医学细胞生物学

线粒体与细胞的能量转换线粒体与细胞的能量转换 名词解释 1 基粒 线粒体内膜的内表面上突起的圆球形颗粒 2 细胞呼吸 在细胞内特定的细胞器内 在氧气的参与下 分解各种大分子物质 产生二氧化碳 与此同时 分解代谢所释放出的能量储存于 ATP 中 3 转位接触点 在线粒体的内外膜上存在一些内外膜相互接触的地方 此处膜间隙变狭窄 4 ATP 合酶复合体 这种物质就是基粒 是线粒体内膜内表面上突起的圆球形颗粒 5 热休克蛋白 70 与大多数前体蛋白结合 使前体蛋白打开折叠 防止已松弛的前体蛋白聚集 6 基质导入序列基质导入序列 MTS 一种一种 N 端具有一段富含有精氨酸端具有一段富含有精氨酸 赖氨酸赖氨酸 丝氨酸丝氨酸 苏氨酸的氨基酸序苏氨酸的氨基酸序 列列 介导在细胞质中合成的前体蛋白输入到线粒体基质的信号介导在细胞质中合成的前体蛋白输入到线粒体基质的信号 问答 1 线粒体的标志酶 内膜标志酶为细胞色素氧化酶 外膜标志酶为单胺氧化酶 基质的标志酶为苹果酸脱氢酶 膜间腔的标志酶为腺苷酸激酶 2 线粒体基质蛋白的转运条件及过程 1 需要条件 基质导入序列和分子伴侣 NAC 和 Hsp70 2 转运过程 a 前体蛋白与受体结合 b mthsp70 可与进入线粒体腔的前导肽链交联 防止了前导肽链退回细胞质 c 定位于线粒体内膜上 切除大多数蛋白的基质导入序列 d 多肽链需在线粒体基质内在分子伴侣的帮助下 重新折叠并成熟形成其天然构象 以行 使其功能 形成有活性的蛋白质 e 跨膜运输是单向的 需水解 ATP 提供能量 3 细胞内葡萄糖彻底氧化转变为能量的反应部位和主要过程 a 葡萄糖在细胞质中进行糖酵解产生丙酮酸和 NADH 丙酮酸在线粒体基质中氧化脱羧生 成乙酰 CoA b 乙酰 CoA 在线粒体基质中进行三羧酸循环产生 NADH 和 FADH2 c 在线粒体内膜进行的氧化磷酸化偶联是能量转换的关键 4 基粒的结构和功能 结构有头部 柄部和基片 功能有催化 ADP 磷酸化生成 ATP 控制质子流和基粒是氧化磷 酸 化作用的关键装置 5 试述线粒体的超微结构基础 外膜 外膜是一层包围在线粒体表面的单位膜 厚约 6nm 仅含少量酶蛋白 内膜 约 4 5nm 折叠形成嵴 富含各种酶蛋白 内膜上有电子传递链和基粒 有转运蛋白和各 种转运系统 膜间腔 内外膜之间空隙组成的空间 宽约 6 8nm 富含可溶性酶 底物和辅助因子 基质 含有线粒体 DNA RNA 各种酶蛋白和核糖体 基粒 每个线粒体大约有 10000 100000 个 在基粒的头部具有酶活性 6 简述线粒体的化学组成特点 a 蛋白质 线粒体的主要成分 多分布于内膜和基质 又分为可溶性和不溶性 又有很多酶系 b 脂类 占线粒体干重较多 大部分为磷脂 c DNA 和完整的遗传系统 d 多种辅酶 e 含有维生素和各类无机离子 7 简述线粒体的结构与主要功能 a 外膜 外膜蛋白质含有多种转运蛋白 使外膜出现小孔可以让一些小分子多肽通过 b 内膜 膜上含有电子传递链酶系 ATP 合成酶系 特异转运蛋白 控制物质交换 保持活性物 质代谢 c 特位接触点 蛋白质等物质进出线粒体的通道 d 基质 酶类可完成氨基酸的分解和蛋白质合成 又有环状 DNA 核糖体 RNA 可以独立编码 合成蛋白质 e 基粒 催化 ADP 磷酸化生成 ATP 可以控制质子流 8 简述为什么线粒体是半自主性细胞器简述为什么线粒体是半自主性细胞器 组成的蛋白是由两个分开的遗传系统编码的组成的蛋白是由两个分开的遗传系统编码的 绝大部分蛋白是由核基因组编码的绝大部分蛋白是由核基因组编码的 只有少只有少 部部 分蛋白是由线粒体基因组编码的分蛋白是由线粒体基因组编码的 因此因此 线粒体的自主程序有限线粒体的自主程序有限 在很大程度上依赖于核遗在很大程度上依赖于核遗 传系统传系统 其生长和繁殖受核基因组和其自身基因组两套遗传系统的控制其生长和繁殖受核基因组和其自身基因组两套遗传系统的控制 所以说线粒体是半所以说线粒体是半 自主性细胞器自主性细胞器 细胞骨架细胞骨架 名词解释 1 细胞骨架 cytoskeleton 真核细胞质的蛋白质纤维网架体系 对于细胞的形状 运动 物质的 运输 染色体分离 细胞分裂等有重要作用 2 微管组织中心 微观形成的核心位点 微管的组装由此开始 3 微管结合蛋白 与微管结合的辅助蛋白 并与微管并存 参与微管装配 4 马达蛋白 介导细胞内物质或膜性小泡规则地沿细胞骨架运输的蛋白 5 收缩环 有丝分裂的动物细胞有微丝与肌球蛋白 丝形成的腰带状束 6 TuRC TuRC 微微管管蛋蛋白白环环形形复复合合体体 是是一一含含有有 10 13 个个 微管蛋白分子的环形结构微管蛋白分子的环形结构 与微与微 管直径相同管直径相同 7 肌小节肌小节 骨骼肌收缩的基本结构单位骨骼肌收缩的基本结构单位 8 中间纤维中间纤维 广泛存在于真核细胞中广泛存在于真核细胞中 最早在平滑肌细胞内发现最早在平滑肌细胞内发现 由于其介于肌肉细胞由于其介于肌肉细胞 actin 细细 丝与肌球蛋白粗丝之间而得名丝与肌球蛋白粗丝之间而得名 中间中间 中间纤维是三类细胞骨架纤维中结构最复杂的 中间纤维是三类细胞骨架纤维中结构最复杂的 问答 1 什么叫微管组织中心 有哪些结构可起微管组织中心的作用 微观形成的核心位点 微管的组装由此开始 中心体和纤毛的基体可起微管组织中心的作用 2 微丝的主要功能有哪些 a 构成细胞的支架并维持细胞的形态 b 参与细胞的运动 c 参与细胞的分裂 d 参与肌肉的收缩 e 参与细胞内物质的运输 f 参与细胞内信号的传递 3 影响微丝装配的因素有哪些 G 肌动蛋白和临界浓度 ATP Ca2 Na K 浓度和药物 微丝结合蛋白的影响 4 影响微管装配的因素有哪些 GTP 浓度 温度 压力 PH 值 离子浓度 微观蛋白临界浓度 药物 秋水仙素 长春新碱 紫杉醇 等 5 中心体的组成 简述中心体的功能 中心体由两个彼此互相垂直的中心粒和中心旁物质组成 功能 它是细胞中决定微管形成的 一种细胞器 它与细胞的有丝分裂与染色体分离关系密切 主要参与纺锤体的形成 6 中间纤维的主要生物学功能 a 在细胞内形成一个完整的网状骨架系统 b 为细胞提供机械强度支持 c 参与细胞连接 d 参与细胞内信息传递及物质运输 e 维持细胞核膜稳定 f 参与细胞分化 7 药物紫杉醇和秋水仙素皆用作抗癌症药物 它们的作用机制有何不同 秋水仙素结合和稳定游离的微管蛋白 紫杉醇和微管紧密结合 防止微管蛋白亚基的解聚 8 微管的主要功能有哪些 a 支持维持细胞形态 b 参与中心粒 纤毛和鞭毛的形成 c 参与细胞内物质的运输 d 维持细胞内细胞器的定位和分布 e 参与染色体的运动 调节细胞分裂 f 参与细胞内信号的传导 9 试述纤毛和鞭毛的结构与功能及运动机制试述纤毛和鞭毛的结构与功能及运动机制 纤毛和鞭毛都有运动功能纤毛和鞭毛都有运动功能 用来划动其表面的液体用来划动其表面的液体 是细胞表面的特化结构是细胞表面的特化结构 纤毛短而多纤毛短而多 鞭毛鞭毛 长而少长而少 纤毛和鞭毛都是以微管为主要成分构成的纤毛和鞭毛都是以微管为主要成分构成的 并有特殊结构并有特殊结构 属于属于 9 2 类型且都有中央类型且都有中央 微管和中央鞘微管和中央鞘 外周以外周以 9 组二联管围绕组二联管围绕 两两之间以微管连接蛋白相连两两之间以微管连接蛋白相连 二联管和中央鞘间有二联管和中央鞘间有 放射辐条连接放射辐条连接 且都有基体且都有基体 运动机制是由滑动运动到弯曲运动运动机制是由滑动运动到弯曲运动 细胞核细胞核 1 核孔复合体 NPC 由多个蛋白质颗粒以特定的方式排列而成的蛋白分子复合物 是核 质间 物质交换的双向选择性亲水通道 2 核定位信号 存在于亲核蛋白内的特殊氨基酸序列 可引导蛋白质通过核孔复合体被转运至 核内 3 核纤层 附着于内核膜下的纤维蛋白网 4 常染色质 间期核内碱性染料染色时着色较浅 螺旋化程度较低 处于伸展状态的染色质细 丝 含有基因转录活跃部位 5 异染色质 间期核中处于凝缩状态 结构致密 无转录活性 用碱性染料染色时着色较深 无转 录活性 为遗传惰性区 6 染色质 间期细胞遗传物质的存在形式 由 DNA 组蛋白 非组蛋白及少量 RNA 等成的细丝状 复合结构 形态不规则 弥散分布于细胞核内 7 核仁组织区 含有 rRNA 基因的一段染色体区域 该部位 rRNA 基因转录活跃 凝集程度低 表 现 为浅染的次缢痕 与核仁形成有关 8 亲核蛋白 一类在细胞中合成 需要或能够进入细胞核发挥功能的蛋白质 9 核小体 DNA 片段缠绕组蛋白八聚体形成的染色体的基本结构单位 10 核仁 真核细胞间期细胞核中最明显的结构 光镜下为均匀海绵状的球体 11 螺线管螺线管 在组蛋白在组蛋白 H1 协助下协助下 由核小体串珠结构盘旋而成的中空结构由核小体串珠结构盘旋而成的中空结构 问答 1 核孔复合体的结构和功能 核孔复合体由胞质环 核质环 辐 中央栓组成 功能 核孔复合体介导核 质间物质交换 它是核 质间物质交换的双向选择性亲水通道 2 核纤层的结构和功能 核纤层由核纤层蛋白构成 功能 1 在细胞核中起支架作用 2 核纤层与核膜重建及染色质凝集关系密切 3 参与细胞核构建与 DNA 复制 3 染色质与染色体在概念上的差异 染色质间期细胞遗传物质的存在形式 由 DNA 组蛋白 非组蛋白及少量 RNA 等成的细丝状复 合结构 染色体是指细胞在有丝或减数分裂中 染色质经复制后反复缠绕凝聚而成的条状或棒 状结构 4 染色质 DNA 的三类功能序列主要特点及作用 1 端粒序列 存在于真核生物染色体末端的一个富含 G 的简单重复序列 维持 DNA 分子两末端复制完整 维持染色体稳定 2 着丝粒序列 复制完成的两姐妹染色单体的连接部位 维持了遗传的稳定性 3 复制源序列 真核细胞多个 细菌质粒 1 个 细胞进行 DNA 复制的起始点 维持染色体在世代传递中的连续性 5 比较常染色质与异染色质 常染色质异染色质 碱性染料染色着色浅着色深 形态解旋的细纤维丝卷曲成粗大颗粒 部位核中央核边缘 功能活跃地复制转录转录不活跃 6 简述核小体结构模型 核小体蛋白 H2A H2B H3 H4 各两分子组成八聚体 146bp 的 DNA 分子盘绕组蛋白八聚体 1 75 圈 形成核小体 7 试述染色质包装的多级螺旋化模型及染色体骨架 放射环模型 1 多级螺旋化模型 一级结构核小体 由 DNA 组蛋白 H1 压缩 7 倍包装成 10nm 的核小体串珠结构 二级结构螺线管 30nm 染色质纤维 三级结构超螺线管 由螺线管进一步螺旋化形成的圆筒状结构 四级结构染色单体 超螺线管进一步螺旋折叠形成 2 染色体骨架 放射环模型 一级结构核小体 二级结构螺线管 30nm 染色质纤维 高级结构 袢环结构和染色单体 袢环沿染色体纵轴由中央向周围伸出袢环沿染色体纵轴由中央向周围伸出 形成放射环形成放射环 每每 18 个袢环呈放射状排列成微带个袢环呈放射状排列成微带 约约 1000000 个微带沿纵轴排列成染色单体个微带沿纵轴排列成染色单体 8 核仁的电镜结构基本组分特点和功能 纤维中心 包埋于颗粒组分内部的一个或几个低电子密度的圆形结构体 致密纤维组分 核仁内电子密度最高区域 由致密的纤维构成环形或半月形结构 颗粒成分 呈致密颗粒 位于核仁的外周 功能 1 细胞核中 rRNA 合成的中心 2 rRNA 加工成熟的区域 3 核糖体大小亚基装配工厂 9 比较组成型异染色质与兼性异染色质 组成型异染色质在所有细胞类型及各个发育阶段中均处于凝集状态 在细胞周期中始终维持 压缩 主要由高度重复的 DNA 序列构成 而兼性异染色质是在某些细胞或一定的发育阶段 原 有的常染色质凝聚并丧失转录活性后转变而成 10 染色质的组成成分染色质的组成成分 DNA 和组蛋白和组蛋白 少量少量 RNA 和非组蛋白和非组蛋白 细胞分裂与细胞周期细胞分裂与细胞周期 名词解释 1 有丝分裂器 中期细胞中 由染色体 星体 中心粒 纺锤体组成的结构 2 细胞周期蛋白 真核细胞中随细胞周期进程周期性地出现及现实的一类蛋白 3 细胞周期 细胞从上次分裂结束开始到下次分裂结束完成所经历的规律性变化 4 细胞周期蛋白依赖性激酶 Cdk Cdk 是一类必须与细胞周期蛋白结合才具有激活性的蛋白 激酶 5 成熟促进因子 对核膜破裂 染色体凝集有重要作用 可以启动细胞从 G2 期向 M 期转移的蛋 白激酶 6 纺锤体 一种出现于前末期 对细胞分裂及染色体分离有重要作用的临时性细胞器 由星体微 管 动粒微管 重叠微管纵向排列构成 呈现纺锤样外观 7 收缩环 当细胞分裂进入后期末或末期末 在中部质膜的下方 出现了由大量肌动蛋白和肌球 蛋白聚集形成的环状结构 8 限制点 restriction point G1 期细胞一旦通过此点 便能完成随后的细胞周期进程 9 染色体超前凝集 与 M 期细胞融合的间期细胞发生了形态各异的染色体凝集 10 G0 期细胞 暂时脱离细胞周期不进行 DNA 复制和分裂 一般情况下不增殖 必须在需要替 换 损伤或死亡的细胞时才出现分裂 又重新进入细胞周期的细胞 问答 1 简述 G1 期主要特点 RNA 合成活跃 蛋白质合成活跃 细胞体积显著增大 蛋白质磷酸化 细胞膜对物质的转运作用 增强 2 有丝分裂器的组成和作用 有丝分裂器由染色体 星体 中心粒 纺锤体组成 它在中期以后发生的染色体分离 向两极迁 移 平均分配到两个子细胞中起重要作用 3 细胞周期包括哪些时期 分为分裂间期和分裂期 间期可分为 G1 G2 S 期 分裂期可分为胞质分裂和核分裂 核分裂 分 为前中后末期 4 分裂间期包括哪些时期 各时期的主要特点 间期可分为 G1 G2 S 期 G1 期 RNA 合成活跃 蛋白质合成活跃 细胞体积显著增大 蛋白质磷酸化 细胞膜对物质的 转运作用增强 G2 期 大量合成 RNA ATP 及一些与 M 期结构功能相关的蛋白质 中心粒的体积逐渐增大 开始分离并移向细胞两极 S 期 进行大量 DNA 复制 合成组蛋白及非组蛋白 组蛋白持续磷酸化 中心粒复制 5 有丝分裂包括哪些时期 各时期的主要特点 有丝分裂分为前 中 后 末期 前期 染色质凝集 分裂极确定 核仁缩小消失 纺锤体形成 中期 染色体达到最大程度凝集 非随机排列在细胞中央赤道面上 后期 姐妹染色单体分离并移向细胞两极 末期 子代细胞的核重新形成 胞质分裂 6 在细胞分裂期 核纤层蛋白如何变化影响核纤层和核膜 在 MPF 作用下 因核纤层蛋白与多肽链的多个位点发生磷酸化 致使核纤层解体 随之核膜 破裂 形成许多断片及小泡分散于胞质中 7 MPF 的主要功能有哪些 1 使组蛋白 H1 磷酸化 促进染色质凝集 启动有丝分裂 2 使核纤层蛋白磷酸化 致使核纤层解体 核膜破裂成小泡 3 使核仁蛋白磷酸化 致使核仁解体 4 使微管结合蛋白磷酸化 调节细胞周期中微管的动力学变化 5 使原癌基因磷酸化 产生一系列与细胞分裂有关的生物学效应 细胞分化细胞分化 名词解释 1 转分化 在高度分化的动物细胞中 存在另一种现象即从一种分化状态转化为另一种分化状 态 2 细胞全能性 细胞经分裂和分化后 仍具有产生完整有机体的特性或潜能 3 管家基因 维持细胞最低限度功能所不可缺少的基因 4 细胞决定 在个体发育过程中 细胞在发生可识别的分化特征之前就已经确定了未来的发育 命运 只能向特定方向分化的状态 5 细胞分化 这些由单个受精卵产生的细胞 在形态结构 生化组成 功能等方面均有明显差异 将个体发育中形成这种稳定性的差异过程叫做细胞分化 6 去分化 某些条件下 分化了的细胞也不稳定 基因活动模式也可发生可逆性变化而又回到分 化状态的过程 7 全能细胞 一定条件下 能够分化发育成完整个体的细胞 8 胚胎诱导 胚胎发育过程中 一部分细胞对邻近细胞产生影响并决定其分化方向的现象 9 奢侈基因 编码组织细胞特异性蛋白的基因 10 基因的差异表达 多细胞生物个体发育和细胞分化过程中 其基因组 DNA 并不完全表达 而 呈现选择性表达 它们按一定的时 空间顺序 在不同或相同细胞的不同细胞相异被活化的现 象 问答 1 什么是 DNA 甲基化 甲基化的 DNA 序列有什么结构特征 DNA 甲基化对真核细胞基因表 达 调控有什么作用 1 在甲基转移酶催化下 DNA 中胞嘧啶转化成 5 甲基胞嘧啶 2 结构特征 甲基化常见于富含 CG 二核苷酸的 CpG 岛 3 作用 阻碍转录因子结合 甲基化程度越高 2 以眼的发生为例说明胚胎诱导对细胞分化的作用 眼的发生是胚胎诱导的典型例证 中胚层脊索诱导其表面覆盖的原肠胚的外胚层形成神经 板 是初级诱导 神经板卷成神经管后 其前端进一步膨大形成原脑 原脑两侧突出的视杯诱导 其外表面覆盖的外胚层形成晶状体 是次级诱导 晶状体又诱导覆盖在其外表面的外胚层形 成角膜 是三级诱导 这样通过多级诱导 形成眼球 3 何谓基因的差异表达 有何意义 基因的差异表达 多细胞生物个体发育和细胞分化过程中 其基因组 DNA 并不完全表达 而呈 现选择性表达 它们按一定的时 空间顺序 在不同或相同细胞的不同细胞相异被活化的现象 意义 通过基因的差异表达 形成不同的细胞产物 由于产物不同 细胞形态功能出现差异 形成 不同类型的分化细胞 因此决定细胞特性的基因的差异性表达是细胞分化的根本原因 4 什么是细胞的全能性 哪些细胞有全能性 请举处一项研究证明已分化体细胞的细胞核仍具 有全能性 细胞全能性 细胞经分裂和分化后 仍具有产生完整有机体的特性或潜能 受精卵 早期的胚胎 细胞卵裂球 植物细胞具有全能性 例 1 爪蟾核移植实验 2 哺乳动物核移植试验 5 细胞分裂与细胞分化的联系 1 通常细胞在分裂基础上进行分化 2 细胞分化发生于细胞分裂的 G1 期 当 G1 期很短或几乎无 G1 期时 细胞分化减慢 3 细胞分裂旺盛时 分化变慢 分化较高时 分裂速度减慢 是个体生长发育的一般规律 细胞衰老与细胞死亡细胞衰老与细胞死亡 名词解释 1 坏死 necrosis 在外来治病因子作用下 细胞生命活动被强行终止所致的病理性 被动性 的 死亡过程 2 细胞衰老 cell senescence 细胞在正常条件下发生的生理功能衰退和增殖能力减弱以及形 态发生改变并趋向死亡的现象 3 细胞凋亡 apoptosis 在特定信号诱导下 细胞的死亡级联反应被触发所致的生理或病理性 主动性的死亡过程 4 Hayflick 界限 体外培养细胞所具有增殖分裂的极限 5 凋亡小体 apoptotic body 凋亡细胞内聚集的染色质块 形成核碎片后 整个细胞通过发 芽 起泡等方式 形成一个球形的突起 并在根部绞窄脱落 形成一些大小不等 内含胞质 细胞器以及核碎片的膜包小体 6 DNA ladders 细胞凋亡时 内源性核酸内切酶活化 特异地在相邻核小体的连接区切断 DNA 链 形成长度为 180 到 200bp 整数倍的寡聚核苷酸片段 在进行琼脂糖凝胶电泳时 凋亡细 胞 表现出特征性的 DNA 梯状条带 问答 1 试述细胞凋亡与细胞坏死的区别 区别点细胞凋亡细胞坏死 起因生