第1章緒論1.1名?？佳姓骖}一、名詞解釋題1．cellbiology[中國(guó)科學(xué)院大學(xué)2017研]、細(xì)胞生物學(xué)[吉林大學(xué)2004研]答：cellbiology的中文名稱是細(xì)胞生物學(xué)，是指在細(xì)胞水平上研究生物體生長(zhǎng)、運(yùn)動(dòng)、遺傳、變異、分化、衰老、死亡等生命現(xiàn)象的學(xué)科。現(xiàn)代細(xì)胞生物學(xué)利用顯微水平、超微水平和分子水平等方法研究細(xì)胞的結(jié)構(gòu)、功能及生命活動(dòng)，并將細(xì)胞整體、亞細(xì)胞結(jié)構(gòu)、分子等不同層次的研究有機(jī)地結(jié)合起來，最終揭示生命的本質(zhì)。2．celltheory[華中科技大學(xué)2006研]、細(xì)胞學(xué)說[山東大學(xué)2015研]答：celltheory的中文名稱是細(xì)胞學(xué)說。細(xì)胞學(xué)說是1838～1839年由德國(guó)植物學(xué)家施萊登和德國(guó)動(dòng)物學(xué)家施旺共同提出的，并由德國(guó)醫(yī)生和病理學(xué)家魏爾肖進(jìn)行修正的有關(guān)細(xì)胞生物規(guī)律的學(xué)說，其主要內(nèi)容包括：細(xì)胞是有機(jī)體，一切動(dòng)植物都是由細(xì)胞發(fā)育而來，并由細(xì)胞和細(xì)胞產(chǎn)物所構(gòu)成；每個(gè)細(xì)胞作為一個(gè)相對(duì)獨(dú)立的單位，既有自己的生命，又對(duì)與其他細(xì)胞共同組成的整體的生命有所助益；新的細(xì)胞可通過老的細(xì)胞繁殖產(chǎn)生。二、選擇題細(xì)胞學(xué)說創(chuàng)建時(shí)提出（）。[中國(guó)科學(xué)院2005研]A．細(xì)胞由細(xì)胞膜、細(xì)胞核、細(xì)胞質(zhì)組成B．一切動(dòng)植物都由細(xì)胞組成，細(xì)胞是一切動(dòng)植物的基本單位C．細(xì)胞只能來自細(xì)胞D．生物個(gè)體發(fā)育的過程就是細(xì)胞不斷增殖和分化的連續(xù)過程【答案】B查看答案【解析】①細(xì)胞學(xué)說創(chuàng)建時(shí)期是1838～1839年，那個(gè)時(shí)期只有簡(jiǎn)單的顯微鏡。②德國(guó)植物學(xué)家施萊登和動(dòng)物學(xué)家施旺，共同提出了“細(xì)胞學(xué)說”：一切植物、動(dòng)物都是由細(xì)胞組成的，細(xì)胞是一切動(dòng)植物的基本單位。細(xì)胞學(xué)說的基本內(nèi)容：a．細(xì)胞是有機(jī)體，一切動(dòng)植物都是由細(xì)胞發(fā)育而來，并由細(xì)胞和細(xì)胞產(chǎn)物構(gòu)成；b．每個(gè)細(xì)胞作為一個(gè)相對(duì)獨(dú)立的單位，既有“它”自己的生命，又對(duì)與其他細(xì)胞共同組成的整體的生命有所助益；c．新的細(xì)胞可以通過已存在的細(xì)胞繁殖產(chǎn)生。三、填空題1．細(xì)胞生物學(xué)的發(fā)展時(shí)期有細(xì)胞學(xué)、______、______、______、現(xiàn)代細(xì)胞生物學(xué)。[中國(guó)科學(xué)院大學(xué)2017研]【答案】細(xì)胞遺傳學(xué)；細(xì)胞生理學(xué)；細(xì)胞化學(xué)查看答案2．細(xì)胞生物學(xué)的發(fā)展史可以分為五個(gè)時(shí)期，分別是______、______、______、______、______。[中國(guó)科學(xué)院大學(xué)2016研]【答案】細(xì)胞質(zhì)的發(fā)現(xiàn)；細(xì)胞學(xué)說的建立；細(xì)胞學(xué)的經(jīng)典時(shí)期；實(shí)驗(yàn)細(xì)胞學(xué)時(shí)期；細(xì)胞生物學(xué)時(shí)期查看答案四、簡(jiǎn)答題簡(jiǎn)述細(xì)胞學(xué)說的基本內(nèi)容。[鄭州大學(xué)2005、2007研]答：細(xì)胞學(xué)說是由施旺和施萊登兩人共同提出，并由一系列的學(xué)者進(jìn)行修正的學(xué)說，其基本內(nèi)容是：（1）細(xì)胞是有機(jī)體，一切動(dòng)植物都是由細(xì)胞發(fā)育而來，并由細(xì)胞和細(xì)胞產(chǎn)物構(gòu)成；（2）每個(gè)細(xì)胞是一個(gè)相對(duì)獨(dú)立的單位，既有“它自己”的生命，又對(duì)與其他細(xì)胞共同組成的整體的生命有所助益；（3）新的細(xì)胞可以通過已存在的細(xì)胞繁殖產(chǎn)生。五、論述題1．試述細(xì)胞生物學(xué)研究最新進(jìn)展。[中國(guó)科學(xué)院大學(xué)2017研]答：（1）細(xì)胞生物學(xué)研究最近進(jìn)展主要是2016年日本科學(xué)家大隅良典獲得諾貝爾生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)，關(guān)于細(xì)胞自噬的機(jī)制和意義。細(xì)胞自噬是細(xì)胞通過溶酶體與雙層膜包裹的細(xì)胞自身物質(zhì)融合，從而降解細(xì)胞自身物質(zhì)的過程。AMPK能以不同的方式，調(diào)控一種稱為Vps34激酶家族不同的復(fù)合物，一些Vps34酶參與了正常細(xì)胞的囊泡運(yùn)輸-細(xì)胞中一種重要的分子運(yùn)輸，還有一些Vps34復(fù)合物則參與了細(xì)胞自噬。此外，AMPK能抑制那些未參與細(xì)胞自噬的酶，而激活參與細(xì)胞自噬的Vps34酶。引發(fā)細(xì)胞自噬的信號(hào)機(jī)制是新近的研究熱點(diǎn)之一，研究者已克隆了若干與細(xì)胞自噬作用相關(guān)的基因。Atg是細(xì)胞自噬過程中關(guān)鍵的執(zhí)行因子，其基因家族首先在酵母中發(fā)現(xiàn)，包括約20個(gè)成員，其中大部分在線蟲、果蠅和哺乳動(dòng)物細(xì)胞內(nèi)有同源蛋白。Atg家族蛋白彼此形成復(fù)合物，在細(xì)胞自噬的各個(gè)階段發(fā)揮作用。例如絲氨酸、蘇氨酸蛋白激酶Atg1、13和17負(fù)責(zé)接收細(xì)胞營(yíng)養(yǎng)狀態(tài)的信號(hào)；Atg6介導(dǎo)分離膜泡的形成；Atg5、8和12負(fù)責(zé)介導(dǎo)膜泡的擴(kuò)展。在細(xì)胞的正常狀態(tài)下，生長(zhǎng)因子如胰島素濃度正常，與細(xì)胞表面受體結(jié)合后，能夠激活磷脂酰肌醇激酶，進(jìn)而活化激酶AKT/PKB，再通過結(jié)節(jié)性硬化癥相關(guān)蛋白TSC1/2和G蛋白R(shí)heb活化蛋白激酶mTor，mTor能夠抑制Atg1的激酶活性，從而抑制細(xì)胞自噬的發(fā)生；當(dāng)細(xì)胞處于營(yíng)養(yǎng)缺乏等應(yīng)急狀態(tài)時(shí)，生長(zhǎng)因子濃度下降，mTor的活性被抑制，導(dǎo)致Atg1的活化，促進(jìn)自噬體的形成。細(xì)胞自噬是促使細(xì)胞存活的自我保護(hù)機(jī)制。一方面，細(xì)胞面臨代謝壓力如營(yíng)養(yǎng)或生長(zhǎng)因子匱乏，或處于低氧環(huán)境中時(shí)，細(xì)胞通過降解自身蛋白大分子或細(xì)胞器，為細(xì)胞生存提供原材料或ATP；另一方面，細(xì)胞自噬具有自我“清理”功能，與泛素介導(dǎo)的蛋白降解途徑不同，細(xì)胞自噬不僅能夠降解錯(cuò)誤折疊的蛋白質(zhì)多聚物，還能夠降解功能失常的整個(gè)線粒體、過氧化物酶體、高爾基體等細(xì)胞器；甚至可以清除細(xì)胞內(nèi)的病原體。而一些疾病，如神經(jīng)退行性病，人們?cè)日J(rèn)為細(xì)胞自噬是這些疾病的元兇，現(xiàn)在實(shí)驗(yàn)證明，敲除Atg5和Atg7的小鼠均表現(xiàn)出蛋白質(zhì)聚集導(dǎo)致的神經(jīng)功能退化。因此，細(xì)胞自噬很可能是進(jìn)化過程中形成的一種重要的細(xì)胞保護(hù)機(jī)制。由于在大量涉及細(xì)胞死亡的病理切片中觀察到特征性的自噬泡的存在，細(xì)胞自噬導(dǎo)致的細(xì)胞死亡曾被認(rèn)為是與細(xì)胞凋亡不同的另一種細(xì)胞死亡方式，被稱為“第Ⅱ型細(xì)胞程序化死亡”。這一現(xiàn)象在兩棲類和昆蟲的變態(tài)過程中普遍存在，典型代表是果蠅幼蟲變態(tài)過程中唾液腺細(xì)胞的死亡。在變態(tài)過程中，幼蟲的許多細(xì)胞通過細(xì)胞自噬和凋亡的共同作用被清除，新的成體結(jié)構(gòu)同時(shí)建成。推測(cè)產(chǎn)生這一現(xiàn)象的原因是細(xì)胞凋亡后需要鄰近的吞噬細(xì)胞將殘余物清除，而吞噬細(xì)胞數(shù)量有限，并且可能受到如基底膜等生理結(jié)構(gòu)的限制，無法接觸到凋亡細(xì)胞；而細(xì)胞自噬不需要吞噬細(xì)胞的協(xié)助就能進(jìn)行自我消減，從而大大減少死亡細(xì)胞的體積，因此能夠在需要大量細(xì)胞死亡的變態(tài)過程中發(fā)揮作用。關(guān)于自噬性細(xì)胞死亡的分子機(jī)制，以及其在不同物種發(fā)育過程中的保守性現(xiàn)在還不很清楚，前述營(yíng)養(yǎng)缺乏導(dǎo)致的細(xì)胞自噬的相關(guān)信號(hào)分子如Atg1可能也參與其中。（2）CRISPR/Cas9技術(shù)CRISPR是一種來自細(xì)菌降解入侵的病毒DNA或其他外源DNA的免疫機(jī)制。在細(xì)菌及古細(xì)菌中，CRISPR系統(tǒng)共分成3類，其中Ⅰ類和Ⅲ類需要多種CRISPR相關(guān)蛋白（Cas蛋白）共同發(fā)揮作用，而Ⅱ類系統(tǒng)只需要一種Cas蛋白即可，這為其能夠廣泛應(yīng)用提供了便利條件。①CRISPR/Cas9技術(shù)的工作原理是crRNA（CRISPR-derivedRNA）通過堿基配對(duì)與tracrRNA結(jié)合形成tracrRNA/crRNA復(fù)合物，此復(fù)合物引導(dǎo)核酸酶Cas9蛋白在與crRNA配對(duì)的序列靶位點(diǎn)剪切雙鏈DNA。而通過人工設(shè)計(jì)這兩種RNA，可以改造形成具有引導(dǎo)作用的sgRNA（shortguideRNA），足以引導(dǎo)Cas9對(duì)DNA的定點(diǎn)切割。②CRISPR/Cas9技術(shù)的應(yīng)用是作為一種RNA導(dǎo)向的dsDNA結(jié)合蛋白，Cas9效應(yīng)物核酸酶是已知的第一個(gè)統(tǒng)一因子，能夠共定位RNA、DNA和蛋白，從而擁有巨大的改造潛力。將蛋白與無核酸酶的Cas9融合，并表達(dá)適當(dāng)?shù)膕gRNA，可靶定任何dsDNA序列，而sgRNA的末端可連接到目標(biāo)DNA，不影響Cas9的結(jié)合。因此，Cas9能在任何dsDNA序列處帶來任何融合蛋白及RNA，這為生物體的研究和改造帶來巨大潛力。CRISPR-Cas9系統(tǒng)已經(jīng)成功應(yīng)用于植物、細(xì)菌、酵母、魚類及哺乳動(dòng)物細(xì)胞，是目前最高效的基因組編輯系統(tǒng)。2．什么叫細(xì)胞生物學(xué)？試論述細(xì)胞生物學(xué)研究的基本內(nèi)容。[中國(guó)科學(xué)院大學(xué)2016研]答：（1）細(xì)胞生物學(xué)是指一門研究和揭示細(xì)胞基本生命活動(dòng)規(guī)律的科學(xué)，它從顯微、亞顯微與分子水平上研究細(xì)胞結(jié)構(gòu)與功能，細(xì)胞增殖、分化、代謝、運(yùn)動(dòng)、衰老、死亡，以及細(xì)胞信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)，細(xì)胞基因表達(dá)與調(diào)控，細(xì)胞起源與進(jìn)化等重大生命過程。（2）細(xì)胞生物學(xué)的主要研究?jī)?nèi)容：①生物膜與細(xì)胞器；②細(xì)胞信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)；③細(xì)胞骨架體系；④細(xì)胞核、染色體及基因表達(dá)；⑤細(xì)胞增殖及其調(diào)控；⑥細(xì)胞分化及干細(xì)胞生物學(xué)；⑦細(xì)胞死亡；⑧細(xì)胞衰老；⑨細(xì)胞工程；⑩細(xì)胞的起源與進(jìn)化。3．試述細(xì)胞生物學(xué)的主要研究?jī)?nèi)容以及當(dāng)前細(xì)胞生物學(xué)研究的總趨勢(shì)與重點(diǎn)領(lǐng)域；并談?wù)勀銓?duì)我國(guó)細(xì)胞生物學(xué)發(fā)展前景的認(rèn)識(shí)。[鄭州大學(xué)2004、2005、2006、2007、2008研]答：（1）細(xì)胞生物學(xué)的主要研究?jī)?nèi)容：①細(xì)胞核、染色體以及基因表達(dá)；②生物膜與細(xì)胞器；③細(xì)胞骨架體系；④細(xì)胞增殖及其調(diào)控；⑤細(xì)胞分化及其調(diào)控；⑥細(xì)胞衰老與凋亡；⑦細(xì)胞起源與進(jìn)化；⑧細(xì)胞工程。（2）當(dāng)前細(xì)胞生物學(xué)研究的總趨勢(shì)①?gòu)捏w外到體內(nèi)，從單一到系統(tǒng)，從靜態(tài)到動(dòng)態(tài)；②不斷與計(jì)算機(jī)、物理、化學(xué)、數(shù)學(xué)等學(xué)科相互滲透，且對(duì)生物學(xué)科內(nèi)其他學(xué)科也日益呈現(xiàn)交融互補(bǔ)的趨勢(shì)。（3）細(xì)胞生物學(xué)的重點(diǎn)領(lǐng)域①染色體DNA與蛋白質(zhì)相互作用關(guān)系；②細(xì)胞增殖、分化、凋亡的相互關(guān)系及其調(diào)控；③細(xì)胞信號(hào)傳導(dǎo)的研究；④細(xì)胞結(jié)構(gòu)體系的組裝等。（4）我國(guó)細(xì)胞生物學(xué)發(fā)展前景細(xì)胞生物學(xué)從顯微、超微和分子的水平上研究和認(rèn)識(shí)生命活動(dòng)，近些年來有了突飛猛進(jìn)的進(jìn)展。在我國(guó)，細(xì)胞生物學(xué)不僅涉及種植業(yè)、畜牧業(yè)、漁業(yè)、醫(yī)療、制藥、衛(wèi)生等方面，還擴(kuò)展到食品、化工、環(huán)境保護(hù)、能源和冶金工業(yè)等方面。細(xì)胞生物學(xué)在克隆