1、問答題I.細胞分裂間期的各時期發生有哪些主要事件？2?請簡述 P53蛋白在G期調控中的作用機制與意義。.簡述基因表達的調控機制。.試述細胞進入M期的調控。.細胞增殖的調控因素有哪些？它們是如何調控細胞增殖的。.細胞周期調控蛋白有哪幾種？它們在細胞周期調控中是如何發揮其功能的?.簡述Cyclin-Cdk的組成與作用？8?什么是成熟促進因子MPF有何作用？.細胞周期中有哪些主要檢查點？細胞周期檢查點的生理作用是什么？.何謂細胞周期檢查點？它有何作用？.簡述分化細胞的特點。.為什么說細胞分化是基因選擇性表達的結果？.什么是基因的差別表達？在細胞分化中有什么作用？.什么是細胞決定？與細胞分化的尖系如何

2、 ？.以血細胞為例，簡要說明細胞分化潛能的變化。參考答案問答題.細胞分裂間期的各時期發生有哪些主要事件？細胞增殖周期是細胞從一次分裂結束開始，到下一次分裂終了所經歷的全過程，可分為間期和分裂期。與分裂期細胞的急劇而明顯的形態變化相比，間期細胞的形態變化不明顯，但其間進行著比較復雜的化學變化。間期細胞最顯著的特征就是進行DNA的復制，其次就是進行RNA和蛋白質的合成。根據 DNA的合成情況，又可把間期分為DNA合成前期（G期）、DNA合成期（S期）、DNA合成后期（G2期）。其中G期非常重要，G期的限制點（R點）是控制細胞增殖的尖鍵， 決定了細胞的3種不同命運：繼續增殖細胞，細胞通過R點，連續進

3、行增殖，始終保持旺盛的增殖活性，能量代謝和物質代謝水平高，對外界信號高度敏感，分化程度低，周期時間較為恒定；暫不增殖細胞，細胞長時間地停留在G期，合成大量特異性的 RNA和蛋白質，在結構和功能上發生分化。隨后，代謝活性下降，處于細胞增殖的靜止狀態（G,期），但并沒有喪失增殖的能力，在適宜的條件下被激活成增殖狀態；不再增殖細胞，細胞喪失了增殖能力，始終停留在G期，結構和功能上發生高度分化，直至衰老死亡。細胞越過R點后，就加速合成 DNA復制所必須的各種前體物質和酶，同時，DNA解旋酶和DNA合成啟動因子也急劇增加，為進入 S期DNA復制作準備。S期最主要的特點是 DNA復制和組蛋白、非組蛋白等染

4、色體組成蛋白質的合成，通過DNA復制精確地將遺傳物質傳遞給M期分裂的子細胞，保證遺傳性狀的穩定性。因此， S期是整個細胞周期中最尖鍵的階段。G2期中加速合成RNA和蛋白質，其中最主要的是合成有絲分裂因子和微管蛋白等有絲分裂器的組分，另外細胞成分如磷脂的合成增加并進行ATP能量的積累，為有絲分裂進行物質和能量準備?？偠灾薪z分裂間期主要是細胞積累物質的生長過程，只有緩慢的體積增加，形態上看不到明顯的變化，但其間進行著旺盛的細胞代謝反應，進行DNA的復制、RNA和蛋白質的合成，為有絲分裂作準備。.請簡述P53蛋白在G期調控中的作用機制與意義。G1期是從分裂完成到DNA復制前的時期，又叫合成前期

5、。合成rRNA、蛋白質、脂類和糖類。在末期，DNA合成酶活性增加。G期非常重要，存在于G1晚期的G1/S檢查點是控制細胞增殖的尖鍵，在酵母中稱start點，在哺乳動物中稱 R點（restriction poi nt ）,控制細胞由靜止狀態的G1進入DNA合成期，相尖的事件包括：DNA是否損傷？細胞外環境是否適宜？細胞體積是否足夠大?在G1期檢查點監視到DNA損傷時，損傷修復機制使p53蛋白被磷酸化而激活活化的 p53作為轉 錄激活因子誘導Cdk抑制因子p21的表達，p21結合G1/S-Cdk和S-Cdk抑制它們的活性，從而使細胞周期阻斷，待損傷DNA修復后繼續，從而防止損傷的DNA進行復制和產

6、生基因突變或重排現象。如果修復失敗，P53蛋白引發細胞凋亡。抑癌基因 p53的表達產物對細胞周期起負控作用，是細胞周期正常 運轉所必需的，避免帶有受損 DNA的細胞分裂，能抑制腫瘤的發生，是基因組的保護神。.簡述基因表達的調控機制。真核細胞表達調控是多極調控系統，主要發生在三個彼此相對獨立的水平上。轉錄水平的調控，決定某 個 基因是否會被轉錄，并決定轉錄的頻率。真核細胞在特定時間通過差別基因轉錄選擇性地合成蛋白質，轉錄水平的調控包括轉錄的激活和轉錄的阻抑，既與順式調控元件有尖，又與反是作用因子有尖。加工水平的調控，決定初始 mRNA專錄物被加工為能翻譯成多肽的信使RNA的途徑，選擇性剪接是一種

7、廣泛存在的 RNA加工機制，通過這種方式，一個基因能編碼兩個或多個相尖蛋白質，產生蛋 白質多樣性，這是在RNA加工水平上調節基因表達的重要方式。翻譯水平的調控，決定某種 mRNA!否真正得到翻譯，如果能得到翻譯，還決定翻譯的頻率和時間的長短。翻譯水平的調控機制，一般都是通過細胞質中特異的mRNA和多種蛋白質之間的相互作用來實現的。涉及到 mRNA勺細胞質定位，mRN翻譯的調控和 mRNA急定性的調控等。4?試述細胞進入M期的調控。M期細胞發生序列形態結構的變化，分為前期、前中期、中期、后期、末期五個時期。每個時期都發生 著特定的事件。M期有雙重任務，既要把一個細胞分成兩個子細胞，又要將兩套染色

8、體準確均等地進行分配。真核生物的G2/M的轉換實際上就是 MPF的完全激活。CDK1激酶的激活首先是 CDK要和周期蛋白cycli nB結合形成復合體，形成的是無活性的 MPF然后在 激酶weel、mikl激酶和CDK激酶彳W化CDK的第14位的蘇氨酸（Thr） 第十五位的酪氨酸（TyQ 和第161位 的蘇氨酸（Thr161）磷酸化。但此時的CDK仍不表現激酶活性（成為前體MPF。然后，CDK在磷酸酶Cdc25c的 催化下，其Th嚴和口嚴去磷酸化，才能表現出激酶活性。MPF可使許多蛋白磷酸化，其中包括組蛋白H1、核纖層蛋白A B、C,核仁蛋白、P60csi3 C-abl 等。組蛋白H1磷酸化，

9、促進染色體凝集，核纖層蛋白磷酸化，促進核纖層解體，核膜破裂，核仁蛋白磷酸 化，核仁解體，P60 csrc蛋白磷酸化，促使細胞骨架重排，C-abl蛋白磷酸化，促使調整細胞形態等。細胞分裂運轉到中期后，M期周期蛋白迅速降解,CDK1激酶活性喪失，上述被 CDK1激酶磷酸化的 蛋 白去磷酸化，細胞周期便從中期向后期轉化。.細胞增殖的調控因素有哪些？它們是如何調控細胞增殖的細胞周期是高度準確和有組織的時序調控過程。細胞周期的調控可分為外源和內源性調控，外源性調控主要是細胞因子以及其它外界刺激引起；內源性調控主要是通過Cyclin CDK-CDI的網絡調控來實現。該過程一方面依賴于細胞內部由 CdK激酶

10、(cyclin-dependent kinase)和周期蛋白(cyclin )為中心的 引擎分子周期變化所誘發的一系列事件的順序發生，以及與細胞周期有尖的基因之有序表達，從而使細胞周期 能嚴格按照GITST G2八M順序循環進行。細胞周期過程受內外環境因素調節，生長因子或激素，可以作為信號分子與細胞內受體結合，通過信號傳遞系統將調控信息傳遞并影響細胞核內相笑轉錄因子和細胞周期調控蛋白，從而影響細胞周期。還有不少其他因素參與細胞周期調控，其中最為重要的一類因素為癌基因和抑癌基因。癌基因和抑癌基因均是細胞生命活動所必需的基因，其表達產物對細胞增殖和分化起著重要的調控作用。癌基因非正常表達可導致細胞

11、轉化，增殖過程異常，甚至癌變。細胞和機體外界因素對細胞周期也有重要影響，如離子輻射、化學物質作用、病毒感染、溫度變化、pH變化等。細胞增殖過程中，細胞內出現了一系列結構功能的變化。細胞增殖是多階段、多因子參與的精確、有序的調節過程，增殖調控的紊亂引起細胞增殖、分化異常，發生癌變，甚至死亡。.細胞周期調控蛋白有哪幾種？它們在細胞周期調控中是如何發揮 其功 能的？細胞周期調控蛋白有三類：Cdk分子、細胞周期蛋白、Cdk抑制因子Cdk分子的含量在整個細胞周期中比較恒定。Cdk具有激酶活性位點，但其本身沒有激酶活性。只有在與特定的cyclin分子結合后，同時其分子內某些氨基酸位點處于正確的磷酸化狀態時

12、，CDK分子才有活性。細胞周期蛋白(Cyclin )含量呈周期性變化，能與CDK結合，使CDK磷酸化和活化的蛋白，包括 G1、G1/S、S和M期細胞周期蛋白。Cdk抑制因子(CDK inhibitor, CKI )抑制CDK的激酶活性，阻斷或延遲細胞周期的運行細胞周期的調控可分為外源和內源性調控，外源性調控主要是細胞因子以及其它外界刺激引起；內源性調控主要是通過Cyclin -CDK-CDI的網絡調控來實現。各種細胞周期蛋白隨特定細胞時相而出現：G1早期，cyclinD表達并與CDK2或CDK4結合，成為始動細胞周期的啟動子；G1晚期、進入S早期后cyclinE表達，并與CDK2結合、推動細胞

13、進入S期；進入S期后，cyclin A表達，cyclinD、cyclin E降解；S晚期、 G2早期，cycllin A、cyclin B表達，并與cdc2結合，促進細胞進入 M期。7?簡述Cyclin-Cdk的組成與作用？由周期蛋白依賴激 B( cyclin-dependent Kinase , Cdk) 與細胞周期蛋白(cyclin )結合形成的Cyclin- Cdk 復合物，Cdk與周期蛋白結合后，再經過一定的程序被激活，便可磷酸化多種蛋白質，通過這些磷酸化蛋白在細胞周期周期中DNA復制和有絲分裂事件中起重要調節作用。Cyclin-Cdk復合物在細胞周期調控中起核心、作用，不同類型的周期

14、蛋白與不同的Cdk結合，對細胞周期 不同時期進行調節，從而使細胞周期能嚴格按照GUST GA M順序循環進行。在真核細胞的細胞周期有3種類型CDK : G1期、S期和M期CDK復合物。細胞被激活進入細胞周期 TGICDK復合物表達T誘導S期CDK抑制物降解，激活S期CDK復合物T將DNA預復制物中蛋白質的調節位點磷酸化 T激活DNA預復制物，阻止新預復制復合物形成T DNA復制T激活M期CDK復合物T誘導染色體凝聚、核膜解體、紡錘體裝配 ，激活后期啟動復合物T使后期抑制物降解，細胞從M期轉到后期T APC誘導M期周期蛋白降解T M期CDK活性降低T染色體去凝聚、核膜重建形成兩個子細胞。8?什么

15、是成熟促進因子MPF有何作用？MPF即卵細胞促成熟因子，或細胞促分裂因子，或M期促進因子。MPF的研究是從上世紀70年代就開始的。MPF是由兩個亞單位組成的二聚體。其中一個是催化亞基，是細胞周期蛋白依賴性激酶 CDK1 (P34 cdc2 )。另一個亞單位是細胞周期蛋白BoCDK1 (P34 cdc2)具激酶活性，含量恒定，可催化不同底物磷酸化。需與CyclinB結合才能被激活。CyclinB是MPF的調節亞基，含量呈周期性變化，一般在 G1晚期開始合成，通過S期其含量不斷 增加，到達G2期，其含量達到最大值。CyclinB具有調節P34 cde2的活性和選擇激酶底物的作用。激活的CDK1可將

16、靶蛋白磷酸化而產生相應的生理效應，如組蛋白H1、核纖層蛋白、微管蛋白等，H1組蛋白的磷酸化可參于有絲分裂的啟動和染色質的凝集。核纖層蛋白的磷酸化可引起核纖層 的解體，核膜的破裂。這些效應進而促進細胞通過G2/M期及完成M期過程。.細胞周期中有哪些主要檢查點？細胞周期檢查點的生理作用是什么？細胞要分裂，須正確復制 DNA和達到一定體積，在獲得足夠物質支持前，細胞不能進行分裂。細胞周 期 的運行，是在一系列稱為細胞周期檢查點 (cell cycle checkpoint )的嚴格監控下進行的，當 DNA發生損 傷，復 制不完全或紡錘體形成不正常，周期將被阻斷。細胞周期檢查點是細胞周期調控的一種機制

17、，主要是確保周期每一時相事件的有序、全部完成并與外界環境因素相聯系。細胞周期檢查點主要有：G1檢查點：存在于G1晚期，在酵母中稱start點，在哺乳動物中稱R點(restriction point),控制細胞由靜止狀態的 G1進入DNA合 成期相尖的事件包括：DNA是否損傷？細胞外環境是否適宜？細胞體積是否足夠大？G2或G2/M檢查點：是決定細胞一分為二的控制點，相尖的事件包括：DNA是否損傷？細胞體積 是否足夠大？DNA復制檢查點(S檢查點)：DNA復制是否完成？有絲分裂期中期檢查點(紡錘體組裝檢查點)：任何一個著絲點沒有正確連接到紡錘體上，都會抑制APC的活性，引起細胞周期中斷。通過細胞周

18、期檢查點的調控使細胞周期能正常動轉，從而保證了遺傳物質能精確地均等分配，產生具有正常遺 傳性能和生理功能的子代細胞，如果上述檢驗點調控作用丟失，就會導致基因突變、重排，使細胞遺傳性能紊亂，增殖、分化異常，細胞癌變甚至死亡。.何謂細胞周期檢查點？它有何作用?細胞周期運轉是十分有序的，沿著 G1T S TG2T M 的順序進行，這是與細胞周期進行有尖的基因有序表 達 的結果。這些基因的有序表達是受周期中一些檢查點調節的，其作用于細胞周期轉換程序的調控通路，保證細胞周期中尖鍵事件高度準確地完成。細胞周期檢查點受一系列特異或非特異環境信號的影響，從分子水平看是基于一些基因及其產物對外界 信號的反應。因

19、而有人提出檢驗電視信號轉導通路，可能也包含有起始信號、感受因子、轉導因子和效應因子等。細胞周期檢查點普遍存在于高等真核生物和酵母中。許多檢查點通路最初是通過分析酵母中Cdc突變株鑒定出來的。如存在于酵母細胞中 DNA合成開始前的啟動點和高等真核生物 G1期中的R點或限制點、DNA損 傷檢查點、DNA復制檢查點、G2/M檢驗點、M中期至M后期即紡錘體組裝檢查點等。這些檢查點監視和調控周期時相正常轉換與按順序嚴格地進行。如當細胞DNA損傷時，DNA損傷檢查點檢測到DNA損傷即產生信號將細胞周期阻斷在 G1期或G2 期，誘導修復基因的轉錄等。如 DNA損傷未修復前就不能從 G1期進入S期和從G2期進

20、入M期。從而防止 了由于損傷的堿基的拷貝所引起的基因突變和損傷DNA的復制引起的染色體高頻率重排。在哺乳動物中P53和CDK抑制因子p21等在DNA損傷檢驗點起作用。又如，當細胞從M期進入后期時，正常的染色單體分離是需要建立在完成M期的一系列事件的基礎上 TOC o 1-5 h z 的，如兩極的紡錘絲正確組裝、染色體通過動粒附著在紡錘體上、正確附著的染色體不許排列在赤道板上等。當上述過程未正確完成前如紡錘體組裝異常等，則可通過紡錘體組裝檢查點發揮作用，影響染色單體的分離，導致細胞不能進入后期，在此過程中，紡錘體組裝中一些組分可能在該檢查點中作為信號而被感受。因此不難看出，通過上述各個檢查點保證

21、了產生具有正常遺傳性能和生理功能的子細胞，如果這些調控途經異常，周期不能正常運轉和喪失周期尖鍵事件的忠實性，從而導致遺傳性能紊亂、增殖分化異常和細胞癌變，甚至導致死亡。.簡述分化細胞的特點。個體中所有不同種類的細胞都是來自共同的母細胞一一受精卵，它們的遺傳物質完全相同，也就是說，它們的遺傳背影完全一樣。分化細胞彼此之間在形態、結構、功能方面的不同是由于其擁有不同的蛋白質所致。如人的紅細胞形似小圓碟，無核，其功能是運輸氧氣和二氧化碳，細胞內有血紅蛋白。而平滑肌細胞呈菱形，其功能是收縮，其原因是肌細胞合成了肌動蛋白、肌球蛋白。穩定性。細胞分化中最顯著的特點是分化狀態的穩定性。在正常生理狀態下，細胞

22、分化的狀態一旦確定，將終身不變，既不能逆轉也不能互變。如神經元細胞和骨骼肌細胞在機體的整個生命過程中始終保持著穩定分化狀態；黑色素細胞在體外培養30多代后仍能合成黑色素顆粒。大多數細胞以結合成組織和器官的形式存在，因而細胞的形狀一般與其存在的部位和行使的功能有尖有尖 可逆性。雖然細胞分化是一種相對穩定和持久的過程，但在一定條件下，細胞分化又是可逆的這是因為分化細胞保持有全部基因組，所以可以通過適當條件去分化。而分化的可逆性是有條件的，首先 細胞 核需處于有利分化細胞逆轉的特定環境中；其次分化的逆轉只發生在于具有增殖能力的組織中；其三分 化能力 的逆轉必須具有相應的遺傳物質基礎，去核的細胞不能分

23、裂，也談不上去分化了。教材P247細胞分化的基本特征細胞分化是一種普遍的生命現象。在生物的整個發育過程中均有細胞分化活動，但胚胎期是最重要的細胞分化時期。此時細胞分化不僅表現得十分明顯，而且異常迅速。在成體動物體中，仍能產生新的分化細胞，在各種組織中都保留了一部分未分化的干細胞，作為分化細胞的預備隊，由它們產生子細胞來替代衰老死亡的細胞使組織不斷地得到更新。細胞形態結構出現穩定性差異在正常生理狀態下，細胞分化的狀態一旦確定，將終身不變，既不能逆轉也不能互變。如神經元細胞和 骨骼肌細胞在機體的整個生命過程中始終保持著穩定分化狀態；黑色素細胞在體外培養30多代后仍能合成黑色素顆粒。大多數細胞以結合

24、成組織和器官的形式存在，因而細胞的形狀一 般 與其存在的部位和行使的功能有尖。細胞分化的時空性多細胞生物既有時間上的分化，又有空間上的分化。在個體發育的過程中，細胞數目大量增加，分化程度也越來越復雜，細胞間的差異也越來越大，而且同一個體的細胞由于所處位置不同，而在細胞間出現功能分工，頭與尾、背與腹、內與外等不同空間的細胞會出現明顯的差別。在不同的發育階段，一個細胞可以有不同的形態和功能，這是時間上的分化。單細胞生物只有時間上的分化。多細胞生物既有時間上的分化，又有空間上的分化。分化的時空差異為形成各異的多種組織和器官提供了基礎。（三）細胞分化的可逆性分化細胞可以在特定條件的誘導下失去特有的結構

25、和功能，而變成具有未分化細胞特征，即去分化 （dedifferentiation ）,也稱脫分化，是細胞分化的一種可逆現象。在細胞工程中，可以采用人工的方法進行誘導去分化，如用激素等。在近年研究中 ，還發現了一種轉分化（transdifferentiation ）現象，它是指從一種特 化的細胞類型轉變成為另一種類型的分化細胞的現象。（四）個體發育中細胞分化的潛能性.細胞的發育潛能在發育過程中逐漸變窄.細胞生理狀態隨分化水平而變化.分化細胞核的全能性12.為什么說細胞分化是基因選擇性表達的結果?12.為什么說細胞分化是基因選擇性表達的結果?細胞分化是結構和功能發生差異的過程，而結構和功能是由蛋白

26、質所體現出來的，所以細胞分化的實質是細胞發育過程中特異蛋白質的合成，分化的過程就是產生新的專一的結構蛋白和功能蛋白的過程，如肌細胞和紅細胞同是來自中胚層，后來它們在結構和功能上發生分工，紅細胞合成血紅蛋白，而肌細胞合成肌動蛋白和肌球蛋白；蛋白質又是通過承繼DNA遺傳信息的mRN/翻譯而來，所以細胞分化的實質在于基因選擇性的表達。.什么是基因的差別表達？在細胞分化中有什么作用？分化的細胞雖然保留了全套的遺傳信息，但只有某些基因得到表達，即細胞分化主要是組織特異性基因中某些種(或某些)特定基因的選擇性表達的結果，這些蛋白和分化細胞的特異性狀密切相 尖，但不是細胞基本生命活動必不可少的。研究證明，細胞分化是奢侈基因按一定順序表達的結果，表達的基因數約占基因總數的5%? 10