七年制细胞生物学题库附答案

Review for Cell Biology原核细胞(prokaryocyte): 细胞内遗传物质没有膜包围的一大类细胞。不含膜相细胞器。真核细胞(eukaryocyte): 细胞核具有明显的核被膜所包围的细胞。细胞质中存在膜相细胞器。细胞增殖(cell proliferation):通过细胞分裂增加细胞数量的过程。是生物繁殖基础，也是维持细胞数量平衡和机体正常功能所必需。细胞工程(cell engineering):应用细胞生物学和分子生物学的方法，通过类似于工程学的步骤在细胞整体水平或细胞器水平上，遵循细胞的遗传和生理活动规律，有目的地制造细胞产品的一门生物技术。拟核(nucleoid): 原核细胞中 DNA 集中但无核膜包围的区域。细胞超微结构(ultrastructure): 超出光学显微镜分辨水平的细胞结构的统称。又称亚显微结构(submicroscopic structure)。细胞化学技术(cytochemistry): 在保持细胞结构完整的条件下，通过细胞化学反应研究细胞内各种成分（主要是生物大分子）的分布情况以及这些成分在细胞活动过程中的动态变化的技术。细胞培养技术(cell culture): 在体外条件下，用培养液维持细胞生长与增殖的技术。原代细胞(primary culture cell): 指从机体取出后立即培养的细胞。有人把培养的第 1 代细胞与传 10 代以内的细胞统称为原代细胞培养。传代细胞(subculture cell): 原代细胞基础上通过胰酶等物质消化后继续用于细胞培养的细胞，它与原代细胞具有相同核型。细胞融合(cell fusion): 人工的或自然发生的细胞合并形成多核细胞的现象。cell membrane(细胞膜):又称细胞质膜（plasma membrane） 。细胞表面的一层薄膜。由磷脂双层和相关蛋白质以及胆固醇和糖脂组成。biological membrane(生物膜): 围绕细胞或细胞器的脂双层膜。由磷脂双层结合有蛋白质和胆固醇、糖脂构成，起渗透屏障、物质转运和信号转导的作用。细胞内的膜系统与质膜的统称。膜脂(membrane lipid): 存在于质膜及细胞内膜的脂质。主要是甘油磷脂、固醇和少量的鞘脂。膜蛋白则镶嵌在膜脂中。membrane protein(膜蛋白): 生物膜所含的蛋白叫膜蛋白，是生物膜功能的主要承担者。 根据蛋白分离的难易及在膜中分布的位置，膜蛋白基本可分为三大类：外在膜蛋白或称外周膜蛋白、内在膜蛋白或称整合膜蛋白和脂锚定蛋白。穿膜蛋白(transmembrane protein):一类双亲性的蛋白质。具有亲水区段和疏水区段，其疏水区段穿膜与脂分子双层内部的疏水尾部相互作用，而其亲水区段则暴露于膜两侧。外在蛋白(extrinsic protein):不直接与脂双层疏水部分相互连接，它们常常通过离子键、H 键与脂质分子或膜表面的蛋白质分子相结合。流动镶嵌模型(fluid mosaic model): 特指膜的流动镶嵌模型。针对细胞质膜提出的一种膜的结构模型，描述膜为结构和功能上不对称的脂双层所组成，蛋白质以镶嵌样模式分布在膜的表面与内部，并能在膜内运动。此模型也可适用于亚细胞结构的膜。被动运输(passive transport): 离子或小分子在浓度差或电位差的驱动下顺电化学梯度穿膜的运输方式。主动运输(active transport): 特异性运输蛋白消耗能量使离子或小分子逆浓度梯度穿膜的运输方式。易化扩散(facilitated diffusion): 指非脂溶性物质或亲水性物质, 如氨基酸、糖和金属离子等借助细胞膜上的膜蛋白的帮助顺浓度梯度或顺电化学浓度梯度, 不消耗 ATP 进入膜内的一种运输方式。胞吞作用(endocytosis): 通过质膜内陷形成膜泡，将物质摄入细胞内的现象。包括吞噬和胞饮。胞吐作用(exocytosis):运输小泡或分泌颗粒与质膜融合，将内容物释放到细胞外的现象。endomembrane system(内膜系统):真核细胞中，在结构、功能上具有连续性的、由膜围成的细胞器或结构。包括内质网、高尔基体、溶酶体、内体和分泌泡以及核膜等膜结构，但不包括线粒体和叶绿体。endoplasmic reticulum(内质网): 真核细胞细胞质内广泛分布的由膜构成的扁囊、小管或小泡连接形成的连续的三维网状膜系统。分为糙面内质网和光面内质网两种。糙面内质网(rough ER): 膜表面有核糖体附着的内质网。是分泌蛋白和膜蛋白质等的合成与加工场所。Lysosome(溶酶体): 真核细胞中一种膜包围的异质的消化性细胞器。是细胞内大分子降解的主要场所。过氧化物酶体(peroxisome): 细胞质中含有氧化酶、过氧化物酶和过氧化氢酶的细胞器。细胞骨架(cytoskeleton): 真核细胞中与保持细胞形态结构和细胞运动有关的纤维网络。包括微管、微丝和中间丝。微管(microtubule;MT): 由微管蛋白原丝组成的不分支的中空管状结构。直径约 25 nm，是细胞骨架成分，与细胞支持和运动有关。纺锤体、真核细胞纤毛、中心粒等均系由微管组成的细胞器。微丝(microfilament;MF): 真核细胞内由肌动蛋白组成的直径为 57nm 的骨架纤丝。中间纤维(intermediate filaments;IF): 直径 10nm 左右，介于微丝和微管之间。与微管不同的是中间纤维是最稳定的细胞骨架成分，它主要起支撑作用。中间纤维在细胞中围绕着细胞核分布，成束成网，并扩展到细胞质膜，与质膜相连结。自养生物(autotroph): 在同化作用过程中，能够直接把从外界环境摄取的无机物转变成为自身的组成物质，并储存了能量的一种新陈代谢生物类型。异养生物(heterotroph): 生物体在同化作用的过程中，只能从外界摄取的现成有机物制成为自身的组成物质的生物。Mitochondria(线粒体):真核细胞中由双层高度特化的单位膜围成的细胞器。主要功能是通过氧化磷酸化作用合成 ATP，为细胞各种生理活动提供能量。细胞呼吸(cellular respiration): 指细胞在有氧条件下从食物分子（主要指葡萄糖）中取得能量的过程。核孔复合体(nuclear pore complex): 核被膜上沟通核质和细胞质的复杂隧道结构，由多种核孔蛋白构成。隧道的内、外口和中央有由核糖核蛋白组成的颗粒，对进出核的物质有控制作用。核纤层(nuclear lamina): 位于细胞核内核膜下与染色质之间的、由中间纤维相互交织而形成的一层高电子密度的蛋白质网络片层结构。在细胞分裂过程中对核被膜的破裂和重建起调节作用。染色质(chromatin): 间期细胞核中由 DNA 和组蛋白构成的染色物质。Chromosome(染色体): 染色质在细胞分裂时凝缩成的特定结构的小体。姐妹染色单体(sister chromatid): 染色体在 DNA 复制之后产生的一对连在一起的染色单体。同源染色体(homologous chromosome): 二倍体细胞中染色体以成对的方式存在, 一条来自父本，一条来自母本，且形态、大小相同，并在减数分裂前期相互配对的染色体。含相似的遗传信息。着丝点(kinetochore): 着丝粒两侧的具有三层盘状或球状结构的蛋白。高等植物的着丝点呈球形。着丝点的定位与形成决定于着丝粒特异的 DNA 顺序，在有丝分裂一开始便形成。动粒(kinetochore): 由多种蛋白质在有丝分裂染色体着丝粒部位形成的一种圆盘状结构。微管与之连接，与染色体分离密切相关。每一个中期染色体含有两个动粒，位于着丝粒的两侧。端粒(telomere): 真核染色体两臂末端由特定的 DNA 重复序列构成的结构。使正常染色体端部间不发生融合，保证每条染色体的完整性。核型(caryotype): 细胞有丝分裂中期的全套染色体图像，按大小、形态成对排列成的系列。具有种的特异性。核小体(nucleosome): 组成真核细胞染色体的基本结构单位，由组蛋白和大约200 个 bp 的 DNA 组成的直径约 10 nm 的球形小体。其核心由 H2A、H2B、H3 和H4 四种组蛋白各两个分子组成八聚体构成。Gene(基因): 遗传信息的基本单位。一般指位于染色体上编码一个特定功能产物（如蛋白质或 RNA 分子等）的一段核苷酸序列。“中心法则”(central dogma): 克里克(F. Crick)于 1958 年提出的阐明遗传信息传递方向的法则，即遗传信息从 DNA 传递至 RNA，再传递至多肽。DNA 同RNA 之间遗传信息的传递是双向的，而遗传信息只是单向地从核酸流向蛋白质。细胞分裂(cell division): 一个细胞通过核分裂和胞质分裂产生两个子细胞的过程。细胞周期(cell cycle): 连续分裂的细胞从上一次有丝分裂结束到下一次有丝分裂完成所经历的整个过程。包含 G1 期、S 期、G2 期、M 期四个阶段。纺锤体(Spindle Apparatus): 有丝分裂和减数分裂过程中由微管和微管蛋白构成的呈纺锤状的结构。与染色体的排列、移动和移向两极有关有丝分裂(mitosis): 真核细胞的染色质凝集成染色体、复制的姐妹染色单体在纺锤丝的牵拉下分向两极，从而产生两个染色体数和遗传性相同的子细胞核的一种细胞分裂类型。通常划分为前期、前中期、中期、后期和末期五个阶段。减数分裂(meiosis): 性细胞分裂时，染色体只复制一次，细胞连续分裂两次，染色体数目减半的一种特殊分裂方式。细胞周期检测点(checkpoint): 细胞周期中的一套保证 DNA 复制和染色体分配质量的检查机制。是一类负反馈调节机制。当细胞周期进程中出现异常事件，如 DNA 损伤或 DNA 复制受阻时，这类调节机制就被激活，及时地中断细胞周期的运行。细胞分化(cell differentiation): 在个体发育中，由一个或一种细胞增殖产生的后代，在形态结构和生理功能上发生稳定性的差异的过程。全能性细胞核:在多细胞生物中每个体细胞的细胞核具有个体发育的全部基因，只要条件许可，都可发育成完整的个体。细胞决定(cell determination): 胚胎细胞在发生分化之前已确定向特定方向分化的变化过程。去分化(dedifferentiation): 分化细胞失失原有的分化结构和功能成为具有未分化细胞特性的过程。随后可导致细胞再分化成另一种细胞。转分化(transdifferentiation): 一种类型的分化细胞转变成另一种类型的分化细胞的现象。差异表达(differential expression): 基因表达调控的一种方式。指在对信号或诱导物做出应答时，选择表达不同的基因，或使基因的表达水平有所不同。细胞衰老(cell aging): 随着时间的推移，细胞增殖能力和生理功能逐渐下降的变化过程。细胞在形态上发生明显变化，细胞皱缩，质膜透性和脆性提高，线粒体数量减少，染色质固缩、断裂等。Hayflick 界限:动物体细胞在体外可传代的次数，与物种的寿命有关；细胞的分裂能力与个体的年龄有关。apoptosis(细胞凋亡):由死亡信号诱发的受调节的细胞死亡过程, 是细胞生理性死亡的普遍形式。凋亡过程中 DNA 发生片段化，细胞皱缩分解成凋亡小体，被邻近细胞或巨噬细胞吞噬，不发生炎症。Caspase 家族:Caspases 是近年来发现的一组存在于胞质溶胶中的结构上相关的半胱氨酸蛋白酶，它们的一个重要共同点是特异地断开天冬氨酸残基后的肽键。细胞连接(cell junction): 细胞表面可与其他细胞或细胞外基质结合的特化区。封闭连接(occluding junction): 上皮细胞顶端侧面质膜中的封闭蛋白和密封蛋白在细胞间构成的密封连接。两膜之间不留空隙，使胞外物质不能通过。又称紧密连接(tight junction)。锚定连接(anchoring junction): 通过细胞骨架系统将细胞与相邻细胞或细胞与基质之间连接起来。通讯连接(communicating junction): 一种特殊的细胞连接方式, 位于特化的具有细胞间通讯作用的细胞。它除了有机械的细胞连接作用之外, 还可以在细胞间形成电偶联或代谢偶联, 以此来传递信息。动物与植物的通讯连接方式是不同的, 动物细胞的通讯连接为间隙连接,而植物细胞的通讯连接则是胞间连丝。间隙连接(gap junction): 动物细胞中，由连接子构成的细胞间通信连接。允许分子质量小于 1000 Da 的分子通过，使相邻细胞间形成电偶联和代谢偶联。细胞黏附(cell adhesion): 在细胞识别的基础上，同类细胞发生聚集形成细胞团或组织的过程。细胞黏附分子(cell adhesion molecule;CAM): 介导细胞与细胞间或细胞与胞外基质间相互接触和结合的从多分子的统称。大多数为糖蛋白，分布于细胞表面。免疫球蛋白超家族(immunoglobulin superfamily;IgSF):具有免疫球蛋白可变区和恒定区结构域的细胞表面蛋白分子的统称。绝大部分与细胞表面识别有关。整联蛋白(integrin): 一类质膜上的、作为细胞黏附分子受体的蛋白质。由 和 两种亚基组成的异源二聚体，其性质决定了细胞所能结合的黏附分子的类型。介导与其他细胞表面或细胞外基质间的黏合。细胞外基质(extra cellular matrix;ECM): 由细胞分泌到细胞外间充质中的蛋白质和多糖类大分子物质。构成复杂的网架，连接组织结构、调节组织的发育和细胞生理活动。基膜(basement membrane): 基膜是一种复合的细胞外结构,位于上皮细胞基底面与结缔组织的膜状结构。具有支持连接作用，亦是物质通透的半透膜。是细胞外基质的特异区。细胞信号转导(signal transduction): 细胞外信号与细胞表面受体相互作用，使其转变为细胞内信号，并发生胞内信号传递级联反应的过程。调节细胞的生理和遗传过程，强调信号的接收与接收后信号转换的途径和结果。受体(receptor): 能与细胞外专一信号分子（配体）结合引起细胞反应的蛋白质。分为细胞表面受体和细胞内受体。受体与配体结合即发生分子构象变化，从而引起细胞反应，如介导细胞间信号转导、细胞间黏合、细胞胞吞等细胞过程。配体(ligand): 能与受体蛋白质分子专一部位结合，引起细胞反应的分子。第一信使(first messenger): 由细胞产生，可被细胞表面或胞内受体接受、穿膜转导，产生特定的胞内信号的细胞外信使。第二信使(second messenger): 受细胞外信号的作用，在胞质溶胶内形成或向胞质溶胶释放的细胞内小分子。通过作用于靶酶或胞内受体，将信号传递到级联反应下游，如环腺苷酸、环鸟苷酸、钙离子、肌醇三磷酸和肌醇磷脂等。stem cell(干细胞): 在动物胚胎和成体组织中一直能进行自我更新、保持未分化状态、具有分裂能力的未分化细胞。包括胚胎干细胞和成体干细胞两大类。再生(regeneration): 生物体对失去的结构重新自我修复和替代的过程。不对称分裂(asymmetrical division): 细胞分裂产生了两个大小不等的子细胞，所含的细胞组分也有相应差别的一种分裂方式。这种分裂往往与子细胞向不同方向分化有关。胚胎干细胞(embryonic stem cell;ES cell): 取自哺乳动物囊胚的内细胞团细胞，经培养而成的多能干细胞。具有分化为各种组织的潜能。组织干细胞(tissue-specific stem cell;TSC):能够自我更新、具有谱系定向分化能力、在特定组织定居能力的一类细胞。全能干细胞(totipotent stem cell): 可分化成各种类型的组织细胞的干细胞。哺乳动物中只有受精卵才是全能干细胞。多能干细胞(pleuripotent stem cell): 具有分化成多种分化细胞潜能的干细胞系细胞。如胚胎干细胞和成体干细胞。单能干细胞(monopotent stem cell;unipotent stem cell): 只能向单一方向分化、产生一种类型的细胞。许多已分化组织中的成体干细胞是单能干细胞。间充质干细胞(mesenchymal stem cell): 源自未成熟的胚胎结缔组织的细胞。是可形成多种细胞类型的多能干细胞。干细胞巢(stem cell niche):个体出生以后，组织干细胞（包括生殖干细胞）生活的特殊的微环境称为干细胞微环境(microenvironment)，又称为干细胞巢。细胞核移植(nuclear transplantation): 指将一个动物细胞的细胞核移植至去核的卵母细胞中，产生与供细胞核动物的遗传成份一样的动物的技术。转基因动物(transgenic animal): 通过基因转移技术获得的整合有外源基因的动物个体。gene knock-out(基因敲除): 将细胞基因组中某基因去除或使基因失去活性的方法。常用同源重组的方法敲除目的基因，观察生物或细胞的表型变化，是研究基因功能的重要手段。gene knock-in(基因敲入): 将外源基因引入到细胞（包括胚胎干细胞、体细胞）基因组的特定位置，并使新基因能随细胞的繁殖而传代的方法。广义的基因敲入包括基因片段、基因调控序列以及成段基因组序列的定位引入。转基因动物生物反应器(bioreactor):生物反应器是利用酶或生物体（如微生物）所具有的生物功能，在体外进行生化反应的装置系统，它是一种生物功能模拟机，如发酵罐、固定化酶或固定化细胞反应器等。在酒类、医药生产、有机污染物降解方面有重要应用。细胞治疗(live cell therapy):将体外培养的、具有正常功能细胞植入患者体内（或直接导入病变部位） ，以代偿病变细胞所丧失的功能。细胞生物学的发展简史。答：细胞生物学迄今已有 300 多年的发展历史，主要经历了细胞的发现、细胞学的创立、细胞生物学的形成和分子细胞生物学的兴起等阶段。研究技术和方法的改进与突破不断的推动细胞生物学的发展。细胞生物学和分子生物学、发育生物学、遗传学、生理学等学科的联系日趋密切，相关学科的新理论、新概念和新技术的引入极大地促进了细胞生物学的发展并衍生出新的分支学科。细胞生物学研究在医学中的意义。细胞生物学是基础医学和临床医学教育重要的基础课程。医学中许多疾病现象与细胞生物学密切相关。细胞生物学与医学实践紧密结合，研究疾病的发生、发展、转归和预后规律，为疾病的诊断提供新的理论、思路和方案。细胞生物学的主要研究技术。（一） 可视化技术（Visualizing Cells）显微成像技术帮助人们在不同的各层次观察和研究组织、细胞的活动及其规律。（二）原位组分展示技术（displaying techniques in Situ）对细胞及组织的多种化学成分分进行定性、定位和定量的研究。免疫细胞化学技术（immunocytochemistry，ICC）是利用免疫学中抗原抗体特异性结合的原理来定性和定位研究器官、组织和细胞中的生物活性大分子的技术。放射自显影术（autoradiography）以放射性核素标记生物标本中的大分子或其前体物质，在显微和亚显微结构水平显示组织和细胞内放射性核素标记的物质的位置和数量及其变化。原位杂交技术（in situ hybridization，ISH）是使用标记的 DNA 或 RNA 探针，通过分子杂交检测原位组织和细胞中的特异性核酸分子的方法。 （三）体外培养技术（culture techniques in Vitro）使器官和细胞在模拟体内环境的实验状况下生长，有利于探索生命的基本活动规律并获得大量的特定的细胞。（四）细胞及其组分的分离和纯化技术（segregation and purification techniques of cellular components） 将细胞及其组分进行分离和纯化，用于研究某一类细胞或细胞组分的特点和功能。差速离心法（differential centrifugation）用于体积差别较大颗粒的分离，例如细胞器的初步分离。差速离心法通过一组离心速度逐渐递增的离心操作步骤使悬浮液中的各种颗粒分离开：首先用低速离心将大颗粒沉降到离心管的底部；取其上清液，再以中等速度离心，使稍大的颗粒沉降到管底；收集上清，再加以高速离心。这样依次离心使各种颗粒逐渐分离 层析技术（chromatography）是根据蛋白质的形态、大小和电荷的差异来进行分离的方法，能纯化并获得非变性的、天然状态的蛋白质。 流式细胞技术（flow cytometry）用荧光抗体与相应抗原结合，标定欲分离的细胞或细胞器，再通过自动化的激光/光电检测系统高速检测移动中的细胞悬液荧光，从混合的细胞群体中分选出特定的目标细胞。 激光捕获显微切割技术（laser capture microdissection） 可从组织切片上获得目标细胞（五）生物大分子的分析和鉴定技术（analysis and identification techniques of biomacromolecules）聚合酶链反应（polymerase chain reaction，PCR）是利用 DNA 半保留复制的原理，通过控制实验温度，使 DNA 处于变性、复性和合成的反复循环中，从而达到在体外快速扩增特异性 DNA 片段的目的。细胞附着的支持物:微载体（microcarrier） 、中空纤维（hollow fiber） 、微胶囊（microcapsule）细胞膜的结构、功能及分子结构模型。膜脂构成细胞膜的结构骨架细胞膜上的脂类称为膜脂（membrane lipid） 主要有三种类型：磷脂（phospholipid） 胆固醇（cholesterol） 糖脂(glycolipid)1.为细胞的生命活动提供了稳定的内环境2.物质转运 3.信号传递、细胞识别等膜蛋白以多种方式与脂双分子层结合，决定细胞膜的功能细胞膜的不同特性和功能是由与细胞膜相结合的膜蛋白决定。 在不同细胞中膜蛋白的含量及类型有很大差异，膜的功能越复杂, 其中的蛋白质含量越多。根据膜蛋白与脂双层结合的方式不同，膜蛋白可分为三种基本类型：内在蛋白（intrinsic protein）或整合蛋白 外在蛋白（extrinsic protein ）和 脂锚定蛋白（lipid anchored protein）膜糖类覆盖细胞膜表面（一）片层结构模型具有三层夹板式结构特点（二）单位膜模型体现膜形态结构的共同特点生物膜均呈“两暗一明”的三层式结构，在横切面上表现为内外两层为电子密度高的暗线，中间夹一条电子密度低的明线，内外两层暗线各厚约 2nm，中间的明线厚约 3.5nm，膜的总厚度约为 7.5nm，这种“两暗一明”的结构被称为单位膜 （unit membrane） 。因此，他们在片层结构模型基础上提出了“单位膜模型” （unit membrane model） 。（三）流动镶嵌模型是被普遍接受的模型（四）脂筏模型深化了对膜结构和功能的认识膜质双层内含有由特殊脂质和蛋白质组成的微区（microdomain） ，微区中富含胆固醇和鞘脂，其中聚集一些特定种类的膜蛋白。由于鞘脂的脂肪酸尾比较长，因此这一区域比膜的其他部分厚，更有秩序且较少流动，被称为脂筏 （lipid rafts） 。物质跨膜运输的种类和作用。细胞内膜系统的组成、结构及功能。 （包括粗面内质网、滑面内质网、高尔基复合体等。