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1、细胞生物学专题 复习方法及技巧 u方法善于归纳总结 u目的明确方向和题型 u答题技巧 u主要参考书目 教材及参考书 1、如果细胞具有下列缺陷，将会产生什么样 的后果？并简要说明。 1）不能降解M期周期蛋白； 2）持续高水平表达p21蛋白。 2、在一系列实验中，将编码突变型受体酪氨 酸激酶的基因导入细胞。这些突变基因比正 常基因的表达高很多，而细胞仍表达来自其 正常受体基因的正常受体。导入下列突变受 体酪氨酸激酶基因，会产生什么样的结果？ 1）缺少胞外结构域； 2）缺少胞内结构域。 一、名词解释（每题4分，共40分） 1协同运输（cotransport） 2分子马达（molecular moto
2、r） 3抑癌基因 (tumor-suppressor gene) 4非细胞体系（cell-free system） 5受体下行调节（receptor down-regulation） 6核仁组织区（NOR） 7细胞连接（cell junction） 8CDK 9nucleosome 10molecular chaperone 二、简答题（每题10分，共40分） 1为什么载体蛋白与通道蛋白对物质运输的速度有很 大的差别？ 2细胞自噬对细胞的生命活动有何意义？ 3比较着丝粒与动粒的区别与联系。 4简述3种不同类型的有被小泡的构成和在物质运输 中的作用。 5如何证明分裂期的细胞中有MPF的存在？ 三
3、、论述题（每题15分，共60分） 1试述端粒与细胞衰老的关系，并列举两个实验证明 其相关性。 2试述caspase依赖性的细胞凋亡途径。 3受体酪氨酸激酶介导的信号通路的组成及其特点。 4亨特综合症（Hunters syndrome）和赫尔勒综合症（ Hunlers syndrome）都是隐形黏多糖代谢病，患者一般 在20岁之前就会死亡。这些患者由于溶酶体中缺少特异 的糖胺聚糖水解酶，导致这些成分不能被分解而积累在 溶酶体中。当将两种不同患者的细胞融合在一起后，糖 胺聚糖则能正常水解，说明它们缺失了不同类型的水解 酶。甚至将这两种患者的细胞共培养时，仍然可以获得 相同的效果即相互弥补对方的缺陷
4、。最令人吃惊的 是培养赫尔勒综合症细胞的培养液可以弥补亨特综合症 细胞的缺陷（反之也是一样）。培养基中起到弥补作用 的因子经过不同方法（蛋白酶、或者过碘酸破坏 糖基、或者碱性磷酸酶水解磷酸）处理后都可以导致 该因子的失活。 （1）你认为这种因子是什么？它是通过何种途径来弥 补溶酶体缺陷的？ （2）为什么这种因子在蛋白酶、过碘酸和碱性磷酸酶 的作用下能够失活？ （3）是否能够用同样的方式来弥补细胞质中各种酶的 突变或缺失？为什么？ “细胞学说”的基本内容 u细胞是有机体，一切动植物都是由细胞发育而来,并由 细胞和细胞产物所构成； u每个细胞作为一个相对独立的单位，既有它“自己的 ”生命,又对与其
5、他细胞共同组成的整体的生命有所助 益 1858年,德国医生和病理学家魏尔肖(Virchow)对 细胞学说进行了重要补充并提出: u新的细胞可以通过已存在的细胞繁殖产生。 u细胞学说的意义:论证了生物界在结构上的统一性和生 命的共同起源。 细胞学的经典时期 u原生质(protoplasm)理论的提出 1840年J.E.Pukinje在动物、1846年von Mohl在植物中 分别发现“肉样质”的物质,并命名为“原生质”; 1861年Schultze提出原生质理论:有机体的组织单位是 一小团原生质, 这种物质在一般有机体中是相似的。 1880年Hanstein提出“原生质体”（protoplast
6、）概念， 把细胞概念演变成由细胞质膜包围的一团原生质，原生 质分化为细胞核和细胞质； 细胞生物学学科的形成与发展 uCytology1892年德国人O. Hertwig出版了细胞与组织一 书，使细胞学成为生物科学的一个独立分支； uMolecular Biology1953年Watson和Crick提出DNA双螺旋结 构模型标志分子生物学的诞生； uCell Biology1965年，DPDerobetis将其普通细胞学 改为细胞生物学，标志着细胞生物学的诞生； uMolecular Cell Biology80年代开始出现了分子细胞生物学 。 u深刻性与综合性是细胞生物学进一步发展的特点。
7、细胞生物学发展的轨迹:形态结构功能 调控 过去20多年细胞生物学发展的两次大飞跃： 1、在分子水平上研究细胞学的问题 (Molecular cell biology or molecular biology of the cell) 2、从分子水平研究向细胞水平的回归 (Genomics or proteomics) 目前细胞生物学研究的基本特点和趋势 u细胞结构功能细胞生命活动；细胞生命活动的 研究，将进一步加深对细胞结构与功能的了解； u细胞中单一基因与蛋白基因组与蛋白质组及其 在细胞生命活动中的协同作用； u细胞信号转导途径信号调控网络； u体外(in vitro)研究体内(in viv
8、o)研究； u静态研究活细胞的动态研究； u实验室研究为主计算生物学更多地介入并与之 结合； u细胞生物学与生物学其他学科的渗透。 近年来细胞生物学领域的研究热点 功能基因组学 蛋白质组学 干细胞研究 细胞的信号转导 细胞周期调控 细胞衰老与凋亡 真核基因转录调控 细胞生长与分化 细胞粘附与细胞通讯 细胞免疫与分子免疫 近10年细胞生物学相关领域的Nobel Prize获奖情况 1、细胞学说的基本要点是什么？用现代研究成果论述 细胞学说的正确性和科学价值。 2、细胞的发现与细胞学说的提出都是细胞生物学中的 重大事件，但为什么后者比前者对细胞学的发展具有 更大的推动作用？ 3、生命科学发展史中有
9、哪几项是具有里程碑性质的重 大成就？论述后（功能）基因组时代的任务和前景。 4、2002年诺贝尔生理医学奖得主以什么成绩获此殊荣 ？内容如何？在细胞生物学领域有什么价值？ 5、19932002这10年的诺贝尔医学/生理学奖中，有8 届是颁给了在细胞生物学研究方面作出重大贡献的科 学家，请列举其中3届获奖者的主要贡献。 6、2004年诺贝尔生理学或医学奖授予了两位美国科学 家理查德阿克塞尔和琳达巴克。请说明他们的主 要贡献（包括主要研究内容及发现、应用价值）。 7、德国科学家哈拉尔德楚尔豪森因发现导致宫颈癌的 、法国科学家弗朗索瓦丝巴尔西诺西和吕克蒙塔 尼因发现 而分享了2008年度诺贝尔生理学
10、或医学 奖。 8、举例说明近年来细胞生物学领域的研究热点。 9、细胞生物学和分子生物学研究对象的异同及其相互 关系。 10、试论从细胞学发展到细胞生物学的理论基础和物质 基础。 单击此处编辑母版标题样式 单击此处编辑母版副标题样式 *22 第二章 细胞的统一性与多样性 细胞是生命活动的基本单位 u一切有机体都由细胞构成，细胞是构成有机体的基本单位； u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； u细胞是有机体生长与发育的基础； u细胞是遗传的基本单位，细胞具有遗传的全能性； u没有细胞就没有完整的生命。 细胞的基本共性 u所有的细胞都有相似的化学组成，类似的遗传语 言、
11、生命活动及其调控机制。 u脂蛋白体系的生物膜(一是在细胞内外起屏障 作用;二是要在细胞内形成各个功能特区） uDNARNA的遗传装置 u蛋白质合成的机器核糖体 u一分为二的分裂方式 最小最简单的细胞支原体 u最小最简单的细胞； u没有细胞壁，细胞具 有多形态性； u遗传物质均匀分布在 细胞质中。 细胞体积的最小极限 一个细胞生存与增殖所必需具备的装置： 细胞质膜、遗传信息载体DNA与RNA、进行蛋 白质合成的一定数量的核糖体以及催化主要酶促 反应所需要的酶。 细胞体积的最小化受制于维持细胞生命活动 所需的酶和蛋白质种类的最低量，根据这些条件 ，一个细胞最小的直径不能小于100nm，而支原 体的
12、直径已经接近这个极限。 古核细胞（古细菌） 原核生物在极早的时候就演化成两大进化主干：古细菌 和真细菌，古细菌可能是细胞生存的更为原始的类型，是一 些生长在极端特殊环境中的细菌。它在形态结构和遗传结构 装置与原核细胞相似，但有些分子进化特征更接近于真核细 胞。古细菌与真核细胞曾在进化上有过共同历程。 维持细胞体积相对恒定的因素 u细胞的体积与相对表面积成反比的关系 u核质之间的比例 u细胞内重要分子的浓度 一些重要的分子在细胞内的拷贝数很少， 当细胞体积增大时，这些分子的浓度就越来越 稀释，一些重要的生化反应需要一定的浓度才 能进行，所以细胞内分子浓度就成了细胞体积 无限增大的一个限制因素。
13、u细胞内物质的交流运输与细胞体积的有关 细胞形态结构与功能的关系 u细胞的形态结构与功能的相关性与一致 性是各类细胞所共同遵循的基本原则； u这种统一性在分化程度较高的细胞中更 为明显，这是生物漫长进化过程的产物 ，从进化观点看有一定的合理性。如哺 乳动物红细胞、动物的各类分泌细胞和 高等生物的生殖细胞等。 原核细胞与真核细胞的相同点 u都具有类似的细胞质膜结构 u都以DNA作为遗传物质，并使用相同的遗传密码 u都以一分为二的方式进行细胞分裂 u具有相同的遗传信息转录和翻译机制，有类似的 核糖体结构。 u代谢机制相同（如糖酵解和TCA循环） u具有相同的化学能储能机制，如ATP合成酶。 u光合
14、作用机制相同（蓝细菌和植物相比较） u膜蛋白的合成和插入机制相同 原核细胞与真核细胞基本特征的比较 原核细胞与真核细胞的遗传结构装置、基因表达及其调控的比较 病毒的基本知识 u病毒是非细胞形态的生命体，是迄今发现的最小最 简单的有机体。 u病毒（virus）核酸分子（DNA或RNA）与蛋 白质构成的核酸-蛋白质复合体； 根据病毒的核酸类型可以将其分为两大类： DNA病毒与RNA病毒 病毒的多样性 u类病毒（viroid）仅由有感染性的RNA构成； u朊病毒（prion）仅由有感染性的蛋白质构成。 uS. B. Prusiner 1982年发现于患羊瘙痒病的羊体内，命名为 prion，Prusi
15、ner因此获得1997年诺贝尔生理和医学奖。 u蛋白质感染子蛋白(prion protein，简称PrP)，由PrP基因编码 ，该基因位于人20号染色体，小鼠2号染色体。这种蛋白质 存在于神经元和神经胶质细胞表面上，其作用不明确。 u正常PrP基因产物为PrPc蛋白，对蛋白酶很敏感。具有致病 作用的是PrPSc蛋白。 u当PrPSc分子积累到一定浓度时，就会损伤神经元而发病。 蛋白质感染子的增殖既不是由于基因过分表达，也不是因 翻译量增加，而仅仅是由于正常分子的构象发生转变造成 的，所以又称朊病毒。造成羊瘙痒病、疯牛病、人类库鲁 病及克雅氏（K-J）症等慢性神经系统退行性疾病。 朊 病 毒 蛋
16、白质感染子的增殖方 式是通过一个PrPSc分子与一 个PrPc分子相结合，前者诱 使后者转变成PrPSc，形成了 PrPSc 二聚体， PrPSc 起类 似分子伴侣(molecular chaperone)的作用。PrPSc蛋 白在构象上不同于PrPc之处 在于肽链中螺旋减少，而 折叠增加。 病毒与细胞在起源与进化中的关系 病毒是非细胞形态的生命体，它的主要生命活动必 须要在细胞内实现。病毒与细胞在起源上的关系，目前 存在3种主要观点： 生物大分子病毒细胞 病毒 生物大分子 细胞 生物大分子细胞病毒 主要证据 u病毒是彻底寄生物，必须要在细胞内复制与增殖 ，才能表达其基本生命现象。因此病毒决不
17、可能 起源在细胞之先，只能先有细胞后有病毒 u已经证明，有些病毒（如腺病毒）的核酸与哺乳 动物细胞DNA某些片段的碱基序列十分相似。 u病毒可以看作DNA与蛋白质或RNA与蛋白质的复 合大分子，与细胞内核蛋白分子有相似之处。 u真核生物中，尤其是脊椎动物中普遍存在的第二 类反转录转座子的两端含有长末端重复序列，结 构与整合于基因组上的反转录病毒十分相似。 1、为什么说“细胞是一切生物生命活动的基本单位”？ 2、结合生命科学最新进展论述细胞是生命活动的基本单位？ 3、论述地球上生命体的存在方式，详细说明原核细胞与真核细 胞的差异 4、简述原核细胞和真核细胞在构造上的区别，它们在研究基因 表达调控方面各有什么作用。 5、为什么说以多细胞的形式生存比单细胞生存优越？ 6、怎样理解生命本质的一致性？ 7、概述“多利羊”的诞生过程，试分析体细胞克隆的意义及其 可能带来的社会问题。 8、根据你所掌握的知识，如何理解“真核细胞基本结构体系” 的论点？