PAGEPAGE171《细胞生物学》考研-简答题题库(名校真题汇总版)简答题1.试比较线粒体的氧化磷酸化与叶绿体的光合磷酸化的异同点。答案:1)氧化磷酸化和光合磷酸化的相同点
①需要通过电子传递链中的质子载体建立跨膜的H+浓度梯度;
②需要完整的膜结构维持跨膜的H+浓度梯度;
③ATP的生成都是由质子动力势驱动的H+流过ATP酶而推动的;
④ATP酶复合体的结构十分相似,都具有F1头部和F0尾部,且F1催化ADP和Pi形成ATP。
2)氧化磷酸化和光合磷酸化的不同点它们的不同点如表7-1所示:
表7-1氧化磷酸化和光合磷酸化的不同点2.(名词解释)stoptransfersequence[南开大学2006研]答案:stoptransfersequence的中文名称是停止转移序列。停止转移序列是跨膜蛋白合成所需的一种信号序列,一般由疏水氨基酸组成,与内质网膜具有很强的亲和力。停止转移序列使多肽在向内质网腔转运过程的中间某一时刻停止,主要通过疏水氨基酸残基与膜脂的相互作用完成,使整合膜蛋白整合到膜上。3.简述溶酶体的形成过程。[山东大学2016研]答案: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,其主要功能是行使细胞内的消化作用。溶酶体的形成过程如下:
1)溶酶体酶具有信号区(信号斑),在糙面内质网上合成并经N-连接的糖基化基础修饰,然后转至高尔基体,在高尔基体的顺面膜囊中寡糖链上的甘露糖残基被磷酸转移酶识别溶酶体蛋白的信号斑,并对其上的甘露糖进行磷酸化,磷酸化形成甘露糖-6-磷酸
(M6P);
2)在高尔基体的trans面膜囊和TGN膜上存在M6P的受体,M6P受体特异性地识别并结合M6P,与溶酶体酶结合,引起溶酶体酶聚积;
3)TGN膜上M6P的受体与溶酶体上M6P结合后包裹进入膜内,最后以出芽的方式形成网格蛋白/AP包被膜泡,包被膜泡脱去包被形成无被小泡,无被小泡与前溶酶体逐渐融合,转运到溶酶体中;
4)在前溶酶体的酸性环境中,M6P受体与M6P分离,并返回高尔基体,溶酶体酶释放到腔中,初级溶酶体形成。4.(名词解释)imaginaldisc答案:imaginaldisc的中文名称为成虫盘,是指在果蝇早期胚胎建成过程中,幼虫体内形成的几十种尚未分化的细胞团。变态期后不同的成虫盘可以逐渐发育为果蝇的腿、翅、触角和躯体的其他结构。5.(名词解释)共翻译转移[山东大学2005研]答案:共翻译转移是指蛋白质合成在游离核糖体上起始后,由信号肽引导转移至糙面内质网,然后新生肽边合成边转入糙面内质网中,在糙面内质网和高尔基体中经加工包装转移至指定位置的肽链转移机制。6.从生物膜结构模型的演化,谈谈人们对生物膜的认识过程。答案:从1925年至今,关于生物膜结构的模型主要有三明治式模型、单位膜模型、流动镶嵌模型、液晶态模型、板块镶嵌模型和脂筏模型。
1)三明治式模型:1925年,E.Gorter和F.Grendel用有机溶剂抽提人的红细胞质膜的膜脂成分,测定膜脂单层分子在水面的铺展面积,发现它是红细胞表面积的二倍,这就提示了质膜是由双层脂分子构成的。Davson和Danielli推测质膜中含有蛋白质成分,并提出“蛋白质-脂质-蛋白质”的三明治式的质膜结构模型。
2)单位膜模型:1959年,J.D.Robertson发展了三明治模型,提出了单位膜模型,大胆地推断所有的生物膜都由蛋白质-脂质-蛋白质的单位膜构成。这一模型得到X射线衍射分析与电镜观察结果的支持。
3)流动镶嵌模型:1972年,在单位膜模型的基础上,S.J.Singer和G.L.Nicolson提出了生物膜的流动镶嵌模型,这一模型随即得到各种实验结果的支持,奠定了生物膜的结构与特
征的基础。流动镶嵌模型主要强调:
①膜的流动性,即膜蛋白和膜脂均可侧向运动;
②膜蛋白分布的不对称性,有的结合在膜表面,有的嵌入或横跨脂双分子层。
4)晶格镶嵌模型:1975年,Wallach提出了晶格镶嵌模型,认为生物膜中流动的脂类在可逆地进行无序(液态)和有序(晶态)的相变。
5)板块镶嵌模型:1977年,Jain和White进一步发展了Wallach的液晶态模型,提出了板块镶嵌模型,认为整个生物膜可以看成是由不同组织结构、不同大小、不同性质、不同流动性的可移动的“板块”所组成,高度流动性的区域和流动性比较小的区域可以同时存在,随着生理状态和环境条件的改变,这些“板块”之间可以彼此转化。
1)后期A的运动机制
微管马达蛋白首先结合到动粒上,在ATP分解提供能量的情况下,沿动粒微管向极部运动,并带动动粒和染色体向极部运动。动粒微管的末端随之解聚成微管蛋白二聚体,动粒微管变短,动粒和染色单体与两极之间的距离逐渐拉近。当染色单体接近两极,后期A结束,转向后期B。
2)后期B的运动机制
2)单细胞变形运动的机制
变形运动是指原生动物中的变形虫,或高等动物的巨噬细胞和白细胞等没有鞭毛、纤毛等运动器官,需要依靠细胞体的变化才能移动即变形运动。变形运动依靠的是胞质环流形成的伪足,细胞沿着伪足形成的方向前进。细胞内流动的细胞质称为内质,从尾部流向前进中的伪足。当液流到达伪足时,流动的细胞质分向细胞的两侧,并形成较硬的外质。其间,位于细胞后部的外质体被破坏并向前方提供新的内质,由此产生内质和外质的循环转变,并引起细胞向前移动。细胞质由坚硬的凝质状态(外质体)向可流动的液态(内质)转变的过程称“凝胶一溶胶”转变。相反的过程称为“溶胶一凝胶”转变。在变形运动中,肌动蛋白起了重要作用。实际上,sol-gel、gel-sol的相互转变是动蛋白纤维单体和聚合体的相互转变,单体是可溶的,而纤维是较硬的。15.简述核糖体的形态结构、化学组成及可能的功能。[山东大学2005研]答案:1)核糖体的形态结构
核糖体是一种不规则的颗粒状结构,没有生物膜的包裹,其直径约为25~30nm。核糖体有大小两个亚基,原核生物核糖体70S)是50S和30S两个亚基,真核生物核糖体
80S)是60S和40S两个亚基。大亚基略呈半圆形,在一侧伸出三个突起,中央为一凹陷;小亚基呈长条形,在约1/3长度处有一细的缢痕,将小亚基分为大小两个区域。
2)核糖体的化学组成
①rRNA:构成核糖体的核心,决定核糖体形态,催化蛋白肽键形成。
②r蛋白质:定位于核糖体的表面或者填充于rRNA间的缝隙,稳定rRNA。
3)核糖体的功能
①核糖体是蛋白质翻译的场所,按照mRNA的信息将氨基酸高效精确地合成多肽链。
②核糖体在细胞内并不是单个独立地执行功能,而是由多个甚至几十个核糖体串联在一条mRNA分子上,形成具有特殊功能与形态结构的核糖体与mRNA的聚合体,即多核糖体,高效地进行肽链的合成。16.说明细胞培养的基本原理和方法。如何进行小白鼠脾细胞原代培养?如何判断死活细胞的比率?[山东大学2005研]答案:1)细胞培养的基本原理和方法
①原理
细胞培养是将从机体中取出的细胞,置于一定的生长基质之中,并给予恒定的培养环境,使这些细胞在体外继续生长和分裂的技术。
②方法a.群体培养:将含有一定数量细胞的悬液置于培养瓶中,让细胞贴壁生长,汇合后形成均匀的单细胞层。b.克隆培养:将高度稀释的游离细胞悬液加入培养瓶中,各个细胞贴壁后,彼此距离较远,经过生长增殖每一个细胞形成一个细胞集落,一个集落称为一个克隆。
2)小白鼠脾细胞的原代培养
首先从健康小白鼠体内取出脾细胞,剪碎,用浓度和活性适中的胰酶或胶原酶与EDTA等将细胞连接处消化分散,给予良好的营养液与无菌的培养环境(接近体温与体内pH),在培养瓶中进行静止或慢速转动培养。培养液中加一定量的小牛或胎牛血清,有利于细胞的贴壁生长和分裂。
3)死活细胞比率的判断方法
①染色法
染色法分为化学染色法和荧光染色法,根据死活细胞细胞膜通透性和代谢性差异,染料或使死细胞着色,或使活细胞着色。可通过染色鉴别细胞的死活,从而确定细胞培养的死亡率或存活率。
②仪器分析法
可采用微电极技术(利用死活细胞膜两侧电位的差异)、全自动细胞计数分析仪和流式细胞仪等,对细胞的死活进行精确的批量检测。17.(名词解释)膜周边蛋白(peripheralprotein)答案:膜周边蛋白(peripheralprotein)又称外在膜蛋白,是指位于脂双分子层的内外两
侧,主要通过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的水溶性蛋白。改变溶液的离子强度或提高温度,就可以使膜周边蛋白从膜上分离下来。18.间隙连接是动态结构,像普通的闸门离子通道一样。它们应答细胞中的变化,可逆地改变构象而关闭通道。如果胞内钙离子浓度上升,间隙连接的通透性可在数秒内下降。请推测这种调节形式对细胞正常活动的意义。答案:1)间隙连接的调节形式对细胞正常活动的意义如下:
假定一个细胞因为受损伤而使质膜发生渗漏,胞外高浓度的离子(如Na+和Ca2+)会因此涌入细胞,胞内代谢物质则会渗漏出去。假如该受损细胞依然与相邻细胞保持物质交流的话,相邻细胞也将受到损害。由于受损细胞中涌入的Ca2+可立即引起间隙连接的关
闭,有效地将该细胞与周围隔离,从而阻止损伤的进一步扩大传播。19.微丝的主要功能有哪些?答案:微丝的主要功能如下:
1)参与构成细胞支架,保持细胞的一定形态;
2)与几乎所有形式的细胞运动有关,如参与肌肉收缩、细胞变形运动、细胞分裂等;
3)与细胞内运输,细胞分泌活动有关;
4)微丝常与其他细胞器连接。20.根据与细胞膜的结合方式,膜蛋白可分为哪三类?如何通过实验区分它们?[中科院2008研]答案:1)膜蛋白分类
①外在膜蛋白:依靠离子键或其他非共价作用与膜表面的蛋白质或脂分子相连;
②内在膜蛋白:即跨膜蛋白,与膜结合比较紧密,占整个膜蛋白的70%~80%;
③脂锚定膜蛋白:通过与之共价相连的脂分子(脂肪酸或糖脂)插入膜的脂双分子中,而锚定在细胞质膜上,其水溶性的蛋白质部分位于脂双层外。
2)实验区分方法
①外在膜蛋白:通过改变溶液的离子强度或提高温度即可从膜上分离;
②内在膜蛋白:需要表面活性剂破坏膜结构后才能从膜上分离;
③脂锚定膜蛋白:需要脂酶处理才能去除脂部分,需要表面活性剂破坏膜结构后才能从膜上分离,蛋白胶上跑的位置不同。21.cAMP作为一个重要的第二信使,它有哪些重要特点保证信号转导快速有效进行?答案:cAMP保证信号转导快速有效进行的重要特点如下:
在正常情况下,细胞内cAMP浓度非常低,当腺苷酸环化酶被外界信号激活后,cAMP急剧增加,产生快速应答。细胞内的环腺苷磷酸二酯酶(PDE)可降解cAMP生成5'-AMP,导致cAMP快速下降,信号的放大和终止同等重要,从而保证信号转导快速有效进行。22.对生物来说,用减数分裂的第一次分裂(包括减数分裂Ⅰ的所有过程)完成体细胞的普通有丝分裂为什么是不可取的?答案:正确生物来说,用减数分裂的第一次分裂(包括减数分裂Ⅰ的所有过程)完成体细胞的普通有丝分裂不可取的原因如下:
1)虽然在第一次减数分裂后每个子细胞最终含有双倍体数量的DNA,但每个细胞实际上只含有一套单倍体染色体(尽管有两个拷贝),代表每一类型染色体的一个或另一个同源染色体(虽然在交叉期间会出现一些混合)。
2)由于一对染色体中的父本和母本染色体会携带许多基因的不同版本,这些子细胞在遗传学上是不等同的。对比之下,有丝分裂产生的体细胞继承了一套双倍体染色体,且所有子细胞在遗传学上是等同的。
3)通过减数分裂产生配子的目的是在有性繁殖中互相混合并重新分配基因库。因此对于每一个配子而言,具有一定程度的遗传组成差异肯定是有益的,相反,体细胞的作用在于建成一个所有细胞都含有相同基因组的生物,因此遗传的成分不应存在差异。23.为什么说肿瘤既是一种基因性疾病,又是一种细胞性疾病?[中山大学2008研]答案:1)肿瘤是一种基因性疾病的原因
肿瘤的发生是基因突变逐渐累积的结果。在分子层面上,肿瘤细胞的基因已经不同于正常细胞的基因,肿瘤是发生一系列基因突变的累积结果,因此认为它是一种基因性疾病。
2)肿瘤是一种细胞性疾病的原因
在细胞层面上,肿瘤细胞发生了很多异常变化。
①细胞之间的黏着性降低,具有浸润性和转移性;
②细胞生长与分裂失去控制;
③体外培养的恶性转化细胞:具有无限增殖的潜能,贴壁性下降,有些可进行悬浮式培养;失去运动和分裂的接触抑制,在软琼脂培养基中可形成细胞克隆。
因此从这个层面上讲,肿瘤又是一种细胞性疾病。24.何为细胞、细胞核全能性?如何用实验证明,有何意义?[山东大学2006研]答案:1)细胞、细胞核全能性的概念
①细胞全能性是指细胞经分裂和分化后仍具有形成完整有机体的潜能或特性如受精卵一样,最终发育成一个完整的个体。
②细胞核全能性是指细胞虽不具备发育成一个完整个体的能力,但是当将其细胞核通过核移植等方法导入去核的卵细胞或受精卵,经过受体卵细胞质的诱导去分化、体细胞核和受体卵细胞质共同作用,依然可能发育成一个完整的个体。
2)细胞、细胞核全能性的证明及其意义
①细胞全能性最有利的证据是植物细胞的组织培养,而动物的终端分化的体细胞还没能证明有全能性。细胞核全能性最著名的证明是克隆羊多莉的诞生。
②细胞和细胞核全能性的证明具有重要的意义。a.在植物育种方面,组织培养技术可以快速、大量地产生植物幼苗,既保证了幼苗的品质,而且还节约了可以作为粮食的种子,组织培养技术是一项经济高效的农业新科技。b.动物细胞和细胞核的全能性如果得到清晰的研究,可以培养出人造器官,为需要进行器官移植的病人带来希望。25.什么是交换载体?运输时有什么特点?答案:1)交换载体的定义
交换载体是指存在于叶绿体内膜中一类转运蛋白,参与叶绿体的物质运输。
2)交换载体运输时的特点
该转运类蛋白运输的主要特点是通过靠浓度梯度进行交换,并且不消耗能量。交换是一对一的交换,如磷酸交换载体:能够通过交换将细胞质膜中的无机Pi转运到叶绿体基质,并将叶绿体基质中形成的3PGAL释放到细胞质。磷酸交换转运蛋白是叶绿体内膜中最为丰富的蛋白质,约占内膜总蛋白的12%。26.除支持作用和运动功能外,细胞骨架还有什么功能?怎样理解“骨架”的概念?答案:1)细胞骨架的其他功能
为物质运输提供轨道、参与肌肉收缩和细胞分化、介导染色体的移动和动物细胞胞质分裂、形成细胞的特化结构等。
2)“骨架”的理解
①骨架是指真核细胞内一个复杂的由特异蛋白质组成的纤维网架结构,具有支持功能,在细胞形态维持、膜性细胞器定位和移动过程中具有重要的作用。
2)细胞株是指通过选择法或克隆法从原代培养或细胞系中获得的具有特殊性质或标记物的细胞培养物。细胞株是通过单细胞分离培养和筛选由单细胞形成的细胞群。细胞株的特殊性质或标记物必须在整个培养期间一直存在。32.当把充分分化的胡萝卜细胞的核注射到去核的蛙卵中后,此注入的供体核是否能重编受体卵的程序使之产生一正常的胡萝卜?给出你的解释。[上海交通大学2005研]答案:把充分分化的胡萝卜细胞的核注射到去核的蛙卵中后,注入的供体核不能重编受体卵的程序使之产生一正常的胡萝卜,理由如下:
虽然细胞核具有全能性,使细胞分裂和分化后仍具有形成完整有机体的潜能,但影响细胞分化的因素有很多,其中以细胞质中的蛋白质、mRNA等的诱导最为突出。细胞的分裂分化和生长增殖是细胞核起主导作用,但是前提是细胞核会与细胞质发生相互作用。胡萝卜细胞核与蛙的去核卵的重组细胞无法正常发育成为一个胡萝卜,是由于这两个不同物种的细胞核和细胞质不匹配。33.(名词解释)cellbiology[中国科学院大学2017研]答案:cellbiology的中文名称是细胞生物学,是指在细胞水平上研究生物体生长、运动、遗传、变异、分化、衰老、死亡等生命现象的学科。现代细胞生物学利用显微水平、超微水平和分子水平等方法研究细胞的结构、功能及生命活动,并将细胞整体、亚细胞结构、分子等不同层次的研究有机地结合起来,最终揭示生命的本质。34.Ras蛋白在信号转导中的作用,谈谈突变Ras致癌的可能机制。[南京师范大学
2005研]
Ras蛋白是一种小的GTP结合蛋白,具有GTP酶活性,位于胞质侧,结合GTP时为活化
态,结合GDP时失活。Ras蛋白具有分子开关作用,激活磷酸化级联反应。GAP增强Ras蛋白的GTP酶活性。
2)突变Ras致癌的可能机制
发生突变的Ras蛋白能够与GTP结合,但不能将其水解成GDP,从而使自身锁定于活化状态,导致变性、细胞转化和肿瘤发生。35.简述研究核骨架的分级抽提方法。答案:核骨架的分级抽提方法如下:
1)用非离子去垢剂溶解膜结构系统,胞质中可溶性成分随之流失;
2)再用Tween40和脱氧胆酸钠处理,胞质中的微管、微丝与一些蛋白结构被溶去,胞质中只有中间纤维网能完好存留;
3)然后用核酸酶与0.25mol/L硫酸铵处理,染色质中DNA、RNA和组蛋白被抽提,最终核内呈现一个精细发达的核骨架刚络,结合非树脂包埋-去包埋剂电镜制样方法,可清晰地显示核骨架核纤层-中间纤维结构体系。36.(名词解释)膜流[浙江大学2017研]答案:膜流是指由于膜泡运输,真核细胞生物膜在各个膜性细胞器及质膜之间的相互联系和常态性转移的现象。高尔基体是细胞膜流的枢纽,细胞的膜流参与细胞质膜的更新,在细胞不同区隔之间或细胞内外转运物质,参与细胞器的发生与功能过程,因此,细胞的膜流对于维持细胞生存是必要的。37.简述细胞外化学信号分子及其受体的类型。[山东大学2016研]答案:1)信号分子是指细胞的信息载体,包括化学信号如各类激素、局部介质和神经递质等,以及物理信号如声、光、电和温度变化等。细胞外化学信号分子包括:
①气体性信号分子。
包括NO、CO,可以自由扩散,进入细胞直接激活效应酶(鸟苷酸环化酶)产生第二信使
CGMP,参与体内众多生理过程,影响细胞行为。
②疏水性信号分子。
主要是甾类激素和甲状腺素,分子小、疏水性强,可穿过细胞质膜进入细胞,与细胞内核受体结合形成激素-受体复合物,调节基因表达。
③亲水性信号分子。
包括神经递质、局部介质和大多数蛋白类激素,它们不能透过靶细胞质膜,只能通过与靶细胞表面受体结合,经信号转换机制,在细胞内产生第二信使或激活蛋白激酶或蛋白磷酸酶,引起细胞的应答反应。
2)细胞外化学信号分子受体的类型:
受体是指一类能够识别和选择性结合某种配体(信号分子)的大分子,主要是糖蛋白和糖脂。
①细胞内受体:位于细胞质基质或核基质中,主要识别和结合小的脂溶性信号分子,如甾类激素、甲状腺素、维生素D和视黄酸。
②细胞表面受体:主要识别和结合亲水性信号分子,包括分泌型信号分子(如神经递质、多肽类激素、生长因子等)或膜结合型信号分子(如细胞表面抗原、细胞表面黏着分子等)。细胞表面受体三大家族:a.离子通道偶联受体:受体本身既有信号(配体)结合位点,又是离子通道。b.G蛋白偶联受体:细胞表面受体中最大家族。c.酶联受体:
第一,一种受体胞内结构域具有潜在酶活性;
第二,另一种受体本身不具酶活性,而是受体胞内段与酶相联系。38.(名词解释)核孔复合体(nuclearporeplex)[南开大学2011研,山东大学2005、2006、2007、2015研]答案:核孔复合体是指在核被膜上由多种核孔蛋白构成的联系核质和细胞质的复杂隧道结构,主要包括胞质环、核质环、辐和栓4种结构组分。从功能上讲,核孔复合体可看成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。双功能性表现在被动扩散和主动运输两种运输方式,双向性表现在既介导蛋白质入核转运,又介导RNA、RNP出核转运。39.一种观点认为,肿瘤细胞是去分化的细胞,另外一种观点认为肿瘤细胞是异常分化的细胞,这是目前学术界存在的对于肿瘤细胞分化的两种观点,请从细胞分化的角度谈谈你对这两种观点的看法。[南开大学2005研]答案:1)细胞分化
①细胞分化
细胞分化是指在个体发育中,由一种相同类型的细胞经过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。
②细胞去分化
细胞的去分化又称脱分化,是指分化细胞失去其特有的结构与功能变成具有未分化细胞特征的过程。
2)对两种观点的看法
①观点一:肿瘤细胞是去分化的细胞
该观点认为肿瘤细胞是去分化细胞,主要是从肿瘤细胞的蛋白表达谱系改变、生长分裂失去控制、细胞贴壁性下降等类似于去分化细胞的特征方面来看待的。但去分化细胞的分裂生长还具有可控性,再分化时仍然会回归到正常分化细胞的状态,细胞间的接触抑制现象也还存在,但肿瘤细胞不存在接触抑制现象,且生长与分裂失去控制。去分化细胞与肿瘤细胞相比还是有较大差距的。认为“肿瘤细胞是去分化细胞”,只看到了肿瘤细胞与去分化细胞的相似性而忽略了它们之间的差异性,故这种观点是不可取的。
②观点二:肿瘤细胞是异常分化的细胞
该观点认为肿瘤细胞是异常分化的细胞,只认识到了肿瘤细胞与一般分化细胞的差异性,如mRNA表达谱系改变、蛋白表达谱系和蛋白活性改变等,而忽略了肿瘤细胞无限增殖、生长分裂失控、接触抑制现象消失等与干细胞或去分化细胞相似的特征。这种观点也是不可取的。
只有将两种观点相互融合,相互渗透,总结出肿瘤细胞的各方面特征,才能正确的理解肿瘤细胞,并针对它的这些特点制定合理的治疗方案。40.(名词解释)接触抑制[浙江师范大学2011研]答案:接触抑制是指在细胞培养过程中,当贴壁生长的单层细胞分裂、生长到表面相互接触时,就会停止增殖,维持相互接触的单层细胞状态直至衰老的现象。接触抑制现象的形成是因为:细胞膜上有糖类和蛋白质共同构成的糖蛋白即糖被,在细胞上起识别作用。当细胞增殖到一定程度,即互相挨在一起时,糖蛋白可以识别这种信息,从而使细胞停止继续繁殖。41.为什么说在核糖体中rRNA是起主要作用的结构成分?[郑州大学2004、2005研]答案:核糖体中rRNA是起主要作用的结构成分的原因如下:
1)核糖体是由核糖体蛋白(r蛋白)和核糖体RNA(rRNA)组成的,r蛋白主要分布在核糖体的表面,而rRNA则位于核糖体的内部,二者依靠非共价键结合在一起。
2)核糖体的功能是合成蛋白质,催化蛋白质合成的活性部位包括A位点、P位点、E位点和肽酰转移酶的催化中心,而这些催化位点占核糖体结构成分的2/3。研究表明A位点、P位点、E位点主要由rRNA组成,肽酰转移酶的催化中心仅由23SrRNA组成。
由此可见,rRNA是核糖体起主要作用的结构成分。核糖体的催化中心主要是RNA,也对
RNA可能是生命起源中最早的生物大分子这一假说提供了佐证。42.核被膜有哪些主要功能?答案:核被膜的主要功能如下:
1)构成核、质之间的天然选择性屏障,将细胞分成核与质两大结构与功能区域,避免生命活动的彼此干扰;
2)保护DNA分子不受细胞骨架运动所产生的机械力的损伤;
3)通过核被膜上的核孔复合体进行核质之间的物质交换与信息交流。43.(名词解释)necrosis[南京师范大学2007研]答案:necrosis的中文名称是细胞坏死。细胞坏死是区别于细胞凋亡的另一种细胞死亡方
式。当细胞坏死时,细胞质出现空泡,细胞质膜破损,细胞内含物,包括膨大和破碎的细胞器以及染色质片段释放到胞外,引起周围组织的炎症反应。44.(名词解释)电子载体(electroncarrier)答案:电子载体是指在线粒体电子传递系统(呼吸链)内起接受和提供电子或氢(由质子和电子组成)的物质。参与传递的电子载体有四种类型:黄素蛋白、细胞色素、铁硫蛋白和辅酶Q,在这四类电子载体中,除辅酶Q外,接受和提供电子的氧化还原中心都是与蛋白相连的辅基。45.试述内质网的主要功能及其质量监控作用。答案:1)内质网的主要功能
内质网是细胞内的一个精细的膜系统,是交织分布于细胞质中的膜的管道系统。两膜间是扁平的腔、囊或池。内质网可分为糙面内质网和光面内质网。
①糙面内质网的主要功能
糙面内质网是指膜上附着核糖体颗粒的内质网。糙面内质网的功能是合成蛋白质大分子,并把它从细胞内输送出去或在细胞内转运到其他部位。
②光面内质网的主要功能
光面内质网是指膜上光滑的,没有核糖体附在上面的内质网。光面内质网的功能与糖类和脂类的合成、解毒、同化作用有关,并且还具有运输蛋白质的功能。
2)内质网的质量监控作用
内质网是蛋白质分泌转运途径中行使质量监控的重要场所,具体表现为:
①在内质网狭小的腔隙中常常同时有多种蛋白质大量合成,特别是许多分泌蛋白常含有连接半胱氨酸残基的二硫键;内质网腔是一种非还原性环境,多肽链疏水基团之间以及侧链基团之间的相互作用,也极易导致二硫键形成,从而对肽链的正确折叠带来了很大困难。内质网中有一种蛋白二硫键异构酶(PDI)附着在内质网膜腔面上,可以切断二硫键,从而帮助新合成的蛋白质重新形成二硫键并产生正确折叠的构象。
②未折叠的蛋白质由于疏水核心的外露,即使在很低的浓度下,也很容易发生聚集,甚至与其他未折叠的蛋白质形成复合物。内质网含有一种结合蛋白Bip,其作用为:一是Bip同进入内质网的未折叠蛋白质的疏水氨基酸结合,防止多肽链不正确地折叠和聚合,或者识别错误折叠的蛋白质或未装配好的蛋白质亚单位,并促进它们重新折叠与装配;二是防止新合成的蛋白质在转运过程中变性或断裂。46.在胶原纤维内部,原胶原蛋白分子呈答案:1/4|平行
交替()排列。47.(名词解释)有色体(chromoplast)答案:有色体是指植物或藻类细胞内的细胞器,属于质体的一种(包括叶绿体),可以由白色体或叶绿体转化而来。这种细胞器因为含有类胡萝卜素或是其他色素而带有颜色,是进行光合作用(叶绿体)或是生产与储存色素的场所。48.(名词解释)HayflickLimitation[华中科技大学2006、电子科技大学2014研]答案:HayflickLimitation的中文名称是Hayflick界限。Hayflick界限是指正常细胞在体外培养的条件下具有有限分裂次数的现象。动物体细胞在体外可传代的次数与物种的寿命有关,细胞的分裂能力与个体的年龄有关。正常人的成纤维细胞在体外培养条件下,即使条件适宜,细胞也不能无限制地进行分裂;即使是机体中可以终生分裂的细胞,在体外培养时也有分裂次数的极限;即使给予丰富的营养、生长因子和足够的生长空间也是如此。49.你认为,当前研究染色质结构的改变与基因活化的关系主要集中在哪些方面?答案:当前染色质结构的改变与基因活化的关系主要集中在以下方面:
1)活性染色质中的超敏感位点是如何形成;
2)染色质活性区域结构如何与周围非活性区域相隔离;
3)RNA聚合酶如何通过与组蛋白结合的模板进行转录。50.(名词解释)缬氨霉素(valinomycin)答案:缬氨霉素是指由极暗黄链霉菌产生的一种钾离子载体抗生素。由3个分子(L-缬氨酸、D-α羟基异戊酸、L乳酸)交替连接组成,形成一个36分子的环状结构,围成笼状。
①生长因子。不少生长因子受体具有蛋白激酶活性,在生长调节中通过对各种靶蛋白磷酸化实现其对细胞增殖的调节作用;
②生长因子受体的传感机制,最终引起细胞内有关增殖基因的表达,调控细胞增殖;
③某些基因及其产物与细胞增殖调控的关系,其中包括癌基因、细胞分裂周期基因等。
表15-1体外培养的正常细胞与转化细胞的比较54.说明对细胞生存具有重要作用的细胞结构和细胞器的功能。答案:1)具有重要作用的细胞结构及其功能如下:
①细胞壁,位于植物细胞的最外层,是一层透明的薄壁,孔隙较大,物质分子可以自由透过,细胞壁对细胞起着支持和保护的作用;
②细胞膜,细胞壁的内侧紧贴着的由蛋白质分子和磷脂双层分子组成的薄膜,水和氧气等小分子物质能够自由通过,而某些离子和大分子物质则不能自由通过,因此,它除了起着保护细胞内部的作用以外,还具有控制物质进出细胞的作用;
③细胞质,细胞膜包着的黏稠透明的物质,细胞膜以及液泡膜和两层膜之间的细胞质称为原生质层;
④细胞核,保存遗传物质,控制生化合成和细胞代谢,决定细胞或机体的性状表现,把遗传物质从细胞(或个体)一代一代传下去。细胞核不是孤立的起作用,而是和细胞质相互作用、相互依存而表现出细胞统一的生命过程。
2)具有重要作用的细胞器及其功能如下:
①线粒体,细胞的“动力工厂”,是细胞呼吸的中心,它是生物有机体借氧化作用产生能量的一个主要机构,它将营养物质(如葡萄糖、脂肪酸、氨基酸等)氧化产生的能量,储存在ATP(三磷酸腺苷)的高能磷酸键上,供给细胞其他生理活动的需要。
②叶绿体,是绿色植物细胞中重要的细胞器,其主要功能是进行光合作用。
③内质网,是细胞质中由膜构成的网状管道系统,它与细胞膜及核膜相通连,对细胞内蛋白质及脂质等物质的合成和运输起着重要作用。
④高尔基体,普遍存在于植物细胞和动物细胞中,本身没有合成蛋白质的功能,但可以对蛋白质进行加工和转运,植物细胞分裂时,高尔基体与细胞壁的形成有关。
⑤核糖体,蛋白质合成场所,有些附着在内质网膜的外表面(供给膜上及膜外蛋白质),有些游离在细胞质基质中(供给膜内蛋白质,不经过高尔基体,直接在细胞质基质内的酶的作用下形成空间构形)。
⑥中心体,存在于动物细胞和某些低等植物细胞中,动物细胞的中心体与有丝分裂有密切关系。
⑦液泡,是植物细胞中的泡状结构,调节细胞内的环境,可以使细胞保持一定的渗透压。
⑧溶酶体,是细胞内具有单层膜囊状结构的细胞器,其内含有很多种水解酶类,能够分解很多物质。
⑨微丝及微管,对细胞起骨架支持作用,也参加细胞的运动,如有丝分裂的纺锤丝。55.如何认识细胞学说在细胞学乃至生物学发展简史中的重要意义?答案:细胞学说在细胞学乃至生物学发展简史中的重要意义如下:
1)细胞学说对细胞及其功能有了一个较为明确的定义。细胞学说的建立掀起了对多种细胞进行广泛的观察与描述的高潮,各种细胞器和细胞分裂活动相继被发现,构成了细胞学的经典时期。
2)细胞学说提出了生物同一性的细胞学基础,因而大大推进了人类对整个自然界的认识,有力地促进了自然科学和哲学的进步。
3)细胞学说提出后的十几年中,迅速推广到许多领域的研究,对当时生物学的发展起了巨大的促进和指导作用。
细胞自噬是细胞通过溶酶体与双层膜包裹的细胞自身物质融合,从而降解细胞自身物质的过程。AMPK能以不同的方式,调控一种称为Vps34激酶家族不同的复合物,一些Vps34酶参与了正常细胞的囊泡运输-细胞中一种重要的分子运输,还有一些Vps34复合物则参与了细胞自噬。此外,AMPK能抑制那些未参与细胞自噬的酶,而激活参与细胞自噬的Vps34酶。
细胞自噬是促使细胞存活的自我保护机制。一方面,细胞面临代谢压力如营养或生长因子匮乏,或处于低氧环境中时,细胞通过降解自身蛋白大分子或细胞器,为细胞生存提供原材料或ATP;另一方面,细胞自噬具有自我“清理”功能,与泛素介导的蛋白降解途径不同,细胞自噬不仅能够降解错误折叠的蛋白质多聚物,还能够降解功能失常的整个线粒
体、过氧化物酶体、高尔基体等细胞器;甚至可以清除细胞内的病原体。而一些疾病,如神经退行性病,人们原先认为细胞自噬是这些疾病的元凶,现在实验证明,敲除Atg5和Atg7的小鼠均表现出蛋白质聚集导致的神经功能退化。因此,细胞自噬很可能是进化过程中形成的一种重要的细胞保护机制。
2)CRISPR/Cas9技术
①CRISPR/Cas9技术的工作原理是crRNA(CRISPR-derivedRNA)通过碱基配对与tracrRNA结合形成tracrRNA/crRNA复合物,此复合物引导核酸酶Cas9蛋白在与crRNA配对的序列靶位点剪切双链DNA。而通过人工设计这两种RNA,可以改造形成具有引导作用的sgRNA(shortguideRNA),足以引导Cas9对DNA的定点切割。
②CRISPR/Cas9技术的应用是作为一种RNA导向的dsDNA结合蛋白,Cas9效应物核酸酶是已知的第一个统一因子,能够共定位RNA、DNA和蛋白,从而拥有巨大的改造潜力。将蛋白与无核酸酶的Cas9融合,并表达适当的sgRNA,可靶定任何dsDNA序列,而sgRNA的末端可连接到目标DNA,不影响Cas9的结合。因此,Cas9能在任何dsDNA序列处带来任何融合蛋白及RNA,这为生物体的研究和改造带来巨大潜力。CRISPR-Cas9系统已经成功应用于植物、细菌、酵母、鱼类及哺乳动物细胞,是目前最高效的基因组编辑系统。58.信号产生多样化的细胞应答的机制。答案:胞外信号产生多样化的细胞应答的机制如下:
2)同样受体其下游信号通路不同。
3)整合信号聚合其他信号通路的输入而修正细胞对信号的反应细胞。59.(名词解释)Karyotype[南开大学2011研]答案:Karyotype的中文名称是核型。核型是指染色体组在有丝分裂中期的表型,包括染色体数目、大小、形态特征等。一个体细胞中的全部染色体,按其大小、形态特征(着丝粒的位置)顺序排列所构成的图像即为核型。在完全正常的情况下,一个体细胞的核型可代表该个体的核型。核型分析是指将待测细胞的核型进行染色体数目、形态特性的分析,确定其是否与正常核型完全一致的过程,对于探讨人类遗传病的机制、物种亲缘关系与进化、远缘杂种的鉴定等有着重要意义。60.根据细胞生物学研究的内容与你所掌握的生命科学知识,恰当地评价细胞生物学在生命科学中所处的地位以及它与其他生物学科的关系。答案:1)细胞生物学在生命科学中所处的地位
和再生医学是21世纪生物工程发展的重要组成部分。
②细胞是生命体结构与功能的基本单位,有了细胞才有完整的生命活动,所以细胞是生命活动的枢纽层次,细胞生物学成为生命科学的枢纽学科和前沿学科。
③生物的生殖发育、遗传、神经活动等重大生命现象的研究都要以细胞为基础,一切疾病的发病机制也是以细胞病变为基础,以基因工程和蛋白质工程为核心的现代生物技术是以细胞操作为基础而进行的,因此细胞生物学在解决人类面临的重大问题、促进经济和社会发展中发挥重要的作用。
④许多细胞生命活动过程机制还远未清楚,因此细胞生物学的研究势必影响21世纪生命科学的整体发展。
2)细胞生物学与其他学科的关系
①细胞生物学的学科范畴,是应用现代物理学与化学的技术成就和分子生物学的概念与方法,研究细胞的结构、功能和细胞生命活动的学科,侧重从细胞作为生命活动的基本单位的思维为出发点,探索并揭示生命活动规律。
②细胞生物学是一门迅速发展的前沿学科,其研究内容与范畴往往与生命科学的其他学科特别是分子生物学交错在一起,目前很难为细胞生物学划出一个明确的范围。
2)当前细胞生物学研究的总趋势
①从体外到体内,从单一到系统,从静态到动态;
②不断与计算机、物理、化学、数学等学科相互渗透,且对生物学科内其他学科也日益呈现交融互补的趋势。
3)细胞生物学的重点领域
①染色体DNA与蛋白质相互作用关系;
②细胞增殖、分化、凋亡的相互关系及其调控;
③细胞信号传导的研究;
④细胞结构体系的组装等。
4)我国细胞生物学发展前景
细胞生物学从显微、超微和分子的水平上研究和认识生命活动,近些年来有了突飞猛进的进展。在我国,细胞生物学不仅涉及种植业、畜牧业、渔业、医疗、制药、卫生等方面,还扩展到食品、化工、环境保护、能源和冶金工业等方面。细胞生物学在克隆技术、延长生命研究和促进生物经济中发挥重要作用。
②在农业畜牧业,转基因动植物、动物克隆不仅为人类提供了优良的新物种,解决食品危机,某些转基因动植物甚至在环保以及疫苗开发中发挥着重要作用。
③在能源行业,世界上已经出现了利用固相化细胞技术的工业化沼气厌氧反应器,同样也是我国细胞生物学发展的一种趋势。64.如何理解细胞增殖、细胞分化、细胞凋亡与肿瘤的关系?[吉林大学2004研]
2)细胞分化与肿瘤
肿瘤细胞的分化程度相比正常细胞低,表现为去分化。肿瘤的去分化是指细胞恶变后,细胞的多种表现又回到胚胎细胞表型的现象。恶性肿瘤细胞表现分化异常,不成熟。
3)细胞凋亡与肿瘤
过去认为肿瘤是“增生性疾病”,但现在的证据却表明肿瘤细胞凋亡调控对于肿瘤发生具有非常重要的作用。①一般肿瘤细胞高表达FasL,借以凋亡淋巴细胞,而又低表达Fas,而降低凋亡。这就形成肿瘤细胞有逃避免疫及凋亡耐受的特性。②基因水平上诱导凋亡基因
(如p53、c-myc等)的失活以及抑制凋亡基因(如bcl-2)的过度表达,从而利于肿瘤发生。即肿瘤细胞的无限生长是肿瘤细胞凋亡受抑制的结果。
总之,肿瘤是异常增殖、分化或凋亡的疾病,这些机制有时同时存在于一个肿瘤中,有时分别作用。65.论述细胞核的结构、功能及其与细胞质的关系。[湖南大学2007研]答案:1)细胞核的结构
主要由核被膜、核纤层、染色质、核仁及核体组成。
①核被膜:主要包括双层核膜、核孔复合物。
②核纤层:紧挨着核内膜的一层纤维网状结构。
③染色质:基本组成单位是核小体,主要由DNA、组蛋白、非组蛋白及少量RNA组成。
④核仁:包括纤维中心、致密纤维组分和颗粒组分。
⑤核体:包括Cajal体、GEMS以及染色质间颗粒。
2)细胞核的功能
①遗传信息的储存场所,在这里进行基因复制。
②进行转录和转录初产物的加工过程。
③控制基因表达,转录的RNA进入细胞质中由核糖体翻译为蛋白质,进而执行其生物学功能,从而控制着细胞的遗传与代谢活动。
3)细胞核与细胞质的关系
①由核纤层将细胞核骨架与细胞质中间纤维连接起来,共同支撑起细胞结构;
②两者通过核孔进行物质运输,使得两者代谢进行交流;
③细胞核完成遗传物质的复制与转录,细胞质进行遗传物质的翻译,两者功能偶联,且前者对后者起调控作用。66.(名词解释)GFP[上海交通大学2005研]答案:GFP的中文名称是绿色荧光蛋白,是指在水母中发现的,在蓝色波长范围的光线激发下,会发出绿色荧光的蛋白质。其在氧化状态下产生荧光,强还原剂能使GFP转变为非荧光形式。GFP作为一种基因标志,可以进行蛋白质定位,研究蛋白质的分布、合成和降解以及运动等性质。67.为什么说细胞培养是细胞生物学研究的最基本的实验技术之一?答案:之所以说“细胞培养是细胞生物学研究的最基本的实验技术之一”,是因为:
1)细胞培养是指在体外模拟体内的生理环境,培养从机体中取出的细胞,并使之生存和生长的技术。细胞生物学是一门研究和揭示细胞基本生命活动规律的学科,研究细胞结构与功能,细胞增殖、分化、代谢、运动、衰老、死亡,以及细胞信号转导,细胞基因表达与调控,细胞起源与进化等重大生命过程,而细胞作为生命活动的基本单位,这些研究离不开细胞。
因此说细胞培养是许多后期实验的基础,是细胞生物学研究的前提,也是最基本的实验技术之一。68.为什么认为细胞进化出一个特殊的G0期以退出细胞周期,而不是仅停止在G1期关卡处的G1期状态?答案:认为细胞进化出一个特殊的G0期以退出细胞周期,而不是仅停止在G1期关卡处的G1期状态的原因如下:
对于多细胞生物来说,细胞分裂的控制是极为重要的。GO状态保护细胞避免反常地激活。如果一个细胞仅停留在G1期,仍会含有全部的细胞周期机构,而且仍可能会被引发分裂。此时的细胞必须不断地做出不分裂的“决定”。如果每年GO期细胞再进入细胞周期,细胞必须合成已消失的组分。69.什么是肿瘤干细胞?答案:肿瘤干细胞是一群存在于某些肿瘤组织中的干细胞样细胞,具有自我更新、无限增殖、转移和抗化学毒物损伤的能力。目前认为肿瘤干细胞的存在是导致肿瘤化疗失败的主要原因。与一般的肿瘤细胞相比,肿瘤干细胞具有以下特性:
1)高致瘤性
很少量的肿瘤干细胞在体外培养,就能生成集落;将很少量的肿瘤干细胞注入实验动物体内,即可形成肿瘤。
2)强耐药性
多数肿瘤干细胞的细胞膜上表达ATP结合盒(ABC)家族膜转运蛋白,可运输并外排代谢产物、药物、毒性物质、内源性脂质、多肽、核苷酸及固醇类等多种物质,使之对许多
化疗药物产生耐药性。70.简述细胞骨架成分在细胞分裂过程中的作用,为什么秋水仙素处理能够导致分裂细胞的染色体加倍?[山东大学2017研]答案:1)细胞骨架包括微管、微丝和中间丝,在细胞分裂中的作用主要有:
①在细胞物质运输中,各种囊泡和细胞器可沿着细胞骨架定向转运。
②在细胞分裂过程中牵引染色体分离。
2)秋水仙素处理能够导致分裂细胞的染色体加倍的原因:
第一,胚胎干细胞:是指早期胚胎(原肠胚期之前)或原始性腺中分离出来的一类细胞,它具有体外培养无限增殖、自我更新和多向分化的特性。
第二,成体干细胞:是指存在于一种已经分化组织中的未分化细胞,能够自我更新并特化形成该类型组织的细胞,包括神经干细胞、血液干细胞、骨髓间充质干细胞、肌肉干细胞等。
3)在基础研究和现代医学中的重要意义
说明核小体的结构组装过程以及30nm螺线管的形成机理。[山东大学2015研]答案:平均直径为5~10μm的细胞核之所以能容纳总长度约为2米的人细胞的DNA分子,是因为:细胞核内构建了染色质,DNA包装成染色质后,长度压缩了近万倍,这样就易在细胞核这个狭小的空间中存在,并利于顺利完成复制、转录和分离。DNA到染色质的包装过程如下:
1)染色质组装的前期过程:
①H3·H4四聚体结合,由CAF-1介导与新合成的裸露的DNA结合。
②由NAP-1和NAP-2介导,两个H2A·H2B异二聚体加入,形成一个核心颗粒,H4上Lys5和Lys12被乙酰化。
③ATP创建一个规则的间距,组蛋白去乙酰化,ISWI和SWI/SNF家族的蛋白参与此过程的调节。H1结合DNA伴随核小体折叠。
④6个核小体组成一个螺旋或由其他的组装方式形成一个直径25~30nm的螺线管结构(二级结构)。
2)染色体组装的后期过程
①染色质组装的多级螺旋模型
螺线管进一步螺旋形成直径为0.4μm的超螺线管,再进一步压缩形成直径为2~10μm的染色单体。经过四级螺旋组装形成的染色体结构,共压缩了8400倍。
②染色质组装的放射环结构模型
螺线管形成DNA复制环,每18个复制环呈放射状平面排列,结合在核基质上形成微带。微带是染色体高级结构的单位,约106个微带沿纵轴构建成子染色体。
DNA→核小体→螺线管→DNA复制环→微带→染色单体74.(名词解释)亚线粒体小泡[山东大学2017研]答案:亚线粒体小泡是指经超声处理破碎线粒体之后,线粒体膜碎片形成的小泡。线粒体内膜形成的小泡,其基质面暴露在外,可用于研究线粒体上电子传递链与氧化磷酸化的作用机制。75.(名词解释)原初反应[山东大学2017研]答案:原初反应是指光合色素分子被光能激发而引起第一个光化学反应的过程。该过程包括光能的吸收、传递和转换,即光能被天线色素分子吸收并传递至反应中心,继而诱发的最初的光化学反应,使光能转换为电能的过程。76.试述核孔复合体主动运输的分子基础和特点。[浙江大学2017研]答案:1)孔复合体主动运输的分子基础:
亲核蛋白通过核孔复合体的转运分为两步,结合与转移。
首先亲和蛋白先结合到核孔复合体胞质面,这一步不需要能量,但依赖正常的NLS;随后的转移步骤则需要GTP水解供能。亲核蛋白除了本身具有NLS外,其入核转运还需要一些胞质蛋白因子的帮助。亲核蛋白的入核转运可分为如下几个步骤:
①亲核蛋白通过NLS识别importinα,与可溶性NLS受体importinα/improtinβ异二聚体结合,形成转运复合物。
②在importinβ的介导下,转运复合物与核孔复合体的胞质纤维结合。
③转运复合物通过改变构象的核孔复合体从胞质面被转移到核质面。
④转运复合物在核质面与Ran-GTP结合,并导致复合物解离,亲核蛋白释放。
⑤受体的亚基与结合的Ran返回胞质,在胞质内Ran-GTP水解形成Ran-GDP并与importinβ解离,Ran-GDP返回核内再转换成Ran-GTP状态。
2)核孔复合体主动运输的特点:
①具有高度的选择性。a.对运输颗粒大小的限制,有效功能直径可达26nm;b.主动运输是一个信号识别与载体介导的过程,需要消耗能量,并表现出饱和动力学特征。
②双向性。主动运输具有双向性,既可以进行核输入也可以进行核输出。77.简述p53基因“基因卫士”的功能。[军事医学科学院2006研]答案:p53基因“基因卫士”的功能如下:
1)p53基因时刻监控着细胞染色体DNA的完整性,一旦细胞染色体DNA遭到损害,p53蛋白与基因的DNA的相应结合部位结合,起特殊转录因子的作用:
①活化p21基因转录,使细胞停滞于G1期,抑制解链酶的活性;
②与复制因子A相互作用,参与DNA的复制与修复,使DNA受损的细胞不再分裂,修复损伤而维持基因组的稳定。
2)如果修复失败,p53蛋白即启动程序性死亡(凋亡)过程诱导细胞自杀,使细胞周期停滞,阻止有癌变倾向的突变细胞的生成,从而达到抑制肿瘤发生的作用。78.(名词解释)MTOC[上海交通大学2006研]答案:MTOC的中文名称是微管组织中心。微管组织中心是指具有起始微管组装和延伸的细胞结构,细胞内的微管组织中心包括中心体和位于纤毛和鞭毛基部的基体等。MTOC不仅为微管提供了生长的起点,而且还决定了微管的方向性。靠近MTOC的一端由于生长慢而称为负端;远离MTOC一端的微管生长速度快,称为正端,所以正端指向细胞质基质,常常靠近细胞质膜。79.(名词解释)checkpoint[南开大学2008研]答案:checkpoint的中文名称是细胞周期检验点。细胞周期检验点是指细胞中对其之前阶段任务完成情况进行检测的某个特定位点,若完成则可进入下一个细胞周期阶段,否则细胞将停留在该位点所处的阶段。这是对细胞周期进行监控的重要机制。细胞周期检验点有G1期检验点、S期检验点、G2期检验点、纺锤体装配检验点等。80.简述细胞结构组装的生物学意义。答案:细胞结构组装的生物学意义
1)减少和校正蛋白质合成中出现的错误;
2)减少所需的遗传物质信息量;
3)通过装配与去装配更容易调节与控制多种生物学过程。81.什么是CAM植物?这类植物是如何提高CO2固定效率的?答案:1)CAM植物是指具有景天酸代谢途径的植物,多为多浆液植物。
2)CAM植物提高CO2固定效率的方式如下:
CAM植物通过PEP羧化酶固定CO2,固定反应发生在胞质溶胶中,产生大量的四碳酸——苹果酸。夜间形成的苹果酸暂时储存在叶肉细胞的中央液泡中,到了白天,气孔关闭,PEP羧化酶暂时失活,苹果酸从液泡扩散到胞质溶胶中,然后被裂解释放CO2,进入卡尔文循环。到了夜间,气孔又打开,PEP羧化酶被激活,开始新的循环。82.(名词解释)核纤层蛋白[山东大学2016研]答案:核纤层蛋白是一种中间纤维,包括核纤层蛋白A、核纤层蛋白B等。它们在细胞核的组装和染色质的锚定等方面具有重要作用。在细胞周期中,核纤层蛋白会被周期性地磷酸化与去磷酸化。核纤层的成分为核纤层蛋白。83.名词解释)细胞衰老答案:细胞衰老是指体外培养的正常细胞经过有限次数的分裂后,停止分裂,细胞形态和生理代谢活动发生显著改变的现象。84.请解释蛋白质如何通过磷酸化作用或结合核苷酸(如G蛋白)来调节蛋白质的活性。你认为每种调控形式各有哪些优点?答案:1)蛋白质通过磷酸化作用或结合核苷酸(如G蛋白)调节蛋白质的活性方式如下:
核苷酸的结合和磷酸化两者都会引起蛋白质构象的改变,可产生多重影响,如酶活性的改变,形状的显著变化,以及对其他蛋白质或小分子亲和力的改变等;
2)两种调控形式的优点如下:
①核苷酸结合的优点是小核苷酸能快速地扩散到蛋白质,例如,改变与发动机蛋白功能有关的形状就需快速补充核苷酸。如果发动机蛋白的不同构象状态是由磷酸化所控制,则或者要求蛋白激酶在每一步反应都扩散到位(这是一个非常缓慢的过程),或者与每个发动机蛋白持久地结合;
②磷酸化机制的优点是只需蛋白质表面的一个氨基酸残基,而不是一个特定的结合部位。因此磷酸可以加到同一蛋白质的不同侧链上(只要有相应的蛋白激酶存在),从而大大增加了某一蛋白质所能实现的调控作用的复杂性。85.概述细胞信号的整合方式与控制机制。答案:1)细胞信号的整合方式
细胞的信号转导是多通路、多环节、多层次和高度复杂的可控过程。细胞对信号的应答反应具有收敛或发散的特点,细胞信号的整合方式分为以下3种:
②在不同的细胞中,相同受体因不同的胞内信号蛋白可引发不同的下游通路。细胞的信号转导既具有专一性又有作用机制的相似性。不同的细胞中,因为转录因子组分不同,即使受体相同而其下游的通路也是不同的。
③形成蛋白激酶的网络整合信息。细胞各种不同的信号通路提供了信号途径本身的线性特征,信号转导最重要的特征之一是构成复杂的信号网络系统,具有高度的非线性特点。因此细胞需要对各种信号进行整合和精确控制,在各信号通路之间进行“交叉对话”并作出适宜的应答。整合信号会聚其他信号通路的输入从而修正细胞对信号的反应。
2)细胞信号的控制机制
①细胞对外界信号适度的反应既涉及信号的有效刺激和启动,也依赖信号的解除与细胞的反应终止;
②信号放大与信号终止并存;
③当细胞长期暴露在某种形式的刺激下时,细胞对刺激的反应将会降低;
④细胞以不同的方式对信号进行适应:a.受体没收:细胞通过配体依赖性的受体介导的内吞作用暂时减少细胞表面可利用受体的数目,但在需要时可以重新释放得以利用。b.受体下调:细胞通过表面自由受体数目减少和配体的清除机制导致细胞对信号敏感性下调