医学生必看《细胞生物学》习题及解答02.doc 29页

'《细胞生物学》习题及解答第一章绪论六、论述题1、什么叫细胞生物学？试论述细胞生物学研究的主要内容。答:细胞生物学是研究细胞基本生命活动规律的科学,它是在三个水平(显微、亚显微与分子水平)上，以研究细胞的结构与功能、细胞增殖、细胞分化、细胞衰老开发商地亡、细胞信号传递、真核细胞基因表达与调控、细胞起源与进化等为主要内容的一门科学。细胞生物学的主要研究内容主要包括两个大方面：细胞结构与功能、细胞重要生命活动。涵盖九个方面的内容：⑴细胞核、染色体以及基因表达的研究；⑵生物膜与细胞器的研究；⑶细胞骨架体系的研究；⑷细胞增殖及其调控；⑸细胞分化及其调控；⑹细胞的衰老与凋亡；⑺细胞的起源与进化；⑻细胞工程；⑼细胞信号转导。2、试论述当前细胞生物学研究最集中的领域。答：当前细胞生物学研究主要集中在以下四个领域：⑴细胞信号转导；⑵细胞增殖调控；⑶细胞衰老、凋亡及其调控；⑷基因组与后基因组学研究。人类亟待通过以上四个方面的研究，阐明当今主要威胁人类的四大疾病：癌症、心血管疾病、艾滋病和肝炎等传染病的发病机制，并采取有效措施达到治疗的目的。第二章细胞基本知识概要第二章参考答案一、名词解释1、细胞：由膜转围成的、能进行独立繁殖的最小原生质团，是生物体电基本的开矿结构和生理功能单位。其基本结构包括：细胞膜、细胞质、细胞核（拟核）。2、病毒（virus）：迄今发现的最小的、最简单的专性活细胞内寄生的非胞生物体，是仅由一种核酸（DNA或RNA）和蛋白质构成的核酸蛋白质复合体。3、病毒颗粒：结构完整并具有感染性的病毒。4、原核细胞：没有由膜围成的明确的细胞核、体积小、结构简单、进化地位原始的细胞。5、原核（拟核、类核）：原核细胞中没有核膜包被的DNA区域，这种DNA不与蛋白质结合。6、细菌染色体（或细菌基因组）：细菌内由双链DNA分子所组成的封闭环折叠而成的遗传物质，这样的染色体是裸露的，没有组蛋白和其他蛋白质结合也不形成核小体结构，易于接受带有相同或不同物种的基因的插入。7、质粒：细菌细胞核外可进行自主复制的遗传因子，为裸露的环状DNA，可从细胞中失去而不影响细胞正常的生活，在基因工程中常作为基因重组和基因转移的载体。8、芽孢：细菌细胞为抵抗外界不良环境而产生的休眠体。9、细胞器：存在于细胞中，用光镜、电镜或其他工具能够分辨出的，具有一定开矿特点并执行特定机能的结构。10、类病毒：寄生在高等生物（主要是植物）内的一类比任何已知病毒都小的致病因子。没有蛋白质外壳，只有游离的RNA分子，但也存在DNA型。11、细胞体积的守恒定律：器官的总体积与细胞的数量成正比，而与细胞的大小无关。五、简答题六、论述题1、如何理解“细胞是生命活动的基本单位”。答：①细胞是构成有机体的基本单位。一切有机体均由细胞构成，只有病毒是非细胞形态的生命体。②细胞具有独立的、有序的自控代谢体系，细胞是代谢与功能的基本单位③细胞是有机体生长与发育的基础④细胞是遗传的基本单位，细胞具有遗传的全能性⑤细胞是生命起源和进化的基本单位。⑥没有细胞就没有完整的生命29 2、试论述原核细胞与真核细胞最根本的区别。答：原核细胞与真核细胞最根本的区别在于：①生物膜系统的分化与演变：真核细胞以生物膜分化为基础，分化为结构更精细、功能更专一的基本单位——细胞器，使细胞内部结构与职能的分工是真核细胞区别于原核细胞的重要标志；②遗传信息量与遗传装置的扩增与复杂化：由于真核细胞结构与功能的复杂化，遗传信息量相应扩增，即编码结构蛋白与功能蛋白的基因数首先大大增多；遗传信息重复序列与染色体多倍性的出现是真核细胞区别于原核细胞的一个重大标志。遗传信息的复制、转录与翻译的装置和程序也相应复杂化，真核细胞内遗传信息的转录与翻译有严格的阶段性与区域性，而在原核细胞内转录与翻译可同时进行。第三章细胞生物学研究方法第三章参考答案一、名词解释1、分辨率：区分开两个质点间的最小距离。2、细胞培养：把机体内的组织取出后经过分散（机械方法或酶消化）为单个细胞，在人工培养的条件下，使其生存、生长、繁殖、传代，观察其生长、繁殖、接触抑制、衰老等生命现象的过程。3、细胞系：在体外培养的条件下，有的细胞发生了遗传突变，而且带有癌细胞特点，失去接触抑制，有可能无限制地传下去的传代细胞。4、细胞株：在体外一般可以顺利地传40—50代，并且仍能保持原来二倍体数量及接触抑制行为的传代细胞。5、原代细胞培养：直接从有机体取出组织，通过组织块长出单层细胞，或者用酶消化或机械方法将组织分散成单个细胞，在体外进行培养，在首次传代前的培养称为原代培养。6、传代细胞培养：原代培养形成的单层培养细胞汇合以后，需要进行分离培养（即将细胞从一个培养器皿中以一定的比率移植至另一些培养器皿中的培养），否则细胞会因生存空间不足或由于细胞密度过大引起营养枯竭，将影响细胞的生长，这一分离培养称为传代细胞培养。7、细胞融合：两个或多个细胞融合成一个双核细胞或多核细胞的现象。一般通过灭活的病毒或化学物质介导，也可通过电刺激融合。8、单克隆抗体：通过克隆单个分泌抗体的B淋巴细胞，获得的只针对某一抗原决定簇的抗体，具有专一性强、能大规模生产的特点。1、超薄切片的样品制片过程包括哪些步骤？答案要点：固定，包埋，切片，染色。2、荧光显微镜在细胞生物学研究中有什么应用？答案要点：荧光显微镜是以紫外线为光源，照射被检物体发出荧光，在显微镜下观察形状及所在位置，图像清晰，色彩逼真。荧光显微镜可以观察细胞内天然物质经紫外线照射后发荧光的物质（如叶绿体中的叶绿素能发出血红色荧光）；也可观察诱发荧光物质（如用丫啶橙染色后，细胞中RNA发红色荧光，DNA发绿色荧光），根据发光部位，可以定位研究某些物质在细胞内的变化情况。3、比较差速离心与密度梯度离心的异同。答案要点：二者都是依靠离心力对细胞匀浆悬浮扔中的颗粒进行分离的技术。差速离心是一种较为简便的分离法，常用于细胞核和细胞器的分离。因为在密度均一的介质中，颗粒越大沉降越快，反之则沉降较慢。这种离心方法只能将那些大小有显著差异的组分分开，而且所获得的分离组分往往不很纯；而密度梯度离心则是较为精细的分离手段，这种方法的关键是先在离心管中制备出蔗糖或氯化铯等介质的浓度梯度并将细胞匀浆装在最上层，密度梯度的介质可以稳定沉淀成分，防止对流混合，在此条件下离心，细胞不同组分将以不同速率沉降并形成不同沉降带。4、为什么电子显微镜不能完全替代光学显微镜？答案要点：电子显微镜用电子束代替了光束，大大提高了分辨率，电子显微镜相对光学显微镜是个飞跃。但是电子显微镜：样品制备更加复杂；镜筒需要真空，成本更高；只能观察“死”29 的样品，不能观察活细胞。光学显微镜技术性能要求不高，使用容易；可以观察活细胞，观察视野范围广，可在组织内观察细胞间的联系；而且一些新发展起来的光学显微镜能够观察特殊的细胞或细胞结构组分。因此，电子显微镜不能完全代替光学显微镜。5、相差显微镜在细胞生物学研究中有什么应用？答案要点：相差显微镜通过安装特殊装置（如相差板等）将光波通过样品的光程差或相差位转换为振幅差，由于相差板上部分区域有吸光物质，使两组光线之间增添了新的光程差，从而对样品不同同造成的相位差起“夸大作用”，样品表现出肉眼可见的明暗区别。相差显微镜的样品不需染色，可以观察活细胞，甚至研究细胞核、线粒体等到细胞器的形态。6、比较放大率与分辨率的含义。答案要点：二者都是衡量显微镜性能的指标。通常放大率是指显微镜所成像的大小与样本实际大小的比率；而分辨率是指能分辨或区分出的被检物体细微结构的最小间隔，即两个点间的最小距离。放大率对分辨率有影响，但分辨率不仅仅取决于放大率。7、扫描隧道显微镜具有哪些特点？答案要点：①高分辨率：具有原子尺度的高分辨率本领，侧分辨率为0.1~0.2nm，纵分辨率可达0.001nm；②直接探测样品的表面结构：可绘出立体三维结构图像；③可以在真空、大气、液体（接近于生理环境的离子强度）等多种条件下工作；④非破坏性测量：由于没有高能电子束，对表现没有破坏作用（如辐射、热损伤等），能对生理状态下的生物大分子和活细胞膜表面的结构进行研究，样品不会受到损伤而保持完好；⑤扫描速度快，获取数据的时间短，成像快。六、论述题1、试比较光学显微镜与电子显微镜的区别。答案要点：光学显微镜是以可见光为照明源，将微小的物体形成放大影像的光学仪器；而电子显微镜则是以电子束为照明源，通过电子流对样品的透射或反射及电磁透镜的多级放大后在荧光屏上成像的大型仪器。它们的不同在于：①照明源不同：光镜的照明源是可见光，电镜的照明源是电子束；由于电子束的波长远短于光波波长，因而电镜的放大率及分辨率显著高于光镜。②透镜不同：光镜为玻璃透镜；电镜为电磁透镜。③分辨率及有效放大本领不同：光镜的分辨率为0.2μm左右，放大倍数为1000倍；电镜的分辨率可达0.2nm，放大倍数106倍。④真空要求不同：光镜不要求真空；电镜要求真空。⑤成像原理不同：光镜是利用样品对光的吸收形成明暗反差和颜色变化成像；而电镜则是利用样品对电子的散射和透射形成明暗反差成像。⑥生物样品制备技术不同：光镜样品制片技术较简单，通常有组织切片、细胞涂片、组强压片和细胞滴片等；而电镜样品的制备较复杂，技术难度和费用都较高，在取材、固定、脱水和包埋等环节上需要特殊的试剂和操作，还需要制备超薄切片。第四章细胞膜与细胞表面  一、名词解释1、生物膜：把细胞所有膜相结构称为生物膜。2、脂质体：是根据磷脂分子可在水相中形成稳定的脂双层膜的而制备的人工膜。3、双型性分子（兼性分子）：像磷子分子即含亲水性的头部、又含疏水性的尾部，这样的分子叫双性分子。4、内在蛋白：分布于磷脂双分子层之间，以疏水氨基酸与磷脂分子的疏水尾部结合，结合力较强。只有用去垢剂处理，使膜崩解后，才能将它们分离出来。5、外周蛋白：为水溶性蛋白,靠离子键或其它弱键与膜表面的蛋白质分子或脂分子极性头部非共价结合，易分离。6、细胞外被：细胞外被(cell29 coat)：又称糖萼，细胞膜外表面覆盖的一层粘多糖物质，实际上是细胞表面与质膜中的蛋白或脂类分子共价结合的寡糖链，是膜正常的结构组分，对膜蛋白起保护作用，在细胞识别中起重要作用。7、细胞连接：细胞连接是多细胞有机体中相邻细胞之间通过细胞膜相互联系、协同作用的重要组织方式，在结构上常包括质膜下、质膜及质膜外细胞间几个部分，对于维持组织的完整性非常重要，有的还具有细胞通讯作用。8、紧密连接：紧密连接是封闭连接的主要形式，普遍存在于脊椎动物体表及体内各种腔道和腺体上皮细胞之间。是指相邻细胞质膜直接紧密地连接在一起，能阻止溶液中的分子特别是大分子沿着细胞间的缝隙渗入体内，维持细胞一个稳定的内环境。9、桥粒：又称点状桥粒，位于粘合带下方。是细胞间形成的钮扣式的连接结构，跨膜蛋白（钙粘素）通过附着蛋白（致密斑）与中间纤维相联系，提供细胞内中间纤维的锚定位点。中间纤维横贯细胞，形成网状结构，同时还通过桥粒与相邻细胞连成一体，形成整体网络，起支持和抵抗外界压力与张力的作用。10、膜骨架：细胞质膜下与膜蛋白相连的、由纤维蛋白组成的网架结构，它参与细胞质膜形状的维持，协助质膜完成多种生理功能。11、血影：红细胞经低渗处理后，质膜破裂，释放出血红蛋白和其他胞内可溶性蛋白后剩下的结构，是研究质膜的结构及其与膜骨架的关系的理想材料。12、间隙连接：是动物细胞间最普遍的细胞连接，是在相互接触的细胞之间建立的有孔道的连接结构，允许无机离子及水溶性小分子物质从中通过，从而沟通细胞达到代谢与功能的统一。13、细胞粘附分子：细胞粘附分子是细胞表面分子，多为糖蛋白，是一类介导细胞之间、细胞与细胞外基质之间粘附作用的膜表面糖蛋白。14、细胞外基质：分布于细胞外空间，由细胞分泌的蛋白和多糖所构成的结构精细而错综复杂的网络结构，它不仅参与组织结构的维持，而且对细胞的存活、形态、功能、代谢、增殖、分化、迁移等基本生命活动具有全方位的影响。细胞外基质成分可以借助其细胞表面的特异性受体向细胞发出信号，通过细胞骨架或各种信号转导途径将信号传导至细胞质，乃至细胞核，影响基因的表达及细胞的活动。五、简答题1、简述细胞膜的生理作用。答案要点：（1）限定细胞的范围，维持细胞的形状。（2）具有高度的选择性，（为半透膜）并能进行主动运输使细胞内外形成不同的离子浓度并保持细胞内物质和外界环境之间的必要差别。（3）是接受外界信号的传感器，使细胞对外界环境的变化产生适当的反应。（4）与细胞新陈代谢、生长繁殖、分化及癌变等重要生命活动密切相关。2、生物膜的基本结构特征是什么？与它的生理功能有什么联系？答案要点：生物膜的基本结构特征：①磷脂双分子层组成生物膜的基本骨架，具有极性的头部和非极性的尾部的脂分子在水相中具有自发形成封闭膜系统的性质，以非极性尾部相对，以极性头部朝向水相。这一结构特点为细胞和细胞器的生理活动提供了一个相对稳定的环境，使细胞与外界、细胞器与细胞器之间有了一个界面；②蛋白质分子以不同的方式镶嵌其中或结合于表面，蛋白质的类型、数量的多少、蛋白质分布的不对称性及其与脂分子的协同作用赋予生物膜不同的特性与功能；这些结构特征有利于物质的选择运输，提供细胞识别位点，为多种酶提供了结合位点，同时参与形成不同功能的细胞表面结构特征。3、试比较单位膜模型与流动镶嵌模型。答案要点：单位膜模型的主要内容：两暗一明，细胞共有，厚约7.5nm，各种膜都具有相似的分子排列和起源。单位膜模型的不足点：⑴膜是静止的、不变的。但是在生命系统中一般功能的不同常伴随着结构的差异，这样共同的单位膜结构很难与膜的多样性与特殊性一致起来。⑵膜的厚度一致：不同膜的厚度不完全一样，变化范围在5—10nm。⑶蛋白质在脂双分子层上为伸展构型：很难理解有活性的球形蛋白怎样保持其活性，通常蛋白质形状的变化会导致其活性发生深刻的变化。流动镶嵌模型的主要内容：脂双分子层构成膜的基本骨架，蛋白质分子或镶在表面或部分或全部嵌入其中或横跨整个脂类层。29 优点：⑴强调膜的流动性：认为膜的结构成分不是静止的，而是动态的，细胞膜是由流动的脂类双分子层中镶嵌着球蛋白按二维排列组成的，脂类双分子层像轻油般的流体，具有流动性，能够迅速地在膜平面进行侧向运动；⑵强调膜的不对称性：大部分膜是不对称的，在其内部及其内外表面具有不同功能的蛋白质；脂类双分子层，内外两层脂类分子也是不对称的。4、红细胞质膜蛋白及膜骨架的成分是什么？用SDS聚丙烯酰胺凝胶电泳分析血影蛋白成分，红细胞膜蛋白主要包括血影蛋白（或称红膜肽）、锚蛋白、带3蛋白、带4.1蛋白和肌动蛋白，还有一些血型糖蛋白。膜骨架蛋白主要成分包括：血影蛋白、肌动蛋白、锚蛋白和带4.1蛋白等。5、简述细胞膜的基本特性。答案要点：细胞膜的最基本的特性是不对称性和流动性。细胞膜的不对称性是由膜脂分布的不对称性和膜蛋白分布的不对称性所决定的。膜脂分布的不对称性表现在：①膜脂双分子层内外层所含脂类分子的种类不同；②脂双分子层内外层磷脂分子中脂肪酸的饱和度不同；③脂双分子层内外层磷脂所带电荷不同；④糖脂均分布在外层脂质中。膜蛋白的不对称性表现在：①糖蛋白的糖链主要分布在膜外表面；②膜受体分子均分布在膜外层脂质中；③腺苷酸环化本科分布在膜内表面。膜的流动性是由膜内部脂质分子和蛋白质分子的运动性所决定的。膜脂的流动性和膜蛋白的运动性使得细胞膜成为一种动态结构；膜脂分子的运动表现在①侧向扩散；②旋转运动；③摆动运动；④翻转运动；膜蛋白的分子运动则包括侧向扩散和旋转运动。六、论述题1、动物细胞连接主要有哪几种类型，各有何功能？答案要点：细胞连接的类型：㈠封闭连接或闭锁连接：紧密连接；㈡锚定连接：1、与中间纤维相关的锚定连接：桥粒和半桥粒；2、与肌动蛋白纤维相关的锚定连接：粘合带和粘合斑；㈢通讯连接：间隙连接。紧密连接是封闭连接的主要形式，普遍存在于脊椎动物体表及体内各种腔道和腺体上皮细胞之间。是指相邻细胞质膜直接紧密地连接在一起，能阻止溶液中的分子特别是大分子沿着细胞间的缝隙渗入体内，维持细胞一个稳定的内环境。紧密连接具有：1、形成渗漏屏障，起重要的封闭作用；2、隔离作用，使游离端与基底面质膜上的膜蛋白行使各自不同的膜功能；3、支持功能。桥粒：又称点状桥粒，位于粘合带下方。是细胞间形成的钮扣式的连接结构，跨膜蛋白（钙粘素）通过附着蛋白（致密斑）与中间纤维相联系，提供细胞内中间纤维的锚定位点。中间纤维横贯细胞，形成网状结构，同时还通过桥粒与相邻细胞连成一体，形成整体网络，起支持和抵抗外界压力与张力的作用。半桥粒相当于半个桥粒，但其功能和化学组成与桥粒不同。它通过细胞质膜上的膜蛋白整合素将上皮细胞锚定在基底膜上,在半桥粒中，中间纤维不是穿过而是终止于半桥粒的致密斑内。存在于上皮组织基底层细胞靠近基底膜处，防止机械力造成细胞与基膜脱离。粘合带：又称带状桥粒，位于紧密连接下方，相邻细胞间形成一个连续的带状连接结构，跨膜蛋白通过微丝束间接将组织连接在一起，提高组织的机械张力。粘合斑：细胞通过肌动蛋白纤维和整联蛋白与细胞外基质之间的连接方式，微丝束通过附着蛋白锚定在连接部位的跨膜蛋白上。存在于某些细胞的基底，呈局限性斑状。其形成对细胞迁移是不可缺少的。体外培养的细胞常通过粘着斑粘附于培养皿上。间隙连接：是动物细胞间最普遍的细胞连接，是在相互接触的细胞之间建立的有孔道的连接结构，允许无机离子及水溶性小分子物质从中通过，从而沟通细胞达到代谢与功能的统一。间隙连接在代谢偶联中的作用：使代谢物（如氨基酸、葡萄糖、核苷酸、维生素等）及第二信使（cAMP、Ca2+等）直接在细胞之间流通。间隙连接在神经冲动信息传递过程中的作用：在由具有电兴奋性的细胞构成的组织中，通过间隙连接建立的电偶联对其功能的协调一致具有重要作用。间隙连接在早期胚胎发育和细胞分化过程中具有重要；间隙连接对细胞增殖的控制也有一定作用。2、胞外基质的组成、分子结构及生物学功能是什么？答案要点：组成细胞外基质的大分子可大致分为四大类：胶原、弹性蛋白、非胶原糖蛋白及氨基聚糖和蛋白聚糖。29 ⑴胶原：胶原是胞外基质最基本结构成份之一，是细胞外基质中最主要的水不溶性纤维蛋白。动物体内含量最丰富的蛋白，普遍存在于体内各种器官和组织，是细胞外基质中的框架结构，可由成纤维细胞、软骨细胞、成骨细胞及某些上皮细胞合成并分泌到细胞外。胶原的分子结构：胶原纤维的基本结构单位是原胶原；原胶原是由三条肽链盘绕成的三股螺旋结构；原胶原肽链具有Gly-x-y重复序列（G：甘氨酸，x常为脯氨酸，y常为羟脯氨酸或羟赖氨酸），对胶原纤维的高级结构的形成是重要的；在胶原纤维内部,原胶原蛋白分子呈1/4交替平行排列,一个原胶原分子的头部与下一个原胶原分子的尾部有一个小的间隔分隔，形成周期性横纹。胶原的功能：a、构成细胞外基质的骨架结构，细胞外基质中的其它组分通过与胶原结合形成结构与功能的复合体；b、在不同组织中，胶原组装成不同的纤维形式,以适应特定功能的需要；c、胶原可被胶原酶特异降解，而参入胞外基质信号传递的调控网络中。⑵氨基聚糖和蛋白聚糖：氨基聚糖(GAG)，又称糖胺聚糖，是由重复的二糖单位构成的长链多糖，二糖单位：一是氨基己糖(氨基葡萄糖或氨基半乳糖)，另一个是糖醛酸。氨基聚糖可分为：透明质酸、4-硫酸软骨素、6-硫酸软骨素、硫酸皮肤素、硫酸乙酰肝素、肝素和硫酸角质素等。透明质酸及其生物学功能：透明质酸是一种重要的糖胺聚糖，透明质酸是增殖细胞和迁移细胞的胞外基质主要成分，也是蛋白聚糖的主要结构组分；透明质酸在结缔组织中起强化、弹性和润滑作用；透明质酸使细胞保持彼此分离，使细胞易于运动迁移和增殖并阻止细胞分化；在胞外基质中，透明质酸倾向于向外膨胀，产生压力，使结缔组织具有抗压的能力。蛋白聚糖：存在于所有结缔组织和细胞外基质及许多细胞表面，是由氨基聚糖与核心蛋白的丝氨酸残基共价连接形成的巨分子，若干蛋白聚糖单体借连接蛋白以非共价键与透明质酸结合形成多聚体。蛋白聚糖的功能：软骨中的蛋白聚糖是最大巨分子之一,赋予软骨以凝胶样特性和抗变形能力；蛋白聚糖可视为细胞外的激素富集与储存库，可与多种生长因子（如成纤维细胞生长因子[FGF]、转化生长因子β[TGFβ]等）结合，有利于激素分子进一步与细胞表面受体结合，有效完成信号的传导。⑶层粘连蛋白和纤连蛋白：a、层粘连蛋白：是各种动物胚胎及成体组织的基膜的主要结构组分之一，是高分子糖蛋白（相对分子量820KD），由一条重链和两条轻链构成。细胞通常是通过层粘连蛋白锚定于基膜上；层粘连蛋白在胚胎发育及组织分化中具有重要作用；层粘连蛋白也与肿瘤细胞的转移有关。b、纤连蛋白：纤连蛋白是高分子量糖蛋白（220-250KD），是多聚体，各亚单位在C端形成二硫键交联，各亚单位由数个结构域构成，RGD三肽序列是细胞识别的最小结构单位。纤粘连蛋白的膜蛋白受体为整合素家族成员之一,在其细胞外功能区有与RGD高亲和性结合部位。纤连蛋白的主要功能：⑴介导细胞粘着，通过细胞信号转导途径调节细胞的形状和细胞骨架的组织；促进细胞铺展；⑵在胚胎发生过程中,纤粘连蛋白对于许多类型细胞的迁移和分化是必须的；⑶在创伤修复中,纤粘连蛋白促进巨噬细胞和其它免疫细胞迁移到受损部位；⑷在血凝块形成中,纤粘连蛋白促进血小板附着于血管受损部位。⑷弹性蛋白：弹性蛋白是弹性纤维的主要成分；主要存在于脉管壁及肺。弹性纤维与胶原纤维共同存在,分别赋予组织以弹性及抗张性。 第五章物质的跨膜运输与信号传递第五章参考答案一、名词解释1、主动运输：物质逆浓度梯度或电化学梯度，由低浓度向高浓度一侧进行跨膜转运的方式，需要细胞提供能量，需要载体蛋白的参与。2、被动运输：物质通过自由扩散或促进扩散，顺浓度梯度从高浓度向低浓度运输，运输动力来自运输物质的浓度梯度，不需要细胞提供能量。3、载体蛋白：是一类膜内在蛋白，几乎所有类型的生物膜上存在的多次跨膜的蛋白质分子。通过与特定溶质分子的结合，引起一系列构象改变以介导溶质分子的跨膜转运。29 4、细胞通讯：一个细胞发出的信息通过介质传递到另一个细胞产生相应的反应。对于多细胞生物体的发生和组织的构建，协调细胞的功能，控制细胞的生长、分裂、分化和凋亡是必须的。5、细胞识别：细胞通过其表面的受体与胞外信号物质分子（配体）选择性地相互作用，进而导致胞内一系列生理生化变化，最终表现为细胞整体的生物学效应的过程。6、简单扩散：物质直接通过膜由高浓度向低浓度扩散，不需要细胞提供能量，也没有膜蛋白的协助。7、协助扩散（促进扩散）：物质在特异膜蛋白的“协助”下，顺浓度或电化学梯度跨膜转运，不需要细胞提供能量。特异蛋白的“协助”使物质的转运速率增加，转运特异性增强8、通道蛋白：由几个蛋白亚基在膜上形成的孔道，能使适宜大小的分子及带电荷的溶质通过简单的自由扩散运动从膜的一侧到另一侧。9、协同运输：通过消耗ATP间接提供能量，借助某种物质浓度梯度或电化学梯度为动力进行运输。10、配体门通道：通道蛋白亚基在膜上形成的孔道，如果通过与一些信号分子（配体）结合后构象发生改变而导致孔道的开关，则这样的通道蛋白称为配体门通道。11、电压门通道：通道蛋白亚基在膜上形成的孔道，如果通过细胞内外离子浓度产生膜电位，由膜电位发生变化控制开关，则这样的通道蛋白称为电压门通道。12、有被小泡：大多数真核细胞都含有一种特殊类型的小泡，直径50~250nm，电镜下显示其细胞质面有毛状结构覆盖，因而称为有被小泡。有被小泡的一部分在高尔基复合体形成，负责细胞内细胞器间的物质传送；另一部分则来自细胞膜有被区的内陷，然后与膜分离而持续不断产生的，这些有被区被称为有被小窝。13、分子开关：在细胞内一系列信号传递的级联反应中，必须有正、负两种相辅相成的反馈机制精确调控，也即对每一步反应既要求有激活机制，又必然要求有相应的失活机制，使细胞内一系列信号传递的级联反应能在正、负反馈两个方面得到精确控制的蛋白质分子称为分子开关。14、钠—钾泵（Na+—K+pump）：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，实际上是位于细胞膜脂双分子层中的载体蛋白，是一种Na+/K+ATP酶，在ATP直接提供能量的条件下能逆浓度梯度主动转运钠离子和钾离子。15、质子泵：质子泵是位于细胞膜或细胞内膜上的一种能主动转运质子(H+)的特殊蛋白质.可分为三种：一种是P型质子泵，存在于真核细胞的细胞膜上，与Na+—K+泵和Ca+泵结构类似，在转运H+的过程中涉及磷酸化和去磷酸化；第二种是V型质子泵，存在于动物细胞的溶酶体膜和植物细胞液泡膜上，在转运H+过程中不形成磷酸化的中间体，其功能是从细胞质基质中泵出H+进入细胞器；第三种可称为H+—ATP酶，是存在于线粒体内膜、植物类囊体膜和多数细菌质膜上，以相反的方式来发挥其生理作用，即H+顺浓度梯度运动，将所释放的能量与ATP合成偶联起来，如线粒体的氧化磷酸化和叶绿体的光合磷酸化作用。16、胞吞作用：细胞摄取大分子和颗粒性物质时，细胞膜向内凹陷形成囊泡，将物质裹进并输入细胞的过程。17、胞吐作用：细胞排出大分子和颗粒性物质时，通过形成囊泡从细胞内部移至细胞表面，囊泡的膜与质膜融合，将物质排出细胞外的过程。18、吞噬作用：大颗粒物质（如微生物、衰老死亡细胞及细胞碎片等）转运入胞内的作用。过程是：被吞噬的物质首先结合于细胞表面，接着细胞膜逐渐内陷并将外来物质包围起来形成吞噬小泡并进入胞内，被吞噬的物质在细胞内消化降解，不能被消化的残渣被排出胞外或以残余小体的形式存留在细胞中。19、胞饮作用：细胞对液体物质或细微颗粒物质的摄入和消化过程。过程是：细胞对这类物质进行转运时，由质膜内陷形成吞饮小泡，将转运的物质包裹起来进入细胞质，被吞物质被细胞降解后利用。大多数的真核细胞都能通过胞饮作用摄入和消化所需的液体物质和溶质。20、信号分子：生物体内的某些化学分子，如激素、神经递质、生长因子等，在细胞间和细胞内传递信息，特称为信号分子。21、信号通路：细胞接受外界信号，通过一整套的特定机制，将胞外信号转导为胞内信号，最终调节特定基因的表达，引起细胞的应答反应，这种反应系列称为细胞信号通路。29 22、受体：一种能够识别和选择性地结合某种配体（信号分子）的大分子，当与配体结合后，通过信号转导作用将胞外信号转导为胞内化学或物理的信号，以启动一系列过程，最终表现为生物学效应。23、第一信使：一般将胞外信号分子称为第一信使。24、第二信使：细胞表面受体接受胞外信号后最早在胞内产生的信号分子。细胞内重要的第二信使有：cAMP、cGMP、DAG、IP3等。第二信使在细胞信号转导中起重要作用，能够激活级联系统中酶的活性以及非酶蛋白的活性，也控制着细胞的增殖、分化和生存，并参与基因转录的调节。25、G—蛋白：由GTP控制活性的蛋白，当与GTP结合时具有活性，当与GDP结合时没有活性。既有单体形式（ras蛋白），也有三聚体形式（Gs蛋白）。在信号转导过程中起着分子开关的作用。26、组成型胞吐作用：所有真核细胞都有的、从高尔基体反面管网区分泌的囊泡向质膜流动并与质膜融合、将分泌小泡的内含物释放到细胞外的过程。此过程不需要任何信号的触发，除了给细胞外提供酶、生长因子和细胞外基质成分外，还为细胞膜提供膜整合蛋白和膜脂。27、调节型胞吐作用：某些特化的细胞（如分泌细胞）产生的分泌物（如激素、粘液或消化酶）储存在分泌泡内，当细胞受到胞外信号刺激时，分泌泡与质膜融合并将内含物释放出去的过程。28、蛋白激酶A：称为依赖于cAMP的蛋白激酶A，是由四个亚基组成的复合物，其中两个是调节亚基，两个是催化亚基；PKA的功能是将ATP上的磷酸基团转移到特定蛋白质的丝氨酸或苏氨酸残基上，使蛋白质被磷酸化，被磷酸化的蛋白质可以调节下游靶蛋白的活性。29、双信使系统：胞外信号分子与细胞表面G蛋白偶联的受体结合后，激活质膜上的磷脂酶C（PLC），使质膜上的二磷酸磷脂酰肌醇分解成三磷酸肌醇（IP3）和二酰基甘油（DG）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动两个信号传递途径即IP3—Ca+和DG—PKC途径，实现对胞外信号的应答，因此将这一信号系统称为“双信使系统”。30、Ras蛋白：是ras基因的产物，由191个氨基酸残基组成，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。五、简答题1、细胞质基质中Ca2+浓度低的原因是什么？答案要点：细胞质基质中Ca2+浓度通常不到10-7mol/L，原因主要有以下几点：①在正常情况下，细胞膜对Ca2+是高度不通透的；②在质膜和内质网膜上有Ca2+泵，能将Ca2+从基质中泵出细胞外或泵进内质网腔中；③某些细胞的质膜有Na+—Ca2+交换泵，能将Na+输入到细胞内，而将Ca2+从基质中泵出；④某些细胞的线粒体膜也能将钙离子从基质中转运到线粒体基质。2、简述细胞信号分子的类型及特点？答案要点：细胞信号分子包括：短肽、蛋白质、气体分子（NO、CO）以及氨基酸、核苷酸、脂类的胆固醇衍生物等，其共同特点是：①特异性，只能与特定的受体结合；②高效性，几个分子即可发生明显的生物学效应，这一特性有赖于细胞的信号逐级放大系统；③可被灭活，完成信息传递后可被降解或修饰而失去活性，保证信息传递的完整性和细胞免于疲劳。3、比较主动运输与被动运输的异同。答案要点：①运输方向不同：主动运输逆浓度梯度或电化学梯度，被动运输：顺浓度梯度或电化学梯度；②是否需要载体的参与：主动运输需要载体参与，被动运输方式中，简单扩散不需要载体参与，而协助扩散需要载体的参与；③是否需要细胞直接提供能量：主动运输需要消耗能量，而被动运输不需要消耗能量；④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。4、NO的产生及其细胞信使作用？29 答案要点：NO是可溶性的气体，NO的产生与血管内皮细胞和神经细胞相关，血管内皮细胞接受乙酰胆碱，引起细胞内Ca2+浓度升高，激活一氧化氮合成酶，该酶以精氨酸为底物，以NADPH为电子供体，生成NO和胍氨酸。细胞释放NO，通过扩散快速透过细胞膜进入平滑肌细胞内，与胞质鸟苷酸环化酶活性中心的Fe2+结合，改变酶的构象，导致酶活性的增强和cGMP合成增多。cGMP可降低血管平滑肌中的Ca2+离子浓度，引起血管平滑肌的舒张，血管扩张、血流通畅。NO没有专门的储存及释放调节机制，靶细胞上NO的多少直接与NO的合成有关。5、钙离子的主要作用途径有哪几种？答案要点：主要有：①通过钙结合蛋白完成作用，如肌钙蛋白C、钙调素；②通过钙调素活化腺苷酸环化酶及PDE调节cAMP水平；③作为双信使系统的传递信号；④参与其它离子的调节。6、G蛋白的类型有哪些？答案要点：G蛋白有两种类型一种是刺激型调节蛋白（Gs），另一种是抑制型调节蛋白（Gi）。二者结构和功能很相似，均由α、β和γ三个亚基组成，分子质量均为80~100000D，它们的β和γ亚基大小很相似，其α亚基也都有两个结合位点：一是结合GTP或基其类似物的位点，具有GTP酶活性，能够水解GTP；另一个是含有负价键的修饰位点，可被细胞毒素ADP核糖基化。二者的不同之处在于Gs的αS亚基能被霍乱毒素ADP核糖基化，而Gi的αi亚基能被百日咳毒素ADP核糖基化。Gs和Gi都调节其余相应受体的亲合性以及作用于腺苷酸环化酶，产生cAMP。7、简要说明由G蛋白偶联的受体介导的信号的特点。答案要点：G蛋白偶联的受体是细胞质膜上最多，也是最重要的倍转导系统，具有两个重要特点：⑴信号转导系统由三部分构成：①G蛋白偶联的受体，是细胞表面由单条多肽链经7次跨膜形成的受体；②G蛋白能与GTP结合被活化，可进一步激活其效应底物；③效应物：通常是腺苷酸环化酶，被激活后可提高细胞内环腺苷酸（cAMP）的浓度，可激活cAMP依赖的蛋白激酶，引发一系列生物学效应。⑵产生第二信使。配体—受体复合物结合后，通过与G蛋白的偶联，在细胞内产生第二信使，从而将胞外信号跨膜传递到胞内，影响细胞的行为。根据产生的第二信使的不同，又可分为cAMP信号通路和磷酯酰肌醇信号通路。cAMP信号通路的主要效应是激活靶酶和开启基因表达，这是通过蛋白激酶完成的。该信号途径涉及的反应链可表示为：激素→G蛋白偶联受体→G蛋白→腺苷酸环化化酶→cAMP→cAMP依赖的蛋白激酶A→基因调控蛋白→基因转录。磷酯酰肌醇信号通路的最大特点是胞外信号被膜受体接受后，同时产生两个胞内信使，分别启动两个信号传递途径即IP3—Ca2+和DG—PKC途径，实现细胞对外界信号的应答，因此，把这一信号系统又称为“双信使系统”。8、磷酯酰肌醇信号通路的传导途径。（综4）答案要点：外界信号分子→识别并与膜上的与G蛋白偶联的受体结合→活化G蛋白→激活磷脂酶C→催化存在于细胞膜上的PIP2水解→IP3和DG两个第二信使→IP3可引起胞内Ca2+浓度升高，进而通过钙结合蛋白的作用引起细胞对胞外信号的应答；DG通过激活PKC，使胞内pH值升高，引起对胞外信号的应答。六、论述题1、试论述Na+-K+泵的结构及作用机理。答案要点：1、结构：由两个亚单位构成：一个大的多次跨膜的催化亚单位（α亚基）和一个小的单次跨膜具组织特异性的糖蛋白（β亚基）。前者对Na+和ATP的结合位点在细胞质面，对K+的结合位点在膜的外表面。2、机制：在细胞内侧，α亚基与Na+相结合促进ATP水解，α亚基上的一个天门冬氨酸残基磷酸化引起α亚基的构象发生变化，将Na+泵出细胞外，同时将细胞外的K+与α亚基的另一个位点结合，使其去磷酸化，α亚基构象再度发生变化将K+泵进细胞，完成整个循环。Na+依赖的磷酸化和K+依赖的去磷酸化引起构象变化有序交替发生。每个循环消耗一个ATP分子，泵出3个Na+和泵进2个K+。2、cAMP信号系统的组成及其信号途径？答案要点：1、组成：主要包括：Rs和Gs；Ri和Gi；腺苷酸不化酶；PKA；环腺苷酸磷酸二酯酶。2、信号途径主要有两种调节模型：Gs调节模型，当激素信号与Rs结合后，导致Rs构象改变，暴露出与Gs结合的位点，使激素-受体复合物与Gs结合，Gs的构象发生改变从而结合GTP而活化，导致腺苷酸环化酶活化，将ATP转化为cAMP，而GTP水解导致G蛋白构象恢复，终止了腺苷酸环化酶的作用。该信号途径为：激素→识别并与G蛋白偶联受体结合→激活G蛋白→活化腺苷酸环化酶→29 胞内的cAMP浓度升高→激活PKA→基因调控蛋白→基因转录。Gi调节模型，Gi对腺苷酸环化酶的抑制作用通过两个途径：一是通过α亚基与腺苷酸环化酶结合，直接抑制酶的活性；一是通过β和γ亚基复合物与游离的Gs的α亚基结合，阻断Gs的α亚基对腺苷酸酶的活化作用。3、试论述蛋白磷酸化在信号传递中的作用。答案要点：⑴蛋白磷酸化是指由蛋白激酶催化的把ATP或GTP的磷酸基团转移到底物蛋白质氨基酸残基上的过程，其逆转过程是由蛋白磷酸酶催化的，称为蛋白质去磷酸化。⑵蛋白磷酸化通常有两种方式：一种是在蛋白激酶催化下直接连接上磷酸基团，另一种是被诱导与GTP结合，这两种方式都使得信号蛋白结合上一个或多个磷酸基团，被磷酸化的蛋白有了活性后，通常反过来引起磷酸通路中的下游蛋白磷酸化，当信号消失后，信号蛋白就会去磷酸化。⑶磷酸化通路通常是由两种主要的蛋白激酶介导的：一种是丝氨酸/苏氨酸蛋白激酶，另一种是酪氨酸蛋白激酶。⑷蛋白激酶和蛋白磷酸酶通过将一些酶类或蛋白磷酸化与去磷酸化，控制着它们的活性，使细胞对外界信号作出相应的反应。通过蛋白磷酸化，调节蛋白的活性，通过蛋白磷酸化，逐级放大信号，引起细胞反应。4、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”?答案要点: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。第六章参考答案一、名词解释1、细胞质基质的涵义：真核细胞的细胞质中除去细胞器和内含物以外的、较为均质半透明的液态胶状物称为细胞质基质或胞质溶胶。2、微粒体：为了研究ER的功能，常需要分离ER膜，用离心分离的方法将组织或细胞匀浆，经低速离心去除核及线粒体后，再经超速离心，破碎ER的片段又封合为许多小囊泡（直径约为100nm），这就是微粒体。3、糙面内质网：细胞质内有一些形状大小略不相同的小管、小囊连接成网状，集中在胞质中，故称为内质网。内质网膜的外表面附有核糖体颗粒，则为糙面内质网，为蛋白质合成的部位。核糖体附着的膜系多为扁囊单位成分，普遍存在于分泌蛋白质的细胞中，其数量随细胞而异，越是分泌旺盛的细胞中越多。4、内膜系统：细胞内在结构、功能乃至发生上相关的、由膜围绕的细胞器或细胞结构的统称，主要包括内质网、高尔基体、溶酶体、胞内体、分泌泡等。5、分子伴侣：又称分子“伴娘”，细胞中，这类蛋白能识别正在合成的多肽或部分折叠的多肽，并与多肽的一定部位相结合，帮助这些多肽的转移、折叠或组装，但其本身并不参与最终产物的形成。6、溶酶体：溶酶体几乎存在于所有的动物细胞中，是由单层膜围绕、内含多种酸性水解酶类、形态不一、执行不同生理功能的囊泡状细胞器，主要功能是进行细胞内的消化作用，在维持细胞正常代谢活动及防御方面起重要作用。7、残余小体：在正常情况下，被吞噬的物质在次级溶酶体内进行消化作用，消化完成，形成的小分子物质可通过膜上的载体蛋白转运至细胞质中，供细胞代谢用，不能消化的残渣仍留在溶酶体内，此时的溶酶体称为残余小体或三级溶酶体或后溶酶体。残余小体有些可通过外排作用排出细胞，有些则积累在细胞内不被排出，如表皮细胞的老年斑、肝细胞的脂褐质。29 8、蛋白质分选：细胞中绝大多数蛋白质均在细胞质基质中的核糖体上开始合成，随后或在细胞质基质中或转至糙面内质网上继续合成，然后，通过不同途径转运到细胞的特定部位并装配成结构与功能的复合体，参与细胞的生命活动的过程。又称定向转运。9、信号假说：1975年G.Blobel和D.Sabatini等根据进一步实验依据提出，蛋白合成的位置是由其N端氨基酸序列决定的。他们认为：⑴分泌蛋白在N端含有一信号序列，称信号肽，由它指导在细胞质基质开始合成的多肽和核糖体转移到ER膜；⑵多肽边合成边通过ER膜上的水通道进入ER腔。这就是“信号假说”。10、共转移：肽链边合成边转移至内质网腔中的方式称为共转移。11、后转移：蛋白质在细胞质基质中合成以后再转移到这些细胞器中，称为后转移。12、信号肽：分泌蛋白的N端序列，指导分泌性蛋白到内质网膜上合成，在蛋白合成结束前信号肽被切除。13、信号斑：在蛋白质折叠起来时其表面的一些原子特异的三维排列构成信号斑，构成信号斑的氨基酸残基在线性氨基酸序列中彼此相距较远，它们一般是保留在已完成的蛋白中，折叠在一起构成蛋白质分选的信号。五、简答题1、信号假说的主要内容是什么？答：分泌蛋白在N端含有一信号序列，称信号肽，由它指导在细胞质基质开始合成的多肽和核糖体转移到ER膜；多肽边合成边通过ER膜上的水通道进入ER腔，在蛋白合成结束前信号肽被切除。指导分泌性蛋白到糙面内质网上合成的决定因素是N端的信号肽，信号识别颗粒（SRP）和内质网膜上的信号识别颗粒受体（又称停泊蛋白dockingprotein，DP）等因子协助完成这一过程。2、溶酶体是怎样发生的？它有哪些基本功能？答：溶酶体几乎存在于所有的动物细胞中，是由单层膜围绕、内含多种酸性水解酶类、形态不一、执行不同生理功能的囊泡状细胞器，主要功能是进行细胞内的消化作用，在维持细胞正常代谢活动及防御方面起重要作用。（1）清除无用的生物大分子、衰老的细胞器及衰老损伤和死亡的细胞（自体吞噬）。（2）防御功能（病原体感染刺激单核细胞分化成巨噬细胞而被吞噬、消化）（异体吞噬）（3）其它重要的生理功能a作为细胞内的消化器官为细胞提供营养b分泌腺细胞中，溶酶体摄入分泌颗粒参与分泌过程的调节；c参与清除赘生组织或退行性变化的细胞；d受精过程中的精子的顶体作用。3、简述细胞质基质的功能。答案要点：物质中间代谢的重要场所；有细胞骨架的功能；蛋白质的合成、修饰、降解和折叠。4、比较N-连接糖基化和O-连接糖基化的区别。答案要点：答：N-连接与O-连接的寡糖比较特征N-连接O-连接合成部位合成方式与之结合的氨基酸残基最终长度第一个糖残基糙面内质网来自同一个寡糖前体天冬酰胺至少5个糖残基N-乙酰葡萄糖胺糙面内质网或高尔基体一个个单糖加上去丝氨酸、苏氨酸、羟赖氨酸、羟脯氨酸一般1-4个糖残基，但ABO血型抗原较长N-乙酰半乳糖胺等 六、论述题1、何为蛋白质分选？细胞内蛋白质分选的基本途径、分选类型是怎样的？答案要点：29 蛋白质的分选：细胞中绝大多数蛋白质均在细胞质基质中的核糖体上开始合成，随后或在细胞质基质中或转至糙面内质网上继续合成，然后，通过不同途径转运到细胞的特定部位并装配成结构与功能的复合体，参与细胞的生命活动的过程。又称定向转运。细胞中蛋白质都是在核糖体上合成的，并都是起始于细胞质基质中。基本途径：一条是在细胞质基质中完成多肽链的合成，然后转运至膜围绕的细胞器，如线粒体、叶绿体、过氧化物酶体、细胞核及细胞质基质的特定部位，有些还可转运至内质网中；另一条途径是蛋白质合成起始后转移至糙面内质网，新生肽边合成边转入糙面内质网腔中，随后经高尔基体转运至溶酶体、细胞膜或分泌到细胞外，内质网与高尔基体本身的蛋白成分的分选也是通过这一途径完成的。蛋白质分选的四种基本类型：1、蛋白质的跨膜转运：主要指在细胞质基质合成的蛋白质转运至内质网、线粒体、叶绿体和过氧化物酶体等细胞器。2、膜泡运输：蛋白质通过不同类型的转运小泡从其糙面内质网合成部位转运至高尔基体进而分选运至细胞不同的部位。3、选择性的门控转运：指在细胞质基质中合成的蛋白质通过核孔复合体选择性地完成核输入或从细胞核返回细胞质。4、细胞质基质中的蛋白质的转运。 第七章参考答案一、名词解释1、氧化磷酸化：电子从NADH或FADH2经呼吸链传递给氧形成水时，同时伴有ADP磷酸化形成ATP，这一过程称为氧化磷酸化。2、电子传递链或呼吸链：在线粒体内膜上存在有关氧化磷酸化的脂蛋白复合物，它们是传递电子的酶体系，由一系列能可逆地接受和释放电子或H+的化学物质所组成，在内膜上相互关联地有序排列，称为电子传递链或呼吸链。3、ATP合成酶：ATP合成酶广泛存在于线粒体、叶绿体、异养菌和光合细菌中，是生物体能量转换的核心酶。该酶分别位于线粒体内膜、类囊体膜或质膜上，参与氧化磷酸化和光合磷酸化，在跨膜质子动力势的推动下催化合成ATP。4、半自主性细胞器：线粒体和叶绿体的生长和增殖是受核基因组及其自身的基因组两套遗传系统的控制，所以称为半自主性细胞器。5、光合磷酸化：由光照所引起的电子传递与磷酸化作用相偶联而生成ATP的过程，称为光合磷酸化。五、简答题1.线粒体和叶绿体中有DNA和RNA、核糖体、氨基酸活化酶等。这两种细胞器均有自我繁殖所必需的基本组分，具有独立进行转录和转译的功能。迄今为止，已知线粒体基因组仅能编码约20种线粒体膜和基质蛋白并在线粒体核糖体上合成；线粒体和叶绿体的绝大多数蛋白质是由核基因编码，在细胞质核糖体上合成，然后转移至线粒体或叶绿体内。这些蛋白质与线粒体或叶绿体DNA编码的蛋白质协同作用，可以说，细胞核与发育成熟的线粒体和叶绿体之间存在着密切的、精确的、严格调控的生物学机制。在二者协同作用的关系中，细胞核的功能更重要，一方面它提供了绝大部分遗传信息；另一方面它具有关键的控制功能。也就是说，线粒体和叶绿体的自主程度是有限的，而对核遗传系统有很大的依赖性。因此，线粒体和叶绿体的生长和增殖是受核基因组及其自身的基因组两套遗传系统的控制，所以称为半自主性细胞器。2、光合磷酸化可分为循环式光合磷酸化和非循环式光合磷酸化。不同点：非循环式光合磷酸化电子传递是一个开放的通道其产物除ATP外，还有NADPH（绿色植物）或NADH（光合细菌）、循环式光合磷酸化电子的传递是一个闭合的回路只有其产物ATP的产生。相同点：接受光产生电子，都生成ATP.六、论述题1、答案要点：1、内容：线粒体和叶绿体分别起源于原始真核细胞内共生的细菌和蓝藻。2、主要论据：⑴线粒体和叶绿体的基因组在大小、形态和结构方面与细菌相似；⑵29 线粒体和叶绿体有自己完整的蛋白质合成系统，能独立合成蛋白质，蛋白质合成机制有很多类似细菌而不同于真核生物；⑶两层被膜有不同的进化来源，外膜与细胞的内膜系统相似，内膜与细菌质膜相似；⑷以分裂的方式进行繁殖，与细菌的繁殖方式相同；⑸能在异源细胞内长期生存，说明线粒体和叶绿体具有的自主性与共生性的特征；⑹线粒体的祖先很可能来自反硝化副球菌或紫色非硫光合细菌。第八章细胞核与染色体 第八章参考答案一、名词解释：1、染色体：是细胞在有丝分裂或减数分裂过程中，由染色质聚缩而成的棒状结构，是细胞分裂期遗传物质存在的特定形式。2、染色质：指间期细胞核内能被碱性物质染色的，由DNA、组蛋白、非组蛋白及少量RNA组成的线性复合结构，是间期细胞遗传物质的存在形式。常伸展为非光镜所能看到的网状细纤丝。3、常染色质：间期核内染色质纤维折叠压缩程度低，处于伸展状态，用碱性染料染色时着色浅的染色质组分。4、异染色质：间期核内染色质纤维折叠压缩程度高，处于聚缩状态，用碱性染料染色时着色深的染色质组分。5、核小体：染色体的基本结构单位，是由组蛋白和200个碱基对的DNA双螺旋组成的球形小体，其核心由四种组蛋白（H2A、H2B、H3、H4）各两分子共8分子组成的八聚体，核心的外面缠绕了1.75圈的DNA双螺旋，其进出端结合有H1组蛋白分子。6、核孔：是内、外两层核膜的局部融合之处形成的环状开口，是核、质间物质相互交流的渠道，并有一定的选择性。7、核仁组织区：位于染色体的次缢痕部位，是rRNA基因所在部位，与间期细胞核仁形成有关。但并非所有的次缢痕都是NOR。8、基因组：一个生物贮存在单倍染色体组中的总遗传信息，称为该生物的基因组。9、核纤层：是位于细胞核内膜与染色质之间的纤维蛋白片层或纤维网络，与核内膜紧密结合。它普遍存在于高等真核细胞间期细胞核中。10、亲核蛋白：是指在细胞质基质内合成后，需要或能够进入细胞核内发挥功能的一类蛋白质。11、核基质:广义的概念是由核纤层、核孔复合体和一个不溶的网络状结构（即核基质）组成；狭义的概念是指细胞核中存在的一个纤维蛋白构成的纤维网架体系，仅指核基质，即细胞核内除了核被膜、核纤层、染色质与核仁以外的网架结构体系，它不包含核膜、核纤层、染色质和核仁等成分，但这些网络状结构与核纤层及核孔复合体、染色质等有结构与功能联系。12、核型：即细胞分裂中期染色体特征的总和。包括染色体的数目、大小和形态特征等方面。13、带型：染色体经物理、化学因素处理后，再进行分化染色，使其呈现特定的深浅不同带纹（band）的方法。14、核定位信号：亲核蛋白一般都含有特殊的氨基酸序列，这些内含的特殊短肽保证了整个蛋白质能够通过核孔复合体被转运到细胞核内。这段具有“定向”“定位”作用的序列被命名为核定位序列或核定位信号（亲核蛋白的特殊氨基酸序列，具有定向、定位的作用，保证蛋白质能够通过核孔复合体转运到细胞核内）。15、端粒:位于每条染色体端部，为染色体端部的异染色质结构，由高度重复的DNA序列构成，高度保守。主要功能是维持染色体稳定，防止末端粘连和重组，并能锚定染色体于细胞核内，辅助线性DNA复制等，与染色体在核内的空间排布及减数分裂时同源染色体配对有关；起着细胞计时器的作用.五、简答题1、细胞核是真核细胞内最大、最重要的细胞器，主要由核被膜、染色质、核仁及由非组蛋白质组成的网络状的核基质组成，是遗传信息的贮存场所，是细胞内基因复制和RNA转录的中心，是细胞生命活动的调控中心。29 2、间期染色质按其形态特征和染色性能区分为两种类型：常染色质和染色质染色质。常染色质纤维折叠压缩程度低,处于伸展状态,用碱性染料染色时着色浅。构成常染色质的DNA主要是单一序列DNA和中度重复序列DNA。异染色质纤维折叠压缩程度高,处于聚缩状态，用碱性染料染色时着色较深，又分结构异染色质或组成型异染色质和兼性异染色质。3、在光学显微镜下，核仁通常是匀质的球形小体，一般有1-2个，但也有多个。主要含蛋白质，是真核细胞间期核中最明显的结构，在电镜下显示出的核仁超微结构与胞质中大多数细胞器不同，在核仁周围没有界膜包围，可识别出3个特征性区域：纤维中心、致密纤维组分、颗粒组分。功能是进行核蛋白体的生物发生的重要场所，即核仁是进行rRNA的合成、加工和核蛋白体亚单位的装配的重要场所。4、A、构成核、质之间的天然屏障，避免生命活动的彼此干扰；B、保护核DNA分子不受细胞骨架运动所产生的机械力的损伤；C、核质之间物质与信息的交流；D、为染色体定位提供支架。六、论述题1、核孔复合体主要有下列结构组分：①、胞质环位于核孔边缘的胞质面一侧，又称外环，环上有8条短纤维对称分布伸向胞质；②、核质环位于核孔边缘的核质面（又称内环），环上8条纤维伸向核内，并且在纤维末端形成一个小环，使核质环形成类似“捕鱼笼”（fish-trap）的核篮（nuclearbasket）结构；③、辐由核孔边缘伸向核孔中央，呈辐射状八重对称，该结构连接内、外环并在发挥支撑及形成核质间物质交换通道等方面起作用；它的结构比较复杂，可进一步分为三个结构域：⑴柱状亚单位：主要的区域，位于核孔边缘，连接内、外环，起支撑作用；⑵腔内亚单位：柱状亚单位以外，接触核膜部分的区域，穿过核膜伸入双层核膜的膜间腔；⑶环带亚单位：在柱状亚单位之内，靠近核孔复合体中心的部分，由8个颗粒状结构环绕形成核孔复合体核质交换的通道。④、中央栓位于核孔的中心，呈颗粒状或棒状，又称为中央颗粒，由于推测它在核质交换中起一定的作用，所以又把它称做转运器（transporter）核孔复合体是一种特殊的跨膜运输蛋白复合体，并且是一个双功能、双向性的亲水性核质交换通道，双功能表现在它有两种运输方式：被动扩散与主动运输；双向性表现在既介导蛋白质的入核转运，又介导RNA、核糖核蛋白颗粒（RNP）的出核转运。 2、结构要点：⑴每个核小体单位包括200bp左右的DNA超螺旋和一个组蛋白八聚体及一个分子H1。⑵、组蛋白八聚体构成核小体的盘状核心结构，由4个异二聚体组成，包括两个H2A-H2B和两个H3-H4。两个H3-H4形成4聚体位于核心颗粒中央，两个H2A-H2B二聚体分别位于4聚体两侧。每个异二聚体通过离子键和氢键结合约30bpDNA。⑶、146bp的DNA分子超螺旋盘绕组蛋白八聚体1.75圈,组蛋白H1在核心颗粒外结合额外20bpDNA，锁住核小体DNA的进出端，起稳定核小体的作用。包括组蛋白H1和166bpDNA的核小体结构又称染色质小体。⑷、两个相邻核小体之间以连接DNA相连，典型长度60bp，不同物种变化值为0～80bp。实验证据：a、用温和的方法裂解细胞核，铺展染色质，电镜观察未经处理的染色质自然结构为30nm的纤丝，经盐溶液处理后解聚的染色质呈现10nm串珠状结构。29 b、用非特异性微球菌核酸酶消化染色质，经过蔗糖梯度离心及琼脂糖凝胶电泳分析，发现绝大多数DNA被降解成约200bp的片段；部分酶解，则得到的片段是以200bp不单位的单体、二体（400bp）、三体（600bp）等等。如果用同样的方法处理裸露的DNA，则产生随机大小的片段群体，由此显示染色体DNA除某些周期性位点之外，均受到某种结构的保护，避免酶的接近。c、应用X射线衍射、中子散射和电镜三维重建技术研究，发现核小体颗粒是直径为11nm、高6.0nm的扁园柱体，具有二分对称性，核心组蛋白的构成是先形成（H3）2·（H4）2四聚体，然后再与两个H2A·H2B异二聚体结合形成八聚体。d、SV40微小染色体（minichromosome）分析与电镜观察：用SV40病毒感染细胞，病毒DNA进入细胞后，与宿主的组蛋白结合，形成串珠状微小染色体，电镜观察到SV40DNA为环状，周长为1500nm，约含5.0kb。若200bp相当于一个核小体，则可形成25个核小体，实际观察到23个，与推断基本一致。3、a、由DNA与组蛋白包装成核小体，在组蛋白H1的介导下核小体彼此连接形成直径约10nm的核小体串珠结构，这是染色质包装的一级结构；b、在有组蛋白H1存在的情况下，由直径10nm的核小体串珠结构螺旋盘绕，每圈6个核小体，形成外径30nm，内径10nm，螺距11nm的螺线管。螺线管是染色质包装的二级结构。C、螺线管进一步螺旋化形成直径为0.4um的圆筒状结构，称为超螺线管，这是染色质包装的三级结构。d、超螺线管进一步折叠、压缩，形成长2-10um的染色单体，即四级结构。压缩7倍b压缩6倍压缩40倍压缩5倍DNA核小体螺线管超螺线管染色单体（200bp长约70nm）（直径约10nm）（直径30nm，螺距11nm）（直径400nm长11～60um）（长2～10um） 4、其主动运输的选择性表现在以下三个方面：⑴对运输颗粒大小的限制；主动运输的功能直径比被动运输大，约10～20nm，甚至可达26nm，像核糖体亚单位那样大的RNP颗粒也可以通过核孔复合体从核内运输到细胞质中，表明核孔复合体的有效直径的大小是可被调节的；⑵通过核孔复合体的主动运输是一个信号识别与载体介导的过程，需要消耗ATP能量，并表现出饱和动力学特征；⑶通过核孔复合体的主动运输具有双向性，即核输入与核输出，它既能把复制、转录、染色体构建和核糖体亚单位装配等所需要的各种因子如DNA聚合酶、RNA聚合酶、组蛋白、核糖体蛋白等运输到核内，同时又能将翻译所需的RNA、装配好的核糖体亚单位从核内运送到细胞质。有些蛋白质或RNA分子甚至两次或多次穿越核孔复合体，如核糖体蛋白、snRNA等。 第十章细胞骨架第十章参考答案一、名词解释1、细胞骨架：细胞骨架(Cytoskeleton)是指存在于真核细胞质内的中的蛋白纤维网架体系。包括狭义和广义的细胞骨架两种概念。广义的细胞骨架包括：细胞核骨架、细胞质骨架、细胞膜骨架和细胞外基质。狭义的细胞骨架指细胞质骨架，包括微丝、微管和中间纤维。2、应力纤维：应力纤维是真核细胞中广泛存在的微丝束结构，由大量平行排列的微丝组成，与细胞间或细胞与基质表面的粘着有密切关系，可能在细胞形态发生、细胞分化和组织的形成等方面具有重要作用。3、微管：在真核细胞质中，由微管蛋白构成的，可形成纺锤体、中心体及细胞特化结构鞭毛和纤毛的结构。4、微丝：在真核细胞的细胞质中，由肌动蛋白和肌球蛋白构成的，可在细胞形态的支持及细胞肌性收缩和非肌性运动等方面起重要作用的结构。5、中间纤维：存在于真核细胞质中的，由蛋白质构成的，其直径介于微管和微丝之间，在支持细胞形态、参与物质运输等方面起重要作用的纤维状结构。29 6、踏车现象：在一定条件下，细胞骨架在装配过程中，一端发生装配使微管或微丝延长，而另一端发生去装配而使微管或微丝缩短，实际上是正极的装配速度快于负极的装配速度，这种现象称为踏车现象。7、微管组织中心（MTOC）：微管在生理状态及实验处理解聚后重新装配的发生处称为微管组织中心。动物细胞的MTOC为中心体。MTOC决定了细胞中微管的极性，微管的（-）极指向MTOC，（+）极背向MTOC。8、胞质分裂环：在有丝分裂末期，两个即将分裂的子细胞之间产生一个收缩环。收缩环是由大量平行排列的微丝组成，由分裂末期胞质中的肌动蛋白装配而成，随着收缩环的收缩，两个子细胞被分开。胞质分裂后，收缩环即消失。五、简答题1、微丝的化学组成及在细胞中的功能。答：微丝的化学组成：主要成分为肌动蛋白和肌球蛋白，肌球蛋白起控制微丝的形成、连接、盖帽、切断的作用，也可影响微丝的功能。其他成分为调节蛋白、连接蛋白、交联蛋白。微丝的功能：（1）与微管共同组成细胞的骨架，维持细胞的形状。（2）具有非肌性运动功能，与细胞质运动、细胞的变形运动、胞吐作用、细胞器与分子运动、细胞分裂时的膜缢缩有关。（3）具有肌性收缩作用（4）与其他细胞器相连，关系密切。（5）参与细胞内信号传递和物质运输。2、什么是微管组织中心，它与微管有何关系。答：微管组织中心是指微管装配的发生处。它可以调节微管蛋白的聚合和解聚，使微管增长或缩短。而微管是由微管蛋白组成的一个结构。二者有很大的不同，但又有十分密切的关系。微管组织中心可以指挥微管的组装与去组装，它可以根据细胞的生理需要，调节微管的活动。如在细胞有丝分裂前期，根据染色体平均分配的需要，从微管组织中心：中心粒和染色体着丝粒处进行微管的装配形成纺锤体，到分裂末期，纺锤体解聚成微管蛋白。所以说，微管组织中心是微管活动的指挥3、简述中间纤维的结构及功能。答：中间纤维的直径约7～12nm的中空管状结构，由4或8个亚丝组成。单独或成束存在于细胞中。中间纤维具有一个较稳定的310个氨基酸的α螺旋组成的杆状中心区，杆状区两端为非螺旋的头部区（N端）和尾部区（C端）。头部区和尾部区由不同的氨基酸构成，为高度可变区域。功能：（1）支持和固定作用：支持细胞形态，固定细胞核。（2）物质运输和信息传递作用：在细胞质中与微管、微丝共同完成物质的运输，在细胞核内，与DNA的复制和转录有关。（3）细胞分裂时，对纺锤体和染色体起空间支架作用，负责子细胞内细胞器的分配与定位。（4）在细胞癌变过程中起调控作用。六、论述题1、比较微管、微丝和中间纤维的异同。答：微管、微丝和中间纤维的相同点：（1）在化学组成上均由蛋白质构成。（2）在结构上都是纤维状，共同组成细胞骨架。（30在功能都可支持细胞的形状；都参与细胞内物质运输和信息的传递；都能在细胞运动和细胞分裂上发挥重要作用。微管、微丝和中间纤维的不同点：（1）在化学组成上均由蛋白质构成，但三者的蛋白质的种类不同，而且中等纤维在不同种类细胞中的基本成分也不同。（2）在结构上，微管和中间纤维是中空的纤维状，微丝是实心的纤维状。微管的结构是均一的，而中等纤维结构是为中央为杆状部，两侧为头部或尾部。（3）功能不同：微管可构成中心粒、鞭毛或纤毛等重要的细胞器和附属结构，在细胞运动时或细胞分裂时发挥作用：微丝在细胞的肌性收缩或非肌性收缩中发挥作用，使细胞更好的执行生理功能；中等纤维具有固定细胞核作用，行使子细胞中的细胞器分配与定位的功能，还可能与DNA的复制与转录有关。总之，微管、微丝和中间纤维是真核细胞内重要的非膜相结构，共同担负维持细胞形态，细胞器位置的固定及物质和信息传递重要功能。2、试述微管的化学组成、类型和功能。答：微管的化学组成：主要化学成分为微管蛋白，为酸性蛋白。其他化学成分为微管结合蛋白包括为微管相关蛋白、微管修饰蛋白、达因蛋白。微管的类型：单微管、二联管、三联管。29 微管的功能：（1）构成细胞的网状支架，维持细胞的形态。（2）参与细胞器的分布与运动，固定支持细胞器的位置（3）参与细胞收缩和伪足运动，是鞭毛纤毛等细胞运动器官的基本组成成分。（4）参与细胞分裂时染色体的分离和位移。（5）参与细胞物质运输和传递。第十一章细胞增殖及其调控第十一章参考答案 一、名词解释1、细胞周期：连续分裂的细胞，从上一次有丝分裂结束开始到下一次有丝分裂结束所经历的整个过程。在这个过程中，细胞遗传物质复制，各组分加倍，平均分配到两个子细胞中。2、细胞周期检验点：在细胞内存在一系列的监控机制，可以鉴别细胞周期进程中的错误，并诱导产生特异的抑制因子，阻止细胞周期的进行，这些监控机制称为检验点。不仅存在于G1期，也存在于细胞周期的其他时期。3、细胞同步化：在自然过程中发生的或因研究工作的需要，为得到具有分裂能力且细胞时相一致的细胞群体的方法。4、有丝分裂：又称间接分裂，通过纺锤体的形成、运动以及染色体的形成，将S期已经复制好的DNA平均分配到两个子细胞中，以保证遗传的稳定性和连续性的分裂方式，由于这一分裂方式的主要特征是出现纺锤丝，特称为有丝分裂。5、减数分裂：有性繁殖生物为形成单倍体配子以完成生殖过程而进行的一种特殊的有丝分裂方式，包括两次细胞分裂而只有一次染色体复制，最终子细胞染色体数目减半。6、有丝分裂器：有丝分裂时，由微管及其结合蛋白所组成的纺锤体和中心复合体。7、染色体列队：在动粒微管的牵拉下，染色体在赤道板上运动的过程，是有丝分裂过程中的重要事件之一。8、染色体的早期凝集：将细胞同步化在细胞周期的不同时期，通过细胞融合，将M期细胞与其他间期细胞融合后培养一段时间，与M期细胞融合的间期细胞发生了形态各异的染色体凝集现象。9、MPF（细胞促分裂因子）：又称促成熟因子或M期促进因子，是指存在于成熟卵细胞的细胞质中，可以诱导卵细胞成熟的一种活性物质。已经证明，MPF是一种蛋白激酶，包括两个亚基即Cdc2蛋白和周期蛋白，当二者结合后表现出蛋白激酶活性，可以使多种蛋白质底物磷酸化；MPF是一种普遍存在的、进化上较保守的G2/M转换调控者。10、周期中细胞：又称周期细胞或连续分裂的细胞，是指在细胞周期中连续运转不断分裂，保持分裂能力的细胞。11、静止期细胞：又称G0期细胞或静止期细胞，是指暂时脱离细胞周期不进行增殖，但在适当的刺激下，可重新进入细胞周期的细胞。12、细胞周期蛋白：与细胞周期调控有关的、其含量随细胞周期进程变化而变化的特殊蛋白质。最初在海胆卵中发现，一般在细胞间期内积累，在细胞分裂期内消失，在下一个细胞周期又重复这一消长现象，即在每一轮间期合成，G2/M时达到高峰，M期结束时被水解，下一轮周期又重新合成积累。已经证明周期蛋白广泛存在于各种真核生物中，是诱导细胞进入M期必需的，说明周期蛋白是细胞周期的调控者，可能参与了MPF功能的调节，是MPF的一部分。13、细胞分裂周期基因：是指与细胞分裂和细胞周期有关的基因，称为cdc基因。14、CDK抑制因子（CKI）：是细胞内存在的一些对CDK激酶活性起负调作用的蛋白质。它是能与CDK激酶结合并抑制其活性的一类蛋白质，具有确保细胞周期高度时序性的功能，在细胞周期的负调控过程中起着重要作用。15、周期蛋白依赖性激酶（CDK）：是与细胞周期进程相对应的一套Ser/Thr激酶系统。各种CDK沿细胞周期时相交替活化，磷酸化相应底物，使细胞周期事件有条不紊地进行下去。16、诱导同步化：采用药物诱导，使细胞阻断在细胞周期的某一个时期，然后打破阻断获得同一时段细胞的方法。29 17、DNA合成阻断法：通过使用DNA合成抑制剂，特异性地抑制DNA的合成，将细胞阻断在G1/S交界处的细胞同步化方法。18、中期阻断法：经过药物处理，抑制微管的形成，从而抑制有丝分裂器的形成，将细胞阻断在细胞分裂中期的同步化方法。19、终端分化细胞：又称不分裂细胞，是指不可逆地脱离细胞周期、丧失增殖能力并保持一定生理机能的细胞。五、简答题1、什么是细胞周期？细胞周期各时期主要变化是什么？答案要点：连续分裂的细胞，从上一次有丝分裂结束开始到下一次有丝分裂结束所经历的整个过程。在这个过程中，细胞遗传物质复制，各组分加倍，平均分配到两个子细胞中。细胞周期被划分为四个时期：G1期（复制前期，M期结束至S期间的间隙）、S期（复制期，DNA合成期）、G2期（复制后期，S期结束至M期间的间隙）、M期（有丝分裂期）。在正常情况下，细胞沿着G1→S→G2→M运转，细胞通过M期被分裂为两个子细胞，完成增殖过程。G1期：主要合成细胞生长所需要的各种蛋白质、RNA、糖类、脂质等。S期：主要进行DNA的复制和组蛋白的合成。G2期：此时DNA的含量已增加一倍。此时主要进行其他蛋白质的合成。M期：主要进行染色体的分离、胞质分裂，一个细胞分裂为两个子细胞。2、细胞周期人工同步化有哪些方法？比较其优缺点。答案要点：⑴、选择同步化包括：①有丝分裂选择法：优点：同步化程度高，细胞不受药物侵害。缺点：得到的细胞数量少。②密度梯度离心法：优点：简单省时，效率高、成本低。缺点：对大多数种类的细胞并不适用。⑵、诱导同步化包括：⑴DNA合成阻断法：优点：同步化效率高，几乎适合于所有体外培养的细胞体系。缺点：诱导过程可造成细胞非均衡生长.⑵中期阻断法：优点：操作简便，效率高；缺点：药物毒性作用较大。3、试比较有丝分裂和减数分裂的异同点。答案要点：相同点：都为二分分裂方式；分裂过程中均有有丝分裂器的出现；都有明显的细胞核特别是染色体的变化。不同点在于：比较项目减数分裂有丝分裂目的产生配子增加细胞数量子细胞染色体数目减半不变发生的细胞性细胞体细胞同源染色体的活动配对、互换独立活动细胞周期两次细胞周期，DNA复制一次，细胞分裂两次一次细胞周期，DNA复制一次，细胞分裂一次4、简述细胞通过什么机制将染色体排列到赤道板上？答案要点：染色体在动粒微管作用下排列在赤道面上。染色体列队：由于动粒微管的作用，染色体在赤道板上运动的过程，又称染色体中板聚合。染色体列队的两种学说：①牵拉学说：两极动粒微管拉力均衡；②外推假说：两极极性微管的推力均衡。这两种假说并不相互排斥，有时可能同时作用，或有其他机制共同参与，最终将染色体排列在赤道板上，在所染色体排列到赤道板上之前，后期不能启动。5、细胞周期中有哪些主要检验点？细胞周期检验点的生理作用是什么？答案要点：细胞周期检验点主要有：R点，G1/S，G2/M，中期/后期，即：G1期中的R点或限制点，S期的DNA损伤检验点、DNA复制检验点，G2/M检验点，M中期至M后期又称纺锤体组装检验点等。通过细胞周期检验点的调控使细胞周期能正常动转，从而保证了遗传物质能精确地均等分配，产生具有正常遗传性能和生理功能的子代细胞，如果上述检验点调控作用丢失，就会导致基因突变、重排，使细胞遗传性能紊乱，增殖、分化异常，细胞癌变甚至死亡。6、简要说明CDK激酶在细胞周期中是如何执行调节功能的。29 答案要点：周期蛋白依赖性激酶（CDK）是与细胞周期进程相对应的一套Ser/Thr激酶系统。各种CDK沿细胞周期时相交替活化，磷酸化相应底物，使细胞周期事件有条不紊地进行下去。CDK1激酶通过使某些蛋白质磷酸化，改变其下游的某些蛋白质的结构和启动其功能，实现其调控细胞周期的目的。CDK1激酶催化底物磷酸化有一定的位点特异性。它一般选择底物中某个特定序列中的某个丝氨酸或苏氨酸残基。CDK1激酶可以使许多蛋白质磷酸化，其中包括组蛋白H1，核纤层蛋白A、B、C，核仁蛋白等；组蛋白H1磷酸化，促进染色体凝集；核纤层蛋白磷酸化，促使核纤层解聚；核仁蛋白磷酸化，促使核仁解体等。六、论述题1、什么是MPF？如何证明某一细胞提取液中有MPF？答案要点：又称促成熟因子或M期促进因子，是指存在于成熟卵细胞的细胞质中，可以诱导卵细胞成熟的一种活性物质。已经证明，MPF是一种蛋白激酶，包括两个亚基即Cdc2蛋白和周期蛋白，当二者结合后表现出蛋白激酶活性，可以使多种蛋白质底物磷酸化。将该细胞提取液注射到新的未成熟的卵母细胞中，检测该卵母细胞是否能够被诱导成熟，若能，则证明该细胞提取液中存在MPF。2、说明MPF的活化及其在细胞周期调控中的作用。答案要点：MPF是由cyclinB和CDK1蛋白结合而成的二聚体，CDK1在周期中的含量相对稳定，cyclinB的含量则出现周期性的变化：一般在G1晚期开始合成，通过S期其含量不断增加，到达G2期，其含量达到最大值。CDK1只有与cyclinB结合都有可能表现出激酶活性，因此MPF的活性依赖于cyclinB含量的积累。CyclinB合成后与CDK1结合，CDK1有三个位点被磷酸化（14位的苏氨酸、15位的酪氨酸、161位的苏氨酸）后仍不具备激酶活性，此时称为前体MPF，经过14位的苏氨酸和15位的丝氨酸去磷酸后，MPF才表现出活性。CDK1激酶通过使某些蛋白质磷酸化，改变其下游的某些蛋白质的结构和启动其功能，实现其调控细胞周期的目的。CDK1激酶催化底物磷酸化有一定的位点特异性。它一般选择底物中某个特定序列中的某个丝氨酸或苏氨酸残基。CDK1激酶可以使许多蛋白质磷酸化，其中包括组蛋白H1，核纤层蛋白A、B、C，核仁蛋白等；组蛋白H1磷酸化，促进染色体凝集；核纤层蛋白磷酸化，促使核纤层解聚；核仁蛋白磷酸化，促使核仁解体等。3、试例举人类在研究细胞周期调控初期进行的一系列重要实验。答案要点：1、染色体的早期凝集：20世纪70年代初，Johnson和Rao将Hela细胞的M期细胞与间期细胞进行融合，可引起间期细胞核染色质凝集，也即染色体早期凝集。说明M期细胞具有促进间期细胞进行分裂的因子，即成熟促进因子(MPF)。2、非洲爪蟾卵母细胞孕酮刺激实验：1971年，Masui和Markert用非洲爪蟾卵为材料进行实验，发现在成熟的卵母细胞的细胞质中，存在可以诱导卵母细胞成熟的物质，他们将这种物质称为促成熟因子，即MPF。3、MPF的提纯工作：1988年Lohka等将MPF进行了高度纯化，证实，MPF是p34cdc2和周期蛋白B的复合物，其中p34cdc2是催化亚基，具有丝/苏氨酸激酶活性；周期蛋白B是调节亚基，具有激活p34cdc2活性等功能。当周期蛋白B和p34cdc2结合并经进一步活化形成活化的MPF后，细胞才能从G2期进入M期。由此证明，MPF是一种蛋白激酶。4、p34cdc2激酶的发现：以L．Hartwell为代表的酵母遗传学家，以芽殖酵母和裂殖酵母为实验材料，利用温度敏感突变株，发现许多与细胞分裂有关的基因(celldivisioncyclegene,CDC)。其中cdc2和cdc28基因最令人瞩目。cdc2基因是裂殖酵母细胞中最重要的基因之一。cdc2处于变异状态，细胞停留在G1/S或G2/M交界处。Cdc2表现出蛋白激酶活性，可使多种蛋白底物磷酸化，在裂殖酵母细胞周期调控过程中，起着关键性调节作用。cdc28基因是芽殖酵母细胞中的一个关键基因，cdc28基因突变细胞或停留在G1/S交界处，或停留在G2/M交界处。Cdc28也是一种蛋白激酶，在G2/M转换过程中起着中心调节作用，是Cdc2的同源物。5、cyclin的发现29 在20世纪80年代初，以TimHunt为代表的一些科学家研究海洋无脊椎动物海胆等胚胎发育早期卵裂蛋白质的合成中，发现了细胞周期调控的另一个重要调控因子——周期蛋白（cyclin）。进一步的研究表明，周期蛋白的合成与细胞进入M期及MPF活性密切相关，在G2期至M期的转换中起着重要的调控作用，这些实验结果显示，周期蛋白可能参与MPF的功能调节。当MPF被提纯后，JamesMaller实验室和TimHunt实验室很快证明：MPF的另一种主要成分为周期蛋白B。至此，MPF的生化成分便被确定下来，它含有两个亚单位即Cdc2蛋白和周期蛋白，当二者结合后，表现出蛋白激酶活性，其中Cdc2为催化亚单位，周期蛋白为调节亚单位。 第十二章细胞分化与基因表达调控第十二章参考答案一、名词解释1、细胞分化：在个体发育中，为执行特定的生理功能，由一种相同的细胞类型经细胞分裂后逐渐在形态、结构和功能上形成稳定性差异，产生各不相同的细胞类群的过程。其本质是基因选择性表达的结果，即基因表达调控的结果。2、细胞全能性：指细胞经分裂和分化后仍具有产生完整有机体的潜能或特性。3、选择性剪接：是一种广泛存在的RNA加工机制，通过这种方式，可调控地选择性拼接产生不同的成熟mRNA，翻译产生不同的蛋白质，即一个基因可编码两个或多个相关的蛋白质。4、细胞决定：细胞分化具有严格的方向性，细胞在未出现分化细胞的特征之前，分化的方向就已由细胞内部的变化及受周围环境的影响而决定。5、管家基因：所有细胞中均要表达的一类基因，其产物是对维持细胞基本生命活动所必需的。6、组织特异性基因（奢侈基因）：指不同的细胞类型进行特异性表达的基因，其产物赋予各种类型细胞特异的形态结构特征与特异的功能。7、癌细胞：动物体内上皮组织中因为细胞分裂调节失控而无限增殖且具有转移能力的细胞。8、癌基因：是控制细胞生长和分裂的原癌基因的一种突变形式，存在于细胞基因组中，编码多种类型的蛋白质，能引起正常细胞癌变。9、抑癌基因：是正常细胞增殖过程中的负调控因子。抑癌基因编码的蛋白抑制细胞增殖，使细胞停留于检验点上阻止周期进程。10、多能造血干细胞：可以产生两种以上不同类型的分化细胞。11、定向干细胞：仅具有分化形成某一类型能力的细胞，也叫单能干细胞。12、原癌基因：又称细胞癌基因，是指存在于正常细胞基因组中的与病毒癌基因相对应的同源序列。它是一些在DNA序列上极为保守的正常的细胞基因，但在肿瘤细胞中的转录活性比正常细胞高得多。13、转分化：一种类型的分化细胞转变成另一种类型的分化细胞的现象。14、多潜能性能：细胞具有发育成为多种分化类型细胞的潜能。15、致癌因子：引起细胞癌变的因素，包括物理的，化学的，生物的因子。16、再生：是指生物体缺失一部分后发生重建的过程。17、接触抑制：正常细胞在体外培养时表现为贴壁生长和汇合成单层后停止生长的特点，即接触抑制现象。五、简答题1、简述细胞分化的基本机制。答案要点：通过组合调控的方式启动组织特异性基因的表达是细胞分化的基本机制。细胞分化的机制极其复杂，细胞的分化命运取决于两个方面：一是细胞的内部特性；二是细胞的外部环境。前者与细胞的不对称分裂以及随机状态有关，尤其是不对称分裂使细胞内部得到不同的基因调控成分，表现出一种不同于其他细胞的核质关系和应答信号的能力；后者表现为细胞应答不同的环境信号，启动特殊的基因表达，产生不同的细胞的行为，如分裂、生长、迁移、粘附、凋亡等，这些行为在形态发生中具有极其重要的作用。29 2、简述癌细胞的基本特征。答案要点：㈠基本生物学特征1、细胞生长与分裂失去控制，具有无限增殖能力，成为“永生”的细胞。2、具有浸润性和扩散性。3、细胞间相互作用改变。4、蛋白表达谱系或蛋白活性改变。5、mRNA转录谱系的改变。6、染色体的非整倍性变化。㈡体外培养的恶性转化细胞的特征1、具有无限增殖的能力；2、贴壁性下降；3、失去接触抑制；4、对生长因子的需求降低；5、致瘤性。3、为什么说细胞分化是基因选择性表达的结果？答案要点：细胞分化是结构和功能发生差异的过程，而结构和功能是由蛋白质所体现出来的，所以细胞分化的实质是细胞发育过程中特异蛋白质的合成，分化的过程就是产生新的专一的结构蛋白和功能蛋白的过程，如肌细胞和红细胞同是来自中胚层，后来它们在结构和功能上发生分工，红细胞合成血红蛋白，而肌细胞合成肌动蛋白和肌球蛋白；蛋白质又是通过承继DNA遗传信息的mRNA翻译而来，所以细胞分化的实质在于基因选择性的表达。4、癌基因编码的蛋白质主要有哪些？答案要点：癌基因编码的蛋白主要包括生长因子、生长因子受体、信号转导通路中的分子、基因转录调节因子和细胞周期调控蛋白等几大类。六、论述题1、为什么肿瘤患者多为老年人？答案要点：因为肿瘤的形成是基因突变逐渐积累的结果。肿瘤的发生需要⑴多基因突变⑵长时间积累。根据大量的病例分析，癌症的发生一般并不是单基因的突变，而至少在一个细胞中发生5-6个基因突变，才能赋予癌细胞所有的特征：即癌细胞不仅增殖速度快，而且其子代细胞能够逃脱细胞衰老的命运，取代相邻正常细胞的位置，不断从血液中获取营养，进而穿越基膜与血管壁在新的组织部位安置、存活与生长。由此可见，细胞基因组中产生与肿瘤发生相关的某一原癌基因的突变，并非马上形成癌，而是继续生长直到细胞群体中新的偶发突变的产生。某些在自然选择中具有竞争优势的细胞，再经过类似的过程，逐渐形成具有癌细胞一切特征的恶性肿瘤。如直肠癌发生的病程中开始的突变仅在肠壁形成多个良性的肿瘤（息肉），进一步突变才发展为恶性肿瘤，全部过程需要10-20年或更长时间。因此，癌症是一种典型的老年性疾病，它涉及一系列的原癌基因与肿瘤抑制基因的致癌突变的积累。在某些癌症病例中，其生殖细胞中原癌基因或肿瘤抑制因子发生致癌突变，致使体内所有的体细胞的相应基因都已变异。在这种情况下，癌变发生所需要的基因突变数的积累时间就会减少，携带这种基因突变的家族成员更易患癌症。1、癌细胞2、干细胞3、细胞分化 第十三章细胞衰老与凋亡第十三章参考答案一、名词解释1、细胞衰老：细胞衰老又称老化，是细胞的一个基本的生命现象。是指细胞随着年龄的增加，生理机能和结构发生退行性变化，趋向死亡的不可逆的现象。2、Hayflick界限：由Hayflick等人提出的，其主要内容是：细胞，至少是培养的细胞，不是不死的，而是有一定的寿命；它们的增殖能力不是无限的，而是有一定的界限。3、致密体：衰老细胞中常见的一种结构，绝大多数动物细胞在衰老时都会有致密体的积累。致密体是由溶本科体或线粒体转化而来。多数致密体具单层膜且有阳性的磷酸酶反应，这和溶酶体是一致的；少数致密体仍可看到双层膜，有时嵴的结构也依稀可见，显然是由线粒体转化而来的。29 4、端粒：端粒是具有特殊DNA序列并以一种特殊方式复制的染色体末端结构，由简单的富含T和G的DNA片段的重复序列组成。线性染色体复制时，端粒不被复制。因此，真核细胞染色体末端的端粒就会随着细胞分裂而缩短。这个缩短的端粒传给细胞后，随着细胞的再次分裂进一步缩短。这样，染色体末端端粒随着每次细胞分裂而逐渐缩短，直到影响分裂走向衰老。5、细胞死亡：细胞的死亡是指细胞生命活动的结束。在多细胞生物中，细胞死亡有两种不同形式：细胞坏死或意外死亡，细胞凋亡或称程序性细胞死亡。6、细胞凋亡：细胞凋亡是多细胞有机体为调控机体发育，维护内环境稳定，由基因控制的细胞主动死亡的过程，是机体的一种基本生理机制，并贯穿于机体整个生命活动过程。7、凋亡小体：细胞凋亡过程中产生的一种特殊的结构体，形成过程是核染色质断裂为大小不等的片段，与某些细胞器如线粒体一起聚集，为反折的细胞质膜所包围。从外观上看，细胞表面产生了许多泡状或芽状突起，以后，逐渐分隔，形成单个的凋亡小体。凋亡小体逐渐为邻近的细胞所吞噬并消化，不会影响周围的细胞，不会引起炎症反应。8、DNAladders：细胞凋亡的重要的生化特征，由于内源性的核酸内切酶活化，DNA被随机地在核小体的连接部位打断，DNA发生核小体间的断裂，结果产生含有不同数量核小体单位的片段，在进行琼脂糖凝胶电泳时，形成了特征性的DNA梯状条带（DNAladders），其大小为180～200bp的整数倍。9、细胞坏死：是细胞死亡的一种方式，通常指各种致病因子（物理的[辐射]、化学的[有毒物的侵袭]因素和生物因素[微生物感染]干扰和中断了细胞正常代谢活动而造成的细胞意外（非正常）死亡。在细胞坏死时，细胞膨胀，外形不规则；溶酶体膜破坏，水解酶外溢；细胞膜破坏，胞浆外溢，侵袭周围组织，引起炎症反应。10、caspase家族：caspases是近年来发现的一组存在于胞质溶胶中的结构上相关的半胱氨酸蛋白酶，是一类天冬氨酸特异性的半胱氨酸蛋白水解酶，人的细胞中已发现十几种caspase，大多数都在细胞凋亡中起作用。caspase所有成员都具有共同的特点，活性中心是半胱氨酸残基，水解蛋白底物的位点是特异地断开天冬氨酸残基后的肽键。Caspase家族在正常条件下，以非活化的酶原形式存在于细胞中，它们具有4个独特的结构域，当酶原被活化时，各个结构域之间发生裂解。Caspase的级联反应在调节和执行凋亡的过程中发挥核心作用。11、bcl-2：bcl-2是细胞凋亡抑制基因，名称来源于B细胞淋巴瘤/白血病-2。它最初是从人的滤泡性B细胞淋巴瘤中分离出来的，通常定位于人的第18号染色体，但由于发生染色体易位，使bcl-2与14号染色体上IgH基因并列导致过度表达。bcl-2是一种原癌基因，不同于一般意义上加速细胞增殖而致癌的癌基因，它是通过抵抗多种形式的细胞死亡，延长细胞寿命，使细胞数目累积增多来促进肿瘤形成的。bcl-2在细胞凋亡的调控中起着重要作用。bcl-2是哺乳动物普遍存在的“长寿”基因。12、P53：p53基因定位于人的17号染色体上横跨16-20kb的一段DNA序列。p53基因是典型的肿瘤抑制基因，其产物主要存在于细胞核内，对细胞生长起负调节作用，它具有促使细胞凋亡的功能。p53基因是人肿瘤有关基因中突变频率最高的基因。人类肿瘤有50％以上是由p53基因的缺失造成的。五、简答题1、简述细胞凋亡的生物学意义。答案要点：1、清除无用的细胞；2、清除多余的细胞；3、清除发育不正常的细胞；4、清除已完成任务的、衰老的细胞；5、清除有害的、被感染的细胞。通过以上几方面的作用，保证器官的正常发生与构建、组织及细胞数目的相对平衡。2、简述细胞衰老的基本特征。答案要点：⑴细胞膜的变化：衰老细胞的细胞膜结构发生变化，使膜的流动性减弱。细胞膜选择透过性能力降低，细胞膜上的受体分子减少，细胞质膜受损伤后不易修复。⑵线粒体的变化线粒体的变化在细胞衰老过程中是很重要的，细胞衰老时，一方面线粒体数目减少，另一方面线粒体的结构也发生变化，其内膜形成的嵴呈萎缩状。在低氧或缺氧的条件下，衰老细胞的线粒体更早地出现肿胀，接着出现空泡，最终线粒体破裂崩解。29 ⑶内质网的变化细胞衰老过程中，糙面内质网的量减少，内质网膜电子密度增高，膜结构变厚；此外内质网排列不规则，或出现肿胀和空泡。⑷细胞核的变化1、核增大；2、核膜内折；3、染色质固缩化。细胞核结构的衰老变化中最明显的是核膜的内折凹陷，而且细胞衰老程度越高内折越明显，核的整个体积变大，核中染色质凝聚、破碎，甚至出现异常多倍体。⑸致密体的生成致密体是衰老细胞中常见的一种结构，绝大多数动物细胞在衰老时都会有致密体的积累。此外，细胞衰老时，细胞间间隙连接及膜内颗粒的分布也发生变化。间隙连接在细胞间离子和小分子代谢物的交换上起着重要的作用。衰老时间隙连接的减少，使细胞间代谢协作减少了。3、细胞凋亡的形态学和生化特征有哪些？㈠细胞凋亡的形态学特征细胞凋亡的发生过程，在形态学上可分为三个阶段。1、凋亡的起始：细胞明显皱缩，染色质凝集、边缘化。这阶段的形态学变化表现为细胞表面的特化结构如微绒毛的消失，细胞间接触的消失，但细胞膜依然完整，未失去选择透性；细胞质中，线粒体大体完整，但核糖体逐渐从内质网上脱离，内质网囊腔膨胀，并逐渐与质膜融合；染色质固缩，形成新月形帽状结构等形态，沿着核膜分布。2、凋亡小体的形成：首先，核染色质断裂为大小不等的片段，与某些细胞器如线粒体一起聚集，为反折的细胞质膜所包围。从外观上看，细胞表面产生了许多泡状或芽状突起。以后，逐渐分隔，形成单个的凋亡小体。3、凋亡小体被吞噬。凋亡小体逐渐为邻近的细胞所吞噬并消化，不会影响周围的细胞，不会引起炎症反应。㈡细胞凋亡的生化特征细胞凋亡最主要的生化特征是由于内源性的核酸内切酶活化，DNA被随机地在核小体的连接部位打断，DNA发生核小体间的断裂，结果产生含有不同数量核小体单位的片段，在进行琼脂糖凝胶电泳时，形成了特征性的DNA梯状条带（DNAladders），其大小为180～200bp的整数倍。到目前为止，梯状条带（DNAladders）仍然是鉴定细胞凋亡最可靠的方法。凋亡细胞的另一个重要特征是tTG（组织转谷氨酰胺酶tissueTransglutaminase）的积累并达到较高的水平。六、论述题1、试述细胞衰老的理论。答案要点：1、Hayflick界限；2、细胞的增殖能力与供体年龄有关；3、决定细胞衰老的因素在细胞本身；4、细胞核决定了细胞衰老的表达；5、染色体端粒复制假说；6、线粒体DNA与衰老；7、氧化性损伤学说。2、试论述细胞凋亡的检测方法。答案要点：细胞凋亡的检测是基于凋亡细胞所形成的形态学和生物化学特征，特别是DNA的断裂。1、形态学观测：应用各种染色法可观察到凋亡细胞的各种形态学特征。2、DNA电泳：细胞发生凋亡时，DNA发生特征性的核小体间的断裂，产生大小不同的片段，但都是180～200bp的整数倍。3、TUNEL测定法，即DNA断裂的原位末端标记法。4、彗星电泳法：这是一种快速简便的凋亡检测法。5、流式细胞分析：最常用来分析细胞凋亡的流式细胞技术。  1、试以多级螺旋模型为例，说明染色体的构建。一级结构：核小体是染色质的基本结构单位，核小体由H1、H2A、H2B、H3、H4及20029 碱基对DNA组成，分为核心颗粒（八聚体）和连接部分。DNA围绕核心部分1.75圈，将DNA压缩7倍。二级结构：每6个核小体围绕一圈形成螺线管，压缩6倍。三级结构：螺线管进一步盘曲形成超螺线管，压缩40倍。四级结构：超螺线管进一步折叠成染色体，压缩6倍。2、简述核糖体的重要功能活性部位。答：小亚基上有mRNA结合部位。大亚基上有氨酰tRNA结合位；肽基tRNA结合位；转肽酶部位；中央管；出口位。3、概述细胞核的主要功能。核DNA贮存复制遗传物质，细胞核内进行DNA转录RNA指导蛋白质的生物合成在一定程度上控制细胞的生长、发育、繁殖、遗传和代谢，是细胞生命活动的调节中心细胞核各成分相互协调，细胞核在整个生命活动中起了重要作用4、减数分裂有何生物学意义。维持生物体染色体数目的相对恒定为生物种内多样性提供了源泉（组合变异、重级变异）是遗传学三大基本定律的细胞学基础论述细胞有丝分裂各期主要特点间期：G1期主要进行RNA和蛋白质的合成。S期DNA复制，组蛋白和非组蛋白合成。G2期进一步合成新的RNA和蛋白质，主要合成有丝分裂因子和由有丝分裂器分裂期：前期：染色体螺旋化成染色体，确定分裂极，核仁核膜消失中期：染色体进一步压缩。纺锤体的微管与染色体着丝粒动粒相连。染色体排列在赤道板上形成赤道板后期：着丝粒纵裂为二，姐妹染色单体在纺锤体的作用下，向两极移动末期：染色体到达两极后，解螺旋、伸长、核仁重现，核膜重建，纺锤体消失，子细胞核形成，进行胞质分裂。一个母细胞分裂为两个子细胞。1.M期促进因子MPFMPF：刚成熟的卵细胞质内存在一种诱导卵细胞成熟的因子，即成熟促进因子（MPF）或M期促进因子。主要含有p32和p45两种蛋白，p32和p45结合之后，表现出蛋白激酶活性。MPF主要功能：1.使组蛋白H1磷酸化，促进染色体凝集2.使核纤层蛋白磷酸化，促使核纤层解聚3.使核仁蛋白磷酸化，促使核仁解体4.使一些原癌基因（如：c-myc）磷酸化，产生一系列深远的与细胞分裂有关的生物学效应5.作用于微管蛋白，控制细胞周期中微管的动力学变化。2.癌细胞特征1.细胞生长与分裂失去控制，具有无限增殖能力，成为“永生”细胞2.具有浸润性和扩散性3.细胞间相互作用改变4.蛋白表达谱系或蛋白活性改变5.mRNA转录谱系改变6.染色体非整倍性。3.细胞凋亡与坏死的区别和意义29 细胞凋亡是在一定的生理和病理条件下，细胞主动地由基因决定的自动结束生命的过程。细胞坏死是由极端的物理化学因素或严重的病理刺激引起的细胞损伤和死亡，是一种被动结束生命的过程。区别：细胞凋亡过程中，整个细胞固缩，细胞膜反折，包裹断裂的染色质片断或者细胞器，然后逐渐分离，形成众多的凋亡小体，凋亡小体则为邻近的细胞所吞噬，整个过程中，细胞膜的整合性保持良好，死亡细胞的内容物不会逸散到细胞外环境中，不引发炎症。在细胞坏死时，细胞体积膨胀，细胞膜产生渗漏，细胞的内容物释到胞外，导致炎症。意义：细胞凋亡（1）保证个体正常发育，消除有害的、多余的、无用的、衰老的细胞（2）维持正常的生理过程（3）细胞凋亡失调导致疾病：细胞调亡过度，如艾滋病、老年痴呆、帕金森病。细胞过度增殖，如肿瘤、自身免疫疾病4.细胞间相互作用又那些？做阐述类型结构特点生物功能封闭连接紧密连接①由特殊的跨膜蛋白形成嵴线②相邻细胞之间无缝隙①形成渗漏屏障，起重要封闭作用②隔离作用③支持作用锚定连接桥粒与半桥粒①桥粒形成纽扣式的盘状致密斑结构②相邻细胞的致密斑由糖蛋白连接③与胞内细胞骨架系统中间纤维连接④半桥粒通过细胞质膜上的膜蛋白——整联蛋白将上皮细胞固定在基底膜上①通过细胞骨架系统将相邻细胞或细胞与胞外基质，连接形成一个坚挺有序的细胞群体；②细胞附着③支持和抵抗外界压力与张力的作用粘着带与粘着斑①粘着带连接糖蛋白是钙粘素家族②粘着斑是细胞与细胞外基质之间的连接方式④肌动蛋白纤维连接通讯连接间隙连接①连接子是基本组成单位②相邻细胞的两个连接子对接③中心形成一个有直径约1.5nm的孔道①小分子代谢物之和信号分子可通过②传递神经冲动信号③影响胚胎发育和细胞分化④通透性可以调节胞间连丝①相邻细胞膜共同组成的管状结构②中央有内质网形成的连丝微管化学突出兴奋细胞间的一种连接方式①植物细胞选择性的物质运转②植物细胞间通讯的主要方式29 通过释放神经递质来传到兴奋7.DNA重组技术及其步骤⑴DNA重组技术是利用限制性内切酶、DNA连接酶等将经过剪接的外源DNA与载体DNA连接并转化到特定的宿主细胞中进行DNA复制，转录和表达的技术，产生人们所需的产物或新的类型，因而也可以说是基因工程就是DNA重组技术。⑵主要的内容或步骤：①目的基因DNA片段的获得②外源DNA分子与载体分子的体外重组连接③重组DNA分子转移到受体细胞扩增④筛选含有重组细胞DNA分子的受体细胞，并鉴定纯化目的基因。8.什么是细胞外基质？有哪些类型？生物学功能如何？细胞外基质是由动物细胞合成并分泌到细胞外，分布于细胞外空间的蛋白和多糖所组成的网状结构，有以下几种：胶原、糖胺聚糖、蛋白聚糖、层粘连蛋白、纤连蛋白、弹性蛋白胶原功能：①含量最高，刚性及抗张力强度最大，②使组织具有牢固、不易变形的特点，③信号传递糖胺聚糖功能：①增殖细胞和迁移细胞胞外基质主要成分，②在结缔组织中起强化、弹性和润滑作用，③使细胞保持彼此分离，使细胞易于迁移和增殖并阻止细胞分化蛋白聚糖功能：①赋予软骨以凝胶样特性和抗变形能力，②细胞外的激素富集与储存库，可与多种生长因子结合，完成信号的转导层粘连蛋白功能：①细胞通过层粘连蛋白锚定于基膜上，②在胚胎发育及组织分化过程中具有重要作用，③与肿瘤细胞的转移有关纤连蛋白功能：①介导细胞黏着，②促进细胞迁移和分化弹性蛋白功能：①是弹性纤维的主要成分，主要存在于脉管壁及肺，②弹性纤维与胶原纤维共同存在，分别赋予组织以弹性及抗张姓。细胞外基质的功能：A．对细胞形态和细胞活性的维持起重要作用B．帮助某些细胞完成特有功能C．同一些生长因子和激素结合进行信号转导D．某些特殊细胞外基质为细胞分化所必需9.细胞膜功能：①形成相对稳定的内环境，②进行物质和能量的传递，③提供细胞识别位点，完成信号跨膜传递，④进行酶促反应，⑤介导细胞与细胞，细胞与基质之间的连接，⑥形成细胞表面的特化机构。11.内质网的形态结构与功能内质网是由一层单位膜形成的囊状、泡状和管状结构，并形成一个连续的网膜系统。由于其靠近细胞质内侧，故称为内质网，其有两个面，内质网外表面称为胞质溶胶面，内表面称为潴泡面。29 按结构可分为两大类：粗面内质网和光面内质网。粗面内质网多呈大的扁平膜囊状，电镜下排列极为整齐，它是核糖体与内质网共同构成的复合机能结构，普遍存在于分泌蛋白质的细胞中。光面内质网无核糖体附着，通常为小的膜管和小的膜囊状，而非扁平囊状，广泛分布于各类细胞中，包括合成胆固醇的内分泌腺细胞，肌细胞，肾细胞。功能：①协助蛋白质合成；如，粗面内质网主要合成分泌蛋白、整合膜蛋白、内膜系统各种细胞器内的可溶性蛋白②蛋白质的修饰和加工：如，糖基化、酰基化、羟基化、二硫键形成。③新生肽的折叠与组装：比如，易位子将错误折叠或组装的蛋白质转运至细胞质基质④脂质的合成：ER合成大多数的膜脂，以出芽的方式转运至高尔基体、溶酶体和质膜上⑤其他功能：i类固醇激素合成ii肝解毒iii肝细胞葡萄糖释放iv储存钙离子v提供酶附着位点与机械支撑作用12.高尔基的形态结构与功能？及其与细胞其他结构关系如何？形态结构：⑴高尔基体顺面膜囊或顺面网状结构（CGN）：位于高尔基体顺面最外侧的扁平膜囊，中间多孔，呈连续分支状的管网结构⑵高尔基体中间膜囊：是由扁平膜囊与管道组成，形成不同的间隔⑶高尔基体反面膜囊以及反面网状结构（TGN）：位于反面的最外层，与反面的扁平膜囊相连，另一侧伸入反面的细胞之中，呈管网状⑷周围大小不等的囊泡：与物质运输有关主要功能：对内质网合成的蛋白质进行加工、分类、包装、转运；转运内质网合成的脂质；合成糖类。⑴参与细胞的分泌活动如，分泌性蛋白的分泌：rER膜上合成蛋白质→进入ER腔→COPII运输泡→进入CGN→在中间膜囊中加工→在TGN形成小泡→小泡在质膜融合、排出。⑵蛋白质糖基化及其修饰糖基化基本类型：N-连接的糖基化和O-连接的糖基化⑶蛋白质在高尔基体中的酶解加工i无生物活性的蛋白原切除N端或者两端序列→成熟的多肽ii多个氨基酸序列的蛋白前体水解→同种有活性的多肽相互关系：（这个地方我当时也没有想到很好的说法，自己胡乱编了点，你自己看看吧！想办法完善下）内膜系统主要由高尔基体、内质网、溶酶体组成。它们相互依存，协调地进行细胞内代谢过程和生命活动。13.溶酶体结构与功能溶酶体存在于几乎所有的动物细胞中，是单层膜围绕、内含多种酸性水解酶类的囊泡状细胞器，具有异质性。分几种：⑴初级溶酶体⑵次级溶酶体⑶残余小体功能：⑴清除作用：清除无用的生物大分子，衰老的细胞器及衰老损伤和死亡的细胞⑵防御功能：机体被感染后，病原体刺激单核细胞分化成巨噬细胞，从而发生吞噬，消化功能29 ⑶营养作用：作为细胞内的消化“器官”为细胞提供营养⑷参与消除赘生组织或退行性变化的细胞⑸参与分泌过程的调节⑹精子的顶体相当于特化的溶酶体，受精过程发生顶体反应，促进受精。14.细胞外基质及其作用。在多细胞有机体内，除了细胞之外，还有一些非细胞性的物质，它们是在机体发育过程中由细胞分泌的蛋白质和多糖等大分子构成的高度水合的凝胶或纤维性网络结构，填充在细胞周围，对细胞之间的支持、功能的发挥起着重要作用。此即为细胞外基质。作用①细胞外基质对细胞的形态建成具有重要影响，对组织建成和细胞群体的稳定性的维护界定、支持及保护有重要作用②对细胞迁移有促进作用。例如，透明质酸是胚胎细胞迁移所必需的，层粘连蛋白可促进角膜上皮细胞的迁移等③细胞外基质对细胞增殖、分化有调节作用。实验证明，脱离了胞外基质的正常细胞很快停止在G1期或者G0期，只有黏着于适当的基质上才能合成RNA及蛋白质，在铺展的状态下才能复制DNA。同样细胞外基质对细胞分化的诱导作用已有大量的实验证明，胚胎发育的不同时期会出现不同的细胞外基质，表明其余器官组织分化及细胞分化的相关性。15.内质网、高尔基体和溶酶体在结构、功能和发生上的关系内质网、高尔基体和溶酶体三种细胞器在结构上是相对独立的，各有自身的特征性结构和特有的酶类；在功能上，也彼此不同，内质网是细胞中蛋白质和脂质合成的基地，相当于重要物质的供应站；高尔基体是膜泡运输的枢纽和集散中心，是多种物质加工和分选的场所；溶酶体是细胞中的清洁工。但三者的功能又是密切相联系的，特别在发生上，它们更是密切相关，以至于人们不得不将其合称为内膜系统。16.论述细胞信号转导途径的类型，并各举一例说明细胞信号转导可分为细胞内受体细胞介导的信号转导G蛋白偶联受体介导的信号转导酶连受体介导的信号转导①NO作为气体信号分子进入靶细胞直接与酶结合。作用机制：i进入平滑肌细胞，使鸟苷酸环化酶的活性增强ii鸟苷酸环化酶催化GTP，使cGMP合成增多iiicGMP作为新的信号分子介导蛋白质的磷酸化，进一步引发血管平滑肌舒张等生理效应。②主要包括：i以cAMP为第二信使的信号通道ii以肌醇-1，4，5-三磷酸和二酰甘油作为双信使的磷脂酰肌醇信号通道iiiG蛋白偶联离子通道的信号通道⑴cAMP信号通路：信号分子与受体结合通过G蛋白活化腺苷酸环化酶，导致胞内cAMP浓度增高激活蛋白激酶A，使激活的蛋白激酶A转位进入细胞核，使基因调控蛋白磷酸化，磷酸化的基因调控蛋白与靶基因调控序列结合，增强靶基因的表达。⑵胞外信号分子与7次跨膜受体结合活化G蛋白，活化的G蛋白激活磷酸酯酶C，磷酸酯酶C催化磷酸酰基醇（PIP2）水解成IP3和DG两个第二信使：IP3通过细胞溶胶扩散，结合并打开内质网膜上的Ca2+通道，Ca2+进入细胞质与钙调蛋白结合激活相关激酶；而DG与Ca2+协同作用激活蛋白激酶C（PKC）。以上两个途径都能将信号逐级传递，并最终诱导相应基因表达。⑶包括离子通道偶联受体及其信号转导和G蛋白偶联受体介导的离子通道及其调控I化学信号神经递质通过与受体的结合而改变受体通道蛋白的构象，导致离子通道的开启或者关闭，从而改变质膜的离子通透性，继而改变突触后细胞的兴奋性Ii神经递质与受体结合引发G蛋白偶联的离子通道开放或关闭，进而导致膜电位改变。③酶连受体介导的信号转导⑴受体络氨酸激酶及RTK-Ras蛋白信号通路⑵细胞表面其他酶连受体29 ⑶细胞表面整联蛋白介导的信号转导受体包括5类：受体络氨酸激酶受体丝氨酸/苏氨酸激酶受体络氨酸磷酸酯酶受体鸟苷酸环化酶络氨酸蛋白激酶系的受体17.论述细胞骨架的组成及其功能1.从狭义上来看，细胞骨架为细胞质骨架，分为微丝微管中间纤维（每一个功能说完了之后，都需要举例子。很多这种类型的题目都可以这样答）广义上来看，细胞骨架分为细胞核骨架细胞质骨架细胞膜骨架细胞外基质功能①作为支架，为维持细胞的形态提供支持结构，例如，红细胞质膜的内部主要是靠以肌动蛋白纤维为主要成分的膜骨架结构维持着红细胞的结构。①在细胞内形成一个框架结构，为细胞内的各种细胞器提供附着位点。细胞骨架是胞质溶胶的组织者，将细胞内的各种细胞器组成各种不同的体系和区域网络②为细胞内的物质和细胞器的运输/运动提供机械支持。例如，从内质网产生的膜泡向高尔基体的运输、由胞吞作用形成的吞噬泡向溶酶体的运输通常是以细胞骨架作为轨道的；在有丝分裂和减数分裂过程中染色体向两极移动，以及含有神经细胞产生的神经递质的小泡向神经细胞末端的运输要依靠细胞骨架的机械支持③为细胞从一个位置向另一个位置移动提供支撑。一些细胞的运动，如伪足的形成也是由细胞骨架提供机械支持。典型的单细胞靠纤毛和鞭毛运动，而细胞的这种运动器官主要是由细胞骨架构成的。④为信使RNA提供锚定位点，促进mRNA翻译成多肽，用非离子去垢剂提取细胞成分可发现细胞骨架相当完整，许多与蛋白质合成有关的成分同不被去垢剂溶解的细胞骨架结合在一起⑤参与细胞的信号转导。有些细胞骨架成分常同细胞质膜的内表面接触，这对于细胞外环境的信号在细胞内的传导起重要作用⑥是细胞分裂的机器。有丝分裂的两个主要事件，核分裂和胞质分裂都与细胞骨架有关，细胞骨架的微管通过形成纺锤体将染色体分开，而肌动蛋白丝将细胞一分为二。29'