精品解析：回归课本之新教材的查缺补漏-04 细胞自噬与细胞周期同步化

专题4 细胞自噬与细胞周期同步化 1、概念 在一定条件下，细胞会将受损或功能退化的细胞结构等，通过溶酶体降解后进行物质的再利用，这就是细胞自噬。 2、自噬方式 细胞自噬主要有三种形式：微自噬、巨自噬和分子伴侣介导的自噬。 （1）微自噬（甲）：指溶酶体或者液泡内膜直接内陷底物包裹并降解的过程。（多在种子成熟时储藏蛋白的沉积或萌发时储存蛋白的降解中起作用） （2）巨自噬（乙）：在巨自噬中由内质网来源的膜性结构通过扩展包裹待降解物形成自噬小体，然后与溶酶体融合并降解其内容物。是最主要的自噬形式。（营养缺乏条件下培养的细胞、植物的免疫反应、叶片衰老及环境胁迫应答）。 （3）分子伴侣介导自噬(丙）：在分子伴侣介导自噬中，胞质内蛋白需与分子伴侣结合，然后转运到溶酶体腔中被溶酶体酶消化。（在动物细胞衰老反应过程中，往往发生分子伴侣介导的自噬过程，保存必须的组成细胞结构的蛋白和其他材料）。 3、细胞自噬调控机制（营养匮乏时） ①当营养充足时，生长因子活化PI3K/AKT信号途径及其下游的效应分子，蛋白激酶mTor，促进营养物质的吸收、大分子的合成、ATP的产生等，同时抑制细胞自噬（图1）。②当生长因子缺乏时，PI3K/AKT信号途径失活，细胞停止营养物质的吸收，以及ATP的产生；同时效应分子mTor也失活，解除了对细胞自噬作用的抑制，细胞通过自噬来产生ATP。AKT的失活也能引发细胞凋亡（图2）。 4、意义 自噬具有多种生理功能，包括耐受饥饿，清除细胞内折叠异常的蛋白质以及受损或多余的细胞器，促进发育和分化，延长寿命，清除入侵微生物等。细胞在正常生长条件下能进行较低水平的自噬，以维持细胞内的稳态。在遭受各种细胞外或细胞内刺激(如缺氧，缺营养，接触某些化学物质，某些微生物入侵细胞，细胞器损伤，细胞内异常蛋白过量累积等)时细胞可通过细胞自噬维持基本的生命活动。 1. 真核细胞的自噬主要有三种形式：微自噬（溶酶体膜或液泡膜直接内陷包裹底物并降解的过程）、巨自噬和分子伴侣介导的自噬。如图表示某种巨自噬的过程，其中自噬小体来自内质网，溶酶体来自高尔基体。下列相关叙述错误的是（ ） A. 细胞进行微自噬时，离不开生物膜的流动性 B. 细胞进行图示巨自噬的产物中有合成蛋白质的原料 C. 自噬溶酶体内可以发生不同生物膜的降解过程 D. 有些离开高尔基体的小囊泡可合成多种水解酶 2. 蛋白质是生命活动的主要承担者。只有当具有一级结构的多肽链折叠形成正确的三维空间结构才能具有正常的生物学功能。若这种折叠过程在体内发生故障，形成错误的空间结构并在细胞内堆积，就会影响细胞的正常功能。如图为某动物细胞对蛋白质的精密调控过程。已知泛素是分布于大部分真核细胞中的多肽，吞噬泡是一种囊泡。下列相关叙述错误的是（ ） A. 该过程中吞噬泡与溶酶体的融合体现了生物膜的流动性 B. 泛素对错误折叠的蛋白质起标记作用，促使其与自噬受体结合 C. 动物细胞中能形成囊泡的结构有高尔基体、内质网、核糖体等 D. 溶酶体中含有多种水解酶可将错误折叠的蛋白质降解 3. 2016年，日本科学家大隅良典因为“细胞自噬机制方面的发现”而获得诺贝尔奖。细胞自噬是真核细胞中，将自身衰老的细胞器及错误折叠蛋白质等物质通过溶酶体降解的过程，如下图所示。关于细胞自噬推断正确的是（ ） A. 自噬体的形成与内质网、高尔基体等细胞器有关 B. 当细胞营养物质缺乏时，细胞自噬作用会减弱 C. 细胞自噬产生的最终产物都将被细胞排出细胞外 D. 细胞自噬不利于维持细胞内的稳态 在一般培养条件下，群体中的细胞处于不同的细胞周期时相之中。为了研究某一时相细胞的代谢、增殖、基因表达或凋亡，常需采取一些方法使细胞处于细胞周期的同一时相，这就是细胞同步化技术。 （1）选用DNA合成抑制剂可逆地抑制S期细胞DNA合成而不影响其他细胞周期运转，最终可将细胞群体阻断在G1/S期交界处； （2）一些抑制微管聚合的药物，因抑制有丝分裂装置的形成和功能行使，可将细胞阻断在有丝分裂中期，即使细胞同步于M期。 （3）有丝分裂摇落法 （4）血清饥饿法 1.DNA合成阻断法 DNA合成抑制剂顾名思义就是DNA合成的抑制剂，可以不影响其他时期细胞的运转，种类也有许多种，如5-氟脱氧尿嘧啶、羟基脲、阿糖胞苷、氨甲蝶呤、高浓度AdR、GdR和TdR等。试题中出现最多的就是TdR，因为它对细胞的毒性相对要小，如3H标记胸腺嘧啶核苷（3H－TdR）和5－溴尿嘧啶（5－BrdU）。DNA合成双阻断法的原理利用TdR可以抑制DNA合成，而不影响其他时期细胞的运转，最终可将细胞群阻断在S期或G/S交界处，使细胞同步化。 DNA合成双阻断法的过程： 第一次：在细胞处于对数生长期的培养基中加入过量TdR