西北农林科技大学2011年下半年细胞生物学期末考试试卷A—key(李绍军)

第1页共5页西北农林科技大学本科课程考试参考答案与评分标准考试课程：细胞生物学学年学期：2011-2012-1试卷类型：A卷考试时间：2012-1-9专业年级：09级生物科学、生物技术、生物工程命题教师：江元清一、名词解释（每小题2分，共20分）1．单克隆抗体:简称单抗，是仅由一种类型的细胞制造出来的抗体，由可以制造这种抗体的免疫细胞与癌细胞融合后的细胞产生的，既具有瘤细胞不断分裂的能力，又具有免疫细胞能产生抗体的能力。融合后的杂交细胞（杂种瘤）可以产生大量相同的抗体。2.负染色技术用重金属盐，如磷钨酸或醋酸双氧铀，对铺展在载网上的样品进行染色，吸去多余的染料，样品经自然干燥后，整个载网上都铺上了一薄层重金属盐，从而衬托出病毒等样品的精细结构。3.脂质体在水溶液环境中人工形成的一种人工膜，双层或单层脂分子球体，直径25~1000nm。可用于转基因及药物治疗等。2.导肽是位于初始合成蛋白的N端的一段约20-80个氨基酸构成的序列。能牵引目的蛋白定位于线粒体等。它能形成两性α螺旋，富含带正电荷的氨基酸残基、不含带负电荷的酸性氨基酸；对所牵引的蛋白质没有特异性要求。完成转运后被酶切除（不存在于最终产物中）。5.干细胞分化程度低，具有不断增殖和分化能力的细胞。功能还没有特化，能够自我复制、自我更新，并且在一定的条件下可分化的细胞。可分为胚胎干细胞、成体干细胞。又可分为多能干细胞和单能干细胞。6.抑癌基因是正常细胞增殖过程中的负调控因子。编码的蛋白抑制细胞增殖，使细胞停留于检验点上阻止周期进程。如p53、Rb等。7.ProgrammedCellDeath（PCD）细胞编程死亡或程序性细胞死亡，是受到严格的基因调控、程序性的细胞死亡形式。8.灯刷染色体卵母细胞进行减数第一次分裂时停留在双线期的染色体，由具有转录活性的染色质形成类似灯刷的特殊巨大染色体。含4条染色单体，联会未解除。存在于动物界的卵母细胞、两栖第2页共5页类卵母细胞最典型以及植物(垂花葱、玉米雄性配子减裂及海伞藻)。9.Caspase中文：天冬氨酸特异性的半胱氨酸蛋白水解酶，其活性位点是半胱氨酸(Cysteine)，裂解靶蛋白位点是天冬氨酸残基后的肽键，负责选择性的裂解蛋白质使其失活或活化，参与细胞凋亡过程。10.锚定连接细胞连接的一种方式，通过细胞质膜蛋白及细胞骨架系统将相邻细胞、或细胞与胞外基质见连接起来。分布广泛,在上皮组织,心肌等组织中含量尤为丰富。分为与中间纤维相关的锚定连接（桥粒、半桥粒）及与肌动蛋白纤维相关的锚定连接（粘合带、粘合斑)二、填空题（每空0.5分，共10分）1根据泵蛋白的结构与功能，ATP驱动泵可分为_P-型离子泵_、_V-型质子泵_、_F-型质子泵_与___ABC超家族_。2真核细胞中，属于双膜结构的细胞器是_线粒体_、_叶绿体_、_细胞核_.而属于内膜系统的结构是_高尔基体_、_溶酶体_、_内质网_（也可答：液泡、分泌泡、过氧化物酶体）。3.秋水仙素是_微管__的特异性药物，而细胞松弛素是_微丝_的特异性药物4.细胞周期中四个主要的检验点是：_G1/S检验点_、_S期检验点_、_G2/M检验点_、和__纺锤体组装检验点（亦称中-后期检验点）_。5.与微管结合而起运输作用的蛋白有两种，一种是_胞质动力蛋白_，能向着微管负极运输小泡；另一种是_驱动蛋白_，大多能将物质向微管正极运输，两者均需ATP提供能量。（分别填写“cytoplasmicdynein”、”kinesin”也对）6.MPF的生化成分有两个，一个是__Cdc2___，另一个是_周期蛋白B_。（也可答：Cdk1、p34、p32，p45、p56、CyclinB）（答案位置可交换）三、选择题（每小题1分，共15分）1.B2.ABCD3.ABC4.BC5.AB(D)6.C7.C8.ABC(D)9.B10.B11.ABCD12.ACD13.A(B)14.AD15.B注：括号里的选项如有学生答也给分。多答或答错不给分。少选可酌情给0.5分。第3页共5页四、简答题（共20分，每小题5分）1．主动运输的能量来源有哪些途径？请举例说明。①ATP驱动的泵通过水解ATP获得能量，功能是逆浓度梯度转运离子与各种小分子。如钠钾泵、钙泵、质子泵、ABC超家族等。（2分）②间接提供能量（偶联转运蛋白）。所需能量来自膜两侧离子的浓度梯度。如动物细胞中常常利用膜两侧Na+浓度梯度来驱动；植物细胞和细菌常利用H+浓度梯度来驱动。可分为：同向协同（symport）和反向协同（antiport）。如小肠细胞对葡萄糖的吸收伴随着Na+的进入。某些细菌对乳糖的吸收伴随着H+的进入。如Na+驱动的Cl--HCO3-交换，即Na+与HCO3-的进入伴随着Cl-和H+的外流，如存在于红细胞膜上的带3蛋白。（2分）③光能：光驱动的泵利用光能运输物质，对溶质的主动运输与光能的输入相偶联，如菌紫红质利用光能驱动H+的转运。（1分）2．何谓分子开关？简述各自的特点。定义：分子开关是通过激活机制或失活机制精确控制细胞内一系列信号传递的级联反应的蛋白质。在细胞信号转导过程中，通过结合或水解GTP，或者通过蛋白质磷酸化与去磷酸化而开启或关闭蛋白质的活性。（3分）可分为两种，特点分别是：①GTPase,包括三聚体G蛋白与单体G蛋白，结合GTP活化，结合GDP失活（1分）。②蛋白激酶(proteinkinase)与蛋白磷酸酶(proteinphosphatase)：前者是靶蛋白磷酸化，后者使其去磷酸化，从而调控蛋白的活性（1分）。3．从蛋白质分选的转运方式或机制来看，细胞内蛋白质分选的类型主要有哪些？①.跨膜运输：蛋白质通过跨膜通道进入目的地。如细胞质中合成的蛋白质在信号序列的引导下，通过线粒体上的转位因子，以解折叠的线性分子进入线粒体。（1分）②.膜泡运输：蛋白质被选择性地包装成运输小泡，定向转运到靶细胞器。如内质网向高尔基体的物质运输、高尔基体分泌形成溶酶体、细胞摄入某些营养物质或激素，都属于这种运输方式。（1分）③.门控运输：如核孔可以选择性的运输大分子物质和RNP复合体，并且允许小分子物质自由进出细胞核。（1分）④.细胞质基质中的蛋白转运：与细胞骨架相关。（1分）在蛋白分选过程中，蛋白序列的信号肽、前导肽、转运肽、核定位信号、过氧化物酶体蛋白分选信号等分别在特定细胞器蛋白分选过程中起到了导向作用（1分）4．线粒体与细胞凋亡之间的关系是怎样的？在Caspase依赖性的细胞凋亡的内源途径中：细胞内部或外部死亡信号导致细胞色素c从线粒体游离出来进入细胞质，通过Apaf-1（凋亡蛋白酶激活因子）等，触发内源凋亡途径。①信号激发活化了Bax凋亡基因，凋亡蛋白与抗凋亡蛋白BCL-2结合抑制了抗凋亡因子的作第4页共5页用，引起线粒体电压依赖性阴离子通道（VDAC）打开，细胞色素C被释放到胞质中（1分）；②释放的细胞色素C与Apaf-1（凋亡蛋白酶激活因子,是线虫Ced-4基因哺乳细胞中的同源物）结合，诱发Apaf-1的自身聚合（1分）；③Apaf-1通过其N端的CARD（Caspase募集结构域）招募并激活Caspase-9，后者再激活Caspase-3、7等，引起细胞凋亡（1分）。线粒体在Caspase非依赖型细胞凋亡中可能也发挥关键性作用，除CytC，线粒体能够向细胞质内释放多个凋亡相关因子，如AIF、endoG等，引发Caspase非依赖的细胞凋亡（1分）。在细胞正常的生理状态下，AIF作为线粒体氧化还原酶，能催化细胞色素c（Cyt-c）和NAD之间的电子传递，当细胞受到凋亡的刺激时，线粒体膜通透性改变，AIF从线粒体转位到核内，引起细胞染色体的凝聚和DNA50kb的片段化。核酸内切酶G(endoG)是一种线粒体特异的核酸酶，负责线粒体DNA的修复与复制，在细胞凋亡时转位到细胞核。核酸内切酶G能不依赖于Caspase将DNA切割成核小体片段（1分）。五、论述题（15分）1.为什么说高尔基体是有极性的细胞器（7分）？它的细胞活动中的功能有哪些（8分）？极性包含两层含义：结构上的极性和功能上的极性。（2分）不仅表现为它在细胞中有比较恒定的位置与方向，而且物质从高尔基体的一侧进入，从另一侧输出，结构上可分为4个不同的组成部分，（1分）即：①顺面网状结构(cis-Golginetwork,CGN),又称cis膜囊；②中间膜囊(medialGolgi)；③反面管网状结构(transGolginetwork,TGN)；④周围大小不等的囊泡。（4分）功能：①、参与细胞分泌活动：RER合成蛋白→ER腔→COPII小泡→CGN→medialGolgi加工→TGN区形成运输泡→与质膜融合、排出。高尔基体依据信号序列或信号斑对蛋白质分类。（2分）②、蛋白质的糖基化及其修饰:主要是O-连接的糖基化：连接的部位为Ser、Thr和Hyp的OH基团，然后逐次将糖基转移到上去形成寡糖链，糖的供体同样为核苷糖，如UDP-半乳糖。糖基化的结果使不同的蛋白质打上不同的标记，改变多肽的构象和增加蛋白质的稳定性。（2分）③、蛋白的水解与其他加工过程：很多肽类激素和神经多肽，在高尔基体的TGN膜结合的蛋白水解酶的作用下，经特异水解才能成为有活性的多肽。如如将胰岛素C端切除；或将神经肽前体降解为活性片段。（2分）④、进行膜的转化功能：ER合成膜脂转移至高尔基体，经过修饰和加工，形成运输泡与质膜融合。此外也参与形成溶酶体和植物细胞壁的形成，合成纤维素和果胶质。（2分）六、实验分析题（共20分）（1）请将存活率（低、高、中）填写在上图右边的横线上。（2.5分）从上到下依次为：低、高、低（或0）、低、高。（每个0.5分）（2）分别解释上述五个实验中酵母存活率高低的分子机制？（10分）第5页共5页A.仅含有自主复制DNA序列（ARS）与Leu+基因的质粒导入酵母后，通过有丝分裂，能自我复制产生多个拷贝的Leu+基因，利用酵母的蛋白合成体系，合成部分Leu,因而能够在缺乏Leu的培养基上生长。但由于缺乏着丝粒DNA序列（CEN），导致复制后的片断无法平均分配到子代细胞中，因而存活率偏低。（2分）B.环状的含有ARS与CEN以及Leu+基因的质粒导入酵母后，通过有丝分裂，能自我复制产生多个拷贝的Leu+基因，并且能在复制后平均分配到子代细胞中，因而利用酵母的蛋白合成体系，合成较多的Leu,因而能够在缺乏Leu的培养基上生长。因为是环状质粒，无须端粒DNA的存在。（2分）C．线性的仅含有ARS与Leu+基因的片断导入酵母后，虽然能部分行驶复制，但由于无TEL的保护，会发生降解，很快从酵母子代细胞中丢失，结果细胞会无法正常生长。（2分）D．线性的两端含TEL、中间具ARS与Leu+基因的片断导入酵母后，能正确地复制，且由于TEL的存在，稳定不会被降解，新合成的Leu使得在缺陷培养基上也能有一定比例的存活。但由于无CEN，导致复制后的片断无法平均分配到子代细胞中，因而大量的子细胞无功能性Leu+基因的存在，致存活率偏低。（2分）E．染色体的三个功能元件均已具备，又有Leu+的存在，导入的片段能正确地复制、分配到子代细胞且十分稳定，因而表现为高存活率。（2分）（3）TEL与细胞的寿命相关性是怎样的？分子机制是什么？（7.5分）要求从端粒、端粒酶、分子时钟、细胞周期运转（检验点控制）等方面作答。端粒与细胞的衰老或寿命关系密切。（1.5分）线性DNA的复制存在末端复制不能顺利完成的难题。由于DNA聚合酶不能从头合成子链，使得子链的5’端随着复制次数的增加而逐渐缩短，端粒DNA及端粒酶的存在帮助解决了这一问题。端粒的长度还与端粒酶的活性有关，端粒酶是一种反转录酶，能以自身的RNA为模板合成端粒DNA。但是，随着年龄或传代次数的增加，体细胞染色体的端粒DNA会随细胞分裂次数增加而不断缩短。因此，细胞增殖次数与端粒DNA长度有关。（3分）在正常体细胞中，端粒酶的活性很低，而癌细胞中的活性较高，抑制端粒酶的活性能够引发细胞的衰老，因此端粒可以看做是“分子时钟”。即染色体的端粒有细胞分裂计数器的功能，能记忆细胞分