细胞生物学知识点

一、第二章1.病毒是非细胞形态的生命体，请论证一下它与细胞不可分割的关系。

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。

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.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：细胞膜、DNA与RNA、一定数量的核糖体和酶。

这些结构及其功能活动空间不得小于100nm。

因此，比支原体更小、更简单，又要维持细胞生命活动的基本要求的细胞，似乎是不可能存在。

3.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。

原核细胞与真核细胞最根本的区别在于：i.生物膜系统的分化与演变：真核细胞以生物膜分化为基础，分化为结构更精细、功能更专一的基本单位——细胞器，使细胞内部结构与职能的分工是真核细胞区别于原核细胞的重要标志。

ii.遗传信息量与遗传装置的扩增与复杂化：由于真核细胞结构与功能的复杂化，遗传信息量相应扩增，即编码结构蛋白与功能蛋白的基因数首先大大增多；遗传信息重复序列与染色体多倍性的出现是真核细胞区别于原核细胞的一个重大标志。

遗传信息的复制、转录与翻译的装置和程序也相应复杂化，真核细胞内遗传信息的转录与翻译有严格的阶段性与区域性，而在原核细胞内转录与翻译可同时进行。

4.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。

细胞的生存必须具备细胞膜、核糖体、一套完整的遗传信息物质和结构：i.细胞膜为细胞生命活动提供了相对稳定的环境；为DNA、RNA、蛋白质的复制、转录翻译提供了结合位点，使代谢反映高效而有序的进行；又为代谢底物的输入与代谢产物的排除提供了选择性物质运输的通道，其中伴随能量的传递。

ii.细胞核是遗传信息储存和表达的重要场所和指挥部，细胞的分裂、生长、分化、增值等一切生命活动均受细胞核遗传信息的指导调控。

iii.核糖体是合成蛋白质的机器。

构成细胞结构和行使生命活动功能的所有结构蛋白和功能蛋白都有核糖体翻译合成，催化生命活动的的酶促反应所有的酶也是蛋白质，由核糖体翻译合成的。

二、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。

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?新发展：光学显微镜在研究细胞功能、结构以及大分子在活细胞中的定位、动态变化和相互作用等方面展现新活力。

优点：可直接观察单细胞生物和体外培养的细胞。

不能代替的原因：电子显微镜的样品制备更加复杂，成本更高。

而且只能观察“死”的样品，不能观察活细胞。

同时，一些新发展起来的光学显微镜能够观察特殊的细胞或细胞结构组分。

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?由于细胞生物学是研究细胞的结构、功能和其各种生命规律的一门科学，细胞培养为细胞生物学研究提供了最基本的原料。

因此说，细胞培养技术是细胞生物学研究的最基本技术之一。

4.举例说明模式生物的使用在细胞生物学研究中的作用。

i.病毒：结构简单，基因组很小，可作为外源基因的载体，向组织细胞中转染特定的基因。

ii.细菌：培养方便、生长快、基因结构简单，突变株的诱变和分离、鉴定容易，技术成熟，进行基因定位简便易行。

iii.酵母：优点同细菌，非常简单的单细胞真核生物，生长迅速易于遗传操作。

iv.线虫：繁殖快，在显微镜下通体透明，便于追踪，胚胎发育过程高度有序。

v.果蝇：生物行为丰富，易于进行遗传学操作，许多基因在进化上很保守，与人类基因有很高的同源性。

vi.斑马鱼：胚胎发育在体外，发育快，过程透明。

vii.小鼠：进化方面最接近人类。

viii.拟南芥：个体小、生长快，种子多，生命力强，最小植物基因组，自花授粉，基因高度纯合，突变率高。

三、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?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.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（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。

结合方式：（1）疏水作用（α螺旋和β螺旋）；（2）静电作用，某些氨基酸带正电电荷与带负电电荷的磷脂极性头相互作用，带负电的氨基酸与其他阳离子相互作用；（3）共价作用，半胱氨酸插入脂双层中。

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?重点：结构决定功能,功能体现结构。

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。

四、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。

i.被动运输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。

生物学意义：⑴具有离子选择性，转运速率高，净驱动力是溶质跨膜的电化学梯度；⑵离子通道是门控的，其活性是由通道开或关两种构象所调节，通过通道开关应答于适当地信号。

ii.主动运输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。

生物学意义：主动从细胞外摄取营养；主动转运溶质进入细胞；调节肌细胞的收缩与舒张等。

2.说明Na+-K+泵的工作原理及其生物学意义。

Na+-K+泵是一种典型的主动运输方式，由ATP直接提供能量。

Na+-K+泵存在于细胞膜上，是由α和β二个亚基组成的跨膜多次的整合膜蛋白，具有ATP酶活性。

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、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1个ATP分子泵出3个钠离子和泵进2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.比较胞饮作用和吞噬作用的异同。

胞饮和吞噬是细胞胞吞作用的两种类型。

胞饮作用是一个连续发生的过程，所有真核细胞都能通过胞饮作用连续摄入溶质和分子；吞噬作用首先需要被吞噬物与细胞表面结合并激活细胞表面受体，是一个信号触发过程。

胞饮泡的形成需要网格蛋白、结合素蛋白和结合蛋白等的帮助；吞噬泡的形成则需要微丝及其结合蛋白的帮助，在多细胞动物体内，只有某些特化细胞具有吞噬功能。

五、第六章1.线粒体在细胞内具有怎样的动态特征？2.线粒体有何主要功能。

3.为什么说线粒体是半自主性细胞器？4.线粒体蛋白是如何转运的，举例说明。

5.简述线粒体内共生起源学说的主要论点和证据。

六、第七章1.比较粗面内质网和光面内质网的形态结构与功能。

ER是细胞内蛋白质与脂类合成的基地，几乎全部脂类和多种重要蛋白都是在内质网合成的。

形态结构：rER多呈扁囊状，排列较为整齐，在其膜表面分布大量核糖体。

功能：蛋白质合成；蛋白质的修饰与加工；新生肽的折叠与组装；脂类的合成。

sER常为分支管状，形成较为复杂的立体结构，在其膜的表面没有核糖体。

功能：类固醇激素的合成（生殖腺内分泌细胞和肾上腺皮质）；肝的解毒作用；肝细胞葡萄糖的释放（G-6PG）；储存钙离子：肌质网膜上的Ca2+-ATP酶将细胞质基质中Ca2+ 泵入肌质网腔中。

2.细胞内蛋白质合成部位及其去向如何?1）部位：细胞内蛋白质都是在核糖体上合成的，并都是起始于细胞质基质中“游离”核糖体。

2）去向：向细胞外分泌蛋白；膜的整合膜蛋白；内膜系统各种细胞器内的可溶性蛋白（需要隔离或修饰）。

其它的多肽是在细胞质基质中“游离”核糖体上合成的：包括细胞质基质中的驻留蛋白、质膜外周蛋白、核输入蛋白、转运到线粒体、叶绿体和过氧物酶体的蛋白。

3.粗面内质网上合成哪几类蛋白质，它们在内质网上合成的生物学意义又是什么?1）糙面内质网上合成的蛋白质主要是分泌性蛋白、膜蛋白及内质网、高尔基体和溶酶体中的蛋白。

2）生物学意义在于：多肽的糖基化及其折叠与装配发生在内质网中，而肽键上的信号序列决定多肽在细胞质中的合成部位，并最终决定成熟蛋白的去向。

4.指导分泌性蛋白在粗面内质网上合成需要哪些主要结构或因子?它们如何协同作用完成肽链在内质网上的合成。

1）需要的结构或因子：胰腺细胞分泌的酶、浆细胞分泌的抗体、小肠杯状细胞分泌的粘蛋白、内分泌腺分泌的多肽类激素、胞外基质成分等。

2）协同作用：分泌性蛋白N端序列作为信号肽，指导分泌性蛋白到内质网膜上合成，在蛋白质合成结束之前信号肽被切除。

只有N端信号序列而没有停止序列的多肽，合成后进入内质网腔中；停止转移序列位于多肽分子的中部，合成后最终成为跨膜蛋白；含多个起始转移序列和多个停止转移序列的多肽会成为多次跨膜的膜蛋白。

5.结合高尔基体的结构特征，谈谈它是怎样行使其生理功能的。

1) 结构特征: 高尔基复合体由成摞的囊泡叠置而成。

囊泡的边缘部分连接有许多大小不等的表面光滑的小管网，其周围还存在有衣被小泡和无被小泡。

一个成摞存在的囊泡又称为分散高尔基体，由5～8层囊泡组成, 构成了高尔基复合体的主体结构。