第五章物质的跨膜运输——翟中和细胞生物学
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《细胞生物学》习题及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、发展及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及代表人物,了解细胞生物学发展过程的不同阶段及其特点。
二、填空题1、细胞生物学是研究细胞基本规律的科学,是在、和三个不同层次上,以研究细胞的、、、和等为主要内容的一门科学。
2、年英国学者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。
3、1838—1839年,和共同提出:一切植物、动物都是由细胞组成的,细胞是一切动植物的。
4、19世纪自然科学的三大发现是、和。
5、1858年德国病理学家魏尔肖提出的观点,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年和确立的;1859年确立的;1866年确立的,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、、、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、Robert Hookeb、Leeuwen Hoekc、Grewd、Virchow2、细胞学说是由()提出来的。
a、Robert Hooke和Leeuwen Hoekb、Crick和Watsonc、Schleiden和Schwannd、Sichold和Virchow3、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Robert Hooke第一次观察到活细胞有机体。
细胞生物学名词解释目录第一章细胞基本知识第二章细胞生物研究方法第三章细胞质膜第四章物质的跨膜运输第五章线粒体和叶绿体第六章真核细胞内膜系统第七章细胞信号转导第八章细胞骨架第九章细胞核与染色体第十章核糖体第十一章细胞增殖及其调控第十二章程序性细胞死亡与衰老第十三章细胞分化与基因表达调控第十四章细胞社会的联系十五、细胞生物学课后练习题及答案第一章细胞基本知识1.cell theory (细胞学说) 细胞学说是1838~1839年间由德国的植物学家施莱登和动物学家施旺所提出,直到1858年才较完善。
它是关于生物有机体组成的学说,主要内容有:① 细胞是有机体,一切动植物都是由单细胞发育而来,即生物是由细胞和细胞的产物所组成;② 所有细胞在结构和组成上基本相似;③ 新细胞是由已存在的细胞分裂而来;④ 生物的疾病是因为其细胞机能失常。
2.prokaryotic cell (原核细胞) 组成原核生物的细胞。
这类细胞主要特征是没有明显可见的细胞核, 同时也没有核膜和核仁, 只有拟核,进化地位较低。
由原核细胞构成的生物称为原核生物3.eukaryotic cell(真核细胞)构成真核生物的细胞称为真核细胞,具有典型的细胞结构, 有明显的细胞核、核膜、核仁和核基质; 遗传信息量大,并且有特化的膜相结构。
真核细胞的种类繁多, 既包括大量的单细胞生物和原生生物(如原生动物和一些藻类细胞), 又包括全部的多细胞生物(一切动植物)的细胞。
4.cell plasma (细胞质) 是细胞内除核以外的原生质, 即细胞中细胞核以外和细胞膜以内的原生质部分, 包括透明的粘液状的胞质溶胶及悬浮于其中的细胞器。
5. protoplasm (原生质) 生活细胞中所有的生活物质, 包括细胞核和细胞质。
6. protoplast (原生质体) 脱去细胞壁的细胞叫原生质体, 是一生物工程学的概念。
如植物细胞和细菌(或其它有细胞壁的细胞)通过酶解使细胞壁溶解而得到的具有质膜的原生质球状体。
细胞生物学-(翟中和-第三版)课后练习题及答案LT4)所有细胞的增殖都是一分为二的分裂方式3、为什么说病毒不是细胞?蛋白质感染子是病毒吗?1) 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。
2) 蛋白质感染子是病毒的类似物,虽不含核酸,其增殖是由于正常分子的构象发生转变造成的,这种构象异常的蛋白质分子成了致病因子,这不同于传统概念上的病毒的复制方式和传染途径,所以蛋白质感染子是病毒的类似物。
4、为什么说支原体可能是最小最简单的细胞存在形式?1)支原体能在培养基上生长2)具有典型的细胞膜3)一个环状双螺旋DNA是遗传信息量的载体4)mRNA与核糖体结合为多聚核糖体,指导合成蛋白质5)以一分为二的方式分裂繁殖6)体积仅有细菌的十分之一,能寄生在细胞内繁殖5要点原核细胞真核细胞细胞核无膜包围,称为拟核有双层膜包围染色体形状数目组成DNA序列环状DNA分子一个基因连锁群DNA裸露或结合少量蛋白质无或很少重复序列核中的为线性DNA分子; 线粒体和叶绿体中的为环状DNA分子两个或多个基因连锁群核DNA同组蛋白结合,线粒体和叶绿体中的DNA裸露有重复序列基因表达RNA和蛋白质在同一区间合成RNA在核中合成和加工; 蛋白质在细胞质中合成细胞分裂二分或出芽有丝分裂或减数分裂内膜无独立的内膜有, 分化成细胞器细胞骨架无普遍存在呼吸作用和光合作用酶的分部质膜线粒体和叶绿体(植物)核糖体70S(50S+30S)80S(60S+40S)第三章:细胞生物学研究方法1. 透射电镜与普通光学显微镜的成像原理有何异同?透射电镜与光学显微镜的成像原理基本一样,不同的是:1) 透射电镜用电子束作光源,用电磁场作透镜,2) 光学显微镜用可见光或紫外光作光源,以光学玻璃为透镜。
细胞生物学名词解释目录第一章细胞基本知识第二章细胞生物研究方法第三章细胞质膜第四章物质的跨膜运输第五章线粒体和叶绿体第六章真核细胞内膜系统第七章细胞信号转导第八章细胞骨架第九章细胞核与染色体第十章核糖体第十一章细胞增殖及其调控第十二章程序性细胞死亡与衰老第十三章细胞分化与基因表达调控第十四章细胞社会的联系十五、细胞生物学课后练习题及答案第一章细胞基本知识1.cell theory (细胞学说) 细胞学说是1838~1839年间由德国的植物学家施莱登和动物学家施旺所提出,直到1858年才较完善。
它是关于生物有机体组成的学说,主要内容有:① 细胞是有机体,一切动植物都是由单细胞发育而来,即生物是由细胞和细胞的产物所组成;② 所有细胞在结构和组成上基本相似;③ 新细胞是由已存在的细胞分裂而来;④ 生物的疾病是因为其细胞机能失常。
2.prokaryotic cell (原核细胞) 组成原核生物的细胞。
这类细胞主要特征是没有明显可见的细胞核, 同时也没有核膜和核仁, 只有拟核,进化地位较低。
由原核细胞构成的生物称为原核生物3.eukaryotic cell(真核细胞)构成真核生物的细胞称为真核细胞,具有典型的细胞结构, 有明显的细胞核、核膜、核仁和核基质; 遗传信息量大,并且有特化的膜相结构。
真核细胞的种类繁多, 既包括大量的单细胞生物和原生生物(如原生动物和一些藻类细胞), 又包括全部的多细胞生物(一切动植物)的细胞。
4.cell plasma (细胞质) 是细胞内除核以外的原生质, 即细胞中细胞核以外和细胞膜以内的原生质部分, 包括透明的粘液状的胞质溶胶及悬浮于其中的细胞器。
5. protoplasm (原生质) 生活细胞中所有的生活物质, 包括细胞核和细胞质。
6. protoplast (原生质体) 脱去细胞壁的细胞叫原生质体, 是一生物工程学的概念。
如植物细胞和细菌(或其它有细胞壁的细胞)通过酶解使细胞壁溶解而得到的具有质膜的原生质球状体。
细胞生物学-各章小结和重点难点细胞生物学,翟中和版本,复习重点第四章细胞质膜本章小结细胞膜与其他生物膜一样都是由膜脂与膜蛋白构成的。
膜脂主要包括甘油磷脂、鞘脂和胆固醇。
甘油磷脂是构成膜的主要成分,主要包括磷脂酰胆碱、磷脂酰丝氨酸、磷脂酰乙醇胺和磷脂酰肌醇等;鞘脂是鞘氨醇的衍生物,主要包括神经鞘磷脂、脑苷脂和神经节苷脂等。
膜蛋白可分为内在蛋白、外在蛋白和脂锚定蛋白3大类。
内在蛋白可以单次或多次螺旋、折叠片或形成大复合物的方式与膜脂结合;外在蛋白靠离子键或其他弱键与膜内在蛋白或膜脂结合;脂锚定蛋白通过与之共价相连的脂肪酸(质膜内侧)或糖基磷脂酰肌醇(质膜外侧)锚定在质膜上。
膜的流动性与膜的不对称性是生物膜的最基本特性。
膜的流动性表现:膜脂分子具有侧向扩散、旋转运动、弯曲运动与翻转运动;膜蛋白具有侧向扩散和旋转运动,但不具备翻转运动。
膜的不对称性表现:膜脂分布的不对称性(质膜外小页SM、PC多,质膜内小页PS、PE多);膜蛋白的不对称性(糖蛋白全部分布于质膜外小页面)。
膜骨架是细胞质膜与膜内的细胞骨架纤维形成的复合结构,它参与维持细胞的形态、并协助细胞质膜完成多种的生理功能。
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,而且还行驶着物质转运、信号传递、细胞识别等多种复杂的功能。
胞膜窖是近年来发现的新的细胞质膜结构,可能是窖蛋白与脂筏结合形成的一种特殊结构。
在细胞的胞饮、蛋白质分选、胆固醇的发生、信号转导、肿瘤的发生中具有重要作用。
本章重点与难点膜脂与膜蛋白的主要类型不同膜蛋白与膜脂的结合方式膜脂与膜蛋白的运动方式膜的流动性与不对称性特征细胞质膜的基本功能第五章物质的跨膜运输本章小结细胞质膜具有选择通透性,是细胞与细胞外环境之间物质运输的屏障。
广义的细胞物质运输包括跨膜运输、胞内运输与转细胞运输。
几乎所有小的有机分子和带电荷的无机离子的跨膜运输都需要膜运输蛋白。
膜转运蛋白包括:载体蛋白、通道蛋白以及微生物分泌的离子载体。
细胞生物学考研复习笔记------------翟中和第一章绪论第二章细胞基本知识概要第三章细胞生物学研究方法第四章细胞质膜与细胞表面第五章物质的跨膜运输与信号传递第六章细胞质基质与细胞内膜系统第七章细胞的能量转换──线粒体和叶绿体第八章细胞核(nucleus)与染色体(chromosome)第九章核糖体(ribosome)第十章细胞骨架(Cytoskeleton)第十一章细胞增殖及其调控第十二章细胞分化与基因表达调控第十三章细胞衰老与凋亡第一章绪论细胞生物学研究的内容和现状细胞生物学是现代生命科学的重要基础学科细胞生物学的主要研究内容当前细胞生物学研究的总趋势与重点领域细胞重大生命活动的相互关系细胞学与细胞生物学发展简史细胞的发现细胞学说的建立其意义细胞学的经典时期实验细胞学与细胞学的分支及其发展细胞生物学学科的形成与发展细胞生物学的主要学术组织、学术刊物与教科书细胞生物学生命体是多层次、非线性、多侧面的复杂结构体系,而细胞是生命体的结构与生命活动的基本单位,有了细胞才有完整的生命活动。
细胞生物学是研究细胞基本生命活动规律的科学,它是在不同层次(显微、亚显微与分子水平)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。
核心问题是将遗传与发育在细胞水平上结合起来。
主要内容细胞结构与功能、细胞重要生命活动:细胞核、染色体以及基因表达的研究生物膜与细胞器的研究细胞骨架体系的研究细胞增殖及其调控细胞分化及其调控细胞的衰老与凋亡细胞的起源与进化细胞工程总趋势细胞生物学与分子生物学(包括分子遗传学与生物化学) 相互渗透与交融是总的发展趋势。
重点领域✧染色体DNA与蛋白质相互作用关系—主要是非组蛋白对基因组的作用✧细胞增殖、分化、凋亡的相互关系及其调控✧细胞信号转导的研究✧细胞结构体系的组装美国科学情报研究所(ISI)1997年SCI(Science Citation Index)收录及引用论文检索,全世界自然科学研究中论文发表最集中的三个领域分别是:细胞信号转导(signal transduction);细胞凋亡(cell apoptosis);基因组与后基因组学研究(genome and post-genomic analysis)。
一、膜转运蛋白和小分子物质跨膜运输脂双层的不透性和膜转运蛋白脂双层对绝大多数极性分子、离子以及细胞代谢产物的通透性都极低,形成了细胞的渗透屏障。
膜转运蛋白分为两种:载体蛋白和通道蛋白。
载体蛋白及其功能载体蛋白几乎在所有类型的生物膜上,属于多次跨膜蛋白。
每种载体蛋白能与特定的溶质分子结合,通过一系列构象改变介导溶质分子的跨膜转运载体蛋白具有与底物特异性结合的位点,所以每种载体蛋白对底物具有高度选择性,通常只转运一种类型的分子。
通道蛋白及其功能通道蛋白有三种:离子通道、孔蛋白和水孔蛋白(AQP)。
大多数通道蛋白以离子通道居多。
通道蛋白形成选择性和门控性跨膜运输。
孔蛋白存在于格兰仕阴性菌的外模和线粒体以及叶绿体的外模上,跨膜区域由β折叠片层形成柱状亲水性通道。
孔蛋白选择性很低,而且能通过较大的分子。
离子通道—因为对离子的选择性取决于通道的直径、形状以及通道内带电荷氨基酸的分布,所以离子通道介导被动运输时不需要与溶质分子结合,只有大小和电荷适宜的离子才能通过。
离子通道三个特征:1.具有极高的转运速率,比已知的任何一种载体蛋白的最高转运速率还要高。
2.离子通道没有饱和值,即使在很高的离子浓度下它们通过的离子量依然没有最大值。
3.离子通道并非连续性开放而是门控的,即通道的开启或关闭受膜电位变化、化学信号或压力刺激的调控。
因此离子通道可分为:电压门通道、配体们通道和应力激活通道。
电压门通道---带电荷的蛋白质结构域会随跨膜电位梯度的改变而发生相应的移动,从而使离子通道开启或关闭。
配体们通道---细胞内外的某些小分子配体与通道蛋白结合继而引起通道蛋白构象改变,从而使离子通道开启或关闭。
应力激活通道---通道蛋白感应应力而改变构象,从而开启通道形生离子流,产生电信号。
小分子物质的跨膜运输类型1、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。