细胞生物学学习资料及习题解答第12-15章

...wd......wd......wd...第十二章细胞增殖及其调控学习要点细胞周期概述细胞周期真核细胞分裂方式：无丝分裂、有丝分裂和减数分裂。连续分裂的细胞从上次有丝分裂完毕开场到下次有丝分裂完成为止所经历的一个过程叫做一个细胞周期。一个标准的细胞周期分为G1期、S期、G2期和M期。根据细胞增殖的情况，多细胞生物体的体细胞可以分为三类：连续增殖的周期中细胞、暂不分裂的休眠细胞核不再分裂的终端分化细胞。细胞周期中各个不同时相及其主要事件=1\*GB3①G1期。进展RNA、碳水化合物、脂类和蛋白质的合成，细胞体积增大，dNTP积累，合成S期所需要的一些蛋白质因子，为细胞进入S期做好充分准备。=2\*GB3②S期。主要事件是DNA复制，常染色质与异染色质的复制不同步进展，DNA量加倍。新的组蛋白也是在此期合成的。=3\*GB3③G2期。合成大量的蛋白质，但此期合成的蛋白与前两期的不同，主要为细胞进入M期做好充分准备，如合成了着丝粒蛋白质、细胞周期蛋白B和微管蛋白等。=4\*GB3④M期。核膜破裂，核仁消失，染色质形成染色体，子染色体移向两极，随后松散开，在两极形成子核，细胞进展分裂，形成两个子细胞。细胞周期长短测定脉冲标记DNA复制和细胞分裂指数观察测定法脉冲标记DNA复制和细胞分裂指数观察测定法可以测出细胞周期4个时相时间的长短。在细胞分裂指数测定法过程中，根据绘制的图形分别求出4个时相时间的长短是本节的学习难点。流式细胞仪测定法流式细胞仪测定法可测定细胞周期时间的长短，但是该法无法区分G2期与M期细胞，因此不能区分G2期和M期时间的长短。另外，细胞群体倍增时间测定法可以计算出细胞周期总时间，缩时摄影技术可以算出分裂间期和分裂期的准确时间。细胞周期同步化在自然或实验条件下使一个细胞群体中所有细胞周期的同一时相的过程称为细胞周期同步化。细胞周期同步化可分为自然同步化和人工同步化。其中人工同步化又分为人工选择同步化和药物诱导同步化。药物诱导法中的DNA合成阻断法和分裂中期阻断发应用较多。人工选择法防止了使用药物对细胞进展处理，能保持细胞正常的生理状态，而药物诱导法可能对细胞的正常生理产生影响。特殊的细胞周期早期胚胎细胞的细胞周期〔从第2次卵裂到第12次卵裂〕G1期和G2期非常短，以至于认为早期胚胎细胞仅含S期和M期。酵母细胞的细胞周期可以分为4个时相。细胞分裂时，核膜不解聚，参与细胞分裂的纺锤体位于细胞核内。植物细胞的细胞周期也含有4个时期。但植物细胞不含中心体，其纺锤体的装配分别由两极特殊的微区启动，以形成细胞板的形式进展胞质分裂。细菌的细胞可以进展慢速生长或快速生长，快速生长时，在第一次DNA复制起始之后，立即开场新一轮DNA复制的起始，使一个细胞内的2个DNA分子〔同一分子的2个拷贝〕同时复制。细胞分了完毕后，2个子细胞都含有复制已经完成一半的DNA。细胞分裂有丝分裂=1\*GB4㈠有丝分裂过程=1\*GB3①前期。细胞核中染色质开场凝集形成染色体，标志着前期的开场，动物细胞的星体开场形成并逐渐向两极运动。=2\*GB3②前中期。核膜的破裂标志着前中期的开场，纺锤体进展装配，染色体在动力微管的牵引下向细胞的赤道板移动〔染色体列队〕。=3\*GB3③中期。所有染色体排列在赤道板上，标志着细胞分裂已进入中期，这时细胞中3种类型的微管〔星体微管。动粒微管和极微管〕特别典型。=4\*GB3④后期。中期染色体的两条染色单体相互别离，形成子代染色体，并分别向两极运动，标志着后期的开场。=5\*GB3⑤末期。子染色体到达两极，即进入末期，动粒微管消失，极微管继续加长，子染色体去凝集形成染色质，核纤层构造、核膜和核仁重新形成，新的细胞核形成了。=6\*GB3⑥胞质分裂。胞质分裂在后期就已经开场〔即成膜体或缢缩环在后期开场形成〕，在末期将细胞一分为二。植物细胞的胞质分裂与成膜体和细胞板有关。动物细胞的胞质分裂与缢〔收〕缩环的形成和收缩有关。=2\*GB4㈡与有丝分裂直接相关的亚细胞构造=1\*GB3①中心体。中心体由一对相互垂直的中心粒和中心粒外基质组成，中心粒外基质中的γ微管蛋白质具有微管组织中心的作用。中心体在细胞分裂的间期已经完成了复制〔G1期开场复制〕，它与星体、纺锤体的形成和染色体的移动等密切相关。=2\*GB3②动粒。动粒又叫着丝粒，是着丝粒构造的一局部，能与纺锤丝相连，介导染色体在前中期时向赤道板的方向运动，在后期介导分开的子染色体向细胞的两极移动。动粒上的一些动粒结合蛋白还参与调解染色体的两条染色单体的分开。③纺锤体。纺锤体中央宽阔，两端狭小，成纺锤形，主要由微管和微管结合蛋白组成，微管结合蛋白中的移动素类蛋白介导微管的正极运动，而胞质动力蛋白介导向微管的负极运动。两种蛋白共同作用参与纺锤体的形成和使细胞两极分的更远。=4\*GB3④有丝分裂器。有丝分裂过程中形成的临时性结合叫做有丝分裂器，包括星体、纺锤体和染色体，动物细胞还包括缢缩环，植物细胞包括成膜体。=3\*GB4㈢有丝分裂过程中染色体运动的动力机制=1\*GB3①微管动粒结合。Mad2和Bub1结合在动粒上促使动粒敏化，从而促使微管与动粒相连。=2\*GB3②染色体列队。染色体向赤道板的方向运动称染色体列队。有两种假说：牵拉假说和外推假说。=3\*GB3③着丝粒分裂。当所有的染色体排列到赤道板上以后，动粒上释放出的Cdc20促使APC〔后期促使因子，即泛素连接酶E3〕活化，导致降解连接两条染色单体的cohesin，最终染色体的两条染色单体相互别离成子染色体。=4\*GB3④染色体别离。通过动粒微管正极的解聚，子染色体分别移向细胞的两极。通过极微管的延长和相互滑动，细胞两极离得更远，通过星体微管正极的解聚，两极离质膜更近。减数分裂减数分裂是有性生殖个体形成的性细胞的一种特殊的有丝分裂方式，其特点是细胞仅进展一次DNA复制，随后进展两次分裂，形成的生殖细胞精子或卵细胞的染色体数目减半。=1\*GB4㈠前减数分裂间期前减数分裂间期的S期持续时间较长。由于有一种特异的L蛋白与一些DNA序列结合，抑制DNA的复制，所以仅合成了99.7%—99.9%的基因组DNA。对百合花雄性配子形成的研究说明，百合花雄性花蕊减数分裂前期的G2的晚期是有丝分裂向减数分裂转变的关键时期。=2\*GB4㈡减数分裂过程减数分裂I=1\*GB3①前期I减数分裂前期I的特点如下表所示：亚期染色体形态DNA合成DNA重组RNA转录其他细线期单细丝状无无无染色体凝集偶线期双线期有无无同源染色体配对粗线期变短、变粗有有无同源染色体非姐妹染色单体互换双线期有穿插、或多或少去凝集无无有同源染色体局部别离形成穿插终变期再凝集无无无完成之后，核膜破裂〔2〕中期I。同源染色体形成的二价体在动粒微管的牵引下向赤道板运动并排列到赤道板上〔3〕后期I。同源染色体分开并向细胞的两级移动，非同源染色体自由组合〔4〕末期I。细胞的变化主要有两种类型：一种类型是形成子细胞并作短暂的停留〔此期无DNA得复制〕；另一种类型是细胞进入末期后，并不完全回到间期阶段，而是立即进入减数分裂II。2、减数分裂II该过程与有丝分裂非常相似。经过此阶段后，形成成熟的生殖细胞精细胞或卵细胞。1个初级精母细胞通过减数分裂可以形成4个精细胞，再进一步发育成4个精子。1个初级卵母细胞通过减数分裂可形成2个极体和1个卵细胞。〔三〕减数分裂过程的特殊构造及其变化1、性染色体的别离决定性别的性染色体有三种类型，即XY型、ZW型和XO型，教材中重点介绍了XY型。性染色体也和常染色体一样可以排列到赤道板上。性染色体的别离与普通染色体别离类似；偶尔在减数分裂I中，X与Y的两条染色体就开场分开，形成的两个初级性母细胞都含有X子染色体和Y子染色体，然后二者再分开。2、联会复合体和基因重组联会复合体是同源染色体之间在减数分裂前期联会时所形成的临时性构造。它在细线期开场装配，在偶线期形成。联会复合体可分为侧成分和中央成分两局部，由DNA、蛋白质和少量的RNA组成。联会复合体的生物学功能如下。〔1〕使有性生殖生物体的染色体数目时代保持稳定。〔2〕同源染色体配对、交换重组、非同源染色体自由组合形成了众多的由不同染色体组成的配子，增加了变异性，扩大了后代的变异范围，增强了个体对环境的适应性。第三节

细胞周期的调控一、MPF的发现及其作用有丝分裂中期细胞与前期细胞融合后能促进前期细胞内的染色质提前凝集形成特殊形态的染色体〔如细单线、粉末状或双线状〕，这提示在M期细胞中可能存在一种诱导染色体凝集的因子，这种物质称为细胞粗成熟因子〔maturation-promotingfactor，MPF〕。MPF促使细胞从G2期进入到M期，即染色质凝集形成染色体，核膜破裂等。二、p34cdc2激酶的发现及其与MPF的关系

MPF含有Cdc2蛋白〔即p34cdc2〕和周期蛋白B。Cdc2是催化亚单位，周期蛋白B是其调节亚单位。三、周期蛋白不同的周期蛋白在细胞周期的表达时期不同，浓度呈周期性变化。细胞周期各时相不同的周期蛋白都含有周期蛋白框，识别不同的CDK并与之结合，诱导细胞完成不同的生物事件。

周期蛋白A与B具有破坏框，该构造与泛素介导的M期周期蛋白A和B得降解有关。四、CDK激酶与CDK激酶抑制物

各种CDK蛋白分子均含有一段类似的CDK激酶构造域，在此构造域中，PSTAIRE序列相当保守，一般认为该序列与周期蛋白结合有关，细胞内有多种因子可对CDK分子进展修饰，从而调节其活性，如一些位点的磷酸化修饰对激酶的活性具有调节作用。Weel、CDK和Cdc25对CDK1激酶的活性具有调节作用。除周期蛋白和上述修饰调控因子对CDK激酶活性进展调控之外，细胞内还存在着一些对CDK激酶活性起负性调控的蛋白质，称为CDK激酶抑制物〔CDKI〕。CDKI与周期蛋白-CDK结合而抑制酶的活性，或者是阻止周期蛋白与CDK结合。五、细胞周期运转调控在细胞周期不同时相的细胞内，不同的周期蛋白与不同的CDK激酶蛋白结合，构成不同的CDK激酶，不同的CDK激酶在细胞周期的不同时相表现出活性，对细胞周期起调控作用。〔一〕G2/M期转化与CDK1激酶的关键性调控作用CDK1激酶由周期蛋白B和CDK1蛋白组成。CDK1蛋白在整个细胞周期中的含量比较稳定，而周期蛋白B在整个细胞周期中的含量呈周期性变化。周期蛋白B在G1晚期开场合成，到达G2期蛋白含量到达最大值。于此相对应，CDK1激酶的活性在G2期到达最大并一直维持到M期的中期。〔二〕M期周期蛋白与分裂中期向分裂后期转化〔1〕Cdc20的释放。在中期时，所有动力粒与动粒微管相连，Cdc20从动粒上被释放出来。〔2〕APC的活化。释放的Cdc20作用于后期促进因子复合物APC,促进其通过磷酸化而活化。APC具有泛素连接酶E3的活性。〔3〕APC通过降解后期抑制因子和周期蛋白B启动了细胞由中期向后期转化。〔三〕G1/S期转化与G1期周期蛋白依赖性CDK激酶与G1期周期蛋白结合的CDK激酶主要有CDK2、CDK4、CDK6等周期蛋白D-CDK4/CDK6可以使Rb(retinoblastomaprotein)磷酸化而促使Rb与E2F别离，启动G1/S期转化所需基因的表达。周期蛋白E-CDK2为S期启动所必需的，TGFβ能夠抑制周期蛋白E-CDK2的活性。周期蛋白A-CDK2在G1/S转化期开场活性上升，在S期，该激酶位于DNA复制中心，参与DNA复制因子RF-A磷酸化而使其活性增强。周期蛋白A-CDK2也能与p107和E2F结合成复合物，促进S期所需蛋白基因的转录。此外，G1期的复制起始点识别复合体、Cdc6和Cdc45等也是DNA识别所必需的。〔四〕DNA复制延搁检验点参与调控S/G2/M期转化〔1〕负调控。weel激酶可以促进cdk1上两个位点磷酸化而抑制CDK1激酶的活性，使S期和G2期的CDK1激酶钝化。〔2〕正调控。Cdc25促使已经磷酸化的CDK1去磷酸化而被激活，使细胞从G2期进入M期。六、其他内在和外在因素在细胞周期调控中的作用癌基因和抑癌基因也参与了细胞周期的调控，外界因素也对细胞周期有重要的影响。总之，细胞周期的调控包括细胞周期蛋白依赖性激酶介导的正调控、CDKI介导的负调控，以及细胞对外界环境信号的反响。细胞周期及其调控如下表所示：时相T的差异主要事件周期蛋白-CDK蛋白质合成与修饰核DNA合成RNA合成抑制点G1大H1蛋白磷酸化、合成非组蛋白等否是R点/Checkpoint周期蛋白D/E/A-CDK2/4/6S小合成组蛋白和非组蛋白等是是S期检查点SPFG2小合成微管蛋白和非组蛋白等否是G2检查点周期蛋白B-CDK1M小合成非组蛋白等----RNA合成完全被抑制纺锤体装配检验点周期蛋白B/ACDK1APC1、什么是细胞周期细胞周期各时相主要变化是什么答细胞从一次有丝分裂完毕到下一次有丝分裂完成所经历的一个有序过程称为一个细胞周期。它包括细胞生长、DNA复制和细胞分裂，最终将细胞遗传物质和其他内含物分配给两个子代细胞。一个细胞周期可以划分为G1、S、G2和M4个时期相，其主要变化如下。(1)G1期。G1期细胞的物质代谢活泼，进展RNA和蛋白质的合成，细胞体积增大，dNTP积累，为细胞进入S期做准备，在G1晚期有检验点，检验前次有丝分裂是否完成、外界环境条件〔如营养条件等〕是否适宜，细胞是否充分长大、DNA是否有损伤。多数细胞的细胞周期时间长短主要由G1期决定。(2)S期。主要事件是DNA复制，常染色体与异染色质的复制不同步进展；DNA量加倍。〔3〕G2期。合成大量的蛋白质，但此期合成的蛋白质与前两期不同，主要为细胞进入M期做好充分准备，如合成了着丝粒蛋白质、成熟促进因子、细胞周期蛋白B和微管蛋白等。〔4〕M期．核膜破裂，核仁消失，染色质形成染色体，子染色体移向两级，在两极形成子核，胞质分裂，形成两个子细胞。2、细胞周期时间是如何测定的答

常用的细胞周期时间测定方法有以下3种。〔1〕脉冲标记DNA复制和细胞分裂指数观察测定法。该方法适用于细胞种类构成相对简单、细胞周期时间相对较短、周期运转均匀的细胞群体。这是一种常用的测定细胞周期时间的方法，其原理是用3H-TdR对测定细胞进展脉冲标记，定时取材并利用放射自显影技术显示标记细胞，统计标记的有丝分裂细胞的比例，以标记后的时间为横坐标，以标记的有丝分裂的细胞的比例为纵坐标，通过读图测定细胞周期，一般常采用半高度读数法。事实上由于一个细胞群体中Tc和各时相不尽一样，第一个峰常达不到100%，以后的峰会发生衰减，PLM不一定会下降到零，所以实际测量时，常以〔TG2+1/2TM〕-TG2的方式求出TM.(2)流式细胞仪测定法。当细胞分别处于G1、S、G2/M期时，其细胞内的DNA含量不同，利用流式细胞仪可以测定单个细胞内的DNA含量，该方法测定的过程是：应用某些药物对细胞进展处理，浆细胞抑制在细胞周期的某个特定时期；然后将细胞从抑制中释放出来，所有细胞将会同步运转，在不同时段应用流式细胞仪分别测定这些细胞内的DNA含量，以释放后的时间为横坐标，单个细胞内DNA含量为纵坐标作图，通过读图可以求出G1、S、G2/M期时间的长短。〔3〕其他方法。通过显微缩时摄像技术可以求出分裂间期和分裂期的准确时间。通过在不同的时间对细胞群体进展计数，可以推算出细胞群体的倍增时间，即细胞周期的总时间。3、细胞周期同步化有哪些方法比较其优缺点。答

细胞周期同步化的方法：自然同步化和人工同步化。黏菌变形体进展屡次核分裂后，再进展同步细胞分裂；海胆受精卵最初的几次分裂是同步的，细菌等的休眠孢子进入营养环境后能同步萌发。这些都是自然同步化。人工同步化包括以下两种方法。〔1〕人工选择法：人为地将处于不同时期的细胞别离开。在体外进展细胞培养时，处于M期的细胞体积较大，会变成球形，附着力减弱，经震荡后可从培养液中收集。〔2〕人工诱导法：DNA合成阻断法和分裂中期阻断法。DNA合成阻断法采用低毒或无毒的DNA合成抑制剂——脱氧胸苷，以一定浓度处理培养的细胞群体，经一定时间后，几乎所有细胞被抑制在S期或G1/S期；换成无抑制剂的新鲜培养液培养一段时间，再用一定浓度的抑制剂处理一定时间，可将细胞抑制在G1/S期交界处狭窄的时间区段。分裂中期阻断法采用秋水仙素通过抑制纺锤体的组装从而将细胞周期抑制在有丝分裂中期。采用自然同步化一般难以获得大量的同步化细胞，难以满足实验的需要。采用人工同步化一般可以获得较多同步化的细胞。人工同步化的方法多种，各有其优缺点。人工选择同步化中有丝分裂收集法的缺点是每次获得的细胞数量有限，需要屡次收集方可得到较多的细胞，其成本大大高于采用其他方法。其优点是细胞未经任何药物处理，能够真实反映细胞周期状况，且细胞同步化效率高。人工选择同步化的另一种方法是密度梯度离心法。这种方法只对处于细胞周期不同时相时细胞大小和质量有差异的一些细胞适用，如裂殖酵母。这种方法简单省时，效率高，成本低。缺点是对大多数细胞并不适用。采用人工诱导法在较短时间内可以获得较多的同步化细胞，并且比较节省时间和成本。但是化学药物可能影响细胞的正常生理，因而影响细胞周期状况。如果药物浓度过高，一些细胞将不能回到细胞周期中，甚至死亡。4、是比较有丝分裂和减数分裂的异同点。答有丝分裂与减数分裂的异同点如下表所示：有丝分裂减数分裂形成的细胞类型体细胞的增殖方式有性生殖的个体形成生殖细胞的分裂方式DNA复制DNA复制1次，细胞分裂1次，细胞核DNA的合成发生在S期DNA复制1次，细胞连续分裂2次，细胞核DNA的合成发生在减数分裂前间期S期〔99.7%~99.9%〕、偶线期和粗线期染色体数目分裂前后染色体的数目确定分裂后染色体数目减半分裂过程有丝分裂间期和有丝分裂期前简述分裂间期、简述分裂期I〔其前期又分为细线期、偶线期、粗线期、双线期和终变期〕、减数分裂间期、减数分裂期II联会复合体无有同源染色体非姐妹染色单体互换无有〔果蝇等例外〕生物学意义使细胞数目增多，多细胞生物体的体积得以增大确保世代间遗传的稳定性；增加变异时机，确保生物的多样性，增强生物适应环境变化的能力；减数分裂是生物有性生殖的根基，是生物遗传、生物进化和生物多样性的重要根基保证5、细胞通过什么机制将染色体排列到赤道板上有何生物学意义答Mad和Bub位于前期和前中期的染色体的动粒上，二者可以促使动粒敏化，促使微管与动粒接触。只有等到这些染色体也被微管捕捉并排列到赤道板上，Mad和Bub从动粒上消失，后期才能开场启动。目前流行的两种学说可以解释当染色体上的两个动粒被微管捕捉后，细胞如何将染色体排列到赤道板上。牵拉假说认为，染色体向赤道板方向运动，是由于动粒微管牵拉的结果。动粒微管越长，拉力越大，当来自两极动粒微管拉力相等时，染色体即被稳定在赤道板上。外推假说认为，染色体向赤道方向移动，是由于星体的排斥力将染色体外推的结果。染色体距离中心体越近，星体对染色体的外推力越强，当来自两极的推力到达平衡时，染色体即被稳定在赤道板上。这两种假说并不互相排斥，有时可能同时作用，或有其它机制共同参与，最终将染色体排列在赤道板上。生物学意义：委关于动粒接触后促使一些蛋白分子从动粒上释放出来，促使APC活化，使细胞从中期进入到后期；保证每条染色体的两条染色单体别离后分别移向细胞的两极，确保细胞经过有丝分裂后染色体的数目保持恒定，保证了生物体的遗传稳定性。6、说明细胞分裂后期染色单体别离和向两极移动的运动机制答

在真核生物的细胞分裂过程中，染色体彼此缠结成有特定形状的染色体，当DNA复制时，两份DNA被环状蛋白质复合物〔cohesin和condensin〕结合在一起，这两种物质分别环绕两个DNA链，形成一个网络的节点，该网络将两份DNA保持在一起，知道他们接收到让其分开形成不同子细胞的信号。后期促进因子复合物APC主要介导两类蛋白降解：后期抑制因子和有丝分裂周期蛋白。前者维持姐妹染色单体粘连，抑制后期启动〔cohesin〕；后者的降解意味着有丝分裂即将完毕，及染色体开场去凝集，核膜重建。APC可被Cdc20激活。但是，在有丝分裂前期，Cdc20和Mad2蛋白位于染色体的动粒上，在染色体结合有丝分裂纺锤体的微管前将不能从动粒上释放。由于Mad2与Cdc20结合而抑制Cdc20的活性。所以只有所有染色体都与纺锤体微管结合后，Cdc20释放出来作用于APC，APC才有活性，才能启动细胞向后期转换。后期大致可分为连续的两个阶段，即后期A和后期B。在后期A，动粒微管变短，染色体逐渐向两极移动；在后期B，极微管长度增加，来自两级的极微管在赤道区互相重叠。这些重叠的来自两级的微管通过马达蛋白介导相互滑动，使两极推开的更远。7、试述动粒的构造及机能。答

动粒又叫做着丝点，是附着于着丝粒上的一种细胞构造。动粒可分为内板、中间间隙、外板和纤维冠4个局部。在细胞分裂过程中，微管与动粒相连，牵引染色体在分裂中期进展染色体列队，在分裂后期，牵引分开的染色体分别向细胞的两极运动。8、说明细胞分裂过程中核膜破裂和重组装的调节机制。答

在细胞分裂的前期末，活化的MPF促使构成核纤层构造的核纤层蛋白磷酸化，导致核纤层构造瓦解，核膜破裂形成膜泡。在细胞分裂末期，APC已经介导了有丝分裂周期蛋白的降解，导致MPF失活。染色体开场去凝集，核纤层蛋白开场去磷酸化并围绕染色质重新形成核纤层构造，膜泡围绕核纤层构造重新形成新的核膜。9、细胞周期中有哪些主要检验点各起何作用答

细胞周期中主要检验点有以下4个。〔1〕G1/S检验点：在酵母中称start点，在哺乳动物中称R点〔restrictionpoint〕，检验DNA是否损伤、细胞外环境是否适宜、细胞体积是否足够大。〔2〕S期检验点：检验DNA复制是否完成。〔3〕G2/M检验点：检验DNA是否损伤、细胞体积是否足够大。〔4〕中-后期检验点：纺锤体组装检验点。10、举例说明CDK激酶在细胞周期中是如何执行调节功能的。答

细胞周期调控包括正调控、负调控和信号反响。CDK激酶是正调控因子，它是细胞沿周期运行的引擎蛋白。下面以MPF为例阐述CDK激酶在细胞周期中的调节功能。MPF是一种使用多种底物蛋白磷酸化的蛋白激酶，即CDK1激酶，由p34cdc2蛋白和周期蛋白B结合而成。CDK1激酶活性首先依赖于周期蛋白B含量的积累。周期蛋白B一般在G1期的晚期开场合成，通过S期，其含量不断增加，到达G2期，其含量到达最大值，CDK1激酶的活性随周期蛋白B浓度变化而变化。CDK1激酶的活化还受到激酶与磷酸酶的调节，活化的CDK1激酶可是更多的CDK1激酶活化。随周期蛋白B含量到达一定程度，CDK1激酶活性开场出现，到G2晚期阶段，CDK1激酶活性到达最大值并一直维持到M期的中期阶段。活化的CDK1激酶促使分裂期细胞在分裂前期执行以下生化事件。〔1〕染色质开场浓缩成有丝分裂染色体。〔2〕细胞骨架解聚，有丝分裂纺锤体开场组装。〔3〕高尔基复合体、内质网等细胞器解体，形成小的膜泡。在有丝分裂的后期，活化的后期促进因子APC主要介导两类蛋白降解：后期抑制因子和有丝分裂周期蛋白。前者维持姐妹染色单体粘连，一直后期启动；后者的降解意味着CDK1激酶失去活性，有丝分裂即将完毕，即染色体开场去凝集，核膜重建。自

测

题一、名词翻译并解释1、standardcellcycle

2、quiescentcell

3、startpoint4、restrictionpoint

5、checkpoint

6、mitoticindex7、cellcyclesynchronization8、intranuclearmitosis9、spindlepolarbody10、origin

11、mitosis

12、aster13、chromosomealignment

14、furrow

15、contractilering16、centrosomealignment

17、pullhypothesis

18、anaphase-promotingcomplex,APC

19、meiosis20、chromomere

21、bouquetstage

22、homologouschromosome23、pairingstage

24、bivalent

25、tetrad26、synapsis

27、synaptonemalcomplex28、prematurechromosomecondensation,PPC

29、CDK

30、cyclin31、ubiquitin-proteasomepathway

32、spindleassemblycheckpoint33、origin

recognitioncomplex,Orc34、mitoticapparatus35、MPF二、填空题1、标准的细胞周期包括——、——、——和——4个时期。2、多细胞生物体内的细胞，根据增殖情况可以分为——、——和——3种类型。3、细胞周期中RNA大量合成是在——期，组蛋白主要合成期是——期，与M期构造功能相关的蛋白合成在——期，姐妹染色单体的别离在——期。4、同一系统中的不同细胞，其细胞周期时间长短有差异，这种差异主要发生在细胞周期的——。5、常用的细胞同步化方法有——和——等。6、早期胚胎细胞的——期和——期非常短，以致人们认为早期胚胎细胞仅含——期和——期。7、动物细胞的分裂方式有——、——和——3种。8、细胞有丝分裂中期主要特点为——，后期主要特点为——，末期主要特点为——。9、细胞减数分裂I的前期可以分为——、——、——、——、——5个亚期。10、同源染色体配对的过程称为——，其结果是每对染色体形成一个——。11、联会复合体的构造可以分为——和——。12、简述分裂过程中变化最为复杂的时相为——。13、P-DNA大小为100~1000bp,编码一些——和——。14、有丝分裂中期细胞内的微管可以分为——、——和——3种类型15、MPF包括——和——两种蛋白质。16、细胞周期的引擎蛋白有——和——两类蛋白质。17、泛素化途径中介导蛋白质泛素化的酶有——、——和——。18、细胞周期的主要检验点有——、——、——和——。19.G1期的PCC呈状，S期的呈状，G2期的呈状。20.周期蛋白B的降解依赖途径。三、不定项选择题1.细胞周期是指〔〕。A.细胞从上次分裂开场到下次分裂开场B.细胞从上次分裂完毕到下次分裂完毕C.细胞从某次分裂开场到某次分裂完毕D.细胞从某次分裂完毕到某次分裂开场2.细胞中RNA大量合成实在细胞周期中的〔〕。A.G1期B.S期C.G2期D.M期3.〔〕可将周期中同步在有丝分裂的中期。A.TdR〔脱氧胸苷〕B.秋水仙素C.氯霉素D.细胞松弛素4.在细胞同步化实验中，TdR二次阻断法释放的时间t要求满足〔〕。A.TS<t<TS+TG2B.TS<t<TG2+TM+TG1C.TS<t<TS+TG1D.以上都不对5.人体肝细胞属于〔〕。A.G1期细胞B.终端分化细胞C.干细胞D.暂不增殖细胞6.卵受精后的早期几轮细胞周期中无〔〕。A.DNA复制B.转录活动C.翻译活动D.翻译后修饰7.某细胞在进展正常有丝分裂过程中，如果细胞内的染色体、染色单体、DNA分子三者的数量比是1：2：2，那么该细胞所处的分裂时期是〔〕。A.前期或后期B.中期或末期C.前期或中期D.后期或末期8.高等植物细胞和动物细胞之间，在细胞分裂机制上的不同点是〔〕。A.着丝点分裂B.细胞质分裂C.纺锤丝的功能D.中心粒存在9.以下关于细胞分裂的描述，不正确的选项是〔〕。A.无丝分裂中不涉及纺锤体的形成及染色质凝集成染色体B.有丝分裂包括核分裂和胞质分裂两个过程C.无丝分裂仅存在于低等生物体内，而有丝分裂和减数分裂存在高等生物体内D.减数分裂发生于有性生殖中10.着丝粒不分裂的现象可发生在〔〕。A.正常无丝分裂中B.正常有丝分裂中C.减数分裂Ⅰ过程中D.减数分裂Ⅱ过程中11．细胞在有丝分裂的中期〔〕。A.染色质凝集，核仁解体，核膜破裂，纺锤体形成B.染色体最大凝集并排列在细胞赤道板位置C.姐妹染色单体发生别离D.子细胞核开场形成12.中心体能放射出维管束，主要因为其含有〔〕。A.α微管蛋白B.β微管蛋白C.γ微管蛋白D.微管结合蛋白tau13.减数分裂过程中同源染色体间DNA交换发生在〔〕。A.细线期B.偶线期C.粗线期D.双线期14.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15.以下不属于减数分裂的特点的是〔〕。A.一个分裂过程中细胞分裂两次B.分裂后染色体数目减半C.子细胞遗传物质和亲代细胞及子细胞间均不一样D.存在染色体配对交换重组16.以下获得了诺贝尔奖的研究成果是〔〕。A.细胞周期调控B.细胞凋亡C.RNA干扰D.细胞衰老E.真核生物转录的分子根基17.蛋白酶体的特性是〔〕。A．沉降系数为20SB．沉降系数为26SC．含43个亚基D．含有1条RNA分子18.以下复合体含有RNA的是〔〕。A.端粒酶B.APCC.MPFD.SRP19.APC的主要特性是〔〕。A.具有泛素连接酶E3的活性B.具有CDK的活性C.具有MPF的活性D.具有脱氧核糖核酸酶的活性20.在减数分裂过程中，可观察到四分体的时期是〔〕。A.减数分裂Ⅰ前期的各个时期B.减数分裂Ⅱ前期的各个时期C.减数分裂Ⅰ前期的偶线期、粗线期、双线期和终变期D.减数分裂Ⅰ的中期E.减数分裂Ⅱ的中期21.在生物进展减数分裂时，关于配子中遗传物质的组合，以下表达错误的选项是〔〕。A.减数第一次分裂时同源染色体的别离方式决定了非同源染色体的组合类型B.两对自由组合的基因在次级性母细胞中的组合类型决定了性细胞中的组合类型C.两对完全连锁的基因在次级性母细胞中的组合类型决定了性细胞中的组合类型D.两对不完全连锁的基因在次级性母细胞中的组合类型决定了性细胞中的组合类型22.同源染色体的配对发生在〔〕。A.细线期B.双线期C.粗线期D.偶线期23.有丝分裂转变为减数分裂的关键时期是〔〕。A.S期B.G2期C.细线期D.M期24.有丝分裂时染色体移向两极是由〔〕牵引的。A.微管B.微丝C.中间纤维D.胶原纤维25.减数分裂过程中，Z-DNA的合成发生在〔〕。A.细线期B.偶线期C.粗线期D.双线期E.终变期26.将有丝分裂中期细胞与G1期细胞融合，可诱导G1期细胞出现早熟染色体凝集，其形态为〔〕。A.单线状B.双线状C.粉末状D.都不是27.CDKI的作用机制是〔〕。A.降解cyclin-CDK复合物B.抑制cyclin-CDK复合物的活性C.组织cyclin与CDK结合D.阻止cyclin基因的表达28.有性生殖生物的同一双亲产生的后代具有多样性，这种多样性来源于〔〕。A.配子中非同源染色体组合类型的多样性B.初级性母细胞联会后由于同源染色体非姐妹染色单体片段的互换导致同源染色体中的姐妹染色单体之间的差异性C.配子两两结合的随机性D.个体发育的环境条件的差异性29.有丝分裂向减数分裂转变的不可逆的时期是〔〕。A.G1B.SC.G2D.M30.联会复合体的化学组成包括〔〕。A.蛋白质B.DNAC.RNAD.脂类四、判断题1.分开的染色体分别向细胞两极运动主要是通过着丝点微管的负端得不断解聚而实现的。〔〕2.在动物克隆实验中，采用低血清培养基培养乳腺上皮细胞的目的是防止细胞的染色体多倍化。〔〕3.蛋白激酶在信号转导中主要作用有两方面：其一是通过磷酸化调节蛋白质的活性，因为有些蛋白质在磷酸化后具有活性，有些那么在去磷酸化后具有活性；其二是通过蛋白质的逐级磷酸化，使信号逐级放大，引起细胞反响。〔〕4.果蝇多线染色体的同源染色体配对。〔〕5.中心粒的复制是在细胞周期S期全部完成的。〔〕6.减数分裂前间期的S期一般比较短，合成〔复制〕了全部的DNA。〔〕7.果蝇生殖细胞在减数分裂时没有同源染色体非姐妹染色单体片段互换现象发生。〔〕8.哺乳动物受精卵在发生卵裂到16细胞前，所有细胞都是全能细胞。〔〕9.裂殖酵母有丝分裂时，核膜不破裂成膜泡，形成核内纺锤体。〔〕10.连接染色体两条染色单体的着丝粒的分裂依赖于动粒微管的拉力。〔〕五、简答题1.简述细胞有丝分裂的过程。2.简述减数分裂前期Ⅰ染色体的变化。3.简述依赖泛素化的蛋白质降解途径。4.采用3H-TdR脉冲标记一种哺乳动物细胞系A，以标记后的时间为横坐标，3H标记的处于有丝分裂期的细胞占处于有丝分裂期的总细胞百分比为纵坐标作图。2h后出现标记的正处于有丝分裂的细胞，2.5h后到达第一个峰曲线升支的一半高度，8h后到达第一个峰曲线降支的一半，18h后到达第二个峰曲线升支的一半，那么该细胞的细胞周期中各时相的时间是多少5.将G1期细胞与S期细胞融合，观察融合后细胞核的变化。试描述现象并对此进展解释。自测题解答名词翻译并解释standardcellcycle〔标准的细胞周期〕：有丝分裂的细胞从上一次有丝分裂完毕开场到下一次有丝分裂完成为止所经历的一个有序过程称为标准的细胞周期，包括细胞生长、DNA复制、细胞分裂、最终细胞遗传物质和其他内含物分配给两个子细胞。quiescentcell〔静止期细胞〕：由于R点〔又称checkpoint〕作用，周期中细胞暂时脱离细胞周期不进展增殖〔大多处于G1期〕，但给予适当刺激后可重新进入细胞周期进展细胞分裂，这些细胞称为静止细胞或G0细胞。Start〔起始点〕：在G1期的晚期阶段有一个特定时期，如果细胞继续走向分裂，可以推动细胞进入S期，在芽殖酵母中因为此时开场出芽，因此把这个特定时期叫做起始点。restrictionpoint〔限制点〕：在G1期的晚期阶段有一个特定时期，可以推动细胞进入S期，在除芽殖酵母以外的真核细胞中这个特定时期叫做限制点，又称为R点。checkpoint〔检验点〕：检验点是细胞周期调控的一种机制，主要是确保周期每一时相有序，全部完成并与外界环境因素相联系。mitoticindex〔有丝分裂指数〕：有丝分裂指数是指分裂相细胞数与所观察的细胞总数的比值，是一项反响细胞增殖程度的指标。cellcyclesynchronization〔细胞周期同步化〕：在自然条件或试验条件下使一个细胞群体中所有细胞都处于细胞周期的同一时相的过程，称为细胞周期同步化。intranuclearmitosis〔核内有丝分裂〕：核内有丝分裂是指在核分裂过程中核膜始终保持完整的一种有丝分裂方式。纺锤丝可以完全局限在核内，如酵母菌；也可伸出核膜以外，但仍保持核膜的完整性。spindlepolarbody〔纺锤体极体〕：它作为酵母细胞的微管组织中心，在功能上等同于动物细胞的中心体，它在细胞周期中的准确复制是两极纺锤体组装和染色体正确别离的前提。origin〔复制起始点〕：DNA复制要从DAN分子的特定部位开场，此部位称为复制起始点。mitosis〔有丝分裂〕：有丝分裂时真核生物的体细胞分裂的基本形式，也称简介分裂或核分裂。在这种分裂过程中出现有许多纺锤丝构成的纺锤体，染色质集缩成棒状的染色体。通过有丝分裂形成的子细胞的染色体数目保持恒定。aster〔星体〕：星体是动物细胞分裂过程中由中心体及其发出的辐射状微管组成的构造。chromosomealignment〔染色体整列〕：在细胞分裂的前中期染色体向赤道板的位置移动的过程称为染色体整列。furrow〔分裂沟〕：胞质分裂开场于细胞分裂后期，在赤道板周围细胞外表下陷，形成环形缢缩，称为分裂沟。分裂沟的位置与纺锤体极微管和Ca2+浓度的变化有关。contractilering〔收缩环〕：动物细胞胞质分裂开场时，大量肌动蛋白和肌球蛋白在赤道板处组装成微丝并相互组成微丝束，环绕细胞，称为收缩环。收缩环收缩，收缩环处细胞膜融合并形成两个子细胞。centrosomealignment〔中心体列队〕：在细胞分裂过程中一对中心体分别移向细胞的两极的过程称为中心体列队。pullhypothesis〔牵拉假说〕：牵拉假说认为，染色体向赤道板方向运动是由于动粒微管牵拉的结果。动粒微管越长，拉力越大，当来自两极的动粒微管拉力相等时，染色体即被稳定在赤道板上。anaphase-promotingcomplex，APC〔后期促进因子复合体〕：后期促进因子复合体APC主要介导两类蛋白质降解：后期抑制因子和有丝分裂周期蛋白。前者维持姐妹染色单体粘连，抑制后期启动；后者的降解意味着有丝分裂即将完毕，即染色体开场去凝集，核膜重建。APC可被Cdc20激活。但是，在有丝分裂前期，Cdc20和Mad2蛋白位于染色体的动粒上，在染色体结合有丝分裂纺锤体的微管前将不能从动粒上释放，由于Mad2与Cdc20结合而抑制Cdc20的活性。所以只有所有染色体都与纺锤体微管结合后，Cdc20释放出来作用于APC，APC才有活性才启动细胞向后期转换。meiosis〔减数分裂〕：减数分裂是有性生殖个体形成生殖细胞过程中发生的一种特殊分裂方式。DNA只复制一次，而细胞连续分裂两次，因此子细胞中染色体数目减半。chromomere〔染色粒〕：染色粒是前期染色体上呈线性排列的染色较深的念珠状颗粒，是DNA局部收缩形成的。异染色质的染色粒一般较大，而常染色质的染色粒较小；在染色体上位于着丝粒两边的染色粒一般较大，而染色体端部的染色粒较小，呈梯度排列。bouquetstage〔花束期〕：在减数分裂的细线期时，有些物种表现为染色体细线一端在核膜的一侧集中，另一端呈放射状伸出，形似花束，称为花束期。homologouschromosome〔同源染色体〕：二倍体细胞中的同源染色体对是一对匹配的染色体，它们分别来源于生物体的双亲。除性染色体外，它们的形态、大小和构造一样。同源染色体对中的两条染色体有相当长的局部相似，通常也具有一样的基因序列。基因数目一样，而同样的基因或等位基因又是以同样顺序排列着的称为完全同源的染色体。局部一样的染色体那么称为局部同源的染色体。pairingstage〔配对期〕：又称偶线期〔zygotenestage〕，染色体进一步缩短变粗，各对同源染色体彼此靠拢，进展准确的配对，这种现象称为同源染色体联会〔synapsis〕。bivalent〔二价体〕：联会的一对同源染色体称为二价体，通过联会使细胞内原来的2n条染色体形成了n个二价体。tetrad〔四分体〕：二价体含有4条染色单体，因此又叫做四分体。synapsis〔联会〕：在细线期两条同源染色体随机排列，到了偶线期同源染色体与核膜相连的局部移位在一起，然后它们的侧面沿染色体纵轴严密相贴进展配对，这个过程称为联会。synaptonemalcomplex〔联会复合体〕：在减数分裂Ⅰ前期的偶线期于联会部位〔严密相贴处〕形成了一种特殊复合构造，称为联会复合体。prematurechromosomecondensation〔早熟染色体凝集〕：将处于有丝分裂期中期的细胞与处于细胞周期其他时期〔G1期、S期、G2期〕的细胞融合，M期的细胞质总是能够诱导非有丝分裂期细胞中的染色质凝集形成特定形态的染色体凝集〔如单细丝状、粉末状或双线状〕，称为早熟染色体凝集。CDK〔细胞周期蛋白依赖性激酶〕：细胞周期蛋白依赖性激酶是蛋白质激酶家族中的一员，依赖与周期蛋白的结合来调节激酶的活性，是促使细胞沿细胞周期运行的正调控因子。不同的CDK-周期蛋白复合物使特异的靶蛋白质磷酸化而激发细胞周期各时相依次更替。cyclin〔周期蛋白〕：周期蛋白是细胞周期引擎的正调控因子，与细胞周期蛋白依赖性激酶结合调节其活性。31ubiquitin-proteasomepathway〔泛素-蛋白酶体途径〕：它是细胞内降解短寿命蛋白质的重要途径，与细胞多种生理功能调节密切相关。首先通过酶E1、E2和E3的作用使将要被降解的蛋白质泛素化，再由蛋白酶体使泛素化的蛋白质完全水解。spindleassemblycheckpoint〔纺锤体装配检验点〕：它检测纺锤体微管是否与有丝分裂染色体动粒相连，保证所有的染色体在姐妹染色单体别离和拉开前与纺锤体的双极连接，并启动细胞由分裂中期进入到后期。originrecognitioncomplex，Orc〔复制起始点识别复合体〕：它含有6个亚单位，识别DNA复制起始位点并与之结合，是DNA复制起始所必需的。mitoticapparatus〔有丝分裂器〕：有丝分裂器是在有丝分裂过程中形成的临时性细胞器，包括星体、纺锤体和染色体。MPF：MPF是一种使多种底物蛋白磷酸化的蛋白激酶，是由M期cyclin-CDK形成的复合物，能促使细胞由G2期进入M期。二、填空题1.G1SG2.周期中细胞暂不增殖细胞〔G0期细胞〕终末分化细胞3.G1G24.G1期5.选择同步化诱导同步化6.G1G27.无丝分裂有丝分裂减数分裂8.染色体排列在赤道板上分开的子染色体分别移向细胞的两极染色体到达两极并去凝集，形成子细胞9.细线期偶线期粗线期双线期终变期10.联会二价体11.侧成分中央组分12.减数分裂Ⅰ的前期13.点切得酶修饰的酶14.动粒微管极微管星体微管15.周期蛋白BCDK1蛋白16.周期蛋白CDK蛋白17.激活酶E1结合酶E2连接酶E318.G1/S检验点S期检验点G2/M检验点纺锤体装配检验点19.单细丝粉末双线20.泛素-蛋白酶体降解三、不定项选择题1.B2.A3.B4.B5.D6.BCD7.C8.BD9.C10.AC11.B12.C13.C14.D15.C16.ABCE17.B18.AD19.A20.D21.D22.D23.B24.A25.B26.A27.BD28.ABCD29.C30.ABC四、判断题1.×2.×3.√4.√5.×6.×7.√8.√9.√10.×五、简答题1.有丝分裂过程分为前期、前中期、中期、后期、末期和胞质分裂。前期：染色体凝集，核膜解体及核仁消失。前中期：核膜破裂，纺锤体开场组装。中期：染色体排列在赤道板上。后期：中期染色体的两条染色单体相互别离，形成子代染色体，并分别向两极运动。末期：子核形成。胞质分裂：开场于细胞分裂后期，完成于细胞分裂末期。2.减数分裂Ⅰ前期分为细线期、偶线期、粗线期、双线期和终变期5个亚期。①细线期：染色体呈细线状，凝集于核的一侧。②偶线期：同源染色体开场配对，联会复合体开场形成，并且合成剩余0.3%胡DNA。=3\*GB3③粗线期：染色体联会完成，进一步缩短成为清晰可见的粗线状构造。④双线期：配对的同源染色体相互排斥，开场别离，穿插端化，局部位点还在相连。局部动物的卵母细胞停留在这一时期，形成灯刷染色体。=5\*GB3⑤终变期：穿插几乎完全端化，核膜破裂，核仁解体。3.首先是在ATP供能的情况下，泛素的C端与非特异性泛素激活酶E1的半胱氨酸残基共价结合，形成E1-泛素复合体。E1-泛素复合体再将泛素转移给另一个泛素结合酶E2。E2那么可以直接将泛素转移到靶蛋白赖氨酸残基的ε-氨基基团上。但是，在通常情况下，靶蛋白泛素化需要一个特异的泛素蛋白连接酶E3。当第一个泛素分子在E3催化下连接到靶蛋白上以后，另外一些泛素分子相继与前一个反诉分子的赖氨酸的残基相连，逐渐形成一条多聚泛素链。泛素化的靶蛋白再被蛋白酶体逐渐降解。多聚泛素也降解成单个泛素分子而被重新利用。4.G1、S、G2和M期的时间分别是7h、2h、5.5h和1h。5.G1期细胞融合后其核内染色质变得较伸展，DNA开场复制。这是因为S期细胞内的蛋白质因子启动了G1期细胞内的DNA复制。第十三章程序性细胞死亡与细胞衰老学习要点程序性细胞死亡一.动物细胞的程序性死亡〔一〕细胞凋亡细胞凋亡的概念与意义细胞凋亡是一个主动的由基因决定细胞自动完毕生命的过程，它具有一系列的生物学特征。动物细胞凋亡的过程：凋亡的起始、凋亡小体形成和生物体内的凋亡小体被邻近的吞噬细胞所吞噬消化掉。细胞凋亡的生理意义如下。eq\o\ac(○,1)维持多细胞生物个体发育的正常进展。eq\o\ac(○,2)保持自稳平衡。eq\o\ac(○,3)抵御外界各种因素的干扰。细胞凋亡的特征与检测方法细胞凋亡具有如下特征。eq\o\ac(○,1)形态学变化。首先出现的是细胞体积缩小，细胞间接触消失，与细胞周围的细胞脱离；然后是细胞质密度增加，核质浓缩，核膜有小泡状形成，胞膜构造仍然完整，最终可将凋亡细胞遗骸分割包裹为几个凋亡小体，无内容物外溢；凋亡小体可迅速被周围专职或非专职吞噬细胞吞噬。eq\o\ac(○,2)生物化学变化。DNA发生有控降解，片段化的DNA片段为180~200bp的整倍数；在细胞凋亡的过程中往往还有新的基因的表达和某些生物大分子的合成作为调控因子。细胞凋亡常用的检测方法如下。eq\o\ac(○,1)形态学观测。用台盼蓝染色、DAPI染色或Giemsa染色，然后在光学显微镜下观察；或者直接在电镜下观察。eq\o\ac(○,2)DNA电泳。有梯形条带出现。eq\o\ac(○,3)TUNEL测定法〔DNA断裂的原位末端标记法〕。凋亡细胞核中DNA产生3’—OH末端。eq\o\ac(○,4)彗星电泳法。单细胞凝胶电泳后，染色的细胞核呈现一种彗星式图案。eq\o\ac(○,5)流式细胞〔FCA〕分析。有亚二倍体峰出现。细胞凋亡的分子机制诱导细胞凋亡的分子可分为物理性因子、化学及生物因子两类。调节细胞凋亡的分子重要的有Caspase超家族〔可引起级联反响〕、天然Caspase抑制剂、IAP、Bcl-2家族等。细胞凋亡调节分子根据功能可以分为抑制凋亡基因〔如bcl2〕、促进凋亡基因〔如fas、p53〕、双向调控基因〔如c-mys、bclx〕。细胞凋亡的信号传导途径主要有死亡受体介导的细胞凋亡途径和线粒体介导的细胞凋亡途径，此外，还有内质网介导的凋亡途径和溶酶体参与的细胞凋亡途径。eq\o\ac(○,1)死亡受体介导的细胞凋亡途径。当细胞承受凋亡信号分子〔Fas、TNF等〕后，凋亡细胞外表信号分子受体相互聚集并与细胞内的接头蛋白结合，这些街头蛋白又募集Procaspase聚集在受体部位，Procaspase相互活化并产生级联反响，使细胞凋亡。eq\o\ac(○,2)线粒体介导的细胞凋亡途径。当Caspase-8活化后，它一方面作用于Caspase-3，另一方面Bid〔BH3domain-onlydeathagonist〕裂解成2个片段，其中含BH3构造域的C端片段被运送到线粒体，与Bcl-2/Bax的BH3构造域形成复合物，导致细胞色素c释放。Cytc与胞质中Ced4同源物Apaf-1，活化的Apaf-1再活化Caspase-9，最后引起细胞凋亡。〔二〕细胞坏死一般认为细胞坏死是细胞在强烈的外界因素作用下产生的死亡现象。细胞坏死时，细胞膜破裂，细胞器膨大受损，DNA随机降解，在体内可引起炎症反响。最新研究说明，细胞坏死可能是细胞程序性死亡的另一种方式，因为DNA损伤和PARP活化可导致增殖旺盛的细胞坏死，但不引起非持续增殖细胞的死亡，其机制与胞内ATP的水平上下有关。〔三〕细胞自噬细胞自噬是细胞在正常生理条件或饥饿状态下将细胞的自身组分或构造包裹起来，形成具有双层膜的囊泡构造〔即自噬泡〕，再与溶酶体融合，内含物被溶酶体中的水解酶消化的过程。细胞自噬可以帮助度过营养缺乏的时期，但严重的自噬将导致细胞死亡。在动物体的发育过程中，自噬活动还参与新的组织器官的重建。二.植物细胞与酵母细胞的程序性死亡〔一〕植物细胞的程序性死亡它在植物体正常发育、对环境胁迫和病原体入侵引发的过敏反响中具有重要的作用。斯堡死亡后的剩余物质被细胞壁固定在原位，不是被周围周围细胞吞噬，而是被自身液泡的水解酶所消化。〔二〕酵母细胞程序性的死亡其形态学特征与动物细胞凋亡类似〔注意：酵母具有细胞壁〕。细胞的程序性死亡机制在生命的演化过程中具有共同的起源。细胞衰老一.细胞衰老的概念及特征体外培养的正常细胞存在有丝分裂次数的极限，这种现象称为Hayflick界限。细胞衰老一般含义是指复制衰老〔replicativesenescence〕,即体外培养的正常细胞经过有限次数的分裂后，停顿分裂，细胞形态和生理代谢活动发生显著改变的现象。除胚胎干细胞、转化细胞或者癌细胞具有永久性，其他原代培养细胞均存在复制衰老现象。细胞衰老时，细胞核、细胞器〔如内质网、线粒体、致密体〕和膜系统等都发生了一系列的变化，总的来说是原生质失水，代谢降低，构造逐渐瓦解。二.细胞衰老的分子机制〔一〕复制衰老的机制由于体细胞内缺乏端粒酶活性，因此随着细胞分裂次数增多，端粒逐渐缩短。这会导致p53含量增加和通过磷酸化而活化，p53诱导p21表达，抑制CDK的活化，使得抑制性Rb不能被磷酸化，E2F处于失活状态，最终引发细胞衰老。P16维持细胞的衰老状态。〔二〕胁迫诱导的早熟性衰老外界的胁迫条件能够缩短细胞的复制寿命，这种衰老称为胁迫诱导的早熟性衰老〔stress-inducedprematuresenescence〕。氧化损伤理论是衰老机制的主要理论之一。其机制与复制衰老类似，即代谢过程中产生的活性氧的积累导致DNA损伤，最终使E2F处于失活状态，细胞发生衰老现象。〔三〕但细胞生物的衰老母细胞中染色体外环状的rDNA逐渐积累，掠夺了DNA正常复制和转录所需要的重要物质，从而抑制了细胞的生长，使酵母细胞衰老。三.细胞衰老与个体衰老和癌症的关系体外培养细胞的衰老与体内细胞的衰老存在巨大的差异，这可能是因为细胞在体外所处的环境与体内有很大的不同。体外细胞的衰老机制与细胞癌化有关。习题解答细胞凋亡的概念、形态特征及其坏死的区别是什么答：〔1〕概念细胞凋亡是一个主动的由基因决定的自动完毕生命的过程，所以也常常被称为细胞程序性死亡。凋亡细胞将被吞噬细胞所吞噬。细胞凋亡时在细胞、亚细胞和分子水平上发生了特征性改变。这些改变包括细胞核的改变、细胞器的改变、细胞膜成分的改变金额细胞形态的改变等，其中细胞核的改变最具特征性。〔2〕形态特征首先出现的是细胞体积缩小，连接消失，与周围的细胞脱离，然后是细胞质密度增加，核质浓缩，核膜核仁破碎，胞膜有小泡状形成，胞膜构造仍然完整，最终可将凋亡细胞遗骸分割包裹为几个凋亡小体，无内容物外溢。凋亡小体可迅速被周围专职或非专职吞噬细胞吞噬。〔3〕区别细胞凋亡与细胞坏死的区别如下表所示：细胞凋亡细胞坏死是否有基因决定是否诱导因素强烈的刺激软弱的刺激形态特征胞膜及细胞器相对完整，细胞皱缩，核固缩，有凋亡小体形成细胞构造全面溶解、破坏，细胞肿胀生化特点DNA片段化〔180~200bp〕,电泳呈梯状条带弥散性降解，电泳呈均一DNA片状是否引起炎症反响溶酶体相对完整，局部无炎症反响溶酶体破裂，局部有炎症反响是否是病理变化病理性生理性或病理性2.对于多细胞生物，细胞凋亡的生理意义何在答细胞凋亡对于多细胞生物个体发育的正常进展、自稳平衡的保持以及抵御外界各种因素的干扰方面都起着非常关键的作用。蝌蚪尾的消失、骨髓和肠的形成、发育过程中手和足的成形过程、脊椎动物的神经系统的发育等都与细胞凋亡有关。3.动物细胞凋亡的基本途径有哪些答动物细胞凋亡的基本途径可以分为死亡受体介导的细胞凋亡途径和线粒体介导的细胞凋亡途径。〔1〕死亡受体途径当细胞承受凋亡信号分子〔Fas、TNF等〕后，凋亡细胞外表信号分子受体相互聚集并与细胞内的接头蛋白结合，这些接头蛋白又募集Procaspase 聚集在受体部位，Procaspase相互活化并产生级联反响，使细胞凋亡。下游Caspase活化后，作用底物：裂解核纤层蛋白，导致细胞核形成凋亡小体；裂解DNase结合蛋白，使DNase释放，降解DNA形成DNALadder；裂解参与细胞连接或附着的骨架和其他蛋白，使凋亡细胞皱缩、脱落，便于细胞吞噬；导致膜脂PS重排，便于吞噬细胞识别并吞噬。〔2〕线粒体途径当Caspase-8活化后，它一方面作用于Caspase-3，另一方面使Bid〔BH3domain-onlydeathagonist〕裂解成2个片段，其中含BH3构造域的C端片段被运送到线粒体，与Bcl-2/Bax的BH3构造域形成复合物，导致细胞色素c释放。Cytｃ与胞质中的Ced4同源物Apaf-1结合并活化Apaf-1，活化的Apaf-1再活化Caspase-9，最后引起细胞凋亡。近年，还有人提出了细胞凋亡的溶酶体途径，认为溶酶体可以接到细胞的凋亡。细胞凋亡受到哪些因素的调控答细胞的凋亡受促进凋亡基因〔如fas、p53〕、抑制凋亡基因和在细胞凋亡过程中协助的基因等的表达产物的调控。细胞凋亡可以分为Caspase依赖性的和非Caspase依赖性的，在Caspase依赖性的细胞凋亡过程中，Caspase家族具有非常重要的作用。当DNA受损后，p53被激活，它通过激活凋亡正调节分子的表达和抑制抗凋亡因子的表达而促进细胞的凋亡。细胞内的Caspase抑制剂与Caspase特异性结合具有抗凋亡的作用。参与细胞凋亡和抗凋亡的基因有很多。什么是“Hayflick界限〞答在体外培养条件下，即使条件适宜，细胞也不能无限制地进展分裂；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。而且细胞的分裂能力与个体的年龄有关。上述规律是Hayflick研究和发现的，故称为“Hayflick界限〞。6．复制衰老的可能机制是什么答在体细胞中，由于缺乏端粒酶，随着细胞分裂次数增多，端粒逐渐缩短。端粒的缩短使细胞中的p53含量明显增加并且活化，继而诱导p21的表达，抑制CDK活化，使得Rb不能被磷酸化，E2F处于持续失活状态，最终引发细胞的衰老。自测题名词翻译并解释1.cellaging2.Hgrammedcelldeath7.necrosis8.apoptoticbodies9.Caspase10.autophagosome二、填空题1．细胞衰老机理的假说可以归纳为两类：＿和＿。2．程序性细胞死亡至少可以分为两种类型，分别是＿＿和＿。3．细胞凋亡的主要途径有＿和＿，近年，还提出了＿和＿。4．诱导细胞凋亡的因子可以分为＿和＿两大类。5．哺乳动物细胞凋亡的主要执行因子是＿。6．哺乳动物细胞内白介素-1β转换酶是线虫＿的同源物，后来被命名为＿。7．一般情况下，抑制动物细胞内的PI3/Tor信号通路，可诱导细胞发生＿。8．执行细胞凋亡的蛋白因子主要是＿，与细胞自噬相关的蛋白是＿。9．随着体细胞的分裂次数增多，端粒序列逐渐＿。10．酵母细胞衰老的机制是＿。三、不定项选择题1．人体正常胚胎体细胞体外培养大约能传代〔〕。A、10次左右B、150次C、40~50次D、无数次2．以下不属于细胞衰老的特征的是〔〕。A、线粒体数目减少，核膜皱襞B、核明显变化为核固缩，常染色质减少C、脂褐素减少，细胞代谢能力下降D、原生质减少，细胞形状改变3．细胞凋亡的一个重要特点是〔〕。A、下立体DNA随机断裂B、细胞核DNA发生核小体间的断裂C、70S核糖体中的rRNA断裂D、80S核糖体中的rRNA断裂4．关于Caspase的描述，正确的选项是〔〕。A、又叫做切天冬氨酸酶B、参与细胞凋亡的执行C、参与级联反响D、Caspase-3的种类很多5．在单细胞凝胶电泳实验中，凋亡细胞〔正常细胞的核为球形〕的实验结果是〔〕。A、细胞核仍为球形B、细胞核具有一个彗星状的尾巴，尾巴泳动速率较快C、细胞核具有一个彗星状的尾巴，尾巴泳动速率较慢D、形成DNA梯状条带6．细胞凋亡是〔〕。A、细胞受到某些外界因素侵袭B、细胞主动发生自然死亡过程C、细胞内含物外泄的过程7．细胞凋亡与细胞坏死的区别是〔〕。A、前者是生理性或病理性、特异性、遗传性；后者是病理性、非特异性、非遗传性B、前者胞膜及细胞器相对完整，细胞皱缩，核固缩；后者细胞构造全面溶解、破坏、细胞肿胀C、前者溶酶体相对完整，局部无炎症反响；后者溶酶体破裂，局部有炎症反响D、前者DNA片段化〔180~200bp〕，电泳呈梯状条带；后者DNA弥散性降解，电泳呈均一DNA片状8．以下有关细胞分化、衰老及死亡的表达，正确的有〔〕。A、细胞分化是细胞的后代在形态、功能及遗传物质上发生差异的过程B、细胞衰老会发生线粒体减少、酶活性降低及细胞核体积增加等现象C、细胞分化发生在多细胞生物的胚胎期，细胞衰老与死亡发生在老年期D、安康成人体内，细胞凋亡最常发生于肠道与骨髓的细胞E、细胞衰老与凋亡均有正面意义，在动植物个体的发育过程中均存在9．细胞凋亡的生物学意义是〔〕。A、确保正常发育生长，去除多余的细胞B、维持内环境稳定，去除受损、突变、衰老的细胞C、具有积极防御功能，阻止病毒感染复制D、促使衰老生物个体死亡，加快世代更替10．自噬小体的特点是〔〕。A、由单层生物膜围成的封闭构造B、具有双层膜构造C、含有多种酸性水解酶D、经常可见被包入的细胞器四、判断题1．在衰老或凋亡细胞中磷脂酰丝氨酸外翻到细胞膜的外小页。〔〕2．通常未分化细胞的核质比高而衰老细胞的核质比低。〔〕3．程序性细胞死亡是正常的生理过程，但某些细胞在病理条件下也可能发生程序性死亡，如某些病毒感染的细胞。〔〕4．成体干细胞具有不死性，是永生细胞。〔〕5．正常的人体胚胎来源的二倍体细胞在体外分裂存在最大分裂次数。〔〕6．细胞衰老时，细胞膜的流动性增强，所以不能耐受较强的机械作用。〔〕7．将哺乳动物来源的DNA加到由凋亡细胞制备的无细胞系统中，该DNA可断裂成180~200bp的整数倍。〔〕8．细胞坏死的主要特征与哺乳动物细胞的类似。〔〕9．细胞坏死的主要特征是细胞体积膨大、膜的通透性遭到破坏、细胞器功能受损等。〔〕10．植物细胞凋亡的特征与哺乳动物细胞的类似。〔〕11．细胞色素c从先烈他释放到胞质中科诱导线虫细胞的凋亡。〔〕五、简答题1．诱导细胞凋亡的因子有哪些试简要说明。2．一些护肤美容产品为什么可以延缓细胞的衰老3．为什么说细胞凋亡的研究与肿瘤治疗的研究密切相关4．如果想要建设一种新的哺乳动物的细胞系，你认为取何种组织可能比较容易成功为什么5．调节细胞凋亡的分子可以分为哪些类型6．细胞衰老的特征是什么7．鉴定细胞凋亡的常用方法是什么8．列表比较细胞凋亡、细胞自噬与细胞坏死的区别。9．列表比较复制衰老与胁迫诱导衰老两种细胞衰老方式的分子机制。自测题解答名词翻译并解释Cellaging〔细胞衰老〕：一般含义是指复制衰老〔replicativesenescence〕，即体外培养的正常细胞经过有限次数的分裂后，体制分裂，细胞形态和生理代谢活动发生显著改变的现象。Hayflicklimitation〔Hayflick界限〕：高等动物体细胞〔转化细胞和癌细胞除外〕都有最大分裂次数，细胞分裂一旦到达这一次数就要死亡，此规律是由Hayflick发现的，故称Hayflick界限。Cytoplast〔胞质体〕：胞质体是指除去细胞核后由膜包裹的无核细胞。Silencinginformationregulatorcomplex〔沉默信息调节蛋白复合物〕：简称Sir复合物，包括Sir1、Sir2、Sir3、Sir4，通常存在于异染色质中。它们一方面与RAP1和组蛋白H3/H4结合，一方面附在核基质上。Sir复合物的功能是阻止它们所在位点的DNA的转录。Apoptosis〔细胞凋亡〕：细胞凋亡是一个主动的由基因决定的自动完毕生命的过程，所以也常常被称为程序性细胞死亡。凋亡细胞具有一系列的特征，形成的凋亡小体将被吞噬细胞吞噬。Programmedcelldeath〔程序性细胞死亡〕：程序性细胞死亡是细胞的一种生理性、主动性的“自杀〞现象，是主动由基因决定的细胞自动完毕生命的过程。这些细胞死得有规律，似乎是按编好了的“呈现〞进展的，是生物体在漫长进化过程中逐步建设的细胞“自杀〞机制，其重要作用是去除多余的、受损的、癌变的或微生物感染的细胞，维持机体内环境的稳定。程序性细胞死亡的类型有多种，细胞凋亡只是其中之一。细胞坏死〔necrosis〕：细胞坏死是由剧烈的作用引起的细胞死亡，细胞质膜发生渗漏，细胞内容物〔包括膨大和破碎的细胞器以及染色质片段〕释放到胞外，导致炎症反响。Apoptoticbodies〔凋亡小体〕：细胞凋亡时核染色质断裂为大小不等的片段，与某些细胞器如线粒体一起聚集，为反折的细胞质膜所包围。细胞外表产生了许多泡状或芽状突起，逐渐脱离细胞外表形成膜泡，这些膜泡叫做凋亡小体。凋亡小体与凋亡体〔apotosome〕并不一样。Caspase〔天冬氨酸特异性的半胱氨酸蛋白水解酶〕：Caspase是一组对底物天冬氨酸部位有特异水解作用的蛋白质，其活性中心富含半胱氨酸，在细胞调往过程中具有重要的作用。10.autophagosome〔自噬小体〕：细胞内由于生理或病理原因而被损伤的细胞器，或过量储存的糖原等可被细胞吱声的膜〔如内质网或高尔基复合体的膜〕包裹而形成的构造，叫做自噬小体。自噬小体随后与溶酶体融合形成自噬溶酶体，其中的物质被溶解体降解。真核生物细胞在营养缺乏时，可通过自噬作用获得营养，抵抗饥饿，同时自噬活动也参与生物体的发育过程。二、填空题1.复制衰老胁迫诱导的早熟性衰老2.细胞凋亡细胞自噬性程序性死亡3.死亡受体介导的细胞凋亡线粒体介导的细胞凋亡内质网介导的细胞凋亡溶酶体参与的细胞凋亡4.物理性因子化学及生物因子5.Caspase-36.Ced3Caspase-17.自噬8.CaspaseAtg9.缩短10.ERC的积累三、不定项选择题1.C2.C3.B4.ABCD5.B6.B7.ABCD8.BDE9.ABC10.BD四、判断题1.√2.×3.√4.×5.√6.×7.×8.×9.√10.×11.√五、简答题1.诱导细胞凋亡的因子可分为两大类：①物理因子，包括射线〔紫外线、γ射线等〕、较温和的温度刺激〔如热激、冷激〕等；②化学及生物因子，包