2011复习题及答案

复习题：
一.生物质谱在解决生物学问题中有什么优点？
质谱技术使得通过酶解、质量分析、序列分析及其数据库检索对蛋白质进行高通量快速鉴定形成，并成为后基因组时代的关键检测技术。

研判一个位置基因的功能，与其他基因生物及其亚细胞结构之间的功能联系，最终都必须通过在翻译水平是即应产物的研究才能确定蛋白质表达图谱依靠蛋白质显示技术和精确定量技术对细胞或组织中蛋白质表达实现进行比较。

（1）生物质谱根据质量数和所载电荷数不同的多肽片段在磁场中产生不同轨道而以质荷比（m/z）方式来分离他们。

适合蛋白质研究的软电离方式ESI和MADLI使质谱成为现代蛋白质科学中最重要和不可缺少的组成部分。

（2）生物质谱可鉴定蛋白质产物的组成成分，细胞中一些最重要的生命过程都是通过多蛋白质复合体来执行和调节。

（3）质谱技术通过对分离纯化的细胞器蛋白组成进行鉴定而在血细胞水平对蛋白质定位，这对评价蛋白质潜在功能将大有帮助。

（4）根据DNA序列信息并不很可靠预测或推出蛋白质翻译后修饰，而质谱已经被证明对研究蛋白质翻译后的修饰是极为有用的，特别是对序列已知的蛋白质的鉴定。

二.真核生物在基因调控中有哪些主要过程？
真核生物基因表达的调控发生在各种水平，包括DNA水平、转录水平、转录后加工水平、翻译水平等，受多种因素的影响。

（1）转录前调控：基因丢失、扩增和重排（2）转录调控：启动子、增强子、沉默子等的调控（3）转录后调控：基因修饰（甲基化、氧化等）（4）翻译调控（5）翻译后调控：多肽的加工（内切、-S-S-形成）、修饰（磷酸化、乙酰化、甲酰化）及加入（糖基、脂类）
三.转化细胞与正常细胞比较有哪些区别？
转化细胞：正常细胞由于受到病毒或其他促癌因子的诱导而变成了具有癌细胞属性的细胞。

癌细胞与正常细胞不同,有无限生长,转化和转移三大特点,也因此难以消灭。

①正常细胞在培养条件下只能在表面形成单层细胞。

细胞间相互接触后，分裂活动停止。

而癌细胞并不因相互接触而停止，可形成多层细胞堆积。

在体内表现出癌细胞生长失控，快速增殖下去。

②癌细胞表现的糖蛋白和糖脂成份与正常细胞有区别，细胞的粘连性下降，易于扩散，转移，易与其他正常细胞接近。

③癌细胞在低浓度外源凝集的存在下即可发生凝集现象。

而正常细胞则需数倍甚至数十倍浓度凝集素才会发生凝集。

四.哪些实验事实支持克隆选择理论？
克隆选择理论或称无性繁殖学说，克隆选择学说是一种抗体形成学说，1957年，由Burne提出。

此学说免疫细胞为核心，认为免疫细胞是随机形成的多样性的细胞克隆，每一克隆的细胞表达同一种特异性的受体，受体即是胞膜抗体分子。

当受抗原刺激，细胞表面的受体特异识别并结合抗原，致细胞活化，进行克隆扩增，产生大量后代细胞，合成大量相同特异性的Ab。

不同的抗原，则结合不同特异性的细胞表面受体，选择活化不同的细胞克隆，致不同的特异抗体产生。

细胞产生抗体种类是受胞内遗传基因编码的，抗原只是选择表达相应抗体的细胞，使之克隆扩增。

克隆选择学说得到多方面的支持。

例如把鞭毛抗原不同的两种沙门氏菌注射大鼠的足掌，从大鼠分离浆细胞,把每一个浆细胞培养在一小滴含血清的缓冲液中,经培养以后把缓冲液一分为二，分别加入这一种或那一种沙门氏菌。

实验结果说明每一单细胞培养液只能使一种细菌失去活动能力，没有出现过同时使两种细菌失活的情况。

可见每一个浆细胞只产生一种抗体。

克隆选择学说认为抗
原和产生某种抗体的免疫活性细胞表面的少量特异性的抗体结合以后，就能促使它增殖并产生大量抗体。

这一点也经荧光抗原方法证实。

更为直接的证据来自单克隆抗体研究成果。

1975年阿根廷学者C.米尔斯坦使致敏淋巴细胞与骨髓瘤细胞融合，将融合细胞作单克隆培养，获得只产生一种抗体的单克隆抗体细胞株。

一. 简述在MPF的基本结构及在细胞周期调控中的作用。

成熟促进因子MPF: 细胞周期的每一环节都是由一特定的细胞周期依赖性蛋白激酶CDK+ 周期蛋白（cyclin）结合和激活调节的。

MPF为首先发现的细胞周期蛋白依赖性激酶家族成员(也称cdk1)。

在成熟的卵母细胞核中，至少有7种cdk。

同时发现有十多种细胞周期蛋白。

MPF由催化亚基P34cdc2（小亚基）和调节亚基CyclingB（大亚基）组成.其核心部分是P34cdc2。

MPF是一种蛋白激酶，在细胞从G2期进入到M期时起着重要作用。

已证实MPF能使组蛋白H1上有与有丝分裂有关的特殊位点，在细胞分裂的早、中期发生磷酸化，因而被认为可能参与了有丝分裂的启动与染色质的凝集；核纤层蛋白是MPF的另一个催化底物，核纤层蛋白在有丝分裂期处于高度磷酸化状态，到有丝分裂结束则发生去磷酸化，均与MPF的特异性的催化作用有关，而这一过程被认为是引起核纤层结构解体、核膜破裂的直接原因。

MPF的作用还涉及到某些DNA结合蛋白，通过对这些蛋白的磷酸化，来降低其在M期与DNA的结合能力，以促进染色质的凝聚。

二. 简述卵发生和精子发生过程和它们的异同。

精子发生—原生殖细胞进入精小管成为精原细胞，经过初级精母细胞、次级精母细胞、精子细胞，最终形成精子。

卵子发生—胚胎卵巢分化成为卵原细胞，卵原细胞分裂增殖，进入第一次减数分裂前期，形成初级卵母细胞。

初级卵母细胞停止在第一次减数分裂的前期，随着青春期的开始，初级卵母细胞在卵巢内急速的作用进一步发育成熟，阶段性地恢复减数分裂，接着第二次减数分裂发生，进行排卵。

成熟的卵处于第二次减数分裂的中期。

相同点：原始生殖细胞的增殖为有丝分裂；生殖细胞的成熟为减数分裂；成熟过程均经过一次复制和两次分裂，子细胞中染色体数目减半。

不同点：○1发生的场所不同：精子发生在睾丸曲细精管，场所唯一；卵子发生在卵巢输卵管，场所不唯一。

○2发生时间不同：精子的发生时间为初情期后；卵子的发生时间在性别分化后开始，卵泡（含次级卵母细胞和第一极体）的形成和在卵巢内的储备，是在出生前（胎儿时期）完成的，减数第二次分裂是在精子和卵子的结合过程中（即受精过程中）完成的。

○3发生的过程特点不同：精子—MⅠ和MⅡ是连续的，需要变形，细胞质均等分配；卵子—MⅠ和MⅡ是不连续的，不需要变形，细胞质不均等分配。

○4结果不同：精子—形成4个精子；卵子—形成1个卵细胞和3个极体。

三. 简述细胞外基质的基本分子组成和所起的作用
在细胞外间隙中充满由多种不溶性大分子精密组装起来的错综复杂的网架，即细胞外基质。

其组成成分主要包括：胶原、非胶原性黏合蛋白（纤连蛋白和层粘连蛋白）、弹性蛋白、氨基聚糖与蛋白聚糖。

氨基聚糖和蛋白聚糖的作用：使组织具有弹性和抗压性，对物质转运有选择渗透性，角膜中蛋白聚糖具有透光性，氨基聚糖有抗凝血作用，细胞表面的蛋白聚糖有传递信息作用，氨基聚糖和蛋白聚糖与组织老化有关。

胶原的作用：胶原在不同组织中行使不同的功能，胶原与细胞的增殖和分化有关，哺乳动物在发育的不同阶段表达不同类型的胶原。

纤连蛋白的功能：介导细胞与细胞外基质间的黏着，纤连蛋白与细胞迁移，纤连蛋白在组织创伤中的作用。

层粘连蛋白的功能：是基底膜的主要组分，介导磁暴与基底膜的粘附，在早期胚胎中对于保持细胞间的粘附、细胞的极性胞的分化具有重要作用。

弹性蛋白的功能：增加组织的伸展性和弹性，促进细胞的粘附，同时也是一种具有趋化作用的多肽分子。

四. 简述G蛋白和小GTP结合蛋白的激活和失活的分子机理
（1）GTP结合时的激活态和GDP结合时的钝化态。

通常情况下，绝大多数G蛋白是与GDP结合的钝化型。

与GDP结合的G蛋白能与各种各样的受体相互作用，这种相互作用增加了受体与配体的结合亲和力。

当受体被配体激活后，Gα上的GDP 为GTP所取代，产生与GTP结合的激活型的G蛋白，这是G蛋白激活的关键步骤。

此时G蛋白解离成GTP-Gα和Gβγ两部分，它们可分别与效应器作用，直接改变其功能，如离子通道的开闭；或通过产生第二信使影响细胞的反应，从而发生信号转导响应。

Gα上的GTP酶水解GTP，使GTP-α变成GDP-αβγ，终止G蛋白介导的信号转导。

此时，Gα与Gβγ又结合成无活性的三聚体。

（2）小G结合蛋白同GTP结合时，具活性状态；同GDP结合，则是非活性状态。

小G蛋白的活性和非活性状态的转变取决于：GNRP和GAP，GNRP催化GDP同GTP交换，GAP触发结合的GTP水解。

小G蛋白是单聚GTP结合蛋白。

包括Ras调节生长、分化；Ras是分子开关：由鸟苷酸交换因子（GEF）激活，GDPRas→GTPRas。

GTPRas被GTP酶激活蛋白（GAPs）去磷酸变成GDPRas而失活。

一．作为模式生物应该具备哪些特点？在线虫、果蝇、爪蟾、斑马鱼、鸡、小鼠6种模式生物中任选1种，列举其作为模式生物的优点。

一种模式生物应具备以下特点：①其生理特征能够代表生物界的某一大类群；②容易获得并易于在实验室内饲养、繁殖；③容易进行实验操作，特别是遗传学分析。

举例：小鼠。

在分类学上，小鼠属于哺乳纲、啮齿目、鼠科、小鼠属动物。

小鼠是由小家鼠演变而来。

它广泛分布于世界各地，经长期人工饲养选择培育，已育成1000多近交系和独立的远交群。

早在17世纪就有人用小鼠做实验，现已成为使用量最大、研究最详尽的哺乳类实验动物。

1．小鼠属于脊椎动物门，哺乳纲小鼠啮齿目，鼠科，小鼠属动物。

2．成熟早，繁殖力强。

小鼠6～7周龄时性成熟，雌性35～50日龄，雄性45～60日龄；体成熟雌性为65～75日龄，雄性为70～80日龄；性周期为4～5天，妊娠期为19～21天；哺乳期为20～22天；特别有产后发情便于繁殖的特点，一次排卵10～23个（视品种而定），每胎产仔数为8～15头，一年产仔胎数6～10胎，属全年、多发情性动物，繁殖率很高，生育期为一年。

3．体形小，易于饲养管理。

小鼠是啮齿目实验动物中较小型的动物，一只小鼠出生时1.5克左右，哺乳一月后可达12～15克，哺乳、饲养1.5～2月即可达20克以上，可供实验需要，在短时间内可提供大量的实验动物。

饲料消耗量少，一只成年小鼠的食料量为4～8克/天，饮水量4～
7毫升/天，排粪量1.4～2.8克/天，排尿量1～3毫升/天，需要的饲养条件也较简单，因个体小，可节省饲养场地。

4．性情温顺，胆小怕惊。

小鼠经长期的培育，在用于实验研究时，性情温顺，易于抓捕，不会主动咬人，但在雌鼠哺乳期间或雄鼠打架时“捉弄”则会咬人，一般很少相互斗架，操作起来很方便，是理想的实验动物。

小鼠在罐、盒内饲养时，是很温顺的，但让其到罐外，很快就恢复到处乱窜的野性。

雌鼠吃食仔鼠与其胆小怕惊有关。

5．对外来刺激极为敏感。

对于多种毒素和病原体具有易感性，反应极为灵敏，如百万分之一的破伤风毒素能使小鼠死亡，这是其他实验动物所不能比拟的。

对致癌物质也很敏感，自发性肿瘤多。

6．便于提供同胎和不同品系动物。

可根据实验要求选择不同品系或同胎小鼠做实验，也可选择同一品种（或品系）、同年龄、同体重、同性别的小鼠做实验，由于动物遗传均一，个体差异小，实验结果精确可靠。

7．喜居于光线暗的安静环境，习于昼状夜动，喜欢啃咬。

小鼠白天活动较少，夜间却十分活跃，互相追逐配种，忙于觅食饮水，为此夜间应备有饲料和饮水。

8．体小娇嫩，不耐饥饿，不耐冷热，对环境的适应性差。

对疾病的抵抗力也差，因而遇到传染病时往往会发生成群死亡。

如果饲料中断和饮水中断会发生休克，恢复后对体质会带来严重损害。

特别怕热，一出汗就易得病死亡，如果饲料温度32℃时，常会造成小鼠死亡。

9．成雌鼠在动情周期不同级段，阴道粘膜可发生典型变化，根据阴道涂片的细胞学改变，可以推断卵巢功能的周期性变化。

成年雌鼠交配后10～12小时阴道口有白色的阴道栓，这是受孕的标志，小鼠较为明显、大鼠和豚鼠不明显。

小鼠的动情期往往开始于晚间，最普遍的是在晚10点到晨1点，偶尔在早晨1～7点，很少在白天，大鼠也类似，但较小鼠稍早，一般在下午4～10点。

10．小鼠面部尖突，嘴脸前部有长长的触手，耳耸立呈半圆形，眼大鲜红，生有较长的尾，尾部有模列并覆有环状角质的小表皮鳞，其数量小于200片。

11．小鼠发育成熟时体长小于15.5cm，体重雌性为18～40克，雄性为20～49克，双子宫型，胸部有3对乳头，鼠蹊部有2对乳头，有胆囊，胃容量小，肠内能合成维生素C，小鼠的染色体为20对，寿命2～3年。

12．小鼠的体温38（37～39）℃，呼吸频率163（84～230）次/分，心跳频率625（470～780）次/分，耗氧量1530mm2/g活体重，通气量24（11～36）ml/分，潮气量0.15(0.09～0.23)ml，收缩压113（95～125）mmHg、舒张压81（67～90）mmHg，红细胞总数9.3（7.7～12.5）百万/mm3，血红蛋白14.8(10～19)g/100ml，白细胞总数8.0(6～12)千/mm3，总蛋白4.8(4.2～5.5)g%。

13．小鼠有多种手色，不能都叫小白鼠，一般通称为小鼠。

小鼠手色有白色，鼠灰色、黑色、棕色、黄色、巧克力色、肉桂色、淡色、白斑等。

二．什么是胚胎干细胞？有何基本特征？有何应用价值？
1．胚胎干细胞是将哺乳类动物发育早期囊胚期内细胞团的细胞在体外特定培养条件下获得的永生性细胞。

这些细胞可在体外连续传代培养而不分化，同时具有分化为体内各种细胞包括生殖细胞的能力。

所以，ES 细胞是一种胚胎多能性干细胞。

2．ES细胞的基本特性:具有自我更新的能力；分化的多能性；保持正常的二倍体核型；可以承受反复冻／
融；可以相对容易地对ES细胞进行基因改造
3．ES细胞有着广泛的基础研究和临床应用前景。

现阶段ES细胞的应用大致可以分为三个方面：①利用ES细胞研究细胞分化时的基因调控，从而可作为研究人类胚胎发育过程以及由于不正常的细胞分化或增殖所引起的疾病(如出生缺陷或癌症等)的新的手段；②利用ES细胞可以分化成特定细胞和组织的特性，制造人类疾病模型用于基础研究、药物开发和筛选以及毒理学研究；③最广泛也是在医学研究上较令人期待的应用—细胞移植治疗。

三．在胚胎发育中发生细胞程序性死亡有何生物学意义？
PCD是多细胞生物中不可缺少的生命活动现象。

哺乳动物胚胎发育过程中，PCD在保证多细胞生物个体各器官的形态发生和维持正常生理功能中发挥着重要作用。

它有四个重要作用。

1．系统匹配
PCD用于淘汰那些在胚胎发育过程中没有作用或曾经起作用但不再起作用的细胞。

胚胎发育中80％以上的神经细胞、70％～95％淋巴细胞以及80％卵母细胞发生了PCD，以保证那些有功能细胞的营养和空间的需要。

只有得到营养因子支持的细胞才是有价值、有作用的细胞，才可能存活下来。

在这个过程中竞争失败的细胞发生PCD。

此外，PCD尚可消灭胚胎发育过程中迁移错误的细胞。

胚胎发育中存在广泛的细胞迁移现象，如原始生殖细胞由卵黄囊迁移至生殖腺，若迁移至生殖腺以外的部位便可被选择性消灭。

2．雕刻躯体
在胚胎发生过程中，PCD还行使着雕刻躯体功能。

形成一个复杂的生物体，在某种程度上就像雕刻一个塑像。

形成精细的结构不仅要经历细胞增殖与细胞迁移，还要经历PCD以精确的选择性除去某些细胞。

一方面使一些进化性重演结构在特定时空内退化消失以除去短暂结构，如胚胎发育过程中曾出现的尾、鳃、弓动脉、前肾等。

另一方面，使某些器官形成正常的形态结构，并与其功能相适应，如消化管和阴道等的管化、指(趾)间蹼的消失、左右腭突融合成腭、双侧中肾旁管下端融合形成子宫、女性胎儿卵巢中卵原细胞和初级卵母细胞的大量死亡等。

3．除去短暂结构
在胚胎发生过程中，PCD不仅能够除去多余的细胞，而且还除去那些超过使用期限的细胞即短暂结构。

这些短暂结构大量出现于进行变形的动物中，如两栖动物和昆虫。

那些在幼虫期所需的结构(如蝌蚪的尾巴)将在成体发育中选择性地失去。

这些高度分化的短暂结构的使用不仅仅局限于低等生物，在哺乳动物中也可见到，如断奶后乳腺上皮的大量退化、月经周期子宫内膜的脱落与增生。

4．保护机体
在胚胎发生过程中，PCD还可以保护机体免受损伤。

在胸腺发育的过程中，产生大量的不成熟的胸腺细胞，生成自身反应性受体。

自身反应性细胞在胸腺中存在和成熟，有可能启动自身免疫性反应，从而导致自身免疫性疾病的发生。

通过阴性选择诱导这些能识别自体的自身反应性细胞死亡，而保留识别异己的淋巴细胞，可使这一灾难性后果得以避免。

同样，B细胞在骨髓细胞中的分化、在淋巴结中分泌高亲和力抗体以及B细胞的成熟都是通过PCD 实现的。

PCD在免疫系统的发育、分化和成熟以及保持其功能稳定性方面均发挥着重要的作用。

此外，一些细菌、药物或物理因素引起的胚胎细胞的损伤亦将通过PCD清除。

可见，PCD为维持组织的发育和内环境稳定的重要机制，通过激活机体内在的自杀程序，以清除冗余的、感染的、转化的或损伤的细胞。

四．作为衰老的生物学标志，应符合哪些标准？有哪些指标可以作为衰老的生物学标志？
美国亚利桑大学Mooradin 曾把衰老生物学标志概括为主要标准和辅助标准。

主要标准是(1) 该标志与年龄有定量关系，相关性愈密切，灵敏度愈高；(2)该标志不因疾病而改变；(3) 该标志不因代谢或营养状况的改变而改变；(4) 能影响衰老进程的因素亦能影响该标志；(5) 永生化的细胞不存在该标志的变化。

目前，在细胞水平，分子水平发现一些指标，可作为衰老生物学标志，但尚不能满足上述所有判断标准。

八项可作为衰老生物学标志的指标，它们是成纤维细胞的体外增殖能力、DNA 损伤修复能力、线粒体DNA 片段缺失、DNA 甲基化水平、端粒的长度、衰老相关β-半乳糖苷酶活性、晚期糖基化终产物水平、基因表达谱。