细胞生物学[2].doc

名词解释o 1、细胞生物学（cell biology） ：细胞生物学是在电镜技术和分子生物学的推动下诞生的。是在显微、亚显微和分子水平三个层次上，研究细胞的结构、功能和各种生命规律的一门科学。o 2、细胞信号通路（signal pathway）：细胞接受外界信号，通过一整套特定的机制，将胞外信号转导为胞内信号，最终调节特定基因的表达，引起细胞的应答反应，是细胞信号系统的主线，这种反应系列称为细胞信号通路。 o 3、原位杂交：用标记的核酸探针通过分子杂交确定特殊核苷酸序列在染色体上或在细胞中的位置的方法。o 4、膜泡运输（vesicular transport）：蛋白质通过不同类型的转运小泡从其粗面内质网合成部位转运至高尔基体进而分选运至细胞的不同部位的运输。涉及各种不同运输小泡的定向转运，以及膜泡的出芽与融合。 o 5、放射自显影(autoradiography) ：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。主要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。 o 6、克隆（clone）：亦称无性系。指由同一个祖先细胞通过有丝分裂产生的遗传性状一致的细胞群。o 7、细胞株（cell strain）：从一个经过生物学鉴定的细胞系由单细胞分离培养或通过筛选的方法由单细胞增殖形成的细胞群称细胞株(cell strain)。o 8、液态镶嵌模型：是指细胞膜由脂质双分子层和镶嵌着的球蛋白分子组成，有的蛋白质分子露在膜的表面，有的蛋白质分子横穿过脂质双分子层，这种模型具有不对称性和流动性。o 9、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。o 10、受体 (recepter) ： 是一种能够识别和选择性结合某种配体（信号分子）的大分子，当与配体结合后，通过信号转导作用，启动一系列过程，最终表现为生物学效应。o 11、信号转导：在细胞通讯系统中，细胞或者识别与之相接触的细胞，或者识别周围环境中存在的各种化学和物理信号（来自于周围或远距离的细胞)，并将其转变为细胞内各种分子活性的变化，从而改变细胞的某些代谢过程，影响细胞的生长速度，甚至诱导细胞凋亡，这种针对外源信息所发生的细胞应答反应全过程称为信号转导 。o 12、转基因动物：转基因动物是指以实验方法导入外源基因，在染色体组内稳定整合并能遗传给后代的一类动物。o 13、间隙连接：位于细胞之间的通讯连接,其功能是保证相邻细胞代谢的统一,其基本组成单位为连接子,由六个相同的蛋白环绕而成,相邻两个细胞膜上的两个连接子对接形成一个间隙连接单位,其允许小于1000道尔顿的小分子通过。 o 14、多线染色体（polytene chromosome）：核内DNA多次复制而细胞不分裂，产生的子染色体并行排列，且体细胞内同源染色体配对，紧密结合在一起，从而阻止染色质纤维进一步聚缩，形成体积很大的多线染色体。 o 15、半自主细胞器（semiautonomous organelle）：线粒体和叶绿体的生长和增殖是受核基因组及其自身的基因组两套遗传系统的控制，故称为半自主细胞器。o 16、微管组织中心（microtubule organizing centers, MTOC）：细胞微管在生理状态以及实验处理解聚后重新装配的发生处称为微管组织中心 。o 17、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。 o 18、减数分裂 ：减数分裂是指有性生殖的个体在形成生殖细胞过程中发生的一种特殊分裂方式，属于一种过程较特殊的有丝分裂。不同于有丝分裂和无丝分裂，减数分裂最终生成的生殖细胞中染色体数目减半。 o 19、受精(fertilization) ：受精是卵子和精子融合为一个合子的过程。它是有性生殖的基本特征，普遍存在于动植物界，但人们通常提到最多的是指的动物。o 20、干细胞(stem cell) ：干细胞是一类具有自我复制能力的多潜能细胞，在一定条件下，它可以分化成多种功能细胞。根据干细胞所处的发育阶段分为胚胎干细胞和成体干细胞。根据干细胞的发育潜能分为三类：全能干细胞、多能干细胞和单能干细胞。干细胞是一种未充分分化，尚不成熟的细胞，具有再生各种组织器官和人体的潜在功能，医学界称为“万用细胞”。 o 21、转录因子（trascription factor） ：转录因子是一群能与基因5端上有特定序列专一性结合，从而保证目的基因以特定的强度在特定的时间与空间表达的蛋白质分子。o 22、基因敲除（gene knock out） ：基因敲除就是通过同源重组将外源基因定点整合入靶细胞基因组上某一确定的位点，以达到定点修饰改造染色体上某一基因的目的的一种技术。它克服了随机整合的盲目性和偶然性，是一种理想的修饰、改造生物遗传物质的方法。 o 23、端粒酶（telomerase）：是基本的核蛋白逆转录酶，可将端粒DNA加至真核细胞染色体末端。端粒在不同物种细胞中对于保持染色体稳定性和细胞活性有重要作用，端粒酶能延长缩短的端粒（缩短的端粒其细胞复制能力受限），从而增强体外细胞的增殖能力。 o 24、cDNA library ：以mRNA为模板，经反转录酶催化，在体外反转录成cDNA，与适当的载体（常用噬菌体或质粒载体）连接后转化受体菌，则每个细菌含有一段cDNA，并能繁殖扩增，这样包含着细胞全部mRNA信息的cDNA克隆集合称为该组织细胞的cDNA文库。 o 25、 P53 ：p53是一种肿瘤抑制基因。在所有恶性肿瘤中，50%以上会出现该基因的突变。p53基因在正常情况下对细胞分裂起着减慢或监视的作用。 细胞中抑制癌变的基因“p53”会判断DNA变异的程度，如果变异较小，这种基因就促使细胞自我修复，若DNA变异较大，“p53”就诱导细胞凋亡。 o 26、细胞分化 （cellular differentiation） ：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。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 o 27、细胞通讯 （cell communication）：细胞通讯是指在多细胞生物的细胞社会中，细胞间或细胞内通过高度精确和高效地发送与接收信息的通讯机制，并通过放大引起快速的细胞生理反应，或者引起基因活动，尔后发生一系列的细胞生理活动来协调各组织活动，使之成为生命的统一整体对多变的外界环境作出综合反应。o 28、细胞识别 （cell recognition）：细胞识别是细胞发育和分化过程中一个十分重要的环节，是指细胞对同种或异种细胞、同源或异源细胞的认识和鉴别 。 o 29、第二信使（second messengers）：将作用于细胞膜的信息传递到细胞内，使之产生生理效应的细胞内信使，称为第二信使；或细胞表面受体接受细胞外信号后转换而来的细胞内信号称为第二信使。o 30、膜骨架（membrane skeleton） ：是细胞质膜的一种特别结构，由膜蛋白和纤维蛋白组成的网架，它参与维持细胞质膜的形状并协助质膜完成多种生理功能,这种结构称为膜骨架。二、问答题（本大题共8小题，共50分）o 1、细胞培养实验过程中无菌操作的要求？o 答：培养用品的清洗消毒 超净工作台的消毒 手的消毒 操作过程中的消毒 o 2、Ca+离子在骨骼肌细胞收缩中的主要作用。肌质网去极化Ca+离子释放；Ca+离子与肌钙蛋白C结合；原肌球蛋白位移；肌动蛋白丝与肌球蛋白丝相对滑动；若Ca+离子仍存在，肌球蛋白继续下一周期 。o 3、蛋白质的分选运输途径主要有那些？o 门控运输）：如核孔可以选择性的运输大分子物质和RNP复合体，并且允许小分子物质自由进出细胞核。o 跨膜运输：蛋白质通过跨膜通道进入目的地。如细胞质中合成的蛋白质在信号序列的引导下，通过线粒体上的转位因子，以解聚折叠的线性分子进入线粒体。o 膜泡运输：蛋白质被选择性地包装成运输小泡，定向转运到靶细胞器。如内质网向高尔基体的物质运输、高尔基体分泌形成溶酶体、细胞摄入某些营养物质或激素，都属于这种运输方式。 4、细胞骨架由哪三类成分组成，各有什么主要功能？o 答：细胞骨架由微丝、微管和中间纤维构成。o 微丝确定细胞表面特征、使细胞能够运动和收缩。o 微管确定膜性细胞器的位置、帮助染色体分离和作为膜泡运输的导轨。o 中间纤维使细胞具有张力和抗剪切力。5、支持线粒体和叶绿体内共生起源的证据：o 两者都是双层膜包围的细胞器，都具有环状的DNA，就像一个原核细胞；o 叶绿体的DNA序列与蓝藻相似，而线粒体的DNA序列与现存的-变形菌相似；o 线粒体和叶绿体的核糖体为70S型，对细菌蛋白质合成抑制剂氯霉素敏感；o 蛋白质合成的起始tRNA是甲酰甲硫氨酰tRNA（而真核细胞蛋白质合成的起始tRNA是甲硫氨酰tRNA ）；o 原核生物RNA聚合酶可被利福平、链霉素等抗生素所抑制. 6、阐述细胞学说的主要内容。o 细胞学说是18381839年间由德国的植物学家施莱登（Schleiden）和动物学家施旺（Schwann）所提出,直到1858年才较完善。它是关于生物有机体组成的学说，主要内容有：1. 细胞是有机体， 一切动植物都是由单细胞发育而来， 即生物是由细胞和细胞的产物所构成；2 .所有细胞在结构和组成上基本相似；3 .新细胞是由已存在的细胞分裂而来；o 4. 生物的疾病是因为其细胞机能失常。5. 细胞是生物体结构和功能的基本单位。6. 生物体是通过细胞的活动来反映其功能的。7. 细胞是一个相对独立的单位，既有他自己的生命，又对于其他细胞共同组成的整体的生命起作用。8. 新的细胞可以由老的细胞产生。 7、为什么说支原体是最小、最简单的细胞？ o 支原体（mycoplasma）：又称霉形体，为目前发现的最小的最简单的细胞，也是唯一一种没有细胞壁的原核细胞。 支原体细胞中唯一可见的细胞器是核糖体。其大小介于细菌和病毒之间。结构也比较简单，多数成球形，没有细胞壁，只有三层结构的细胞膜，故具有较大的可变性。支原体体形多样，基本为球形，亦可呈球杆状或丝状，其菌落呈针尖大小。支原体基因组为一环状以双链DNA，分子量小（仅有大肠杆菌的五分之一），合成与代谢很有限。 8、简述细胞衰老的特征。 o 研究表明，衰老细胞的核、细胞质和细胞膜等均有明显的变化：o 细胞内水分减少，体积变小，新陈代谢速度减慢；o 细胞内酶的活性降低；o 细胞内的色素会积累；o 细胞内呼吸速度减慢，细胞核体积增大，线粒体数量减少，体积增大；o 细胞膜通透性功能改变，使物质运输功能降低。 9、简述胞饮作用和吞噬作用的主要区别。 o 吞噬作用和胞饮作用总称为内吞作用(endocytosis)。内吞作用使一些不能穿过细胞膜的物质和食物颗粒、蛋白质大分子等进入细胞之中，形成含有液体或固体的小泡(食物泡)，小泡和溶酶体融合，吞入物即被消化。o 细胞吞噬固体颗粒的作用称为吞噬作用(phagocytosis)。如人体白细胞，特别是巨噬细胞能吞噬入侵的细菌、细胞碎片以及衰老的红细胞。 除固体颗粒外，多种细胞，如肠壁细胞以及一些原生生物，如变形虫等，还能吞入液体。吞入的方法是细胞膜向内褶入，形成细长的管，管内充满外界液体。管从末端断开而成游离的含有液体的小泡。这种吞入液体的过程称为胞饮作用(pinocytosis)。 10、简述减数分裂的生物学意义。 o 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。o 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。 o 2.为有性生殖过程中创造变异提供了遗传的物质基础：o （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。o （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。12、生物膜流动镶嵌模型的主要内容。 o 1972年Singer 和Nicolson 总结了当时有关膜结构模型及各种研究新技术的成就，提出了流动镶嵌模型，认为球形膜蛋白分子以各种镶嵌形式与脂双分子层相结合, 有的附在内外表面, 有的全部或部分嵌入膜中, 有的贯穿膜的全层, 这些大多是功能蛋白。o 流动相嵌模型有两个主要特点。其一,蛋白质不是伸展的片层,而是以折叠的球形镶嵌在脂双层中,蛋白质与膜脂的结合程度取决于膜蛋白中氨基酸的性质。第二个特点就是膜具有一定的流动性,不再是封闭的片状结构,以适应细胞各种功能的需要。o 这一模型强调了膜的流动由性和不对称性,较好地体现细胞的功能特点,被广泛接受,也得到许多实验的支持。后来又发现碳水化合物是以糖脂或糖蛋白的形式存在于膜的外侧表面。13、阐述动物细胞中cAMP信号传导途径。 o 信号分子与受体结合后，通过与GTP结合的调节蛋白(G蛋白)的耦联，在细胞内产生第二信使，从而引起细胞的应答反应。 o cAMP信号通路由质膜上的5种成分组成：激活型激素受体(Rs)；抑制型激素受体(Ri)；与GDP结合的活化型调节蛋白(Gs)；与GDP的抑制型调节蛋白(Gi)；腺苷酸环化酶( C )。o cAMP信号通路的催化单位是结合在质膜上的腺苷酸环化酶，它催化ATP生成cAMP。 o cAMP信号通路的主要效应是激活靶酶和开启基因表达，是通过蛋白激酶A完成的。 14、细胞凋亡与细胞胀亡的区别凋亡胀亡培养细胞失去正常细胞间联系、分散细胞聚集成团细胞体积缩小、细胞固缩增大、细胞肿胀细胞核核固缩、染色质凝聚、边集后期核分裂成核碎片核变化最显著核肿胀、染色质分散后期核溶解早期核无明显形态学变化胞浆浓缩空泡化，可出现致密颗粒细胞器能较长时间保持形态完整线粒体增殖、内质网扩大、细胞骨架紊乱，后期细胞器与核碎片、胞质被膜包裹形成凋亡小体早期即肿胀变形，后期结构崩解胞膜无明显形态学变化微绒毛、细胞突起消失，细胞表面光滑早期即出现孔道微绒毛消失，细胞表面起皱或凹陷膜泡（bleb）内含细胞器内含液体15、细胞凋亡与细胞坏死的区别。 16、凋亡信号转导的特点o 多样性：不同种类细胞有不同的信号转导系统。o 偶联性：死亡信号转导系统与细胞增殖、分化过程中的信号转导系统在一些环节上交叉、偶联。o 同一性：不同凋亡诱导因素可通过同一信号转导系统引起细胞凋亡。o 多途性：同一凋亡诱导因素可经过多条信号途径触发细胞凋亡。17、如何理解细胞是生命活动的基本单位？ o 细胞：是生命活动的基本单位，一切有机体（除病毒外）都由细胞构成，细胞是构成有机体的基本单位。 o 细胞具有独立的、有序的自控代谢体系，是代谢与功能的基本单位o 细胞是有机体生长与发育的基础o 细胞是遗传的基本结构单位，细胞具有遗传的全能性o 没有细胞就没有完整的生命（病毒必须寄居在活体内）o 除病毒以外，其他生物都是细胞构成的18、氧化损伤引起细胞凋亡的可能机制：引起DNA损伤，激活P53基因引起DNA损伤，活化多聚ADP核糖合成酶，耗竭辅酶(NAD)，消耗大量ATP攻击细胞膜不饱和脂肪酸，脂质过氧化，细胞膜损伤或产生过氧羟基24碳四烯酸激活Ca2+/Mg2+依赖的核酸内切酶细胞膜损伤，Ca2+内流增多及损伤线粒体，通透性增加膜电位改变活化核转录因子NF-B、AP-1，加速凋亡相关基因表达三、论述题（难，考的可能行不大，可以小看一下，嘿嘿）o 1、试述细胞接受化学信号后调节基因表达的途径 o 答：细胞接受化学信号后调节基因表达的途径 有三条，分别是：cAMP信号通路,磷脂酰肌醇信号通路，还有受体酪氨酸激酶信号通路 。第一个和第二个都是G蛋白偶连信号通路，第三个是与酶偶连的信号通路 。cAMP 信号通路 o 信号分子与受体结合后，通过与GTP结合的调节蛋白(G蛋白)的耦联，在细胞内产生第二信使，从而引起细胞的应答反应。 cAMP信号通路由质膜上的5种成分组成：激活型激素受体(Rs)；抑制型激素受体(Ri)；与GDP结合的活化型调节蛋白(Gs)；与GDP的抑制型调节蛋白(Gi)；腺苷酸环化酶( C )。 o cAMP信号通路的催化单位是结合在质膜上的腺苷酸环化酶，它催化ATP生成cAMP。o cAMP信号通路的主要效应是激活靶酶和开启基因表达，是通过蛋白激酶A完成的。 磷脂酰肌醇信号通路 o 外界信号分子与受体结合，使质膜上的 4,5二磷酸磷脂酰肌醇(PIP2)水解成 1，4,5三磷酸肌醇(IP3)和二酰苷油(DG )两个第二信使。 磷脂酰肌醇信号通路的最大特点是胞外信号被膜受体接受后，同时产生两个胞内信使，分别启动两个信号传递途径即IP3Ca 2 +和DGPKC途径，实现细胞对外界的应答，因此把这一信号系统称之为“双信使系统”。 IP3是一种水溶性分子，在细胞内动员内源Ca 2 +，使胞质中内源Ca 2 + 浓度提高。Ca 2+通过钙调蛋白引起细胞反应；DG激活蛋白激酶C(PKC)。 在许多细胞中，PKC的活化可增强特殊基因转录。有两条途径：PKC激活一条蛋白激酶的级联反应，导致基因调控蛋白的磷酸化和激活；PKC的活化，导致一种抑制蛋白的磷酸化，使基因调控蛋白摆脱抑制状态释放出来，进入细胞核，刺激特殊基因的转录。 受体酪氨酸激酶 信号通路 o 受体酪氨酸激酶又称酪氨酸蛋白激酶受体，是细胞表面一大类重要受体家族. CTKs的多肽链只跨膜一次，胞外区是结合配体的结构域，胞内区肽段是酪氨酸蛋白激酶的催化部位，并具有自磷酸化位点。 自磷酸化的结果是激活了受体的酪氨酸蛋白激酶活性，磷酸化的酪氨酸残基可被含有SH2结构域的胞内信号所识别并与之结合，由此启动信号转导 。2、什麽是细胞凋亡，细胞凋亡的生物学意义。Bcl-2蛋白家族在细胞凋亡中的作用。 o 细胞凋亡的定义：由体内外因素触发细胞内预存的死亡 程序而导致的细胞死亡过程。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。 细胞凋亡的生物学意义 细胞凋亡是生物体内无用的、老化的、或一些损伤的细胞死亡的一种形式，不引起局部组织损伤或炎症反应，主要意义在于生物进化的需要。竞争性的选择机制，是保证个体发育、成熟、和维持正常生理过程所必需。 1、清除多余的细胞2、清除无用的细胞 3、清除有害的细胞4、清除衰老的细胞5、有选择性地清除细胞BcL-2基因家族o BcL-2基因家族成员自身或彼此之间有形成二聚体或多聚体的能力，BcL-2家族的蛋白与蛋白相互作用调节着细胞的存活与凋亡。BcL-2抗凋亡机制：直接抗氧抑制线粒体释放促凋亡蛋白抑制凋亡调节蛋白的细胞毒作抑制维持细胞钙稳凋亡蛋白酶的激3、试述细胞质膜上膜蛋白的几种类型及其功能 o 膜蛋白是膜功能的主要体现者。核基因组编码的蛋白质中30%左右的为膜蛋白。根据与膜脂的结合方式以及在膜中的位置的不同，膜蛋白分为内在(integral protein)，外周蛋白(peripheral protein)和脂锚定蛋白(lipid-anchored protein)。o （一）内在蛋白又称为整合蛋白，以不同程度嵌入脂双层的内部，有的为全跨膜蛋白(tansmembrane proteins)。膜蛋白为两性分子。它与膜结合非常紧密，只有用去垢剂(detergent)才能从膜上洗涤下来，常用SDS和Triton-X100。o 内在蛋白的跨膜结构域形成亲水通道有两种形式，一是由多个螺旋组成亲水通道；二是由折叠组成亲水通道。o (二)外周蛋白(peripheral protein)o 外周蛋白又称为外在蛋白(extrinsic protein),为水溶性的,分布在细胞膜的表面,靠离子键或其它较弱的键与膜表面的蛋白质分子或脂分子的亲水部分结合,因此只要改变溶液的离子强度甚至提高温度就可以从膜上分离下来.o (三)脂锚定蛋白(lipid-anchored protein)o 脂锚定蛋白通过磷脂或脂肪酸锚定,共价结合.分两类,一类是糖磷脂酰肌醇(GPI)连接的蛋白,GPI位于细胞膜的外小叶,用磷脂酶C处理能释放出结合的蛋白.许多细胞表面的受体,酶,细胞粘附分子和引起羊瘙