写在前面的话:
本人学临床的,跨专业报考医学细胞与分子生物学博士研究生,由于上班忙,根本没有太多时间复习。幸运的是,通过上网找到了许多高校的历年考题,最终仅用两周时间复习的情况下,顺利考上。非常感谢那些参加过考试的网友将自己获得的考试信息无私奉献给后来者!其实,题目做多了就会发现,考来考去,重点也就是那些。在此,我也毫不保留地将我考试用过的资料(历年真题题目+我整理的参考答案)献给有需要的朋友,希望对你的复习有所帮助。如果考上了,不妨告诉我一声,让我分享你成功的喜悦!——363912577@qq.com
细胞生物学
一、名词解释(10*3)
动粒:动粒(英语:Kinetochore)是真核细胞染色体中位于着丝粒两侧的3层盘状特化结构,其化学本质为蛋白质,是非染色体性质物质附加物。
动粒与染色体的移动有关。在细胞分裂(包括有丝分裂和减数分裂)的前、中、后期等几个阶段,纺锤体的纺锤丝(或星射线)需附着在染色体的动粒上(而非着丝粒上),牵引染色体移动、将染色体拉向细胞两极。
动粒在真核生物中形成并在着丝粒上组装。在有丝分裂和减数分裂期间,丝点将染色体连接到微管聚合物上。
HAYFLICK界限: 1961年,Leonard Hayflick利用来自胚胎和成体的成纤维细胞进行体外培养,发现:胚胎的成纤维细胞分裂传代50次后开始衰退和死亡,相反,来自成年组织的成纤维细胞只能培养15~30代就开始死亡。Hayflick等还发现,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,由于上述规律是Hayflick研究和发现的,故称为Hayflick界线。
神经干细胞:神经干细胞(neuralstemcell,NSCs)具有分化为神经神经元、星形胶质细胞和少突胶质细胞的能力,能自我更新,并足以提供大量脑组织细胞的细胞群。
是一类具有分裂潜能和自更新能力的母细胞,它可以通过不对等的分裂方式产生神经组织的各类细胞。需要强调的是,在脑脊髓等所有神经组织中,不同的神经干细胞类型产生的子代细胞种类不同,分布也不同。 间接荧光免疫技术: 原理免疫学的基本反应是抗原-抗体反应。由于抗原抗体反应具有高度的特异性,所以当抗原抗体发生反应时,只要知道其中的一个因素,就可以查出另一个因素。免疫荧光技术就是将不影响抗原抗体活性的荧光色素标记在抗体(或抗原)上,与其相应的抗原(或抗体)结合后,在荧光显微镜下呈现一种特异性荧光反应。
直接法:将标记的特异性荧光抗体,直接加在抗原标本上,经一定的温度和时间的染色,用水洗去未参加反应的多余荧光抗体,室温下干燥后封片、镜检。
间接法:如检查未知抗原,先用已知未标记的特异抗体(第一抗体)与抗原标本进行反应,用水洗去未反应的抗体,再用标记的抗抗体(第二抗体)与抗原标本反应,使之形成抗原—抗体—抗体复合物,再用水洗去未反应的标记抗体,干燥、封片后镜检。如果检查未知抗体,则表明抗原标本是已知的,待检血清为第一抗体,其它步骤的抗原检查相同。
标记的抗抗体是抗球蛋白抗体,同于血清球蛋白有种的特异性,如免疫抗鸡血清球蛋白只对鸡的球蛋白发生反应,因此,制备标记抗体适用于鸡任何抗原的诊断。 )荧光效率高,标记后下降不明显。 3)荧光色泽与背景色泽对比鲜明。 4)标记后能保持生物学活性和免疫活性 5)标记方法简单、快速。6)安全无毒
应力门控通道: 应力激活通道(stress-activated channel)是通道蛋白感应应力而改变构象,从而开启通道形成离子流,产生电信号。内耳听觉毛细胞是依赖于这类通道的典型例子。
细胞决定:细胞决定(cell determination)细胞决定是指细胞在发生可识别的形态变化之前, 就已受到约
束而向特定方向分化, 这时细胞内部已发生变化, 确定了未来的发育命运。细胞在这种决定状态下, 沿特定类型分化的能力已经稳定下来, 一般不会中途改变。
层连粘蛋白: 层粘连蛋白(laminin, LN)层粘连蛋白主要存在于基膜(basal lamina)结构中,是基膜所特有的非胶原糖蛋白, 相对分子质量为820kDa, 含13-15%的糖,有三个亚单位, 即重链(α链, 400kDa)和β1(215kDa)、β2(205kDa)两条轻链。结构上呈现不对称的十字形, 由一条长臂和三条相似的短臂构成。这四个臂均有棒状节段和球状的末端域。β1和β2短臂上有两个球形结构域, α链上的短臂有三个球形结构域,其中有一个结构域同Ⅳ型胶原结合,第二个结构域同肝素结合,还有同细胞表面受体结合的结构域。正是这些独立的结合位点使LN作为一个桥梁分子,介导细胞同基膜结合。
非细胞体系: (cell-free system)来源于细胞,而不具有完整的细胞结构,但包含了进行正常生物学反应所需的物质(如供能系统和酶反应体系等)组成的体系即为非细胞体系。近年来,人们利用这一体系探讨了许多细胞生命活动中的重要问题,如细胞周期调控、核膜及染色质的组装、核质运输机制等。 核基质: 核基质(nuclear matrix) 亦称核骨架。有广义和狭义两种概念。广义概念认为核基质包括核基质-核纤层-核孔复合体结构体系;狭义概念是指真核细胞核内除去核膜、核纤层、染色质、核仁以外存在的一个由纤维蛋白构成的网架体系。目前较多使用狭义概念。 二、简答题(9*10)
1 P53抑制癌症的机理:P53抗肿瘤新机制,即常见的肿瘤抑制蛋白P53在抑制肿瘤新血管生成方面的一种重要作用,由美国麻省大学医学院分子医学与基因功能表达(Univeristy of Massachusetts Medical School)以及HHMI研究院的研究人员发现,这一研究成果也公布在Science杂志上。
p53基因是一种肿瘤抑制基因,定位于人类17号染色体短臂,编码p53磷蛋白;p53磷蛋白的正常功能是调控细胞增殖,在白血病、骨肉瘤、肺癌和结直肠癌中有P53蛋白的突变和缺失。P53蛋白已被证明是人体内最有效的对抗肿瘤的自然防御物,关于p53的研究也已付诸实用了,中国已经批准了用于人类癌症的首个基因治疗。关于p53最重要的发现是:一些小分子药物可以通过阻止p53 负调节子Mdm2与p53的结合来激活p53。这一研究为新的肿瘤治疗方法、通过蛋白质相互作用找到新的、有效的药物靶点提供了光明的前景。
Jose Teodoro和同事的新研究提出,肿瘤抑制蛋白p53激发一个阻止肿瘤新血管生成的酶的产生。这些发现给这个常见蛋白的抗肿瘤机制增添了新种类。p53激活一个编码引起从胶原蛋白中释放某种肽的酶的基因。这些肽包括血管内皮抑素和Tumstatin,有已知的抑制肿瘤新血管生成的功能。Teodoro和同事还显示,通过增加该酶的表达或是用基因治疗输入该酶后,小鼠的肿瘤生长变慢。
2 核定位蛋白为什么会出核:楼主的这个话题很有意思,大家一起来探讨探讨啊。
蛋白的合成,首先是在胞浆中进行的,之所以能入核是因为有核定位信号。某些蛋白始终是呆在核里面的,这些蛋白的核定位信号是始终暴露的。
有些蛋白的核定位信号受一定机制调控,是不是暴露出来视情况而定。
还有些蛋白虽然核定位信号始终暴露,但蛋白的其他结构域会与其他一些能在胞浆胞核间穿梭的蛋白结合,从而也能出核入核。
个人认为,其实并没有必要把某个蛋白一定要归为核蛋白或胞浆蛋白,其实也不可能存在绝对的核蛋白啊,因为蛋白合成是在胞浆,所以核里面再怎么多,胞浆里总会有那么一点嘛。而且很多蛋白是一直在胞浆胞核之间穿梭,特别是信号通路中的很多蛋白,始终是在胞浆与胞核之间保持一个动态的平衡,不断地在核与浆之间循环。这种动态的平衡其实也是生物体的精妙的调控机制。 外源的蛋白是不是能进入细胞并入核,没研究过,不是很清楚。 不过个人感觉,只有还没发现的现象,没有绝对不存在的现象。 在环游地球以前,地球可能是圆的吗?
也许就存在某种能入核的外源性蛋白,理论上来说也没什么不可以啊。
我也查了查,现在有一种“穿膜肽”,它也就是十几个AA到几十个AA,可以穿透膜,进入细胞,可以和一
些药物蛋白融合表达,引导入细胞,起到一个药物引导的作用,这是基因治疗的一个苗头。而我想到的是 是否外源蛋白可能含有这种穿膜肽序列,从而导致它入膜,进入细胞内,而且恰恰这个蛋白还具有核定位结构,又入核,也就是实现了入膜入核双重效应,关键就在于它是否具有穿膜肽及核定位序列结构。 3 为什么说癌细胞是分化程序异常的细胞:楼上都错了,癌细胞是一种畸形分化,是本来被抑制的原癌基因受到某些致癌因子的刺激被激活并表达了出来,表达之后的细胞就具有的无限增殖、易扩散转移等癌变特点,这就是癌细胞的产生。如果楼主是高中生,了解这些就足够了。所以癌细胞是异常分化的结果这句话可以说是正确的。
4 简述染色体的组装步骤:DNA包装成染色体需要经过三级压缩,其具体过程是:
1。首先组蛋白组成盘装八聚体,DNA缠绕其上,成为核小体颗粒,两个颗粒之间经过DNA连接,形成外径10nm的纤维状串珠,称为核小体串珠纤维,是为染色体一级结构。
2.核小体串珠纤维在酶的作用下形成每圈6个核小体,外径30nm的螺旋结构。 是为染色体二级结构 3.螺旋结构再次螺旋化,形成超螺旋结构(此处有争议,我看过的书上,人卫版医学细胞生物学同意超螺旋学说,而北大版教材认为3级结构是微带,即曲折化的螺线管),此为3级结构
4.超螺线管(或者说微带),形成绊环,即线性的螺线管形成的放射状环。绊环再非组蛋白上缠绕即形成了显微镜下可见的染色体结构。
5 分泌蛋白的合成、运输机制:首先通过细胞内的核糖体形成氨基酸肽链,然后在糙面内质网内,肽链盘曲折叠构成蛋白质,接着糙面内质网膜会形成一些小泡,里面包裹着蛋白质,小泡运输蛋白质到高尔基体,蛋白质进入高尔基体后,进行进一步的加工,之后,高尔基体膜形成一些小泡,包裹着蛋白质,运输到细胞膜处,小泡与细胞膜接触,蛋白质就分泌到细胞外了。
6 用三种方法证明M期细胞中含有MPF : 1.融合实验:将不同分裂期的细胞与间期细胞融合,有些可引起PCC(染色质超前凝聚)
2,胞质注射实验:将分裂期的胞质注射到间期细胞,引起间期细胞提前进入分裂期。说明胞质中某种因子引起细胞成熟。MPF最初的含义是粗成熟因子,其意义就来自这个实验。 现代:(我自己想的)
因为人类基因组计划已完成,我们用基因敲除的方法敲掉CDK1的基因,或者周期蛋白B的基因,我们培养的细胞讲不会进入分裂期。
7如何理解细胞全能性: 在多细胞生物中每个个体细胞的细胞核具有个体发育的全部基因,只要条件许可,都可发育成完整的个体。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。
2特点①高度分化的植物体细胞具有全能性,植物细胞在离体的情况下,在一定营养的物质,激素和其他适宜的外界条件下,才能表现其全能性。
②动物已分化的体细胞全能性受限制,但细胞核仍具有全能性。 3分类
根据动物细胞全能性大小,可分为全能性细胞(如动物早期胚胎细胞),多能性(如原肠胚细胞),专能性(如造血干细胞);根据植物细胞表达全能性大小排列是:受精卵、生殖细胞、体细胞;全能性的物质基础是细胞内含有本物种全套遗传物质。
一个生活的植物细胞,只要有完整的膜系统和细胞核,它就会有一整套发育成一个完整植株的遗传基础,在一个适当的条件下可以通过分裂、分化再生成一个完整植株,这就是所谓的植物细胞全能性(totipotency)。这是植物组织培养的理论基础。 三、实验题 重复08年的论述题 04年苏大考硕题
二名词解释
1.细胞学说:细胞学说是1838~1839年间由德国植物学家施莱登 (Matthias Jakob Schleiden) 和动物学家施旺(Theodor Schwann) 最早提出,直到1858年才较完善。它是关于生物有机体组成的学说。细胞学说论证了整个生物界在结构上的统一性,以及在进化上的共同起源。细胞学说揭示了细胞为什么能产生新细胞。这一学说的建立推动了生物学的发展,并为辩证唯物论提供了重要的自然科学依据。革命导师恩格斯曾把细胞学说与能量守恒和转换定律、达尔文的自然选择学说等并誉为19 世纪最重大的自然科学发现之一
2.ES细胞:ES细胞也称胚胎干细胞(embryonic stem cell,ES):胚胎干细胞是早期胚胎(原肠胚期之前)或原始性腺中分离出来的一类细胞·具有体外培养无限增殖、自我更新和多向分化的特性
3. 嵌合体:遗传学上用以指不同遗传性状嵌合或混杂表现的个体,亦指染色体异常类型之一。有时也有同一器官出现不同性状的生物体的意思。
4.半自主细胞器:半自主性细胞器(semiautomous organelle)的概念:自身含有遗传表达系统(自主性);但编码的遗传信息十分有限,其RNA转录、蛋白质翻译、自身构建和功能发挥等必须依赖核基因组编码的遗传信息(自主性有限)。叶绿体和线粒体都属于半自主性细胞器· 5.hayflick 界限:略
6.第二信使:第二信使学说是E.W.萨瑟兰于1965年首先提出。他认为人体内各种含氮激素(蛋白质、多肽和氨基酸衍生物)都是通过细胞内的环磷酸腺苷(cAMP)而发挥作用的。首次把cAMP叫做第二信使,激素等为第一信使。第二信使是响应外部信号(第一信使)的。
7.拟核:拟核(英语:nucleoid;意指“与核相似”,又译类核),也称核区(nuclear region)、核体(nuclear body)或染色质体(chromatin body)。
存在于原核生物,是没有由核膜包被的细胞核,也没有染色体,只有一个位于形状不规则且边界不明显区域的环形DNA分子。内含遗传物质。里面的核酸为双股螺旋形式的环状DNA,且同时具有多个相同的复制品。
8.导钛:导肽(leading peptide) 又称导向序列(targeting sequence),它是游离核糖体上合成的蛋白质的N-端信号。 导肽是新生蛋白N-端一段大约20~80个氨基酸的肽链, 通常带正电荷的碱性氨基酸(特别是精氨 酸和赖氨酸)含量较为丰富, 如果它们被不带电荷的氨基酸取代就不起引导作用,说明这些氨基酸对于蛋白质的定位具有重 要作用。这些氨基酸分散于不带电荷的氨基酸序列之间。转运肽序列中不含有或基本不含有带负 电荷的酸性氨基酸,并且有形成两性α螺旋的倾向。转运肽的这种特征性的结构有利于穿过线粒 体的双层膜。不同的转运肽之间没有同源性,说明导肽的序列与识别的特异性有关,而与二级或 高级结构无太大关系。 导肽运送蛋白质时具有以下特点:①需要受体; ②消耗ATP; ③需要分子伴侣; ④要电化学梯度驱 动; ⑤要信号肽酶切除信号肽; ⑥通过接触点进入;⑦非折叠形式运输。
9. 同源染色体:是在二倍体生物细胞中,形态、结构基本相同的染色体,并在减数第一次分裂(参考减数分裂)的四分体时期中彼此联会(若是三倍体及其他奇数倍体生物细胞,联会时会发生紊乱),最后分开到不同的生殖细胞(即精子、卵细胞)的一对染色体,在这一对染色体中一个来自母方,另一个来自父方。 10. 细胞分化: 在个体发育中,由一个或一种细胞增殖产生的后代,在形态结构和生理功能上发生稳定性的差异的过程称为细胞分化(cellular differentiation)。细胞分化是一种持久性的变化,细胞分化不仅发生在胚胎发育中,而是在一生都进行着,以补充衰老和死亡的细胞.如:多能造血干细胞分化为不同血细胞的细胞分化过程。一般来说,分化了的细胞将一直保持分化后的状态,直到死亡为止。 三问答
1.简述线粒体的超微结构: 线粒体由内外两层膜封闭,包括外膜、内膜、膜间隙和基质四个功能区隔。在肝细胞线粒体中各功能区隔蛋白质的含量依次为:基质67%,内膜21%,外膜8%,膜间隙4%。
2.简述衰老细胞的特征: 研究表明,衰老细胞的细胞核、细胞质和细胞膜等均有明显的变化: ①细胞内水分减少,体积变小,新陈代谢速度减慢; ②细胞内酶的活性降低; ③细胞内的色素会积累; ④细胞内呼吸速度减慢,细胞核体积增大,核膜内折,染色质收缩,颜色加深。线粒体数量减少,体积增大; ⑤细胞膜通透性功能改变,使物质运输功能降低。 形态变化 总体来说老化细胞的各种结构呈退行性变化。衰老细胞的形态变化表现有: 1、核:增大、染色深、核内有包含物 2、染色质:凝聚、固缩、碎裂、溶解 3、质膜:粘度增加、流动性降低 4、细胞质:色素积聚、空泡形成 5、线粒体:数目减少、体积增大 6、高尔基体:碎裂 7、尼氏体:消失 8、包含物:糖原减少、脂肪积聚 9、核膜:内陷 分子水平的变化 1、DNA:从总体上DNA复制与转录在细胞衰老时均受抑制,但也有个别基因会异常激活,端粒DNA丢失,线粒体DNA特异性缺失,DNA氧化、断裂、缺失和交联,甲基化程度降低。 2、 RNA:mRNA和tRNA含量降低。 3、蛋白质:含成下降,细胞内蛋白质发生糖基化、氨甲酰化、脱氨基等修饰反应,导致蛋白质稳定性、抗原性,可消化性下降,自由基使蛋白质肽断裂,交联而变性。氨基酸由左旋变为右旋。 4、 酶分子:活性中心被氧化,金属离子Ca2+、Zn2+、Mg2+、Fe2+等丢失,酶分子的二级结构,溶解度,等电点发生改变,总的效应是酶失活。 5、脂类:不饱和脂肪酸被氧化,引起膜脂之间或与脂蛋白之间交联,膜的流动性降低。 3.比较有丝分裂与减数分裂的异同和他们在生物遗传与进化中的作用: 线粒体由内外两层膜封闭,包括外膜、内膜、膜间隙和基质四个功能区隔。在肝细胞线粒体中各功能区隔蛋白质的含量依次为:基质67%,内膜21%,外膜8%,膜间隙4%。 有丝意义是:在生物的亲代和子代之间保持了遗传性状的稳定性,对于生物的遗传有重要意义。 减数分裂的遗传学意义 1.保证了有性生殖生物个体世代之间染色体数目的稳定性。 通过减数分裂导致了性细胞(配子)的染色体数目减半,即由体细胞的2n条染色体变为n条染色体的雌雄配子,再经过两性配子结合,合子的染色体数目又重新恢复到亲本的2n水平,使有性生殖的后代始终保持亲本固有的染色体数目,保证了遗传物质的相对稳定。 2.为有性生殖过程中创造变异提供了遗传的物质基础: (1)通过非同源染色体的随机组合;各对非同源染色体之间以自由组合进入配子,形成的配子可产生多种多样的遗传组合,雌雄配子结合后就可出现多种多样的变异个体,使物种得以繁衍和进化,为人工选择提供丰富的材料。 (2)通过非姐妹染色单体片段的交换:在减数分裂的粗线期,由于非姐妹染色单体上对应片段可能发生交换,使同源染色体上的遗传物质发生重组,形成不同于亲代的遗传变异。 减数分裂的生物学意义 减数分裂是遗传学的基础。具体表现在: 1、在减I分裂过程中,因为同源染色体分离,分别进入不同的子细胞,故在子细胞中只具有每对同源染色体中的一条染色体。减数分裂中同源染色体的分离,正是基因分离律的细胞学基础。 2、同源染色体联会时,非姐妹染色单体之间对称的位置上可能发生片段交换,也就是父源和母源染色体之间发生遗传物质的交换。这种交换可使染色体上连锁在一起的基因发生重组,这就是染色体上基因连锁和互换的细胞学基础。 由于减数分裂,使每种生物代代都能够保持二倍体的染色体数目。在减数分裂过程中非同源染色体重新组合,同源染色体间发生部分交换,结果使配子的遗传基础多样化,使后代对环境条件的变化有更大的适应性。 1.保证了有性生殖生物个体世代之间染色体数目的稳定性通过减数分裂导致了性细胞(配子)的染色体数目减半,即由体细胞的2n条染色体变为n条染色体的雌雄配子,再经过两性配子结合,合子的染色体数目又重新恢复到亲本的2n水平,使有性生殖的后代始终保持亲本固有的染色体数目,保证了遗传物质的相对稳定。 2.为有性生殖过程中创造变异提供了遗传的物质基础: (1)通过非同源染色体的随机组合;各对非同源染色体之间以自由组合进入配子,形成的配子可产生多种多样的遗传组合,雌雄配子结合后就可出现多种多样的变异个体,使物种得以繁衍和进化,为人工选择提供丰富的材料。 (2)通过非姐妹染色单体片段的交换:在减数分裂的粗线期,由于非姐妹染色单体上对应片段可能发生交换,使同源染色体上的遗传物质发生重组,形成不同于亲代的遗传变异 4.内膜系统中各细胞器在结构与功能上是如何联系的:(一)生物膜和生物膜系统 1、生物膜 指细胞内的化学组成相似、基本结构大致相同的膜的统称。包括细胞膜、核膜及细胞器的膜。 2、生物膜系统 细胞膜、核膜以及内质网、高尔基体、线粒体等由膜围绕而成的细胞器,在结构和功能上是紧密联系的统一整体,它们形成的结构体系,叫做细胞的生物膜系统。 (二)各种生物膜在结构上的联系 1、直接联系 2、间接联系 内质网膜、高尔基体膜和细胞膜是可以相互转变的。 (三)各种生物膜在功能上的联系 1、分泌蛋白
是指酶、抗体、部分激素等在细胞内合成后,分泌到细胞外起作用的蛋白质。
2、以分泌蛋白的合成和分泌为例: 3、结论
细胞内的各种生物膜在功能上既有明确分工,又有紧密联系,各种生物膜相互配合、协同工作,才使得细胞这台高度精密的生命机器能够持续、高效地运转。
(四)生物膜系统的作用
1、细胞膜不仅使细胞具有一个相对稳定的内环境,同时在细胞与环境之间进行物质运输、能量交换和信息传递的过程中也起着决定性的作用。
2、细胞的许多重要的化学反应都在生物膜上进行。细胞内的广阔的膜面积为酶提供了大量的附着位点,为各种化学反应的顺利进行创造了有利条件。
3、细胞内的生物膜把细胞分隔成一个个小的区室,如各种细胞器,这样就使得细胞内能够同时进行多种化学反应,而不会相互干忧,保证了细胞的生命活动高效、有序地进行。
(五)研究生物膜的重要意义
1、理论上
有助于阐明细胞的生命活动规律
2、实践应用上
(1)工业方面:模拟生物膜处理污水、淡化海水。
(2)农业方面:寻找改善农作物品质的新途径。
(3)医学方面:尝试用人工合成的膜材料,代替人体病变器官,行使正常的生理功能。
二、重难点知识归纳及总结
(一)细胞的生物膜系统
细胞膜、细胞核膜以及内质网、高尔基体、线粒体等由膜围绕而成的细胞器,在结构、功能上都是紧密联系的统一整体,它们形成的结构体系叫做细胞的生物膜系统,根据其在细胞中的位置可分为两类——质膜和内膜系统。
(1)质膜:指包围在细胞外面的细胞膜
(2)内膜系统:指真核细胞中,在结构、功能或发生上相关的,由膜围绕而成的细胞器或细胞结构,如核膜、内质网、高尔基体、线粒体、叶绿体、溶酶体等。
(二)各种生物膜在结构上的联系
真核细胞中,内质网外连细胞膜,内连核膜,中间还与许多细胞器膜相连,其内质网腔还与内外两层核膜之间的腔相通,从而使细胞结构之间相互联系,成为一个统一整体;此外,高尔基体膜,内质网膜,细胞膜,还是可以相互转化的:内质网膜 高尔基体膜 细胞膜。由此可见,细胞内的生物膜在结构上具有一定的连续性。
(三)各种生物膜在功能上的联系
膜融合是细胞融合(如植物体细胞杂交,高等生物的受精过程)的关键,也与大分子物质进出细胞的内吞作用和外排作用密切相关,通过膜之间的联系,使细胞内各种细胞器在独立完成各自生理功能的同时,又能有效的协调工作,保证细胞生命活动的正常进行。例如分泌蛋白的形成。
5.核型分析是一种重要的生物学研究手段,简述其原理,内容和应用:
核型分析:将待测的细胞的染色体按照该生物固有的染色体形态特征和规定,进行配对、编号和分组,并进行形态分析的过程。
原理:染色体核型分析是根据染色体的长度、着丝点位置、臂比、随体的有无等特征,并借助染色体分带技术对某一生物的染色体进行分析、比较、排序和编号。其分析以体细胞分裂中期染色体为研究对象。 意义染色体组型分析是细胞遗传学研究的基本方法,是研究物种演化、分类以及染色体结构、形态与功能之间 关系所不可缺少的重要手段。经行核型分析后,可以根据染色体结构和数目的变异来判断生物的病因,比如是由于缺少了什么样的基因才导致的这种疾病。不同物种的染色体都有各自特定的形态结构(包括染色体的长度、着丝点位置、臂比、随体大小等)特征,而且这种形态特征是相对稳定的。
正常人的体细胞染色体数目为46条,并有一定的形态和结构。染色体在形态结构或数量上的异常被称为染色体异常,由染色体异常引起的疾病为染色体病。现已发现的染色体病有100余种,染色体病在临床上常可造成流产、先天愚型、先天性多发性畸形、以及癌肿等。临床上染色体检查的目的就是为了发现染色体异常和诊断由染色体异常引起的疾病。染色体检查是用外周血在细胞生长刺激因子—植物凝集素(PHA)作用下经37℃,72小时培养,获得大量分裂细胞,然后加入秋水仙素使进行分裂的细胞停止于分裂中期,以便染色体的观察;再经低渗膨胀细胞,减少染色体间的相互缠绕和重叠,最后用甲醇和冰醋酸将细胞固定于载玻片上,在显微镜下观察染色体的结构和数量。正常男性的染色体核型为44条常染色体加2条性染色体X和Y,检查报告中常用46,XY来表示。正常女性的常染色体与男性相同,性染色体为2条XX,常用46,XX表示。46表示染色体的总数目,大于或小于46都属于染色体的数目异常。缺失的性染色体常用O来表示。 分析技术 一、GRQ带技术
人类染色体用Giemsa染料染色呈均质状,但是如果染色体经过变性和(或)酶消化等不同处理后,再染色可呈现一系列深浅交替的带纹,这些带纹图形称为染色体带型。显带技术就是通过特殊的染色方法使染色体的
不同区域着色,使染色体在光镜下呈现出明暗相间的带纹。每个染色体都有特定的带纹,甚至每个染色体的长臂和短臂都有特异性。根据染色体的不同带型,可以更细致而可靠地识别染色体的个性。染色体特定的带型发生变化,则表示该染色体的结构发生了改变。一般染色体显带技术有G显带(最常用),Q显带和R显带等。
二、荧光原位杂交技术
荧光原位杂交(fluorescenceinsituhybridization,FISH)是在20世纪80年代末在放射性原位杂交技术的基础上发展起来的一种非放射性分子细胞遗传技术,以荧光标记取代同位素标记而形成的一种新的原位杂交方法,探针首先与某种介导分子结合,杂交后再通过免疫细胞化学过程连接上荧光染料。FISH的基本原理是将DNA(或RNA)探针用特殊的核苷酸分子标记,然后将探针直接杂交到染色体或DNA纤维切片上,再用与荧光素分子耦联的单克隆抗体与探针分子特异性结合,来检测DNA序列在染色体或DNA纤维切片上的定性、定位、相对定量分析。 三、光谱核型分析技术
SKY(spectralkaryotying)光谱染色体自动核型分析是一项显微图像处理技术,SKY通过光谱干涉仪,由高品质CCD获取每一个像素的干涉图像,形成一个三维的数据库并得到每个像素的光程差与强度间的对应曲线,该曲线经傅立叶变换之后得到该像素的光谱,再经由软件分析之后用分类色来显示图像或将光谱数据转换成相应的红绿蓝信号后以常规方式显示。
6.什么是细胞凋亡?如何检测凋亡的细胞?
细胞凋亡是指为维持内环境稳定,由基因控制的细胞自主的有序的死亡。细胞凋亡与细胞坏死不同,细胞凋亡不是一件被动的过程,而是主动过程,它涉及一系列基因的激活、表达以及调控等的作用,它并不是病理条件下,自体损伤的一种现象,而是为更好地适应生存环境而主动争取的一种死亡过程。细胞凋亡与程序性死亡
其实从严格的词学意义上来说,细胞程序性死亡(PCD)与细胞凋亡是有很大区别的。细胞程序性死亡的概念是1956年提出的,PCD是个功能性概念,描述在一个多细胞生物体中某些细胞死亡是个体发育中的一个预定的,并受到严格程序控制的正常组成部分。例如蝌蚪变成青蛙,其变态过程中尾部的消失伴随大量细胞死亡,高等哺乳类动物指间蹼的消失、颚融合、视网膜发育以及免疫系统的正常发育都必须有细胞死亡的参与。这些形形色色的在机体发育过程中出现的细胞死亡有一个共同特征:即散在的、逐个地从正常组织中死亡和消失,机体无炎症反应,而且对整个机体的发育是有利和必须的。因此认为动物发育过程中存在的细胞程序性死亡是一个发育学概念,而细胞凋亡则是一个形态学的概念,描述一件有着一整套形态学特征的与坏死完全不同的细胞死亡形式。但是一般认为凋亡和程序性死亡两个概念可以交互使用,具有同等意义。
细胞凋亡与坏死的区别
虽然凋亡与坏死的最终结果极为相似,但它们的过程与表现却有很大差别。
坏死(necrosis):坏死是细胞受到强烈理化或生物因素作用引起细胞无序变化的死亡过程。表现为细胞 胀大,胞膜破裂,细胞内容物外溢,核变化较慢,DNA降解不充分,引起局部严重的炎症反应。
凋亡是细胞对环境的生理性病理性刺激信号,环境条件的变化或缓和性损伤产生的应答有序变化的死亡过程。其细胞及组织的变化与坏死有明显的不同。
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原位末端凋亡法
TUN EL 技术, 即脱氧核苷酸末端转移酶( Terminal deoxynucleotidyl transferase, TdT )介导的dUTP 缺口末端标记(TdT-mediated dUTP nick-end labeling, TUNEL ) 技术, 是目前原位检测细胞凋亡最敏感、快速、特异的新方法, 已广泛用于生物、医学研究领域。
05年苏大考硕士题 二名词解释
1.单位膜( unit membrane) 单位膜(unit membrane)是包围在整个细胞最外层的薄膜,又称质膜。在电子显微镜下观察,细胞膜可分为三层结构,即内、外两层的亲水极与中间层的疏水极。一般把这3层结构称之为“单位膜”。
2. 核小体(nuleosome) 核小体的形状类似一个扁平的碟子或一个圆柱体。染色质就是由一连串的核小体所组成。当一连串核小体呈螺旋状排列构成纤丝状时,DNA的压缩包装比约为40。纤丝本身再进一步压缩后,成为常染色质的状态时,DNA的压缩包装比约为1000。有丝分裂时染色质进一步压缩为染色体,压缩包装比高达8400,即只有伸展状态时长度的万分之一。
3.接触抑制 (contact inhibition) 接触抑制(contact inhibition)是指细胞在生长过程中达到相互接触时停止分裂的现象,1954年,由艾伯克龙比(Aberchrombie)等首先发现。由于培养基中的生长因子耗尽时也会产生生长抑制,所以将正常细胞因相互接触而抑制分裂的现象改称为密度依赖性的生长抑制(density-dependent inhibition of growth)。在相同条件下培养的恶性细胞(malignant cells)对密度依赖性生长抑制失去敏感性,因而不会在形成单层时停止生长,而是相互堆积形成多层生长的聚集体,这种现象也说明恶性细胞的生长和分裂已经失去了控制,调节细胞正常生长和分裂的信号对于恶性细胞不再起作用。
4.通道蛋白 channel protein通道蛋白(channel protein)是衡跨质膜的亲水性通道,允许适当大小的离子顺浓度梯度通过,故又称离子通道。有些通道蛋白形成的通道通常处于开放状态,如钾泄漏通道,允许钾离子不断外流。有些通道蛋白平时处于关闭状态,即“门”不是连续开放的,仅在特定刺激下才打开,而且是瞬时开放瞬时关闭,在几毫秒的时间里,一些离子、代谢物或其他溶质顺着浓度梯度自由扩散通过细胞膜,这类通道蛋白又称为门通道(gated channel)。
5.染色体带型chromosome banding 染色体带型,染色体经过特殊处理并用特定染料染色后,在光学显微镜下可见其臂上显示不同深浅颜色的条纹,此称为染色体带。各号染色体带的形态称为带型。对每种染色方法,每条染色体显示的带纹分布是一定的。通过染色体的分带技术,可以使染色体组型分析更为准确。主要的显带技术有G带(Giemsa显带)、Q显带(奎丫因显带)、R显带(逆转显带)、C显带(着丝粒显带)、前期显带(高分辨技术)。?
染色体带型又称“带型”。借助细胞学的特殊处理程序,带型(bandingpattern)即染色体带型。借助细胞学的特殊处理程序,使染色体显现出深浅不同的染色带。染色带的数目、部位、宽窄和着色深浅均具有相对稳定性,所以每一条染色体都有固定的分带模式,即称带型。
6基因组genome 基因组,Genome,一般的定义是单倍体细胞中的全套染色体为一个基因组,或是单倍体细胞中的全部基因为一个基因组。可是基因组测序的结果发现基因编码序列只占整个基因组序列的很小一部分。因此,基因组应该指单倍体细胞中包括编码序列和非编码序列在内的全部DNA分子。说的更确切些,核基因组是单倍体细胞核内的全部 DNA分子;线粒体基因组则是一个线粒体所包含的全部DNA分子;叶绿体基因组则是一个叶绿体所包含的全部DNA分子。
7.有丝分裂器mitotic apparatus 有丝分裂器由中心体形成,专门执行有丝分裂功能,在ATP提能量下产生推拉力量,以确保两套遗传物质能均等地分配给两个子细胞.
8.高度重复序列hignly repetitive sequence 高度重复序列在基因组中重复频率高,可达百万(106)以上,因
此复性速度很快。在基因组中所占比例随种属而异,约占10-60%,在人基因组中约占20%。 9.动粒kinctochore 略
10.致癌基因oncogene 致癌基因(oncogene )最初是定义为病毒携带的、能够引起靶细胞的转化基因。大部分病毒性癌基因具有细胞副本,参与正常细胞功能,这些细胞基因称为原癌基因(Proto-Oncogenes),并在特定情况下它们在细胞中的变异或异常活性与肿瘤形成息息相关。目前已有100 种癌基因被鉴定。 三问答题 1.
生物膜的基本特征是什么/这些特征与他的生理功能有什么关系?
生物膜(biological membrane):镶嵌有蛋白质和糖类(统称糖蛋白)的磷脂双分子层,起着划分和分隔细胞和细胞器作用生物膜,也是与许多能量转化和细胞内通讯有关的重要部位,同时,生物膜上还有大量的酶结合位点。细胞、细胞器和其环境接界的所有膜结构的总称。 2结构编辑
流体镶嵌模型(fluid mosaic model):针对生物膜的结构提出的一种模型。在这个模生物膜型中,生物膜被描述成镶嵌有蛋白质的流体脂双层,脂双层在结构和功能上都表现出不对称性。有的蛋白质“镶“在脂双层表面,有的则部分或全部嵌入其内部,有的则横跨整个膜。另外脂和膜蛋白可以进行横向扩散。 生物膜是当前分子生物学、细胞生物学中一个十分活跃的研究领域。关于生物膜的结构,生物膜与能量转换、物质运送、信息传递,以及生物膜与疾病等方面的研究及用合成化学的方法制备简单模拟膜和聚合生物膜等方面不断取得新进展。另外,人们正在研究对物质具有优良识别能力的人造膜,使模仿生物膜机能的人造内脏器官,应用于医疗诊断。 两大特性编辑
生物膜具有两个明显的特性,即膜的流动性和膜的不对称性。 1.膜的流动性
生物膜的流动性是膜脂与膜蛋白处于不断的运动状态,它是保证正常膜功能的重要条件。在生理状态下,生物膜既不是晶态,也不是液态,而是液晶态,即介于晶态与液态之间的过渡状态。在这种状态下,其既具有液态分子的流动性,又具有固态分子的有序排列。当温度下降至某一点时,液晶态转变为晶态;若温度上升,则晶态又可溶解为液晶态。这种状态的相互转化称为相变,引起相变的温度称相变温度。在相变温度以上,液晶态的膜脂总是处于可流动状态。膜脂分子有以下几种运动方式:①侧向移动;②旋转运动;③左右摆动;④翻转运动。膜蛋白分子的运动形式有侧向运动和旋转运动二种。 生物膜流动镶嵌模型 2.膜的不对称性
以脂双层分子的疏水端为界,生物膜可分为近胞质面和非胞质面内外两层,生物膜内外二层的结构和功能有很大差异,这种差异称为生物膜的不对称性。
膜脂分布的不对称主要体现在膜内外两层脂质成分明显不同。如磷脂中的磷脂酰胆碱和鞘磷脂多分布在膜的外层,而磷脂酰乙醇胺、磷脂酰丝氨酸和磷脂酰肌醇多分布在膜的内层,其中磷脂酰乙醇胺和磷脂酰丝氨酸的头部基团均带负电,致使生物膜内侧的负电荷大于外侧。膜蛋白分布的不对称主要体现在三个方面:① 即使是膜内在蛋白都贯穿膜全层,但其亲水端的长度和氨基酸的种类与顺序也不同;②外在蛋白分布在膜的内外表面的定位也是不对称的,如具有酶活性的膜蛋白Mg2+-ATP酶、5'核苷酸酶、磷酸二酯酶等均分布在膜的外表面,而腺苷酸环化酶分布在膜的内表面;③含低聚糖的糖蛋白,其糖基部分布在非胞质面。
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2. 细胞表面的特化结构有那些?是指微绒毛、纤毛、鞭毛和细胞内褶
3. 细胞连接有哪几种类型?
动物细胞有三种类型的连接∶紧密连接,粘着连接,间隙连接,每一
种连接都具有独特的功能∶封闭(紧密连接)、粘着(斑形成连接)和通讯(间隙连接)。这三种类型的细胞连接中,粘着连接最为复杂,并且易同细胞粘着相混淆。根据粘着连接在连接中所涉及的细胞外基质和细胞骨架的关系又分为四种类型:桥粒、半桥粒、粘着带和粘着斑。
4.从细胞增殖角度看细胞可分为哪几类?从细胞增殖角度看,细胞可分三类: 1,周期中细胞:可以持续不断分裂的细胞;
2,静止期细胞(G0期细胞):暂时不再分裂的细胞,外部刺激可以使其恢复分裂能力; 3,终末分化细胞:永久失去分裂能力的细胞,不再分裂。
5.何为联会复合体?联会的生物学意义是什么?联会复合体(synaptonemal complex, SC)是减数分裂偶线期两条同源染色体之间形成的一种结构,主要由侧生组分、中间区和连接侧生组分与中间区的SC纤维组成,它与染色体的配对,交换和分离密切相关。
SC是同源染色体间形成的梯子样的结构。在电镜下观察,两侧是约40nm的侧生组分(lateral element),电子密度很高,两侧之间为宽约100nm的中间区(intermediate space),在电镜下是明亮区,在中间区的中央为中央组分(central element),宽约30nm。侧生组分与中央组分之间有横向排列的粗约7~10nm的SC纤维,使SC外观呈梯子状(图13-14)。
长期以来人们认为SC将同源染色体组织在一起,使伸入SC的DNA之间产生重组,但实验证明不仅SC的形成晚于基因重组的启动,而且基因突变不能形成SC的酵母中,同源染色体间照样可以发生交换。现在一般认为它与同源染色体间交换的完成有关。
在磷钨酸染色的SC中央,还可以看到呈圆形或椭圆形的重组节(recombination nodules,RNs),RNs是同源染色体发生交叉的部位,RNs上有基因交换所需要的酶。
从形态学来看,SC形成合线期,成熟于粗线期,并存在数天,消失于双线期。联会复合体的形成与合线期DNA(Zyg-DNA)有关,在细线期或合线期加入DNA合成抑制剂,则抑制SC的形成。 6.什么是端粒?端粒有什么作用?他是怎样被复制的?
端粒(英文名:Telomeres)是线状染色体末端的DNA重复序列。 端粒是线状染色体末端的一种特殊结构,在正常人体细胞中,可随着细胞分裂而逐渐缩短。作用:稳定染色体末端结构,防止染色体间末端连接,并可补偿滞后链5'末端在消除RNA引物后造成的空缺。
组织培养的细胞证明,端粒在决定动植物细胞的寿命中起着重要作用,经过多代培养的老化细胞端粒变短,染色体也变得不稳定。
细胞分裂次数越多,其端粒磨损越多,细胞寿命越短。
端粒DNA主要功能有:第一,保护染色体不被核酸酶降解;第二,防止染色体相互融合;第三,为端粒酶提供底物,解决DNA复制的末端隐缩,保证染色体的完全复制。端粒、着丝粒和复制原点是染色体保持完整和稳定的三大要素。同时,端粒又是基因调控的特殊位点, 常可抑制位于端粒附近基因的转录活性(称为端粒的位置效应,TPE)。在大多真核生物中,端粒的延长是由端粒酶催化的,另外,重组机制也介导端粒的延长。
7. 内膜系统中各细胞器在结构与功能上是如何联系的? 略
06年苏大考硕题
一、名词解释(每小题3分,共20小题)
1)G0期细胞;休眠细胞暂不分裂,但在适当的刺激下可重新进入细胞周期,称G0期细胞,如淋巴细胞、肝、肾细胞、休眠的种子细胞等。
也称休眠细胞。这些细胞可暂时脱离细胞周期,不进行增殖,但在适当刺激下可重新进入细胞周期。 2)细胞融合;细胞融合(cell fusion),细胞遗传学名词,是在自发或人工诱导下,两个不同基因型的细胞或原生质体融合形成一个杂种细胞。基本过程包括细胞融合形成异核体(heterokaryon)、异核体通过细胞有丝分裂进行核融合、最终形成单核的杂种细胞。细胞融合可作为一种实验方法被广泛适用于单克隆抗体的制备,膜蛋白的研究。
3)微管组织中心;在活细胞内,能够起始微管的成核作用,并使之延伸的细胞结构称为微管组织中心(microtubule organizing center,MTOC)。除中心体以外,细胞内起始微管组织中心作用的类似结构还有位于纤毛和鞭毛基部的基体等结构。 4)细胞凋亡;略 5)oncogene; 略 6)动粒(kinetochore)略
7)异染色质;在细胞周期中,间期、早期或中、晚期,某些染色体或染色体的某些部分的固缩常较其他的染色质早些或晚些,其染色较深或较浅,具有这种固缩特性的染色体称为异染色质(heterochromatin)。具有强嗜碱性,染色深,染色质丝包装折叠紧密,与常染色质相比,异染色质是转录不活跃部分,多在晚S期复制。
8)trans Golgi:TGN,全名为 trans Golgi network,即反面高尔基体管网状结构。
1结构特点TGN位于高尔基体反面的最外层,与反面的扁平膜囊相连,另一侧伸入反面的细胞质中,形态呈网状,并有囊泡与之相连。在不同的细胞中,TGN的形态结构有很大的差别,其细胞化学特征也有差异,TGN中的PH可能比高尔基体其他部位低。经C6-NBP-神经酰胺或者C5-DMB-神经酰胺标记后可以在电镜下观察到TGN。在某些细胞中,溶酶体的标志酶CMP酶也可以显示TGN,因此一些学者认为,呈CMP阳性反应的TGN就是GERL区域。
2功能参与蛋白质的分类与包装,最后从高尔基体中输出,某些晚期的蛋白质修饰也发生在TGN中。也有人认为TGN在蛋白质与脂质的转运过程中还起到\瓣膜\的作用,保证这些物质单方向转运。
9)管家基因;持家基因(house-keeping genes):又称管家基因,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。如微管蛋白基因、糖酵解酶系基因与核糖体蛋白基因等。 10)放射自显影;放射自显影的原理是利用放射性同位素所发射出来的带电离子(α或β粒子)作用于感光材料的卤化银晶体,从而产生潜影,这种潜影可用显影液显示,成为可见的\像\,因此,它是利用卤化银乳胶显像检查和测量放射性的一种方法。
11)主动运输;主动运输是指物质逆浓度梯度,在载体的协助下,在能量的作用下运进或运出细胞膜的过程。Na+、K+和Ca2+等离子,都不能自由地通过磷脂双分子层,它们从低浓度一侧运输到高浓度一侧,需要载体蛋白的协助,同时还需要消耗细胞内化学反应所释放的能量。
12)内质网;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。内质网分两类,一类是膜上附着核糖体颗粒的叫粗糙型内质网,另一类是膜上光滑的,没有核糖体附在上面,叫光滑型内质网。粗糙型内质网的功能是合成蛋白质大分子,并把它从细胞输送出去或在细胞内转运到其他部位。凡蛋白质合成旺盛的细胞,粗糙型内质网便发达。在神经细胞中,粗糙型内质网的发达与记忆有关。光滑型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。
13)dynein蛋白:动力蛋白纤毛中的一种蛋白复合物。 其具有三磷酸腺苷酶(ATP酶)活性,能分解ATP产生蛋白结构型的变化,从而引起纤毛的运动。存在于上皮组织的假复层纤毛株状上皮中。 如呼吸道管腔的内表面有很多纤毛,依赖于动力蛋白,这些纤毛能将呼收分泌的黏液及其所黏附的细菌和灰尘等异物,借纤毛节律性运动而排出体外。
14)秋水仙素(colehicine)秋水仙碱,一种生物碱,因最初从百合科植物秋水仙中提取出来,故名,也称秋水仙素。纯秋水仙碱呈黄色针状结晶,熔点157℃。易溶于水、乙醇和氯仿。味苦,有毒。秋水仙碱能抑制有丝分裂,破坏纺锤体,使染色体停滞在分裂中期。这种由秋水仙碱引起的不正常分裂,称为秋水仙碱有丝分裂。在这样的有丝分裂中,染色体虽然纵裂,但细胞不分裂,不能形成两个子细胞,因而使染色体加倍。自1937年美国学者布莱克斯利(A.F.Blakeslee)等,用秋水仙碱加倍曼陀罗等植物的染色体数获得成功以后,秋水仙碱就被广泛应用于细胞学、遗传学的研究和植物育种中。;
15)原代细胞;原代细胞(primary culture cell)是指从机体取出后立即培养的细胞。有人把培养的第1代细胞与传10代以内的细胞统称为原代细胞培养。
16)核骨架;核基质(nuclear matrix )或称核骨架(nucleoskeleton)为真核细胞核内的网络结构,是指除核被膜、染色质、核纤层及核仁以外的核内网架体系。由于核基质与DNA复制,RNA转录和加工,染色体组装及病毒复制等生命活动密切相关,故日益受到重视。
17)细胞识别;(cell recognition)是指细胞对同种或异种细胞、同源或异源细胞的认识。多细胞生物有机体中有三种识别系统:抗原-抗体的识别、酶与底物的识别、细胞间的识别。
18)转分化(transdifferentiation);一种类型的分化细胞转变成另一种类型的分化细胞的现象称转分化(trans-differentiation),如水母横纹肌细胞经转分化可形成神经细胞、平滑肌细胞、上皮细胞,甚至可形成刺细胞。分化程度低的神经干细胞也可形成骨髓细胞和淋巴样细胞。
19)原位杂交;(in situ hybridization)原位杂交是指将特定标记的已知顺序核酸为探针与细胞或组织切片中核酸进行杂交,从而对特定核酸顺序进行精确定量定位的过程。原位杂交可以在细胞标本或组织标本上进行。另有荧光原位杂交。
20)差别基因表达(differential gene transcription)差别基因表达(differential gene expression) 指细胞分化过程中,奢侈基因按一定顺序表达,表达的基因数约占基因总数的5%~10%。也就是说,某些特定奢侈基因表达的结果生成一种类型的分化细胞,另一组奢侈基因表达的结果导致出现另一类型的分化细胞,这就是基因的差别表达。其本质是开放某些基因, 关闭某些基因,导致细胞的分化。 二、问答题(每题9分,任选10题)
1)概述核小体结构要点。结构要点:⑴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。
⑵、组蛋白八聚体构成核小体的盘状核心结构,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。
⑶、146bp的DNA分子超螺旋盘绕组蛋白八聚体1.75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。 ⑷、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0~80bp。 实验证据:
a、用温和的方法裂解细胞核,铺展染色质,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6.0nm的扁园柱体,具有二分对称性,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H2A•H2B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5.0kb。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。
2)简述癌细胞的基本特征。癌细胞有三个显著的基本特征即:不死性,迁移性和失去接触抑制。除此之外,癌细胞还有许多不同于正常细胞的生理、生化和形态特征。 3)简述活性染色质的主要特征。
a、活性染色质很少有组蛋白H1与其结合; b、活性染色质的组蛋白乙酰化程度高;
c、活性染色质的核小体组蛋白H2B很少被磷酸化;
d、活性染色质中核小体组蛋白H2A在许多物种 很少有变异形式; e、HMG14和HMG17只存在于活性染色质中,与DNA结合。
4)何为细胞同步化?举例说明。在一般培养条件下,群体中的细胞处于不同的细胞周期时相之中。为了研究某一时相细胞的代谢、增殖、基因表达或凋亡,常需采取一些方法使细胞处于细胞周期的同一时相,这就是细胞同步化技术。选用DNA合成抑制剂可逆地抑制S期细胞DNA合成而不影响其他细胞周期运转,最终可将细胞群体阻断在G1/S期交界处;一些抑制微管聚合的药物,因抑制有丝分裂装置的形成和功能行使,可将细胞阻断在有丝分裂中期,即使细胞同步于M期。
细胞同步化是指同一悬浮培养体系的所有细胞都同时通过细胞周期的某一特定时期。 常用的处理方法: 1)物理方法:①分选法,通过细胞体积大小分级,直接将处于相同周期的细胞进行分选,然后将同一状态的细胞继代培养于同一培养体系中。
②冷处理法。低温处理可以提高培养体系中细胞同步化的程度
2)化学方法:①饥饿法,悬浮培养细胞中,若断绝供应一种细胞分裂所必需的营养成分或激素,使细胞停滞在G1或G2期,经过一段时间的饥饿之后,当在培养基中重新加入这种限制因子时,静止细胞就会同步进入分裂。
②抑制剂法,通过一些DNA 合成抑制剂处理细胞,使细胞停留在DNA 合成前期,当解除抑制后,即可获得处于同一细胞周期的细胞。
③有丝分裂阻抑,用秋水仙素处理指数生长的悬浮培养物,浓度一般控制在0.2%,处理时间以4-6小时为宜。
在进行同步化处理之前,细胞必须进行充分的活化培养。用于处理的细胞系最好处于对数生长期 5)信号假说的主要内容(要点)有哪些?著名生物学家布洛伯尔首次提出了信号假说,假定细胞分泌出的蛋白质内含有引导细胞穿越膜的信号。他对这一过程的各个阶段做了描述,阐明信号是由类似于“条码”的特殊排列的氨基酸组成,蛋白质通过一个通路穿越细胞器。他还详细研究出这个过程中各个阶段的分子机理,证明信号假说不仅正确,而且是适用于酵母菌、植物和动物细胞的普遍规律。他还发现,类似的蛋白质内的信号控制着细胞间细胞器的蛋白质转移。在此基础上,他总结出了如何分类鉴别对应于不同细胞器的蛋白质,提出每个蛋白质内都有指明其在细胞中正确位置的信息,氨基酸顺序决定了一个蛋白质是否会穿过膜进入另一个细胞器、或者转移出细胞。
布洛伯尔,1999年度诺贝尔医学奖得主。出生于德国沃尔特斯奥尔夫市,60年代前往美国,在美国威斯康星·麦迪逊大学从事癌症研究并获博士学位,毕业后在纽约市洛克菲勒大学细胞生物学实验室从事生物研究。
6)用两种方法确定细胞处于S期。
1.测定DNA含量的变化,如果DNA含量表现为逐渐增加,则为S期
2.利用放射性同位素标记的T(或胸腺嘧啶脱氧核苷酸)来培养细胞,若被大量利用,则说明处于S期
7)试述受体介导胞吞作用的过程及其意义。受体介导的内吞作用(receptor mediated endocytosis):在质膜上形成凹陷,当特定大分子与凹陷部位的相应受体结合时,凹陷进一步向胞质回缩,并从质膜上箍断形成有被小泡(coated vesicles)。
受体介导的内吞作用(receptor mediated endocytosis)有被小泡进入细胞后,脱去外衣,与胞内体的小囊泡结合形成大的内体,其内容呈酸性,使受体与配体分离。带有受体的部分膜结构芽生、脱落,再与质膜融合,受体又回到质膜,完成受体的再循环。这种受体介导内吞具有高度选择性,转运速度很快。 8)比较组成型胞吐途径和调节型胞吐途径的特点。
组成型胞吐途径:所有真核细胞都有从高尔基体反面管网区(TGN)分泌的囊泡向质膜流动并与之融合的稳定过程。通过这种组成型胞吐途径(constitutive exocytosis pathway),新合成的蛋白质和脂质以囊泡形式连续不断地供应质膜更新,从而确保细胞分裂前质膜的生长。 1. 组成型分泌途径
这种分泌途径中运输小泡持续不断地从高尔基体运送到细胞质膜,并立即进行膜的融合,将分泌小泡中的蛋白质释放到细胞外, 此过程不需要任何信号的触发, 它存在于所有类型的细胞中。
组成型分泌途径除了给细胞外提供酶、生长因子和细胞外基质成分外,也为细胞质膜提供膜整合蛋白和膜脂。
组成型分泌小泡通常称为运输泡,是由高尔基体反面网络对组成型分泌蛋白的识别分选后形成的。 2.调节型分泌途径 又称诱导型, 见于某些特化的细胞,如内分泌细胞。调节型分泌小泡通过出芽离开反面高尔基网络并聚集在细胞质膜附近, 当细胞受到细胞外信号刺激时,就会与细胞质膜融合将内含物释放到细胞外。如血糖的增加, 细胞会发出信号释放胰岛素。 调节型途径中形成的小泡称为分泌泡。
调节型分泌有两个特点:一是具有选择性;第二个特点是具有浓缩作用,可使被运输的物质浓度提高200倍。
9)如何理解膜蛋白在细胞膜上的不对称性及意义?膜的不对称性包括 膜脂的分布不均 膜蛋白的分布不均 膜脂在磷脂双分子层中呈不均均分布 其中糖脂呈完全不对称分布 全部分布在外层 作为细胞识别的抗原 是细胞识别和信号转导等生理功能的物质基础 其他种类的膜脂也呈现不对称分布 但生理功能不明 膜蛋白的不对称分布是生物膜完成复杂的在时间与空间上有序的各种生理功能的重要结构基础。如细胞表面的受体和载体蛋白,都是按照一定的方向传递信号和转运物质,与细胞膜相关的酶促反应也都发生在膜的某一侧面,特别是质膜上的糖蛋白,其糖残基全部分布在外表面。 10)举例说明GFP(绿色荧光蛋白)在细胞生物学研究中的应用。
作为1种新型、方便的活性标记,来自水母的绿色荧光蛋白(GFP)正在多种原核和真核生物研究中应用。近年研究表明,GFP具有很多理想的特性,适合用作普遍的报告标记,尤其适合于活体细胞或组织。譬如,GFP在细胞中表达,在蓝光或紫外光照射下可以产生明亮的绿色荧光,而且,GFP在细胞中于自主性表达,没有细胞或位置表达的专一性,无需外源反应底物,无需进行细胞或组织的固定和渗透处理,使表达检测很方便,
11)叙述细胞周期中主要的检验点及其应用。G1/S检验点:在酵母中称start点,在哺乳动物中称R点(restriction point),控制细胞由静止状态的G1进入DNA合成期,相关的事件包括:DNA是否损伤?细胞外环境是否适宜?细胞体积是否足够大? S期检验点:DNA复制是否完成?
G2/M检验点:是决定细胞一分为二的控制点,相关的事件包括:DNA是否损伤?细胞体积是否足够大? 中-后期检验点(纺锤体组装检验点):任何一个着丝点没有正确连接到纺锤体上,都会抑制APC的活性,引起细胞周期中断。
12)试述细胞周期G2/M过渡过程中p34cdc2活化的机制。G2/M期转化与Cdk1激酶的关键性调控作用
CDK1激酶即MPF,或p34cdc2蛋白和周期蛋白B结合而成。p34cdc2蛋白在细胞周期中的含量
相对稳定,而周期蛋白B的含量则呈现周期性变化。p34cdc2蛋白只有与周期蛋白B结合后才有可能表现出激酶活性。因而,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的变化规律:G1期晚期开始合成—通过S期—到达G2期,含量达到最大—Cdk1激酶活性开始出现—G2期晚期,Cdk1激酶活性达到最大,并一直持续至M期中期阶段。 调控作用
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微点特异性。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激酶可以使很多蛋白质磷酸化,其中包括组蛋白H1、核纤层蛋白A、B、C、核仁蛋白nucleolin和No.38、p60-src、C-abl等。组蛋白H1磷酸化,从而调节染色体高级组装,引起染色质凝集与启动有丝分裂;MPF磷酸化核纤层蛋白,促使核纤层结构解体。核仁蛋白磷酸化,促使核仁解体;p60c-src蛋白磷酸化,促使细胞重排;C-abl蛋白磷酸化,促使调整细胞形态等。 07年苏大考硕题
一、名词解释每题3分,30分
1. active transport主动运输 略
2.liposome脂质体(liposome)是一种人工膜。在水中磷脂分子亲水头部插入水中,脂质体疏水尾部伸向空气,搅动后形成双层脂分子的球形脂质体,直径25~1000nm不等。脂质体可用于转基因,或制备的药物,利用脂质体可以和细胞膜融合的特点,将药物送入细胞内部 生物学定义:当两性分子如磷脂和鞘脂分散于水相时,分子的疏水尾部倾向于聚集在一起,避开水相,而亲水头部暴露在水相,形成具有双分子层结构的的封闭囊泡,称为脂质体。 药剂学定义 脂质体 (liposome): 系指将药物包封于类脂质双分子层内而形成的微型泡囊体。
3.cadherin 钙黏蛋白是一种同亲型结合、Ca2+依赖的细胞黏着糖蛋白,对胚胎发育中的细胞识别、迁移和组织分化以及成体组织器官构成具有重要作用。
4.contact inhibition接触抑制(contact inhibition)是指细胞在生长过程中达到相互接触时停止分裂的现象,1954年,由艾伯克龙比(Aberchrombie)等首先发现。由于培养基中的生长因子耗尽时也会产生生长抑制,所以将正常细胞因相互接触而抑制分裂的现象改称为密度依赖性的生长抑制(density-dependent inhibition of growth)。在相同条件下培养的恶性细胞(malignant cells)对密度依赖性生长抑制失去敏感性,因而不会在形成单层时停止生长,而是相互堆积形成多层生长的聚集体,这种现象也说明恶性细胞的生长和分裂已经失去了控制,调节细胞正常生长和分裂的信号对于恶性细胞不再起作用。 5.cell determination细胞决定 略
6.kinetochore着丝点(kinetochore)着丝粒两侧的具有三层盘状或球状结构的蛋白。高等植物的着丝点呈球形。着丝点的定位与形成决定于着丝粒特异的DNA顺序,在有丝分裂一开始便形成。着丝点(Kinetochore)是细胞分裂的重要细胞器,是细胞纺锤体微管附着的地方。分裂后期由于纺锤体微管的缩短,将复制后的二条染色单体拉向两极,遗传物质DNA随之平分到二个子细胞中去。 7.oncogene 略
8.nuclear 细胞核(nucleus)是细胞中最大、最重要的细胞器(初中老教材认为细胞核不是细胞器,大学细胞生物学则认为是细胞器,这里以大学教材为准),它是由核膜(nuclear membrane)、核骨架(nuclear scaffold)、核仁(nucleolus) 几部分组成。
9.mitochondria线粒体(mitochondrion)是细胞中制造能量的结构,科学界也给线粒体起了一个别名叫做“power house”,即细胞的发电厂。一个细胞内含有线粒体的数目可以从几百个到数千个不等,越活跃的细胞含有的线粒体数目越多,如时刻跳动的心脏细胞和经常思考问题的大脑细胞含有线粒体的数目最大,皮肤细胞含有线粒体的数目比较少。
10.trans Golgi network 高尔基体的组成部件有顺式,中层,反式和TGN(反式高尔基体网络),从顺式到反式表面处理.蛋白质从顺式的表面进入一个高尔基体的叠层,在运输到叠层的连续嵴时被修饰.当到达反式表面时,它们就被指向目的地了.
膜结构在穿过高尔基体的叠层之间发生了变化.主要的不同是从顺式到反式的过程中胆固醇含量的增长.结果,对高尔基体准备的级分产生了一个梯度,其中最重的级分代表顺式嵴,而最轻的级分代表了反式嵴.酶在这个梯度上的位置和带有单独的酶的抗体的原位免疫化学说明特定的酶在从顺式到反式的分布是不同的.高尔基体的顺式和反式面之间的区别是显然的.但是独立的嵴是如何与隔室相关的概念却是不清楚的.实际上沿着嵴是有一系列的连续变化的. 二、简答题每题9分,90分
1.何谓蛋白质的分选?举例说明。蛋白质是由核糖体合成的,合成之后必须准确无误地运送到细胞的各个部位,此过程称为蛋白质的分选。 蛋白质分选途径大体可分为两种:
1)翻译后转运途径:在细胞质基质游离核糖体上完成多肽链的合成,然后转运至膜周围的细胞器,如线粒体、叶绿体、过氧化物酶体及细胞核,或者成为细胞质基质的可溶性驻留蛋白和支架蛋白
2)共翻译转运途径:蛋白质合成在游离核糖体上起始后由信号肽引导移至糙面内质网,然后新生肽边合成边转入糙面内质网中,在经高尔基体加工包装运输到溶酶体、细胞质膜或分泌到细胞外,内质网与高尔基体本身的蛋白质分选也是通过这一途径完成的。 影响因素:1.分选信号 2.核糖体的存在部位 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。
2.何谓成熟促进因子(MPF)?如何证明某一细胞提取液有MPF?
成熟促进因子(Mature Promoting Factor, MPF): 细胞周期的每一环节都是由一特定的细胞周期依赖性蛋白激酶 (cyclin-dependent kinase, CDK)+ 周期蛋白(cyclin)结合和激活调节的。MPF为首先发现的细胞周期蛋白依赖性激酶家族成员(也称cdk1)。在成熟的卵母细胞核中,至少有7种cdk。同时发现有十多种细胞周期蛋白。MPF由催化亚基P34cdc2(小亚基)和调节亚基CyclingB(大亚基)组成·其核心部分是P34cdc2。 3.细胞膜可以看做是二维溶液,很多的膜蛋白可以象膜脂一样在脂双分子层中相对自由地运动。然而细胞可以限制特定膜蛋白的运动以形成特定功能区域(functionally specialized regions, or membrane domains )说出3种可能的细胞限制蛋白运动的方式 转移,颠倒,易位
4.试述细胞衰老的主要特征及其原因
研究表明,衰老细胞的细胞核、细胞质和细胞膜等均有明显的变化: ①细胞内水分减少,体积变小,新陈代谢速度减慢; ②细胞内酶的活性降低; ③细胞内的色素会积累;
④细胞内呼吸速度减慢,细胞核体积增大,核膜内折,染色质收缩,颜色加深。线粒体数量减少,体积增大;
⑤细胞膜通透性功能改变,使物质运输功能降低。 形态变化
总体来说老化细胞的各种结构呈退行性变化。衰老细胞的形态变化表现有: 1、核:增大、染色深、核内有包含物 2、染色质:凝聚、固缩、碎裂、溶解 3、质膜:粘度增加、流动性降低 4、细胞质:色素积聚、空泡形成 5、线粒体:数目减少、体积增大 6、高尔基体:碎裂 7、尼氏体:消失 8、包含物:糖原减少、脂肪积聚 9、核膜:内陷 分子水平的变化 1、DNA:从总体上DNA复制与转录在细胞衰老时均受抑制,但也有个别基因会异常激活,端粒DNA丢失,线粒体DNA特异性缺失,DNA氧化、断裂、缺失和交联,甲基化程度降低。 2、 RNA:mRNA和tRNA含量降低。 3、蛋白质:含成下降,细胞内蛋白质发生糖基化、氨甲酰化、脱氨基等修饰反应,导致蛋白质稳定性、抗原性,可消化性下降,自由基使蛋白质肽断裂,交联而变性。氨基酸由左旋变为右旋。 4、 酶分子:活性中心被氧化,金属离子Ca2+、Zn2+、Mg2+、Fe2+等丢失,酶分子的二级结构,溶解度,等电点发生改变,总的效应是酶失活。 5、脂类:不饱和脂肪酸被氧化,引起膜脂之间或与脂蛋白之间交联,膜的流动性降低。 细胞衰老的原因,近几十年来,许多学者提出了各种假说,企图来解释衰老的本质和机理,但这些假说尚不能圆满解答。现把目前几种较为流行假说,介绍如下: (1)错误成灾说 近年来这个观点有所发展。orgele,1973年提出了细胞大分子合成错误成灾说。意思是说,细胞里的核酸和蛋白质在生物合成中如果由于某些原因而发生差错,这差错会得到累积而迅速扩大,引起代谢功能大幅度降低,造成衰老。(2)外部干扰说 此说认为细胞衰老既不是细胞内出现差错,也不是由蛋白质异常引起,而是由外源性干扰造成的。(3)发育程序衰老说 按这一理论,衰老在最早期的发育过程中就开始了,并且在整个一生中都以这一规律的方式发育。生物种类都有其独立而限定的最大寿命,这一事实支持了这个理论。 5.何谓受精卵、胚胎干细胞、多能干细胞和单能干细胞?相互之间有何关系? 略 6.有被小泡的分子结构及其功能如何?配体与膜上受体结合后,网格蛋白聚集在膜下一侧,逐渐形成50-100nm的质膜凹陷,称网格有被小窝,一种小分子GTP结合蛋白在深陷有被小窝的颈部装备成环,dynamin蛋白水解与其结合的GTP引起颈部缢缩,最终脱离质膜形成网格蛋白有被小泡。 7.从细胞增殖角度看,细胞可分为哪几类? 从细胞增殖角度看,细胞可分三类: 1,周期中细胞:可以持续不断分裂的细胞; 2,静止期细胞(G0期细胞):暂时不再分裂的细胞,外部刺激可以使其恢复分裂能力; 3,终末分化细胞:永久失去分裂能力的细胞,不再分裂。 8.简述一种用于细胞生物学研究的实验技术原理,并说明其可以探讨哪些问题 略 9.设计实验证明细胞器(如高尔基体)的分布与微管系统有关。 微管(microscopic)是细胞骨架的组成部分,起源于中心体(centrosome)。最近,范德比尔特大学医学
院研究人员再微管起源研究中获得了重大突破。Irina Kaverina博士与其同事发现高尔基体(Golgi apparatus)是微管的另一个起源,指出了一种可能指导细胞运动和癌细胞入侵的新细胞机制。这一成果刊登于本月《Developmental Cell》杂志。生物通 www.ebiotrade.com
微管是构成细胞骨架的三种filaments中最大的一种,由两种球状蛋白——alpha tubulin(微管蛋白)和beta tubulin组装而成。为了立足,初生微管“种子”必须锚定在与细胞核相邻的中心体(或称MTOC,微管组织中心)上。
从MTOC开始,处于生长状态的微管向四周扩散。它们的快速聚集和解聚,帮助蛋白在细胞中运输,使引发细胞运动的信号极性分布。今天大多数人将中心体视作微管“晶核形成(nucleation,生物通编者译)”的主要发源地。文章高级作者、细胞和发育生物学副教授Kaverina说:“我发现许多微管没有附着在中心体。所以我打算寻找它们的起源。”生物通 www.ebiotrade.com
Kaverina怀疑高尔基有MTOC的功能。然而,在活细胞成像技术出现之前无法证明微管的这种起源学说。“高尔基体与中心体很近,不仔细看的话,很难区分二者。”为了提高分辨率,Kaverina等用荧光分子标记人视网膜上皮细胞中微管的生长末端(plus 端),拍摄它们生长过程。“我们发现不止中心体,高尔基体也能产生微管。而且与中心体微管不同的是,高尔基体微管是放射状的、对称的、有方向的。”
他们发现高尔基体微管直接指向细胞运动的“前”端,这种方向性是指导迁移必需的,Kaverina推测这种微管可能通过易化蛋白向细胞前端运动过程,影响细胞移动。生物通 www.ebiotrade.com 立刻索取HiSeq X Ten系统最新资料
“我们新发现的这种微管将高尔基体与细胞前端直接联系起来,如果这些微管有传递作用,这将更为合理。”除了鉴别这种微管晶体形成的新位点,Kaverina还检测了控制该过程发生的机制,发现与微管plus 端有关的蛋白CLASPs,定位在高尔基体的特定部位——高尔基体反面的网络结构(trans Golgi network,TGN)并且稳定高尔基上的微管“种子”。生物通 www.ebiotrade.com
高尔基体微管可能是影响癌细胞远距离扩散的重要因子。因为微管在细胞分裂中发挥中心作用,治疗癌症的药物如colchicine、vincristine 和paclitaxel (Taxol)能够通过改变微管动力学特征阻止细胞分裂。 许多经典的化学疗法会影响微管,尽管不清楚这些药物对癌细胞和正常细胞的影响有何不同。调节两种微管的增生、迁移和入侵可能会影响治疗效果。因此进一步对新发现的微管进行研究有望找到抑制癌细胞向周围组织扩散的途径。(
10.为什么在生理状态下,细胞膜内外的离子及电荷是不均等分布的?这种不均等分布为什么是必须的?
三、论述题每题15分,30分
1. Define the following terms and their relationships to one another: A. Interphase chromosome B. Mitotic chromosome C. Chromatin D. Heterochromatin E. Histones F. Nucleosome
定义下列术语及其相互关系 间期核染色体 B.有丝分裂染色体 C.染色质
D.异染色质 E组蛋白 F.核小体
2.苏州大学2007级研究生要成立一个特殊机构,专门研究一些棘手的和保密性很强的工作。最近接到了一个任务,需要培养出正常狗大小的小鼠----“狗鼠”,据说是为了战争需要,哎!我们得采用以下哪一种方案才有可能得到“狗鼠”?并阐明每一种方案可行与否的理由。 A. Block programmed cell death
B. Overproduce growth factors, mitogens or survival factors C. Block p53 function
D.退出该研究组,为建立和谐社会贡献力量! A.块的程序性细胞死亡
B.过量产生生长因子,有丝分裂原或生存的因素 C.阻止p53的功能
苏州大学2008研究生入学考试试题 细胞生物学
一、 名词解释。(每题3分,共30分)
1)cell-free system; 非细胞体系 略
2)centromere; 着丝粒(centromere)是真核生物细胞在进行有丝分裂(mitosis)和减数分裂(meiosis)时,染色体分离的一种“装置”。着丝粒是染色体分离的一种装置,也是姐妹染色单体在分开前相互联结的位置,在染色体的形态上表现为一个缢痕(constriction)。
3)neural cell adhesion molecule(NCAM); 神经细胞粘附分子(neural cell adhesion molecule,NCAM)是一种糖蛋白,能介导细胞与细胞及细胞与细胞外基质间相互作用,它在细胞的识别及转移、肿瘤的浸润与生长、神经再生、跨膜信号的传导、学习和记忆等方面均起着一定的作用。
4)p53:人体抑癌基因。该基因编码一种分子量为53kDa的蛋白质,命名为P53。p53基因的失活对肿瘤形成起重要作用。但是事物必然有它的两个方面,p53是一个重要的抗癌基因使癌细胞自杀,防止癌变;还具有帮助细胞基因修复缺陷的功能。这种功能对于受化疗药物作用而受伤的癌细胞,则起修复作用,而不是使癌细胞自杀。造成被修复的癌细胞在治疗后成为新的肿瘤。
5)transdifferentiation; 转分化(transdifferentiation);一种类型的分化细胞转变成另一种类型的分化细胞的现象称转分化(trans-differentiation),如水母横纹肌细胞经转分化可形成神经细胞、平滑肌细胞、上皮细胞,
甚至可形成刺细胞。分化程度低的神经干细胞也可形成骨髓细胞和淋巴样细胞。
6)gap junction; 缝隙连接(gap junction)
用超薄切片术可显示相邻两细胞的连接处的细胞质膜明暗相间七层结构,细胞间的缝隙约2纳米,其内有间隔的均匀排列的颗粒。用冰冻断裂电镜技术显示缝隙连接的颗粒区面积大小不等,且排列规则而密集。用X线衍射技术证明,每个颗粒由6个蛋白质亚单位构成,它们呈环行排列,中间有直径2纳米左右的小孔,被称为连接小体(con-nexon)。每两个连接小体相对合,并分别包埋在相邻细胞的质膜中,构成两个细胞之间的通道。连接小体成簇状排列,以增加通道的数量。通道只允许分子量小于1200的物质自由通过,如无机离子,氨基酸,葡萄糖等。缝隙连接是一种动态结构,有多种因素参与调节通道的开放和关闭,如细胞内pH、Ca2+浓度和细胞膜电位等。缝隙连接有多种功能,它与细胞的代谢和分化,物质的运输和电兴奋的传导等有密切关系。
7)Hayflick limitation; 略
8)extracellular matrix; 细胞外基质(extracellular matrixc,ECM),是由动物细胞合成并分泌到胞外、分布在细胞表面或细胞之间的大分子, 主要是一些多糖和蛋白, 或蛋白聚糖。这些物质构成复杂的网架结构,支持并连接组织结构、调节组织的发生和细胞的生理活动。细胞外基质是动物组织的一部分, 不属于任何细胞。它决定结缔组织的特性,对于一些动物组织的细胞具有重要作用。
9)transformed cell; 变异细胞
10)semi-automomous organelle半自主性细胞器(semiautomous organelle)的概念:自身含有遗传表达系统(自主性);但编码的遗传信息十分有限,其RNA转录、蛋白质翻译、自身构建和功能发挥等必须依赖核基因组编码的遗传信息(自主性有限)。叶绿体和线粒体都属于半自主性细胞器· 二,简答题(每题9分,共90分)
1)比较活性染色质和非活性染色质。活性染色质(active chromatin):
是具有转录活性的染色质。活性染色质的核小体发生构象改变,具有疏松的染色质结构,从而便于转录调控因子与顺式调控元件结合和RNA 聚合酶在转录模板上滑动。
活性染色质主要特征活性:染色质具有DNase I超敏感位点(DNase I hypersensitive site);活性染色质很少有组蛋白H1与其结合;活性染色质的组蛋白乙酰化程度高;活性染色质的核小体组蛋白H2B很少被磷酸化;活性染色质中核小体组蛋白H2A在许多物种很少有变异形式;HMG14和HMG17只存在于活性染色质。
非活性染色质(inactive chromatin):不进行转录的染色质,包括异染色质和部分常染色
2)简述癌细胞的基本特征。癌细胞是一种变异的细胞,是产生癌症的病源,癌细胞与正常细胞不同,有无限生长、转化和转移三大特点,能够无限增殖并破坏正常的细胞组织。也因此难以消灭。
3)影响细胞质膜流动性的因素有哪些?影响细胞膜流动的因素主要来自膜本身的组分,遗传因子及环境因子等。包括:
1. 胆固醇:胆固醇的含量增加会降低膜的流动性。
2. 脂肪酸链的饱和度:脂肪酸链所含双键越多越不饱和,使膜流动性增加。
[1]
3. 脂肪酸链的链长:长链脂肪酸相变温度高,膜流动性降低。 4. 卵磷脂/鞘磷脂:该比例高则膜流动性增加,是因为鞘磷脂粘度高于卵磷脂。 5. 其他因素:膜蛋白和膜脂的结合方式、温度、酸碱度、离子强度等。
4)简述蛋白质分选的信号假说。蛋白质分选(protein sorting) 主要是指膜结合核糖体上合成的蛋白质, 通过信号肽,在翻译的同时进入内质网, 然后经过各种加工和修饰,使不同去向的蛋白质带上不同的标记, 最后经过高尔基体反面网络进行分选,包装到不同类型的小泡,并运送到目的地, 包括内质网、高尔基体、溶酶体、细胞质膜、细胞外和核膜等。 广义的蛋白质分选也包括在游离核糖体上合成的蛋白质的定位。 5)什麽是细胞同步化?举例说明细胞同步化在细胞生物学研究中的应用。
细胞同步化(synchronization) 是指在自然过程中发生或经人为处理造成的细胞周期同步化,前者称自然同步化,后者称为人工同步化。 6)Why do you suppose cells have evolved a special G0 state to exit the cell cycle,rather than just stopping at a G1 checkpoint?
为什么你认为细胞形成了一个特殊的G0状态退出细胞周期,而不是仅仅停留在G1期检查点? 7)如何理解细胞的全能型?在多细胞生物中每个个体细胞的细胞核具有个体发育的全部基因,只要条件许可,都可发育成完整的个体。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。①高度分化的植物体细胞具有全能性,植物细胞在离体的情况下,在一定营养的物质,激素和其他适宜的外界条件下,才能表现其全能性。 ②动物已分化的体细胞全能性受限制,但细胞核仍具有全能性。 8)一些抗肿瘤药物,如阿糖胞苷(Ara-C)通过促进细胞调亡而达到其治疗作用。如何证明Ara-C具有促进HL-60细胞调亡的作用。 可以使用Annexin V-FITC/PI双染细胞,进行流式细胞仪检测.现在市场上有买Annexin V-FITC/PI双染细胞凋亡检测试剂盒的.检测结果如果是Annexin V-FITC阳性证明是具有促进HL-60细胞凋亡的作用.实验中肯定要有对照,哈哈! 9)举例说明蛋白质的磷酸化和去磷酸化在细胞周期调控中的作用。磷酸化(由激酶催化)和去磷酸化(由磷酸酶催化)是控制细胞周期的关键。它们都被用来控制调控途径自身活性和执行调控途径决定的底物活性。细胞周期调控途径由一系列激酶和磷酸酶组成,它们通过将途径的下一个底物磷酸化和去磷酸化而对外来信号和检验点做出反应。途径最终显示的是通过控制M 期激酶(或S 期激酶)的磷酸化状态决定其活性。 M 期激酶的激活引发M 期的开始,它的失活是离开M 期必须的。这表明M 期激酶调控的活动是可转换的:细胞重新组织形成有丝分裂纺锤体要求底物磷酸化,返回到细胞间期状态要求同一底物去磷酸化。 M 期激酶作用的靶位是什么?细胞主要的重新组织发生在有丝分裂中,MPF 诱导有丝分裂的能力说明,M 期激酶直接或间接地引发这些活动。我们在后面讨论结构的重新组织,现在要探讨M 期激酶对多种蛋白质底物的作用是直接的还是间接的。对其作用有两种假设的模型: 它可能是磷酸化靶蛋白质的“主调控因子”,靶蛋白轮流作用调控其它必须的功能,一个典型的级联反应。 它可能是一个“工作室”,直接磷酸化执行调控功能或是周期中细胞重新组织所必须的决定性底物。 被M 期激酶磷酸化的底物唯一共有的性质是都存在一对Ser-Pro 序列,位于碱性残基的侧面(最常见的是Ser-Pro-X-Lys 形式)。潜在的底物依赖于体内M 期激酶准备磷酸化底物的能力,这些底物包括H1 组蛋白(可能是染色体凝集的需要)、核纤层蛋白质(可能是核膜溶解的需要)、核仁素(Nucleolin,阻断核糖体合成)和其它结构性酶活性。这些证据的力度不同,取决于在体内某种循环方式中哪个底物被磷酸化,以及M 期激酶是否是实际激活酶。然而,从多种底物中,M 期激酶似乎直接作用于那些有丝分裂中细胞结构改变
涉及的多种蛋白质。
确定一个潜在底物在细胞周期中是Cdc2 的有效靶点的标准是什么呢?在体内相同的位点应被Cdc2 磷酸化,当Cdc2 被激活时,它就被磷酸化。体内Cdc2 被周期性磷酸化。理想情况下,体内Cdc2 激酶活性的突变可能阻止磷酸化,但目前仅在酵母中是这样。要做出这样的结论,磷酸化在细胞周期中是一个明显的活动,蛋白质的一些功能必须被磷酸基团的存在改变。这可以通过标记的磷酸化氨基酸的突变鉴定没有磷酸化是否阻止有丝分裂的功能。
Cdc2 激酶研究较多的底物是H1 组蛋白(组成染色质主要蛋白质的五种组蛋白质之一,见第19 章)。早就知道H1 在细胞周期中被磷酸化,在S 期加上两个磷酸基团,有丝分裂时再加上4 个磷酸基团。细胞主要的H1 激酶活性由M 期激酶提供。
细胞周期中磷酸化H1 的目的是一个值得思索的问题,因为没有直接表明它对染色质结构有影响。可能与M 期染色体凝集相关,可能为复制(可能需要解旋)或复制后的结果(为有丝分裂的开始做准备)做准备,这些假设是合理的,但在S 期这些修饰发生的时间尚缺乏了解。然而,H1 组蛋白的确是Cdc2 发动的激酶的很好底物,因此H1 激酶活性已成为检测体内激酶活性的常用方法。例如,这种检测对酿酒酵母很适用,通过检测H1 激酶活性评估M 期激酶的周期活性,尽管实际上这种酵母通常不含H1 组蛋白。
10) 简述膜电位(静息电位和动作电位)的形成机理。细胞的生物电现象:细胞水平的生物电现象主要有两种表现形式,一种是在安静时所具有的静息电位,另一种是受到刺激时产生的动作电位。
(1)静息电位:指细胞在安静时存在于细胞膜两侧的电位差。静息电位都表现为膜内较膜外为负,如规定膜外电位为0,则膜内电位大都在-10~-l00mV之间。
细胞在安静(未受刺激)时,膜两侧所保持的内负外正的状态称为膜的极化;静息电位的数值向膜内负值增大,即膜内电位更低的方向变化,称为超极化;相反,使静息电位的数值向膜内负值减小,即膜内电位升高的方向变化,称为去极化或除极化;细胞受刺激后,细胞膜先发生去极化,然后再向正常安静时膜内所处的负值恢复,称为复极化。
静息电位的产生机制:细胞的静息电位相当于K+平衡电位,系因K+跨膜扩散达电化学平衡所引起。正常时细胞内的K+浓度高于细胞外,而细胞外Na+浓度高于细胞内。在安静状态下,虽然细胞膜对各种离子的通透性都很小,但相比之下,对K+有较高的通透性,于是细胞内的K+在浓度差的驱使下,由细胞内向细胞外扩散。由于膜内带负电荷的蛋白质大分子不能随之移出细胞,所以随着带正电荷的K+外流将使膜内电位变负而膜外变正。但是,K+的外流并不能无限制地进行下去。因为最先流出膜外的K+所产生的外正内负的电场力,将阻碍K+的继续外流,随着K+外流的增加,这种阻止K+外流的力量(膜两侧的电位差)也不断加大。当促使K+外流的浓度差和阻止K+外移的电位差这两种力量达到平衡时,膜对K+的净通量为零,于是不再有K+的跨膜净移动,而此时膜两侧的电位差也就稳定于某一数值不变,此电位差称为K+平衡电位。除K+平衡电位外,静息时细胞膜对Na+也有极小的通透性,由于Na+顺浓度差内流,因而可部分抵消由K+外流所形成的膜内负电位。这就是为什么静息电位的实测值略小于由Nernst公式计算所得的K+平衡电位的道理。此外,钠泵活动所形成的Na+、K+不对等转运也可加大膜内负电位。
(2)动作电位:指细胞受到刺激而兴奋时,细胞膜在原来静息电位的基础上发生的一次迅速而短暂的,可扩布的电位波动。在神经纤维上,它一般在0.5~2.0毫秒的时间内完成,这使它在描记的图形上表现为一次短促而尖锐的脉冲样变化,称为锋电位。
动作电位的产生过程:神经纤维和肌细胞在安静状态时,其膜的静息电位约为-70~-90mV.当它们受到一次阈刺激(或阈上刺激)时,膜内原来存在的负电位将迅速消失,并进而变成正电位,即膜内电位由原来的-70~-90mV变为+20~+40mV的水平,由原来的内负外正变为内正外负。这样整个膜内外电位变化的幅度为90~130mV,构成了动作电位的上升支。膜电位在零位线以上的部分,称为超射。但是,由刺激引
起的这种膜内外电位的倒转只是暂时的,很快就出现了膜内电位的下降,由正值的减小发展到膜内出现刺激前原有的负电位状态,这就构成了动作电位的下降支。
动作电位的产生机制:在静息状态时,细胞膜外Na+浓度大于膜内,Na+有向膜内扩散的趋势,而且静息时膜内存在着相当数值的负电位,这种电场力也吸引Na+向膜内移动;但是,由于静息时膜上的Na+通道多数处于关闭状态,膜对Na+相对不通透,因此,Na+不可能大量内流。当细胞受到一个阈刺激(或阈上刺激)时,电压门控Na+通道开放,膜对Na+的通透性突然增大,并且超过了膜对K+的通透性,Na+迅速大量内流,以致膜内负电位因正电荷的增加而迅速消失;由于膜外高Na+所形成的浓度势能,使得Na+在膜内负电位减小到零电位时仍可继续内移,进而出现正电位,直至膜内正电位增大到足以阻止由浓度差所引起的Na+内流时,膜对Na+的净通量为零,从而形成了动作电位的上升支。这时膜两侧的电位差称为Na+平衡电位。Na+平衡电位的数值也可根据Nernst公式算出,计算所得的数值与实际测得的动作电位的超射值相接近。
但是,膜内电位并不停留在正电位状态,而是很快出现动作电位的复极相,这是因为Na+通道开放的时间很短。它很快就进入失活状态,从而使膜对Na+的通透性变小。与此同时。电压门控K+通道开放加大,于是膜内K+在浓度差和电位差的推动下又向膜外扩散。使膜内电位由正值又向负值发展,直至恢复到静息电位水平。膜电位在恢复到静息电位水平后,钠泵活动加强,将动作电位期间进入细胞的Na+转运到细胞外,同时将外流的K+转运入细胞内。从而使膜内外离子分布也恢复到原初静息水平。
动作电位的特点:①\全或无\现象。单一神经或肌细胞动作电位的一个重要特点就是刺激若达不到阈值,将不会产生动作电位。刺激一旦达到阈值,就会暴发动作电位。动作电位一旦产生。其大小和形状不再随刺激的强弱和传导距离的远近而改变。②具有不应期。即使连续刺激。动作电位亦不发生融合。
动作电位的产生是细胞兴奋的标志。 三、论述题(30分)
参考下列20种研究方法(A-T),分别设计一种最佳方案(包括工作思路及原理)来探究下面的10个问题。 方法:A、RNAi技术RNAi技术是指利用体外合成的短双链RNA(21-23个核苷酸)抑制细胞内特定基因表达的技术,是转录后基因沉默的一种研究基因功能的有力工具。 B、Southern杂交Southern印迹杂交(Southern blot)是1975年由英国人southern创建,是研究DNA图谱的基本技术,在遗传病诊断、DNA图谱分析及PCR产物分析等方面有重要价值。 ;
C、扫描电镜技术扫描电镜技术 扫描电镜是用极细的电子束在样品表面扫描,将产生的二次电子用特制的探测器收集,形成电信号运送到显像管,在荧光屏上显示物体。(细胞、组织)表面的立体构像,可摄制成照片。
透射电镜是以电子束透过样品经过聚焦与放大后所产生的物像,投射到荧光屏上或照相底片上进行观察。透射电镜的分辨率为0.1~0.2nm,放大倍数为几万~几十万倍。
D、细胞显微分光光度计将显微镜技术与分光光度计结合起来的技术。它以物质分子的光吸收、荧光发射和光反射特性作为测定基础, 可用来分析生物样品细微结构中的化学成分,同时进行定位、定性和定量。
E、免疫荧光技术(immunofluorescence)
将免疫学方法(抗原抗体特异结合)与荧光标记技术结合起来研究特异蛋白抗原在细胞内分布的方法。由于荧光素所发的荧光可在荧光显微镜下检出,从而可对抗原进行细胞定位。
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F、电镜超薄切片技术超薄切片(Ultrathin sectioning) 系供电子显微镜观察用的切片。由于电子穿透组织的能力低, 所以供电子显微镜观察用的切片要求极薄(一般厚度为40~50 nm) ,即为超薄切片。 ;
G、Northern杂交Northern印迹杂交(Northern blot)。这是一种将RNA从琼脂糖凝胶中转印到硝酸纤维素膜上的方法。DNA印迹技术由Southern于1975年创建,称为Southern印迹技术,RNA印迹技术正好与DNA相对应,故被称为Northern印迹杂交,与此原理相似的蛋白质印迹技术则被称为Western blot。 H、放射自显影技术放射自显影技术是利用放射性同位素的电离辐射对乳胶(含AgBr或AgCl)的感光作用,对细胞内生物大分子进行定性、定位与半定量研究的一种细胞化学技术。放射自显影技术(radioautography;autoradiography)用于研究标记化合物在机体、组织和细胞中的分布、定位、排出以及合成、更新、作用机理、作用部位等等。
I、核磁共振技术核磁共振技术可以直接研究溶液和活细胞中相对分子质量较小(20,000 道尔顿以下)的蛋白质、核酸以及其它分子的结构, 而不损伤细胞。 J、DNA序列分析
K、原位杂交技术原位杂交技术的基本原理是利用核酸分子单链之间有互补的碱基序列,将有放射性或非放射性的外源核酸(即探针)与组织、细胞或染色体上待测DNA或RNA互补配对,结合成专一的核酸杂交分子,经一定的检测手段将待测核酸在组织、细胞或染色体上的位置显示出来。为显示特定的核酸序列必须具备3个重要条件:组织、细胞或染色体的固定、具有能与特定片段互补的核苷酸序列(即探针)、有与探针结合的标记物
L、Western blot杂交技术蛋白质印迹法即Western Blot。它是分子生物学、生物化学和免疫遗传学中常用的一种实验方法。其基本原理是通过特异性抗体对凝胶电泳处理过的细胞或生物组织样品进行着色。通过分析着色的位置和着色深度获得特定蛋白质在所分析的细胞或组织中的表达情况的信息。 M、GFP的应用
绿色荧光蛋白(green fluorescent protein),简称GFP,这种蛋白质最早是由下村修等人在1962年在一种学名Aequorea victoria的水母中发现。其基因所产生的蛋白质,在蓝色波长范围的光线激发下,会发出绿色萤光。这个发光的过程中还需要冷光蛋白质Aequorin的帮助,且这个冷光蛋白质与钙离子(Ca2+)可产生交互作用。 ;
N、电镜负染色技术
负染色首先由Hall在1955年提出。Hall在病毒研究中用磷钨酸染色后,发现图像的背景很暗,而病毒象一个亮晶的\空洞\被清楚地显示出来。在超薄切片的染色中,染色后的样品电子密度因染色而被加强,在图像中呈现黑色。而背景因未被染色而呈光亮,这种染色称为正染色。而负染色则相反,由于染液中某些电子密度高的物质(如重金属盐等)\包埋\低电子密度的样品,结果在图像中背景是黑暗的,而样品像\透明\地光亮。两者之间的反差正好相反,故称为负染色。
对于负染色的机制目前还不十分了解。对颗粒状的生物材料的研究而言,负染色技术与超薄切片方法相比具有分辨率高(可达15Å),简单快速等优点。因此,在生物学研究中得到越来越广泛的应用。它可以显示生物大分子、细菌、病毒、分离的细胞器以及蛋白质晶体等样品的形状、结构、大小以及表面结构的特征。尤其在病毒学中,负染色技术成为不可取代的实验技术 ;
O、细胞融合技术细胞融合(cell fusion),细胞遗传学名词,是在自发或人工诱导下,两个不同基因型的细胞或原生质体融合形成一个杂种细胞。基本过程包括细胞融合形成异核体(heterokaryon)、异核体通过细胞[2]
[1]
有丝分裂进行核融合、最终形成单核的杂种细胞。细胞融合可作为一种实验方法被广泛适用于单克隆抗体的制备,膜蛋白的研究。 P、免疫共沉淀免疫共沉淀(Co-Immunoprecipitation)是以抗体和抗原之间的专一性作用为基础的用于研究蛋白质相互作用的经典方法。是确定两种蛋白质在完整细胞内生理性相互作用的有效方法。
Q、免疫电镜技术免疫电镜(immunoelectron microscopy)技术是免疫化学技术与电镜技术结合的产物,是在超微结构水平研究和观察抗原、抗体结合定位的一种方法学。它主要分为两大类:一类是免疫凝集电镜技术,即采用抗原抗体凝集反应后,再经负染色直接在电镜下观察;另一类则是免疫电镜定位技术。
免疫电镜的应用,使得抗原和抗体定位的研究进入到亚细胞的水平。
R、冷冻蚀刻复型技术冷冻蚀刻复型技术室电镜样品的一种制备技术,以显示细胞、组织微细结构的立体构象。
S、BrdU incorporation 溴-脱氧尿嘧啶掺入法:为非放射性标记物BrdU取代放射性3H-TdR标记。 5′-溴-脱氧尿嘧啶(5′-bromo-deoxyuridine, BrdU) 与胸腺嘧啶结构相似,其特点是胸腺嘧啶Ⅲ期嘧啶环与5 位C 连结的甲基被Br 代替,在DNA 合成过程中能与胸腺嘧啶一样掺入其中,固定通透后,通过检测BrdU标记的细胞便能定性、定量地反映细胞的增殖状态。
T、DNA定点突变技术定点突变是指通过聚合酶链式反应(PCR)等方法向目的DNA片段(可以是基因组,也可以是质粒)中引入所需变化(通常是表征有利方向的变化),包括碱基的添加、删除、点突变等。定点突变能迅速、高效的提高DNA所表达的目的蛋白的性状及表征,是基因研究工作中一种非常有用的手段。 [(1)探讨内质网的分布与微管系统分布的方法如下 内质网作为一种脂质膜结构,我们可以选用放射性标记的CDP-胆碱作为标记物,CDP胆碱可以用于卵磷脂的合成。然后利用放射自显影技术进行观察。而微管由于可以被紫杉醇结合而抑制解聚,我们可以用罗丹明标记的抗微管蛋白的抗体与微管特异性结合(免疫荧光技术),然后使用荧光显微镜观察。然后对比以上两组观测图像是否具有相关性 (2)常使用的方法是将带有罗丹明标记的微管蛋白连续注入体外培养的动物细胞,用荧光显微镜观察。 (3)1.可以利用oligo-DT或者oligo-U对提取的总RNA进行亲和层析,提取mRNA,然后用DNA探针或者RNA探针进行southern杂交。2.当然卵清蛋白作为一种蛋白质,自然可以利用免疫荧光技术。 (4)利用的是western blot。这个不细说了 (5)将M期的hela细胞与其他间期细胞在仙台病毒下诱导融合,并继续培养一段时间。发现与M期hela细胞融合的间期细胞发生了各种形态的染色体凝集,并称之为PCC(早熟染色体凝集)。这种染色体则被称为超前凝集染色体。G1为单线状,S为粉末状,G2为双线染色体状。 (6)要观察细胞表面形态结构的变化,毫无疑问利用的是扫描电镜技术。扫描电镜技术是利用电子束光源照射到细胞表面而产生的散射电子,并将其收集成像。其基本过程包括固定,脱水,干燥,镀膜,观察等过程。干燥过程一般选用CO2临界点干燥法,由于不存在气液相面,细胞的原始形态能够得到良好的保持。镀膜是为了得到良好的二次电子信号。扫描电镜成像具有良好的立体感,分辨率达0.7nm。 (7)方法是表达融合了绿色荧光蛋白(GFP,Green fluorescence protein)的CENP-E蛋白。提取并注入真核细胞。绿色荧光蛋白不是一种糖蛋白,而且是一种胞质蛋白,可以采用原核如大肠杆菌表达系统进行表达。 (8)BrdU incorporation后培养较长一段时间。只有在复制过程中的DNA才会掺入BrdU。掺入后易引起DNA突变,可对特定的某段DNA进行序列分析。 (9)虽然不知道Racl基因是为何物,但是目前使用最多的抑制基因表达的方法主要是基因打靶技术和参考中的RNAi技术。当然还有反基因技术(注意:是区别于反义RNA的技术,使用的是DNA片段) (10)可采用荧光共振能量转移或者酵母双杂交实验,具体可以查阅百度百科。(参考中的方法无此方法) ] 问题:
1)探讨内质网的分布与微管系统的分布关系。内质网分为滑面内质网和粗面内质网,分布在蛋白质合成和蛋白质合成后加工集中的地方。内质网对生物蛋白质的合成和合成后的加工起了重要作用. 微管、微丝是分布在细胞质基质(或胞质溶胶)中蛋白纤维网架系统。解析:微管是由微管蛋白组装成的长管状结构,在细胞内呈网状或束状分布,参与纺锤体、中心体、神经元轴突等结构。微丝呈细长状,主要成分是肌动蛋白。在细胞内交织成网,与微管共同构成细胞支架,与细胞收缩运动直接有关。 2)微管系统的动态不稳定性。微管一直处于组装和去组装的动态状态, 称为动态不稳定性。影响微管稳定性的决定因素有两个: 游离微管蛋白的浓度和GTP水解成GDP的速度。高浓度的微管蛋白适合微管的生长, 低浓度的微管蛋白引起GTP的水解, 形成GDP帽, 使微管解聚。GTP的低速水解适合于微管的连续生长, 而快速的水解造成微管的解聚, 细胞内的微管处于动态不稳定状态(dynamic instability)。
3)已克隆了鸡卵清蛋白的基因,如何证明在雏鸡的输卵管中该基因不转录而在产卵母鸡输卵管中则活跃的转录。
用RNAi技术使雏鸡和母鸡输卵管中该基因沉默,观察产出鸡卵的变化。 4) 已克隆了人的rDNA,问rDNA分布在人的哪几条染色体上。
基因是DNA具有遗传效应的片断,说白了就是一段DNA序列;而DNA和蛋白质构成了染色体,双螺旋DNA在内部,外由蛋白质包被,呈棒状。基因在染色体上是线性排列的,好比一串糖葫芦。基因在DNA上,DNA在染色体内,染色体是线状结构,DNA是双螺旋结构 5)M期HeLa细胞中具有促进分裂间期细胞染色质提前凝集的活性,实验证明。
海拉细胞(英语:Hela Cells,有时音译为海乐细胞,亦称实验用增殖表皮癌细胞)是生物学与医学研究中使用的一种细胞,源自一位美国妇女海莉耶塔?拉克斯(Henrietta Lacks)的子宫颈癌细胞的细胞系。在医学界海拉细胞被广泛应用于肿瘤研究、生物实验或者细胞培养,已经成为医学研究中非常重要的工具。将M期的hela细胞与其他间期细胞在仙台病毒下诱导融合,并继续培养一段时间。发现与M期hela细胞融合的间期细胞发生了各种形态的染色体凝集,并称之为PCC(早熟染色体凝集)。这种染色体则被称为超前凝集染色体。G1为单线状,S为粉末状,G2为双线染色体状。 6)体外培养细胞,从G1期到S期,细胞表面形态结构的变化。 1)G1期(DNA合成前期): 主要事件,合成RNA和核糖体。 2)S期(DNA合成期): 主要是遗传物质的复制,即DNA、组蛋白和复制所需要酶的合成。 3)G2期(DNA合成后期): 有丝分裂的准备期,主要是RNA和蛋白质(包括微管蛋白等)的大量合成。 形态结构的变化是为了功能的变化打基础 7)CENP-E在细胞分裂的前中期与微管结合,以后逐渐转移到动粒上,到分裂后期转移到纺锤体的中间区。如何证明。
目的:探讨纺锤体检查点蛋白E(Cenp-E)基因在肝癌细胞中的定位和作用,为进一步阐明肝癌细胞染色体数目异常的机理奠定基础。方法:利用FQ-PCR检测Cenp-E基因在用Nocodazole(诺考达唑)同时处理HepG-2细胞和LO2细胞中mRNA的表达水平。用间接免疫荧光技术观察Cenp-E蛋白在用Nocodazole(诺考达唑)同时处理HepG-2细胞和LO2细胞中的定位及表达。在LO2细胞中用RNAi技术干扰Cenp-E基因后,用FQ-PCR检测Cenp-E基因在干扰前后mRNA表达水平。并利用间接免疫荧光进一步评价干扰后的细胞功能情况。结果:Nocodazole处理前Cenp-E基因和蛋白在LO2和HepG-2细胞中表达无显著差异,处理后Cenp-E基因和蛋白在两种细胞表达都增高,但LO2细胞上调水平大于HepG-2细胞,差异具有统计学意义。间接免疫荧光结果显示Cenp-E蛋白主要定位细胞核内,并且在出现异常分裂的细胞核内Cenp-E蛋白的表达明显低于正常分裂的细胞核。在干扰Cenp-E后,间接免疫荧光显示干扰后的LO2细胞中出现核异常比例明显高于正常细胞。结论:Cenp-E过低表达可能是肝癌细胞染色体数目异常重要原因之一。
8)原代细胞长成致密单层,由于接触抑制作用DNA合成停止,如何证明。 接触抑制是指细胞在生长过程中达到相互接触时停止分裂的现象。 将正常细胞因相互接触而抑制分裂的现象改称为密度依赖性的生长抑制。 在相同条件下培养的恶性细胞对密度依赖性生长抑制失去敏感性,因而不会在形成单层时停止生长,而是相互堆积形成多层生长的聚集体。 同时我们知道ESC(胚胎干细胞)、IPS(多能诱导干细胞)在体外的培养往往是立体的细胞球样生长,而这种就没有发生接触抑制。猜测可能有3种解释: 1. 细胞需要达到一定的密度才会接触抑制。 2. 干细胞和普通的细胞不同。 3. 接触抑制仅限定在贴壁生长的细胞,而三维空间(如细胞球、体内的情况)是不同的,或者说三维的空间是足够的。 9) 探讨Racl基因表达的抑制对NIH3T3细胞迁移行为(如迁移路线、迁移速度等)的影响。 10)CyclinB和CDK1为MPF的两个亚基,如何证明CyclinB和CDK1的结合?
目的 :探讨胃癌发生中CyclinB1、CDK1表达异常及其临床病理学意义。方法 :采用免疫组织化学ABC法检测CyclinB1、CDK1在 15例正常胃组织、35例胃癌组织 (其中 15例为低分化腺癌 ,2 0例为中、高分化腺癌 )中的表达。结果 :CyclinB1、CDK1阳性表达多数定位于细胞质 ,少数在细胞核和细胞质中同时表达 ;在胃正常粘膜中CyclinB1、CDK1表达阳性率分别为 13.3% (2 / 15 )、6 .7% (1/ 15 ) ,胃癌组织中表达阳性率分别为 94 .3% (33/ 35 )、91.4 % (32 / 35 ) ,有统计学意义 (P 0 .0 1) ;在低分化腺癌、中高分化腺癌CyclinB1、CDK1均有表达 ,不同分化程度胃癌之间阳性表达差异有统计学意义 (P 0 .0 1)。结论 :CyclinB1、CDK1在不同分化程度胃癌中有过表达现象 ,可能是胃癌发生中早期分子事件 ,并可能对胃癌分化起重要作用
苏州大学2009年考研细胞生物学试题 名词解释
1.motor proteins (Engine Protein)马达蛋白:利用ATP水解酶释放的能量驱动自身沿微管或微丝定向运动的蛋白,如驱动蛋白、动力蛋白和肌球蛋白驱动蛋白:利用ATP水解酶的能量向正极运输小泡动力蛋白:驱动向负极的运输
2.membrane domain就是跨膜结构域,包括α螺旋β折叠。主要是α螺旋。
3.contact inhibition接触抑制(contact inhibition)是指细胞在生长过程中达到相互接触时停止分裂的现象,1954年,由艾伯克龙比(Aberchrombie)等首先发现。由于培养基中的生长因子耗尽时也会产生生长抑制,所以将正常细胞因相互接触而抑制分裂的现象改称为密度依赖性的生长抑制(density-dependent inhibition of growth)。在相同条件下培养的恶性细胞(malignant cells)对密度依赖性生长抑制失去敏感性,因而不会在形成单层时停止生长,而是相互堆积形成多层生长的聚集体,这种现象也说明恶性细胞的生长和分裂已经失去了控制,调节细胞正常生长和分裂的信号对于恶性细胞不再起作用。
4.voltage-gated channel 电位门通道(voltage gated channel)是对细胞内或细胞外特异离子浓度发生变化时,或对其他刺激引起膜电位变化时,致使其构象变化,“门”打开。K+电位门通道由四个α亚单位(I-IV)构成,每个亚单位均有6个(S1-S6)跨膜α螺旋节段,N和C端均位于胞质面。连接S5-S6段的发夹样β折叠 (P区或H5区),构成通道的内衬,大小可允许K+通过。
5.molecular chaperone 细胞核内能与组蛋白结合并能介导核小体有序组装的核质素( nucleoplasmin )称为分子伴侣。根据 Ellis 的定义,这一概念延伸为“一类在序列上没有相关性但有共同功能的蛋白质,它们在细胞内帮助其他含多肽的结构完成正确的组装,而且在组装完毕后与之分离,不构成这些蛋白质结构执行功能时的组份”。热休克蛋白就是一大类分子伴侣。
6.endosome核内体(英语:Endosome,又称内体)在细胞生物学中指的是一种真核细胞中的膜结合细胞
器,属于一种囊泡结构[1]。作为细胞内吞作用中运载途径的一个区室,核内体从细胞质膜被传递到溶酶体被其降解,或者再循环回到细胞质膜[2]。一个成熟的内体直径大约500纳米[3]。
7.map kinase MAP激酶 (mitogen-activated protein)是存在于真核生物中的丝氨酸/苏氨酸激酶,是传递外界刺激的信号分子之一。确认与细胞增殖、分化、基因表达、细胞凋亡等相关。
8.nuclear lamina核纤层普遍存在于高等真核细胞中,是内层核被膜下纤维蛋白片层,其纤维直径为10毫微米左右,纤维纵横排列整齐呈纤维网络状。核纤层在核内与核基质连接,在核外与中等纤维相连,构成贯穿于细胞核和细胞质的统一网架结构体系。它位于内层核膜与染色质之间,与核膜、染色质及核孔复合体在结构上有密切联系,核纤层蛋白向外与内层核膜上的蛋白结合,向内与染色质的特定区段结合。其厚度随不同细胞而异,为30~100毫微米。 9.gap junction 略
10.cell determination细胞决定(cell determination)
细胞决定是指细胞在发生可识别的形态变化之前, 就已受到约束而向特定方向分化, 这时细胞内部已发生变化, 确定了未来的发育命运。细胞在这种决定状态下, 沿特定类型分化的能力已经稳定下来, 一般不会中途改变。 简答题
1、如何理解细胞质膜的不对称性及其意义?质膜即细胞膜,是包被在细胞质外层的一层薄膜,主要由蛋白质和脂质组成。
质膜的主要特性是不对称性和流动性:1、不对称性表现在:膜脂的分布是不对称的,膜蛋白的分布是不对称的。(可以拓展说一下)2.流动性:脂质双分子层是质膜的主要骨架,它既具有液态分子的流动性,也有固态分子的有序性。在相变温度以上是为液态,以下为晶态。
主要功能:1.维持细胞内环境的稳定性:将细胞与外环境分隔开,使细胞内部的环境保持相对稳定:2.物质运输:细胞膜上的具有运输相关的蛋白质载体,帮助物质进出细胞。3.信息传递,如细胞上一些受体可以与膜外的信号分子结合,在胞外信号传递到胞内。4.能量转换.5.细胞保护.6.免疫功能等。
2、有被小泡的分子结构及其功能如何?配体与膜上受体结合后,网格蛋白聚集在膜下一侧,逐渐形成50-100nm的质膜凹陷,称网格有被小窝,一种小分子GTP结合蛋白在深陷有被小窝的颈部装备成环,dynamin蛋白水解与其结合的GTP引起颈部缢缩,最终脱离质膜形成网格蛋白有被小泡。
3、为什么说线粒体是一种半自主性细胞器:我们之所以叫它们半自主性细胞器因为它们能够利用自身DNA合成少量自己代谢所需的蛋白质,但并不能合成所有蛋白质,并且它们还受细胞核的控制。 4、微管特异性药物colchicine和taxol被用作癌症治疗药物,叙述两种药的作用机理。
Colchicine即秋水仙碱,可抑制纺锤体的形成秋水仙碱可与微管蛋白二聚体结合,阻止微管蛋白转换,使细胞停止于有丝分裂中期,从而导致细胞死亡。
Taxol即紫杉醇,本品是新型抗微管药物,通过促进微管蛋白聚合抑制解聚,保持微管蛋白稳定,抑制细胞有丝分裂。体外实验证明紫杉醇具有显著的放射增敏作用,可能是使细胞中止于对放疗敏感的G2和M期。 5、简述从DNA到染色体的包装过程。核小体的装配是染色体装配的第一步, DNA包装成核小体, 大约压缩了7倍。染色质以核小体作为基本结构逐步进行包装压缩, 经30nm染色质纤维、超螺旋环、最后压缩包装成染色体, 总共经过四级包装。● 从核小体到螺线管(solenoid)● 从螺线管到超螺线管(supersolenoid)● 从超螺线管到染色体
6、试述显示一种蛋白质抗原在细胞内分布的两种方法 .1. 免疫组化,用抗体识别
2。在细胞内表达该蛋白和GFP的融合蛋白,荧光显微镜观察GFP的位置。
7、假设所需条件全部具备,如何得到s期间同化的hela细胞群体?如何证明该细胞群体处于s期间 8、何为p53蛋白,举例说明p53蛋白在细胞周期调控中的作用。 略
9、解释癌基因、原癌基因并简述它们与细胞癌变的关系
癌基因是指人类或其他动物细胞(以及致癌病毒)固有的一类基因。又称转化基因,它们一旦活化便能促使人或动物的正常细胞发生癌变。原癌基因(proto-oncogene)是细胞内与细胞增殖相关的基因,是维持机体正常生命活动所必须的,在进化上高等保守。当原癌基因的结构或调控区发生变异,基因产物增多或活性增强时,使细胞过度增殖,从而形成肿瘤。 (1)原癌基因的激活途径及其与细胞癌变的关系:
a.原癌基因的激活途径:基因突变(点突变,插入突变,缺失突变);基因扩增;染色体重排(移位)。 b.与细胞癌变的关系:
i)原癌基因的编码产物为癌蛋白、蛋白质激酶、生长因子及其受体,对细胞增殖具有促进作用; ii)基因突变:会引起基因序列的改变,基因序列的改变都会导致其编码产物的性质改变,从而引起细胞恶性增殖(癌变) ;
iii)基因扩增:造成原癌基因拷贝数大量增加,合成过量的编码产物,引起细胞恶性增殖(癌变) ; iv)染色体重排(移位):引起原癌基因编码产物的性质发生改变或合成过量的编码产物,也会引起细胞恶性增殖(癌变) 。
(2)抑癌基因的失活途径及其与细胞癌变的关系:
a. 抑癌基因的失活途径:点突变、基因缺失、基因转换、有丝分裂重组、不分离(染色体丢失或加倍)(答出4个以上即可给满分,少于4个时按实际答出个数给分)。 b.与细胞癌变的关系:
i)抑癌基因的编码产物为调节或抑制细胞周期通过特定阶段的细胞内蛋白、对细胞增殖起抑制作用的信号受体和信号转导物、可使细胞周期停止的监控点调控蛋白、促凋亡蛋白以及参与DNA修复的酶,对细胞增殖均具有拮抗作用。
ii)点突变和基因缺失都会引起基因序列的改变,从而导致其编码产物的性质改变,进而失去拮抗细胞增殖的作用,故可引起细胞癌变。
iii)基因转换、有丝分裂重组、不分离(染色体丢失或加倍)均能引起正常抑癌基因的丢失,从而丧失编码拮抗细胞增殖产物的功能,故可引起细胞癌变。
(3) 原癌基因、抑癌基因与细胞癌变的关系:
a.正常条件下,原癌基因和抑癌基因既相互拮抗又相互配合,处于一个动态平衡的状态,共同控制着细胞的增殖活动;
b.原癌基因的激活,或抑癌基因的失活,均能打破二者之间的动态平衡,使细胞增殖失控而发生恶性癌变。 10、简述程序性细胞死亡在个体发育过程中的作用。
、在细胞凋亡一词出现之前,胚胎学家已观察到动物发育过程中存在着细胞程序性死亡(programmed cell death,PCD)现象,近年来PCD和细胞凋亡常被作为同义词使用,但两者实质上是有差异的。首先,PCD是一个功能性概念,描述在一个多细胞生物体中,某些细胞的死亡是个体发育中一个预定的,并受到严格控制的正常组成部分,而凋亡是一个形态学概念,至于细胞坏死不同的受到基因控制的细胞死亡形式;其次,PCD的最终结果是细胞凋亡,但细胞凋亡并非都是程序化的。
论述题
1.解释下列概念并说明他们在小肠上皮吸收葡萄糖过程中的作用 A、Active transport主动运输
B、Facilitated diffusion(协助扩散)协助扩散即促进扩散。
促进扩散又称易化扩散、协助扩散,或帮助扩散。是指非脂溶性物质或亲水性物质, 如氨基酸、糖和金属离子等借助细胞膜上的膜蛋白的帮助顺浓度梯度或顺电化学浓度梯度, 不消耗ATP进入膜内的一种运输方式。
C、Co transport协同转运,是指专一转运一种溶质(以ATP为能源)的泵又间接地推动其他电解质的主动转运。(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。)
被泵过膜的物质,再扩散回来时又能做功,就好像被泵上山的水再流下来时又能做功一样。 另一类特殊的转运蛋白与泵蛋白不同,他把一种物质的“顺势”转运偶联起来。例如植物细胞利用质子泵所产生的H+浓度梯度来推动糖类、氨基酸等养分被吸收进入细胞的活动。
D、Symport(共运输中的同向运输)是主动转运中继发性主动转运的一种,如果被载体转运的分子或离子都向同一方向运动,即称为同向转运。其载体成为同向转运载体。如葡萄糖-钠同向转运体。
是主动转运中继发性主动转运的一种,如果被载体转运的分子或离子都向同一方向运动,即称为同向转运。其载体成为同向转运载体。如葡萄糖-钠同向转运体。
2.何为蛋白质的分选?叙述滞留于内质网腔的可溶性蛋白、分布于细胞质膜上的整合蛋白和最终分泌出细胞外的蛋白从合成起始到完成分选整个过程的异同点。
蛋白质是由核糖体合成的,合成之后必须准确无误地运送到细胞的各个部位,此过程称为蛋白质的分选。
蛋白质分选途径大体可分为两种:
1)翻译后转运途径:在细胞质基质游离核糖体上完成多肽链的合成,然后转运至膜周围的细胞器,如线粒体、叶绿体、过氧化物酶体及细胞核,或者成为细胞质基质的可溶性驻留蛋白和支架蛋白
2)共翻译转运途径:蛋白质合成在游离核糖体上起始后由信号肽引导移至糙面内质网,然后新生肽边合成边转入糙面内质网中,在经高尔基体加工包装运输到溶酶体、细胞质膜或分泌到细胞外,内质网与高尔基体本身的蛋白质分选也是通过这一途径完成的。
影响因素:1.分选信号 2.核糖体的存在部位 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。 苏州大学 2013细胞生物学 一.名词解释
1. luxury gene奢侈基因(Luxury gene):即组织特异性基因(tissue-specific genes),是指不同类型细胞中特异性表达的基因,其产物赋予各种类型细胞特异的形态结构特征与功能。
2.gap junction间隙连接是动物细胞中通过连接子(connexons)进行的细胞间连接。
所谓“间隙”,有两层含义,其一是在间隙连接处, 相邻细胞质膜间有2~3nm的间隙;其二是在间隙连接的连接点处,双脂层并不直接相连, 而是由两个连接子对接形成通道,允许小分子的物质直接通过这种间隙通道从一个细胞流向另一个细胞。
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3.cadherin钙粘蛋白是一种同亲型结合、Ca依赖的细胞粘着糖蛋白,对胚胎发育的细胞识别、迁移和组织分化以及成体组织器官构成具有重要作用。不同细胞及其发育不同的阶段其表面的钙粘蛋白的种类与数量均有所不同
4.checkpoint细胞周期检查点 (checkpoint)是细胞周期(cell cycle)中的一套保证DNA复制和染色体(chromosome)分配质量的检查机制。是一类负反馈调节机制。当细胞周期进程中出现异常事件,如DNA损伤或DNA复制受阻时,这类调节机制就被激活,及时地中断细胞周期的运行。待细胞修复或排除故障后,细胞周期才能恢复运转。
5.cell fusion细胞融合(cell fusion),细胞遗传学名词,是在自发或人工诱导下,两个不同基因型的细胞或原生质体融合形成一个杂种细胞。基本过程包括细胞融合形成异核体(heterokaryon)、异核体通过细胞有丝分裂进行核融合、最终形成单核的杂种细胞。细胞融合可作为一种实验方法被广泛适用于单克隆抗体的制备,膜蛋白的研究。
6.contact inhibition接触抑制(contact inhibition)是指细胞在生长过程中达到相互接触时停止分裂的现象,1954年,由艾伯克龙比(Aberchrombie)等首先发现。由于培养基中的生长因子耗尽时也会产生生长抑制,所以将正常细胞因相互接触而抑制分裂的现象改称为密度依赖性的生长抑制(density-dependent inhibition of growth)。在相同条件下培养的恶性细胞(malignant cells)对密度依赖性生长抑制失去敏感性,因而不会在形成单层时停止生长,而是相互堆积形成多层生长的聚集体,这种现象也说明恶性细胞的生长和分裂已经失去了控制,调节细胞正常生长和分裂的信号对于恶性细胞不再起作用。
7.kinetochore着丝粒(centromere)是真核生物细胞在进行有丝分裂(mitosis)和减数分裂(meiosis)时,染色体分离的一种“装置”。着丝粒是染色体分离的一种装置,也是姐妹染色单体在分开前相互联结的位置,在染色体的形态上表现为一个缢痕(constriction)。
8.transdifferentiation一种类型的分化细胞转变成另一种类型的分化细胞的现象称转分化(trans-differentiation),如水母横纹肌细胞经转分化可形成神经细胞、平滑肌细胞、上皮细胞,甚至可形成刺细胞。分化程度低的神经干细胞也可形成骨髓细胞和淋巴样细胞。
9.SNAREs ?(SNARE学说:肉毒神经毒素 (botulinum neurotoxin) 是世界已知毒性最强的生物毒素,它通过酶切在递质释放过程中起关键作用的SNARE蛋白,抑制神经递质释放,阻断突触传递. 肉毒的结合位点有低亲和力的和高亲和力的两种. 肉毒的结合过程分两步,它首先与细胞表面的神经节苷脂结合,形成低亲和力的聚合体,然后再与高亲和力的蛋白受体———synaptotagmin结合,形成牢固的三聚体结构,并由内吞进入细胞. 这种解释肉毒结合过程的双受体学说得到了越来越多的支持
10. telomeraes端粒酶-简介细胞中有种酵素负责端粒的延长,其名为端粒酶。端粒酶的存在,算是把 DNA 克隆机制的缺陷填补起来,藉由把端粒修复延长,可以让端粒不会因细胞分裂而有所损耗,使得细胞分裂克隆的次数增加。端粒酶让人类看到长生不老的曙光。
11.s-PCC s期早熟凝集染色体:PCC。Prematurelycondensedchromosome,M期细胞与间期融合后,M期细胞中的MPF可诱导间期细胞的染色体发生凝缩,这种现象叫做早熟染色体凝集(prematurechromosomecondensation)。产生的染色体就叫做PCC。G1期PCC为单线状,因DNA未复制。S期PCC为粉末状,因DNA由多个部位开始复制。G2期PCC为双线染色体,说明DNA复制已完成。
12.antiport继发性主动转运中被转运的物质分子与Na+扩散的方向相反,则成为逆向转运。
13.dynein纤毛中的一种蛋白复合物。 其具有三磷酸腺苷酶(ATP酶)活性,能分解ATP产生蛋白结构型的变化,从而引起纤毛的运动。存在于上皮组织的假复层纤毛株状上皮中。 如呼吸道管腔的内表面有很多纤毛,依赖于动力蛋白,这些纤毛能将呼收分泌的黏液及其所黏附的细菌和灰尘等异物,借纤毛节律性运动而排出体外。
14.Colchicine秋水仙碱,一种生物碱,因最初从百合科植物秋水仙中提取出来,故名,也称秋水仙素。纯秋水仙碱呈黄色针状结晶,熔点157℃。易溶于水、乙醇和氯仿。味苦,有毒。秋水仙碱能抑制有丝分裂,
破坏纺锤体,使染色体停滞在分裂中期。这种由秋水仙碱引起的不正常分裂,称为秋水仙碱有丝分裂。在这样的有丝分裂中,染色体虽然纵裂,但细胞不分裂,不能形成两个子细胞,因而使染色体加倍。自1937年美国学者布莱克斯利(A.F.Blakeslee)等,用秋水仙碱加倍曼陀罗等植物的染色体数获得成功以后,秋水仙碱就被广泛应用于细胞学、遗传学的研究和植物育种中。 15.Ras protein Ras是大鼠肉瘤(rat sarcoma,Ras)的英文缩写。Ras蛋白是原癌基因 c—ras的表达产物,相对分子质量为21kDa。Ras属单体GTP结合蛋白,具有弱的GTP酶活性。Ras蛋白的活性状态对细胞的生长、分化、细胞骨架、蛋白质运输和分泌等都具有影响,其活性则是通过与GTP或GDP的结合进行调节。 许多真核细胞中,Ras在PTKs介导的信号通路中也是一种关键组分。Ras蛋白是ras基因表达产物,是由190个氨基酸残基 组成的小的单体GTP结合蛋白,具有GTPase活性,分布于质膜胞质一侧,结合GTP时为活化状态,而结合GDP时为失活态,所以Ras蛋白也是GTPase开关蛋白。 16.chaperone与一种新合成的多肽链形成复合物并协助它正确折叠成具有生物功能构象的蛋白质。伴娘蛋白可以防止不正确折叠中间体的形成和没有组装的蛋白亚基的不正确的聚集,协助多肽链跨膜转运以及大的多亚基蛋白质的组装和解体。 17.Ran-GTP小分子的单体G蛋白Ran具有鸟苷三磷酸酶活性,其结合形式Ran-GTP作为区分间期细胞的核质和胞质的一个分子标记,并参与调控核质运输、指导纺锤体形成以及引导核膜解体与装配。 18.cell transplantation 细胞移植 19.indirect immunofluorescence如检查未知抗原,先用已知未标记的特异抗体(第一抗体)与抗原标本进行反应,用水洗去未反应的抗体,再用标记的抗抗体(第二抗体)与抗原标本反应,使之形成抗原—抗体—抗体复合物,再用水洗去未反应的标记抗体,干燥、封片后镜检。如果检查未知抗体,则表明抗原标本是已知的,待检血清为第一抗体,其它步骤的抗原检查相同。 direct immunofluorescence直接免疫荧光将标记的特异性荧光抗体,直接加在抗原标本上,经一定的温度和时间的染色,用水洗去未参加反应的多余荧光抗体,室温下干燥后封片、镜检。 20.lamin 核纤层蛋白(nuclear lamina protein) 脊椎动物细胞中有三种类型的核纤层蛋白(A,B,C), 核纤层蛋白A和C是由同一个转录单位编码的, 只不过是通过可变剪接形成不同的mRNA。它们在肽链上的差别是:核纤层蛋白A的C末端比核纤层蛋白C的C末端多133个氨基酸残基。核纤层蛋白B是由另一个转录单位编码的, 通过转录后的修饰,在羧基端添加了疏水的异丙基, 添加的脂肪酸帮助核纤层蛋白B插入到核膜的内脂层。三种类型的核纤层蛋白都以二聚体的形式存在, 有球形的头和尾部结构域以及一个杆状的α螺旋中心。这些核纤层蛋白二聚体以头-头、尾-尾相接的方式形成核纤层。 二.问答题 1. 比较细胞凋亡和细胞坏死 细胞凋亡和细胞坏死的区别 区别点 起因 范围 细胞凋亡 生理或病理性 单个散在细胞 细胞坏死 病理性变化或剧烈损伤 大片组织或成群细胞 细胞膜 染色质 细胞器 细胞体积 凋亡小体 基因组DNA 蛋白质合成 调节过程 炎症反应 2. 讨论ips的应用前景 诱导多能干细胞(induced pluripotent stem cells, iPS cells)最初是日本人山中申弥(Shinya Yamanaka)于2006年利用病毒载体将四个转录因子(Oct4, Sox2, Klf4 和c-Myc)的组合转入分化的体细胞中,使其重编程而得到的类似胚胎干细胞的一种细胞类型。随后世界各地不同科学家陆续发现其它方法同样也可以制造这种细胞。iPS细胞 iPS细胞的出现,在干细胞研究领域、表观遗传学研究领域以及生物医学研究领域都引起了强烈的反响,这不仅是因为它在基础研究方面的重要性,更是因为它为人们带来的光明的应用前景。 在基础研究方面,它的出现,已经让人们对多能性的调控机制有了突破性的新认识细胞重编程是一个复杂的过程,除了受细胞内因子调控外,还受到细胞外信号通路的调控。对于Oct4、Sox2和Nanog等维持于细胞自我新能力的转录因子的研究正在逐渐地展开;利用iPS细胞作为实验模型,只操纵几个因子的表达,这更会大大加速对多能性调控机理的深入研究。 在实际应用方面,iPS细胞的获得方法相对简单和稳定,不需要使用卵细胞或者胚胎。这在技术上和伦理上都比其他方法更有优势,iPS细胞的建立进一步拉近了干细胞和临床疾病治疗的距离,iPS细胞在细胞替代性治疗以及发病机理的研究、新药筛选方面具有巨大的潜在价值。 此外,iPS细胞在神经系统疾病、心血管疾病等方面的作用也日益呈现,iPS细胞在体外已成功地被分化为神经元细胞、神经胶质细胞、心血管细胞和原始生殖细胞等。在临床疾病治疗中具有巨大应用价值。 3. p53蛋白如何获知并修复DNA损伤 研究表明,在健康的G1细胞中,P53蛋白的浓度很低。如果G1细胞受到遗传损伤(如受到紫外光照射或化学致癌物的作用),P53蛋白的浓度会快速上升。将含有断裂链的DNA注入细胞,可检测到P53蛋白浓度的这种变化。P53蛋白的浓度变化不是由于p53基因的表达的提高,而是由于P53蛋白降解速度的下降。P53蛋白的降解受MDM2蛋白的控制,该蛋白与P53蛋白结合,并将P53蛋白由细胞核输出到细胞质,并经遍在蛋白化途径被降解。DNA损伤如何导致P53蛋白的稳定?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。如果p53基因突变,等于失去了分子警察,DNA损伤引起的突变会导致细胞癌变,也就肆无忌惮了。 4. 比较常染色质和异染色质并且说明和基因活化的关系 结构上: 常染色质折叠压缩程度低,处于伸展状态; 异染色质折叠压缩程度高,处于聚缩状态。 保持完整,一直到形成凋亡小体 凝聚在核膜下呈半月状 无明显变化 固缩变小 有,被邻近细胞或巨噬细胞吞噬 有控降解,电泳图谱呈梯状 有 受基因调控 无,不释放细胞内容物 破损 呈絮状 肿胀、内质网崩解 肿胀变大 无,细胞自溶,残余碎片被巨噬细胞吞噬 随机降解,电泳图谱呈涂抹状 无 被动进行 有,释放内容物。
功能上:
常染色质转录比较活跃;异染色质没有转录活性。 5. 比较离子通道和载体蛋白的异同
相同点:化学本质均为蛋白质、分布均在细胞的膜结构中、都有控制特定物质跨膜运输的功能 不同点:
1.通道蛋白参与的只是被动运输,在运输过程中并不与被运输的分子结合,也不会移动,并且是从高浓度向低浓度运输,所以运输时不消耗能量。
2.载体蛋白参与的有主动运输和协助扩散,在运输过程中与相应的分子结合,并且会移动。在主动运输过程中由低浓度侧向高浓度运动,且消耗代谢能量;在协助扩散过程中,由高浓度侧向低浓度侧运动,不消耗代谢能。(注;协助扩散也属于被动运输) 6.(共七个( ̄_ ̄|||) 忘了俩)
三.论述题
MPF活性的调节机制和MPF的作用机制
MPF(成熟促进因子)是一种使多种底物蛋白磷酸化的蛋白激酶;
由M期Cyclin-Cdk(Cyclin-dependent protein kinase)周期蛋白依赖性激酶和周期蛋白形成的复合物。MPF=p34cdc2+cyclinB/A (cdc2=cdk1) Cyclin-Cdk复合物的多样性
Cyclin-Cdk---调控细胞周期的引擎:不同的周期蛋白与不同的CDK结合,构成不同的Cyclin-Cdk;不同的Cyclin-Cdk在不同的时相表现活性,影响不同的下游事件。 如:Cyclin C,D,E与CDK8,CDK4/6,CDK2结合,推动G1/S 转换; Cyclin A 与CDK2 ,作用于S期; Cyclin B/A+CDK1(cdc2), G2/M 转换;
G1 Cyclin-Cdk复合物对Rb蛋白磷酸化而调控细胞周期 不同的MPF调控细胞周期中的不同时相