（3）    酶偶联的受体  至少包括5类：受体酪氨酸激酶、受体丝氨酸/苏氨酸激酶、受体酪氨酸磷酸酯酶、受体鸟苷酸环化酶、酪氨酸蛋白激酶联系的受体。
配体与受体结合，引起受体二聚化，激活受体的激酶活性，随记引起一系列磷酸化级联反应，最终导致细胞生理、基因表达的改变。

 四、 以克隆大熊猫为题设计一个研究课题，包括立项依据、研究目的、研究内容、技术路线及预期结果。（30分）
 答：
2001年中科院动物所细胞生物学考博试题
 
一、 名词解释：（每条4分，共40分）
1．原核细胞：prokaryotic cell，细胞内遗传物质没有膜包围的一大类细胞。遗传信息量小，仅有一个环状DNA分子，细胞内没有细胞器和细胞核膜。进化地位较低。
6. 类囊体：thylakoid，在植物叶绿体基质中，许多由单位膜封闭形成的扁平小囊称为类囊体，一般沿线粒体长轴平行排列，是光合作用的主要场所。
2． 核纤层：nuclear lamina，是一层紧贴内层核膜下，由纤维蛋白构成的网络结构，与胞质中间纤维、核骨架密切联系。
7. 溶酶体 
3．着丝粒：centromere，染色体中将两条姐妹染色单体结合起来的区域，由无编码意义的高度重复DNA序列组成，一般位于染色体的主缢痕或染色体端部，在其两侧各有一由蛋白质构成的动粒。真核生物细胞进行有丝分裂(mitosis)和减数分裂(meiosis)时，着丝粒介导染色体分离。
8. 协同运输:cotransport，是一类由Na+-K+泵（或H+泵）与载体蛋白协调作用，靠间接消耗ATP所完成的主动运输。物质跨膜运动所需要的直接动力来自膜两侧离子电化学浓度梯度，维持这种离子电化学梯度是通过Na+-K+泵（或H+泵）消化ATP实现的。动物细胞的协同运输利用膜两侧的Na+电化学梯度来驱动，植物细胞和细菌常利用H+电化学梯度来驱动。
4．异染色质：heterochromatin，指间期核中，染色质纤维折叠压缩程度高，处于聚缩状态，用碱性染料染色着色深的染色质。分为结构异染色质（组成型异染色质）和兼性异染色质。
9. 微管：microtubule， 是存在于所有真核细胞中由微管蛋白装配成的长管状细胞器，平均外径为24 nm，通过其亚单位的装配和去装配改变长度，对低温、高压和秋水仙素等药物敏感。细胞内微管呈网状、束状分布，并能与其他蛋白共同装配成纺锤体、基粒、中心粒、鞭毛、纤毛、轴突、神经管等结构，参与细胞形态维持、细胞运动和细胞分裂。
5．核糖体：ribosome,是细胞内一种核糖核蛋白颗粒，无被膜包裹，直径约25 nm，主要由RNA(rRNA)和蛋白质构成，其功能是依据 mRNA合成蛋白质多肽链，细胞内蛋白质合成机器。
10.细胞的程序死亡：
 二、 细胞连接有哪几种类型，各有何功能？（20分）
答：细胞连接是多细胞有机体中相邻细胞间通过细胞质膜相互联系，协调作用的重要组织方式。根据行使功能的不同，细胞连接分为3类：
（1）    封闭连接（occluding junctions）：紧密连接(tight junction)是封闭连接的主要形式，一般存于上皮细胞之间，它将相邻细胞的质膜密切地连接在一起，阻止溶液中的分子沿细胞间隙渗入体内。紧密连接可组织可溶性物质从上皮细胞层一侧扩散到另一侧，其重要的封闭作用；同时还将上皮细胞的游离端与基底面细胞膜上的膜蛋白相互隔离，以行使各自的功能。因此紧密连接还有隔离和支持功能。
（2）    锚定连接（anchoring junction）:通过细胞骨架系统将细胞与相邻细胞或细胞与基质之间连接起来。根据直接参与细胞连接的骨架纤维的性质不同，锚定连接分为与中间纤维相关的锚定连接（桥粒desmosome和半桥粒 hemidesmosome）和与肌动蛋白纤维相关的锚定连接（粘着带 adhesion belt和粘着斑 focal adhesion）。细胞质内的中间纤维通过桥粒相互连接，形成贯穿整个组织的整体网络，支持组织并抵抗外界压力和张力。半桥粒通过细胞膜上膜蛋白—整联蛋白将细胞固着在基底膜上。桥粒和粘着带都是介导细胞和相邻细胞连接；半桥粒和粘着斑介导细胞和基质连接。
（3）    通讯连接（communicating junctions）:主要包括间隙连接（gap junction）、神经细胞间的化学突触（chemical synapse）和植物细胞中的胞间连丝（plasmodesmata）。间隙连接在代谢偶联、神经冲动信息传递（电突触）、早期胚胎发育和细胞分化中起作用；胞间连丝用于高等植物细胞间的通讯联络；化学突触用是可兴奋细胞之间的细胞连接方式，通过释放神经递质传导神经冲动。
三、 简述内质网的结构和功能。（10分）
答：内质网（endoplasmic reticulum, ER）是真核细胞重要的细胞器，由封闭的膜系统及其围成的腔形成互相沟通的网状结构。内质网通常占细胞膜系统的一半左右，体积约占总体积10%以上，在不同类型细胞，或在同一细胞不同发育阶段和生理状态下，内质网结构和功能会发生明显变化。
根据结构和功能，内质网分为糙面内质网（rough endoplasmic reticulum, rER）和光面内质网（smooth endoplasmic reticulum, sER）。糙面内质网：多呈扁囊状，排列较整齐，在膜表面结合大量核糖体，主要功能是合成分泌性的蛋白和多种膜蛋白。光面内质网：常为分支管状，表面没有核糖体结合，形成复杂的立体结构，是脂质合成的重要场所。光面内质网所占的区域通常较小，往往作为出芽位点，将内质网上合成的蛋白质或脂质转移到高尔基体内。
内质网常与外层核膜连接，内质网腔与核周隙相沟通，外核膜有时也附着大量核糖体。光面内质网与高尔基体在结构、功能与发生上的关系更密切。在合成旺盛的细胞内，糙面内质网重视与线粒体紧密相依。在间期细胞中，内质网的分布常与微管的走向一致，且总是沿微管向细胞周缘延伸，驱动蛋白与内质网结合。
功能：（1）蛋白质合成
   细胞中的蛋白质都是在核糖体上合成，并都是起始于细胞质基质中。有些蛋白刚起始合成不久就转移到内质网膜上，继续进行蛋白质合成。在糙面内质网上，多肽链一边延伸一边穿过内质网进入内质网腔中。以这种方式合成的蛋白主要包括：向细胞外分泌的蛋白、膜的整合蛋白、构成细胞器中的可溶性驻留蛋白。
（2）    脂质合成
内质网合成构成细胞所需的包括磷脂和胆固醇在内的几乎全部膜脂，其中最主要的磷脂是磷脂酰胆碱（卵磷脂）。合成磷脂所需的3种酶都定位在内质网膜上，其活性部位在膜的细胞质基质一侧，合成磷脂的底物来自细胞质基质。
在内质网膜上合成的磷脂几分钟就由细胞质基质侧转向内质网腔面，由磷脂转位因子（phospholipid translocator）或称转位酶（flippase）帮助完成。合成的磷脂由内质网向其他膜转运有两种方式：一种是以出芽方式转运到高尔基体、溶酶体和细胞膜上；另一种方式是凭借磷脂转换蛋白（phospholipid exchange protein, PEP ,水溶性载体蛋白）在膜之间转移磷脂，将磷脂从合成部位转移到线粒体或过氧化物酶体膜上。
（3）    蛋白质的修饰与加工
   进入内质网的蛋白质发生的主要化学修饰有糖基化、羟基化、酰基化和二硫键形成等。
  糖基化：糖基化伴随多肽合成同时进行，是内质网中最常见的蛋白修饰。在内质网腔面，寡糖链连接在插入膜内的磷酸多萜醇上，当与糖基化有关的氨基酸残基出现后，通过膜上的糖基转移酶作用，将寡糖基由磷酸多萜醇转移到天冬酰胺残基上。（N-连接的糖基化）
  酰基化：发生在内质网的胞质侧，通常是软脂酸共价结合在跨膜蛋白的半胱氨酸残基上。
（4）    新生多肽的折叠与装配
在内质网膜或内质网腔中，不能正确折叠的畸形肽链或未装配成寡聚体的蛋白质亚单位，一般都不能进入高尔基体。这类多肽一旦被识别，便通过Sec61p复合体从内质网腔转至细胞质基质，继而被蛋白酶体降解。
内质网中的蛋白二硫键异构酶可以切断二硫键，形成自由能最低的蛋白构象，帮助新合成的蛋白重新形成二硫键并处于正确折叠的状态。
内质网的结合蛋白（binding protein， Bip）可以识别不正确折叠的蛋白或未装配好的蛋白亚单位，并促进它们重新折叠与装配。
（5）    内质网其他功能
肝细胞的光面内质网有解毒功能。肌细胞中特化的肌质网具有Ca2+—ATP酶功能，将基质中的Ca2+泵入肌质网中。

 四、 就你感兴趣的课题，写一份研究设计方案。包括题目名称、立项依据、目的意义、技术路线、创新之处及预期结果。（30分）
 
2010年中科院动物所细胞生物学考博试题
一名词的英语表述并解释
1. 乙酰胆碱: acetylcholine, 是一种传递神经脉冲的神经递质，在胆碱乙酰化酶作用下由胆碱合成而得。主要存在于突触前的胆碱能神经末梢部位。
2. 三羧酸循环: tricarboxylic acid cycle，体内物质糖类、脂肪或氨基酸有氧氧化的主要过程。通过生成的乙酰辅酶A与草酰乙酸缩合生成柠檬酸(三羧酸)开始，再通过一系列氧化步骤产生CO2、NADH及FADH2，最后仍生成草酰乙酸，进行再循环，从而为细胞提供了降解乙酰基而提供产生能量的基础。由克雷布斯(Krebs)最先提出。
3. 蓝藻（蓝细菌）：Cyanobacteria，蓝藻是原核生物，又叫蓝绿藻、蓝细菌；大多数蓝藻的细胞壁外面有胶质衣，因此又叫粘藻。在所有藻类生物中，蓝藻是最简单、最原始的一种。蓝藻是单细胞生物，没有细胞核，但细胞中央含有核物质，通常呈颗粒状或网状，染色质和色素均匀的分布在细胞质中。该核物质没有核膜和核仁，但具有核的功能，故称其为原核（或拟核）。在蓝藻中还有一种环状DNA——质粒，在基因工程中担当了运载体的作用。
4. 基因组，
5. 突触，
6. 细胞因子：cytokine，由免疫系统细胞以及其他类型细胞主动分泌的一类小分子量的可溶性蛋白质。包括淋巴因子、干扰素、白介素、肿瘤坏死因子、趋势化因子和集落刺激因子等。是免疫系统细胞间，以及免疫系统细胞与其他类型细胞间联络的核心，能改变分泌细胞自身或其他细胞的行为或性质，通过与细胞特异的膜受体而起作用。
7. DNA芯片：DNA chip，DNA微阵列(DNA microarray)，可在同一时间对大量样品进行高通量分析的技术。即利用类似于大规模集成电路的技术手段，借助光刻技术及化学固相合成法,将DNA探针阵列分布于玻璃或硅基片上，与液相中待测组分进行杂交，通过检测荧光或其他标记物而分析反应结果。
8. 增强子：enhancer，存在于基因组中的对基因表达有调控作用的DNA调控元件，这类DNA序列通过结合特定的转录因子或影响DNA构象能大大增强与之连锁的基因转录活性，从而明显地提高RNA转录速率。增强子特征：①与启动子的相对位置无关，且具有远距离效应；②与启动子取向无关，可位于启动子上游、下游或内含子中，都能起增强功能；③增强子的生物学效应需要特定的转录因子参与；④有些启动子（如SV40增强子）能对异源的启动子发挥作用，但多数增强子具有组织和种族特异性。
9. 结构基因：structural gene，负责编码细胞代谢途径中组成型蛋白质的基因。其所编码的蛋白质一般不作为调节因子。一般指编码蛋白质的基因。广义上也包括编码RNA的基因。
二 综述题
1、    真核生物基因表达的调控及其功能
2、    有关细胞衰老的几种假说
答：1. 分子机理之差错学派
细胞衰老是各种细胞成分在受到内外环境的损伤作用后，因缺乏完善的修复，使“差错”积累，导致细胞衰老。根据对导致“差错”的主要因子和主导因子的认识不同，可分为不同的学说，这些学说各有实验证据。
① 代谢废物积累学说 　细胞代谢产物积累至一定量后会危害细胞，引起衰老，哺乳动物脂褐质的沉积是一个典型的例子，脂褐质是一些长寿命的蛋白质和DNA、脂类共价缩合形成的巨交联物，次级溶酶体是形成脂褐质的场所，由于脂褐质结构致密，不能被彻底水解，又不能排出细胞，结果在细胞内沉积增多，阻碍细胞的物质交流和信号传递。最后导致细胞衰老。
② 大分子交联学说  过量的大分子交联是衰老的一个主要因素，如DNA交联和胶原胶联均可损害其功能，引起衰老。在临床方面胶原交联和动脉硬化、微血管病变有密切关系。
③ 自由基学说 　自由基是一类瞬时形成的含不成对电子的原子或功能基团，普遍存在于生物系统。其种类多、数量大，是活性极高的过渡态中间产物。如O2ˉ••、OH•和各类活性氧中间产物，正常细胞内存在清除自由基的防御系统，包括酶系统和非酶系统。
自由基的化学性质活泼，可攻击生物体内的DNA、蛋白质和脂类等大分子物质，造成损伤，如DNA的断裂、交联、碱基羟基化。蛋白质的变性而失活，膜脂中不饱和脂肪酸的氧化而流动性降低。　　
④ 体细胞突变学说　认为诱发和自发突变积累和功能基因的丧失，减少了功能性蛋白的合成，导致细胞的衰老和死亡。如辐射可以导致年轻的哺乳动物出现衰老的症状，和个体正常衰老非常相似。
⑤ DNA损伤修复学说　外源的理化因子，内源的自由基本均可导致DNA的损伤。正常机体内存在DNA的修复机制，可使损伤的DNA得到修复，但随着年龄的增加，这种修复能力下降，导致DNA的错误累积，最终细胞衰老死亡。DNA的修复并不均一，转录活跃基因被优先修复，而在同一基因中转录区被优先修复，而彻底的修复仅发生在细胞分裂的DNA复制时期。
⑥    端粒学说　染色体两端有端粒，细胞分裂次数多，端粒向内延伸，正常DNA受损。
⑦ 生物分子自然交联学说　1）各种生物分子不是一成不变的，而是随着时间推移按一定自然模式发生进行性自然交联。2）进行性自然交联使生物分子缓慢联结，分子间键能不断增加，逐渐高分子化，溶解度和膨润能力逐渐降低和丧失，其表型特征是细胞和组织出现老态。3）进行性自然交联导致基因的有序失活，使细胞按特定模式生长分化，使生物体表现出程序化和模式化生长、发育、衰老以至死亡的动态变化历程。
2.分子机理之遗传论学派
认为衰老是遗传决定的自然演进过程，一切细胞均有内在的预定程序决定其寿命，而细胞寿命又决定种属寿命的差异，而外部因素只能使细胞寿命在限定范围内变动。
① 细胞有限分裂学说
L.Hayflick (1961)报道，人的纤维细胞在体外培养时增殖次数是有限的。正常的动物细胞无论是在体内生长还是在体外培养，其分裂次数总存在一个“极极值”。此值被称为“Hayflick”极限，亦称最大分裂次数。现在普遍认为细胞增殖次数与端粒DNA长度有关。 　　
Harley等1991发现体细胞染色体的端粒DNA会随细胞分裂次数增加而不断缩短。DNA复制一次端粒就缩短一段，当缩短到一定程度至Hayflick点时，细胞停止复制，而走向衰亡。　
端粒的长度还与端聚酶的活性有关，端聚酶是一种反转录酶，能以自身的RNA为模板合成端粒DNA，在精原细胞和肿瘤细胞（如Hela细胞）中有较高的端聚酶活性，而正常体细胞中端聚酶的活性很低，呈抑制状态。
② 重复基因失活学说
真核生物基因组DNA重复序列不仅增加基因信息量，而且也是使基因信息免遭机遇性分子损害的一种方式。主要基因的选择性重复是基因组的保护性机制，也可能是决定细胞衰老速度的一个因素，重复基因的一个拷贝受损或选择关闭后，其它拷贝被激活，直到最后一份拷贝用完，细胞因缺少某种重要产物而衰亡。
③ 衰老基因学说
统计学资料表明，子女的寿命与双亲的寿命有关，各种动物都有相当恒定的平均寿命和最高寿命，物种的寿命主要取决于遗传物质，DNA链上可能存在一些“长寿基因”或“衰老基因”来决定个体的寿限。
3、    微管的结构组成及功能
答：微管 microtubule; MT，由微管蛋白原丝组成的不分支的中空管状结构。直径约25 nm，是细胞骨架成分，与细胞支持和运动有关。纺锤体、真核细胞纤毛、中心粒等均系由微管组成的细胞器。
微管是直径24~26nm的管状纤维，长度变化很大，常延伸纤毛、鞭毛或伪足等细胞凸起中。微管由α和β管蛋白和少量微管结合蛋白的聚合作用而成。微管蛋白是构成微管的主要蛋白，他有α和β型，两个分子联结在一起形成二聚体，由它螺旋盘绕装配称微管的壁。13个二聚体构成一周，在很多细胞中，微管不是光滑的，常覆盖刺状结构，具有重要功能。
微管可装配成单管、二联管（鞭毛和纤毛）或三联管（基体和中心粒）。大量的桥或臂状物结构与微管相联系，这些微管附属结构功能：①稳定微管；②把微管跨接成一定的行列；③把微管跨接到其他结构上，主要是膜；④产生力，如动力蛋白，臂状物和纤毛及鞭毛的二联体微管相连产生了纤毛、鞭毛运到的能量。
   在每根微管中微管蛋白二聚体头尾相接, 形成细长的原纤维(protofilament), 13条这样的原纤维纵向排列组成微管的壁。微管是直径为24-26nm的中空圆柱体。外径平均为24nm, 内径为15nm。微管壁大约厚5nm，微管通常是直的, 但有时也呈弧形。细胞内微管呈网状和束状分布, 并能与其他蛋白共同组装，可装配成单管，二联管（纤毛和鞭毛中），三联管（中心粒和基体中），纺锤体、基粒、轴突、神经管等结构。它是由13 条原纤维（protofilament）构成的中空管状结构，直径22—25纳米。微管蛋白二聚体由结构相似的α和β-微管蛋白构成，两种亚基均可结合GTP，α-微管蛋白结合的GTP从不发生水解或交换，是α-微管蛋白的固有组成部分；而作为GTP酶，β-微管蛋白可水解结合的GTP，结合的GDP可交换为GTP。微管和微丝一样，具有生长速度较快解离速度较慢的(+)端和生长速度较慢解离速度较快的(-)端。微管在细胞内起支撑作用。另外它还是两种运载分子，驱动蛋白（Kinesin）和运动蛋白（Dynein）的行走轨道。微管可能连带附在其上的运动蛋白会发放信号促进粘着斑的解聚，后者是粘着斑的周转和尾部与底质分离过程中重要的一步。
    微管结合蛋白（microtubule associated proteins MAPs）分子至少包含一个结合微管的结构域和一个向外突出的结构域。突出部位伸到微管外与其它细胞组分（如微管束、中间纤维、质膜）结合。
MAP的主要功能是：①促进微管聚集成束；②增加微管稳定性或强度；③促进微管组装。包括I 型和II型两大类， I 型对热敏感，如MAP1a、 MAP1b，主要存在于神经细胞 。II型热稳定性高，包括 MAP2a、b、c，MAP4和tau蛋白。其中 MAP2只存在于神经细胞,，MAP2a的含量减少影响树突的生长。
微管功能：
①    支架作用　细胞中的微管起支撑作用，在培养的细胞中，微管呈放射状排列在核外，（+）端指向质膜，形成平贴在培养皿上的形状。在神经细胞的轴突和树突中，微管束沿长轴排列，起支撑作用，在胚胎发育阶段微管帮助轴突生长，突入周围组织，在成熟的轴突中，微管是物质运输的路轨。
②    细胞内运输　微管起细胞内物质运输的路轨作用，破坏微管会抑制细胞内的物质运输。与微管结合而起运输作用的马达蛋白有两大类：驱动蛋白kinesin，动力蛋白dynein，两者均需ATP提供能量。驱动蛋白Kinesin由两条轻链和两条重链构成的四聚体，外观具有两个球形的头（具有ATP酶活性）、一个螺旋状的杆和两个扇子状的尾。通过结合和水解ATP，导致颈部发生构象改变，使两个头部交替与微管结合，从而沿微管“行走”，将“尾部”结合的“货物”（运输泡或细胞器）转运到其它地方。动力蛋白Dynein（因与鞭毛和纤毛的运动有关而得名）分子量巨大（接近1.5Md），由两条相同的重链和一些种类繁多的轻链以及结合蛋白构成（鞭毛二联微管外臂的动力蛋白具有三个重链）。其作用主要有以下几个方面：在细胞分裂中推动染色体的分离、驱动鞭毛的运动、向着微管（-）极运输小泡。
③    形成纺锤体　纺锤体是一种微管构成的动态结构，其作用是在分裂细胞中牵引染色体到达分裂极。
④  纤毛与鞭毛的运动　纤毛与鞭毛是两种相似的细胞外长物，前者较短，约5~10um；后者较长，约150um，两者直径相似，均为0.15~0.3um。鞭毛和纤毛均由基体和鞭杆两部分构成，鞭毛中的微管为9+2结构，即由9个二联微管和一对中央微管构成，其中二联微管由AB两个管组成，A管由13条原纤维组成，B管由10条原  dynein纤维组成，两者共用3条。A管对着相邻的B管伸出两条动力蛋白臂，并向鞭毛中央发出一条辐。基体的微管组成为9+0，并且二联微管为三联微管所取代，结构类似于中心粒。纤毛和鞭毛的运动是依靠动力蛋白（dynein）水解ATP，使相邻的二联  鞭毛结构微管相互滑动。
⑤ 植物细胞壁的形成 　植物的细胞壁分为三层，即胞间层，初生壁，次生壁。其中，初生壁中的纤维成网状，次生壁成平行脉络。其原纤维走向与植物细胞内的微管排布密切相关。 　　
⑥ 癌细胞的识别 　癌细胞内部的微管组织系统受癌基因的不正常表达而发生巨大变化，其功能和作用也与癌变之前有较大差异。医学上可以根据微管系统的功能和形态来判断病人是否患有癌症。


4、 设计一实验技术来验证膜整合蛋白的哪部分属于膜外侧部分，哪部分是膜内侧部分
答：改变NaCl高盐溶液浓度溶解：膜外侧蛋白
    非离子去垢剂Triton X-100溶解：膜整合蛋白


5、 写自己感兴趣的一个关于细胞生物学的主题，包括所用技术，已取得的成果，存在的问题，研究的前景（展望）等方面