2021年西南交通大学生命科学与工程学院870细胞生物学考研核心题库之论述题精编
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1．(1)你学过的蛋白质分选信号有哪些？(2)分别以微管蛋白、核基因编码的线粒体基质蛋白、核纤层蛋白、内质网驻留蛋白(如BiP、PDI)、溶酶体水解酶和胶原蛋白为例，试述细胞内蛋白质合成、加工、分选的不同类型和途径。
【答案】(1)学过的蛋白质分选信号有：信号肽；KDEL信号；信号斑——甘露糖-6-磷酸(M6P)；核定位信号；(前)导肽信号等。
(2)细胞内蛋白质合成、转运的不同途径包括：①细胞质基质中游离核糖体上完成多肽链的合成然后转运至膜围绕的细胞器，如：核纤层蛋白入核(选择性门控运输)、核基因编码的线粒体基质蛋白通过跨膜转运进入线粒体、微管蛋白留在细胞质基质中；②游离核糖体上蛋白质合成起始后转移至rER，新生肽链边合成边转移，然后经膜泡运输进行定向转运，如：内质网驻留蛋白(带有KDEL信号)、溶酶体酶(M6P信号)、胶原蛋白(分泌到胞外)。
2．何为细胞、细胞核全能性？如何用实验证明，有何意义？
【答案】细胞全能性是指细胞如受精卵一样,具有经过分裂、分化形成各种组织和细胞,最终发育成一个完整的个体的能力。细胞核全能性则指细胞虽不具备发育成一个完整个体的能力，但是当将其细胞核通过核移植等方法导入去核的卵细胞或受精卵，经过受体卵细胞质的诱导去分化、体细胞核和受体卵细胞质共同作用，依然可能发育成一个完整的个体。细胞全能性最有利的证据是植物细胞的组织培养,而动物的终端分化的体细胞还没能证明有全能性。细胞核全能性最著名的证明是克隆羊多莉的诞生。细胞和细胞核全能性的证明具有重要的意义。比如，在植物育种方面，组织培养技术可以快速、大量地产生植物幼苗，既保证了幼苗的品质，而且还节约了可以作为粮食的种子,组织培养技术是一项经济髙效的农业新科技。动物细胞和细胞核的全能性如果得到清晰的研究，可以培养出人造器官，为需要进行器官移植的病人带来希望。细胞(核)全能性的应用还有很多。
3．糖胺聚糖的多糖链与特异的核心蛋白结合形成基膜中具有负电性的蛋白聚糖，请推测，这些携带负电荷的多糖如何帮助建立细胞外环境的水合胶？若多糖分子上不携带电荷，将会发生什么变化？
【答案】蛋白聚糖是由糖胺聚糖与核心蛋白的丝氨酸残基共价连接形成的大分子。糖胺聚糖带有大量负电荷，能够吸引大量的阳离子，如，这些阳离子再结结合水分子，从而形成水合
胶结构。
如果多糖分子不携带电荷，那么仅仅通过范德华力形成的水合胶的厚度会大大减小。蛋白聚
糖的水合胶结构给予了组织很强的抗压性能，如果多糖分子不携带电荷，那么组织的抗压性会大大降低，这对保护组织和生物生存是不利的。
4．比较P-型离子泵、V-型质子泵、F-型质子泵和ABC超家族。
【答案】P-型离子泵甚载体蛋白利用A TP使自身磷酸化，发生构象的改变来转移质子或其他离子，如植物细胞膜上的泵、动物细胞的泵、泵、酶。
V-型质子泵位于溶酶体膜、动物细胞胞内体、高尔基体的囊泡膜、植物液泡膜上，由许多亚基构成，利用ATP水解产生能量，但不发生自磷酸化。
F-型质子泵是由许多亚基构成的管状结构,沿浓度梯度运动，所释放的能量与ATP合成偶联起来，所以又称为ATP合成酶。F是氧化磷酸化和光合磷酸化偶联因子的缩写。F-型质子泵位于细菌质膜、线粒体内膜和叶绿体的内囊体膜上，不仅可以利用质子运动势将ADP转变成ATP，还可以利用水解ATP释放的能量转移质子。ABC超家族含有几百种不同的转运蛋白，广泛分布于从细菌到人类的各种生物体中，每种ABC蛋白对于单一底物或相关底物的基团具有特异性。ABC 超家族共有的核心结构域：2个跨膜结构域(T),形成运输分子的跨膜通道并决定每个ABC蛋白底物的特异性；2个胞质侧A TP结合域(A)，成员之间享有30％?40％的同源序列。
5．一瓶培养的细胞死亡了,如何通过实验来证明它们是否发生了细胞凋亡？
【答案】细胞凋亡的检测是基于凋亡细胞所形成的形态学和生物化学特征,特别是DNA的断裂。
(1)形态学观测:应用各种染色法可观察到细胞的各种形态学特征，有些染料如台盼蓝为活细胞排斥，但可使死细胞着色。DAPI是常用的一种与DNA结合的荧光染料。借助DAPI染色,可以观察到细胞核的形态变化。
(2)DNA电泳:细胞发生凋亡时，DNA发生特征性的核小体间的断裂，产生大小不同的片段,但都是180～200bp的整数倍。
(3)彗星电泳法:彗星电泳的原理是将单个细胞悬浮于琼脂糖凝胶电泳中,经裂解处理后，再在电场中进行短时间的电泳，并用荧光染料染色，凋亡细胞中形成的DNA降解片段，在电场中游动速度较快，使细胞核呈现出一种快速简便的凋亡检测法。
(4)流式细胞分析。
6．简述MPF的组成和在G2/M期进程中的作用。
【答案】MPF即卵母细胞促成熟因子。1988年，Maller实验室以非洲爪蟾卵为材料，分离获得了微克级的纯化MPF，并证实其主要含有p32和p45两种蛋白。p32和p45结合后，表现出蛋白激酶活性，可以使多种蛋白质底物磷酸化。CDKI激酶即MPF，或p34cdc2激酶，由p34cdc2蛋白和周期蛋白B结合而成。p34cdc2蛋白在细胞周期中的含量相对稳定，而周期蛋白B的含量呈现周期性变化。p34cdc2蛋白只有与周期蛋白B结合后才有可能表现出激酶活性。因而，CDKI 激酶活性首先依赖于周期蛋白B含量的积累。周期蛋白B一般在期的晚期开始合成，通过S期，其含量不断增加，到达期，其含量达到最大值。随周期蛋白B含量达到一定程度，CDKI激酶
活性开始出现。到期晚期阶段，CDKI活性达到最大值并一直维持到M期的中期阶段。
7．以植物管状细胞(如导管)的分化为例,说明植物细胞PCD(programmed cell death)的过程和特点，它与动物细胞凋亡有何不同。
【答案】①植物管状细胞(如导管)的分化过程为典型的PCD过程。
②植物细胞PCD(programmed cell death)过程和特点：
细胞壁增厚→液泡膜破裂→DNA降解细胞器和内含物分解→自我吸收→细胞壁→无生命的导管。③程序性细胞死亡是指由基因控制的细胞自主的有序性死亡。它涉及一系列基因的激活、表达以及调控等作用。程序性细胞死亡是保证个体发育成熟所必需的，是一个细胞生理功能性概念。动物和植物都发生PCD
细胞凋亡多指动物细胞。它是一个形态学概念，指与细胞坏死不同的受到基因控制的细胞死亡形式；其最典型特点是产生凋亡小体，凋亡小体被周围细胞吞噬。但植物细胞PCD不产生凋亡小体，死亡细胞被液泡中的酸性酶分解,吸收。
8．比较主动运输与被动运输的特点及生物学意义。
【答案】每一个活细胞要维持其正常的生命活动，必须通过细胞膜从外界及时地吸取营养物质，同时要不断地排出其代谢产物。不是所有的物质都能随时任意出入细胞的，因为细胞膜有选择地允许或阻止一些物质通过，这就是膜的选择通透性。一些小分子物质的运输又可利用这一特性进出细胞，从而保证了细胞内环境的恒定。细胞膜对小分子物质的运输可分为被动运输与主动运输两种方式。被动运输是指通过简单扩散、协助扩散实现物质由高浓度向低浓度方向的跨膜转运。其特点为，物质的跨膜转运不需要细胞提供能童。转运动力来自于物质的浓度梯度。被动运输形式分为简单扩散及协助扩散。一些小分子如水，氧气、氮气极易通过简单扩散出入细胞细胞膜。而葡萄糖分子转运出入细胞细胞膜则需要有相应的载体蛋白协助。存在于细胞膜上的各种通道蛋白参与各种离子的转运，即选择性与非选择性离子通道，这些离子通道在神经元与肌细胞冲动传递过程中起重要作用。主动运输是指由载体蛋白介导的物质逆浓度梯度或电化学梯度由浓度低的一侧向浓度高的一侧进行的跨膜转运方式。其特点为，物质的跨膜转运需要细胞提供能量ATP，以及载体蛋白的协助。根据主动运输过程中所需能量来源的不同可分为由ATP直接提供能量和A TP间接提供能量两种形式。钠钾泵即为主动运输，钠钾泵通过消耗细胞所需能量的1/3来维持细胞内外的低钠高钾的离子环境，而神经细胞则需要消耗2/3的能量。这种特殊的离子环境对维持细胞内正常的生命活动、对神经冲动的传递以及维持细胞的渗透压和细胞恒定体积都是非常必要的。小肠上皮细胞对于肠腔内的葡萄糖分子的吸收，以及细胞维持胞内酸碱度的恒定都是通过ATP间接供能的协同运输方式。
9．什么是干细胞，围绕干细胞有哪些研究热点及其应用前景？
【答案】干细胞是指一类具有自我更新能力和产生分化后代这两种基本特征的细胞，可分为两类:一类是胚胎干细胞(ES)和胚胎生殖细胞(EG)，另一类是成体干细胞。
1999年12月，Science杂志公布了当今世界科学发展的评定结果,干细胞的研究成果名列十大