细胞生物期末复习

第九章：

1．NO的作用机理。

NO：一种气体性信号分子，能进入细胞直接激活效应酶 。内源性NO由NOS(NO

合酶)催化合成后，扩散到邻近细胞，与鸟苷酸环化酶活性中心的Fe2+结合，改变酶的构象导致酶活力的增强和cGMP合成增多。cGMP通过其依赖的蛋白激酶GPKG的活化进而抑制肌动-肌球蛋白复合物的信号通路，导致血管平滑肌舒张。

2．细胞表面受体的分类。

根据信号转导机制和受体蛋白类型不同： 离子通道耦联受体、G蛋白耦联受体、酶连受体。

3．G蛋白偶联受体信号通路

（以cAMP为第二信使的信号通路 ?反应链：

激素→G-蛋白偶联受体→G蛋白→腺苷酸环化酶→cAMP→cAMP依赖的蛋白激酶A→基因调控蛋白→基因转录 ）

由G蛋白偶联受体所介导的细胞信号通路按其效应器蛋白的不同，可区分为3类：①

激活离子通道的G蛋白偶联受体；②激活或抑制腺苷酸环化酶，以cAMP为第二信使的G蛋白偶联受体；③激活磷脂酶C，以IP3和DAG作为双信使的G蛋白偶联受体。

（1） 激活离子通道的G蛋白偶联受体所介导的信号通路

① 心肌细胞上M乙酰胆碱受体激活G蛋白开启K+通道：M乙酰胆碱受体在心肌细

胞膜上与Gi蛋白偶联，乙酰胆碱配体与受体结合使受体活化，导致Giα亚基结合的GDP被GTP取代，引发三聚体Gi蛋白解离，使Gβγ亚基得以释放，进而致使心肌细胞质膜上相关的效应器K+通道开启，随即引发细胞内K+外流，从而导致细胞膜超极化，减缓心肌细胞的收缩频率。

② Gt蛋白偶联的光敏感受体的活化诱发cGMP门控阳离子通道的关闭：视紫红质是

视杆细胞Gt蛋白偶联的光受体，定位在视杆细胞外段上千个扁平膜盘上，三聚体G蛋白与视紫红质偶联，通常称之为传导素。 （2） 激活或抑制腺苷酸环化酶的G蛋白偶联受体

① cAMP-PKA信号通路对肝细胞和肌细胞糖原代谢的调节：这是一种短期的快速应

答反应，当细胞内cAMP水平增加时，cAMP依赖的PKA被活化，活化的PKA首先磷酸化糖原磷酸化集美，使其激活，继而使糖原磷酸化酶（GP）被磷酸化而激活，活化的GP刺激糖原的降解，生成葡糖-1-磷酸；另一方面，活化的PKA使糖原合酶磷酸化，抑制其糖原的合成。

② cAMP-PKA信号通路对真核细胞基因表达的调控：该信号通路涉及的反应链可表

示为：激素→G蛋白偶联受体→G蛋白→腺苷酸环化酶→cAMP→cAMP依赖的蛋

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白激酶A→基因调控蛋白→基因转录。

（3） 激活磷脂酶C，以IP3和DAG作为双信使的G蛋白偶联受体所介导的信号通

路：最大的特点是胞外信号被摸受体结合后，同时产生两个胞内信使，分别激活两种不同的信号通路，即IP3-Ca2+和DAG-PKC途径，实现细胞对外界信号的应答，因此把这种信号系统又称之为“双信使系统”。 ① IP3-Ca2+信号通路与钙火花

② DAG-PKC信号通路（书P173-175）

4．受体、第二信使、分子开关(括号里是书后的解释)

受体（receptor）：是一种能够识别和选择性结合某种配体（信号分子）的大分子。多为糖蛋白，少数是糖脂或两者复合物。（任何能与特定信号分子（配体）结合的膜蛋白分子，通常导致细胞摄取反应或细胞信号转导。）

第二信使（second messenger）：指胞内产生的小分子，其浓度变化应答于胞外信号与细胞表面受体的结合，并在细胞信号转导中行使功能。（第一信使分子（激素或其他配体）与细胞表面受体结合后，在细胞内产生或释放到细胞内的小分子物质，如cAMP，IP3，Ca2+等，有助于信号向胞内进行传递。）

分子开关（molecular switch）：细胞信号转导过程中，通过结合GTP与水解GTP，或者通过蛋白质磷酸化与去磷酸化而开启或关闭蛋白质的活性。 第十章：

1．细胞骨架由哪三类成分组成，其构成单体是什么？各有什么特点？

细胞骨架是指存在于真核细胞中的蛋白纤维网架体系，包括微丝、微管和中间丝。 微丝：在真核细胞质中，由肌动蛋白和肌球蛋白构成的，可在细胞形态的支持及细胞肌性收缩和非肌性运动等方面起重要作用的结构。

微管：在真核细胞质中，由微管蛋白构成的，可形成纺锤体、中心体及细胞特化结构鞭毛和纤毛的结构。

中间丝：真核细胞质中的，由蛋白质构成的，其径介于微管和微丝之间，在支持细胞形态、参与物质运输等方面起重要作用的纤维状结构。

2．在细胞骨架的研究中，微丝和微管的特异性药物有哪些？其作用机制是什么？

影响微丝组装的特异性药物

◆细胞松弛素(cytochalasins)：可以切断微丝，并结合在微丝正极阻抑肌动蛋白聚合，因而导致微丝解聚。

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◆鬼笔环肽(philloidin)：与微丝表面结合，防止MF解聚。 微管特异性药物

◆秋水仙素(colchicine) 阻断微管蛋白组装成微管，可破坏纺锤体结构。 ◆紫杉酚(taxol)能促进微管的装配，并使已形成的微管稳定。

3．微管和微丝的功能？

微丝功能：◆维持细胞形态，赋予质膜机械强度◆细胞运动◆微绒毛◆应力纤维◆参与胞质分裂◆肌肉收缩

微管功能：◆维持细胞形态◆细胞内物质的运输◆细胞器的定位◆鞭毛运动和纤毛运动◆纺锤体与染色体运动 第十一章：

1．试述核孔复合体的结构模型及功能。

核孔复合体主要有下列结构组分：

①、胞质环：位于核孔边缘的胞质面一侧，又称外环，环上有8条短纤维对称分布伸向胞质；

②、核质环：位于核孔边缘的核质面（又称内环），环上8条纤维伸向核内，并且在纤维末端形成一个小环，使核质环形成类似“捕鱼笼”（fish-trap）的核篮（nuclear basket）结构；

③、辐：由核孔边缘伸向核孔中央，呈辐射状八重对称，该结构连接内、外环并在发挥支撑及形成核质间物质交换通道等方面起作用；它的结构比较复杂，可进一步分为三个结构域：⑴柱状亚单位：主要的区域，位于核孔边缘，连接内、外环，起支撑作用；⑵腔内亚单位：柱状亚单位以外，接触核膜部分的区域，穿过核膜伸入双层核膜的膜间腔；⑶环带亚单位：在柱状亚单位之内，靠近核孔复合体中心的部分，由8个颗粒状结构环绕形成核孔复合体核质交换的通道。

④、中央栓：位于核孔的中心，呈颗粒状或棒状，又称为中央颗粒，由于推测它在核质交换中起一定的作用，所以又把它称做转运器（transporter）

核孔复合体是一种特殊的跨膜运输蛋白复合体，并且是一个双功能、双向性的亲水性核质交换通道，双功能表现在它有两种运输方式：被动扩散与主动运输；双向性表现在既介导蛋白质的入核转运，又介导RNA、核糖核蛋白颗粒（RNP）的出核转运。

2．比较组蛋白与非组蛋白的特点及作用。

组蛋白：

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特点①：进化上的极端保守性;②无组织特异性;③肽链上氨基酸分布的不对称性；④ 组蛋白的修饰作用。

作用：①核小体组蛋白，帮助DNA卷曲形成核小体的稳定结构；②H1组蛋白，在构成核小体时期连接作用，赋予染色体极性；③对染色体DNA的包装起着重要作用。 非组蛋白:

特点：①非组蛋白是一类酸性蛋白质，富含天冬氨酸和谷氨酸，带负电荷。②具有多样性，组织专一性和种属多样性。

作用：是真核细胞转录活动的调控因子，与基因活化与选择性表达有关

3．简述核小体结构要点。

核小体结构要点：

◆包括200bp左右的DNA超螺旋和一个组蛋白八聚体及一个分子组蛋白H1； ◆组蛋白八聚体构成核小体的盘状核心结构；

◆146bp的DNA分子超螺旋盘绕组蛋白八聚体1.75圈, 组蛋白H1在核心颗粒外结合额外20bp DNA，锁住核小体DNA的进出端，起稳定核小体的作用； ◆两个相邻核小体之间以连接DNA相连，典型长度60bp；

◆组蛋白与DNA之间的相互作用主要是结构性的，核小体具有自组装的性质；

4．染色体的组成及结构模型。

组成： DNA、蛋白质和少量RNA 染色质包装的结构模型

?染色质包装的多级螺旋模型(multiple coiling model)

●染色体的骨架-放射环结构模型(scaffold radial loop structure model)

5．核仁的结构、功能及周期性变化。

核仁由纤维中心（FC）、致密纤维组分(DFC)、颗粒组分(GC)三大部分组成。 超微结构

?纤维中心(fibrillar centers,FC)

?致密纤维组分(dense fibrillar component,DFC) ?颗粒组分(granular component,GC)

?核仁相随染色质与核仁基质（(nucleolar matrix)

核仁的功能：核糖体的生物发生是一个向量过程：从核仁纤维组分开始, 再向颗粒组分延续。这一过程包括rRNA的合成、加工和核糖体亚单位的装配。

周期化变化：在细胞周期中，核仁是一种高度动态的结构，在形态和功能上都发生了很大

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的变化。当细胞进入有丝分裂时，核仁首先变形和变小，然后随着染色质凝集，核仁消失，所有rRNA合成停止，致使在中期和后期细胞中没有核仁；在有丝分裂末期，rRNA合成重新开始，核仁的重建随着核仁物质聚集成分的前核仁体而开始，然后在NOR周围融合成正在发育的核仁。

6．核被膜的结构。

结构组成

◆外核膜，附有核糖体颗粒

?内核膜，有特有的蛋白成份（如核纤层蛋白B受体） ?核纤层（nuclear lamina） ◆核周间隙（perinuclear space） ?核孔（nuclear pore）

7．核定位信号？核酶？核孔复合体？组蛋白？非组蛋白？亲核蛋白？

核定位信号(nuclear localization signal, NLS)：亲核蛋白一般都含有的能保证整个蛋白质能够通过核孔复合体被运到细胞核内的特殊的短肽氨基酸序列。 核酶(ribozyme)：具有催化作用的RNA分子。

核孔复合体（nuclear pore complex，NPC）：镶嵌在内外核膜上的篮状复合体结构，主要油胞质环、核质环、核篮等结构域组成，是物质进出细胞核的通道。

组蛋白(histone)：参与DNA的组织并构成染色质，富含精氨酸和赖氨酸，组成核小体核心结构的5种小分子碱性蛋白。

非组蛋白(nonhistone) ：与染色体组蛋白不同，非组蛋白主要是指与特异DNA序列相结合的蛋白质，所以又称为序列特异性DNA结合蛋白。

亲核蛋白（karyophilic protein）：在细胞质内合成后，需要或能够进入细胞核内发挥功能的一类蛋白质。 第十二章：

1．核糖体的结构及功能。

主要成分：r蛋白质：占40%，位于核糖体表面

rRNA：占60%，位于核糖体内部

结构与功能的分析

?r蛋白与rRNA的结构关系

?同一生物中不同种类的r蛋白的一级结构均不相同，在免疫学上几乎没有同源性。

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?不同生物同一种类r蛋白之间具有很高的同源性，在进化上非常保守。 ?r蛋白在结构上的相互关系

?蛋白质结合到rRNA上具有先后层次性。 ?核糖体的重组装是自我装配过程 ?对16S rRNA结构的研究

?16S rRNA的一级结构非常保守

?16S rRNA的二级结构具有更高的保守性： 臂环结构(stem-loop structure)

2．多聚核糖体？

多聚核糖体(polyribosome或polysome)

?概念： 蛋白质合成时由多个甚至几十个核糖体串连在一条mRNA分子上高效地进行肽链的合成，这种核糖体与mRNA的聚合体称为多聚核糖体。 ?多聚核糖体的生物学意义

?单位时间内所合成的多肽分子数目大体相等； ?对mRNA的利用及对其浓度的调控更为经济和有效。 第十三、十四章：

1．限制点？G0期？周期蛋白？周期蛋白依赖激酶？MPF？

限制点(restriction point): 存在于哺乳动物细胞周期G1期的重要检查点。通过该点后，细胞周期才能进入下一步运转，进行DNA合成和细胞分裂。符号“R”。

G0期(G0 phase):细胞暂时脱离细胞周期处于静止状态。在一定条件下细胞又可重新进入G1期并进行细胞周期的运转。

周期蛋白(cyclin): 调节真核细胞周期的一组蛋白质，其浓度在细胞周期中出现周期性变化，激活特异的依赖细胞周期的蛋白激酶，控制细胞周期按照阶段逐一进行。

周期蛋白依赖激酶(cyclin-dependent kinase;CDK):与周期蛋白结合并活化，使靶蛋白磷酸化、调控细胞周期进程的激酶。

MPF是一种蛋白激酶，由p32和p45组成。又称促成熟因子或M期促进因子，是指存在于成熟卵细胞的细胞质中，可以诱导卵细胞成熟的一种活性物质。

2．细胞周期同步化方法有哪些？比较其优缺点？

自然同步化，如有一种粘菌的变形体plasmodia，某些受精卵早期卵裂

人工选择同步化包括：

①有丝分裂选择法：用于单层贴壁生长细胞。优点：同步化程度高，细胞不受药物侵害。缺点：得到的细胞数量少。

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②密度梯度离心法：根据不同时期的细胞在体积和重量上存在差别进行分离。优点：简单省时，效率高、成本低。缺点：对大多数种类的细胞并不适用。 诱导同步化包括：

①DNA合成阻断法：最终将细胞群阻断于G1/S交界处。优点：同步化效率高，几乎适合于所有体外培养的细胞体系。缺点：诱导过程可造成细胞非均衡生长.

②分裂中期阻断法：将细胞阻断在细胞分裂中期。优点：操作简便，效率高；缺点：药物毒性作用较大。

3．举例说明高等动物细胞中是如何实现细胞周期运转调控的？

周期蛋白依赖性激酶（CDK）是与细胞周期进程相对应的一套Ser/Thr激酶系统。各种CDK沿细胞周期时相交替活化，磷酸化相应底物，使细胞周期事件有条不紊地进行下去。CDK1激酶通过使某些蛋白质磷酸化，改变其下游的某些蛋白质的结构和启动其功能，实现其调控细胞周期的目的。CDK1激酶催化底物磷酸化有一定的位点特异性。它一般选择底物中某个特定序列中的某个丝氨酸或苏氨酸残基。CDK1激酶可以使许多蛋白质磷酸化，其中包括组蛋白H1，核纤层蛋白A、B、C，核仁蛋白等；组蛋白H1磷酸化，促进染色体凝集；核纤层蛋白磷酸化，促使核纤层解聚；核仁蛋白磷酸化，促使核仁解体等。

4．细胞周期各时期主要变化是什么？

细胞周期被划分为四个时期：G1期（复制前期，M期结束至S期间的间隙）、S期（复制期，DNA合成期）、G2期（复制后期，S期结束至M期间的间隙）、M期（有丝分裂期）。在正常情况下，细胞沿着G1→S→G2→M运转，细胞通过M期被分裂为两个子细胞，完成增殖过程。

Ｇ1期（ＤＮＡ合成前期）：Ｇ1期长短不一，是细胞生长的主要阶段，细胞内合成大 量的ＲＮＡ和蛋白质。其中限制点（Ｒ点）控制细胞增殖活动进程，是细胞增殖与否的转 折点。

Ｓ期（ＤＮＡ合成期）：是ＤＮＡ进行复制的阶段，体细胞的ＤＮＡ含量增加一倍。 此外，细胞质中合成各种组蛋白进入细胞核，与ＤＮＡ组装成核小体。

Ｇ2期（ＤＮＡ合成后期）：复制因子（ＲＦ）失活，?有丝分裂促进因子（ＭＰＦ） 活化，相关蛋白质合成，为进入Ｍ期作准备。

Ｍ期（有丝分裂期）：可划分为前期、中期、后期、末期４个阶段，包括染色质组装 成染色体；有丝分裂器和收缩环的形成；核被膜和核仁的消失和重建。 第十五章：

1．管家基因？奢侈基因？决定？癌基因？原癌基因？抑癌基因？全能性？细胞分化？

管家基因(house-keeping genes)： 是指所有细胞中均要表达的一类基因，其产物是对维

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持细胞基本生命活动所必需的；

组织特异性基因(tissue-specific genes)，或称奢侈基因(luxury genes)：是指不同的细胞类型进行特异性表达的基因，其产物赋予各种类型细胞特异的形态结构特征与特异的功能； 细胞决定(cell determination)：细胞分化具有严格的方向性，细胞在未出现分化细胞的特征之前，分化的方向就已由细胞内部的变化及受周围环境的影响而决定。

癌基因(oncogene):通常表示原癌基因的突变体，这些基因编码的蛋白使细胞的生长失去控制，并转变成癌细胞，故称癌基因。

原癌基因(proto-oncogene)：可促进细胞增殖的正常基因其功能获得性突变形式为癌基因，具有促使细胞发生癌变的能力。

肿瘤抑制基因(tumor-suppressor gene)：该基因编码的蛋白质可以抑制细胞生长并防止细胞癌变，其功能丧失性突变将导致细胞癌变。

细胞全能性(totipotency):指细胞经分裂和分化后仍具有产生完整有机体的潜能或特性。 细胞分化(cell differentiation): 由一种相同的细胞类型经细胞分裂后逐渐在形态、结构和功能上产生稳定性差异的过程。其本质是基因选择性表达的结果，即基因表达调控的结果。

2．癌细胞的特征？(基本生物学特征)

◆细胞生长与分裂失去控制，具有无限增殖能力，成为“永生”细胞。

◆具有侵润性和扩散性：这是癌细胞的基本特征，·在分化程度上低于良性肿瘤细胞，且失去了许多原组织细胞的结构和功能

◆细胞间相互作用改变（识别改变；表达水解酶类；产生新的表面抗原） ◆蛋白表达谱系或蛋白活性改变（胚胎细胞蛋白、端粒酶活性升高）

◆ mRNA转录谱系的改变（少数基因表达不同；突变位点不同，表型多变） ◆染色体非整倍性

3．影响细胞分化的因素

◆胞外信号分子对细胞分化的影响, 如眼的发生 ◆细胞记忆与决定

◆受精卵细胞质的不均一性对细胞分化的影响 ◆细胞间的相互作用与位置效应 ◆环境对性别决定的影响

◆染色质变化与基因重排对细胞分化的影响 第十六章：

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1．细胞凋亡的形态变化。

凋亡的起始：细胞表面的特化结构如微绒毛消失，细胞间接触的消失，但细胞膜依然完整；线粒体大体完整，但核糖体逐渐从内质网上脱离，内质网囊腔膨胀，并逐渐与质膜融合；染色质固缩，形成新月形帽状结构等形态，沿着核膜分布。

凋亡小体的形成：核染色质断裂为大小不等的片段，与某些细胞器如线粒体一起聚集，为反折的细胞质膜所包围。细胞表面产生了许多泡状或芽状突起，逐渐形成单个的凋亡小体。 凋亡小体逐渐为邻近的细胞吞噬并消化。

2．细胞衰老的特征？

衰老细胞结构的变化

●细胞核的变化：细胞核不断增大，核膜内折，染色质固缩化。

●内质网的变化：衰老动物内质网成分弥散性地分散于核周胞质中，粗面内质网的总量似乎减少了。

●线粒体的变化：通常，细胞中线粒体的数量随年龄减少，而其体积则随年龄增大。 ●致密体的生成

●膜系统的变化：其膜流动性降低、韧性减小；间隙连接；细胞膜内（P面）颗粒的分布也发生变化

3．凋亡与坏死的区别？

二者的主要区别是，细胞凋亡过程中，细胞质膜反折，包裹断裂的染色质片段或细胞器，然后逐渐分离，形成众多的凋亡小体（apoptotic bodies），凋亡小体则被邻近的细胞所吞噬。整个过程中，细胞质膜的整合性保持良好，死亡细胞的内容物不会逸散到胞外环境中去，因而不引发炎症反应。相反，在细胞坏死时，细胞质膜发生渗漏，细胞内容物，包括膨大和破碎的细胞器以及染色质片段，释放到胞外，导致炎症反应。

4．鉴定细胞凋亡有哪些方法？

细胞凋亡的检测方法

◆形态学观测：染色法、透射和扫描电镜观察 ◆DNA电泳：DNA片段就呈现出梯状条带 ◆TUNEL测定法，即DNA断裂的原位末端标记法 ◆彗星电泳法，这是一种快速简便的凋亡检测法。

◆流式细胞分析 根据凋亡细胞DNA断裂和丢失，采用碘化丙啶使DNA产生激发荧光，用流式细胞仪检出凋亡的亚二倍体细胞，同时又能观察细胞的周期状态。

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第十七章：

1．细胞连接的分类？各有何结构特点、功能及分布？

细胞连接的类型：①封闭连接或闭锁连接：紧密连接；②锚定连接：1、与中间纤维相关的锚定连接：桥粒和半桥粒；2、与肌动蛋白纤维相关的锚定连接：粘合带和粘合斑；③通讯连接：间隙连接。

紧密连接是封闭连接的主要形式，普遍存在于脊椎动物体表及体内各种腔道和腺体上皮细胞之间。是指相邻细胞质膜直接紧密地连接在一起，能阻止溶液中的分子特别是大分子沿着细胞间的缝隙渗入体内，维持细胞一个稳定的内环境。

紧密连接具有：①形成渗漏屏障，起重要的封闭作用；②隔离作用，使游离端与基底面质膜上的膜蛋白行使各自不同的膜功能；③支持功能。

桥粒：又称点状桥粒，位于粘合带下方。是细胞间形成的钮扣式的连接结构，跨膜蛋白（钙粘素）通过附着蛋白（致密斑）与中间纤维相联系，提供细胞内中间纤维的锚定位点。中间纤维横贯细胞，形成网状结构，同时还通过桥粒与相邻细胞连成一体，形成整体网络，起支持和抵抗外界压力与张力的作用。半桥粒相当于半个桥粒，但其功能和化学组成与桥粒不同。它通过细胞质膜上的膜蛋白整合素将上皮细胞锚定在基底膜上, 在半桥粒中，中间纤维不是穿过而是终止于半桥粒的致密斑内。存在于上皮组织基底层细胞靠近基底膜处，防止机械力造成细胞与基膜脱离。

粘合带：又称带状桥粒，位于紧密连接下方，相邻细胞间形成一个连续的带状连接结构，跨膜蛋白通过微丝束间接将组织连接在一起，提高组织的机械张力。

粘合斑：细胞通过肌动蛋白纤维和整联蛋白与细胞外基质之间的连接方式，微丝束通过附着蛋白锚定在连接部位的跨膜蛋白上。存在于某些细胞的基底，呈局限性斑状。其形成对细胞迁移是不可缺少的。体外培养的细胞常通过粘着斑粘附于培养皿上。

间隙连接：是动物细胞间最普遍的细胞连接，是在相互接触的细胞之间建立的有孔道的连接结构，允许无机离子及水溶性小分子物质从中通过，从而沟通细胞达到代谢与功能的统一。

间隙连接在代谢偶联中的作用：使代谢物（如氨基酸、葡萄糖、核苷酸、维生素等）及第二信使（cAMP、Ca2+等）直接在细胞之间流通。间隙连接在神经冲动信息传递过程中的作用：在由具有电兴奋性的细胞构成的组织中，通过间隙连接建立的电偶联对其功能的协调一致具有重要作用。间隙连接在早期胚胎发育和细胞分化过程中具有重要；间隙连接对细胞增殖的控制也有一定作用。

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