《细胞生物学》课程教学资源（PPT课件）第四章 细胞与环境互作 Interactions Between Cells and Their Environment

Testingand Thinking1.Howmightaliposomebepreparedthatcouldpotentiallybeusedinthetreatment of atumorwhose cells haveaprotein calledtumorcell antigen (TAG) in their membranes?2.Define diffusion. Include in your answer the thermodynamic drivingforcefordiffusionandtheenergyrequirement.3.Whichofthesituationsshownbelow(AorB)willresultinahigherrateofmovementofthepositivelychargedsoluteacrossthemembraneandinwhichdirection(circleAorBanddrawanarrowtoindicatethedirectionofmovement)?OUTSIDE+membrane+INSIDEBA

Testing and Thinking 1. How might a liposome be prepared that could potentially be used in the treatment of a tumor whose cells have a protein called tumor cell antigen (TAG) in their membranes? 2. Define diffusion. Include in your answer the thermodynamic driving force for diffusion and the energy requirement. 3. Which of the situations shown below (A or B) will result in a higher rate of movement of the positively charged solute across the membrane and in which direction (circle A or B and draw an arrow to indicate the direction of movement)?

一、判断题：判断以下各题，正确的标T，错误的标F。Na+-K+泵既存在于动物细胞质膜上也存在于植物细胞质膜上1.2.在相变温度以下，胆固醇可以增加膜的流动性：在相变温度以上，胆固醇可以限制流动性。协助扩散是被动运输的一种方式，它不消耗能量，但是要在通道蛋白、载体3.蛋白、离子泵的协助下完人鼠细胞融合不仅直接证明了膜蛋白的流动性，同时也间接证明了膜脂的流动性。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在有丝分裂的不同时期，膜的流动性是不同的：M期流动性最小，G1期流动性最D大。7.在线粒体膜中，Na+/H+的反向协同运输是由H+的浓度驱动的.H+进,Na+出。8.质膜是半通透性的，一般说，分子越小越容易通过细胞膜。9.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：F不细胞存在于植物质膜中：1答：F,M期最大，便于细胞分裂；2.答：I.正确；答：T正确：3答：F，高子泵参与主动运输8答：F，带电的小分子，无论多小，都是不能自由通过，答：工，如果膜脂不流动，膜蛋白也就无法流动。4.0答：F，错误，不参与蛋白质的合成。答：T，正确：

1. Na+ -K+ 泵既存在于动物细胞质膜上也存在于植物细胞质膜上。 2. 在相变温度以下, 胆固醇可以增加膜的流动性; 在相变温度以上,胆固醇可以限 制流动性。 3. 协助扩散是被动运输的一种方式，它不消耗能量， 但是要在通道蛋白、载体 蛋白、离子泵的协助下完 4. 人鼠细胞融合不仅直接证明了膜蛋白的流动性， 同时也间接证明了膜脂的流 动性。 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. 在有丝分裂的不同时期, 膜的流动性是不同的：M期流动性最小,G1期流动性最 大。 7. 在线粒体膜中, Na+ /H+ 的反向协同运输是由H+ 的浓度驱动的,H+进,Na+出。 8. 质膜是半通透性的， 一般说，分子越小越容易通过细胞膜。 9. 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。 一、判断题：判断以下各题,正确的标T, 错误的标F。 1. 答：F 不细胞存在于植物质膜中； 2. 答：T, 正确； 3. 答：F, 离子泵参与主动运输； 4. 答：T, 如果膜脂不流动, 膜蛋白也就无法流动。 5. 答：T, 正确； 6. 答：F, M期最大，便于细胞分裂； 7. 答：T, 正确； 8. 答：F，带电的小分子，无论多小，都是不能自由通过； 9. 答：F, 错误, 不参与蛋白质的合成

二、 选择题1.下列白质中除外都是红铜胞膜骨架蛋白。a.血影蛋白+c.锚定蛋白+d.带三蛋白+b.血型糖蛋白+2.红细购上的带Ⅲ蛋白是一种运输蛋白，它的主要功能是运输（1+1.ba.阴离子c，两价阳离子2.ab.单价阳离子d.氨基酸分子+来实现的，+3.小场上皮细吸收萄套糖是道过（3. ba.Na+-泵+c.Na+-偶联运输+b.Na+通道+d.Na+交换运输4.ct4.糖蛋白是一种十分重要的复合糖类，a它是由氨基酸和糖组成+c.参与细胞识别作用+5. db.参与细胞基因调控+d、只存在于细胞质中，Lt5.动物胞质膜上特征性的海是（6. aa.琥珀酸脱氢酶+C.苹果酸合成酶b.磷酸酶+d.Na+-K+-ATPase. +7.a16.影序物质在膜上自由扩散的因素有（8. ba，在油冰分配系数高的，易扩散+c.水合度大的，易扩散b、电离度大的，易扩散+d.水、氨基酸、Ca2+、Mg2+等小分子，易扩散+7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透明质酸+岩藻糖、唾液酸+C.D.半乳糖、D-乳糖、D-甘露糖、纤维二糖+b.D.半乳糖胺、D-甘露糖、L-岩藻糖、唾液酸、d.D.半乳糖、半乳糖醛酸、岩藻糖、唾液酸+8.影响膜动性的重要因素是磷胎分子胎肪酸链的不饱和程度，不饱和性越高，流动性越（），其原因是（a.小；双键多，折曲小c.小，分子排列疏松+b.大，双键多，折曲多d.大，分子排列紧密+

二、选择题 1. b 2. a 3. b 4. c 5. d 6. a 7. a 8. b

9.关于Y-型H+质子家的性，下面一项是正确的？+C.运输时，是由高浓度向低浓度进行+a.存在于线粒体和内膜系统的膜上+b.工作时，没有磷酸化和去磷酸化过程+存在与线粒体膜和叶绿体的类囊体的膜上+10.血影蛋白（tC.穿膜12-14次+a红细胞膜的结构蛋白b.红细胞膜的结构蛋白+d是支撑红血细胞膜的网架蛋白+9.b11.下列蛋白中，（是跨膜蛋白，+a.血影蛋白+C.锚定蛋白+10.db.带4.1蛋白+d血型糖蛋白+1t12.下列蛋白中，屈于单次跨原的是（11.da.带3蛋白+c.血型糖蛋白+b.血影蛋白+d细菌视紫红质。12.c1t13.用光脱色恢复技术可以证明膜的流动性，其原理是（13.ba，用激光束灭质膜上一部分膜受体的荧光素+C.用紫外光率灭膜蛋白或膜脂的荧光素+d用激光照射细胞的整个表面，使荧光萍灭b.用紫外光萍灭膜蛋白和膜脂的荧光素+14.a14.数氨毒素是一种（+C.配体闻门通道+a可动离子载体+15.a6.电位闸门通道+d离子闸门通道+1t15.以下关于Ca2+泵的述中，不正确的一项是（&钙泵主要存在于线粒体膜、叶绿体膜、质膜和内C.质膜上的钙泵主要是将Ca+离子泵出细胞外+质网膜上+d.内质网膜上的钙泵主要是将细胞质中的Ca+离子泵入内质网腔b.钙泵的本质是一种Ca2+ATP酶作用时需要消耗ATP+

9. b 10.d 11.d 12.c 13.b 14.a 15.a

三、问答题如何理解“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”？2简述Na+/K+泵（Na+/K+pump，Na+/K+ATPase)的结构和作用机制3.简述Ca2+泵（Ca2+pump，Ca2+ATPase)的结构和作用机理膜的流动性的生理意义何在？5糖脂是如何决定血型的？6请比较质膜、内膜和生物膜在概念上的异同7如何理解细胞膜作为界膜对细胞生命活动所起的作用？8.简述LDL经受体介导的内吞作用被吞入细胞和被利用过程9.简要叙述披网格蛋白小泡形成和运输的基本过程及参与的因子

1. 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”? 2. 简述 Na+/K+泵(Na+/K+ pump，Na+/K+ ATPase)的结构和 作用机制 3. 简述Ca2+ 泵(Ca2+ pump， Ca2+ ATPase)的结构和作用机 理 4. 膜的流动性的生理意义何在？ 5. 糖脂是如何决定血型的? 6. 请比较质膜、内膜和生物膜在概念上的异同 7. 如何理解细胞膜作为界膜对细胞生命活动所起的作用? 8. 简述LDL经受体介导的内吞作用被吞入细胞和被利用过程 9. 简要叙述披网格蛋白小泡形成和运输的基本过程及参与的 因子。 三、问答题

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非常重要的

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 的生命活动来说是非常重要的。 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”?

简述Na+/K+泵（Na+/K+pump，Na+/K+ATPase）的结构和作用机制答：Na+/K+泵是动物细胞中由ATP驱动的将Na+输出到细胞外同时将K+输入细胞内的运输泵，又称Na+泵或Na+/K+交换泵。实际上是一种Na+/K+ATPase。Na+/K+ATPase是由两个大亚基（a亚基）和两个小亚基（B亚基组成。α亚基是跨膜蛋白，在膜的内侧有ATP结合位点，细胞外侧有乌本苷（ouabain）结合位点：在α亚基上有Na+和K+结合位点。Na+/K+ATPase运输分为六个过程：在静息状态，Na+/K+泵的构型使得Na+结合位点暴露在膜内侧。当细胞内Na+浓度升高时，3个Na+与该位点结合：②由于Na+的结合，激活了ATP酶的活性，使ATP分解，释放ADP，α亚基被磷酸化：③由于α亚基被磷酸化，引起酶发生构型变化，于是与Na+结合的部位转向膜外侧，并向胞外释放3个Na+：④膜外的两个K+同a亚基结合：③K+与磷酸化的Na+/K+ATPase结合后，促使酶去磷酸化：③去磷酸化后的酶恢复原构型，于是将结合的K+释放到细胞内。每水解一个ATP，运出3个Na+，输入2个K+。Na+/K+泵工作的结果使细胞内的Na+浓度比细胞外低10~30倍，而细胞内的K+浓度比细胞外高10～30倍。由于细胞外的Na+浓度高，且Na+是带正电的，所以Na+/K+泵使细胞外带上正电荷

答：Na+/K+泵是动物细胞中由ATP驱动的将Na+ 输出到细胞外同时将K+ 输入细胞内的运输泵，又称Na+泵或Na+/K+交换泵。实际上是一种Na+ /K+ ATPase。Na+ /K+ ATPase是由两个大亚基(α亚基)和两个小亚基(β亚基) 组成。α亚基是跨膜蛋白，在膜的内侧有ATP结合位点，细胞外侧有乌本 苷(ouabain)结合位点;在α亚基上有Na+和K+结合位点。 Na+/K+ ATPase运输分为六个过程: ①在静息状态，Na+/K+泵的构型使得 Na+ 结合位点暴露在膜内侧。当细胞内Na+浓度升高时，3个 Na+ 与该位 点结合；② 由于Na+的结合，激活了ATP酶的活性， 使ATP分解， 释放 ADP，α亚基被磷酸化; ③由于α亚基被磷酸化， 引起酶发生构型变化， 于 是与Na+ 结合的部位转向膜外侧，并向胞外释放3个Na+ ；④膜外的两个 K+同α亚基结合; ⑤ K+ 与磷酸化的Na+/K+ ATPase结合后， 促使酶去磷 酸化;⑥ 去磷酸化后的酶恢复原构型， 于是将结合的K+ 释放到细胞内。 每水解一个ATP， 运出3个Na+ ， 输入2个K+ 。Na+ /K+泵工作的结果， 使细胞内的Na+浓度比细胞外低10～30倍，而细胞内的K+浓度比细胞外高 10～30倍。由于细胞外的Na+浓度高，且Na+是带正电的，所以Na+ /K+泵 使细胞外带上正电荷。 简述 Na+/K+泵(Na+/K+ pump，Na+/K+ ATPase)的结构和作用机制

CHAPTER 4 Interactions Between Cells and Their Environment

细胞环境：内、外环境互作：细胞与细胞、细胞与环境间相互作用。主要是通过细胞表面进行细胞识别、粘着、连接、通讯等。主要讨论：细胞表面结构、胞外基质、细胞识别、粘着和连接细胞-细胞粘着细胞内附着蛋白细胞粘着分子细胞骨架蛋白质膜细胞-基质粘着胶原纤维细胞-表面聚粘着蛋白糖胺聚糖基质蛋白聚糖蛋白聚糖的核心蛋白核心蛋白

细胞环境：内、外环境 互作：细胞与细胞、细胞与环境间相互作用。主要是通过细 胞表面进行细胞识别、粘着、连接、通讯等。 主要讨论：细胞表面结构、胞外基质、细胞识别、粘着和连接

讲授提纲 outline 4.1细胞表面 4.2细胞外基质 4.3细胞识别与粘着 4.4细胞连接