第九章习题与参考答案111127

一、名词解释1.G0期细胞2.checkpoint3.四分体4.联会复合体5.celldifferentiation6.luxurygene7.housekeepinggene8.Stemcell9.tumor-suppressorgene10.原癌基因11.细胞周期12.有丝分裂13.减数分裂14.成熟促进因子15.周期蛋白依赖性激酶16.细胞周期蛋白17.Cdk抑制因子18.细胞同步化19.有丝分裂器20.动粒21.收缩环22.细胞全能性23.细胞决定24.去分化25.转分化26.差别基因表达27.选择性剪接28.决定子29.细胞诱导30.细胞抑制二、问答题1.细胞分裂间期的各时期发生有哪些主要事件？2.请简述P53蛋白在G１期调控中的作用机制与意义。3.简述基因表达的调控机制。4.试述细胞进入M期的调控。5.细胞增殖的调控因素有哪些？它们是如何调控细胞增殖的。6.细胞周期调控蛋白有哪几种？它们在细胞周期调控中是如何发挥其功能的？7.简述Cyclin-Cdk的组成与作用?8.什么是成熟促进因子MPF，有何作用？9.细胞周期中有哪些主要检查点？细胞周期检查点的生理作用是什么？10.何谓细胞周期检查点？它有何作用？11.简述分化细胞的特点。12.为什么说细胞分化是基因选择性表达的结果？13.什么是基因的差别表达？在细胞分化中有什么作用？14.什么是细胞决定？与细胞分化的关系如何?15.以血细胞为例，简要说明细胞分化潜能的变化。参考答案一、名词解释1.G0期细胞G0期细胞又称静止期细胞或静止期细胞，是指暂时脱离细胞周期不进行增殖，但在适当的刺激下，可重新进入细胞周期的细胞。2.checkpoint细胞内存在一系列的监控机制，可以鉴别细胞周期进程中的错误，并诱导产生特异的抑制因子，阻止细胞周期的进行，这些监控点称为细胞周期检查点(cellcyclecheckpoint)。在典型的细胞周期控制系统中至少有三个关卡:G1检查点、G2检查点、有丝分裂期中期检查点。3.四分体每个二价体由两条同源染色体组成，而每条同源染色体包括2条姐妹染色单体，这样每个二价体包括4条染色单体，又称为四分体。4.联会复合体联会复合体（synaptonemalcomplex，SC）是在联会的同源染色体之间，沿纵轴方向，形成的一种特殊结构，在电镜下呈拉链状结构，由三个平行的部分组成，可分为两侧的侧生组分和中央组分，是一暂时性的结构。5.celldifferentiation细胞分化(celldifferentiation)：在个体发育中，由一种相同的细胞类型经细胞分裂后逐渐在形态、结构和生理功能上形成稳定性差异，产生各不相同的细胞类群的过程。细胞分化是多细胞有机体发育的基础与核心。6.luxurygene奢侈基因(luxurygene)，即组织特异性基因(tissue-specificgene)。这类基因与各类细胞的特殊性有直接的关系,是在各种组织中进行不同的选择性表达的基因。如表皮的角蛋白基因、肌肉细胞的肌动蛋白基因和肌球蛋白基因、红细胞的血红蛋白基因等。7.housekeepinggene看家基因(house-keepinggene)是维持细胞最低限度功能所不可少的基因,如编码组蛋白基因、编码核糖体蛋白基因、线粒体蛋白基因、糖酵解酶的基因等。这类基因在所有类型的细胞中都进行表达，因为这些基因的产物对于维持细胞的基本结构和代谢功能是必不可少的。8.Stemcell干细胞(stemcells)，是一类具有自我复制能力(self-renewing)的多潜能分化的细胞，在一定条件下，它可以分化成多种功能细胞。9.tumor-suppressorgene抑癌基因又称肿瘤抑制基因，这些基因编码的产物，从多个调控点参与对细胞周期的调节，是正常细胞增殖过程中的负调控因子，抑制细胞增殖，使细胞停留于检验点上阻止周期进程。抑癌基因失活或缺失将引起细胞癌变。10.原癌基因原癌基因（proto-oncogene）又称细胞癌基因，是指存在于正常细胞基因组中的与病毒癌基因相对应的同源序列。在正常情况下，细胞癌基因有少量表达，它们通过不同途径参与细胞的生长与增殖的调控。这些基因只有在发生突变或过量表达之后，才显示出致癌性。11.细胞周期(cellcycles)一个细胞经过一系列生化事件而复制它的组分，然后一分为二，这种周期性的复制过程即为细胞周期(cellcycles)，又称细胞增殖周期。细胞周期可分为M（分裂）期和间期，M期又分前期、前中期、中期、后期、末期。间期又分G1期、S期、G2期。12.有丝分裂(mitosis)真核生物增殖的基本方式，分为核分裂和胞质分裂，细胞把分裂间期中合成的生物大分子特别是染色体DNA平均分配到两个子细胞的过程。真核生物细胞在形成染色体和纺锤体等丝状结构的同时发生复杂的核内变化，故称有丝分裂。13.减数分裂(meiosis)：生殖细胞的分裂方式，细胞进行一次DNA复制继而两次细胞分裂，结构染色体数目减少一半，从而保证了遗传的稳定性，同时增加了诸多的变异。14.成熟促进因子(maturationpromotingfactor，MPF)：即Cdk1激酶，由Cdk1和周期蛋白B结合而成，可以使多种蛋白质底物磷酸化，调控细胞由G2期向M转化。15.周期蛋白依赖性激酶（cyclin-dependentKinase，Cdk）周期蛋白依赖性激酶（Cdk）是一类含有一段类似氨基酸序列的蛋白质，它们可以和细胞周期蛋白结合并受后者调节，可以磷酸化其它蛋白，比如组蛋白H1、核纤层蛋白等，在细胞周期调控中发挥重要的作用。16.细胞周期蛋白(cyclin)细胞周期蛋白在每一个细胞周期都经历了合成和降解的循环过程，故而得名。细胞周期蛋白水平的周期变化导致细胞周期蛋白-Cdk复合体周期性的结合与激活，并依次触发细胞周期事件。其含有一段比较保守的氨基酸序列。17.Cdk抑制因子（Cdkinhibitor，CKI）Cdk抑制因子（CKI）是细胞内能与Cdk激酶结合并抑制其活性的一类蛋白质，具有确保细胞周期高度时序性的功能，在细胞周期的负调控过程中起着重要作用。18.细胞同步化(cellsynchronization)：指自然发生的或人工造成的使细胞群体处于同一细胞周期时相的过程。19.有丝分裂器（mitoticapparatus）有丝分裂器是在细胞有丝分裂过程中，由纺锤体(spindle)和其两极的星体组成的，以保证复制和包装后的染色体能够均匀地分配到子代细胞中的一种动态结构。纺锤体和星体均由微管及其结合蛋白组成。20.动粒（kinetochore）：在主缢痕处2个染色单体的外侧表层部位的特殊结构，它与纺锤体中的动粒微管结合，是微管蛋白的组织中心，又称着丝点。21.收缩环(contractilering)指胞质分裂开始时，大量的肌动蛋白纤维和肌球蛋白在中间体处装配形成微丝并相互组成微丝束，环绕细胞。22.细胞全能性(totipotency)：是指细胞经分裂和分化后仍具有产生完整有机体的潜能或特性。受精卵、早期的胚胎细胞、植物细胞具有全能性。23.细胞决定(celldetermination)：在细胞发生可识别的形态变化之前,就有了一个预先保证细胞怎样变化的时期，或者说在形态、结构与功能等分化特征尚未显现之前就已经确定了细胞的命运。24.去分化（dedifferentiation）：指分化细胞在特定条件的诱导下失去特有的结构和功能，变成具有未分化细胞特征的过程。25.转分化（transdifferentiation）：指从一种类型的分化细胞转变成为另一种类型的分化细胞的现象。26.差别基因表达(differentialgeneexpression)细胞分化的主要特征是新的、特异性蛋白质的合成，各种细胞各有特定的一组基因进行表达的现象称为差别基因表达(differentialgeneexpression)，也称选择性基因表达。这是细胞分化的本质，一些基因处于活化状态，其余大多数基因都处于抑制状态而不表达。27.选择性剪接（differentialsplicing）：对一个基因的转录物通过不同的剪接从而产生不同的成熟mRNA，翻译出不同蛋白质的过程。28.决定子（determinant）：指影响卵裂细胞向不同方向分化的细胞质成分。29.细胞诱导(cellinduction)：一部分细胞对邻近细胞的形态发生影响，而决定其分化方向的现象称为细胞诱导。30.细胞抑制（cellinhibition）：是指胚胎发育中，分化的细胞受到邻近细胞产生的抑制物的影响，其作用与诱导相对。二、问答题1.细胞分裂间期的各时期发生有哪些主要事件？细胞增殖周期是细胞从一次分裂结束开始，到下一次分裂终了所经历的全过程，可分为间期和分裂期。与分裂期细胞的急剧而明显的形态变化相比，间期细胞的形态变化不明显，但其间进行着比较复杂的化学变化。间期细胞最显著的特征就是进行DNA的复制，其次就是进行RNA和蛋白质的合成。根据DNA的合成情况，又可把间期分为DNA合成前期(Gl期)、DNA合成期(S期)、DNA合成后期(G2期)。其中Gl期非常重要，Gl期的限制点(R点)是控制细胞增殖的关键，决定了细胞的3种不同命运：①继续增殖细胞，细胞通过R点，连续进行增殖，始终保持旺盛的增殖活性，能量代谢和物质代谢水平高，对外界信号高度敏感，分化程度低，周期时间较为恒定；②暂不增殖细胞，细胞长时间地停留在Gl期，合成大量特异性的RNA和蛋白质，在结构和功能上发生分化。随后，代谢活性下降，处于细胞增殖的静止状态(G0期)，但并没有丧失增殖的能力，在适宜的条件下被激活成增殖状态；③不再增殖细胞，细胞丧失了增殖能力，始终停留在Gl期，结构和功能上发生高度分化，直至衰老死亡。细胞越过R点后，就加速合成DNA复制所必须的各种前体物质和酶，同时，DNA解旋酶和DNA合成启动因子也急剧增加，为进入S期DNA复制作准备。S期最主要的特点是DNA复制和组蛋白、非组蛋白等染色体组成蛋白质的合成，通过DNA复制精确地将遗传物质传递给M期分裂的子细胞，保证遗传性状的稳定性。因此，S期是整个细胞周期中最关键的阶段。G2期中加速合成RNA和蛋白质，其中最主要的是合成有丝分裂因子和微管蛋白等有丝分裂器的组分，另外细胞成分如磷脂的合成增加并进行ATP能量的积累，为有丝分裂进行物质和能量准备。总而言之，有丝分裂间期主要是细胞积累物质的生长过程，只有缓慢的体积增加，形态上看不到明显的变化，但其间进行着旺盛的细胞代谢反应，进行DNA的复制、RNA和蛋白质的合成，为有丝分裂作准备。2.请简述p53蛋白在G１期调控中的作用机制与意义。G1期是从分裂完成到DNA复制前的时期，又叫合成前期。合成rRNA、蛋白质、脂类和糖类。在末期，DNA合成酶活性增加。Gl期非常重要，存在于G1晚期的G1/S检查点是控制细胞增殖的关键，在酵母中称start点，在哺乳动物中称R点(restrictionpoint)，控制细胞由静止状态的G1进入DNA合成期，相关的事件包括：DNA是否损伤？细胞外环境是否适宜？细胞体积是否足够大？在G1期检查点监视到DNA损伤时，损伤修复机制使p53蛋白被磷酸化而激活，活化的p53作为转录激活因子诱导Cdk抑制因子p21的表达，p21结合G1/S-Cdk和S-Cdk抑制它们的活性，从而使细胞周期阻断，待损伤DNA修复后继续，从而防止损伤的DNA进行复制和产生基因突变或重排现象。如果修复失败，p53蛋白引发细胞凋亡。抑癌基因p53的表达产物对细胞周期起负控作用，是细胞周期正常运转所必需的，避免带有受损DNA的细胞分裂，能抑制肿瘤的发生，是基因组的保护神。3.简述基因表达的调控机制。真核细胞表达调控是多极调控系统，主要发生在三个彼此相对独立的水平上。转录水平的调控，决定某个基因是否会被转录，并决定转录的频率。真核细胞在特定时间通过差别基因转录选择性地合成蛋白质，转录水平的调控包括转录的激活和转录的阻抑，既与顺式调控元件有关，又与反是作用因子有关。加工水平的调控，决定初