制期，DNA合成期）、G2期（复制后期，S期结束至M期间的间隙）、M期（有丝分裂期）。在正常情况下，细胞沿着G1→S→G2→M运转，细胞通过M期被分裂为两个子细胞，完成增殖过程。G1期：主要合成细胞生长所需要的各种蛋白质、RNA、糖类、脂质等。S期：主要进行DNA的复制和组蛋白的合成。G2期：此时DNA的含量已增加一倍。此时主要进行其他蛋白质的合成。M期：主要进行染色体的分离、胞质分裂，一个细胞分裂为两个子细胞。 2、细胞周期人工同步化有哪些方法？比较其优缺点。 答案要点：⑴、选择同步化包括：

①有丝分裂选择法：优点：同步化程度高，细胞不受药物侵害。缺点：得到的细胞数量少。 ②密度梯度离心法：优点：简单省时，效率高、成本低。缺点：对大多数种类的细胞并不适用。

⑵、诱导同步化包括： ⑴DNA合成阻断法：优点：同步化效率高，几乎适合于所有体外培养的细胞体系。缺点：诱导过程可造成细胞非均衡生长.

⑵中期阻断法：优点：操作简便，效率高；缺点：药物毒性作用较大。 3、试比较有丝分裂和减数分裂的异同点。 答案要点：

相同点：都为二分分裂方式；分裂过程中均有有丝分裂器的出现；都有明显的细胞核特别是染色体的变化。不同点在于： 比较项目 目的 子细胞染色体数目 发生的细胞 同源染色体的活动 细胞周期 减半 性细胞 配对、互换 减数分裂 产生配子 不变 体细胞 独立活动 有丝分裂 增加细胞数量 两次细胞周期，DNA复制一次，一次细胞周期，DNA复制一次，细胞分裂两次 细胞分裂一次 4、简述细胞通过什么机制将染色体排列到赤道板上？

答案要点：染色体在动粒微管作用下排列在赤道面上。染色体列队：由于动粒微管的作用，染色体在赤道板上运动的过程，又称染色体中板聚合。

染色体列队的两种学说：①牵拉学说：两极动粒微管拉力均衡；②外推假说：两极极性微管的推力均衡。这两种假说并不相互排斥，有时可能同时作用，或有其他机制共同参与，最终将染色体排列在赤道板上，在所染色体排列到赤道板上之前，后期不能启动。 5、细胞周期中有哪些主要检验点？细胞周期检验点的生理作用是什么？

答案要点：细胞周期检验点主要有：R点，G1/S，G2/M，中期/后期，即：G1期中的R点或限制点，S期的DNA损伤检验点、DNA复制检验点，G2/M检验点，M中期至M后期又称纺锤体组装检验点等。

通过细胞周期检验点的调控使细胞周期能正常动转，从而保证了遗传物质能精确地均等分配，产生具有正常遗传性能和生理功能的子代细胞，如果上述检验点调控作用丢失，就会导致基因突变、重排，使细胞遗传性能紊乱，增殖、分化异常，细胞癌变甚至死亡。 6、简要说明CDK激酶在细胞周期中是如何执行调节功能的。

答案要点：周期蛋白依赖性激酶（CDK）是与细胞周期进程相对应的一套Ser/Thr激酶系统。各种CDK沿细胞周期时相交替活化，磷酸化相应底物，使细胞周期事件有条不紊地进行下去。CDK1激酶通过使某些蛋白质磷酸化，改变其下游的某些蛋白质的结构和启动其功能，实现其调控细胞周期的目的。CDK1激酶催化底物磷酸化有一定的位点特异性。它一般选择底物中某个特定序列中的某个丝氨酸或苏氨酸残基。CDK1激酶可以使许多蛋白质磷酸化，其中

包括组蛋白H1，核纤层蛋白A、B、C，核仁蛋白等；组蛋白H1磷酸化，促进染色体凝集；核纤层蛋白磷酸化，促使核纤层解聚；核仁蛋白磷酸化，促使核仁解体等。 六、论述题

1、什么是MPF？如何证明某一细胞提取液中有MPF？

答案要点：又称促成熟因子或M期促进因子，是指存在于成熟卵细胞的细胞质中，可以诱导卵细胞成熟的一种活性物质。已经证明，MPF是一种蛋白激酶，包括两个亚基即Cdc2蛋白和周期蛋白，当二者结合后表现出蛋白激酶活性，可以使多种蛋白质底物磷酸化。

将该细胞提取液注射到新的未成熟的卵母细胞中，检测该卵母细胞是否能够被诱导成熟，若能，则证明该细胞提取液中存在MPF。

2、说明MPF的活化及其在细胞周期调控中的作用。

答案要点：MPF是由cyclinB和CDK1蛋白结合而成的二聚体，CDK1在周期中的含量相对稳定，cyclinB的含量则出现周期性的变化：一般在G1晚期开始合成，通过S期其含量不断增加，到达G2期，其含量达到最大值。CDK1只有与cyclinB结合都有可能表现出激酶活性，因此MPF的活性依赖于cyclinB含量的积累。

CyclinB合成后与CDK1结合，CDK1有三个位点被磷酸化（14位的苏氨酸、15位的酪氨酸、161位的苏氨酸）后仍不具备激酶活性，此时称为前体MPF，经过14位的苏氨酸和15位的丝氨酸去磷酸后，MPF才表现出活性。

CDK1激酶通过使某些蛋白质磷酸化，改变其下游的某些蛋白质的结构和启动其功能，实现其调控细胞周期的目的。CDK1激酶催化底物磷酸化有一定的位点特异性。它一般选择底物中某个特定序列中的某个丝氨酸或苏氨酸残基。CDK1激酶可以使许多蛋白质磷酸化，其中包括组蛋白H1，核纤层蛋白A、B、C，核仁蛋白等；组蛋白H1磷酸化，促进染色体凝集；核纤层蛋白磷酸化，促使核纤层解聚；核仁蛋白磷酸化，促使核仁解体等。 3、试例举人类在研究细胞周期调控初期进行的一系列重要实验。

答案要点：1、染色体的早期凝集：20世纪70年代初，Johnson和Rao将Hela细胞的M期细胞与间期细胞进行融合，可引起间期细胞核染色质凝集，也即染色体早期凝集。说明M期细胞具有促进间期细胞进行分裂的因子，即成熟促进因子(MPF)。

2、非洲爪蟾卵母细胞孕酮刺激实验：1971年，Masui和Markert用非洲爪蟾卵为材料进行实验，发现在成熟的卵母细胞的细胞质中，存在可以诱导卵母细胞成熟的物质，他们将这种物质称为促成熟因子，即MPF。

3、MPF的提纯工作：1988年Lohka等将MPF进行了高度纯化，证实，MPF是p34cdc2和周期蛋白B的复合物，其中p34cdc2是催化亚基，具有丝/苏氨酸激酶活性；周期蛋白B是调节亚基，具有激活p34cdc2活性等功能。当周期蛋白B和p34cdc2结合并经进一步活化形成活化的MPF后，细胞才能从G2期进入M期。由此证明，MPF是一种蛋白激酶。

4、p34cdc2激酶的发现：以L．Hartwell为代表的酵母遗传学家，以芽殖酵母和裂殖酵母为实验材料，利用温度敏感突变株，发现许多与细胞分裂有关的基因(cell division cycle gene, CDC)。其中cdc2和cdc28基因最令人瞩目。cdc2基因是裂殖酵母细胞中最重要的基因之一。cdc2处于变异状态，细胞停留在G1/S或G2/M交界处。Cdc2表现出蛋白激酶活性，可使多种蛋白底物磷酸化，在裂殖酵母细胞周期调控过程中，起着关键性调节作用。cdc28基因是芽殖酵母细胞中的一个关键基因，cdc28基因突变细胞或停留在G1/S交界处，或停留在G2/M交界处。Cdc28也是一种蛋白激酶，在G2/M转换过程中起着中心调节作用，是Cdc2的同源物。

5、cyclin的发现

在20世纪80年代初，以Tim Hunt为代表的一些科学家研究海洋无脊椎动物海胆等胚胎发育早期卵裂蛋白质的合成中，发现了细胞周期调控的另一个重要调控因子——周期蛋白

（cyclin）。

进一步的研究表明，周期蛋白的合成与细胞进入M期及MPF活性密切相关，在G2期至M期的转换中起着重要的调控作用，这些实验结果显示，周期蛋白可能参与MPF的功能调节。

当MPF被提纯后，James Maller实验室和Tim Hunt实验室很快证明：MPF的另一种主要成分为周期蛋白B。至此，MPF的生化成分便被确定下来，它含有两个亚单位即Cdc2蛋白和周期蛋白，当二者结合后，表现出蛋白激酶活性，其中Cdc2为催化亚单位，周期蛋白为调节亚单位。

七、翻译

1、细胞周期 2、细胞分裂 3、有丝分裂 4、减数分裂 5、细胞促分裂因子或促成熟因子或M期促进因子 6、周期蛋白 7、周期蛋白依赖激酶 8、CDK抑制因子

第十二章 细胞分化与基因表达调控

本章要点：本章着重阐述细胞分化及影响细胞分化的因素，癌细胞的特性，真核细胞基因表达调控。要求重点掌握细胞分化概念、本质及意义，要求了解影响细胞分化的主要因素，重点掌握癌细胞的主要特性；理解真核细胞基因表达调控的环节和主要作用。

一、名词解释

1、细胞分化 2、细胞全能性 、选择性剪接 4、细胞决定 5、管家基因 6、组织特异性基因（奢侈基因） 7、癌细胞P442 8、癌基因

9、抑癌基因 10、多能造血干细胞 11、定向干细胞 12、原癌基因 13、转分化 14、多潜能性 15、致癌因子 16、再生 17、接触抑制 二、填空题

1、在个体发育过程中，通常是通过 来增加细胞的数目，通过 来增加细胞的类型。

2、细胞分化的关键在于特异性 的合成，实质是 在时间和空间上的差异表达。 3、真核细胞基因表达调控的三个水平分别为 、 和 。

4、从一种类型的分化细胞转变成另一种类型的分化细胞，往往要经历 和 的过程。

5、根据分化阶段的不同，干细胞分为 和 ；按分化潜能的大小，可将干细胞分为 、 和 三种。

6、Dolly羊的诞生，说明高度分化的哺乳动物的 也具有发育全能性，它不仅显示高等动物细胞的分化复杂性，而且也说明卵细胞的 对细胞分化的重要作用。 7、 基因与 基因的突变，使细胞增殖失控，形成肿瘤细胞。 8、细胞分化是基因 的结果，细胞内与分化有关的基因按其功能分为 和 两类。

9、编码免疫球蛋白的基因是 基因，编码rRNA的基因是 基因。 10、癌症与遗传病不同之处在于，癌症主要是 的DNA的突变，不是 的DNA的突变。 三、选择题

1、细胞分化的实质是（ ）

A、基因选择性表达 B、基因选择性丢失 C、 基因突变 D、 基因扩增 2、关于肿瘤细胞的增殖特征，下列说法不正确的是（ ）。 A、肿瘤细胞在增殖过程中，不会失去接触依赖性抑制 B、肿瘤细胞都有恶性增殖和侵袭、转移的能力

C、肿瘤细胞和胚胎细胞某些特征相似，如无限增殖的特性 D、肿瘤细胞来源于正常细胞，但是多表现为去分化 3、抑癌基因的作用是（ ）。

A、抑制癌基因的表达 B、编码抑制癌基因的产物 C、编码生长因子 D、编码细胞生长调节因子。

4、下列由奢侈基因编码的蛋白是（ ）。

A、 肌动蛋白 B、 膜蛋白 C、 组蛋白 D、 血红蛋白 5、关于细胞分化的分子生物学机制，下列说法不正确的是（ ） A、细胞表型特化的分子基础是特异性蛋白质的合成 B、已经分化的细胞仍旧具有全能性 C、细胞分化是基因选择性表达的结果

D、细胞分化的选择性表达是在mRNA水平上的调节

6、细胞分化过程中，基因表达的调节主要是（ ）水平的调节 A、复制 B、转录 C、翻译 D、翻译后 7、癌细胞的最主要和最具危害性的特征是（ ）。

A、细胞膜上出现新抗原 B、不受控制的恶性增殖

C、核膜、核仁等核结构与正常细胞不同 D、表现为未分化细胞的特征 8、下列关于再生能力的比较，正确的是（ ）。 A、幼体强于成体 B、动物强于植物 C、高等动物强于低等动物 D、器官强于组织 9、在个体发育中，细胞分化的规律是（ ）。

A、单能细胞→多能细胞→全能细胞 B、全能细胞→多能细胞→单能细胞 C、多能细胞→单能细胞 D、全能细胞→单能细胞→多能细胞

10、癌细胞由正常细胞转化而来，与原来细胞相比，癌细胞的分化程度通常表现为（ A、分化程度相同 B、分化程度低 C、分化程度高 D、成为多能干细胞 11、下列（ ）的突变是细胞癌变的主要原因。

A、生长因子 B、基因转录调控因子 C、信号转导通路中的因子 D、细胞周期调控蛋白 12、下列（ ）不属于真核生物基因表达调控的范畴。 A、复制水平的调控 B、转录水平的调控 C、RNA加工水平的调控 D、翻译水平的调控

13、下列（ ）细胞具有分化能力。

A、心肌细胞 B、肾细胞 C、肝细胞 D、脂肪细胞 14、正常Rb蛋白的功能是（ ）。

A、抑制RNA转录 B、抑制DNA复制 C、促进RNA转录 D、促进DNA复制。）