作业题

第二章：细胞的统一性和多样性1、为什么说“细胞是一切生命活动的基本单位”？⑴细胞是构成生物体的基本单位⑵细胞是代谢与功能的基本单位⑶细胞是有机体生长发育的基础⑷细胞是遗传的基本单位，有遗传全能性⑸没有完整细胞结构，就没有完整的生命活动2、比较真核细胞与原核细胞的异同相同点：⑴都具有类似的细胞质膜结构⑵都以DNA作为遗传物质，并使用相同的遗传密码⑶都以一分为二的方式进行细胞分裂⑷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⑸代谢机制相同（如糖酵解和TCA循环）⑹具有相同的化学能贮能机制，如ATP合成酶（原核位于细胞质膜上，真核位于线粒体膜上）⑺光合作用机制相同（蓝细菌与植物相比较）⑻膜蛋白的合成和插入机制相同⑼都是通过蛋白酶体（蛋白质降解结构）降解蛋白质（古细菌与真核细胞相比较）最根本的区别：⑴细胞膜系统的分化与演变⑵遗传信息量与遗传装置的扩增与复杂化：出现遗传信息重复序列与染色体多倍性；转录与翻译有严格的阶段性和区域性。

⑶体积变大，骨架系统复杂化3、简述真核细胞的基本结构体系⑴以脂质及蛋白质成分为基础的生物膜结构系统基本作用: 提供保护还为细胞提供较多的质膜表面，使细胞内部结构区室化。

为细胞内的物质运输提供了特殊的运输通道，保证了各种功能蛋白及时准确地到位而又互不干扰。

例如溶酶体的酶合成后不仅立即被保护起来，而且一直处于监护之下被运送到溶酶体小泡。

⑵以核酸（DNA或RNA）与蛋白质为主要成分的遗传信息表达系统遗传信息表达体系又称为颗粒纤维结构体系，包括细胞核和核糖体。

细胞核中染色质是纤维结构，由DNA和组蛋白构成。

染色体的一级结构是有核小体组成的串珠结构，其直径为10nm,又称为10nm纤维。

核糖体是由RNA和蛋白质构成的颗粒结构，直径为15～25nm，由大小两个亚基组成，它是细胞内合成蛋白质的场所。

第三章细胞生物学研究方法1、名词解释：Southern杂交：是体外分析特异DNA序列的方法Northern杂交：是检测、定量mRNA大小及在组织中表达水平的标准方法Western blot：是分析特定蛋白质在细胞中表达情况的方法克隆：亦称无性繁殖系或简称无性系。

对细胞来说，克隆是指由同一个祖先细胞通过有丝分裂产生的遗传性状一致的细胞群。

原代细胞培养：从动物机体取出的进行培养的细胞群。

传代细胞培养：将细胞从一个培养瓶转移到另外一个培养瓶即称为传代或传代培养2、简述单克隆抗体的原理和制备过程原理：应用细胞杂交技术使骨髓瘤细胞与免疫的淋巴细胞二者合二为一，得到杂种的骨髓瘤细胞。

这种杂种细胞继承两种亲代细胞的特性，它既具有B淋巴细胞合成专一抗体的特性，也有骨髓瘤细胞能在体外培养增殖永存的特性。

过程：1.对小鼠注射特定的抗原蛋白,使小鼠产生免疫反应；2.得到相应的B淋巴细胞；3.将小鼠骨髓瘤细胞与B淋巴细胞融合,再用特定的选择培养基进行筛选；4.在该培养基上,未融合的亲本细胞和融合的具有同种核的细胞都会死亡,只有融合的杂种细胞才能生长（这种杂种细胞的特点是既能迅速大量繁殖又能产生专一的抗体）5.对上述杂交瘤细胞还需进行克隆化培养和抗体检测,经多次筛选,就可获得足量的能分泌所需抗体的细胞；6.最后,将杂交瘤细胞在体外条件下做大规模培养,或注射到小鼠腹腔内增殖,从细胞培养液或小鼠腹水中,提取出单克隆抗体。

3、试比较电子显微镜和光学显微镜的区别光学显微镜是以可见光为照明源，将微小的物体形成放大影像的光学仪器；而电子显微镜则是以电子束为照明源，通过电子流对样品的透射或反射及电磁透镜的多级放大后在荧光屏上成像的大型仪器。

它们的不同在于：①照明源不同：光镜的照明源是可见光，电镜的照明源是电子束；由于电子束的波长远短于光波波长，因而电镜的放大率及分辨率显著高于光镜。

②透镜不同：光镜为玻璃透镜；电镜为电磁透镜。

③分辨率及有效放大本领不同：光镜的分辨率为0.2μm左右，放大倍数为1000倍；电镜的分辨率可达0.2nm，放大倍数106倍。

④真空要求不同：光镜不要求真空；电镜要求真空。

⑤成像原理不同：光镜是利用样品对光的吸收形成明暗反差和颜色变化成像；而电镜则是利用样品对电子的散射和透射形成明暗反差成像。

⑥生物样品制备技术不同：光镜样品制片技术较简单，通常有组织切片、细胞涂片、组强压片和细胞滴片等；而电镜样品的制备较复杂，技术难度和费用都较高，在取材、固定、脱水和包埋等环节上需要特殊的试剂和操作，还需要制备超薄切片。

4、超薄切片的样品制片过程包括哪些步骤取材,固定,包埋,切片,染色5、一些整合在膜上的酶不仅依赖周围环境的脂质作为支持物，而且需要它们的协助发挥作用。

Na+/K+-ATP酶就是一例。

设计一个实验，验证膜流动性对该酶催化速度的影响。

用去垢剂将Na+/K+-ATPase 从膜上分离出来，在具有特定成分的脂质体上重建，分析酶活性。

合成的脂质体带有不同数量的饱和和不饱和脂肪酸，因而有不同的流动性，在不同流动性脂质体条件下分析酶活性。

被动运输、主动运输和膜泡运输有何异同点1、过氧化物酶体，溶酶体中蛋白质的来源及输入机制，两者有何区别？2、简述信号肽假说的主要内容；含信号肽的蛋白在细胞质合成后到内质网的主要过程。

主要内容：分泌蛋白的N端存在短信号序列，该序列从核糖体翻译合成，结合因子和蛋白结合，指导其转移到内质网膜，后续翻译过程在内质网膜上进行。

主要过程：信号肽与移位子组分结合使孔道打开，信号肽穿入内质网膜并引导肽链进入内质网腔，同时腔面上的信号肽酶切除信号肽使之快速降解；肽链延伸直至完成整个多肽链的合成；蛋白质进入腔内并折叠，核糖体释放，移位子关闭。

1、导致G蛋白激活的反应和导致Ras激活的反应之间有哪些异同？两种激活过程都依赖于某些蛋白质，可催化G蛋白或Ras蛋白上的GDP／GTP交换。

所不同的是，G蛋白偶联受体可直接对G蛋白行使这种功能，而那些酶联受体被磷酸化激活后则先将多个衔接蛋白装配为一个信号复合物，再对Ras进行激活。

2、G蛋白偶联受体与酶偶联受体的主要不同点是什么？G蛋白偶联受体是7次跨膜受体，而酶连受体是4~6次跨膜受体；G蛋白偶联受体激活后，需要GTP结合蛋白激活下游的酶（如AC），借助第二信使分子（如CAP）发挥作用，而酶连受体需要2个受体激酶二聚体化，与信号分子结合，从而自身活化，然后向细胞内传递信号。

3、血小板来源的生长因子（PDGF）可激活Elk-1转录因子。

这个过程涉及哪些分子？接头蛋白Grb2与PDGF受体结合后被磷酸化，通过其SH3结构域募集交换因子Sos，Sos将信号传递给Ras，激活的Ras启动激酶级联反应，其顺序为Raf (原癌基因 raf编码蛋白) -MEKK ( MAPK激酶的激酶) -MEK ( MAPK激酶) - ERK1/2 (细胞外信号调节蛋白激酶1/2)，激活的ERK1/2转位到细胞核中，磷酸化AP-1、ELK-1、SAP 等涉及增殖反应的转录分子，促进细胞增殖。

用PDGF 刺激细胞后立即可检测到Ras的活化形式Ras•GTP，用Ras显性负性突变体及抑制此通路其他任一信号分子均可抑制PDGF诱导的细胞增殖反应，说明此通路对PDGF促进细胞增殖必不可少。

在PDGF刺激的成纤维细胞中，激活的Ras水平增加了2~3倍，显微注射Ras 抗体能抑制DNA合成反应。

4、比较cAMP信号通路系统与IP3-DAG信号通路系统在跨膜信号传递作用上的异同点。

CAMP途径与双信号途径都是G蛋白偶连信号通路1、cAMP信号通路信号分子与受体结合后，通过与GTP结合的调节蛋白(G蛋白)的耦联，在细胞内产生第二信使，从而引起细胞的应答反应。

cAMP信号通路由质膜上的5种成分组成：①激活型激素受体(Rs)；②抑制型激素受体(Ri)；③与GDP结合的活化型调节蛋白(Gs)；④与GDP的抑制型调节蛋白(Gi)；⑤腺苷酸环化酶( C )。

(1) Rs 与Ri Rs与Ri位于质膜外表面，识别细胞外信号分子并与之结合，受体有两个区域，一个与激素作用，另一个与G蛋白作用。

(2) Gs与Gi G蛋白也称耦联蛋白或信号转换蛋白，它将受体和腺苷酸环化酶耦联起来，使细胞外信号跨膜转换为细胞内信号，即第二信使cAMP. (3)腺苷酸环化酶cAMP信号通路的催化单位是结合在质膜上的腺苷酸环化酶，它催化ATP生成cAMP。

cAMP信号通路的主要效应是激活靶酶和开启基因表达，是通过蛋白激酶A完成的。

①激活靶酶：通过对蛋白激酶A的活化进而使下游靶蛋白磷酸化，从而影响细胞代谢和细胞行为是细胞快速答应胞外信号的过程。

②开启基因表达：是一类细胞缓慢应答胞外信号的过程，这就是cAMP信号通路对细胞基因表达的影响。

该信号途径涉及的反应链可表示为：激素 G蛋白偶联受体 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。

2.外界信号分子与受体结合，使质膜上的 4,5—二磷酸磷脂酰肌醇(PIP2)水解成1，4,5—三磷酸肌醇(IP3)和二酰苷油(DG )两个第二信使。

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—Ca 2 +和DG—PKC途径，实现细胞对外界的应答，因此把这一信号系统称之为“双信使系统”。

IP3是一种水溶性分子，在细胞内动员内源Ca 2 +，使胞质中内源Ca 2 + 浓度提高。

Ca 2+通过钙调蛋白引起细胞反应；DG激活蛋白激酶C(PKC)。

在许多细胞中，PKC的活化可增强特殊基因转录。

有两条途径：①PKC激活一条蛋白激酶的级联反应，导致基因调控蛋白的磷酸化和激活；②PKC的活化，导致一种抑制蛋白的磷酸化，使基因调控蛋白摆脱抑制状态释放出来，进入细胞核，刺激特殊基因的转录。

1、简述细胞周期同步化的方法和优缺点比较2、简述泛素化降解途径蛋白质首先被泛素分子识别，与泛素特异性结合，在泛素分子的介导下，由泛素活化酶E1，泛素载体蛋白E2以及泛素连接酶E3特异性作用，随后与26S蛋白酶体相偶联，被26S蛋白酶体内部亚单位多次切割降解为多个肽段，且多聚泛素链被还原成单体参与下一轮蛋白质降解。

3、简述M-cyclin的调控过程M-cyclin 通过APC途径实现泛素化。

动粒上装配有Cdc20 和Mad2蛋白。

Cdc20是APC的正调控因子；Mad2和Cdc20结合能抑制Cdc20的活性；当动粒微管没有捕获全部动粒时，就无法激活APC（中期不能向后期转化）；动粒全部被动粒微管捕获后，Mad2从动粒上消失，对Cdc20的抑制解除，促使APC活化降解Mcyclin。