细胞练习题及答案

2018-09-28 17:56

二、是非判断

1.蛋白核定位信号(nuclear localization signal)富含碱性氨基酸。

2.有亮氨酸拉链模式的Jun和Fos蛋白质是以二聚体或四聚体的形式结合DNA的。

3.端粒酶以端粒DNA为模板复制出更多的端粒重复单元,以保证染色体末端的稳定性。 4.核纤层蛋白B受体(1amln B receptor,LBR)是内核膜上特有蛋白之一。 5.现在认为gp210的作用主要是将核孔复合体锚区定在孔膜

6.由RNA聚合酶I转录的rRNA分子是在胞质中与核糖体蛋白结合成RNP颗粒的,rRNA的转运需要能量。

7.核内有丝分裂指核内DNA多次复制而细胞不分裂,产生的子染色体并行排列,且体细胞内的同源染色体配对,紧密结合在一起成为体积很大的多线染色体。

8.已有的研究表明,组蛋白去乙酰化伴随着对染色质转录的抑制,与活性X染色体相比,雌性哺乳动物失活的X染色体及其组蛋白没有乙酰化修饰。

9.gp210是结构性跨膜蛋白,位于核膜的孔膜区,具有介导核孔复合体与核被膜的连接、将核孔复合体锚定在“孔膜区”的功能。从而为核孔复合体装配提供一个起始位点。

10.p62是核膜上的功能性核孔复合体蛋白,在脊椎动物中具有两个功能结构域,其c端区可能在核孔复合体功能活动中直接参与核质交换。

11.第一个被确定的NLS来自猴肾病毒(SV40)的T抗原,由7个氨基酸残基构成。

12.常染色质在间期核内折叠压缩程度低,处于伸展状态(典型包装率750倍),包含单一序列DNA和中度重复序列DNA(如组蛋白基因和tRNA基因)。 13.异染色质化可能是关闭基因活性的一种途径。 14.T带是C带的反带,显示染色体的末端区。

15.染色质的区间性是通过基因座位控制区( locus control region,LCR)和隔离子(insulator)等顺式作用元件维持的。 三、填空

1.细胞核外核膜表面常常附着有 颗粒,与 相连通。

2.核孔复合体是特殊的跨膜运输蛋白复合体,在经过核孔复合体的主动运输中,核孔复合体具有严格的 选择性。

3. 是蛋白质本身具有的、将自身蛋白质定位到细胞核中去的特异氨基酸序列。

4.fish—trap模型中的中央栓(central plug)呈颗粒状或棒状,推测在核质 过程中起作用。

5.在DNA特异性结合蛋白中发现的DNA结合结构域的结构模式主要有螺旋一转角一螺旋模式、 模式、 模式、 模式和HMG框模式。

6.染色质DNA上与复制、遗传密切相关的三种功能元件是 序列、 序列和 序列。

7.染色质DNA按序列重复性可分为 、 、 三类序列。 8.真核生物核糖体的大、小亚单位是在细胞中的 部位装配的。 9.染色质根据功能状态的不同可以分为 和 两种。 10.广义的核骨架包括 、 、 三部分。

11.某些特殊的氨基酸序列可以作为分选标记影响蛋白质的定位,C-端具有 序列的蛋白质通常驻留在内质网腔,而带有PKKKRKV序列的蛋白质则会被输送到 。 12.法医学上用[)NA指纹技术(DNA finger—prmtmg)作个体鉴定时,其主要检测指标是 ,碱基序列长度约 bp,重复3000次之多,又称数量可变的串联重复序列。 13.DNA二级结构的三种构型分别是 、 、 。

14.rRNA的转录主要发生核仁的 与 的交界处,并加工初始转录本。核糖体亚单位装

配在 处。

15.间期核内除染色体与核仁结构外的许多形态上不同的亚核结构域统称为 ,如螺旋体和早幼粒细胞白血病蛋白体等。

16. 是rRNA基因转录的信息来源,rRNA基因转录采取控制 的机制。 17. 、 和 三种基本核仁组分与rRNA的转录与加工形成RNP的不同事件有关。

18 .R带又称反带,用 盐溶液进行高温处理,然后用 染色,显示的带型同 带中明暗相间的带型正好相反。

19 .雌性哺乳动物胚胎发育后期X染色体 失活,丧失基因转录活性,这类异染色体称 。

20 .核孔复合体是 的双向性亲水通道,通过核孔复合体的被动扩散方式有 、 两种形式;组蛋白等亲核蛋白、RNA分子、RNP颗粒等则通过核孔复合体的 进入核内。 四、选择

1.从氨基酸序列的同源比较上看,核纤层蛋白属于( )。 A微管 R微丝 C.中间纤维 D.核骨架蛋白 2.细胞核被膜常常与胞质中的( )细胞器相连通。

A光面内质网 B.高尔基体 C.粗面内质网D.溶酶体 3.每个核小体基本单位包括( )个碱基对。 A 100 B 200 C.300 D 400 4.下列不是DNA二级结构类型的是( )。 A .A型 B.B型 C.C型 D.Z型 5.真核细胞间期核中最显著的结构是( )。 A染色体 B.染色质 C.核仁D.核纤层 6.灯刷染色体主要存在于( )。

A鱼类卵母细胞 B.昆虫卵母细胞 C哺乳类卵母细胞 D.两栖类卵母细胞

7 .rRNA基因转录过程中表现出的形态特征是( )。 A呈现“圣诞树”样结构 B呈现串珠结构 C.出现级联放大结构

8.核糖体的生物发生(ribosome biogenesis)是一个向量过程(vetorical process),正确的叙述是( )。

A从核仁纤维组分开始rRNA的转录,再向颗粒组分延续,包括rRNA的合成、加工和核糖体亚单位的装配等过程。

B核糖体大小亚基的成熟只发生在转移到细胞质以后,从而阻止有功能的核糖体与 核内加工不完全的hnRNA分子接近。

C核糖体的发生采取受控的级联放大机制。

9.组蛋白与DNA之间的相互作用主要是结构性的,基本不依赖于核苷酸的特异序列,其可能的组装模式是( )。

A自组装(self-assemble) B受控于组蛋白的装配 C 级联组装

10.电镜观察SV40微小染色体时,约5. 0 kb的环状DNA上结合的核小体数是( )个。 A25 B 23 C.21 D.10

11.下面有关核仁的描述错误的是( )。

A.核仁的主要功能之一是参与核糖体的生物合成 B.rDNA定位于核仁区内

C.细胞在M期末和s期重新组织核仁 D. 细胞在G2期,核仁消失

12.下列( )组蛋白在进化上最不保守。 A.Hl B.H2A C.H3 D.H4 13.构成染色体的基本单位是( )。

A.DNA B核小体 C.螺线管 D 超螺线管 14.染色体骨架的主要成分是( )。

A.组蛋白 B.非组蛋白 c.DNA D.RNA 15.异染色质是( )。

A.高度凝集和转录活跃的 B.高度凝集和转录不活跃的 C.松散和转录活跃的 D.松散和转录不活跃的 五、简答

1.核孔运输蛋白是一个需能的过程,你怎样通过实验来证明? 2.简述核膜周期及其调控。

3.核孔复合体的功能和其运输特性。 4.简述核被膜的主要功能。

5.简述DNA构型的生物学意义。 6.组蛋白在进化上的特点及其意义。

7.简述转录的“核小体型”(nucleosome plow)假说的主要内容。 8.简述非组蛋白与DNA相互作用的主要结构模型。 9.为什么凡是蛋白质合成旺盛的细胞中核仁都明显偏大? 10.细胞核由哪几部分构成?有什么功能? 11.异染色质有那些结构特点? 12.多线染色体主要有什么特点?

13.简述染色质和染色体二者之间的关系。

14.如何理解核孔复合体(NPC)在物质通过细胞膜转运中的双功能及双向性作用? 六、论述

1.核孔复合体的fish—trap结构模型。

2.核定位序列或核定位信号及NLS的结构特点。 3.亲核蛋白的入核转运过程。

4.证明染色质的基本结构单位是核小体的主要实验证据有哪些? 5.试述核小体的结构要点。

6.试述从DNA到染色体的包装过程(多级螺旋模型)。 7.试述间期细胞核中染色质的类型。

8分析中期染色体的三种功能元件的结构特点及其作用。 9说明核仁的超微结构与功能。

10核孔复合体的主动运输具有严格的双向选择性,这种选择性表现在哪些方面? 11.试说明骨架一放射环结构模型中的染色体结构。 12试述染色质结构与基因转录的关系。 13.说明插性染色质的结构特点。

14用什么实验方法可以证明NLS的存在? 二、是非判断

1.细胞分裂时内质网要经历解体与重建的过程。

2.在正常细胞有丝分裂中期,每条染色体的动粒均已分别结合来自纺锤体两极的微管。

3.在细胞分裂时,除了纺锤体微管与染色体相互作用外,极微管和星体微管都没有明确作用。

4.细胞周期并不总是完整的,有时会缺乏某一时相。

5.细胞周期中的两个主要控制点:一是在G1期与s期的交界处;另一是在G2期与M期的交界处。

6.不同生物细胞的细胞周期有差异。而细胞周期的长短主要是由于Go期的长短不同所导致。 7.有丝分裂是体细胞的分裂方式,而生殖细胞只进行减数分裂。

8.细胞周期中各个时相都会发生不同的生物学事件,DNA是在s期发生复制,而蛋白质合成仅发生在G1期和G2期。

9.动植物细胞在进行有丝分裂时,它们的纺锤体内都有两个中心粒。

10.对于细胞的生命活动来说,蛋白质的磷酸化和去磷酸化起着重要的调节作用.通常磷酸化作用会使得蛋白质活化,如CDK激酶的活化过程就是如此。 l

11.在细胞分裂时,胞质中的各种细胞器如内质网和高尔基体等膜包细胞器会平均地分配到两个子细胞中去,核膜也是这样。

12.T、B淋巴细胞在正常情况下是一种Go期细胞。 13.减数分裂过程中,染色体数量的减半发生在后期Ⅱ。

14.在细胞分裂的过程中,细胞中的骨架系统也会发生相应的生物学变化,其中变化最明显的是微丝。

15.哺乳动物的红细胞是一种高度特化的细胞,它不仅没有细胞核和细胞器,同时也不能进行分裂。

16.细胞周期中s期是最重要的一环,基因组在此期复制。 17.减数分裂I结束后该细胞是单倍体。

18.结缔组织的成纤维细胞是一种休止细胞,当受到某种伤害时,可进入周期循环进行分裂。 三、填空

1.细胞周期可分为 、 、 和 四个时期。

2.减数分裂时DNA复制 次,细胞分裂 次,染色体数量从 变为n。 3.细胞分裂的方式有 、 和 。

4.在减数分裂前期过程中,zgyDNA的合成发生在 ,等位基因的重组和互换发生在 ,灯刷染色体是处于 。

5.最重要的人工细胞周期同步化方法包括 阻断法和 阻断法。 6.细胞周期调控中的两个主要因子是 和 。

7.肝细胞和肌细胞属于不同细胞周期类型,肝细胞在受到损伤的情况下能进行分裂,而肌细胞却不行,因此,肝细胞属于 ,而肌细胞属于 。

8.联会复合物完全形成时,同源染色体配对完成,这时的染色体称 。

9.参与细胞越过GI/s期检验点的周期蛋白类型主要是 ,参与细胞越过G2/M期检验点的周期蛋白类型主要是 。

10.以培养细胞为材料,通过人工选择同步化可以获得M期的细胞,这是因为培养细胞在M期时 。

11.在CDK活化的过程中,有多种酶参与其活性的调节,其中起到抑制作用的酶是 ,它的作用方式是 。

12.在细胞周期各时相中,I)NA的合成是在s期,而蛋白质、糖类和脂类等成分则主要在Gl期完成,但也有少数蛋白质例外,如组蛋白是在细胞周期的 合成的。 13.在细胞周期调控中,调控细胞越过Gl/s期限制点的cDK与周期蛋白的复合物称为 。 14.用DNA合成阻断法获得周期同步化细胞时,常用的阻断剂是 和 。

15.2001年诺贝尔医学和生理学奖授予了三位科学家,他们是在 作出了杰出贡献。 16.根据细胞的增殖状况,可将细胞分成三类: 、 和 。

17.在减数分裂的前期发生同源染色体的 和等位基因的 ,另外在有丝分裂过程后

期中,是 发生分离,而在减数分裂后期I中,则是 发生 分离。 18.根据细胞的形态变化,可以将前期1分为 、 、 、 和 五个时期

19根据细胞形态结构上的变化,人为地将有丝分裂划分

为 、 、 、 、 、和 等六个时期。

20.分裂后的子细胞是否再进入有丝分裂,是在细胞周期的 期决定的。 21.细胞同步化的方法是指 的方法。

22.细胞分裂 期染色体在 区,着色很浅的部分,即着丝粒的位置。 23 细胞周期中在G2期向M期过渡是由 和 组成的MPF调控的。 25.与有丝分裂有关的基因称为 基因。

26细胞有丝分裂中两个重要的细胞器是 和 。 27 目前认为驱动细胞周期运转的“引擎”是 。

28 分裂中期染色体是由两条 ,二者在 相互结合。

29动物的未成熟卵原细胞经多次有丝分裂,细胞增殖后就成为 。减数分裂I结束时形成 和 ,待减数分裂Ⅱ完成后,每个卵细胞仅产生 个卵子和 个极体。

30 MPF含有两个亚单位,即 和 。当两者结合后,表现出蛋白激酶活性, 为其催化亚单位, 为其调节亚单位。 四、选择

1.在有丝分裂过程中,使用( )药物可以抑制纺锤体的形成。 A 秋水仙素 B 紫杉酚 C.羟基脲D.细胞松弛素B 2 裂殖酵母中的cdc2基因在芽殖酵母中的同源物是( )。 A.cdc2 Bcdc25 C.cdc28 D.cdc20

3 用胸腺嘧啶处理增殖中的细胞可使其阻滞在( )。 A Gl期 B.S期 C.G2期 D M期

4 细胞因生长条件变化导致增殖减慢或加快,其时间变化主要发生在( )。 A Gl期 B.S期 C.Gl+s期 D s+G2期 5 基本上不具有GI期和G2期的细胞是( )。

A 癌细胞 B.肝细胞 C.内胚层细胞D.卵裂早期细胞 6 CDK是否具有酶活性依赖于( )。

A 与细胞周期蛋白的结合 B.CDK本身的磷酸化 C A、B都必须 D A、B还不够

7.CDK抑制因子p21与相关蛋白结合形成复合体后导致细胞不能( )。 A 从G1期进入S期 B.从S期进入G2期 C从GI期进入到Go期D.从M期进入到G1期

8.有丝分裂早中期时,核膜破裂是由于核纤层蛋白(1amin)被( )。 A.磷酸化 B.脱磷酸化 C.大量合成 D.大量降解 9.在第一次减数分裂过程中( )。

A.同源染色体不分离 B.着丝粒不分裂 C.染色单体分离 D.不出现交叉(chiasma) 10.核仁的消失发生在细胞周期的( )。 A.G1期 B.S期 C.M期 D.G2期 11.联会复合体(synaptonemal complex)见于( )。

A.姊妹染色体间 B.胞问连接 c.多线染色体间 D.同源染色体间 12.细胞通过G1/S期限制点时( )。 A.DNA开始复制 B.RNA开始转录

C.蛋白质开始合成 D.都不对

13.裂殖酵母中的cdc2基因在芽殖酵母中的同源物是( )。 A.cdc2 B.cdc25 C.cdc28 D.cdc20 14.在卵母细胞中,持续时间最长的是( )。

A.细线期 B.偶线期 c.双线期 D.粗线期 15.MPF(CDKl)调控细胞周期中( )。

A.G1期向S期转换 B.G2期向M期转换 c.中期向后期转换 D.S期向G2期转换

16.减数分裂中同源染色体配对和联会复合体的形成发生在前期I的( )。 A.细线期 B.粗线期 c.偶线期 D.双线期 17.细胞间期是指( )。

A.G1+S期 B.G1+S+G2期 C.S+G2期 D .Go期 18.有丝分裂中期最主要的特征是( )。 A.染色体排列在赤道面上 B.纺锤体形成 C.核膜破裂 D.姐妹染色单体各移向一极

19.在细胞周期的G2期,细胞核的DNA含量为Gl期的( )。 A.1/2倍 B.1倍 C.2倍 D.不变

20.休眠细胞为暂时脱离细胞周期,不进行增殖,但在适当刺激下可重新进入细胞周期的细胞,如( )。

A.肝细胞 B.神经细胞 C.小肠上皮细胞 D.肌细胞 五、简答

1.细胞增殖的生物学意义。

2.什么是细胞周期?细胞周期是如何划分的?特点如何? 3.何为减数分裂?有什么生物学意义?

4.减数分裂前间期区别于有丝分裂间期的特点是什么? 5.卵裂细胞有什么特点? 6. 无丝分裂的生物学意义。

7.简述染色单体移向两极的机制。 8.联会复合体有哪些结构组成?

9.减数分裂的生物学意义有哪些?与有丝分裂相比,减数分裂有哪些特点。 六、论述

1.试述细胞周期各个时相的生化特征。 2.细胞同步化都包括那些方法?

3.试述有丝分裂各个时期的主要特征。 4.试比较动、植物细胞的胞质分裂特点。 5.试述减数分裂前期I各时期的特点。 6.影响细胞分裂的因素。

7.试列举人们研究细胞周期调控机制过程中所进行的一系列重要实验。得出的结论如何? 8.试述细胞周期中的主要检验点与细胞周期调控的特点。 9 周期蛋白的研究现状及其结构特点。

10 某实验室从酵母中克隆了一基因并发现他的蛋白产物与细胞周期的调控有关。为了研究其在人细胞中的同源作用请设计一套研究方案。 11 细胞中有哪几种方式能让CDK失活?

15.oncogene癌基因

16.pluripotency 多潜能性 17.promoter 启动子

18.small nuclear RNA(snRNA)核内小分子RNA 19.tumor—suppressor gene抑癌基因 20.RNA splicing RNA剪接 (二)相关名词

l_cis—acting elements顺式作用元件 2.c-oncogene(c-onc)细胞癌基因 3.directional stem cell定向干细胞 4.EC—cell胚胎瘤细胞

5.homeotic selector gene(Hox gene) 同源异型基因 6.Promoter gene启动基因 7.RNA editing RNA“编辑” 8.terminal differentiation终末分化 9.trans—acting factors反式作用因子 10.transdifferentiation转分化 二、是非判断

1.永生细胞和癌细胞的主要共同点就是既没有细胞分裂次数的限制,也没有细胞间的接触抑制。

2.细胞的分化是多细胞生物体发育的基础,也是单细胞生物体生活的周期变化的基础。 3.理论上不是所有的分化细胞都可以发生去分化现象的。 4.调节基因的产物只用于激活组织特异性基因的表达。 5.单一调控蛋白可以启动整个的细胞分化过程。 6.再生过程中,所有细胞均涉及转分化。

7.生物体发育过程中。细胞的细胞核始终保持其分化的全能性。 8.近端组织的相互作用对细胞分化的影响主要通过激素来调节。 9.在分化程度上癌细胞高于良性肿瘤细胞。

10.人的二倍体细胞中肿瘤抑制基因的两个拷贝,只要其中一个失活或者丢失,就可以引起细胞增值的失控。

11.真核细胞基因表达调控在很大程度上取决于环境的诱导和对环境的适应。 12.发育中的组织细胞的DNA依靠维持性甲基化酶来维持其甲基化的核苷酸。 13.在发育过程中,正处于活化状态的基因的调节区的甲基化水平会显著下降。 14.通过mRNA的选择性剪接可以产生结构性质根本不同的蛋白质。 15.控制mRNA在细胞质中定位的信息位于5’非编码区。 三、填空

1.个体发育过程中,通过有序的 来增加细胞类型。 2.细胞分化的实质为 .在时间和空间上的差异表达。

3.通过 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。 4.决定细胞向某一方向分化的初始信息储存于生物体的 细胞中。

5.在果蝇体节发育中起关键作用的基因群叫做 基因,也叫Hox基因。 6.多数癌细胞具有较高的 酶活性。

7 基因与 基因的突变使细胞增殖失控,形成肿瘤细胞。 8.真核细胞通过 转录选择性地合成蛋白质。

9 框决定转录起始位点, 框和 框决定RNA聚合酶转录基因的效率。 10.细胞内负责甲基化修饰的酶主要有 和 。

11.通过 的RNA加工方式,一个基因可以编码多个蛋白质。 12.按照细胞分化水平,干细胞可以分为 干细胞和 干细胞。

13.细胞分化是基因 的结果,细胞内与分化有关的基因按其功能分为 和 两类。

14.从一种类型的分化细胞转变为其他类型的分化细胞通常经历 和 的过程。 15.调节控制基因的表达可以体现在三个水平上(多级调控系统),即 、 和 。 四、选择

1.下列属于组织特异性基因的是( )。 A.微管蛋白基因 B.糖酵解酶系基因 c.核糖体蛋白基因 D.胰岛素基因

2.下列不用于分化细胞中组织特异性基因分析的技术方法是( )。 A.mRNA差异显示技术 B.DNA减法杂交技术 c.EST技术 D.光脱色恢复技术

3.当有四种调控蛋白存在时,则调控组合在理论上可以启动分化的细胞类型为( )种。 A.4 B.8 C.16 D.32

4.下列关于再生能力的比较,正确的说法是( )。 A.幼体强于成体 R动物强于植物

c.高等动物强于低等动物 D.器官强于组织 5.巨噬细胞属于下列( )细胞。 A.全能细胞 B.终末分化细胞 c.正在分化干细胞 D.定向干细胞 6.影响细胞分化的决定子位于( )。

A.细胞外被 B.细胞膜 c.细胞质 D.细胞核 7.细胞分化过程中,基因表达的调节主要是( )。 A.复制水平的调节 B.转录水平的调节 c.翻译水平的调节 D.加工的调节

8.控制果蝇体节发育的同源异型基因编码的氨基酸结构域为( )。 A.α螺旋-转角-α螺旋结构 B.锌指结构

c.亮氨酸拉链结构 D.碱性a螺旋一环-α螺旋结构 9.在个体发育中,细胞分化的规律是( )。

A.单能细胞一多能细胞一全能细胞 B.全能细胞一多能细胞一单能细胞 c.多能细胞一单能细胞 D.全能细胞一单能细胞一多能细胞

10.癌细胞通常由正常细胞转化而来,与原来细胞相比,癌细胞的分化程度通常表现为( A.分化程度相同 B.分化程度低 c.分化程度高 D.成为多能干细胞

11.下列( )的突变是细胞癌变的主要原因。 A.生长因子 B基因转录调节因子

c.信号转导通路中的因子 D细胞周期调控蛋白

12.机体发育过程中,正处于活化状态的基因的调节区的甲基化水平通常( )。 A.显著上升 B.显著下降 c.基本不变 D.轻微上升

)。

13.关于mRNA的选择性剪接的说法,( )是不正确的。

A.通过mRNA的选择性剪接,一个基因可以编码两个或多个蛋白质。 B.通过mRNA的选择性剪接所产生的蛋白质为异型体。 c.通过mRNA的选择性剪接,所有的内含子均被剪切掉。 D通过mRNA的选择性剪接也可以产生许多转录因子。 14.控制mRNA在果蝇细胞质中定位的信息位于( )。 A.mRNA的3’非翻译区 B.mRNA的5’非翻译区 c.mRNA的3’翻译区 D.mRNA的5’翻译区 15.下列( )不属于真核生物基因表达调控的范畴。 A.复制水平的调控 B.转录水平的调控

c.RNA加工水平的调控 D.翻译水平的调控

16.真核生物中RNA聚合酶有三种类型.其中RNA聚合酶I催化合成的是( )。 A.rRNA B.hnRNA C.5srRNA D.tRNA

17.真核生物中RNA聚合酶有三种类型,其中RNA聚合酶Ⅱ催化合成的是( )。 A.rRNA B.hnRNA C.5S rRNA D.tRNA 五、简答

1.说明细胞核全能性与细胞全能性的异同。 2.简述细胞分化过程中基因表达的调节。 3.简述细胞分化的基本机制。 4.简述影响细胞分化的因素。

5.试述核质互相作用对细胞分化的影响。 6.简述癌细胞的基本特征。

7.为什么说肿瘤发生是基因突变积累的结果? 8.癌基因编码的蛋白质主要有哪些?

9.为什么说细胞分化是基因选择性表达的结果? 六、论述

1.设计一项利用细胞全能性对植物进行品种改良的试验。 2.真核基因表达调控的环节有哪些,各有何作用? 3.怎样鉴定基础转录所需的顺式作用元件? 4.试述hnRNA的修饰加工过程。 【综合习题】

一、名词解释

1 apoptosts细胞凋亡

2.apoptosts bodies凋亡小体

3.biology of senescence 衰老生物学 4.Caspase family Caspase家族 5.Cell death细胞死亡

6.cellar aging,ceIl senescence 细胞衰老 7.cellar necrosis细胞坏死 8.dense bodies致密体

9.Hayflick limitation Hayflick界限

10.programmed cell death编程性细胞死亡 二、是非判断

1.细胞本身没有衰老和死亡,衰老只是一种多细胞现象,多细胞体内观察到的细胞 的衰老起因不在细胞本身,而是由于体内、体外环境的影响。

2.物种寿命与培养细胞之间存在正相关的关系。即物种寿命越长。其培养细胞的传代次数愈多。反之,其培养细胞的传代次数越少。

3.对于在体外培养的二倍体细胞,决定细胞衰老的因素在于外部环境。 4.细胞衰老是不可避免的,衰老的原因在于细胞本身。 5.衰老个体内环境可能影响细胞的增殖与死亡。

6.体外培养的二倍体细胞随着细胞分裂次数的增加核不断增大。 7.染色质固缩化是衰老细胞核中的一个重要变化。

8.细胞中线粒体的数量随着年龄的增大而减少,其体积则随着年龄增大而增大。 9.根据衰老的自由基理论,清除自由基可以延长寿命。

10.细胞凋亡受到严格的由遗传机制决定的程序性调控,所以也称为编程性细胞死亡。 11.细胞凋亡和坏死过程中都会产生凋亡小体。 12.植物细胞和动物细胞一样都存在着细胞凋亡。 三、填空

1.年轻的功能健全的细胞的膜相是典型的 相。衰老的或者是缺陷的膜通常处于 相或 相。

2.根据衰老的自由基理论,代谢过程中产生活性氧基团或者分子引发氧化性损伤的积累最终导致衰老。它们主要有三种类型: 、 和 。

3.细胞凋亡的发生过程,在形态学上可分为三个阶段: 、 和 。 4.检测细胞凋亡最可靠的方法是 。

5.caspase的活化需在两个亚基的连接区的 位点进行切割,结果产生由两个亚基组成的异二聚体。 四、选择

1.Hayflick界限是指( )。

A.细胞最大分裂次数 B.细胞最大分裂速度 c.细胞最小分裂次数 D.细胞最适分裂次数 2.下面与细胞衰老机制无关的理论是( )。 A.氧化损伤学说 B.端粒钟学说

c.细胞全能性学说 D.有丝分裂钟学说

3.下面不属于细胞衰老过程中结构变化的是( )。 A.细胞核随着分裂次数的增加而增大 B.内质网弥散性分散于核周质中

c.线粒体体积随着分裂次数的增加而减小 D.线粒体数目随着分裂次数的增加而减少

4.细胞中合成的caspase以无活性的酶原形式存在,它们如何切割并活化( )。 A.将N端的肽段切除 B.从两个亚基连接区的天冬氨酸位点切割 c.将c端的肽段切除 D.从两个亚基连接区的赖氨酸位点切割 5.下面有关p53描述错误的是( )。

A.p53是肿瘤抑制基因,产物主要存在于细胞核中 B.p53基因是人肿瘤有关基因中突变频率很高的基因

c.将p53重新导入已转化的细胞中,可能使生长阻遏,也可以使细胞凋亡 D.细胞凋亡肯定依赖于p53基因产物积累 6.细胞凋亡的一个重要特点是( )。

A.DNA随机断裂 B.DNA发生核小体间的断裂

c.70S核糖体中的rRNA断裂 D.80S核糖体中rRNA断裂 五、简答

1.细胞衰老的特征是什么?

2.细胞凋亡的形态特征和生化特征有哪些? 3.细胞凋亡的发生过程。 4.Caspase的特点。

5.细胞凋亡的生物学意义。 六、论述

1.试述细胞衰老的理论。

2.试列举目前发现的调控细胞凋亡的相关基因。 3.试述鉴定细胞凋亡的常用方法。 4.细胞凋亡与细胞坏死的区别是什么?

答案

二、是非判断

1. V 2. V 3^ X 4.X 5^ V 6, X 7. V 8^ V 三、填空

1.显微水平;亚显微水平;分子水平;结构;功能;各种生命活动规律 2. Robert Hooke;Leeuwen Hoek 3. Watson;Crick

4,Schleiden;Schwann;;细胞学说;达尔文;进化论;孟德尔;遗传学

5^细胞分裂

细胞的发现;细胞学说的建立;细胞学的形成;细胞生物学兴起1.细胞学说;能^转化与守恒定律;进化论 四、选择

9

1. C 2 D 3. B 4. B 5. A 五、简答

1.生命科学的发展可大体划分为三大阶段,即:19世纪及其以前,以形态描述为主;②20世纪前半个世纪,实验生物学时期;③20世纪50?60年代以来,精细定性与定址的生物学时期。

1.细胞生物学的发展历史大致划分为:细胞的发现、细胞学说的建立、细胞学经典时期、实验细胞学时期和〖分子)细胞生物学时期。

3^细胞学说的基本内容包括:①地球上的生物都是由细胞构成的,细胞是组成生物体的基本结构单位;②细胞是生物体最基本的代谢功能单位,每个细胞即是一个相对独立的生命实体;③细胞只能通过细胞分裂繁殖后代。 细胞学说的创立对当时生物学的发展起了巨大的促进和指导作用,其意义在于:①明确了整个自然界在结构上的统一性,即动、植物的各种细胞具有共同的基本构造、基本特性,按共同规律发育,有共同的生命过程;②推进

了人类对整个自然界的认识;③有力促进了自然科学和哲学的进步。恩格斯给予高度评价,把它与进化论和能量守恒定律并列为19世纪自然科学的三大发现。还有人将其与达尔文的进化论和孟德尔的遗传学称作现代生物学的三大基石。实际上细胞学说又是后两者的基石。 ^国外教科书: 二、是非判断

1. X 2, V 3, X 4^ V 5, X 6, X 7. X 8, V 9^ V 10. V 11. X 12. V 13. X 14. V 15. V 16. V 17. X 18. V 19. V 20, V 21. X 22^ X 23, V 三、填空

1. DNA病毒;RNA病毒 2.壳体蛋白

3^原核细胞;古核细胞;真核细胞

么细胞膜;遗传信息(DNA和只RNA);核糖体 5,蓝藻;固氮蓝藻 6, 30多;12?16

7. 1?10;10?:100;20?30 8^功能

9.支原体;0, 1 UM

10.细胞壁;叶绿体;中央液泡

II. 蛋白质;核酸;多糖;氨基酸;核苷酸;单糖 12. 70 S;80S

13.细胞膜;细胞壁;中膜体;荚膜;微绒毛

14.遗传信息量少;细胞内无膜性细胞器及核膜15.古细菌(或原细菌〉;真细菌

16.细胞的核质比;细胞的相对表面积;细胞内物质的交流17.生物膜结构系统;遗传系统表达系统;细胞骨架系统 四、 选择

1. B 2.C 3^ B 4,A 5,B 6, C 7.B 8,B 9, B 10. C 11. D 12. D

五、 简答题

1.细胞的基本共性包括:①凡是细胞都具有一层膜一一细胞膜,这是生命活动必不可少的,主要功能是使细胞与外界环境隔开,给细胞造成一个稳定的内环境,以利于进行各种生化反应,并通过此与环境进行物质、能量、信息的交流;②所有细胞能独立繁殖,具有一套基因组,是遗传的基本单位,同时具有DNA和RNA两种核酸,作为遗传信息复制与转录的物质基础;③所有细胞都能进行新陈代谢,具有完整的代谢机构,除极个别特化细胞外,几乎所有细胞都具有核糖体,进行蛋白质的合成;④所有细胞都能进行一分为二的分裂方式来繁衍后代。细胞只有具备上述要素,才能独立生活,并参与生物体的建成, 表现出多种生命现象。

1.细胞是能进行独立繁殖的生命形式,病毒是非细胞形态的生命体,是比细胞更小、更简单。病毒虽然具备生命活动的最基本特征(复制与遗传〗,但并不具备细胞的基本形态结构,其自身也没有独立的代谢与能量转换系统,它们的主要生命活动必须在细胞内才能表现。因此病毒不能独立繁殖,必须借助宿主,在宿主细胞内利用宿主细胞结构、原枓、能量和酶系统进行复制增殖,是彻底的寄生物。

了解病毒与细胞的这种密不可分的关系,将有助于我们更进一步的阐明细胞的生命活动机制以及细胞的起源等问题。

3^原核细胞是一类没有明确细胞核、体积小、结构简单、进化地位原始的细胞。种类较少,包括支原体、细菌、立克次氏体、放线菌和蓝绿藻等,全为单细胞或细胞群体。具有两大特点:①遗传信息量少〈仅有一个环状DNA);②无膜围细胞器及核膜。

4,支原体是目前发现的最小、最简单的细胞,是介于病毒和细菌之间的一种微生物。直径在0. 1-0. 3UM,可通过一般的细菌过滤器,生活在污水、土壤及许多动物体内,是动、植物和人的病原菌之一。有人将支原体归为细菌,但它无细胞壁,具质膜、核蛋白体,一个环状DNA双螺旋散布于整个细胞内,不像细菌那样集中成核区。 5^支原体的基本结构和机能已简单到极限:细胞膜(10NM)、遗传信息DNA和RNA、核糖体

(800-1500个)主要酶(至少需100种酶〗。这些结构以及功能活动所需空间约需100 nm,因此,胃作为比支原体更小更简单的细胞,又要维持细胞生命活动的基本要求,似乎是不可能存在的。所以说支原体是最小、最简单的细胞。

6,细菌细胞膜与一般的细胞膜相比含有丰富的酶系,从而执行更多的功能。所以细菌细胞膜的多功能性是区别于其他细胞膜的一个十分显著的特点。如具有执行真核细胞线粒体的功能,具有合成细胞壁成分、合成分泌蛋白质的功能,相当于真核细胞内质网和高尔基体的某些功能。此外细菌细胞的识别功能也与细菌细胞膜有关。 7.蓝藻又称蓝绿藻或蓝细菌,是绿色植物中最原始的自养类型,含有蓝色素、红色素、黄色素、叶绿素等,故不一定都是蓝色。蓝藻的体积是原核细胞中最大的,可达10 um,可以是单细胞,也可以是群体。蓝藻的结构简单,主要包括:①中心质或中央体,是遗传物质所在部位,相当于核区;②光合作用片层(囊类体),仅含叶绿素a和胡萝卜素;③表面结构,最外层的胶质层,为酸性黏多糖和果胶质,又称鞘; ④细胞壁,有纤维素成分(类似高植壁、又有细菌壁成分。

8,综合原核细胞和真核细胞的特点,二者的根本区别可归纳为下面两条:①细胞膜系统的分化与演变:真核细胞以膜分化为基础,分化为结构更精细,功能更专一的单位一各种膜围细胞器,使细胞内部结构与职能分工,而原核细胞无此情况;②遗传信息量大与遗传装置的复杂化:真核细胞的遗传信息可达上万个基因,并具重复序列,染色体功能具二倍性或多倍性。原核细胞为单倍性,仅为一条环状DNA八分子,细菌只有几千个基因。此外,遗传信息的转录和翻译有严格地阶段性与区域性,原核细胞则不具备这些。

所有的细胞都有恒定的大小。现在认为,一个细胞的体积有其最小极限,这一极限决定于要容

纳下细胞独立生活最基本的成分。有人估算,细胞的直径在理论上不会小于50?70 NM,同样,细胞的

体积也不能过大。

那么哪些因素制约着细胞大小的上限呢?首先,细胞的核质比与细胞大小有关,决定细胞上限。每一种细胞核内的遗传物质是一定的,能控制细胞质的活动也是有一定限度的。因此细胞质的体积不能无限增大。其次,细胞的相对表面积与细胞大小有关。细胞相对表面积与体积成反比关系,若体积过大,则相对表面积小,细胞与周围环境交换物质的能力势必减弱。故细胞体积不会无限增大。最后,细胞内物质的交流与细胞大小有关。细胞内物质交流和信息传递是有时间和空间关系的,假如体积过大, 则影响交流传递速度,细胞内部生命活动就不能灵敏的调控与缓冲。

总之,有很多因素决定着细胞的大小,它们共同作用的结果,是使细胞保持一定的体积,使其最适合同外界进行物质交换。

10.细胞的形态结构与功能的相关性和一致性是多数细胞的共性。

动物细胞:①肌肉细胞是长条或梭形,适于收缩和伸展及附着;②神经细胞有很多分叉的突起(树突),便于传导剌激;③红细胞小并呈圆盘状,便于在血管中运动,体积小,相对表面积大,利于与周围环境交换气体;白细胞形状多变,便于吞噬异物;④大而圆的卵细胞,储存足够的营养物供受精后发育之用;⑤具有鞭毛的精子细胞,适于在一定液体介质中游动,以便接近卵子,完成受精作用;⑥各类分泌细胞,多呈极性,有吸收表面和分泌表面,在吸收表面膜形成大量皱褶,线粒体集中,以增加物质透膜速率和能量供应。在细胞内部,内质网、高尔基体、核糖体较多,核仁较大。

植物细胞:①叶片的表皮细胞呈扁平状且排列紧密,保卫细胞呈半月形,每两个一对在叶子表面形成一种气孔结构;②叶肉组织中的栅栏组织细胞呈棱形或柱形,内含丰富叶绿素,主要功能是进行光合作用;③木质部中的导管绅胞,韧皮部中的筛管细胞呈长条形,起支持和输导作用。 11.动物细胞与植物细胞在很多方面存在差别,如下表。 细胞壁 质体 中心体 溶酶体 圆球体 糊粉粒

动物细胞 无 无 有 有 无 无

植物细胞 有 有 无 无 有

有(种子中)

过氧化物酶体 【续表)

乙醛酸循环体 线粒体 液泡 有丝分裂

有 有

动物细胞 无 多 较小

冇星体形成 靠分裂沟收缩

桩物细胞

有 少

冇中央大液泡 无星体形成

靠纺锤体中心部位形成隔膜

12.原核细胞由于没有核膜的限制,所以它的RNA的转录和蛋白质的翻译没有时间和界限的区别,几乎是在同一时间和地点,甚至在RNA转录的同时,蛋白质的翻译便已开始了,即为原位翻译。而真核细胞则不然,RNA转录在细胞核中,转录后经过加工、修饰,不断成熟后从核孔游离至细胞质,在适当的时间才启动翻译。

13.细胞体积的守恒定律是指器官的总体积与细胞的数量成正比,而与细胞的大小无关,如牛、小鼠的肾细胞和肝细胞的大小基本相同。

14.病毒的增殖过程包括:①病毒侵入细胞,病毒核酸的感染;②病毒核酸的复制、转录与蛋白质合成;③病毒的装配、成熟与释放。

15.原核生物细菌的细胞壁组成成分复杂,其中含有大量的氨基酸和蛋白质,总称为膜素。革兰氏阳性菌细胞壁较厚,以肽聚糖为主,还有胞壁酸等。在革兰氏阴性菌细胞壁较薄,内层为肽聚糖(量少〉, 外层为磷脂蛋白膜,有的在这之外还有多糖构成的英膜。

蓝藻的细胞壁既有类似高等植物一样的纤维素成分,又有与细菌细胞壁相似的成分。

真核植物细胞的细胞壁主要由纤维素组成,质地坚硬,在结构上由外向内可分为三层:①薄而具有弹性且含纤维素的初生壁;②在初生壁上继续添加纤维素就形成有条纹的加厚的次生壁;③在两个细胞之间为含果胶质的中层(胞间层),它使两细胞壁黏合在一起,并有减少(低〉细胞间压力的作用。由于壁的不断加厚就加强了整个植物体的机械支持作用。 六、论述

1.细菌是原核细胞的典型代表,特点是无典型的细胞核,有细胞壁,细胞质中除核糖体外无其他细胞器。现将结构与功能介绍如下:①核区或拟核:裸露环状DNA分子经折叠而成类核区,无核膜和核仁;②核外DNA:亦称质粒,是独立于染色体以外的环状裸露DNA分子;③细胞膜:基本结构同真核细胞的膜,厚约10 NM;④细胞壁:主要成分是肽聚糖(亦称膜素)和胞壁酸,均为蛋白多糖,胞壁质作用在于使细胞保持一定的外形和渗透压,起保护作用;⑤核糖体:每个细菌约有5千?5万个,一部分附在质膜上,多数游离在细胞质中,沉降系数为70 S;⑥中体:又叫中膜体、中间体、间体、质膜体,是质膜内陷形成的,此外,有些细菌还有荚膜、鞭毛等附属结构;⑦分裂方式:一分为二、出芽生殖等简单分裂方式。

2.真核细胞虽然结构复杂,但可在亚显微结构水平上划分为三大基本结构体系:①生物膜系统:以脂质及蛋白质成分为基础构建而成;②遗传信息表达系统:以核酸与蛋白质为主要成分构建而成;③细胞骨架系统:由特异蛋白质分子装配而成。

3,从结构上说,真核细胞形成了以蛋白质和脂质为主要成分的生物膜体系。首先,真核细胞的核被膜将细胞分为核、质两功能区域,遗传物质集中在细胞核中,使基因的转录与翻译在不同区域进行,保证了生命活动不相互干扰、有序进行,同时也可使DNA免受核骨架所造成的机械力的损伤。其次,在细胞质中分化形成复杂的具有膜包围的各种细胞器,如线粒体、叶绿体以及内膜系统。从功能上说,细胞 二、是非判断

1. X 2, X 3^ V 4,V 5, X 6, V 7, V 8 V 9^ X 10. X 11. V 12. V

13. X 14. X 15. V 16. V 17. X 18. X 19. X 20 X 21. V 22^ V 23^ X

24 X 25, X 26, X 21. V 28 X 29^ V 30, X 31. X 32, V 33, X 34, V 35, X 36, X 37, X 38^ V 39^ X 40^ X

三、填空

1.从红细胞中提取的脂类大约是表面积的2倍 2.流动性;不对称性3^磷脂;糖脂;胆固醇;磷脂

4^极性的头和非极性的尾;脂肪酸碳链为偶数(多为16 C和18C;具有饱和、不饱和脂肪酸根 5,脑苷脂类;鞘氨醇 6,细菌质膜

7. 可以限制膜的流动性;可以增加膜的流动性

8^骨架;膜蛋白的有机溶剂;为某些酶提供工作环境 9水溶性的;双亲媒性的10.孔蛋白

11. 人、鼠细胞融合实验;抗体诱导的成斑或成帽反应;光脱色恢复技术12.冷冻断裂和冷冻蚀刻 13.内膜系统14.细胞连接

15.紧密连接;桥粒;黏合带;间隙连接16.致密斑;层黏连蛋白

17.黏合带是细胞之间的连接,而黏合斑是细胞与胞外基质之间的连接 18.连接子;6个亚基;1.5

19.PH;Ca2+浓度;通透性可以调节的动态结构20^胶原;糖胺聚糖和蛋白聚糖;层黏连蛋白和纤连蛋白;弹性蛋白21.原胶原;有多个Gly-x-y重复序列22^透明质酸23^抗压;抗张 24^蛋白聚糖;增殖;迁移;迁移;细胞外基质25^共价;蛋白聚糖

26,糖胺聚糖;丝氨酸;由氨基己糖与糖醛酸组成的二糖重复单位27.基膜;对保持细胞间黏连、细胞的极性和细胞的分化都有重要意义28^IV型胶原;层黏连蛋白;蛋白聚糖29, 2个;C:二硫键 30^血浆和各种体液;细胞外基质31.Arg-Gly-Asp 32^赖氨酸残基 四、选择

1. C 2. B 3. C 4. C 5. A 6. A 7. A 8. C 9. D 10. C 11. B 12. B 13. B

14. B 15. C 16. C 17. D 18. C 19. D 20. D 21. A 22. D 23. A 24. C 25. D 26. D 27. C 28. C 29. A 30. B 31. D 32. B 33. C 34. A 35. C 36. C 37. D 38. D 39. A 40. C 41. A 42. A 43. D 44. A 45. B 46. D 47. A 48. D 49. B 50. B 51. B 52. C 53. B 54. A 55. D 56. D 五、简答

1.由于红细胞数量大,取材容易(体内的血库人极少有其他类型的细胞污染。此外,成熟的哺乳动物的红细胞中没有细胞核和线粒体等膜相细胞器,细胞膜是它的唯一膜结构,分离后不存在其他膜污染的问题。所以红细胞是研究膜的好材枓。

1.哺乳动物成熟的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。此时的红细胞变成了没有内容物的空壳。由于细胞具有很大的变形性、柔韧性和可塑性,当红细胞的内容物渗漏之后,它的膜可以重新封闭起来,此时红细胞仍然保持原来的形状和大小,这种结构称为血影。

红细胞血影的分离过程是:①从全血中除去白细胞和血小板;②低渗破裂红细胞;③离心沉淀血影, 并重复洗涤几次,直至血影膜呈乳白色后,除去上清液即得较纯的红细胞血影。

3,流动镶嵌模型强调:①膜的流动性,膜蛋白和膜脂均可側向运动,如用免疫荧光标记技术,在荧光显微镜下即可看出膜蛋白分子的运动,用光脱色恢复技术不仅可检测膜蛋白或膜脂的流动性,还可测出它们的运动速度;②膜蛋白分布的不对称性,有的镶在膜的表面,有的嵌入或横跨脂双分子层。用冷冻蚀刻技术可观察到膜蛋白分布是不对称的。

4^膜脂的主要功能是构成膜的基本骨架。去除膜脂,则使膜解体。另外,膜脂也是膜蛋白的溶剂, 一些蛋白通过疏水端同膜脂作用,使蛋白镶嵌在膜上得以执行特殊的功能。有研究表明,膜脂为某些膜蛋白(酶)维持构象、表现活性提供环境。一般情况下,膜脂本身不参与反应(细菌的膜脂参与反应)。膜上有很多酶的活性依赖于膜脂的存在。如果去掉脂类,酶蛋白即失去活性,加上脂类,又可使活性恢复。有些膜蛋白只有在特异的磷脂头部基团存在时才有功能。

5^①生物膜中的磷脂构成了生物膜的主要成分;②脂质维持生物膜的流动性,以使其行使复杂的生物功能;③生物膜中的胆固醇对膜的流动性及膜的稳定性有很明显的影响;④生物膜中的某些脂质在信号传递过程中有重要意义,糖脂在免疫应答中、在磷脂酰肌醇信号通路中磷脂跣肌醇产生DG . IP3作为第二信使。

6,质膜的大多数生物学功能都是由膜蛋白来执行:①作为运输蛋白,转运特定的物质进出细胞; ②作为酶,催化相关的代谢反应;③作为连接蛋白,起连接作用;④作为受体,起信号接收与传递作用; ⑤作为质膜的结构蛋白等。

1.膜适宜的流动性是生物膜正常功能的必要条件:①流动性与酶活性有极大的关系,流动性大,活性高;②流动性与物质转运有关,如果没有膜的流动性,细胞外的营养物质无法进入,细胞内合成的物质及细胞废物也不能运到细胞外,这样细胞就要停止新陈代谢而死亡;③膜流动性与信息传递、能量转换有着极大的关系;④膜的流动性与发育和衰老过程都有相当大的关系。

8^膜脂、膜蛋白及膜糖分布的不对称性导致了膜内外两側功能的不对称性和方.向性,保证了生命活动的髙度有序性。细胞间的识别、运动、物质运输、信号传递等都具有方向性,这些方向性的维持就是靠分布不对称的膜蛋白、膜脂和膜糖来提供。

9,细胞膜的主要功能有: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谢产物的排除,其中伴随着能量的传递;③提供细胞识别位点,并完成细胞内外信息跨膜传递;④为多种酶提供结合位点,使酶促反应髙效而有序地进行;⑤介导细胞与细胞、细胞与基质之间的连接;⑥质膜参与形成具有不同功能的细胞表面特化结构。

10.界膜的含义包括两个方面:细胞的界膜和内膜结构的界膜。作为界膜的膜结构对于细胞生命的进化具有重要意义,这种界膜不仅使生命进化到细胞的生命形式,也保证了细胞生命活动的正常进行。它使遗传物质和其他参与生命活动的生物大分子相对集中在一个安全的微环境中,有利于细胞的物质和能世代谢。细胞内空间的区室化,不仅扩大了表面积,还使细胞的生命活动更加高效和有序。

11.紧密连接与间隙连接在结构、分布和功能上都不同,紧密连接由围绕细胞四周的焊接线(即成串排列的跨膜蛋白)网络而成,桕邻细胞的焊接线桕互交联封闭细胞之间的空隙,紧密连接在上皮组织中最为普遍,它限制组织中细胞之间溶质的渗漏,上皮组织需要界定生物体的分隔空间,维持分隔空间

之间的成分差异。间隙连接处相邻细胞问有2?3 nm的间隙,其基本单位为连接子,每个连接子是由6个相同或相似的连接子蛋白环绕而成,中央有直径为1.5 nm的孔道,桕邻细胞膜上的两个连接子对接便形成一个间隙连接单位。间隙连接分布非常广泛,在必须同步、协作的组织中敁为普遍,如心肌细胞和平滑肌细胞。由于允许小分子物质的通过,间隙连接在细胞之间的通讯联络中具有重要作用。

12.黏着带位于上皮细胞紧密连接的下方,依靠钙黏素与肌动蛋白相互作用,将两个细胞连接起

来。黏若带处相邻细胞质膜的间隙为15-20nm,介于紧密连接和桥粒之间,所以又叫中间连接或带状桥粒。 13.黏着斑与半桥粒这两种细胞连接结构在不同部位上形成。黏着斑在体外将细胞结合在瓶壁上,而半桥粒在体内将细胞结合在基膜上。它们有着结构上的差异,主要是黏着斑与细胞内肌动蛋白纤维相关联,而半桥粒与细胞内的角蛋白纤维相关联。

14.黏若带与黏若斑都是属于与肌动蛋白纤维桕连的锚定连接,二者之间的区别在于:①黏若带是

细胞与细胞间的黏若连接,而黏着斑是细胞与细胞外基质进行连接;②参与黏着带连接的膜整合蛋白是钙黏素,而参与黏着斑连接的是整联蛋白;③黏若带连接实际上是两个相邻细胞膜上的钙黏素之间的连接,而黏若斑连接是整联蛋白与细胞外基质中的纤连蛋白的连接,因整联蛋白是纤连蛋白的受体,所以黏着斑连接是受体与配体的结合所介导的;④在黏着斑连接中,整联蛋白的胞质部分同样通过细胞质斑的介导与细胞骨架的肌动蛋白纤维桕连。不过细胞质斑中的蛋白成分与黏若带连接有所不同,它含有踝蛋白,这种蛋白质在其他的细胞质斑中是不存在的。

15.植物花粉母细胞间或表皮细胞间存在的比胞间连丝粗得多的胞问原生质运转通道称为细胞融合通道。小泡、细胞器、核物质或细胞核等可经细胞融合通逬进行胞间转移。细胞融合通道的出现可能和有机物质的胞间转运有关。花粉母细胞间通过细胞融合通道,可以进行染色质的穿壁转移,进而导致细胞内染色体数目的变异。

16.在细胞外基质中,透明质酸既能单独存在,又能参与蛋白聚糖的形成。在后者,透明质酸作为一个长轴,将由糖胺聚糖和核心蛋白形成的蛋白聚糖单体连接在一起,形成大而复杂的蛋白聚糖多聚体。透明质酸在结缔组织中

起强化、弹性和润滑作用;透明质酸位于增瓧细胞和迁移细胞的表面,使其保持彼此分离,使细胞易于运动迁移和增殖并阻止细胞分化。

17.纤连蛋白与整联蛋白均参与细胞黏着,但一种是细胞外基质蛋白,另一种是整合膜蛋白(整联蛋白〉。纤连蛋白与胞外基质中的其他成分、整联蛋白以及细胞表面蛋白都有结合位点。整联蛋白是跨膜异二聚体,与纤连蛋白、其他含RGD序列的蛋白和胞外基质蛋白有结合位点。在一些细胞中,纤连蛋白可作为整联蛋白特异的配体,整联蛋白也可作为纤连蛋白的受体。

18.纤连蛋白能够介导细胞黏连和细胞与基质黏连的机制如下:在细胞之间、细胞外基质及某些细胞表面存在细胞纤连蛋白,细胞纤连蛋白为多聚体,每个亚单位由数个结构域构成,具有与细胞表面受体、胶原等髙亲和性的结合位点,其中细胞结合位点与细胞上的表面受体结合,导致相邻细胞黏连;其中细胞结合位点和胶原结合位点分别与细胞表面受体和基质上的胶原结合,从而导致细胞与基质黏连。

19. RGD(精氨酸-甘氨酸-天冬氨酸的字母缩写)序列是许多整联蛋白的配体。此序列在许多重要的细胞外基质蛋白中都存在,包括纤连蛋白、层黏连蛋白以及其他细胞外蛋白。

20^动物细胞的细胞外基质的主要成分是胶原,而桩物细胞壁的主要成分是纤维素。共同的特征

是:它们都含有长长的坚硬的纤维,并且这些纤维都是包埋在充满了糖蛋白或多糖的基质中。动物细胞的细胞外基质与植物细胞壁的相似之处见下表。 生物种类 细胞外结构 动物细胞 细胞外基质

植物细胞 细胞壁

结构纤维 胶原纤维, 弹性纤维

纤维素

水合^质;4分

黏若分子

糖胺聚糖,蛋白纤连蛋白, 层聚糖 黏连蛋

半纤维素,果胶质和伸展蛋白

21.单位膜模型是在双分子片层结构模型的基础上发展起来的一个重要模型。它与片层结构模型

有许多相同之处,最重要的区别是膜脂双分子层内外两側蛋白质存在的方式不同。单位膜模型强调的是蛋白质为单层伸展的-折叠片状,而不是球形蛋白。另外,单位膜模型还认为膜的外側表面的膜蛋白是糖蛋白,而且膜蛋白在两側的分布是不对称的。这一模型能够解释细胞质膜的一些基本特性,例如质膜有很高的电阻,这是由于膜脂的非极性端的碳^[化合物是不良导体的缘故。再如由于膜脂的存在,使它对脂溶性强的非极性分子有较高的通透性,而脂溶性弱的小分子则不易透过膜。

后来发现单位膜模型也存在一些不足:首先该模型把膜看成是静止的,无法说明膜如何适应细胞生

命活动的变化;其二,不同的膜其厚度不都是7.5 nm,—般在5?10nm之间;其三,如果蛋白质是伸展的,则不能解释酶的活性同构型的关系。还有,该模型也不能解释为什么有的膜蛋白很容易被分离,有些则很难等问题。 11.通过SDS聚丙烯酰胺凝胶电泳分析显示,红细胞膜蛋白主要包括血影蛋白(红膜肽)、锚蛋白、带3蛋白、带4.1蛋白和肌动蛋白,也有一些血型糖蛋白。其中,血影蛋白、肌动蛋白、锚蛋白和带I 1 蛋白是红细胞膜骨架的主要成分。

23, 采用荧光抗体免疫标记技术和细胞融合扣结合的方法。竹先用荧光染料标记抗体:将抗小鼠膜蛋白的抗体与发绿色荧光的荧光素结合,抗人膜蛋白的抗体与发红色荧光的罗丹明结合。其次,将标记的抗体加入到小鼠和人细胞中,让这些标记抗体分别同细胞膜上相应的抗原结合。再次是将小鼠细胞和人细胞在灭活的仙台病毒的诱导下进行融合。开始,一半是红色,一半是绿色。在37 °C下40MIN后,两种颜色的荧光在融合的杂种细胞表面呈均匀分布,这说明抗原蛋白在膜平面内经扩散运动而^新分布。如果将对照实验的融合细胞置于低温(0?4 °C)下培育,则抗原蛋白基本停止运动。

采用光脱色恢复技术:①荧光素标记膜蛋白;②激光束照射细胞表而特定区域,使其荧光物质破坏(即荧光淬灭、③检査荧光淬灭区亮度增加的过程及亮度恢复所用的时间;④推算膜蛋白扩散速度。淋巴细胞吞噬异物的成帽反应过程也是一个很好的证明。 六、论述

1.生物膜结构模型的演化是人类认识细胞膜的一个循序渐进的过程,是随着实验技术和方法的改进而不断完善的。

1925年,E. Gorter和F. Grendel;用有机溶剂抽提人的红细胞膜的膜脂成分并测定膜脂单层分子在 水面的铺展面积,发现它为红细胞表面积的2倍,提示了质膜是由双层脂分子构成的。随后,人们发现 质膜的表面张力比油-界面的表面张力低得多,巳知脂滴表面如吸附有蛋白成分则表面张力降低,因此, 1935年Davson和Danielli推测,质膜中含有蛋白质的成分并提出\蛋白质-脂质-蛋白质\的三明治式的质膜结构模型。这一模型影响达20年之久。

1959年, J. D. Robertson发展了三明治模型,提出了单位膜模型,并大胆地推断所有的生物膜都是由蛋白质-脂质-蛋白质的单位膜构成,这一模型得到X线衍射分析与电子显微镜观察结果(超薄切片显 示暗-亮-暗三条带)的支持。

随后的一些实验,如免疫荧光标记技术等证明,质膜中的蛋白质是可流动的,冷冻蚀刻技术显示了

双层膜脂中存在膜蛋白颗粒。在此基础上,S.J.Singer和G.nicolson于1972年提出了生物膜的流动镶嵌模型,强调:①膜的流动性,膜蛋白和膜脂均可側向运动;②膜蛋白分布的不对称性,有的镶嵌在膜表面,有的嵌入或橫跨脂双层分子。

随着实验技术的改进及认识的不断深入,还有学者提出了强调生物膜的膜脂处于无序(流动性)和有序《晶态)之间动态转变的\液晶态模型\以及强调生物膜是由流动性程度不同的\板块\镶嵌而成的\板块镶嵌模型\和white 1977〉等。事实上,这些模型都可以看作是对流动镶嵌模型的补充和完善。

最近有人提出了脂筏模型,即在生物膜上胆固醇富集而形成有序脂相,如同\脂筏\一样载着各种蛋白质,脂筏最初可能在内质网上形成,转运到细胞膜上后,有些脂筏可在不同程度上与膜下细胞骨架蛋白交联。

从生物膜结构模型的演化过程可知,人们对事物的认识,是在实践中不断深入,逐渐完善的过程。构成细胞膜的主要成分是脂类和蛋白质。其中脂类包括磷脂、糖脂和胆固醇等,几乎都是两性分子,在水相中磷脂分子亲水的头部朝向水相,疏水的尾部相对,自发排列成双分子层,而且双分子脂膜一旦破损也能自我闭合。磷脂双分子层这种自我装配、自我闭合的特点賦予细胞膜对细胞的保护作用, 使每个细胞成为一个相对独立的整体。脂双层分子具有流动性有利于镶嵌在膜内的功能蛋白的旋转和移动,便于其发挥相应的作用。

细胞膜中的蛋白质多种多样:从组成看有单纯蛋白质、糖蛋白和脂蛋白等;从结合状态看有不同的镶嵌方式;从功能来分,有载体蛋白、受体蛋白和各种晦等。由此保证细胞膜有控制细胞内外的物质交换的作用和细胞间相互识别以及传递各种信息的作用,并参与多种代谢过程(酶的催化作用)。总之,细胞膜的化学组成及结构特征賦予其具有保护作用、控制细胞内外物质交换的作用、感受和传递各种刺激的作用等多种功能,还使细胞膜具有多样性,保证了不同组织细胞和不同发育时期细胞膜功能的差异性。

3^ (1)膜外在蛋白靠离子键或其他较弱的键与膜表面的蛋白质分子或脂分子结合。(2)膜内在蛋白与膜结合的主要方式有3种。①通过跨膜结构域与脂双层分子的疏水核心相互作用,一方面跨膜结构域大多为。螵旋构象,一个内在膜蛋白中有一个或多个跨膜。螺旋。每个。螺旋含有20个左右的氨基酸,其外部疏水性氨基酸残基,借疏水力与脂双层的疏水核心相结合;其些跨膜α螵旋既具有极性側链又具有非极性側链,在螺旋的外側是非极性链,内側是极性链,形成特异极性分子的跨膜通道。另一方面有些多次跨膜的蛋白质,它们的每个跨膜结构域仅有10~12氨基酸残基,形成#折叠片结构,反向平行的#折叠片相互作巧形成非特异的跨膜通道。②跨膜结构域的两端携带正电荷的氨基酸残基(如精氨酸、赖氨酸等)与磷脂分子带负电荷的极性头部形成离子键,或带负电荷的氨基酸残基通过Ca2+.mg2+等与带负电荷的磷脂极性头部相互作用,使内在膜蛋白更好地固定在膜中。③某些膜蛋白在细胞质基质一側的半胱氨酸残基上共价结合脂肪酸分子,插入脂双层之间,进一步加强膜蛋白与脂双层的结合力。还有些膜蛋白在膜的内表面完全位于胞液中,仅以共价结合的一个或多个脂肪酸链或其他类型的脂链(如异戊烯基团)插入并固着于膜上。(3)膜蛋白(包括膜内在蛋白与膜内在蛋白,或膜内在蛋白与膜外在蛋白)常相互结合,形成大的复合物来发挥作用,如质膜的Na+ Ka+泵、线粒体内膜上的电子传递体和ATP合酶等。膜蛋白间的结合有共价连接,但多为非共价特异性连接。从而保证了膜蛋白的灵活多变的结构与功能的顺利完成。 4.生物膜中外在膜蛋白和内在膜蛋白的比较见下表。 比较项目 分布位置

外在膜蛋广1 分布在膜的内外表面

内在膜蛋0

不同程度嵌入膜的脂双分子

所处环境 主要处于水介质中,呈水溶性 主要处于脂介质中,呈水不溶

占膜蛋白的含20^%?30%^ 量

所含氨基酸的亲水和琉水的氨基酸比例大主要由琉水氨基酸组成 组分 体相等

与膜结合方式 靠离子键或其他较弱的键结主要借琉水力和离子键等结

合 合

从膜分离所需温和的处理条件:髙离子强要求能破坏疏水键的试剂,如要的 度,金属螯合剂 去垢剂、有机 条件 溶剂

对膜结构的重除去外在膜蛋白并不引起膜除去内在膜蛋白则伴有膜结要性 结构的破坏与溶解 构的解体 与糖链的关系 可与糖链结合形成糖蛋白 可与糖链结合形成糖蛋白 举例 细胞色素0 细胞色素氧化嗨、视紫红质蛋

5^可采取以下的试验方案:①如果该蛋白质具有疏水区则可以直接与膜融合(如脂质体〗;②通过静电作用与膜脂中带电的头部基团或其他膜蛋白相互作用;③为了使蛋白质能准确定位在膜上,可以在翻译肽链的氨基末端加上一段信号肽,将表达的蛋白质进行修饰(如磷酸化、羟基化〗,使目的蛋白质通过诸如酷化等作用与天然的膜蛋白共价结合。

6^生物膜结构具有以下特征:①具有极性的头部和非极性尾部的脂分子在水相中具有自发形成封闭的膜系统的性质,以非极性尾部相对,极性头部朝向水扣的磷脂双分子层是组成生物膜的基本结构成分,尚未发现在生物膜结构中起组织作用的蛋白,这一结构特点为细胞和细胞器的生理活动提供了一个桕对稳定的环境,使细胞与外界,细胞器与细胞器之间有了一个界面;②蛋白分子以不同的方式镶嵌在脂双层分子中或结合在其表面,蛋白的类型、蛋白分布的不对称及其与脂分子的协同作用賦予生物膜兵有各自的特性与功能。这些结构特征有利于选择的物质运输,提供细胞识别位点,为多种酶提供了结合位点,同时参与形成具有不同功能的细胞表面特征结构。

生物膜结构的不对称保证了膜功能的方向,使膜两側具有不同功能,有的功能只发生膜外側,有的则在膜内側,这是生物膜发挥作用所必不可少的。如调节细胞内外Na+ Ka+ ATP酶,其运转时所需的ATP是细胞内产生的,该酶的ATP结合点正是处于膜的内側面;许多激素受体等接受细胞外信号的结构,则处于细胞外側。

膜的流动性与物质转运、能量转化、细胞识别、药物对细胞的作用密切相关。可以说,一切膜的基本活动均在细胞膜的流动状态下进行。

1.不对称性和流动性是细胞膜最基本的特性。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膜内层和外层所含脂质分子的种类不同;②膜内外磷脂层所带电荷不同;③膜内外层磷脂分子中脂肪酸的饱和度不同;④糖脂均分布在外层脂质中。膜蛋白的不对称性主要表现在:①糖蛋白的糖链主要分布在膜的外表面;②膜受体分子均分布在膜外层脂质分子中;③腺苷酸环化酶分布在膜的内表面。

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側向扩散运动;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側向扩散运动和旋转运动。

影响质膜流动性的因素很多:①脂肪酸链的长度和饱和程度,一般来说,脂肪酸链越短,不饱和程度越髙,膜脂的流动性越大,原核细胞膜的流动性是由膜中脂肪酸链的长度和双键数量的变化来调节的;②胆固醇,在动物细胞膜中胆固醇的数量是膜流动性的一个关键调节因素,胆固醇分子既有与磷脂分子相结合限制其运动的作用,也有将磷脂分子隔开使其容易流动的作用,即防止膜脂由液相变为固相以保证膜脂处于流动状态;③卵磷脂乂鞘磷脂的比值,卵磷脂的脂肪酸不饱和程度高,相变温度低;鞘磷脂的脂肪酸饱和程度高,相变温度高,故比值高时

膜流动性大;④膜蛋白与膜脂的相互作用,即当膜脂发生相变时,蛋白质会影响脂分子的协调效应,使相变温度变宽;⑤细胞骨架对膜的流动性具有动态调控作用。此外,膜脂的极性基团、环境温度、离子强度、金属离子等均可对膜的流动性产生一定影响。

9,生物膜的基本功能包括以下几个方面:①界膜和区室化,生物膜最重要的作用就是勾画了细胞的边界,并且在细胞质中划分了许多以膜包被的区室;②调节运输,膜为两侧的分子交换提供了 一个屏障,一方面可以让某些物质\自由通透\,另一方面又作为某些物质出入细胞的障碍;③功能区室化,生物膜的另一个重要的功能就是通过形成膜性细胞器,使细胞内的功能区室化;④信号的检测与传递,细胞通常用质膜中的受体蛋白从环境中接收化学和电信号,细胞质膜中具有各种不同的受体,能够识别并结合特异的配体,产生一种新的信号,激活或抑制细胞内的某些反应,膜受体接收的某些信号则与细胞分裂有关;⑤参与细胞间的相互作用,在多细胞的生物体中,细胞通过质膜进行多种细胞间的相互作用,包括细胞识别、细胞黏着、细胞连接等;⑥能量转换,生物膜的另一个重要功能是参与细胞的能量转换,同样,膜也能够将化学能转换成可直接利用的高能化合物ATP,这是线粒体的主要功能。

生物膜的这些基本功能也是生命活动的基本特征,没有膜的这些功能,细胞不能形成,细胞的生命活动就会停止。 10.胰腺腺泡细胞能同时向外分泌消化嗨是由于腺泡细胞之间广泛存在着间隙连接。构成间隙连接的基本单位称为连接子。每个连接子由6个相同或相似的跨膜蛋白亚单位环绕,形成一个直径约

1.5 NM的孔道。桕邻细胞膜上两个连接子对接便形成一个间隙连接单位。间隙连接的通道可允许分子 质量小于1KDA的分子(如无机盐离子、糖、氨基酸、核苷酸等)自由通过。当少数胰腺腺泡细胞受到促 胰液激素的刺激后,其基底面质膜上的受体与激素分子结合,激发细胞内作为第二信使的CAMP和 Ca2+浓度增高,促使储存在分泌泡中的消化嗨向外释放。cAMP和Ca2+都可通过间隙连接从一个细胞

进入相邻的细胞中,因此只有部分细胞接受信号分子的作用后,便可通过间隙连接形成代谢偶联,从而使整个胰腺腺泡同时向外分泌消化酶。

11.在多细胞有机体内,功能相同的细胞群体构成机体的组织,由几种功能密切相关的组织结合在一起,构成能执行一定生理功能的器官,由器官进一步构成系统乃至个体。多细胞有机体实质上是一个髙度\社会化\的细胞群体。在这个群体中的不同细胞之间都存在着直接或间接、或强或弱的相互作用。

至于细胞是怎样构成多细胞有机体的,人们普遍认为细胞表面在此起着关键性的作用。包括通过细胞黏着因子和细胞连接介导的细胞间结合,以及细胞与细胞外基质的结合。细胞表面存在有各种细胞黏着因子,如钙黏素、选择素等,介导细胞之间的相互识别、结合及相互作用。细胞与细胞之间的相互识别与黏合有的短暂,有的持久。在永久性的细胞黏合中有一些可进一步发展,建立起一定的形态结构,即形成\细胞连接\,如紧密连接、桥粒、间隙连接等。细胞与细胞外基质之间的黏附也是有的短暂, 有的持久。短暂者常为黏附与解黏附交替,如此循环往复从而使细胞得以进行迁移(位置的移动〉。持久的黏附也形成一定的形态结构,如半桥粒、黏着斑,从而使细胞固定于一定的基质。所有这些作用都受为数不多的细胞黏连分子(CAM)、细胞与基质黏连分子(SAM)和细胞连接黏连分子。JAM的调控。由这三种超分子系统介导着细胞之间和细胞与基质之间的直接相互作用,使细胞按照严格的顺序和方式有机地组织成了多细胞生物体。

12.目前已发现20个左右的基因分别在不同组织编码不同类型的胶原。胶原蛋白是在膜结合核糖体上起始合成的,然后进入内质网,通过内质网和高尔基体的加工修饰和装配,最后分泌到细胞外基质中。首先在糙面内质网上合成早前胶原,早前胶原进入内质网,在内质网腔中通过分子内交联,三股前体肽自我装配形成三股螺旋,即前胶原。然后进入髙尔基体,经加工修饰,并在反面网络被包进分泌小泡,通过质膜融合分泌到胞外。在胞外,前胶原被两种专一性不同的蛋白酶水解,切除!^端和13端的前肽,两端各保留部分非螺旋区,称为端肽区,此时形成的是原胶原。原胶原通过分子间交联进而聚合为胶原纤维。

13.糖胺聚糖由重复的二糖单位(一个为氨基己糖,另一个常为糖眩酸)聚合而成不分支的多糖链, 多数糖基硫酸化。各种糖胺聚糖链结合在核心蛋白上形成各种形式的蛋白聚糖。一个核心蛋白上可连接数百个不同的糖胺聚糖形成蛋白聚糖单体,若干个单体借连接蛋白的非共价键与透明质酸结合成多聚体。作用表现在:①糖胺聚糖和蛋白聚糖构成细胞外高度水合的凝胶状基质,使组织具有渗透压和膨压,具有抗张、反弹、抗机械压力和缓冲作用,维持组织的形态,防止机械损伤;②由于糖基髙度亲水并带负电荷,糖链挺直交错形成大小和电子密度不同的网孔,吸引阳离子,具有分子筛作用,对物质转运有选择渗透性;③细胞表面的蛋白聚糖具有传递信息的作用(如乙酰肝素蛋白聚糖可跨细胞膜,外结合基质中信号分子,内结合细胞骨架,从而传递信息〗;④角膜中的蛋


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