细胞生物学练习题-前半部分参考题解

第一章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,客观地、恰当地估价细胞生物学在生命科学中所处的地位以及它与其它生物科学的关系。

2从细胞学发展简史，你如何认识细胞学说的重要意义?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。

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？第二章1.根据你所掌握的知识，如何理解“细胞是生命活动的基本单位”这一概念？1、一切有机体都由细胞构成，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2.病毒是非细胞形态的生命体，又是最简单的生命体，请论证一下它与细胞不可分割的关系。

病毒是非细胞形态的生命体，是迄今发现的最小、最简单的有机体，但所有的病毒必须要活在活细胞内才能表现出它们的基本生命活动。

1、病毒侵入细胞及核酸侵染，部分由敏感细胞表面受体决定，有些动物病毒进入细胞是以“主动吞饮”进入，有些包膜的病毒以细胞质融合进入，依赖细胞结构。

2、病毒的核酸指导翻译过程，需依赖宿主细胞代谢系统，如酶系统、模板原料等3、有些病毒的增殖会导致细胞凋亡，有些病毒则会引起细胞一系列重大结构的变化。

4、病毒与细胞在起源与进化中有着紧密联系。

3.为什么说支原体可能是最小最简单的细胞存在形式?虽然支原体是极为简单的生命体，却已具备了细胞的基本形态结构，并具有作为生命活动基本单位存在的主要特征。

能在培养基上生长，具有典型的细胞质膜，一个环状的双螺旋DNA作为遗传信息的载体，mRNA 与核糖体结合为多聚核糖体。

推算一个细胞体积的最小极限直径不可能小于100nm，而现在发现的最小支原体细胞的直径已接近这个极限。

4.请你在阅读了本章以后对原核细胞与真核细胞的比较提出新的补充.5.细胞的结构与功能的相关性观点是学习细胞生物学的重要原则之一，你是否能提出一些更有说服力的论据来说明这一问题。

第三章1.举2～3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应用。

超薄切片技术（固定包埋切片染色）：一般用于细胞超微结构观察负染色技术：观察亚细胞结构，甚至病毒，具有一定的背景清除效果冷冻蚀刻技术：形成断面，便于观察胞质中的细胞骨架纤维及其结合蛋白电镜三维重构技术：前提是能形成蛋白质衍射晶体易构建三维结构扫描电镜技术：通常在观察前镀一层金膜，立体感强但局限于观察物体表面应用举例：见基因的分子生物学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?相差微分干涉显微镜技术：观察活细胞成为可能，增加的光程差使图像立体感更强荧光显微技术：其特异性检测所需的观察物质，能排除其他环境干扰，精确定位激光扫描共焦显微镜技术：改变纵向分辨率，不同切面构成的图像，经叠加形成三维结构荧光共振能量转移技术：主要用于观测两种蛋白是否直接作用及作用的强弱不可取代的原因：观察非超微结构的需要，观察活细胞及其正常生理反应的需要，对一般实验的定性很适用3.为什么说细胞培养是细胞生物学研究的最基本技术之一?细胞是生命活动的结构和功能的基本单位，所以进行细胞生物学研究时，很大程度上依赖在细胞环境中进行各种反应的定性和定量，以及信号等的研究，故培养正常的细胞在特殊的针对环境或特殊的刺激下进行正常生命代谢活动是很重要的，而细胞培养是其他技术的一项基本技术。

第四章1. 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：细胞的物质运输、细胞识别、细胞免疫、细胞分化与信息转导等都与膜流动性有密切关系。

细胞膜上的酶活性与流动性有很大关系，在一定范围内，膜的流动性大有利于酶分子侧向扩散和旋转运动，使酶活性增加。

胞吞作用必须由膜的流动性来完成，膜流动性与信号转导有密切关系，膜流动性降低是细胞衰老的特征之一。

膜的不对称性：膜脂在磷脂双分子层中呈不均均分布其中糖脂呈完全不对称分布全部分布在外层作为细胞识别的抗原是细胞识别和信号转导等生理功能的物质基础，完成复杂的在时间与空间上有序的各种生理功能的重要结构基础。

如细胞表面的受体和载体蛋白，都是按照一定的方向传递信号和转运物质2. 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。

疏水作用，alpha-螺旋（个别beta-螺旋）静电作用，某些氨基酸带正电荷与带负电磷脂极性头相互作用，带负电氨基酸则通过其他阳离子共价作用：半胱氨酸插入膜双分子层中3. 从生物膜结构模型的演化谈谈人们对生物膜结构的认识过程?流动镶嵌模型：膜的流动性，膜蛋白和膜脂均可侧向运动；膜蛋白分布的不对称性，有的镶嵌在膜表面有的嵌入或横跨脂双分子层脂阀模型：在以甘油磷脂为主体的生物膜上，胆固醇、鞘磷脂等形成相对的有序的脂相生物膜主要由膜脂和膜蛋白组成。

膜脂是膜的基本骨架，膜蛋白是膜的主要功能体现者。

具有极性头部和非极性尾部的磷脂分子在水相具有自发形成封闭的膜系统，使细胞内环境与外环境空间隔离，营造特定的环境（PH、离子浓度等），使酶等物质在特定的结构中才发挥作用膜蛋白作为信号传递的主要物质，对跨膜运输、内物质调控、信号转导等有门控作用4. 细胞表面有哪几种常见的特化结构? 膜骨架的基本结构与功能是什么?膜骨架、鞭毛和纤毛、微绒毛及细胞的变形足等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5. 细胞连接有哪几种类型, 各有何功能?封闭连接：紧密连接阻止可溶性物质从上皮细胞层一侧通过胞外间隙扩散到另一侧，形成渗透屏障，起重要的封闭作用。

如血脑屏障形成上皮细胞质膜蛋白与膜脂分子侧向扩散的屏障，从而维持细胞极性，如葡萄糖在小肠的转运锚定连接：与中间丝连接的桥粒半桥粒、与肌动蛋白连接的黏合带黏合斑，用于分散作用于细胞的作用力，使细胞承受机械力增强。

通讯连接：间隙连接具有代谢偶联中的作用神经冲动信息传递过程中作用卵泡和早期胚胎中的作用胞间连丝物质运输信号传递化学突触兴奋或抑制细胞之间的通讯6 胞外基质的组成、分子结构及生物学功能是什么？结构蛋白胶原和弹性蛋白赋予胞外基质强度和韧性结构基本单位为原胶原蛋白寡糖赋予胞外基质抗压的能力糖胺聚糖（除透明质酸）与核心蛋白粘连糖蛋白有助于细胞粘连到胞外基质上纤连蛋白与层粘连蛋白（亚结构不要求掌握）第五章1．比较主动运输与被动运输的特点及其生物学意义。

被动运输是指简单扩散或协助扩散实现物质由高浓度向低浓度方向的跨膜运输。

转运的动力来自物质的浓度梯度，不需要细胞提供代谢能量。

主动运输是有载体蛋白所介导的物质浓度梯度或电化学梯度有低浓度一侧向高浓度一侧进行跨膜转运的方式。

转运的溶质分子其自由能变化为正值，因此需要与某种释放能量的过程相偶联2. 说明Na+-K+泵的工作原理及其生物学意义。

在细胞内侧alpha亚基与钠离子结合促进ATP水解，alpha亚基上的一个天冬氨酸残基磷酸化引起alpha亚基构象发生变化，将钠离子泵出细胞同时细胞外的钾离子与alpha亚基的另一位点结合，使其去磷酸化，alpha 亚基构象再度发生变化，将钾离子泵进细胞，完成整个循环。

由钠泵活动造成的细胞内高钾离子是许多代谢反应进行的必要条件维持细胞渗透和细胞容积的相对稳定钠泵活动造成的细胞内外钠钾离子的巨大浓差使势能基础兴奋基础为继发性主动转运提供能量3．比较动物细胞、植物细胞和原生动物细胞应付低渗膨胀的机制有何不同。

植物细胞、真菌（包括酵母）和细菌细胞其质膜上没有钠钾泵，而是具有氢离子泵，将氢离子泵出细胞，建立和维持跨膜的氢离子电化学梯度，而动物细胞具有P型离子泵的大多数类型。

所以动物细胞通过离子泵，植物和原生动物部分通过离子泵，植物还可以利用其细胞壁，原生动物还可通过胞吞胞吐作用。

4．比较胞饮作用和吞噬作用的异同。

胞吞泡的大小不同所有真核细胞都能通过胞饮作用连续摄入溶液及其可溶性分子，而较大的颗粒型物质则主要是由特殊的吞噬细胞通过吞噬作用摄入的。

胞吞泡形成的机制不同。

胞饮泡的形成需要网格蛋白或这一类蛋白的帮助，而吞噬泡的形成则需要有微丝及其结合蛋白的帮助。

5．比较组成型的外排途径和调节型外排途径的特点及其生物学意义。

组成型：从高尔基体反面管内网区分泌的囊泡向质膜流动并与之融合的稳定过程，是一种去限定途径来完成蛋白质的转运过程新合成的蛋白质和脂质以囊泡形式连续不断地供应质膜更新，从而确保细胞分裂前质膜的生长调节型：分泌细胞产生的分泌物（如激素、黏液或消化酶）储存在分泌泡内，当细胞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6．试述细胞以哪些方式进行通讯？各种方式之间有何不同？细胞通过分泌化学信号进行细胞间通讯，这是多细胞生物普遍采用的通讯方式细胞间突触依赖性的通讯，细胞间直接接触，通过质膜结合的信号分子影响其它细胞动物相邻细胞间形成间隙连接以及植物细胞间通过胞间连丝是细胞间相互沟通，通过交换小分子来实现代谢耦联或电耦联7．细胞有哪几种方式通过分泌化学信号进行细胞间相互通讯？内分泌旁分泌自分泌通过化学突触传递神经信号8．何谓信号传递中的分子开关蛋白？举例说明其作用机制。

在细胞信号转导过程中，除细胞表面受体和第二信使分子以外，还有两组进化上保守的胞内蛋白在信号转导途径中行使功能。

这两类蛋白起着分子开关的作用。

一类是GTPase开关蛋白，例如 Ras蛋白和类Ras蛋白，这类鸟苷酸结合蛋白当结合GTP时呈活化的开启状态，当结合GDP时呈失活的关闭状态，用于控制下游靶蛋白的活性。

另一类是通过蛋白激酶使靶蛋白磷酸化，通过蛋白磷酸酶使靶蛋白去磷酸化，从而调节蛋白质的活性。

例如糖原合成酶等9．简要比较G-蛋白偶联受体介导的信号通路有何异同？看书以cAMP为第二信使的信号通路、以肌醇-1，4,5,-三磷酸和二酰甘油作为双信号的磷脂酰肌醇信号通路和G蛋白耦联离子通道10．概述受体酪氨酸激酶介导的信号通路的组成、特点及其主要功能。

看书11．请总结细胞信号传递的主要特点并举例说明。

第六章1. 谈谈你对细胞质基质的结构组成及其在细胞生命活动中作用的理解。

细胞质基质主要是由微管、微丝和中间丝等形成的相互联系的结构体系，其中蛋白质和其他分子以凝集状态或暂时的凝聚状态存在，与周围溶液的分子处于动态平衡，包括作为细胞质基质主要成分的多种酶和代谢中间产物，以及呈溶解状态存在的微管蛋白。

细胞质基质是一个高度有序的体系，其中细胞质骨架纤维贯穿在黏稠的蛋白质胶体中，多数的蛋白质直接或间接地与骨架结合，或与生物膜结合，从而完成特定的生物学功能。