蛋白激酶使靶蛋白的酪氨酸 磷酸化。 12. 5SrRNA 是由 RNA 聚合酶Ⅱ转录的, 它使 用的是内部启动子。 答: T, 错误, 是 RNA 聚合酶Ⅲ转录的, 使用的 是内部启动子。 13.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。( ) 答: 错误。水在细胞中主要是以游离水的形式 存在，结合水只占 4.5%。 14.协助扩散是被动运输的一种方式,它不消耗 ATP,但是要在通道蛋白、 载体蛋白、离子泵的协助下完成。( × ) 15．真核细胞质膜中孔蛋白的跨膜方式是通过 β 折叠。 答：错误，真核细胞质膜中没有孔蛋白。 16. 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。 (×,有两种情况,另一种情况是通过糖与脂 的共价连接进行锚定) 17.原核生物的核糖体同玉米的叶绿体的核糖 体极为相似, 相互交换亚 基仍具有功能; 但同线粒体核糖体相互交 换亚基就没有功能。 答：正确。 18. 真核生物和原核生物核糖体 RNA 转录后 都要进行加工，包括对某些碱 基的甲基化和间隔序列的切除，虽然甲 基化对于间隔序列的切除很重 要，但是这种甲基化位点也会随同间隔
序列的切除而被切除。 答:a,正确 答:错误,是一个永久性的结构。 4.与膜结合的糖类主要有:() 19. Maintenance of the lipid bilayer in the plasma a.D-半乳糖、D-甘露糖、N-乙酰基葡萄 糖胺、L岩藻糖、唾液酸 enzymes and the hydrolysis of ATP. X b.D-半乳糖胺、D-甘露糖、L-岩藻糖、唾 20. Calmodul in regulates the intracellular Ca 液酸、透明质酸 concentration.(x) cD-半乳糖、D-乳糖、D-甘露糖、纤维二 糖酸答 d.D-半乳糖、半乳糖醛酸、岩藻糖、唾液 5.胶原有分子间和分子内连接,连接点都是通 三、选择题(请将正确答案的代号填入括号,每过( 题1分,共20分) a.赖氨酸;b甘氨酸;c苏氨酸;d丝 1.下列内容中除了()以外,都是细胞学基酸。 说的要点。 答:a a.所有生物都是由一个或多个细胞构成6.在动物细胞培养过程中要用(c)来进行 b.细胞是生命的最简单形式 观察。 C.细胞是生命的结构单元 d.细胞从初始细胞分化而来 C.倒置显微镜d.普通光学显微镜 答:b.正确 答:C. 2.光镜同电镜比较下列各项中,(c)是不正 7.用光脱色恢复技术可以证明膜的流动性 其原理是:() a.电镜用的是电子束而不是可见光 a.用激光束淬灭质膜上一部分膜受体的 b.电镜样品要在真空中观察,而不是暴 荧光素 露在空气中; b.用紫外光淬灭膜蛋白和膜脂的荧光素 C.电镜和光镜的样品都需要用化学染料 C.用紫外光淬灭膜蛋白或膜脂的荧光素 d.用激光照射细胞的整个表面,使荧光 d.用于电镜的标本要彻底脱水,光镜则 淬灭。 不必 答:b 3.下列哪种证据支持原始生命的形成无需 8.下述哪一种情况能够支持核糖体RNA具 DNA和酶的存在? a.RNA可编码遗传信息,并有催化剂作有催化活性?( 用。 arana碱基序列是高度保守的而核糖 b.DNA和酶仅存在于高度进化的细胞 体蛋白的氨基酸序列则不然。 中。 b具有对抗生素抗性的细菌在rRNA分 C.高等生物细胞缺乏RNA 子中有取代的碱基而在核糖 d.所有上述原因。 体蛋白质中没有被取代的氨基酸
3 序列的切除而被切除。 答：错误，是一个永久性的结构。 19. Maintenance of the lipid bilayer in the plasma membrane requires special enzymes and the hydrolysis of ATP.( × ) 20. Calmodulin regulates the intracellular Ca2+ concentration. ( x ) 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。 答：b. 正确 2. 光镜同电镜比较, 下列各项中, ( c )是不正 确的。 a. 电镜用的是电子束, 而不是可见光; b. 电镜样品要在真空中观察, 而不是暴 露在空气中; c. 电镜和光镜的样品都需要用化学染料 染色; d. 用于电镜的标本要彻底脱水, 光镜则 不必。 答：c。 3. 下列哪种证据支持原始生命的形成无需 DNA 和酶的存在？ a. RNA 可编码遗传信息，并有催化剂作 用。 b. DNA 和酶仅存在于高度进化的细胞 中。 c. 高等生物细胞缺乏 RNA。 d. 所有上述原因。 答：a, 正确。 4. 与膜结合的糖类主要有:( ) a.D-半乳糖、D-甘露糖、N-乙酰基葡萄 糖胺、L-岩藻糖、唾液酸 b.D-半乳糖胺、D-甘露糖、L-岩藻糖、唾 液酸、透明质酸; c.D-半乳糖、D-乳糖、D-甘露糖、纤维二 糖; d.D-半乳糖、半乳糖醛酸、岩藻糖、唾液 酸。 答：a 5. 胶原有分子间和分子内连接，连接点都是通 过( )。 a.赖氨酸； b.甘氨酸； c.苏氨酸； d.丝 基酸。 答: a 6. 在动物细胞培养过程中要用( c ) 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。 答：c. 7. 用光脱色恢复技术可以证明膜的流动性, 其原理是:( ) a. 用激光束淬灭质膜上一部分膜受体的 荧光素; b. 用紫外光淬灭膜蛋白和膜脂的荧光素; c. 用紫外光淬灭膜蛋白或膜脂的荧光素; d. 用激光照射细胞的整个表面, 使荧光 淬灭。 答：b 8. 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。 答: 9.用抗纤连蛋白的抗体注射胚体,发现在神经 c lipid-anchored proteins d 系统发育过程中神经嵴细 the abov 胞的移动受到抑制。这些实验说明:()答a 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 14. The distribution of k across an artificial 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 membrane was measured and 连蛋白暂时结合 the concentrations were found to be equal 答:d on both sides. Which of the 10.乙酰胆碱受体属于()系统。 following statements is true about the a.酶联受体 bG-蛋白偶联受体 C通道偶联受体;d以上都不是。 a. K must be at equilibrium across the 答:C 11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 b. K cannot be at equilibrium ac 为第一信使作用于受体并在细胞内产生 the membrane 第二信使下面四种第二信 c. There cannot be a membrane 使中哪一种对于心钠肽具有应答作 用?() d. More information is needed to acamp b cGMP. C Ca2+ d determine whether K+ is at DAG equilibrium. 答:d 12.前体rRNA甲基化的重要性在于()。 15. Which of the following is not a step in the regulation of a保证最后的rRNA能够装配成正确的三 glycogen metabolism a. Epinephrine stimulates an increase in 级结构 CAMP b防止前体rRNA被加工 b. A CAMP-dependent kinase phosphorylates glycogen phosphorylase C防止成熟rRNA部分被降解 . A CAMP-dependent kinase d.上述都不是 phosphorylates glyco phosphorylase kinase d.a rise in CAMP activates a 答:C CAMP. 13. A membrane-afflliated protein 答b detergent extraction, and 16. Both epinephrine and glucagon bind to C found to be amphipathic and lacking an ceptors and nonprotein cor activate glycogen breakdown. Therefore, which class of membrane proteins does it pinephrine and glucagon must
4 c.肽酰转移酶的反应对核糖核酸酶敏感。 d.上述都是。 答: c 9. 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 答: d 10. 乙酰胆碱受体属于( )系统。 a.酶联受体; b.G-蛋白偶联受体; c.通道偶联受体; d.以上都不是。 答: c 11.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。 答: b 12. 前体 rRNA 甲基化的重要性在于( )。 a.保证最后的 rRNA 能够装配成正确的三 级结构 b.防止前体 rRNA 被加工 c.防止成熟 rRNA 部分被降解 d.上述都不是 答: c 13. A membrane-affiliated protein is isolated by detergent extraction, and found to be amphipathic and lacking any nonprotein components. To which class of membrane proteins does it belong? a. integral proteins b. peripheral proteins c. lipid-anchored proteins d. none of the above 答:a 14. The distribution of K+ across an artificial membrane was measured, and the concentrations were found to be equal on both sides. Which of the following statements is true about the distribution of K+ ? a. K + must be at equilibrium across the cell membrane. b. K + cannot be at equilibrium across the membrane. c. There cannot be a membrane potential under these conditions. d. More information is needed to determine whether K+ is at equilibrium. 答:d 15. Which of the following is not a step in the regulation of glycogen metabolism: a. Epinephrine stimulates an increase in cAMP. b. A cAMP-dependent kinase phosphorylates glycogen phosphorylase. c. A cAMP-dependent kinase phosphorylates glycogen phosphorylase kinase. d. A rise in cAMP activates a cAMP-dependent protein kinase. 答:b 16. Both epinephrine and glucagon bind to C protein~oupled receptors and activate glycogen breakdown. Therefore, epinephrine and glucagon must:
a. have very similar structures and bind to 20.缬氨霉素是一种可形成通道的离子载体 能够使(a)的运输速度提 the same receptor. b bind to receptors with different 高100,000倍。 C Ca2+.dH+ and-binding sites but similar 四、简答题(每题4分,选做5题,共20分) c. bind to different receptors and activate 1. Describe the similarities and differences in the cycling of G, different second messengers and Ras between the active and inactive d bind to the same receptors, one being forms Answer 1: Binding of hormone to its intracellular and the other receptor causes a con-formational change extracellular in the receptor The receptor then binds 答b to gm protein cau change in the Gsa protein and release of the 17. Which mutant form of ras is likely to cause bound GDP. GTP then binds to Gsa which causes release of the GTP-Gsa complex from malignancy? the B and r subunits. The GTP-Gsa complex ras that cannot hydrolyze gTP then activates adenylyl cyclase. Activatio b. ras that cannot bind to gtp intrinisic GTPase activity in G c. ras that cannot bind to Grb2 or Sos hydrolyzes gtp to GDP and returns G to its inactive torm. d. ras that cannot bind to raf 答:a 2.如何理解"被动运输是减少细胞与周围环境 The sequence of events that occurs after 的差别而主动运输则是努 insulin binds to its receptor 力创造差别维持生命的活力”? 答:主要是从创造差异对细胞生命活动的意义 a. binding of IRS-> phosphorylation of 方面来理解这一说法。主动运输涉及物质输入 proteins with SH2 domains -> effect 和输出细胞和细胞器并且能够逆浓度梯度或 binding of proteins with SH2 domains-> 电化学梯度。这种运输对于维持细胞和细胞器 phosphorylation of IRs->effect 的正常功能来说起三个重要作用①保证了细 c. autophosphory lation 胞或细胞器从周围环境中或表面摄取必需的 IRs->binding of proteins 营养物质即使这些营养物质在周围环境中或 with sh2 domains - effect 表面的浓度很低②能够将细胞内的各种物质 autophosphorylation and binding of IRs 如分泌物、代谢废物以及一些离子排到细胞外, phosphorylation of proteins 即使这些物质在细胞外的浓度比细胞内的浓 with sH2 domains ->effect 19.下列连接方式中属于与中间纤维相连的锚度高得多能够维持些无机离子在细胞内 定连接的是(c)。 恒定和最适的浓度特别是K+Ca2+和H+的浓 a.粘合带;b.粘合斑 度。概括地说,主动运输主要是维持细胞内环 C.桥粒 d.紧密连接。 境的稳定以及在各种不同生理条件下细胞内
5 a. have very similar structures and bind to the same receptor. b. bind to receptors with different ligand-binding sites but similar functions. c. bind to different receptors and activate different second messengers. d. bind to the same receptors, one being intracellular and the other, extracellular. 答:b 17. Which mutant form of ras is likely to cause malignancy? a. ras that cannot hydrolyze GTP b. ras that cannot bind to GTP c. ras that cannot bind to Grb2 or Sos d. ras that cannot bind to Raf 答:a 18. The sequence of events that occurs after insulin binds to its receptor tyrosine kinase is: a. binding of IRS -> phosphorylation of proteins with SH2 domains -> effect b. binding of proteins with SH2 domains -> phosphorylation of IRS -> effect c. autophosphorylation and phosphorylation of IRS -> binding of proteins with SH2 domains -> effect d. autophosphorylation and binding of IRS -> phosphorylation of proteins with SH2 domains -> effect 19. 下列连接方式中属于与中间纤维相连的锚 定连接的是( c )。 a．粘合带； b．粘合斑； c．桥粒； d．紧密连接。 20. 缬氨霉素是一种可形成通道的离子载体, 能够使( a )的运输速度提 高 100,000 倍。 a.K+ ; b.Na+ ; c.Ca2+ ; d.H+ 四、简答题(每题 4 分， 选做 5 题，共 20 分) 1 ． Describe the similarities and differences in the cycling of Gs and Ras between the active and inactive forms. Answer 1:. Binding of hormone to its receptor causes a con-formational change in the receptor. The receptor then binds to Gm protein causing a conformational change in the Gs protein and release of the bound GDP. GTP then binds to Gs which causes release of the GTP-Gs complex from the and subunits. The GTP-Gs complex then activates adenylyl cyclase. Activation is short-lived because the intrinisic GTPase activity in Gs hydrolyzes GTP to GDP and returns G~ to its inactive form. 2. 如何理解“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”? 答: 主要是从创造差异对细胞生命活动的意义 方面来理解这一说法。主动运输涉及物质输入 和输出细胞和细胞器,并且能够逆浓度梯度或 电化学梯度。这种运输对于维持细胞和细胞器 的正常功能来说起三个重要作用:① 保证了细 胞或细胞器从周围环境中或表面摄取必需的 营养物质,即使这些营养物质在周围环境中或 表面的浓度很低;② 能够将细胞内的各种物质, 如分泌物、代谢废物以及一些离子排到细胞外, 即使这些物质在细胞外的浓度比细胞内的浓 度高得多; ③能够维持一些无机离子在细胞内 恒定和最适的浓度,特别是 K+、Ca2+和 H+的浓 度。概括地说，主动运输主要是维持细胞内环 境的稳定,以及在各种不同生理条件下细胞内
环境的快速调整这对细胞的生命活动来说是 upon the lipids in their microenvironment not 非常重要的 only for scaffolding, but for enzymatic activity he Nat-K+ ATPase is one example. Please 3.紧密连接除了连接细胞外还有什么作用? design an experiment to test the influence of 意义何在? 答:紧密连接除了连接细胞之外,还有两个作 nembrane fluidity on the velocity of the Na+-K+ 用:防止物质双向渗漏,并限制了膜蛋白在脂 分子层的流动,维持细胞的极性。 Answers 1. Identify a tissue that would serve as a good 4.胰高血糖素和肾上腺素是如何使靶细胞 source of the enzyme of interest, e.g., the plasma 的cAMP的浓度升高的? membranes of nerve tissue. solubilize the 答:胰高血糖素和肾上腺素作为第一信使作用 Na+-K+ ATPase from its native membrane using 于靶细胞的膜受体,通过G蛋白偶联细漖活腺 detergents. Reconstitute the enzyme into 苷酸环化酶将ATP生成CAMP liposomes of simple and well-defined 5.核酶是如何被发现及证实的?这一发现有 omposition, then assay the enzyme for activity 什么意义? By 答:1981年, Thomas Cech和他的同事在研 different amounts of saturated and unsaturated 究四膜虫的26SRNA前体加工去除基因内含 fatty acids, the fluidity of the liposome can be 子时获得一个惊奇的发现:内含子的切除反 altered, and the enzyme can be tested under 应发生在仅含有核苷酸和纯化的265TRNA前 conditions of different fluidity.( To measure the 体而不含有任何蛋白质催化剂的溶液中可能 的解释只能是:内含子切除是由26 SrRNA前 fluidity of the liposomes directly, without having 体自身催化的而不是蛋白质 to infer it from the fatty acid composition, either FRAPor SPT techniques can be applied 6.为什么说水是细胞中优良的热缓冲体系? 答:使克水的温度上升摄氏度所需要的能2.如何证明M聚合酶Ⅲ进行6 S rRNA基因 量是1卡,这与其它液体相比是很高的,水吸转录时,使用的是内部启动子? 收的大部分能量被用来破坏分子间氢键,这些 可通过基因操作。如将5 SrrNA基因的5 氢键是由于水分子的极性和不对称性造成的。侧的上游序列完全除去,检测转录情况,然后 因为吸收的能量要被用于断裂弱键,水的温度再切去5 S rRNA基因的部分内部序列,再检测 不象其它液体那样容易升高。在此种意义上 转录情况。实验结果表明:将5 S rRNA基因的 环境温度的变化可以在细胞中被缓冲 5′侧的上游序列完全除去并不影响5 S rrNA 基因的转录。但是,如果将5 S rrNA基因内部 五、实验证明题。(简要说明,不需详细步骤。缺失一部分序列(从50位到80位缺失),RNA 每小题5分任选2题, 聚合酶Ⅲ不仅不能转录这段DNA,甚至不能结 共10分)。 合上去(图6E-1)。如果将5 SrRNA基因的内部 启动子序列插入到基因组的其它部位,会使插 Some integral membrane enzymes depend 入的部位形成一个新的转录起点
6 环境的快速调整, 这对细胞的生命活动来说是 非常重要的。 3. 紧密连接除了连接细胞外还有什么作用? 意义何在? 答: 紧密连接除了连接细胞之外，还有两个作 用：防止物质双向渗漏，并限制了膜蛋白在脂 分子层的流动，维持细胞的极性。 4. 胰高血糖素和肾上腺素是如何使靶细胞中 的 cAMP 的浓度升高的? 答: 胰高血糖素和肾上腺素作为第一信使作用 于靶细胞的膜受体, 通过 G 蛋白偶联细激活腺 苷酸环化酶,将 ATP 生成 cAMP。 5. 核酶是如何被发现及证实的? 这一发现有 什么意义? 答: 1981 年，Thomas Cech 和他的同事在研 究四膜虫的26S rRNA前体加工去除基因内含 子时获得一个惊奇的发现∶内含子的切除反 应发生在仅含有核苷酸和纯化的26S rRNA前 体而不含有任何蛋白质催化剂的溶液中,可能 的解释只能是:内含子切除是由 26S rRNA 前 体自身催化的,而不是蛋白质。 6. 为什么说水是细胞中优良的热缓冲体系？ 答：使一克水的温度上升一摄氏度所需要的能 量是 1 卡。这与其它液体相比是很高的。水吸 收的大部分能量被用来破坏分子间氢键，这些 氢键是由于水分子的极性和不对称性造成的。 因为吸收的能量要被用于断裂弱键，水的温度 不象其它液体那样容易升高。在此种意义上， 环境温度的变化可以在细胞中被缓冲。 五、实验证明题。(简要说明，不需详细步骤。 每小题 5 分,任选 2 题， 共 10 分)。 1. Some integral membrane enzymes depend upon the lipids in their microenvironment not only for scaffolding, but for enzymatic activity. The Na+-K+ ATPase is one example. Please design an experiment to test the influence of membrane fluidity on the velocity of the Na+-K+ ATPase. Answers: 1. Identify a tissue that would serve as a good source of the enzyme of interest, e.g., the plasma membranes of nerve tissue. Solubilize the Na+-K+ ATPase from its native membrane using detergents. Reconstitute the enzyme into liposomes of simple and well-defined composition, then assay the enzyme for activity. By synthesizing a variety of liposomes with different amounts of saturated and unsaturated fatty acids, the fiuidity of the liposome can be altered, and the enzyme can be tested under conditions of different fiuidity. (To measure the fiuidity of the liposomes directly, without having to infer it from the fatty acid composition, either FRAP or SPT techniques can be applied.) 2. 如何证明 RNA 聚合酶Ⅲ进行 5S rRNA 基因 转录时, 使用的是内部启动子? 可通过基因操作。如将 5S rRNA 基因的 5＇ 侧的上游序列完全除去，检测转录情况, 然后 再切去 5S rRNA 基因的部分内部序列,再检测 转录情况。实验结果表明: 将 5S rRNA 基因的 5＇侧的上游序列完全除去并不影响 5S rRNA 基因的转录。但是，如果将 5S rRNA 基因内部 缺失一部分序列(从 50 位到 80 位缺失)，RNA 聚合酶Ⅲ不仅不能转录这段 DNA，甚至不能结 合上去(图 6E-1)。如果将 5S rRNA 基因的内部 启动子序列插入到基因组的其它部位，会使插 入的部位形成一个新的转录起点
A-D缺失区 上游 5 S rRNA基因 下游 碱基数0 47638083 123 缺失片段 能否被转录 B 不能 不能 D 图E6-1RNA聚合酶Ⅲ转录5S RNA基因启动子的鉴定 3.请设计一个实验研究受体与配体结合的 将图中5 S rRNA基因的A片段或D片段缺特异性 失都不影响RNA聚合酶Ⅲ的转录,但是将B 克采用非放射性标记的底物同放射性标 段或C片段缺失,都会影响RM聚合酶Ⅲ的转记的配体竟争受体的结合位点的方法,原理是 录。表明5 S rRNA基因的启动子位于5S基因如果结合是特异性的话,只有信号分子能够同 内部的控制区。 受体结合,而与信号分子无关的分子则不能同 受体结合。例如,放射性标记的胰岛素与受体 的结合不会受葡萄糖或ACTH(促肾上腺皮质激 素)的抑制,但是能够被非放射性标记的胰岛 素或胰岛素衍生物所抑制(图E5-2) 图5-17证明激素与受体结合特 异性的实验 实验中,将放射性标记的胰岛素与分离的 膜一起温育,同时加入各种不同浓度的葡萄糖 或ACTH。与胰岛素无关的激素不会与放射性标 ACTH 胰高血糖素 胰岛素 放射性激素的浓度(log)
7 图 E6-1 RNA 聚合酶Ⅲ转录 5S rRNA 基因启动子的鉴定 将图中 5S rRNA 基因的 A 片段或 D 片段缺 失都不影响 RNA 聚合酶Ⅲ的转录,但是将 B 片 段或 C 片段缺失,都会影响 RNA 聚合酶Ⅲ的转 录。表明 5S rRNA 基因的启动子位于 5S 基因 内部的控制区。 3. 请设计一个实验研究受体与配体结合的 特异性 克采用非放射性标记的底物同放射性标 记的配体竞争受体的结合位点的方法，原理是: 如果结合是特异性的话,只有信号分子能够同 受体结合,而与信号分子无关的分子则不能同 受体结合。例如,放射性标记的胰岛素与受体 的结合不会受葡萄糖或 ACTH(促肾上腺皮质激 素)的抑制,但是能够被非放射性标记的胰岛 素或胰岛素衍生物所抑制(图 E5-2)。 图 5-17 证明激素与受体结合特 异性的实验 实验中,将放射性标记的胰岛素与分离的 膜一起温育,同时加入各种不同浓度的葡萄糖 或 ACTH。与胰岛素无关的激素不会与放射性标
记的胰岛素竞争质膜受体。通过检测放射性即式丙酮酸;⑤动力势(协同) 可证明 2. What is the advantage of having extracellular signal transmitt 六、分析、计算与思考(20分) by a cascade of sequential events? 1.“解铃还需系铃人”这句谚语在细胞活动中 Answer②: Transduction of an extracellular 能找到对应的故事吗?请 signal via a cascade of sequential event advantageous because of 说明。(5分) amplification of the signal. the binding 答:IP的钙的释放和对钙浓度的消减。 of a few molecules to a receptor can result in the synthesis of a large number of 2.计算题(5分) effector molecules because at each step of the cascade the signal is enzymatically O The average molecular weight of prote ins in amplified the cell is about 30.000 daltons. A few proteins, however, are very much larger. The largest known 3. Heating of calf type I collagen fiber polypeptide chain made by any cell is a to 45c denatures the triple helices and protein called titin(made separates the three chains from each other. by muscle cells ), and it has a molecular Collagen that has been treated in this way eight of 3, 000,000 daltons does not renature to form a normal collagen Estimate how long it will take a muscle cell to translate an mRNA coding triple helix. Why? for titin (assume the average molecular Answer The N-terminal and C-terminal weight of an amino acid to be 120 propeptides pre-sent in newly synthesized and a translation rate of two amino acids per collagen monomers as-ist in alignment of second for eucaryotic cells) the peptides to form the triple helix 2 Transcription occurs at a rate of about 30 These propeptides are removed after the trimers nucleotides per second. Is it transported to the possible to calculate the time required to extracellular mat and thus are not synthesize a titin mRNA from available to perform the same function in the information denatured calf type I collagen. In addition, inappropriate disulfide bridges 2. Answer: can be generated during renaturation O A titin molecule is made of 25,000 amino these will also inhibit the generation of acids. It therefore takes about a normal triple helix 3.5 hours to synthesize a single molecule of titin in muscle cells (2 To calculate the time it takes to transcribe a titin mRNA, you would need to know the size of its gene, which is likely to contain many Introns Transcription of the exons alone requires about 42 minutes. Because n be quite large, the time require to transcribe the entire gene is likely to be considerably longer. 2.综合思考(10分按答题最多者计算每题得 分) ①物质运输是一个耗能过程,请举例说明有 哪些能量来源? 答∶①自由能;②ATP;③光能;④磷酸烯醇
8 记的胰岛素竞争质膜受体。通过检测放射性即 可证明。 六、分析、计算与思考(20 分) 1. “解铃还需系铃人”这句谚语在细胞活动中 能找到对应的故事吗？请 说明。（5 分） 答：IP3 的钙的释放和对钙浓度的消减。 2. 计算题（5 分） ① The average molecular weight of proteins in the cell is about 30,000 daltons. A few proteins, however, are very much larger. The largest known polypeptide chain made by any cell is a protein called titin (made by muscle cells), and it has a molecular weight of 3,000,000 daltons. Estimate how long it will take a muscle cell to translate an mRNA coding for titin (assume the average molecular weight of an amino acid to be 120, and a translation rate of two amino acids per second for eucaryotic cells). ② Transcription occurs at a rate of about 30 nucleotides per second. Is it possible to calculate the time required to synthesize a titin mRNA from the information given here? 2. Answer: ① A titin molecule is made of 25,000 amino acids. It therefore takes about 3.5 hours to synthesize a single molecule of titin in muscle cells. ② To calculate the time it takes to transcribe a titin mRNA, you would need to know the size of its gene, which is likely to contain many introns. Transcription of the exons alone requires about 42 minutes. Because introns can be quite large, the time required to transcribe the entire gene is likely to be considerably longer. 2. 综合思考(10分, 按答题最多者计算每题得 分) ① 物质运输是一个耗能过程，请举例说明有 哪些能量来源？ 答：①自由能；②ATP；③光能；④磷酸烯醇 式丙酮酸；⑤动力势（协同） ②． What is the advantage of having an extracellular signal transmitted by a cascade of sequential events? Answer②:Transduction of an extracellular signal via a cascade of sequential events is advantageous because of the amplification of the signal. The binding of a few molecules to a receptor can result in the synthesis of a large number of effector molecules because at each step of the cascade the signal is enzymatically amplified. ③． Heating of calf type I collagen fibers to 450 C denatures the triple helices and separates the three chains from each other. Collagen that has been treated in this way does not renature to form a normal collagen triple helix. Why? Answer ③ The N-terminal and C-terminal propeptides pre-sent in newly synthesized collagen monomers as-ist in alignment of the peptides to form the triple helix. These propeptides are removed after the trimers are transported to the extracellular matrix, and thus are not available to perform the same function in denatured calf type I collagen. In addition, inappropriate disulfide bridges can be generated during renaturation; these will also inhibit the generation of a normal triple helix
