染色质

凝聚在核膜下呈半月状

呈絮状

细胞器

明显变化

肿胀，内质网崩解

细胞体积

固缩变小

肿胀变大

凋亡小体

有，被临近细胞或巨噬细胞吞噬

，细胞自溶，残余碎片被巨噬细胞吞噬

基因组DNA

有控降解，电泳图片呈梯状

随机降解，电泳图谱呈涂抹状

蛋白质合成

有

调节过程

受基因调控

被动进行

炎症反应

，不释放细胞内容物

有，释放内容物

细胞坏死是细胞受到强烈理化或生物因素作用引起细胞序变化的死亡过程，坏死初期，胞质内线粒体和内质网肿胀、崩解，结构脂滴游离、空泡化，蛋白质颗粒增多，核发生固缩或断裂。随着细胞内蛋白质变性。凝固或碎裂，以及嗜碱性核蛋白的降解，细胞质呈现强嗜酸性。在含水量高的细胞，可因细胞质内水泡不断增大，并发生溶解，导致细胞结构完全消失，最后细胞膜和细胞器破裂，DNA降解，细胞内容物流出，引起周围组织炎症反应。细胞凋亡有典型的形态学与生物化学特征。染色质凝集与边缘化，DNA在核小体间发生降解。细胞膜内陷，包裹各种细胞器等胞内物质，形成凋亡小体，然后，凋亡小体被邻近的细胞吞噬，整个过程胞内物质泄露，故不会引起炎症。凋亡细胞中仍需要合成一些蛋白质，但是在坏死细胞中ATP和蛋白质合成受阻或终止。凋亡细胞由于核酸内切酶活化，导致染色质DNA在核小体连接部位断裂，形成约200bp整数倍的核酸片段，凝胶电泳图谱呈梯状。

15、请叙述遗传物质DNA在细胞周期中各阶段的变化。

答：从上一次细胞有丝分裂结束到下一次细胞有丝分裂开始之间的一段间隙时间，称为间期，包括G1期、S期、G2期。间期是DNA合成和细胞生理代谢活动旺盛的时期。G1期—此时没有DNA复制，但有RNA和蛋白质合成。S期—此时细胞内进行DNA合成，DNA总量增加一倍。G2期—此时细胞里含有两套完整的二倍体染色体，不再进行DNA合成。间期DNA的含量增加1倍：2n—4n。细胞有丝分裂M期可以区分为前期、中期、后期和末期。有丝分裂中DNA分子数的变化：前期4n，中期4n，后期4n，末期随着姐妹染色单体分开平均分配到子细胞中，DNA的含量恢复到2n。

16、请叙述细胞有丝分裂过程中发生的主要事件。

答：①核被膜的裂解与再生：在细胞分裂的前期，核纤层蛋白高度磷酸化而解体，核膜破开成膜泡，核膜孔也都破开。在有丝分裂末期，去磷酸化作用发生，使核纤层蛋白重新聚合并与膜泡结合而成核被膜，包围在各染色体或几个染色体之外，核膜孔也重新组装到新的核被膜上，核被膜重新建成。②纺锤体的形成：构成纺锤体的纤维是由成束的微管和与微管相结合的蛋白质组成的。这些纤维可分为极纤维和动粒纤维两类。极纤维由纺锤体的一级延伸到另一极。动粒纤维是附着在染色体着丝粒两侧的动粒上。通常每个纺锤体平均含有约108个微管蛋白分子，纺锤体微管就是由这些微管蛋白分子组装而成的。在分裂的细胞中，微管的组装是需要有微管组装中心（MTOC）的。③染色体的行为：前期时可以观察到两个染色单体紧密并列。到晚前期，染色单体着丝粒的两侧分别发生动粒。至前中期，每一染色单体的动粒，各与一组纺锤体纤维动粒微管相结合。中期染色体排列在纺锤的赤道平面上，处于动态平衡。后期着丝粒分裂，两染色单体就分离而成彼此独立的一对染色体。这时，每个染色体在向极力作用下，缓慢而平稳的移向一级。后期染色体的运动是由于纺锤体中发生着2个独立的事件：㈠动粒纤维的向极运动推动了与这相连的染色体越来越靠近两极；㈡稍后，纺锤体之间的极纤维的延伸和滑动，使两极距离越来越远。④细胞器的分配：细胞分裂不但要使2个子细胞获得和原来细胞相同的成套染色体，也必须保证它们都能获得细胞中的各种细胞器。像线粒体和叶绿体这样的细胞器是只能通过原有的细胞器分裂增生的，它们不能再细胞质中重新产生。所以2个子细胞必须从母细胞中获得各种细胞器，否则就不能生存。在大多真核细胞，线粒体总是体小而数目多，因此，只要各线粒体能在细胞分裂时，或早或晚也分裂一次，子细胞就会得到一份线粒体。高尔基体和内质网则是在细胞分裂时，破成碎片或小泡，这样也就能分别进入子细胞中去。内质网泡在细胞分裂时多附着在纺锤体微管上，这可能也是有利于它们进入2个子细胞的。各种细胞器的增生都是在细胞分裂之前的间期发生的。

17、动物细胞与植物细胞细胞质的分裂有何不同?

答：动物细胞的细胞膜在两极中间形成一个有肌动蛋白微丝和肌球蛋白构成的环带，微丝收缩使细胞膜向内凹陷，形成环沟，将细胞横溢成两个子细胞。植物细胞在赤道面的中央微管密集形成成膜体，含多糖的小泡在成膜体处彼此融合形成细胞板，细胞板不断向外延伸。到达原来的细胞壁，将细胞分割成两个子细胞。

18、有性生殖细胞产生时的细胞分裂方式是什么？其过程如何？即使没有突变，有性生殖过程哪些环节也会自然导致后代遗传的多样性？

答：有性生殖细胞是通过减数分裂产生的。简述分裂包括2次连续的分裂，DNA只复制一次，而细胞分裂两次，形成的子细胞染色体数目减半。减数分裂包括减数分裂Ⅰ和减数分裂Ⅱ两个时期。减数分裂前期Ⅰ很长，也很重要。分细线期、偶线期、双线期。粗线期、终变期5个亚期。细线期：已复制的染色体含有两条染色单体，被称为姐妹染色单体，但由于染色体浓缩为细线，看不出染色体的双重性。偶线期：同源染色体开始联会，出现联会复合体。粗线期：染色体进一步缩短变粗，同源染色体配对完毕，配对完全的染色体称二价或四分体。在这个时期，非姐妹染色单体间可能发生交换，即遗传物质发生了局部的交换。双线期：染色体继续变粗变短，而且二价体中配对的同源染色体走向分开。在非姐妹染色单体间可见交叉结，即非姐妹染色单体间若干处相互缠结，交叉结的出现是发生过交换的有形结果。浓缩期：也称终变期，染色体螺旋化程度更高，变得更加粗而短。中期Ⅰ：二价体中的同源染色分开。末期Ⅰ：进入子细胞的染色体具有两条染色单体。在一个很短的间期后，进入减数分裂Ⅱ，染色单体分离分配带子细胞中。在有性生殖中，通过3个环节实现遗传重组：减数分裂中同源染色体的独立分配，减数分裂中非姐妹染色单体的交换，精子和卵的随机结合。减数分裂时，同源染色体随机分配，因而配子的染色体组成多种多样。如果一种生物有2对染色体，产生22=4种配子；如果一种生物有4对染色体，则产生24=16种配子。考虑到染色体的交换，每对同源染色体上有若干个基因座，其上又有不同的等位基因，基因组合还要大很多。在减数分裂过程中非同源染色体重新组合，同源染色体间发生部分交换，配子的遗传基础多样化，后代对环境条件的变化有很大的适应性，对于生物的进化有重要意义，它可以使配子中的基因组合变化穷，从而带来生物个体间的更多的变化，为自然选择提供更大的可能性。

19、何谓染色体组型，何谓染色体带型，对染色体组型和带型的分析有什么意义？

答：不同生物有不同数目、不同形态和不同大小的染色体。也就是说，不同生物有不同的染色体组型。将分裂中期染色体加热或用蛋白水解酶稍加处理，吉姆萨式染色在显微镜下可看到染色体上出现横带，称为G带。如将染色体用热碱溶液处理，再做吉姆萨式染色，染色体上就出现另一套横带，称为R带。吉姆萨式染色显示的G带是富含A—T核苷酸的片段，热碱溶液处理后，吉姆萨式染色则显示富含G—C序列的R带。各个染色体的带型形态是稳定的，因此根据带型即可区分不同的染色体。不同的物种，染色体的带型各有特点。从生物进化上看，带型又是一个相当保守的特征，人的各染色体的带型和黑猩猩、猩猩和大猩猩的相应染色体的带型基本相同。染色体带型变化往往是某些遗传疾病和肿瘤疾病的特征和病因。

20、简述细胞凋亡的概念及其生物学意义。

答：细胞凋亡是指细胞在发育过程中发生的程序性死亡。细胞凋亡普遍存在生物的生长发育阶段，使生物体得以清除不再需要的细胞，而不引起炎症反应，维持组织、器官细胞数目相对平衡，保证个体正常发育，更新耗损细胞。其生物学意义：①发育过程中幼体器官的缩小和退化；②细胞的自然更新；③被病原感染的细胞的清除。细胞凋亡在个体法语和组织稳态的维持中具有重要作用。

21、何为细胞衰老，引起细胞衰老的可能机制是什么？

答：细胞衰老的过程是细胞内生理和生化复杂变化的过程，最终反映在细胞的形态，结构和功能上发生了变化，具体表现为：①在衰老的细胞内水分减少，结果使细胞萎缩，体积变小，细胞新陈代谢的速度减慢；②衰老的细胞内，有些酶的活性降低；③细胞内的色素会随着细胞衰老而逐渐累积；④衰老的细胞内呼吸速度减慢，细胞核体积增大，染色质固缩染色加深；⑤细胞膜通透性功能改变，使物质运输功能降低。核被膜内折；线粒体和内质网减少；

引起细胞衰老的因素非常复杂，一方面是衰老因子的积累引起细胞衰老。另一方面来自于细胞内“衰老钟”的程序表达。可能机制有：①端粒（细胞的有丝分裂钟）维持着染色体的稳定。端粒因细胞分裂而变短到一定程度时，细胞就会死亡。端粒破损会导致DNA变得脆弱。容易发生变异，可能导致一些与衰老有关的疾病，如动脉硬化和某些癌症。②氧化性损伤学说：代谢过程中产生的活性氧基团或分子（ROS—O2-,OH-,H2O2），引发的氧化性损伤的积累，最终导致衰老。自由基对细胞中的DNA、RNA和蛋白质均会造成较大的损伤，可诱发细胞内外多种生化成分的过氧化，使细胞膜上的不饱和脂肪酸交联成脂褐素进而造成细胞膜、细胞内部结构和功能的损伤，引起生理生化反应的衰退。氧化损伤的积累造成细胞乃至集体的衰老。③基因突变是衰老的原因之一。许多自然的和人为的因素能引起基因突变，如自由基对DNA、RNA造成较大的损伤。随着年龄增长，细胞“处理”机制越来越不规律，从而引起基因恶性退化变质。④激素失衡。我们身体里的亿万个细胞正是有了激素，才能准确的同步工作。随着衰老，这种平衡变得不规则，从而引起各种疾病，包括抑郁症、骨质疏松、冠状动脉硬化。⑤沉默信息调节蛋白复合物与衰老：复合物存在于异染色质区，其作用在于阻断所在位点DNA转录。

22、癌细胞的基本特征。

答:①细胞生长与分裂失去控制，具有限增殖能力；②具有浸润性和扩散性。良性与恶性肿瘤的区别在于转移性和分化程度不同。③失去接触抑制。识别改变的原因：表达水解酶类；异常表达膜受体。④蛋白表达谱系或蛋白活性改变。重表达胚胎细胞蛋白。端粒酶活性提高。⑤RNA转录谱系的改变—使基因表达和调控方向发生改变。⑥染色体非整倍性；⑦体外培养的恶性转化细胞的特征：⑴限增殖的潜能；⑵在体外培养时贴壁性下降；⑶失去接触抑制；⑷培养时对血清依赖性降低；⑸当将恶性转化细胞注入易感动物体内，往往会形成肿瘤。其中，不死性、迁移性和失去接触抑制，是癌细胞的三个最显著特征。

23、现有洋葱鳞茎一颗，试设计一个观察洋葱根尖细胞有丝分裂的实验方案。

答：观察洋葱根尖细胞有丝分裂的实验设计如下：⑴取材：将洋葱置于盛水的小烧杯上，使其鳞茎浸入水中，放在25℃恒温箱中培养。待根长到2左右时，切取长约1左右的健壮的根尖。⑵前处理：可用下述方法之一前处理所切取的根尖：①用0.05~0.1%秋水仙碱水溶液于室温下处理2—4小时。②在室温下，用对二氯苯饱和水溶液处理3—5小时。③在室温下，用0.002—0.004/L8—羟基喹啉水溶液处理3—4小时。④将材料浸入蒸馏水内，放至冰箱（0—4℃）中24小时。⑶固定：将材料从前处理的药物中取出，用水冲洗2—3次，放入卡诺氏或FAA固定液中，固定24h。如固定的材料当时不用，可以先在90%酒精中泡半个小时，然后在50%酒精泡半个小时，再换入70%酒精中，置0—4℃冰箱内保存。⑷解离：将固定后的根尖用清水漂洗数次，再用下述方法之一进行解离（以根尖完全酥软为准）后，清水漂洗。①用1/L盐酸在60℃恒温箱内处理6—20in。②在室温下，用95%酒精和浓盐酸（3:1）配成的混合液处理8—20in。③用0.5%果胶酶和0.5%纤维素酶的等量混合液，在25℃处理2—5h，或37℃处理0.5—1h。⑸染色和压片：①将解离后的根尖，切取1—2长的分生组织，放在载玻片上，加一滴醋酸洋红染液，放置约10in。然后在酒精灯上缓慢往复3—4次，微微加热（不可煮沸），随即用解剖针将材料拨碎，盖上盖玻片，覆以吸水纸。②对准盖玻片下的材料，用铅笔的橡皮头在盖玻片上轻轻敲击，再用拇指适当用力下压，但注意勿使盖片滑动。压好的片子中，材料铺展成均匀的、单层细胞的薄层（根尖分散成雾状）。观察洋葱根尖细胞有丝分裂装片。

24、用蝗虫观察减数分裂，写出材料采集与观察实验过程。

答：（1）材料的采集：采集正在交配期间的雄蝗虫，去掉第一对步足及翅，在翅基部后方，用解剖剪将其体壁剪开，见到在上方两侧各有一块黄色的团块，这是蝗虫的精巢。精巢由许多排列在一起的精细小管组成。（2）制片、染色与压片：①取一或两个精细小管放于载玻片上，用刀片在精细小管上横切两到三次。1/LHC水解3in，生理盐水洗3次。②改良的苯酚品红染液染色10in，同时以小镊子轻轻挤压精细小管外壁，使性母细胞或减数分裂中各时期的细胞流出精细小管管壁。③将染色后的材料盖上盖玻片，在盖玻片上盖上2层吸水纸，将多余的染液吸干。用左手的食指压紧，防止盖片滑动。然后用大拇指压盖玻片，再用解剖针轻敲盖玻片，使材料均匀分散开。（3）镜检观察：减数第一次分裂分为：前期Ⅰ、中期Ⅰ、后期Ⅰ、末期Ⅰ。前期Ⅰ时间特别长，经此期染色体逐步折叠、浓缩。同时出现非姐妹染色单体间的交换现象。根据细胞核及染色体的形态变化将前期Ⅰ分为五个时期：细线期、偶线期、粗线期、双线期、终变期。减数第二次分裂分为前期Ⅱ、中期Ⅱ、后期Ⅱ、末期Ⅱ。由于经过了简述第一次分裂，同源染色体已经分离因而染色体数目减半。从形态上看减数第二次分裂的细胞体积较小，染色体只有n。