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1、大丈夫处世，不能立功建业，几与草木同腐乎？罗贯中老当益壮，宁移白首之心；穷且益坚，不坠青云之志。唐王勃细胞生物学期末复习论述题及答案 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：细胞核、染色体以及基因表达的研究；生物膜与细胞器的研究；细胞骨架体系的研
2、究；细胞增殖及其调控；细胞分化及其调控；细胞的衰老与凋亡；细胞的起源与进化；细胞工程；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：细胞信号转导；细胞增殖调控；细胞衰老、凋亡及其调控；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。1、如何理解“细胞是生命活动的基本单位”。答：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。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 细胞是遗传的基本单位，细胞具有遗传的全能性 细胞是生命起源和进化的基本单位。没有细胞就没有完整的生命 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：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；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、
4、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。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：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着高于光镜。透镜不同：光镜为玻璃透镜；电镜为电磁透镜。分辨率及有效放大本领不同：光镜的分辨率为m 左右，放大倍数为 1
5、000 倍；电镜的分辨率可达，放大倍数 106倍。真空要求不同：光镜不要求真空；电镜要求真空。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忍一句，息一怒，饶一着，退一步。增广贤文大丈夫处世，不能立功建业，几与草木同腐乎？罗贯中的散射和透射形成明暗反差成像。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。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：封闭连接或闭
6、锁连接：紧密连接；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；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
7、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
8、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
9、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。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
10、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。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
11、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：穷则独善其身，达则兼善天下。孟子百学须先立志。朱熹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
12、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TGF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。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（220-250K
13、D），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：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；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；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；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。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
14、以弹性及抗张性。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（亚基）和一个小的单次跨膜具组织特异性的糖蛋白（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，亚基与 Na+相结合促进 ATP 水解，亚基上的一个天门冬氨酸残基磷酸化引起亚基的构象发生变化，将 Na+泵出细胞外，同时将细胞外的 K+与亚基的另一个位点结合，使其去磷酸化，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
15、 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；腺苷酸环化酶；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胞
16、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：一是通过亚基与腺苷酸环化酶结合，直接抑制酶的活性；一是通过和亚基复合物与游离的 Gs 的亚基结合，阻断 Gs 的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：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。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
17、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。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，另一种是酪氨酸良辰美景奈何天，便赏心乐事谁家院。则为你如花美眷，似水流年。汤显祖丈夫志四方，有事先悬弧，焉能钧三江，终年守菰蒲。顾炎武蛋白激酶。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
18、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: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;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;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
19、胞的生命活动来说是非常重要的。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：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
20、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。1、线粒体与叶绿体的内共生学说的主要内容及证据。答案要点：1、内容：线粒体和叶绿体分别起源
21、于原始真核细胞内共生的细菌和蓝藻。主要论据：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；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；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；以分裂的方式进行繁殖，与细菌的繁殖方式相同；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；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。1、试述核孔复合体的结构及其功能。1、核孔复合体主要有下列结构组分：、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；、核
22、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（nuclear basket）结构；、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：柱状亚单位：主要的区域，位先天下之忧而忧，后天下之乐而乐。范仲淹非淡泊无以明志，非宁静无以致远。诸葛亮于核孔边缘，连接内、外环，起支撑作用；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；环带亚单位：在柱状亚单位之内，靠近核孔
23、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。、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、试述核小体的结构要点及其实验证据。?答：结构要点：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。、组蛋白八聚体构成核小体
24、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 30bp DNA。、146bp 的 DNA 分子超螺旋盘绕组蛋白八聚体圈,组蛋白 H1在核心颗粒外结合额外 20bp DNA，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 166bp DNA 的核小体结构又称染色质小体。、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 080bp。实验证据：a、用温和的方法裂解细胞核，铺展
25、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。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、高的扁园柱体，具有二分对称
26、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 H2AH2B 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。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、试述从 DNA 到染色体的包装过程（多级螺旋模型）。答：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
27、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 1
28、160um）（长 210um）2、核孔复合物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 答：其主动运输的选择性表现在以下三个方面：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 1020nm，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；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；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
29、、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。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，吾日三省乎吾身。为人谋而不忠乎？与朋友交而不信乎
30、？传不习乎？论语丹青不知老将至，贫贱于我如浮云。杜甫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
31、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。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。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
32、，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
33、 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
34、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
35、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 LHartwell 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，
36、利用温度敏感突变株，发现许多与细胞分裂有关的基因(cell division cycle gene,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非淡泊无以明志，非宁静无以致远。诸葛亮吾日三省乎吾身。为人谋而不忠乎？与朋友交而不信乎？传不习乎？论语在 G1/S 交界处，或停留在 G2/M 交
37、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（周期蛋白）的发现 在 20 世纪 80 年代初，以 Tim Hunt 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，James Maller实验室和 Tim Hunt实验室很快证明：MP
38、F 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。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。肿瘤的发生需要多基因突变长时间积累。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
39、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
40、会减少，携带这种基因突变的家族成员更易患癌症。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 180200 bp 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。