细胞生物学期末复习题纲(含答案)

PAGEPAGE41.细胞生物学（cellbiology）细胞生物学是研究细胞基础生命活动规律的科学，它在不同层次（显微、亚显微与分子水平）上以研究细胞结构与功能，细胞增殖、分化、衰老与凋亡，细胞信号传递，真核基因表达与调控，细胞起源与进化等为主要内容。2.细胞（cell）细胞是生命活动的基本单位。①一切有机体都由细胞构成，细胞是构成有机体的基本单位。②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。④细胞是遗传的基本单位，细胞具有遗传的全能性。⑤没有细胞就没有完整的生命。3.病毒（virus）病毒主要是由一个核酸分子（DNA或RNA）与蛋白质构成的核酸-蛋白质复合体。4.显微分辨率（microscopicresolution）显微镜的分辨能力。肉眼：0.2mm;光镜：0.2um;电镜：0.2nm。5.倒置显微镜（invertedmicroscope）组成和普通显微镜一样，只不过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，具有相差物镜。

倒置显微镜和放大镜起着同样的作用，就是把近处的微小物体成一放大的像，以供人眼观察。只是显微镜比放大镜可以具有更高的放大率而已。<BR>物体位于物镜前方，离开物镜的距离大于物镜的焦距，但小于两倍物镜焦距。所以，它经物镜以后，必然形成一个倒立的放大的实像A'B'。A'B'靠近F2的位置上。再经目镜放大为虚像A''B''后供眼睛观察。目镜的作用与放大镜一样。所不同的只是眼睛通过目镜所看到的不是物体本身，而是物体被物镜所成的已经放大了一次的像。6.相差显微镜（phase-contrastmicroscope）将光程差或相位差转换成振幅差（相差板）可用于观察活细胞（1）区分进入物镜的入射光线与从样品散出的衍射光。（2）使这两种来源的光线互相干涉。适于观察活细胞内组份。7.流动镶嵌模型（fluidmosaicmodel）①膜的流动性，膜蛋白和膜质均可侧向运动；②膜蛋白分布的不对称性，有的镶在表面，有的嵌入或横跨脂双方子层8.载体蛋白（carrierprotein）膜转运蛋白的一类，可介导被动运输，又可介导逆浓度或电化学梯度的主动运输。存在于细胞膜上的一种具有特异性传导功能的蛋白质，它能与特定的溶质分子结合，通过一系列构象改变介导溶质分子的跨膜转运。作用：介导顺浓度或电化学梯度的运输9.通道蛋白（channelprotein）膜转运蛋白的一类，只能介导顺浓度或电化学梯度的被动运输。存在于细胞膜上的一种跨膜蛋白质，其跨膜部分形成亲水性的通道，当这些孔道开放时允许适宜大小的分子和带电荷的离子通过，通道蛋白所介导的被动运输不需要与溶质分子结合。10.水孔蛋白（aquaporin,AQP）水孔蛋白是内在膜蛋白的一个家族，在哺乳类细胞中至少10种，在特异性组织细胞中，提供水分子快速跨膜运动通道。11.动作电位（activepotential）神经元等可兴奋细胞，在刺激作用下产生行使通讯功能的快速变化的膜电位称动作电位。12.胞吞作用（endocytosis）和胞吐作用（exocytosis）真核细胞通过上述两种途径完成大分子与颗粒性物质的跨膜运输（蛋白质、多核苷酸、多糖等），需消耗能量，为主动运输。13.协同运输（cotransport）协同运输是一类由Na+-K+泵（或H+泵）与载体蛋白协同作用，靠间接消耗ATP所完成的主动运输方式。14.胞外基质（extracellularmatrix,ECM）胞外基质是指分布于细胞外空间，由细胞分泌的蛋白和多糖所构成的网络结构。15.信号识别颗粒（signalrecognitionparticle,SRP）分泌性蛋白N端序列作为信号肽，指导分泌性蛋白到内质网膜上合成，在蛋白合成结束之前信号肽被切除。信号识别颗粒和内质网膜上的信号识别颗粒的受体等因子协助完成这一过程。16.分子伴侣（molecularchaperon）跨膜运送的蛋白质在解折叠与重折叠的过程中都需要某些被称为“分子伴侣”的分子参与。分子伴侣具有解折叠酶的功能，并能识别蛋白质解折叠后暴露出来的疏水面并与之结合，防止互相作用产生凝聚或错误折叠，同时还参与蛋白质跨膜运送后分子的重折叠以及装配过程。17.信号分子（signalmolecule）根据其溶解性分为亲脂性和亲水性两类：①亲脂性信号分子，主要代表是甾类激素和甲状腺素，这类亲脂性分子小、疏水性强，可穿过细胞膜进入细胞，与细胞质或细胞核中受体结合形成激素—受体复合物，调节基因表达；②亲水性信号分子，包括神经递质、生长因子、部分化学递质和大多数激素，它们不能穿过靶细胞质膜的脂双分子层，只能通过与靶细胞表面受体结合，再经信号转换机制，在细胞内产生第二信使或激活蛋白酶或蛋白磷酸酶的活性，引起细胞的应答反应。18.肌质网（sarcoplasmicreticulum）肌细胞总含有发达的特化的光面内质网，称为肌质网。19.细胞通讯（cellcommunication）37.着丝粒（centromere）是指染色体主缢痕部位的染色质，它把姊妹染色体单体连接在一起，并把染色体分成两个臂。38.端粒（telomere）染色体端部的特化部分，维持染色体的完整性和个体性。端粒由高度重复的短序列串联而成，在进化上高度保守，不同生物的端粒序列都很相似，哺乳类的序列为GGGTTA，500-3000次重复39.胶原（collagen）胶原是细胞外基质中最主要的谁不溶性纤维蛋白。是动物内含量最丰富的蛋白，已发现的胶原类型多达20种。40.细胞增殖（cellproliferation）细胞物质积累与细胞分裂的循环过程。细胞增殖是细胞生命活动的重要特征之一，是生物繁育的基础。成体动物仍然需要细胞增殖，以弥补代谢过程中的细胞损失。细胞增殖收到严密的调控机制所监控。41.细胞周期（cellcycle）从一次细胞分裂结束开始，经过物质积累过程，直到下一次细胞分裂结束为止。分为四个阶段：①G1期(gap1)：从有丝分裂完成到DNA复制前的间隙时间；②S期(synthesisphase)：DNA复制的时期；③G2期(gap2)：DNA复制完成到有丝分裂开始前的时间；④M期又称D期(mitosisordivision)，细胞分裂开始到结束。G0期：细胞暂时离开细胞周期，停止分裂，去执行一定的功能，称静止期细胞，G0期多发生在G1期。G0期一旦得到信号，会迅速返回细胞周期（如结缔组织中的成纤维细胞等）。42.周期蛋白依赖性蛋白激酶（cyclin-dependentkinase,CDK）不同CDK激酶所要求结合的周期蛋白不同，在细胞周期中的调节功能也不同。共同的特点：①含有一段类似的氨基酸序列—PSTAIRE序列；②都可以同周期蛋白结合。43.泛素化途径（ubiquitinationpathway）E1水解ATP获取能量，E1活性位点的半胱氨酸残基与泛素的C末端形成共价键而激活泛素，然后E1将泛素交给E2，最后在E3的作用下将泛素转移到靶蛋白上。当第一个泛素分子连接到靶蛋白上后，另外的一些泛素分子相继与前一个泛素分子的赖氨酸残基相连，逐渐形成一条多聚泛素链。然后泛素化的靶蛋白被一个相对分子质量很大的蛋白酶体的蛋白质复合体逐步降解。多肽泛素也解聚为单个泛素分子，重新被利用。44.细胞凋亡（apoptosis）细胞凋亡是多细胞生物在发育过程中，一种由基因控制的主动的细胞生理性自杀行为。45.细胞坏死（necrosis）极端的物理、化学因素或严重的病理性刺激引起的细胞损伤和死亡。46.Caspase蛋白酶（Cysteineasparticacicspecificprotease）Caspase是一组存在于胞质中的结构上相关的半胱氨酸蛋白酶，它们的一个重要特点是特异的切断天冬氨酸后面的残基。具有罕见的高特异性的蛋白酶。47.持家基因（house-keepinggene）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动所必需的。48.奢侈基因（luxurygene）奢侈基因是指包不同的细胞类型进行特异性表达的基因，其产物赋予各种类型细胞特异的形状结构特征与特异的生理功能。49.细胞全能性（totipotency）细胞全能性是指细胞经过分裂分化后仍具有产生完整有机体的潜能或特性。50.细胞衰老（cellageing）组成细胞的化学物质在运动中不断受到内外环境的影响而发生损伤，因缺乏完善的修复，造成功能退行性下降而老化。1.细胞学说的内容是什么？你如何认识细胞学说的重要意义?答：现代完整的细胞学说的内容包括：1.细胞是有机体，一切动植物都是由细胞发育而来，并由细胞和细胞产物所构成；2.每个细胞作为一个相对独立的单位，既有“自己的”生命，又对与其他细胞共同组成的整合的生命有所助益；3.新的细胞可以通过已存在的细胞繁殖产生。2.P53蛋白如何获知DNA损伤信号并导致修复。答：这与ATM基因有关。该基因编码一种蛋白激酶，该激酶是识别DNA损伤的多亚基复合物的组成部分，这种复合物一旦与受损伤的DNA结合，ATM激酶通过使一些靶蛋白磷酸化传递细胞周期停止的信号，而P53则是被ATM激酶磷酸化的靶蛋白之一。P53蛋白磷酸化之后不再与MDM2蛋白结合从而不再被输送到细胞质中被降解，因此DNA损伤后P53蛋白的浓度升高，从而激活p21基因和bax基因的表达，使细胞停止分裂进行修复或使细胞进入程序性死亡。3.纤毛和鞭毛的结构及运动机制。答：结构：纤毛与鞭毛是相似的两种细胞外长物，前者较短，约5~10um；后者较长，约150um，两者直径相似，均为0.15~0.3um。鞭毛和纤毛均由基体和鞭杆两部分构成，鞭毛中的微管为9+2结构，即由9个二联微管和一对中央微管构成，其中二联微管由AB两个管组成，A管由13条原纤维组成，B管由10条原纤维组成，两者共用3条。A管对着相邻的B管伸出两条动力蛋白臂，并向鞭毛中央发出一条辐。位于纤毛和鞭毛基部的基体在结构上与中心粒类似运动机制：滑动学说：纤毛和鞭毛的运动是由轴丝动力蛋白所介导的相邻二联体微管之间的相互滑动所致。（1）A管动力蛋白头部与B管的接触促使动力蛋白结合的ATP水解，造成头部角度改变；（2）新的ATP结合使动力蛋白头部与B管脱离；（3）ATP水解，其释放的能量使头部角度复原；（4）带有水解产物的动力蛋白头部与B管上另一位点结合，开始又一循环。4.如何理解“细胞是生命活动的基本单位”这一概念？答：1、一切有机体都由细胞构成，细胞是构成有机体的基本单位；2、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；4、细胞是遗传的基本单位，细胞是具有遗传的全能性；5、没有细胞就没有完整的生命。简述荧光显微镜技术（fluorescencemicroscopy）的原理7.生物膜的基本结构特征。答：1、具有极性头部和非极性尾部的磷脂双分子在水相中具有自发形成封闭的膜系统的性质，以疏水性非极性尾部相对，极性又不朝向水相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；2、蛋白分子以不同的方式镶嵌在脂双层分子中或结合在表面，蛋白的类型，蛋白分布的不对称性及其与脂分子的协同作用赋予生物膜具有各自的特性与功能；3、生物膜可看成是蛋白质在双层脂分子中的二维溶液。然而膜蛋白与膜脂之间，膜蛋白与膜蛋白之间及其与膜两侧其他生物大分子的复杂的相互作用，在不通程度上限制了膜蛋白的流动性。8.说明Na+-K+泵的工作原理及其生物学意义。答：Na+-K+泵由α和β二个亚基组成，在细胞内侧α亚基与Na+相结合促进ATP水解，α亚基上的一个天门冬氨酸残基磷酸化引起α亚基构象发生变化，将Na+泵出细胞，同时细胞外的K+与α亚基的另一位点结合，使其去磷酸化，α亚基构象再度发生变化将K+泵进细胞，完成整个循环。动物细胞借助Na+-K+泵维持细胞渗透平衡；同时利用细胞外高浓度的Na+所储存的能量，主动从细胞外摄取营养。植物细胞无Na+-K+泵。9.粗面内质网上合成哪几类蛋白质，它们在内质网上合成的生物学意义又是什么？答：1、向细胞外分泌的蛋白质，这类蛋白常以分泌泡的形式通过细胞的胞吐作用运输到细胞外，而且这种蛋白运输的方式也利于分泌过程的调控2、膜的整合蛋白，细胞膜上的膜蛋白及内质网、高尔基体和溶酶体膜上的膜蛋白等都具有方向性，起方向性在内质网上合成时就已确定，在以后的转运过程中，其拓扑学特性始终不变。3、构成细胞器中的可溶性的驻留蛋白，内质网、高尔基体和胞内体中固有的蛋白以及其他重要生物活性的蛋白，在合成后进入内质网，便于与其他细胞组分进一步区分，也利于对它们的加工和活化。10.蛋白质糖基化的基本类型、特征及生物学意义。答：N-连接和O-连接。N-连接：在糙面内质网上合成，来自同一个寡糖前体，与之结合的氨基酸残基是天冬氨酸，最终长度至少5个糖残基，带一个糖残基为N-乙酰葡萄糖胺。O-连接：在糙面内质网或高尔基体合成，合成方式一个个单糖加上去，与之结合的氨基酸残基是丝氨酸、苏氨酸、羟赖氨酸、羟脯氨酸，最终长度一般1~4个糖残基，但ABO血型抗原较长，第一个糖残基是N-乙酰半乳糖胺等。11.溶酶体是怎样发生的？它有哪些基本功能？答：发生：溶酶体是在粗面内质网上合成并经N-连接的糖基化修饰，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发生磷酸化形成M6P，高尔基体的反面膜囊和TGN膜上存在M6P的受体，这样溶酶体的酶和其他的蛋白区分出来，并得以浓缩，最后以出芽的方式转运到溶酶体中。基本功能：1、清除无用的生物大分子、衰老的细胞器及衰老损伤和死亡的细胞；2、防御功能；3、作为细胞内的消化“器官”为细胞提供营养；4、在分泌腺细胞中，溶酶体常常还有摄入的分泌颗粒，可能参与分泌过程的调节；5、两栖类发育过程中蝌蚪尾巴的退化，哺乳动物断奶后乳腺的退行性变化等都涉及某些特定细胞编程性死亡及周围活细胞对其的清楚，都有溶酶体参与；6、在受精过程中的作用，精子的顶体相当与特化的他溶酶体。12.过氧化物酶体。答：过氧化物酶体又称微体，是由单层膜围绕的、内含一种或几种氧化酶类的细胞器。一种异质性的细胞器，不同生物的细胞中，甚至单细胞生物的不同个体中所含酶的种类及其行使的功能有所不同。过氧化酶体中常含有两种酶：一是依赖于黄素的氧化酶；二是过氧化氢酶。13.说明细胞内膜系统的各种细胞器在结构与功能上的联系。答：内质网是蛋白质合成，蛋白质的糖基化，脂质合成的基地，其通过COPⅡ有被小泡将合成好的物质运送到高尔基体中，进行进一步的蛋白质加工、分类和包装，然后再通过网格蛋白有被小泡运输运送到质膜、胞内体、或溶酶体和植物液泡。溶酶体酶是在内质网上合成并经N-连接的糖基化修饰，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发生磷酸化形成M6P，在高尔基体的反面膜囊和TGN膜上存在M6P的受体，这样溶酶体的酶与其他蛋白区分开来，并得以浓缩，最后以出芽的方式转运到溶酶体中。内质网也参与过氧化氢酶体的发生，构成过氧化氢酶体的膜脂可能在内质网上合成后，通过磷脂交换蛋白或膜泡运输的方式完成起运转。14.何谓蛋白质的分选？已知膜泡运输有哪几种类型？答：哺乳动物细胞中一般可检测出1万~2万种蛋白质，酵母细胞中也含有5000种以上的蛋白。除线粒体和植物细胞叶绿体中能合成少量蛋白质外，绝大多数的蛋白质均在细胞质基质中的核糖体上开始合成，然后转运至细胞的特定部位，也只有转运至正确的部位并装配成结构与功能的复合体，才能参与细胞的生命活动。这个过程称为蛋白质的分选。已知的膜泡运输类型有：1、网格蛋白又被小泡；2、COP=2\*ROMANII有被小泡；3、COP=1\*ROMANI有被小泡。15.试述细胞以哪些方式进行通讯？答：1、细胞通过分泌化学信号进行细胞间相互通讯，这是多细胞生物包括动和植物最普遍采用的通讯方式；2、细胞间接触性依赖的通讯，细胞间直接接触，通过与质膜结合的信号分子影响其他细胞；3、细胞间形成间隙连接使细胞相互沟通，通过交换小分子来实现代谢偶联或点偶联。16.何谓信号传递中的分子开关蛋白？说明其作用机制。答：分子开关蛋白：在细胞内一系列信号传递的级联反应中，必须有正、负两种相辅相成的反馈机制进行精确控制，分子开关的作用举足轻重，即对每一步反应既要求有激活机制又必然要求有相应的失活机制，而且两者对系统的功能同等重要。作用机制：一类开关蛋白的活性由蛋白激酶使之磷酸化而开启，由蛋白磷酸酶使之去磷酸化而关闭，许多由可逆磷酸化控制的开关蛋白是蛋白激酶本身，在细胞内构成信号传递的磷酸化级联反应；另一类主要开关蛋白由GTP结合蛋白组成，结合GTP而活化，结合GDP而失活。17.G-蛋白偶联受体介导的信号通路。答：cAMP信号通道和磷脂酰肌醇信号通道cAMP信号通道：细胞外信号与相应受体结合，导致细胞内第二信使cAMP的水平变化而引起细胞反应的信号通道。它由质膜上的5种成分组成：=1\*GB3①激活型激素受体(Rs)；=2\*GB3②抑制型激素受体（Ri）；=3\*GB3③与GDP结合的活性型调节蛋白（Gs）；=4\*GB3④与GDP结合的抑制型调节蛋白（Gi）；=5\*GB3⑤催化成分，即腺苷酸环华酶（C）。磷脂酰肌醇信号通道：最大特点是细胞外信号被膜受体接受后，同时产生两个胞内信使，分别激动两个信号传递途径即IP-Ca2+和DG-PKC途径，实现细胞对外界信号的应答，因此把这一信号系统又称之为“双信使系统”。18.受体酪氨酸激酶介导的信号通路的组成、特点及其主要功能。答：RTK-Ras蛋白信号通道：=1\*GB3①组成：Rsa蛋白=2\*GB3②特点：不需信号偶联蛋白(G蛋白)，而是通过受体自身的酪氨酸蛋白激酶的激活来完成信号跨膜转导。=3\*GB3③功能：调节细胞的增殖与分化，促进细胞存活，以及细胞代谢过程中的调节和校正作用。19.细胞核的基本结构及其主要功能。答：细胞核主要由核被膜、染色质、核仁及核骨架组成。细胞核是遗传信息的贮存场所，在这里进行基因复制、转录和转录初产物的加工过程，从而控制细胞的遗传和代谢活动。20.试述核小体的结构要点。答：①每个核小体单位包括约200bpDNA、一个组蛋白核心和一分子H1。②组蛋白八聚体构成核小体的盘状核心颗粒，由4个异二聚体组成，包括两个H2A·H2B和两个H3·H4。③146bp的DNA分子超螺旋盘绕组蛋白八聚体1.75圈，组蛋白H1结合额外20bpDNA，锁住核小体进出端，稳定作用。④相邻核小体间以连接DNA相连,典型长度60bp。⑤组蛋白与DNA之间的作用主要是结构性的，不依赖于核酸的特异性。⑥核小体沿DNA的定位受不同因素的影响。21.分析中期染色体的三种功能元件及其作用。答：1、自主复制DNA序列（ARS）：DNA复制的起点，酵母基因组含200-400个ARS，大多数具有一个11-14bp，富含AT的共有序列（ARSconsensussequence,ACS）。含有这一序列的质粒能高效转化宿主细胞，并能在细胞中独立于宿主染色体存在。2、着丝粒DNA序列(CEN)：同来源的CEN的共同特点是具有两个彼此相邻的核心区，一个是80-90bp的AT区，另一个是11bp的保守区。CEN由大量串联的重复序列组成，如α卫星DNA，其功能是参与形成着丝粒，使细胞分裂中染色体能够准确地分离.3、端粒DNA序列(TEL)：同生物的端粒序列都很相似，由长5-10bp的重复单位串联而成，人的重复序列为GGGTTA。真核细胞染色体端粒的重复序列不是染色体DNA复制时连续合成的，而是由端粒酶（telomerase）合成后添加到染色体末端。端粒酶是一种核糖核蛋白复合物，具有逆转录酶的性质，以物种专一的内在RNA为模板，把合成DNA的添加到染色体的3‘端。22.概述核仁的结构及其功能。答：核仁的基本结构组分为纤维中心、致密纤维组分和颗粒组分。核仁的主要功能涉及核糖体的生物发生，这是一个向量过程，从核仁纤维组分开始，再向颗粒组分延续。这一过程包括rRNA的合成、加工和核糖体亚单位的装配，另外核仁还涉及mRNA的输出和降解。23.试述染色质结构与基因转录的关系。答：在真核细胞，染色质的结构与基因表达有密切关系。主要问题有三个方面：一是如何形成活性染色质中的超敏感结构以便RNA聚合酶能起始转录；二是具有转录活性的染色质结构域如何与周围的非活性区域隔离；三是RNA聚合酶如何通过与组蛋白结合的DNA模板进行转录。24.试述骨骼肌收缩的机制。答：（1）动作电位的产生来自脊髓运动神经的神经冲动经轴突传到神经肌肉接点——运动终板，使肌肉细胞膜去极化，经T小管传至肌质网。（2）Ca2+的释放肌质网去极化后释放 Ca2+至肌浆中，有效触发收缩周期的Ca2+阈浓度约为10-6mol/L;(3)原肌球蛋白位移Ca2+与TnC结合，引起构象变化，TnC与TnI、TnT结合力增强，TnI与肌动蛋白结合力削弱，使肌动蛋白与TnI脱离，变成应力状态；同时，TnT使原肌球蛋白移动到肌动蛋白双螺旋沟的深处，消除肌动蛋白与肌球蛋白结合的障碍；（4）肌动蛋白丝与肌球蛋白丝的相对滑动肌动蛋白附着到肌球蛋白头部。肌球蛋白头部是一种为肌动蛋白所活化的ATP酶，与肌动蛋白的结合引起肌球蛋白头部朝着肌球蛋白头部细丝弯曲。同时释放ADP+Pi和能量，弯曲后的肌球蛋白头部能结合ATP，从而与肌动蛋白分开，肌球蛋白一旦释放即恢复原来的构型。结果造成细丝和粗丝间的滑动，表现为ATP水解和肌肉收缩。如果仍有Ca2+存在，肌球蛋白将继续下一个周期，沿肌动蛋白细丝滑动；（5）Ca2+的回收到达肌肉细胞的一系列冲动一经停止，肌质网就通过主动运输重吸收Ca2+，于是收缩周期停止。25.什么是细胞周期?细胞周期各时期主要变化是什么?答：从一次细胞分裂结束开始，经过物质积累过程