(4) 受体:一种能够识别和选择性结合信号分子(配体)的生物大分子。
(5) 分子开关:能够精确控制信号级联反应的一类蛋白质分子,它具有相应的激活和失活双重机制,使信号逐级放大和终止。
(6) 第二信使:第一信使与受体作用后,在胞内最早产生的信号分子,是胞内产生的非蛋白类的小分子,通过其浓度的变化应答胞外信号与细胞表面的结合,调节细胞内酶和非酶蛋白的活性。
(7) G蛋白:三聚体GTP调节蛋白,由α、β、γ三个亚基组成,α亚基具有GTP酶活性,是分子开关蛋白,α亚基与GDP结合时处于关闭状态,与GTP结合时处于开启状态。
第十章 细胞骨架
10.1 什么是真核细胞中的骨架体系及其基本功能,如何理解“骨架”的概念?
答: 细胞骨架是指真核细胞中的复杂的蛋白质纤维网架结构。
细胞质骨架体系:微丝、微管、中间纤维(1)核骨架-核纤层体系:纤维蛋白组成(2)细胞膜骨架:血影蛋白、肌动蛋白(3)细胞外基质:由细胞分泌的蛋白质和多糖构成的网络结构。细胞骨架系统顾名思义如同人体骨架一样其基本功能之一就是,作为支架作用,维持细胞的形态,此外还有3个功能分别是为各种细胞器提供附着点;为细胞内物质的运输和细胞器的运输提供机械支持和动力;参与细胞运动和信号转导。
10.2 试述微管的结构及特性,微管与哪些细胞器结构有关?
答:微管是存在于所有真核细胞中的,由微管蛋白组装成的管状结构。结构成分:微管13条原纤维构成的中空管状结构,平均外径24nm.每条原纤维基本成分是两种类型的微管蛋白亚基组成的异二聚(1)微管蛋白:455个氨基酸(+)GTP水解(2)微管蛋白:450个氨基酸(-)GTP不水解。微管根据其在细胞内存在的时间可分为暂时性的结构和相对稳定的结构,暂时性结构:间期细胞内的微管、分裂期细胞的纺锤丝微管;相对稳定的结构:纤毛、鞭毛内的轴丝微管、神经元突起内部的微管结构等。
10.3 简述微管组织中心在微管装配中的作用?
答:微管组织中心(WTOC):是微管进行组装的起始和延伸的细胞结构,能够起始微管的成核作用。含有γ微管蛋白;MTOC主要作用:参与微管装配过程中的成核反应, 微管从MTOC开始生长(类似结构:鞭毛纤毛基部的基体(一个中心粒)、动物细胞的中心体、植物细胞核外膜的成膜体)。
10.4 用哪些方法可以阻断微管的合成或促进微管的聚合?一个2n=14的二倍体细胞经低浓度的秋水仙素处理后,会出现什么结果?
答:可以使用秋水仙素和紫杉醇处理细胞,除此控制温度也能控制微管的聚合,具体结果如下。秋水仙素:生物碱,阻止微管的形成,并将细胞阻断在中期 ;紫杉醇:红豆杉属植物中的次生代谢产物,促进微管的聚合和稳定已聚合的微管;温度:当其他条件合适,环境温度高于20℃时微管蛋白亚基可以组装成微管,而当温度较低时微管会发生去组装,但冷稳定微管不会去组装。
10.5 试述纤毛中微管的结构及其运动机制?
答:结构:在纤毛内部微管与其附属蛋白组成形成轴丝。轴丝微管排列方式有3种(1)9+2型:轴丝外围是9组二联体微管,中间2根由中央鞘包围的中央微管;(2)9+0型:-----(3)9+4型。轴丝微管的正极都指向纤毛的顶端,外围的二联体由A管和B管组成,其中A为完全微管,由13个球形亚基组成,B为不完全微管,仅有10个亚基组成,另3个亚基与A共用。中央微管为单体微管。中央鞘和外周的二联管为题的A管间以放射辐连接,相连二联管以连接蛋白相连。有两个动力蛋白臂从A管伸出位于轴丝内侧和外侧。
运动机制:纤毛运动的本质是由轴丝动力蛋白所介导的相邻二联管微管之间的滑动。过程简述如下:由于纤毛中的微管都在辅助蛋白的作用下横向连成一体,纤毛动力蛋白的行走产生的动力转化为纤毛的局部弯曲动力。在中央微管和放射辐的调控下,基部的动力蛋白先被活化,随着轴丝上的动力蛋白依次被特异地活化和失活,这种弯曲就有规律的延轴丝向顶端传播。表现为纤毛的运动。
10.6 用细胞松弛素B处理分裂期的动物细胞将会产生什么现象?为什么?
答:细胞松弛素:真菌代谢产物。使微丝处于G-actin状态。切断微丝,阻止微丝装配。
结果:细胞质无法正常分裂形成多核细胞。
原因:细胞松弛素B的作用是抑制微丝的生成,而微丝通过形成收缩环的方式使细胞质分裂,从而参与细胞分裂.因此,最后会使细胞质无法正常分离,形成多核细胞。
10.7 试述微丝的结构特点及主要功能?常用的研究微丝的工具性药物是什么?
答:微丝:又称肌动蛋白纤维,由螺旋化的肌动蛋白纤维形成的直径约7-9 nm的纤维。
结构特点:(1)主要结构成分为肌动蛋白;(2)肌动蛋白呈球形,裂缝内部有一个核苷酸和一个二价阳离子结合位点;(3)微丝直径约为7nm;(4)具有不对称性和极性,具有裂缝的一端为负极。
主要功能:(1)参与细胞的连接(黏着带与黏着斑),维持细胞的形态;(2)细胞内运输作用;(3)细胞质流动;(4)细胞爬行;(5)单细胞爬行;(6)多细胞的爬行;(7)肌细胞的收缩运动;(8)细胞分裂过程中收缩环的形成(9)吞噬泡的形成。
10.9 试比较微管、微丝、中间纤维在结构和功能上的主要特点。
10.8 简述微丝的装配和去装配过程,以肌肉运动为例,说明微丝结合蛋白(肌球蛋白、原肌球蛋白和肌钙蛋白)肌肉收缩中的作用。
答:微丝的装配主要分为3个时期,分别是成核期、延伸期和稳定期。成核期:G-actin开始聚合,其二聚体不稳定,易水解,只有形成三聚体才稳定,即核心形成;延伸期:一旦核心形成,G-actin单体快速地在核心两端添加上去;稳定状态:微丝延伸到一定时期,纤维正极组装的速度与负极解聚的速度相同,纤维的长度保持不变,此时即进入稳定状态。
微丝结合蛋白:细胞中存在的一类能与肌动蛋白单体或纤维状肌动蛋白结合的,可改变其特性的蛋白。
作用:形成独特的网络结构,执行特定的功能。
以肌肉运动为例:
肌球蛋白:不同种类肌球蛋白的特殊功能由它们的尾部决定:(1)肌球蛋白Ⅰ:內吞、吞噬泡等囊泡的运输,胞质收缩等;(2)肌球蛋白Ⅴ:膜泡和细胞器的运输;(3)肌球蛋白Ⅱ:肌收缩、胞质分裂、张力纤维等具有收缩能力的细胞结构中发挥作用.
原肌球蛋白:由两条平行的多肽链扭成螺旋,每个Tm的长度相当于7个肌动蛋白,呈长杆状。原肌球蛋白与肌动蛋白结合,位于肌动蛋白双螺旋的沟中,主要作用是加强和稳定肌动蛋白丝,调节肌动蛋白与肌球蛋白结合。
肌钙蛋白:含三个亚基,肌钙蛋白C特异地与Ca2+结合,肌钙蛋白T与原肌球蛋白有高度亲和力,肌钙蛋白I抑制肌球蛋白的ATP酶活性,主要作用是调节肌肉的收缩。
10.10 名词解释:中心体与中心粒、MTOC
(1)中心体与中心粒:在动物细胞的中心体中含有一堆桶装的中心粒,它们彼此垂直分布,外被无定型的中心粒外周物质,动物细胞间期微管从中心体开始装配。中心粒是一个直径0.2um长0.4um的桶装结构,每个中心粒中有9组等距的三联体微管。
(2)微管组织中心(WTOC):是微管进行组装的起始和延伸的细胞结构,能够起始微管的成核作用,含有γ微管蛋白。
第十一章 细胞核与染色体
11.1 概述细胞核的基本结构及其主要功能。
11.2 简述核孔复合体的结构及其功能。
11.3 概述染色质的类型及其特征。
11.4 简述染色质的化学组成,比较组蛋白与非组蛋白的特点及其作用。
11.5 试述核小体的结构要点,染色质是如何经核小体串珠状结构包装成染色体的?
11.6 什么是核型分析,它在生物学研究中有何作用?
11.7 叙述染色体的基本形态结构。
11.8 名词解释:亲核蛋白、核定位序列与核输出序列、染色质与染色体、着丝粒与着丝点、主缢痕与次缢痕、随体、端粒、核仁周期
第十三、十四章 细胞周期、细胞分裂与细胞增殖调控
13.1 什么是细胞周期?简述标准的细胞周期各时期主要生物合成变化。
13.2 什么是细胞周期同步化?请例举细胞周期同步化的常用方法。
13.3 总结有丝分裂和减数分裂各时期的主要特征。
13.4 比较有丝分裂和减数分裂的异同。
13.5 细胞骨架体系在细胞分裂中有何作用?
13.6 周期蛋白与CDK激酶在细胞周期中是如何执行调节功能的?
13.7 泛素化降解途径在细胞周期调控中有何作用?
13.8 MPF、CDK和周期蛋白三者有何关系,在细胞周期运转调控中有何作用?
13.9 何谓细胞增殖?细胞增殖过程中G1期向S期转化如何被调控?
13.10 名词解释:细胞增殖、联会与联会复合体,PCC,MPF,CDK,周期蛋白,APC
第十五、十六章 细胞分化、细胞死亡与细胞衰老
15.1 试述细胞的全能性,举例说明。
答:细胞全能性:指细胞经分裂和分化后,仍具有产生完整个体的潜能或特性。动物受精卵及卵裂早期的胚胎细胞都具有细胞的全能性,植物的体细胞在适宜条件下可以培育成完整的植株如玉米胚乳细胞。
15.2 什么是细胞分化?简述细胞分化过程中基因差别表达的组合调节作用。
答:细胞分化:细胞分化是个体发育中,由一种相同的细胞类型经细胞分裂后逐渐在形态、结构和功能形成稳定性差异,产生不同的细胞类群的过程。
基因表达的组合调控:每种类型的细胞分化是由多种调控蛋白共同调控完成的。
15.3 细胞衰老的特征与原因是什么?何谓衰老的自由基学说?
答:细胞衰老的特征:
1. 形态学特征:质膜:流动性降低、粘度增加,连接子减少;
细胞质:形成致密体和空泡;
线粒体:数目减少、体积增大;
高尔基体:碎裂;
细胞核:增大、核膜内折,染色质固缩化;
内质网:数量减少,弥散无序解体,尼氏体下降;
内含物:糖原减少、脂肪积累。
2. 分子水平变化:(1)DNA:从总体上DNA复制与转录在细胞衰老时均受抑制,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:合成下降;自由基使蛋白质肽断裂,交联而变性,蛋白质稳定性下降;酶活性中心被氧化,最终导致酶失活,与衰老相关的β-半乳糖甘酶活化(pH6.0);(4)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. 自由基学说:衰老是由自由基对细胞成分的有害进攻造成的;维持体内适当的抗氧化水平和自由基清除能力可以延长寿命和推迟衰老。(自由基是指那些在原子核外层轨道上具有不成对电子的分子或原子基团,普遍存在于生物系统。)
15.4 什么是Hayflick界限,有什么实验依据?
答:概念:细胞至少是培养细胞,不是不死的,而是有一定的寿命;细胞的寿命和增殖能力都具有一定的时间界限。Hayflick与Moorhead将已经分裂40次的正常男性成纤维细胞与已经分裂10次的正常女性成纤维细胞混合培养,同时单独培养的细胞作为对照;当单独培养的细胞停止分裂时检查混合培养细胞,发现仅剩下具有巴氏小体标志的女性成纤维细胞。
15.5 什么叫细胞的程序性死亡?阐述细胞凋亡的生物学意义?
答:1.程序性细胞死亡:为维持内环境稳定,由基因控制的细胞自主的有序性的细胞死亡。它涉及一系列基因的激活、表达以及调控等的作用,因而是具有生理性和选择性的。
2.细胞凋亡的生物学意义:
(1)细胞凋亡是细胞生命活动的重要过程:
①确保正常发育生长: 清除多余的、失去功能价值的细胞、维持机体细胞数量平衡;
②维持内环境稳定:清除受损突变细胞,自身反应细胞,衰老细胞。
(2)细胞凋亡是生命体抵御外来逆境的重要途径。如感染病毒细胞凋亡,阻止病毒复制。参与自身免疫耐受的建立。
15.6 何谓胚胎干细胞、多能干细胞和单能干细胞,相互之间有何关系?