细胞生物学第四版试题合集

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第二章

如何理解"细胞是生命活动的基本单位"这一概念？

1〕一切有机体都有细胞构成,细胞是构成有机体的基本单位

2〕细胞具有独立的、有序的自控代谢体系,细胞是代谢与功能的基本单位

3〕细胞是有机体生长与发育的基础

4〕细胞是遗传的基本单位,细胞具有遗传的全能性

5〕没有细胞就没有完整的生命

6〕细胞是多层次非线性的复杂结构体系

7〕细胞是物质〔结构〕、能量与信息过程精巧结合的综合体

8〕细胞是高度有序的,具有自装配与自组织能力的体系

2、为什么说支原体可能是最小最简单的细胞存在形式？

一个细胞生存与增殖必须具备的结构装置与技能是：细胞膜、DNA与RNA、一定数量的核糖体以与催化主要酶促反应所需的酶,可以推算出一个细胞所需的最小体积的最小极限直径为140nm~200nm,而现在发现的最小的支原体的直径已经接近这个极限,因此比支原体更小更简单的结构似乎不能满足生命活动的需要。

3、怎样理解"病毒是非细胞形态的生命体"？试比较病毒与细胞的区别并讨论其相互的关系。

病毒是由一个核酸分子〔DNA或RNA〕芯和蛋白质外壳构成的,是非细胞形态的生命体,是最小、最简单的有机体。仅由一个有感染性的RNA构成的病毒,称为类病毒；仅由感染性的蛋白质构成的病毒称为朊病毒。病毒具备了复制与遗传生命活动的最基本的特征,但不具备细胞的形态结构,是不完全的生命体；病毒的主要生命活动必须在细胞内才能表现,在宿主细胞内复制增殖；病毒自身没有独立的代谢与能量转化系统,必须利用宿主细胞结构、原料、能量与酶系统进行增殖,是彻底的寄生物。因此病毒不是细胞,只是具有部分生命特征的感染物。

病毒与细胞的区别：〔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〕病毒以复制和装配的方式增殖

试从进化的角度比较原核细胞。古核细胞与真核细胞的异同

第四章

1.何谓内在膜蛋白?内在膜蛋白以什么方式与膜脂相结合?

内在膜蛋白是膜蛋白中与膜结合比较紧密的一种蛋白,只有用去垢剂是膜崩解后才可分离出来。

结合方式：膜蛋白的跨膜结构域与脂双层分子的疏水核心的相互作用〔疏水作用〕；跨膜结构域两端携带正电荷的氨基酸残基与磷脂分子带负电的极性头部形成离子键,或带负电的氨基酸残基通过钙镁等阳离子与带负电的磷脂极性头部相互作用〔静电作用〕：某些膜蛋白通过自身在胞质一侧的半胱氨酸残基共价结合到脂肪酸分子上,后者插入膜双分子层中进一步加强膜蛋白与脂双层的结合力

2.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？

膜的流动性：生物膜的基本特征之一,细胞进行生命活动的必要条件。

1〕膜脂的流动性主要由脂分子本身的性质决定的,脂肪酸链越短,不饱和程度越高,膜脂的流动性越大。温度对膜脂的运动有明显的影响。在细菌和动物细胞中常通过增加不饱和脂肪酸的含量来调节膜脂的相变温度以维持膜脂的流动性。在动物细胞中,胆固醇对膜的流动性起重要的双向调节作用。

膜蛋白的流动：荧光抗体免疫标记实验；成斑现象<patching>或成帽现象<capping>2〕膜的流动性受多种因素影响：细胞骨架不但影响膜蛋白的运动,也影响其周围的膜脂的流动。膜蛋白与膜分子的相互作用也是影响膜流动性的重要因素。

3〕膜的流动性与生命活动关系：信息传递；各种生化反应；发育不同时期膜的流动性不同

3.细胞表面有哪几种常见的特化结构？

细胞表面特化结构主要包括：膜骨架、鞭毛、纤毛、变形足和微绒毛,都是细胞膜与膜内的细胞骨架纤维形成的复合结构,分别与维持细胞的形态、细胞的运动、细胞与环境的物质交换等功能有关。

第五章

1.比较载体蛋白与通道蛋白的异同

相同点：化学本质均为蛋白质、分布均在细胞的膜结构中,都有控制特定物质跨膜运输的功能。

不同点：载体蛋白：与特异的溶质结合后,通过自身构象的改变以实现物质的跨膜运输。

通道蛋白：①通过形成亲水性通道实现对特异溶质的跨膜转运

②具有极高的转运效率

③没有饱和值

④离子通道是门控的〔其活性由通道开或关两种构象调节〕

比较P-型离子泵、V-型质子泵、F-型质子泵和ABC超家族的异同。

相同点：

①

都是跨膜转运蛋白

②

转运过程伴随能量流动

③

都介导主动运输过程

④

对转运底物具有特异性

⑤

都是ATP驱动泵

不同点：

①

P型泵转运过程形成磷酸化中间体,V型,F型,ABC超家族则无

②

P型,V型泵,ABC超家族都是逆电化学梯度消耗ATP运输底物,F型泵则是顺电化学梯度合成ATP

③

P型泵主要负责Na+,K+,H+,CA2+跨膜梯度的形成和维持,V型,F型只负责H+的转运,ABC超家族转运多种物质

说明钠钾泵的工作原理与其生物学意义。

工作原理：在细胞内侧α亚基与钠离子相结合促进ATP水解,α亚基上的天冬氨酸残基引起α亚基的构象发生变化,将钠离子泵出细胞外,同时将细胞外的钾离子与α亚基的另一个位点结合,使其去磷酸化,α亚基构象再度发生变化将钾离子泵进细胞,完成整个循环。钠离子依赖的磷酸化和钾离子依赖的去磷酸化引起构象变化有序交替发生。每一个循环消耗一个ATP分子泵出三个钠离子和泵进两个钾离子。

生物学意义：①维持细胞膜电位②维持动物细胞渗透平衡③吸收营养

4.试述胞吞作用的类型与功能

类型：

①

吞噬作用

②

胞饮作用：a.网格蛋白依赖的胞吞作用b.胞膜窖依赖的胞吞作用c.大型胞饮作用d.非网格蛋白/胞膜窖依赖的胞吞作用

〔2〕功能：

①

吞噬作用：a.原生动物摄取食物的一种方式b.高等生物体中摄取营养物质,清楚侵染机体的病原体与衰老或凋亡的细胞

②

胞饮作用：a.大多数动物细胞摄取特定大分子的有效途径,是一种选择性浓缩机制,在保证细胞大量摄入特定大分子的同时,又可避免吸入细胞外大量液体。b.参与胞内体分选途径

第六章

1.试比较线粒体与叶绿体在基本结构方面的异同。

相同点：双层膜、外膜通透性高、含孔蛋白、内膜通透性低、均有膜间隙和基质

不同点：线粒体：内膜内陷成嵴,嵴上有基粒。内膜含有ATP合成酶,电子传递的复合体,为氧化磷酸化、ATP合成提供必要的保障。

叶绿体：内膜衍生而来的类囊体,外有类囊体膜,膜上有光合电子复合体,ATP合成酶,为光合磷酸化、ATP的合成提供必需的保障,内有类囊体腔

2.试比较光合碳同化三条途径的主要异同点。

C3：CO2受体为RuBp。最初产物为甘油-3-磷酸。

C4：CO2受体为PEP。最初产物为草酰乙酸,固定在叶肉细胞中,脱羧在维管束鞘细胞中。

CAM：夜间固定CO2产生有机酸,白天有机酸脱羧释放CO2,参与C3反应,在叶肉细胞中。

3.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。

答：相同点：①需要完整的膜体系

②ATP的形XX是由H+移动所推动的

③叶绿体的CF1因子与线粒体的F1因子都具有催化ADP和Pi形成ATP的作用

不同点：①氧化磷酸化由物质氧化驱动电子传递,光合磷酸化由光能驱动

②氧化磷酸化耗氧,光合磷酸化放氧

③相关蛋白质复合物、酶不同

④叶绿体平均3个H质子穿过ATP合酶产生1个ATP,线粒体中平均2个H质子穿过ATP合酶产生1个ATP

光系统中捕光复合物和作用中心的结构与功能的关系如何？

在叶绿体的类囊体膜中镶嵌有大小、数量不同的颗粒,集中了光合作用能量转换功能的全部组分,包括：捕光色素〔天线色素〕、两个光反应中心、各种电子载体、合成ATP的系统和从水中抽取电子的系统等。它们分别装配在PSI、PSⅡ、细胞色素bf、CF0-CF1ATP酶等主要的膜蛋白复合物中。PSI和PSⅡ复合物都是由核心复合物和捕光复合物组成,但它们在组分、结构甚至功能上是不同的。PSⅡ的核心复合物是由20多个不同的多肽组成的叶绿素蛋白复合体,其反应中心多肽是蛋白D1和D2；PSI的核心复合物的反应中心是一个包含多种不同还原中心的多蛋白复合体；CF0-CF1ATP酶是由跨膜的H＋通道CF0和在类囊体膜基质侧起催化作用的CF1两部分所组成；在亚基组分、结构和功能上均与线粒体的ATP合成酶相似,但叶绿体的CF1地激活需有－SH基化合物,寡霉素对CF1无抑制作用

第七章

1、溶酶体是怎样发生的？它有哪些基本功能？

溶酶体几乎存在于所有的动物细胞中,是由单层膜围绕、内含多种酸性水解酶类、形态不一、执行不同生理功能的囊泡状细胞器

清除无用的生物大分子、衰老的细胞器与衰老损伤和死亡的细胞〔自体吞噬〕。

防御功能〔病原体感染刺激单核细胞分化成巨噬细胞而被吞噬、消化〕〔异体吞噬〕

其它重要的生理功能

2.简述高尔基体的结构特征与主要功能

一．结构特征：

〔1〕扁平膜囊堆叠构成主体结构和膜囊周围大小不等的囊泡构成〔2〕具有极性：位置和方向、物质转运与生化极性〔3〕高尔基体各部膜囊具有4种标志细胞化学反应

〔4〕高尔基体4个组成部分：a.高尔基体顺面膜囊〔CGN〕b.高尔基体中间膜囊c.高尔基体反面膜囊〔TGN〕d.周围大小不等的囊泡、

二．主要功能：

〔1〕高尔基体与细胞的分泌活动：分泌性蛋白、膜蛋白、溶酶体酶、细胞外基质成分由高尔基体完成定向运输

〔2〕蛋白质的糖基化与修饰〔3〕蛋白酶的水解和加工

3.你对细胞质基质的结构组分与其在细胞生命活动中作用作何理解。

基质的基本概念：用差速离心法分离细胞匀浆物组分,先后除去细胞核、线粒体、溶酶体、高尔基体和细胞质膜等细胞器或细胞结构后,存留在上清液中的主要是细胞质基质的成分。生物化学家多称之为胞质溶胶。

组成成分：中间代谢有关的数千种酶类、细胞质骨架结构。

作用：1.完成各种中间代谢过程

2.参与信号在胞内的传导

3.某些蛋白质合成和脂肪酸合成的场所,蛋白质的分选和运输

4.与细胞质骨架相关的功能

5.与细胞膜相关的功能

4.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？

细胞内膜系统包括内质网﹑高尔基体﹑溶酶体﹑胞内体和分泌泡等,这些细胞器在结构﹑功能乃至发生上是彼此相互关联的动态整体,因此称之为内膜系统。各区室之间通过生物合成﹑蛋白质修饰与分选﹑膜泡运输和各种质量监控机制维系其系统的动态平衡。

试述ER〔内质网〕的主要功能与其质量监控作用。

功能：〔1〕蛋白质的合成〔糙面内质网的主要功能〕〔2〕脂质合成〔在光面内质网上〕〔3〕蛋白质的修饰与加工〔4〕新生多肽的折叠与组装〔5〕肝细胞的解毒作用,肌质网储存与调节

质量监控作用包括：〔1〕未折叠蛋白质应答反应〔2〕内质网超负荷反应〔3〕固醇调节级联反应〔4〕如果内质网功能持续紊乱,细胞将最终启动凋亡程序。

6.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？

1〕区别：过氧化物酶体和初级溶酶体的形态与大小类似,但过氧化物酶体中的尿酸氧化酶

等常形成晶格状结构,可作为电镜下识别的主要特征。

2〕异质性：在不同生物细胞中以与单细胞生物的不同个体中的溶酶体,所含酶的种类与其行使的功能都有所不同,因此说过氧化物酶体是异质性的细胞器。

第八章

怎样理解细胞结构组装的生物学意义？

细胞结构装配的方式：自我装配〔self-assembly〕、协助装配〔aided-assembly〕、直接装配〔direct-assembly〕、复合物与细胞结构体系的组装。

生物学意义：1〕减少和校正蛋白质合成中出现错误；2〕可大大减少所需要的遗传物质信息量；3〕通过装配与去装配更容易调节与控制多种生物学过程

试述细胞内膜泡运输的概况、类型与其各自主要功能

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与蛋白质本身的修饰、加工和组装,还涉与多种不同膜泡靶向运输与其复杂的调控过程

类型与功能：COPⅠ:内质网回收错误分选的逃逸蛋白的重要途径

COPⅠⅠ:介导从内质网到高尔基体的物质运输

网格蛋白/接头蛋白包被膜泡：介导高尔基体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

第九章

概述受体酪氨酸激酶介导的信号通路的组成、特点与其主要功能。

RTK-Ras信号通路：配体→RTK→adaptor〔接头蛋白〕←GRF→Ras→Raf〔MAPKKK〕→MAPKK→MAPK→进入细胞核→其它激酶或基因调控蛋白〔转录因子〕的磷酸化修钸。

信号通路的组成：配体――生长因子；RTK—酪氨酸；接头蛋白〔生长因子受体接头蛋白-2,GRB-2〕；GRF－－鸟苷酸释放因子；Ras—GTP结合蛋白；Raf――是丝氨酸/苏氨酸〔Ser/Thr〕蛋白激酶〔称MAPKKK〕。

主要功能：调节细胞的增殖与分化,促进细胞存活,以与细胞代谢过程中的调节与校正作用

第十章

除支持作用和运动功能外,细胞骨架还有什么功能？怎样理解骨架的概念？

除支持作用和运动功能外,细胞骨架还具有为物质运输提供轨道、参与肌肉收缩和细胞分化、介导染色体的移动和动物细胞胞质分裂、形成细胞的特化结构等功能。骨架是指真核细胞内一个复杂的由特异蛋白组成的纤维网架结构,都具有支持的功能,在细胞形态维持和膜性细胞器定位和移动过程中具有重要的作用。

在理解骨架概念时,要注意以下几点：①细胞骨架是一种动态平衡的结构；②具有多种功能；③由蛋白质组装而成,组装的过程受到信号的调节。

2.细胞中同时存在几种骨架体系有什么意义?是否是物质和能量的一种浪费?

细胞内同时存在微管、微丝和中间丝等几种骨架体系,它们在细胞的生命活动各承担了不一样的角色,

1.微管功能：<1>维持细胞的形态；<2>细胞器的定位；<3>细胞内运输；<4>纺锤体与染色体运动；<5>纤毛和鞭毛运动；

2.微丝功能：<1>维持细胞外形；<2>胞质环流；<3>变形运动；<4>支持微绒毛；<5>形成微丝束与应力纤维；<6>胞质分裂；

3.中间丝功能：<1>增强细胞抗机械压力的能力；<2>参与桥粒和半桥粒的形成和维持；<3>对于维持肌肉的收缩装置起重要作用微管、微丝和中间丝共同构成了细胞内精密的骨架体系,三者在细胞的各种生命活动中既相互配合又各有分工所以不是物质和能量的浪费

3.为什么说细胞骨架是细胞结构和功能的组织者？

微管能形成鞭毛、纤毛、基体和中心体等结构,微丝参与微绒毛、收缩环、应力纤维、黏合斑和黏合带的形成,中间丝对维持细胞核的形态和形成桥粒等具有重要作用。细胞骨架在细胞形态发生和维持等方面就具有重要作用。除支持功能外,它还在物质运输、信号传递、细胞运动、细胞分裂等活动中具有重要作用。因此说细胞骨架是细胞结构和胞内的组织者。

如何理解细胞骨架的动态不稳定性？这一现象与细胞生命活动过程有什么关系?

细胞骨架的动态不稳定性是指细胞骨架结构在一定条件下可以动态去组装或者重新组装,这一特性在生命活动过程中具有非常重要的生物学意义：<1>在细胞周期中,细胞内的微管经历着动态组装和去组装,在间期和分裂期,其分布或组织形式存在很大的差异。〔2〕胞质环流和细胞的运动或迁移需要凝胶与溶胶的互变。〔3〕细胞的分裂需要纺锤体的组装于解聚。〔4〕细胞核的消失与重新形成也涉与核纤层结构的动态不稳定性。〔5〕踏车行为不是没有意义的,它改变了微管或微丝在细胞中分布的部位,可能与细胞的移动有关。因此,细胞骨架的动态不稳定性在生命过程中具有重要的作用。

第十一章

概述细胞核的基本结构与其主要功能？

细胞核主要由核被膜、核纤层、染色质、核仁与核体组成。细胞核是遗传信息的储存场所,与细胞遗传与代谢活动密切相关的基因复制、转录和转录出产物的加工过程均在此进行

染色质按功能分为几类？他们的特点是什么？

按功能分为活性染色质和非活性染色质。活性染色质是有转录活性的染色质,而非活性染色质是指没有转录活性的染色质。活性染色质呈疏松结构,利于转录因子和DNA结合,发生活跃的基因转录。活性染色质的主要特点如下①很少与组蛋白H1结合。②核小体组蛋白H2B很少被磷酸化。③其H2A少有变异形式。④核心组蛋白以常量存在。⑤H3的变种只在活性染色质存在。⑥HMG14和HMG17只存在于活性染色质中。

非活性染色质则常高度凝缩,其中DNA和组蛋白结合紧密,其特点和活性染色质相反。

分析中期染色体的3种功能原件与其作用。

①自主复制DNA序列：确保染色体在细胞周期中能够自我复制。②着丝粒DNA序列：保证染色体平均分配到子细胞中。③端粒DNA序列：DNA末端的高度重复序列,保持染色体的独立性和稳定性。这些功能元件确保了染色体的正常复制和稳定遗传。

概述核仁的结构与其功能。

核仁主要包括纤维中心、致密纤维组分与颗粒组分。

核仁的主要功能1.与核糖体的生物发生相关,其中纤维中心是rRNA基因的储存位点；2.rRNA前体的加工；3.参与核糖体亚单位装配

如何保证众多的细胞生命活动在巨小的细胞核内有序进行？

形成相对独立的结构区域核被膜、染色质、核仁和核基质,由它们分别行使不同的功能,这是保证细胞核内各项生命活动有序进行的重要保证。由核被膜上的核孔复合体完成亲核蛋白和其他小分子物质的入核转运；进入的调控因子和染色质上的特异DNA序列结合,调控染色质上DNA的复制、转录；转录产物在核基质中完成加工修饰后与核中的转运蛋白结合,通过核孔出核转运。同时,核仁上完成rRNA的转录加工、RNP颗粒的组装和加工,加工修饰后核糖体亚单位也通过核孔出核转运到细胞核,与细胞质基质中的mRNA结合表达蛋白。不同的生命活动分别在不同的结构区域中完成,而且各生命活动之间存在相互作用,这共同促使在巨小的核中生命活动的有序进行。

第十二章

1.有哪些实验证据表明肽酰转移酶是rRNA,而不是蛋白质？rRNA催化功能的发现有什么意义？

肽酰转移酶是rRNA而不是蛋白质的主要依据如下①很难确定核糖体中哪一种蛋白质具有催化功能。②在E.coli中核糖体蛋白质突变甚至缺失对蛋白质合成并没有表现出"全"或"无"的影响。③多数抗蛋白质合成抑制剂的突变株,并非由于r蛋白的基因突变而往往是rRNA基因突变。④在整个进化过程中,rRNA的结构比核糖体蛋白质的结构具有更高的保守性。⑤纯化的23SrRNA〔含少于5%的蛋白质〕具有肽酰转移酶的活性。

rRNA催化功能的发现对于研究生命的进化具有重要的意义,既具有遗传信息的载体功能又具有催化功能的rRNA在进化上可能出现在DNA和蛋白质之前

第十三章

1.什么叫细胞周期？各阶段的主要变化是什么？

细胞周期是指分裂细胞从一次分裂结束到下一次分裂结束所经历的时期和顺序变化；

G1期：主要特征是合成一定数量的RNA和某些专一性的蛋白质<触发蛋白>；

S期：DNA复制是S期的主要特征。此外,也合成组蛋白和非组蛋白；

G2期:1个细胞核的DNA含量由2C变为4C；细胞在此期中要合成某些蛋白质；

M期：核分裂和胞质分裂。

第十五章

1.什么是干细胞？它有哪几种基本类型和各自的基本特征

是一类具有自我复制能力的多潜能细胞,在一定条件下,它可以分化成多种功能细胞。

根据干细胞所处的发育阶段分为：胚胎细胞和成体干细胞。根据发育潜能分为：全能干细胞、多能干细胞和单能干细胞。胚胎干细胞的发育等级较高,是全细胞,而成体干细胞的发育等级较低,是多能或单能干细胞

第十七章

细胞通过哪些方式产生社会联系？

细胞识别、细胞黏着、细胞连接、细胞通讯

细胞连接都有哪些类型？各有什么功能？

细胞连接按其功能分为：封闭连接,锚定连接,通讯连接。

封闭连接：1.形成渗透屏障2.形成上皮细胞膜蛋白与膜脂分子侧向扩散的屏障3.支持作用

锚定连接：通过中间纤维〔桥粒、半桥粒〕或微丝〔粘着带和粘着斑〕将相邻细胞或细胞与基质连接在一起,以形成坚挺有序的细胞群体、组织与器官。

通讯连接：1.与代谢偶联有关2.与神经冲动信息传递有关3.与胚胎早期发育有关

胞间连丝连接：是高等植物细胞之间通过胞间连丝来进行物质交换与互相联系的连接方式。

细胞黏着分子有哪些？

这些粘连分子分为两类：一类需要钙离子的参与,另一类不需要。

翟中和第四版《细胞生物学》习题集与答案

第一章绪论

一、名词解释

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,以与细胞信号传导,细胞基因表达与调控,细胞起源与进化等重大生命过程。

二、填空题

1、细胞分裂有直接分裂、减数分裂和有丝分裂三种类型。

2、细胞学说、能量转化与守恒和达尔文进化论并列为19世纪自然科学的"三大发现"。

3、细胞学说、进化论和遗传学为现代生物学的三大基石。

4、细胞生物学是从细胞的显微、亚显微和分子三个水平,对细胞的各种生命活动展开研究的科学。

5、第一次观察到活细胞有机体的人是荷兰学者列文虎克。

三、问答题：

1、当前细胞生物学研究中的3大基本问题是什么？

答：①基因组是如何在时间与空间上有序表达的？

②基因表达产物是如何逐级组装成能行使生命活动的基本结构体系与各种细胞器的？这种自组装过程的调控程序与调控机制是什么？

③基因与其表达的产物,特别是各种信号分子与活性因子是如何调节诸如细胞的增殖、分化、衰老与凋亡等细胞最重要的生命活动过程？

2、细胞生物学的主要研究内容有哪些？

答：①生物膜与细胞器②细胞信号转导③细胞骨架体系④细胞核、染色体与基因表达⑤细胞增殖与其调控⑥细胞分化与干细胞生物学⑦细胞死亡⑧细胞衰老⑨细胞工程⑩细胞的起源与进化

3、细胞学说的基本内容是什么？

答：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所构成。

②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。

③新的细胞可以通过已存在的细胞繁殖产生。

第二章细胞的统一性与多样性

一、名词解释

1、细胞：生命活动的基本单位。

2、病毒〔virus〕：非细胞形态生命体,最小、最简单的有机体,必须在活细胞体内复制繁殖,彻底寄生性。

3、原核细胞：没有核膜包裹的和结构的细胞,细菌是原核细胞的代表。

4、质粒：细菌的核外DNA。裸露环状DNA分子,可整合到核DNA中,常做基因工程载体。

二、选择题

1、在真核细胞和原核细胞中共同存在的细胞器是〔D〕

A.中心粒B.叶绿体C.溶酶体D.核糖体

2、在病毒与细胞起源的关系上,下面的哪种观点越来越有说服力〔C〕

A.生物大分子→病毒→细胞B.生物大分子→细胞和病毒

C.生物大分子→细胞→病毒D.都不对

3、原核细胞与真核细胞相比较,原核细胞具有〔C〕

A.基因中的内含子B.DNA复制的明显周期性

C.以操纵子方式进行基因表达的调控D.转录后与翻译后大分子的加工与修饰

4、下列没有细胞壁的细胞是〔A〕

A、支原体B、细菌C、蓝藻D、植物细胞

5、SARS病毒是〔B〕。

A、DNA病毒B、RNA病毒C、类病毒D、朊病毒

6、原核细胞的呼吸酶定位在〔B〕。

A、细胞质中B、细胞质膜上C、线粒体内膜上D、类核区内

7、逆转录病毒是一种〔D〕。

A、双链DNA病毒B、单链DNA病毒C、双链RNA病毒D、单链RNA病毒

三、填空题

1.细菌的细胞质膜的多功能性是区别于其他细胞质膜的一个十分显著的特点。

2．真核细胞的基本结构体系包括以脂质与蛋白质为基础的细胞膜结构系统、以核酸和蛋白质为主要成分的遗传信息传递系统与表达系统和有特异蛋白质装配构成的细胞骨架系统。

3、原核细胞和真核细胞核糖体的沉降系数分别为70S和80S。

4、细胞的形态结构与功能的相关性和一致性是很多细胞的共同特点。

5、与动物细胞相比较,植物细胞所特有的结构与细胞器有细胞壁、液泡、叶绿体；而动物细胞特有的结构有中心粒。

6.DNA病毒的核酸的复制与转录一般在细胞核中,而RNA病毒核酸的复制与转录一般在细胞质中。

7.目前在细胞与病毒的起源与进化上,更多的学者认为生物大分子先演化成细胞,再演化成病毒。

8.根据核酸类型的不同,引起人类和动物产生疾病的病毒中,天花病毒、流感病毒属于DNA病毒；引起艾滋病的HIV属于RNA病毒。

四、判断题

1、病毒的增殖又称病毒的复制,与细胞的一分二的增殖方式是一样的。×

2、细菌核糖体的沉降系数为70S,由50S大亚基和30S小亚基组成。√

3、细菌的DNA复制、RNA转录与蛋白质的翻译可以同时同地进行,即没有严格的时间上的阶段性与空间上的区域性。√

4.病毒是仅由一种核酸和蛋白质构成的核酸蛋白质复合体。×

5.蓝藻的光合作用与某些具有光合作用的细菌不一样,蓝藻在进行光合作用时不能放出氧气,而光合细菌则可以放出氧气。×

6.古核生物介于原核生物与真核生物之间,从分子进化上来说古核生物更近于真核生物。√

五、翻译

1、virus病毒2、viroid类病毒3、HIV艾滋病毒4、bacteria细菌

六、问答题：

1、如何理解"细胞是生命活动的基本单位"这一概念？

答：①细胞是构成有机体的基本单位

②细胞是代谢与功能的基本单位

③细胞是有机体生长与发育的基本单位

④细胞是繁殖的基本单位,是遗传的桥梁

⑤细胞是生命起源的归宿,是生物进化的起点

⑥细胞是物质结构、能量与信息过程精巧结合的综合体

⑦细胞是高度有序的,具有自组装能力的自组织体系。

2、简述原核细胞与真核细胞最根本的区别。

答：①基因组很小,多为一个环状DNA分子

②没有以膜为基础的各类细胞器,也无细胞核膜

③细胞的体积一般很小

④细胞膜的多功能性

⑤DNA复制、RNA转录与蛋白质的合成的结构装置没有空间分隔,可以同时进行,转录与翻译在时间空间上是连续进行的。

3、为什么说支原体是最小最简单的细胞？

答：一个细胞生存与增殖必须具备的结构装置与技能是：细胞膜、DNA与RNA、一定数量的核糖体以与催化主要酶促反应所需的酶,可以推算出一个细胞所需的最小体积的最小极限直径为140nm~200nm,而现在发现的最小的支原体的直径已经接近这个极限,因此比支原体更小更简单的结构似乎不能满足生命活动的需要。

4、简述细胞的基本共性。

答:①相似的化学组成

②脂-蛋白体系的生物膜

③相同的遗传装置

④一分为二的分裂方式

5、简述病毒在细胞内的复制过程。

答：①DNA病毒：侵染细胞后进入细胞核[除痘病毒],在病毒DNA的指导下利用宿主细胞的代谢系统转录、翻译病毒的"早期蛋白"；早期蛋白主要功能是调节病毒基因的表达以与病毒DNA的复制,在不同程度上影响宿主DNA复制与转录；病毒DNA复制之后表达晚期蛋白,晚期蛋白是病毒包装过程中所需要的蛋白。

②RNA病毒：一般在细胞质内复制,RNA<+>病毒的RNA本身就可以作为模板,利用宿主的代谢系统翻译出病毒的早期蛋白,而RNA<->病毒必须以本身RNA为模板,利用病毒本身携带的RNA聚合酶合成病毒的mRNA；早期蛋白抑制宿主DNA的复制与转录,催化病毒基因组RNA的合成；病毒mRNA与宿主的核糖体相结合翻译出病毒的结构蛋白的等晚期蛋白；新复制的RNA与病毒蛋白组装。

③反转录病毒：在宿主细胞核中复制,以病毒的RNA为模板在病毒自身携带的逆转录酶作用下合成病毒DNA分子,整合到宿主DNA,以次段整合DNA为模板,合成新的病毒基因组RNA和mRNA,后者与核糖体相结合,翻译出各种病毒蛋白,其中包括病毒的反转录酶,最后装配子代病毒。

第三章细胞生物学研究方法

一、名词解释

分辨率：能区分开两个质点间的最小距离。

原位杂交：用标记的核酸探针通过分子杂交确定特异核苷酸序列在染色体上或在细胞中的位置的方法。

放射自显影：放射性同位素的电离射线对乳胶的感光作用,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。

细胞融合：两个或多个细胞融合成一个双核或多核的现象。

细胞克隆：用单细胞克隆培养或通过药物筛选的方法从某一细胞系中分离出单个细胞,并由此增殖形成的,具有基本相同的遗传性状的细胞群体。

细胞系：原代细胞传40~50代次,并且仍保持原来染色体的二倍体数量与接触抑制的行为,这种传代细胞称作细胞系。

细胞株：有特殊的遗传标记或性质,这样的细胞系可以成为细胞株。

原代细胞：从有机体取出后立即培养的细胞

传代细胞：进行传代培养后的细胞

单克隆抗体：产生抗体的淋巴细胞同肿瘤细胞融合

荧光漂白恢复技术：使用亲脂性或亲水性的荧光分子,如荧光素、绿色荧光蛋白等与蛋白或脂质偶联,用于检测所标与分子在活体细胞表面或细胞内部的运动与其迁移率。

二、填空题

1.光学显微镜的组成主要分为光学放大系统、照明系统和镜架与样品调节系统三大部分。

2.目前,植物细胞培养主要有单倍体细胞培养和原生质体培养两种类型。

3.电子显微镜使用的是电磁透镜,而光学显微镜使用的是玻璃透镜。

4.体外培养的细胞,不论是原代细胞还是传代细胞,一般不保持体内原有的细胞形态,而呈现出两种基本形态即成纤维样细胞和上皮样细胞。

5.荧光共振能量转移技术可用于检测某一细胞中两个蛋白质分子是否存在直接的作用。

6.在电镜制样技术中,通常用的技术有超薄切片技术,由此获得的切片厚度一般为40-50nm；冷冻蚀刻技术主要用来观察膜断裂面上的蛋白质颗粒的膜表面形貌特征。

7.在活细胞内研究蛋白质相互作用常用的技术是酵母双杂交技术。

8.可用于验证细胞膜的流动性的技术是荧光漂白恢复技术。

9.细胞生物学研究常用的模式生物有大肠杆菌、酵母、线虫、

果蝇、斑马鱼、小鼠、拟南芥。

三、判断题

1.荧光显微镜技术是在光镜水平,对特异性蛋白质等大分子定性定位的最有力的工具。×

2.扫描电子显微镜不能用于观察活细胞,而相差或微分干涉显微镜可以用于观察活细胞。√

3.体外培养的细胞,一般仍保持机体内原有的细胞形态。×

四、选择题

1.由小鼠骨髓瘤细胞与某一B淋巴细胞融合后形成的细胞克隆所产生的抗体称〔A〕。

A、单克隆抗体B、多克隆抗体C、单链抗体D、嵌合抗体

2.提高普通光学显微镜的分辨能力,常用的方法有〔A〕

A、利用高折射率的介质〔如香柏油〕B、调节聚光镜,加红色滤光片

C、用荧光抗体示踪D、将标本染色

3.冰冻蚀刻技术主要用于〔A〕

A、电子显微镜B、光学显微镜C、微分干涉显微镜D、扫描隧道显微镜

4.分离细胞内不同细胞器的主要技术是〔A〕

A、超速离心技术B、电泳技术C、层析技术D、光镜技术

5.Feulgen反应是一种经典的细胞化学染色方法,常用于细胞内〔C〕

A、蛋白质的分布与定位B、脂肪的分布与定位

C、DNA的分布与定位D、RNA的分布与定位

6.流式细胞术可用于测定〔D〕

A、细胞的大小和特定细胞类群的数量B、分选出特定的细胞类群

C、细胞中DNA、RNA或某种蛋白的含量D、以上三种功能都有

7.直接取材于机体组织的细胞培养称为〔B〕。

A、细胞培养B、原代培养C、传代培养D、细胞克隆

8.扫描电子显微镜可用于〔D〕。

A、获得细胞不同切面的图像B、观察活细胞

C、定量分析细胞中的化学成分D、观察细胞表面的立体形貌

9.细胞培养时,要保持细胞原来染色体的二倍体数量,最多可传代培养〔B〕代。

A、10~20B、40~50C、20~30D、90~100

10.在杂交瘤技术中,筛选融合细胞时常选用的方法是〔C〕。

A、密度梯度离心法B、荧光标记的抗体和流式细胞术

C、采用在选择培养剂中不能存活的缺陷型瘤系细胞来制作融合细胞

D、让未融合的细胞在培养过程中自然死亡

五、问答题：

1.简述超薄切片的样品制片过程包括哪些步骤？

答：固定、包埋、切片、染色

2.试述光学显微镜与电子显微镜的区别。

答：

分辨本领

光源

透镜

真空

成像原理

光学显微镜

200nm

可见光

玻璃

不要求

样本对光的吸收形成明暗反差和颜色变化

电子显微镜

0.2nm

电子束

电磁

要求

样品对电子的散射和透射形成明暗反差

3.细胞组分的分离与分析有哪些基本的实验技术？哪些技术可用于生物大分子在细胞内的定性与定位研究？

答：组分分离：超离心技术

生物大分子定位与定性研究：免疫荧光技术、免疫电镜技术、放射自显影技术、原位杂交技术

第四章细胞质膜

一、名词解释

细胞质膜：指围绕在细胞最外层,由脂质、蛋白质和糖类组成的生物膜。

生物膜：细胞内的膜系统与细胞质膜。

脂质体：根据磷脂分子可在水相中形成稳定的脂双层膜的现象而制备的人工膜。

红细胞影：哺乳动物成熟的红细胞经低渗处理后,质膜破裂,同时释放出血红蛋白和胞内其他可溶性蛋白,这时红细胞仍然保持原来的基本形状和大小。

膜骨架：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。它从力学上参与维持细胞质膜的形状并协助质膜完成多种生理功能。

二、填空

1、胆固醇是动物细胞质膜膜脂的重要组分,它对于调节膜的流动性,增强膜的稳定性以与降低水溶性物质的通透性都有重要作用。

2、质膜的流动镶嵌模型强调了膜的流动性和膜蛋白分布不对称。

3、证明膜的流动性的实验方法有荧光抗体免疫标记和荧光漂白恢复技术。

4、构成膜的基本成分是膜脂,体现膜功能的主要成分是膜蛋白。

5、就溶解性来说,质膜上的外周蛋白是水溶性,而整合蛋白是脂溶性。

6、在生物膜中,饱和脂肪酸含量越多,相变温度愈高,流动性越低

三、选择

1、红细胞膜骨架蛋白的主要成分是〔A〕

A、血影蛋白B、带3蛋白C、血型糖蛋白D、带7蛋白

2、有关膜蛋白不对称性的描述,不正确的是〔C〕

A、膜蛋白的不对称性是指每一种膜蛋白分子在细胞膜上的分布都具有明确的方向性

B、膜蛋白的不对称性是生物膜完成时空有序的各种生理功能的保障

C、并非所有的膜蛋白都呈不对称分布

D、质膜上的糖蛋白,其糖残基均分布在质膜的ES面。

3、1972年,Singer和Nicolson提出了生物膜的〔C〕

A、XX治模型B、单位膜模型C、流体镶嵌模型D、脂筏模型

4、目前被广泛接受的生物膜分子结构模型为〔C〕：

A、片层结构模型B、单位膜结构模型C、流动镶嵌模型D、板块镶嵌模型

5、细胞外小叶断裂面是指〔C〕：

A、ESB、PSC、EFD、PF

6、荧光漂白恢复技术验证了〔B〕

A、膜蛋白的不对称性B、膜蛋白的流动性C、脂的不对称性D、以上都不对

7、最早证明膜是有脂双层组成的实验证据是〔C〕：

A、对红细胞质膜的显微检测B、测量膜蛋白的移动速度

C、从血细胞中提取脂质,测定表面积,在于与细胞表面积比较

D、以上都是

四、判断

1、相对不溶于水的亲脂性小分子能自由穿过细胞质膜√

2、在生物膜中,不饱和脂肪酸含量越多,相变温度愈低,流动性越大。√

3、细胞膜上的膜蛋白是可以运动的,其运动方式与膜脂相同。×

4、相变温度以下,胆固醇可以增加膜的流动性；相变温度以上,胆固醇可限制膜的流动性。×

5、原核生物和真核生物细胞质膜内都含有胆固醇。×

6、膜的流动性不仅是膜的基本特征之一,同时也是细胞进行生命活动的必要条件。√

7、质膜对所有带电荷的分子都是不通透的。×

8、人鼠细胞的融合实验,不仅直接证明了膜蛋白的流动性,同时也间接证明了膜脂的流动性。√

9、膜蛋白的跨膜区均呈α螺旋结构。×

10、若改变处理血的离子强度,则血影蛋白和肌动蛋白都消失,说明这两种蛋白不是内在蛋白。√

五、问答

1、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关系？

答：生物膜的基本特征：流动性、膜蛋白的不对称性

关系：①由于细胞膜中含有一定量的不饱和脂肪酸,所以细胞膜处于动态变化中,与之相适应的功能是,物质的跨膜运输、胞吞、胞吐作用、信号分子的转导

②细胞膜中的各组分的分布是不均匀额蛋白质,有的嵌入磷脂双分子层,有的与之以非共价键的形式连接都是适应功能的需要。

2、根据其所在的位置,膜蛋白有哪几种？各有何特点？

答：①外在〔外周〕膜蛋白：水溶性,靠离子键或其它弱健与膜表面的蛋白质分子或膜脂分子结合,易分离,如磷脂酶。

②脂锚定蛋白：通过糖脂或脂肪酸锚定,共价结合

③内在〔整合〕膜蛋白：水不溶性,形成跨膜螺旋,与膜结合紧密,需用去垢剂使膜崩解后才可分离。

3．何谓膜内在蛋白？膜内在蛋白以什么方式与膜脂相结合？

答：内在〔整合〕膜蛋白：水不溶性,形成跨膜螺旋,与膜结合紧密,需用去垢剂使膜崩解后才可分离。

①膜蛋白的跨膜结构域与脂双层分子的疏水核心的相互作用

②跨膜结构域两端携带正电荷的氨基酸残基与磷脂分子带负电的极性头形成离子键,或带负电的氨基酸残基通过钙离子、镁离子等阳离子与带负电的磷脂极性头相互作用

③某些膜蛋白通过在细胞质基质一侧的半胱氨酸残基上共价结合的脂肪酸分子,插入脂双层之间,进一步加强膜蛋白与脂双层的结合力。

4、什么是去垢剂？常用的种类是什么？

答：去垢剂：是一端亲水,一端疏水的两性小分子,是分离与研究膜蛋白的常用试剂

离子去垢剂：十二烷基硫酸钠〔SDS〕非离子去垢剂：TritonX-100

5、细胞质膜各部分的名称与英文缩写。

答：质膜的细胞外表面ES细胞外小叶断裂面EF

质膜的原生质表面PS原生质小叶断裂面PF

6、膜的流动性有何生理意义？有哪些影响因素？如何用实验去证明膜的流动性？

答：意义：物质的跨膜运输、胞吞、胞吐作用、信号分子的转导,生长细胞完成生长、增殖所必须的。

影响因素：脂肪酸链的长短；温度；胆固醇

证明实验：荧光抗体免疫标记实验、荧光漂白恢复技术

7、哺乳动物成熟的红细胞之所以成为研究质膜的结构与其与膜骨架的关系,主要原因是什么？

答：①没有细胞核和内膜系统

②细胞膜既有良好的弹性又有较高的强度

③细胞膜和膜骨架的蛋白比较容易纯化分析

六、实验设计与分析

如何用实验证明细胞膜的流动性？

答：荧光漂白恢复技术：利用荧光素标记细胞膜脂或膜蛋白,然后用高强度的激光束照射细胞膜表面某一区域〔1~2um〕使该区域的荧光淬灭〔光漂白〕,由于膜的流动性,淬灭区域的高度逐渐增加,最后恢复到与周围的荧光强度相等〔荧光恢复〕,根据荧光恢复的速率可推算出膜蛋白或膜脂的扩散速率。

第五章物质的跨膜运输

一、名词解释

载体蛋白：是一类膜内在蛋白,几乎所有类型的生物膜上存在的多次跨膜的蛋白质分子。通过与特定溶质分子的结合,引起一系列构想改变以介导溶质分子的跨膜转运。

通道蛋白：由几个蛋白亚基在膜上形成的孔道,能使适宜大小的分子与带电荷的溶质通过简单的自由扩散运动从膜的一侧到另一侧。

简单扩散：小分子物质以热自由运动的方式顺着电化学梯度或浓度梯度直接通过脂双层进出细胞,不需要细胞提供能量,也无需膜转运蛋白的协助

被动运输：指溶质顺着电化学梯度或浓度梯度,在膜转运蛋白协助下的跨膜转运方式,又叫协助扩散。

主动运输：物质逆浓度梯度或电化学梯度,由低浓度向高浓度一侧进行跨膜转运的方式,需要细胞提供能量,需要载体蛋白的参与。

胞吞作用：细胞通过质膜内陷形成囊泡,将胞外的生物大分子、颗粒性物质或液体等摄取到细胞内,以维持细胞正常的代谢活动。

胞吐作用：细胞内合成的生物分子和代谢物以分泌泡的形式与质膜融合而将内含物分泌到细胞表面或细胞外的过程。

ATP驱动泵：是ATP酶直接利用水解ATP提供的能量,实现离子或小分子逆浓度梯度或电化学梯度的跨膜运输。

胞饮作用：细胞对液体物质虎细微颗粒物质的摄入和消化过程,由质膜内陷形成吞饮小泡,将转运的物质包裹起来进入细胞质,被吞物质被细胞降解后利用。大多数的真核细胞都能通过胞饮作用摄入和消化所需的液体物质和溶质。

二、填空

1、Ca2+泵主要存在于细胞质膜和细胞器膜上,其功能是将Ca2+输出细胞或泵入内质网中储存起来,维持细胞质基质内低浓度的Ca2+。

2、小分子物质通过简单扩散、被动运输、主动运输等方式进入细胞内,而大分子物质则通过吞噬或胞饮作用进入细胞内。

3、H+泵存在于细菌、真菌、植物细胞的细胞膜上,将H+泵出细胞外或细胞器内,使周转环境和细胞器呈酸性。

4、协同运输是间接消耗ATP的主动运输方式,根据物质运输方向与离子沿梯度的转移方向,可分为同向协同运输和反向协同运输两种方式。

5、根据激活信号的不同,离子通道可分为___电压门通道___、__配体门通道_和应力激活通道。

6、根据胞吞的物质是否有专一性,将胞吞作用分为受体介导的胞吞作用和非特异性的胞吞作用。

三、选择

1、不属于主动运输的物质跨膜运输是〔C〕

A、质子泵B、钠钾泵C、协助扩散D、膜泡运输

2、真核细胞的胞质中,Na+和K+平时相对胞外,保持〔C〕。

A、浓度相等B、[Na+]高,[K+]低

C、[Na+]低,[K+]高D、[Na+]是[K+]的3倍

3、植物细胞和细菌的协同运输通常利用哪一种浓度梯度来驱动〔B〕

A、Ca2+B、H+C、Na+D、K+

4、细胞内低密度脂蛋白进入细胞的方式为〔D〕

A、协同运输B、协助扩散C、穿胞运输D、受体介导的胞吞作用

5、关于F-质子泵,正确的描述是〔D〕

A、存在于线粒体和内膜系统的膜上B、工作时,通过磷酸化和去磷酸化实现构象改变

C、运输时,是由低浓度向高浓度转运D、存在于线粒体内膜和叶绿体的类囊体膜上

6、下列物质中,靠主动运输进入细胞的物质是〔D〕

A、H20B、甘油C、O2D、Na+

7、胞吞和胞吐作用是质膜中进行的一种〔C〕

A、自由扩散B、协助扩散

C、主动运输D、协同运输

8、关于钙泵的描述不正确的是〔D〕

A、主要存在于线粒体膜、内质网膜和质膜上B、本质是一种钙ATP酶

C、质膜上钙泵的作用是将钙离子泵出细胞

D、内质网膜上的钙泵的作用是将钙离子泵入细胞

9、小肠上皮吸收葡萄糖是通过〔C〕

A、钠钾泵B、钠离子通道C、钠离子协同运输D、氢离子协同运输

10、下列各组分中,可通过自由扩散通过细胞质膜的一组是〔B〕

A、H20、CO2、Na+B、甘油、苯、O2

C、葡萄糖、N2、CO2D、蔗糖、苯、Cl-

11、Na+-K+泵由α、β两个亚基组成,当α亚基上的〔C〕磷酸化才可能引起α亚基构象变化,而将Na+泵出细胞外。

A、苏氨酸B、酪氨酸C、天冬氨酸D、半胱氨酸

12、下列哪种运输不消耗能量〔B〕。

A、胞饮作用B、协助扩散C、胞吞作用D、主动运输

四、判断

1、被动运输不需要ATP与载体蛋白,而主动运输则需要ATP与载体蛋白。×

2、P、V型质子泵在结构上与钙泵相似,在转运质子的过程中,涉与磷酸化和去磷酸化。×

3、通道蛋白介导的物质的运输都属于被动运输。√

4、质膜对所有带电荷的离子是高度不透性的。×

5、通道蛋白必须首先与溶质分子结合,然后才能允许其通过。×

6、动物细胞内低钠高钾的环境主要是通过质膜的离子通道来完成。√

7、载体蛋白允许溶质穿膜的速率比通道蛋白快得多。×

8、载体蛋白之所以由称通透酶,是因为它具有酶的一些特性,如对底物进行修饰。×

9、协助扩散是一种被动运输的方式,它不消耗能量,但要在通道蛋白或载体蛋白的协助下完成。√

10、钠钾泵是真核细胞中普遍存在的一种主动运输方式。×

11、胞吞作用与胞吐作用是大分子物质与颗粒性物质的跨膜运输方式,也是一种主动运输,需要消耗能量。√

12、主动运输是物质顺化学梯度的跨膜运输,并需要专一的载体参与。×

13、Ca2+是细胞内广泛存在的信使,细胞质中游离的Ca2+浓度比胞外高。×

14、Na+—K+泵既存在于动物细胞质膜上,也存在于植物细胞质膜上。×

15、胞吞作用和胞吞作用都是通过膜泡运输的方式进行的,不需要消耗能量。×

五、问答

类型

运输物质

结构与功能的特点

存在部位

P型

钠离子、钾离子、钙离子、氢离子

含两个α亚基：磷酸化与去磷酸化

ATP结合位点

含两个β亚基：调节作用,

产生磷酸化中间体、

维持膜电位；细胞渗透平衡；吸收营养；

钠钾离子泵：动物胞质膜

钙离子泵：真核细胞质膜、内质网、叶绿体、液泡膜

氢质子泵：真菌、细菌、植物质膜

V型

氢质子,逆电化学梯度泵入细胞器

多个跨膜亚基,亚基部分可将ATP水解,

维持胞基质PH中性和细胞器内的PH酸性

动物细胞的胞内体膜、溶酶体膜、破骨细胞、

肾小管细胞质膜、植物酵母、真菌液泡膜

F型

氢质子,顺电化学梯度将氢质子

泵出细胞器

多个跨膜亚基,释放能量驱动质子泵合成ATP〔氧化磷酸化、光合磷酸化〕

线粒体内膜、叶绿体类囊体膜、细菌质膜

ABC型

离子和各种小分子

2个跨膜结构2个胞质侧ATP结构域

细菌到人类各种生物体中

1、比较P-型离子泵、V-型质子泵、F-型质子泵和ABC超家族。

答：

2、说明钠钾泵的工作原理与其生物学意义。

答：工作原理：在细胞内侧α亚基与钠离子相结合促进ATP水解,α亚基上的天冬氨酸残基引起α亚基的构象发生变化,将钠离子泵出细胞外,同时将细胞外的钾离子与α亚基的另一个位点结合,使其去磷酸化,α亚基构象再度发生变化将钾离子泵进细胞,完成整个循环。钠离子依赖的磷酸化和钾离子依赖的去磷酸化引起构象变化有序交替发生。每一个循环消耗一个ATP分子泵出三个钠离子和泵进两个钾离子。

生物学意义：①维持细胞膜电位②维持动物细胞渗透平衡③吸收营养

3、比较载体蛋白与通道蛋白的异同

答：相同点：化学本质均为蛋白质、分布均在细胞的膜结构中,都有控制特定物质跨膜运输的功能。

不同点：载体蛋白：与特异的溶质结合后,通过自身构象的改变以实现物质的跨膜运输。

通道蛋白：①通过形成亲水性通道实现对特异溶质的跨膜转运

②具有极高的转运效率

③没有饱和值

④离子通道是门控的〔其活性由通道开或关两种构象调节〕

4、比较胞饮作用和吞噬作用的异同。

答：相同点：都是主动运输方式,逆浓度梯度或电化学梯度运输物质,都是从胞外运输到胞内

不同点：

类型

胞吞物

胞吞泡的大小

转运方式

胞饮作用

溶液

小于150nm胞饮泡

连续发生的组成型过程

吞噬作用

大颗粒

大于250nm吞噬泡

受体介导的信号触发过程

5、试述大分子的受体介导的内吞途径与消化作用。

答：转运物与受体结合→胞吞泡〔网格蛋白包被膜泡〕→脱包被→脱包被转运泡→与胞内体融合→转运物与受体分离→转运至溶酶体→转运物被消化→机体利用→受体有三个去向：一是：返回原来的质膜结构域,重新发挥受体的作用〔LDL受体〕二是：进入溶酶体中被笑话掉,受体下行调节〔与表皮生长因子EGF结合的细胞表面受体〕三是：被运至细胞另一侧的质膜,跨细胞转运〔母鼠的抗体从血液通过上皮细胞进入母乳中,乳鼠肠上皮细胞将抗体摄入体内〕

6、比较组成型胞吐途径和调节型胞吐途径的特点与其生物学意义。

答：组成型胞吐途径：从高尔基体反面管网区TGN分泌的囊泡想质膜流动,并与之融合,成为质膜的组成或释放出去。

调节型胞吐途径：分泌细胞产生的分泌物储存在分泌泡内,当细胞在受到胞外信号刺激时,分泌泡与质膜融合并将内含物释放出去。

7、动物细胞、植物细胞和原生动物细胞应付低渗膨胀的机制有何不同？

答：①动物细胞若是离开机体基本无应付能力,但在弹性X围内可膨胀；若在机体内,依靠钠钾泵维持,整个机体会做出缓冲尽量减少损失

②植物细胞依靠其坚韧的细胞壁防止膨胀和破裂,能耐受较大的跨膜渗透差异,并具有相应的生理功能,如保持植物茎坚挺,调节气孔的气体交换

③原生动物的单细胞可通过伸缩泡调节,收集排除多余的水分。

8、细胞质基质中Ca2+浓度低的原因是什么？

答：①正常情况下,细胞膜对钙离子是高度不通透的；

②在质膜和内质网膜上有钙离子泵,能将钙离子从基质中泵出细胞外或泵进内质网腔中

③某些细胞的质膜有钠钙交换泵,能将钠离子通入到细胞内,而将钙离子从基质中泵出

④某些细胞的线粒体膜也能将钙离子从基质中转运到线粒体基质中。

第六章线粒体和叶绿体

一、名词解释

1、氧化磷酸化：电子从NADH或FADH2经呼吸链传递给氧形成水时,同时伴有ADP磷酸化形成ATP。

2、电子传递链〔呼吸链〕：在线粒体内膜上存在有关氧化磷酸化的脂蛋白复合物,它们是传递电子的酶体系,由一系列可逆地接受和释放电子或氢质子的化学物质所组成在内膜上相互关联地有序排列。

3、ATP合成酶：ATP合成酶广泛存在于线粒体、叶绿体、异养菌和光合细菌中,是生物能量转换的核心酶。该酶分别位于线粒体内膜、类囊体膜或质膜上。参与氧化磷酸化和光合磷酸化,在跨膜质子动力势的推动下催化合成ATP。

4、光合磷酸化：由光照引起的电子传递与磷酸化作用相偶联而生成ATP的过程。

二、填空题

1、原核细胞的呼吸酶定位在_细胞质膜_上,而真核细胞则位于_线粒体膜__上。

2、线粒体的质子动力势是由__质子浓度梯度__和__H+跨膜电差_共同构成的。

3、线粒体的内膜通过内陷形成嵴,从而扩大了_内膜的表面积,增加了内膜的代谢效率__。

4、叶绿体的超微结构可以被分为_叶绿体膜_、__类囊体___和__叶绿体基质三个部分。

5、植物细胞中的叶绿体是由__原质体___分化而来。在叶绿体的分裂过程中,分裂环的缢缩是叶绿体分裂的细胞动和学基础。

6、光合作用单位是由__反应中心色素__和___捕光色素__组成的功能单位。

7、光合作用根据是否需要光可分为光反应和暗反应。

8、线粒体在超微结构上可分内膜、外膜、基质和膜间隙。

9、线粒体各部位都有其特异的标志酶,内膜是细胞色素氧化酶、外膜是单胺氧化酶、膜间隙是腺苷酸激酶。

10、叶绿体中每3个H+穿过叶绿体ATP合成酶,生成1个ATP分子,线粒体中每2个H+穿过ATP合成酶,生成1个ATP分子。

11、由线粒体异常病变而产生的疾病称为线粒体病,其中典型的是一种心肌线粒体病克山病。

12、光合作用的过程主要可分为三步：原初反应、电子传递和光合磷酸化和光碳同化。

13、在自然界中含量最丰富,并且在光合作用中起重要作用的酶是Rubisco,它的大亚基由叶绿体基因组编码,而小亚基由细胞核基因组编码。

14.当植物在缺乏NADP+时,会发生循环光合磷酸化。

15.线粒体和叶绿体一样,都是一种动态的细胞器,表现为分布和位置变化等。

三、选择题

1.叶绿体质子动力势的产生是因为〔C〕

A.膜间隙的pH值低于叶绿体基质的pH值；

B.膜间隙的pH值高于叶绿体基质的pH值；

C.类囊体腔的pH值低于叶绿体基质的pH值；

D.类囊体腔的pH值高于叶绿体基质的pH值。

2.下列那些组分与线粒体与叶绿体的半自主性相关〔D〕。

A、环状DNAB、自身转录RNAC、翻译蛋白质的体系D、以上全是。

3.内共生假说认为叶绿体的祖先为一种〔C〕。

A、革兰氏阴性菌B、革兰氏阳性菌C、蓝藻D、内吞小泡

4.类囊体膜上电子传递的方向为〔D〕。

A.PSI→PSII→NADP+B.PSI→NADP+→PSIIC.PSI→PSII→H2OD.PSII→PSI→NADP+

5.叶绿素是含有哪一类原子的卟啉衍生物〔B〕。

A.Mn2+B.Mg2+C.Ca2+D.Fe2+

6.以下哪一种复合物不向线粒体膜间隙转移质子〔B〕。

A.复合物ⅠB.复合物ⅡC.复合物ⅢD.复合物Ⅳ

7.细胞色素c氧化酶是〔D〕。

A.复合物ⅠB.复合物ⅡC.复合物ⅢD.复合物Ⅳ

四、判断题

1、在真核细胞中ATP的形成是在线粒体和叶绿体细胞器中。×

2、线粒体和叶绿体都具有环状DNA与自身转录RNA与转译蛋白质的体系。√

3、ATP合成酶只存在于线粒体和叶绿体中。×

4线粒体和叶绿体的DNA均以半保留的方式进行自我复制。√

五、问答题

1、为什么说线粒体和叶绿体是半自主性细胞器？

答：线粒体和叶绿体中有DNA、RNA、核糖体、氨基酸活化酶等,这两种细胞器均有自我繁殖所必须的基本组分,具有独立进行转录和翻译的功能。线粒体和叶绿体的绝大多数蛋白质是由核基因编码,在细胞质核糖体上合成,然后转移至线粒体或叶绿体内。这些蛋白质与线粒体或叶绿体的DNA编码的蛋白质协同作用。细胞核一方面提供了绝大部分的遗传信息,另一方面它具有关键的控制功能。即线粒体和叶绿体的自主程度是有限的,对核遗传系统有很大的依赖性,受核基因租与其自身基因组两套遗传系统的控制。

2.

试比较线粒体与叶绿体在基本结构方面的异同。

答：相同点：双层膜、外膜通透性高、含孔蛋白、内膜通透性低、均有膜间隙和基质

不同点：线粒体：内膜内陷成嵴,嵴上有基粒。内膜含有ATP合成酶,电子传递的复合体,为氧化磷酸化、ATP合成提供必要的保障。

叶绿体：内膜衍生而来的类囊体,外有类囊体膜,膜上有光合电子复合体,ATP合成酶,为光合磷酸化、ATP的合成提供必需的保障,内有类囊体腔

3.

试比较循环式和非循环式光合磷酸化的不同点。

答：非循环式：电子传递是一个开放的通道,产物出ATP外,还有NADPH〔绿色植物〕或NADH〔光合细菌〕

循环式：电子传递是一个闭合式回路,产物只有ATP。

4、试比较光合碳同化三条途径的主要异同点。

答：C3：CO2受体为RuBp。最初产物为甘油-3-磷酸。

C4：CO2受体为PEP。最初产物为草酰乙酸,固定在叶肉细胞中,脱羧在维管束鞘细胞中。

CAM：夜间固定CO2产生有机酸,白天有机酸脱羧释放CO2,参与C3反应,在叶肉细胞中。

5.

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。

答：相同点：①需要完整的膜体系

②ATP的形XX是由H+移动所推动的

③叶绿体的CF1因子与线粒体的F1因子都具有催化ADP和Pi形成ATP的作用

不同点：①氧化磷酸化由物质氧化驱动电子传递,光合磷酸化由光能驱动

②氧化磷酸化耗氧,光合磷酸化放氧

③相关蛋白质复合物、酶不同

④叶绿体平均3个H质子穿过ATP合酶产生1个ATP,线粒体中平均2个H质子穿过ATP合酶产生1个ATP

6.简述线粒体与叶绿体的内共生起源学说和非共生起源学说的主要论点与其实验论据。

答：①内共生起源学说论：叶绿体起源于细胞内共生的蓝藻,其祖先是元和生物的蓝细菌即蓝藻；线粒体的祖先——原线粒体是一种革兰氏阴性菌

论据：①基因组和细菌基因组具有明显的相似性

②具备独立完整的蛋白合成系统

③分裂方式缢裂与细菌相似

④膜的性质与细菌相似

⑤其他佐证

②非共生起源学说论：真核细胞的前身是一个进化上比较高等的好氧细菌,解释了真核细胞核被膜的形成与演化的渐进过程,

没什么实验论据

《细胞生物学》习题与解答

第一章绪论

本章要点：本章重点阐述细胞生物学的形成、发展与目前的现状和前景展望。要求重点掌握细胞生物学研究的主要内容和当前的研究热点或重点研究领域,重点掌握细胞生物学形成与发展过程中的主要重大事件与代表人物,了解细胞生物学发展过程的不同阶段与其特点。

一、名词解释

1、细胞生物学cellbiology：是研究细胞基本生命活动规律的科学,是在显微、亚显微和分子水平上,以研究细胞结构与功能,细胞增殖、分化、衰老与凋亡,细胞信号传递,真核细胞基因表达与调控,细胞起源与进化等为主要内容的一门学科。

2、显微结构microscopicstructure：在普通光学显微镜中能够观察到的细胞结构,直径大于0.2微米,如细胞的大小与外部形态、染色体、线粒体、中心体、细胞核、核仁等,目前用于研究细胞显微结构的工具有普通光学显微镜、暗视野显微镜、相差显微镜、荧光显微镜等。

3、亚显微结构submicroscopicstructure：在电子显微镜中能够观察到的细胞分子水平以上的结构,直径小于0.2微米,如内质网膜、核膜、微管、微丝、核糖体等,目前用于亚显微结构研究的工具主要有电子显微镜、偏光显微镜和X线衍射仪等。

4、细胞学cytology：研究细胞形态、结构、功能和生活史的科学,细胞学的确立是从Schleiden〔1838〕和Schwann〔1839〕的细胞学说的提出开始的,而大部分细胞学的基础知识是在十九世纪七十年代以后得到的。在这一时期,显微镜的观察技术有了显著的进步,详细地观察到核和其他细胞结构、有丝分裂、染色体的行为、受精时的核融合等,细胞内的渗透压和细胞膜的透性等生理学方面的知识也有了发展。对于生殖过程中的细胞以与核的行为的研究,对于发展遗传和进化的理论起了很大作用。

5、分子细胞生物学molecularcellbiology：是细胞的分子生物学,是指在分子水平上探索细胞的基本生命活动规律,主要应用物理的、化学的方法、技术,分析研究细胞各种结构中核酸和蛋白质等大分子的构造、组成的复杂结构、这些结构之间分子的相互作用与遗传性状的表现的控制等。

二、填空题

1、细胞生物学是研究细胞基本生命活动规律的科学,是在显微、和亚显微分子水平三个不同层次上,以研究细胞的结构与功能、细胞的增殖.分化衰老与凋亡、细胞信号传递真核基因表达与调控和细胞起源与进化等为主要内容的一门科学。

2、1665年英国学者胡克第一次观察到细胞并命名为cell；后来第一次真正观察到活细胞有机体的科学家是列文虎克。

3、1838—1839年,施来登和施旺共同提出：一切植物、动物都是由细胞组成的,细胞是一切动植物的基本单位。

4、19世纪自然科学的三大发现是细胞学说、能量转化与守恒和达尔文进化论。

5、1858年德国病理学家魏尔肖提出细胞来自细胞的观点,通常被认为是对细胞学说的一个重要补充。

6、人们通常将1838—1839年施来登和施旺确立的细胞学说；1859年达尔文确立的进化论；1866年孟德尔确立的遗传学说,称为现代生物学的三大基石。

7、细胞生物学的发展历史大致可分为细胞的发现、细胞学说的建立、细胞学说经典时期、实验细胞学时期和分子细胞生物学几个时期。

三、选择题

1、第一个观察到活细胞有机体的是〔〕。

a、RobertHookeb、LeeuwenHoekc、Grewd、Virchow

2、细胞学说是由〔〕提出来的。

a、RobertHooke和LeeuwenHoekb、Crick和Watson

c、Schleiden和Schwannd、Sichold和Virchow

3、细胞学的经典时期是指〔〕。

a、1665年以后的25年b、1838—1858细胞学说的建立

c、19世纪的最后25年d、20世纪50年代电子显微镜的发明

4、〔〕技术为细胞生物学学科早期的形成奠定了良好的基础。

a、组织培养b、高速离心c、光学显微镜d、电子显微镜

四、判断题

1、细胞生物学是研究细胞基本结构的科学。〔×〕

2、细胞的亚显微结构是指在光学显微镜下观察到的结构。〔×〕

3、细胞是生命体的结构和生命活动的基本单位。〔√〕

4、英国学者RobertHooke第一次观察到活细胞有机体。〔×〕

5、细胞学说、进化论、遗传学的基本定律被列为19世纪自然科学的"三大发现"。〔×〕6、细胞学说的建立构成了细胞学的经典时期。〔×〕

五、简答题

1、细胞学说的主要内容是什么？有何重要意义？

答：细胞学说的主要内容包括：一切生物都是由细胞构成的,细胞是组成生物体的基本结构单位；细胞通过细胞分裂繁殖后代。细胞学说的创立对当时生物学的发展起了巨大的促进和指导作用。其意义在于：明确了整个自然界在结构上的统一性,即动、植物的各种细胞具有共同的基本构造、基本特性,按共同规律发育,有共同的生命过程；推进了人类对整个自然界的认识；有力地促进了自然科学与哲学的进步。

2、细胞生物学的发展可分为哪几个阶段？

答：细胞生物学的发展大致可分为五个时期：细胞质的发现、细胞学说的建立、细胞学的经典时期、实验细胞学时期、分子细胞生物学时期。

3、为什么说19世纪最后25年是细胞学发展的经典时期？

答：因为在19世纪的最后25年主要完成了如下的工作：⑴原生质理论的提出；⑵细胞分裂的研究；⑶重要细胞器的发现。这些工作大大地推动了细胞生物学的发展。

六、论述题

1、什么叫细胞生物学？试论述细胞生物学研究的主要内容。

答:细胞生物学是研究细胞基本生命活动规律的科学,它是在三个水平<显微、亚显微与分子水平>上,以研究细胞的结构与功能、细胞增殖、细胞分化、细胞衰老与死亡、细胞信号传递、真核细胞基因表达与调控、细胞起源与进化等为主要内容的一门科学。

细胞生物学的主要研究内容主要包括两个大方面：细胞结构与功能、细胞重要生命活动。涵盖九个方面的内容：⑴细胞核、染色体以与基因表达的研究；⑵生物膜与细胞器的研究；⑶细胞骨架体系的研究；⑷细胞增殖与其调控；⑸细胞分化与其调控；⑹细胞的衰老与凋亡；⑺细胞的起源与进化；⑻细胞工程；⑼细胞信号转导。

2、试论述当前细胞生物学研究最集中的领域。

答：当前细胞生物学研究主要集中在以下四个领域：⑴细胞信号转导；⑵细胞增殖调控；⑶细胞衰老、凋亡与其调控；⑷基因组与后基因组学研究。人类亟待通过以上四个方面的研究,阐明当今主要威胁人类的四大疾病：癌症、心血管疾病、艾滋病和肝炎等传染病的发病机制,并采取有效措施达到治疗的目的。

七、翻译题

1、cellbiology细胞生物学2、celltheory细胞学说