微管是如何组装的,微管具有哪些生物学功能?[华中农业大学2018研]答案: (1)微管的组装 ①成核阶段:微管蛋白二聚体首先纵向聚合形成短的丝状结构,即成核反应。在侧面和两端增加二聚体,大致加宽到13根原丝纤丝时合拢成为一段微管。 ②延伸阶段:新的微管蛋白二聚体不断地组装到这段微管的两端,使之延长。 (2)微管的生物学功能 ①与细胞形态发生和维持、细胞器的分布有关,微管参与包括蛋白质和mRNA在内的各种生物大分子、内质网、高尔基体等细胞器在细胞内的特定的空间分布; ②与神经元的衰老有关,微管参与神经与轴突和树突的生长,当微管结构紊乱时,物质无法运输到轴突末端,神经元的突触结构无法维持,神经元之间的联系中断; ③与物质运输密切有关,细胞内的一些物质是沿着微管运输到细胞各个位置的。解析:空5、论述题(40分,每题5分)1. 动态不稳定性造成微管迅速伸长或缩短。设想一条单一的处于缩短状态的微管: (1)如果要停止缩短并进入伸长状态,其末端必须发生什么变化? (2)发生这一转换后微管蛋白的浓度有什么变化? (3)如果溶液中只有GDP而没有GTP,将会发生什么情况? (4)如果溶液中存在不能被水解的GTP类似物,将会发生什么情况?答案: (1)由于失去了GTP帽,即末端的微管蛋白亚基都以结合GDP的形式存在,微管因而缩短。溶液中带有GTP的微管蛋白亚基仍会添加到末端,但是寿命很短,因为GTP可能被水解,或者围绕着的微管解体使其脱落下来。但是如果足够的带有GTP的亚基以足够快的速度添加上去并覆盖了微管末端带有GDP的微管蛋白亚基,这时可产生一个新的GTP帽,微管就可重新开始生长。 (2)当微管蛋白浓度较高时,GTP亚基的添加速率会比较高,因而缩短微管转变为增长微管的频率也会随微管蛋白浓度的升高而增加。这种调节机制使该系统达到自主平衡:较多微管的缩短可造成高浓度的游离微管蛋白,转为增长的微管也就增多;反之,增长的微管多了,游离微管蛋白浓度下降从而GTP亚基的添加速率也下降,在某些部位GTP水解的速率会超过添加速率,造成GTP帽破坏,微管又开始进入缩短状态。 (3)如果只有GDP存在,微管会持续短缩,并最终消失,因为结合有GDP的微管蛋白二聚体之间的亲和力十分低,不可能被稳定地添加到微管上。 (4)如果有GTP存在但不能被水解,那么微管将持续增长,直到所有游离的微管蛋白亚基被消耗完为止。解析:空2. 试述调控细胞周期的因素及分选机制。答案: 细胞增殖是一个多阶段,多因子参与的高低精确有序的活动过程,而这个过程是由不同基因严格按照时间顺序表达的结果,也是基因与环境因素相互作用的结果。细胞周期的调控严格有序、极其复杂的过程,涉及多个因子在多个层次上的作用,这些因子通常在细胞周期某个特定时期(调控点)起作用。 (1)细胞周期蛋白(cyclin)家族和细胞周期蛋白依赖激酶:cyclin家族有cyclinA、B、C、D、E、F、G、 H等。CdK家族有CdK1、CdK2、CdK3、CdK4、CdK5等。CdK与cyclin结合形成的复合物可参与磷酸化多种蛋白质,这些磷酸化蛋白在细胞周期中对DNA复制和有丝分裂事件起重要调节作用。 (2)促成熟因子(MPF)是一种在G2期合成能促进M期启动的调控因子。 (3)生长因子是一类与细胞膜上特异受体结合以调节细胞周期的多肽类物质,可来自细胞的自分泌或旁分泌。这些因子与其他受体结合后,通过信号传导途径,激活细胞内多种蛋白激酶,最终引起与细胞周期相关的蛋白质表达的改变进而调节细胞周期。 (4)抑素是一类细胞自身产生的对细胞周期过程有抑制作用的糖蛋白。 (5)RNA剪接因子SR蛋白及SR蛋白的特异性激酶。 (6)癌基因与抑癌基因:在一些逆转录病毒的基因组中,存在一些DNA序列,可促进细胞无限增殖而癌变,这些序列被称为病毒癌基因;许多细胞癌基因可编码一些生长因子受体。通过与生长因子结合参与细胞周期的调控或者癌基因产物直接参与细胞内信号传导进而参与细胞周期的调控;抑癌基因:正常细胞内,一类能抑制细胞恶性增殖的基因,称为抑癌基因,如Rb基因、p53基因等。解析:空3. 说明内膜系统的形成对于细胞的生命活动具有哪些重要意义。答案: 内膜系统是指真核细胞所特有的,主要包括内质网、高尔基体、溶酶体、胞内体和分泌泡的一种膜系统。内膜系统中的膜是相互流动的,处于动态平衡,在功能上相互协同。内膜系统的形成对于细胞的生命活动至少有以下六方面的意义。 (1)内膜系统中各细胞器膜结构的合成和装配是统一进行的,这不仅提高了合成的效率,更重要的是保证了膜结构的一致性,特别是保证了膜蛋白在这些膜结构中方向的一致性。 (2)内膜系统在细胞内形成了一些特定的功能区域和微环境,如酶系统的隔离与衔接,细胞内不同区域形成pH差异,离子浓度的维持,扩散屏障和膜电位的建立等,以便在蛋白质、脂类、糖类的合成代谢、加工修饰、浓缩过程中完成其特定的功能。 (3)内膜系统通过小泡分泌的方式完成膜的流动和特定功能蛋白的定向运输,这不仅保证了内膜系统中各细胞器的膜结构的更新,更重要的是保证了一些具有杀伤性的酶类在运输过程中的安全,并能准确迅速地到达作用部位。 (4)细胞内的许多酶反应是在膜上进行的,内膜系统的形成,使这些酶反应互不干扰。 (5)扩大了表面积,提高了表面积与体积的比值。 (6)区室的形成,相对提高了重要分子的浓度,提高了反应效率。解析:空4. 染色质可发生哪些修饰而影响染色质的活性?答案: (1)组蛋白的修饰,组蛋白可发生磷酸化、甲基化、乙酰化和ADP糖基化修饰。 ①组蛋白修饰改变染色质的结构,直接影响转录活性; ②使核小体自身发生改变间接影响转录活性。 例如,在组蛋白乙酰转移酶的作用下,将乙酰CoA的乙酰基团转移到组蛋白特异的赖氨酸残基上。有利于转录调控因子与DNA的结合,使基因的转录活性提高。发生在有丝分裂期的组蛋白H1的磷酸化导致对DNA的亲和性下降和染色质结构疏松,直接影响染色质活性。 (2)DNA修饰,染色质基因的活化与DNA甲基化状态密切相关。如果DNA相应位点发生甲基化可导致特异基因的转录失活,而降低DNA甲基化水平,钝化的基因可以重新被活化。解析:空5. 细胞增殖有哪几种方式?各有什么特点?答案: 细胞增殖有减数分裂、有丝分裂和无丝分裂3中形式。 (1)减数分裂和有丝分裂的特点如下表所示。 表 减数分裂和有丝分裂的特点 (2)无丝分裂的特点 在原核生物中只进行无丝分裂,相比起减数分裂和有丝分裂,无丝分裂比较简单。 ①由于原核生物无核膜核仁,故无丝分裂不存在核膜和核仁消失的现象。 ②无丝分裂过程中不出现纺锤体。 ③由于原核生物无染色体,故不存在减数分裂和有丝分裂过程中的染色质复制、染色体出现和着丝粒分裂现象。 ④无丝分裂的作用是实现生物个体的繁殖。解析:空6. 如何理解“被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: “被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”主要是从创造差异对细胞生命活动的意义方面来理解的。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。这种运输对于细胞和细胞器的正常功能来说能起三个重要作用: (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H+、Ca2+和K+的浓度。概括地说,主动运输主要是维持细胞内环境的稳定,以及在各种不同的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。9. 溶酶体中成熟的水解酶分子带有独特的标记——甘露糖6磷酸(M6P),它是溶酶体水解酶分选的重要识别信号。( )答案:错误解析:前半句错误,溶酶体中成熟的溶酶体已经被去磷酸化,不具有M6P标志。在高尔基体M6P是溶酶体水解酶分选的重要识别信号。10. 所谓Hayrick界限就是指细胞分化的极限。( )答案:错误解析:Hayrick界限是指正常的体外培养的细胞寿命不是无限的,而只能进行有限系数的增殖,即细胞分裂的极限。11. 植物细胞、真菌和细菌的质膜上既有钠钾泵,又有H+泵。( )答案:错误解析:Na+K+泵实际上就是Na+K+ATP酶,存在于动植物细胞质膜上,真菌和细菌的质膜上没有钠钾泵。12. 核糖体是由单层膜包裹的胞质细胞器。( )答案:错误解析:核糖体是细胞质里的细胞器,但它们并不是被包在膜里。13. 膜蛋白的跨膜区均呈α螺旋结构。( )答案:错误解析:膜蛋白的跨膜区不仅有α螺旋结构域,还有β折叠片层等。14. 肌肉的收缩是细肌丝收缩的结果。( )答案:错误解析:肌肉的收缩是粗肌丝和细肌丝相对滑动的结果。15. 所有的受体都是跨膜蛋白质。( )答案:错误解析:细胞表面的受体多为跨膜糖蛋白,但细胞内的受体如基因调控蛋白等不一定是。16. 膜泡转移不仅沿内质网→高尔基体方向进行顺行转运,也可沿反方向逆行转运。( )答案:正确解析:COPⅠ有被小泡便能进行两个方向的转运。.