米乐m6四、实验:观察根尖分生区组织细胞的有丝A.实验原理:①②③④根尖结构模式图1.在高等植物体内,有丝常见于根尖、茎尖等分生区细胞。如图为根尖结构的模式图,本实验是要观察洋葱根尖的分生区细胞,图中表示分生区的是判断的依据是。其他几个区域的名称分别是2.在同一分生组织中可以看到处于不同时期的细胞吗?为什么3.染色体容易被碱性染料(如、)染成深色。B.实验流程:解离→→观察1.解离、漂洗、染色、制片的目的分别是什么?2.根尖剪取长度及原因:3.实验中在用解离液对根尖进行解离时,时间为3~5min,解离时间太短或太长都不好,请思考要严格控制解离时间的原因4.装片中细胞相互重叠,会导致观察效果不理想。实验中有哪些操作可以保证细胞相互分散开?C.实验结果:1.实验过程中能否观察到细胞的动态过程,为什么?2.通过观察发现处于间期的细胞数目最多,这是因为3.若高倍镜下观察不到期的细胞,可能的原因是4.如果我们知道了细胞周期的时间,就可以通过处于某时期的细胞数目来估算该时期的时间长短。请写出估算方法
在细胞水平上进行的任何遗传操作,通过细胞培养和植株再生,最终可以将细胞的遗传修饰变成植物的遗传修饰,从而改变整个植物的遗传特性。( )解析:空2. 试述有丝促进因子MPF在细胞周期中所起的作用,常用的研究细胞周期的方法有哪些?答案: (1)细胞周期中,M期占用的时间最短,但细胞的形态变化最大。此阶段细胞的主要生化特点是:RNA合成停止,蛋白质合成减少,染色体高度螺旋化。由G期进入M期是细胞周期中的另一个关键时期,M期细胞质中存在一种染色质浓缩物质,即M期促进因子MPF。如果将M期细胞与G1、G2或S期细胞融合,不论这些细胞中原来染色体状态如何,都能使其浓缩。 (2)细胞周期常用研究方法: ①细胞同步化法。可使处于不同细胞周期的细胞共同进入某一特定阶段,即细胞同步化,有利于对细胞周期调控的研究。可分为物理法和化学法。物理法有温度法、辐射法以及有丝抖落法。化学法有DNA合成阻断法和细胞中期阻断法。 ②细胞周期调控研究法:免疫组化法、显微注射法、细胞融合法等。 ③3HTdR掺入法。利用3HTdR掺入法将同位素标记的DNA合成前体TdR掺入到DNA分子中可以对S期DNA合成动态过程加以研究,同时可以用于细胞周期的时间测定。解析:空3. 试述UPPS。答案: UPPS即泛素蛋白酶水解系统,是一种依赖能量(ATP)的蛋白质降解系统,在这个系统中,起介导蛋白质水解的是泛素,它是一个由76个氨基酸组成的高度保守的蛋白,其中E1(泛素激活酶)、E2(泛素结合酶)和E3(泛素蛋白连接酶)三种酶起重要的催化作用,具体过程是: (1)泛素与泛素激活酶E1结合,形成E1泛素复合体。 (2)E1泛素复合体将泛素转移给另一泛素结合酶E2。 (3)在泛素蛋白连接酶E3的催化下,泛素与靶蛋白连接,并形成一条多聚泛素链。 (4)泛素化的靶蛋白转运到蛋白酶体,从而被降解。 这种泛素调节的蛋白质降锯过程在生物体中的作用非常重要。比如,与细胞周期相关的许多蛋白质就是利用这个途径降解,使得蛋白质的浓度周期性的变化,保证在正确的时间和空间上执行功能,使得细胞周期正常的运转。以色列科学家阿龙·切哈诺沃、阿夫拉姆·赫什科和美国科学家欧文·罗斯三位科学家正是因为发现了泛素调节的蛋白质降解而获得2004年诺贝尔奖。解析:空4. 核糖体的形态结构是如何适应其功能的?答案: 核糖体是由rRNA和蛋白质组成的复合物。为蛋白质的生物合成提供场所,并作为装配机参与合成,核糖体的形态结构是与它的功能相适应的。 (1)核糖体由大、小两个亚基构成。当大、小亚基结合时,二者凹陷部位相互对应,在结合面上形成一个空隙,可允许一条mRNA分子通过。此外,在大亚基的中央还有一条与其底面相垂直的中央管,在蛋白质合成时,新合成的多肽链经中央管释放出来,以免被蛋白水解酶分解。 (2)核糖体不仅把蛋白质合成所需要的氨基酸安排在恰当的位置上,而且还提供催化多肽链形成过程所需要的酶。核糖体上有4个活性部位与此功能相关:①A位又称氨酰基位或受位,主要在大亚基上,是在蛋白质合成过程中接受氨酰基tRNA的部位;②P位又称肽基位或供位,主要在小亚基上,是肽基tRNA移交肽链后,tRNA被释放的部位;③肽基转移酶位肽基转移酶简称T因子,位于大亚基上,其作用是在肽链合成过程中催化氨基酸之间形成肽腱;④GTP酶位。GTP酶简称G因子,可水解GTP,为催化肽基tRNA由A位移位到P位提供能量。 (3)另外,核糖体上还有许多与起始因子、米乐m6延伸因子、释放因子以及多种酶相结合的部位。解析:空5. 什么是细胞程序性死亡?试述细胞程序化死亡的基因调控机制。答案: 细胞程序性死亡是细胞按某种预定程序进行的生理性的自然死亡过程,它是有机体生长发育过程中不可缺少的环节。 (1)死亡受体介导的细胞凋亡:死亡受体属肿瘤坏死因子基因家族,其共同特征都有相似的、富含半胱氨酸的细胞外结构域。死亡受体还有一个同源的、被称为死亡结构的域的胞内序列。死亡结构域一般使死亡受体与胞内凋亡机制相连,但有时也会介导与凋亡无关或抑制凋亡的过程。米乐m6 (2)线粒体介导的细胞凋亡:在脊椎动物细胞凋亡过程中,线粒体被认为处于凋亡调控的中心位置。死亡信号诱使线粒体渗透性转换孔开启,导致线粒体跨膜电位的崩解,从而使凋亡相关活性物质释放,继而对caspase酶系激活是细胞凋亡实现的最根本的生物化学途径。 (3)凋亡相关基因:在细胞凋亡的分子生物学研究过程中,发现了有多种基因参与细胞凋亡的基因调控,其中包括ced基因、bel2基因、ICE基因、p53基因、FasAp0基因及cmyc基因等。随着研究的深入,还发现其他多种可能与凋亡调控有关的基因,只是研究起步较晚,许多控制机制尚无法阐明。解析:空6. 科学家是怎样证明线粒体基质蛋白在转运过程中穿膜中间体的存在?如何证明导序列(导肽)没有特异性?答案: 主要是通过离体实验证实了穿膜中间体的存在,并证明导向序列对所引导的蛋白质没有特异性。具体过程如下: (1)首先利用DNA重组技术构建一个嵌合蛋白,其N端含有一个长为31个氨基酸的线粒体基质导向序列,其后接上一段间隔序列,长度为51个氨基酸,紧接着是187个氨基酸组成的小鼠二氢叶酸还原酶(DHFR),该酶在正常情况下存在于胞质溶胶中,并且它的C末端可在分子伴侣的作用下处于非折叠状态。 (2)用无细胞系统合成的DHFR嵌合蛋白能够被转运到线粒体基质,然后切除导向序列。 (3)氨甲蝶呤(methotrexate)是DHFR,它能够与嵌合的DHFR的活性位点牢牢地结合,使嵌合DHFR锁定在折叠状态而不能进入线粒体基质。但是N端的导向序列能够进入线粒体基质,并被水解,此时的DHFR仍然被结合在膜上形成稳定的转运中间体。 这一实验中,间隔序列的设计非常重要,如果间隔序列较短,譬如说35个氨基酸就得不到稳定的转运中间体。当除去氨甲蝶呤,嵌合DHFR就能完全进入线粒体基质。这一实验同时证明了导肽没有特异性。解析:空7. 蛋白质激酶和磷酸酯酶在信号转导中起什么作用?答案: 蛋白质可逆性磷酸化是最主要的细胞信号转导方式,它在代谢调节、基因表达、细胞生长、和增殖等方面起极其重要的作用,几乎所有的胞内信号转导途径都是利用蛋白质磷酸化产生信号并将此进一步传递下去的。 (1)蛋白质激酶在信号转导中的作用 蛋白质激酶可以被分为三大家族:催化SerThr磷酸化的蛋白质激酶、催化T yr磷酸化的蛋白质激酶、催化His磷酸化的蛋白质激酶。其中催化SerThr磷酸化的蛋白质激酶,功能最多,其主要类型及功能是: ①环核苷酸依赖性蛋白质激酶、二酰依赖性蛋白质激酶、Ca2+CaM依赖性蛋白质激酶:这些蛋白质激酶被胞内第二信使所调控,磷酸化下游蛋白改变其活性,从而改变细胞功能; ②丝裂原激活蛋白质激酶(MAPK)、米乐m6MAPK激酶(MAPKK)、MAPKK激酶(MAPKKK)、周期蛋白依赖的蛋白质激酶(CDK):这些蛋白激酶在细胞周期调控中发挥重要作用。 (2)蛋白质磷酸酯酶在信号转导中的作用 蛋白质磷酸酯酶,催化蛋白质去磷酸化作用,逆转蛋白激酶在信号通路中的作用,对细胞信号调控是必不可少的,例如有些信号因子通过活化磷酸酯酶部分逆转磷酸化,进而改变细胞信号通路。解析:空6、选择题(21分,每题1分)1. 下面哪种蛋白质在糙面内质网上合成?( )A. 酸性磷酸酶B. actinC. 酵母外激素α因子D. spectrin答案:A解析:酸性磷酸酶定位于溶酶体中,须经膜泡运输的方式才能到达溶酶体因此在糙面内质网上合成。2. 下列哪种方式不消耗ATP?( )A. 胞吐作用B. Na+K+泵C. 次级主动运输D. Na+门控通道答案:D解析:主动运输消耗TP,被动运输不消耗TP;简单扩散和协助扩散是被动运输。三项,胞吐作用、次级主动运输、Na+K+泵均是主动运输。项,Na+门控通道是协助扩散,不消耗TP。3. 观察GFP融合蛋白在细胞生长过程中的动态变化,采用哪种显微镜技术最佳( )。A. 激光共聚焦显微技术B. 普通光学显微镜C. 扫描电镜D. 透射电镜答案:A解析:两项,透射电镜和扫描电镜不能观察细胞。项,普通复式光学显微镜不能观察荧光。4. 下列关于Na+K+ATPase的说法正确的是( )。A. 是一种整合膜蛋白B. 能够创造跨膜动力势C. 介导主动运输D. 介导Na+和K+的协同运输