細(xì)胞生物學(xué)學(xué)習(xí)資料及習(xí)題解答第12-15章

...wd......wd......wd...第十二章細(xì)胞增殖及其調(diào)控學(xué)習(xí)要點(diǎn)細(xì)胞周期概述細(xì)胞周期真核細(xì)胞分裂方式：無絲分裂、有絲分裂和減數(shù)分裂。連續(xù)分裂的細(xì)胞從上次有絲分裂完畢開場(chǎng)到下次有絲分裂完成為止所經(jīng)歷的一個(gè)過程叫做一個(gè)細(xì)胞周期。一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的細(xì)胞周期分為G1期、S期、G2期和M期。根據(jù)細(xì)胞增殖的情況，多細(xì)胞生物體的體細(xì)胞可以分為三類：連續(xù)增殖的周期中細(xì)胞、暫不分裂的休眠細(xì)胞核不再分裂的終端分化細(xì)胞。細(xì)胞周期中各個(gè)不同時(shí)相及其主要事件=1\*GB3①G1期。進(jìn)展RNA、碳水化合物、脂類和蛋白質(zhì)的合成，細(xì)胞體積增大，dNTP積累，合成S期所需要的一些蛋白質(zhì)因子，為細(xì)胞進(jìn)入S期做好充分準(zhǔn)備。=2\*GB3②S期。主要事件是DNA復(fù)制，常染色質(zhì)與異染色質(zhì)的復(fù)制不同步進(jìn)展，DNA量加倍。新的組蛋白也是在此期合成的。=3\*GB3③G2期。合成大量的蛋白質(zhì)，但此期合成的蛋白與前兩期的不同，主要為細(xì)胞進(jìn)入M期做好充分準(zhǔn)備，如合成了著絲粒蛋白質(zhì)、細(xì)胞周期蛋白B和微管蛋白等。=4\*GB3④M期。核膜破裂，核仁消失，染色質(zhì)形成染色體，子染色體移向兩極，隨后松散開，在兩極形成子核，細(xì)胞進(jìn)展分裂，形成兩個(gè)子細(xì)胞。細(xì)胞周期長短測(cè)定脈沖標(biāo)記DNA復(fù)制和細(xì)胞分裂指數(shù)觀察測(cè)定法脈沖標(biāo)記DNA復(fù)制和細(xì)胞分裂指數(shù)觀察測(cè)定法可以測(cè)出細(xì)胞周期4個(gè)時(shí)相時(shí)間的長短。在細(xì)胞分裂指數(shù)測(cè)定法過程中，根據(jù)繪制的圖形分別求出4個(gè)時(shí)相時(shí)間的長短是本節(jié)的學(xué)習(xí)難點(diǎn)。流式細(xì)胞儀測(cè)定法流式細(xì)胞儀測(cè)定法可測(cè)定細(xì)胞周期時(shí)間的長短，但是該法無法區(qū)分G2期與M期細(xì)胞，因此不能區(qū)分G2期和M期時(shí)間的長短。另外，細(xì)胞群體倍增時(shí)間測(cè)定法可以計(jì)算出細(xì)胞周期總時(shí)間，縮時(shí)攝影技術(shù)可以算出分裂間期和分裂期的準(zhǔn)確時(shí)間。細(xì)胞周期同步化在自然或?qū)嶒?yàn)條件下使一個(gè)細(xì)胞群體中所有細(xì)胞周期的同一時(shí)相的過程稱為細(xì)胞周期同步化。細(xì)胞周期同步化可分為自然同步化和人工同步化。其中人工同步化又分為人工選擇同步化和藥物誘導(dǎo)同步化。藥物誘導(dǎo)法中的DNA合成阻斷法和分裂中期阻斷發(fā)應(yīng)用較多。人工選擇法防止了使用藥物對(duì)細(xì)胞進(jìn)展處理，能保持細(xì)胞正常的生理狀態(tài)，而藥物誘導(dǎo)法可能對(duì)細(xì)胞的正常生理產(chǎn)生影響。特殊的細(xì)胞周期早期胚胎細(xì)胞的細(xì)胞周期〔從第2次卵裂到第12次卵裂〕G1期和G2期非常短，以至于認(rèn)為早期胚胎細(xì)胞僅含S期和M期。酵母細(xì)胞的細(xì)胞周期可以分為4個(gè)時(shí)相。細(xì)胞分裂時(shí)，核膜不解聚，參與細(xì)胞分裂的紡錘體位于細(xì)胞核內(nèi)。植物細(xì)胞的細(xì)胞周期也含有4個(gè)時(shí)期。但植物細(xì)胞不含中心體，其紡錘體的裝配分別由兩極特殊的微區(qū)啟動(dòng)，以形成細(xì)胞板的形式進(jìn)展胞質(zhì)分裂。細(xì)菌的細(xì)胞可以進(jìn)展慢速生長或快速生長，快速生長時(shí)，在第一次DNA復(fù)制起始之后，立即開場(chǎng)新一輪DNA復(fù)制的起始，使一個(gè)細(xì)胞內(nèi)的2個(gè)DNA分子〔同一分子的2個(gè)拷貝〕同時(shí)復(fù)制。細(xì)胞分了完畢后，2個(gè)子細(xì)胞都含有復(fù)制已經(jīng)完成一半的DNA。細(xì)胞分裂有絲分裂=1\*GB4㈠有絲分裂過程=1\*GB3①前期。細(xì)胞核中染色質(zhì)開場(chǎng)凝集形成染色體，標(biāo)志著前期的開場(chǎng)，動(dòng)物細(xì)胞的星體開場(chǎng)形成并逐漸向兩極運(yùn)動(dòng)。=2\*GB3②前中期。核膜的破裂標(biāo)志著前中期的開場(chǎng)，紡錘體進(jìn)展裝配，染色體在動(dòng)力微管的牽引下向細(xì)胞的赤道板移動(dòng)〔染色體列隊(duì)〕。=3\*GB3③中期。所有染色體排列在赤道板上，標(biāo)志著細(xì)胞分裂已進(jìn)入中期，這時(shí)細(xì)胞中3種類型的微管〔星體微管。動(dòng)粒微管和極微管〕特別典型。=4\*GB3④后期。中期染色體的兩條染色單體相互別離，形成子代染色體，并分別向兩極運(yùn)動(dòng)，標(biāo)志著后期的開場(chǎng)。=5\*GB3⑤末期。子染色體到達(dá)兩極，即進(jìn)入末期，動(dòng)粒微管消失，極微管繼續(xù)加長，子染色體去凝集形成染色質(zhì)，核纖層構(gòu)造、核膜和核仁重新形成，新的細(xì)胞核形成了。=6\*GB3⑥胞質(zhì)分裂。胞質(zhì)分裂在后期就已經(jīng)開場(chǎng)〔即成膜體或縊縮環(huán)在后期開場(chǎng)形成〕，在末期將細(xì)胞一分為二。植物細(xì)胞的胞質(zhì)分裂與成膜體和細(xì)胞板有關(guān)。動(dòng)物細(xì)胞的胞質(zhì)分裂與縊〔收〕縮環(huán)的形成和收縮有關(guān)。=2\*GB4㈡與有絲分裂直接相關(guān)的亞細(xì)胞構(gòu)造=1\*GB3①中心體。中心體由一對(duì)相互垂直的中心粒和中心粒外基質(zhì)組成，中心粒外基質(zhì)中的γ微管蛋白質(zhì)具有微管組織中心的作用。中心體在細(xì)胞分裂的間期已經(jīng)完成了復(fù)制〔G1期開場(chǎng)復(fù)制〕，它與星體、紡錘體的形成和染色體的移動(dòng)等密切相關(guān)。=2\*GB3②動(dòng)粒。動(dòng)粒又叫著絲粒，是著絲粒構(gòu)造的一局部，能與紡錘絲相連，介導(dǎo)染色體在前中期時(shí)向赤道板的方向運(yùn)動(dòng)，在后期介導(dǎo)分開的子染色體向細(xì)胞的兩極移動(dòng)。動(dòng)粒上的一些動(dòng)粒結(jié)合蛋白還參與調(diào)解染色體的兩條染色單體的分開。③紡錘體。紡錘體中央寬闊，兩端狹小，成紡錘形，主要由微管和微管結(jié)合蛋白組成，微管結(jié)合蛋白中的移動(dòng)素類蛋白介導(dǎo)微管的正極運(yùn)動(dòng)，而胞質(zhì)動(dòng)力蛋白介導(dǎo)向微管的負(fù)極運(yùn)動(dòng)。兩種蛋白共同作用參與紡錘體的形成和使細(xì)胞兩極分的更遠(yuǎn)。=4\*GB3④有絲分裂器。有絲分裂過程中形成的臨時(shí)性結(jié)合叫做有絲分裂器，包括星體、紡錘體和染色體，動(dòng)物細(xì)胞還包括縊縮環(huán)，植物細(xì)胞包括成膜體。=3\*GB4㈢有絲分裂過程中染色體運(yùn)動(dòng)的動(dòng)力機(jī)制=1\*GB3①微管動(dòng)粒結(jié)合。Mad2和Bub1結(jié)合在動(dòng)粒上促使動(dòng)粒敏化，從而促使微管與動(dòng)粒相連。=2\*GB3②染色體列隊(duì)。染色體向赤道板的方向運(yùn)動(dòng)稱染色體列隊(duì)。有兩種假說：牽拉假說和外推假說。=3\*GB3③著絲粒分裂。當(dāng)所有的染色體排列到赤道板上以后，動(dòng)粒上釋放出的Cdc20促使APC〔后期促使因子，即泛素連接酶E3〕活化，導(dǎo)致降解連接兩條染色單體的cohesin，最終染色體的兩條染色單體相互別離成子染色體。=4\*GB3④染色體別離。通過動(dòng)粒微管正極的解聚，子染色體分別移向細(xì)胞的兩極。通過極微管的延長和相互滑動(dòng)，細(xì)胞兩極離得更遠(yuǎn)，通過星體微管正極的解聚，兩極離質(zhì)膜更近。減數(shù)分裂減數(shù)分裂是有性生殖個(gè)體形成的性細(xì)胞的一種特殊的有絲分裂方式，其特點(diǎn)是細(xì)胞僅進(jìn)展一次DNA復(fù)制，隨后進(jìn)展兩次分裂，形成的生殖細(xì)胞精子或卵細(xì)胞的染色體數(shù)目減半。=1\*GB4㈠前減數(shù)分裂間期前減數(shù)分裂間期的S期持續(xù)時(shí)間較長。由于有一種特異的L蛋白與一些DNA序列結(jié)合，抑制DNA的復(fù)制，所以僅合成了99.7%—99.9%的基因組DNA。對(duì)百合花雄性配子形成的研究說明，百合花雄性花蕊減數(shù)分裂前期的G2的晚期是有絲分裂向減數(shù)分裂轉(zhuǎn)變的關(guān)鍵時(shí)期。=2\*GB4㈡減數(shù)分裂過程減數(shù)分裂I=1\*GB3①前期I減數(shù)分裂前期I的特點(diǎn)如下表所示：亞期染色體形態(tài)DNA合成DNA重組RNA轉(zhuǎn)錄其他細(xì)線期單細(xì)絲狀無無無染色體凝集偶線期雙線期有無無同源染色體配對(duì)粗線期變短、變粗有有無同源染色體非姐妹染色單體互換雙線期有穿插、或多或少去凝集無無有同源染色體局部別離形成穿插終變期再凝集無無無完成之后，核膜破裂〔2〕中期I。同源染色體形成的二價(jià)體在動(dòng)粒微管的牽引下向赤道板運(yùn)動(dòng)并排列到赤道板上〔3〕后期I。同源染色體分開并向細(xì)胞的兩級(jí)移動(dòng)，非同源染色體自由組合〔4〕末期I。細(xì)胞的變化主要有兩種類型：一種類型是形成子細(xì)胞并作短暫的停留〔此期無DNA得復(fù)制〕；另一種類型是細(xì)胞進(jìn)入末期后，并不完全回到間期階段，而是立即進(jìn)入減數(shù)分裂II。2、減數(shù)分裂II該過程與有絲分裂非常相似。經(jīng)過此階段后，形成成熟的生殖細(xì)胞精細(xì)胞或卵細(xì)胞。1個(gè)初級(jí)精母細(xì)胞通過減數(shù)分裂可以形成4個(gè)精細(xì)胞，再進(jìn)一步發(fā)育成4個(gè)精子。1個(gè)初級(jí)卵母細(xì)胞通過減數(shù)分裂可形成2個(gè)極體和1個(gè)卵細(xì)胞?！踩硿p數(shù)分裂過程的特殊構(gòu)造及其變化1、性染色體的別離決定性別的性染色體有三種類型，即XY型、ZW型和XO型，教材中重點(diǎn)介紹了XY型。性染色體也和常染色體一樣可以排列到赤道板上。性染色體的別離與普通染色體別離類似；偶爾在減數(shù)分裂I中，X與Y的兩條染色體就開場(chǎng)分開，形成的兩個(gè)初級(jí)性母細(xì)胞都含有X子染色體和Y子染色體，然后二者再分開。2、聯(lián)會(huì)復(fù)合體和基因重組聯(lián)會(huì)復(fù)合體是同源染色體之間在減數(shù)分裂前期聯(lián)會(huì)時(shí)所形成的臨時(shí)性構(gòu)造。它在細(xì)線期開場(chǎng)裝配，在偶線期形成。聯(lián)會(huì)復(fù)合體可分為側(cè)成分和中央成分兩局部，由DNA、蛋白質(zhì)和少量的RNA組成。聯(lián)會(huì)復(fù)合體的生物學(xué)功能如下?！?〕使有性生殖生物體的染色體數(shù)目時(shí)代保持穩(wěn)定?！?〕同源染色體配對(duì)、交換重組、非同源染色體自由組合形成了眾多的由不同染色體組成的配子，增加了變異性，擴(kuò)大了后代的變異范圍，增強(qiáng)了個(gè)體對(duì)環(huán)境的適應(yīng)性。第三節(jié)

細(xì)胞周期的調(diào)控一、MPF的發(fā)現(xiàn)及其作用有絲分裂中期細(xì)胞與前期細(xì)胞融合后能促進(jìn)前期細(xì)胞內(nèi)的染色質(zhì)提前凝集形成特殊形態(tài)的染色體〔如細(xì)單線、粉末狀或雙線狀〕，這提示在M期細(xì)胞中可能存在一種誘導(dǎo)染色體凝集的因子，這種物質(zhì)稱為細(xì)胞粗成熟因子〔maturation-promotingfactor，MPF〕。MPF促使細(xì)胞從G2期進(jìn)入到M期，即染色質(zhì)凝集形成染色體，核膜破裂等。二、p34cdc2激酶的發(fā)現(xiàn)及其與MPF的關(guān)系

MPF含有Cdc2蛋白〔即p34cdc2〕和周期蛋白B。Cdc2是催化亞單位，周期蛋白B是其調(diào)節(jié)亞單位。三、周期蛋白不同的周期蛋白在細(xì)胞周期的表達(dá)時(shí)期不同，濃度呈周期性變化。細(xì)胞周期各時(shí)相不同的周期蛋白都含有周期蛋白框，識(shí)別不同的CDK并與之結(jié)合，誘導(dǎo)細(xì)胞完成不同的生物事件。

周期蛋白A與B具有破壞框，該構(gòu)造與泛素介導(dǎo)的M期周期蛋白A和B得降解有關(guān)。四、CDK激酶與CDK激酶抑制物

各種CDK蛋白分子均含有一段類似的CDK激酶構(gòu)造域，在此構(gòu)造域中，PSTAIRE序列相當(dāng)保守，一般認(rèn)為該序列與周期蛋白結(jié)合有關(guān)，細(xì)胞內(nèi)有多種因子可對(duì)CDK分子進(jìn)展修飾，從而調(diào)節(jié)其活性，如一些位點(diǎn)的磷酸化修飾對(duì)激酶的活性具有調(diào)節(jié)作用。Weel、CDK和Cdc25對(duì)CDK1激酶的活性具有調(diào)節(jié)作用。除周期蛋白和上述修飾調(diào)控因子對(duì)CDK激酶活性進(jìn)展調(diào)控之外，細(xì)胞內(nèi)還存在著一些對(duì)CDK激酶活性起負(fù)性調(diào)控的蛋白質(zhì)，稱為CDK激酶抑制物〔CDKI〕。CDKI與周期蛋白-CDK結(jié)合而抑制酶的活性，或者是阻止周期蛋白與CDK結(jié)合。五、細(xì)胞周期運(yùn)轉(zhuǎn)調(diào)控在細(xì)胞周期不同時(shí)相的細(xì)胞內(nèi)，不同的周期蛋白與不同的CDK激酶蛋白結(jié)合，構(gòu)成不同的CDK激酶，不同的CDK激酶在細(xì)胞周期的不同時(shí)相表現(xiàn)出活性，對(duì)細(xì)胞周期起調(diào)控作用?！惨弧矴2/M期轉(zhuǎn)化與CDK1激酶的關(guān)鍵性調(diào)控作用CDK1激酶由周期蛋白B和CDK1蛋白組成。CDK1蛋白在整個(gè)細(xì)胞周期中的含量比較穩(wěn)定，而周期蛋白B在整個(gè)細(xì)胞周期中的含量呈周期性變化。周期蛋白B在G1晚期開場(chǎng)合成，到達(dá)G2期蛋白含量到達(dá)最大值。于此相對(duì)應(yīng)，CDK1激酶的活性在G2期到達(dá)最大并一直維持到M期的中期?！捕矼期周期蛋白與分裂中期向分裂后期轉(zhuǎn)化〔1〕Cdc20的釋放。在中期時(shí)，所有動(dòng)力粒與動(dòng)粒微管相連，Cdc20從動(dòng)粒上被釋放出來?！?〕APC的活化。釋放的Cdc20作用于后期促進(jìn)因子復(fù)合物APC,促進(jìn)其通過磷酸化而活化。APC具有泛素連接酶E3的活性?！?〕APC通過降解后期抑制因子和周期蛋白B啟動(dòng)了細(xì)胞由中期向后期轉(zhuǎn)化?！踩矴1/S期轉(zhuǎn)化與G1期周期蛋白依賴性CDK激酶與G1期周期蛋白結(jié)合的CDK激酶主要有CDK2、CDK4、CDK6等周期蛋白D-CDK4/CDK6可以使Rb(retinoblastomaprotein)磷酸化而促使Rb與E2F別離，啟動(dòng)G1/S期轉(zhuǎn)化所需基因的表達(dá)。周期蛋白E-CDK2為S期啟動(dòng)所必需的，TGFβ能夠抑制周期蛋白E-CDK2的活性。周期蛋白A-CDK2在G1/S轉(zhuǎn)化期開場(chǎng)活性上升，在S期，該激酶位于DNA復(fù)制中心，參與DNA復(fù)制因子RF-A磷酸化而使其活性增強(qiáng)。周期蛋白A-CDK2也能與p107和E2F結(jié)合成復(fù)合物，促進(jìn)S期所需蛋白基因的轉(zhuǎn)錄。此外，G1期的復(fù)制起始點(diǎn)識(shí)別復(fù)合體、Cdc6和Cdc45等也是DNA識(shí)別所必需的?！菜摹矰NA復(fù)制延擱檢驗(yàn)點(diǎn)參與調(diào)控S/G2/M期轉(zhuǎn)化〔1〕負(fù)調(diào)控。weel激酶可以促進(jìn)cdk1上兩個(gè)位點(diǎn)磷酸化而抑制CDK1激酶的活性，使S期和G2期的CDK1激酶鈍化?！?〕正調(diào)控。Cdc25促使已經(jīng)磷酸化的CDK1去磷酸化而被激活，使細(xì)胞從G2期進(jìn)入M期。六、其他內(nèi)在和外在因素在細(xì)胞周期調(diào)控中的作用癌基因和抑癌基因也參與了細(xì)胞周期的調(diào)控，外界因素也對(duì)細(xì)胞周期有重要的影響。總之，細(xì)胞周期的調(diào)控包括細(xì)胞周期蛋白依賴性激酶介導(dǎo)的正調(diào)控、CDKI介導(dǎo)的負(fù)調(diào)控，以及細(xì)胞對(duì)外界環(huán)境信號(hào)的反響。細(xì)胞周期及其調(diào)控如下表所示：時(shí)相T的差異主要事件周期蛋白-CDK蛋白質(zhì)合成與修飾核DNA合成RNA合成抑制點(diǎn)G1大H1蛋白磷酸化、合成非組蛋白等否是R點(diǎn)/Checkpoint周期蛋白D/E/A-CDK2/4/6S小合成組蛋白和非組蛋白等是是S期檢查點(diǎn)SPFG2小合成微管蛋白和非組蛋白等否是G2檢查點(diǎn)周期蛋白B-CDK1M小合成非組蛋白等----RNA合成完全被抑制紡錘體裝配檢驗(yàn)點(diǎn)周期蛋白B/ACDK1APC1、什么是細(xì)胞周期細(xì)胞周期各時(shí)相主要變化是什么答細(xì)胞從一次有絲分裂完畢到下一次有絲分裂完成所經(jīng)歷的一個(gè)有序過程稱為一個(gè)細(xì)胞周期。它包括細(xì)胞生長、DNA復(fù)制和細(xì)胞分裂，最終將細(xì)胞遺傳物質(zhì)和其他內(nèi)含物分配給兩個(gè)子代細(xì)胞。一個(gè)細(xì)胞周期可以劃分為G1、S、G2和M4個(gè)時(shí)期相，其主要變化如下。(1)G1期。G1期細(xì)胞的物質(zhì)代謝活潑，進(jìn)展RNA和蛋白質(zhì)的合成，細(xì)胞體積增大，dNTP積累，為細(xì)胞進(jìn)入S期做準(zhǔn)備，在G1晚期有檢驗(yàn)點(diǎn)，檢驗(yàn)前次有絲分裂是否完成、外界環(huán)境條件〔如營養(yǎng)條件等〕是否適宜，細(xì)胞是否充分長大、DNA是否有損傷。多數(shù)細(xì)胞的細(xì)胞周期時(shí)間長短主要由G1期決定。(2)S期。主要事件是DNA復(fù)制，常染色體與異染色質(zhì)的復(fù)制不同步進(jìn)展；DNA量加倍。〔3〕G2期。合成大量的蛋白質(zhì)，但此期合成的蛋白質(zhì)與前兩期不同，主要為細(xì)胞進(jìn)入M期做好充分準(zhǔn)備，如合成了著絲粒蛋白質(zhì)、成熟促進(jìn)因子、細(xì)胞周期蛋白B和微管蛋白等。〔4〕M期．核膜破裂，核仁消失，染色質(zhì)形成染色體，子染色體移向兩級(jí)，在兩極形成子核，胞質(zhì)分裂，形成兩個(gè)子細(xì)胞。2、細(xì)胞周期時(shí)間是如何測(cè)定的答

常用的細(xì)胞周期時(shí)間測(cè)定方法有以下3種。〔1〕脈沖標(biāo)記DNA復(fù)制和細(xì)胞分裂指數(shù)觀察測(cè)定法。該方法適用于細(xì)胞種類構(gòu)成相對(duì)簡(jiǎn)單、細(xì)胞周期時(shí)間相對(duì)較短、周期運(yùn)轉(zhuǎn)均勻的細(xì)胞群體。這是一種常用的測(cè)定細(xì)胞周期時(shí)間的方法，其原理是用3H-TdR對(duì)測(cè)定細(xì)胞進(jìn)展脈沖標(biāo)記，定時(shí)取材并利用放射自顯影技術(shù)顯示標(biāo)記細(xì)胞，統(tǒng)計(jì)標(biāo)記的有絲分裂細(xì)胞的比例，以標(biāo)記后的時(shí)間為橫坐標(biāo)，以標(biāo)記的有絲分裂的細(xì)胞的比例為縱坐標(biāo)，通過讀圖測(cè)定細(xì)胞周期，一般常采用半高度讀數(shù)法。事實(shí)上由于一個(gè)細(xì)胞群體中Tc和各時(shí)相不盡一樣，第一個(gè)峰常達(dá)不到100%，以后的峰會(huì)發(fā)生衰減，PLM不一定會(huì)下降到零，所以實(shí)際測(cè)量時(shí)，常以〔TG2+1/2TM〕-TG2的方式求出TM.(2)流式細(xì)胞儀測(cè)定法。當(dāng)細(xì)胞分別處于G1、S、G2/M期時(shí)，其細(xì)胞內(nèi)的DNA含量不同，利用流式細(xì)胞儀可以測(cè)定單個(gè)細(xì)胞內(nèi)的DNA含量，該方法測(cè)定的過程是：應(yīng)用某些藥物對(duì)細(xì)胞進(jìn)展處理，漿細(xì)胞抑制在細(xì)胞周期的某個(gè)特定時(shí)期；然后將細(xì)胞從抑制中釋放出來，所有細(xì)胞將會(huì)同步運(yùn)轉(zhuǎn)，在不同時(shí)段應(yīng)用流式細(xì)胞儀分別測(cè)定這些細(xì)胞內(nèi)的DNA含量，以釋放后的時(shí)間為橫坐標(biāo)，單個(gè)細(xì)胞內(nèi)DNA含量為縱坐標(biāo)作圖，通過讀圖可以求出G1、S、G2/M期時(shí)間的長短?！?〕其他方法。通過顯微縮時(shí)攝像技術(shù)可以求出分裂間期和分裂期的準(zhǔn)確時(shí)間。通過在不同的時(shí)間對(duì)細(xì)胞群體進(jìn)展計(jì)數(shù)，可以推算出細(xì)胞群體的倍增時(shí)間，即細(xì)胞周期的總時(shí)間。3、細(xì)胞周期同步化有哪些方法比較其優(yōu)缺點(diǎn)。答

細(xì)胞周期同步化的方法：自然同步化和人工同步化。黏菌變形體進(jìn)展屢次核分裂后，再進(jìn)展同步細(xì)胞分裂；海膽受精卵最初的幾次分裂是同步的，細(xì)菌等的休眠孢子進(jìn)入營養(yǎng)環(huán)境后能同步萌發(fā)。這些都是自然同步化。人工同步化包括以下兩種方法?！?〕人工選擇法：人為地將處于不同時(shí)期的細(xì)胞別離開。在體外進(jìn)展細(xì)胞培養(yǎng)時(shí)，處于M期的細(xì)胞體積較大，會(huì)變成球形，附著力減弱，經(jīng)震蕩后可從培養(yǎng)液中收集?！?〕人工誘導(dǎo)法：DNA合成阻斷法和分裂中期阻斷法。DNA合成阻斷法采用低毒或無毒的DNA合成抑制劑——脫氧胸苷，以一定濃度處理培養(yǎng)的細(xì)胞群體，經(jīng)一定時(shí)間后，幾乎所有細(xì)胞被抑制在S期或G1/S期；換成無抑制劑的新鮮培養(yǎng)液培養(yǎng)一段時(shí)間，再用一定濃度的抑制劑處理一定時(shí)間，可將細(xì)胞抑制在G1/S期交界處狹窄的時(shí)間區(qū)段。分裂中期阻斷法采用秋水仙素通過抑制紡錘體的組裝從而將細(xì)胞周期抑制在有絲分裂中期。采用自然同步化一般難以獲得大量的同步化細(xì)胞，難以滿足實(shí)驗(yàn)的需要。采用人工同步化一般可以獲得較多同步化的細(xì)胞。人工同步化的方法多種，各有其優(yōu)缺點(diǎn)。人工選擇同步化中有絲分裂收集法的缺點(diǎn)是每次獲得的細(xì)胞數(shù)量有限，需要屢次收集方可得到較多的細(xì)胞，其成本大大高于采用其他方法。其優(yōu)點(diǎn)是細(xì)胞未經(jīng)任何藥物處理，能夠真實(shí)反映細(xì)胞周期狀況，且細(xì)胞同步化效率高。人工選擇同步化的另一種方法是密度梯度離心法。這種方法只對(duì)處于細(xì)胞周期不同時(shí)相時(shí)細(xì)胞大小和質(zhì)量有差異的一些細(xì)胞適用，如裂殖酵母。這種方法簡(jiǎn)單省時(shí)，效率高，成本低。缺點(diǎn)是對(duì)大多數(shù)細(xì)胞并不適用。采用人工誘導(dǎo)法在較短時(shí)間內(nèi)可以獲得較多的同步化細(xì)胞，并且比較節(jié)省時(shí)間和成本。但是化學(xué)藥物可能影響細(xì)胞的正常生理，因而影響細(xì)胞周期狀況。如果藥物濃度過高，一些細(xì)胞將不能回到細(xì)胞周期中，甚至死亡。4、是比較有絲分裂和減數(shù)分裂的異同點(diǎn)。答有絲分裂與減數(shù)分裂的異同點(diǎn)如下表所示：有絲分裂減數(shù)分裂形成的細(xì)胞類型體細(xì)胞的增殖方式有性生殖的個(gè)體形成生殖細(xì)胞的分裂方式DNA復(fù)制DNA復(fù)制1次，細(xì)胞分裂1次，細(xì)胞核DNA的合成發(fā)生在S期DNA復(fù)制1次，細(xì)胞連續(xù)分裂2次，細(xì)胞核DNA的合成發(fā)生在減數(shù)分裂前間期S期〔99.7%~99.9%〕、偶線期和粗線期染色體數(shù)目分裂前后染色體的數(shù)目確定分裂后染色體數(shù)目減半分裂過程有絲分裂間期和有絲分裂期前簡(jiǎn)述分裂間期、簡(jiǎn)述分裂期I〔其前期又分為細(xì)線期、偶線期、粗線期、雙線期和終變期〕、減數(shù)分裂間期、減數(shù)分裂期II聯(lián)會(huì)復(fù)合體無有同源染色體非姐妹染色單體互換無有〔果蠅等例外〕生物學(xué)意義使細(xì)胞數(shù)目增多，多細(xì)胞生物體的體積得以增大確保世代間遺傳的穩(wěn)定性；增加變異時(shí)機(jī)，確保生物的多樣性，增強(qiáng)生物適應(yīng)環(huán)境變化的能力；減數(shù)分裂是生物有性生殖的根基，是生物遺傳、生物進(jìn)化和生物多樣性的重要根基保證5、細(xì)胞通過什么機(jī)制將染色體排列到赤道板上有何生物學(xué)意義答Mad和Bub位于前期和前中期的染色體的動(dòng)粒上，二者可以促使動(dòng)粒敏化，促使微管與動(dòng)粒接觸。只有等到這些染色體也被微管捕捉并排列到赤道板上，Mad和Bub從動(dòng)粒上消失，后期才能開場(chǎng)啟動(dòng)。目前流行的兩種學(xué)說可以解釋當(dāng)染色體上的兩個(gè)動(dòng)粒被微管捕捉后，細(xì)胞如何將染色體排列到赤道板上。牽拉假說認(rèn)為，染色體向赤道板方向運(yùn)動(dòng)，是由于動(dòng)粒微管牽拉的結(jié)果。動(dòng)粒微管越長，拉力越大，當(dāng)來自兩極動(dòng)粒微管拉力相等時(shí)，染色體即被穩(wěn)定在赤道板上。外推假說認(rèn)為，染色體向赤道方向移動(dòng)，是由于星體的排斥力將染色體外推的結(jié)果。染色體距離中心體越近，星體對(duì)染色體的外推力越強(qiáng)，當(dāng)來自兩極的推力到達(dá)平衡時(shí)，染色體即被穩(wěn)定在赤道板上。這兩種假說并不互相排斥，有時(shí)可能同時(shí)作用，或有其它機(jī)制共同參與，最終將染色體排列在赤道板上。生物學(xué)意義：委關(guān)于動(dòng)粒接觸后促使一些蛋白分子從動(dòng)粒上釋放出來，促使APC活化，使細(xì)胞從中期進(jìn)入到后期；保證每條染色體的兩條染色單體別離后分別移向細(xì)胞的兩極，確保細(xì)胞經(jīng)過有絲分裂后染色體的數(shù)目保持恒定，保證了生物體的遺傳穩(wěn)定性。6、說明細(xì)胞分裂后期染色單體別離和向兩極移動(dòng)的運(yùn)動(dòng)機(jī)制答

在真核生物的細(xì)胞分裂過程中，染色體彼此纏結(jié)成有特定形狀的染色體，當(dāng)DNA復(fù)制時(shí)，兩份DNA被環(huán)狀蛋白質(zhì)復(fù)合物〔cohesin和condensin〕結(jié)合在一起，這兩種物質(zhì)分別環(huán)繞兩個(gè)DNA鏈，形成一個(gè)網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點(diǎn)，該網(wǎng)絡(luò)將兩份DNA保持在一起，知道他們接收到讓其分開形成不同子細(xì)胞的信號(hào)。后期促進(jìn)因子復(fù)合物APC主要介導(dǎo)兩類蛋白降解：后期抑制因子和有絲分裂周期蛋白。前者維持姐妹染色單體粘連，抑制后期啟動(dòng)〔cohesin〕；后者的降解意味著有絲分裂即將完畢，及染色體開場(chǎng)去凝集，核膜重建。APC可被Cdc20激活。但是，在有絲分裂前期，Cdc20和Mad2蛋白位于染色體的動(dòng)粒上，在染色體結(jié)合有絲分裂紡錘體的微管前將不能從動(dòng)粒上釋放。由于Mad2與Cdc20結(jié)合而抑制Cdc20的活性。所以只有所有染色體都與紡錘體微管結(jié)合后，Cdc20釋放出來作用于APC，APC才有活性，才能啟動(dòng)細(xì)胞向后期轉(zhuǎn)換。后期大致可分為連續(xù)的兩個(gè)階段，即后期A和后期B。在后期A，動(dòng)粒微管變短，染色體逐漸向兩極移動(dòng)；在后期B，極微管長度增加，來自兩級(jí)的極微管在赤道區(qū)互相重疊。這些重疊的來自兩級(jí)的微管通過馬達(dá)蛋白介導(dǎo)相互滑動(dòng)，使兩極推開的更遠(yuǎn)。7、試述動(dòng)粒的構(gòu)造及機(jī)能。答

動(dòng)粒又叫做著絲點(diǎn)，是附著于著絲粒上的一種細(xì)胞構(gòu)造。動(dòng)?？煞譃閮?nèi)板、中間間隙、外板和纖維冠4個(gè)局部。在細(xì)胞分裂過程中，微管與動(dòng)粒相連，牽引染色體在分裂中期進(jìn)展染色體列隊(duì)，在分裂后期，牽引分開的染色體分別向細(xì)胞的兩極運(yùn)動(dòng)。8、說明細(xì)胞分裂過程中核膜破裂和重組裝的調(diào)節(jié)機(jī)制。答

在細(xì)胞分裂的前期末，活化的MPF促使構(gòu)成核纖層構(gòu)造的核纖層蛋白磷酸化，導(dǎo)致核纖層構(gòu)造瓦解，核膜破裂形成膜泡。在細(xì)胞分裂末期，APC已經(jīng)介導(dǎo)了有絲分裂周期蛋白的降解，導(dǎo)致MPF失活。染色體開場(chǎng)去凝集，核纖層蛋白開場(chǎng)去磷酸化并圍繞染色質(zhì)重新形成核纖層構(gòu)造，膜泡圍繞核纖層構(gòu)造重新形成新的核膜。9、細(xì)胞周期中有哪些主要檢驗(yàn)點(diǎn)各起何作用答

細(xì)胞周期中主要檢驗(yàn)點(diǎn)有以下4個(gè)?！?〕G1/S檢驗(yàn)點(diǎn)：在酵母中稱start點(diǎn)，在哺乳動(dòng)物中稱R點(diǎn)〔restrictionpoint〕，檢驗(yàn)DNA是否損傷、細(xì)胞外環(huán)境是否適宜、細(xì)胞體積是否足夠大。〔2〕S期檢驗(yàn)點(diǎn)：檢驗(yàn)DNA復(fù)制是否完成。〔3〕G2/M檢驗(yàn)點(diǎn)：檢驗(yàn)DNA是否損傷、細(xì)胞體積是否足夠大?！?〕中-后期檢驗(yàn)點(diǎn)：紡錘體組裝檢驗(yàn)點(diǎn)。10、舉例說明CDK激酶在細(xì)胞周期中是如何執(zhí)行調(diào)節(jié)功能的。答

細(xì)胞周期調(diào)控包括正調(diào)控、負(fù)調(diào)控和信號(hào)反響。CDK激酶是正調(diào)控因子，它是細(xì)胞沿周期運(yùn)行的引擎蛋白。下面以MPF為例闡述CDK激酶在細(xì)胞周期中的調(diào)節(jié)功能。MPF是一種使用多種底物蛋白磷酸化的蛋白激酶，即CDK1激酶，由p34cdc2蛋白和周期蛋白B結(jié)合而成。CDK1激酶活性首先依賴于周期蛋白B含量的積累。周期蛋白B一般在G1期的晚期開場(chǎng)合成，通過S期，其含量不斷增加，到達(dá)G2期，其含量到達(dá)最大值，CDK1激酶的活性隨周期蛋白B濃度變化而變化。CDK1激酶的活化還受到激酶與磷酸酶的調(diào)節(jié)，活化的CDK1激酶可是更多的CDK1激酶活化。隨周期蛋白B含量到達(dá)一定程度，CDK1激酶活性開場(chǎng)出現(xiàn)，到G2晚期階段，CDK1激酶活性到達(dá)最大值并一直維持到M期的中期階段?；罨腃DK1激酶促使分裂期細(xì)胞在分裂前期執(zhí)行以下生化事件?！?〕染色質(zhì)開場(chǎng)濃縮成有絲分裂染色體。〔2〕細(xì)胞骨架解聚，有絲分裂紡錘體開場(chǎng)組裝?！?〕高爾基復(fù)合體、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)等細(xì)胞器解體，形成小的膜泡。在有絲分裂的后期，活化的后期促進(jìn)因子APC主要介導(dǎo)兩類蛋白降解：后期抑制因子和有絲分裂周期蛋白。前者維持姐妹染色單體粘連，一直后期啟動(dòng)；后者的降解意味著CDK1激酶失去活性，有絲分裂即將完畢，即染色體開場(chǎng)去凝集，核膜重建。自

測(cè)

題一、名詞翻譯并解釋1、standardcellcycle

2、quiescentcell

3、startpoint4、restrictionpoint

5、checkpoint

6、mitoticindex7、cellcyclesynchronization8、intranuclearmitosis9、spindlepolarbody10、origin

11、mitosis

12、aster13、chromosomealignment

14、furrow

15、contractilering16、centrosomealignment

17、pullhypothesis

18、anaphase-promotingcomplex,APC

19、meiosis20、chromomere

21、bouquetstage

22、homologouschromosome23、pairingstage

24、bivalent

25、tetrad26、synapsis

27、synaptonemalcomplex28、prematurechromosomecondensation,PPC

29、CDK

30、cyclin31、ubiquitin-proteasomepathway

32、spindleassemblycheckpoint33、origin

recognitioncomplex,Orc34、mitoticapparatus35、MPF二、填空題1、標(biāo)準(zhǔn)的細(xì)胞周期包括——、——、——和——4個(gè)時(shí)期。2、多細(xì)胞生物體內(nèi)的細(xì)胞，根據(jù)增殖情況可以分為——、——和——3種類型。3、細(xì)胞周期中RNA大量合成是在——期，組蛋白主要合成期是——期，與M期構(gòu)造功能相關(guān)的蛋白合成在——期，姐妹染色單體的別離在——期。4、同一系統(tǒng)中的不同細(xì)胞，其細(xì)胞周期時(shí)間長短有差異，這種差異主要發(fā)生在細(xì)胞周期的——。5、常用的細(xì)胞同步化方法有——和——等。6、早期胚胎細(xì)胞的——期和——期非常短，以致人們認(rèn)為早期胚胎細(xì)胞僅含——期和——期。7、動(dòng)物細(xì)胞的分裂方式有——、——和——3種。8、細(xì)胞有絲分裂中期主要特點(diǎn)為——，后期主要特點(diǎn)為——，末期主要特點(diǎn)為——。9、細(xì)胞減數(shù)分裂I的前期可以分為——、——、——、——、——5個(gè)亞期。10、同源染色體配對(duì)的過程稱為——，其結(jié)果是每對(duì)染色體形成一個(gè)——。11、聯(lián)會(huì)復(fù)合體的構(gòu)造可以分為——和——。12、簡(jiǎn)述分裂過程中變化最為復(fù)雜的時(shí)相為——。13、P-DNA大小為100~1000bp,編碼一些——和——。14、有絲分裂中期細(xì)胞內(nèi)的微管可以分為——、——和——3種類型15、MPF包括——和——兩種蛋白質(zhì)。16、細(xì)胞周期的引擎蛋白有——和——兩類蛋白質(zhì)。17、泛素化途徑中介導(dǎo)蛋白質(zhì)泛素化的酶有——、——和——。18、細(xì)胞周期的主要檢驗(yàn)點(diǎn)有——、——、——和——。19.G1期的PCC呈狀，S期的呈狀，G2期的呈狀。20.周期蛋白B的降解依賴途徑。三、不定項(xiàng)選擇題1.細(xì)胞周期是指〔〕。A.細(xì)胞從上次分裂開場(chǎng)到下次分裂開場(chǎng)B.細(xì)胞從上次分裂完畢到下次分裂完畢C.細(xì)胞從某次分裂開場(chǎng)到某次分裂完畢D.細(xì)胞從某次分裂完畢到某次分裂開場(chǎng)2.細(xì)胞中RNA大量合成實(shí)在細(xì)胞周期中的〔〕。A.G1期B.S期C.G2期D.M期3.〔〕可將周期中同步在有絲分裂的中期。A.TdR〔脫氧胸苷〕B.秋水仙素C.氯霉素D.細(xì)胞松弛素4.在細(xì)胞同步化實(shí)驗(yàn)中，TdR二次阻斷法釋放的時(shí)間t要求滿足〔〕。A.TS<t<TS+TG2B.TS<t<TG2+TM+TG1C.TS<t<TS+TG1D.以上都不對(duì)5.人體肝細(xì)胞屬于〔〕。A.G1期細(xì)胞B.終端分化細(xì)胞C.干細(xì)胞D.暫不增殖細(xì)胞6.卵受精后的早期幾輪細(xì)胞周期中無〔〕。A.DNA復(fù)制B.轉(zhuǎn)錄活動(dòng)C.翻譯活動(dòng)D.翻譯后修飾7.某細(xì)胞在進(jìn)展正常有絲分裂過程中，如果細(xì)胞內(nèi)的染色體、染色單體、DNA分子三者的數(shù)量比是1：2：2，那么該細(xì)胞所處的分裂時(shí)期是〔〕。A.前期或后期B.中期或末期C.前期或中期D.后期或末期8.高等植物細(xì)胞和動(dòng)物細(xì)胞之間，在細(xì)胞分裂機(jī)制上的不同點(diǎn)是〔〕。A.著絲點(diǎn)分裂B.細(xì)胞質(zhì)分裂C.紡錘絲的功能D.中心粒存在9.以下關(guān)于細(xì)胞分裂的描述，不正確的選項(xiàng)是〔〕。A.無絲分裂中不涉及紡錘體的形成及染色質(zhì)凝集成染色體B.有絲分裂包括核分裂和胞質(zhì)分裂兩個(gè)過程C.無絲分裂僅存在于低等生物體內(nèi)，而有絲分裂和減數(shù)分裂存在高等生物體內(nèi)D.減數(shù)分裂發(fā)生于有性生殖中10.著絲粒不分裂的現(xiàn)象可發(fā)生在〔〕。A.正常無絲分裂中B.正常有絲分裂中C.減數(shù)分裂Ⅰ過程中D.減數(shù)分裂Ⅱ過程中11．細(xì)胞在有絲分裂的中期〔〕。A.染色質(zhì)凝集，核仁解體，核膜破裂，紡錘體形成B.染色體最大凝集并排列在細(xì)胞赤道板位置C.姐妹染色單體發(fā)生別離D.子細(xì)胞核開場(chǎng)形成12.中心體能放射出維管束，主要因?yàn)槠浜小病?。A.α微管蛋白B.β微管蛋白C.γ微管蛋白D.微管結(jié)合蛋白tau13.減數(shù)分裂過程中同源染色體間DNA交換發(fā)生在〔〕。A.細(xì)線期B.偶線期C.粗線期D.雙線期14.燈刷染色體主要存在于〔〕。A.魚類卵母細(xì)胞B.昆蟲卵母細(xì)胞C.哺乳類卵母細(xì)胞D.兩棲類卵母細(xì)胞15.以下不屬于減數(shù)分裂的特點(diǎn)的是〔〕。A.一個(gè)分裂過程中細(xì)胞分裂兩次B.分裂后染色體數(shù)目減半C.子細(xì)胞遺傳物質(zhì)和親代細(xì)胞及子細(xì)胞間均不一樣D.存在染色體配對(duì)交換重組16.以下獲得了諾貝爾獎(jiǎng)的研究成果是〔〕。A.細(xì)胞周期調(diào)控B.細(xì)胞凋亡C.RNA干擾D.細(xì)胞衰老E.真核生物轉(zhuǎn)錄的分子根基17.蛋白酶體的特性是〔〕。A．沉降系數(shù)為20SB．沉降系數(shù)為26SC．含43個(gè)亞基D．含有1條RNA分子18.以下復(fù)合體含有RNA的是〔〕。A.端粒酶B.APCC.MPFD.SRP19.APC的主要特性是〔〕。A.具有泛素連接酶E3的活性B.具有CDK的活性C.具有MPF的活性D.具有脫氧核糖核酸酶的活性20.在減數(shù)分裂過程中，可觀察到四分體的時(shí)期是〔〕。A.減數(shù)分裂Ⅰ前期的各個(gè)時(shí)期B.減數(shù)分裂Ⅱ前期的各個(gè)時(shí)期C.減數(shù)分裂Ⅰ前期的偶線期、粗線期、雙線期和終變期D.減數(shù)分裂Ⅰ的中期E.減數(shù)分裂Ⅱ的中期21.在生物進(jìn)展減數(shù)分裂時(shí)，關(guān)于配子中遺傳物質(zhì)的組合，以下表達(dá)錯(cuò)誤的選項(xiàng)是〔〕。A.減數(shù)第一次分裂時(shí)同源染色體的別離方式?jīng)Q定了非同源染色體的組合類型B.兩對(duì)自由組合的基因在次級(jí)性母細(xì)胞中的組合類型決定了性細(xì)胞中的組合類型C.兩對(duì)完全連鎖的基因在次級(jí)性母細(xì)胞中的組合類型決定了性細(xì)胞中的組合類型D.兩對(duì)不完全連鎖的基因在次級(jí)性母細(xì)胞中的組合類型決定了性細(xì)胞中的組合類型22.同源染色體的配對(duì)發(fā)生在〔〕。A.細(xì)線期B.雙線期C.粗線期D.偶線期23.有絲分裂轉(zhuǎn)變?yōu)闇p數(shù)分裂的關(guān)鍵時(shí)期是〔〕。A.S期B.G2期C.細(xì)線期D.M期24.有絲分裂時(shí)染色體移向兩極是由〔〕牽引的。A.微管B.微絲C.中間纖維D.膠原纖維25.減數(shù)分裂過程中，Z-DNA的合成發(fā)生在〔〕。A.細(xì)線期B.偶線期C.粗線期D.雙線期E.終變期26.將有絲分裂中期細(xì)胞與G1期細(xì)胞融合，可誘導(dǎo)G1期細(xì)胞出現(xiàn)早熟染色體凝集，其形態(tài)為〔〕。A.單線狀B.雙線狀C.粉末狀D.都不是27.CDKI的作用機(jī)制是〔〕。A.降解cyclin-CDK復(fù)合物B.抑制cyclin-CDK復(fù)合物的活性C.組織cyclin與CDK結(jié)合D.阻止cyclin基因的表達(dá)28.有性生殖生物的同一雙親產(chǎn)生的后代具有多樣性，這種多樣性來源于〔〕。A.配子中非同源染色體組合類型的多樣性B.初級(jí)性母細(xì)胞聯(lián)會(huì)后由于同源染色體非姐妹染色單體片段的互換導(dǎo)致同源染色體中的姐妹染色單體之間的差異性C.配子兩兩結(jié)合的隨機(jī)性D.個(gè)體發(fā)育的環(huán)境條件的差異性29.有絲分裂向減數(shù)分裂轉(zhuǎn)變的不可逆的時(shí)期是〔〕。A.G1B.SC.G2D.M30.聯(lián)會(huì)復(fù)合體的化學(xué)組成包括〔〕。A.蛋白質(zhì)B.DNAC.RNAD.脂類四、判斷題1.分開的染色體分別向細(xì)胞兩極運(yùn)動(dòng)主要是通過著絲點(diǎn)微管的負(fù)端得不斷解聚而實(shí)現(xiàn)的。〔〕2.在動(dòng)物克隆實(shí)驗(yàn)中，采用低血清培養(yǎng)基培養(yǎng)乳腺上皮細(xì)胞的目的是防止細(xì)胞的染色體多倍化?！病?.蛋白激酶在信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)中主要作用有兩方面：其一是通過磷酸化調(diào)節(jié)蛋白質(zhì)的活性，因?yàn)橛行┑鞍踪|(zhì)在磷酸化后具有活性，有些那么在去磷酸化后具有活性；其二是通過蛋白質(zhì)的逐級(jí)磷酸化，使信號(hào)逐級(jí)放大，引起細(xì)胞反響。〔〕4.果蠅多線染色體的同源染色體配對(duì)。〔〕5.中心粒的復(fù)制是在細(xì)胞周期S期全部完成的?！病?.減數(shù)分裂前間期的S期一般比較短，合成〔復(fù)制〕了全部的DNA。〔〕7.果蠅生殖細(xì)胞在減數(shù)分裂時(shí)沒有同源染色體非姐妹染色單體片段互換現(xiàn)象發(fā)生。〔〕8.哺乳動(dòng)物受精卵在發(fā)生卵裂到16細(xì)胞前，所有細(xì)胞都是全能細(xì)胞。〔〕9.裂殖酵母有絲分裂時(shí)，核膜不破裂成膜泡，形成核內(nèi)紡錘體?！病?0.連接染色體兩條染色單體的著絲粒的分裂依賴于動(dòng)粒微管的拉力?！病澄?、簡(jiǎn)答題1.簡(jiǎn)述細(xì)胞有絲分裂的過程。2.簡(jiǎn)述減數(shù)分裂前期Ⅰ染色體的變化。3.簡(jiǎn)述依賴泛素化的蛋白質(zhì)降解途徑。4.采用3H-TdR脈沖標(biāo)記一種哺乳動(dòng)物細(xì)胞系A(chǔ)，以標(biāo)記后的時(shí)間為橫坐標(biāo)，3H標(biāo)記的處于有絲分裂期的細(xì)胞占處于有絲分裂期的總細(xì)胞百分比為縱坐標(biāo)作圖。2h后出現(xiàn)標(biāo)記的正處于有絲分裂的細(xì)胞，2.5h后到達(dá)第一個(gè)峰曲線升支的一半高度，8h后到達(dá)第一個(gè)峰曲線降支的一半，18h后到達(dá)第二個(gè)峰曲線升支的一半，那么該細(xì)胞的細(xì)胞周期中各時(shí)相的時(shí)間是多少5.將G1期細(xì)胞與S期細(xì)胞融合，觀察融合后細(xì)胞核的變化。試描述現(xiàn)象并對(duì)此進(jìn)展解釋。自測(cè)題解答名詞翻譯并解釋standardcellcycle〔標(biāo)準(zhǔn)的細(xì)胞周期〕：有絲分裂的細(xì)胞從上一次有絲分裂完畢開場(chǎng)到下一次有絲分裂完成為止所經(jīng)歷的一個(gè)有序過程稱為標(biāo)準(zhǔn)的細(xì)胞周期，包括細(xì)胞生長、DNA復(fù)制、細(xì)胞分裂、最終細(xì)胞遺傳物質(zhì)和其他內(nèi)含物分配給兩個(gè)子細(xì)胞。quiescentcell〔靜止期細(xì)胞〕：由于R點(diǎn)〔又稱checkpoint〕作用，周期中細(xì)胞暫時(shí)脫離細(xì)胞周期不進(jìn)展增殖〔大多處于G1期〕，但給予適當(dāng)刺激后可重新進(jìn)入細(xì)胞周期進(jìn)展細(xì)胞分裂，這些細(xì)胞稱為靜止細(xì)胞或G0細(xì)胞。Start〔起始點(diǎn)〕：在G1期的晚期階段有一個(gè)特定時(shí)期，如果細(xì)胞繼續(xù)走向分裂，可以推動(dòng)細(xì)胞進(jìn)入S期，在芽殖酵母中因?yàn)榇藭r(shí)開場(chǎng)出芽，因此把這個(gè)特定時(shí)期叫做起始點(diǎn)。restrictionpoint〔限制點(diǎn)〕：在G1期的晚期階段有一個(gè)特定時(shí)期，可以推動(dòng)細(xì)胞進(jìn)入S期，在除芽殖酵母以外的真核細(xì)胞中這個(gè)特定時(shí)期叫做限制點(diǎn)，又稱為R點(diǎn)。checkpoint〔檢驗(yàn)點(diǎn)〕：檢驗(yàn)點(diǎn)是細(xì)胞周期調(diào)控的一種機(jī)制，主要是確保周期每一時(shí)相有序，全部完成并與外界環(huán)境因素相聯(lián)系。mitoticindex〔有絲分裂指數(shù)〕：有絲分裂指數(shù)是指分裂相細(xì)胞數(shù)與所觀察的細(xì)胞總數(shù)的比值，是一項(xiàng)反響細(xì)胞增殖程度的指標(biāo)。cellcyclesynchronization〔細(xì)胞周期同步化〕：在自然條件或試驗(yàn)條件下使一個(gè)細(xì)胞群體中所有細(xì)胞都處于細(xì)胞周期的同一時(shí)相的過程，稱為細(xì)胞周期同步化。intranuclearmitosis〔核內(nèi)有絲分裂〕：核內(nèi)有絲分裂是指在核分裂過程中核膜始終保持完整的一種有絲分裂方式。紡錘絲可以完全局限在核內(nèi)，如酵母菌；也可伸出核膜以外，但仍保持核膜的完整性。spindlepolarbody〔紡錘體極體〕：它作為酵母細(xì)胞的微管組織中心，在功能上等同于動(dòng)物細(xì)胞的中心體，它在細(xì)胞周期中的準(zhǔn)確復(fù)制是兩極紡錘體組裝和染色體正確別離的前提。origin〔復(fù)制起始點(diǎn)〕：DNA復(fù)制要從DAN分子的特定部位開場(chǎng)，此部位稱為復(fù)制起始點(diǎn)。mitosis〔有絲分裂〕：有絲分裂時(shí)真核生物的體細(xì)胞分裂的基本形式，也稱簡(jiǎn)介分裂或核分裂。在這種分裂過程中出現(xiàn)有許多紡錘絲構(gòu)成的紡錘體，染色質(zhì)集縮成棒狀的染色體。通過有絲分裂形成的子細(xì)胞的染色體數(shù)目保持恒定。aster〔星體〕：星體是動(dòng)物細(xì)胞分裂過程中由中心體及其發(fā)出的輻射狀微管組成的構(gòu)造。chromosomealignment〔染色體整列〕：在細(xì)胞分裂的前中期染色體向赤道板的位置移動(dòng)的過程稱為染色體整列。furrow〔分裂溝〕：胞質(zhì)分裂開場(chǎng)于細(xì)胞分裂后期，在赤道板周圍細(xì)胞外表下陷，形成環(huán)形縊縮，稱為分裂溝。分裂溝的位置與紡錘體極微管和Ca2+濃度的變化有關(guān)。contractilering〔收縮環(huán)〕：動(dòng)物細(xì)胞胞質(zhì)分裂開場(chǎng)時(shí)，大量肌動(dòng)蛋白和肌球蛋白在赤道板處組裝成微絲并相互組成微絲束，環(huán)繞細(xì)胞，稱為收縮環(huán)。收縮環(huán)收縮，收縮環(huán)處細(xì)胞膜融合并形成兩個(gè)子細(xì)胞。centrosomealignment〔中心體列隊(duì)〕：在細(xì)胞分裂過程中一對(duì)中心體分別移向細(xì)胞的兩極的過程稱為中心體列隊(duì)。pullhypothesis〔牽拉假說〕：牽拉假說認(rèn)為，染色體向赤道板方向運(yùn)動(dòng)是由于動(dòng)粒微管牽拉的結(jié)果。動(dòng)粒微管越長，拉力越大，當(dāng)來自兩極的動(dòng)粒微管拉力相等時(shí)，染色體即被穩(wěn)定在赤道板上。anaphase-promotingcomplex，APC〔后期促進(jìn)因子復(fù)合體〕：后期促進(jìn)因子復(fù)合體APC主要介導(dǎo)兩類蛋白質(zhì)降解：后期抑制因子和有絲分裂周期蛋白。前者維持姐妹染色單體粘連，抑制后期啟動(dòng)；后者的降解意味著有絲分裂即將完畢，即染色體開場(chǎng)去凝集，核膜重建。APC可被Cdc20激活。但是，在有絲分裂前期，Cdc20和Mad2蛋白位于染色體的動(dòng)粒上，在染色體結(jié)合有絲分裂紡錘體的微管前將不能從動(dòng)粒上釋放，由于Mad2與Cdc20結(jié)合而抑制Cdc20的活性。所以只有所有染色體都與紡錘體微管結(jié)合后，Cdc20釋放出來作用于APC，APC才有活性才啟動(dòng)細(xì)胞向后期轉(zhuǎn)換。meiosis〔減數(shù)分裂〕：減數(shù)分裂是有性生殖個(gè)體形成生殖細(xì)胞過程中發(fā)生的一種特殊分裂方式。DNA只復(fù)制一次，而細(xì)胞連續(xù)分裂兩次，因此子細(xì)胞中染色體數(shù)目減半。chromomere〔染色?！常喝旧Ｊ乔捌谌旧w上呈線性排列的染色較深的念珠狀顆粒，是DNA局部收縮形成的。異染色質(zhì)的染色粒一般較大，而常染色質(zhì)的染色粒較??；在染色體上位于著絲粒兩邊的染色粒一般較大，而染色體端部的染色粒較小，呈梯度排列。bouquetstage〔花束期〕：在減數(shù)分裂的細(xì)線期時(shí)，有些物種表現(xiàn)為染色體細(xì)線一端在核膜的一側(cè)集中，另一端呈放射狀伸出，形似花束，稱為花束期。homologouschromosome〔同源染色體〕：二倍體細(xì)胞中的同源染色體對(duì)是一對(duì)匹配的染色體，它們分別來源于生物體的雙親。除性染色體外，它們的形態(tài)、大小和構(gòu)造一樣。同源染色體對(duì)中的兩條染色體有相當(dāng)長的局部相似，通常也具有一樣的基因序列?；驍?shù)目一樣，而同樣的基因或等位基因又是以同樣順序排列著的稱為完全同源的染色體。局部一樣的染色體那么稱為局部同源的染色體。pairingstage〔配對(duì)期〕：又稱偶線期〔zygotenestage〕，染色體進(jìn)一步縮短變粗，各對(duì)同源染色體彼此靠攏，進(jìn)展準(zhǔn)確的配對(duì)，這種現(xiàn)象稱為同源染色體聯(lián)會(huì)〔synapsis〕。bivalent〔二價(jià)體〕：聯(lián)會(huì)的一對(duì)同源染色體稱為二價(jià)體，通過聯(lián)會(huì)使細(xì)胞內(nèi)原來的2n條染色體形成了n個(gè)二價(jià)體。tetrad〔四分體〕：二價(jià)體含有4條染色單體，因此又叫做四分體。synapsis〔聯(lián)會(huì)〕：在細(xì)線期兩條同源染色體隨機(jī)排列，到了偶線期同源染色體與核膜相連的局部移位在一起，然后它們的側(cè)面沿染色體縱軸嚴(yán)密相貼進(jìn)展配對(duì)，這個(gè)過程稱為聯(lián)會(huì)。synaptonemalcomplex〔聯(lián)會(huì)復(fù)合體〕：在減數(shù)分裂Ⅰ前期的偶線期于聯(lián)會(huì)部位〔嚴(yán)密相貼處〕形成了一種特殊復(fù)合構(gòu)造，稱為聯(lián)會(huì)復(fù)合體。prematurechromosomecondensation〔早熟染色體凝集〕：將處于有絲分裂期中期的細(xì)胞與處于細(xì)胞周期其他時(shí)期〔G1期、S期、G2期〕的細(xì)胞融合，M期的細(xì)胞質(zhì)總是能夠誘導(dǎo)非有絲分裂期細(xì)胞中的染色質(zhì)凝集形成特定形態(tài)的染色體凝集〔如單細(xì)絲狀、粉末狀或雙線狀〕，稱為早熟染色體凝集。CDK〔細(xì)胞周期蛋白依賴性激酶〕：細(xì)胞周期蛋白依賴性激酶是蛋白質(zhì)激酶家族中的一員，依賴與周期蛋白的結(jié)合來調(diào)節(jié)激酶的活性，是促使細(xì)胞沿細(xì)胞周期運(yùn)行的正調(diào)控因子。不同的CDK-周期蛋白復(fù)合物使特異的靶蛋白質(zhì)磷酸化而激發(fā)細(xì)胞周期各時(shí)相依次更替。cyclin〔周期蛋白〕：周期蛋白是細(xì)胞周期引擎的正調(diào)控因子，與細(xì)胞周期蛋白依賴性激酶結(jié)合調(diào)節(jié)其活性。31ubiquitin-proteasomepathway〔泛素-蛋白酶體途徑〕：它是細(xì)胞內(nèi)降解短壽命蛋白質(zhì)的重要途徑，與細(xì)胞多種生理功能調(diào)節(jié)密切相關(guān)。首先通過酶E1、E2和E3的作用使將要被降解的蛋白質(zhì)泛素化，再由蛋白酶體使泛素化的蛋白質(zhì)完全水解。spindleassemblycheckpoint〔紡錘體裝配檢驗(yàn)點(diǎn)〕：它檢測(cè)紡錘體微管是否與有絲分裂染色體動(dòng)粒相連，保證所有的染色體在姐妹染色單體別離和拉開前與紡錘體的雙極連接，并啟動(dòng)細(xì)胞由分裂中期進(jìn)入到后期。originrecognitioncomplex，Orc〔復(fù)制起始點(diǎn)識(shí)別復(fù)合體〕：它含有6個(gè)亞單位，識(shí)別DNA復(fù)制起始位點(diǎn)并與之結(jié)合，是DNA復(fù)制起始所必需的。mitoticapparatus〔有絲分裂器〕：有絲分裂器是在有絲分裂過程中形成的臨時(shí)性細(xì)胞器，包括星體、紡錘體和染色體。MPF：MPF是一種使多種底物蛋白磷酸化的蛋白激酶，是由M期cyclin-CDK形成的復(fù)合物，能促使細(xì)胞由G2期進(jìn)入M期。二、填空題1.G1SG2.周期中細(xì)胞暫不增殖細(xì)胞〔G0期細(xì)胞〕終末分化細(xì)胞3.G1G24.G1期5.選擇同步化誘導(dǎo)同步化6.G1G27.無絲分裂有絲分裂減數(shù)分裂8.染色體排列在赤道板上分開的子染色體分別移向細(xì)胞的兩極染色體到達(dá)兩極并去凝集，形成子細(xì)胞9.細(xì)線期偶線期粗線期雙線期終變期10.聯(lián)會(huì)二價(jià)體11.側(cè)成分中央組分12.減數(shù)分裂Ⅰ的前期13.點(diǎn)切得酶修飾的酶14.動(dòng)粒微管極微管星體微管15.周期蛋白BCDK1蛋白16.周期蛋白CDK蛋白17.激活酶E1結(jié)合酶E2連接酶E318.G1/S檢驗(yàn)點(diǎn)S期檢驗(yàn)點(diǎn)G2/M檢驗(yàn)點(diǎn)紡錘體裝配檢驗(yàn)點(diǎn)19.單細(xì)絲粉末雙線20.泛素-蛋白酶體降解三、不定項(xiàng)選擇題1.B2.A3.B4.B5.D6.BCD7.C8.BD9.C10.AC11.B12.C13.C14.D15.C16.ABCE17.B18.AD19.A20.D21.D22.D23.B24.A25.B26.A27.BD28.ABCD29.C30.ABC四、判斷題1.×2.×3.√4.√5.×6.×7.√8.√9.√10.×五、簡(jiǎn)答題1.有絲分裂過程分為前期、前中期、中期、后期、末期和胞質(zhì)分裂。前期：染色體凝集，核膜解體及核仁消失。前中期：核膜破裂，紡錘體開場(chǎng)組裝。中期：染色體排列在赤道板上。后期：中期染色體的兩條染色單體相互別離，形成子代染色體，并分別向兩極運(yùn)動(dòng)。末期：子核形成。胞質(zhì)分裂：開場(chǎng)于細(xì)胞分裂后期，完成于細(xì)胞分裂末期。2.減數(shù)分裂Ⅰ前期分為細(xì)線期、偶線期、粗線期、雙線期和終變期5個(gè)亞期。①細(xì)線期：染色體呈細(xì)線狀，凝集于核的一側(cè)。②偶線期：同源染色體開場(chǎng)配對(duì)，聯(lián)會(huì)復(fù)合體開場(chǎng)形成，并且合成剩余0.3%胡DNA。=3\*GB3③粗線期：染色體聯(lián)會(huì)完成，進(jìn)一步縮短成為清晰可見的粗線狀構(gòu)造。④雙線期：配對(duì)的同源染色體相互排斥，開場(chǎng)別離，穿插端化，局部位點(diǎn)還在相連。局部動(dòng)物的卵母細(xì)胞停留在這一時(shí)期，形成燈刷染色體。=5\*GB3⑤終變期：穿插幾乎完全端化，核膜破裂，核仁解體。3.首先是在ATP供能的情況下，泛素的C端與非特異性泛素激活酶E1的半胱氨酸殘基共價(jià)結(jié)合，形成E1-泛素復(fù)合體。E1-泛素復(fù)合體再將泛素轉(zhuǎn)移給另一個(gè)泛素結(jié)合酶E2。E2那么可以直接將泛素轉(zhuǎn)移到靶蛋白賴氨酸殘基的ε-氨基基團(tuán)上。但是，在通常情況下，靶蛋白泛素化需要一個(gè)特異的泛素蛋白連接酶E3。當(dāng)?shù)谝粋€(gè)泛素分子在E3催化下連接到靶蛋白上以后，另外一些泛素分子相繼與前一個(gè)反訴分子的賴氨酸的殘基相連，逐漸形成一條多聚泛素鏈。泛素化的靶蛋白再被蛋白酶體逐漸降解。多聚泛素也降解成單個(gè)泛素分子而被重新利用。4.G1、S、G2和M期的時(shí)間分別是7h、2h、5.5h和1h。5.G1期細(xì)胞融合后其核內(nèi)染色質(zhì)變得較伸展，DNA開場(chǎng)復(fù)制。這是因?yàn)镾期細(xì)胞內(nèi)的蛋白質(zhì)因子啟動(dòng)了G1期細(xì)胞內(nèi)的DNA復(fù)制。第十三章程序性細(xì)胞死亡與細(xì)胞衰老學(xué)習(xí)要點(diǎn)程序性細(xì)胞死亡一.動(dòng)物細(xì)胞的程序性死亡〔一〕細(xì)胞凋亡細(xì)胞凋亡的概念與意義細(xì)胞凋亡是一個(gè)主動(dòng)的由基因決定細(xì)胞自動(dòng)完畢生命的過程，它具有一系列的生物學(xué)特征。動(dòng)物細(xì)胞凋亡的過程：凋亡的起始、凋亡小體形成和生物體內(nèi)的凋亡小體被鄰近的吞噬細(xì)胞所吞噬消化掉。細(xì)胞凋亡的生理意義如下。eq\o\ac(○,1)維持多細(xì)胞生物個(gè)體發(fā)育的正常進(jìn)展。eq\o\ac(○,2)保持自穩(wěn)平衡。eq\o\ac(○,3)抵御外界各種因素的干擾。細(xì)胞凋亡的特征與檢測(cè)方法細(xì)胞凋亡具有如下特征。eq\o\ac(○,1)形態(tài)學(xué)變化。首先出現(xiàn)的是細(xì)胞體積縮小，細(xì)胞間接觸消失，與細(xì)胞周圍的細(xì)胞脫離；然后是細(xì)胞質(zhì)密度增加，核質(zhì)濃縮，核膜有小泡狀形成，胞膜構(gòu)造仍然完整，最終可將凋亡細(xì)胞遺骸分割包裹為幾個(gè)凋亡小體，無內(nèi)容物外溢；凋亡小體可迅速被周圍專職或非專職吞噬細(xì)胞吞噬。eq\o\ac(○,2)生物化學(xué)變化。DNA發(fā)生有控降解，片段化的DNA片段為180~200bp的整倍數(shù)；在細(xì)胞凋亡的過程中往往還有新的基因的表達(dá)和某些生物大分子的合成作為調(diào)控因子。細(xì)胞凋亡常用的檢測(cè)方法如下。eq\o\ac(○,1)形態(tài)學(xué)觀測(cè)。用臺(tái)盼藍(lán)染色、DAPI染色或Giemsa染色，然后在光學(xué)顯微鏡下觀察；或者直接在電鏡下觀察。eq\o\ac(○,2)DNA電泳。有梯形條帶出現(xiàn)。eq\o\ac(○,3)TUNEL測(cè)定法〔DNA斷裂的原位末端標(biāo)記法〕。凋亡細(xì)胞核中DNA產(chǎn)生3’—OH末端。eq\o\ac(○,4)彗星電泳法。單細(xì)胞凝膠電泳后，染色的細(xì)胞核呈現(xiàn)一種彗星式圖案。eq\o\ac(○,5)流式細(xì)胞〔FCA〕分析。有亞二倍體峰出現(xiàn)。細(xì)胞凋亡的分子機(jī)制誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡的分子可分為物理性因子、化學(xué)及生物因子兩類。調(diào)節(jié)細(xì)胞凋亡的分子重要的有Caspase超家族〔可引起級(jí)聯(lián)反響〕、天然Caspase抑制劑、IAP、Bcl-2家族等。細(xì)胞凋亡調(diào)節(jié)分子根據(jù)功能可以分為抑制凋亡基因〔如bcl2〕、促進(jìn)凋亡基因〔如fas、p53〕、雙向調(diào)控基因〔如c-mys、bclx〕。細(xì)胞凋亡的信號(hào)傳導(dǎo)途徑主要有死亡受體介導(dǎo)的細(xì)胞凋亡途徑和線粒體介導(dǎo)的細(xì)胞凋亡途徑，此外，還有內(nèi)質(zhì)網(wǎng)介導(dǎo)的凋亡途徑和溶酶體參與的細(xì)胞凋亡途徑。eq\o\ac(○,1)死亡受體介導(dǎo)的細(xì)胞凋亡途徑。當(dāng)細(xì)胞承受凋亡信號(hào)分子〔Fas、TNF等〕后，凋亡細(xì)胞外表信號(hào)分子受體相互聚集并與細(xì)胞內(nèi)的接頭蛋白結(jié)合，這些街頭蛋白又募集Procaspase聚集在受體部位，Procaspase相互活化并產(chǎn)生級(jí)聯(lián)反響，使細(xì)胞凋亡。eq\o\ac(○,2)線粒體介導(dǎo)的細(xì)胞凋亡途徑。當(dāng)Caspase-8活化后，它一方面作用于Caspase-3，另一方面Bid〔BH3domain-onlydeathagonist〕裂解成2個(gè)片段，其中含BH3構(gòu)造域的C端片段被運(yùn)送到線粒體，與Bcl-2/Bax的BH3構(gòu)造域形成復(fù)合物，導(dǎo)致細(xì)胞色素c釋放。Cytc與胞質(zhì)中Ced4同源物Apaf-1，活化的Apaf-1再活化Caspase-9，最后引起細(xì)胞凋亡。〔二〕細(xì)胞壞死一般認(rèn)為細(xì)胞壞死是細(xì)胞在強(qiáng)烈的外界因素作用下產(chǎn)生的死亡現(xiàn)象。細(xì)胞壞死時(shí)，細(xì)胞膜破裂，細(xì)胞器膨大受損，DNA隨機(jī)降解，在體內(nèi)可引起炎癥反響。最新研究說明，細(xì)胞壞死可能是細(xì)胞程序性死亡的另一種方式，因?yàn)镈NA損傷和PARP活化可導(dǎo)致增殖旺盛的細(xì)胞壞死，但不引起非持續(xù)增殖細(xì)胞的死亡，其機(jī)制與胞內(nèi)ATP的水平上下有關(guān)。〔三〕細(xì)胞自噬細(xì)胞自噬是細(xì)胞在正常生理?xiàng)l件或饑餓狀態(tài)下將細(xì)胞的自身組分或構(gòu)造包裹起來，形成具有雙層膜的囊泡構(gòu)造〔即自噬泡〕，再與溶酶體融合，內(nèi)含物被溶酶體中的水解酶消化的過程。細(xì)胞自噬可以幫助度過營養(yǎng)缺乏的時(shí)期，但嚴(yán)重的自噬將導(dǎo)致細(xì)胞死亡。在動(dòng)物體的發(fā)育過程中，自噬活動(dòng)還參與新的組織器官的重建。二.植物細(xì)胞與酵母細(xì)胞的程序性死亡〔一〕植物細(xì)胞的程序性死亡它在植物體正常發(fā)育、對(duì)環(huán)境脅迫和病原體入侵引發(fā)的過敏反響中具有重要的作用。斯堡死亡后的剩余物質(zhì)被細(xì)胞壁固定在原位，不是被周圍周圍細(xì)胞吞噬，而是被自身液泡的水解酶所消化?！捕辰湍讣?xì)胞程序性的死亡其形態(tài)學(xué)特征與動(dòng)物細(xì)胞凋亡類似〔注意：酵母具有細(xì)胞壁〕。細(xì)胞的程序性死亡機(jī)制在生命的演化過程中具有共同的起源。細(xì)胞衰老一.細(xì)胞衰老的概念及特征體外培養(yǎng)的正常細(xì)胞存在有絲分裂次數(shù)的極限，這種現(xiàn)象稱為Hayflick界限。細(xì)胞衰老一般含義是指復(fù)制衰老〔replicativesenescence〕,即體外培養(yǎng)的正常細(xì)胞經(jīng)過有限次數(shù)的分裂后，停頓分裂，細(xì)胞形態(tài)和生理代謝活動(dòng)發(fā)生顯著改變的現(xiàn)象。除胚胎干細(xì)胞、轉(zhuǎn)化細(xì)胞或者癌細(xì)胞具有永久性，其他原代培養(yǎng)細(xì)胞均存在復(fù)制衰老現(xiàn)象。細(xì)胞衰老時(shí)，細(xì)胞核、細(xì)胞器〔如內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、線粒體、致密體〕和膜系統(tǒng)等都發(fā)生了一系列的變化，總的來說是原生質(zhì)失水，代謝降低，構(gòu)造逐漸瓦解。二.細(xì)胞衰老的分子機(jī)制〔一〕復(fù)制衰老的機(jī)制由于體細(xì)胞內(nèi)缺乏端粒酶活性，因此隨著細(xì)胞分裂次數(shù)增多，端粒逐漸縮短。這會(huì)導(dǎo)致p53含量增加和通過磷酸化而活化，p53誘導(dǎo)p21表達(dá)，抑制CDK的活化，使得抑制性Rb不能被磷酸化，E2F處于失活狀態(tài)，最終引發(fā)細(xì)胞衰老。P16維持細(xì)胞的衰老狀態(tài)。〔二〕脅迫誘導(dǎo)的早熟性衰老外界的脅迫條件能夠縮短細(xì)胞的復(fù)制壽命，這種衰老稱為脅迫誘導(dǎo)的早熟性衰老〔stress-inducedprematuresenescence〕。氧化損傷理論是衰老機(jī)制的主要理論之一。其機(jī)制與復(fù)制衰老類似，即代謝過程中產(chǎn)生的活性氧的積累導(dǎo)致DNA損傷，最終使E2F處于失活狀態(tài)，細(xì)胞發(fā)生衰老現(xiàn)象?！踩车?xì)胞生物的衰老母細(xì)胞中染色體外環(huán)狀的rDNA逐漸積累，掠奪了DNA正常復(fù)制和轉(zhuǎn)錄所需要的重要物質(zhì)，從而抑制了細(xì)胞的生長，使酵母細(xì)胞衰老。三.細(xì)胞衰老與個(gè)體衰老和癌癥的關(guān)系體外培養(yǎng)細(xì)胞的衰老與體內(nèi)細(xì)胞的衰老存在巨大的差異，這可能是因?yàn)榧?xì)胞在體外所處的環(huán)境與體內(nèi)有很大的不同。體外細(xì)胞的衰老機(jī)制與細(xì)胞癌化有關(guān)。習(xí)題解答細(xì)胞凋亡的概念、形態(tài)特征及其壞死的區(qū)別是什么答：〔1〕概念細(xì)胞凋亡是一個(gè)主動(dòng)的由基因決定的自動(dòng)完畢生命的過程，所以也常常被稱為細(xì)胞程序性死亡。凋亡細(xì)胞將被吞噬細(xì)胞所吞噬。細(xì)胞凋亡時(shí)在細(xì)胞、亞細(xì)胞和分子水平上發(fā)生了特征性改變。這些改變包括細(xì)胞核的改變、細(xì)胞器的改變、細(xì)胞膜成分的改變金額細(xì)胞形態(tài)的改變等，其中細(xì)胞核的改變最具特征性。〔2〕形態(tài)特征首先出現(xiàn)的是細(xì)胞體積縮小，連接消失，與周圍的細(xì)胞脫離，然后是細(xì)胞質(zhì)密度增加，核質(zhì)濃縮，核膜核仁破碎，胞膜有小泡狀形成，胞膜構(gòu)造仍然完整，最終可將凋亡細(xì)胞遺骸分割包裹為幾個(gè)凋亡小體，無內(nèi)容物外溢。凋亡小體可迅速被周圍專職或非專職吞噬細(xì)胞吞噬?！?〕區(qū)別細(xì)胞凋亡與細(xì)胞壞死的區(qū)別如下表所示：細(xì)胞凋亡細(xì)胞壞死是否有基因決定是否誘導(dǎo)因素強(qiáng)烈的刺激軟弱的刺激形態(tài)特征胞膜及細(xì)胞器相對(duì)完整，細(xì)胞皺縮，核固縮，有凋亡小體形成細(xì)胞構(gòu)造全面溶解、破壞，細(xì)胞腫脹生化特點(diǎn)DNA片段化〔180~200bp〕,電泳呈梯狀條帶彌散性降解，電泳呈均一DNA片狀是否引起炎癥反響溶酶體相對(duì)完整，局部無炎癥反響溶酶體破裂，局部有炎癥反響是否是病理變化病理性生理性或病理性2.對(duì)于多細(xì)胞生物，細(xì)胞凋亡的生理意義何在答細(xì)胞凋亡對(duì)于多細(xì)胞生物個(gè)體發(fā)育的正常進(jìn)展、自穩(wěn)平衡的保持以及抵御外界各種因素的干擾方面都起著非常關(guān)鍵的作用。蝌蚪尾的消失、骨髓和腸的形成、發(fā)育過程中手和足的成形過程、脊椎動(dòng)物的神經(jīng)系統(tǒng)的發(fā)育等都與細(xì)胞凋亡有關(guān)。3.動(dòng)物細(xì)胞凋亡的基本途徑有哪些答動(dòng)物細(xì)胞凋亡的基本途徑可以分為死亡受體介導(dǎo)的細(xì)胞凋亡途徑和線粒體介導(dǎo)的細(xì)胞凋亡途徑。〔1〕死亡受體途徑當(dāng)細(xì)胞承受凋亡信號(hào)分子〔Fas、TNF等〕后，凋亡細(xì)胞外表信號(hào)分子受體相互聚集并與細(xì)胞內(nèi)的接頭蛋白結(jié)合，這些接頭蛋白又募集Procaspase 聚集在受體部位，Procaspase相互活化并產(chǎn)生級(jí)聯(lián)反響，使細(xì)胞凋亡。下游Caspase活化后，作用底物：裂解核纖層蛋白，導(dǎo)致細(xì)胞核形成凋亡小體；裂解DNase結(jié)合蛋白，使DNase釋放，降解DNA形成DNALadder；裂解參與細(xì)胞連接或附著的骨架和其他蛋白，使凋亡細(xì)胞皺縮、脫落，便于細(xì)胞吞噬；導(dǎo)致膜脂PS重排，便于吞噬細(xì)胞識(shí)別并吞噬?！?〕線粒體途徑當(dāng)Caspase-8活化后，它一方面作用于Caspase-3，另一方面使Bid〔BH3domain-onlydeathagonist〕裂解成2個(gè)片段，其中含BH3構(gòu)造域的C端片段被運(yùn)送到線粒體，與Bcl-2/Bax的BH3構(gòu)造域形成復(fù)合物，導(dǎo)致細(xì)胞色素c釋放。Cytｃ與胞質(zhì)中的Ced4同源物Apaf-1結(jié)合并活化Apaf-1，活化的Apaf-1再活化Caspase-9，最后引起細(xì)胞凋亡。近年，還有人提出了細(xì)胞凋亡的溶酶體途徑，認(rèn)為溶酶體可以接到細(xì)胞的凋亡。細(xì)胞凋亡受到哪些因素的調(diào)控答細(xì)胞的凋亡受促進(jìn)凋亡基因〔如fas、p53〕、抑制凋亡基因和在細(xì)胞凋亡過程中協(xié)助的基因等的表達(dá)產(chǎn)物的調(diào)控。細(xì)胞凋亡可以分為Caspase依賴性的和非Caspase依賴性的，在Caspase依賴性的細(xì)胞凋亡過程中，Caspase家族具有非常重要的作用。當(dāng)DNA受損后，p53被激活，它通過激活凋亡正調(diào)節(jié)分子的表達(dá)和抑制抗凋亡因子的表達(dá)而促進(jìn)細(xì)胞的凋亡。細(xì)胞內(nèi)的Caspase抑制劑與Caspase特異性結(jié)合具有抗凋亡的作用。參與細(xì)胞凋亡和抗凋亡的基因有很多。什么是“Hayflick界限〞答在體外培養(yǎng)條件下，即使條件適宜，細(xì)胞也不能無限制地進(jìn)展分裂；即使是機(jī)體中可以終生分裂的細(xì)胞，在體外培養(yǎng)時(shí)也有分裂次數(shù)的極限；即使給予豐富的營養(yǎng)、生長因子和足夠的生長空間也是如此。而且細(xì)胞的分裂能力與個(gè)體的年齡有關(guān)。上述規(guī)律是Hayflick研究和發(fā)現(xiàn)的，故稱為“Hayflick界限〞。6．復(fù)制衰老的可能機(jī)制是什么答在體細(xì)胞中，由于缺乏端粒酶，隨著細(xì)胞分裂次數(shù)增多，端粒逐漸縮短。端粒的縮短使細(xì)胞中的p53含量明顯增加并且活化，繼而誘導(dǎo)p21的表達(dá)，抑制CDK活化，使得Rb不能被磷酸化，E2F處于持續(xù)失活狀態(tài)，最終引發(fā)細(xì)胞的衰老。自測(cè)題名詞翻譯并解釋1.cellaging2.Hgrammedcelldeath7.necrosis8.apoptoticbodies9.Caspase10.autophagosome二、填空題1．細(xì)胞衰老機(jī)理的假說可以歸納為兩類：＿和＿。2．程序性細(xì)胞死亡至少可以分為兩種類型，分別是＿＿和＿。3．細(xì)胞凋亡的主要途徑有＿和＿，近年，還提出了＿和＿。4．誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡的因子可以分為＿和＿兩大類。5．哺乳動(dòng)物細(xì)胞凋亡的主要執(zhí)行因子是＿。6．哺乳動(dòng)物細(xì)胞內(nèi)白介素-1β轉(zhuǎn)換酶是線蟲＿的同源物，后來被命名為＿。7．一般情況下，抑制動(dòng)物細(xì)胞內(nèi)的PI3/Tor信號(hào)通路，可誘導(dǎo)細(xì)胞發(fā)生＿。8．執(zhí)行細(xì)胞凋亡的蛋白因子主要是＿，與細(xì)胞自噬相關(guān)的蛋白是＿。9．隨著體細(xì)胞的分裂次數(shù)增多，端粒序列逐漸＿。10．酵母細(xì)胞衰老的機(jī)制是＿。三、不定項(xiàng)選擇題1．人體正常胚胎體細(xì)胞體外培養(yǎng)大約能傳代〔〕。A、10次左右B、150次C、40~50次D、無數(shù)次2．以下不屬于細(xì)胞衰老的特征的是〔〕。A、線粒體數(shù)目減少，核膜皺襞B、核明顯變化為核固縮，常染色質(zhì)減少C、脂褐素減少，細(xì)胞代謝能力下降D、原生質(zhì)減少，細(xì)胞形狀改變3．細(xì)胞凋亡的一個(gè)重要特點(diǎn)是〔〕。A、下立體DNA隨機(jī)斷裂B、細(xì)胞核DNA發(fā)生核小體間的斷裂C、70S核糖體中的rRNA斷裂D、80S核糖體中的rRNA斷裂4．關(guān)于Caspase的描述，正確的選項(xiàng)是〔〕。A、又叫做切天冬氨酸酶B、參與細(xì)胞凋亡的執(zhí)行C、參與級(jí)聯(lián)反響D、Caspase-3的種類很多5．在單細(xì)胞凝膠電泳實(shí)驗(yàn)中，凋亡細(xì)胞〔正常細(xì)胞的核為球形〕的實(shí)驗(yàn)結(jié)果是〔〕。A、細(xì)胞核仍為球形B、細(xì)胞核具有一個(gè)彗星狀的尾巴，尾巴泳動(dòng)速率較快C、細(xì)胞核具有一個(gè)彗星狀的尾巴，尾巴泳動(dòng)速率較慢D、形成DNA梯狀條帶6．細(xì)胞凋亡是〔〕。A、細(xì)胞受到某些外界因素侵襲B、細(xì)胞主動(dòng)發(fā)生自然死亡過程C、細(xì)胞內(nèi)含物外泄的過程7．細(xì)胞凋亡與細(xì)胞壞死的區(qū)別是〔〕。A、前者是生理性或病理性、特異性、遺傳性；后者是病理性、非特異性、非遺傳性B、前者胞膜及細(xì)胞器相對(duì)完整，細(xì)胞皺縮，核固縮；后者細(xì)胞構(gòu)造全面溶解、破壞、細(xì)胞腫脹C、前者溶酶體相對(duì)完整，局部無炎癥反響；后者溶酶體破裂，局部有炎癥反響D、前者DNA片段化〔180~200bp〕，電泳呈梯狀條帶；后者DNA彌散性降解，電泳呈均一DNA片狀8．以下有關(guān)細(xì)胞分化、衰老及死亡的表達(dá)，正確的有〔〕。A、細(xì)胞分化是細(xì)胞的后代在形態(tài)、功能及遺傳物質(zhì)上發(fā)生差異的過程B、細(xì)胞衰老會(huì)發(fā)生線粒體減少、酶活性降低及細(xì)胞核體積增加等現(xiàn)象C、細(xì)胞分化發(fā)生在多細(xì)胞生物的胚胎期，細(xì)胞衰老與死亡發(fā)生在老年期D、安康成人體內(nèi)，細(xì)胞凋亡最常發(fā)生于腸道與骨髓的細(xì)胞E、細(xì)胞衰老與凋亡均有正面意義，在動(dòng)植物個(gè)體的發(fā)育過程中均存在9．細(xì)胞凋亡的生物學(xué)意義是〔〕。A、確保正常發(fā)育生長，去除多余的細(xì)胞B、維持內(nèi)環(huán)境穩(wěn)定，去除受損、突變、衰老的細(xì)胞C、具有積極防御功能，阻止病毒感染復(fù)制D、促使衰老生物個(gè)體死亡，加快世代更替10．自噬小體的特點(diǎn)是〔〕。A、由單層生物膜圍成的封閉構(gòu)造B、具有雙層膜構(gòu)造C、含有多種酸性水解酶D、經(jīng)?？梢姳话氲募?xì)胞器四、判斷題1．在衰老或凋亡細(xì)胞中磷脂酰絲氨酸外翻到細(xì)胞膜的外小頁?！病?．通常未分化細(xì)胞的核質(zhì)比高而衰老細(xì)胞的核質(zhì)比低?！病?．程序性細(xì)胞死亡是正常的生理過程，但某些細(xì)胞在病理?xiàng)l件下也可能發(fā)生程序性死亡，如某些病毒感染的細(xì)胞?！病?．成體干細(xì)胞具有不死性，是永生細(xì)胞。〔〕5．正常的人體胚胎來源的二倍體細(xì)胞在體外分裂存在最大分裂次數(shù)。〔〕6．細(xì)胞衰老時(shí)，細(xì)胞膜的流動(dòng)性增強(qiáng)，所以不能耐受較強(qiáng)的機(jī)械作用?！病?．將哺乳動(dòng)物來源的DNA加到由凋亡細(xì)胞制備的無細(xì)胞系統(tǒng)中，該DNA可斷裂成180~200bp的整數(shù)倍?！病?．細(xì)胞壞死的主要特征與哺乳動(dòng)物細(xì)胞的類似。〔〕9．細(xì)胞壞死的主要特征是細(xì)胞體積膨大、膜的通透性遭到破壞、細(xì)胞器功能受損等?！病?0．植物細(xì)胞凋亡的特征與哺乳動(dòng)物細(xì)胞的類似?！病?1．細(xì)胞色素c從先烈他釋放到胞質(zhì)中科誘導(dǎo)線蟲細(xì)胞的凋亡?！病澄?、簡(jiǎn)答題1．誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡的因子有哪些試簡(jiǎn)要說明。2．一些護(hù)膚美容產(chǎn)品為什么可以延緩細(xì)胞的衰老3．為什么說細(xì)胞凋亡的研究與腫瘤治療的研究密切相關(guān)4．如果想要建設(shè)一種新的哺乳動(dòng)物的細(xì)胞系，你認(rèn)為取何種組織可能比較容易成功為什么5．調(diào)節(jié)細(xì)胞凋亡的分子可以分為哪些類型6．細(xì)胞衰老的特征是什么7．鑒定細(xì)胞凋亡的常用方法是什么8．列表比較細(xì)胞凋亡、細(xì)胞自噬與細(xì)胞壞死的區(qū)別。9．列表比較復(fù)制衰老與脅迫誘導(dǎo)衰老兩種細(xì)胞衰老方式的分子機(jī)制。自測(cè)題解答名詞翻譯并解釋Cellaging〔細(xì)胞衰老〕：一般含義是指復(fù)制衰老〔replicativesenescence〕，即體外培養(yǎng)的正常細(xì)胞經(jīng)過有限次數(shù)的分裂后，體制分裂，細(xì)胞形態(tài)和生理代謝活動(dòng)發(fā)生顯著改變的現(xiàn)象。Hayflicklimitation〔Hayflick界限〕：高等動(dòng)物體細(xì)胞〔轉(zhuǎn)化細(xì)胞和癌細(xì)胞除外〕都有最大分裂次數(shù)，細(xì)胞分裂一旦到達(dá)這一次數(shù)就要死亡，此規(guī)律是由Hayflick發(fā)現(xiàn)的，故稱Hayflick界限。Cytoplast〔胞質(zhì)體〕：胞質(zhì)體是指除去細(xì)胞核后由膜包裹的無核細(xì)胞。Silencinginformationregulatorcomplex〔沉默信息調(diào)節(jié)蛋白復(fù)合物〕：簡(jiǎn)稱Sir復(fù)合物，包括Sir1、Sir2、Sir3、Sir4，通常存在于異染色質(zhì)中。它們一方面與RAP1和組蛋白H3/H4結(jié)合，一方面附在核基質(zhì)上。Sir復(fù)合物的功能是阻止它們所在位點(diǎn)的DNA的轉(zhuǎn)錄。Apoptosis〔細(xì)胞凋亡〕：細(xì)胞凋亡是一個(gè)主動(dòng)的由基因決定的自動(dòng)完畢生命的過程，所以也常常被稱為程序性細(xì)胞死亡。凋亡細(xì)胞具有一系列的特征，形成的凋亡小體將被吞噬細(xì)胞吞噬。Programmedcelldeath〔程序性細(xì)胞死亡〕：程序性細(xì)胞死亡是細(xì)胞的一種生理性、主動(dòng)性的“自殺〞現(xiàn)象，是主動(dòng)由基因決定的細(xì)胞自動(dòng)完畢生命的過程。這些細(xì)胞死得有規(guī)律，似乎是按編好了的“呈現(xiàn)〞進(jìn)展的，是生物體在漫長進(jìn)化過程中逐步建設(shè)的細(xì)胞“自殺〞機(jī)制，其重要作用是去除多余的、受損的、癌變的或微生物感染的細(xì)胞，維持機(jī)體內(nèi)環(huán)境的穩(wěn)定。程序性細(xì)胞死亡的類型有多種，細(xì)胞凋亡只是其中之一。細(xì)胞壞死〔necrosis〕：細(xì)胞壞死是由劇烈的作用引起的細(xì)胞死亡，細(xì)胞質(zhì)膜發(fā)生滲漏，細(xì)胞內(nèi)容物〔包括膨大和破碎的細(xì)胞器以及染色質(zhì)片段〕釋放到胞外，導(dǎo)致炎癥反響。Apoptoticbodies〔凋亡小體〕：細(xì)胞凋亡時(shí)核染色質(zhì)斷裂為大小不等的片段，與某些細(xì)胞器如線粒體一起聚集，為反折的細(xì)胞質(zhì)膜所包圍。細(xì)胞外表產(chǎn)生了許多泡狀或芽狀突起，逐漸脫離細(xì)胞外表形成膜泡，這些膜泡叫做凋亡小體。凋亡小體與凋亡體〔apotosome〕并不一樣。Caspase〔天冬氨酸特異性的半胱氨酸蛋白水解酶〕：Caspase是一組對(duì)底物天冬氨酸部位有特異水解作用的蛋白質(zhì)，其活性中心富含半胱氨酸，在細(xì)胞調(diào)往過程中具有重要的作用。10.autophagosome〔自噬小體〕：細(xì)胞內(nèi)由于生理或病理原因而被損傷的細(xì)胞器，或過量儲(chǔ)存的糖原等可被細(xì)胞吱聲的膜〔如內(nèi)質(zhì)網(wǎng)或高爾基復(fù)合體的膜〕包裹而形成的構(gòu)造，叫做自噬小體。自噬小體隨后與溶酶體融合形成自噬溶酶體，其中的物質(zhì)被溶解體降解。真核生物細(xì)胞在營養(yǎng)缺乏時(shí)，可通過自噬作用獲得營養(yǎng)，抵抗饑餓，同時(shí)自噬活動(dòng)也參與生物體的發(fā)育過程。二、填空題1.復(fù)制衰老脅迫誘導(dǎo)的早熟性衰老2.細(xì)胞凋亡細(xì)胞自噬性程序性死亡3.死亡受體介導(dǎo)的細(xì)胞凋亡線粒體介導(dǎo)的細(xì)胞凋亡內(nèi)質(zhì)網(wǎng)介導(dǎo)的細(xì)胞凋亡溶酶體參與的細(xì)胞凋亡4.物理性因子化學(xué)及生物因子5.Caspase-36.Ced3Caspase-17.自噬8.CaspaseAtg9.縮短10.ERC的積累三、不定項(xiàng)選擇題1.C2.C3.B4.ABCD5.B6.B7.ABCD8.BDE9.ABC10.BD四、判斷題1.√2.×3.√4.×5.√6.×7.×8.×9.√10.×11.√五、簡(jiǎn)答題1.誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡的因子可分為兩大類：①物理因子，包括射線〔紫外線、γ射線等〕、較溫和的溫度刺激〔如熱激、冷激〕等；②化學(xué)及生物因子，包