一、生命的基础和细胞工程(072疑)5
(2010-06-14 20:06:31)
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060.有丝分裂时不发生的是(
A.高尔基体数目大增
答:有丝分裂时不发生的是:此题无答案。可能是这位学生还没有把被选输完。因为:①“高尔基体”是动物、植物细胞都有而功能不同的一种细胞器,与植物细胞有丝分裂末期细胞板的出现与扩展为细胞壁有关(合成多糖)。②“核糖体”是细胞内将氨基酸合成为蛋白质的场所。有丝分裂的间期,染色体的复制包括组成染色体的DNA分子的复制(场所细胞核)和有关蛋白质的生物合成(场所核糖体),核糖体活动加强。③综上,有丝分裂时“A、B”都发生。可能是这位学生还没有把被选输完。
061.中心粒和中心体之间是什么关系?形成纺倕丝的是哪一个?
答:①一个中心体由两个相互异面垂直的“中心粒”构成。存在于某些低等藻类植物和所有动物细胞中,与细胞分裂时纺锤丝(体)的形成有关。②每个“中心粒”由9束3联微管围成,即“9+3”结构。③在细胞分裂时,前期移向细胞两极的各一个“中心体”都向四围发出星射线,位于两极间的星射线构成纺锤丝,形成“纺锤体”。
062.高尔基体到底是双层膜还是单层膜(各种材料上说法不一)?
答:①按现行教材,“高尔基体”膜为单层膜。我们知道“内质网”膜为单层膜。在讲解或学习“分泌蛋白”的形成过程时,明确“内质网”以出芽的方式形成“小泡”,再转移到“高尔基体”上的。②目前中学生物学习过程中所遇到的绝大多数试题中,有关细胞内具有双层膜的结构都只答“质体(叶绿体、有色体、白色体)、线粒体和核膜”,并没有答或选“高尔基体”。③确实有极少数“奥辅资料”说“高尔基体”膜为双层膜。我们持保留意见,现在以中学教材为准。
063.有哪些细胞进行无丝分裂?
答:进行无丝分裂的细胞除了教材上所讲的“蛙的红细胞”外,还有原核生物的细胞,如细菌、放线菌等。
64.什么叫组织培养?植物组织培养能叫植物细胞培养、动物细胞培养能叫动物组织培养吗?
答:①首先要明确“细胞”与“组织”的区别和联系。组织是由许多形态、功能相同的细胞构成,是由细胞分裂和分化形成。因此,严格地讲,组织培养不等于细胞培养。②在实际工作中,植物组织培养能叫植物细胞培养。因为植物组织培养和植物细胞培养最终获得新个体,植物组织培养首先要脱分化获得“愈伤组织”,所形成的“愈伤组织”就是没有分化的植物细胞。③动物细胞培养不能叫动物组织培养。因为动物细胞培养所选动物器官或组织要经过剪碎和胰蛋白酶处理成细胞悬浮液,再进行细胞培养。
065.能用甘蔗的薄壁组织及甜菜的块根做可溶性糖的实验吗?
答:①可溶性还原糖(葡萄糖、果糖和麦芽糖等)+ 斐林试剂(或班氏试剂)→专红色沉淀。可溶性还原糖的鉴定实验,选择含糖量较高、颜色为白色或近白色的植物组织,以苹果、梨为最好。②还原糖中(葡萄糖、麦芽糖、果糖等)均含还原性基团;非还原糖(淀粉、蔗糖、纤维素等)不含还原性基团。甘蔗薄壁组织和甜菜的块根所含的糖主要为蔗糖。③蔗糖不属于可溶性还原糖。所以,不能用甘蔗的薄壁组织及甜菜的块根做可溶性糖的实验,否则现象不明显或无现象。
066.什么叫细胞程序性死亡?
答:细胞繁殖的同时,细胞的死亡也是一个正常的过程,以维持组织有合适的细胞数量。这个精确的消除细胞的控制过程叫做细胞程序性死亡。
①涉及癌症的程序性细胞死亡的研究处于紧锣密鼓状态,很多治疗方案是以刺激细胞的“自杀程序”为基础的。今后,为进一步诱导肿瘤的细胞死亡达到一个更加精确的方式的研究探索,是一个极有趣和极富挑战性的任务。那么,什么叫细胞程序性死亡呢?
②一个受精卵经过细胞分裂、分化和发育而成为人的成体。在发育过程中,细胞不但要恰当地诞生,而且也要恰当地死亡。人在胚胎阶段是有尾巴的,正因为组成尾巴的细胞恰当地死亡,才使人在出生后没有尾巴。人体发育成熟之前,细胞的诞生从数量上大于细胞的死亡;发育成熟后,细胞的诞生和死亡处于一个动态平衡阶段。这个精确地管理着细胞消除的机制被称为程序性细胞死亡。三位学者因在“器官发育和程序性细胞死亡的遗传调控”研究中的贡献而获得2002年度诺贝尔生理学医学奖。
③美国伯克利的Brenner把秀丽新小杆线虫(Caenorhabditis elegans)确定为一个新型的实验模式有机体,这种蠕虫大约1mm长、世代周期短、身体是透明的,可以在显微镜下把观察到的细胞分裂、分化和器官发育这些过程与遗传分析联系起来。Benner用乙基磺酸甲酯(EMS)诱发C.elegans的基因组发生特殊的基因突变,并把不同的突变体与特殊的基因和器官发育中的特异性效应联系起来。
④英国剑桥的Sulston制成了C.elegans的细胞系谱图,其中每一个细胞的分裂和分化都伴随着C.elegans的组织发育过程的变化,其中一些特殊的细胞作为正常分化过程的一个组成部分在不同阶段出现程序性细胞死亡。Sulston描述了细胞死亡过程的可观察到的步骤,鉴别出参与细胞程序性死亡过程的第一个突变体,包括nuc-1基因突变。Sulston还表明,nuc-1基因编码的蛋白是降解死亡的细胞的DAN所必需的。
⑤美国堪布里奇的Horvitz发现并描述了C.elegens中控制细胞程序性死亡的关键基因。他第一次鉴别出两个真正的“死亡基因”,ced-3和ced-4,表明其产物是细胞死亡的先决条件;另一个基因ced-9通过与ced-3和ced-4发生的相互作用使细胞避免死亡。他还鉴别出指导删除死亡细胞的若干基因。Horvitz指出人的基因组中含有一个类似的ced-3基因。我们现在知道,C.elegans中控制细胞死亡的大多数基因在人的基因中都有其对应物。
⑥程序性细胞死亡的知识帮助我们理解某些病毒和细菌入侵我们细胞的机制。爱滋病、神经退化病、中风以及心肌梗塞的本质是细胞的死亡大于细胞的再生频率;而自身免疫病和癌症,细胞死亡则远远小于细胞分裂频率,致使应该程序性死亡的细胞存活下来。
⑦“细胞程序性死亡”是细胞的一种生理性、主动性的“自觉自杀行为”,这些细胞死得有规律,似乎是按安编排好的“程序”进行的。哺乳动物细胞程序性死亡的模型早就被建立了,至今才逐渐被人们所接受,近年来的研究表明细胞的程序性死亡是生物发育过程中必要的平衡因素。动物的各种细胞在发育的一定阶段出现正常的自然死亡,称为细胞程序性死亡,这与细胞病理死亡有根本的区别。
067.对蛋白质进行糖基化加工的细胞器是内质网还是高尔基体?是在膜上完成还是在腔内完成?
答:有些蛋白质需要进行修饰,如糖蛋白。那么怎么修饰呢?
①蛋白质的修饰包括糖基化、羟基化、酰基化、二硫键形成等,其中最主要的是糖基化,几乎所有内质网上核糖体合成的蛋白质最终被糖基化。
②糖基化的作用是:a.使蛋白质能够抵抗消化酶的作用;b.赋予蛋白质传导信号的功能;c.某些蛋白只有在糖基化之后才能正确折叠。
③糖基一般连接在4种氨基酸上,分为2种:a.O-连接的糖基化:与Ser、Thr和Hyp的OH连接,连接的糖为半乳糖或N-乙酰半乳糖胺,在高尔基体上进行O-连接的糖基化。b.N-连接的糖基化:与天冬酰胺残基的NH2连接,糖为N-乙酰葡糖胺。内质网上进行的为N-连接的糖基化。糖的供体为核苷糖,如CMP-唾液酸、GDP-甘露糖、UDP-N-乙酰葡糖胺等。糖分子首先被糖基转移酶转移到膜上的磷酸长醇分子上,装配成寡糖链。再被寡糖转移酶转到新合成肽链特定序列(Asn-X-Ser或Asn-X-Thr)的天冬酰胺残基上。
④因此,对蛋白质进行糖基化加工的细胞器有时是内质网,有时是高尔基体。且是在膜上完成。
068.下列与细胞识别无关的化学物质是(
A.神经递质
答:选“B”。
069.与夏季相比,生活在内蒙古大草原上的野羊在冬季的生活状况是食物匮乏,代谢旺盛。为什么“代谢旺盛”?
答:“野羊”属于恒温动物,“冬季与夏季相比”外界环境温度低很多,野羊呼吸作用分解有机物比在夏季更多,有机物分解释放的能量可用于维持体温的恒定。所以,与夏季相比,生活在内蒙古大草原上的野羊在冬季,食物匮乏,但代谢旺盛。
070.线粒体、高尔基体、中心体、内质网、光学显微镜下都能看到,怎么能说不是亚显微结构呢?
答:普通光学显微镜的分辨极限约为0.2微米,而细胞内更加细微结构如细胞膜、核糖体、微管等直径均小于0.2微米。普通光学显微镜是观察不到的。电子显微镜以电子束代替照明光源,对细胞的超微结构的分辨本领可达0.1~0.2纳米。用电子显微镜看到的细胞超微结构叫做细胞的亚显微结构。在光学显微镜下只能看到大致形态的结构,在电子显微镜下能看到细微结构的结构可划分为显微结构,也可划分为亚显微结构,这取决于研究的层次(大致形态或细微结构)而定。
071.植物细胞的液泡膜是选择透过性膜,大分子蛋白质应该不能通过,但液泡里的细胞液里含有糖、蛋白质等大分子物质,它不能通过?难道在液泡里没有核糖体能合成吗?
答:植物细胞的液泡膜是选择透过性膜,大分子蛋白质可通过内吞和外排作用来实现跨膜运输。液泡植物细胞所特有的由膜包被的泡状结构。在根尖、茎尖等处的幼细胞中呈球形,数量较多。细胞成熟过程中,由多个小液泡融合成大液泡。故在成熟的植物细胞中具中央大液泡,其内充满细胞液。液泡的功能主要是调节细胞渗透压,维持细胞内水分平衡,积累和贮存养料及多种代谢产物。液泡膜具有特殊的选择透性,使液泡具有高渗性质,引起水分向液泡内运动,对调节细胞渗透压、维持膨压有很大关系,并且能使多种物质在液泡内贮存和积累。贮存和积累在液泡中的物质包括糖、蛋白质、磷脂、单宁、有机酸、植物碱、色素和盐类等。具体情况因植物种类、器官组织部位,成熟程度等的不同而异。
近代研究表明,液泡是一个很重要的细胞器,在植物细胞生命活动中具多方面作用。胞质中过剩的中间产物被液泡吸收和贮存,可保证胞质pH值的稳定,解除部分有毒物质的毒害;当胞质中需要某些物质时,又能及时提供,对保持细胞生物合成原料的稳定供应有一定意义。液泡是汇集和输出无机离子的场所,也是一个磷酸盐库。液泡膜上的ATP酶起着离子泵的作用。液泡中所含的酸性磷酸酶等水解酶,参与物质贮存、分解以及细胞分化等重要生命活动。在电镜下观察经冰冻蚀刻处理的薄壁细胞,其液泡中有线粒体、质体和内质网的片段,认为可能是被液泡吞噬进去的衰老细胞器,经水解酶分解后,可用作组建新细胞器的原料。由此表明,液泡也是一个具有溶酶体性质的细胞器。
072.细胞为何会衰老?
答:目前只是一些假说,如:北京大学医学部教授童坦君、张宗玉领导的研究组经过多年研究,目前已初步阐明人类细胞衰老的主导基因P16是人类细胞衰老遗传控制程序中的主要环节,揭示了P16基因在衰老过程中高表达的原因,从而初步揭开了人类细胞衰老之谜。
细胞衰老的其它假说,几十年来,为了阐明细胞衰老的机制,人们曾先后提出过许多假说来解释细胞衰老发生的原因。这些理论各有自己的证据,然而这些证据往往都是强调了一个方面因而是比较片面的。细胞衰老的原因确实有可能由多因素引起,所以存在多种有关细胞衰老的理论也是正常的,这可能也是至今没有真正揭示细胞衰老机制的原因。目前看来,有发展前途的理论主要有两种:一种是自由基理论;另一种是细胞的程序死亡理论。
(1)自由基理论。细胞代谢过程离不开氧的存在,生物氧化过程是细胞获得能量的过程,然而在这种生物氧化过程中,会产生一些高活性的化合物,它们是生物氧化过程的副产品。实验已经证明,这些生物氧化过程中的副产品或中间产物与细胞衰老直接相关,它们能导致细胞结构和功能的改变,这就是细胞衰老的自由基理论。
所谓自由基是指那些带有奇数电子数的化学物质,即它们都带有未配对的自由电子,这些自由电子导致了这些物质的高反应活性。自由基在细胞内的产生是有多种原因的,例如,生物氧化、辐射、受污染物的侵害,以及细胞内的酶促反应等过程中都会释放自由基。
在细胞中正常的自由基反应过程包括起始、扩增、终止等3个过程。自由基一旦生成,它们就能不断扩增。自由基对细胞膜造成非常大的损伤,对许多细胞成分也造成损伤。但是,自由基的扩增过程是可以随时被终止的,可以通过加入外源化合物来清除细胞内产生的多余的自由基。例如,加入保护性的酶,主要有超氧化物歧化酶(SOD)和过氧化氢酶(CAT),两者协同作用能起到保护作用。再有,加入其他抗氧化物分子,如维生素E和维生素C,它们都是自由基反应的有效终止剂。
(2)细胞的程序死亡理论。动物的大多数细胞在发育的一定阶段出现正常的自然死亡,称为细胞程序死亡。细胞程序死亡和细胞病理死亡有根本的区别。细胞程序死亡的现象是普遍存在的,它发生在依赖激素的组织中,淋巴细胞、胸腺细胞、肝细胞、皮肤和胚胎发生期间的细胞中。一般的细胞程序死亡过程的特性,最明显的形态学变化是细胞核内染色质浓缩, DNA降解成寡聚核苷酸片段,这与某些特异蛋白的表达有关。已经证明,细胞程序死亡是一种细胞的生理控制机制。