细胞生物学丁明孝5版考研题

1章习题

一、选择题

□以下哪一种描述不属于细胞的基本特征？（）［中科院-中科大

2007年研］

A.细胞具有细胞核和线粒体

B.细胞拥有一套遗传机制及应用规则

C.细胞能够自行增殖

D.细胞能对刺激产生反应

【答案】A

【解析】细胞的基本共性包括：①有相似的化学组成；②有脂-蛋白体

系的生物膜；③DNA-RNA的遗传装置；④蛋白质合成的机器——核

糖体；⑤一分为二的分裂方式。A项，细胞具有细胞核和线粒体，

这是真核生物细胞的特征，原核细胞没有典型的细胞核和线粒体。

2有关原核细胞与真核细胞的比较，下列说法错误的是（）。

［南开大学2007年研］

A.现有资料表明真核细胞由原核细胞进化而来，自然界真核细胞的

个体数量比原核细胞多

B.真核细胞内有一个较复杂的骨架体系，原核细胞内并没有明显的

骨架系统

C.真核细胞基因表达有严格的时空关系，并具有多层次的调控

D.真核细胞内膜系统分化，内部结构和功能的区域化和专一化，各

自行使不同的功能

【答案】A

【解析】原核细胞的个体数量比真核细胞数量多。

二、填空题

□恩格斯之所以说细胞学说是19世纪的三大发明之一，这是因为细

胞学说o［中山大学2018年研］

【答案】提出了生物同一性的细胞学基础

【解析】恩格斯把细胞学说、能量守恒定律和达尔文进化论并列为19

世纪自然科学的“三大发现”。进化论解释了生物的多样性，而细胞学

说提出了生物同一性的细胞学基础，因而大大推进了人类对整个自然

界的认识，有力地促进了自然科学和哲学的进步。

2在多细胞生物发育中，细胞有四种基本的行为，即：细胞增殖、

细胞分化、和。［中山大学2007年研］

【答案】细胞衰老；细胞死亡

【解析】细胞四种基本行为：细胞增殖、细胞分化、细胞衰老、细胞

死亡。

三、判断题

Q由于细菌细胞中没有内膜系统，所以细菌质膜兼有内膜的许多功

能，如：具有线粒体的呼吸作用，具有内质网的分泌作用，具有核膜

的保护遗传物质的作用。（）［中山大学2008年研］

【答案】错

【解析】细菌质膜与真核细胞的内膜系统在功能上存在相似之处，这

是进化的遗迹，但是它们在本质上是有区别的。细菌为原核生物，不

具有内质网和成型的细胞核，所以也不存在核膜。

2细胞内的生物大分子是指蛋白质、脂类和DNA等。（）［中科

院-中科大2007年研］

【答案】错

【解析】生物大分子指的是蛋白质、糖类和核酸，而脂类分子量相对

来说较小，不是生物大分子。

3器官的大小主要取决于细胞的数量，与细胞数量呈正比，而与细

胞大小无关。（）［中科院-中科大2005年研］

【答案】对

【解析】由细胞体积守恒定律可知，同类型细胞的体积一般是相近

的，不依生物个体的大小而增大或缩小。如人、牛、马、鼠、象的肾

细胞、肝细胞的大小基本相同。因此，器官的大小主要决定于细胞的

数量，且成正比，而与细胞的大小无关。

四、名词解析

（|细胞学说［山东大学2015年研］;celltheory［扬州大学2019年研］

答：celltheory的中文名称是细胞学说。细胞学说是1838〜1839年由

德国植物学家施莱登和德国动物学家施旺共同提出的，并由德国医生

和病理学家魏尔肖进行修正的有关细胞生物规律的学说，其主要内容

包括：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；新的细胞可通

过老的细胞繁殖产生。

2cellbiology［中国科学院大学2017年研］;细胞生物学［吉林大学2004

年研］

答：cellbiology的中文名称是细胞生物学。细胞生物学是指在细胞水

平上研究生物体生长、运动、遗传、变异、分化、衰老、死亡等生命

现象的学科。现代细胞生物学利用显微水平、超微水平和分子水平等

方法研究细胞的结构、功能及生命活动，并将细胞整体、亚细胞结

构、分子等不同层次的研究有机地结合起来，最终揭示生命的本质。

细胞融合（cellfusion）［郑州大学2008年研；中国科学院大学2017

年研］

答：细胞融合是指两个或多个细胞融合成一个双核或多核细胞的过

程，常需对细胞进行预处理或者借助某些化学物质和灭活病毒介导完

成。如动物细胞融合一般要用灭活的病毒（如仙台病毒）或化学物质

（如PEG）介导；植物细胞融合时，要先用酶去掉细胞壁。细胞融合

技术是单克隆抗体制备的基础。

4prokaryoticcell［武汉大学2005、2015年研］

答：prokaryoticcell的中文名称是原核细胞。原核细胞是指没有典型

的核结构，遗传物质没有被磷脂膜包裹，具有细胞体积小、遗传信息

小、无细胞内膜系统等特点的一类细胞结构，主要包括支原体、衣原

体、细菌、蓝藻等。

五、简答题

n细胞学说是谁提出的？主要内容有哪些？有何意义？「山东大学

2017年研］

答：细胞学说是由施旺和施莱登两人共同提出，并由一系列学者进行

修正的学说。

(1)细胞学说的主要内容：

①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

胞产物构成。

②每个细胞是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生命有所助益。

③新的细胞可以通过已存在的细胞繁殖产生。

(2)细胞学说的生物学意义：

①细胞学说对细胞及其功能有了一个较为明确的定义。细胞学说的建

立掀起了对多种细胞进行广泛观察与描述的高潮，各种细胞器和细

胞分裂活动相继被发现，构成了细胞学的经典时期。

②细胞学说提出了生物同一性的细胞学基础，因而大大推进了人类

对整个自然界的认识，有力地促进了自然科学和哲学的进步。

③细胞学说提出后的十几年中，迅速推广到许多领域的研究，对当

时生物学的发展起了巨大的促进和指导作用。

④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

化论和孟德尔的遗传学被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，对细胞结构的了解是生物科学和医学分支进一步发展

不可缺少的前提。

什么是蛋白质感染因子(prion)?［北京科技大学2010年研］

答：(1)蛋白质感染因子的定义：

蛋白质感染因子是一类能侵染动物并在宿主细胞内复制的小分子无免

疫性疏水蛋白质，它可引起同类蛋白质发生构象改变，从而使变异蛋

白数量增多，在细胞中积累，引起细胞病变，又称肮病毒，即蛋白质

病毒。

(2)蛋白质感染因子的特性：

其特性包括可滤过性、传染性、致病性和对宿主范围的特异性。它比

已知的最小的常规病毒还要小，不呈现免疫效应，不诱发干扰素产

生，也不受干扰作用。

(3)蛋白质感染因子的威胁：

可以导致人类和家畜的中枢神经系统发生退化性病变如羊瘙痒病、疯

牛病，最终不治而亡。

3请简要回答细胞结构的共性和影响细胞结构大小的因素。［扬州大

学2019年研］

答：(1)细胞结构的共性：

不同类型的细胞在结构上具有极大的相似性，主要体现在：

①细胞都具有选择透性的膜结构，将细胞内的环境与外环境隔开。

②细胞都具有遗传物质，大部分细胞的遗传物质是DNA,少数细胞

的遗传物质为RNA。

③细胞都具有核糖体，是合成蛋白质的重要工具。

(2)影响细胞结构大小的因素：

原核细胞的直径平均大小在1〜10|im之间，而真核细胞的直径平均为

3〜一般为10〜20pm,影响细胞结构大小的因素主要有：

①细胞体积与表面积的关系：随着细胞体积的增大，表面积与体积之

比就会减小，比值越小，细胞与外界物质交换的效率就越低，细胞为了

维持一个最佳的生存条件，必须维持最佳的表面积，从而限制了体积

的无限增大。

②细胞内关键物质的含量：一些重要的分子在细胞内的拷贝数是很少

的，当细胞体积增大时，这些分子的浓度就越来越稀，而一些重要的生

化反应需要一定的分子浓度才能进行。此外，细胞体积的最小值也受

限于维持细胞生命活动所需的酶和蛋白质种类的最低量。

a.蛋白质与核糖体RNA的量：细胞由各种生物分子和包括水在内的

无机分子组成，细胞的大小，简单来说主要是由每个细胞内所含的蛋

白质与核糖体RNA的量所决定的，其中蛋白质是更为主要的因素。

细胞的尺寸可以说取决于核糖体的活性，因为蛋白质的量由核糖体来

决定。

b.细胞核DNA的含量：植物多倍体细胞的体积一般显著大于二倍体

细胞。DNA含量如何决定细胞大小还不清楚，可能与核糖体数量有

关——DNA控制核糖体的合成，DNA量越大，核糖体越多，因而翻

译的蛋白质越多，细胞就越大。DNA含量影响细胞大小的另一个原

因可能是多倍体细胞的代谢旺盛，所有基因的表达和蛋白质的合成都

加速，因此细胞内有机物积累增加，细胞体积随之增加。

c.其他因素：例如，植物细胞在旺盛分裂期的大小，也是取决于蛋

白质等生物分子的积累，但在完成分裂后，植物细胞有一个伸展的过

程，细胞体积会增加数倍甚至成千上万倍，这个过程依赖的不是有机

物的积累，而主要是中央液泡的膨胀。

4原核细胞与真核细胞有何差异？［湖南大学2007年研］

相关试题：

(1)原核细胞与真核细胞最根本的区别是什么？［武汉科技大学2013

年研］

(2)真核细胞与原核细胞的特点。［中国科学院大学2017年研］

答：原核细胞和真核细胞差异十分明显，主要表现如表1-2示。

表1-2原核细胞与真核细胞基本特征的比较

特征原核细胞真核细胞

细胞质膜有有

核膜无有

由一个（少数多个）环状DNA

2个染色体以上，染色体由线状

染色体分子构成的单个染色体,DNA不

DNA与蛋白质组成

与或很少与蛋白质结合

核仁无有

70S80S

核糖体

（包括50s与30S的大小亚单位）（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

动物细胞无细胞壁，植物细胞的

细胞壁主要成分是氨基糖与壁酸

细胞壁主要成分为纤维素与果胶

细胞骨架无有

细胞增殖

无丝分裂（直接分裂）以有丝分裂（间接分裂）为主

（分裂）方式

5如何理解“细胞是生命活动的基本单位”？［武汉大学2017年研；山

东大学2019年研］

答：没有细胞就没有完整的生命，“细胞是生命活动的基本单位”这一

重要概念的含义包括：

（1）细胞是构成有机体的基本单位。地球上的生命形式（除病毒外）

均由细胞构成，病毒也需要寄生于细胞，才会体现出生命的特征。

(2)细胞是代谢与功能的基本单位。有机体一切代谢活动最终都要靠

各种细胞来完成，细胞的形态结构与功能的相关性和一致性是细胞的

共同特点。

(3)细胞是有机体生长发育的基础。有机体生长发育是依靠细胞的增

殖、生长、分化与凋亡来实现的。

(4)细胞是繁殖的基本单位，是遗传的桥梁。单细胞生物的繁殖表现

为细胞一分为二，多细胞生物依靠细胞分裂形成特殊形式的生殖细胞

抱子或配子，上一代的遗传信息存在于生殖细胞的核中。

(5)细胞是物质(结构)、能量与信息等结合的综合体，也是高度有

序的，具有自组装能力的自组织体系。

(6)细胞是生命起源的归宿，是生物进化的起点。

6为什么说支原体是目前发现的最小、最简单的能独立生活的细胞

生物？［中山大学2019年研］

相关试题：为什么支原体被认为是最小最简单的生物？［中国科学技

术大学2020年研］

答：支原体可能是最小、最简单的细胞存在形式的原因如下：

(1)虽然病毒的体积总体上比支原体小，但其不具有细胞形态。

(2)支原体具备细胞的基本形态结构与功能，目前没有发现比支原体

更小、更简单的细胞。

(3)支原体基因组是迄今为止发现的能独立生活的生物中最小的，大

都是生命活动所必需的基因。

(4)支原体mRNA与核糖体结合为多核糖体，指导合成约700种蛋白

质，这可能是细胞生存和增殖所必需的最低数量的蛋白质。

(5)从理论上推论，细胞独立生存所需空间的最小的直径为140〜

200nm,而支原体的直径已接近这个极限。比支原体更小、更简单的

结构，基本不可能满足生命活动的基本要求。

六、论述题

试述细胞生物学的主要研究内容以及当前细胞生物学研究的总趋势与

重点领域；并谈谈你对我国细胞生物学发展前景的认识。［郑州大学

2004、2005、2006、2007、2008年研］

答：(1)细胞生物学的主要研究内容如下：

①细胞核、染色体以及基因表达；②生物膜与细胞器；③细胞骨架体

系；④细胞增殖及其调控；⑤细胞分化及其调控；⑥细胞衰老与死亡;

⑦细胞起源与进化；⑧细胞工程；⑨细胞信号转导。

(2)当前细胞生物学研究的总趋势：

①从体外到体内，从单一到系统，从静态到动态。

②不断与计算机、物理、化学、数学等学科相互渗透，且对生物学

科内其他学科也呈现日益交融互补的趋势。

(3)细胞生物学的重点领域：

①染色体DNA与蛋白质相互作用关系。

②细胞增殖、分化、凋亡的相互关系及其调控。

③细胞信号转导的研究。

④细胞结构体系的组装等。

(4)我国细胞生物学发展前景：

细胞生物学从显微、超微和分子的水平上研究和认识生命活动，近些

年来有了突飞猛进的进展。在我国，细胞生物学不仅涉及种植业、畜

牧业、渔业、医疗、制药、卫生等方面，还扩展到食品、化工、环境

保护、能源和冶金工业等方面。细胞生物学在克隆技术、延长生命研

究和促进生物经济中发挥重要作用。

①在医药行业，动物细胞生物反应器的应用为生物制药创造了新的

领域，干细胞的相关研究将会为器官移植提供新的思路。

②在农业畜牧业，转基因动植物、动物克隆不仅为人类提供了优良的

新物种，解决食品危机，某些转基因动植物甚至还在环保以及疫苗开发

中发挥着重要作用。

③在能源行业，世界上已经出现了利用固相化细胞技术的工业化沼

气厌氧反应器，同样也是我国细胞生物学发展的一种趋势。

2章习题

一、选择题

n正常细胞培养的培养基中常需加入血清，主要是因为血清中含有

()o［南京师范大学2018年研；浙江师范大学2011年研］

A.氨基酸

B.核酸

C.生长因子

D.维生素

【答案】C

【解析】血清中含有促细胞分裂因子，以及有利于贴壁生长的黏附分

子。

2关于光镜的使用，下列哪项有误？()［南京师范大学2008年

研］

A.观察标本时，应双眼同时睁开、双手并用

B.按照从低倍镜到高倍镜到油镜的顺序进行操作

C.使用油镜时，需在标本上滴香柏油，将聚光器降至最低，光圈关

至最小

D.使用油镜时，不可一边在目镜中观察，一边下降镜筒或上升载物

台

【答案】c

【解析】在使用油镜的时候，光线应该调到最强程度，即聚光器提

高，光圈全部开放。

适于观察培养瓶中活细胞的显微镜是（）。［武汉科技大学

2019年研］

A.荧光显微镜

B.相差显微镜

C.倒置显微镜

D.扫描电镜

【答案】C

【解析】A项，荧光显微镜主要用于细胞内蛋白质、核酸、糖类等组

分定性定位的研究中。B项，相差显微镜主要用于观察细胞的显微结

构。C项，倒置显微镜用于观察培养的活细胞。D项，扫描电镜用于

观察样品表面的立体图像信息。

4（多选）某研究生为了研究一特定膜蛋白的胞质结构域的功能，

需要制备和分离外翻的细胞膜泡，为了获得无污染的外翻膜泡，下列

选项中，哪些是他在实验中有可能使用到的？（）［中山大学

2008年研］

A.SDS

B.凝集素

C.流式细胞仪

D.柱层析

【答案】BD

【解析】BD两项，使用对胞质结构域具有特异性的凝集素富集外翻的

细胞膜泡，然后通过柱层析的方法获得无污染的外翻膜泡。A项，

SDS会打破细胞膜的正常结构并且不易除去。C项，流式细胞仪只能

在细胞水平进行分离。

二、填空题

U流式细胞仪可以定量测定细胞中的、或某种特异蛋

白的含量，以及细胞群体中上述成分含量不同的细胞数量。［南京师

范大学2008年研］

【答案】DNA；RNA

【解析】流式细胞术可定量地测定某一细胞中的DNA、RNA或某一特

异的标记蛋白的含量，以及细胞群体中上述成分含量不同的细胞的数

量，它还可将某一特异染色的细胞从数以万计的细胞群体中分离出

来，以及将DNA含量不同的中期染色体分离出来，甚至可用于细胞

的分选。

2从创新的观点看，1665年胡克发现细胞的两个主要创新点是:

创新和创新。［中山大学2007年研］

【答案】切片技术；光学显微技术

【解析】1665年胡克发现细胞的两个主要创新点是切片技术创新和光

学显微技术创新。

3列举出小鼠、大鼠之外的两种模式研究动物，如

o［安徽师范大学2017年研］

【答案】果蝇；斑马鱼

【解析】常用模式生物有噬菌体、大肠杆菌、酵母、四膜虫、黏菌、

爪蟾、海胆、拟南芥、线虫、果蝇、斑马鱼和小鼠等。

三、判断题

u正常细胞培养中除了培养基外常加入血清，主要是因为血清中含

有大量氨基酸。（）［厦门大学2011年研］

【答案】错

【解析】正常细胞培养中除了培养基外常加入血清，主要是因为血清

中含有大量生长因子。

2虽然龟的最高寿命是175岁，而小鼠的寿命只有几年，但它们的细

胞在体外培养时分裂的极限基本相同。（）［浙江师范大学2010

年研］

【答案】对

【解析】任何动物细胞的培养均需从原代细胞培养做起。原代培养的

细胞一般传10代左右就不易传下去了，大部分细胞生长停滞、衰老死

亡，有极少数细胞可存活，并能顺利地传40〜50代次，仍保持原来染

色体的二倍体数量及接触抑制的行为，一般情况下，传至50代以后细

胞就不能再传下去了。

3体外培养的细胞，一般保持体内原有的细胞形态。（）［南京

师范大学2008年研］

【答案】错

【解析】细胞在体外培养所处的环境与体内的环境存在着很大的差

别，即使细胞能在体外大量培养，但其形态结构会产生差异。

4经冷冻蚀刻技术处理后的样品，在电子显微镜下所观察到的图像

是样品本身所形成的。）［南开大学2007年研］

【答案】错

【解析】经冷冻蚀刻技术处理后的样品，在电子显微镜下所观察到的

图像是金属膜和碳膜成像。

5经流式细胞仪分离出的细胞可继续培养。（）［上海交通大学

2007年研］

【答案】对

【解析】只要染色过程不影响细胞活性，则分离出来的细胞还可以继

续培养。

四、名词解析

Qimmunofluorescencetechnic［东南大学2019年研］

答：immunofluorescencetechnic的中文名称是免疫荧光技术，是指用

免疫荧光方法检查抗体、抗原或免疫复合物的试验，是免疫学和荧光

技术相结合的技术。免疫荧光可用于确定细胞表面或内部抗原抗体的

位置以及识别组织或渗出物中的致病性微生物，故广泛应用于免疫

学、细胞生物学和临床医学中。该技术可分为直接免疫荧光技术和间

接免疫荧光技术。

2接触抑制［浙江师范大学2011年研］

答：接触抑制是指在细胞培养过程中，当贴壁生长的单层细胞分裂、

生长到表面相互接触时，就会停止增殖，维持相互接触的单层细胞状

态直至衰老死亡的现象。接触抑制现象的形成是由于当细胞增殖到一

定程度，即互相接触时，细胞膜上的糖蛋白可以识别该信息，从而使

细胞停止继续繁殖。

RNAi(RNAinterference)［厦门大学2011年研］

答：RNAi的中文名称是RNA干扰。RNA干扰是指与靶基因同源的双

链RNA诱导的特异转录后基因沉默现象。其作用机制是双链RNA被

特异的核酸酶降解，产生干扰小RNA(siRNA),这些siRNA结合其

他元件形成“RNA诱导沉默复合物"(RISC),RISC与同源的靶RNA

互补结合，特异性酶降解靶RNA,从而抑制、下调基因表达。该方

法已经发展成为基因治疗、基因结构功能研究的快速而有效的方法。

4原位杂交［湖南大学2007年研］

答：原位杂交是一种应用核酸标记探针与组织细胞中的待测物质杂

交，再用与标记物相关的检测系统，检测出特异性核昔酸序列在染色

体上或在细胞中位置的方法。其基本原理是在适宜的条件下，应用带

有标记的DNA或RNA片段作为核酸探针，与组织切片或细胞内待测

核酸(RNA或DNA)片段进行杂交，然后可用放射自显影等方法予

以显示，在光镜或电镜下观察目的mRNA或DNA的存在并定位。

。细胞株［陕西师范大学2020年研；山东大学2017研］

答：细胞株是指通过选择法或克隆法从原代培养或细胞系中获得的具

有特殊性质或标记物的细胞培养物，即细胞株是通过单细胞分离培养

和筛选由单细胞形成的细胞群。细胞株的特殊性质或标记物必须在整

个培养期间一直存在。

6超微结构(ultra-structure)［中科院-中科大2007年研］

答：超微结构即亚显微结构，是指在电子显微镜下所观察到的细胞结

构，如细胞核、线粒体、高尔基体、中心体、核糖体、微管、微丝等

细胞器的微细结构。这些细胞内的各种微细结构在普通光学显微镜下

不能分辨清楚，必须用分辨力更高的电子显微镜才能清楚显示。

7monoclonalantibody［武汉大学2006年研］;单克隆抗体［中科院大学

2017年研］

答：monoclonalantibody的中文名称是单克隆抗体。单克隆抗体是指

由一个被特定抗原免疫的B淋巴细胞与骨髓瘤细胞融合后形成的杂交

细胞产生的针对该特异性抗原的抗体。单克隆抗体具有高度特异性，

在生物学研究和临床上都有广泛而重要的用途。

8基因打靶［山东大学2005、2017年研］

答：基因打靶是指通过同源重组将外源基因定点整合入靶细胞基因组

上某一确定的位点，达到定点修饰改造染色体上某一基因的技术。基

因打靶技术是一种定向改变生物活体遗传信息的实验手段，通过对生

物活体遗传信息的定向修饰，并使修饰后的遗传信息在生物活体内遗

传，表达突变的性状，从而可以研究基因功能等生命科学的重大问

题，以及提供相关的疾病治疗、新药筛选评价模型等。

9基因敲除［南开大学2005年研］

答：基因敲除是指通过基因工程的方法使目的基因功能丧失的人工定

向突变技术。多用于各种遗传疾病的研究，如研究特定基因的细胞生

物学活性、研究调控发育的基因作用和确定信号通路分子的上下游关

系等。

10GFP［上海交通大学2005年研］

答：GFP的中文名称是绿色荧光蛋白，是指在水母中发现的，在蓝色

波长范围的光线激发下，会发出绿色荧光的蛋白质。其在氧化状态下

产生荧光，强还原剂能使GFP转变为非荧光形式。GFP作为一种基因

标志，可以进行蛋白质定位，研究蛋白质的分布、合成和降解以及运

动等。

五、简答题

细胞生物学研究成功的关键在于运用模式生物。试举出三种生物

学上常用的模式生物，并逐一说明该模式生物在生物学研究中的用途

和优势。［中科院-中科大2009年研］

相关试题：

细胞生物学是实验科学，在细胞生物学的研究中实验材料(含模式生

物)的选用具有重要作用。举两例说明之。［中山大学2015年研］

答：常用的模式生物及其在生物学研究中的用途和优势举例如下：

(1)大肠杆菌：

①用途：常用工程改良的大肠杆菌来大量扩增质粒和表达蛋白等。

②优势：大肠杆菌是原核生物的代表，它的基因组信息量少而全，是

研究原核生物的良好模式生物。此外，大肠杆菌还是良好的生物学研究

工具。

(2)果蝇：

果蝇是昆虫的代表。

①用途：常用果蝇来进行基因和遗传研究。如遗传规律的分析、染色

体特性研究、胚胎发育的基因调控和细胞分化机制的研究、神经退行性

疾病和学习、认知等领域的研究等。

②优势：果蝇基因组信息全面，而且现有全面的针对果蝇的系统研

究工具，全世界积累了大量果蝇品系，这些都对果蝇研究提供了便

利。

(3)小鼠：

①用途：常作为哺乳动物遗传学、组织学、胚胎学和细胞生物学等

研究的材料。

②优势：小鼠是哺乳动物的模式生物，与人的亲缘关系在各种模式生

物中最近，因此小鼠的研究成果就有很大的可能性是可以推演到人类。

且小鼠繁殖速度快，易于大规模饲养。

2(1)请问从事生命科学的研究，在实验室应如何着装？意义何

在？

(2)举例(至少2例)说明数学思维在细胞生物学研究中的重要性。

［中山大学2008年研］

答：(1)从事生命科学研究的正确着装及其意义：

①着装要求：

在实验室应该严格按照要求穿实验服，戴乳胶手套。因为在生物实验

室中，很多药品、试剂都对人体有毒，稍不小心就会对人体造成伤

害。在使用具有挥发性的药品试剂或者易漂浮的固体粉末时，还应该

佩戴口罩防止吸入呼吸道。

②正确着装意义：

保护自身健康，同时也能起到防止污染试剂和药品的作用。

(2)数学思维在细胞生物学研究中的重要性：

细胞生物学研究不仅需要定性，还需要逐步引入定量的思维。例如：

①在细胞周期调控中，研究者做出了周期蛋白含量相对于细胞周期

(时间)的曲线图，可以帮助研究细胞周期各时相中分别是哪些周期

蛋白在发挥作用。

②遗传密码也是利用数学中的排列组合和概率学的知识巧妙设计实

验才发现的。

3常用的载体有哪些？其特点如何？［南京师范大学2008年研］

答：(1)常用载体的种类：

载体是指在基因工程重组DNA技术中将DNA片段(目的基因)转移

至受体细胞的一种能自我复制的DNA分子，常用的载体有细菌质

粒、噬菌体和动植物病毒。

(2)常用载体的特点：

①在宿主细胞中能保存下来并能大量复制。

②有多个限制酶切点，而且每种酶的切点最好只有一个，如大肠杆

菌PBR322有多种限制酶的单一识别位点，可适于多种限制酶切割的

DNA插入。

③有一定的标记基因，便于进行筛选。如大肠杆菌的pBR322质粒携带

的氨年青霉素抗性基因和四环素抗性基因，可以作为筛选的标记基因。

4二聚体往往是细胞中许多蛋白质分子发挥功能的有效形式。试举

例并简述细胞生物学研究中常用以鉴定蛋白质以二聚体形式存在的两

种方法。［中科院-中科大2008年研］

答：蛋白二聚体又称双体、二聚物，其基本含义都为同一种类的蛋白

质，以成双的形态出现，可能具有单一状态时没有的性质或功能。蛋

白质单体是否能够形成二聚体，可以通过以下两个方法来进行鉴定。

(1)非变性PAGE胶电泳:

①提取蛋白，并且蛋白提取后不可煮沸变性。

②将提取的蛋白进行非变性PAGE胶电泳。

③将得到的非变性PAGE胶转膜，然后封闭，利用一抗和二抗使蛋白

显色，因为蛋白形成二聚体后会聚合在一起，其在胶图上的位置是大

概2倍单体位置。

因此，通过非变性电泳的位置，可以判断蛋白质是否为二聚体。

(2)密度梯度离心法：

①提取蛋白，并且蛋白提取后不可煮沸变性。

②将提取的蛋白进行蔗糖或者CsCl密度梯度离心。

③将得到的不同密度组分的蛋白利用一抗和二抗使蛋白显色，因为蛋

白形成二聚体后会聚合在一起，其经过密度梯度离心后的位置是大概2

倍单体位置。

因此，通过密度梯度离心的位置，可以判断蛋白质是否为二聚体。

H细胞生物学研究的常用技术有哪些？［南京师范大学2008年研］

答：细胞生物学研究的常用技术有：

(1)显微成像技术：

①显微成像技术包括直接成像和间接成像，是细胞生物学最基本的

研究方法，可分为光学显微技术和电子显微技术。

②光学显微技术中包括普通双筒显微镜、荧光显微镜、相差显微

镜、暗视野显微镜、倒置显微镜等。光学显微技术是研究细胞显微结

构的重要工具。

③电子显微镜技术中包括透射电子显微镜、扫描电子显微镜、电子

数码显微镜等。电子显微镜技术是研究亚显微结构的主要工具。

(2)细胞化学技术：

细胞化学技术包括酶细胞化学技术、免疫细胞化学技术、细胞分选技

术，其中流式细胞分选技术是细胞生物学和现代生物技术中的重要研

究方法。

(3)细胞工程技术：

细胞工程技术是细胞生物学与遗传学的交叉领域，主要利用细胞生物

学的原理和方法，结合工程学的技术手段，按照人们预先的设计，有

计划地改变或创造细胞遗传性。主要内容包括：细胞融合、细胞生物

反应器、染色体转移、细胞器移植、基因转移、细胞及组织培养。

(4)分离技术：

分离技术包括细胞组分的分离和生物大分子的分离，为揭示生物大分

子在细胞内的空间定位、相互关系及其功能的研究提供了有力的工

具。

6简述细胞器分离的方法及原理。［首都师范大学2019年研］

答：细胞器分离的方法有差速离心和密度梯度离心。

(1)差速离心：

①方法：先用低渗匀浆、超声破碎或研磨等方法使细胞质膜破损，形

成细胞核、线粒体、叶绿体、内质网、高尔基体、溶酶体等细胞器

和细胞组分组成的混合匀浆；起始的离心速度较低，让较大的颗粒沉

降到管底，小的颗粒仍悬浮在上清液中。收集沉淀，再用较高的离心

速度离心悬浮液，将较小的颗粒沉降，以此类推，达到分离不同大小

颗粒组分的目的。

②原理：利用不同的离心速度所产生的不同离心力，将各种质量和

密度不同的亚细胞组分和各种颗粒分开。

（2）密度梯度离心：

①方法：用一定的介质在离心管内形成一连续或不连续的密度梯

度，将细胞混悬液或匀浆置于介质的最上层，通过重力或离心力场的

作用使细胞中不同组分以不同的沉降率沉降，从而得以分层、分离。

②原理：各组分的沉降率与它们的形状和大小有关，通常以沉降系数

（S值）表示。在超速离心机巨大离心力的作用下，相当小的tRNA和

单一的酶都可根据其沉降系数相互分离。

③分类：密度梯度离心又可分为速度沉降和等密度沉降两种。常用

的介质有蔗糖和氯化钠等。

a.速度沉降：主要是用于分离密度相近而大小不一的细胞组分。离

心前，将要分离的细胞匀浆物放置在蔗糖浓度梯度（通常为5〜

40g/100ml）溶液的上层，各种细胞组分根据它们的大小以不同的速

度沉降，形成不同的沉降带，然后分别收集不同的沉降带中的组分，

用于分析。

b.等密度沉降：用于分离不同密度的细胞组分。细胞组分在连续梯

度的高密度介质中经离心力场长时间的作用沉降或漂浮到与自身密度

相等的位置，形成不同的密度区带。这种方法非常灵敏，甚至可以将

掺入重同位素（如14c或15N）的生物大分子和未标记分子分开。

7简述哺乳类细胞培养所需的培养条件（如环境、仪器等）。［暨南

大学2019年研］

答：细胞培养是细胞生物学研究的最基本的实验技术之一，细胞培养

所需要的培养条件如下：

（1）无菌、无毒的环境：动物细胞培养所需要的培养用具和培养液都

需进行无菌处理。此外，培养液中还需要加入一定量的抗生素，防止

细胞污染。

（2）营养物质：无机物（无机盐、微量元素等），有机物（糖、氨基

酸、促生长因子等）。

（3）血清：血清中含有一些天然物质，可以补充人造培养基的不足。

（4）培养环境：细胞通常放在细胞培养箱中进行培养，温度为

36.5±0.5℃,pH为7.2〜7.4,气体环境为95%的空气+5%CC>2。

8说明细胞培养的基本原理和方法。如何进行小白鼠脾细胞原代培

养？如何判断死活细胞的比率？［山东大学2005年研］

相关试题：请描述动物原代细胞培养的主要方法和基本原理，并说明

细胞传代过程中活细胞率的鉴定方法。［山东大学2015年研］

答：（1）细胞培养的基本原理和方法:

①原理：

细胞培养是指将从机体中取出的细胞，置于一定的生长基质之中，并

给予恒定的培养环境，使这些细胞在体外继续生长和分裂的技术。

②方法:

a.群体培养：将含有一定数量细胞的悬液置于培养瓶中，让细胞贴

壁生长，汇合后形成均匀的单细胞层。

b.克隆培养：将高度稀释的游离细胞悬液加入培养瓶中，各个细胞

贴壁后，彼此距离较远，经过生长增殖，每一个细胞形成一个细胞集

落，一个集落称为一个克隆。

(2)小白鼠脾细胞的原代培养：

首先从健康小白鼠体内取出脾细胞，剪碎，用浓度和活性适中的胰酶

或胶原酶与EDTA等将细胞连接处消化分散，给予良好的营养液与无

菌的培养环境(接近体温与体内pH),在培养瓶中进行静止或慢速

转动培养。培养液中加一定量的小牛或胎牛血清，有利于细胞的贴壁

生长和分裂。

(3)死活细胞比率的判断方法：

①染色法：

染色法分为化学染色法和荧光染色法，根据死活细胞的细胞膜通透性

和代谢性差异，染料或使死细胞着色，或使活细胞着色。可通过染色

鉴别细胞的死活，从而确定细胞培养的死亡率或存活率。

②仪器分析法：

可采用微电极技术(利用死活细胞膜两侧电位的差异)、全自动细胞

计数分析仪和流式细胞仪等，对细胞的死活进行精确的批量检测。

六、论述题

试述实验鉴定细胞壁、细胞核、淀粉粒、油脂和蛋白质等细胞结构与

组分的方法。［厦门大学2011年研］

答：(1)细胞壁的鉴定方法：

利用细胞壁质壁分离实验观察并鉴定细胞壁，实验原理为：当外界溶

液浓度大于细胞液浓度时，根据扩散作用原理，水分会由细胞液中渗

出到外界溶液中，通过渗透作用失水；由于细胞壁和原生质层的伸缩

性不同，细胞壁伸缩性较小，而原生质层较大，从而使二者分开。

(2)细胞核的鉴定方法：

由于细胞内各种结构的比重和大小都不相同，可用差速离心法分离细

胞器：用低渗匀浆、超声破碎或者研磨等方法使细胞质膜破碎，形成

细胞核、线粒体、叶绿体、内质网、高尔基体、溶酶体等细胞器和细

胞组分的混合匀浆。在密度均一的介质中由低速到高速逐级离心，用

于分离不同大小的细胞和细胞器。在差速离心中细胞器沉降顺序依次

为：细胞核、线粒体、溶酶体与过氧化物酶体、内质网与高尔基体、

核蛋白。利用甲基绿-派洛宁染色液对细胞核染色后可以发现其被染

成蓝绿色，核仁和细胞碎片被染成淡红色。

(3)细胞内淀粉粒、油脂和蛋白质的鉴定方法：

①多糖可用PAS反应鉴定。其原理是过碘酸氧化多糖的1,2-乙二醇基

形成醛基后，再利用希夫试剂与醛基反应。因为多糖类物质都能产生

PAS反应，所以可用不同方式改进其反应特异性。

②四氧化锹与不饱和脂肪酸反应呈黑色，用以证明油脂的存在。

③蛋白质成分有多种鉴定方法。在米伦(Millon)反应中，氮汞试剂

与组织中蛋白质侧链上的酪氨酸残基反应，形成红色沉淀；在重氮反

应中，氢氧化重氮与酪氨酸、色氨酸和组氨酸反应形成有色的复合

物；蛋白质中的一SH基可用形成硫醇盐共价键的试剂进行检测等。

3章习题

一、选择题

□用去污剂TritonX-100处理血影，带3蛋白及血型糖蛋白消失，但

血影维持原来形状，下列推导错误的是（）。［南开大学2007年

研］

A.用去污剂TritonX-100处理后，血影脂质结构完整，因而血影维持

原来形状

B.对维持细胞形态并不起决定作用

C.带3蛋白及血型糖蛋白是膜内在蛋白

D.带3蛋白及血型糖蛋白肯定存在跨膜结构域

【答案】A

【解析】用TritonX-100处理后可使细胞膜崩解，但对蛋白的作用比较

温和，即血影脂质结构被破坏。

2不能用于研究膜蛋白流动性的方法是（）。［南京师范大学

2007年研］

A.荧光抗体免疫标记

B.荧光能量共振转移

C.光脱色荧光恢复

D.荧光标记细胞融合

【答案】B

【解析】荧光能量共振转移（FRET）用于检测体内两种蛋白质之间是

否存在直接的相互作用。

用冰冻断裂和冰冻蚀刻法检测一个膜，发现其表面几乎没有孔或

者泵。该膜最可能来源于下列哪一种膜？（）［中科院-中科大

2007年研］

A.线粒体内膜

B.髓鞘质

C.红血细胞

D.以上都有可能

【答案】B

【解析】A项，线粒体内膜上存在质子泵参与呼吸链的电子传递。C

项，红血细胞膜上存在钠钾泵参与物质运输。

4生物膜的主要作用是（）。［武汉科技大学2019年研］

A.区域化

B.合成蛋白质

C.提供能量

D.运输物质

【答案】A

【解析】生物膜最主要的功能是将细胞区域化，维持细胞相对稳定的

内部环境。

二、填空题

n生活在不同环境中的生物，其细胞质膜中不饱和脂肪酸的含量是

不同的。相比之下，生活在环境中的动物，其细胞质膜中不饱

和脂肪酸的含量高于生活在环境中动物细胞质膜中不饱和脂肪

酸的含量。［中山大学2007年研］

【答案】低温；高温

【解析】细胞生物膜中不饱和脂肪酸的含量越高，其抗寒能力越强，

因此低温环境中的生物其细胞膜中不饱和脂肪酸含量更高。

2细胞膜最基本的特性是：和，膜蛋白可分为：

—、和o［武汉科技大学2019年研］

【答案】流动性；不对称性；内在膜蛋白（整合膜蛋白）；外在膜蛋

白（外周膜蛋白）；脂锚定膜蛋白

【解析】细胞膜主要是由磷脂构成的富有弹性的半透性膜，最基本的

特性是流动性和不对称性。构成细胞膜的成分有磷脂、糖脂和蛋白

质，其中膜蛋白可分为内在膜蛋白（整合膜蛋白）、外在膜蛋白（外

周膜蛋白）和脂锚定膜蛋白。细胞膜主要功能是选择性地交换物质、

吸收营养物质、排出代谢废物、分泌与运输蛋白质。

3细胞质膜主要包括两类化学成分，分别为和O［安徽

师范大学2017年研］

【答案】脂质；蛋白质

【解析】细胞质膜称细胞膜，是指围绕在细胞最外层，由脂质、蛋白

质和糖类组成的生物膜。

4细胞膜的膜脂主要有三种：、和O［中南大学

2012年研；中国科学院大学2018年研］

【答案】磷脂；鞘脂；固醇

【解析】膜脂是生物膜的基本组成成分，约占膜的50%,主要有3大

类：磷脂、鞘脂、固醇。

三、判断题

u胆固醇使得脂质在双层中堆积更紧密，但它并没有降低膜的流动

性。（）［复旦大学2019年研］

【答案】对

【解析】胆固醇使得脂质在双层中堆积更为紧密，但它并没有降低膜

脂的流动性，在大部分动物细胞膜中高浓度的胆固醇还可以防止碳氢

链聚合以及结晶态的形成。

2脂质分子的形状和双亲性使得它们在水溶液环境中能自发形成双

分子层。（）［复旦大学2019年研］

【答案】对

【解析】脂质分子的形状和双亲性使得它们在水溶液环境中能自发地

形成双分子层。脂质分子的疏水性尾部和亲水性头部在水溶液中都趋

向于能量最低的排列方式，这样它就自发地聚集在一起使得疏水性的

碳氢链包埋在内部而亲水性的头部暴露于水分子中。

四、名词解析

U脂筏［中国科学技术大学2020年研；北京师范大学2018年研］

答：脂筏是脂双层内含有特殊脂质的微结构域，具有低流动性，呈现

有序液相，富含胆固醇和鞘磷脂，形成相对稳定的具有一定功能的筏

结构漂浮于二维流动的细胞质膜中。脂筏可能有3种类型：小窝、富

含糖鞘脂膜区、富含多磷酸肌醇膜区。脂筏的组分和结构特点有利于

蛋白质之间相互作用和构象转化，可以参与信号转导和细胞蛋白质运

转。

2膜骨架［北京科技大学2010年研］

答：膜骨架是指细胞质膜下与膜蛋白相连的由纤维蛋白组成的网架结

构，它参与维持细胞质膜的形状并协助质膜完成多种生理功能。多数

细胞的细胞质膜下，都存在精细而复杂的细胞骨架网络，对膜骨架研

究最多的是哺乳动物的红细胞。

liposome&lysosome［华中科技大学2006、2007年研；武汉大学2015

年研］

相关试题：脂质体［聊城大学2018年研；扬州大学2019年研；山东大

学2019年研；陕西师范大学2020年研］

答：（1）liposome的中文名称是脂质体，是指根据磷脂分子可在水

相中形成稳定脂双层膜趋势而制备的人工膜，主要成分是磷脂。脂质

体是研究膜脂与膜蛋白的重要实验材料，也是外源遗传物质转入受体

细胞的一种人工载体，其可以裹入DNA用以基因转移。脂质体被摄

入细胞的机制包括内吞作用、融合作用和交换作用。

（2）lysosome的中文名称是溶酶体，是指动物细胞中一种单层膜、内

含多种酸性水解酶类的囊泡状细胞器，其主要功能是进行细胞内的消

化作用。溶酶体消化作用的途径包括内吞作用、吞噬作用、自噬作

用。

4biologicalmembrane［复旦大学2004年研］

相关试题：生物膜［山东大学2017年研］

答：biologicalmembrane的中文名称是生物膜，是细胞膜和细胞内膜

的统称，其中细胞膜是包围在细胞质外周的一层界膜；而细胞内膜是

在真核细胞内，除了质膜以外的其他膜结构。它们构成了许多细胞器

的界膜，将各细胞器与胞质溶胶分隔开，以执行各自不同的功能。

五、简答题

□根据与细胞膜的结合方式，膜蛋白可分为哪三类？如何通过实验

区分它们？［中科院-中科大2008年研］

答：（1）膜蛋白分类:

①外在膜蛋白：依靠离子键或其他非共价作用与膜表面的蛋白质或

脂分子相连。

②内在膜蛋白：即跨膜蛋白，与膜结合比较紧密，占整个膜蛋白的

70%〜80%。

③脂锚定膜蛋白：通过与之共价相连的脂分子（脂肪酸或糖脂）插入

膜的脂双分子中，从而锚定在细胞质膜上，其水溶性的蛋白质部分位

于脂双层外。

（2）实验区分方法：

①外在膜蛋白：通过改变溶液的离子强度或提高温度即可从膜上分

离。

②内在膜蛋白：需要表面活性剂破坏膜结构后才能从膜上分离。

③脂锚定膜蛋白：需要脂酶处理才能去除脂部分，需要表面活性剂

破坏膜结构后才能从膜上分离，蛋白胶上移动的位置不同。

2质膜有何基本特性？受哪些因素影响？［南京师范大学2008年研］

相关试题：

生物膜的基本结构特征是什么？这些特征与它的生理功能有什么联

系？［武汉科技大学2015年研］

答：（1）质膜的基本特性：

①流动性：

a.膜脂的流动性：主要指脂分子的侧向运动。

b.膜蛋白的流动性：膜蛋白在脂双层二维溶液中的运动是自发的热

运动，不需要细胞代谢产物的参加，也不需要能量输出。

②不对称性：

膜中各组分的排列是不对称的。

a.膜脂的不对称性：同一种膜脂在脂双层中的分布不同。

b.膜蛋白的不对称性：同一种膜蛋白在脂双层中的分布都有特定的

方向或拓扑学特征。

c.糖脂的不对称性：蛋白和糖脂的糖基部分均位于细胞质膜的外

侧。

(2)质膜特性的影响因素：

①质膜流动性的影响因素：

a.温度：

温度是影响膜流动性最主要的因素。不同的膜脂具有不同的相变温

度。

b.脂肪酸链的长度：

脂肪酸链越短，流动性就越大。

c.脂肪酸不饱和度：

脂肪酸不饱和程度越高，膜的流动性越大。

d.卵磷脂鞘磷脂的比例:

卵磷脂含量高，则膜的流动性大；鞘磷脂的含量高，则膜的流动性

低。

e.胆固醇的含量：

在相变温度以上，胆固醇含量增加会降低膜的流动性；在相变温度以

下，增加胆固醇可提高膜的流动性。

£膜蛋白：

膜蛋白以某种方式同细胞内、细胞外、细胞与细胞间发生联系，组成

特殊的膜区，从而限制膜蛋白的运动，影响膜的流动性。

g.其他因素：

pH、离子强度、金属离子等。

②质膜不对称性的影响因素：

包括膜蛋白、膜脂、膜糖分布的不对称性。

(3)生物膜的基本特征与生理功能的关系：

流动性和不对称性是生物膜的基本特征，也是完成其生理功能的重要

保证。

①膜脂的流动性与不对称性是生长细胞完成包括生长、增殖在内的

多种生理功能所必需的。

②膜蛋白的流动性和不对称性与物质转运、信号传递、酶促反应等多

种复杂的功能有关；膜蛋白的不对称性是生物膜在时间和空间上有序完

成各种复杂生理功能的保障。

③糖脂的不对称性与细胞通讯、识别、黏着等相关，是完成生物膜

生理功能的结构基础。

总之，各种不同的膜蛋白与膜脂分子的协同作用不仅为细胞的生命活

动提供了稳定的内环境，而且在各种细胞活动中也起到重要作用。

如何理解“没有细胞质膜就没有细胞及细胞的生命活动”；细胞质

膜的功能有哪些？［中山大学2007年研；安徽师范大学2019年研］

答：细胞质膜具有多样的生理功能，对于细胞正常的生命活动具有重

要的意义。可以说，没有细胞质膜就没有细胞及细胞的生命活动。细

胞质膜的功能有：

(1)它是细胞与细胞外环境的分界，为细胞的生命活动提供相对稳定

的内环境；

(2)选择性的物质运输，包括代谢底物的输入与代谢产物的排出，其

中伴随着能量的传递；

(3)提供细胞识别位点，并完成细胞内外信号的跨膜转导；

(4)为多种酶提供结合位点，使酶促反应高效而有序的进行；

(5)介导细胞与细胞、细胞与细胞外基质之间的连接；

(6)参与形成具有不同功能的细胞表面特化结构；

(7)膜蛋白的异常与某些遗传病、恶性肿瘤和神经退行性疾病等相

关，很多膜蛋白可作为疾病治疗相关的药物靶标。

总之，细胞质膜的功能多样而且重要，没有细胞质膜就没有细胞及细

胞的生命活动。

4脂双层的结构由其脂质分子的特殊性质所决定，假如出现下列情

况之一，将会怎样?

(1)假定磷脂只有一条煌链而非两条；

(2)假定煌链比正常的短，例如只有10个碳原子长；

(3)假定所有的烧链都是饱和的；

(4)假定所有的烧链都是不饱和的；

(5)假定双层含有混合的两种脂质分子，一种具有两条饱和的烧尾，

另一种具有两条不饱和的烧尾；

(6)假定每个脂质分子通过其中一条蜂链的末端碳原子与相对单层的

一个脂质分子共价连接。［中科院-中科大2007年研］

答：(1)若磷脂只有一条烧链而非两条，会与去垢剂结构相同。脂

质头的直径比煌尾直径大得多，因而该分子的形状是圆锥形而不是圆

柱形，分子聚集一起形成微团而不是双层。

(2)若煌链比正常的短，形成的脂双层更具有流动性。脂双层也更不

稳定，这是由于较短的煌尾疏水性较弱，因此驱使形成脂双层的力量

减弱。

(3)若所有的燃链都是饱和的，则形成的脂双层具有很弱的流动性，

这是因为饱和煌使脂双层的流动性减弱。

(4)若所有的烧链都是不饱和的，形成的脂双层更具有流动性。由于

这些脂质分子在一起聚集得不太紧密，有较多的间隙，因此该脂双层

对水溶性小分子的通透性有所增加。

(5)若双层含有混合的两种脂质分子，一条具有两条饱和的烧尾，另

一条具有两条不饱和的烧尾，脂双层中饱和的脂质分子会趋向于相互

聚集，非常紧密地聚集在一起并形成流动性大大降低的与周围不同的

小区域，这样脂双层在其表面不再有均一的性质。

（6）若每个脂质分子通过其中一条煌链的末端碳原子与相对单层的一

个脂质分子共价连接，形成的脂双层会具有更稳定的性质。所有的脂

质分子均跨越整个膜，脂质分子的两个头部基团各暴露于一个表面。

在嗜热菌的膜内即存在这样的脂质分子，嗜热菌之所以能生存在接近

沸腾的水温中，是因为它们的脂双层中的两个单层被共价连接成一个

单层的膜，在高温中不像通常的脂质的脂双层一样裂开。

5用二色荧光分别标记人和鼠细胞膜蛋白，将二细胞融合，进行荧

光抗体免疫实验，首先出现荧光扩散现象，当时间延长后，均匀分布

在细胞表面的标记荧光会重新排布，出现成斑现象。请解释为什么会

出现上述两种似乎矛盾的现象。［南京师范大学2006年研］

答：出现上述两种似乎矛盾现象的原因如下:

（1）由于细胞膜的流动性，人和鼠的细胞膜会融合，使得荧光均匀分

布，即荧光扩散现象。

（2）当时间延长后，已均匀分布的荧光会重新分布，聚集在细胞表面

的某些部位，即成斑现象。成斑现象进一步证实了膜蛋白的流动性，

其原因是:价的抗体分了•交联相邻的膜蛋白分子使荧光聚集。这一现

象也与膜蛋白和膜下骨架系统的相互作用以及质膜和细胞内膜系统之

间的膜泡运输有关。

4章习题

一、选择题

□下面的四种细胞的生命活动中，哪一种不需要消耗自由能？

()［中山大学2017年研］

A.DNA复制

B.从环境中摄取营养

C.细胞内的小分子扩散

D.蛋白质合成

【答案】C

【解析】细胞内的小分子扩散为简单扩散，不需要消耗能量。

2缀氨霉素使K+通过膜的作用，属于以下哪种类型？()［中

山大学2019年研］

A.载体蛋白主动运输

B.形成亲水通道主动运输

C.形成载体蛋白被动运输

D.形成亲水通道被动运输

【答案】C

【解析】缴氨霉素是一种脂溶性的抗生素，当缀氨霉素插入脂质体

后，通过环的疏水面与脂双层相连，形成类似于载体蛋白的结构，其

极性的内部能精确地固定K+,然后通过脂双层，在另一侧将K+释放

到细胞外，将K+由高浓度的胞内运输至胞外，属于被动运输，因此

答案选C。

3（多选）以下哪些可作为细胞主动运输的直接能量来源？

）［厦门大学2011年研］

A.离子梯度

B.NADH

C.ATP

D.光

【答案】ACD

【解析】偶联转运蛋白介导的主动运输以电化学梯度作为直接能量来

源；以ATP驱动泵介导的主动运输以ATP为直接能量来源；光驱动泵

介导的主动运输主要在细菌细胞中发现，其主动运输与光输入偶联。

二、填空题

U钠钾泵也称为钠泵。钠泵每分解1分子ATP可将个Na+移出

胞外，同时将个K+移入胞内。由于钠泵的活动，可以使胞内

的浓度约为胞外的30倍，胞内的浓度为胞外的1/10。

［中国科学院大学2018年研］

【答案】3；2；K+；Na+

【解析】Na+依赖性的磷酸化和K+依赖性的去磷酸化引起Na+-K+泵

构象发生有序变化，每秒钟可发生1000次左右。止匕外，每个循环消耗

一个ATP分子，可以逆着电化学梯度泵出3个Na+和泵入2个K+。

2质膜中参与物质运输的P型泵在物质运输机制上有两个特点：其一

是，其二是。［中山大学2008年研］

【答案】水解ATP功能；磷酸化与去磷酸化作用

【解析】P型泵的a亚基与ATP结合水解ATP,发生磷酸化和去磷酸

化。

3在大分子与颗粒性物质跨膜运输中，胞饮泡的形成需要,

而吞噬泡需要。［南京师范大学2005年研］

【答案】网格蛋白；微丝及其结合蛋白

【解析】在大分子与颗粒性物质跨膜运输中，胞饮泡的形成需要网格

蛋白，而吞噬泡需要微丝及其结合蛋白。

三、判断题

□Na+-K+泵对于维持动植物质膜的膜电位具有重要作用。（）

［中山大学2018年研］

【答案】错

【解析】Na+-K+泵只存在于动物细胞的质膜上，植物细胞质膜上无

Na+-K+泵。

2载体蛋白既能进行主动运输，又能进行被动运输，而通道蛋白只

能进行被动运输。（）［中山大学2008年研］

【答案】对

【解析】与载体蛋白相比，通道蛋白的跨膜转运动力来自于溶质的浓

度梯度和跨膜电位差，即跨膜的电化学梯度，运输的方向是顺着电化

学梯度的。

3血红素不能被分子态氧所氧化。（）［南京师范大学2008年研］

【答案】对

【解析】血红素是血红蛋白中主要的稳定结构，用以结合分子氧并运

输到组织各处。

四、名词解析

U协同运输（symporter）［山东大学2005年研；南开大学2011年研］

答：协同运输又称协同转运，是指一种物质的逆浓度梯度跨膜运输依

赖于另一种物质的顺浓度梯度的跨膜运输的物质运输方式，不直接消

耗能量但是需要间接地消耗能量。协同转运又可分为同向转运和反向

转运。同向转运的物质运输方向和离子转移方向相同。

2ABCsuperfamily［南开大学2009年研］;ABC超家族［华中农业大学

2015年研；中国科学技术大学2020年研］

答：ABCsuperfamily的中文名称是ABC超家族。ABC超家族是一类

ATP驱动的膜转运蛋白，利用ATP水解释放的能量将多肽及多种小分

子物质进行跨膜转运。ABC超家族包含有几百种不同的转运蛋白，

广泛分布于从细菌到人类的各种生物中，ABC蛋白一般含有4个核心

结构域：两个跨膜结构域（T）,形成运输分子的跨膜通道；两个胞

质侧ATP结合域（A）,具有ATP酶活性。

3主动运输［中山大学2017年研；杭州师范大学2020年研］

答：主动运输是由载体蛋白所介导的物质逆浓度梯度或电化学梯度，

由浓度低的一侧向浓度高的一侧进行跨膜转运的方式，需要消耗能

量。根据能量来源不同，主动运输分为：①ATP直接供能（ATP驱动

泵）；②间接提供能量（协同转运或偶联转运蛋白）；③光驱动

泵。

4facilitateddiffusion［武汉科技大学2019年研］

答：facilitateddiffusion的中文名称是协助扩散。协助扩散是指各种极

性小分子和无机离子如糖、氨基酸、核甘酸以及细胞代谢产物等顺浓

度梯度或电化学梯度的跨膜运输方式，该过程不需要细胞提供能量，

但需要特异性的膜转运蛋白协助，从而加快转运速度和提高特异性。

五、简答题

□简述胞饮作用与吞噬作用的主要区别。［郑州大学2006年研；北京

交通大学2010年研］

答：胞饮作用与吞噬作用的主要区别如下：

（1）胞吞泡的大小不同：胞饮泡直径一般小于150nm,吞噬泡直径大

于250nm。

(2)胞吞泡产生的时间不同：胞饮作用是一个连续发生的作用，吞噬

作用是一个信号触发过程。

(3)胞吞泡形成机制不同：胞饮泡的形成需要网格蛋白或这一类蛋白

的帮助，吞噬泡的形成需要有微丝及其结合蛋白帮助。

(4)发生的细胞类型不同：所有真核细胞都能通过胞饮作用连续摄入

溶液及可溶性分子。吞噬作用常发生于一些特化的吞噬细胞如巨噬细

胞中。

2小肠上皮细胞膜上载体蛋白转运葡萄糖时，为何有时呈协助扩

散，有时又是协同运输？［南开大学2008年研］

答：(1)协助扩散：

协助扩散是各种极性小分子和无机离子，如糖、氨基酸、核甘酸以及

细胞代谢物等，顺其浓度梯度或电化学梯度的跨膜转运，该过程不需

要细胞提供能量，但需要特异性膜蛋白协助物质转运方式，使转运的

速率和特异性提高。

(2)协同运输：

协同运输是一类由Na+-K+泵(或H+泵)与载体蛋白协同作用，靠

间接消耗能量所完成的主动运输方式。这种运输方式的直接动力是来

自膜两侧离子电化学浓度梯度，而维持这种离子电化学梯度则是通过

Na+-K+泵(或H+泵)消耗ATP实现的。

(3)葡萄糖的转运：

小肠上皮细胞采取何种方式运输葡萄糖，主要还是根据小肠中葡萄糖

的浓度来决定的。当小肠中葡萄糖浓度较高，且高于小肠上皮细胞内

的葡萄糖浓度时，细胞一般采用协助扩散方式高效地将葡萄糖转运入

细胞内；当细胞内的葡萄糖浓度高于小肠中的时，细胞的协助扩散已

经不能再转运进葡萄糖，这时，小肠就要用协同运输方式来继续葡萄

糖的吸收和转运。

3根据图4-1,写一段关于扩散与渗透的描述。［中山大学2008年研］

DIFFUSION

OSMOSIS

图4-1

答：扩散和渗透都是物质从渗透压高的一方向渗透压低的一方扩散，

直到达到平衡。它们的区别为：

(1)在扩散中，主要是溶质的运动，即溶质从浓度高的一方向浓度低

的一方运动。扩散是由分子的热运动引起的迁移现象。

(2)在渗透中，溶质一般不运动，而是溶剂从浓度低的一方向浓度高

的一方运动，旨在使二者的渗透压最终达到平衡。

(3)物质在通过两种渗透压不同的溶液的交界面时(通常为一层

膜)，有不同的运动特性，这取决于膜孔径的大小和选择性，以及溶

质分子的尺寸等。这也是造成扩散和渗透的本质原因。

4钠钾泵的作用过程及功能。［首都师范大学2019年研］

答：钠钾泵位于动物细胞的质膜上，由2个a和2个0亚基组成四聚体，

B亚基是糖基化的多肽，并不直接参与离子跨膜转运，但帮助在内质

网新合成的a亚基进行折叠。

(1)钠钾泵的作用过程：

在细胞内侧，a亚基与Na+相结合促进ATP水解，a亚基上的一个天冬

氨酸残基磷酸化引起a亚基构象发生变化，将Na+泵出细胞，同时细

胞外的K+与a亚基的另一位点结合，使其去磷酸化，a亚基构象再度

发生变化将K+泵入细胞，完成整个循环。Na+依赖性的磷酸化和K+

依赖性的去磷酸化引起Na+-K+泵构象发生有序变化，每个循环消耗

一个ATP分子，可以逆着电化学梯度泵出3个Na+和泵入2个K+。

(2)钠钾泵的功能：

①维持细胞膜电位。细胞质膜两侧均具有一定的电位差，称为膜电位。

膜电位是膜两侧的