北京大學2010年研究生考試細胞生物學真題回憶及參考答案

doyledollar · 發表于 2010-3-26 11:21

c（ZMM版，黑體字為題目，ZT請說明）
一名詞解釋 4*5=20
1
innate immunity
先天免疫immunity to disease that occurs as part of an individual's natural biologic makeup【免疫學的內容】
2
cell determination

細胞決定是指細胞在發生可識別的形態變化之前, 就已受到約束而向特定方向分化, 這時細胞內部已發生變化, 確定了未來的發育命運。細胞在這種決定狀態下, 沿特定類型分化的能力已經穩定下來, 一般不會中途改變。翟中和P476
3
clonal selection theory
克隆選擇學說 A theory explaining how the cells of the immune system produce large quantities of the right antibody at the right time, i.e. when the appropriate antigen is encountered. It proposes that there is a pre-existing pool of lymphocytes (B cells) consisting of numerous small subsets. Each subset carries a unique set of surface antibody molecules with its own particular binding characteristics. If a cell encounters and binds the corresponding antigen it is `selected' – stimulated to divide repeatedly and produce a large clone of identical cells, all secreting the antibody. The involvement of helper T cells (see T cell) is essential for activation of the B cell. A form of clonal selection is also invoked to explain the development of immunological tolerance. 或稱無性繁殖系選擇學說，是澳大利亞免疫學家F.M.伯內特于1957年提出的抗體形成理論。克隆又稱無性繁殖細胞系或無性繁殖系，是一個細胞或個體以無性方式重復分裂或繁殖所產生的一群細胞或一群個體，在不發生突變的情況下具有完全相同的遺傳結構。這一理論認為動物體內存在著許多免疫活性細胞克隆，不同克隆的細胞具有不同的表面受體，能與相對應的抗原決定簇發生互補結合。一旦某種抗原進入體內與相應克隆的受體發生結合后便選擇性地激活了這一克隆，使它擴增并產生大量抗體（即免疫球蛋白），抗體分子的特異性與被選擇的細胞的表面受體相同。克隆選擇學說的核心論點是:①帶有各種受體的免疫活性細胞克隆早已存在,抗原的作用只是選擇并激活相應的克隆；②細胞受體和該細胞后代所分泌的產物（抗體）具有相同的特異性。【免疫學的內容】
4
embryonic induction
胚胎誘導在動物胚胎發育過程中，一部分細胞對其鄰近細胞的形態發生產生影響，從而決定其分化方向的現象。也就是細胞組織分化的決定性信號是來自與之密切接觸的另一群細胞。翟中和P476【要是考近端組織的相互作用我就能想起來了，這個說法本身不熟悉，考試的時候又油灰蒙了心】
5
focal adhension
黏著斑這個沒什么好說的
二 實驗題（40分）
1 GFP的發光機理，舉例簡要說明其應用（10分）
【該死的玩意兒09年生化里考過，我以為是出題老師抽瘋沒有再繼續關心，話說把物理化學的東西拿來考有意思么？我每次都回答的是電子的躍遷不知能得幾分，不過因為上回編的膩歪死了這回沒有好好編就寫了一句話，剛去查了一下。。。只能說。。。我要是和上次回答的一摸一樣還是頗能得幾分的。。。以下是網上找到的一篇文獻綜述】
綠色熒光蛋白(green fluorescent protein，GFP)是一類存在于包括水母、水螅和珊瑚等腔腸動物體內的生物發光蛋白。當受到紫外或藍光激發時，GFP發射綠色熒光。近年來，隨著GFP在各種異源細胞，如細菌、昆蟲及植物細胞中的表達，GFP作為一種新型的報告物在生物學界引起了廣泛的關注，關于它的基本結構、生色團、發光機理及基因的改造均有大量的研究報道。
1 GFP的發現過程
1962年，Shimomura等首先從多管水母(Aequoria victoria)中分離出一種稱為水母蛋白(aequorin)的蛋白，它是分子量為20kD的單一多肽鏈。lmol的水母蛋白結合3mol的Ca2+及lmol非共價鍵結合的腔腸動物熒光素后，可發射藍色熒光。1992年Prasherc。等克隆了GFP基因的cDNA并分析了GFP的一級結構，1994年Chalie等首次在大腸桿菌細胞和線蟲中表達了GFP，開GFP應用研究先河。
2 GFP的發光特性與機制
GFP是從水母分離出的一種天然熒光蛋白，分子量約27000。。為一個由238個氨基酸殘基組成的單鏈多肽，其熒光發射峰在509nm，最大激發波長為395 am，并在470 am處有一肩峰，GFP的化學性質相當穩定，其變性需在90℃或pH<4．0或pH>12．0的條件下用6mol／L鹽酸胍處理。GFP的熒光發光機制還不清楚，GFP有兩個明顯的吸收帶，對應于GFP的兩種不同構象的基態A和B。基態A對應于395nm的吸收峰，基態B對應于475nm的吸收峰，基態A占優勢，基態B的分子數量約是基態A的1／6，兩種基態間能緩慢地轉換，但激發態A 之間的轉換很快且發生了質子轉移，A 快速高效地衰變至另一激發態，應該存在一個中間過度態I，質子轉移使A 轉變成I ，I 回遷到基態I時產生發射峰504nm的熒光，構象改變使I 轉變成B ，由B到B發射熒光而不發生質子轉移。目前，對于GFP的作用機理較為認同的僅僅是：GFP是生物發光過程中的能量受體，并且是最終的發光體，不同的生物發光機制各不相同，不同的突變體發光機制也有很大差異。
3 GFP的應用特點
3．1 GFP的優點
(1)易于檢測。GFP熒光反應不需要外加底物和輔助因子，只需紫外光或藍光激發，即可發出綠色熒光，用熒光顯微鏡甚至肉眼就可以觀察到，且靈敏度高，對于單細胞水平的表達也可識別。
(2)熒光穩定。GFP對光漂白有較強的耐受性，能耐受長時間的光照GFP在pH7~12范圍內也能正常發光；對高溫(70℃)、堿性、除垢劑、鹽、有機溶劑和大多數都有較強抗性。 ’
(3)無毒害。從目前的研究結果來看，GFP對生活的細胞基本無毒害，對目的基因的功能也沒有影響，轉化后細胞仍可連續傳代。
(4)通用性。表現在GFP的表達幾乎不受種屬范圍的限制，在微生物、植物、動物中都獲得了成功的表達；其次是GFP沒有細胞種類和位置上的限制，在各個部位都可以表達發出熒光。
(5)易于構建載體。由于GFP分子量較小，僅為27~30kD，編碼GFP的基因序列也很短，為2．6kb，所以很方便地同其它序列一起構建多種質粒，而不至于使質粒過大影響轉化頻率。
(6)可進行活細胞定時定位觀察。對活細胞中蛋白的功能研究，更能接近自然真實的狀態。通過GFP可實時觀察到外界信號刺激下，目的蛋白的變化過程，借助于近來廣泛使用的激光掃描共聚焦顯微鏡，結合強大的計算機軟件，可進行三維顯示。
(7)易于得到突變體。GFP中氨基酸的替換可產生不同光譜特性的突變體，且增強了熒光強度，適合在不同物種中專性表達。
3．2 GFP的改進
①除去GFP基因中隱蔽剪接位點(crypticsplic site)或隱蔽型內含子(cryptic intron)；②消除編碼蛋白的積累；③將GFP定位到特定細胞器中；④改變堿基組分；⑤更換GFP生色團氨基酸；⑥插入內含子；⑦增加增強子和更換強啟動子。
4 GFP的應用
4．1 報告基因和細胞標記
GFP作為報告分子和細胞標記最明顯的優勢是無需底物或輔因子參與；無論在活細胞還是在完整的轉基因胚胎和動物中，都能有效地監測基因轉移的效率。但在這方面的應用中，GFP最大的缺點就是沒有放大作用，它不能象酶一樣能通過加工無數的底物分子而將信號放大。所以一般都需強啟動子以驅動GFP基因在細胞內足量的表達。也可用亞細胞分辨率的顯微成像系統檢測基因產物，靶入的基因被限制于一個細胞器內，GFP的濃度則相對提高了許多倍。
4．1．1 融合標記
應用得最多和最成功的是GFP同宿主蛋白構成融合子來監測宿主蛋白的定位和最后歸宿，既有熒光又有宿主蛋白原有的正常功能和定位的融合蛋白效果最佳，GFP可融合于宿主蛋白的N端或C端，也可插入其內部。迄今為止，GFP已成功地靶入了大部分細胞器中，如質膜、細胞核、內質網、高爾基體、分泌小體、
線粒體、液泡和吞噬體等。
4．1．2 GFP基因作為免疫標記物
利用GFP的發光特性使免疫反應呈綠色熒光從而可以直接觀察，可望取代傳統的標記技術，建立特異、靈敏、簡便和快速的免疫診斷新方法。岳莉莉等成功地實現了gfp與HBVe抗原基因融合后在大腸桿菌和昆蟲細胞中高效表達，得到既能發射熒光又具有抗原性的雙功能融合蛋白，為獲得一種新型發光免疫診斷試劑奠定了基礎。
4．2 研究活細胞的蛋白變他過程
細胞器動力學和內膜運輸通過GFP可研究某一蛋白在活細胞中的動態變化，藥物對蛋白的功能影響的動態過程以及蛋白之間的相互作用．避免了提純蛋白，標記上熒光染料，用顯微注射導入細胞的復雜方法。也可對信號轉導系統的某一蛋白進行動態跟蹤，研究其分子機制。如GFP與MAP4基因連接后，GFP—MAP 4定位在微管上，用顯微注射的羅丹明一微管蛋白共定位證實該結果，因此用GFP的熒光就觀察微管的動態變化。GFP與分秘蛋白clromogranin B相連后轉染細胞，可動態觀察該分泌蛋白分泌到胞外的過程。GFP與生長相關蛋白GAP 一43基因相連后，觀察到GAP一43靶向定位在神經元質膜上，在活腦切片感染實驗中，被標記上GFP熒光的大部分細胞為膠質細胞。GFP融合蛋白也已用于研究植物內膜系統以及各種細胞器的結構和功能。含有特定的定位序列的GFP融合蛋白使GFP定位于特定的細胞器和植物內膜系統，從而便于活體觀察。
4．3 GFP基因在生物防治中的應用目前生物農藥的殺蟲效果往往得不到準確評估
Yu—chan Chao等用GFP標記AcNPV，通過熒光觀察，可以避免評估AcNPV 殺蟲劑殺蟲效果時僅僅記錄有典型感染癥狀的害蟲個體而忽視無明顯感染癥狀但確實已經感染或正在感染的害蟲個體，同時無需進行分子生物學鑒定即可方便地區分殺蟲劑致死和天然病原致死，從而客觀準確地評價殺蟲劑的毒力。
4．4 GFP在微生物學中的應用
在活體研究中，GFP相對于其它報告蛋白(如口一半乳糖苷酶)在原位、實時的微生物生理生化研究中有很多優越性。對GFP作為分子標記物在微生物學中的應用進行回顧，對GFP在微生物與宿主相互作用、生物膜(biofilm)、生物降解、細菌與原生動物相互作用、基因轉導、基因表達、蛋白質定位以及生物傳感器等領域的應用進行討論，并扼要介紹了一些應用于熒光觀察和定量分析的方法。GFP分子生色團的堅固外層保護熒光不被熄滅，但同時也降低了GFP分子的熒光對環境的敏感性。通過隨機重組和基因定向突變得到了多種對環境敏感的GFP，它們可用作環境指示劑。
5 問題與展望
盡管GFP基因作為新型報告基因越來越受到關注，但畢竟只是近幾年的時間，對GFP的基礎理論研究遠趕不上其應用的速度，目前還存在許多問題，如熒光強度的非線性性質使其定量非常困難；多數生物具有微弱的自發熒光現象，并有著類似的激發和發射波長，影響某些GFP的檢測；新生GFP通過折疊和加工成為具有活性的形式，過程十分緩慢；紫外激發對某些GFP有光漂白和光破壞作用，導致熒光信號快速喪失等。但是GFP是生化和分子細胞生物學中飛速發展的一個工具，它已經滲透到了分子生物學、遺傳學、動物學、植物學、生理學等其它許多生命科學領域。隨著對GFP的基礎理論研究的深入和新型突變體的不斷出現，我們有理由相信這些問題終將得到解決。GFP工程，包括GFP蛋白工程和GFP基因工程的迅速發展，使其在理論研究和實際應用中產生更大的價值相信隨著基因工程技術和細胞工程技術的El益成熟，GFP一定可以為我們揭開生命科學中許多迄今為止還不為人所知的秘密。
2
induced pluripotent stem cell, iPS 是blablabla~~~
誘導方法 生物學意義 （15分）
3
至少設計三種實驗區分兩種細胞【好像是小鼠神經鞘細胞與膠質細胞啥的~我沒學過生理學和神經生物學，忘了具體的東西】的細胞基因選擇性表達的不同（15分）
三 論述題15*6
1細胞表面信號受體的主要種類和分布
【難得的規矩題，除了我想了半天沒弄明白這個“分布”是個蝦米概念。。。】
2關于細胞內線粒體基因組的四條敘述（a）被子植物葉肉細胞線粒體的基因組約為300kb（b）葉肉細胞內線粒體數目約為500~1000（c）線粒體的dna拷貝只有50~100（d）線粒體自身攜帶的基因不大于200kb【大意如此，準確的字句記不清，某沒有照相式記憶】問哪條不可能，并解釋原因；若你認為都有可能，說明線粒體有限的基因是如何實現其功能的？
3姐妹染色單體由一種蛋白復合物緊密聯系，其含量在中期/后期發生顯著變化，試述這種蛋白復合物的降解機制
【翟中和第三版 p412 我怎么那么笨，就是不能把課本從第一個字記到最后一個字，自學的過程中，這段話被我完全的忽略了，上面連個點兒都沒，干凈的要死】
4核糖體的結構與密碼子簡并性的關系【大約似乎可能也許可以這么說吧】
5基因靶標技術的實驗要點和應用
靶標基因是指那些編碼疾病蛋白的基因，通過藥物對其表達本身的抑制或對其表達產物功能的抑制，有可能達到對疾病的療效。因此它們往往可能成為新藥開發的藥物靶標，事先確定靶向特定疾病有關的靶標分子是現代新藥開發的基礎。
常見的靶標基因包括核內激素受體、各種酶（例如激酶、磷酸酶、ATP合成酶、蛋白酶等、細胞表面受體（如GPCRs、受體駱氨酸激酶、離子通道）、分泌的蛋白質等等。
【聽說過，沒學過，啥啥啥都沒概念，完全答錯】
6端粒和端粒酶的發現/研究歷史/歷程以及生物學意義
參考http://www.sciencenet.cn/m/user_content.aspx?id=261670【很多時候都是這樣，猜中了開頭卻沒猜中結局；今年的諾貝爾，我知端粒會考，但是研究史？！】

peterfir · 發表于 2010-4-7 21:08

強悍！頂一個！

starfish2010 · 發表于 2010-4-7 21:57

看起來就很難~~~555

mayun1987 · 發表于 2010-4-8 10:20

好東西

winviolet · 發表于 2010-5-22 13:17

恩不錯

luckystarccff · 發表于 2010-7-27 08:00

頂一下！武大今年也考了端粒和端粒酶了的，幸好我準備了

elction · 發表于 2010-7-27 10:45

好東西啊！

aily2 · 發表于 2010-8-30 12:58

頂呀，好東東捏。。。。。。。

a438265104 · 發表于 2010-9-16 00:04

難得你考

artificer1 · 發表于 2010-10-24 17:20

謝謝分享

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北京大學2010年研究生考試細胞生物學真題回憶及參考答案

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