细胞生物学课后思考题答案(第四版)
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第四章:细胞膜与细胞表面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?以极性尾部相对,极性头部朝向水相的磷脂双分子层是组成生物膜的基本结构成分,蛋白分子以不同的方式镶嵌在脂双分子层中或结合在其表面。
生物膜具有两个显著的特征,即膜的不对称性和膜的流动性:1)、生物膜结构的不对称性保证了膜功能的方向性,使膜两侧具有不同的功能,有的功能只发生在膜外侧,有的则在膜内侧,这是生物膜发生作用所必不可少的。
如调节细胞内外Na+、K+的Na+—K+ATP酶,其运转时所需的ATP是细胞内产生的,该酶的ATP结合点正是处于膜的内侧面;许多激素受体等接受细胞外信号的则处于细胞外侧。
2)、膜的流动性与物质运输、能量转换、细胞识别、药物对细胞的作用密切相关。
可以说,一切膜的基本活动均在生物膜的流动状态下进行。
2、何为内在膜蛋白?它以什么方式与膜脂相结合?内在膜蛋白又称整合膜蛋白,这类蛋白部分或全部插入脂双层中,多数为横跨整个膜的跨膜蛋白。
它与膜结合的主要方式有: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,如精氨酸、赖氨酸等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Ca+、Mg+等阳离子与带负电的磷脂极性头相互作用。
3)、某些膜蛋白通过自身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,插到膜双层之间,进一步加强膜蛋白与脂双层的结合力,还有少数蛋白与糖脂共价结合。
3、从生物膜结构模型的演化,谈谈人们对生物膜的认识过程。
生物膜结构模型的演化是人类认识细胞膜的一个循序渐进的过程,是随着实验技术和方法的改进而不断完善的:1)、1925年:质膜是由双层脂分子构成的;2)、1935年:提出“蛋白质—脂质—蛋白质”的三明治式的质膜结构模型,这一模型影响达20年之久;3)、1959年提出单位膜模型,并大胆推测所有的生物膜都是由“蛋白质—脂质—蛋白质”的单位膜构成;4)、1972年桑格和尼克森提出了生物膜的流动镶嵌模型,强调:①膜的流动性,膜蛋白和膜脂均可侧向运动;②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层分子。
1、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及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。
第二章1、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及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。
1、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及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。
第二章1、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及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。
第二章1、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及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。
细胞生物学(第四版)课后思考题答案仅供参考目录第一章绪论 (1)1、根据细胞生物学研究的内容与你掌握的生命科学知识,恰当的评价细胞生物学在生命科学中所处的地位,以及它与其他学科的关系。
(1)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? (1)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。
..14、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? (1)第二章细胞的统一性和多样性 (1)1、如何理解“细胞是生命活动的基本单位”这一概念? (1)2、为什么说支原体可能是最小最简单的细胞存在形式? (2)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。
(2)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。
(2)第三章细胞生物学研究方法 (3)1、举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。
(3)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)3、为什么说细胞培养是细胞生物学研究的最基本的技术之一? (3)4、研究细胞内大分子之间的相互作用与动态变化涉及哪些实验技术?他们各有哪些优缺点? (3)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。
(3)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? (4)第四章细胞质膜 (4)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。
(4)2、膜脂有哪几种基本类型?他们各自的结构特征和功能是什么? (4)3、何谓内在膜蛋白? 内在膜蛋白以什么方式与膜脂相结合? (4)4、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? (4)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.简述细胞生物学的概念和主要研究内容。
答:细胞生物学是以细胞为研究对象, 从细胞的整体水平、亚显微水平、分子水平等三个层次对细胞各种生命活动开展研究的学科。
主要研究细胞和细胞器的结构和功能、细胞的生活史和各种生命活动以及细胞间的相互关系。
2.19世纪提出的细胞学说的主要论点有哪些?答:1.一切生物,从单细胞生物到高等动物和植物均由细胞组成2.细胞是生物形态结构和功能活动的基本单位3.一切细胞只能来自原来的细胞4.机体一切病理现象都基于细胞的损伤。
3.为什么说细胞是生命活动的基本单位?答:1.细胞是构成有机体的基本单位2.细胞具有独立完整的代谢体系,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。
4.原核细胞与真核细胞在结构上有哪些区别?答:原核细胞仅由细胞膜包绕,含DNA区域无核膜包围,称为拟核。
拟核内含有一条不与蛋白质结合的裸露的DNA链。
原核细胞的细胞质中没有内质网、高尔基复合体、溶酶体,以及线粒体等模型细胞器。
原核细胞有一坚韧的细胞壁,由蛋白多糖和糖脂组成。
5.试述DNA分子的双螺旋结构模型的主要内容。
答:1.DNA分子由两条脱氧核糖核苷酸链组成,两条链的走向呈反向平行。
亲水的脱氧核糖-磷酸骨架位于螺旋的外侧,碱基位于双螺旋的内侧,每个碱基均与对应链上的碱基处于同一平面而与氢键结合。
在四种碱基中,A总是与T配对,形成两个氢键;G总是与C配对,形成三个氢键。
2.DNA是右手螺旋结构,螺旋的直径是2nm,螺距是3.4nm,螺旋每旋转一周包含10对碱基,双螺旋结构上存在着两条凹沟,分别称为大沟和小沟,与脱氧核糖-磷酸骨架平行。
3.DNA双螺旋结构横向稳定性靠两条链之间互补碱基的氢键维持,纵向稳定性考碱基平面间的堆积力维持。
6.mRNA、tRNA和rRNA在蛋白质合成中分别起何作用?答:mRNA:mRNA携带着来源于对DNA遗传信息的mRNA与核糖体结合,作为合成蛋白质的模板,行使翻译功能。
第一章绪论1.1复习笔记一、细胞生物学研究的内容与现状1.现代生命科学中的一门重要的基础前沿学科细胞生物学是指一门研究和揭示细胞基本生命活动规律的学科,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。
2.细胞生物学的主要研究内容(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、染色体及基因表达(5)细胞增殖及其调控(6)细胞分化及干细胞生物学(7)细胞死亡(8)细胞衰老(9)细胞工程(10)细胞的起源与进化二、细胞学与细胞生物学发展简史1.生物科学3 个阶段(1)形态描述阶段:该阶段为19 世纪以及更早时期。
(2)实验生物学阶段:该阶段为20 世纪的前半个世纪。
(3)精细定性与定量的现代生物学阶段:该阶段为20 世纪50 年代以来。
2.细胞的发现英国学者胡克(Robert Hooke)于1665 年用自制的显微镜(放大倍数为40~140 倍),观察了软木(栎树皮)的薄片,第一次描述了植物细胞的构造。
荷兰学者列文虎克(Antony van Leeuwenhoek)用更好的显微镜,观察了许多动植物的活细胞与原生动物,并于1674 年在观察鱼的红细胞时描述了细胞核的结构。
意大利的M.Malpighi 与英国的N.Grew 注意到了植物细胞中细胞壁与细胞质的区别。
3.细胞学说的建立及其意义(1)细胞学说的建立①第一阶段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”,其基本内容为:a.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;b.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;c.新的细胞可以通过已存在的细胞繁殖产生。
②第二阶段1858 年,德国医生和病理学家魏尔肖提出“细胞只能来自细胞”、“有机体的一切病理表现都是基于细胞的损伤”等观点。
细胞生物学思考题(含答案)第一章细胞概述1. 胡克和列文虎克发现细胞的动机是不同的,你对此有何感想?答:胡克当时的目的只是想弄清楚为什么软木塞吸水后能够膨胀,并且能够堵塞住暖水瓶中的气体溢出而保温。
列文虎克是为了保证售出的布匹质量,用显微镜检查布匹是否发霉。
正是由于他们的观察力和对自然现象的好奇心,以及对事业的责任感才导致细胞的发现。
2. 证明最早的遗传物质是RNA而不是DNA的证据是什么?答:核酶的发现。
所谓核酶就是具有催化活性的RNA分子。
3. 举例说明细胞的形态与功能相适应。
答:细胞的形态结构与功能的相关性与一致性是很多细胞的共同特点。
如红细胞呈扁圆形的结构,有利于O2和CO2的交换; 高等动物的卵细胞和精细胞不仅在形态、而且在大小方面都是截然不同的,这种不同与它们各自的功能相适应。
卵细胞之所以既大又圆,是因为卵细胞受精之后,要为受精卵提供早期发育所需的信息和相应的物质,这样,卵细胞除了带有一套完整的基因组外,还有很多预先合成的mRNA和蛋白质,所以体积就大; 而圆形的表面是便于与精细胞结合。
精细胞的形态是既细又长,这也是与它的功能相适应的。
精细胞对后代的责任仅是提供一套基因组,所以它显得很轻装; 至于精细胞的细尾巴则是为了运动寻靶,尖尖的头部,是为了更容易将它携带的遗传物质注入卵细胞。
4. 真核细胞的体积一般是原核细胞的1000倍,真核细胞如何解决细胞内重要分子的浓度问题?答:出现了特化的内膜系统,这样,体积增大了,表面积也大大增加,并使细胞内部结构区室化,一些重要分子的浓度并没有被稀释。
5. 相邻水分子间的关系是靠氢键维系的,这种氢键赋予水分子哪些独特的性质,对于生活细胞有什么重要性?答:首先,氢键能够吸收较多的热能,将氢键打断需要较高的温度,所以氢键可维持细胞温度的相对稳定。
第二是相邻水分子间形成的氢键使水分子具有一定的粘性,这样使水具有较高的表面密度。
第三,水分子间的氢键可以提高水的沸点,这样使它不易从细胞中挥发掉。
第五章1. 比较载体蛋白和通道蛋白的特点。
答:载体蛋白和通道蛋白都是膜转运蛋白,两者以不同的方式辨别溶质(即决定运输某种溶质而不运输另外的溶质),通道蛋白根据溶质大小和电荷进行辨别,主要转运离子,载体蛋白只容许与载体蛋白上结合部位相合适的溶质分子通过。
与载体蛋白相比,通道蛋白具有极高的转运速率(比已知任何一种载体蛋白最快转运速率要高1000 倍以上),通道蛋白转运没有饱和值而载体蛋白转运过程有类似于酶和底物作用的饱和动力学特征,通道蛋白是门控开放而载体蛋白介导溶质转运时发生构象转变是随机发生的。
2. 比较主动运输与被动运输的特点及其生物学意义。
答:主动运输和被动运输的特点:(1)浓度梯度:主动运输是物质逆浓度梯度或电化学梯度由低浓度一侧向高浓度一侧跨膜转运的方式;而被动运输是物质顺浓度梯度或电化学梯度由高浓度向低浓度方向的跨膜转运。
(2)是否需能:主动运输需要代谢能(由ATP 水解直接提供能量)或与释放能量的过程相偶联(协同运输);而被动运输不需要提供能量。
(3)膜转运蛋白:主动运输需要载体蛋白介导;被动运输有些需要载体介导(协助扩散、水孔蛋白),有的不需要(简单扩散)。
被动运输意义:保证细胞或细胞器从周围环境中或表面摄取必要的营养物质及将分泌物、代谢物以及一些离子排到细胞外。
主动运输意义:(1)保证细胞或细胞器从周围环境中或表面摄取必要的营养物质,即使这些营养物质在周围环境中或表面的浓度低;(2)能够将细胞内的各种物质,如分泌物、代谢物以及一些离子排到细胞外,即使这些营养物质在细胞外的浓度比细胞内的浓度高得多;(3)能够维持一些无机离子在细胞内恒定和最适的浓度,特别是K+、Ca2+和H+的浓度。
3. 简述Na+-K+泵的工作原理及其生物学意义。
答:Na+-K+泵具有ATP酶活性,由大小两个亚基组成,小亚基(B亚基)是个糖蛋白,大亚基(a 亚基)是跨膜蛋白,在其胞质面有一个ATP结合位点和三个高亲和Na+结合位点,在膜的外表面有二个K+高结合位点和一个乌本苷的结合位点。
“细胞生物学”习题第一章绪论一、名词:细胞生物学、显微结构、亚显微结构、超微结构二、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,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?第二章细胞基本知识概要一、名词:细胞、细胞质、原生质、原生质体、细胞器、细胞质基质二、思考题: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?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。
3.为什么说支原体可能是最小最简单的细胞存在形式?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。
第三章细胞生物学研究方法一、名词:酶标抗体、免疫金、分辨力、分析离心、克隆、分子杂交、原位杂交、印迹杂交、细胞系、细胞株、单克隆抗体、胞质体、核体二、思考题: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。
2.为什么光学显微镜可以拍摄彩色照片,而电子显微镜则不能?3.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?4.为什么说细胞培养是细胞生物学研究的最基本技术之一?第四章细胞质膜与细胞表面一、名词:细胞膜、细胞内膜、单位膜、细胞表面、细胞外被、脂质体二、思考题: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?2.何谓内在膜蛋白? 内在膜蛋白以什么方式与膜脂相结合?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?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?5.细胞连接有哪几种类型, 各有何功能?6.胞外基质的组成、分子结构及生物学功能是什么?第五章物质跨膜运输与信号传递一、名词:被动运输、简单扩散、协助扩散、膜转运蛋白、载体蛋白、通道蛋白、电压门、配体门、主动运输、离子泵、协同运输、胞吞、胞吐、胞饮与吞噬作用、有被小泡、细胞通讯、细胞识别、受体、第二信使、分子开关、G蛋白二、思考题:1.比较主动运输与被动运输的特点及其生物学意义。
细胞生物学教材课后思考题“细胞生物学”习题第一章绪论一、名词:细胞生物学、显微结构、亚显微结构、超微结构二、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,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?第二章细胞基本知识概要一、名词:细胞、细胞质、原生质、原生质体、细胞器、细胞质基质二、思考题: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?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。
3.为什么说支原体可能是最小最简单的细胞存在形式?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。
第三章细胞生物学研究方法一、名词:酶标抗体、免疫金、分辨力、分析离心、克隆、分子杂交、原位杂交、印迹杂交、细胞系、细胞株、单克隆抗体、胞质体、核体二、思考题: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。
2.为什么光学显微镜可以拍摄彩色照片,而电子显微镜则不能?3.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?4.为什么说细胞培养是细胞生物学研究的最基本技术之一?第四章细胞质膜与细胞表面一、名词:细胞膜、细胞内膜、单位膜、细胞表面、细胞外被、脂质体二、思考题: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?2.何谓内在膜蛋白? 内在膜蛋白以什么方式与膜脂相结合?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?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?5.细胞连接有哪几种类型, 各有何功能?6.胞外基质的组成、分子结构及生物学功能是什么?第五章物质跨膜运输与信号传递一、名词:被动运输、简单扩散、协助扩散、膜转运蛋白、载体蛋白、通道蛋白、电压门、配体门、主动运输、离子泵、协同运输、胞吞、胞吐、胞饮与吞噬作用、有被小泡、细胞通讯、细胞识别、受体、第二信使、分子开关、G蛋白二、思考题:1.比较主动运输与被动运输的特点及其生物学意义。
翟中和第四版细胞生物学1~9章习题及答案翟中和第四版《细胞生物学》习题集及答案第一章绪论一、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,以及细胞信号传导,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及各种细胞器的?这种自组装过程的调控程序与调控机制是什么?③基因及其表达的产物,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、染色体及基因表达⑤细胞增殖及其调控⑥细胞分化及干细胞生物学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.导致G蛋白激活的反应和导致Ras激活的反应之间有哪些异同?答:两种激活过程都依赖于某些蛋白质,可催化G蛋白或Ras蛋白上的GDP/GTP交换。
所不同的是,G蛋白偶联受体可直接对G蛋白行使这种功能,而那些酶联受体被磷酸化激活后则先将多个衔接蛋白装配为一个信号复合物,再对Ras进行激活。
5.G蛋白偶联受体与酶联受体的主要不同点是什么?答:G蛋白偶联受体都是7次跨膜的蛋白质,在信号转导中全部与G蛋白偶联。
配体与受体结合后激活相邻的G蛋白,被激活的G蛋白又可激活或抑制一种产生特异第二信使的酶或离子通道;酶联受体都属于单次跨膜受体,既是受体又是酶,一旦被配体激活即具有酶活性并将信号放大。
6.霍乱毒素与百日咳毒素的作用机理有何不同?答:霍乱毒素具有催化作用,可将NAD+上的ADP-核糖基团转移到Gs蛋白α亚基上,使G蛋白核糖化,这样抑制了α亚基的GTP酶活性,从而抑制了GTP的水解,使Gs 一直处于激活状态;其结果使腺苷酸环化酶处于永久活性状态,CAMP的形成失去控制;百日咳毒素使Gi蛋白α亚基进行ADP核糖化,阻止了Gi蛋白α亚基上的GDP被GTP取代,使其失去对腺苷酸环化酶的抑制作用,其结果也是使cAMP浓度增加。
7.PKA和PKC系统在信号放大中的根本区别是什么?答:二者都是G蛋白偶联信号转导系统,但是第二信使不同,分别由不同的效应物生成:cAMP由腺苷酸环化酶(AC)水解细胞中的ATP生成,cAMP再与蛋白激酶A(PKA)结合,引发一系列细胞质反应与细胞核中的作用。
在另一种信号转导系统中,效应物磷脂酶Cq(PLC)将膜上的磷脂酰肌醇4,5-二磷酸分解为两个信使:二酰甘油(DAG)与1,4,5-三磷酸肌醇(IP3),IP3动员胞内钙库释放C a2+,与钙调蛋白结合引起系列反应,而DAG在Ca2+的协同下激活蛋白激酶C(PKC),再引起级联反应。
8.为什么说蛋白激酶C是脂和钙依赖性的激酶?答:PKC激活时需要二酰甘油(DAG)和钙离子的协同作用。
第一章1. 细胞生物学在生命科学中所处的地位,以及它与其他学科的关系1)地位:以细胞作为生命活动的基本单位,探索生命活动规律,核心问题是将遗传与发育在细胞水平上的结合。
2)关系:应用现代物理学与化学的技术成就和分子生物学的概念与方法,研究生命现象及其规律。
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、恰当地评价细胞生物学在生命科学中所处的地位,以及它与其他学科的关系。
答细胞生物学是一门从细胞的显微结构、超微结构和分子结构的各级水平研究细胞的结构与功能的关系,从而探索细胞生长、发育、分化、繁殖、遗传、变异、代谢、衰亡及进化等各种生命现象规律的科学。
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,一切生命现象的奥秘都要从细胞中寻找答案。
许多高等学校在生命科学的教学中,将细胞生物学确定为基础课程。
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。
2.通过学习细胞学发展简史,你如何认识细胞学说的重要性?答1838-1839年,德国植物学家施莱登和德国动物学家施旺提出一切动植物都由细胞发育而来,并由细胞和细胞产物所构成;每个细胞作为相对独立的单位,但也与其他细胞相互影响。
1858年Virchow对细胞学说做了重要的补充,强调细胞只能来自细胞。
细胞学说的提出对于生物科学的发展具有重大意义。
细胞学说、进化论、孟德尔遗传学称为现代生物学的三大基石,而细胞学说又是后二者的基石。
对细胞结构的了解是生物科学和医学分支进一步发展所不可缺少的。
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。
答(1)细胞生物学学科形成的客观条件细胞的发现(1665-1674)1665年,胡克发表了《显微图谱》(《Micrographia》)一书,描述了用自制的显微镜(30倍)观察栎树软木塞切片时发现其中有许多小室,状如蜂窝,称为“cellar”。
1674年,荷兰布商列文虎克自制了高倍显微镜(300倍左右),观察到血细胞、池塘水滴中的原生动物、人类和其他哺乳动物的精子。
细胞学说的建立(1838-1858)1838-1839年,德国植物学家施莱登和德国动物学家施旺两人共同提出细胞学说,1858年Virchow对细胞学说进行了补充。
细胞学的经典时期各种主要的细胞分裂形式和细胞器被相继发现,构成了细胞学的经典时期。
(2)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。
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?染色体DNA与非组蛋白的相互作用关系细胞增殖、分化、凋亡的相互关系及其调控细胞信号转导研究细胞结构体系的装配第二章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? > 一切有机体都由细胞构成,细胞是构成有机体的基本单位> 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> 细胞是有机体生长与发育的基础> 细胞是遗传的基本单位,细胞具有遗传的全能性> 没有细胞就没有完整的生命。
2.为什么说支原体可能是最小最简单的细胞存在形式?> 细胞生存与繁殖必须具备的结构装置:(>=0.1nm)(1)细胞膜(2) DNA与RNA(3)核糖体 10-20nm/每核糖体(4)酶 100种-50nm> 因此,作为比支原体更小、更简单的细胞,又要维持细胞生命活动的基本要求,似乎是不可能存在。
3、为什么说病毒不是细胞?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。
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)5.细胞的结构与功能相关是细胞生物学的一个基本原则,你能否提出更多的论据来说明之?答:成熟红细胞丧失了细胞核,却含有很多血红蛋白,细胞呈双面凹的圆饼状,它不需分裂﹑分化,所以可以无细胞核;血红蛋白多及其圆饼状形状(相对表面积大,有助于物质交换)能更好地执行气体交换功能。
第三章1.举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的技术之一?细胞培养的理论依据是细胞全能性,是生命科学的研究基础,是细胞工程乃至基因工程的应用基础。
植物细胞的培养为植物育种开辟了一条崭新的途径;动物细胞培养为疫苗的生产、药物的研制与肿瘤防治提供全新的手段;特别是干细胞的培养与定向分化的技术的发展,有可能在体外构建组织甚至器官,由此建立组织工程,同时在细胞治疗及其基因治疗相结合的应用中显示出诱人的前景。
第四章3. 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4、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膜的不对称性:1)膜脂与糖脂的不对称性:糖脂仅存在于质膜的ES面,是完成其生理功能的结构基础2)膜蛋白与糖蛋白的不对称性:膜蛋白的不对称性是指每种膜蛋白分子在细胞膜上都具有明确的方向性;糖蛋白糖残基均分布在质膜的ES面;膜蛋白的不对称性是生物膜完成复杂的在时间与空间上有序的各种生理功能的保证。
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?1)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。
2)红细胞膜骨架的构成:血影蛋白四聚体游离端与短肌动蛋白纤维(约13~15单体)相连,形成血影蛋白网络。
通过两个锚定点固定在质膜下方:①通过带4.1蛋白与血型糖蛋白连结;②通过锚蛋白与带3蛋白相连。
功能:实现红细胞质膜的刚性与韧性,维持红细胞的形态第五章1、比较载体蛋白和通道蛋白的异同细胞膜上存在两类主要的转运蛋白,即:载体蛋白(carrier protein)和通道蛋白(channel protein)。
它们的功能都是转运细胞膜外的溶质到细胞膜内。
载体蛋白又称作载体(carrier)、通透酶(permease)和转运器(transporter)。
能够与特异性溶质结合,通过自身构象的变化,将与它结合的溶质转运到膜的另一侧。
载体蛋白有的需要能量驱动,如各类ATP驱动的离子泵;有的则不需要能量,以自由扩散的方式运输物质,如:缬氨酶素。
这里要注意,之所以称为通透酶,是因为它与所运输物质之间有对应关系,特异性强。
通道蛋白与所转运物质之间的结合较弱,它能形成亲水的通道(可以想象为亲水的孔,如porin),当通道打开时能允许特定大小的溶质通过,特异性不如载体蛋白强。
所有通道蛋白均以自由扩散的方式运输溶质,不消耗能量2、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。
1)P型离子泵(P-type ion pump),或称P型ATPase。
此类运输泵运输时需要磷酸化(P是phosphorylation的缩写),包括Na+-K+泵、Ca2+离子泵。
2)V型泵(V-type pump),或称V型ATPase,主要位于小泡的膜上(V代表vacuole或vesicle),如溶酶体膜中的H+泵,运输时需要ATP供能,但不需要磷酸化。