简答题(答案仅供参考,同学们可以修改和完善)细胞生物学的研究内容有哪几个方面、包含哪几个层次?细胞生物学CellBiology是研究细胞结构、功能及生活史的一门科学。可分为三个层次,即:显微水平、超微水平和分子水平。1简述细胞学说的主要内容①有机体是由细胞构成的;②细胞是构成有机体的基本单位;③新细胞来源于已存在细胞的分裂。2原核生物有什么主要特征?①没有核膜,遗传物质集中在一个没有明确界限的低电子密度区,称为拟核。②DNA为单个裸露的环状分子,通常没有结合蛋白;③没有恒定的内膜系统;④核糖体为70S型。3病毒(Virus)基本特征有哪些?①个体微小,可通除滤菌器,大多数病毒必须用电镜才能看见;②仅具有一种类型的核酸,DNA或RNA;③专营细胞内寄生生活。4什么是蛋白质感染因子(prion)?是一种变异的蛋白质,可引起同类蛋白质发生构象改变,从而使变异蛋白数量增多,在细胞中积累,引起细胞病变,所以也叫朊病毒。羊瘙痒病、疯牛病都是由蛋白质感染因子引起的。5质子泵由哪三种类型?①P-type:载体蛋白利用ATP使自身磷酸化(phosphorylation),发生构象的改变来转移质子或其它离子,如植物细胞膜上的H+泵、动物细胞的Na+-K+泵、Ca2+离子泵,H+-K+ATP酶(位于胃表皮细胞,分泌胃酸);②V-type:位于小泡(vacuole)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、高尔基体的囊泡膜、植物液泡膜上;③F-type:是由许多亚基构成的管状结构,H+沿浓度梯度运动,所释放的能量与ATP合成耦联起来,所以也叫ATP合酶(ATPsynthase)。位于细菌质膜,线粒体内膜和叶绿体的类囊体膜上。6蛋白质上主要由哪两类分选信号?①信号序列(signalsequence):是存在于蛋白质一级结构上的线性序列,通常15-60个氨基酸残基,有些信号序列在完成蛋白质的定向转移后被信号肽酶(signalpeptidase)切除②信号斑(signalpatch):存在于完成折叠的蛋白质中,构成信号斑的信号序列之间可以不相邻,折叠在一起构成蛋白质分选的信号。7细胞内蛋白质的分选运输途径主要有那些?①门控运输(gatedtransport):如核孔可以选择性的运输大分子物质和RNP复合体,并且允许小分子物质自由进出细胞核。②跨膜运输(transmembranetransport):蛋白质通过跨膜通道进入目的地。如细胞质中合成的蛋白质在信号序列的引导下,通过线粒体上的转位因子,以解折叠的线性分子进入线粒体。③膜泡运输(vesiculartransport):蛋白质被选择性地包装成运输小泡,定向转运到靶细胞器。如内质网向高尔基体的物质运输、高尔基体分泌形成溶酶体、细胞摄入某些营养物质或激素,都属于这种运输方式。8细胞的外排主要由哪两类途径?①组成型的外排途径(constitutiveexocytosispathway):所有真核细胞都有从高尔基体TGN区分泌囊泡向质膜运输的过程,其作用在于更新膜蛋白和膜脂、形成质膜外周蛋白、细胞外基质、或作为营养成分和信号分子。组成型的外排途径通过defaultpathway完成蛋白质的转运过程。在粗面内质网中合成的蛋白质除了某些有特殊标志的蛋白驻留在ER或高尔基体中或选择性地进入溶酶体和调节性分泌泡外,其余的蛋白均沿着粗面内质网→高尔基体→分泌泡→细胞表面这一途径完成其转运过程。②调节型外排途径(regulatedexocytosispathway):分泌细胞产生的分泌物(如激素、粘液或消化酶)储存在分泌泡内,当细胞在受到胞外信号刺激时,分泌泡与质膜融合并将内含物释放出去。调节型的外排途径存在于特化的分泌细胞。其蛋白分选信号存在于蛋白本身,由高尔基体TGN上特殊的受体选择性地包装为运输小泡。9那些蛋白质需要在内质网上合成?①向细胞外分泌的蛋白、如抗体、激素;②膜蛋白,并且决定膜蛋白在膜中的排列方式;③需要与其它细胞组合严格分开的酶,如溶酶体的各种水解酶;④需要进行修饰的蛋白,如糖蛋白;10高尔基体具有那三个功能区隔?①高尔基体顺面的网络结构(cisGolginetwork,CGN),是高尔基体的入口区域,接受由内质网合成的物质并分类后转入中间膜囊。②高尔基体中间膜囊(medialGdgi),多数糖基修饰,糖脂的形成以及与高尔基体有关的糖合成均发生此处。③高尔基体反面的网络结构(transGolginetwork,TGN),由反面一侧的囊泡和网管组成,是高尔基体的出口区域,功能是参与蛋白质的分类与包装,最后输出。11简述溶酶体的功能①细胞内消化:在高等动物细胞中,一些大分子物质通过内吞作用进入细胞,如内吞低密脂蛋白获得胆固醇;在单细胞真核生物中,溶酶体的消化作用就更为重要了。②细胞凋亡:溶酶体可清除,凋亡细胞形成的凋亡小体③自体吞噬:清除细胞中无用的生物大分子,衰老的细胞器等。④防御作用:如巨噬细胞可吞入病原体,在溶酶体中将病原体杀死和降解。⑤参与分泌过程的调节,如将甲状腺球蛋白降解成有活性的甲状腺素。⑥形成精子的顶体。12简述溶酶体的形成过程内质网上核糖体合成溶酶体蛋白→进入内质网腔进行N-连接的糖基化修饰→进入高尔基体Cis面膜囊→磷酸转移酶识别溶酶体水解酶的信号斑→将N-乙酰葡糖胺磷酸转移在1~2个甘露糖残基上→在中间膜囊切去N-乙酰葡糖胺形成M6P配体→与trans膜囊上的受体结合→选择性地包装成初级溶酶体。13为什么说线粒体的行为类似于细菌?①具有自己的DNA和转录翻译体系。②DNA分子为环形。③核糖体为70S型。④蛋白质合成的起始氨基酸是N-甲酰甲硫氨酸。⑤RNA聚合酶对溴化乙锭敏感,但对放线菌素不敏感。⑥蛋白质合成可被氯霉素抑制。14简述线粒体的结构①外膜(outmembrane):具有孔蛋白(porin)构成的亲水通道,通透性高。标志酶为单胺氧化酶。②内膜(innermembrane):心磷脂含量高、缺乏胆固醇,通透性很低,标志酶为细胞色素氧化酶。线粒体氧化磷酸化的电子传递链位于内膜,内膜向线粒体基质褶入形成嵴,能显著扩大内膜表面积。③膜间隙(intermembranespace):是内外膜之间的腔隙,标志酶为腺苷酸激酶。④基质(matrix):为内膜和嵴包围的空间。催化三羧酸循环,脂肪酸和丙酮酸氧化的酶类均位于基质中,其标志酶为苹果酸脱氢酶。此外基质还具有一套完整的转录和翻译体系。15什么是解偶联剂(uncoupler)?解偶联剂使氧化和磷酸化脱偶联,氧化仍可以进行,而磷酸化不能进行,解偶联剂为离子载体或通道,能增大线粒体内膜对H+的通透性,消除H+梯度,因而无ATP生成,使氧化释放出来的能量全部以热的形式散发。如质子载体2,4-二硝基酚(DNP)。16什么是集光复合体(lightharvestingcomplex)?由大约200个叶绿素分子和一些肽链构成。大部分色素分子起捕获光能的作用,并将光能以诱导共振方式传递到反应中心色素。因此这些色素被称为天线色素。叶绿体中全部叶绿素b和大部分叶绿素a都是天线色素。另外类胡萝卜素和叶黄素分子也起捕获光能的作用,叫做辅助色素。17什么是细胞的化学通讯,有哪些类型是间接的细胞通讯,指细胞分泌一些化学物质(如激素)至细胞外,作为信号分子作用于靶细胞,调节其功能。根据化学信号分子可以作用的距离范围,可分为以下4类:①内分泌(endocrine):内分泌细胞分泌的激素随血液循环输至全身,作用于靶细胞。其特点是:①低浓度,仅为10-8-10-12M;②全身性,随血液流经全身,但只能与特定的受体结合而发挥作用;③长时效,激素产生后经过漫长的运送过程才起作用,而且血流中微量的激素就足以维持长久的作用。②旁分泌(paracrine):细胞分泌的信号分子通过扩散作用于邻近的细胞。包括:①各类细胞因子(如表皮生长因子);②气体信号分子(如:NO)③突触信号发放:神经递质(如乙酰胆碱)由突触前膜释放,经突触间隙扩散到突触后膜,作用于特定的靶细胞。④自分泌(autocrine):与上述三类不同的是,信号发放细胞和靶细胞为同类或同一细胞,常见于癌变细胞。如:大肠癌细胞可自分泌产生胃泌素,介导调节c-myc、c-fos和rasp21等癌基因表达,从而促进癌细胞的增殖18简述磷脂酰肌醇信号途径中蛋白激酶C的火化过程19简述cAMP信号途径中蛋白激酶A的活化过程?20简述细胞通信的作用①调节代谢,通过对代谢相关酶活性的调节,控制细胞的物质和能量代谢;②实现细胞功能,如肌肉的收缩和舒张,腺体分泌物的释放;③调节细胞周期,使DNA复制相关的基因表达,细胞进入分裂和增殖阶段;④控制细胞分化,使基因有选择性地表达,细胞不可逆地分化为有特定功能的成熟细胞;⑤影响细胞的存活。21细胞通过哪些途径使受体失活,对刺激产生适应?①修饰或改变受体,如磷酸化,使受体与下游蛋白隔离,即受体失活(receptorinactivation)。②暂时将受体移到细胞内部,即受体隐蔽(receptorsequestration)③通过内吞作用,将受体转移到溶酶体中降解,即受体下行调节(receptordown-regulation)22G蛋白耦联型受体有什么特点和作用?G蛋白耦联型受体为7次跨膜蛋白,受体胞外结构域识别胞外信号分子并与之结合,胞内结构域与G蛋白耦联。通过与G蛋白耦联,调节相关酶活性,在细胞内产生第二信使,从而将胞外信号跨膜传递到胞内。G蛋白耦联型受体包括多种神经递质、肽类激素和趋化因子的受体,在味觉、视觉和嗅觉中接受外源理化因素的受体亦属G蛋白耦联型受体。23什么是酶偶联型受体?酶偶联型受体(enzymelinkedreceptor)可分为两类:其一是本身具有激酶活性,如肽类生长因子(EGF等)的受体;其二是本身没有酶活性,但可以连接胞质酪氨酸激酶,如细胞因子受体超家族。这类受体的共同点是:①通常为单次跨膜蛋白;②接受配体后发生二聚化而激活,起动其下游信号转导。24简述JAK-STAT信号途径(图8-30)①配体与受体结合导致受体二聚化;②二聚化受体激活JAK;③JAK将STAT磷酸化;④STAT形成二聚体,暴露出入核信号;⑤STAT进入核内,调节基因表达。25简述RPTK-Ras信号通路配体→RPTK→adaptor→GEF→Ras→Raf(MAPKKK)→MAPKK→MAPK→进入细胞核→转录因子→基因表达。26简述NO的作用机理血管内皮细胞接受乙酰胆碱,引起胞内Ca2+浓度升高,激活胞内一氧化氮合酶,细胞释放NO,NO扩散进入平滑肌细胞,与胞质鸟苷酸环化酶(GTP-cyclase,GC)活性中心的Fe2+结合,改变酶的构象,导致酶活性的增强和cGMP合成增多。cGMP可降低血管平滑肌中的Ca2+离子浓度。引起血管平滑肌的舒张,血管扩张、血流通畅。27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?动物细胞的胞质分裂通过胞质收缩环的收缩实现,收缩环由大量平行排列的肌动蛋白及其动力结合蛋白组成,细胞松弛素B特异性的破坏微丝的结构,抑制胞质分裂,因此形成双核细胞。28细胞骨架由哪三类成分组成,各有什么主要功能?细胞骨架由微丝(microfilament)、微管(microtubule)和中间纤维(intemediatefilament)构成。微丝确定细胞表面特征、使细胞能够运动和收缩。微管确定膜性细胞器(membrane-enclosedorganelle)的位置、帮助染色体分离和作为膜泡运输的导轨。中间纤维使细胞具有张力和抗剪切力。29细胞内主要有哪三类马达蛋白?①肌球蛋白(myosin),能向微丝的(+)极运动;②驱动蛋白(kinesin),能向着微管(+)极运动;③动力蛋白(dynein),能向着微管(-)极运动;30从组装过程解释中间纤维没有极性的现象①两个单体形成两股超螺旋二聚体;②两个二聚体反向平行组装成四聚体,三个四聚体长向连成原丝;③两个原丝组成原纤维;④4根原纤维组成中间纤维。由于IF是由反向平行的α螺旋组成的,所以和微丝微蛋不同的是,它没有极性。31为什么用秋水仙素处理培养的细胞,可以增加中期细胞的比例?秋水仙素(colchicine)结合的微管蛋白可加合到微管上,但阻止其他微管蛋白单体继续添加,从而破坏纺锤体结构,导致染色体不能分开,因此中期细胞的比例增加。32简述细胞外基质的生物学作用①影响细胞的存活与死亡②决定细胞的形状③调节细胞的增殖④控制细胞的分化⑤参与细胞的迁移33什么是紧密连接?紧密连接(tightjunction)又称封闭小带(zonulaoccludens),存在于脊椎动物的上皮细胞间,是封闭连接的主要形式。相邻细胞之间的质膜紧密结合,没有缝隙,能防止溶液中的分子沿细胞间隙渗入体内,从而保证了机体内环境的相对稳定。34桥粒和粘合带处的细胞粘附分子属于哪一种类型,各连接那一类细胞骨架?桥粒和粘合带处的细胞粘附分子均属于钙粘素。桥粒与细胞内的中间纤维连接,粘合带与细胞内的肌动蛋白纤维连接。35细胞粘附分子间的作用机制有哪三种方式?①两相邻细胞表面的同种CAM分子间的相互识别与结合(亲同性粘附);②两相邻细胞表面的不同种CAM分子间的相互识别与结合(亲异性粘附);③两相邻细胞表面的相同CAM分子借细胞外的多价连接分子而相互识别与结合。36细胞核有什么功能,由哪几部分构成?细胞核的主要功能有两个方面:①遗传、②发育。细胞核的主要结构包括:①核被膜、②核仁、③核基质、④染色质、⑤核纤层等5部分。37简述核小体结构模型①每个核小体单位包括200bp左右的DNA和一个组蛋白八聚体及一个分子的组蛋白H1。②组蛋白八聚体构成核小体的核心颗粒,由H2A、H2B、H3、H4各两分子形成。③DNA分子以左手螺旋缠绕在核心颗粒表面。④相邻核心颗粒之间为一段连接线DNA,连结线上有组蛋白H1和非组蛋白。38异染色质有什么特点?①在间期核中处于凝缩状态,无转录活性。②是遗传惰性区,含永不表达的基因。③复制时间晚于其它区域,在细胞周期中表现为晚复制,早凝缩,即异固缩现象(heteropycnosis)。39多线染色体主要有什么特点①体积巨大,这是由于核内有丝分裂的结果,即染色体多次复制而不分离。②多线性,每条多线染色体由500~4000条解旋的染色体合并在一起形成。③体细胞联会,同源染色体紧密配对,并合并成一个染色体。④横带纹,染色后呈现出明暗相间的带纹。⑤具有膨突和环,是基因活跃转录的区域。40什么是核型(karyotype)?核型是细胞分裂中期染色体特征的总和,包括染色体的数目、大小和形态特征等方面。41细胞周期可分为哪4个期?①G1期(gap1):指从有丝分裂完成到期DNA复制之前的间隙时间;②S期(synthesisphase):指DNA复制的时期,只有在这一时期H3-TDR才能掺入新合成的DNA中;③G2期(gap2):指DNA复制完成到有丝分裂开始之前的一段时间;④M期又称D期(mitosisordivision):细胞分裂开始到结束。42说明减数分裂(Meiosis)的遗传学意义减数分裂的特点是DNA复制一次,而细胞连续分裂两次,形成单倍体的精子和卵子,通过受精作用又恢复二倍体,减数分裂过程中同染色体间发生交换和重组,使配子的遗传多样化,增加了后代的适应性,因此减数分裂不仅是保证生物种染色体数目稳定的机制,同且也是物种适应环境变化不断进化的机制。43让M期的细胞与间期的细胞融合,诱导间期细胞产生PCC,请描述各时期PCC的形态及形成原因。①G1期PCC为单线状,因DNA未复制。②S期PCC为粉末状,这与DNA由多个部位开始复制有关。③G2期PCC为双线染色体,说明DNA复制已完成。44举出两种以上人工细胞同步化的方法,并说明优缺点。(任意2种方法)①有丝分裂选择法:有丝分裂细胞与培养皿的附着性低,振荡脱离器壁收集。优点: *** 作简单,同步化程度高,细胞不受药物伤害。缺点:获得的细胞数量较少。(分裂细胞约占1%~2%)②细胞沉降分离法:不同时期的细胞体积不同,可用离心的方法分离。优点:可用于任何悬浮培养的细胞。缺点:同步化程度较低。③DNA合成阻断法:选用DNA合成的抑制剂,可逆地抑制DNA合成。常用TDR双阻断法,在细胞处于对数生长期的培养基中加入过量TDR,S期细胞被抑制,停在G1/S交界处。移去TDR,释放时间大于TS时再次加入过量TDR。优点:同步化程度高,几乎将所有的细胞同步化。缺点:产生非均衡生长,个别细胞体积增大。④中期阻断法:利用破坏微管的药物(如:秋水仙素、秋水仙酰胺)将细胞阻断在中期。优点是无非均衡生长现象,缺点是可逆性较差。45简述细胞有丝分裂的过程。①前期的主要事件是:染色体凝集,分裂极的确定,核膜解体及核仁消失。②前中期:指从核膜解体至染色体排列到赤道面之前的时期。③中期:染色体排列到赤道面上的时期。④后期:染色体开始分离到到达两极的时期。⑤末期:子核形成和胞质分裂。46简述减数分裂前期I细胞核的变化。前期I分为细线期、合线期、粗线期、双线期和终变期5个亚期。①细线期:染色体呈细线状,凝集于核的一侧。②合线期:同源染色体开始配对,SC开始形成,并且合成剩余03%的DNA。在光镜下可以看到两条结合在一起的染色体,称为二价体(bivalent)。每一对同源染色体都经过复制,含四个染色单体,所以又称为四分体(tetrad)③粗线期:染色体变短,结合紧密,这一时期同源染色体的非姊妹染色单体之间发生交换的时期。④双线期:配对的同源染色体相互排斥,开始分离,交叉端化,部分位点还在相连。部分动物的卵母细胞停留在这一时期,形成灯刷染色体。⑤终变期:交叉几乎完全端化,核膜破裂,核仁解体。是染色体计数的最佳时期。47细胞周期具有哪几个主要的检验点(checkpoint)?①G1期检验点:DNA是否损伤,细胞外环境是否适宜,细胞体积是否足够大。②S期检验点:DNA是否复制完成。③G2期检验点:DNA是否损伤,细胞体积是否足够大。④M期检验点:纺锤体是否连到染色体上。48什么是细胞周期引擎?MPF等细胞周期蛋白依赖性激酶可推动细胞周期不断运行,称为细胞周期引擎。49原癌基因激活的机制有哪些?①点突变:原癌基因的产物通能促进细胞的生长和分裂,点突变的结果使基因产物的活性显著提高,对细胞增殖的刺激也增强,从而导致癌症。②DNA重排:原癌基因在正常情况下表达水平较低,但当发生染色体的易位时,处于活跃转录基因强启动子的下游,而产生过度表达。如Burkitt淋巴瘤和浆细胞瘤中,c-myc基因移位至人类免疫球蛋白基因后而活跃转录。③启动子或增强子插入:某些病毒基因不含v-onc,但含有启动子、增强子等调控成分,插入c-onc的上游,导致基因过度表达。④基因扩增:在某些造血系统恶性肿瘤中,瘤基因扩增是一个极常见的特征,如前髓细胞性白血病细胞系和这类病人的白血病细胞中,c-myc扩增8-32锫。癌基因扩增的染色体结构有:⑤原癌基因的低甲基化:致癌物质的作用下,使原癌基因的甲基化程度降低而导致癌症,这是因为致癌物质降低甲基化酶的活性。50简述细胞凋亡的特点又叫程序性细胞死亡(programmedcelldeathPCD)是一种基因指导的细胞自我消亡方式,有以下特点①细胞以出芽的方式形成许多凋亡小体。凋亡小体内有结构完整的细胞器,还有凝缩的染色体,可被邻近细胞吞噬消化,因为始终有膜封闭,没有内容物释放,不引起炎症。②线粒体无变化,溶酶体活性不增加。③内切酶活化,DNA有控降解,凝胶电泳图谱呈梯状51什么是Hayflick极限?有什么理论依据?“Hayflick”极限,即细胞最大分裂次数。细胞增殖次数与端粒DNA长度有关。DNA复制一次端粒DNA就缩短一段,当缩短到Hayflick点时,细胞停止复制,走向衰亡。端粒的长度与端聚酶的活性有关,端聚酶是一种反转录酶,正常体细胞中缺乏此酶。
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