细胞生物学重点

细胞生物学

(注:标注★的为答疑ppt最后一页的题,据说很可能出大题)

第一章、 绪论

1. 细胞生物学:研究细胞基本生命活动规律的科学,其在不同层次(显微、超微和分子水平)上以研究细胞结构、功能和生活史为主要内容,核心问题是将遗传与发育在细胞水平上结合起来

2. 细胞:是由膜包围着含有细胞核(或拟核)的原生质所组成,是生物体的结构、功能和生命活动的基本单位,是生物体个体发育和系统发育的基础。

3. 细胞学说:Schwann提出,有机体由细胞构成;细胞是构成有机体的基本单位。基本内容:细胞是有机体,一切动植物都由细胞发育而来,并由细胞及其产物构成。每个细胞作为一个相对独立的单位,既有它自己的生命,又对与其他细胞共同构成的整体的生命有所助益。新的细胞可由老的细胞繁殖产生。

4. 人类基因组计划:由美国科学家于1985年率先提出,于1990年正式启动的。按照这个计划设想,要把人体内约10万个基因的密码全部解开,同时绘制出人类基因的谱图。

5. 简述细胞生物学发展史上的主要事件。

细胞生物学的历史大致可以划分为四个主要的阶段:

• 第一阶段:细胞的发现,16世纪末-19世纪30年代。

• 第二阶段:细胞学说提出,19世纪30年代-20世纪中期。

• 第三阶段:超微结构研究,20世纪30年代-70年代。

• 第四阶段:分子细胞生物学,20世纪70年代分子克隆技术出现以来

其中

1665 Hooke 命名细胞

1838 Schwann 细胞学说

1866 mendel 遗传分离定律和自由组合定律

1953 Watson & Crick DNA双螺旋模型

1975 Milstein & Kohler 单克隆抗体

1983 Mullis PCR仪器

详见课本P1-P5的表格,诸位看官自己看吧(太多了……)

第二章、 细胞生物学研究方法

1.

2.

3.

4.

5.

6. 分辨力:又称分辨本领,指将临近两点清晰区分辨认的能力,即分辨物体最小间隔的能力。 原代培养:即培养直接来自动物机体的细胞群。 细胞株:从原代培养细胞群中筛选出具有特定性质或标志的细胞群 细胞系:从肿瘤组织培养建立的细胞群或培养过程中发生突变或转化的细胞,可无限繁殖。 克隆:亦称无性系。由同一个祖先细胞通过有丝分裂产生的遗传性状一致的细胞群。 简述光学显微镜(正置、倒置、荧光)、电子显微镜(扫描、透射)的成像原理。

正置光学显微镜:来自光源的光线经物镜汇聚第一次成像,这个物像又会通过目镜进一步放大,最终在我们眼睛的视网膜上形成实像。

倒置显微镜:物镜与照明系统颠倒,前者在载物台之下,后者在载物台之上,用于观察培养的活细胞,通常具有相差物镜,有的还具有荧光装置。

荧光显微镜:光源为紫外线,波长较短,分辨力高于普通显微镜;有两个特殊的滤光片;照明方式通常为落射式。

电镜:在一个高真空的系统中,由电子枪发射电子束,照射观察的样品产生效应信号,经电子透镜聚焦放大,最后在荧光屏上显示出放大的图像的显微镜。

透射电镜:主要用于观察细胞内部的细微结构,分辨力0.2nm,放大倍数可达百万倍,可对细胞内所包含的病毒,甚至蛋白质、核酸等大分子结构进行研究

扫描电镜:扫描电镜的分辨率较透射电镜低,一般在6~10nm,但其形成的图像具有立体感,可从不同的角度观察样品(由于样品可以在样品室内水平移动和转动),另外还具有样本制备比较简便、周期短的特点。

7. 简述电镜标本的制备方法。

在透射电镜的样品制备方法中,超薄切片技术是最基本、最常用的制备技术。超薄切片的制作过程基本上和石蜡切片相似,需要经过取材、固定、脱水、浸透、包埋聚合、切片及染色等步骤。

取材:尽可能保持生活状态,避免损伤。

固定:戊二醛和四氧化饿。

脱水:电镜不能观察含水的标本。

包埋:环氧树脂

切片:超薄,50-100nm

染色:醋酸铀,枸橼酸铅。

8. 激光共聚焦显微镜的原理是什么?

LSCM的基本原理就是共聚焦成像,所谓共聚焦是指物镜和聚光镜相互共焦点,即两者同时聚焦到一个点,保证了只有从标本焦平面发出的光线聚焦成像,焦平面以外的漫射光不参加成像,这样大大提高了分辨率,使图像异常清晰。

9. 流式细胞仪工作原理是什么?

包在鞘液中的细胞通过高频振荡控制的喷嘴,形成包含单个细胞的液滴,在激光束的照射下,这些细胞发出散射光和荧光,经探测器检测,转换为电信号,送入计算机处理,输出统计结果,并可根据这些性质分选出高纯度的细胞亚群,分离纯度可达99%。包被细胞的液流称为鞘液,所用仪器称为流式细胞计

10. 免疫组化的原理是什么?

把组织中的特异分子作为抗原,用各种在显微镜下可见的标记物标记特异抗体或标记抗原抗体复合物,使特异的免疫化学反应具有可见性,从而间接地显示抗原,达到在细胞或细胞器水平定位特异分子的目的。

第三章、 细胞膜与细胞外被

1. 细胞质膜:是指包围在细胞表面的一层极薄的膜,主要由膜脂和膜蛋白所组成。质膜的基本作用是维护细胞内

微环境的相对稳定,并参与同外界环境不断进行物质交换、能量和信息传递。另外,在细胞的生存、生长、分裂、分化中起重要作用。

2. 生物膜:质膜和细胞内膜在起源、结构和化学组成的等方面具有相似性,总称为生物膜,生物膜是细胞进行生

命活动的重要物质基础。

3. 膜骨架:位于细胞质膜下约0.2μm厚的溶胶层,是质膜下纤维蛋白组成的网架结构,其作用是维持质膜的形状

并协助质膜完成多种生理功能。

4. 脂质体:是一种人工膜,为了避免双分子层两端疏水尾部与水接触,脂质分子聚集成双分子层后游离端自我闭

合形成一种中空结构,叫脂质体,它可作为研究生物膜功能的载体。

5. 细胞外被:动物细胞表面的一层富含糖类物质的结构,称为细胞外被或糖萼。

6. 桥粒:相邻细胞的桥粒连接称为桥粒,是由中间纤维参与的锚定连接。桥粒连接通常存在于上皮细胞粘着带的

下方,其主要功能是维持组织机构的完整性。而半桥粒是细胞与基底膜之间的桥粒连接。

7. 脂筏:分布在生物膜的脂质双分子层外层、富含胆固醇和鞘磷脂的微结构域。

8. 简述流动镶嵌模型的内容。

膜的双分子层具有液晶态的特性。它既具有晶体的分子排列的有序性,又有液体的流动性。蛋白质分子以各种形式与脂双分子层相结合,有的附在内外表面,有的全部或部分嵌入膜中,有的贯穿膜的全层,这些大多是功能蛋白。糖类附在膜的外表面,与膜层的脂质、蛋白质的亲水端结合, 构成糖脂和糖蛋白。它是一种动态的、不对称的、具有流动性的结构。

9. 生物膜的特性有哪些?

⑴质膜的流动性,包括膜脂和蛋白质的运动

⑵膜的不对称性:指质膜内外两层的组分和功能的差异,包括膜脂分布的不对称性和膜蛋白的不对称性。 ⑶脂筏:富含胆固醇和鞘磷脂的微结构域。

10. 生物膜的功能有哪些?

①为细胞的生命活动提供相对稳定的内环境;

②选择性的物质运输,包括代谢底物的输入与代排出;

③提供细胞识别位点,并完成细胞内外信息的跨

④为多种酶提供结合位点,使酶促反应高效而有行;

⑤介导细胞与细胞、细胞与基质之间的连接;

⑥参与形成具有不同功能的细胞表面特化结构。

11. 红细胞的膜骨架的特点有哪些?(了解)

红细胞膜骨架的构成:

①血影蛋白四聚体游离端与短肌动蛋白纤维(约13~15 单体)相连,形成血影蛋白网络。通过两个锚定点固定在质膜下方:

◆通过带4.1蛋白与血型糖蛋白连结;

◆通过锚蛋白与带3蛋白相连。

②这一骨架系统赋与了红细胞质膜的刚性与韧性,得以几百万次地通过比它直径还小的微血管、动脉、静脉。

12. 简述细胞连接的方式、特点及功能。

①紧密封闭连接

特点:主要见于体内管腔及腺体上皮细胞近管腔面的顶端,呈带状环绕细胞,在紧密连接处,两相邻细胞膜并非大片区域紧密连接,而是以断续的点连在一起,点状接触部位没有缝隙,未接触尚有10-15nm的细胞间隙。封闭索是紧密连接的特征性标志,不同上皮细胞间的紧密连接由层数不等的封闭索构成,层数越多,封闭作用越强。

功能:紧密连接不仅能使细胞连接在一起,加固组织,还能起封闭细胞间隙的作用,阻止物质从细胞之间通过,保证转运活动的方向性,保证了机体内环境的稳定,但紧密连接不是绝对的封闭,对小分子物质有一定的通透性。另外,紧密连接还可构成上皮细胞膜脂和膜蛋白侧向扩散的屏障,维持上皮细胞的极性。

②锚定连接,根据参与的细胞骨架类型和锚定部位及形态的不同可分为黏着连接(亦称中间连接)和桥粒连接。

黏着连接:细胞与细胞之间形成黏着带—带状桥粒如上皮层细胞常在紧密连接下方形成粘着带,膜的胞质面有张力微丝束平行环绕细胞膜,通过粘着斑蛋白与粘连素蛋白相连,延伸形成跨膜网架,使相邻细胞的跨膜糖蛋白相互粘连。细胞与细胞外基质形成粘着斑。

桥粒连接:由角蛋白纤维、胞质斑和跨膜连接糖蛋白组成,存在于上皮细胞粘合带下方和基侧面。而半桥粒是上皮基底层细胞与基底膜之间的连接装置。

功能:桥粒主要功能是维持组织结构的完整性。而半桥粒的主要作用是将上皮细胞与其下方的基底膜连接在一起,防止机械力造成上皮与下方组织的剥离。

③缝隙连接,亦称通讯连接

3特点:缝隙连接由六个连接蛋白环形排列围成的连接子构成的连接通道,允许分子小于10分子如无机盐、糖、

氨基酸和维生素等通过,而蛋白质、核酸和多糖等大分子不能通过。

功能:①协调细胞间活动的一致性:在心肌细胞中,它的活动具有全或无的想象,细胞间收缩功能的协调是通

过间隙连接来完成的。

②参与信息的传递及神经冲动的传导:在一些细胞中,由于间隙连接对细胞内第二信使如钙离子的通透

性,它能介导细胞间的信息传递。

③参与细胞的分化生长与发育。

13. 简述胞外基质的主要成分、特点及生物学功能。

细胞外基质的主要成分有两类:多糖类、纤维蛋白类和非胶原糖蛋白类。

①多糖类:

1)氨基聚糖:为重复二糖单位(氨基己糖和糖醛酸)构成的直链多糖。有透明质酸、肝素、硫酸软骨素、角质素等。其中透明质酸分子量最大,也最为主要。透明质酸由5000~10000个重复二糖组成,含大量亲水基团,1个分子可以占据1000倍于自身分子的空间。

2)蛋白聚糖:由一条核心蛋白质与硫酸氨基聚糖共价结合形成的含糖量极高的糖蛋白。特点为分子量巨大,分布广泛,具有多态性。

氨基聚糖和蛋白聚糖的功能:

◆使组织具有弹性和抗压性。

◆对物质转运有选择渗透性。

◆角膜中的蛋白聚糖具有透光性。

◆氨基聚糖具有抗凝血作用。

◆细胞表面的蛋白聚糖具有传递信息的作用。

◆氨基聚糖与蛋白聚糖的变化与组织老化有关。

②纤维蛋白类:

1)胶原:由三条α螺旋肽链组成,富含脯氨酸和赖氨酸。是细胞外基质中含量最丰富的纤维蛋白家族。分为I、II、III、IV型。I型胶原主要分布在皮肤;II型胶原主要在软骨、皮肤中;III型胶原主要分布在血管组织;IV型胶原仅存在于基底膜中。

胶原的功能:

◆胶原在不同的组织中行使不同的功能,构成细胞外基质的骨架结构,赋予组织刚性及抗张力作用。

◆影响细胞的形态和运动。

◆具有刺激细胞增殖和诱导细胞分化的功能。

◆与生物发育有关。

2)弹性蛋白:一种高度疏水性蛋白,由750个氨基酸残基构成的两种短肽交替排列而成。为组成细胞外基质中弹性纤维网络的主要成分。

弹性蛋白的功能:

◆是动脉中含量最高的细胞外基质蛋白。

◆维持皮肤韧性,防止组织和皮肤撕裂。

③非胶原糖蛋白类:

纤连蛋白:分布最广泛的细胞外基质非胶原糖蛋白。在调节细胞粘附等方面发挥重要作用。

层黏连蛋白:胚胎发育中出现最早的细胞外基质成分。为构成基底膜的重要成分之一,且在胚胎发育中发挥重要作用。

④细胞外基质的生物学作用总结:

◆影响细胞的存活和死亡。

◆决定细胞的形状。

◆调节细胞的增殖。

◆控制细胞的分化。

◆参与细胞的迁移。

第四章、 物质跨膜运输

1. 简单扩散:一种最简单的物质跨膜运输方式,由物质浓度高的一侧向浓度低的一侧自由运动,也称自由扩散。

这种物质转运方式不需要跨膜运输蛋白的协助,也不需要耗能。

2. 协助扩散:也称易化扩散,由物质浓度高的一侧向浓度低的一侧运动,不耗能但必须依赖转运蛋白协助的物质

运输方式。

3. 主动运输:是指膜内外的物质由低浓度一侧向高浓度一侧逆向运输的过程,主动运输需要借组载体蛋并消耗能

量才能完成。

4. 协同运输:是一类靠间接提供能量完成的主动运输方式,物质跨膜运动所需要的能量来自膜两侧离子的电化学

浓度梯度,而维持这种电化学势的是钠钾泵或质子泵。根据物质运输方向与离子沿浓度梯度的转移方向,协同运输又可分为:同向协同与反向协同。

5. 举例说明细胞运输的类型及其特点。

⑴脂溶性物质如醇、苯、甾类激素以及水、二氧化碳、氧气和一氧化氮等通过简单扩散穿过细胞膜。其特点为:①沿浓度梯度(或电化学梯度)扩散;②不需要提供能量;③没有膜蛋白的协助。

⑵某些带电离子和一些非脂溶性物质如葡萄糖等跨膜运输需要依靠载体蛋白的协助穿过细胞膜,其特点为:①比自由扩散转运速率高;②运输速率同物质浓度成非线性关系;③特异性;饱和性。

⑶钠、钾离子的跨膜运输需要依靠钠钾泵的作用才能实现,维持胞内低钙状态需要钙离子泵,这些都属于主动运输,

其特点为:①逆浓度梯度(逆化学梯度)运输;②需要能量;③都有载体蛋白。

⑷同向协同:小肠细胞对葡萄糖的吸收伴随着Na+的进入;反向协同:动物细胞常通过Na+/H+反向协同运输的方式来转运H+,以调节细胞内的PH值。协同运输的特点为:需要能量,但能量来自膜两侧离子的电化学浓度梯度,而维持这种电化学势的是钠钾泵或质子泵。其特点为:①伴随着膜的运动,膜本身结构发生融合、重组和位移②与主动运输一样,需要能量供应。

⑸分泌蛋白的泌出是通过胞吐作用实现,巨噬细胞吞噬细菌是通过胞吞作用实现的。

第五章、 细胞信号转导

1. 细胞通讯:细胞间或细胞内通过高度精确和高效地发送与接收信息的通讯机制,对环境作出综合反应的细胞行

为。

2. 信号转导:指外界信号(如光、电、化学分子)与细胞细胞表面受体作用,通过影响胞内信使的水平变化,进

而引起细胞应答反应的一系列过程。

3. 受体:指任何能够同激素、神经递质、药物或细胞内的信号分子结合并能引起细胞功能变化的生物大分子,通

常是指位于细胞膜表面或细胞内与信号分子结合的蛋白质。

4. 配体:指在细胞通讯中起信号分子作用的物质。

5. 离子通道型受体:自身为离子通道,即配体门通道。主要存在于神经、肌肉等可兴奋细胞,其信号分子为神经

递质。神经递质通过与受体的结合而改变通道蛋白的构象,导致离子通道的开启或关闭,改变质膜的离子通透性,在瞬间将胞外化学信号转换为电信号,继而改变突触后细胞的兴奋性。

6. 酶耦联型受体:分为两类,其一是本身具有激酶活性,如肽类生长因子(EGF,PDGF ,CSF 等)受体;其二是

本身没有酶活性,但可以连接非受体酪氨酸激酶,如细胞因子受体超家族。这类受体的共同特点为①通常为单次跨膜蛋白;②接受配体后发生二聚化而激活,起动其下游信号转导。

7. 什么是受体?它有哪些类型?

受体指任何能够同激素、神经递质、药物或细胞内的信号分子结合并能引起细胞功能变化的生物大分子,通常是指位于细胞膜表面或细胞内与信号分子结合的蛋白质。

受体类型:

①位于细胞质膜上的表面受体,包括酶耦联型受体、离子通道型受体和G 蛋白耦联型受体三种类型。

②位于胞质、核基质中细胞内受体,主要是同脂溶性的小信号分子作用。

8. 细胞表面受体介导的信号转导通路有哪些?简述之。

细胞表面受体介导的信号转导通路:(课本P189—P196)

①cAMP—蛋白激酶A 途径

②Ca2+—依赖性蛋白激酶途径

③cGMP—蛋白激酶途径

④酪氨酸蛋白激酶途径

⑤Notch信号转导通路

⑥TGF—信号转导通路

⑦核因子B途径

★以下为重点途径:

⑴cAMP信号通路:激素结合G蛋白耦联受体→激活G蛋白→激活腺苷酸环化酶→生成cAMP→激活依赖cAMP的蛋白激酶A→催化底物靶蛋白磷酸化→调节基因转录

⑵IP3信号通路:膜受体与信号分子结合→激活膜上的Gp蛋白→Gp蛋白激活磷脂酶C(PLC)→PLC将膜上的磷脂酰肌醇4,5-二磷酸(PIP2)分解,生成两个细胞内的第二信使:DAG和IP3→IP3与内质网和肌浆网受体结合开放Ca2+通道→胞内Ca2+增加→DAG与Ca2+协同激活蛋白激酶C(PKC),同时Ca2+可与CaM(钙调蛋白)结合生成Ca2+-CaM→PKC与Ca2+-CaM共同引起级联反应,进行细胞的应答。

⑶ Ras蛋白信号通路:配体结合RPTK(受体蛋白酪氨酸激酶)→RPTK形成二聚体并自磷酸化→募集SOS到细胞膜→激活Ras→激活Raf(MAPKKK)→激活MAPKK(MAPK激酶)→激活MAPK →MAPK进入细胞核调节转录因子→调节基因表达。

9. 细胞内受体介导的信号转导通路有哪些?简述之。

胞内细胞内受体介导的信号转导通路主要包括:

①甾类激素介导的胞内信号转导通路,其基本过程为信息分子与胞内受体结合,信息分子—受体复合物进入细胞核,作为转录因子识别、结合于特异的DNA序列(激素反应元件),促进特定基因的转录,发挥激素生物学效应。 ②NO的细胞信使作用通路,NO能够跨过细胞质膜扩散到邻近的平滑肌细胞,并将鸟苷酸环化酶激活,该酶催化GTP生成cGMP。cGMP是非常重要的第二信使,可引起肌细胞松弛和血管舒张反应。

10. 蛋白激酶有什么作用?

蛋白激酶是一类磷酸转移酶, 其作用是将ATP 的γ磷酸基转移到底物特定的氨基酸残基上, 使蛋白质磷酸化。蛋白质通过磷酸化-去磷酸化调节功能或活性,进而影响细胞的很多生命过程。

第六章、 细胞内膜系统

1. 内膜系统:是与细胞膜相对而言,位于细胞质内,在结构、功能乃至发生上有一定联系的膜相结构的总称(线

粒体和叶绿体除外),包括内质网、高尔基体、溶酶体、过氧化物酶体、核膜等。

2. 内质网:分布于细胞核周围内质区的网状膜相结构,与蛋白质、脂质等的合成修饰有关。

3. 高尔基体:由数个扁平囊泡堆在一起形成的高度有极性的细胞器,常分布于内质网与细胞膜之间。

4. 信号肽:又称开始转移序列,位于新合成肽链的N端,一般由16~30个氨基酸残基组成,是引导肽链进入内质

网腔的一段序列。

5. 信号识别颗粒(SRP):属于 核糖核蛋白复合物(RNP)的一种,能与信号肽结合,导致蛋白质合成暂停。

6. 溶酶体:是单层膜围绕、内含多种酸性水解酶类的囊泡状细胞器,其主要功能是进行细胞内消化。

7. 初级溶酶体:又称前溶酶体或原溶酶体,是刚刚产生的溶酶体。其呈球形,内含多种酸性水解酶,但没有活性。

8. 次级溶酶体:是正在进行或完成消化作用的溶酶体,内含水解酶和相应的底物,可分为自噬溶酶体和异噬溶酶

体。

9. 残体:又称后溶酶体或三级溶酶体。其已失去酶活性,仅留未消化的残渣,故名。

10. 溶酶体贮积症:一般由于编码溶酶体内水解酶的基因遗传缺陷引起,导致溶酶体的相关酶缺陷或缺乏,使底物

在溶酶体中大量贮积,进而影响细胞功能。例如II型糖原积累病、台-萨氏综合征等。

11. 简述内质网的形态、组成和功能。

①形态与组成

◆约占细胞总膜面积的一半,是封闭的网络系统。

◆分为粗面内质网(RER)和滑面内质网(SER)。

◆粗面内质网呈扁平囊状,排列整齐,有核糖体附着。

◆滑面内质网呈分支管状或小泡状,无核糖体附着。

◆细胞不含纯粹的粗面内质网或滑面内质网,它们分别是内质网连续结构的一部分。

②功能

◆蛋白质合成:主要为分泌蛋白、糖蛋白、溶酶体内蛋白等。

◆蛋白质的修饰与加工:包括糖基化、羟基化、酰基化、二硫键形成等,其中最主要的是糖基化。

◆新生肽链的折叠、组装和运输。

◆其他:如合成磷脂、胆固醇等膜脂、合成甾体类激素、解毒、离子调节等。

12. 简述高尔基体的形态、组成和功能。

①形态与组成

◆是由数个扁平囊泡堆在一起形成的高度有极性的细胞器。常分布于内质网与细胞膜之间,呈弓形或半球形。 ◆凸出的一面对着内质网称为形成面或顺面。凹进的一面对着质膜称为成熟面或反面。顺面和反面都有一些或大或小的运输小泡。

◆高尔基体膜含有大约60%的蛋白和40%的脂类,具有一些和内质网共同的蛋白成分。

◆高尔基体含有多种酶,标志酶为糖基转移酶。

②功能

◆蛋白质的加工:包括糖基化、将多肽水解活化为活性物质等。

◆参与糖类和脂类的合成和修饰。

◆参与细胞分泌活动:将加工好的蛋白质分门别类地送到细胞特定部位或分泌到细胞外。

◆进行膜的转化:内质网上合成的新膜脂转移至高尔基体后,经过修饰和加工,形成运输泡与质膜融合。 ◆参与形成溶酶体。

◆参与植物细胞壁的形成。

13. 溶酶体与过氧化物酶体有什么功能?

①溶酶体

◆细胞内消化:如高等动物内吞低密脂蛋白获得胆固醇,单细胞真核生物利用溶酶体的消化食物。

◆自体吞噬:清除无用的生物大分子,衰老细胞、细胞器、个体发育中多余的细胞等。

◆防御作用(异体吞噬):如巨噬细胞内溶酶体可杀死病原体。

◆参与分泌过程的调节:如将甲状腺球蛋白降解成有活性的甲状腺素。

◆形成精子的顶体。

◆协助器官组织的变态和退化:如蝌蚪尾巴的退化等。

②过氧化物酶体

◆参与氧化多种底物:如脂肪酸的β-氧化。

◆解毒作用:如过氧化氢酶可将酚、甲醛、甲酸和醇等有害物质氧化。饮入的酒精约有一半是在过氧化物酶体中氧化为乙醛的。

◆植物中参与光合作用等。

14. 什么是信号假说?

信号假说阐述了蛋白质如何转移到内质网上合成的机制。具体过程如下:

游离核糖体翻译出信号肽→信号肽与SRP结合→SRP占据核糖体A位,肽链延伸终止→SRP与粗面内质网上的SRP受体结合,使核糖体附着在内质网上→SRP脱离信号肽回到细胞质继续循环→A位占据解除,肽链在内质网上继续合成,同时信号肽引导新生肽链进入内质网腔→信号肽切除→肽链延伸至终止,蛋白质合成结束,核糖体脱离内质网,大小亚基分离,参与核糖体再循环

15. ★简述分泌蛋白合成、转运、加工、分选的途径及机理。

① 合成:始于细胞质内,首先合成信号肽,然后与SRP结合后移至粗面内质网,在信号肽引导下进入内质网腔继续合成,直至合成完毕(详见信号假说)。合成完毕的肽链需要在内质网腔内进行修饰和折叠。修饰包括糖基化、羟基化等。折叠则在分子伴侣等的作用下实现,保证其具有正确的空间结构。

② 转运:有两种途径,一种是以运输囊泡的方式进入高尔基体,进行进一步加工后输出细胞外(最常见)。另一种是以浓缩泡的方式直接通过胞吐作用被排出。

③ 加工:运输囊泡与高尔基体融合后,多肽由顺面进入高尔基体进行加工,主要为糖基化(始于内质网)、水解活化等。

④ 分选:合成加工好的分泌蛋白在高尔基体反面形成分泌泡,与细胞质膜融合后排出。分选的机理是依据蛋白质上各不相同的序列。

第七章、 线粒体

1. 辅酶Q(CoQ):是脂溶性小分子量醌类化合物,通过氧化和还原传递电子。有3种氧化还原形式,即:氧化型

醌(Q),还原型氢醌(QH2)和介于两者之者的自由基半醌(QH)。

2. 呼吸链:指线粒体内膜上一系列有序排列成链状的氢载体和递电子体,具有传递电子和质子的作用。

3. ATP合酶:又称基粒,状如蘑菇,为将呼吸链电子传递中释放的能量用于使ADP磷酸化生成ATP的关键结构。

4. P/O值:每消耗一个氧原子所产生的ATP分子数,它表示氧化磷酸化的效率。

5. 简述线粒体的结构特点和化学组成。

一、结构:光镜下呈粒状或杆状。由外膜、内膜、膜间腔和基质组成。

① 外膜:通透性高,标志酶为单胺氧化酶(MAO)。

② 内膜:位于外膜内侧,包裹线粒体基质。通透性低。内膜向线粒体内室褶入形成嵴,扩大了内膜表面积。

氧化磷酸化的电子传递链和ATP合酶均位于内膜。标志酶为细胞色素C氧化酶。

③ 膜间隙:是内外膜之间的腔隙,宽约6-8nm。标志酶为腺苷酸激酶。

④ 基质:为内膜和嵴包围的空间。含有:

◆ 催化三羧酸循环等一系列生化反应(糖酵解除外)的酶类。标志酶为苹果酸脱氢酶。

◆ 线粒体DNA(mtDNA),及线粒体特有的一套转录和翻译体系。

◆ 电子密度很大的致密颗粒状物质,称为基质颗粒。内含Ca2+、Mg2+、Zn2+等离子。

二、化学组成:线粒体主要由蛋白质和脂类构成。脂类多为磷脂。

6. 什么是线粒体的半自主性?

线粒体是动物细胞核外唯一含有DNA的细胞器,且还具有完整的遗传信息传递和表达系统,能转录和翻译合成自身所需的少量蛋白质。线粒体的转录和翻译系统与细菌有一定的相似之处。故线粒体具有一定的自主性。但由于mtDNA的分子量小,能编码的遗传信息有限,故线粒体内大部分(90%)的蛋白质是由核基因编码的,即线粒体遗传系统受控于细胞核遗传系统。因此线粒体具有的为半自主性。由于半自主性的存在,故线粒体mtDNA突变所引起的疾病具有母系遗传、阈值效应等特点。

7. 试述线粒体的氧化磷酸化的化学渗透假说。

①NADH呼吸链中的三个复合物Ⅰ、Ⅲ、Ⅳ起着质子泵的作用,在传递电子的过程中将H+从线粒体基质跨过内膜泵入膜间隙。

②H+不断从内膜内侧泵至内膜外侧,而又不能自由返回内膜内侧,从而在内膜两侧建立起质子浓度梯度和电位梯度即电化学梯度,也称为质子动力。

③当存在足够的跨膜电化学梯度时,强大的质子流通过嵌在线粒体内膜的ATP合酶返回基质,质子电化学梯度蕴藏的自由能释放,推动ATP的合成。

8. 试述线粒体的能量供应的构象偶联假说。

①ATP酶利用质子动力势,发生构象改变,改变与底物的亲和力,催化ADP与Pi形成ATP。

②F1具有三个催化位点,在特定的时间,三个催化位点的构象不同(L、T、O),与核苷酸的亲和力不同。

③质子通过F0时,引起c亚基构成的环旋转,从而带动γ亚基旋转,由于γ亚基的端部是高度不对称的,它的旋转引起β亚基3个催化位点构象的周期性变化(L、T、O),不断将ADP和Pi加合在一起,形成ATP。

9. ★试述线粒体氧化过程中电子的传递过程,氧化磷酸化偶联的机制。

①线粒体氧化过程中电子的传递过程为沿下图的两条呼吸链:

呼吸链1:NADH将两个电子传给复合体I(NADH脱氢酶,以FMN为核心),再传递给辅酶Q(CoQ)。然后,复合体III(细胞色素C氧化还原酶复合体)将辅酶Q的电子传递给细胞色素C,最后由复合体IV(细胞色素C氧化酶复合体)将细胞色素C的电子传递给O2。

呼吸链2:在复合体II(琥珀酸脱氢酶,以FAD为辅基)的介导下,琥珀酸的两个电子传递给辅酶Q。然后,复合体III(细胞色素C氧化还原酶复合体)将辅酶Q的电子传递给细胞色素C,最后由复合体IV(细胞色素C氧化酶复合体)将细胞色素C的电子传递给O2。

②氧化磷酸化的机制:

1)化学渗透假说

NADH呼吸链中的三个复合物Ⅰ、Ⅲ、Ⅳ起着质子泵的作用,在传递电子的过程中,H+从线粒体基质跨过内膜泵入膜间隙,在内膜两侧建立起H+的电化学梯度,也称为质子动力。当存在足够的跨膜电化学梯度时,强大的H+流通过嵌在线粒体内膜的ATP合酶返回基质,释放蕴藏的自由能,推动ATP的合成,将机械能转化为化学能。

2)构象偶联假说

ATP酶利用质子动力势,发生构象改变,改变与底物的亲和力,催化ADP与Pi形成ATP。质子通过F0时,引起c亚基构成的环旋转,从而带动γ亚基旋转,引起β亚基3个催化位点构象的周期性变化(L、T、O),不断将ADP和Pi加合在一起,形成ATP。

第八章、 细胞骨架

1. 细胞骨架:是细胞内以蛋白质纤维为主要成分的网络结构, 主要维持着细胞的形态结构及内部结构的有序性。

同时在细胞运动、物质运输、能量转换、信息传递、细胞分化等一系列方面起重要作用。

2. 微管:真核细胞内由微管蛋白和微管结合蛋白组装成的中空长管状细胞器,是细胞质骨架系统中的主要成分。

微管蛋白二聚体为其基本单位。

3. 微管结合蛋白:与微管特异性结合并影响其结构和功能的一类微管辅助蛋白。其可提高微管的稳定性、使微管

可以同其他细胞结构交联、在细胞内沿微管转运囊泡和颗粒、促进微管的聚合。

4. 微管组织中心(MTOC):决定微管在生理状态或实验处理解聚后重新装配的结构叫微管组织中心。其决定微管的

极性, 负极(-)指向MTOC, 正极(+)背向MTOC。

5. 分子马达:细胞内有一些蛋白质能够将化学能转变为机械能以进行细胞内的物质运输,这种蛋白分子称为分子

马达。

6. 微丝:又称肌动蛋白纤维,是真核细胞中由肌动蛋白组成的、直径为7nm的纤维。

7. 踏车现象:在体内, 肌动蛋白丝的生长始终在正端。在一定条件下, 当添加到正端的肌动蛋白分子速率正好等

于从负端上失去速率时, 微丝净长度没有改变, 这种过程称为肌动蛋白的踏车现象。

8. 中间纤维(IF):又称10 nm 纤维,它的直径介于微管和微丝之间,为10nm的中空管状。其为三种骨架纤维中

最复杂的一种,具有一个α螺旋的中间杆状区域。功能是在细胞质内形成一个完整的支撑网架系统。

9. 细胞骨架有哪些类型,各自组装有什么特点,各有什么功能?

狭义的细胞骨架指细胞质骨架。由微管、微丝、中间纤维组成。

① 微管:由微管蛋白和微管结合蛋白组成,为细胞质骨架的基本成分。

组装特点:起始点为微管组织中心(MTOC)。

1)体外组装:主要决定于GTP、微管蛋白的浓度、pH值、温度等。如GTP不存在则不会发生体外组装。组装和去组装可同时发生,微管蛋白在不断添加到微管正端(+)的同时,微管负端(-)的微管蛋白会发生解聚。称为踏车运动。

2)体内组装:过程与体外基本相同,但更为复杂。微管在细胞中的组装主要是在γ微管蛋白环形复合体,它位于微管组织中心(MTOC),是集结微管蛋白二聚体的核心,微管从此生长和延长。它与微管的负端结合,而使负端稳定。

功能:

1) 构成细胞内的网状支架,支持和维持细胞的形态。

2) 参与中心粒、纤毛和鞭毛的组成和运动。

3) 参与细胞内物质运输。

4) 维持细胞器的分布和定位。

5) 参与染色体的运动,调节细胞分裂。

② 微丝:普遍存在于真核细胞中由肌动蛋白纤维组成的细丝。

组装特点:主要决定于ATP、肌动蛋白浓度、各种离子浓度等。过程与微管类似,也会出现肌动蛋白在正端组装、在负端解聚。如速度相等,即为踏车现象。

功能:

1) 构成细胞的支架并维持细胞形态。

2) 参与细胞的运动。

3) 参与细胞分裂。

4) 参与肌肉收缩。

5) 参与物质运输和信号传递。

③ 中间纤维:广泛存在于真核细胞内直径为10nm的纤维。

组装特点:中间纤维的装配分成四个过程。首先由2个单体形成螺旋二聚体, 方向一致;第二步是2个二聚体

形成四聚体, 并且是反向平行排列;第三步是2个四聚体衔接在一起, 形成较长的四聚体;第四步是8个四聚体形成一个完整的中空的中间纤维。

功能:

1) 与微丝、微管一起形成完整的网状骨架系统。

2) 为细胞提供机械强度支持。

3) 参与细胞分化、物质运输和信息传递。

10. ★广义的细胞骨架指什么?有什么特点和功能?

广义的细胞骨架包括细胞质骨架、细胞核骨架,甚至还包括细胞膜骨架、细胞外基质及与细胞形态结构的形成和维持有关的成分。具体组成如下:

细胞质骨架:细胞质内以蛋白质纤维为主要成分的网络结构,由微管、微丝、中间纤维等组成。其组装过程中可见踏车现象(中间纤维除外)。功能是主要维持着细胞的形态结构及内部结构的有序性。同时在细胞运动、物质运输、能量转换、信息传递、细胞分裂分化等一系列方面起重要作用。(具体见上题)

细胞核骨架:狭义的核骨架仅指核基质。广义的核骨架包括核纤层、核孔复合体、染色体骨架、核基质、核仁骨架等。其由非组蛋白的纤维蛋白构成。其功能与DNA复制、基因表达及染色体的包装与构建有密切关系。(具体见第九章的25题)

细胞膜骨架、细胞外基质不作要求。

第九章、 细胞核

1. 细胞核:由核膜、染色质、核基质、核仁所组成,有两个主要功能,一是通过遗传物质的复制和细胞分裂, 保

持细胞世代间的连续性; 二是通过基因的选择性表达, 控制细胞的代谢活动, 以适应外界环境。

2. 核膜:又称核被膜,由内、外两层单位膜所组成。

3. 核孔复合物:核孔是以一组蛋白质颗粒以特定的方式排布形成的结构,它可以从核膜上分离出来,被称为核孔复

合物。

4. 核定位信号:引导蛋白质进入细胞核的一段信号序列。

5. 亲核蛋白:在细胞质内合成后,需要或能够进入细胞核内发挥功能的一类蛋白质。

6. 组蛋白:是真核生物染色质中基本的结构蛋白,是一类带正电荷的小分子碱性蛋白,能和DNA中带负电荷的磷

酸基团相互作用。

7. 非组蛋白:染色体上除组蛋白以外的DNA结合蛋白统称为非组蛋白。其与特异DNA序列结合,所以又称序列特

异性DNA结合蛋白。

8. 核小体:一种串珠状结构,由核心颗粒和连结线DNA两部分组成。

9. 着丝粒-动粒复合体:由动粒结构域、中心结构域、配对结构域三个部分组成。

10. 核型:核型是指染色体组在有丝分裂中期的表型, 是染色体数目、大小、形态特征的总和。

11. 染色质:细胞间期细胞核内能被碱性染料染色的物质。主要是由 DNA和蛋白质组成的复合物,同时含有少量的

RNA。

12. 核仁:真核细胞间期核中最明显的结构,主要功能是进行核糖体RNA的合成。

13. 核基质: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。

14. 核纤层:又称核板,为附着在内核膜内表面的纤维状蛋白网。

15. 核体:间期核内除染色质与核仁结构外,在染色质之间的空间还含许多形态上不同的亚核结构域,统称为核体。

16. 活性染色质:具有转录活性的染色质。

17. 简述核膜的结构特点。

核膜又称核被膜,由内、外两层单位膜所组成。

①核外膜:面向基质, 常附有核糖体,有些部位与内质网相连,因此可以看成是内质网膜的一个特化区。 ②核内膜:与外核膜平行排列,在与核质相邻的核膜内表面有核纤层,对内层核膜有支撑作用。

③核周腔:两层核膜之间的空隙,其中充满无定形物质。

18. 简述核孔复合体的结构特点和功能。

①结构:位于核膜的膜孔处,由不同的颗粒状和纤维状物质所组成,可介导细胞核与细胞质之间物质运输的复杂而有规律的结构。

②功能:核质间分子双向选择性交换通道,通过核孔复合体的主动运输亲核蛋白经核定位信号介导入核,而转录产物RNA向胞质输出。

19. 核小体组装染色体有什么特点?

核小体是染色体的基本结构,由组蛋白核心和长约200bp的DNA组成。H2A、H2B、H3、H4组蛋白各两分子形成八聚体,约146bp绕上1.15圈,形成核小体,两核小体之间有约60bp的DNA连接片段。染色质每200bp出现一个核小体。

20. ★简述核仁的结构特点与功能。

结构:由纤维中心、致密纤维组分、颗粒组分构成。

① 纤维中心:被致密纤维包围的圆形结构,主要成分为RNA聚合酶和rRNA。

② 致密纤维组分:呈环形包围纤维中心,由致密纤维组成,是新合成的RNP。

③ 颗粒组分:由直径15-20nm的颗粒组成,是不同阶段加工的RNP。

功能:

①是核中rRNA合成中心。

②是rRNA加工成熟的区域。

③是核糖体大小亚基装配的工厂。

21. ★试述rRNA基因的转录、加工,成熟,转运特点及功能。

① 转录:位于核仁组织区的rDNA是rRNA的转录模板。转录时会形成“圣诞树”样结构的转录单位(rDNA上

多点同时转录),转录时采取受控的级联放大机制。

② 加工:最初合成的为45SrRNA。45SrRNA经RNA酶裂解、加工,形成18s、28s、5.8srRNA。

③ 成熟: 28s、5.8srRNA和核仁外转录并转运入核仁的5srRNA三者再加上蛋白质一起形成大亚基。18srRNA

和蛋白质一起形成小亚基。

④ 转运:大、小亚基分别经核孔复合体转运到细胞质,在胞质内装配成成熟核糖体。

22. 核仁与蛋白质合成有什么关系?

核仁组织区的rDNA是rRNA的转录模板。rRNA在核仁内转录、加工、组装成大、小亚基后经核孔复合体转运到细胞质并在胞质内装配成成熟核糖体。核糖体再翻译合成蛋白质。故核仁是蛋白质合成必不可少的关键部位。

23. 简述核糖体的结构特点和组成。

①含40%的蛋白质、60%的RNA,由两个亚单体构成。

②分为70S和80S两种类型。

③由大小两个亚基构成,只在以mRNA为模板合成蛋白质时才结合在一起,肽链合成终止后,大小亚单位又解离。

④核糖体并不是单独工作的,而是由多个甚至几十个串连在一条mRNA分子上,称多聚核糖体(polyribosome)。

24. 简述核基质的组成。

核基质是间期细胞中除了核被膜、核纤层、染色质与核仁以外的精密的网架系统。其由非组蛋白型的纤维蛋白组成,以3的倍数积聚成不同粗细的纤维。

25. 什么是核骨架?它有什么功能?

核骨架是存在于真核细胞核内真实的结构体系。狭义的核骨架概念仅指核基质,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。广义的核骨架概念包括核纤层、核孔复合体、染色体骨架、核基质、核仁骨架等。其由非组蛋白的纤维蛋白构成。

功能:核骨架与DNA复制、基因表达及染色体的包装与构建有密切关系。

1. 为DNA的复制提供支架。

2. 是基因转录加工的场所。

3. 与染色体构建有关。

第十章、 细胞周期

1.

2.

3.

4.

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6.

7.

8. 细胞增殖:细胞以分裂的方式进行增殖,产生大量子细胞的过程。 染色体中板阵列:有丝分裂中期染色体向赤道面上的运动并整齐排列在赤道板的过程。 有丝分裂:又称为间接分裂,包括核分裂和胞质分裂两个过程,涉及纺锤体形成及染色体变化。 减数分裂:染色体复制一次,细胞连续分裂两次。 无丝分裂:又称直接分裂,不涉及纺锤体形成及染色体变化。 细胞周期:由细胞分裂结束到下一次细胞分裂结束所经历的过程,叫细胞周期。分为4个期:G1、S、G2、M期。 执照因子:存在于细胞中。它在启动DNA复制后马上被降解,从而保证DNA复制只可进行一次。 细胞同步化:在一般培养条件下,群体中的细胞处于不同的细胞周期时相之中。为了研究某一时相细胞的代谢、

增殖、基因表达或凋亡,常需采取一些方法使细胞处于细胞周期的同一时相,这就是细胞同步化技术。

9. MPF:成熟促进因子,其活性升高或降低决定着细胞有丝分裂的进入和退出。

10. 周期蛋白:指细胞周期的调控蛋白,是细胞周期调控的中心。

11. 细胞周期蛋白依赖激酶(CDK):一类富含特征性丝氨酸/苏氨酸,且必需与细胞周期蛋 白结合才具有激酶活

性的蛋白质激酶。其受周期蛋白的激活而得名。

12. 早熟凝集染色质:与M期Hela细胞融合的间期细胞染色体发生凝缩,称为早熟凝集染色体。

13. 促后期蛋白复合体(APC):为泛素连接酶,其将泛素转移到周期蛋白上,介导周期蛋白降解。

14. 降解盒:分裂期周期蛋白N端有一段序列与其降解有关,称降解盒。

15. 试述有丝分裂、减数分裂的过程及其特点。

①有丝分裂:

前期:染色质凝集,核仁解体,核膜破裂,纺锤体形成

中期:染色体可见,最大程度凝集并排列在细胞中央的赤道面形成赤道板

后期:着丝粒打开,姐妹染色单体分离,并在纺锤丝牵引下向细胞两极移动

末期:染色体恢复成染色质,核膜核仁重新形成,子细胞核出现

②减数分裂:

一、前间期:S期明显延长,部分DNA(约0.3%左右)是在合线期合成的。

二、减数第一次分裂:

前期I:1)细线期:已复制染色体细丝状称染色线。

2)偶线期:同源染色体配对形成联会复合体,呈四条染色单体称四分体。

3)粗线期:非姐妹染色单体发生DNA片段互换重组。

4)双线期:联会的同源染色体相互排斥、开始分离、交叉开始端化。

5)终变期:四分体变短,核仁开始消失,核被膜解体。

中期I:染色体排列在细胞中央,形成赤道板

后期I:同源染色体分离向两极移动,移向每一极的染色体数目为细胞内染色体数的一半,每条染色体由两条姐妹

染色单体组成,故DNA含量仍为2n

末期I:染色体到达两极,子核仁核膜出现,胞质分裂形成两个子细胞

三、减数第二次分裂:

可分为前、中、后、末四个四期,与有丝分裂相似。一个精母细胞形成4个精子;一个卵母细胞形成一个卵子及2-3个极体。

16. 细胞周期各时相有哪些主要事件?

① G1期(DNA 合成前期):中心粒开始复制;RNA聚合酶活性快速升高;cAMP、cGMP的合成,氨基酸及糖的

转运迅速进行,三种RNA(rRNA、tRNA、mRNA)大量合成;相关的蛋白质(DNA聚合酶、胸苷激酶等)合成也会显著增加。

② S期(DNA合成期):主要事件就是DNA复制,与DNA合成相关的一些酶类如DNA聚合酶、DNA连接酶、胸甘

酸激酶、核苷酸还原酶等含量和活性显著增高。

③ G2期(DNA合成后期):主要为有丝分裂进行物质和能量的准备,加速合成RNA和有丝分裂相关的结构和功

能蛋白质。中心粒在G2期逐渐长大,并开始向细胞两极分离。

④ M期(分裂期):染色体凝集后发生姐妹染色单体分离,核仁核膜破裂后再重建,胞质中有纺锤体,收缩环

出现,随着两个子核的形成,胞质也一分为二完成细胞分裂。

17. 细胞周期的主要调控因子有哪些?有何特点?

①MPF:成熟促进因子,为周期蛋白的一种。其能诱导早熟凝集染色体产生。表明能促进间期细胞进行分裂。 ②CDC:一系列与细胞分裂有关的基因。

③cyclin:周期蛋白。其不仅起激活CDK的作用,还决定了CDK何时、何处、将何种底物磷酸化,从而推动细胞周期的进程。不同的周期蛋白在细胞周期中表达的时期不同

④CDK:细胞周期蛋白依赖激酶。其为一类富含特征性丝氨酸/苏氨酸,且必需与细胞周期蛋白结合才具有激酶活性的蛋白质激酶。因受周期蛋白的激活而得名。是细胞周期调控网络的核心。

⑤CDKI(CKI):细胞周期蛋白依赖性激酶抑制物。一类在细胞周期各阶段对CDK激酶进行负调控的蛋白。 ⑤ 泛素:普遍存在于真核细胞。经其标记的蛋白质能被蛋白酶体识别并降解,细胞周期中主要负责水解周期

蛋白。

18. 细胞周期检验点有哪些?如何调控?

1、G1/S检验点(DNA损伤检验点):细胞周期中最重要的检验点。主要检查DNA是否损伤、细胞外环境是否适宜、细胞体积是否足够大等。在酵母中称start点,在哺乳动物中称R点。如DNA损伤严重,则经p53依赖途径或p53非依赖途径阻止细胞进入S期。

2、S期检验点(DNA复制检验点):DNA复制是否完整以及是否多次被复制。如复制出现问题,则激活检验点,阻止细胞进入M期。若损伤严重,则启动细胞凋亡程序。

3、G2/M检验点(DNA损伤检验点):此阶段停止进入M期,使细胞有足够时间修复损伤DNA。

4、中-后期检验点(纺锤体组装检验点):又称分裂检验点。其保证中期染色体在赤道板正确排列。如排列出现异常,则细胞周期中断。

19. ★试述细胞周期运转调控的主要过程。

①G1期调控:主要起作用的周期蛋白为cyclinD和cyclinE。其与CDK2、CDK4/6结合,激活cyclin-CDk复合物,启动与DNA复制相关的基因表达,使G1期细胞跨越G1/S检验点。

②S期调控:Cyclin D发生降解,CyclinA-CDK复合物形成,是S期最主要的cyclin-CDK复合物。其能启动DNA复制,并阻止DNA复制再次发生。另外DNA复制起始点的识别是DNA复制调控中的重要事件之一。该过程依赖于复制起始点识别复合体(Orc)识别DNA复制起始位点并与之结合。

③G2期调控:cyclinA、cyclinB与CDK1结合,CDK1使底物蛋白磷酸化,介导染色体凝缩、核膜解体等细胞周期事件。另外cyclinB与CDK1结合构成MPF,MPF在G2期向M期转换中起着关键作用。

④M期调控:主要为CDK的激活。M期CDK的激活起始于分裂期cyclin的积累。当cyclin积累到一定程度时,即可激活CDK。同时CDK的Thr161可被激活成MPF。到了中期MPF的活性达到最高时,即激活促后期蛋白复合体(APC),通过泛素化途径降解cyclinB,完成一个细胞周期。

第十一章、 细胞分化、衰老与死亡

1. 细胞分化:在个体发育过程中,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,产生不同的细胞类群的过程叫细胞分化。

2. 管家基因:是指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性所必需的。如膜蛋白、组蛋白等。

3. 奢侈基因:指组织特异性表达的有关基因,其存在于特定的分化细胞中。如血红蛋白等。

4. 细胞衰老:又称老化,指细胞随着年龄的增加,机能和结构发生退行性变化,趋向死亡的不可逆的现象。

5. “Hayflick”界限:体外培养的细胞是有一定的寿命的。细胞的增殖能力不是无限的,而是具有一定的界限。这就是“Hayflick”界限。

6. 端粒:是染色体末端的一种特殊结构,其DNA由简单的串联重复序列组成,在细胞分裂中不能被DNA聚合酶完全复制,随着细胞分裂的不断进行而逐渐变短。

7. 细胞凋亡:为维持内环境稳定,由基因控制的细胞自主程序性死亡。

8. 什么是细胞分化?影响细胞分化的因素有哪些?

在个体发育过程中,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,产生不同的细胞类群的过程叫细胞分化。影响因素如下:

①细胞的全能性大小:受精卵全能性最高,故最易分化。

②细胞间的相互作用可诱导分化:如胚胎诱导。

③细胞外基质的影响:如干细胞在IV型胶原和层粘连蛋白上分化为上皮细胞。

④激素调节的影响:如昆虫的保幼激素和脱皮激素。

⑤环境的影响:如温度、重力等可影响某些动物的性别分化。

⑥细胞核的作用:核内基因组选择性表达,产生了特异蛋白,进而产生分化。

⑦细胞质作用:细胞质对基因组的影响引导着细胞分化方向的决定。

9. 细胞衰老的分子机制有哪些?

1、 氧化性损伤学说:机体代谢过程中会产生活性氧基团(ROS)。当年龄增长使抗氧化酶活性降低时,ROS累积

过多,便会损伤细胞,导致衰老。根据衰老自由基理论,清除ROS就可以延长寿命。

2、 端粒钟学说:端粒是染色体末端的一种特殊结构。随着细胞的分裂,端粒不断缩短,当端粒缩短长度达一

定阈值时,细胞进入衰老。该过程可由端粒酶对抗。

3、 rDNA与衰老:细胞衰老的步伐由rDNA的变化决定。异常的染色体外rDNA环(ERC)会随着细胞分裂不断累

积,当累积到500-1000份时,细胞进入衰老。

4、 衰老基因学说:子女的寿命与双亲的寿命有关,由遗传基因决定。

除此之外还有沉默信息调节蛋白复合物与衰老、SGSI基因、ERN基因与衰老、发育程序与衰老、线粒体DNA与衰老等学说从不同角度阐明细胞衰老的分子机制。

10. 凋亡细胞有什么特点?参与细胞凋亡的基因有哪些?

程序化细胞死亡是一个动态过程,具有明显的形态学特征:

①细胞质脱水皱缩,细胞器发生不同程度改变。

②细胞核内染色质聚集、分块。

③细胞膜表面蛋白质发生变化,并皱缩内陷,分隔包裹胞质。细胞变圆。

④凋亡小体形成:细胞凋亡的特征性形态学改变。

最终凋亡的细胞被周围细胞或单核细胞吞噬,不发生炎症反应。

与细胞增殖有关的原癌基因和抑癌基因都参于对细胞凋亡的凋控。具体如下:

①c-myc:对增殖和凋亡的调节是一样的。当生长因子存在,bcl-2基因表达时,促进细胞增殖,反之促进细胞凋亡。

②bcl-2:为细胞凋亡抑制基因。

③Fas:Fas蛋白与Fas配体组成Fas系统,二者的结合导致靶细胞走向凋亡。

④p53基因:其激活可促进细胞凋亡,为清除DNA损伤严重细胞的主要机制。

⑤Caspase(ICE蛋白酶家族):参与Fas诱导的细胞凋亡。

细胞生物学

(注:标注★的为答疑ppt最后一页的题,据说很可能出大题)

第一章、 绪论

1. 细胞生物学:研究细胞基本生命活动规律的科学,其在不同层次(显微、超微和分子水平)上以研究细胞结构、功能和生活史为主要内容,核心问题是将遗传与发育在细胞水平上结合起来

2. 细胞:是由膜包围着含有细胞核(或拟核)的原生质所组成,是生物体的结构、功能和生命活动的基本单位,是生物体个体发育和系统发育的基础。

3. 细胞学说:Schwann提出,有机体由细胞构成;细胞是构成有机体的基本单位。基本内容:细胞是有机体,一切动植物都由细胞发育而来,并由细胞及其产物构成。每个细胞作为一个相对独立的单位,既有它自己的生命,又对与其他细胞共同构成的整体的生命有所助益。新的细胞可由老的细胞繁殖产生。

4. 人类基因组计划:由美国科学家于1985年率先提出,于1990年正式启动的。按照这个计划设想,要把人体内约10万个基因的密码全部解开,同时绘制出人类基因的谱图。

5. 简述细胞生物学发展史上的主要事件。

细胞生物学的历史大致可以划分为四个主要的阶段:

• 第一阶段:细胞的发现,16世纪末-19世纪30年代。

• 第二阶段:细胞学说提出,19世纪30年代-20世纪中期。

• 第三阶段:超微结构研究,20世纪30年代-70年代。

• 第四阶段:分子细胞生物学,20世纪70年代分子克隆技术出现以来

其中

1665 Hooke 命名细胞

1838 Schwann 细胞学说

1866 mendel 遗传分离定律和自由组合定律

1953 Watson & Crick DNA双螺旋模型

1975 Milstein & Kohler 单克隆抗体

1983 Mullis PCR仪器

详见课本P1-P5的表格,诸位看官自己看吧(太多了……)

第二章、 细胞生物学研究方法

1.

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5.

6. 分辨力:又称分辨本领,指将临近两点清晰区分辨认的能力,即分辨物体最小间隔的能力。 原代培养:即培养直接来自动物机体的细胞群。 细胞株:从原代培养细胞群中筛选出具有特定性质或标志的细胞群 细胞系:从肿瘤组织培养建立的细胞群或培养过程中发生突变或转化的细胞,可无限繁殖。 克隆:亦称无性系。由同一个祖先细胞通过有丝分裂产生的遗传性状一致的细胞群。 简述光学显微镜(正置、倒置、荧光)、电子显微镜(扫描、透射)的成像原理。

正置光学显微镜:来自光源的光线经物镜汇聚第一次成像,这个物像又会通过目镜进一步放大,最终在我们眼睛的视网膜上形成实像。

倒置显微镜:物镜与照明系统颠倒,前者在载物台之下,后者在载物台之上,用于观察培养的活细胞,通常具有相差物镜,有的还具有荧光装置。

荧光显微镜:光源为紫外线,波长较短,分辨力高于普通显微镜;有两个特殊的滤光片;照明方式通常为落射式。

电镜:在一个高真空的系统中,由电子枪发射电子束,照射观察的样品产生效应信号,经电子透镜聚焦放大,最后在荧光屏上显示出放大的图像的显微镜。

透射电镜:主要用于观察细胞内部的细微结构,分辨力0.2nm,放大倍数可达百万倍,可对细胞内所包含的病毒,甚至蛋白质、核酸等大分子结构进行研究

扫描电镜:扫描电镜的分辨率较透射电镜低,一般在6~10nm,但其形成的图像具有立体感,可从不同的角度观察样品(由于样品可以在样品室内水平移动和转动),另外还具有样本制备比较简便、周期短的特点。

7. 简述电镜标本的制备方法。

在透射电镜的样品制备方法中,超薄切片技术是最基本、最常用的制备技术。超薄切片的制作过程基本上和石蜡切片相似,需要经过取材、固定、脱水、浸透、包埋聚合、切片及染色等步骤。

取材:尽可能保持生活状态,避免损伤。

固定:戊二醛和四氧化饿。

脱水:电镜不能观察含水的标本。

包埋:环氧树脂

切片:超薄,50-100nm

染色:醋酸铀,枸橼酸铅。

8. 激光共聚焦显微镜的原理是什么?

LSCM的基本原理就是共聚焦成像,所谓共聚焦是指物镜和聚光镜相互共焦点,即两者同时聚焦到一个点,保证了只有从标本焦平面发出的光线聚焦成像,焦平面以外的漫射光不参加成像,这样大大提高了分辨率,使图像异常清晰。

9. 流式细胞仪工作原理是什么?

包在鞘液中的细胞通过高频振荡控制的喷嘴,形成包含单个细胞的液滴,在激光束的照射下,这些细胞发出散射光和荧光,经探测器检测,转换为电信号,送入计算机处理,输出统计结果,并可根据这些性质分选出高纯度的细胞亚群,分离纯度可达99%。包被细胞的液流称为鞘液,所用仪器称为流式细胞计

10. 免疫组化的原理是什么?

把组织中的特异分子作为抗原,用各种在显微镜下可见的标记物标记特异抗体或标记抗原抗体复合物,使特异的免疫化学反应具有可见性,从而间接地显示抗原,达到在细胞或细胞器水平定位特异分子的目的。

第三章、 细胞膜与细胞外被

1. 细胞质膜:是指包围在细胞表面的一层极薄的膜,主要由膜脂和膜蛋白所组成。质膜的基本作用是维护细胞内

微环境的相对稳定,并参与同外界环境不断进行物质交换、能量和信息传递。另外,在细胞的生存、生长、分裂、分化中起重要作用。

2. 生物膜:质膜和细胞内膜在起源、结构和化学组成的等方面具有相似性,总称为生物膜,生物膜是细胞进行生

命活动的重要物质基础。

3. 膜骨架:位于细胞质膜下约0.2μm厚的溶胶层,是质膜下纤维蛋白组成的网架结构,其作用是维持质膜的形状

并协助质膜完成多种生理功能。

4. 脂质体:是一种人工膜,为了避免双分子层两端疏水尾部与水接触,脂质分子聚集成双分子层后游离端自我闭

合形成一种中空结构,叫脂质体,它可作为研究生物膜功能的载体。

5. 细胞外被:动物细胞表面的一层富含糖类物质的结构,称为细胞外被或糖萼。

6. 桥粒:相邻细胞的桥粒连接称为桥粒,是由中间纤维参与的锚定连接。桥粒连接通常存在于上皮细胞粘着带的

下方,其主要功能是维持组织机构的完整性。而半桥粒是细胞与基底膜之间的桥粒连接。

7. 脂筏:分布在生物膜的脂质双分子层外层、富含胆固醇和鞘磷脂的微结构域。

8. 简述流动镶嵌模型的内容。

膜的双分子层具有液晶态的特性。它既具有晶体的分子排列的有序性,又有液体的流动性。蛋白质分子以各种形式与脂双分子层相结合,有的附在内外表面,有的全部或部分嵌入膜中,有的贯穿膜的全层,这些大多是功能蛋白。糖类附在膜的外表面,与膜层的脂质、蛋白质的亲水端结合, 构成糖脂和糖蛋白。它是一种动态的、不对称的、具有流动性的结构。

9. 生物膜的特性有哪些?

⑴质膜的流动性,包括膜脂和蛋白质的运动

⑵膜的不对称性:指质膜内外两层的组分和功能的差异,包括膜脂分布的不对称性和膜蛋白的不对称性。 ⑶脂筏:富含胆固醇和鞘磷脂的微结构域。

10. 生物膜的功能有哪些?

①为细胞的生命活动提供相对稳定的内环境;

②选择性的物质运输,包括代谢底物的输入与代排出;

③提供细胞识别位点,并完成细胞内外信息的跨

④为多种酶提供结合位点,使酶促反应高效而有行;

⑤介导细胞与细胞、细胞与基质之间的连接;

⑥参与形成具有不同功能的细胞表面特化结构。

11. 红细胞的膜骨架的特点有哪些?(了解)

红细胞膜骨架的构成:

①血影蛋白四聚体游离端与短肌动蛋白纤维(约13~15 单体)相连,形成血影蛋白网络。通过两个锚定点固定在质膜下方:

◆通过带4.1蛋白与血型糖蛋白连结;

◆通过锚蛋白与带3蛋白相连。

②这一骨架系统赋与了红细胞质膜的刚性与韧性,得以几百万次地通过比它直径还小的微血管、动脉、静脉。

12. 简述细胞连接的方式、特点及功能。

①紧密封闭连接

特点:主要见于体内管腔及腺体上皮细胞近管腔面的顶端,呈带状环绕细胞,在紧密连接处,两相邻细胞膜并非大片区域紧密连接,而是以断续的点连在一起,点状接触部位没有缝隙,未接触尚有10-15nm的细胞间隙。封闭索是紧密连接的特征性标志,不同上皮细胞间的紧密连接由层数不等的封闭索构成,层数越多,封闭作用越强。

功能:紧密连接不仅能使细胞连接在一起,加固组织,还能起封闭细胞间隙的作用,阻止物质从细胞之间通过,保证转运活动的方向性,保证了机体内环境的稳定,但紧密连接不是绝对的封闭,对小分子物质有一定的通透性。另外,紧密连接还可构成上皮细胞膜脂和膜蛋白侧向扩散的屏障,维持上皮细胞的极性。

②锚定连接,根据参与的细胞骨架类型和锚定部位及形态的不同可分为黏着连接(亦称中间连接)和桥粒连接。

黏着连接:细胞与细胞之间形成黏着带—带状桥粒如上皮层细胞常在紧密连接下方形成粘着带,膜的胞质面有张力微丝束平行环绕细胞膜,通过粘着斑蛋白与粘连素蛋白相连,延伸形成跨膜网架,使相邻细胞的跨膜糖蛋白相互粘连。细胞与细胞外基质形成粘着斑。

桥粒连接:由角蛋白纤维、胞质斑和跨膜连接糖蛋白组成,存在于上皮细胞粘合带下方和基侧面。而半桥粒是上皮基底层细胞与基底膜之间的连接装置。

功能:桥粒主要功能是维持组织结构的完整性。而半桥粒的主要作用是将上皮细胞与其下方的基底膜连接在一起,防止机械力造成上皮与下方组织的剥离。

③缝隙连接,亦称通讯连接

3特点:缝隙连接由六个连接蛋白环形排列围成的连接子构成的连接通道,允许分子小于10分子如无机盐、糖、

氨基酸和维生素等通过,而蛋白质、核酸和多糖等大分子不能通过。

功能:①协调细胞间活动的一致性:在心肌细胞中,它的活动具有全或无的想象,细胞间收缩功能的协调是通

过间隙连接来完成的。

②参与信息的传递及神经冲动的传导:在一些细胞中,由于间隙连接对细胞内第二信使如钙离子的通透

性,它能介导细胞间的信息传递。

③参与细胞的分化生长与发育。

13. 简述胞外基质的主要成分、特点及生物学功能。

细胞外基质的主要成分有两类:多糖类、纤维蛋白类和非胶原糖蛋白类。

①多糖类:

1)氨基聚糖:为重复二糖单位(氨基己糖和糖醛酸)构成的直链多糖。有透明质酸、肝素、硫酸软骨素、角质素等。其中透明质酸分子量最大,也最为主要。透明质酸由5000~10000个重复二糖组成,含大量亲水基团,1个分子可以占据1000倍于自身分子的空间。

2)蛋白聚糖:由一条核心蛋白质与硫酸氨基聚糖共价结合形成的含糖量极高的糖蛋白。特点为分子量巨大,分布广泛,具有多态性。

氨基聚糖和蛋白聚糖的功能:

◆使组织具有弹性和抗压性。

◆对物质转运有选择渗透性。

◆角膜中的蛋白聚糖具有透光性。

◆氨基聚糖具有抗凝血作用。

◆细胞表面的蛋白聚糖具有传递信息的作用。

◆氨基聚糖与蛋白聚糖的变化与组织老化有关。

②纤维蛋白类:

1)胶原:由三条α螺旋肽链组成,富含脯氨酸和赖氨酸。是细胞外基质中含量最丰富的纤维蛋白家族。分为I、II、III、IV型。I型胶原主要分布在皮肤;II型胶原主要在软骨、皮肤中;III型胶原主要分布在血管组织;IV型胶原仅存在于基底膜中。

胶原的功能:

◆胶原在不同的组织中行使不同的功能,构成细胞外基质的骨架结构,赋予组织刚性及抗张力作用。

◆影响细胞的形态和运动。

◆具有刺激细胞增殖和诱导细胞分化的功能。

◆与生物发育有关。

2)弹性蛋白:一种高度疏水性蛋白,由750个氨基酸残基构成的两种短肽交替排列而成。为组成细胞外基质中弹性纤维网络的主要成分。

弹性蛋白的功能:

◆是动脉中含量最高的细胞外基质蛋白。

◆维持皮肤韧性,防止组织和皮肤撕裂。

③非胶原糖蛋白类:

纤连蛋白:分布最广泛的细胞外基质非胶原糖蛋白。在调节细胞粘附等方面发挥重要作用。

层黏连蛋白:胚胎发育中出现最早的细胞外基质成分。为构成基底膜的重要成分之一,且在胚胎发育中发挥重要作用。

④细胞外基质的生物学作用总结:

◆影响细胞的存活和死亡。

◆决定细胞的形状。

◆调节细胞的增殖。

◆控制细胞的分化。

◆参与细胞的迁移。

第四章、 物质跨膜运输

1. 简单扩散:一种最简单的物质跨膜运输方式,由物质浓度高的一侧向浓度低的一侧自由运动,也称自由扩散。

这种物质转运方式不需要跨膜运输蛋白的协助,也不需要耗能。

2. 协助扩散:也称易化扩散,由物质浓度高的一侧向浓度低的一侧运动,不耗能但必须依赖转运蛋白协助的物质

运输方式。

3. 主动运输:是指膜内外的物质由低浓度一侧向高浓度一侧逆向运输的过程,主动运输需要借组载体蛋并消耗能

量才能完成。

4. 协同运输:是一类靠间接提供能量完成的主动运输方式,物质跨膜运动所需要的能量来自膜两侧离子的电化学

浓度梯度,而维持这种电化学势的是钠钾泵或质子泵。根据物质运输方向与离子沿浓度梯度的转移方向,协同运输又可分为:同向协同与反向协同。

5. 举例说明细胞运输的类型及其特点。

⑴脂溶性物质如醇、苯、甾类激素以及水、二氧化碳、氧气和一氧化氮等通过简单扩散穿过细胞膜。其特点为:①沿浓度梯度(或电化学梯度)扩散;②不需要提供能量;③没有膜蛋白的协助。

⑵某些带电离子和一些非脂溶性物质如葡萄糖等跨膜运输需要依靠载体蛋白的协助穿过细胞膜,其特点为:①比自由扩散转运速率高;②运输速率同物质浓度成非线性关系;③特异性;饱和性。

⑶钠、钾离子的跨膜运输需要依靠钠钾泵的作用才能实现,维持胞内低钙状态需要钙离子泵,这些都属于主动运输,

其特点为:①逆浓度梯度(逆化学梯度)运输;②需要能量;③都有载体蛋白。

⑷同向协同:小肠细胞对葡萄糖的吸收伴随着Na+的进入;反向协同:动物细胞常通过Na+/H+反向协同运输的方式来转运H+,以调节细胞内的PH值。协同运输的特点为:需要能量,但能量来自膜两侧离子的电化学浓度梯度,而维持这种电化学势的是钠钾泵或质子泵。其特点为:①伴随着膜的运动,膜本身结构发生融合、重组和位移②与主动运输一样,需要能量供应。

⑸分泌蛋白的泌出是通过胞吐作用实现,巨噬细胞吞噬细菌是通过胞吞作用实现的。

第五章、 细胞信号转导

1. 细胞通讯:细胞间或细胞内通过高度精确和高效地发送与接收信息的通讯机制,对环境作出综合反应的细胞行

为。

2. 信号转导:指外界信号(如光、电、化学分子)与细胞细胞表面受体作用,通过影响胞内信使的水平变化,进

而引起细胞应答反应的一系列过程。

3. 受体:指任何能够同激素、神经递质、药物或细胞内的信号分子结合并能引起细胞功能变化的生物大分子,通

常是指位于细胞膜表面或细胞内与信号分子结合的蛋白质。

4. 配体:指在细胞通讯中起信号分子作用的物质。

5. 离子通道型受体:自身为离子通道,即配体门通道。主要存在于神经、肌肉等可兴奋细胞,其信号分子为神经

递质。神经递质通过与受体的结合而改变通道蛋白的构象,导致离子通道的开启或关闭,改变质膜的离子通透性,在瞬间将胞外化学信号转换为电信号,继而改变突触后细胞的兴奋性。

6. 酶耦联型受体:分为两类,其一是本身具有激酶活性,如肽类生长因子(EGF,PDGF ,CSF 等)受体;其二是

本身没有酶活性,但可以连接非受体酪氨酸激酶,如细胞因子受体超家族。这类受体的共同特点为①通常为单次跨膜蛋白;②接受配体后发生二聚化而激活,起动其下游信号转导。

7. 什么是受体?它有哪些类型?

受体指任何能够同激素、神经递质、药物或细胞内的信号分子结合并能引起细胞功能变化的生物大分子,通常是指位于细胞膜表面或细胞内与信号分子结合的蛋白质。

受体类型:

①位于细胞质膜上的表面受体,包括酶耦联型受体、离子通道型受体和G 蛋白耦联型受体三种类型。

②位于胞质、核基质中细胞内受体,主要是同脂溶性的小信号分子作用。

8. 细胞表面受体介导的信号转导通路有哪些?简述之。

细胞表面受体介导的信号转导通路:(课本P189—P196)

①cAMP—蛋白激酶A 途径

②Ca2+—依赖性蛋白激酶途径

③cGMP—蛋白激酶途径

④酪氨酸蛋白激酶途径

⑤Notch信号转导通路

⑥TGF—信号转导通路

⑦核因子B途径

★以下为重点途径:

⑴cAMP信号通路:激素结合G蛋白耦联受体→激活G蛋白→激活腺苷酸环化酶→生成cAMP→激活依赖cAMP的蛋白激酶A→催化底物靶蛋白磷酸化→调节基因转录

⑵IP3信号通路:膜受体与信号分子结合→激活膜上的Gp蛋白→Gp蛋白激活磷脂酶C(PLC)→PLC将膜上的磷脂酰肌醇4,5-二磷酸(PIP2)分解,生成两个细胞内的第二信使:DAG和IP3→IP3与内质网和肌浆网受体结合开放Ca2+通道→胞内Ca2+增加→DAG与Ca2+协同激活蛋白激酶C(PKC),同时Ca2+可与CaM(钙调蛋白)结合生成Ca2+-CaM→PKC与Ca2+-CaM共同引起级联反应,进行细胞的应答。

⑶ Ras蛋白信号通路:配体结合RPTK(受体蛋白酪氨酸激酶)→RPTK形成二聚体并自磷酸化→募集SOS到细胞膜→激活Ras→激活Raf(MAPKKK)→激活MAPKK(MAPK激酶)→激活MAPK →MAPK进入细胞核调节转录因子→调节基因表达。

9. 细胞内受体介导的信号转导通路有哪些?简述之。

胞内细胞内受体介导的信号转导通路主要包括:

①甾类激素介导的胞内信号转导通路,其基本过程为信息分子与胞内受体结合,信息分子—受体复合物进入细胞核,作为转录因子识别、结合于特异的DNA序列(激素反应元件),促进特定基因的转录,发挥激素生物学效应。 ②NO的细胞信使作用通路,NO能够跨过细胞质膜扩散到邻近的平滑肌细胞,并将鸟苷酸环化酶激活,该酶催化GTP生成cGMP。cGMP是非常重要的第二信使,可引起肌细胞松弛和血管舒张反应。

10. 蛋白激酶有什么作用?

蛋白激酶是一类磷酸转移酶, 其作用是将ATP 的γ磷酸基转移到底物特定的氨基酸残基上, 使蛋白质磷酸化。蛋白质通过磷酸化-去磷酸化调节功能或活性,进而影响细胞的很多生命过程。

第六章、 细胞内膜系统

1. 内膜系统:是与细胞膜相对而言,位于细胞质内,在结构、功能乃至发生上有一定联系的膜相结构的总称(线

粒体和叶绿体除外),包括内质网、高尔基体、溶酶体、过氧化物酶体、核膜等。

2. 内质网:分布于细胞核周围内质区的网状膜相结构,与蛋白质、脂质等的合成修饰有关。

3. 高尔基体:由数个扁平囊泡堆在一起形成的高度有极性的细胞器,常分布于内质网与细胞膜之间。

4. 信号肽:又称开始转移序列,位于新合成肽链的N端,一般由16~30个氨基酸残基组成,是引导肽链进入内质

网腔的一段序列。

5. 信号识别颗粒(SRP):属于 核糖核蛋白复合物(RNP)的一种,能与信号肽结合,导致蛋白质合成暂停。

6. 溶酶体:是单层膜围绕、内含多种酸性水解酶类的囊泡状细胞器,其主要功能是进行细胞内消化。

7. 初级溶酶体:又称前溶酶体或原溶酶体,是刚刚产生的溶酶体。其呈球形,内含多种酸性水解酶,但没有活性。

8. 次级溶酶体:是正在进行或完成消化作用的溶酶体,内含水解酶和相应的底物,可分为自噬溶酶体和异噬溶酶

体。

9. 残体:又称后溶酶体或三级溶酶体。其已失去酶活性,仅留未消化的残渣,故名。

10. 溶酶体贮积症:一般由于编码溶酶体内水解酶的基因遗传缺陷引起,导致溶酶体的相关酶缺陷或缺乏,使底物

在溶酶体中大量贮积,进而影响细胞功能。例如II型糖原积累病、台-萨氏综合征等。

11. 简述内质网的形态、组成和功能。

①形态与组成

◆约占细胞总膜面积的一半,是封闭的网络系统。

◆分为粗面内质网(RER)和滑面内质网(SER)。

◆粗面内质网呈扁平囊状,排列整齐,有核糖体附着。

◆滑面内质网呈分支管状或小泡状,无核糖体附着。

◆细胞不含纯粹的粗面内质网或滑面内质网,它们分别是内质网连续结构的一部分。

②功能

◆蛋白质合成:主要为分泌蛋白、糖蛋白、溶酶体内蛋白等。

◆蛋白质的修饰与加工:包括糖基化、羟基化、酰基化、二硫键形成等,其中最主要的是糖基化。

◆新生肽链的折叠、组装和运输。

◆其他:如合成磷脂、胆固醇等膜脂、合成甾体类激素、解毒、离子调节等。

12. 简述高尔基体的形态、组成和功能。

①形态与组成

◆是由数个扁平囊泡堆在一起形成的高度有极性的细胞器。常分布于内质网与细胞膜之间,呈弓形或半球形。 ◆凸出的一面对着内质网称为形成面或顺面。凹进的一面对着质膜称为成熟面或反面。顺面和反面都有一些或大或小的运输小泡。

◆高尔基体膜含有大约60%的蛋白和40%的脂类,具有一些和内质网共同的蛋白成分。

◆高尔基体含有多种酶,标志酶为糖基转移酶。

②功能

◆蛋白质的加工:包括糖基化、将多肽水解活化为活性物质等。

◆参与糖类和脂类的合成和修饰。

◆参与细胞分泌活动:将加工好的蛋白质分门别类地送到细胞特定部位或分泌到细胞外。

◆进行膜的转化:内质网上合成的新膜脂转移至高尔基体后,经过修饰和加工,形成运输泡与质膜融合。 ◆参与形成溶酶体。

◆参与植物细胞壁的形成。

13. 溶酶体与过氧化物酶体有什么功能?

①溶酶体

◆细胞内消化:如高等动物内吞低密脂蛋白获得胆固醇,单细胞真核生物利用溶酶体的消化食物。

◆自体吞噬:清除无用的生物大分子,衰老细胞、细胞器、个体发育中多余的细胞等。

◆防御作用(异体吞噬):如巨噬细胞内溶酶体可杀死病原体。

◆参与分泌过程的调节:如将甲状腺球蛋白降解成有活性的甲状腺素。

◆形成精子的顶体。

◆协助器官组织的变态和退化:如蝌蚪尾巴的退化等。

②过氧化物酶体

◆参与氧化多种底物:如脂肪酸的β-氧化。

◆解毒作用:如过氧化氢酶可将酚、甲醛、甲酸和醇等有害物质氧化。饮入的酒精约有一半是在过氧化物酶体中氧化为乙醛的。

◆植物中参与光合作用等。

14. 什么是信号假说?

信号假说阐述了蛋白质如何转移到内质网上合成的机制。具体过程如下:

游离核糖体翻译出信号肽→信号肽与SRP结合→SRP占据核糖体A位,肽链延伸终止→SRP与粗面内质网上的SRP受体结合,使核糖体附着在内质网上→SRP脱离信号肽回到细胞质继续循环→A位占据解除,肽链在内质网上继续合成,同时信号肽引导新生肽链进入内质网腔→信号肽切除→肽链延伸至终止,蛋白质合成结束,核糖体脱离内质网,大小亚基分离,参与核糖体再循环

15. ★简述分泌蛋白合成、转运、加工、分选的途径及机理。

① 合成:始于细胞质内,首先合成信号肽,然后与SRP结合后移至粗面内质网,在信号肽引导下进入内质网腔继续合成,直至合成完毕(详见信号假说)。合成完毕的肽链需要在内质网腔内进行修饰和折叠。修饰包括糖基化、羟基化等。折叠则在分子伴侣等的作用下实现,保证其具有正确的空间结构。

② 转运:有两种途径,一种是以运输囊泡的方式进入高尔基体,进行进一步加工后输出细胞外(最常见)。另一种是以浓缩泡的方式直接通过胞吐作用被排出。

③ 加工:运输囊泡与高尔基体融合后,多肽由顺面进入高尔基体进行加工,主要为糖基化(始于内质网)、水解活化等。

④ 分选:合成加工好的分泌蛋白在高尔基体反面形成分泌泡,与细胞质膜融合后排出。分选的机理是依据蛋白质上各不相同的序列。

第七章、 线粒体

1. 辅酶Q(CoQ):是脂溶性小分子量醌类化合物,通过氧化和还原传递电子。有3种氧化还原形式,即:氧化型

醌(Q),还原型氢醌(QH2)和介于两者之者的自由基半醌(QH)。

2. 呼吸链:指线粒体内膜上一系列有序排列成链状的氢载体和递电子体,具有传递电子和质子的作用。

3. ATP合酶:又称基粒,状如蘑菇,为将呼吸链电子传递中释放的能量用于使ADP磷酸化生成ATP的关键结构。

4. P/O值:每消耗一个氧原子所产生的ATP分子数,它表示氧化磷酸化的效率。

5. 简述线粒体的结构特点和化学组成。

一、结构:光镜下呈粒状或杆状。由外膜、内膜、膜间腔和基质组成。

① 外膜:通透性高,标志酶为单胺氧化酶(MAO)。

② 内膜:位于外膜内侧,包裹线粒体基质。通透性低。内膜向线粒体内室褶入形成嵴,扩大了内膜表面积。

氧化磷酸化的电子传递链和ATP合酶均位于内膜。标志酶为细胞色素C氧化酶。

③ 膜间隙:是内外膜之间的腔隙,宽约6-8nm。标志酶为腺苷酸激酶。

④ 基质:为内膜和嵴包围的空间。含有:

◆ 催化三羧酸循环等一系列生化反应(糖酵解除外)的酶类。标志酶为苹果酸脱氢酶。

◆ 线粒体DNA(mtDNA),及线粒体特有的一套转录和翻译体系。

◆ 电子密度很大的致密颗粒状物质,称为基质颗粒。内含Ca2+、Mg2+、Zn2+等离子。

二、化学组成:线粒体主要由蛋白质和脂类构成。脂类多为磷脂。

6. 什么是线粒体的半自主性?

线粒体是动物细胞核外唯一含有DNA的细胞器,且还具有完整的遗传信息传递和表达系统,能转录和翻译合成自身所需的少量蛋白质。线粒体的转录和翻译系统与细菌有一定的相似之处。故线粒体具有一定的自主性。但由于mtDNA的分子量小,能编码的遗传信息有限,故线粒体内大部分(90%)的蛋白质是由核基因编码的,即线粒体遗传系统受控于细胞核遗传系统。因此线粒体具有的为半自主性。由于半自主性的存在,故线粒体mtDNA突变所引起的疾病具有母系遗传、阈值效应等特点。

7. 试述线粒体的氧化磷酸化的化学渗透假说。

①NADH呼吸链中的三个复合物Ⅰ、Ⅲ、Ⅳ起着质子泵的作用,在传递电子的过程中将H+从线粒体基质跨过内膜泵入膜间隙。

②H+不断从内膜内侧泵至内膜外侧,而又不能自由返回内膜内侧,从而在内膜两侧建立起质子浓度梯度和电位梯度即电化学梯度,也称为质子动力。

③当存在足够的跨膜电化学梯度时,强大的质子流通过嵌在线粒体内膜的ATP合酶返回基质,质子电化学梯度蕴藏的自由能释放,推动ATP的合成。

8. 试述线粒体的能量供应的构象偶联假说。

①ATP酶利用质子动力势,发生构象改变,改变与底物的亲和力,催化ADP与Pi形成ATP。

②F1具有三个催化位点,在特定的时间,三个催化位点的构象不同(L、T、O),与核苷酸的亲和力不同。

③质子通过F0时,引起c亚基构成的环旋转,从而带动γ亚基旋转,由于γ亚基的端部是高度不对称的,它的旋转引起β亚基3个催化位点构象的周期性变化(L、T、O),不断将ADP和Pi加合在一起,形成ATP。

9. ★试述线粒体氧化过程中电子的传递过程,氧化磷酸化偶联的机制。

①线粒体氧化过程中电子的传递过程为沿下图的两条呼吸链:

呼吸链1:NADH将两个电子传给复合体I(NADH脱氢酶,以FMN为核心),再传递给辅酶Q(CoQ)。然后,复合体III(细胞色素C氧化还原酶复合体)将辅酶Q的电子传递给细胞色素C,最后由复合体IV(细胞色素C氧化酶复合体)将细胞色素C的电子传递给O2。

呼吸链2:在复合体II(琥珀酸脱氢酶,以FAD为辅基)的介导下,琥珀酸的两个电子传递给辅酶Q。然后,复合体III(细胞色素C氧化还原酶复合体)将辅酶Q的电子传递给细胞色素C,最后由复合体IV(细胞色素C氧化酶复合体)将细胞色素C的电子传递给O2。

②氧化磷酸化的机制:

1)化学渗透假说

NADH呼吸链中的三个复合物Ⅰ、Ⅲ、Ⅳ起着质子泵的作用,在传递电子的过程中,H+从线粒体基质跨过内膜泵入膜间隙,在内膜两侧建立起H+的电化学梯度,也称为质子动力。当存在足够的跨膜电化学梯度时,强大的H+流通过嵌在线粒体内膜的ATP合酶返回基质,释放蕴藏的自由能,推动ATP的合成,将机械能转化为化学能。

2)构象偶联假说

ATP酶利用质子动力势,发生构象改变,改变与底物的亲和力,催化ADP与Pi形成ATP。质子通过F0时,引起c亚基构成的环旋转,从而带动γ亚基旋转,引起β亚基3个催化位点构象的周期性变化(L、T、O),不断将ADP和Pi加合在一起,形成ATP。

第八章、 细胞骨架

1. 细胞骨架:是细胞内以蛋白质纤维为主要成分的网络结构, 主要维持着细胞的形态结构及内部结构的有序性。

同时在细胞运动、物质运输、能量转换、信息传递、细胞分化等一系列方面起重要作用。

2. 微管:真核细胞内由微管蛋白和微管结合蛋白组装成的中空长管状细胞器,是细胞质骨架系统中的主要成分。

微管蛋白二聚体为其基本单位。

3. 微管结合蛋白:与微管特异性结合并影响其结构和功能的一类微管辅助蛋白。其可提高微管的稳定性、使微管

可以同其他细胞结构交联、在细胞内沿微管转运囊泡和颗粒、促进微管的聚合。

4. 微管组织中心(MTOC):决定微管在生理状态或实验处理解聚后重新装配的结构叫微管组织中心。其决定微管的

极性, 负极(-)指向MTOC, 正极(+)背向MTOC。

5. 分子马达:细胞内有一些蛋白质能够将化学能转变为机械能以进行细胞内的物质运输,这种蛋白分子称为分子

马达。

6. 微丝:又称肌动蛋白纤维,是真核细胞中由肌动蛋白组成的、直径为7nm的纤维。

7. 踏车现象:在体内, 肌动蛋白丝的生长始终在正端。在一定条件下, 当添加到正端的肌动蛋白分子速率正好等

于从负端上失去速率时, 微丝净长度没有改变, 这种过程称为肌动蛋白的踏车现象。

8. 中间纤维(IF):又称10 nm 纤维,它的直径介于微管和微丝之间,为10nm的中空管状。其为三种骨架纤维中

最复杂的一种,具有一个α螺旋的中间杆状区域。功能是在细胞质内形成一个完整的支撑网架系统。

9. 细胞骨架有哪些类型,各自组装有什么特点,各有什么功能?

狭义的细胞骨架指细胞质骨架。由微管、微丝、中间纤维组成。

① 微管:由微管蛋白和微管结合蛋白组成,为细胞质骨架的基本成分。

组装特点:起始点为微管组织中心(MTOC)。

1)体外组装:主要决定于GTP、微管蛋白的浓度、pH值、温度等。如GTP不存在则不会发生体外组装。组装和去组装可同时发生,微管蛋白在不断添加到微管正端(+)的同时,微管负端(-)的微管蛋白会发生解聚。称为踏车运动。

2)体内组装:过程与体外基本相同,但更为复杂。微管在细胞中的组装主要是在γ微管蛋白环形复合体,它位于微管组织中心(MTOC),是集结微管蛋白二聚体的核心,微管从此生长和延长。它与微管的负端结合,而使负端稳定。

功能:

1) 构成细胞内的网状支架,支持和维持细胞的形态。

2) 参与中心粒、纤毛和鞭毛的组成和运动。

3) 参与细胞内物质运输。

4) 维持细胞器的分布和定位。

5) 参与染色体的运动,调节细胞分裂。

② 微丝:普遍存在于真核细胞中由肌动蛋白纤维组成的细丝。

组装特点:主要决定于ATP、肌动蛋白浓度、各种离子浓度等。过程与微管类似,也会出现肌动蛋白在正端组装、在负端解聚。如速度相等,即为踏车现象。

功能:

1) 构成细胞的支架并维持细胞形态。

2) 参与细胞的运动。

3) 参与细胞分裂。

4) 参与肌肉收缩。

5) 参与物质运输和信号传递。

③ 中间纤维:广泛存在于真核细胞内直径为10nm的纤维。

组装特点:中间纤维的装配分成四个过程。首先由2个单体形成螺旋二聚体, 方向一致;第二步是2个二聚体

形成四聚体, 并且是反向平行排列;第三步是2个四聚体衔接在一起, 形成较长的四聚体;第四步是8个四聚体形成一个完整的中空的中间纤维。

功能:

1) 与微丝、微管一起形成完整的网状骨架系统。

2) 为细胞提供机械强度支持。

3) 参与细胞分化、物质运输和信息传递。

10. ★广义的细胞骨架指什么?有什么特点和功能?

广义的细胞骨架包括细胞质骨架、细胞核骨架,甚至还包括细胞膜骨架、细胞外基质及与细胞形态结构的形成和维持有关的成分。具体组成如下:

细胞质骨架:细胞质内以蛋白质纤维为主要成分的网络结构,由微管、微丝、中间纤维等组成。其组装过程中可见踏车现象(中间纤维除外)。功能是主要维持着细胞的形态结构及内部结构的有序性。同时在细胞运动、物质运输、能量转换、信息传递、细胞分裂分化等一系列方面起重要作用。(具体见上题)

细胞核骨架:狭义的核骨架仅指核基质。广义的核骨架包括核纤层、核孔复合体、染色体骨架、核基质、核仁骨架等。其由非组蛋白的纤维蛋白构成。其功能与DNA复制、基因表达及染色体的包装与构建有密切关系。(具体见第九章的25题)

细胞膜骨架、细胞外基质不作要求。

第九章、 细胞核

1. 细胞核:由核膜、染色质、核基质、核仁所组成,有两个主要功能,一是通过遗传物质的复制和细胞分裂, 保

持细胞世代间的连续性; 二是通过基因的选择性表达, 控制细胞的代谢活动, 以适应外界环境。

2. 核膜:又称核被膜,由内、外两层单位膜所组成。

3. 核孔复合物:核孔是以一组蛋白质颗粒以特定的方式排布形成的结构,它可以从核膜上分离出来,被称为核孔复

合物。

4. 核定位信号:引导蛋白质进入细胞核的一段信号序列。

5. 亲核蛋白:在细胞质内合成后,需要或能够进入细胞核内发挥功能的一类蛋白质。

6. 组蛋白:是真核生物染色质中基本的结构蛋白,是一类带正电荷的小分子碱性蛋白,能和DNA中带负电荷的磷

酸基团相互作用。

7. 非组蛋白:染色体上除组蛋白以外的DNA结合蛋白统称为非组蛋白。其与特异DNA序列结合,所以又称序列特

异性DNA结合蛋白。

8. 核小体:一种串珠状结构,由核心颗粒和连结线DNA两部分组成。

9. 着丝粒-动粒复合体:由动粒结构域、中心结构域、配对结构域三个部分组成。

10. 核型:核型是指染色体组在有丝分裂中期的表型, 是染色体数目、大小、形态特征的总和。

11. 染色质:细胞间期细胞核内能被碱性染料染色的物质。主要是由 DNA和蛋白质组成的复合物,同时含有少量的

RNA。

12. 核仁:真核细胞间期核中最明显的结构,主要功能是进行核糖体RNA的合成。

13. 核基质: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。

14. 核纤层:又称核板,为附着在内核膜内表面的纤维状蛋白网。

15. 核体:间期核内除染色质与核仁结构外,在染色质之间的空间还含许多形态上不同的亚核结构域,统称为核体。

16. 活性染色质:具有转录活性的染色质。

17. 简述核膜的结构特点。

核膜又称核被膜,由内、外两层单位膜所组成。

①核外膜:面向基质, 常附有核糖体,有些部位与内质网相连,因此可以看成是内质网膜的一个特化区。 ②核内膜:与外核膜平行排列,在与核质相邻的核膜内表面有核纤层,对内层核膜有支撑作用。

③核周腔:两层核膜之间的空隙,其中充满无定形物质。

18. 简述核孔复合体的结构特点和功能。

①结构:位于核膜的膜孔处,由不同的颗粒状和纤维状物质所组成,可介导细胞核与细胞质之间物质运输的复杂而有规律的结构。

②功能:核质间分子双向选择性交换通道,通过核孔复合体的主动运输亲核蛋白经核定位信号介导入核,而转录产物RNA向胞质输出。

19. 核小体组装染色体有什么特点?

核小体是染色体的基本结构,由组蛋白核心和长约200bp的DNA组成。H2A、H2B、H3、H4组蛋白各两分子形成八聚体,约146bp绕上1.15圈,形成核小体,两核小体之间有约60bp的DNA连接片段。染色质每200bp出现一个核小体。

20. ★简述核仁的结构特点与功能。

结构:由纤维中心、致密纤维组分、颗粒组分构成。

① 纤维中心:被致密纤维包围的圆形结构,主要成分为RNA聚合酶和rRNA。

② 致密纤维组分:呈环形包围纤维中心,由致密纤维组成,是新合成的RNP。

③ 颗粒组分:由直径15-20nm的颗粒组成,是不同阶段加工的RNP。

功能:

①是核中rRNA合成中心。

②是rRNA加工成熟的区域。

③是核糖体大小亚基装配的工厂。

21. ★试述rRNA基因的转录、加工,成熟,转运特点及功能。

① 转录:位于核仁组织区的rDNA是rRNA的转录模板。转录时会形成“圣诞树”样结构的转录单位(rDNA上

多点同时转录),转录时采取受控的级联放大机制。

② 加工:最初合成的为45SrRNA。45SrRNA经RNA酶裂解、加工,形成18s、28s、5.8srRNA。

③ 成熟: 28s、5.8srRNA和核仁外转录并转运入核仁的5srRNA三者再加上蛋白质一起形成大亚基。18srRNA

和蛋白质一起形成小亚基。

④ 转运:大、小亚基分别经核孔复合体转运到细胞质,在胞质内装配成成熟核糖体。

22. 核仁与蛋白质合成有什么关系?

核仁组织区的rDNA是rRNA的转录模板。rRNA在核仁内转录、加工、组装成大、小亚基后经核孔复合体转运到细胞质并在胞质内装配成成熟核糖体。核糖体再翻译合成蛋白质。故核仁是蛋白质合成必不可少的关键部位。

23. 简述核糖体的结构特点和组成。

①含40%的蛋白质、60%的RNA,由两个亚单体构成。

②分为70S和80S两种类型。

③由大小两个亚基构成,只在以mRNA为模板合成蛋白质时才结合在一起,肽链合成终止后,大小亚单位又解离。

④核糖体并不是单独工作的,而是由多个甚至几十个串连在一条mRNA分子上,称多聚核糖体(polyribosome)。

24. 简述核基质的组成。

核基质是间期细胞中除了核被膜、核纤层、染色质与核仁以外的精密的网架系统。其由非组蛋白型的纤维蛋白组成,以3的倍数积聚成不同粗细的纤维。

25. 什么是核骨架?它有什么功能?

核骨架是存在于真核细胞核内真实的结构体系。狭义的核骨架概念仅指核基质,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。广义的核骨架概念包括核纤层、核孔复合体、染色体骨架、核基质、核仁骨架等。其由非组蛋白的纤维蛋白构成。

功能:核骨架与DNA复制、基因表达及染色体的包装与构建有密切关系。

1. 为DNA的复制提供支架。

2. 是基因转录加工的场所。

3. 与染色体构建有关。

第十章、 细胞周期

1.

2.

3.

4.

5.

6.

7.

8. 细胞增殖:细胞以分裂的方式进行增殖,产生大量子细胞的过程。 染色体中板阵列:有丝分裂中期染色体向赤道面上的运动并整齐排列在赤道板的过程。 有丝分裂:又称为间接分裂,包括核分裂和胞质分裂两个过程,涉及纺锤体形成及染色体变化。 减数分裂:染色体复制一次,细胞连续分裂两次。 无丝分裂:又称直接分裂,不涉及纺锤体形成及染色体变化。 细胞周期:由细胞分裂结束到下一次细胞分裂结束所经历的过程,叫细胞周期。分为4个期:G1、S、G2、M期。 执照因子:存在于细胞中。它在启动DNA复制后马上被降解,从而保证DNA复制只可进行一次。 细胞同步化:在一般培养条件下,群体中的细胞处于不同的细胞周期时相之中。为了研究某一时相细胞的代谢、

增殖、基因表达或凋亡,常需采取一些方法使细胞处于细胞周期的同一时相,这就是细胞同步化技术。

9. MPF:成熟促进因子,其活性升高或降低决定着细胞有丝分裂的进入和退出。

10. 周期蛋白:指细胞周期的调控蛋白,是细胞周期调控的中心。

11. 细胞周期蛋白依赖激酶(CDK):一类富含特征性丝氨酸/苏氨酸,且必需与细胞周期蛋 白结合才具有激酶活

性的蛋白质激酶。其受周期蛋白的激活而得名。

12. 早熟凝集染色质:与M期Hela细胞融合的间期细胞染色体发生凝缩,称为早熟凝集染色体。

13. 促后期蛋白复合体(APC):为泛素连接酶,其将泛素转移到周期蛋白上,介导周期蛋白降解。

14. 降解盒:分裂期周期蛋白N端有一段序列与其降解有关,称降解盒。

15. 试述有丝分裂、减数分裂的过程及其特点。

①有丝分裂:

前期:染色质凝集,核仁解体,核膜破裂,纺锤体形成

中期:染色体可见,最大程度凝集并排列在细胞中央的赤道面形成赤道板

后期:着丝粒打开,姐妹染色单体分离,并在纺锤丝牵引下向细胞两极移动

末期:染色体恢复成染色质,核膜核仁重新形成,子细胞核出现

②减数分裂:

一、前间期:S期明显延长,部分DNA(约0.3%左右)是在合线期合成的。

二、减数第一次分裂:

前期I:1)细线期:已复制染色体细丝状称染色线。

2)偶线期:同源染色体配对形成联会复合体,呈四条染色单体称四分体。

3)粗线期:非姐妹染色单体发生DNA片段互换重组。

4)双线期:联会的同源染色体相互排斥、开始分离、交叉开始端化。

5)终变期:四分体变短,核仁开始消失,核被膜解体。

中期I:染色体排列在细胞中央,形成赤道板

后期I:同源染色体分离向两极移动,移向每一极的染色体数目为细胞内染色体数的一半,每条染色体由两条姐妹

染色单体组成,故DNA含量仍为2n

末期I:染色体到达两极,子核仁核膜出现,胞质分裂形成两个子细胞

三、减数第二次分裂:

可分为前、中、后、末四个四期,与有丝分裂相似。一个精母细胞形成4个精子;一个卵母细胞形成一个卵子及2-3个极体。

16. 细胞周期各时相有哪些主要事件?

① G1期(DNA 合成前期):中心粒开始复制;RNA聚合酶活性快速升高;cAMP、cGMP的合成,氨基酸及糖的

转运迅速进行,三种RNA(rRNA、tRNA、mRNA)大量合成;相关的蛋白质(DNA聚合酶、胸苷激酶等)合成也会显著增加。

② S期(DNA合成期):主要事件就是DNA复制,与DNA合成相关的一些酶类如DNA聚合酶、DNA连接酶、胸甘

酸激酶、核苷酸还原酶等含量和活性显著增高。

③ G2期(DNA合成后期):主要为有丝分裂进行物质和能量的准备,加速合成RNA和有丝分裂相关的结构和功

能蛋白质。中心粒在G2期逐渐长大,并开始向细胞两极分离。

④ M期(分裂期):染色体凝集后发生姐妹染色单体分离,核仁核膜破裂后再重建,胞质中有纺锤体,收缩环

出现,随着两个子核的形成,胞质也一分为二完成细胞分裂。

17. 细胞周期的主要调控因子有哪些?有何特点?

①MPF:成熟促进因子,为周期蛋白的一种。其能诱导早熟凝集染色体产生。表明能促进间期细胞进行分裂。 ②CDC:一系列与细胞分裂有关的基因。

③cyclin:周期蛋白。其不仅起激活CDK的作用,还决定了CDK何时、何处、将何种底物磷酸化,从而推动细胞周期的进程。不同的周期蛋白在细胞周期中表达的时期不同

④CDK:细胞周期蛋白依赖激酶。其为一类富含特征性丝氨酸/苏氨酸,且必需与细胞周期蛋白结合才具有激酶活性的蛋白质激酶。因受周期蛋白的激活而得名。是细胞周期调控网络的核心。

⑤CDKI(CKI):细胞周期蛋白依赖性激酶抑制物。一类在细胞周期各阶段对CDK激酶进行负调控的蛋白。 ⑤ 泛素:普遍存在于真核细胞。经其标记的蛋白质能被蛋白酶体识别并降解,细胞周期中主要负责水解周期

蛋白。

18. 细胞周期检验点有哪些?如何调控?

1、G1/S检验点(DNA损伤检验点):细胞周期中最重要的检验点。主要检查DNA是否损伤、细胞外环境是否适宜、细胞体积是否足够大等。在酵母中称start点,在哺乳动物中称R点。如DNA损伤严重,则经p53依赖途径或p53非依赖途径阻止细胞进入S期。

2、S期检验点(DNA复制检验点):DNA复制是否完整以及是否多次被复制。如复制出现问题,则激活检验点,阻止细胞进入M期。若损伤严重,则启动细胞凋亡程序。

3、G2/M检验点(DNA损伤检验点):此阶段停止进入M期,使细胞有足够时间修复损伤DNA。

4、中-后期检验点(纺锤体组装检验点):又称分裂检验点。其保证中期染色体在赤道板正确排列。如排列出现异常,则细胞周期中断。

19. ★试述细胞周期运转调控的主要过程。

①G1期调控:主要起作用的周期蛋白为cyclinD和cyclinE。其与CDK2、CDK4/6结合,激活cyclin-CDk复合物,启动与DNA复制相关的基因表达,使G1期细胞跨越G1/S检验点。

②S期调控:Cyclin D发生降解,CyclinA-CDK复合物形成,是S期最主要的cyclin-CDK复合物。其能启动DNA复制,并阻止DNA复制再次发生。另外DNA复制起始点的识别是DNA复制调控中的重要事件之一。该过程依赖于复制起始点识别复合体(Orc)识别DNA复制起始位点并与之结合。

③G2期调控:cyclinA、cyclinB与CDK1结合,CDK1使底物蛋白磷酸化,介导染色体凝缩、核膜解体等细胞周期事件。另外cyclinB与CDK1结合构成MPF,MPF在G2期向M期转换中起着关键作用。

④M期调控:主要为CDK的激活。M期CDK的激活起始于分裂期cyclin的积累。当cyclin积累到一定程度时,即可激活CDK。同时CDK的Thr161可被激活成MPF。到了中期MPF的活性达到最高时,即激活促后期蛋白复合体(APC),通过泛素化途径降解cyclinB,完成一个细胞周期。

第十一章、 细胞分化、衰老与死亡

1. 细胞分化:在个体发育过程中,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,产生不同的细胞类群的过程叫细胞分化。

2. 管家基因:是指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性所必需的。如膜蛋白、组蛋白等。

3. 奢侈基因:指组织特异性表达的有关基因,其存在于特定的分化细胞中。如血红蛋白等。

4. 细胞衰老:又称老化,指细胞随着年龄的增加,机能和结构发生退行性变化,趋向死亡的不可逆的现象。

5. “Hayflick”界限:体外培养的细胞是有一定的寿命的。细胞的增殖能力不是无限的,而是具有一定的界限。这就是“Hayflick”界限。

6. 端粒:是染色体末端的一种特殊结构,其DNA由简单的串联重复序列组成,在细胞分裂中不能被DNA聚合酶完全复制,随着细胞分裂的不断进行而逐渐变短。

7. 细胞凋亡:为维持内环境稳定,由基因控制的细胞自主程序性死亡。

8. 什么是细胞分化?影响细胞分化的因素有哪些?

在个体发育过程中,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,产生不同的细胞类群的过程叫细胞分化。影响因素如下:

①细胞的全能性大小:受精卵全能性最高,故最易分化。

②细胞间的相互作用可诱导分化:如胚胎诱导。

③细胞外基质的影响:如干细胞在IV型胶原和层粘连蛋白上分化为上皮细胞。

④激素调节的影响:如昆虫的保幼激素和脱皮激素。

⑤环境的影响:如温度、重力等可影响某些动物的性别分化。

⑥细胞核的作用:核内基因组选择性表达,产生了特异蛋白,进而产生分化。

⑦细胞质作用:细胞质对基因组的影响引导着细胞分化方向的决定。

9. 细胞衰老的分子机制有哪些?

1、 氧化性损伤学说:机体代谢过程中会产生活性氧基团(ROS)。当年龄增长使抗氧化酶活性降低时,ROS累积

过多,便会损伤细胞,导致衰老。根据衰老自由基理论,清除ROS就可以延长寿命。

2、 端粒钟学说:端粒是染色体末端的一种特殊结构。随着细胞的分裂,端粒不断缩短,当端粒缩短长度达一

定阈值时,细胞进入衰老。该过程可由端粒酶对抗。

3、 rDNA与衰老:细胞衰老的步伐由rDNA的变化决定。异常的染色体外rDNA环(ERC)会随着细胞分裂不断累

积,当累积到500-1000份时,细胞进入衰老。

4、 衰老基因学说:子女的寿命与双亲的寿命有关,由遗传基因决定。

除此之外还有沉默信息调节蛋白复合物与衰老、SGSI基因、ERN基因与衰老、发育程序与衰老、线粒体DNA与衰老等学说从不同角度阐明细胞衰老的分子机制。

10. 凋亡细胞有什么特点?参与细胞凋亡的基因有哪些?

程序化细胞死亡是一个动态过程,具有明显的形态学特征:

①细胞质脱水皱缩,细胞器发生不同程度改变。

②细胞核内染色质聚集、分块。

③细胞膜表面蛋白质发生变化,并皱缩内陷,分隔包裹胞质。细胞变圆。

④凋亡小体形成:细胞凋亡的特征性形态学改变。

最终凋亡的细胞被周围细胞或单核细胞吞噬,不发生炎症反应。

与细胞增殖有关的原癌基因和抑癌基因都参于对细胞凋亡的凋控。具体如下:

①c-myc:对增殖和凋亡的调节是一样的。当生长因子存在,bcl-2基因表达时,促进细胞增殖,反之促进细胞凋亡。

②bcl-2:为细胞凋亡抑制基因。

③Fas:Fas蛋白与Fas配体组成Fas系统,二者的结合导致靶细胞走向凋亡。

④p53基因:其激活可促进细胞凋亡,为清除DNA损伤严重细胞的主要机制。

⑤Caspase(ICE蛋白酶家族):参与Fas诱导的细胞凋亡。


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