【正文】 。什么是微管組織中心，它與微管有何關(guān)系。答：微管組織中心是指微管裝配的發(fā)生處。它可以調(diào)節(jié)微管蛋白的聚合和解聚，使微管增長或縮短。而微管是由微管蛋白組成的一個結(jié)構(gòu)。二者有很大的不同，但又有十分密切的關(guān)系。微管組織中心可以指揮微管的組裝與去組裝，它可以根據(jù)細(xì)胞的生理需要，調(diào)節(jié)微管的活動。如在細(xì)胞有絲分裂前期，根據(jù)染色體平均分配的需要，從微管組織中心：中心粒和染色體著絲粒處進(jìn)行微管的裝配形成紡錘體，到分裂末期，紡錘體解聚成微管蛋白。所以說，微管組織中心是微管活動的指揮簡述中間纖維的結(jié)構(gòu)及功能。答：中間纖維的直徑約7～12nm的中空管狀結(jié)構(gòu)，由4或8個亞絲組成。單獨(dú)或成束存在于細(xì)胞中。中間纖維具有一個較穩(wěn)定的310個氨基酸的α螺旋組成的桿狀中心區(qū)，桿狀區(qū)兩端為非螺旋的頭部區(qū)（N端）和尾部區(qū)（C端）。頭部區(qū)和尾部區(qū)由不同的氨基酸構(gòu)成，為高度可變區(qū)域。功能：（1）支持和固定作用：支持細(xì)胞形態(tài)，固定細(xì)胞核。（2）物質(zhì)運(yùn)輸和信息傳遞作用：在細(xì)胞質(zhì)中與微管、微絲共同完成物質(zhì)的運(yùn)輸，在細(xì)胞核內(nèi)，與DNA的復(fù)制和轉(zhuǎn)錄有關(guān)。（3）細(xì)胞分裂時，對紡錘體和染色體起空間支架作用，負(fù)責(zé)子細(xì)胞內(nèi)細(xì)胞器的分配與定位。（4）在細(xì)胞癌變過程中起調(diào)控作用。六、論述題比較微管、微絲和中間纖維的異同。答：微管、微絲和中間纖維的相同點(diǎn)：（1）在化學(xué)組成上均由蛋白質(zhì)構(gòu)成。（2）在結(jié)構(gòu)上都是纖維狀，共同組成細(xì)胞骨架。（30在功能都可支持細(xì)胞的形狀；都參與細(xì)胞內(nèi)物質(zhì)運(yùn)輸和信息的傳遞；都能在細(xì)胞運(yùn)動和細(xì)胞分裂上發(fā)揮重要作用。微管、微絲和中間纖維的不同點(diǎn)：（1）在化學(xué)組成上均由蛋白質(zhì)構(gòu)成，但三者的蛋白質(zhì)的種類不同，而且中等纖維在不同種類細(xì)胞中的基本成分也不同。（2）在結(jié)構(gòu)上，微管和中間纖維是中空的纖維狀，微絲是實(shí)心的纖維狀。微管的結(jié)構(gòu)是均一的，而中等纖維結(jié)構(gòu)是為中央為桿狀部，兩側(cè)為頭部或尾部。（3）功能不同：微管可構(gòu)成中心粒、鞭毛或纖毛等重要的細(xì)胞器和附屬結(jié)構(gòu)，在細(xì)胞運(yùn)動時或細(xì)胞分裂時發(fā)揮作用：微絲在細(xì)胞的肌性收縮或非肌性收縮中發(fā)揮作用，使細(xì)胞更好的執(zhí)行生理功能；中等纖維具有固定細(xì)胞核作用，行使子細(xì)胞中的細(xì)胞器分配與定位的功能，還可能與DNA的復(fù)制與轉(zhuǎn)錄有關(guān)。總之，微管、微絲和中間纖維是真核細(xì)胞內(nèi)重要的非膜相結(jié)構(gòu)，共同擔(dān)負(fù)維持細(xì)胞形態(tài)，細(xì)胞器位置的固定及物質(zhì)和信息傳遞重要功能。試述微管的化學(xué)組成、類型和功能。答：微管的化學(xué)組成：主要化學(xué)成分為微管蛋白，為酸性蛋白。其他化學(xué)成分為微管結(jié)合蛋白包括為微管相關(guān)蛋白、微管修飾蛋白、達(dá)因蛋白。微管的類型：單微管、二聯(lián)管、三聯(lián)管。微管的功能：（1）構(gòu)成細(xì)胞的網(wǎng)狀支架，維持細(xì)胞的形態(tài)。（2）參與細(xì)胞器的分布與運(yùn)動，固定支持細(xì)胞器的位置（3）參與細(xì)胞收縮和偽足運(yùn)動，是鞭毛纖毛等細(xì)胞運(yùn)動器官的基本組成成分。（4）參與細(xì)胞分裂時染色體的分離和位移。（5）參與細(xì)胞物質(zhì)運(yùn)輸和傳遞。第十一章 細(xì)胞增殖及其調(diào)控第十一章參考答案一、名詞解釋細(xì)胞周期：連續(xù)分裂的細(xì)胞，從上一次有絲分裂結(jié)束開始到下一次有絲分裂結(jié)束所經(jīng)歷的整個過程。在這個過程中，細(xì)胞遺傳物質(zhì)復(fù)制，各組分加倍，平均分配到兩個子細(xì)胞中。細(xì)胞周期檢驗點(diǎn)：在細(xì)胞內(nèi)存在一系列的監(jiān)控機(jī)制，可以鑒別細(xì)胞周期進(jìn)程中的錯誤，并誘導(dǎo)產(chǎn)生特異的抑制因子，阻止細(xì)胞周期的進(jìn)行，這些監(jiān)控機(jī)制稱為檢驗點(diǎn)。不僅存在于G1期，也存在于細(xì)胞周期的其他時期。細(xì)胞同步化：在自然過程中發(fā)生的或因研究工作的需要，為得到具有分裂能力且細(xì)胞時相一致的細(xì)胞群體的方法。 有絲分裂：又稱間接分裂，通過紡錘體的形成、運(yùn)動以及染色體的形成，將S期已經(jīng)復(fù)制好的DNA平均分配到兩個子細(xì)胞中，以保證遺傳的穩(wěn)定性和連續(xù)性的分裂方式，由于這一分裂方式的主要特征是出現(xiàn)紡錘絲，特稱為有絲分裂。減數(shù)分裂：有性繁殖生物為形成單倍體配子以完成生殖過程而進(jìn)行的一種特殊的有絲分裂方式，包括兩次細(xì)胞分裂而只有一次染色體復(fù)制，最終子細(xì)胞染色體數(shù)目減半。有絲分裂器：有絲分裂時，由微管及其結(jié)合蛋白所組成的紡錘體和中心復(fù)合體。染色體列隊：在動粒微管的牽拉下，染色體在赤道板上運(yùn)動的過程，是有絲分裂過程中的重要事件之一。染色體的早期凝集：將細(xì)胞同步化在細(xì)胞周期的不同時期，通過細(xì)胞融合，將M期細(xì)胞與其他間期細(xì)胞融合后培養(yǎng)一段時間，與M期細(xì)胞融合的間期細(xì)胞發(fā)生了形態(tài)各異的染色體凝集現(xiàn)象。MPF（細(xì)胞促分裂因子）：又稱促成熟因子或M期促進(jìn)因子，是指存在于成熟卵細(xì)胞的細(xì)胞質(zhì)中，可以誘導(dǎo)卵細(xì)胞成熟的一種活性物質(zhì)。已經(jīng)證明，MPF是一種蛋白激酶，包括兩個亞基即Cdc2蛋白和周期蛋白，當(dāng)二者結(jié)合后表現(xiàn)出蛋白激酶活性，可以使多種蛋白質(zhì)底物磷酸化；MPF是一種普遍存在的、進(jìn)化上較保守的G2/M轉(zhuǎn)換調(diào)控者。周期中細(xì)胞：又稱周期細(xì)胞或連續(xù)分裂的細(xì)胞，是指在細(xì)胞周期中連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)不斷分裂，保持分裂能力的細(xì)胞。1靜止期細(xì)胞：又稱G0期細(xì)胞或靜止期細(xì)胞，是指暫時脫離細(xì)胞周期不進(jìn)行增殖，但在適當(dāng)?shù)拇碳は?，可重新進(jìn)入細(xì)胞周期的細(xì)胞。1細(xì)胞周期蛋白：與細(xì)胞周期調(diào)控有關(guān)的、其含量隨細(xì)胞周期進(jìn)程變化而變化的特殊蛋白質(zhì)。最初在海膽卵中發(fā)現(xiàn)，一般在細(xì)胞間期內(nèi)積累，在細(xì)胞分裂期內(nèi)消失，在下一個細(xì)胞周期又重復(fù)這一消長現(xiàn)象，即在每一輪間期合成，G2/M時達(dá)到高峰，M期結(jié)束時被水解，下一輪周期又重新合成積累。已經(jīng)證明周期蛋白廣泛存在于各種真核生物中，是誘導(dǎo)細(xì)胞進(jìn)入M期必需的，說明周期蛋白是細(xì)胞周期的調(diào)控者，可能參與了MPF功能的調(diào)節(jié)，是MPF的一部分。 1細(xì)胞分裂周期基因：是指與細(xì)胞分裂和細(xì)胞周期有關(guān)的基因，稱為cdc基因。1CDK抑制因子（CKI）：是細(xì)胞內(nèi)存在的一些對CDK激酶活性起負(fù)調(diào)作用的蛋白質(zhì)。它是能與CDK激酶結(jié)合并抑制其活性的一類蛋白質(zhì)，具有確保細(xì)胞周期高度時序性的功能，在細(xì)胞周期的負(fù)調(diào)控過程中起著重要作用。1周期蛋白依賴性激酶（CDK）：是與細(xì)胞周期進(jìn)程相對應(yīng)的一套Ser/Thr激酶系統(tǒng)。各種CDK沿細(xì)胞周期時相交替活化，磷酸化相應(yīng)底物，使細(xì)胞周期事件有條不紊地進(jìn)行下去。1誘導(dǎo)同步化：采用藥物誘導(dǎo)，使細(xì)胞阻斷在細(xì)胞周期的某一個時期，然后打破阻斷獲得同一時段細(xì)胞的方法。1DNA合成阻斷法：通過使用DNA合成抑制劑，特異性地抑制DNA的合成，將細(xì)胞阻斷在G1/S交界處的細(xì)胞同步化方法。1中期阻斷法：經(jīng)過藥物處理，抑制微管的形成，從而抑制有絲分裂器的形成，將細(xì)胞阻斷在細(xì)胞分裂中期的同步化方法。1終端分化細(xì)胞：又稱不分裂細(xì)胞，是指不可逆地脫離細(xì)胞周期、喪失增殖能力并保持一定生理機(jī)能的細(xì)胞。五、簡答題什么是細(xì)胞周期？細(xì)胞周期各時期主要變化是什么？答案要點(diǎn)：連續(xù)分裂的細(xì)胞，從上一次有絲分裂結(jié)束開始到下一次有絲分裂結(jié)束所經(jīng)歷的整個過程。在這個過程中，細(xì)胞遺傳物質(zhì)復(fù)制，各組分加倍，平均分配到兩個子細(xì)胞中。細(xì)胞周期被劃分為四個時期：G1期（復(fù)制前期，M期結(jié)束至S期間的間隙）、S期（復(fù)制期，DNA合成期）、G2期（復(fù)制后期，S期結(jié)束至M期間的間隙）、M期（有絲分裂期）。在正常情況下，細(xì)胞沿著G1→S→G2→M運(yùn)轉(zhuǎn)，細(xì)胞通過M期被分裂為兩個子細(xì)胞，完成增殖過程。G1期：主要合成細(xì)胞生長所需要的各種蛋白質(zhì)、RNA、糖類、脂質(zhì)等。S期：主要進(jìn)行DNA的復(fù)制和組蛋白的合成。G2期：此時DNA的含量已增加一倍。此時主要進(jìn)行其他蛋白質(zhì)的合成。M期：主要進(jìn)行染色體的分離、胞質(zhì)分裂，一個細(xì)胞分裂為兩個子細(xì)胞。細(xì)胞周期人工同步化有哪些方法？比較其優(yōu)缺點(diǎn)。答案要點(diǎn)：⑴、選擇同步化包括：①有絲分裂選擇法：優(yōu)點(diǎn)：同步化程度高，細(xì)胞不受藥物侵害。缺點(diǎn)：得到的細(xì)胞數(shù)量少。②密度梯度離心法：優(yōu)點(diǎn)：簡單省時，效率高、成本低。缺點(diǎn)：對大多數(shù)種類的細(xì)胞并不適用。⑵、誘導(dǎo)同步化包括：⑴DNA合成阻斷法：優(yōu)點(diǎn)：同步化效率高，幾乎適合于所有體外培養(yǎng)的細(xì)胞體系。缺點(diǎn)：誘導(dǎo)過程可造成細(xì)胞非均衡生長.⑵中期阻斷法：優(yōu)點(diǎn)：操作簡便，效率高；缺點(diǎn)：藥物毒性作用較大。試比較有絲分裂和減數(shù)分裂的異同點(diǎn)。答案要點(diǎn)：相同點(diǎn)：都為二分分裂方式；分裂過程中均有有絲分裂器的出現(xiàn)；都有明顯的細(xì)胞核特別是染色體的變化。不同點(diǎn)在于：比較項目減數(shù)分裂有絲分裂目的產(chǎn)生配子增加細(xì)胞數(shù)量子細(xì)胞染色體數(shù)目減半不變發(fā)生的細(xì)胞性細(xì)胞體細(xì)胞同源染色體的活動配對、互換獨(dú)立活動細(xì)胞周期兩次細(xì)胞周期，DNA復(fù)制一次，細(xì)胞分裂兩次一次細(xì)胞周期，DNA復(fù)制一次，細(xì)胞分裂一次簡述細(xì)胞通過什么機(jī)制將染色體排列到赤道板上？答案要點(diǎn)：染色體在動粒微管作用下排列在赤道面上。染色體列隊：由于動粒微管的作用，染色體在赤道板上運(yùn)動的過程，又稱染色體中板聚合。染色體列隊的兩種學(xué)說：①牽拉學(xué)說：兩極動粒微管拉力均衡；②外推假說：兩極極性微管的推力均衡。這兩種假說并不相互排斥，有時可能同時作用，或有其他機(jī)制共同參與，最終將染色體排列在赤道板上，在所染色體排列到赤道板上之前，后期不能啟動。細(xì)胞周期中有哪些主要檢驗點(diǎn)？細(xì)胞周期檢驗點(diǎn)的生理作用是什么？答案要點(diǎn)：細(xì)胞周期檢驗點(diǎn)主要有：R點(diǎn)，G1/S，G2/M，中期/后期，即：G1期中的R點(diǎn)或限制點(diǎn)，S期的DNA損傷檢驗點(diǎn)、DNA復(fù)制檢驗點(diǎn)，G2/M檢驗點(diǎn)，M中期至M后期又稱紡錘體組裝檢驗點(diǎn)等。通過細(xì)胞周期檢驗點(diǎn)的調(diào)控使細(xì)胞周期能正常動轉(zhuǎn)，從而保證了遺傳物質(zhì)能精確地均等分配，產(chǎn)生具有正常遺傳性能和生理功能的子代細(xì)胞，如果上述檢驗點(diǎn)調(diào)控作用丟失，就會導(dǎo)致基因突變、重排，使細(xì)胞遺傳性能紊亂，增殖、分化異常，細(xì)胞癌變甚至死亡。簡要說明CDK激酶在細(xì)胞周期中是如何執(zhí)行調(diào)節(jié)功能的。答案要點(diǎn)：周期蛋白依賴性激酶（CDK）是與細(xì)胞周期進(jìn)程相對應(yīng)的一套Ser/Thr激酶系統(tǒng)。各種CDK沿細(xì)胞周期時相交替活化，磷酸化相應(yīng)底物，使細(xì)胞周期事件有條不紊地進(jìn)行下去。CDK1激酶通過使某些蛋白質(zhì)磷酸化，改變其下游的某些蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)和啟動其功能，實(shí)現(xiàn)其調(diào)控細(xì)胞周期的目的。CDK1激酶催化底物磷酸化有一定的位點(diǎn)特異性。它一般選擇底物中某個特定序列中的某個絲氨酸或蘇氨酸殘基。CDK1激酶可以使許多蛋白質(zhì)磷酸化，其中包括組蛋白H1，核纖層蛋白A、B、C，核仁蛋白等；組蛋白H1磷酸化，促進(jìn)染色體凝集；核纖層蛋白磷酸化，促使核纖層解聚；核仁蛋白磷酸化，促使核仁解體等。六、論述題什么是MPF？如何證明某一細(xì)胞提取液中有MPF？答案要點(diǎn)：又稱促成熟因子或M期促進(jìn)因子，是指存在于成熟卵細(xì)胞的細(xì)胞質(zhì)中，可以誘導(dǎo)卵細(xì)胞成熟的一種活性物質(zhì)。已經(jīng)證明，MPF是一種蛋白激酶，包括兩個亞基即Cdc2蛋白和周期蛋白，當(dāng)二者結(jié)合后表現(xiàn)出蛋白激酶活性，可以使多種蛋白質(zhì)底物磷酸化。 將該細(xì)胞提取液注射到新的未成熟的卵母細(xì)胞中，檢測該卵母細(xì)胞是否能夠被誘導(dǎo)成熟，若能，則證明該細(xì)胞提取液中存在MPF。說明MPF的活化及其在細(xì)胞周期調(diào)控中的作用。答案要點(diǎn)：MPF是由cyclinB和CDK1蛋白結(jié)合而成的二聚體，CDK1在周期中的含量相對穩(wěn)定，cyclinB的含量則出現(xiàn)周期性的變化：一般在G1晚期開始合成，通過S期其含量不斷增加，到達(dá)G2期，其含量達(dá)到最大值。CDK1只有與cyclinB結(jié)合都有可能表現(xiàn)出激酶活性，因此MPF的活性依賴于cyclinB含量的積累。CyclinB合成后與CDK1結(jié)合，CDK1有三個位點(diǎn)被磷酸化（14位的蘇氨酸、15位的酪氨酸、161位的蘇氨酸）后仍不具備激酶活性，此時稱為前體MPF，經(jīng)過14位的蘇氨酸和15位的絲氨酸去磷酸后，MPF才表現(xiàn)出活性。CDK1激酶通過使某些蛋白質(zhì)磷酸化，改變其下游的某些蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)和啟動其功能，實(shí)現(xiàn)其調(diào)控細(xì)胞周期的目的。CDK1激酶催化底物磷酸化有一定的位點(diǎn)特異性。它一般選擇底物中某個特定序列中的某個絲氨酸或蘇氨酸殘基。CDK1激酶可以使許多蛋白質(zhì)磷酸化，其中包括組蛋白H1，核纖層蛋白A、B、C，核仁蛋白等；組蛋白H1磷酸化，促進(jìn)染色體凝集；核纖層蛋白磷酸化，促使核纖層解聚；核仁蛋白磷酸化，促使核仁解體等。試?yán)e人類在研究細(xì)胞周期調(diào)控初期進(jìn)行的一系列重要實(shí)驗。答案要點(diǎn)：染色體的早期凝集：20世紀(jì)70年代初，Johnson和Rao將Hela細(xì)胞的M期細(xì)胞與間期細(xì)胞進(jìn)行融合，可引起間期細(xì)胞核染色質(zhì)凝集，也即染色體早期凝集。說明M期細(xì)胞具有促進(jìn)間期細(xì)胞進(jìn)行分裂的因子，即成熟促進(jìn)因子(MPF)。非洲爪蟾卵母細(xì)胞孕酮刺激實(shí)驗：1971年，Masui和Markert用非洲爪蟾卵為材料進(jìn)行實(shí)驗，發(fā)現(xiàn)在成熟的卵母細(xì)胞的細(xì)胞質(zhì)中，存在可以誘導(dǎo)卵母細(xì)胞成熟的物質(zhì)，他們將這種物質(zhì)稱為促成熟因子，即MPF。MPF的提純工作：1988年Lohka等將MPF進(jìn)行了高度純化，證實(shí)，MPF是p34cdc2和周期蛋白B的復(fù)合物，其中p34cdc2是催化亞基，具有絲/蘇氨酸激酶活性；周期蛋白B是調(diào)節(jié)亞基，具有激活p34cdc2活性等功能。當(dāng)周期蛋白B和p34cdc2結(jié)合并經(jīng)進(jìn)一步活化形成活化的MPF后，細(xì)胞才能從G2期進(jìn)入M期。由此證明，MPF是一種蛋白激酶。p34cdc2激酶的發(fā)現(xiàn)：以L．Hartwell為代表的酵母遺傳學(xué)家，以芽殖酵母和裂殖酵母為實(shí)驗材料，利用溫度敏感突變株，發(fā)現(xiàn)許多與細(xì)胞分裂有關(guān)的基因(cell division cycle gene, CDC)。其中cdc2和cdc28基因最令人矚目。cdc2基因是裂殖酵母細(xì)胞中最重要的基因之一。cdc2處于變異狀態(tài)，細(xì)胞停留在G1/S或G2/M交界處。Cdc2表現(xiàn)出蛋白激酶活性，可使多種蛋白底物磷酸化，在裂殖酵母細(xì)胞周期調(diào)控過程中，起著關(guān)鍵性調(diào)節(jié)作用。cdc28基因是芽殖酵母細(xì)胞中的一個關(guān)鍵基因，cdc28基因突變細(xì)胞或停留在G1/S交界處，或停留在G2/M交界處。Cdc28也是一種蛋白激酶，在G2/M轉(zhuǎn)換過程中起著中心調(diào)節(jié)作用，是Cdc2的同源物。cyclin的發(fā)現(xiàn)在20世紀(jì)80年代初，以Tim Hunt為代表的一些科學(xué)家研究海洋無脊椎動物海膽等胚胎發(fā)育早期卵裂蛋白質(zhì)的合成中，發(fā)現(xiàn)了細(xì)胞周期調(diào)控的另一個重要調(diào)控因子——周期蛋白（cycli