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叶绿体类囊体膜上,设非循环电子传递中每流经1对电子,经电子传递链泵入类囊体腔的H⁺共为12个;ATP合酶每跨膜流过4个H⁺合成1分子ATP。若某段时间内共有2对电子流经该电子传递链,且忽略其他H⁺来源与去路,计算此期间由该质子梯度驱动合成的ATP分子数。
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某植物细胞中,叶绿体RuBisCO大亚基由叶绿体基因组编码并在叶绿体基质核糖体上合成,小亚基由核基因编码、在细胞质核糖体上合成后再转运入叶绿体。已知该细胞某一代中,叶绿体基因组含6个大亚基基因拷贝,核基因组含4个小亚基基因拷贝。若每个基因拷贝以相同效率表达,每个大亚基蛋白需经叶绿体核糖体翻译110个氨基酸,每个小亚基蛋白需经细胞质核糖体翻译123个氨基酸,问:合成一个完整RuBisCO全酶(8个大亚基+8个小亚基)共需叶绿体核糖体和细胞质核糖体分别催化多少个氨基酸的掺入?由此说明该蛋白质的合成体现了线粒体与叶绿体的何种特性?
体外重组实验中,某微丝两端动力学参数如下:正端亚基缔合速率常数 k₊⁺=10 μM⁻¹·s⁻¹,解离速率 k₋⁺=4 s⁻¹;负端亚基缔合速率常数 k₊⁻=1 μM⁻¹·s⁻¹,解离速率 k₋⁻=10 s⁻¹。反应体系中游离肌动蛋白单体浓度为 C=1 μM,微丝亚基纵向重复间距为 2.7 nm。(1)分别计算正端与负端的长度变化速率 v₊ 与 v₋(μm/min,规定伸长为正);(2)判断该微丝整体是伸长还是缩短,并求其长度净变化速率(μm/min)。
某动物肝细胞过氧化物酶体中,尿酸氧化酶每分钟可催化生成 30 μmol H₂O₂,D-氨基酸氧化酶每分钟可催化生成 18 μmol H₂O₂,两种氧化酶催化的反应均按每生成 1 分子产物伴随生成 1 分子 H₂O₂ 计。这些 H₂O₂ 随即由该细胞器内的过氧化氢酶按 2H₂O₂ → 2H₂O + O₂ 即时分解。若某药物使过氧化氢酶活性下降为原来的 1/4,其余条件不变,求药物处理后每分钟该细胞器内 H₂O₂ 的净积累量。
某肝细胞内光滑内质网由若干扁平囊泡构成,每个囊泡可近似为长 2.0 μm、宽 1.5 μm 的扁平双层膜片,上下两面均为功能性膜面。若该细胞滑面内质网共含 200 个这样的囊泡,且滑面内质网承担脂质合成功能,其合成速率与总膜面积成正比。求该细胞滑面内质网可供脂质合成利用的总膜面积(单位:μm²,保留两位有效数字)。
在嘌呤核苷酸的从头合成体系中,细胞以标记原料合成IMP。已知:①甘氨酸的α-碳原子为¹⁴C标记;②谷氨酰胺的酰胺氮均为¹⁵N标记;③CO₂为¹⁴CO₂;④天冬氨酸未标记。嘌呤环中:N₁来自天冬氨酸,N₃和N₉来自谷氨酰胺的酰胺氮,N₇来自甘氨酸,C₄、C₅来自甘氨酸(α-碳为C₅),C₆来自CO₂,C₂和C₈来自一碳单位。请计算:合成1分子IMP的嘌呤环中,掺入的¹⁴C原子数与¹⁵N原子数各是多少?
某神经元生长锥沿直线定向迁移,迁移速率恒为 30 μm/h,且迁移速度完全由前缘微管正端的净延伸速率决定(净延伸速率 = 正端聚合速率 − 负端解聚速率)。实测该群微管正端聚合速率为 50 μm/h,正端延伸方向与细胞迁移方向一致。求:为维持该迁移速率,微管负端的解聚速率应为多少 μm/min(保留两位小数)?
某实验室用同一批培养细胞设计两组处理:甲组加入凋亡诱导剂,乙组施加致死性热损伤。处理后镜检并统计各特征性变化的细胞比例(每组总细胞数为1000个)。甲组中:出现细胞膜内陷包裹形成凋亡小体的细胞占42%,出现细胞皱缩、染色质边缘化的细胞占38%,其中两特征同时出现的细胞占20%;其余细胞形态正常。乙组中:出现细胞肿胀、膜破裂的细胞占55%,其细胞匀浆注入同种动物可诱发明显炎症反应。请计算:甲组中至少表现出一种凋亡特征性变化(即凋亡细胞)的数量,并说明该数量细胞与乙组死亡细胞在膜完整性、是否需要基因调控和是否引发炎症三方面有何区别。
某造血干细胞基因组含20000个基因,分化前表达6500种基因。分化为成熟红细胞后,共表达1800种基因,其中1200种在分化前即已表达。若检测分化前后细胞核DNA完全相同,请计算:(1) 分化后新激活表达的基因数目;(2) 分化后表达基因占基因组基因总数的百分比。
某种子活力检测试剂可特异性标记细胞内脂褐素。取同一植株幼嫩叶肉细胞与衰老叶肉细胞各一组,经试剂染色后在相同条件下测定平均每细胞荧光标记颗粒数。已知幼嫩组平均为 12 个/细胞,衰老组平均为 96 个/细胞。请计算:衰老组细胞内脂褐素积累量是幼嫩组的多少倍?并据此说明该结果体现了细胞衰老的哪一特征?
小鼠胚胎干细胞(ESC)群体倍增时间为20小时,某成体干细胞(ASC)群体倍增时间为30小时。实验开始时,ESC和ASC分别接种1.0×10^5个和2.0×10^5个细胞,两种细胞均按指数方式增殖且无分化损耗。培养5天(120小时)后:(1)分别计算ESC和ASC的细胞数目;(2)计算此时细胞群体中ESC所占的百分比(保留一位小数)。
某哺乳动物细胞系在标准培养条件下细胞周期各时相时长为:G1期10h,S期8h,G2期5h,M期1h。现有一批细胞,其中30%的细胞在G1/S检查点处因检测到DNA损伤而被阻滞,需额外停留6h完成修复后才能进入S期;其余细胞不受阻滞,按正常时长完成细胞周期。设各细胞完成后续时相的时长均不受影响,求该细胞群体完成一个完整细胞周期的平均时长(单位:h)。
某细胞系在指数增殖条件下培养,其细胞周期总时长为20小时,其中G1期8小时、S期7小时、G2期3小时、M期2小时。由于细胞随机分布于周期各时相,任一时刻处于某时期的细胞比例等于该时期时长占细胞周期的比例。现取1000个细胞制成标本,统计其中处于有丝分裂期(M期)的细胞数,并已知M期中前、中、后、末四个分期各占M期时长的1/4。求该标本中处于有丝分裂前期的细胞数为多少个?
某肝细胞中,一个G蛋白偶联受体被肾上腺素完全激活后,每秒可催化激活50个G蛋白分子;每个活化的G蛋白每秒激活20个腺苷酸环化酶分子(假设酶不被消耗);每个腺苷酸环化酶每秒催化生成100个cAMP。若每个cAMP可激活1个PKA,每个PKA每秒磷酸化10个糖原磷酸化酶激酶分子。设反应进行1秒,各级产物均不降解,问:1)该信号系统从受体到cAMP水平的总体放大倍数是多少?2)1秒内共有多少个糖原磷酸化酶激酶分子被磷酸化?
某细胞中 cAMP 作为第二信使,其稳态浓度由腺苷酸环化酶的生成速率 v 与磷酸二酯酶(PDE)降解速率常数 k 共同决定,满足 cAMP稳态 = v/k。静息状态下,v = 2 μmol/(L·min),k = 0.2 min⁻¹。该细胞表面 GPCR 被配体激活后,通过 Gs 蛋白使腺苷酸环化酶活性升高,生成速率增大至静息的 10 倍;同时 PDE 活性被反馈抑制,k 降为静息的 1/2。求:(1)静息态与激活态的 cAMP 稳态浓度各是多少?(2)激活引起的 cAMP 稳态浓度变化倍数(激活态/静息态)是多少?
某细胞中,肾上腺素与膜上G蛋白偶联受体结合后,激活Gs蛋白的GDP-GTP交换,每个活化的Gsα可激活10个腺苷酸环化酶分子,每个腺苷酸环化酶每秒催化生成100个cAMP。若1秒内共有50个受体被配体激活,且每个受体仅激活1个Gs蛋白,计算该细胞在1秒内最多可产生多少个cAMP分子?
某结构基因的一段DNA模板链序列为 3'-TAC CGA ATA ATT-5'。该片段经RNA聚合酶转录后,由核糖体完整翻译(从起始密码子开始,至终止密码子结束)。已知密码子:AUG=Met,GCU=Ala,UAU=Tyr,UAA=终止。请写出转录得到的mRNA序列(5'→3'),并指出翻译出的肽段所含氨基酸种类、顺序及数目。
某原核生物的环状双链DNA基因组全长 4.6×10⁶ 个碱基对,从单一复制起点开始、以两个复制叉同时双向进行复制。已知每个复制叉的移动速度为 1000 个核苷酸/秒,且全程不间断。求完成该基因组一次完整复制所需的时间为多少秒?
某分泌蛋白在粗面内质网核糖体上起始合成后,经膜泡运输途径到达细胞膜。已知:从多肽链合成完成到内质网出芽形成COPII膜泡耗时10分钟;膜泡从内质网到达顺面高尔基网并融合耗时5分钟;随后该蛋白依次经过高尔基体4个潴泡,在每个潴泡内停留并加工的时间均为8分钟;每两相邻潴泡之间以及末位潴泡到反面高尔基网(TGN)之间的膜泡转运各耗时2分钟(潴泡间共3段转运,末段到TGN的转运时间不计入潴泡加工阶段);在TGN完成分选、包装到分泌膜泡耗时7分钟;分泌膜泡与细胞膜融合并释放蛋白耗时3分钟。若在t=0时刻用同位素脉冲标记一批该蛋白,问:从标记时刻起,该蛋白在高尔基体潴泡加工阶段(含潴泡间转运)共经历多少分钟?此时距其分泌到细胞外还有多少分钟?
在叶绿体类囊体中,设非循环电子传递每流经4个电子可产生2个NADPH和2个ATP;循环电子传递每流经4个电子只产生2个ATP。卡尔文循环每固定1分子CO2需要消耗3个ATP和2个NADPH。若通过循环电子传递补充ATP缺口,且循环电子传递产生的ATP恰好补足、不多不少,问将6分子CO2固定为1分子葡萄糖时,非循环与循环电子传递途径共流经多少个电子?