2026 年军事医学科学院考研真题样题(细胞生物学)
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考生注意事项
本试题的答案必须写在答题纸上,写在试题上不给分。
一、名词解释(每题 2 分,共 20 分,请用汉语解释)
1. Mycoplast(菌质体)
答案解析:指革兰氏阳性细菌经溶菌酶或青霉素处理后,细胞壁被破坏,仅留下细胞膜包裹的原生质体结构。菌质体失去细胞壁的保护,对渗透压敏感,在等渗溶液中可保持正常形态,常用于细菌遗传转化、生理代谢研究等领域,是微生物学和细胞生物学实验中的重要研究材料。
2. Plasmid(质粒)
答案解析:存在于细菌、酵母菌等微生物细胞内的环状双链 DNA 分子,独立于染色体 DNA 之外,具有自主复制能力。质粒上通常携带抗性基因(如抗生素抗性基因)、报告基因等,可作为基因工程中的载体,用于目的基因的克隆、表达及转移,是分子生物学研究和生物技术应用的核心工具之一。
3. Cell theory(细胞学说)
答案解析:19 世纪由施莱登和施旺提出的重要生物学理论,核心内容包括:①细胞是生物体结构和功能的基本单位;②一切动植物都由细胞发育而来,并由细胞和细胞产物所构成;③新细胞可以从老细胞中产生(后经魏尔肖修正为 “细胞通过分裂产生新细胞”)。细胞学说揭示了生物体结构的统一性,为生物学的发展奠定了坚实基础,被恩格斯列为 19 世纪自然科学三大发明之一。
4. Prion(朊病毒)
答案解析:一种不含核酸、仅由蛋白质构成的传染性病原体,其本质是正常蛋白质(PrPC)的构象发生异常改变形成的致病蛋白(PrPSc)。朊病毒可诱导宿主内正常的 PrPC 转化为 PrPSc,导致蛋白质错误折叠并聚集,进而引发中枢神经系统疾病(如疯牛病、人类克雅氏病)。与传统病毒不同,朊病毒无免疫原性,且对核酸酶不敏感,其致病机制的发现拓展了人们对病原体的认知。
5. Model organisms(模式生物)
答案解析:指在生物学研究中被广泛选用、具有结构简单、繁殖迅速、遗传背景清晰等特点的生物,如大肠杆菌、酿酒酵母、果蝇、线虫、小鼠、拟南芥等。模式生物的生理过程与高等生物具有一定的保守性,通过对其研究可揭示普遍的生物学规律,再推广到复杂生物的研究中。例如,通过果蝇研究胚胎发育的基因调控,通过酵母研究细胞周期调控,为生命科学重大发现提供了重要支撑。
6. Second messenger(第二信使)
答案解析:细胞内由胞外信号(第一信使,如激素、神经递质)激活后产生的小分子信号分子,可将胞外信号进一步传递到细胞内,调控细胞生理活动。常见的第二信使包括 cAMP(环腺苷酸)、cGMP(环鸟苷酸)、IP3(肌醇三磷酸)、DAG(二酰甘油)、Ca²⁺等。例如,肾上腺素(第一信使)与细胞膜受体结合后,可激活腺苷酸环化酶,促使 ATP 生成 cAMP(第二信使),cAMP 再激活蛋白激酶 A,最终引发细胞代谢改变。
7. Molecular chaperone(分子伴侣)
答案解析:一类在细胞内协助其他蛋白质正确折叠、组装、转运及降解,自身不参与最终蛋白质结构形成的蛋白质。分子伴侣可识别并结合未折叠或部分折叠的蛋白质,防止其发生错误折叠或聚集,如热休克蛋白(Hsp)家族。当细胞受到热应激等外界刺激时,分子伴侣的表达会增加,帮助受损蛋白质恢复正确构象或清除错误折叠的蛋白质,维持细胞内蛋白质稳态。
8. Epigenetics(表观遗传学)
答案解析:研究在 DNA 序列不发生改变的情况下,基因表达发生可遗传变化的学科。其调控机制主要包括 DNA 甲基化、组蛋白修饰(如乙酰化、甲基化、磷酸化)、非编码 RNA(如 miRNA、lncRNA)调控等。表观遗传调控可影响基因的转录效率,在细胞分化、发育、衰老及疾病(如肿瘤)发生过程中发挥关键作用。例如,胚胎发育过程中,不同细胞通过表观遗传修饰形成特定的基因表达谱,进而分化为不同组织器官。
9. Cell junction(细胞连接)
答案解析:多细胞生物中,相邻细胞或细胞与细胞外基质之间形成的特殊结构,用于维持细胞间的黏附、物质交换及信号传递。根据功能和结构特点,细胞连接可分为紧密连接、锚定连接(如桥粒、半桥粒、黏合带、黏合斑)和通讯连接(如间隙连接、化学突触)。例如,紧密连接可封闭上皮细胞间的间隙,防止物质自由通过;间隙连接可允许小分子物质(如离子、小分子代谢物)在相邻细胞间快速传递,实现细胞间的同步化活动。
10. Anchorage-dependent growth(锚定依赖性生长)
答案解析:指大多数正常真核细胞(如成纤维细胞、上皮细胞)必须附着在固体表面(如细胞外基质、培养皿表面)才能正常生长和分裂的特性。当细胞失去锚定时,会停止生长并进入 G0 期,甚至发生凋亡。而肿瘤细胞通常失去锚定依赖性生长特性,可在悬浮状态下生长,这是肿瘤细胞恶性增殖的重要特征之一,也是区分正常细胞与肿瘤细胞的指标之一。
二、填空题(每空 1 分,共 30 分)
1. 答案:细胞学说;能量守恒和转化定律;生物进化论
解析:恩格斯在《自然辩证法》中对细胞学说给予高度评价,认为其与能量守恒和转化定律、生物进化论共同构成 19 世纪自然科学的三大发明,三者分别从结构、能量、进化角度揭示了自然界的统一性。
2. 答案:二分裂;有丝分裂和减数分裂
解析:原核细胞(如细菌)无细胞核和染色体,增殖方式为简单的二分裂,即细胞直接分裂为两个子代细胞;真核细胞增殖方式更复杂,体细胞主要通过有丝分裂实现增殖(保证子代细胞染色体数目与亲代一致),生殖细胞则通过减数分裂产生(染色体数目减半,为受精作用做准备)。
3. 答案:组装;去组装
解析:微丝(由肌动蛋白组成)具有动态不稳定性,其组装(肌动蛋白单体聚合形成纤维)和去组装(纤维解聚为单体)的动态过程的平衡,可推动细胞形态改变和运动,如细胞突起形成时微丝组装延伸,细胞质分裂时收缩环(由微丝构成)通过去组装实现收缩。
4. 答案:脂质;蛋白质;少量糖类
解析:生物膜(如细胞膜、细胞器膜)的基本骨架是脂质双分子层(主要为磷脂),蛋白质镶嵌或贯穿其中(承担运输、催化、信号传递等功能),少量糖类通常与脂质或蛋白质结合形成糖脂、糖蛋白(位于膜表面,参与细胞识别、黏附等过程)。
5. 答案:自由扩散;协助扩散
解析:被动运输是顺浓度梯度进行、不消耗 ATP 的物质跨膜运输方式。自由扩散无需载体蛋白协助(如 O₂、CO₂、甘油的运输);协助扩散需载体蛋白或通道蛋白协助(如葡萄糖进入红细胞、离子通过通道蛋白运输)。
6. 答案:P 型泵;V 型质子泵;F 型质子泵;ABC 超家族;离子;小分子物质
解析:ATP 驱动泵根据结构和功能分为四类:①P 型泵(如钠钾泵、钙泵),转运过程中自身会发生磷酸化,主要转运离子;②V 型质子泵(如溶酶体膜上的质子泵)和 F 型质子泵(如线粒体、叶绿体膜上的质子泵),均转运质子;③ABC 超家族(如多药耐药蛋白),可转运氨基酸、糖类、药物等小分子物质。
7. 答案:内质网;高尔基体;溶酶体;线粒体
解析:内质网是脂质合成(光面内质网)和蛋白质合成(粗面内质网,附着核糖体)的主要场所;高尔基体通过对来自内质网的蛋白质进行加工(如糖基化)、分类、包装,将其转运至细胞膜、溶酶体或细胞外;溶酶体含有多种水解酶,可分解衰老、损伤的细胞器及外来物质,是细胞的 “消化车间”;线粒体通过有氧呼吸将有机物中的化学能转化为 ATP,为细胞生命活动供能,是细胞的 “动力工厂”。
8. 答案:rRNA(核糖体 RNA);rRNA;核糖体
解析:核仁是真核细胞细胞核内的结构,其核心功能与核糖体合成相关:①rRNA 基因在核仁中转录生成 rRNA 前体,经加工形成成熟的 rRNA(如 28S rRNA、18S rRNA、5.8S rRNA);②成熟的 rRNA 与核糖体蛋白结合,组装形成核糖体的大、小亚单位,最终通过核孔运出细胞核,在细胞质中参与蛋白质合成。
9. 答案:IP3(肌醇三磷酸);DAG(二酰甘油)
解析:磷脂酰肌醇信使系统中,胞外信号激活细胞膜上的磷脂酶 C,该酶催化膜上的 PIP2(磷脂酰肌醇 - 4,5 - 二磷酸)水解,生成 IP3 和 DAG。其中,IP3 可促进内质网释放 Ca²⁺,使胞内 Ca²⁺浓度升高;DAG 可激活蛋白激酶 C(PKC),二者共同传递信号,调控细胞增殖、分化等过程。
10. 答案:初级溶酶体;次级溶酶体;残余体(后溶酶体)
解析:溶酶体根据生理功能阶段分为三类:①初级溶酶体,刚从高尔基体形成,内含未激活的水解酶,无消化底物;②次级溶酶体,初级溶酶体与吞噬体(或自噬体)融合后形成,水解酶被激活,可消化外来物质(或自身衰老细胞器);③残余体,次级溶酶体消化后剩余的无法降解的物质(如脂褐素),可通过胞吐排出细胞或积累在细胞内。
三、是非题(每题 2 分,共 30 分,正确打 “√”,错误打 “×”)
1. 答案:×
解析:体外培养的细胞形态会发生改变,失去体内原有的组织特异性形态,呈现出两种主要形态:贴壁生长细胞(如成纤维细胞)呈梭形或多角形,悬浮生长细胞(如血细胞)呈圆形。这是因为体外培养环境(如缺乏细胞间相互作用、基质成分单一)与体内环境存在差异。
2. 答案:×
解析:核糖体的基本类型根据沉降系数(S)划分,原核细胞的核糖体为 70S(由 50S 大亚基和 30S 小亚基组成),真核细胞胞质中的核糖体为 80S(由 60S 大亚基和 40S 小亚基组成),不存在 25S 类型的核糖体(25S rRNA 是酵母等真核生物核糖体大亚基的组成成分之一,并非核糖体整体的沉降系数)。
3. 答案:√
解析:非组蛋白是细胞核内除组蛋白外的其他蛋白质,其与 DNA 的结合不具有序列特异性(即可与任意 DNA 序列结合),主要功能包括参与染色体构建、调控基因转录(如转录因子)、维持染色体结构稳定等,与组蛋白(主要与 DNA 特异性结合形成核小体)的作用存在差异。
4. 答案:√
解析:基膜的主要成分包括 IV 型胶原、蛋白聚糖等,但细胞通常不直接与这些成分结合,而是通过细胞膜上的整合素受体与基膜中的粘连蛋白(如纤连蛋白、层粘连蛋白)结合,再由粘连蛋白与 IV 型胶原、蛋白聚糖相互作用,实现细胞与基膜的锚定,这种间接结合方式可增强细胞与基膜连接的灵活性和稳定性。
5. 答案:√
解析:Ca²⁺或 Mg²⁺是细胞黏着(如钙黏蛋白介导的细胞间黏着)的重要辅助因子,可维持黏附分子的正确构象及与配体的结合能力。EDTA(乙二胺四乙酸)是一种阳离子螯合剂,可与 Ca²⁺、Mg²⁺结合形成稳定的螯合物,降低胞外或胞内 Ca²⁺、Mg²⁺浓度,从而破坏依赖这些离子的细胞黏着。
6. 答案:×
解析:核质比(细胞核体积与细胞质体积的比值)与细胞分化程度、衰老状态相关:未分化细胞(如胚胎细胞)代谢活跃,细胞核大、细胞质少,核质比高;衰老细胞由于细胞质内出现脂褐素积累、细胞器退化,细胞质体积相对减小,核质比也会升高(部分衰老细胞会出现核固缩,核体积缩小,需结合具体情况判断,但整体趋势为未分化细胞核质比高于分化细胞)。
7. 答案:√
解析:干细胞是一类具有自我更新能力(可通过分裂产生与自身相同的子代细胞,维持干细胞库稳定)和分化潜能(可分化为一种或多种成熟细胞)的未成熟细胞。根据分化潜能,可分为全能干细胞(如受精卵,可分化为所有细胞类型)、多能干细胞(如胚胎干细胞,可分化为多种细胞类型)、专能干细胞(如神经干细胞,仅能分化为神经相关细胞)。
8. 答案:×
解析:多莉羊的培育采用体细胞核移植技术,将成年绵羊的乳腺上皮细胞核移入去核的卵母细胞中,培育出克隆羊。该实验首次证实高等动物的体细胞核具有全能性(即体细胞核包含发育成完整个体的全部遗传信息),而非动物细胞全能性(动物细胞中仅受精卵和早期胚胎细胞具有全能性,体细胞全能性受抑制)。
9. 答案:√
解析:细胞分化程度越高,其分裂能力越弱(如神经细胞、肌肉细胞高度分化,终生不再分裂),而细胞癌变的本质是细胞发生基因突变后,摆脱正常调控,实现无限增殖。分化程度低的细胞(如干细胞、上皮组织基底层细胞)分裂活跃,DNA 复制次数多,发生基因突变的概率更高,因此癌变可能性大于分化程度高的细胞。
10. 答案:√
解析:正常人体胚胎来源的二倍体细胞(如成纤维细胞)在体外培养时,存在 “海弗利克极限”,即细胞分裂次数具有最大值(通常为 40-60 次),超过该次数后细胞会停止分裂,进入衰老状态。这一现象与端粒缩短(每次分裂端粒都会缩短)密切相关,而肿瘤细胞可通过激活端粒酶延长端粒,突破海弗利克极限,实现无限增殖。
11. 答案:×
解析:细胞分裂后期,染色体向两极运动主要依赖两种机制:①着丝点微管的正端解聚(着丝点与微管正端结合,正端解聚使微管缩短,拉动染色体向两极移动);②极微管的负端解聚(极微管从两极伸出,相互重叠区域的负端解聚,使两极距离增大,辅助染色体分离)。题干中 “负端解聚” 的描述错误,应为正端解聚。
12. 答案:√
解析:核糖体的 rRNA 组成具有物种特异性,但 5SrRNA 是保守性较高的成分:原核细胞核糖体(70S)的大亚基(50S)含有 5SrRNA;真核细胞胞质核糖体(80S)的大亚基(60S)也含有 5SrRNA(真核细胞线粒体、叶绿体中的核糖体类似原核核糖体,同样含有 5SrRNA)。5SrRNA 在核糖体组装和蛋白质合成过程中发挥重要作用,其保守性反映了核糖体功能的统一性。
13. 答案:√
解析:原核生物无细胞核和核骨架,其 DNA 为环状,复制时附着在细胞膜内侧的特定区域(称为复制原点附着位点),细胞膜的结构可为 DNA 复制提供支撑;真核生物 DNA 为线性,包裹在细胞核内,复制时与核骨架(由蛋白质构成的纤维网络)结合,核骨架可固定复制叉的位置,协调多个复制原点的同步复制,确保 DNA 复制高效有序进行。
14. 答案:×
解析:秋水仙素的作用机制是抑制微管的组装,而非抑制微管的解聚。微管是纺锤体的主要组成成分,细胞分裂前期,微管组装形成纺锤体,牵引染色体排列和分离。秋水仙素可与微管蛋白单体结合,阻止其聚合形成微管,导致纺锤体无法形成,染色体不能向两极移动,最终使细胞停滞在分裂中期,常用于染色体数目加倍实验(如多倍体育种)。
15. 答案:√
解析:胞内受体(如甾类激素受体、甲状腺素受体)通常位于细胞质或细胞核内,未结合配体时,会与热休克蛋白等抑制性蛋白结合,处于受抑制状态(无法结合 DNA)。当胞外信号分子(如甾类激素)进入细胞与胞内受体结合后,受体构象发生改变,与抑制性蛋白解离,解除抑制,随后受体 - 配体复合物可进入细胞核,结合特定的 DNA 序列,调控基因转录。
四、选择题(每题 2 分,共 40 分)
1. 答案:A
解析:杂交瘤细胞是由小鼠 B 淋巴细胞(能产生特异性抗体)与骨髓瘤细胞(能无限增殖)通过细胞融合技术(如聚乙二醇融合、电融合)形成的杂交细胞,兼具 B 淋巴细胞产生特异性抗体和骨髓瘤细胞无限增殖的特性,可用于大规模生产单克隆抗体。核移植(B)用于克隆动物(如多莉羊),病毒转化(C)用于使细胞获得特定性状(如病毒致癌),基因转移(D)用于将外源基因导入细胞,均与杂交瘤细胞构建无关。
2. 答案:C
解析:蛋白酪氨酸激酶型受体是一类具有酪氨酸激酶活性的细胞膜受体,其胞内结构域可在结合配体后发生自身磷酸化,并磷酸化下游靶蛋白,传递信号。EGF 受体(表皮生长因子受体)、PDGF 受体(血小板衍生生长因子受体)、IGF-1 受体(胰岛素样生长因子 - 1 受体)均属于此类受体;而 TGF 受体(转化生长因子受体)属于丝氨酸 / 苏氨酸激酶型受体,其胞内结构域具有丝氨酸 / 苏氨酸激酶活性,而非酪氨酸激酶活性,故答案为 C。
3. 答案:B
解析:中心粒是动物细胞和低等植物细胞中的细胞器,与纺锤体形成相关。中心粒的复制发生在细胞周期的S 期(DNA 合成期),在原有中心粒的附近形成一个新的中心粒(称为原中心粒),最终形成两个中心体(每个中心体含一对中心粒)。G1 期(A)为 DNA 合成做准备,G2 期(C)为细胞分裂做准备,M 期(D)为细胞分裂期,均不发生中心粒复制。
4. 答案:B
解析:染色体的构建具有层级结构,从低级到高级依次为:DNA 双螺旋→核小体→螺线管→超螺线管→染色体。其中,核小体是构成染色体的基本单位,由 146bp 的 DNA 片段缠绕在组蛋白八聚体(2 个 H2A、H2B、H3、H4)上形成,再通过 H1 组蛋白连接相邻核小体,形成串珠状结构。DNA(A)是染色体的遗传物质基础,螺线管(C)和超螺线管(D)是核小体进一步折叠形成的高级结构,均非基本单位。
5. 答案:B
解析:SARS 病毒(严重急性呼吸综合征病毒)的遗传物质为单链 RNA,无 DNA 结构,属于RNA 病毒。DNA 病毒(A)的遗传物质为 DNA(如乙肝病毒),类病毒(C)是仅由 RNA 构成的植物病原体(无蛋白质外壳),朊病毒(D)是仅由蛋白质构成的病原体(无核酸),均与 SARS 病毒的结构不符。
6. 答案:D
解析:①PCR(聚合酶链式反应,A)用于体外大量扩增特定 DNA 片段,无法定位基因;②Southern blot(B)用于检测 DNA 样品中是否存在特定的 DNA 序列,可用于 DNA 鉴定、酶切图谱分析,但不能定位基因在染色体上的位置;③Western blot(C)用于检测蛋白质样品中是否存在特定蛋白质,基于抗原 - 抗体反应,与基因定位无关;④in situ hybridization(原位杂交,D)是将标记的核酸探针与细胞或组织中的染色体 DNA 杂交,通过检测探针的位置,确定基因在染色体上的具体位置,是基因定位的经典技术。
7. 答案:C
解析:桥粒是一种锚定连接,主要功能是将相邻细胞牢固连接,抵抗机械拉力。桥粒的胞内结构为致密斑,细胞膜上的钙黏蛋白(桥粒芯蛋白)通过胞内结构域与致密斑结合,致密斑再与中间丝(如上皮细胞中的角蛋白丝)相连,形成跨细胞的纤维网络,将机械力传递到整个组织,增强组织的抗拉力能力。微丝(A)参与黏合带、黏合斑的连接,微管(B)主要参与细胞内物质运输和纺锤体形成,整合素(D)、选择素(E)是细胞膜上的黏附分子,均不参与桥粒与胞内骨架的连接。
8. 答案:B
解析:第二信使是细胞内传递胞外信号的小分子物质,目前公认的第二信使包括 cAMP、cGMP、IP3(肌醇三磷酸)、DAG(二酰甘油)、Ca²⁺等。GAD(谷氨酸脱羧酶,A)是催化谷氨酸生成 γ- 氨基丁酸(神经递质)的酶,IP2(肌醇二磷酸,C)、IP(肌醇磷酸,D)是 IP3 代谢的中间产物,均不属于第二信使,故答案为 B。
9. 答案:B
解析:G 蛋白偶联受体是一类七次跨膜的细胞膜受体,其信号传递过程为:胞外配体与受体结合→受体构象改变→激活胞内的 G 蛋白→G 蛋白激活下游效应器(如腺苷酸环化酶、磷脂酶 C)→效应器催化生成或释放第二信使(如 cAMP、IP3/DAG)→第二信使激活下游信号通路,调控细胞行为。粘连蛋白(A)参与细胞与基质的黏附,载体蛋白(C)参与物质跨膜运输,多聚糖(D)是细胞外基质的成分,均与 G 蛋白偶联受体的信号传递无关。
10. 答案:B
解析:胞质分裂是细胞分裂的最后阶段,主要过程是形成收缩环(由微丝和肌球蛋白构成),收缩环收缩使细胞缢缩,最终形成两个子细胞。胞质分裂通常在细胞分裂的后期开始(此时染色体已向两极移动,细胞开始出现缢缩),在末期完成(细胞完全缢缩为两个子细胞)。前期(A)主要发生染色体凝聚、核膜解体,中期(C)染色体排列在赤道板,中后期(D)非细胞周期标准阶段,故答案为 B。
11. 答案:C
解析:激素受体的位置分为细胞膜受体和胞内受体(细胞质或细胞核受体):①胞内受体结合的激素通常为脂溶性激素,可跨膜进入细胞,如甲状腺素(A)、甾类激素(如糖皮质激素,B)、雌激素(D)均为脂溶性,其受体位于胞内;②细胞膜受体结合的激素通常为水溶性激素,无法跨膜,需通过细胞膜受体传递信号,如前列腺素(C)是水溶性脂质衍生物,其受体位于细胞膜上,故答案为 C。
12. 答案:D
解析:①DAG(二酰甘油,A)可激活蛋白激酶 C(PKC,B),PKC 进一步磷酸化下游靶蛋白,但不直接调控 Ca²⁺浓度;②IP3(肌醇三磷酸,D)是磷脂酰肌醇信号通路中的第二信使,可与内质网膜上的 IP3 受体结合,打开 Ca²⁺通道,促使内质网释放 Ca²⁺,直接升高胞内 Ca²⁺浓度,故答案为 D。
13. 答案:B
解析:①鸟苷酸环化酶系统(A)的受体具有鸟苷酸环化酶活性,结合配体后可催化 GTP 生成 cGMP,无自我磷酸化功能;②酪氨酸蛋白激酶系统(B)的受体(如 EGF 受体)胞内结构域具有酪氨酸激酶活性,结合配体后,受体二聚化,进而发生自我磷酸化(磷酸化自身的酪氨酸残基),激活下游信号通路;③腺苷酸环化酶系统(C)通过 G 蛋白偶联受体激活腺苷酸环化酶,受体无激酶活性,不发生自我磷酸化;④肌醇磷脂系统(D)通过 G 蛋白偶联受体激活磷脂酶 C,受体也无激酶活性,故答案为 B。
14. 答案:C
解析:极性是指结构两端具有不同的化学或功能特性:①微管(A)具有正极(组装快)和负极(组装慢),存在极性;②微丝(B)同样具有正极(肌动蛋白单体添加快)和负极(添加慢),存在极性;③中间丝(C)由中间丝蛋白组装形成,其两端的氨基酸序列相同,组装过程中无方向差异,因此没有极性;④高尔基复合体(D)由扁平囊泡组成,具有顺面(靠近内质网,接收来自内质网的囊泡)和反面(靠近细胞膜,释放囊泡),存在极性,故答案为 C。
15. 答案:B
解析:膜骨架是细胞膜内侧由蛋白质构成的纤维网络,主要功能是维持细胞膜的形态、固定膜蛋白的位置。膜骨架的主要成分是微丝(肌动蛋白丝)和肌动蛋白结合蛋白(如血影蛋白、锚蛋白),微丝与膜蛋白通过结合蛋白连接,形成稳定的网络结构。微管(A)主要参与细胞内物质运输,中间丝(C)主要参与细胞骨架的支撑,胶原纤维(D)是细胞外基质的成分,均不参与膜骨架组成,故答案为 B。
16. 答案:B
解析:①弹性蛋白(A)是细胞外基质的成分,具有弹性,可使组织在受力后恢复原状,不促进细胞迁移;②纤连蛋白(B)是一种粘连蛋白,可与细胞表面的整合素受体结合,同时与细胞外基质中的胶原、蛋白聚糖结合,为细胞迁移提供 “轨道”,并通过信号传递调控细胞骨架重组,促进细胞迁移(如胚胎发育中细胞的迁移、伤口愈合时成纤维细胞的迁移);③层粘连蛋白(C)主要存在于基膜中,参与细胞与基膜的锚定,对细胞分化、存活更重要;④蛋白聚糖(D)是细胞外基质的凝胶状成分,主要起填充、保水作用,故答案为 B。
17. 答案:C
解析:①单能性(A)指细胞仅能分化为一种成熟细胞类型(如精原细胞仅能分化为精子);②多能性(B)指细胞能分化为多种成熟细胞类型,但不能分化为所有细胞类型(如胚胎干细胞能分化为三胚层细胞,但不能分化为胎盘细胞);③全能性(C)指细胞具有发育成完整个体的潜能,受精卵可通过分裂和分化形成所有细胞类型(包括胚胎组织和胎盘组织),最终发育为完整个体,符合全能性定义;④发育性(D)并非细胞潜能的标准分类术语,故答案为 C。
18. 答案:D
解析:原癌基因是细胞内正常存在的基因,其编码的蛋白质(如生长因子、生长因子受体、信号通路中的激酶)参与调控细胞的生长、增殖和分化,是细胞正常生命活动必需的基因。当原癌基因发生突变(如点突变、扩增、易位)时,其表达失控(如过度表达、编码的蛋白质活性异常增强),会导致细胞异常增殖,进而转化为癌细胞。A、B 选项仅描述了原癌基因的部分功能,且 “表达合成癌蛋白” 的表述错误(原癌基因正常表达的是正常蛋白,突变后才形成致癌蛋白);C 选项 “肿瘤细胞特有” 错误(原癌基因存在于所有正常细胞中),故答案为 D。
19. 答案:C
解析:细胞衰老的主要特征包括:①线粒体数目减少,体积增大(A 正确);②细胞核体积增大,核膜内折,染色质固缩,常染色质减少(B 正确);③胞质内脂褐素(衰老细胞中未被消化的残余体)积累,含量增加,同时细胞代谢能力下降(C 中 “脂褐素减少” 错误);④细胞质减少,细胞体积缩小,形状改变(如成纤维细胞由梭形变为扁平状,D 正确),故答案为 C。
20. 答案:C
解析:减数分裂是生殖细胞形成过程中的特殊分裂方式,其主要特点包括:①一个分裂过程中细胞分裂两次(减数第一次分裂和减数第二次分裂,A 正确);②分裂后子细胞染色体数目减半(如人体细胞减数分裂后,染色体由 46 条变为 23 条,B 正确);③减数第一次分裂前期发生同源染色体配对、交叉互换,导致子细胞遗传物质与亲代细胞及子细胞间存在差异,但并非 “均不相同”(若未发生交叉互换,姐妹染色单体分离形成的子细胞遗传物质相同,C 错误);④存在染色体配对(同源染色体联会)和交换重组(交叉互换,D 正确),故答案为 C。
五、简答题(每题 10 分,共 30 分)
1. 什么是干细胞?根据来源和分化潜能可以分为哪些类型?各型的特征是什么?举例说明。
答案解析
(1)干细胞的定义(2 分):干细胞是一类具有自我更新能力(通过不对称分裂产生一个与自身相同的干细胞和一个分化细胞,或通过对称分裂产生两个干细胞,维持干细胞库稳定)和分化潜能(可分化为一种或多种成熟细胞类型)的未成熟细胞,广泛存在于胚胎和成年组织中。
(2)按来源分类及特征(4 分):
①胚胎干细胞:来源于早期胚胎(如囊胚期的内细胞团),具有全能性,可分化为人体所有细胞类型(包括三胚层细胞及胎盘细胞),体外培养时可无限增殖且保持未分化状态。例如,人囊胚内细胞团分离培养得到的胚胎干细胞,可诱导分化为神经细胞、心肌细胞、肝细胞等。
②成体干细胞:来源于成年个体的组织器官(如骨髓、皮肤、肠道、神经组织),属于多能或专能干细胞,分化潜能局限于其来源组织的细胞类型,主要功能是维持组织稳态、修复损伤组织。例如,骨髓中的造血干细胞可分化为红细胞、白细胞、血小板等所有血细胞类型;皮肤基底层的干细胞可分化为表皮细胞、毛囊细胞等。
(3)按分化潜能分类及特征(4 分):
①全能干细胞:具有发育成完整个体的潜能,仅存在于早期胚胎中,如受精卵(可发育为完整胎儿)、囊胚内细胞团细胞(可发育为胚胎组织,需与胎盘细胞共同形成个体)。
②多能干细胞:可分化为多种细胞类型,但不能发育为完整个体,如胚胎干细胞(可分化为三胚层细胞)、诱导多能干细胞(iPSC,通过重编程技术将成体细胞诱导为多能干细胞,分化潜能类似胚胎干细胞)。
③专能干细胞:仅能分化为一种或少数几种密切相关的细胞类型,如神经干细胞(仅能分化为神经元、星形胶质细胞、少突胶质细胞)、肌肉干细胞(仅能分化为骨骼肌细胞)。
2. 什么是程序性细胞死亡?可以分为几种类型?各型在形态上有何特征?
答案解析
(1)程序性细胞死亡的定义(2 分):程序性细胞死亡(PCD)是指细胞在基因调控下发生的主动、有序的死亡过程,不同于被动的坏死,其目的是维持内环境稳定、清除衰老或异常细胞(如胚胎发育中的手指分化、免疫系统清除自身反应性 T 细胞),对生物体的发育、稳态维持及疾病防控具有重要意义。
(2)主要类型及形态特征(8 分):
①凋亡(Apoptosis,Ⅰ 型程序性细胞死亡)(3 分):形态特征最典型,表现为:细胞皱缩,体积缩小;染色质固缩、凝聚,沿核膜分布,形成块状或片段化(核小体断裂为 180-200bp 的片段);细胞膜内陷,形成凋亡小体(包裹胞质和染色质片段的囊泡),凋亡小体被周围细胞吞噬,无胞内容物释放,不引发炎症反应。例如,胚胎发育中尾芽细胞的凋亡、被病毒感染细胞的清除。
②自噬性细胞死亡(Autophagic cell death,Ⅱ 型程序性细胞死亡)(3 分):以自噬体形成为核心特征,表现为:细胞内出现大量双层膜结构的自噬体,自噬体包裹受损细胞器(如线粒体、内质网)或细胞质成分;自噬体与溶酶体融合形成自噬溶酶体,内容物被水解酶降解;细胞体积通常无明显缩小,核染色质无明显固缩,最终细胞被自身降解,降解产物可被再利用。例如,营养缺乏时细胞通过自噬维持存活,若自噬过度则引发自噬性死亡。
③坏死样程序性细胞死亡(Necroptosis,Ⅲ 型程序性细胞死亡)(2 分):形态上类似坏死,但受基因调控,表现为:细胞肿胀,体积增大;细胞膜破裂,胞内容物(如损伤相关分子模式 DAMPs)释放,引发炎症反应;核染色质随机断裂,无凋亡小体形成。例如,肿瘤坏死因子(TNF)诱导的某些细胞死亡、缺血再灌注损伤中的细胞死亡。
3. 2009 年诺贝尔医学和生理学奖授予给发现端粒和端粒酶的科学家,试论述该发现的意义。
答案解析
2009 年诺贝尔医学和生理学奖授予伊丽莎白・布莱克本、卡罗尔・格雷德和杰克・绍斯塔克,以表彰他们在端粒和端粒酶研究中的开创性贡献,该发现从分子机制层面揭示了细胞衰老、癌症发生的关键规律,具有重要的理论和应用价值,具体意义如下:
(1)揭示细胞衰老的分子机制(3 分):端粒是真核细胞染色体末端的重复 DNA 序列(如人体端粒序列为 TTAGGG)和蛋白质组成的复合体,具有保护染色体末端、防止染色体融合或降解的功能。正常细胞分裂时,由于 DNA 聚合酶无法复制染色体末端,端粒会随分裂次数增加而逐渐缩短,当端粒缩短至临界长度时,细胞会停止分裂,进入衰老状态(“海弗利克极限”)。端粒和端粒酶的发现明确了端粒长度是细胞衰老的 “分子时钟”,为理解细胞衰老的本质提供了关键线索。
(2)阐明癌症发生的重要机制(3 分):肿瘤细胞的核心特征之一是无限增殖,而端粒酶的异常激活是其突破 “海弗利克极限” 的关键。端粒酶是一种逆转录酶,可利用自身 RNA 模板合成端粒 DNA,延长端粒长度。正常体细胞中端粒酶活性极低(仅干细胞、生殖细胞等少数细胞有低活性),而大多数肿瘤细胞(如肺癌、乳腺癌、结肠癌)中端粒酶被重新激活,持续延长端粒,使细胞获得无限增殖能力。该发现为癌症诊断和治疗提供了新靶点,例如通过检测端粒酶活性可辅助癌症早期诊断,通过抑制端粒酶活性可抑制肿瘤细胞增殖。
(3)推动细胞生物学和医学研究的发展(2 分):端粒和端粒酶的研究拓展了细胞周期调控、DNA 修复、干细胞生物学等领域的认知。例如,在干细胞研究中,端粒酶活性的调控可维持干细胞的自我更新能力,延缓干细胞衰老;在再生医学中,通过调控端粒长度可提高体外培养细胞的活性,为组织工程和细胞治疗提供支持。
(4)为抗衰老和相关疾病研究提供新方向(2 分):端粒缩短与衰老相关疾病(如心血管疾病、神经退行性疾病)的发生密切相关,通过调控端粒酶活性或端粒长度,有望延缓衰老进程、预防或治疗衰老相关疾病。虽然目前抗衰老应用仍处于研究阶段,但该发现为相关领域提供了重要的理论基础和研究思路。
综上,端粒和端粒酶的发现不仅解答了 “细胞如何维持染色体稳定”“细胞为何会衰老” 等基础科学问题,还为癌症治疗、抗衰老研究等医学应用开辟了新路径,对生命科学和医学领域的发展产生了深远影响。