细胞生物学名词解释与习题

第 1 章 绪论名词解释（补充）思考题1根据细胞生物学研究的内容与你所掌握的生命科学知识，恰当地评价细胞生物学在生命科学中所处的地位以及它与其他生物学科的关系。 （X ）细胞生物学是研究和揭示细胞基本生命活动规律的科学，它从显微、亚显微与分子水平上研究细胞结构与功能，细胞增殖、分化、代谢、运动、衰老、死亡，以及细胞信号转导，细胞基因表达与调控，细胞起源与进化等重大生命过程。 （P1）细胞生物学、分子生物学、神经生物学和生态学并列为生命科学的四大基础学科。细胞生物学与其他学科之间的交叉渗透日益明显。 （辅导 P3）2.如何认识细胞学说在细胞学乃至生物学发展简史中的重要意义?（辅导 P3）（1）1838-1839 年，德国植物学家施莱登和德国动物学家施旺提出细胞学说，基本内容是：细胞是有机体，一切动植物都是由细胞发育而来，并由细胞和细胞产物所构成。每个细胞作为一个相对独立的单位，既有它自己的生命，又对与其他细胞共同组成的整体的生命有所助益。新的细胞可以通过已存在的细胞繁殖产生。 （P5-6）（2）1858 年，魏肖尔对细胞学说做了重要的补充，强调细胞只能来自细胞。细胞学说的提出对生物科学的发展具有重大的意义。细胞学说、进化论和孟德尔遗传学称为现代生物学的三大基石，而细胞学说又是后两者的基石。对细胞结构与功能的了解是生物学、医学及其各个分支进一步发展所不可缺少的。 （P6）3.试简明扼要地分析细胞生物学学科形成的客观条件以及它今后发展的主要趋势。 （辅导P3-4）（1）细胞生物学学科形成的客观条件如下：细胞的发现细胞学说的建立（2）细胞生物学今后发展的主要趋势概括起来有两点：一是基因与基因产物如何控制细胞的重要生命活动；二是基因产物，即蛋白质分子与其他生物分子构建与装配成细胞的结构，并行使细胞的有序的生命活动。4.当前细胞生物学研究的热点课题中你最感兴趣的是哪些？为什么？（X）1名词解释1.细胞生物学细胞生物学是研究和揭示细胞基本生命活动规律的科学，它从显微、亚显微与分子水平上研究细胞结构与功能，细胞增殖、分化、代谢、运动、衰老、死亡，以及细胞信号转导，细胞基因表达与调控，细胞起源与进化等重大生命过程。 （P1）2.细胞学说施莱登和施旺提出一切动植物都是由细胞发育而来的，并由细胞和细胞产物所构成；每个细胞作为相对独立的单位，也与其他细胞相互影响；魏肖尔后来对细胞学说作了重要的补充，强调细胞只能来自细胞。 （辅导 P5-6）3.原生质体除细胞壁之外的细胞内所有的具有生命活性的物质。 （辅导 P6）4.细胞遗传学主要从细胞学角度，特别是从染色体的结构和功能，以及染色体与其他细胞器的关系来研究细胞的遗传与变异机制。 （辅导 P7）5.细胞学说主要研究细胞对周围环境及信号的反应、细胞生长与繁殖的机制等重要问题。(辅导P7)6.细胞化学主要对细胞内的各种化学成分进行定性、定位、定量及动态变化的研究。(辅导 P7)5简答题1.细胞生物学的主要研究内容有哪些？（P2-4）当前细胞生物学的研究内容大致可归纳为以下 10 个方面：（一） 生物膜与细胞器（二） 细胞信号转导（三） 细胞骨架系统（四） 细胞核、染色体及基因表达（五） 细胞增殖及其调控（六） 细胞分化及干细胞生物学（七） 细胞死亡（八） 细胞衰老（九） 细胞工程（十） 细胞的起源与进化2.列出基本国内外有关细胞生物学的期刊。 （辅导 P9）国内期刊有中国科学 、 科学通报 、 植物学报 、 植物生理与分子生物学学报 、细胞生物学杂志 、 实验生物学报 、 动物学报 。国外期刊有：Science 、 Nature 、 Cell 、 Plant Cell 、 Journal of Cell Biology 、Trends in Cell Biology 。3.简述细胞学说的建立过程及主要内容，并说明为什么细学说的真正完善是 1858 年。 （辅导 P9-10）（1）细胞学说的建立过程：1838-1839 年，德国植物学家施莱登发表 植物发生论 ，指出细胞是构成植物的基本单位。1839 年，德国动物学家施旺发表关于动植物的结构和生长一致性的显微研究 ，指出动植物都是细胞的集合物。施莱登与施旺共同提出细胞学说：一切动植物都由细胞发育而来，并由细胞和细胞产物构成。（2）细胞学说的主要内容：细胞是有机体，一切动植物都是由细胞发育而来，并由细胞和细胞产物所构成。每个细胞作为一个相对独立的单位，既有它自己的生命，又对与其他细胞共同组成的整体的生命有所助益。新的细胞可以通过已存在的细胞繁殖产生。 （P5）（3）细胞学说的补充1858 年，魏尔肖指出，细胞只能来自细胞，进一步指明细胞作为一个相对独立的生命活动基本单位的性质。这一观点被认为是对细胞学说的一个重要补充。至此，细胞学说才真正完善。第二章 细胞的统一性与多样性名词解释（补充）1.真病毒绝大多数病毒是由核酸与蛋白质构成的核酸-蛋白质复合体，称之为真病毒。 （P23）2.亚病毒一类为数极少的更简单的生命体，称为亚病毒。 （P23）3.朊病毒一类具有感染性的蛋白质，称为朊病毒（P24）4.增殖周期（复制周期）从病毒侵入细胞到子代病毒的成熟释放称为一个增殖周期（或复制周期） 。 （P28）5.细胞病变绝大多数细胞在体外培养的细胞内复制时，可以在显微镜下见到宿主细胞发生了明显的形态上的变化，称为细胞病变。 （P28）思考题1.如何理解“细胞是生命活动的基本单位”这一重要概念？（P10-11）细胞是生命活动的基本单位包括以下几个方面的含义：（一）细胞是构成有机体的基本单位（二）细胞是代谢与功能的基本单位（三）细胞是有机体生长与发育的基础（四）细胞是繁殖的基本单位，是遗传的桥梁（五）细胞是生命起源的归宿，是生物进化的起点总之，没有细胞就没有完整的生命。已有许多实验证明，若细胞结构完整性被破坏，就不能实现完整的生命活动。2.为什么说支原体可能是最小、最简单的细胞存在形式？（P13）一个细胞生存与增殖必须具备的结构装置与机能是：细胞膜、DNA 与 RNA、一定数量的核糖体以及催化主要酶促反应所需要的酶。从保证一个细胞生命活动运转所必需的条件看，维持细胞基本生存的基因应该在 200-300 个，这些基因产物进行酶促反应所必须占有的空间直径约为 50nm，加上核糖体（每个核糖体直径 10-20nm） ，细胞膜与核酸等，我们可以推算出来，一个细胞体积的最小极限直径为 140-200nm，而现在发现的最小支原体细胞的直径已接近这个极限。因此，比支原体更小更简单的结构，似乎不可能满足生命活动的基本要求，也就是说支原体应该是最小最简单的细胞。3.怎样理解“病毒是非细胞形态的生命体”？请比较病毒与细胞的区别并讨论其相互的关系。 （辅导 P17）与细胞相比较，病毒没有质膜；仅有一种核酸；没有核糖体蛋白质合成体系；不分裂，靠宿主细胞复制增殖。所以，病毒是肺细胞形态的生命。病毒的增殖必须在细胞内完成，在宿主细胞内分别复制病毒核酸与翻译病毒蛋白质，然后组装成新的病毒。病毒与细胞的区别主要表现在以下几个方面：（P23）（1）病毒很小，结构极其简单（2）遗传载体的多样性（3）彻底的寄生性（4）病毒是以复制和装配的方式进行增值病毒与细胞的相互关系如下：（1）病毒是专性寄生，离开细胞无法生存（2）病毒的复制必须在细胞内进行（3）在进化上，病毒应该是细胞的演化物（4）病毒可能是细胞在特定条件下“扔出”的基因组，游离的基因组只有回到原来的细胞环境方面发挥作用4.试从进化的角度比较原核细胞、古核细胞及真核细胞的异同。 （P21） （辅导 P13/P18）种类成分 原核细胞（真细菌） 古核细胞 真核细胞细胞壁成分 含有肽聚糖，对抗 生素敏感 不含有肽聚糖，对抗生素不敏感 不含有肽聚糖，对抗生 素不敏感DNA 与基因结构 不含重复序列 存在重复序列 存在大量重复序列核小体结构 无组蛋白，无核小 体结构 有组蛋白，有核小体结构，与真 核生物的核小体有差异 有组蛋白，有核小体结 构核糖体 70S， 55 种蛋白质，对抗生素敏感 70S，60 种以上蛋白质，对抗生 素不敏感 80S，70-84 种蛋白质，对抗生素不敏感5S rRNA 细菌 5S rRNA 与真核 5S rRNA 类似，与细菌 5S rRNA 差别很大 真核 5S rRNA5.细胞的结构与功能相关是细胞生物学的一个基本原则，你是否能提出更多的论据来说明之。 （X）一名词解释1.细胞是由膜包围的能独立进行繁殖的原生质团，是生物体最基本的结构和功能单位，具有进行生命活动的最基本的要素。 （辅导 P22-23）2.原核细胞与真核细胞相比，原核细胞的基因组很小，仅为 106-107bp，大部分原核细胞的主要遗传物质仅为一个环状 DNA；它们细胞内没有以膜为基础饿各种细胞器，也没有细胞核膜；细胞体积一般很小，直径由 0.2 至 10m 不等。 （P12）3.真核细胞有膜结构围成的细胞核，DNA 与蛋白质结合形成染色质（体） ，基因组至少有两条染色体；有内膜系统，包括内质网、高尔基体、溶酶体、线粒体和叶绿体等；具有细胞骨架系统。 （辅导 P23）4.古细菌又称为原细菌、古核生物，是一些生长在极端特殊环境中的细菌；最早发现的古核生物为产甲烷细菌类，后来又陆续发现盐细菌、硫氧细菌等。 （辅导 P23）5.质粒细菌内除核区 DNA 外，存在的可自主复制的遗传因子。 （P23 ）五简答题1.为什么说古核细胞比细菌更可能是真核细胞的祖先？（1）古细菌又称为古核生物。其形态结构和遗传装置与原核生物的相似，但一些分子进化特征更接近于真核生物。（2）古细菌细胞壁成分与原核生物一样不含有真细菌所特有的肽聚糖。真细菌的细胞DNA 不含有重复序列，而古核细胞与真核生物一样含有重复序列。（3）大部分真细菌核糖体为 70S，而古核生物核糖体有增大趋势，含有 60 种以上蛋白质，结余真核细胞与原核细胞之间。核糖体对抗生素的反应更类似于真核细胞。（4）5S rRNA 与真核细胞更接近。 （辅导 P24）2.简述细胞体积守恒定律的主要观点。（1）不论物种间的差异有多大，同一器官与组织的细胞，其大小更倾向在一个恒定的范围之内。（2）细胞体积与其相对表面积成反比。（3）细胞体积在不同物种间均相差悬殊，而细胞核体积相差不大。（4）器官的大小主要取决于细胞的数量，与细胞的数量呈正比，而与细胞的大小无关。（5）细胞内物质交流的速率与其细胞体积成反比。 （辅导 P24-25）3.比较原核细胞与真核细胞在结构上的异同。 （P21）原核细胞与真核细胞基本特征的比较特征（结构） 原核细胞 真核细胞细胞质膜 有(多功能性) 有核膜 无 有染色体由一个（少数几个）环状 DNA 分子构成的单个染色体，DNA 不与或很少与蛋白质结合2 个染色体以上，染色体由线状DNA 与蛋白质组成核仁 无 有核糖体 70S（包括 50S 与 30S 的大小亚单位） 80S（包括 60S 与 40S 的大小亚单位）膜质细胞器 无 有核外 DNA 细菌具有裸露的质粒 DNA 线粒体 DNA，叶绿体 DNA细胞壁 主要成分是氨基糖与壁酸 动物细胞无细胞壁，植物细胞细胞 壁的主要成分为纤维素与果胶细胞骨架 无 有细胞增殖（分裂）方式 无丝分裂（直接分裂） 以有丝分裂（间接分裂）为主4.试举两例说明真核细胞形态结构与功能的关系。 （P25）（1）以哺乳动物红细胞为例：红细胞呈扁圆形，有利于在血管内快速运动红细胞的体积很小，其表面积很大，有利于提高气体交换效率红细胞没有细胞核也没有其他重要细胞器，主要由细胞膜包裹着血红细胞，这些特点有助于细胞结合更多的氧气。（2）以生殖细胞为例：雄性细胞与雌性细胞经过特化，结构装置简化到只有利于完成受精过程与卵裂精细胞除携带一套完整的单倍基因组（高度的浓缩核）外，其他结构装置只保证其运动与进入卵细胞内卵细胞则相反，为了保证受精后卵裂与早期胚胎发育，必须在细胞质内储藏大量的遗传物质、蛋白质与养料。5.简要说明抗生素的杀菌机理及细菌对抗生素的耐药性的形成过程。 （辅导 P25-26）（1）抗生素的杀菌机理（以青霉素、四环素、链霉素、红霉素、链霉素为例）如下青霉素的抑菌作用主要通过抑制壁酸的合成，从而抑制细胞壁的合成。阳性菌因细胞壁的壁酸含量高，故对青霉素很敏感；反之，阴性菌由于壁酸含量极少，对青霉素不敏感。（P14）30S 小亚基对四环素和链霉素很敏感，50S 大亚基对红霉素和链霉素敏感。它们大多通过干扰多肽链的翻译环节而发挥抑菌作用。（2）细菌对抗生素的耐药性的形成过程。暴露在逆境中的细胞群体有一个或少数几个可能发生突变，使它们获得抵抗药物的能力。这些突变细菌会继续快速分裂，对抗生素有抗性的细菌不久便会在培养物中成为优势物种。6（略）7.真核生物内膜结构体系的形成有什么意义？（P26）细胞内部区域化，形成了一些特定的功能区域和微环境（细胞内功能分化） ，分别执行独立的功能而又彼此协作。保证了反应物的浓度，增加了表面积，使一些酶得以保护，提供了特殊的运输通道等。保证了膜的动态性质，维持膜结构的一致性及通过膜流保证细胞膜的更新。第三章 细胞生物学研究方法思考题1.试举 1-2 例说明电子显微镜技术与细胞分子生物学技术的结合在现代细胞生物学研究中的作用。2.光学显微镜技术有哪些新发展？它们各有哪些突出优点？为什么电子显微镜不能完全代替光学显微镜？3.为什么说细胞培养是细胞生物学研究的最基本的实验技术之一？4.研究细胞内生物大分子之间的相互作用与动态变化涉及哪些实验技术？他们各有哪些优点和不足之处？5.什么是模式生物？举例说明模式生物的使用在细胞生物学研究中的作用。6.功能基因组学的基本研究思路与基本方法是什么？为什么说它与细胞生物学的发展密切相关？1名词解释1.分辨率（P31）分辨率是指能区分两个质点间的最小距离。2.荧光显微镜技术（P32-33）荧光显微镜样品制备技术包括免疫荧光技术和荧光素直接标记技术。荧光染料 DAPI特异性地直接与细胞中的 DNA 相结合，从而显示出细胞核或染色体在细胞中的定位。这是一种常用的直接标记技术。3.放射自显影（P48）放射自显影技术是利用放射性同位素的电离射线对乳胶（含 ArBr 或 AgCl）的感光作用，对细胞内生物大分子进行定性、定位与半定量研究的一种细胞化学技术。4、5（略）6.免疫荧光技术（P40）所谓免疫荧光技术就是将免疫学方法（抗原-抗体特异结合）与荧光标记技术相结合用于研究特异蛋白抗原在细胞内分布的方法，它包括直接和间接免疫荧光技术两种。7.免疫电镜（辅导 P52/P41）将抗体进行特殊标记后用电子显微镜观察免疫反应的结果。免疫电镜技术可分为免疫铁蛋白技术、免疫酶标技术与免疫胶体金技术，其主要区别是与抗体结合的标志物不同。8.显微分光光度测定技术（辅导 P34/P52）将显微镜技术与分光光度计结合起来的技术。是利用细胞内某些物质对特异光谱的吸收，来测定这些物质（如核酸或蛋白质等）在每个细胞内的含量的一种实验技术。第四章 细胞质膜思考题1.从生物膜结构模型的演化，谈谈人们对生物膜的认识过程。2.膜脂有哪几种基本类型？它们各自的结构特征与功能是什么？3.何谓内在膜蛋白？它以什么方式与脂双层膜相结合?4.生物膜的基本特征是什么？这些特征与它的生理功能有什么联系？5.细胞表面有哪几种常见的特化结构？红细胞膜骨架的基本结构与功能是什么？第五章 物质的跨膜运输思考题1.比较载体蛋白与通道蛋白的异同。2.比较 P 型离子泵、V 型离子泵、F 型质子泵和 ABC 超家族的异同。3.说明 Na+-K+泵的工作原理及其生物学意义。4.比较动物细胞、植物细胞和原生动物应付低渗膨胀的机制有何不同。5.试述胞吐作用的类型和功能。第六章 线粒体和叶绿体思考题1.怎样理解线粒体和叶绿体是细胞能量转换的细胞？2.线粒体和叶绿体在细胞内呈现怎样的动态特征？3.试比较线粒体与叶绿体在基本机构方面的异同。4.为什么说三羧酸循环是真核细胞能量代谢的中心？5.电子传递链与氧化磷酸化之间有何关系/6.试比较线粒体的氧化磷酸化与叶绿体的光合磷酸化的异同点。7.光系统中捕光复合物和反应中心复合物的结构与功能的关系如何？8.氧化磷酸化偶联机制的化学渗透假说的主要论点是什么/9.试比较光合碳同化 3 条途径的主要异同点。10.为什么说线粒体和叶绿体是半自主性细胞器？11.线粒体与叶绿体的内共生起源学说有哪些证据/第七章 细胞质基质与内膜系统思考题1.你对细胞质基质的结构组成及其在细胞生命活动中作用作何理解?2.为什么说细胞内膜系统是一个结构与功能密切联系的动态性整体？3.试述内质网的主要功能及其质量监控作用。4.试述高尔基体的结构特征及其生理功能。5.蛋白质糖基化的基本类型、功能定位及生物学意义是什么？6.溶酶体是怎样发生的？它有哪些基本功能/7.过氧化物酶体与溶酶体有哪些区别？怎样理解过氧化物酶体是异质性的细胞器？第 8 章 蛋白质分选与膜泡运输名词解释1.蛋白质的定向转运或蛋白质分选绝大多数蛋白质均在细胞质基质中的核糖体上开始合成，然后转运至细胞的特定部位，并装配成结构与功能的复合体，参与细胞生命活动，此过程称为蛋白质的定向转运或蛋白质的分选。 （P138 ）2.开始转移序列引导新生肽链穿过内质网膜移位子的信号肽成为开始转移序列。 （P139）思考题1.何谓分泌性蛋白质的信号肽假说，涉及的主要组分如何协同作用？分泌蛋白可能携带 N 端短信号序列，一旦该序列从核糖体翻译合成，结合因子和蛋白结合，指导其转移到内质网膜，后续翻译过程在内质网膜上进行。(P138)涉及的主要组分有：蛋白质 N 端信号肽，信号识别颗粒（SRP ） ，内质网膜上的信号识别颗粒受体（SRP 受体） ，内质网膜上的核糖体受体，易位子和信号肽酶。 (P138)信号肽是位于蛋白质 N 端的一段肽链，其在游离核糖体上，由信号密码翻译合成。存在于细胞质基质中的 SRP 识别并结合信号肽，以保护新生肽 N 端不受损伤，同时 SRP 占据核糖体的 A 位点，使蛋白质合成暂停。 SRP 识别并结合内质网膜上的 SRP 受体，核糖体、新生肽和内质网膜上的易位子结合。SRP 解离，肽链继续合成，信号肽开启内质网膜上的易位子，指导新生肽链穿过内质网腔，与此同时，内质网中的信号肽酶将信号肽切除。2.试述分泌蛋白的合成、加工及转运途径。（1）核糖体阶段分泌蛋白起始合成并发生蛋白质的跨内质网膜转运（2）内质网阶段蛋白质糖基化加工和形成运输小泡（3）细胞质基质运输阶段运输小泡脱离糙面内质网并移向高尔基体，与其顺面膜囊融合（4）高尔基体加工修饰阶段蛋白质进行加工修饰，并在反面膜囊中分选和包装，形成较大囊泡进入细胞质基质（5）细胞质基质运输阶段大囊泡接近质膜（6）胞吐阶段分泌泡与质膜融合，将分泌蛋白释放到胞外3.试述细胞内膜泡运输的概况、类型及其各自主要功能。膜泡运输是蛋白质分选的一种特有的方式，普遍存在于真核细胞中。在转运过程中不仅涉及蛋白质本身的修饰、加工和组装，还涉及多种不同膜泡靶向运输及其复杂的调控过程。在细胞分泌和胞吞过程中，以膜泡运输方式介导的蛋白质分选途径形成细胞内复杂的膜流，这种膜流具有高度组织性、方向性并维持动态平衡。 （P145）类型：COP 包被膜泡运输 (P147-148)COP包被膜泡运输 (P148-150)网格蛋白/接头蛋白包被膜泡运输 (P150-152)（1）COP 包被膜泡介导细胞内顺向运输，即负责从内质网到高尔基体的物质运输（2）COP 包被膜泡介导细胞内膜泡逆向运输，负责从高尔基体反面膜囊到高尔基体顺面膜囊以及从高尔基体顺面网状区到内质网的膜泡转运。包括再循环的膜脂双层、内质网驻留的可溶性蛋白和膜蛋白，是内质网回收错误分选的逃逸蛋白的重要途径。（3）网格蛋白/接头蛋白包被膜泡介导几种蛋白质分选途径，包括从高尔基体 TGN 向胞内体或向溶酶体、黑（色）素体、血小板囊泡和植物细胞液泡的运输。另外，在受体介导的胞吞途径中还负责将物质从细胞表面送往胞内体转而到溶酶体的运输。4.怎样理解细胞结构组装的生物学意义？（P153）（1）减少和校正蛋白质合成中出现的错误（2）可大大减少所需的遗传物质信息量（3）通过装配和去装配更容易调节与控制多种生物学过程1名词解释1.信号识别颗粒（SRP）是一种核糖核蛋白复合体，有 6 种不同的蛋白质和一个由 300 个核苷酸组成的 7S RNA 结合组成，SRP 通常存在于细胞质基质中，等待信号肽从多核糖体上延伸暴露出来，SRP 即可与新生肽信号序列和核糖体大亚基结合，又可与内质网膜上 SRP 受体结合。（P139）2.易位子（移位子）由 TRAM 蛋白和 Sec61 蛋白构成，可结合信号肽和停止转移序列，引导新生肽进入内质网腔，在跨膜蛋白的形成中具有重要作用。 （参 P149）3.停止转移序列（内在停止转移锚定序列和内在信号锚定序列）肽链中还可能存在某些内在序列与内质网膜有很强的亲和力从而使之结合在脂双层中，这段序列不再转入内质网腔中，成为内在停止转移锚定序列和内在信号锚定序列。（P139）4.DP，停靠蛋白，停泊