华中师范大学细胞生物学简答题

1、何谓成熟促进因子（MPF）?包括哪些主要成分？如何证明某一细胞提取液含有MPF？
成熟促进因子是指M期细胞中存在的促进细胞分裂的因子，是由两个不同亚基组成的异质二聚体，其一为调节亚基，有周期蛋白组成；其二为催化亚基，是丝氨酸/苏氨酸型蛋白激酶，其活性有懒于周期蛋白，故称为周期依赖性蛋白激酶。可以通过蛙卵细胞质移植实验证实MPF。成熟蛙卵细胞的细胞质可以诱导未成熟的蛙卵细胞提前进入成熟期。
2、简述微管、微丝和中间纤维的主要异同点？（顺序为微管、微丝、中间纤维）
直径：22nm、7nm、10nm；基本构件：α、β—微管蛋白，肌动蛋白，中间纤维丝蛋白；相对分子量（乘10的3次）：50，43，40~200；结构：13根原丝围成的α—螺旋中空管状，双股α—螺旋，多级螺旋；极性：有，有，无；单体蛋白库：有，有，无；踏车现象：有，有，无；特异性药物：秋水仙素、长春花碱，细胞松弛素B、鬼笔环肽，无；运动相关蛋白：驱动蛋白、动力蛋白，肌球蛋白，无；主要功能：细胞运动、胞内运输、支持作用，变形运动、形状维持、胞质环流、胞质分裂环的桶状结构，骨架作用、细胞连接、信息传递；细胞分裂：纺锤体，无，包围纺锤体。
3、为什么将内质网比喻“开放的监狱”？
KDEL信号序列为内质网驻守信号，如果内质网驻守蛋白被错误的包装进了COPII，并运输到顺面高尔基体，高尔基体膜上存在KDEL识别受体，能识别错误运输来的内质网驻守蛋白，并形成COP I小泡，将内质网驻守蛋白运输返回内质网。
4、在研究工作中分离得到一个与动物减数分裂直接相关的基因A，如果想由此获得该基因的单克隆抗体，请简要叙述实验方案及其实验原理。
英国科学家Milstein和Kohler因提出单克隆抗体而获得1984年诺贝尔生理学或医学奖。它是将产生抗体的单个B淋巴细胞同肿瘤细胞杂交，获得既能产生抗体又能无线增值的杂种细胞，并一次生产抗体的技术。其原理是：B淋巴细胞能够产生抗体，但在体外不能进行无限分裂；而肿瘤细胞虽然可以在体外进行无限传代，但不能产生抗体。将这两种细胞融合后得到的杂交瘤细胞具有两种亲本细胞的特性。
实验方案：a、表达基因A的蛋白，免疫小老鼠，获得免疫的淋巴细胞；b、将经过免疫的小老鼠的淋巴细胞与Hela细胞融合；c、利用选择培养基对融合细胞进行培养筛选，只有真正融合的细胞才能继续生长；d、融合细胞的培养，抗体的纯化。
5、微管是体内膜泡运输的导轨，请分析体内膜泡定向运输的机制？
微管是有极性的，微管的马达蛋白（动力蛋白和驱动蛋白）运输小泡也是单向的 。动力蛋白向微管的负极运输小泡，驱动蛋白向微管的正极运输小泡。，另外，起始膜泡上有V-SNARE，靶膜上有T-SNARE。V-SNARE与T-SNARE选择性识别并定向融合。这两种因素共同导致了膜泡的定向运输。
6、简述细胞周期蛋白B的结构特点和动态调控机制？
周期蛋白B含有一个保守的周期蛋白框，选择性与相应的CDK结合。在N端含有破坏框，通过其破坏框结构结合泛素进行降解，达到动态调控的目的。周期蛋白B在M期达到最高峰。
周期蛋白B的降解是通过泛素化途径来实现的。一种被称为泛素的多肽在需要能量的蛋白质降解过程中扮演着重要的角色。这种多肽由76个氨基酸组成，打上标志的蛋白质就会被运送到细胞内的“垃圾处理厂”，在那里被降解。原来细胞中存在着E1、E2和E3三种酶，它们各有分工。E1负责激活泛素分子。泛素分子被激活后被运送到E2上，E2负责把泛素分子绑在需要降解的蛋白质上。但E2并不认识指定的蛋白质，这就需要E3帮助。E3具有辨认指定蛋白质的功能。当E2携带者泛素分子在E3的指引下接近指定蛋白时，E2就把泛素分子绑在指定蛋白质上。这一过程不断重复，指定蛋白质就被绑上了一批泛素分子。
7、简述癌基因与抑癌基因的关系以及癌细胞的特点。
a、癌基因与抑癌基因的关系：癌基因是控制细胞生长分裂的正常基因的突变形式，能够引起正常细胞癌变。抑癌基因是正常细胞增值过程的负调控因子，编码的蛋白往往在细胞周期的检验点上发挥阻止细胞周期进程的作用。如果抑癌基因突变，丧失正常细胞增值过程中的负调控因子的作用，导致细胞增值失去控制，诱导癌症的发生。
b、癌细胞的特点：细胞生长和分裂失去控制；具有浸润性和扩散性；细胞相互作用改变；蛋白表达谱系改变；mRNA转录谱系改变。
8、简述细胞膜上蛋白质的分选途经？
细胞膜上的蛋白质属于分泌型蛋白质。首先在游离的核糖体上起始合成，然后在信号肽、SRP、DP三者的参与下转位到糙面内质网上合成，边合成边转运。由COPII有被小泡将蛋白运往高尔基体的顺面，然后转位到反面高尔基体，由网格蛋白有被小泡将蛋白分泌到细胞膜上。
9、核被膜的结构与其他膜相结构的膜有何不同？说明其功能
首先，在细胞内只有核被膜与线粒体膜为双层膜结构，而其它膜相结构的细胞器的膜均为单层膜。其次，核被膜内外膜形成独特的核孔结构，线粒体外膜上具有筒状结构；核被膜的内膜与外膜平行，而线粒体内膜向内凹陷形成。
功能：维持核的形态；包裹核物质，建立遗传物质稳定的环境；控制核内外物质的交换和信息传递；参与染色质与染色体的定 位和蛋白质的合成。
10、试述G蛋白耦联受体介导的细胞信号传导？
G蛋白是一种信号蛋白，是一种可溶性膜蛋白，全称为结合鸟苷酸调节蛋白。G蛋白耦联的受体是细胞表面由单条多肽经7次跨膜形成的受体，其信号通路是指配体—受体复合物与靶蛋白的作用要通过与G蛋白的耦联，释放信号使G蛋白激活，在细胞内产生第二信使，从而将胞外信号跨膜传递到胞内，影响细胞的行为。根据产生第二信使的不同，又可分为cAMP信号通路和磷脂酰肌醇信号通路。cAMP信号通路的主要效应是激活靶酶和开启基因表达，这是通过蛋白激酶A完成的。该信号途径涉及的反应链克表示为：激素——G蛋白耦联受体——G蛋白——腺苷酸环化酶——cAMP——cAMP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IP3/Ca2+和DAG/PKC途径，实现细胞对外界信号的应答，因此，把这一信号系统又称为“双信使系统”。
11、胞吐作用过程有两种调节途径，这两种途径有什么区别？
组成型分泌途径中运输小跑持续不断地从高尔基体运送到细胞质膜，并立即进行膜的融合，将分泌小泡中的蛋白质释放到细胞外，此过程不需要任何信号的触发，它存在于所有类型的细胞中。它除了给细胞外提供酶、生长因子和细胞外基质成分外，也为细胞膜提供膜整合蛋白和膜脂。组成型分泌小泡由高尔基体反面网络对组成型分泌小泡的识别分选后形成的。
调节型分泌小泡通过出芽离开反面高尔基体网络并聚集在细胞质膜附近，当细胞受到细胞外信号刺激时，就会与细胞质膜融合将内含物释放到胞外。调节型途径中形成的小泡称为分泌泡。
12、举例说明细胞内源信号对程序性细胞死亡的激发？
能够激发细胞程序性死亡的细胞内源信号包括DNA损伤、细胞质中Ca2+浓度过高、极度氧胁迫（产生大量的自由基）等。在内源信号中有些是促进细胞死亡的正控制信号，如细胞色素C、凋亡蛋白酶激活因子。内源信号中有些是抑制细胞死亡的负控制信号，如哺乳动物中的Bcl2和Bclx蛋白。
13、简述有丝分裂后期染色体分离及分向两极的机制?
染色体分离和向两极运动分为两期：后期A和后期B。
后期A指染色体向两极移动的过程，这是因为染色体着丝点微管在着丝点处去组装而缩短，在分子马达蛋白的作用下染色体向两极移动，体外实验证明即使在不存在ATP的情况下，染色体着丝点也有连接到正在组装的微管上的能力，使染色体发生移动。
后期B指两极之间距离拉大的过程，这是因为一方面极体微 管延长，结合在极体微管重叠部分的马达蛋白提供动力，推动两级分离，另一方面星体微管去组装而缩短，结合在星体微管正极的马达蛋白牵引两极距离增大。可见染色体分离实在微管与马达蛋白的共同作用下实现的。
14、分化细胞的状态是稳定的切不可逆的。这个论断对吗？如果不对，请说明理由。
这个论断不正确，细胞分化最显著的特点是分化状态的稳定性，分化状态一旦建立，其分化状态就变十分稳定，并能遗传给许多细胞世代，在正常请况下不会发生自发逆转。但是分化的细胞的这种相对稳定和持久的过程，在一定条件下，细胞分化有是可逆的，因为细胞分化中保持有全部的基因组，能通过适宜的条件进行去分化，如在植物细胞内一些高度分化的细胞可以从新分裂恢复到胚胎细胞的状态。
15、简单叙述信号肽学说的主要内容。
直到合成蛋白质的mRNA上的一段特殊的信号密码翻译出的肽链叫做信号肽。其可被细胞质中的SRP识别，形成SRP—核糖体复合体，并导致多肽链合成暂时停止；SRP携带核糖体同内质网膜上的SRP受体结合，将合成的信号肽插入内质网腔内，SRP离去，使多肽链合成又重新启动；进入内质网腔的信号肽将被信号肽酶切掉，蛋白质被释放到内质网腔。合成终止后，核糖体脱离内质网膜，大小亚基解离，重新加入“核糖体循环”。
16、细胞中的DNA完全铺展开的长度可达2米，而细胞核的直径仅为5~8微米，DNA在细胞和中是如何存在的？简述一种染色质的包装模型。
细胞核内的DNA是以一种高度有序的状态——染色质或染色体的形式存在的。
染色质包装的多级螺旋模型如下：
一级结构：核小体是染色体的基本结构单位，每个核小体由组蛋白（H2A、H2B、H3、H4各2个）组成八聚体，外面盘绕1.75圈DNA（146个碱基对），两个核小体之间以60个碱基对的连接DNA片段与组蛋白H1形成的细丝相连。二级结构：每6个核小体绕成一圈形成空心螺线管，外径30nm。三级结构：螺线管进一步盘绕，形成超螺线管，直径400nm；或30nm的纤维（相当于螺线管）围绕在支架周围，并于支架相连接，向外伸展形成放射环。四级结构：超螺线管进一步形成染色体；或18个复制环形成微带，由微带构成染色体。
17、结合跨膜蛋白的合成、加工及膜泡运输中各膜相结构间相互融合的模式，说明跨膜糖蛋白的糖基为何总在细胞膜外表面。
跨膜蛋白的方向性在内质网上合成时就形成了，且在以后随膜流的转运过程中不再变化；内质网和高尔基体中含有糖基化酶，可对暴露在膜腔内侧的蛋白进行糖基化修饰，形成跨膜糖蛋白；糖蛋白的糖链在内质网、运输膜泡及 高尔基体上时都是暴露在膜腔内侧的；当运输膜泡同细胞膜结合时，其内测翻向细胞膜的外侧，故跨膜糖蛋白的糖基总在细胞膜ES面。
18、细胞周期中具有哪些检验点？各检验点所检测的主要生物学事件有哪些？你认为他们的作用是什么？
G1期检验点：细胞大小、营养水平、生长因子和DNA损伤。G2期检验点：细胞大小、DNA复制和环境因素。M期的纺锤体装配检验点：染色体是否附着在纺锤体上。
19、细胞体积具有下限，不能太小，否则就不能提供足够的空间，你认为细胞体积有无上限？简单说明理由。
从以下三个方面论述：体积和表面积的比、物质交流、细胞核与细胞质的相互关系。
20、生物膜的基本特征是什么？这些特征与它的的生理功能有何联系？
流动性和不对称性是生物膜的基本特征。各种不同的膜蛋白与膜脂分子的协同作用不仅为细胞的生命活动提供了稳定的内环境，而且还行使这物质转运、信号传递、细胞识别等多种复杂的功能。流动性和不对称性是膜完成其生理功能的必要保证。
21、简述一种获取同步化细胞的方法及原理。
密度梯度离心法：根据不同时期的细胞在体积和质量上存在差别进行分离。
DNA合成阻断法即G1/S-TdR双阻断法：通过两次利用DNA合成抑制剂，最终将细胞群阻断与G1/S交界处。
分列中期阻断法：通过抑制围观聚合来抑制细胞分裂器的形成，将细胞阻断在分列中期。
22、细胞内质子泵有哪三种类型？
a、P-质子泵：载体蛋白利用ATP使自身磷酸化，通过构象的改变来转移质子或其他离子，如植物细胞膜上的H+泵以及位于胃表皮细胞并分泌胃酸的H+-K+ATP酶。
b、V-型质子泵：位于小泡的膜上，由许多亚基构成，水解ATP产生能量，但不发生自磷酸化，位于溶酶体膜、动物细胞的内吞体、高尔基体复染囊泡膜、植物液泡膜上。c、F-质子泵：是由许多亚基构成的结构，也称ATP合酶，位于细菌质膜、线粒体内膜和叶绿体的类囊体膜上，可以利用质子动力势将ADP转化成ATP，也可以利用水解ATP释放的能量转移质子。
23、简述微丝的结构特点和主要生理功能。
微丝是由G-肌动蛋白首尾连接组装而成，G-肌动蛋白单体有极性，其组装形成的微丝也具有极性，即其两端的生化和物理性质不完全相同，表现为两端聚合的速度不同，其中在正极G-肌动蛋白单体聚合的速度要比负极快。微丝上G-肌动蛋白单体不断在两端聚合和解离，处于动态平衡之中。
主要功能：参与肌肉收缩；参与细胞的各种运动，如胞质环流、变形虫样运动和细胞吞噬活动；形成细胞分裂环，参与细胞分裂，在小肠上皮细胞中聚集成束支持微绒毛；形成应力 纤维，参与细胞多项生命活动。
24、简述凋亡细胞染色质DNA的降解特点。
细胞凋亡过程中染色质的降解具有以下特点：染色质降解发生于凋亡早期，是由内源性核酸内切酶基因的活化和表达而造成的；染色质DNA断裂的位置绝大部分位于核小体间的连接部位，因此容易造成核小体间散布着一系列单链切口。核酸内切酶随机分解核小体，产生180~200bp或其整数倍的DNA片段，琼脂糖中电泳呈梯形条带。
25、试述核孔复合体的结构及其功能。
a、核孔复合体的结构：胞质环、核质环、幅和中央栓四部分组成。胞质环位于核孔边缘的胞质面一侧，又称外环，环上有8条短纤维对称分布伸向胞质；核质环位于核孔边缘的核质面一侧，又称内环，环上也对称的连有8条细长的纤维，向核内伸入50~70nm，在纤维的末端形成一个直径为60nm的小环，小环由8个颗粒构成。这些结构共同组成核蓝结构；幅由核孔边缘伸向中心，呈辐射状八重对称，包括位于核孔边缘的柱状亚单位、穿过核膜伸入双层核膜的膜间腔的腔内亚单位和靠近中心的环带亚单位。环带亚单位形成核孔复合体核质交换的通道；中央栓位于核孔的中心，呈颗粒状或棒状，所以又称中央颗粒，和物质运输有关。
b、核孔复合体的功能：核孔复合体是核质交换的双功能、双向性亲水通道，主要进行核质间的物质交换和信息交流。双向性表现在既介导蛋白质的入核转运，又介导RNA、核糖核蛋白颗粒（RNP）的出核转运。双功能表现在它有两种运输方式：被动扩散和主动运输。在物质交换的过程中，通过信息物质的出核和入核转运同细胞核内或细胞质内相关受体结合，实现核质间的信息交流。
26、减数分裂1前期可以人为的分为哪几个阶段，各有何特点？（亚期、染色体形态、DNA合成、DNA重组、DNA转录、其他）
细线期：单细丝状，无，无，无，染色质凝集；偶线期：双线状，有，无，无，同源染色体配对；粗线期：变短变粗，有，有，无，同源染色体姐妹染色单体：双线期，有交叉，或多或少去凝集，无，无。有，同源染色体部分分离成交叉：终变期，在凝集 无 无 无 完成后和膜破裂。
27、溶酶体的发生，和基本功能？
溶酶体具有信号区、信号斑，CGN区中的磷酸转移酶识别溶酶体蛋白的信号斑，并对其上的甘露糖进行磷酸化，形成M6P，TGN区的M6P受体特异性的识别并结合M6P，引起溶酶体的聚积，然后出芽形成有被小泡，有被小泡脱去包被并形成无被运输小泡，无被小泡与前溶酶体中的酸性环境下，M6P受体与M6P分离，溶酶体酶释放到腔内，形成成熟酶，此时初级溶酶体形成了。
溶酶体的基本功能包括 以下几个方面，1细胞内分化与营养作用，清除无用的生物大分子，衰老的细胞，以及衰老损伤和死亡的细胞，如依靠自噬泡降解无用的蛋白、脂和核酸等大分子物质和细胞器，依靠巨噬细胞清除衰老细胞。2将内吞及体内存在的大分子物质降解为小分子物质，提供给其他的细胞合成新的大分子。3具有免疫和防御功能，可杀死入侵的病毒或细菌4参与器官、组织倾城与更新，如蝌蚪变态是尾巴的退化即是由溶酶体膜破裂
所致5协助受精，精细胞的顶体是一个大的特化的溶酶体其释放的酶可协助精子穿过卵细胞的外层，进入卵细胞，完成受精;6可能参与分泌细胞的分泌调节。
28、试述分泌蛋白的合成、加工与分泌过程。分泌蛋白的合成也起始于细胞质基质的核糖体上，但刚开始合成不久便转至内质网上，继续进行蛋白质的合成。这类蛋白质从N端都有信号肽序列，因此决定其在糙面内质网上合成，进入内质网腔修饰加工后，通过出芽形成转运小泡，转至高尔基体及加工与修饰，然后在通过膜泡运输方式分泌到细胞外。
分泌蛋白的运输过程：a、核糖体阶段：分泌型蛋白质起始合成并发生蛋白的跨内质网膜转运；b、内质网阶段：蛋白糖基化加工和形成运输小泡；c、细胞质基质运输阶段：运输小泡脱离糙面内质网并移向高尔基体与其顺面膜囊相融合；d、高尔基复合体加工修饰阶段：分泌蛋白进行加工修饰，并在反面膜囊中分选和包装，形成较大囊泡进入细胞质基质；e、细胞质基质运输阶段：大囊泡接近细胞质膜；f、胞吐阶段：分泌泡与质膜融合，并将分泌蛋白放出胞外。
29、简述影响细胞分化的因素。
a、胞外信号分子对细胞分化具有影响。如通过细胞旁分泌产生的信号分子旁泌素，或通过激素调节来影响细胞分化。b、细胞记忆与决定。信号分子的有效作用时间是短暂的，然而细胞可以将这种短暂的作用储存起来并形成长时间的记忆。c、受精卵细胞质的不均一性对细胞分化的影响。d、细胞间的相互作用与位置效应。改变细胞所处的位置可导致细胞分化方向的改变。e、环境对性别决定的影响。如，有一种龟类在较低温度下全部发育成雄性，而温度提高则全部发育成雌性。f、染色质变化与基因重排对细胞分化的影响。这种情况并不普遍。例如。浆细胞是由胚胎期的B淋巴细胞分化而来，在这一过程中，B淋巴细胞中的DNA经过丢失与重排的复杂变化从而利用有限的免疫球蛋白基因，在理论上可表达出数百亿种抗体。