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2020年河北大学细胞生物学考研复试核心题库之论述题精编

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本书根据最新复试要求并结合历年复试经验对该题型进行了整理编写,涵盖了这一复试科目该题型常考及重点复试试题并给出了参考答案,针对性强,由于复试复习时间短,时间紧张建议直接背诵记忆,考研复试首选资料。

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一、2020年河北大学细胞生物学考研复试核心题库之论述题精编

1.什么是程序性细胞死亡(programmed cell death,PCD)?与细胞坏死有什么不同?

【答案】程序性细胞死亡又称为细胞凋亡(apoptosis),是指为维持内环境稳定,由基因控制的细胞自主的有序性的死亡,它涉及一系列基因的激活、表达以及调控等的作用,因而是具有生理性和选择性的。

Apoptosis的概念来自于希腊语,原意是指树叶或花的自然凋落,而细胞发生程序性死亡时,就像树叶或花的自然凋落一样,凋亡的细胞散在于正常组织细胞中,无炎症反应,不遗留瘢痕。死亡的细胞碎片很快被巨噬细胞或邻近细胞清除,不影响其他细胞的正常功能。

细胞程序死亡与细胞坏死是两种完全不同的过程和生物学现象,在形态学、生化代谢改变、分子机制、细胞的结局和意义等方面都有本质的区别。

编程死亡与细胞坏死有三个根本的区别,首先是引起死亡的原因不同,如物理性或化学性的损害因子及缺氧与营养不良等均导致细胞坏死,而编程性细胞死亡则是由基因控制的;第二是死亡的过程不同,坏死细胞的胞膜通透性增高,致使细胞肿胀,细胞器变形或肿大,早期核无明显形态学变化,最后细胞破裂。而编程死亡的细胞不会膨胀、破裂,而是收缩并被割裂成膜性小泡后被吞噬;第三是坏死的细胞裂解要释放出内含物,并常引起炎症反应;在愈合过程中常伴随组织器官的纤维化,形成瘢痕。而编程死亡的细胞没有被完全裂解,所以不会引起炎症。

2.如何理解“动运输是减少细胞与周围环境的差别,而主动运输则是努力创造差别,维持生命的活力”?

【答案】主要是从创造差异对细胞生命活动的意义方面来理解这一说法。主动运输涉及物质输入和输出细胞和细胞器,并且能够逆浓度梯度或电化学梯度。这种运输对于维持细胞和细胞器的正常功能来说起三个重要作用:

①保证了细胞或细胞器从周围环境中或表面摄取必需的营养物质,即使这些营养物质在周围环境中或表面的浓度很低;

②能够将细胞内的各种物质,如分泌物、代谢废物以及一些离子排到细胞外,即使这些物质在细胞外的浓度比细胞内的浓度高得多;

③能够维持一些无机离子在细胞内恒定和最适的浓度,特别是和的浓度。概括地说主动运输主要是维持细胞内环境的稳定以及在各种不同生理条件下细胞内环境的快速调整,这对细胞的生命活动来说是非常重要的。

3.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。

4.请叙述在真核细胞内参与物质运输的马达蛋白(motor protein)有哪三类,并分别举例叙述其功能。

【答案】在细胞内参与物质运输的马达蛋白可以分为三类。①肌球蛋白(myosin):能向微丝的正极运动;②驱动蛋白(kinesin)能向着微管的正极运动;③动力蛋白(dynein);能向着微管的负极运动。3种马达蛋白既有与微丝或微管结合的马达结构域,又有与膜性细胞器或大分子复合物特异结合的“货物”结构域。利用水解ATP所提供的能量有规则地沿微管或微丝等细胞骨架纤维运动。

功能:肌球蛋白:参与肌肉收缩、趋化性、细胞质分裂、胞饮作用、靶向小泡运输及信兮转导等在内的多种细胞活动。动力蛋白:第一是有丝分裂中染色体运动的动力来源;第二是作为负端微管走向的发动机,担负小泡和各种膜结合的细胞器的运输任务。在神经细胞中,细胞质动力蛋白参与细胞质细胞器神经节的细胞体运输。在成纤维细胞中,细胞质动力蛋白负责将细胞器,包括高尔基体小泡、溶酶体和内体等向细胞中心运输的任务。驱动蛋白:利用水解ATP得到的能沿着微管移动,参与细胞器的转运、有丝分裂和减数分裂。

5.根据近几年的研究成果,怎样理解RNA在生命起源与细胞起源中的地位?

【答案】细胞的主要大分子有三种,蛋白质、DNA、RNA。蛋内质最重要的功能是酶的催化作用。DNA是遗传信息的载体。RNA负责将遗传信息翻译出来,并据此指导蛋白质的合成,但在

有些生物,如病毒中也承担遗传信息的载体。三者各有其不可或缺的重要功能,离开谁都无法使细胞完成生命活动。因此谁是细胞起源中第一个出现的就成了一个谜。

直到20世纪90年代,科学家发现了一种酶,即核酶。它不是蛋内质,而是RNA。也就是说,它是一种可以发挥蛋白质功能的RNA,这证明RNA可能能够承担两种大分子的功能,再加上有些生物,如病毒中RNA也承担遗传信息的载体,RNA就有可能能够承担三种大分子的功能。这样,有些科学家就推测生命的早期,细胞最先出现的大分子是RNA。而后生物大分子的三种功能越来越专业化,DNA与蛋内质就分担了信息载体与酶的功能。RNA则专职于连接两者的翻译转录功能。

6.溶酶体酶在高尔基体复合体中被准确分拣的分子机制是什么?

【答案】溶酶体酶在高尔基复合体被准确分拣是靠M6P受体蛋白完成的。溶酶体形成的M6P 分选的分子机制为:具有M6P标记是溶酶体酶在高尔基体外侧网络与受体结合后,在网格蛋白帮助下形成具有网格蛋白外被的溶酶体酶分泌小泡,网格蛋白解聚后的溶酶体酶分泌小泡与具有分选作用的细胞器——次级内体融合,由于次级内体内部的pH约5.5,融合后的内体中的pH低于6,所以与M6P受体结合的溶酶体与受体脱离,释放到内体中;接着,由次级内体中的磷酸酶使溶酶体酶脱磷酸,防止溶酶体酶与M6P受体重新结合。融合后的次级内体可以通过出芽形成两种类型的小泡,一种是含有溶酶体酶蛋白但不含M6P受体,这种小泡即是成熟溶酶体;另一种小泡只含有M6P受体,不含有酶,它们主要是同外侧髙尔基体膜融合,偶尔这种小泡也会同质膜融合完成M6P循环。另一方面,极少数分泌到细胞外的溶酶体酶与质膜中M6P受体蛋白结合,并通过内吞作用被包装到初级内体中,然后通过与来自外侧髙尔基体和溶酶体酶运输小泡相同的方式形成成熟的溶酶体。

7.某实验室从酵母中克隆了一个基因,并发现它的蛋白质产物与细胞周期的调控有关。为了研究其在人细胞同源蛋白的作用,请设计一套研究方案。

【答案】用RNAi技术。首先根据此基因的序列设计一段双链RNA,它可以和此基因的转录产物mRNA结合从而抑制其翻译成蛋白质产物。因为研究的是人细胞同源蛋白,故二者的编码基因也应存在同源性,故设计RNAi实验是可行的。然后将此dsRNA通过适当的载体导入体外培养的人细胞中,观察细胞的生长与增殖状况,此步可通过流式细胞仪来实现。

8.2012年诺贝尔生理学或医学奖授予英国发育生物学家约翰?戈登(John Gurdon)与日本京都大学教授山中伸弥(Shinya Yamanaka)。两位科学家取得的成果都与诱导多功能干细胞(iPS)相关。试论述iPS在生物医学科学领域中的理论与实践意义。

【答案】诱导多能干细胞(iPS):2006年日本京都大学的Shinya Yamanaka在世界著名学术杂志《细胞》上率先报道了诱导多能干细胞的研究。他们把Oct3/4、Sox2、c-Myc和Klf4这4种转录因子基因克隆入病毒载体,然后引入小鼠成纤维细胞,发现可诱导其发生转化,产生的iPS细胞在形态、基因和蛋白质表达、表观遗传修饰状态、细胞倍增能力、类胚体和畸形瘤生成能力、分化能力等方面都与胚胎干细胞相似。

iPS细胞的出现,在干细胞研究领域、表观遗传学研究领域及生物医学研究领域都引起了强

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