细胞生物学（第4版）辅导与习题集（翟中和第四版同步考研辅导） 9787564329662

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 生物科学的发展可以划分为三个主要的阶段： 
阶段:19世纪以及更早的时期，是以形态描述为主的生物科学时期。
第二阶段:20世纪前半个世纪袁主要是实验生物学时期。

第三阶段:从20世纪50年代以来，由于DNA双螺旋的发现与中心法则的建立，开始进人精细定性与 定量的生物学时期。细胞学的发展史和细胞生物学学科的建立与发展，大致是符合这一历史进程的。

(一)细胞的发现

英国学者胡克于1665年制造了台有科研价值的显微镜，次描述了植物细胞的构造，细胞的 发现是在1665年。1677—1683年，荷兰人列文虎克用自己设计的显微镜次观察到活细胞。

( 二）细胞学说的建立及其意义

建立院1838—1839年德国植物学家施莱登和动物学家施旺提出院一切植物、动物都是由细胞组成的，细 胞是一切动植物体的基本单位，这就是著名的“细胞学说”。
施莱登和施旺的细胞学说主要有三个方面的内容院①细胞是有机体。一切动植物都是由细胞发育而 成，并由细胞和细胞产物所构成，动植物的结构有显著的一致性。②每个细胞作为一个相对独立的基本单 位，既有它们“自己的”生命，又与其他细胞协调地集合，构成生命的整体，按共同的规律发育，有共同的生 命过程。③新的细胞可以通过已存在的细胞繁殖产生。
(三）细胞学的经典时期
①原生质理论的提出曰
②细胞分裂的研究；
③细胞器的发现。
(四）实验细胞学与细胞学的分支及其发展
①细胞遗传学的发展；
②细胞生理学的发展；
③细胞化学。
(五）细胞生物学学科的形成与发展
①20世纪50耀60年代:生物化学与细胞学相互渗透与结合，人们对细胞结构与功能相结合的研究水平 达到前所未有的高度。细胞生物学是20世纪60年代出现的，它的研究内容在全新的高度上进行了拓展。
②20世纪70年代：科学家将分子生物学的概念与技术引人细胞学，为细胞生物学这门学科的后形 成与建立创造了全新的局面。
③20世纪80年代院细胞生物学的发展方向为细胞的分子生物学，在分子水平上探索细胞的基本生命 活动规律。
银目前细胞生物学研究的基本特点和趋势可归纳为：
①细胞的结构与功能到细胞生命活动。细胞生命活动的研究，将进一步加深对细胞结构与功能的了 解;②细胞中单一基因与蛋白到基因组与蛋白组及其在细胞生命活动中的协同作用，特别是复合体的相 互作用;③细胞信号转导途径到信号调控网络;④体外研究到体内研究;⑤静态研究到活细胞的动态研 究;⑥实验室研究为主到计算生物学更多地介人并与之结合;⑦细胞生物学与生物学其他学科的渗透到 与数学、物理、化学及纳米科学的交叉。

(六）细胞生物学的主要学术组织、学术刊物与教科书（见教材）

&名词术语
1. 细胞学(cytology):研究细胞的形态、结构和功能与细胞的生理、生长、分化、遗传、进化间相关联的 生物学的一个分支学科。主要指对细胞形态(特别是染色体形态）的观察。
2. 细胞生物学(cell biology)院研究细胞结构、功能及生活史的一门科学。现代细胞生物学从显微水平、 超微水平和分子水平等不同层次研究细胞的结构、功能及生命活动。

3. 细胞形态学(cytomorphology)院细胞生物学重要的分支学科之一。主要研究细胞的形态、结构及其在 生命活动中的变化规律等，是细胞生物学领域经典的分支学科。
4. 细胞遗传学(cytogenetics):遗传学和细胞学结合建立了细胞遗传学，主要是从细胞学的角度，特别 是从染色体的结构和功能，以及染色体和其他细胞器的关系来研究遗传现象，阐明遗传和变异的机制。
5. 细胞生理学(cytophysiology):细胞学同生理学结合建立了细胞生理学，主要研究内容包括细胞从周 围环境中摄取营养的能力、代谢功能、能量的获取、生长、发育与繁殖机理，以及细胞受环境的影响而产生 适应性和运动性的活动。细胞的离体培养技术对细胞生理学的研究具有巨大贡献。
6分子细胞生物学（Molecular biology of the cell)：以细胞为对象，主要在分子水平上研究细胞
命活 动的分子机制，即研究细胞器、生物大分子与生命活动现象之间的变化发展过程，研究它们之间的相互关 系，以及它们与环境之间的相互关系。
7细胞生物学(medical cell biology):以人体细胞为主要研究对象，探索其生长、发育、增殖
遗传、变异、衰老、死亡以及细胞结构与功能的异常跟人类疾病之间关系的学科。

&课后习题详解
1. 简述p34…/cyclin B蛋白激酶的发现过程。
1970年,R. T. Johnson和P. N. Rao发现将M期细胞与其他间期细胞融合,可诱导间期细胞染色质 提前凝集成染色体，提示在M期细胞内可能存在一种诱导染色体凝缩的因子，称为细胞有丝分裂促进因 子。1971年，Y. Masui和C. L. Markert用非洲爪蟾卵做实验，明确提出了 MPF这一概念。1988年，Lohka等 人从非洲爪蟾卵中分离出了微克级纯化的MPF，证明其含p32和p45两种蛋白质，表现出蛋白激酶活性。
L. Hartwell等获得了数十个芽殖酵母温度敏感型突变株，发现在限定温度下失去正常分裂繁殖能力的 现象是由于基因发生突变而引起的。Paul Nurse以裂殖酵母为材料发现，糟凿糟2基因突变导致细胞停留在 G/M期的交界处。糟凿糟2基因的表达产物相对分子质量为34 kDa，与其他蛋白质结合后具有激酶活性，能 为MPF的p32抗体识别，能增强MPF活性，表明其为p32同源物。1983年，Timothy Hunt首次发现海胆卵 受精后，在其卵裂过程中两种蛋白质的含量随细胞周期剧烈变化，分别命名为cyclin A和Cyclin B。后来证明酵母的p56糟凿糟13为cyclin B的同源物。至此，酵母的MPF蛋白也被确定了。

综上所述，上述发现遵循了从现象到本质，带着问题找答案的科学研究方法。爪蟾卵细胞MPF的发 现极大地推动了酵母MPF的研究。目前同源物的鉴定是分子生物学的重要研究内容之一。

2. 细胞周期中有哪些主要检验点,各起何作用？
徵细胞周期中主要检验点有以下四个：
①G/S检验点:在酵母中称为start点，在哺乳动物中称R点。DNA是否损伤？细胞外环境是否适 宜？ 细胞体积是否足够大？
②S期检验点:DNA复制是否完成？
③G/M检验点:DNA是否损伤？细胞体积是否足够大？

④中-后期检验点:纺锤体组装检验点。

3. 举例说明CDK在细胞周期中是如何执行调节功能的。
细胞周期调控包括正调控、负调控和信号反应。CDK是正调控因子,它是细胞沿周期运行的引擎 蛋白。以MPF为例阐述CDK在细胞周期中的调节功能。
MPF是一种使多种底物蛋白磷酸化的蛋白激酶，由M期cyclin - CDK——细胞周期依赖性蛋白激酶 形成的复合物。该复合物MPF = CDKl = p34糟凿糟2 周期蛋白B(p34糟凿糟2 cyclin B)。CDKl活性首先依赖于周 期蛋白B含量的积累。周期蛋白B —般在郧期的晚期开始合成，通过S期，其含量不断增加，到达G圆期， 其含量达到值，MPF的活性随cyclin B浓度变化而变化。MPF的活化还受到激酶与磷酸酶的调节。 活化的MPF可使更多的MPF活化。随周期蛋自B含量达到一定程度，CDKl活性开始出现。到G圆期晚期 阶段，CDKl(MPF)活性达到值并一直维持到M期的中期阶段。活化的MPF促使分裂期细胞在分裂 前期执行下列生化事件：
①染色质开始浓缩形成有丝分裂染色体；
②细胞骨架解聚，有丝分裂纺锤体开始装配；
③高尔基复合体、内质网等细胞器解体，形成小的膜泡。

在有丝分裂的后期，活化的后期促进因子APC主要介导两类蛋白质降解:后期抑制因子和有丝分裂 周期蛋白。前者维持姐妹染色单体粘连，抑制后期启动;后者的降解意味着MPF失去活性，有丝分裂即将 结束，即染色体开始去凝集，核膜重建。

4. 说明癌症的发生与癌基因和抑癌基因的关系。为什么抑癌基因突变在细胞水平上是隐性的,却表 现为典型的显性孟德尔遗传？
徵癌症的发生涉及多种基因和基因以外的变化,单独一种基因的突变不足以致癌,多种基因变化的 积累才能引起控制细胞生长和分化的机制紊乱，使细胞的增生失控而癌变。在这些基因的变化中常发 生的两类基因的异常变化是癌基因及抑癌基因（也称为肿瘤抑制基因，或抗癌基因）变化。癌基因是指其 编码的产物与细胞的肿瘤性转化有关的基因。它以显性的方式作用，对细胞生长起阳性作用，并促进细胞 转化。抑癌基因正常时起抑制细胞增殖和肿瘤发生的作用。许多肿瘤均发现抑癌基因的两个等位基因缺 失或失活，失去细胞增生的阴性调节因素，从而对肿瘤细胞的转化和异常增生失去抑制作用。由于这种隐 性的性质，它们也称为隐性癌基因，而不像显性癌基因那样容易被检出。
细胞的生长是推动细胞周期进行的基因产物与抑制其进行的基因产物之间微妙平衡的结果。任何一 种产物的异常，如一种癌基因的过度表达，或一种抑癌基因的失活，都可能导致细胞生长的失控。癌症的 发生是一个涉及多种癌基因活化和抑癌基因失活的多步骤累积变化的过程。

抑癌基因突变在细胞水平上是隐性的，却表现为典型的显性孟德尔遗传。其机制是:如果出现纺锤体 结构的缺陷，导致染色体的错误分离，或带有野生型和突变型的染色体之间发生重组，就可能形成抑癌基 因的一对等位基因突变的细胞。

书依据相关高校《细胞生物学》研究生考试大纲，汇集各大高校、科研院所极具代表性的考试试题来编写。附送多套近3年各大名校考研模拟真题。可作为综合大学、师范院校及农、林院校的生物相关专业、医学院相关专业的本科生学习参考。
　　——华中农业大学生物工程研究院