细胞生物学 课后习题Word文档下载推荐.docx
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2、试述胞吞作用的类型和功能。
(1)吞噬作用:
是原生生物摄取食物的一种方式,其作用不仅是摄取营养物,主要是清除侵染机体的病原体以及衰老或凋亡的细胞,如人的巨噬细胞每天通过吞噬作用清除10的11次方个衰老的血红细胞。
(2)胞饮作用:
是细胞内吞作用从外界获取物质及液体的的一种类型,是细胞外的微粒通过细胞膜的内陷包裹形成小囊泡(胞饮囊泡),并最终和溶酶体相结合并将囊泡内部的物质水解或者分解的过程。
3、比较胞饮作用和吞噬作用的异同。
1)胞吞泡的大小不同,胞饮泡直径一般小于150nm,而吞噬泡直径往往大于250nm。
2)胞饮作用是一个连续发生的过程,所有真核细胞都能通过胞饮作用连续摄入溶质和分子;
吞噬作用首先需要被吞噬物与细胞表面结合并激活细胞表面受体,是一个信号触发过程。
3)胞饮泡的形成需要网格蛋白、结合素蛋白和结合蛋白等的帮助;
吞噬泡的形成则需要微丝及其结合蛋白的帮助,在多细胞动物体内,只有某些特化细胞具有吞噬功能。
第六章细胞的能量转换——线粒体和叶绿体
1、为什么说线粒体和叶绿体是半自主性细胞器?
(1)线粒体和叶绿体都有环状的DNA,都拥有合成蛋白质的整套装置;
2)两者的DNA都能进行复制,但复制仍受核基因组的控制。
mtDNA是由核DNA编码、在细胞质中合成的。
组成叶绿体的各种蛋白质成分是由核DNA和叶绿体DNA分别编码,只有少部分蛋白质是由叶绿体DNA编码的。
3)线粒体、叶绿体的生长和增殖是受核基因组和其本身的基因组两套遗传系统的共同控制,因而,它们被称为是半自主性的细胞器。
2、线粒体DNA有什么特性?
线粒体的结构和功能?
特性:
半自主性、母系遗传、异质性与纯质性、阈值效应、突变率极高
结构:
双层膜——内膜和外膜组成,腔——基粒和基质
外膜:
与周围细胞质基质分开
内膜:
向内折叠形成脊,扩大内膜面积,分布与有氧呼吸有关酶
基质:
液态,含有氧呼吸有关酶,少量DNA
功能:
线粒体是有氧呼吸的主要场所
(1)分解丙酮酸的细胞器
(2)消耗氧气的细胞器
(3)生成水、二氧化碳的细胞器
(4)产生大量的ATP的细胞器
(5)DNA的次要载体
第七章细胞基质与内膜系统
1、试述内质网的主要功能及其质量监控作用。
(1)蛋白质的合成(糙面内质网的主要功能)
(2)脂质合成(在光面内质网上)(3)蛋白质的修饰与加工(4)新生多肽的折叠与组装(5)肝细胞的解毒作用,肌质网储存与调节
试试高尔基体的结构特征及其生理功能。
结构特征:
>
顺面膜囊/网状结构:
中间多孔而连续的分支网状
高尔基体中间膜囊:
由扁平囊和管道组成形成不间隔,功能连续、完整的体系
高尔基体反面膜囊及反面高尔基网络:
蛋白分选的枢纽,蛋白包装形成网格蛋白/AP包被膜泡,蛋白“晚期”修饰
参与形成溶酶体;
参与细胞分泌活动:
调节型分泌组成型分泌蛋白质的糖基化及其修饰:
进行膜的转化功能;
将蛋白水解为活性物质
3、蛋白质糖基化的基本类型、
蛋白质的糖基化在糖基转移酶(glycosyltransferase)作用下发生在ER腔面。
1)基本类型:
N-连接糖基化(Asn);
O-氧连接糖基化(Ser/Thr)
4、溶酶体是怎样发生的?
它有哪些基本功能?
1)初级溶酶体由高尔基体分泌形成,含多种酸性水解酶。
次级溶酶体是正在进行消化作用的溶酶体,分为自噬溶酶体和异噬溶酶体。
残体又称后溶酶体,已失去酶活性,仅留未消化的残渣。
2)基本功能
⑴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,防御功能(病原体感染刺激单核细胞分化成巨噬细胞而吞噬、消化)
⑵作为细胞内的消化“器官”为细胞提供营养;
⑶分泌腺细胞中,溶酶体摄入分泌颗粒参与分泌过程的调节;
⑷参与清除赘生组织或退行性变化的细胞;
⑸受精过程中的精子的顶体(acrosome)反应。
5、过氧化物酶体与溶酶体有哪些区别?
怎样理解过氧化物酶体是异质性的细胞器。
相同点:
由一层单位膜膜包围;
为一类异质性细胞器。
不同点:
特征
溶酶体
微体(过氧化物酶体)
形态大小
直径0.2~0.5μm,无酶晶体
直径0.15~0.25μm,有酶晶体
酶的种类
酸性水解酶
氧化酶类
pH值
~5
~7
需氧与否
不需要
需要
功能
细胞内消化
主要与糖异生有关
发生
酶在RER上合成,经高尔基复合体出芽形成
酶在细胞质基质中合成,经分裂和组装形成
识别的标志酶
过氧化氢酶
第八章蛋白质分选与膜泡运输
2、已知的膜泡运输有哪几种类型?
各自主要功能如何?
⑴网格蛋白有被小泡的运输,负责蛋白质从高尔基体TGN向质膜、胞内体或溶酶体和植物液泡运输。
从TGN区出芽并由网格蛋白包被形成转运泡。
⑵COPⅡ有被小泡的运输,负责从内质网到高尔基体的物质运输。
由5种蛋白亚基组成的蛋白包被COPⅡ小泡,具有对转运物质的选择性并使之浓缩。
选择性体现在a.COPⅡ小泡能识别并结合跨膜内质网胞质面一端的信号序列;
b.跨膜内质网蛋白的一端作为受体与ER腔的可溶性蛋白结合。
⑶COPⅠ有被小泡的运输,负责回收、转运内质网逃逸蛋白返回内质网。
逃逸的内质网蛋白的回收是通过回收信号介导的特异性受体完成,这类受体能以COPⅠ有被小泡的形式捕获逃逸分子,并将其回收到内质网。
第九章细胞信号转导(重点:
3、4题)
2、简要比较G蛋白偶联受体介导的信号通路有何异同。
(1)激活离子通道的G蛋白偶联受体
当受体与配体结合被激活后,通过偶联G蛋白的分子开关做用,调控跨膜离子通道的开启与关闭,进而调节靶细胞的活性,如心肌细胞的M乙酰胆碱受体和视杆细胞的光敏感受体,都属于这类调节离子通道的G蛋白偶联受体。
(P167)
(2)激活或抑制腺苷酸环化酶的G蛋白偶联受体
在绝大多数的哺乳动物细胞中,G蛋白偶联受体介导的信号通路中,Gα亚基的首要效应酶是腺苷酸环化酶,通过腺苷酸环化酶活性的变化调节靶细胞内第二信使cAMP的水平,进而影响信号通路的下游事件。
(P169)
(3)激活磷脂酶C,以IP3和DAG作为双信使的G蛋白偶联受体
通过G蛋白偶联受体介导的另一条信号通路是磷脂酰肌醇信号通路,其信号转导是通过效应酶磷脂酶C完成的。
IP3刺激细胞内质网释放Ca+进入细胞质基质,使胞内Ca+浓度升高;
DAG激活蛋白激酶C(PKC),活化的PKC进一步使底物蛋白磷酸化,并可激活Na+/H+交换,引起细胞内pH升高。
以磷脂酰肌醇代谢为基础的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,分别激活两种不同的信号通路,即IP3-Ca+和DAG-PKC途径,实现细胞对外界信号的应答,因此把这种信号系统又称之为“双信使系统”。
4、概述受体酪氨酸激酶介质的信号通路的组成、特点及其主要功能。
受体酪氨酸激酶(RTK)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,迄今已鉴定有50余种,包括7个亚族。
所有RTK的N端位于细胞外,是配体结合域,C端位于胞内,具有酪氨酸激酶结构域,并具有自磷酸化位点。
它的胞外配体是可溶性或膜结合的多肽类或蛋白类激素,包括多种生长因子、胰岛素和胰岛素样生长因子等。
RTK主要功能是控制细胞生长、分化而不是调控细胞中间代谢。
(P176)
特点:
(1)激活机制为受体之间的二聚体化→自磷酸化→活化自身
(2)没有特定的二级信使,要求信号有特定的结构域
(3)有Ras分子开关蛋白的参与
(4)介导下游MAPK的激活(辅:
P171)
由RTK介导的信号通路具有广泛的功能,包括:
(1)调节细胞的增值和分化
(2)促进细胞存活
(3)细胞代谢的调节与校正作用(P178)
第十章细胞骨架
踏车行为
又称轮回,是微管组装后处于动态平衡的一种现象。
思考题:
1、除支持作用和运动功能外,细胞骨架还有什么功能?
怎样理解“骨架”的概念?
(辅导P198)
除支持作用和运动功能外,细胞骨架还具有为物质运输提供轨道、参与肌肉收缩和细胞分化、介导染色体的移动和动物细胞胞质分裂、形成细胞的特化结构等功能。
总结:
细胞骨架的成分、类型、功能。
细胞骨架
是细胞内以蛋白质纤维为主要成分的网络结构,由主要的三类蛋白纤维(filamemt)构成,包括微管、肌动蛋白纤维和中间纤维。
各种纤丝都是由上千个亚基组装成不分支的线性结构,有时交叉贯穿在整个细胞之中。
成分:
微丝、微管、中间纤维。
微丝确定细胞表面特征、使细胞能够运动和收缩。
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。
中间纤维使细胞具有张力和抗剪切力。
类型:
细胞骨架是细胞内以蛋白质纤维为主要成分的网络结构,由主要的三类蛋白纤丝构成:
包括微管、微丝(肌动蛋白纤维)和中间纤维。
细胞骨架对于维持细胞的形态结构及内部结构的有序性,以及在细胞运动,物质运输,能量转换,信息传递和细胞分化等一系列方面起重要作用。
第十一章细胞核与染色体(重点:
1、3)
1、概述细胞核的基本结构及其主要功能?
1)核被膜(包括核孔复合体):
外核膜,附有核糖体颗粒;
内核膜,有特有的蛋白成份(如核纤层蛋白B受体);
核纤层;
核周间隙、核孔(nuclearpore)。
其功能为:
构成核、质之间的天然选择性屏障;
避免生命活动的彼此干扰;
保护DNA不受细胞骨架运动所产生的机械力的损伤;
核质之间的物质交换与信息交流。
2)染色质:
指间期细胞核内由DNA、组蛋白、非组蛋白及少量RNA组成的线性复合结构,是间期细胞遗传物质存在的形式;
染色体(chromosome),指细胞在有丝分裂或减数分裂过程中,由染色质聚缩而成的棒状结构。
⑴染色质与染色体是在细胞周期不同的功能阶段可以相互转变的的形态结构
⑵染色质与染色体具有基本相同的化学组成,但包装程度不同,构象不同。
3)核仁:
纤维中心(fibrillarcenters,FC)、致密纤维组分(densefibrillarcomponent,DFC)、颗粒组分(granularcomponent,GC)、核仁相随染色质(nucleolarassociatedchromatin)、核仁基质((nucleolarmatrix)。
核糖体的生物发生(ribosomebiogenesis),包括rRNA的合成、加工和核糖体亚单位的装配;
rRNA基因转录;
rRNA前体的加工。
4)核基质或核骨架(nuclearskeleton):
{包括核基质、核纤层(或核纤层-核孔复合体结构体系),以及染色体骨架。
};
核骨架是存在于真核细胞核内真实的结构体系;
核骨架与核纤层、中间纤维相互连接形成贯穿于核与质的一个独立结构系统;
核骨架的主要成分是由非组蛋白的纤维蛋白构成的,含有多种蛋白成分及少量RNA;
核骨架与DNA复制、基因表达及染色体的包装与构建有密切关系。
2、试述核孔复合体的结构及其功能。
胞质环(cytoplasmicring)、外环、核质环(nuclearring)、内环、辐(spoke)、柱状亚单位(columnsubunit)、腔内亚单位(luminalsubunit)、环带亚单位(annularsubunit)、中央栓(centralplug)。
功能为:
核质交换的双向性亲水通道;
通过核孔复合体的主动运输;
亲核蛋白与核定位信号;
亲核蛋白入核转运;
转录产物RNA的核输出。
3、染色质按功能分为几类?
它们的特点是什么?
常染色质(euchromatin)
1)概念:
指间期核内染色质纤维折叠压缩程度低,处于伸展状态(典型包装率750倍),用碱性染料染色时着色浅的那些染色质。
2)特征:
DNA包装比约为1000~2000分之一;
单一序列DNA和中度重复序列DNA(如组蛋白基因和tRNA基因);
并非所有基因都具有转录活性,常染色质状态只是基因转录的必要条件而非充分条件
异染色质(heterochromatin)
碱性染料染色时着色较深的染色质组分。
2)类型:
结构异染色质(或组成型异染色质)(constitutiveheterochromatin)、兼性异染色质(facultativeheterochromatin);
结构异染色质或组成型异染色质,除复制期以外,在整个细胞周期均处于聚缩状态,形成多个染色中心。
3)结构异染色质特征:
①在中期染色体上多定位于着丝粒区、端粒、次缢痕及染色体臂的某些节段;
②由相对简单、高度重复的DNA序列构成,如卫星DNA;
③具有显著的遗传惰性,不转录也不编码蛋白质;
④在复制行为上与常染色质相比表现为晚复制早聚缩;
⑤在功能上参与染色质高级结构的形成,导致染色质区间性,作为核DNA的转座元件,引起遗传变异。
4)兼性异染色质特征:
在某些细胞类型或一定的发育阶段,原来的常染色质聚缩,并丧失基因转录活性,变为异染色质,如X染色体随机失活;
异染色质化可能是关闭基因活性的一种途径。
4、组蛋白和非组蛋白如何参与表观遗传的调控。
组蛋白修饰主要包括甲基化、乙酰化、磷酸化等。
其参与调控的方式主要包括:
1、改变空间结构,因为基因平时是以染色体形式存在的,在转录时需要通过组蛋白的改变打开,放转录因子进入;
2、作用于特定转录元件;
3、和DNA甲基化进行相互作用,来调控表达变化。
非组蛋白参与表观调控主要就是修饰组蛋白或者甲基。
5、试述从DNA到染色体的包装过程。
DNA为什么要包装成染色质?
从DNA到染色体经过四级包装过程:
一级结构,核小体→二级结构,螺线管(solenoid)→三级结构,超螺线管(supersolenoid)→四级结构,染色单体(chromatid)即:
DNA—压缩7倍—→核小体—压缩6倍—→螺线管—压缩40倍—→超螺线管—压缩5倍—→染色单体
经过四级螺旋包装形成的染色体结构,共压缩了8400倍。
6、分析中期染色体的三种功能原件及其作用。
1)自主复制DNA序列(autonomouslyreplicatingDNAsequence,ARS):
具有一段11-14bp的同源性很高的富含AT的共有序列及其上下游各200bp左右的区域是维持ARS功能所必需的。
2)着丝粒DNA序列(centromereDNAsequence,CEN):
两个相邻的核心区,80-90bp的AT区,11bp的保守区。
3)端粒DNA序列(telomereDNAsequence,TEL):
端粒序列的复制,端粒酶,在生殖细胞和部分干细胞中有端粒酶活性,端粒重复序列的长度与细胞分裂次数和细胞衰老有关。
7、概述核仁的结构及功能。
1)结构:
纤维中心(fibrillarcenters,FC),是rRNA基因的储存位点;
致密纤维组分(densefibrillarcomponent,DFC),转录主要发生在FC与DFC的交界处,并加工初始转录本;
颗粒组分(granularcomponent,GC),负责装配核糖体亚单位,是核糖体亚单位成熟和储存的位点;
核仁相随染色质(nucleolarassociatedchromatin)与核仁基质((nucleolarmatrix)。
2)功能:
是核糖体的生物发生场所,是一个向量过程(vetoricalprocess),即:
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;
rRNA基因转录的形态及其组织;
rRNA前体的加工;
核糖体亚单位的组装。
第十二章核糖体(重点:
2、3)
1、以80S核糖体为例,说明核糖体的结构成分及其功能。
核糖体是一种没有被膜包裹的颗粒状结构,其主要成分:
核糖体表面r蛋白质40%,核糖体内部rRNA60%。
80S的核糖体普遍存在于真核细胞内,由60S大亚单位与40S小亚单位组成,60S大亚单位相对分子质量为3200×
103,40S小亚单位的相对分子质量为1600×
103。
小亚单位中含有18S的rRNA分子,相对分子质量为900×
103,含有33种r蛋白;
大亚单位中含有一个28S的rRNA分子,相对分子质量为1600×
103,还含有一个5S的rRNA分子和一个5.8S的rRNA分子,含有49种r蛋白。
核糖体大小亚单位常游离于胞质中,只有当小亚单位与mRNA结合后大亚单位才与小亚单位结合形成完整核糖体。
肽链合成终止后,大小亚单位解离,重又游离于胞质中。
核糖体是合成蛋白质的细胞器,其唯一的功能是按照mRNA的指令由氨基酸高效且精确地合成多肽链。
2、已知核糖体上有哪些活性部位?
它们在多肽合成中各起什么作用?
活性部位及其作用:
⑴与mRNA的结合位点;
⑵与新掺入的氨酰-tRNA的结合位点——氨酰基位点,又称A位点;
⑶与延伸中的肽酰-tRNA的结合位点——肽酰基位点,又称P位点;
⑷肽酰转移后与即将释放的tRNA的结合位点——E位点(exitsite);
⑸与肽酰tRNA从A位点转移到P位点有关的转移酶(即延伸因子EF-G)的结合位点;
⑹肽酰转移酶的催化位点;
⑺与蛋白质合成有关的其它起始因子、延伸因子和终止因子的结合位点。
3、何谓多聚核糖体?
以多聚核糖体的形式行使功能的生物学意义是什么?
核糖体在细胞内并不是单个独立地执行功能,而是由多个甚至几十个核糖体串连在一条mRNA分子上高效地进行肽链的合成,这种具有特殊功能与形态结构的核糖体与mRNA的聚合体称为多聚核糖体。
2)多聚核糖体的生物学意义:
⑴细胞内各种多肽的合成,不论其分子量的大小或是mRNA的长短如何,单位时间内所合成的多肽分子数目都大体相等。
2以多聚核糖体的形式进行多肽合成,对mRNA的利用及对其浓度的调控更为经济和有效。
第十三章细胞周期与细胞分裂
1、什么叫细胞周期?
细胞周期各时期的主要变化是什么?
细胞周期是指分裂细胞从一次分裂结束到下一次分裂结束所经历的时期和顺序变化;
1)G1期:
主要特征是合成一定数量的RNA和某些专一性的蛋白质(触发蛋白);
2)S期:
DNA复制是S期的主要特征。
此外,也合成组蛋白和非组蛋白;
3)G2期:
1个细胞核的DNA含量由2C变为4C;
细胞在此期中要合成某些蛋白质;
4)M期:
核分裂和胞质分裂。
2、细胞周期同步化的方法有哪些?
比较其优缺点。
1)化学同步化
(1)将培养液中减少某种细胞必需的营养成分,过一段时间后再把该成分加进去,
(2)使用某种化学物质将细胞暂时阻滞到有丝分裂的一定时期。
消除抑制后,即可发生高度同步化的细胞分裂。
2)物理同步化
(1)温度温度是使细胞同步化的有效手段。
分裂前细胞的一些酶对温度非常敏感,高温可使分裂停止,而生物合成继续进行,因此有些细胞发生分裂的时间推迟,其它后进的细胞便趁此赶上来,达到同步化状态。
(2)辐射辐射也是引起细胞同步分裂的方法之一。
分裂前的细胞对射线很敏感,辐射可使细胞在分裂前积累,随后去除辐射,细胞便在同一时间开始分裂。
(3)有丝分裂抖落法在哺乳动物培养物中还可利用有丝分裂抖落法(mitoticshaking-off)进行分选。
第十四章细胞增殖调控与癌细胞
1、细胞周期中有哪些主要检出点?
各起什么作用?
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。
(S期内部检验点、DNA复制检验点)
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。
2、举例说明CDK激酶在细胞周期中如何执行调控功能的。
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。
3、为什么说肿瘤的发生是基因突变逐渐积累的结果?
根据大量的病例分析,癌症的发生一般并不是单一基因的突变,而至少在一个细胞中发生了5-6个基因突变,才能赋予癌细胞所有的特征,因此细胞基因组中产生与肿瘤发生相关的某一原癌基因的突变,并非马上形成癌,而是继续生长直至细胞群体中新的偶发突变的产生。
某些在自然选择中具有竞争优势的细胞,再经过类似的过程,逐渐形成具有癌细胞一切特征的恶性肿瘤。
癌症是一种典型的老年性疾病,它涉及一系列的原癌基因与肿瘤抑制基因的致癌突变积累。
第十五章细胞分化与胚胎发育
1、何为细胞分化?
为什么说细胞分化是基因选择性表达的结果?
(重点)
细胞分化:
在个体发育中,为执行特定的生理功能,由一种相同的细胞类型经细胞分裂后逐渐在形态、结构和功能上形成稳定性差异,产生各不相同的细胞类群的过程。
其本质