1.何為細胞凋亡?它與細胞壞死有什麼區別?

程序性細胞死亡是細胞有序的自然凋亡過程,是個體發育必不可少的。膜結構一直保持完整,內容物不釋放直到被鄰近細胞吞噬、消化。它與細胞壞死性死亡不一樣,其區別是前者是程序性死亡,由基因所控制;後者是外界因素,如物理、化學損傷和微生物侵襲所引發。其二,細胞外形前者保持完整,後者膜通透性增加,細胞器變形,膜破裂,胞漿外溢。其三,前者無炎性反應,後者有炎性反應。

2.簡述幹細胞增殖及分化特征。

幹細胞的增值特征:幹細胞的增殖速率具有緩慢性;幹細胞增殖系統具有很強的自穩定性。

幹細胞的分化特征:幹細胞分化的譜系限定性; 幹細胞分化的可塑性

3.什麼是胚胎誘導?舉例說明胚胎誘導對細胞分化的作用。

在胚胎發育過程中,一部分細胞對鄰近的另一部分細胞產生影響,並決定其分化方向的作用稱為胚胎誘導。目前已經知道,人體的許多器官,如胃、皮膚等形成都是相應的胚層間葉細胞誘導的結果。胚胎誘導的一個著名實驗是以蠑螈為材料證實原腸頂脊索中胚層對外胚層神經分化的誘導,將兩種色素明顯不同的蠑螈分別作為供體和受體,將一個蠑螈的胚孔背唇移到另一個蠑螈的囊胚腔中,結果受體胚胎最終發育成具有兩個神經系統的個體。這是由於背唇誘導產生神經系統的結果。這個例子說明瞭胚胎誘導細胞分化的作用。

4.試述細胞分化的特點。

細胞分化最顯著的特點是分化穩定性,特別是在高等生物中,分化一旦確立,其分化狀態是十分穩定的,並能遺傳給許多細胞世代,如神經細胞可在整個生命過程中保持這種穩定的狀態不再分裂。另外還有一個特性是可逆性。雖然細胞的分化是一種相對穩定和持久的過程,但是在一定的條件下,細胞分化又是可逆的。例如“多莉”羊的產生,取高度分化的乳腺組織進行體外培養,從培養的細胞中取出一個細胞的細胞核註入到另一個去核的卵細胞中,重組卵細胞經體外培養後植入子宮內,可發育為完整的個體。去分化是有條件的。首先細胞核需處在有利分化細胞逆轉的特定環境中;其次隻發生在具有增殖能力的組織中;再次是具備相應的遺傳基礎。

5. 細胞增殖有哪幾種方式?各有什麼特點?

無絲分裂又稱為直接分裂,它是指處於間期的細胞核不經任何有絲分裂時期而分裂為大致相等的2部分的細胞分裂。該分裂過程簡單、快速,在分裂中既沒有染色體、紡錘體的形成,也無核膜、核仁的解體,而是直接進行細胞核與細胞質的分裂。有絲分裂主要指細胞分裂過程中細胞核有明顯的形態學變化,特別是染色質的凝集和有絲分裂器的形成,有絲分裂器在維持染色體的平衡、運動、分配中起著重要的作用。通過有絲分裂,細胞將已復制加倍的DNA精確地平均分配到2個子細胞中,使分裂後的子細胞保持遺傳上的一致性。減數分裂是有性生殖個體形成生殖細胞過程中發生的一種特殊的分裂方式。整個細胞周期經過2次細胞分裂,而DNA隻復制1次,這樣就由染色體數目為2n的體細胞產生出染色體數目減半(n)的精子或卵子。這樣產生的精卵細胞再經受精後,形成的受精卵的染色體數又恢復原來的二倍體數目,維持物種遺傳的穩定性。

6.比較有絲分裂與減數分裂的異同。

有絲分裂主要指細胞分裂過程中細胞核有明顯的形態學變化,特別是染色質的凝集和“絲狀”結構的紡錘體出現。減數分裂是有性生殖個體形成生殖細胞過程中發生的一種特殊的有絲分裂方式。整個細胞周期經過2次細胞分裂,而DNA隻復制一次,這樣就由染色體數目為2n的體細胞產生出染色體數目減半(n)的精子或卵子。

相同點:有絲分裂與減數分裂過程中都形成有絲分裂器,都有明顯的細胞核特別是染色質的變化。不同點:有絲分裂過程中DNA復制一次,細胞也分裂一次,子細胞染色體數為2n;而減數分裂過程中DNA復制一次,細胞分裂2次,所產生的配子染色體數目減半。

7.何謂細胞表面受體和配體?細胞表面信號傳導的受體可分為幾種類型?各有何特點?

細胞表面受體是一種位於細胞膜上,並能識別細胞外的各種信號分子(配體),並與之結合後能引起細胞內各種生物學效應的大分子(多數為跨膜糖蛋白)。配體是指能與膜受體或胞漿受體結合、相互作用並產生特定生物學效應的化學物質,可分為親水性和親脂性兩類。以甾類激素為代表的親脂性信號分子可穿過細胞膜進入細胞,與細胞質或細胞核中的受體結合成具有調節作用的復合物;而神經遞質、生長因子和大多數的激素分子都為親水性信號分子,它們不能穿過脂質細胞膜,但可與膜上的受體結合,經信號轉換機制將調節信號傳遞給細胞內產生的第二信使,由第二信使負責調控細胞內特定的化學反應或生物學效應。細胞表面信號傳導的受體可分為三類:①離子通道受體,自身是一種離子通道或與離子通道相偶聯,配體通過調節通道的開或關來傳遞信息;②催化受體,是由單條肽鏈一次跨膜糖蛋白組成,N端細胞外有配體結合部位,C端胞質區有酪氨酸酶,具有酪氨酸蛋白激酶(TPK)活性。當與細胞外配體結合被活化時,TPK的酪氨酸自身磷酸化,同時將ATP的磷酸基團轉移到靶蛋白上,使靶蛋白磷酸化,觸發細胞分裂增殖;③偶聯G蛋白受體,G蛋白全稱為結合鳥苷酸調節蛋白或稱為信號蛋白,是一種分子量為10萬左右的可溶性膜蛋白,由α、β、γ 3個亞基構成。位於細胞表面受體與效應器之間,當細胞表面受體與相應配體結合時,釋放信號使G蛋白激活,通過與GTP和GDP的結合,構象發生改變,並作用於效應器調節細胞內第二信使的水平,最終產生特定的細胞效應。作為一種調節蛋白或稱偶聯蛋白,G蛋白又可分為刺激型G蛋白和抑制型G蛋白等多種類型,其效應器可不相同。

8.偶聯G蛋白受體信號傳導途徑可分為幾種類型?其信號傳導過程各有何特點?其作用機制怎樣?舉例說明之。

可分為cAMP信號途徑;磷脂酰肌醇信號通路等。如當刺激性信號(如腎上腺素)與肝細胞表面的β受體結合後,刺激性受體(Rs)被激活,構象改變,暴露與刺激性G蛋白(Gs)結合的部位;配體-受體復合物與Gs結合,Gs活化,Gs的α亞單位(Gsα)構象改變,轉變結合GDP為GTP;Gsα-GTP復合物與βγ二聚體脫離,與腺苷酸環化酶(AC)結合;AC活化分解ATP產生cAMP,細胞內cAMP水平升高,cAMP充當細胞內的第二信使,磷酸化依賴cAMP的A-激酶(PKA),PKA被活化,依次磷酸化無活性的靶蛋白,引起連鎖反應和生物效應,使細胞內糖原分解成葡萄糖;隨後Gsα即分解結合的GTP成為GDP和Pi;Gsα與GDP結合,和AC脫離,AC失活。Gsα又重新與βγ形成三聚體,恢復靜息狀態。此過程可反復進行,直到信號分子和受體分離為止。

9.什麼是細胞連接?分為那幾種類型?

機體各種組織的細胞彼此按一定的方式相互接觸並形成瞭將相鄰細胞連結起來的特殊細胞結構,這些起連接作用的結構或裝置就稱為細胞連接。組織中存在的細胞連接方式有多種,根據其結構和功能,可分為緊密連接、錨定連接和通訊連接等三大類。

10.細胞外基質的化學組成怎樣?有何主要功能?

細胞外基質(ECM)的化學組成包括有:氨基聚糖和蛋白聚糖、膠原和彈性纖維、纖粘連蛋白和層粘連蛋白等。在功能上ECM除對細胞組織起支持、保護、提供營養外,在胚胎發育形態建成、細胞分裂、分化、運動遷移、識別、粘著、通訊聯絡等方面都有重要作用;同時對組織創傷再生修復也很重要。

11. 試述核孔復合體的結構與功能。

核孔復合體是指包括核孔及其相關聯的環狀結構體系。除內外核膜融合的核膜外,核孔復合體的基本組分包括孔環顆粒、周邊顆粒、中央顆粒和細纖絲。孔環顆粒共有8對,呈放射狀排列在核孔周圍。每個孔環顆粒的直徑約10~25nm,由微細粒子和纖絲盤繞而成。周邊顆粒位於內、外核膜交界處,核孔的周緣以細纖絲與相對應的內、外孔環顆粒相連。中央顆粒位於核孔中央,呈粒狀或棒狀,直徑為5~30nm,也是由細纖絲連接孔環顆粒和周邊顆粒。核孔復合體中央的核孔是含水通道,這一圓柱形腔道直徑為9nm,長度為15nm,允許水溶性物質進出核膜內外。因此,核孔復合體的功能在於調節核孔大小,實現細胞核與細胞質之間物質交換的調控。

12.比較常染色質和異染色質的異同。

相同點:常染色質和異染色質的化學組成相同,都是由核酸和蛋白質結合形成的染色質纖維絲,是DNA分子在間期核中的貯存形成,可進行復制和轉錄,在結構上常染色質和異染色質是連續的,且在一定條件下常染色質可以轉變為異染色質。

不同點:常染色質是解旋的疏松的染色質纖維,折疊盤曲度小,分散度大,代表在間期核中處於伸展狀態的DNA分子部分,以核中央分佈為主,在一定條件下可復制和轉錄,經常處於功能活躍狀態,在進入分裂期後,常染色質位於染色體臂。而異染色質是結構緊密的染色質纖維,卷曲成粗大顆粒。異染色質是低活性的、與組蛋白緊密結合的DNA部分,主要分佈在核的周圍,由於螺旋纏繞緊密,很少轉錄,功能上處於靜止狀態。在分裂期,異染色質位於著絲粒、端粒或在染色體臂的常染色質之間。

13.為什麼說線粒體是一個半自主性的細胞器?

線粒體中既存在DNA (mtDNA), 也有蛋白質合成系統(mtRNA、 mt核糖體、氨基酸活化酶等)，具有自己的遺傳系統。但由於線粒體自身的遺傳系統貯存信息很少，構建線粒體的信息大部分來自細胞核的DNA,所以線粒體的生物合成涉及兩個彼此分開的遺傳系統。由於mtDNA信息太少，不能為自己全部蛋白質編碼，所以線粒體隻是一種半自主性細胞器。

14.什麼叫微管組織中心(MTOC)?有哪些結構可起MTOC的作用?

細胞內微管組裝發源點稱微管組織中心(MTOC),中心體是主要的微管組織中心。纖毛基體、著絲點等細胞某些部位均能起 MTOC的作用,紡錘絲、纖毛和鞭毛等微管是依靠MTOC組裝起來的,在有絲分裂、細胞運動等活動中起著重要作用。其次,在活細胞內微管裝配過程中,MAP和tan蛋白可促進微管裝配的啟動,調節裝配的范圍和速率。

15.簡述分泌蛋白的運輸過程。

包括6個階段:①核糖體階段:包括分泌型蛋白質的合成和蛋白質跨膜轉運;②內質網運輸階段:包括分泌蛋白腔內運輸、蛋白質糖基化等粗加工和貯存;③細胞質基質運輸階段:分泌蛋白以小泡形成脫離糙面內質網移向高爾基復合體,與其順面扁平囊融合;④高爾基復合體加工修飾階段:分泌蛋白在高爾基復合體的扁平囊內進行加工,然後以大囊泡的形式進入細胞質基質;⑤細胞內貯存階段:大囊泡進一步濃縮、發育成分泌泡,向質膜移動,等待釋放;⑥胞吐階段:分泌泡與質膜融合,將分泌蛋白釋放出胞外。

16.高爾基復合體是由哪幾部分組成?其主要功能是什麼?

電鏡下可見高爾基復合體由一層單位膜圍成的泡狀復合結構,膜表面光滑,無核糖體附著,形態上可分為扁平囊、小囊泡、大囊泡3部分。高爾基復合體的主要功能是細胞生命活動中不可缺少的中介細胞器,不僅參與糖蛋白、糖脂、多糖的生物合成,而且還參與分泌蛋白的加工、濃縮、貯存和運輸過程,在細胞的蛋白質分選和指導大分子物質運輸到細胞各特殊區域的過程中,高爾基復合體起著十分重要的作用。此外溶酶體也是由高爾基復合體形成的

17.比較說明單位膜模型及液態鑲嵌模型有何不同特點?並給予評價。

單位膜是細胞膜和胞內膜等生物膜在電鏡下均可呈現的三夾板式結構,上下兩層為電子密度較高的暗層,而中間為電子密度低的明層。在20世紀50~60年代,人們將具有兩暗一明結構的膜稱為單位膜。如今,單位膜僅是能部分反映生物膜結構特點的質膜和胞內膜的代名詞。流動鑲嵌模型是在單位膜模型的基礎上,由Singer和Nicolson在1972年提出的一個反映生物膜特性的分子結構模型。該模型強調膜的流動性和膜蛋白分佈的不對稱性,以及蛋白質與脂雙層的鑲嵌關系。認為膜蛋白和膜脂均可產生側向運動,膜蛋白有的鑲在膜表面,有的則嵌入或橫跨脂質雙分子層。膜中脂質雙層構成瞭膜的連續主體,它既有固體分子排列的有序性,又有液體的流動性,球形蛋白分子以各種形式與脂質雙分子層相結合。該模型可解釋膜的多種性質,但不能說明具有流動性的細胞膜在變化過程中如何維持膜的相對完整和穩定性。

18.試以Na+-K+泵為例說明細胞膜的主動轉運過程。

主動轉運是細胞膜的一項基本功能,它是利用膜中的載體蛋白在消耗代謝能的條件下將某種物質逆濃度梯度進行的跨膜轉運。Na+-K+泵就是細胞膜中存在的一種能利用 ATP的能量主動轉運鈉和鉀逆濃度梯度進出細胞的載體蛋白。Na+-K+泵具有ATP酶的活性,能水解ATP獲取其中的能量,故又稱為Na+-K+ATP酶,所進行的是由ATP直接提供能量的主動運輸。Na+-K+泵由α和β2個亞基組成,均為跨膜蛋白。α亞基較大,分子量為120kD,而β亞基較小,分子量為50kD。在α亞基的外側(朝細胞外的一面)具有2個K+的結合位點,內側(朝細胞內的一面)具有3個 Na+的結合位點和一個催化ATP水解的位點。其工作程序是,細胞內的Na+與大亞基上的 Na+位點相結合,同時ATP分子被催化水解,使大亞基上的一個天冬氨酸殘基發生磷酸化(即加上一個磷酸基團)。磷酸化過程改變 Na+-K+泵的空間構象,使3個Na+排出胞外;同時,胞外的K+與α亞基外側面的相應位點結合,大亞基去磷酸化(將磷酸基團水解下來),使α亞基空間結構再次改變(恢復原狀),將2個K+輸入細胞,到此便完成瞭Na+-K+泵的整個循環。 Na+-K+泵的每次循環消耗一個 ATP分子,轉運3個Na+出胞和2個K+入胞。

19.細胞生物學的形成與發展經歷瞭哪幾個階段?

細胞生物學這門學科的形成和發展經歷瞭以下幾個階段:①細胞的發現;②細胞學說的建立;③經典細胞學階段(細胞學的經典時期);④實驗細胞學時期;⑤細胞生物學階段。

20.試比較真核細胞與原核細胞的差異。

作為較原始類型的原核細胞與真核細胞相比,在結構上、功能上的差異十分明顯,表現在以下多個方面:①原核細胞無真正的細胞核,遺傳物質無核膜包被,而是散在分佈或相對集中分佈於細胞的一定區域,形成所謂的核區或擬核;而真核細胞具有完整的細胞核,遺傳物質有核膜包被,還具有明顯的核仁等構造。②原核細胞的遺傳物質DNA分子一般僅一條,而且不與蛋白質結合,呈裸露狀態;而真核細胞的DNA分子常有多條,且要與蛋白質結合成染色質或染色體等構造。②原核細胞無內膜系統,缺乏線粒體、高爾基體、內質網和溶酶體等膜性細胞器;而真核細胞具有由內質網、高爾基體、溶酶體及核膜等構成的發達的內膜系統。④原核細胞中不存在細胞骨架系統,無微管、微絲、中等纖維等非膜性細胞器;而真核細胞具有由微管、微絲和中等纖維等構成的細胞骨架系統。⑤原核細胞基因表達的兩個基本過程即轉錄和翻譯同時進行;而真核細胞中遺傳信息的轉錄和翻譯過程具有明顯的階段性和區域性,其轉錄在細胞核中進行,所合成的mRNA要離開細胞核在細胞質中進行蛋白質合成(翻譯)。⑥原核細胞的增殖無明顯周期性,以無絲分裂的方式進行;而真核細胞的增殖以有絲分裂方式進行,周期性很強。⑦原核細胞體積較小,而真核細胞體積較大。⑧原核細胞之中有不少的病原微生物,而真核細胞則是構成人體和動植物體的基本單位。