植物细胞跨膜信号转导中G蛋白的研究概述
收稿日期:2003-08-15作者简介:康洁(1967-),女,河南民权人,商丘师范学院讲师,主要从事细胞生物学的教学与研究.
第20卷第5期
2004年10月商丘师范学院学报JOU RNAL OF SHANGQIU TEACHERS COLLEGE Vol.20No.2October,2004
植物细胞跨膜信号转导中G 蛋白的研究概述
康 洁
(商丘师范学院生物系,河南商丘476000)
摘 要:G 蛋白在物种进化过程中具有高度保守性,不同的G 蛋白有不同的基因编码.检测植物G 蛋白多采用生化检测法和分子生物学检测法.植物G 蛋白在光信号转导、激素信号转导和病原信号转导等方面有重要调控作用.
关键词:植物G 蛋白;检测;偶联受体;信号转导
中图分类号:Q735 文献标识码:A 文章编号:1672-3600(2004)05-0121-03
Research and development of pr otein G in the conduction of plant cell signal
KANG Jie
(Department of Biology Shangqiu Teachers College,Shangqiu 476000,China)
Abstr act:Protein G possesses high conservatism during species evolution and different protein G has different gene code.Biochemical examination and molecular biology examination are mostly used to check plant protein G,which has important function of regulation in the respect of light signal conduction,hormone signal conduction and pathogen signal conduction.
Key words:protein G in plant;examination;coupled receptor;signal transudation
所谓G 蛋白(GTP binding prot eins)广义上讲指所有能与GT P 结合的蛋白质.在细胞信号传递中起着重要作用的G 蛋白有异三聚体G 蛋白(heterotrimeric GTP binding Proteins)和小G 蛋白(Small GTP-binding proteins),尤其是异三聚体G 蛋白的作用最显著,它在细胞跨膜信号转导中负责将质膜表面受体(GPCR)与质膜内侧的效应器(effectors)偶联,将胞外信号转化为胞内信使,进一步引起胞内生理生化反应和遗传性状的表达.目前人们对动物跨膜信号传导中G 蛋白的功能、结构、途径有了清楚的认识,对植物细胞中的G 蛋白研究才刚刚起步,本文主要对与信号转导有关的植物异三聚体G 蛋白的研究作以简单概述.
1 G 蛋白的基本结构
异三聚体G 蛋白在SDS 电泳图上可看到A 、B 、C 3种亚基.A 亚基单体分子量为39-52KD,B 和C 亚基分子量为35-37KD 和6-10KD,各种G 蛋白亚基中,A 亚基差别较大,B 、C 亚基比较相似.G 蛋白上有GTP 结合位点、GTP 酶活性位点、ADP 糖基化位点、毒素修饰位点、受体和效应器位点等.不同的G 蛋白亚基有不同的基因编码[1],B 、C 亚基尽管是两个不同基因的产物,
但在自然状态下B 与C 亚基以非共价健紧密结合,只有在变性条件下才能分开[1].G 蛋白在结构上尽管没有跨膜蛋白的特点,
但它们可以通过其亚基上氨基酸残基的脂化修饰将其锚定在细胞膜上.G 蛋白在生物进化过程中具有高度保守性,因此研究植物体内的G 蛋多采用动物和简单真核生物G 蛋白的共有特性来鉴定植物体中是否存在G 蛋白.
2 植物G 蛋白的生化研究
211 GTP 结合实验
由于G 蛋白能与GTP 结合,所以用带标记的GT P 可检测出G 蛋白的存在,如用GTP(C 35S)和标记A 位磷酸的GTP.但由于异三聚体G 蛋白、小G 蛋白及其它GTP 蛋白都能结合GTP ,故此法不能区分检测到的G 蛋白属于哪一类.
212 GTPase 活性实验
异三聚体G 蛋白有内在的GTPase 活性,用C 位磷酸标记GT P,以液相中的32P 的放射强度表示GTPase 活性大小,判断G 蛋白的存在,该法的局限在于它对G 蛋白类型无特异性.
122商丘师范学院学报2004年
213细菌毒素诱导的核糖基化实验
这种方法主要用于异三聚体G蛋白的检测,常用的细菌毒素有霍乱毒素(CTX)和百日咳毒素(PTX),它们能与G蛋白异三聚体的G A特异结合,使其某个氨基酸残基ADP-核糖基化.如果将ADP-核糖基供体NAD+用32P标记,再通过放射自显影就可检测出异三聚体G蛋白的存在.
214免疫转移电泳实验
此法是利用抗某种G蛋白或G蛋白某些保守序列的抗体检测G蛋白的存在.目前被纯化并已知的氨基酸序列G蛋白主要为动物G蛋白,而植物与动物异三聚体G蛋白在某些保守区域有较高的同源性,抗动物的G A抗体能与植物G A发生交叉反应,故用动物G蛋白抗体可以检测植物G蛋白.
目前利用上述手段已从17种植物中检测到G蛋白40多种[2-4].如从大麦糊粉层中检测到32KDa和36KDa两种G蛋白、从大豆培养细胞中检测到45KDa的G蛋白、从水稻胚芽鞘中检测到28KDa和30KD a的G蛋白、从豌豆胚芽中检测到21KDa的G蛋白、从玉米根中检测到27KDa和34KDa的G蛋白,另外还有菠菜、百合、燕麦等.
3植物G蛋白分子生物学研究
311异三聚体G蛋白基因
G蛋白在生物进化过程中比较保守,利用已知的G蛋白保守氨基酸序列合成的寡聚核苷酸为探针,结合PCR技术,先后检测并克隆了植物G A、G B基因[5].1990年Ma等人首先从拟南芥中分离到一个基因(gpal),该基因编码的蛋白与哺乳动物Gi A 亚基的同源性为36%,并含有与GTP结合的保守区域,随后他们又从番茄中分离到t pal基因,该基因编码的蛋白与gpal编码的蛋白同源性达84%[5].以后又有人从大豆[6]、莲、水稻等细胞中克隆了tpal的同源蛋白,它们与Gpal的同源性均在75%以上.由于这些植物G A基因与动物G A基因同源性仅有30%~40%,有人推测植物G蛋白可能是不同于动物G蛋白的一类新家族.1996年Gotor等人利用已知的6种植物G A与已知的62种动物G A氨基酸序列为基础做了一个系统树证实了这个推测[7].同时又有研究得知目前已知的不同植物细胞中克隆到2个G B基因[8]:zgb1和agb1,且与动物G B有较高的同源性,Jones等人于1998年从大麦糊粉层细胞中也克隆到2个G B的cDNA[9].但目前植物G C基因尚未克隆到[10-11].
312植物小G蛋白基因
到目前为止,利用分子生物学技术已从植物细胞中分离出几十种小G蛋白基因[11],其中从豌豆中分离到13个,从拟南芥中分离到12个,并且这些小G蛋白与相应的动物小G蛋白有很高的同源性(60%~80%),但与动物Ras有较高同源性的植物小G蛋白尚未见报道.
4植物G蛋白偶联受体与下游效应器的研究
411偶联受体(GPCR)
利用分子生物学技术Josefession和Plakidou-Dymock先后于1997年和1998年分别利用EST数据库设计探针,从拟南芥中检测同一个基因GCR1,它编码326个氨基酸的蛋白质,其结构类似于动物GPCR,P lakidou-Dymock等又研究了稳定转化有反义GCR1基因的拟南芥,结果表明GCR1蛋白参与了细胞分裂素的信号传导,但对于具体信号途径还不太清楚.需要指出的是,许多EST数据表明植物中不只一种GPCR,随着对植物GPCR研究的深入,会有越来越多的GPCR被发现.
412下游效应器
目前利用分子生物学或生物化学手段还未发现有植物G蛋白的下游效应器,但药理学实验证明了有植物G蛋白下游效应器的存在,包括K+通道、磷脂酶D、Ca2+通道等[10].
5植物G蛋白在细胞信号转导中的作用
到目前为止,人们对植物细胞信号转导的机制了解还不多,这方面的研究有以下几点.
511参与光刺激的信号转导
早在1987年,Hasunuma等人的研究发现红光或远红光能抑制植物GTP结合活性,推测G蛋白参与了光信号转导.1991年Romer o等人研究发现CTX可以促进Cab基因表达,抑制P hy基因表达,Cab和Phy都是受光敏色素调控的基因,后来他们用光自养的大豆悬浮细胞为材料,用PTX和CTX暗中诱导了Cab的表达,而PTX和CTX都不能诱导不受光敏色素调节的基因Hsp75的表达.CTX和PTX这些细菌毒素是G蛋白专一性结合的GTP活化剂和抑制剂;Neuhaus等用显微注射技术,以番茄为材料证实了CT X、GT P C s这些G蛋白活化剂对Cab的表达起诱导作用,而PTX、GDP B s这些G蛋白抑制剂对Cab的表达起抑制作用.以上实验证实G蛋白参与了光敏色素调控的某些过程,在植物红光信号转导中起一定作用.但红光活化G蛋白的作用方式还不清楚.
1991年,Warpeha等人的研究又证明G蛋白可能也参与蓝光的信号转导.他们用蓝光照射黄花豌豆,可使豌豆顶芽质膜GTPase活性增加10倍之多,使GT P C s活性增加5倍之多.
512参与调控K+通道
Garley-Gr enot和Assmann用完整的豌豆保卫细胞原生体为材料证明GTP C s、CTX、PTX均抑制了K+内流,而GDP B s促进
了K +内流.武维华的实验也证实了这一点.在以上实验中PTX 和CT X 的作用多次表现一致,其机理还不清楚,推测可能与其在动物细胞中的作用方式不同有关.513 参与植物激素信号转导
有关G 蛋白在植物激素信号转导中的作用知之甚少,一些实验只是证明G 蛋白参与了植物激素信号转导,但没有一个明确的结论,如1990年Zaina 发现IAA 能促进水稻胚芽鞘膜泡组分对GT P C S 的结合活性和GTP ase 活性;Bossen 也报道了GDP B S 可抑制GA 诱导的黄花小麦原生体膨大,Jonse 于1998年也证实了G 蛋白活化剂可促进大麦糊粉层A 淀粉酶基因的表达.Hooley 等也认为异三聚体G 蛋白与赤霉素和生长素的转导有关[12].
514 参与病原信号转导
这方面的实验不太多,能提供直接证据的是1995年Beffa 等人的实验[13].Beffa 等利用受光调节的Cab 基因启动子与CTX 结构基因构成嵌合基因导入烟草中,发现转基因烟草对病原的抗性增强,并引发一些病原相关基因的表达和内源水扬酸的积累,从而证明了G 蛋白参与病原信号的转导.Vera-Estrella 等研究发现在活化番茄对真菌病原物防御反应机制的信号转导中,GTP 结合蛋白具有调节作用.
515 参与调节根瘤菌中结瘤因子的信号转导
Pringret 等研究结果[14]表明根瘤因子信号转导机制包括G 蛋白调节偶联磷酸肌醇、Ca 2+、以及第2信使活化的信号途径.
516 参与花粉萌发和花粉管伸长及细胞外钙调素跨膜信号转导
马力耕等人用免疫印迹、细菌毒素诱导、GTPase 活性测定等方法证实了植物花粉中有异三聚体G 蛋白,并进一步证实G 蛋白参与了花粉萌发和花粉管伸长.他们用GTPase 活性法也证明了异三聚体G 蛋白偶联细胞外钙调素跨膜信号的转导[10].6 问题与展望
植物G 蛋白的结构、G 蛋白与受体及效应器之间的作用位点;CTX 与P TX 在调节Cab 基因表达和K +通道方面功能相同的原因;植物光信号受体为什么同动物G 蛋白受体结构不一样等问题还没搞清楚,相信随着科学家不断深入的研究,对这些问题将会有清楚的认识.同时,科学家们也将会克隆出更多的GPCR 、G 蛋白及其效应器基因,并弄清这些新基因在植物信号转导中的作用,为植物防御病虫侵害、制定可持续的农业策略提供一个新思路.
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第5期 康洁:植物细胞跨膜信号转导中G 蛋白的研究概述
逆境对植物细胞膜透性的影响
逆境对植物细胞膜透性的影响(电导法) 实验目的：能比较不同处理的叶片细胞透性的变化情况，并加解释。 了解植物在逆境情况下细胞膜的透性变化 掌握植物抗逆性与细胞膜透性的关系 实验原理： 植物细胞膜对维持细胞的微环境和正常的代谢起着重要的作用。在正常情况下，细胞膜对物质具有选择透性能力。如高温或低温，干旱、盐渍、病原菌侵染后，细胞膜遭到破坏，膜透性增大，从而使细胞内的电解质外渗，以致植物细胞浸提液的电导率增大。膜透性增大的程度与逆境胁迫强度有关，也与植物抗逆性的强弱有关。比较不同植物或同一植物不同品种在相同胁迫温度下膜透性的增大程度，即可比较植物间或品种间的抗逆性强弱。用电导仪测定可以比较植物组织中的外渗电解质的含量，从而间接了解细胞透性的大小。 实验材料：女贞叶片（20片左右）； 实验器具：电导仪，打孔器，恒温水浴锅，2个小烧杯，量筒，玻璃棒，蒸馏水 实验步骤： 1.选取低温(高温）处理的女贞叶片8片，先用纱布拭净，再用打孔器打取20 片小圆叶（避开叶脉），放入小烧杯中，加入20ml 蒸馏水作为处理组。再用相同的方法打取20片未经处理的小叶放入小烧杯中，加入20ml 蒸馏水作为对照组。 2.将小烧杯放入35℃水浴锅中静置25min，期间用玻棒轻轻搅动叶片，到时间 后用，电导仪测定溶液电导率。 3.测过电导率之后，再放入100℃沸水浴中10min，以杀死植物组织，取出放入 自来水冷却，测其煮沸电导率。 4.计算： 按下式计算相对电导度： 相对电导度（L）=（S1-空白电导率）/（S2-空白电导率） S1:煮前的电导率 S2:煮后的电导率 空白电导率:蒸馏水的电导率 相对电导度的大小表示细胞膜受伤害的程度 由于室温对照也有少量电解质外渗，故可按下式计算由于低温或高温胁迫而产生的外渗，称为伤害度（或伤害性外渗）。 伤害度（%）= 100 1 ? - - CK CK t L L L 式中 L t —处理叶片的相对电导度； L ck —对照叶片的相对电导度。 注意事项 1. 整个过程中，叶片接触的用具必须绝对洁净（全部器皿要洗净），也不要 用手直接接触叶片，以免污染。
植物细胞质膜透性的测定原理以及步骤
植物细胞质膜透性的测定 一、原理 植物细胞质膜：是指植物细胞的细胞质外方与细胞壁紧密相接的一层薄膜。这层膜主要由磷脂和蛋白质组成，具有选着透过性。但是，在各种不良的外环境下，比如极端温度、干旱、重金属离子、大气污染物质等都会作用于这层膜，使膜受到不同程度的损伤。这种损伤一般表现在膜的透性变大，使细胞内的电解质外渗，引起外液的电导率增大。所以可以通过测定电导率的大小，推断外条件作用下膜透性变化的大小，间接反映植物细胞膜的受伤程度。如果植物的抗性强，那么其在外条件作用下细胞膜的受伤害程度就小，膜的透性变化就越小，泡内电介质外渗就越少，外液的电导率就越小，反之越大。 生物膜：除了细胞质膜，还包括核膜、叶绿体膜、线粒体膜等细胞器的膜，统称为生物膜。 细胞质膜的作用：细胞质膜不仅仅是一种物理界线，还起着屏障作用，维持稳定的内环境，有选着地使物质进入或排除细胞质。胞饮作用，即通过质膜向细胞内凹陷，而吞噬液体的过程。吞噬作用，即通过质膜向细胞内凹陷，而吞噬固体小颗粒的过程。 扩散作用：是指物质从高浓度向低浓度自发移动的现象。 渗透作用：是指水分子通过选择透过性膜的扩散作用。 菲克第一定律 扩散速度与距离为?x的两点之间不同物质的浓度差?c s成正比。公式如下： J s=?D s ?c s J s：扩散速度，也叫转运速度、流量密度。指单位时间内通过单位面积的物质的量。 单位为mol/m2?s D s:扩散系数,用来衡量物质通过某种特定介质的难易程度。跟扩散物本身的大小、扩散介质和扩散体系的温度有关。 注意：负号表示运动方向顺着浓度梯度方向进行的。 电导 指电阻的倒数，可以用来表示导体的导电能力。公式如下： G=1 R = 1 U I = I U 单位为Ω?1 电阻率 是指用来表示各种物质电阻特性的物理量。某种材料制成的长1米、横截面积是1平方米（m2）的导线在常温下（20℃时）的电阻，叫做这种材料的电阻率。公式为：
植物细胞质膜透性的测定
实验四十五植物细胞质膜透性的测定 一、目的 植物细胞质膜是细胞与外界环境的一道分界面，对维持细胞的微环境和正常的代谢起着重要作用。但植物常受到外界不良因子的影响，而不同植物种类其抗逆性则不同。用电导仪率法测定植物质膜透性的变化，可作为植物抗逆性的生理指标之一。本实验主要测定低温对细胞质膜透性的影响，并掌握用电导仪法测定植物细胞质膜透性的原理及方法。 二、原理 植物细胞的细胞质由一层质膜包围着，这种质膜具有选择透性的独特功能。植物细胞与外界环境之间发生的一切物质交换都必须通过质膜进行。各种不良环境因素对细胞的影响往往首先作用于这层由类脂和蛋白质所构成的生物膜。如极端的温度、干旱、盐渍，重金属离子（如Cd2＋等）和大气污染物（如SO2、HF、O3）等都会使质膜受到不同程度的损伤，其表现往往为细胞膜透性增大，细胞内部分电解质外渗，外液电导率增大。该变化可用电导仪测定出来。细胞膜透性变得愈大，表示受害愈重，抗性愈弱，反之则抗性愈强。 三、材料、仪器设备 1.材料：植物叶片。 2.仪器设备：电导仪；电子天平；冰箱；真空泵；真空干燥器；恒温培养箱；电炉；50ml 烧杯；50ml量筒；小镊子；纱布；表皿；滤纸条；镜头纸；剪刀；玻棒；胶头滴管；瓷盘。 四、实验步骤 1.清洗用具 所用玻璃用具均需先用洗衣粉清洗，然后用自来水、蒸馏水洗3次，干燥后备用。 2.实验材料的准备及处理 选取叶龄相似的植物叶片，剪下后用湿布包住。实验时用自来水将供试叶片冲洗，除去表面沾污物，再用蒸馏水冲洗1～2次，用干净纱布轻轻吸干叶片表面水分，然后剪成约1cm2的小叶片（或用直径为1的打孔器钻取小园片），注意除掉大叶脉。将剪下的小叶片混合均匀，快速称取鲜样三份，每份1g，分别放入编号为A、B、C的三个烧杯中。作如下处理：A杯放入冰箱0℃以下作低温处理，处理15～30min后取出（供试叶片也可以在实验前低温处理好待用，处理温度及时间依不同植物叶片耐寒性而定），加入蒸馏水50ml。 B杯常温处理，加入蒸馏水50ml。 将A、B二杯放入真空干燥器，用真空泵抽气20—30min（以抽出细胞间隙中的空气），然后缓缓放入空气，从真空干燥器中取出A、B杯。 C杯加入蒸馏水50ml，称重，盖上表皿，置于电炉上煮沸10～15min（煮沸时间依不同植物叶片而定），冷却后再称重并加蒸馏水至原重量，继续浸泡叶片。 将A、B、C三杯放置室温下浸提1 h左右（经常摇动，以有利电解质外渗）。然后将叶片从杯中夹出进行下一步测定。
逆境对植物细胞膜透性的影响
实验六 逆境对植物细胞膜透性的影响 (电导法) 一、实验原理： 植物细胞膜对维持细胞的微环境和正常的代谢起着重要的作用。在正常情况下，细胞膜对物质具有选择透性能力。 用电导仪测定可以比较植物组织中的外渗电解质的含量，从而间接了解细胞透性的大小。 电导仪的原理： 电导率是物质传送电流的能力，是电阻率的倒数。在液体中常以电阻的倒数――电导来衡量其导电能力的大小。 电导率--电阻率的倒数即称之为电导率L。 电导L的计算式如下式所示：L=l/R=S/l 电导的单位用姆欧又称西门子。用S表示， 由于S单位太大。常采用毫西门子，微西门子单位1S=103mS=106μS。一般用当量电导来表示电导率。电导率L的单位是(μS/cm)
二、实验材料与设备： 植物叶片：女贞叶片 实验器具：电导仪；温箱；恒温水浴锅；小烧杯，量筒 三、实验步骤： 1.选取低温(高温）处理的女贞叶片5片，先用纱布拭净，再用打孔器打取20片小圆叶，放入小烧杯中，加入20ml 蒸馏水作为处理组。再用相同的方法打取20片未经处理的小叶放入小烧杯中，加入20ml 蒸馏水作为对照组。 2.将小烧杯放入35℃水浴锅中静置20min，期间用玻棒轻轻搅动叶片，到时间后用，电导仪测定溶液电导率。 3. 测过电导率之后，再放入100℃沸水浴中10min，以杀死植物组织，取出放入自来水冷却，测其煮沸电导率。 [ 注意事项] 1. 整个过程中，叶片接触的用具必须绝对洁净（全部器皿要洗净），也不要用手直接接触叶片，以免污染。 2.测定后电极要清洗干净。 四、实验结果 按下式计算相对电导度： 相对电导度（L）=（S1-空白电导率）/（S2-空白电导率）
植物学名词解释
名词解释 质体：是一类合成和积累同化产物的细胞器，为植物细胞特有，分为白色体，叶绿体和有色体三类。 叶绿体：（双层膜）是绿色质体，含有绿色的叶绿素和较少的红-黄色的类胡萝卜素，其主要功能是进行光和作用。 有色体：是含有类胡萝卜素而呈红-黄色的质体，能积累脂肪和淀粉。 白色体：不含可见色素，是无色的质体，包括合成淀粉的造粉体、合成脂肪的造油体和合成贮藏蛋白质的造蛋白体。 线粒体：（双层膜）是进行呼吸作用的主要细胞器。它们多呈球状、杆状也具有分枝或其它形状的。 粗面内质网：（单层膜）内质网是细胞质内的单层膜细胞器，其外表面附着许多微小核糖体颗粒。 高尔基体：（单层膜）由单层膜所构成的平型排列的扁平囊泡和分泌小泡组成，具有分泌作用并参与细胞壁的形成。 溶酶体：（单层膜）功能主要是分解大分子，起到消化和消除残余物的作用。 微体：（单层膜）是单层膜包围的细胞器，为直径约0.2~1.5μm、呈球状或哑铃形的颗粒，普遍存在于动物和植物细胞中。 圆球体：（半层薄膜）是一种球形细胞器，仅存在于植物细胞内，具有积聚和贮藏脂肪的功能。 核糖体：（无膜）将氨基酸组成肽链，是合成蛋白质的场所。 胞间连丝：胞间连丝是穿过细胞壁的原生质细丝，它连接相邻细胞间的原生质体。它是细胞原生质体之间物质和信息直接联系的桥梁，是多细胞植物体成为一个结构和功能上统一的有机体的重要保证。 传递细胞：是一类特化的薄壁细胞，细胞壁内突生长，使紧贴壁内侧的质膜面积增加，有利于细胞内外物质的吸收和释放，使物质迅速传递的作用。 泡状细胞：又称运动细胞，在禾本科植物叶片中，为一些具有薄垂周壁的大型细胞，其长轴与叶脉平行，分布于两个叶脉之间的上表皮中。在叶片横切面上，每组泡状细胞的排列常似展开的折扇形，中间的细胞最大，两旁的较小。 通道细胞：单子叶植物内皮层细胞大多五面增厚，只有少数位于木质部脊处的内皮层细胞，保持初期发育阶段的结构，即细胞具凯氏带，但壁不增厚，这些细胞称为通道细胞。通道细胞起着皮层与维管柱间物质交流的作用。 凯氏带：在双子叶植物根的内皮层各细胞的径向壁和上下横壁有带状的木化和栓化加厚区域，称为凯氏带，使根的吸收有选择性。 马蹄型增厚：单子叶植物根内皮层的绝大部分细胞径向壁、横壁和内切向壁五面增厚，只有外切壁未加厚。在横切面上，增厚的部分呈马蹄形。使根的吸收有选择性。 初生壁：由纤维素和半纤维素和果胶在胞间层内方形成的，可随细胞的生长而延伸。 次生壁：在有些细胞停止生长后，一些物质无纤维素和半纤维素继续在初生壁的地方积累，使细胞壁加厚而形成。 初生木质部：由初生分生组织形成的初生结构，具有输到水分和无机盐的功能，有导管、管胞、木薄壁细胞、木纤维组成。 次生木质部：双子叶植物完成初生生长，形成初生结构之后，便开始出现次生分生组织——维管形成层，进而产生次生组织,其中包括输到水分和无机盐的木质部，为次生木质部。
细胞的跨膜信号转导
细胞的跨膜信号转导 1、跨膜信号转导或跨膜信号传递的共性 各种外界信号(物理、生物、化学等信号) ↓ 膜蛋白构型变化 ↓ 信号传递到膜内 ↓ 靶细胞功能变化(如电变化) ２、跨膜信号转导的方式有3种:①离子通道介导 ②G蛋白耦联介导 ③酶耦联受体介导 3、受体 定义:能与激素、神经递质、药物或细胞内的信号分子结合并引起其功能的改变的生物大分子 分类:部位——胞膜、胞浆、胞核受体 配基——胆碱能、肾上腺素能、多巴胺能受体 结构——离子通道、Ｇ蛋白、酶、转录调控受体 特征: ①高度特异性 ②饱与性 ③竞争抑制 ④亲与力 ⑤可逆性 ⑥高效性 功能:①识别与结合 ②传递信息 一、由离子通道介导的跨膜信号传导 (一)、化学门控通道——配体门控通道 定义:当膜外特定的化学信号(配体)与膜上的受体结合后通道就开放,因而称为化学门控通道或配体门控通道,也称为通道型受体 分布:神经元突触后膜,肌细胞终板膜受体—化学信号结合位点-促离子型受体 转到途径: 化学信号膜通道蛋白 ↘↙ 通道蛋白变构 ↓ 通道开放 ↓ 离子异化扩散 ↓ 完成跨膜信号传导 ↓ 产生效应
(二)、电压门控通道 分布在除突触后膜与终板膜以外的细胞膜 (三)、机械门控通道 定义:感受机械刺激引发细胞功能改变的通道结构 二、由G蛋白耦联受体介导的跨膜信号转导 1、G蛋白耦联受体就是一种与细胞内侧Ｇ蛋白的激活有关的独立受体蛋白质分子 2、G蛋白就是鸟苷酸结合蛋白:G蛋白未被激活时,她与一个分子的GDP结合,G蛋白的 激活很短暂 3、G蛋白效应器,:催化生成第二信使的酶与离子通道 ４、蛋白激酶:丝氨酸∕苏氨酸激酶可就是底物蛋白的丝氨酸或苏氨酸残基磷酸化, 包括:蛋白激酶A、蛋白激酶G、蛋白激酶C 5、几条主要跨膜信号转导途径 ①受体－G蛋白－AC信号转导途径 Gs ＡTP→cＡＭP↑ ﹢↗↘﹢﹢↗↘ 配体+受体Ａ C PKA ﹢↘↗﹣﹣↘↗ GｉＡTP→ｃAMＰ↑ ②受体-Ｇ蛋白－ＰＬＣ信号转导途径 IP3+IP３受体→内质网或肌浆网释放Ga+ ＰLC ↗ PIL2→→→ Gｉ﹨Gp↘ DG→→受体
细胞膜知识点
细胞膜相关知识 1. 细胞膜的成分： 磷脂双分子层（磷脂双分子层为基本骨架） 蛋白质（存在方式：覆盖、贯穿、镶嵌，有些蛋白质充当载体作用）糖链（糖蛋白识别作用） 胆固醇 2. 细胞膜的结构模型：流动镶嵌模型 3. 细胞膜的结构特点：流动性 细胞膜的功能特点：选择透过性 4．.细胞膜的功能： （1）屏障作用（2）控制物质交换（3）细胞间信息传递 6. 影响跨膜运输速率的因素 1）、物质浓度（在一定浓度范围内） 单纯扩散 2）、O2浓度 单纯扩散或协助扩散 物质浓度 P点之后的限制因子是 协助扩散或主动运输 物质浓度 O2浓度 主动运输 物质浓度
3）、温度 温度可影响生物膜的流动性和酶的活性，因而会影响物质跨膜运输的速率。 7. 膜泡运输 内吞（胞吞，胞饮）与外排（胞吐），需要能量 8. 渗透作用 （1）概念：水分子或其他溶剂分子通过半透膜的扩散 （2）结构基础：渗透系统，由半透膜和半透膜两侧的溶液体系构成。 （3）洋葱鳞片叶表皮的质壁分离和质壁分离的复原 原理：植物细胞细胞膜和液泡膜（黑色区域）相当于一层半透膜。液泡失水则细胞收缩，质壁分离；液泡吸水则细胞膨胀，质壁分离复原。 步骤： a) 制片 b) 质壁分离：从盖玻片一侧滴入蔗糖溶液，在盖玻片另一侧用吸水纸吸引，重复3次（目 的使植物细胞处于蔗糖溶液中）（注：细胞液浓度<蔗糖溶液浓度，细胞失水。） c) 质壁分离的复原：从盖玻片一侧滴清水，在盖玻片另一侧用吸水纸吸引，重复3次（目 的使植物细胞处于清水中）（注：细胞液浓度>水，细胞吸水。） 拓展：观察不到质壁分离可能原因分析（1）时间过短（2）细胞死亡（3）细胞内外没有浓度差 9. 水 a) 细胞内含量最多的无机物是水。 自由水：游离状态 b) 存在方式： c) 功能： 10. 无机盐 1. 存在形式：离子 细胞的结构成分 2. 功能 对细胞生命活动起调节作用 细胞膜 结合水：与其他物质结合 细胞内良好的溶剂 各种代谢反应介质 构成细胞的结构成分
不良环境对植物细胞膜的伤害
不良环境对植物细胞膜的伤害 一、原理 植物组织在受到各种不利的环境条件（如干旱、低温、高温、盐渍和大气污染）危害时，细胞膜的结构和功能首先受到伤害，细胞膜透性增大。若将受伤害的组织浸入无离子水中，其外渗液中电解质的含量比正常组织外渗液中含量增加，组织受伤害越严重，电解质含量增加越多。用电导仪测定外渗液电导率的变化，可反映出质膜受伤害的程度。在电解质外渗透的同时，细胞内可溶性有机物也随之渗出，引起外渗液可溶性糖、氨基酸、核苷酸等含量增加，氨基酸和核苷酸对紫外光有吸收，对紫外分光光度计测定受伤害组织外渗液消光值，同样可反映出质膜受伤害的程度。用电导仪法和紫外法测定结果有很好的一致性。 二、材料与仪器设备 1、仪器设备 ⑴DDS—11A 型电导仪法；⑵751—型紫外分光光度计；⑶真空泵；⑷真空干燥器； ⑸三用水浴；⑹打孔器⑺剪刀；⑻洗瓶；⑼试管；⑽移液管；⑾玻棒；⑿滤纸 2、试剂 去离子水 3、材料 低温处理过的黄瓜、番茄 三、方法步骤 1、清洗器具 由于电导仪变化非常灵敏，稍有杂质即产生很大误差。因此所用玻璃器具均需先用热肥皂水洗，再用洗液洗涤，然后用自来水、无离子水各冲四到五遍（最好是容器口朝下用水冲）。向洗净的试管中加入去离子水，用电导仪测定电导值，检查试管是否确实冼净。 2、取样及处理 选取果品，一份放入适温下贮藏，另一份放入过低温度下使其受冷害，作为处理。用打孔器及切片器将样品制成厚薄均匀，大小一致的组织圆片，精确称取 2 克（或10 个圆片），放入试管内，用去离子水冲洗三次，然后加入30ml 去离子水。对照和
处理均设 3~4 个重复。将试管放入真空干燥器内，开动真空泵抽气 10min ，以抽出细胞间隙空气。缓慢放入空气，水即渗入细胞间隙，组织圆片变成透明状，细胞内溶质易于渗出，取出试管，间隔几分钟振荡一次，在室温下保持 30min 。 3、测定：将 DDS —11A 型电导仪电极插入试管，测定外渗液的电导值。测定之后 ，将试管放入水浴锅沸水中 5min 以杀死组织。待冷至室温后，再次测定外渗液的电导值。 四．计算： （1）以细胞膜相对透性大小表示细胞受害的程度。通常按下式计算： 细胞膜相对透性（%）= L1/L2×100 式中：L1：组织杀死前外渗液的电导值；L2 组织杀死后外渗液的电导值。 （2）直接计算细胞膜伤害率，通常采用下式计算： 100*111%2 121 ）（）伤害率（C C T T - --= 式中：C1：对照组织杀死前外渗液的电导值；C2：对照组织杀死后外渗液的电导 值；T1：处理组织杀死前外渗液的电导值；T2 处理组织杀死后外渗液的电导值。 附电导仪使用方法： （1）将电极引线接到仪器相应接线柱上。 （2）接上稳压器，接通电源，打开电源开关。 （3）将开关拨向“校正”位置，调整调节器，使指针达到满偏。 （4）将开关拨向“测定”位置。指针应回到 0 点。 （5）拨动选择测定范围旋钮，使其处于测定范围之内，如不知测量范围，应先 放在最大量程位置上，由大到小逐级调整。 （6）将电极用量蒸馏水冲洗干净，并用滤纸吸去附着的水分。放在需测组织提 取液中，待指针稳定后，读出指针所指数值，此数值即该提取液的电导度。 （7）按上述方法测定组织圆片杀死后提取液电导度。 （8）将电极用蒸馏水冲洗干净，放在水中，如长期不用，则应将电极洗净晾干 包装收藏。注意事项：电导率测定的整个过程均需在恒温下进行，因为温度不仅影响细胞内 离子内外渗透速度，而且影响提取的电导率，一般每升高 1℃，电导率约增加 2%，
植物细胞膜透性的测定
实验二植物细胞膜透性的测定——电导仪法 一、原理： 植物细胞膜对维持细胞的微环境和正常的代谢起着重要的作用。在正常情况下，细胞膜对物质具有选择透过性能力，当植物体受到逆境影响时，如高温或低温，干旱、盐渍、病原菌侵染后，细胞膜遭到破坏，膜透性增大，从而使细胞内的电解质外渗，以致植物细胞浸提液的电导率增大。膜透性增大的程度与逆境胁迫强度有关，也与植物抗逆性的强弱有关。这样，比较不同作物或同一作物不同品种在相同胁迫温度下膜透性的增大程度，即可比较作物间或品种间的抗逆性强弱，因此，电导法目前已成为作物抗逆性栽培、育种上坚定植物抗逆性强弱的一个精确而实用的方法。 二、植物材料及仪器设备： 1.植物材料：黄瓜叶片（完全培养下的黄瓜叶片和不同浓度铅溶液胁迫下的黄瓜叶片） 2.仪器设备：冰箱、恒温箱、真空泵（附真空干燥器）1套、电导仪、恒温水浴箱、剪 刀、打孔器、镊子、试管架、具塞普通试管5支、10ml移液管（或移液 枪）、玻璃棒、吸球、洗瓶、滤纸、保鲜膜等。 三、实验步骤： 1.清洗用具：实验所用的玻璃器皿用洗衣粉清洗→自来水洗干净→去离子水润洗→倒置在试管架上，备用。 2.将不同处理的黄瓜叶片分别用自来水洗干净并用去离子水润洗，再用洁净滤纸吸干表面水分。用6~8min的打孔器避开主脉打取圆叶片（或切割成大小一致的叶块），每组叶片打取30片小圆片，分装在2支洁净的试管中，每管放15片。 3.在装有叶小圆片的试管加入15ml去离子水，用保鲜膜封口，并用解剖针将保鲜膜扎几孔（以防止叶圆片在抽气时翻出试管）以便抽气。然后将试管放入真空干燥箱中用真空泵抽气10min，以抽出细胞间隙的空气，然后缓缓打开进气阀，空气重新进入干燥箱时水即被压入组织中而使叶片下沉（即水渗入细胞间隙，叶片变成半透明状，沉入水下） 4.将以上试管置室温下30min，期间要多次摇动试管，促进水分交换。 5.30min后将各试管充分摇匀，用电导仪测其初电导值，同时测定去离子水的电导值作为空白对照组。 6.测完初电导值后，将各试管放入100℃沸水中10min，以杀死细胞组织，取出试管后用自来水冷却至室温后，摇匀，测其终电导值。 四、结果计算： 1.相对点导度=初电导值-空白电导值/终电导值-空白电导值 2.伤害率（%）=（逆境叶片的相对点导度-正常叶片的相对点导度）/（1-正常叶片的相 对电导度）×100 五、注意事项： 1.所取的叶片叶龄要一致。 2.整个过程中，叶片接触的用具必须绝对洁净，也不要用手接触叶片，以免污染。 3.抽气要使叶片下沉才能与水分充分进行交换。 4. CO?在水中的溶解度较高，测定电导时要防止CO?气源和口中呼出CO?进入试管， 以免影响结果的准确性 5.温度对溶液的电导影响很大，测定必须在相同温度下测定。
植物细胞膜在干旱环境下渗透能力分析
植物细胞膜在干旱环境下渗透能力分析 摘要：干旱胁迫会使植物在体内积聚溶质维持压力，保持膨胀压力，在缺水条 件下可以继续从外界吸收水分保证代谢。对植物细胞膜在干旱环境下的渗透能力 进行分析，必须对各种溶质的含量进行研究。本文以槐树植物为例，对不同干旱 程度下植物细胞膜的渗透能力进行了分析，结果表明干旱使植物细胞内调节渗透 能力的可溶性糖和脯氨酸含量增加，而可溶性蛋白含量随干旱时间的变化趋势则 与之相反，在重度干旱条件下，槐树的膜透性增幅明显。 关键词：植物细胞膜；干旱；渗透能力 1引言 干旱环境会对植物的生长发育产生影响，对于抗旱植物来说，其体内的调节 渗透功能是其在长期干旱条件下进化出的抗旱机制[1]。植物在水分不足的条件下 其抗旱的重要机制是调节渗透作用和维持细胞内的膨胀压力，当外界环境处于干 旱状态下时，植物细胞会将大量的溶质积累在细胞内，使得渗透势降低，这样外 界的水分就可以被植物吸收，从而保证植物能够进行正常的代谢活动，这种通过 积累溶质维持膨胀压力吸收水分的行为称之为渗透能力的调节作用。因此，对于 植物细胞体内各种溶质含量的研究有利于分析植物细胞膜在干旱环境下的渗透能力。本文以槐树为研究对象，对植物体内调节细胞膜渗透能力的物质含量以及由 于干旱导致的植物体内代谢产物的变化进行了研究。 2实验方法 本文以槐树为研究对象，将植株在内径30cm，高32cm的花盆内进行培育， 在每一个花盆内培育3株。盆中土壤水含量分别控制在70%，60%，50%和40%左右，分别定义为水分充足，轻度干旱，中度干旱和重度干旱。采集不容水分含量 的植物叶片进行测试。 对于可溶性糖含量的测量采用比色法进行测试；植物细胞中的脯氨酸含量的 测量则采用茚三酮显色法；代谢产物可溶性蛋白质的测量采用比色法。上述三种 物质的测量方法来源于文献中[3]；细胞膜透性采用GTWDDS-307型电导仪进行测试。 3 结果分析 3.1 植物细胞在干旱环境下渗透能力调节物质含量的变化 植物细胞内可溶性糖和脯氨酸对植物细胞膜渗透能力的调节作用影响显著[2]。图1为不同干旱状态下槐树叶片中的可溶性糖随时间的变化关系。从图中可以看 出随着时间的增加，槐树中的可溶性糖含量在不同干旱状态下都有增加，在干旱 状态的中期和后期时，可溶性糖的增加更加明显。从图1所示的结果中可以发现，可溶性糖在槐树植物体内的积累与时间有关，在干旱状态的中后期，可溶性糖含 量的增加可以使渗透势降低，对渗透能力的调节作用增强。图2所示为槐树植物 中脯氨酸的含量在不同干旱状态下随干旱时间的变化情况，如图所示干旱会使脯 氨酸大量积累在植物内，随着干旱时间的延长，这种积累效果趋于明显，另外， 干旱导致的脯氨酸积累并不是随时间的变化而不断增加，而是存在一定的波动性，对于中度干旱和重度干旱来说，脯氨酸含量在处于干旱状态45天时出现一个较 小的峰值，而槐树处于干旱状态达到75天时，在轻度干旱，中度干旱和重度干 旱的状态下，槐树内脯氨酸含量存在一个较大的峰值，在水分充足的条件下，脯 氨酸含量较低。这说明植物在处于不同程度的持续干旱状态下时，其内部的脯氨 酸受到外部干旱的刺激，其含量有所变化，进而对植物细胞膜的渗透能力产生影
植物细胞质膜透性的测定(电导率法)上课讲义
植物细胞质膜透性的测定(电导率法)
45实验45 植物细胞质膜透性的测定（电导仪率法） 作者：佚名资源来源：本站原创点击数：1933 更新时间：2008-5-26 实验四十五植物细胞质膜透性的测定 一、目的 植物细胞质膜是细胞与外界环境的一道分界面，对维持细胞的微环境和正常的代谢起着重要作用。但植物常受到外界不良因子的影响，而不同植物种类其抗逆性则不同。用电导仪率法测定植物质膜透性的变化，可作为植物抗逆性的生理指标之一。本实验主要测定低温对细胞质膜透性的影响，并掌握用电导仪法测定植物细胞质膜透性的原理及方法。 二、原理 植物细胞的细胞质由一层质膜包围着，这种质膜具有选择透性的独特功能。植物细胞与外界环境之间发生的一切物质交换都必须通过质膜进行。各种不良环境因素对细胞的影响往往首先作用于这层由类脂和蛋白质所构成的生物膜。如极端的温度、干旱、盐渍，重金属离子（如Cd2＋等）和大气污染物（如SO2、HF、O ）等都会使质膜受到不同程度的损伤，其表现往往为细胞膜透性增大，细胞内部分电解质外渗，外液电导3 率增大。该变化可用电导仪测定出来。细胞膜透性变得愈大，表示受害愈重，抗性愈弱，反之则抗性愈强。 三、材料、仪器设备 1. 材料：植物叶片。 2. 仪器设备：电导仪；电子天平；冰箱；真空泵；真空干燥器；恒温培养箱；电炉；50ml 烧杯；50ml量筒；小镊子；纱布；表皿；滤纸条；镜头纸；剪刀；玻棒；胶头滴管；瓷盘。 四、实验步骤 1. 清洗用具 所用玻璃用具均需先用洗衣粉清洗，然后用自来水、蒸馏水洗3次，干燥后备用。 2. 实验材料的准备及处理 选取叶龄相似的植物叶片，剪下后用湿布包住。实验时用自来水将供试叶片冲洗，除去表面沾污物，再用蒸馏水冲洗1～2次，用干净纱布轻轻吸干叶片表面水分，然后剪成约1cm2的小叶片（或用直径为1的打孔器钻取小园片），注意除掉大叶脉。将剪下的小叶片混合均匀，快速称取鲜样三份，每份1g，分别放入编号为A、B、C的三个烧杯中。作如下处理： A杯放入冰箱0℃以下作低温处理，处理15～30min后取出（供试叶片也可以在实验前低温处理好待用，处理温度及时间依不同植物叶片耐寒性而定），加入蒸馏水50ml。 B杯常温处理，加入蒸馏水50ml。 将A、B二杯放入真空干燥器，用真空泵抽气20—30min（以抽出细胞间隙中的空气），然后缓缓放入空气，从真空干燥器中取出A、B杯。 C杯加入蒸馏水50ml，称重，盖上表皿，置于电炉上煮沸10～15min（煮沸时间依不同植物叶片而 定），冷却后再称重并加蒸馏水至原重量，继续浸泡叶片。 将A、B、C三杯放置室温下浸提1 h左右（经常摇动，以有利电解质外渗）。然后将叶片从杯中夹出进行下一步测定。 3. 电导率测定
(完整版)第十一章细胞的信号转导习题集及参考答案
第十一章细胞的信号转导 一、名词解释 1、细胞通讯 2、受体 3、第一信使 4、第二信使 5、G 蛋白 6、蛋白激酶A 二、填空题 1、细胞膜表面受体主要有三类即、、和。 2、在细胞的信号转导中，第二信使主要有、、、和。 3、硝酸甘油之所以能治疗心绞痛是因为它在体内能转化为，引起血管，从而减轻的负荷和的需氧量。 三、选择题 1、能与胞外信号特异识别和结合，介导胞内信使生成，引起细胞产生效应的是( )。 A、载体蛋白 B、通道蛋白 C、受体 D、配体 2、下列不属于第二信使的是（）。 A、cAMP B、cGMP C、DG D、CO 3、下列关于信号分子的描述中，不正确的一项是（）。 A、本身不参与催化反应 B、本身不具有酶的活性 C、能够传递信息 D、可作为酶作用的底物 4、生长因子是细胞内的（）。 A、结构物质 B、能源物质 C、信息分子 D、酶 5、肾上腺素可诱导一些酶将储藏在肝细胞和肌细胞中的糖原水解，第一个被激活的酶是（）。 A、蛋白激酶A B、糖原合成酶 C、糖原磷酸化酶 D、腺苷酸环化酶 6、（）不是细胞表面受体。 A、离子通道 B、酶连受体 C、G蛋白偶联受体 D、核受体 7、动物细胞中cAMP的主要生物学功能是活化（）。 A、蛋白激酶C B、蛋白激酶A C、蛋白激酶K D、Ca2+激酶 8、在G蛋白中，α亚基的活性状态是（）。 A、与GTP结合，与βγ分离 B、与GTP结合，与βγ聚合 C、与GDP结合，与βγ分离 D、与GDP结合，与βγ聚合
9、下面关于受体酪氨酸激酶的说法哪一个是错误的 A、是一种生长因子类受体 B、受体蛋白只有一次跨膜 C、与配体结合后两个受体相互靠近，相互激活 D、具有SH2结构域 10、在与配体结合后直接行使酶功能的受体是 A、生长因子受体 B、配体闸门离子通道 C、G蛋白偶联受体 D、细胞核受体 11、硝酸甘油治疗心脏病的原理在于 A、激活腺苷酸环化酶，生成cAMP B、激活细胞膜上的GC，生成cGMP C、分解生成NO，生成cGMP D、激活PLC，生成DAG 12、霍乱杆菌引起急性腹泻是由于 A、G蛋白持续激活 B、G蛋白不能被激活 C、受体封闭 D、蛋白激酶PKC功能异常 13下面由cAMP激活的酶是 A、PTK B、PKA C、PKC D、PKG 14下列物质是第二信使的是 A、G蛋白 B、NO C、GTP D、PKC 15下面关于钙调蛋白（CaM）的说法错误的是 A、是Ca2+信号系统中起重要作用 B、必须与Ca2+结合才能发挥作用 C、能使蛋白磷酸化 D、CaM激酶是它的靶酶之一16间接激活或抑制细胞膜表面结合的酶或离子通道的受体是 A、生长因子受体 B、配体闸门离子通道 C、G蛋白偶联受体 D、细胞核受体 17重症肌无力是由于 A、G蛋白功能下降
植物细胞质膜透性的测定(电导率法)
45实验45 植物细胞质膜透性的测定（电导仪率法） 作者：佚名资源来源：本站原创点击数：1933 更新时间：2008-5-26 实验四十五植物细胞质膜透性的测定 一、目的 植物细胞质膜是细胞与外界环境的一道分界面，对维持细胞的微环境和正常的代谢起着重要作用。但植物常受到外界不良因子的影响，而不同植物种类其抗逆性则不同。用电导仪率法测定植物质膜透性的变化，可作为植物抗逆性的生理指标之一。本实验主要测定低温对细胞质膜透性的影响，并掌握用电导仪法测定植物细胞质膜透性的原理及方法。 二、原理 植物细胞的细胞质由一层质膜包围着，这种质膜具有选择透性的独特功能。植物细胞与外界环境之间发生的一切物质交换都必须通过质膜进行。各种不良环境因素对细胞的影响往往首先作用于这层由类脂和蛋白质所构成的生物膜。如极端的温度、干旱、盐渍，重金属离子（如Cd2＋等）和大气污染物（如SO2、HF、O3）等都会使质膜受到不同程度的损伤，其表现往往为细胞膜透性增大，细胞内部分电解质外渗，外液电导率增大。该变化可用电导仪测定出来。细胞膜透性变得愈大，表示受害愈重，抗性愈弱，反之则抗性愈强。 三、材料、仪器设备 1. 材料：植物叶片。 2. 仪器设备：电导仪；电子天平；冰箱；真空泵；真空干燥器；恒温培养箱；电炉；50ml 烧杯；50ml量筒；小镊子；纱布；表皿；滤纸条；镜头纸；剪刀；玻棒；胶头滴管；瓷盘。 四、实验步骤 1. 清洗用具 所用玻璃用具均需先用洗衣粉清洗，然后用自来水、蒸馏水洗3次，干燥后备用。 2. 实验材料的准备及处理 选取叶龄相似的植物叶片，剪下后用湿布包住。实验时用自来水将供试叶片冲洗，除去表面沾污物，再用蒸馏水冲洗1～2次，用干净纱布轻轻吸干叶片表面水分，然后剪成约1cm2的小叶片（或用直径为1的打孔器钻取小园片），注意除掉大叶脉。将剪下的小叶片混合均匀，快速称取鲜样三份，每份1g，分别放入编号为A、B、C的三个烧杯中。作如下处理：A杯放入冰箱0℃以下作低温处理，处理15～30min后取出（供试叶片也可以在实验前低温处理好待用，处理温度及时间依不同植物叶片耐寒性而定），加入蒸馏水50ml。 B杯常温处理，加入蒸馏水50ml。 将A、B二杯放入真空干燥器，用真空泵抽气20—30min（以抽出细胞间隙中的空气），然后缓缓放入空气，从真空干燥器中取出A、B杯。 C杯加入蒸馏水50ml，称重，盖上表皿，置于电炉上煮沸10～15min（煮沸时间依不同植物叶片而定），冷却后再称重并加蒸馏水至原重量，继续浸泡叶片。 将A、B、C三杯放置室温下浸提1 h左右（经常摇动，以有利电解质外渗）。然后将叶片从杯中夹出进行下一步测定。 3. 电导率测定 用电导仪分别测定A、B、C三杯的电导率，同时测定蒸馏水（空白）的电导率（注意：每测定完一个样液后，用蒸馏水
二、细胞的跨膜信号转导
第一章生理学 第一节细胞的基本功能 细胞是构成人体的最基本的结构和功能单位。 每种细胞分布于机体的特定部位，执行特殊的功能。 细胞的基本功能包括： 细胞膜的物质转运、 细胞的信号转导、 细胞膜的生物电现象 和肌细胞的收缩。 二、细胞的跨膜信号转导 调节机体内各种细胞在时间和空间上有序地增殖及分化，协调它们的代谢、功能和行为，主要是通过细胞间数百种信号物质实现的。 这些信号物质包括激素、神经递质和细胞因子等。 根据细胞膜感受信号物质受体蛋白结构和功能特性，跨膜信号转导的路径大致分为 G-蛋白耦联受体介导的信号转导、 离子通道型受体介导的信号转导 和酶耦联受体介导的信号转导三类。 1．G-蛋白耦联受体介导的信号转导 已知有100多种配体可通过G-蛋白耦联受体实现跨膜信号转导， 包括生物胺类激素如肾上腺素、去甲肾上腺素、组胺、5—羟色胺， 肽类激素如缓激肽、黄体生成素、甲状旁腺激素， 以及气味分子和光子等。 根据效应器酶以及胞内第二信使信号转导成分的不同，其主要反应途径有以下两条： (1)受体-G蛋白-Ac途径： 激素为第一信使，带着内、外界环境变化的信息，作用于靶细胞膜上的相应受体，经G-蛋白耦联，激活膜内腺苷酸环化酶(Ac)，在Mg2+作用下，催化ATP 转变为环磷酸腺苷(cAMP)。细胞内生成的cAMP作为第二信使，激活cAMP依赖的蛋白激酶(PKA)，进而催化细胞内多种底物磷酸化，最后导致细胞发生生物效应，如细胞的分泌、肌细胞的收缩、细胞膜通透性改变，以及细胞内各种酶促反应等。 (2)受体-G蛋白-PLC途径： 胰岛素、催产素、催乳素，以及下丘脑调节肽等与膜受体结合使其活化后，经G—蛋白耦联作用，激活膜内效应器酶—一磷脂酶C(PLC)，它使磷脂酰二磷酸肌醇(PIP2)分解，生成三磷酸肌醇(IP3)和二酰甘油(DG)。IP3和DG作为第二信使，在细胞内发挥信息传递作用。 IP3首先与内质网外膜上的Ca2+通道结合，使内质网释放Ca2+入胞，导致胞浆内Ca2+浓度
第九章细胞信号转导知识点总结
第九章细胞信号转导 细胞通讯：一个信号产生细胞发出的信息通过介质（又称配体）传递到另一个靶细胞并与其相应的受体相互作用，然后通过信号转导产生靶细胞内一系列的生理生化变化，最终表现为靶细胞整体的生物学效应。 信号传导：是指信号分子从合成的细胞中释放出来，然后进行传递。信号传导强调信号的产生、分泌与传送。 信号转导：是指信号的识别、转移与转换，包括配体与受体的结合、第二信使的产生及其后的级联反应等。信号转导强调信号的接收与接收后信号转换的方式与结果。 受体：是一类能够结合细胞外特异性信号分子并启动细胞反应的蛋白质。 第二信使：细胞外信号分子不能进入细胞，它作用于细胞表面受体，经信号转导，在细胞内产生非蛋白类小分子，这种细胞内信号分子称为第二信使。 分子开关：细胞信号传递级联中，具有关闭和开启信号传递功能的分子。 信号通路：细胞接受外界信号，通过一整套特定机制，将胞外信
号转化为胞内信号，最终调节特定基因表达，引起细胞的应答反应，这种反应系列称为细胞信号通路。 G蛋白偶联受体：指配体-受体复合物与靶细胞的作用是要通过与G蛋白的偶联，在细胞内产生第二信使，从而将细胞外信号跨膜传递到胞内影响细胞行为的受体。 cAMP信号通路：细胞外信号与细胞相应受体结合，导致细胞内第二信使cAMP水平的变化而引起细胞反应的信号通路。 （磷脂酰肌醇信号通路）双信使系统：胞外信号分子与细胞表面G蛋白偶联受体结合，激活膜上的磷脂激酶C，使质膜上的PIP2分解成IP3和DAG两个第二信使，将胞外信号转导为胞内信号，两个第二信使分别激活两种不同的信号通路，即IP3-Ca2+和DAG-PKC途径，实现对胞外信号的应答，因此将这种信号通路称为“双信使系统”。 钙调蛋白：真核细胞中普遍存在的Ca2+应答蛋白。 Ras蛋白：Ras基因的产物，分布于质膜胞质侧，结合GTP时为活化状态，结合GDP时失活状态，因此Ras蛋白属于GTP结合蛋白，具有GTP酶活性，具有分子开关的作用。 受体酪氨酸激酶（RTK）：能将自身或者胞质中底物上的酪氨酸残基磷酸化的细胞表面受体，主要参与细胞生长和分化的调控。
逆境对植物细胞膜透性的影响 (电导法)
植物生理学实验报告 实验题目：逆境对植物细胞膜透性的影响(电导法) 姓名 班级 学号
一、实验原理和目的 原理：植物细胞膜对维持细胞的微环境和正常的代谢起着重要的作用。在正常情况下，细胞膜对物质具有选择透性能力。 如高温或低温，干旱、盐渍、病原菌侵染后，细胞膜遭到破坏，膜透性增大，从而使细胞内的电解质外渗，以致植物细胞浸提液的电导率增大。膜透性增大的程度与逆境胁迫强度有关，也与植物抗逆性的强弱有关。 比较不同植物或同一植物不同品种在相同胁迫温度下膜透性的增大程度，即可比较植物间或品种间的抗逆性强弱。 用电导仪测定可以比较植物组织中的外渗电解质的含量，从而间接了解细胞透性的大小。因此，电导法目前已成为植物抗性栽培、育种上快速鉴定植物抗逆性强弱的一个精确而实用的方法。 二、实验器具和步骤 植物材料：女贞叶片； 实验器具：电导仪；温箱；恒温水浴锅；小烧杯，量筒 步骤：1.选取低温(高温）处理的女贞叶片5片，先用纱布拭净，再用打孔器打取20片小圆叶，放入小烧杯中，加入20ml 蒸馏水作为处理组。 2．再用相同的方法打取20片未经处理的小叶放入小烧杯中，加入20ml 蒸馏水作为对照组。 3.将小烧杯放入35℃水浴锅中静置25min，期间用玻棒轻轻搅动叶片，到时间后用，电导仪测定溶液电导率。 4. 测过电导率之后，再放入100℃沸水浴中10min，以杀死植物组织，取出烧杯放入自来水冷却，测其煮沸电导率。 [ 注意事项] 1. 整个过程中，叶片接触的用具必须绝对洁净（全部器皿要洗净），也不要用手直接接触叶片，以免污染。 2. 测定后电极要清洗干净。 计算 按下式计算相对电导度： 相对电导度（L）= （S1-空白电导率）/（S2-空白电导率） S1:煮前的电导率 S2:煮后的电导率 空白电导率:蒸馏水的电导率 相对电导度的大小表示细胞膜受伤害的程度 由于室温对照也有少量电解质外渗，故可按下式计算由于低温或高温胁迫而产生的外渗，称为伤害度（或伤害性外渗）。