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北京大学2010研究生考试细胞生物学真题

一个名词解释4*5=20

1

先天免疫

对疾病的免疫，作为个体自然生物构成免疫的一部分。

2

细胞测定

细胞决定意味着细胞在可识别的形态变化发生之前被限制在特定方向上分化。此时，细胞内部发生了变化，决定了未来的发展命运。在这种决定性的状态下，细胞沿着特定类型分化的能力已经稳定下来，一般不会中途改变。翟忠和P476

三

克隆选择理论

克隆选择理论:一种解释免疫系统细胞如何在正确的时间，即当遇到合适的抗原时，产生大量正确抗体的理论。它提出存在由许多小的亚群组成的预先存在的淋巴细胞(B细胞)池。每个亚群携带一组独特的表面抗体分子，具有其自身特定的结合特征。如果一个细胞遇到并结合了相应的抗原，它就被“选择”了——被刺激重复分裂，产生一个相同细胞的大克隆，所有细胞都分泌抗体。辅助性T细胞(参见T细胞)的参与对于b细胞的激活是必不可少的。一种形式的克隆选择也被用来解释免疫耐受性的发展。或者说克隆选择理论是澳大利亚免疫学家F.M. Burnett在1957中提出的抗体形成理论。克隆又称无性生殖细胞系或无性生殖系，是一个细胞或个体以无性方式反复分裂或繁殖产生的一组细胞或个体，具有完全相同的遗传结构，没有发生突变。该理论认为，动物体内存在许多具有免疫活性的细胞克隆，不同的克隆细胞具有不同的表面受体，可与相应的抗原决定簇互补结合。抗原一旦进入体内，与相应克隆的受体结合，就选择性地激活这个克隆，使其扩增并产生大量抗体(免疫球蛋白)，抗体分子的特异性与所选细胞的表面受体相同。克隆选择理论的核心论点是:①各种受体的免疫活性细胞克隆已经存在，抗原的作用只是选择和激活相应的克隆；②细胞受体和细胞后代分泌的产物(抗体)具有相同的特异性。免疫学内容

四

胚胎诱导

胚胎诱导在动物胚胎发育过程中，一些细胞影响其相邻细胞的形态发生，从而决定其分化方向。即细胞组织分化的决定性信号来自与之密切接触的另一组细胞。如果我考了近端组织间的相互作用，翟忠和和P476应该还记得。这个说法本身就不熟悉，考试的时候被油灰蒙住了眼睛。

五

焦点粘附

粘连点没什么好说的。

两道实验题(40分)

1 GFP的发光机理，并结合实例简要说明其应用(10分)。

该死的东西在2009年通过了生化测试。我以为是因为老师疯了，没有继续管。考物理化学有意思吗？电子的跃迁我不知道每次能得多少分，但是因为上次太无聊了，这次写了一句话没编辑好，就去查了一下。。。这么说吧。。。如果我回答的和上次一模一样，我还是能拿几分的。。。以下是在网上找到的文献综述。

绿色荧光蛋白(GFP)是一种存在于水母、珊瑚虫和珊瑚等腔肠动物中的生物发光蛋白。当被紫外线或蓝光激发时，GFP发出绿色荧光。近年来，随着绿色荧光蛋白在各种异源细胞，如细菌、昆虫和植物细胞中的表达，绿色荧光蛋白作为一种新的报告基因，引起了生物学领域的广泛关注。关于它的基本结构、生色团、发光机理和基因修饰等方面的研究报道很多。

1 GFP的发现过程

1962年，Shimomura等人首先从维多利亚水母中分离出一种叫做水母发光蛋白(aequorin)的蛋白质，它是一条单一的多肽链，分子量为20kD。1摩尔的水母蛋白与3摩尔的Ca2+和1摩尔的非*价键结合的腔肠动物荧光素结合后能发出蓝色荧光。1992普拉舍克。克隆了绿色荧光蛋白基因的cDNA，分析了绿色荧光蛋白的一级结构。1994，Chalie等人首次在大肠杆菌细胞和线虫中表达GFP，开创了GFP的应用研究。

2 GFP的发光特性和发光机理

GFP是一种从水母中分离出来的天然荧光蛋白，分子量约为27000。。它是由238个氨基酸残基组成的单链多肽。其荧光发射峰为509nm，最大激发波长为395 am，在470 am处有一肩峰。绿色荧光蛋白的化学性质相当稳定，其变性需要在90℃或pH

3 GFP的应用特点

3.1 GFP的优势

(1)很容易察觉。GFP荧光反应不需要额外的底物和辅因子，只需要紫外光或蓝光激发即可发出绿色荧光，可以用荧光显微镜甚至肉眼观察到，灵敏度高，可以在单细胞水平识别。

(2)荧光稳定。GFP对光漂白有很强的耐受性，可以耐受长时间光照。GFP在pH7~12范围内也能正常发光。耐高温(70℃)、耐碱性、耐除垢剂、耐盐、耐有机溶剂及其大部分。'

(3)无毒。从目前的研究结果来看，GFP对活细胞基本无毒，对目的基因的功能没有影响，转化后的细胞仍然可以连续传代。

(4)普遍性。GFP的表达几乎不受物种范围的限制，在微生物、植物和动物中都有成功的表达。其次，GFP不受细胞类型和位置的限制，可以在各个部位表达和发荧光。

(5)构建载体容易。由于GFP的分子量很小，只有27~30kD，而且编码GFP的基因序列也很短，2.6kb，方便与其他序列一起构建多种质粒，不会使质粒过大而影响转化频率。

(6)可以定期观察活细胞。对活细胞中蛋白质功能的研究可以更接近自然和真实的状态。绿色荧光蛋白可以用来实时观察目标蛋白在外界信号刺激下的变化过程。在最近广泛使用的激光扫描聚焦显微镜和强大的计算机软件的帮助下，它可以三维显示。

(7)突变体很容易获得。GFP中氨基酸的取代可以产生具有不同光谱特征的突变体，增强荧光强度，适合在不同物种中特异性表达。

3.2 GFP的改进

①去除隐蔽剪切位点或隐蔽内含子)；在GFP基因中；②消除编码蛋白的积累；③将绿色荧光蛋白定位于特定的细胞器；④改变碱基组成；⑤替换绿色荧光蛋白发色团的氨基酸；⑥插入内含子；⑦增加增强子，替换强启动子。

4 GFP的应用

4.1报告基因和细胞标记

GFP作为报告分子和细胞标记最明显的优点是它不需要底物或辅因子的参与；无论是在活细胞中还是在完整的转基因胚胎和动物中，基因转移的效率都可以得到有效的监控。但在这种应用中，GFP最大的缺点是没有扩增效应。它不能像酶一样通过处理无数的底物分子来放大信号。因此，一般需要一个强启动子来驱动GFP基因在细胞中的表达。基因产物也可以通过具有亚细胞分辨率的显微成像系统来检测。靶基因被限制在一个细胞器中，GFP的浓度相对增加了许多倍。

4.1.1融合标记

最广泛使用和成功的融合蛋白是GFP和宿主蛋白，用于监测宿主蛋白的位置和最终目的地。具有荧光和宿主蛋白原有正常功能和位置的融合蛋白效果最好。GFP可以融合到宿主蛋白的N-末端或C-末端或插入其中。到目前为止，GFP已经成功地靶向到大多数细胞器，如质膜、细胞核、内质网、高尔基体、分泌体，

线粒体、液泡和吞噬细胞。

4.1.2 GFP基因作为免疫标记。

利用绿色荧光蛋白的发光特性，使免疫反应发出绿色荧光，使其可以被直接观察到，有望取代传统的标记技术，建立一种特异、灵敏、简单、快速的免疫分析新方法。岳丽丽等人成功实现了gfp和HBVe抗原基因在大肠杆菌和昆虫细胞中的高效表达，获得了一种能发出荧光并具有抗原性的双功能融合蛋白，为获得一种新的发光免疫诊断试剂奠定了基础。

4.2研究活细胞中蛋白质异形的过程

细胞器动力学和内膜转运可以通过GFP研究活细胞中一种蛋白质的动态变化、药物对蛋白质功能的影响以及蛋白质之间相互作用的动态过程，避免了纯化蛋白质、用荧光染料标记、显微注射导入细胞的复杂方法。还可以动态跟踪信号转导系统中的蛋白质并研究其分子机制。比如GFP与MAP4基因相连后，GFP-MAP4定位在微管上，这一点通过显微注射罗丹明-微管蛋白* *得到了证实，因此通过GFP荧光观察到了微管的动态变化。将绿色荧光蛋白与分泌蛋白clromogranin B连接，然后转染细胞，可以动态观察分泌蛋白分泌到细胞外空间的过程。GFP与生长相关蛋白GAP-43基因连接后，观察到GAP-43靶向于神经元的质膜。在活体脑切片的感染实验中，GFP荧光标记的细胞大部分是胶质细胞。GFP融合蛋白也被用于研究植物内膜系统和各种细胞器的结构和功能。含有特定定位序列的GFP融合蛋白使GFP定位于特定的细胞器和植物内膜系统，便于体内观察。

4.3 GFP基因在生物防治中的应用目前，生物农药的杀虫效果往往不能准确评价。

Yu-Chan Chao等用GFP标记AcNPV。通过荧光观察，可以避免只记录有典型侵染症状的害虫个体而忽略没有明显侵染症状的害虫个体，同时无需分子生物学鉴定就可以很容易地区分农药死亡和自然病原死亡，从而客观准确地评价农药的毒性。

4.4绿色荧光蛋白在微生物学中的应用

与其他报告蛋白(如口服半乳糖苷酶)相比，GFP在原位和实时微生物生理生化研究中具有许多优势。本文综述了绿色荧光蛋白作为分子标记在微生物学中的应用，讨论了绿色荧光蛋白在微生物与宿主相互作用、生物膜、生物降解、细菌与原虫相互作用、基因转导、基因表达、蛋白质定位和生物传感器等领域的应用，并简要介绍了一些荧光观察和定量分析的方法。GFP分子发色团的强外层保护了荧光不被熄灭，但也降低了GFP分子荧光对环境的敏感性。通过随机重组和基因定向突变获得了多种对环境敏感的绿色荧光蛋白，可作为环境指标。

5问题和前景

虽然GFP基因作为一种新的报告基因受到越来越多的关注，但这只是近几年的事情，GFP的基础理论研究还跟不上它的应用。目前还存在很多问题，如荧光强度的非线性性质，使其量化非常困难；大多数生物具有微弱的自发荧光，并具有相似的激发和发射波长，这影响了一些GFP的检测。新生GFP折叠加工成活性形式，过程非常缓慢；紫外激发可以光漂白和光破坏一些GFP，导致荧光信号快速丢失。然而，绿色荧光蛋白是生物化学和分子细胞生物学中发展迅速的工具，它已经渗透到许多其他生命科学如分子生物学、遗传学、动物学、植物学、生理学等。随着绿色荧光蛋白基础理论研究的深入和新突变体的出现，我们有理由相信这些问题终将得到解决。绿色荧光蛋白工程的快速发展，包括绿色荧光蛋白工程和绿色荧光蛋白基因工程，使其在理论研究和实际应用中更有价值。我相信，随着基因工程技术和细胞工程技术的成熟，GFP一定会揭示生命科学中许多至今不为人知的秘密。

2

诱导多元干细胞，IPS是blablabla~~~

诱导法的生物学意义(15分)

三

至少设计了三个实验来区分两种细胞，比如小鼠神经鞘细胞和胶质细胞~本人没有学过生理学和神经生物学，忘记了特定细胞基因选择性表达的区别(15分)

三道论述题15*6

1细胞表面信号受体的主要类型和分布

难得的规则问题，除了我很久都没搞明白这个“分布”是虾米的概念。。。

2关于细胞线粒体基因组的四种叙述(a)被子植物叶肉细胞线粒体基因组约300kb(b)叶肉细胞线粒体数量约500~1000(c)线粒体dna拷贝只有50~100(d)线粒体本身携带的基因不超过200kb。如果你认为有可能，解释一下线粒体有限的基因是如何实现其功能的。

姐妹染色单体通过一种蛋白质复合物密切相关，其含量在中/后期变化显著。请描述这种蛋白质复合物的降解机制。

翟忠和，3版p412我为什么这么笨？就是从第一个字到最后一个字都记不住课本。在自学的过程中，这段话完全被我忽略了，上面连个点都没有。它像死亡一样干净。

核糖体的结构和密码子简并性之间的关系似乎是可能的。

5基因打靶技术的实验要点及应用

靶基因是指那些编码疾病蛋白的基因，通过药物抑制其表达本身或其表达产物的功能，有可能达到对疾病的治疗效果。因此，它们往往可能成为新药开发的药物靶点，提前确定与特定疾病相关的靶分子是现代新药开发的基础。

常见的靶基因包括核激素受体、各种酶(如激酶、磷酸酶、ATP合成酶、蛋白酶等。)、细胞表面受体(如GPCRs、受体肌肽激酶、离子通道)、分泌蛋白等。

听说过，没学过，什么都不知道，回答完全错误。

6端粒和端粒酶的发现/研究历史/过程及其生物学意义

未完待续等。