考研细胞生物学(简答).doc

第二章：细胞的基本知识概要1、如何理解“细胞是生命活动的基本单位”这一概念？1）一切有机体都有细胞构成，细胞是构成有机体的基本单位2）细胞具有独立的、有序的自控代谢体系，细胞是代谢与功能的基本单位3）细胞是有机体生长与发育的基础4）细胞是遗传的基本单位，细胞具有遗传的全能性5）没有细胞就没有完整的生命6）细胞是多层次非线性的复杂结构体系7）细胞是物质（结构）、能量与信息过程精巧结合的综合体8）细胞是高度有序的，具有自装配与自组织能力的体系2、细胞的基本共性是什么？1）所有的细胞表面均有由磷脂双分子层与镶嵌蛋白质构成的生物膜2）所有的细胞都有DNA与RNA两种核酸3) 所有的细胞内都有作为蛋白质合成的机器核糖体4）所有细胞的增殖都是一分为二的分裂方式3、 说明原核细胞与真核细胞的主要差别。 要 点原 核 细 胞真 核 细 胞细胞核无膜包围，称为拟核有双层膜包围染色体形状数目组成DNA序列环状DNA分子一个基因连锁群DNA裸露或结合少量蛋白质无或很少重复序列核中的为线性DNA分子; 线粒体和叶绿体中的为环状DNA分子 两个或多个基因连锁群 核DNA同组蛋白结合，线粒体和叶绿体中的DNA裸露有重复序列基因表达RNA和蛋白质在同一区间合成RNA在核中合成和加工; 蛋白质在细胞质中合成细胞分裂二分或出芽有丝分裂或减数分裂内 膜无独立的内膜有, 分化成细胞器细胞骨架无普遍存在呼吸作用和光合作用酶的分部质 膜线粒体和叶绿体（植物）核糖体70S（50S30S）80S（60S40S）第四章：细胞膜与细胞表面4、何谓细胞外被？它有哪些功能？ 1) 细胞外被是指动物细胞表面的由构成质膜的糖蛋白和糖脂伸出的寡糖链组成的厚约1020nm的绒絮状结构。 2) 功能：(1) 细胞识别；(2) 血型抗原；(3) 酶活性。5、细胞连接都有哪些类型？各有何结构特点？ 细胞连接按其功能分为：紧密连接，锚定连接，通讯连接。1) 紧密连接（封闭连接），细胞质膜上，紧密连接蛋白(门蛋白)形成分支的链索条，与相邻的细胞质膜上的链索条对应结合，将细胞间隙封闭。 2) 锚定连接：通过中间纤维（桥粒、半桥粒）或微丝（粘着带和粘着斑）将相邻细胞或细胞与基质连接在一起，以形成坚挺有序的细胞群体、组织与器官。3) 通讯连接：包括间隙连接和化学突触，是通过在细胞之间的代谢偶联、信号传导等过程中起重要作用的连接方式。4) 胞间连丝连接：是高等植物细胞之间通过胞间连丝来进行物质交换与互相联系的连接方式。第五章 物质的跨膜运输与信号传递6、物质跨膜运输有哪几种方式？它们的异同点。 跨膜运输：直接进行跨膜转运的物质运输，又分为简单扩散、协助扩散和主动运输。 1) 简单扩散：顺物质电化学梯度，不需要膜运输蛋白，利用自身的电化学梯度势能，不耗细胞代谢能； 2) 协助扩散：顺物质电化学梯度，需要通道蛋白或载体蛋白，利用自身的电化学梯度势能，不耗细胞代谢能； 3) 主动运输：逆物质电化学梯度，需要载体蛋白，消耗细胞代谢能。7、说明Na+-K+泵的工作原理及其生物学意义。Na+-K+泵是一种典型的主动运输方式，由ATP直接提供能量。Na+-K+泵存在于细胞膜上，是由和二个亚基组成的跨膜多次的整合膜蛋白，具有ATP酶活性。工作原理：在细胞内侧亚基与Na+相结合促进ATP水解，亚基上的天门冬氨酸残基磷酸化引起亚基构象发生变化，将Na+泵出细胞，同时细胞外的K+与亚基的另一位点结合，使其去磷酸化，亚基构象再度发生变化将K+泵进细胞，完成整个循环。Na+依赖的磷酸化和K+依赖的去磷酸化引起构象变化有序交替进行。每个循环消耗一个ATP分子，泵出3个Na+和泵进2个K+。生物学意义：动物细胞借助Na+-K+泵维持细胞渗透平衡，同时利用胞外高浓度的Na+所储存的能量，主动从细胞外摄取营养。8、试述细胞以哪些方式进行通讯？各种方式之间有何不同？细胞通讯是指一个细胞发出的信息通过介质传递到另一个细胞产生相应的反应。1）细胞的通讯方式细胞以三种方式进行通讯：细胞通过分泌化学信号进行细胞间相互通讯，这是多细胞生物包括动植物最普遍采用的通讯方式；细胞间接触性依赖的通讯，细胞间直接接触，通过与质膜结合的信号分子影响其他细胞；细胞间形成间隙连接使细胞质相互沟通，通过交换小分子来实现代谢偶联或电偶联。2）细胞通讯方式之间不同点通过细胞分泌化学信号的通讯方式：细胞间的通讯需要细胞分泌化学信号；细胞接触性依赖的通讯方式：细胞间直接接触，不需要分泌的化学信号分子的释放，是通过与质膜结合的信号分子与其相接触的靶细胞质膜上的受体分子相结合，影响其他细胞。细胞间隙连接的通讯方式：细胞间通过孔隙交换小分子实现代谢偶联或电偶联9、简要说明G蛋白偶联受体介导的信号通路有何特点。G蛋白偶联受体所介导信号通路主要包括cAMP信号通路和磷脂酰肌醇信号通路。cAMP信号通路：细胞外信号（激素，第一信使）与相应G蛋白偶联的受体结合，导致细胞内第二信使cAMP的水平变化而引起细胞反应的信号通路。腺苷环化酶调节胞内cAMP的水平，cAMP被磷酸二酯酶限制型降解清除。其反应链为：激素G-蛋白偶联受体G-蛋白腺苷酸环化酶cAMPcAMP依赖的蛋白激酶A基因调控蛋白基因转录。磷脂酰肌醇信号通路：通过G蛋白偶联受体介导的磷脂酰肌醇信号通路的信号转导是通过效应酶磷酸酯酶C（PLC）完成的，是双信使系统”反应链。“双信使系统”反应链：胞外信号分子G-蛋白偶联受体G-蛋白 IP3（三磷酸肌醇）胞内Ca2+浓度升高Ca2+结合蛋白(CaM)细胞反应磷脂酶C(PLC) DG（二酰基甘油）激活PKC（DC激活蛋白激酶C）蛋白磷酸化或促Na+/H+交换使胞内pH升高第六章：细胞质基质与细胞内膜系统10、内膜系统包括哪几部分？系统的依据是什么？ 细胞内膜系统是指细胞内在结构、功能及发生上相关的由膜包绕形成的细胞器或细胞结构。1) 它主要包括核膜、内质网和高尔基复合体三大部分，质膜、溶酶体和分泌泡均可看作是它的衍生物。线粒体和叶绿体不属于内膜系统。 2)依据：核膜、内质网和高尔基复合体结构和功能上是连续的，在形成上具有一定的序列相关性；内膜之间通过出芽和融合的方式进行交流。 、结合高尔基体的结构特征，谈谈它是怎样行使其生理功能的？1) 结构特征: 高尔基复合体由成摞的囊泡叠置而成。囊泡的边缘部分连接有许多大小不等的表面光滑的小管网，其周围还存在有衣被小泡和无被小泡。一个成摞存在的囊泡又称为分散高尔基体，由58层囊泡组成, 构成了高尔基复合体的主体结构。 分散高尔基体在结构和生化成分上具有极性，和内质网临近的近核一侧，囊泡弯曲呈凸面, 称为形成面或顺面；在远核的一侧， 囊泡呈凹面，称为成熟面或反面。从顺面到反面，囊泡膜的厚度逐渐增大。 2) 功能： (1) 形成和包装分泌物； (2) 蛋白质和脂类的糖基化； (3) 蛋白质的加工改造； (4) 细胞内的膜泡运输； (5) 膜的转化。 高尔基复合体在内膜系统中处于中介地位, 它在对细胞内合成物质的修饰和改造中具有重作用。许多重要大分子的运输和分泌都要通过高尔基复合体。11、试比较线粒体的氧化磷酸化与叶绿体的光合磷酸化的异同点。（P232）1）相同点：线粒体的氧化磷酸化与叶绿体的光合磷酸化中，需要完整的膜；ATP的形成都是由H移动所推动；叶绿体的CF1因子与线粒体的F1因子都具有催化ADP和Pi形成ATP的作用。2）不同点：线粒体的氧化磷酸化是在内膜上进行的一个形成ATP的过程。它是在电子从NADH或FADH2经过电子传递链传递给的过程中发生的。每一个NADH被氧化产生3个ATP分子，而每一FADH2被氧化产生2个ATP分子，电子最终被O2接收而生成H2O。即：1对电子的3次穿膜传递，将基质中的3对H抽提到膜间隙中，每2个H穿过F1-F0ATP酶，生成1个ATP分子。叶绿体的光合磷酸化是在类囊体膜上进行的，是由光引起的光化学反应，其产物是ATP和NADPH；碳同化（暗反应，在叶绿体基质中进行）利用光反应产生的ATP合NADPH的化学能，使CO2还原合成糖。光合作用的电子传递是在光系统和光系统中进行的，这两个光系统互相配合，利用所吸收的光能把1对电子从H2O传递给NADP。即：1对电子的2次穿膜传递，在基质中摄取3个H，在类囊体腔中产生4个H，每3个H穿过CF1-CF0ATP酶，生成1个ATP分子。12、如何证明线粒体的电子传递和磷酸化作用是由两个不同结构系统来实现的？（P212）用胰蛋白酶或尿素处理亚线粒体小泡，则小泡外面的颗粒解离，无颗粒的小泡只能进行电子传递，而不能使ADP磷酸化生成ATP。将颗粒重新装配到无颗粒的小泡上时，则有颗粒的小泡又恢复了电子传递和磷酸化相偶联的能力。第八章：细胞核与染色体13、试述核孔复合体的结构及其功能。核孔复合体结构包括：胞质环（cytoplasmic ring）、外环、核质环（nuclear ring）、内环、辐（spoke）、柱状亚单位（column subunit）、腔内亚单位(luminal subunit)、环带亚单位（annular subunit）、中央栓（central plug）。其功能为：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。14、比较组蛋白与非组蛋白的特点及其作用。组蛋白(histone)1）核小体组蛋白(nucleosomal histone)：H2B、H2A、H3和H4,帮助DNA卷曲形成核小体的稳定结构2）H1组蛋白：在构成核小体时H1起连接作用, 它赋予染色质以极性。3）特点：真核生物染色体的基本结构蛋白，富含带正电荷的Arg和Lys等碱性氨基酸，属碱性蛋白质，可以和酸性的DNA紧密结合（非特异性结合）；没有种属及组织特异性，在进化上十分保守。 非组蛋白1）非组蛋白具多样性和异质性2）对DNA具有识别特异性，又称序列特异性DNA结合蛋白 (sequence specific DNA binding proteins)3）具有多种功能，包括基因表达的调控和染色质高级结构的形成。 4）非组蛋白的不同结构模式：螺旋-转角-螺旋模式(helix-turn-helix motif)；锌指模式(Zinc finger motif)； 亮氨酸拉链模式(Leucine zipper motif，ZIP)；螺旋-环-螺旋结构模式(helix-loop-helix motif，HLH)；HMG-盒结构模式（HMG-box motif）。 第九章：细胞骨架与细胞运动15、细胞骨架在细胞中仅仅起支持和形状维持功能吗？谈谈你对细胞骨架功能的认识。 1) 不是 2) 细胞骨架广义上包括细胞外基质、细胞核骨架、细胞膜骨架和细胞外基质四个部分，狭义上上细胞骨架即为细胞质骨架，包括微管、纤丝和微梁网架(microtrabecular lattice)三大类纤维状成分，纤丝又可分为微丝(microfilament) 中间丝(intermediate filament)和粗丝(thick filament)三类。 3) 从狭义上讲细胞质骨架的功能也不仅仅起支持和形状维持功能，还有： (1) 维持保持内膜性细胞器的空间定位分布； (2) 胞内运输； (3) 与细胞运动有关； (4) 形成纺锤体，协助染色体运动； (5) 胞质环流； (6) 参与桥粒与半桥粒的形成，细胞连接； (7) 保持细胞的整体性。16. 细胞内同时存在微管、微丝和中间丝等几种骨架体系，它们在细胞的生命活动中各承担了什么样的角色？其间又有何关系？ 1) 微管功能： (1) 支持和维持细胞的形态； (2) 维持保持内膜性细胞器的空间定位分布； (3) 细胞内运输； (4) 与细胞运动有关； (5) 纺锤体与染色体运动； (6) 纤毛和鞭毛运动； (7) 植物细胞壁形成； 2) 微丝功能 (1) 维持细胞外形； (2) 胞质环流； (3) 变形运动； (4) 支持微绒毛； (5) 形成微丝束与应力纤维； (6) 胞质分裂； 3) 中间丝功能： (1) 在从细胞核到细胞膜和细胞外基质的贯穿整个细胞的结构系统中起着广泛的骨架功能，该骨架具有一定的可塑性，对维持细胞质的结构和赋予细胞机械强度方面具有突出的贡献； (2) 参与桥粒和半桥粒的形成，在相邻细胞之间、细胞与基膜之间的连接的形成和功能上均具有重要功能； (3) 很可能还参与细胞内机械或分子信息的传递； (4) 与细胞分化可能具有密切的关系。 微管、微丝和中间丝共同构成了细胞内精密的骨架体系, 三者在细胞的各种生命活动中既相互配合又各有分工，E. Fuchs(1998)根据自己的实验结果认为网蛋白(plectin)在介导微管、微丝和中间丝之间的连接中具有结构性功能。 第十七章：细胞的衰老与死亡17、端粒复制的特点如何？ 端粒是真核细胞内染色体末端的DNA重复序列端粒DNA复制过程有着不同于常规DNA复制的行为，从而保证了在DNA半保留复制之后，5RNA引物虽被DNA酶切去却不会导致整个染色体DNA末端出现短缩的后果。 1） 复制的酶为：端粒酶，为一种特殊的逆转录酶 2） 复制的模板：端粒酶能与端粒DNA中的GGGTTG互补的一段5-ACCCCAAC-3序列是端粒酶的活性位点 3） 端粒酶的蛋白质组分具有转录酶活性，可以其端粒酶中的RNA序列为模板合成端粒DNA。3) 细胞凋亡的主要特征: (1) 细胞质凝缩，细胞萎缩，细胞骨架解体，核纤层分解，核被膜破裂； (2) 核DNA分解成片段，出现梯形电泳图； (3) 通过出芽的方式分解成一些小泡，即凋亡小体(apoptotic bodies)；18、怎样理解动物体内细胞的增值、存活和死亡的相互关系，对动物体的生存有何意义？ 动物体内细胞是在相互作用的情况下，进行增殖、存活和死亡。细胞增殖需要有其他细胞分泌的生长因子的刺激，激活细胞内的信号传递途径，解除细胞周期的制动机制。但是，所有体细胞存在着一种机制不清的最大分裂次数。另外，细胞内尚存在着一种自杀程序，此程序一旦激活，细胞就要自杀身亡，这一程序称为程序性细胞死亡或细胞凋亡。程序性细胞死亡有细胞外死亡信号的诱发，激活了细胞内的自杀程序。程序性细胞死亡依赖于一个蛋白质水解酶家族，这些蛋白酶通过蛋白质水解级联反应自我激活或切割激活。其中切冬酶(caspases)家族发挥了重要作用。在细胞凋亡过程中，线粒体起着关键性的作用，线粒体释放出AIF和细胞色素c，导致死亡程序的下游变化，引起核凋亡。细胞程序性死亡是动物体生长发育和存活所必须的反应体系，这一体系一旦遭受破坏，动物体的生存就要受到威胁。