细胞生物学(超全翟中和)名词解释及课后复习及答案及配套的习题集答案.doc 下载本文

内容发布更新时间 : 2023/2/4 13:11:59星期一 下面是文章的全部内容请认真阅读。

原核细胞与真核细胞的蛋白质合成均是以多聚核糖体的形式进行的,可大大提高多肽合成的速度。 在蛋白质合成上的不同点:

⑴原核细胞由DNA转录mRNA和由mRNA翻译成蛋白质是同时并几乎在同一部位进行; ⑵真核细胞的DNA转录在核内,蛋白质合成在胞质中。

3. 核型制作技术的主要步骤有哪些?

1) 首先用秋水仙素破坏纺锤丝的形成,使中期染色体停留在赤道面处; 2) 然后用低渗法将细胞胀破,使细胞的染色体铺展到载片上; 3) 最后将染色体的显微图象剪裁排列即成。

1、细胞核是由哪几部分组成?说明核孔复合体的结构和功能。 1) 间期细胞核的组成:核被膜、染色质、核仁、核液和核基质 2) 核孔复合体的结构:

(1) 由100余种蛋白构成的八重辐射对称的复合体结构; (2) 穿越内、外层核膜;

(3) 8个颗粒组成的胞质环;向胞质侧伸出短而弯曲的细丝; (4) 核孔中央有一中央栓-运输体; (5) 核孔四壁向中央伸出放射幅;

(6) 核孔的功能直径为9~20nm, 为可调孔径;

(7) 8个颗粒组成的核质环; 核质环向核质侧伸出长而直的细丝; 终止于一端环; (8) 核质环、核质丝和端环共同形成核篮结构;

3) 核孔复合体的功能:核孔复合体是核质与胞质之间进行物质交换的通道。 (1) 核蛋白的运进;

(2) RNA和核糖体亚单位的运出;

综上所述,核孔复合体对亲核蛋白的运进和各种RNA和核糖体亚单位的运出均具有高度选择性,运输过程既涉及主动运输又存在有被动运输。

2. 核纤层与细胞分裂过程中核被膜的解体及重建有什么关系? 有丝分裂过程中,核纤层与核被膜的解体和重建有关。

1) 在分裂前期末, 核纤层蛋白被磷酸化,核纤层解体,核被膜解体; 2) 在分裂末期,核纤层蛋白去磷酸化,重新组装成核纤层,核被膜重建。 3. 组蛋白和非组蛋白在染色质中的作用是什么?有何实验根据? 1) 作用

(1) 组蛋白和DNA结合构成染色质纤维,组蛋白有抑制基因表达的作用,而且结合量愈增加,DNA的模板性抑制愈深。

(2) 非组蛋白对基因的表达有调控作用。 2) 实验根据

(1) 用胰酶处理细胞核,组蛋白显著减少,则转录活性增强。因此推想在转录时,组蛋白和DNA的结构关系会发生改变。

(2) Gilmour和Paul(1970)利用染色质重组和竞争杂交方法来研究DNA表达的特异性与非组蛋白的关系。把骨髓网织红细胞和胸腺混合的DNA、组蛋白重建染色质;发现加入骨髓网织红细胞非组蛋白,染色质转录的RNA与天然骨髓网织红细胞染色质转录的球蛋白mRNA相同,反之,加入胸腺非组蛋白,重组染色质转录的RNA与天然的胸腺染色质转录的RNA相同。又如血红蛋白mRNA只能由成红细胞转录,脑细胞则不能产生血红蛋白mRNA 。当在体外把脑细胞染色质解组后,用成红细胞的非组蛋白与之重建,重建后的脑细胞染色质即能转录血红蛋白mRNA 。可是如果脑细胞的非组蛋白与这重建,仍然不能产生血红蛋白mRNA 。这些实验不仅说明非组蛋白有调节基因表达的作用,而且也说明它有明显的组织特异性。 4. 什么叫核基质?广义的核基质包括哪些成分?各有何生物学功能? 1) 核基质指在核液中广泛存在着由蛋白质构成的网架结构。

2) 广义上,核基质包括核纤层、核孔复合体系统、染色体骨架和核骨架。 3) 功能:

(1) 核纤层:维持核孔的位置和核被膜的形状;为间期染色质提供附着位点;在有丝分裂过程中,核纤层还与核被膜的解体和重建有关。

(2) 核孔复合体系统:核孔复合体是核质与胞质之间进行物质交换的通道

(3) 染色体骨架:染色体骨架不仅是染色体高级结构的结构骨架,而且还与DNA复制、RNA转录与加工、染色体构建等密切相关。

(4) 核骨架:在真核细胞的DNA复制、RNA的转录与加工、染色体DNA的有序包装与染色体构建等生命活动中具有重要的作用。

5. 染色体应具有的关键序列有哪些?它们在染色体的结构和功能中担当着什么样的角色? 1) 关键序列:

自主复制DNA序列(autonomously replicating sequence, ARS) 着丝粒DNA序列(centromere DNA sequence, CEN) 端粒DNA序列(telomere DNA sequence, TEL) 2) 功能:

(1) 自主复制DNA序列

自主复制DNA序列具有一复制起点,能确保染色体在细胞周期中能够自我复制,从而保证染色体在世代传递中具有稳定性和连续性。 (2) 着丝粒DNA序列

着丝粒DNA序列与染色体的分离有关。 (3) 端粒DNA序列

端粒DNA 功能是保证DNA链的完整复制,从而保证染色体的独立性和遗传稳定性。

第九章:细胞骨架与细胞运动

1、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。

2. 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。

3. 微管是如何进行胞内细胞器的定位、迁移及胞内物质运输的?

马达蛋白与微管相互作用,进行细胞器的定位、迁移及胞内物质运输,马达蛋白有两种:即胞质动力蛋白和驱动蛋白,具有ATP活性。

1) 驱动蛋白与内质网膜的细胞质面结合,延微管向细胞四周施以拉力,从而使内质网在细胞质溶质中展开分布。反之,细胞质溶质动力蛋白与高尔基体膜结合,延微管向近核方向牵拉,从而使高尔基体位于细胞中央;

2) 微管是为运输物质提供轨道并对运输方向具有指导作用;运输的动力来自马达蛋白(motor protein),胞质动力蛋白可沿微管由\端向\端移动,为膜泡和细胞器的胞内运输和纤毛运动提供动力。,胞质动力蛋白同被运输膜泡或细胞器膜上的受体蛋白间接相连, 从而识别和结合被运输物, 达到选择性运输的目的;驱动蛋白可沿微管由\端向\端移动, 在胞内物质运输中具有重要作用。

第十四章:细胞的遗传活动和蛋白质的生物合成

1、DNA复制有哪些基本要点? 1) 按半保留复制过程进行的;

2) 复制是单向或双向的,通常是双向复制;

3) 复制由专一点开始,DNA分子的复制起始点可以是1个,也可以是多个; 4) 复制的双链均以5ˊ→3ˊ的方向添加核苷酸单体;

5) 复制是半不连续性的,其中1股链(后随链)为不连续复制,是先合成短的片段,然后再连接成DNA分子整体;

6) 后随链各片段开始复制时都要先合成一小段RNA,作为启动DNA聚合酶作用的引物,引导合成多脱氧核苷酸链。

2、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,5ˊRNA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-ˊACCCCAAC-3ˊ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、基因扩增有何生物学意义?

基因扩增现象是细胞发育到特定阶段的需要,是细胞在给定时间内大量扩增基因序列、产生大量转录产物的一种有效手段。在卵母细胞的成熟过程中,扩增出大量的基因序列,用于基因转录,贮备大量的RNA转录本供受精后的早期使用,对于受精卵早期的蛋白质合成及其生命活动的正常执行以及随后的细胞分化和胚胎发育均具有极其重要的生物学意义。但扩增出的大量基因序列仅在当代作为膜板进行转录用,

不传递到下一代细胞。

4、原核生物与真核生物的转录过程有何主要差别?

1) 在原核生物中,只有1种RNA聚合酶,负责合成所有的mRNA、tRNA和rRNA。

真核生物中有3种RNA聚合酶,即RNA聚合酶Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ,分别分布在核内的不同区域,完成不同的RNA的合成。

2) 原核生物相比,真核生物的RNA聚合酶转录时还需要有其他的很大一组蛋白质(转录因子)的协助,才能开始转录;

3) 真核生物mRNA一般为单顺反子结构,但其基因的原初转录产物(转录物)通常是由编码序列(外显子)和非编码序列(内含子)间插排列组成;原核生物为多顺反子,

4) 与原核生物mRNA不同,真核生物最初的mRNA转录物必须经过依次拼接除去内含子,再将有编码意义的各相邻外显子首尾相接,并进行修饰才能成为成熟的mRNA。 5) 5ˊ末端“戴帽”(capping),3ˊ末端加尾,链内某些核苷酸的甲基化。 5、真核生物的3种RNA聚合酶的分布部位与功能各有何不同?如何签别? 1) 分布部位与功能:

(1) RNA聚合酶I:分布在核仁;转录合成rRNA;

(2) RNA聚合酶II: 分布在核质;转录合成mRNA前体;

(3) RNA聚合酶III:分布在核质;转录合成tRNA、5S RNA、其它小分子RNA。 2) 鉴别方法:通过敏感性不同而降三者分离, (1) RNA聚合酶I:对α-鹅膏蕈碱不敏感; (2) RNA聚合酶II: 对α-鹅膏蕈碱敏感;

(3) RNA聚合酶III:对α-鹅膏蕈碱敏感性介于聚合酶I、II之间。

6、真核生物前体mRNA与成熟mRNA在分子结构上有何差别,其转录后的加工修饰如何? 1) 与真核生物前体mRNA相比,成熟mRNA在分子结构的特点: (1) 5ˊ末端的帽子,3ˊ末端的尾; (2) 链内某些核苷酸的甲基化 (3) 不含内含子

2) 真核生物前体mRNA的转录加工过程较复杂,这一过程是通过下述四种方式进行的。 (1) 5ˊ末端“戴帽”(capping) (2) 3ˊ末端加尾 (3) 切除内含子

(4) 链内某些核苷酸的甲基化。

7、前体rRAN和前体tRNA转变为有功能的成熟RNA都经过哪些加工过程? 1) 以真核生物的45S前体rRNA为例: (1) 去掉先导序列,留下41S片断;

(2) 切成20S和36S前体rRNA,20S片断随即被切成18SrRNA,参加40S小亚单位组成;36S片断切除一小段,成为32S片断;

(3) 32S片断再被切成28S和5.8SrRNA,参加核糖体大亚单位的组成。 2) tRNA成熟经过以下步骤:

(1) 修剪 由专一的加工酶将tRNA前体中多余的核苷酸切除,产生与成熟tRNA分子等长的核苷酸链。 (2) 加CCA序列 最初转录的tRNA 3ˊ端没有CCA序列,须在转录后经酶的作用连接上CCA-OH。 (3) 修饰 在tRNA的特定部位上通过专一性酶过程把核苷酸转变为异常核苷酸。 8.肽链合成中有哪几类可溶性蛋白质因子参与?它们的作用各如何? 1) 起始因子(initiation factor):

作用主要是在多肽链合成过程中帮助起始三源复合物的生成。原核生物有3种起始因子,即IF-1、IF-2和IF-3。其中IF-1似无专一功能,只能促进IF-2和IF-3的活性。但近年亦有报导IF-1可能促进50S亚基参加到70S核糖体的组构中去;IF-2能协助fMet-tRNAfmet有选择地与30S亚基结合,进入P位,是翻译起始中关键的一步,当30S亚基存在时,IF-2有很强的GTPase活性;IF-3促进mRNA与30S亚基结合并有保持30S亚基稳定性的作用。

2) 延伸因子(elongation factor,):

原核生物有3种延伸因子:EF-Tu、EF-Ts和EF-G。

(1) EF-Tu的功能是负责把氨酰基tRNA带入到大亚基的A位,在存在GTP时与氨酰基tRNA形成稳定复合物EF-Tu?GTP?氨酰基-tRNA。EF-Tu只能和fMet-tRNAmet以外的氨酰基tRNA结合,保证了起始tRNA携带的fMet不会进入肽链内部,在mRNA内的密码AUG只对应甲硫氨酸; (2) EF-Ts是使EF-Tu?GDP生成EF-Tu?GTP再重新参加肽链的延伸;

(3) EF-G则是在延伸机制中负责转位,即当肽链增加一个核苷酸后,肽基-tRNA从A位移到P位,这个过程需要EF-G和GTP。它是一种依赖于核糖体的GTPase,能使GTP水解。 真核生物中的延伸因子分别为EF1、EF2。

(1) EF1又可分为两种,即EF1α和EF1β γ,EF1α相当于原核生物的EF-Tu,EF-1β γ 则可能相当于TF-Ts。

(2) EF2相当于原核生物的TF-G。在酵母和真菌中发现它们的核糖体还需有EF3才能翻译。 3) 释放因子(release factor)

释放因子的功能是识别mRNA上的终止密码,终止肽链合成并释放核糖体。

(1) 原核生物中的释放因子有三种:即RF-1、RF-2和RF-3。RF-1能识别UAA和UAG,RF-2识别UAA和UGA。RF3并不能识别终止密码,而可能是以一种非特异的方式促进RF-1和RF-2的功能。释放因子行使功能需要GTP。

(2) 真核生物只有1种释放因子RF,对3个终止密码都能识别。 9. 蛋白质合成的去向如何?

1) 游离核糖体上合成的蛋白质主要去向有: (1) 非定位性的细胞质溶质蛋白。 (2) 定位性的细胞质溶质蛋白。

(3) 核定位蛋白,其中有的成为染色体的结构成分,有的是细胞核中特有结构的组分。 (4) 半自主性细胞器组成蛋白。

2) 糙面内质网上核糖体所合成的蛋白质的去向有: (1) 运往细胞外的分泌蛋白。

(2) 进入溶酶体腔形成溶酶体酶等。

(3) 插入到内质网膜中,并随膜流进入内膜系统各区和质膜,形成它们的的组构成分。 10. 膜整合蛋白是怎样定位的?

1) 膜整合蛋白是来自糙面内质网上核糖体所合成的蛋白质,有些合成后嵌入到膜中成为跨膜蛋白,其肽链中一些片段穿过脂双层,而另外的一些则保留在膜中。 2) 具有单一跨膜片段的跨膜蛋白,像可溶性蛋白一样,转移的开始,由肽链氨基末端的信号肽序列发动。但是,这一转移过程被肽链中的另一段疏水氨基酸序列所阻断,使肽链不能再继续进入膜中。这第二个疏水氨基酸片段就称为停止-转移序列(stop-transfer —螺旋状的跨膜片段,把蛋白质锁定在膜内。同时,氨基端的信号序列也从通道释放到脂双层内并被切除。结果,转移的蛋白质便被作为一个跨膜蛋白定向插入膜中。?sequence),此序列在进入转移通道后即被释放,从转移通道横移到脂双层中,并形成一个

3) —螺旋的疏水序列才被释放到脂双层中,形成两次穿膜的跨膜蛋白。?有些跨膜蛋白,是由一个内部信号序列而不是氨基末端的信号信序来起动转移,但这些内部信号序列并不被切除。这些跨膜蛋白中的这种组成形式使肽链来回反复穿过脂双层。这种情况下,疏水的信号序列是成对行动,一个内部信号序列用来起始转移,另一个是停止转移序。起始转移序列与转移器结合后,一直等到一个停止转移序列进入转移器时,这两个

4) 在多次穿膜蛋白中有更多成对的起始和停止转移序列在起作用,多个疏水的α-螺旋横跨脂双层。如此往返穿梭,使跨膜蛋白在合成完成之前,多次横移入膜,成为多次跨膜蛋白。 插入到内质网膜中的蛋白,随膜流进入内膜系统各区和质膜,形成它们的的组构成分

第十五章:细胞增殖及其调控

1、说明真核细胞分裂过程中核膜破裂和重新装配的调节机制。

在有丝分裂过程中,核纤层还与核被膜的解体和重建有关。在分裂前期末, 核纤层蛋白被磷酸化,核纤