1、 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。 1 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？ 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
2、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
3、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。 4 5、细胞表面有哪几种常见的特化结构？ 5 第五章 物质的跨膜运输 . 5 1、比较载体蛋白与通道蛋白的特点 .5 2、比较 P
4、-型离子泵、 V-型质子泵、 F-型质子泵和 ABC 超家族的异同。 .5 3、说明 Na+-K+泵的工作原理及其生物学意义。 .5 4、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。 5 5、试述胞吞作用的类型与功能 类型：吞噬作用和胞饮作用（根据：胞吞泡形成的分子机制和胞吞泡的大小差异） 功能：调控细胞对营养物的摄取和质膜构成等；参与细胞信号转导。 .5 第六章 线粒体与叶绿体 . 6 1、为什么说线粒体和叶绿体是细胞内的两种产能细胞器？ .6 2、线粒体和叶绿体在细胞内呈现的动态特征。 6 3、试比较线粒体与叶绿体在基本结构方面的异同。 .6 4、为什么说 三羧酸循环是
5、能量代谢的中心？ .6 5、电子传递链与氧化磷酸化之间有何关系？ .6 6、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。 .6 7、光系统、捕光复合物和作用中心的结构与功能的关系如何？ 7 8、氧化磷酸化偶联机制的化学渗透假说的主要论点是什么？ 7 9、试比较光合碳同化三条途径的主要异同点。 7 10、为什么说线粒体和叶绿体是半自主性细胞器？ .7 11、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及其实验证据。 .7 第七章 细胞质基质与内膜系统 . 8 1、细胞质基质的结构组分及其在细胞生命活动中作用的理解。 8 2、为什么说细胞内膜系统是一个结构与功能密切联系的
6、动态性整体？ 8 3、试述内质网的主要功能及其质量监控作用。 8 4、试述高尔基体的结构特征及其生理功能。 .8 5、蛋白质的糖基化的基本类型、特征及生物学意义是什么？ 9 6. 溶酶体是怎样发生的？它有哪些基本功能？ 9 7、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？ 9 第八章 蛋白质分选与膜泡运输 10 1、何谓分泌性蛋白合成的信号肽学说，涉及的主要组分如何协同作用？ 10 2、试述分泌蛋白的合成、加工及转运途径。 10 3、试述细胞内膜泡运输的概况、类型以及其各自主要功能。 . 10 4、怎样理解细胞结构组装的生物学意义？ 10 第九章 细胞信号传导 10
7、1、何谓信号传导中的分子开关机制？举例说明。 10 2、如何理解 细胞信号系统及其功能。 . 10 3、试比较 G 蛋白偶联受体介导的信号通路（效应蛋白、第二信使、生物学功能） 10 4、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。 . 11 5、概述细胞表面受体的分类（配体、受体、信号转导基质） . 11 6、图解细胞表面受体调节基因表达的信号通路 . 11 7、概述细胞信号的整合方式与控制机制。 12 第十章 细胞骨架 12 1、通过本章的学习，你对生命体的自组 装原则有何认识。 12 2、出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？ 12 3、细胞中同
8、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？ 12 4、为什么说细胞骨架是细胞结构和功能的组织者？细胞内一些细胞器和生气大分子的不对称分布有什么意义？ . 13 5、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 ? 13 第十一章 细胞核与染色质 13 1、概述细胞核的基本结构及其主要功能？ 13 2、试述核孔复合 体的结构及其功能 13 3、染色质按功能分为几类？他们的特点是什么？ 13 4、组蛋白与 非组蛋白如何参与表观遗传的调控？ 14 5、试述 DNA 到染色质的包装过程。 DNA 为什么要包装成染色质？ . 14 6、分析中期染色体的 3 种功能
9、原件及其作用。 . 14 7、概述核仁的结构及其功能。 . 14 8、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？ . 14 第十二章 核糖体 14 1、核糖体上有哪些活性部位？他们在多肽合成中各起什么作用？ 14 2、何谓多核糖体？以多核糖体的形式行使功能的生物学意义是什么？ . 15 3、试比较原核细胞与真核细胞的核糖体在结构、组分、以及蛋白质合成上的异同点。. 15 4、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？ . 15 第十三章 细胞周期与细胞分裂 15 1、什么叫细胞周期？各阶 段的主要变化是什么？ 15 2、细胞周期时
10、间是如何测定的？ . 15 3、细胞周期同步化的方法 有哪些？ 16 4、试比较有丝分裂与减数分裂的异同点。 16 5、细胞通过什么机制将染色体排列到赤道板上？有何生物学意义？ 16 6、说明细胞分裂后期染色单体分离和向两级移动的运动机制。 . 17 7、试述动粒的结构及功能。 17 8、说明细胞分裂过程中核膜破裂和重装 配的调节机制。 . 17 第十四章 细胞分化与胚胎发育 17 1、简述 p34cdc2/cyclin B 蛋白激酶的发现过程 . 17 2、细胞周期中有哪些主要检验点，各起何作用？ 17 3、举例说明 CDK 在细胞周期中是如何执行调节功能的？ . 18 4、 说明癌症的发生
11、与癌基因和抑癌基因的关系。为什么抑癌基因突变在细胞水平上是隐形的，却表现为典型的显性孟德尔遗传？ 18 5、为什么说肿瘤的发生是基因突变逐渐积累的结果？ . 18 6、什么是肿瘤干细胞？ . 18 第十五章 细胞分化与胚胎发育 18 1、何谓细胞分化？为什么 说细胞分化是基因选择表达的结果？ . 18 2、组织特异性基因的表达是以何种方式调控的？ 18 3、影响细胞分化的因素有哪些？请予以说明。 . 18 4、什么是干 细胞？它有哪几种基本类型和各自的基本特征？ . 19 5、什么是诱导多能干细胞，试论述其理论与医学实践的重要意义？ 19 6、从 PGC 到精子的分化过程中，有哪些重要的信号途
12、径必不可少？他们如何作用以保证精子的形成？ . 19 7、从 PGC 到卵子的分化过程中，有哪些重要的信号途径必不可少？他们如何作用以保证卵子的形成？ . 19 8、生殖细胞进入减数分裂与否是如何调控的？ . 19 9、什么是神经管细胞分化过程中的旁侧抑制？ . 19 10、举例说明 BMP 分子、 Shh 分子如何通过浓度梯度来调节细胞分化。 19 第十六章 细胞死亡与细胞衰老 20 1、试述细胞凋亡的概念与形态特征，并指出其与坏死的区别是什么？ . 20 2、对于多细胞生物，细胞凋亡的生理意义何在？ 20 3、动物细胞 凋亡的基本途径有哪些？请举例说明。 20 4、细胞凋亡受到哪些因素的调
13、控？ 20 5、什么是 “Hayflick 界限 ” ？ 20 6、复制衰老的可能机 制是什么？ . 20 第十七章 细胞的社会联系 20 1、细胞通过哪些方式产生社会联系？细胞社会联系有何生物学意义？ . 20 2、细胞连接都有哪些类型？各有什么功能？ 21 3、细胞黏着分子有哪些？ 21 1 第一章 绪论 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）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。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 2）关系
14、：细胞生物学是是一门迅速发展的前沿学科，其研究内容与范畴往往与生命科学的其他学科特别是分子生物学交错在一起，甚至目前很难为细胞生物学划出一个明确的范围 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？ 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，细胞学说提出了生物同一性
15、.的细胞学基础，大大推进了人类对整个自然界的认识，有力的促进了自然科学和哲学的进步。 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
16、-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。 实验细胞学与细胞学的分支 人们广泛应用实验的手段与分析的方法来研究细胞学 中的一些重要问题，为细胞学的研究开辟了一些新的领域，并与生物学其他领域相结合，形成了一些重要的分支学科，如细胞遗传学，细胞生理学和细胞化学等。 （ 2）从个体到细胞，再到分子逐渐深入。 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？ 细胞分裂、分化、程序性死亡的相互关系及其调控。 因为这与人类
17、的寿命息息相关，人类寿命的调控能否在基因层面破解，是非常吸引人的课题。 第二章 细胞的统一性和多样性 1、如何理解“细胞是生命活动的基本单位”这一概念？ 细胞是构成有机体的基本单位； 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； 细胞是繁殖的基本单位，是遗传的桥梁； 2 细胞是生命起源的归宿，是生物进化的起点； 细胞是多层次、非线性、与多层面的复杂结构。 2、为什么说支原体可能是最小最简单的细胞存在形式？ 支原体是目前发现的能在无生命培养基里生长和繁殖的最小最简单的细胞，其具备细胞的基本形态结构与功能。一个细胞生存与增殖的必备的结构装置与机能是：细胞膜， DNA,与RNA，一定
18、数量的核糖体自己催化主要酶促反应所需要的酶。维持细胞基本生存的基因应该在 200300 个，期所占的空间直径约为 50nm,加上核糖体与细胞膜核算的体积，一个细胞体积最小的极限直径为 140200，而支原体就接近这个极限，因此，比支原体更小更简单的结构，似乎就不能满足生命活动的基本要求了，所以，支原体应该是最简单，最小的细胞。 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。 病毒具有遗传、变异、进化的能力，是一种体积非常微小，结构极其简单
19、的生命形式，病毒有高度的寄生性，完全依赖宿主细胞的能量和代谢系统，获取生命活动所需的物质和能量，离开宿主细胞，它只是一个大化学分子，停止活动，可制成蛋白质结晶，为一个非生命体，遇到宿主细胞它会通过吸附、进入、复制、装配、释放子代病毒而显示典型的生命体特征，所以病毒是介于生物与非生物的一种原始的生命体。 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。 3 其中，经过序列比对，按照 DNA 序列月相似，亲缘关系也越近的序列相似性比较的原则，得出：原
20、核生物 古核细胞 真核细胞 古菌和真核生物的关系仍然是个重要问题。除掉上面所提到的相似性，很多其他遗传树也将二者并在一起。在一些树中真核生物离广古菌比离泉古菌更近，但生物膜化学的结论相反。然而，在一些细菌，（如栖热袍菌）中发现了和古菌类似的基因，使这些关系变得复杂起来。一些人认为真核生物起源於一个古菌和细菌的融合，二者分别成为细胞核和细胞质。这解释了很多基因上的相似性，但 在解释细胞结构上存在困难。 5.细胞的结构与功能相关是细胞生物学的一个基本原则，你是否能提出更多的论据来说明之。 如叶片细胞，栅栏细胞密集且多叶绿体，在叶片的顺面，利于光合作用。 第三章 细胞生物学研究方法 1、 举例说明电
21、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 ? 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
22、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，在一般实验的定性中，不需要观察超微结构，这种情况下光学显微镜也很实用。 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
23、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。 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？ 1.荧光漂白恢复技术：使用亲脂性或亲水性的荧光分子，如荧光素等与蛋白质或脂质偶联用于检测所标记分子在活细胞表面或细胞内部的运动及其迁移速率； 2.单分子技术：实时观测细胞内单一生物分子的运动规律，能够在纳米空间尺度和毫秒时间尺度上精确测量单分子的位置、距离、指向、分布、结构及各种动态过程； 3.酵母双杂交技术：利用单细胞 真核生物酵母在体内分析蛋白质 -蛋白质相互作用
24、； 4.荧光共振能量转移技术：检测活细胞内两种蛋白质分子是否直接相互作用； 5.放射自显影技术：利用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、定位以及半定量研究。 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。 模式生物通常具有个体较小，容易培养，操作简单，生长繁殖快的特点。常用的模式生物有：噬菌体、大肠杆菌、酵母、四膜虫、黏菌、爪蟾、海胆、拟南芥、线虫、果蝇、斑马鱼和小鼠等。 4 大肠杆菌基因定位简便易行，突变株的诱变、分离和鉴定容易，基因结构简单。 因而早期关于基因表达调控的一些研究成果大多是以此为材料取得的。 6、 功能基因组学的基本研究
25、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？ 全基因组水平研究基因的功能，最终完成对全部基因功能组功能的诠释。 方法：突变体制备技术（基因敲除等）、蛋白质组学技术（双向凝胶电泳、色谱技术、质谱、蛋白质芯片、生物信息学） 第四章 细胞质膜 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。 1895年 E.Overton用植物细胞研究细胞膜的通透性 .他选取用 500多种化学物质对植物细胞的通透性进行上万次的研究 ,发现：脂溶性分子易透过细胞膜；而非脂溶性分子则难以通过 . 20 世纪初 ,科学家将细胞膜从哺乳动物的红细胞中分离出来 ,发现细胞不但会被溶解脂质的物质溶解
26、,也会被蛋白酶（能专一地分解蛋白质的物质）分解 . 1925 年 ,两位荷兰科学家 E.Gorter 和 F.Grendel 作了丙酮抽提红细胞膜脂质实验：将抽提出的脂质在空气 水界面上铺成单分子层 ,测得其分子所占的面积相当于所用的红细胞表面积的 2 倍 . 1959 年 ,J.D.Robertsen 根据电镜下观察到的细胞膜暗 亮 暗的三层结构 ,提出单位膜结构模型 . 1970 年 L.D.Frye 和 H.Edidin 的人 鼠细胞融合实验 ,证明细胞膜具有流动性 . 1972 年桑格和尼克森提出的流动镶嵌模型 . 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？ （ 1）
27、基本类型：甘油磷脂、糖脂、胆固醇 。 （ 2）功能： 甘油磷脂不仅是生物膜的基本成分，其中的某些成分如 PI 等在细胞信号转导中起重要作用 。 鞘 脂：其分子结构与甘油磷脂非常相似，可以与甘油磷脂共同组成生物膜。 胆固醇：除了作为生物膜的主要结构成分外，还是很多重要的生物活性分子的前体化合物，它还可以与发育调控的重要信号分子共价结合。 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， -螺旋（个别 -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
28、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， 成斑现象或成帽现象 以及脂筏 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
29、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。 5 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 5、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 物质的跨膜运输 1、 比较载体蛋白与通道蛋白的特点 载体蛋白：通透酶多次跨膜蛋白；通过构象改变进行跨膜转运 高度特异性，可饱和性，存在竞争性及非竞争性抑制剂 不同部位生物膜含有与各自功能相关的载体蛋白 通道蛋白： 3 种类型：离
30、子通道、孔蛋白、水孔蛋白 通道蛋白形成选择性和门控性跨膜通道。 离子通道蛋白 选择性高：通道直径、形状、通道内荷电氨基酸分布 孔蛋白选择性很低，而且能通过较大的分子。 离子通道 3 个特征（与载体蛋白比） ：具有极高的转运速率、离子通道没有饱和值、离子通道并非连续性开放而是门控的。 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。 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。 V 型泵 (V-type pum
31、p)，或称 V 型 ATPase，主要位于小泡的膜上 ( V 代表 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。 F 型泵 (F-type pump)，或称 F 型 ATPase。这种泵主要存在于细菌质膜、线粒体内膜和叶绿体的类囊体膜中，它们在能量转换中起重要作用，是氧化磷酸化或光合磷酸化偶联因子 (F 即 factor 的缩写 )。 ABC 超家族 ，这是一大类以 ATP 供能的运输蛋白， 含有几百种转运蛋白 ，存在范围很广，包括细菌和人。 3、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
32、能量。 Na+-K+泵存在于细胞膜上，是由和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：在细胞内侧亚基与 Na+相结合促进 ATP 水解，亚基上的天门冬氨酸残基磷酸化引起亚基构象发生变化，将 Na+泵出细胞，同时细胞外的 K+与亚基的另一位点结合，使其去磷酸化，亚基构象再度发生变化将 K+泵进细胞，完成整个循环。 Na+依赖的磷酸化和 K+依赖的去磷酸化引起构象变化有序交替进行。每个循环消耗一个 ATP 分子，泵出 3 个Na+和泵进 2 个 K+。 生物学意义：动物细胞借助 Na+-K+泵维持细胞渗透平衡，同时利用胞外高浓度的 Na+所储存的能量，主动从细胞外摄取营
33、养。 4、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。 动物细胞中受体介导的胞吞作用是一种选择性浓缩机制，避免了摄入细胞外大量的液体。 植物细胞有细胞壁，可以阻止细胞膨胀。 单细胞的原生动物比如草履虫 ,可以通过伸缩泡调节 ,排除多余的水分。 5、试述胞吞作用的类型与功能 类型：吞噬作用和胞饮作用（根据：胞吞泡形成的分子机制和胞吞泡的大小差异） 6 功能：调控细胞对营养物的摄取和质膜构成等；参与细胞信号转导 。 第六章 线粒体与叶绿体 1、为什么说线粒体和叶绿体是细胞内的两种产能细胞器？ 线粒体和叶绿体都是高效的产生 ATP 的两层膜封闭式包被的产能细胞器。尽管它们最初的能
34、量来源不同，但却有着相似的基本结构，而且都能合成 ATP。 ATP 是细胞生命活动的直接供能者，也是细胞内能量的获得、转换、储存和利用等环节的联系纽带。 2、 线粒体和叶绿体在细胞内呈现的动态特征。 线粒体的分裂和融合 叶绿体的分裂、分化与去分化 3、试比较线粒体与叶绿体在基本结构方面的异同。 1）基本结构的相同点：线粒体和叶绿体的形态、大小、数量与分布常因细胞种类、生理功能及生理状况不同而有较大差别。两者均具有封闭的两层单位膜，内膜向内折叠，并演化为极大扩增的内膜特化结构系统。 2）不同点： 线粒体外膜含孔蛋白；内膜向内折叠形成嵴；含有与能量转换相关的蛋白；膜间隙含许多可溶性酶、底物及辅助因
35、子；基质含三羧酸循环酶系、线粒体基因，表达酶系等以及 线粒体 核糖体。 叶 绿体内膜并不向内折叠成嵴；内膜不含电子传递链；除了膜间隙、基质外，还有类囊体；捕光系统、电子传递链和 ATP 合成酶都位于类囊体膜上。 4、 为什么说三羧酸循环是能量代谢的中心？ 第一，糖脂蛋白质在分解代谢过程都要先生成乙酰辅酶 A，乙酰辅酶 A 与草酰乙酸结合进行 三羧酸 循环才能彻底氧化。即 三羧酸 循环是糖脂蛋白质的共同代谢途径。 第二， 三羧酸 循环为糖、脂肪酸、某些氨基酸等物质的合成代谢提供小分子前体（如三羧酸循环中产生的 -酮戊二酸是谷氨酸的前体） 也就是说三羧酸循环是糖、脂肪酸和某些氨基酸相互转变的代谢枢
36、纽。 总的来 说，三羧酸循环中产生的中间体，既能为分解代懈提供来源又能为合成代谢提供物质来源。 5、 电子传递链与氧化磷酸化之间有何关系？ 来自 TCA 循环的高能电子在到达 O2 之前需要经历多步的转移，释放多余的能量。这种转移在线粒体内膜上有序的进行，故被称为电子传递。电子载体组成的电子传递序列被称为电子传递链。 6、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。 1）相同点：线粒体的氧化磷酸化与叶绿体的光合磷酸化中，需要完整的膜； ATP的形成都是由 H+移动所推动；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。 2）不同点： 线粒
37、体的氧化磷酸化是在内膜上进行的一个形成 ATP 的过程。它是在电子从 NADH 或FADH2 经过电子传递链传递给的过程中发生的。每一个 NADH 被氧化产生 3 个 ATP 分子，而每一 FADH2 被氧化产生 2 个 ATP 分子，电子最终被 O2 接收而生成 H2O。即： 1 对电子的 3 次穿膜传递，将基质中的 3 对 H+抽提到膜间隙中，每 2 个 H+穿过 F1-F0ATP 酶，生成1 个 ATP 分子。 叶绿体的光合磷酸化是在类囊体膜上进行的，是由光引起的光化学反应，其产物是 ATP和 NADPH；碳同化（暗反应，在 叶绿体基质中进行）利用光反应产生的 ATP 合 NADPH 的
38、化学能，使 CO2 还原合成糖。光合作用的电子传递是在光系统和光系统中进行的，这7 两个光系统互相配合，利用所吸收的光能把 1 对电子从 H2O 传递给 NADP。即： 1 对电子的 2 次穿膜传递，在基质中摄取 3 个 H+，在类囊体腔中产生 4 个 H+，每 3 个 H+穿过CF1-CF0ATP 合 酶，生成 1 个 ATP 分子。 7、 光系统、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
39、装配在 PSI、 PS、细胞色素 bf、 CF0-CF1ATP 酶等主要的膜蛋白复合物中。 PSI 和 PS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。 PS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
40、 无抑制作用。 8、氧化磷酸化偶联机制的化学渗透假说的主要论点是什么？ 化学渗透假说主要论点：电子传递链各组分在线粒体内膜中不对称分布，当高能电子沿其传递时，所释放的能量将 H+从基质泵到膜间隙，形成 H+电化学梯度。在这个梯度驱使下， H+穿过 ATP 合成酶回到基质，同时合成 ATP，电化学梯度中蕴藏的能量储存到 ATP 高能磷酸键。 9、试比较光合碳同化三条途径的主要异同点。 1） C3 途径（卡尔文循环）：是靠光反应合成的 ATP 及 NADPH 作能源，推动 CO2 的固定、还原。每循环一次只能固定一个 CO2 分子，循环六次才能把 6 个 CO2 分子同化成一个己糖分子。 2） C
41、4 途径：在叶脉周围有一圈含叶绿体的维管束鞘细胞，其外环列的叶肉细胞，在这两种细胞密切配合下 ， CO2 浓度的高低 对光合速率影响较小 ，对 CO2 净固定，这类植物积累干物质的速度快，为高产型植物。 3） CAM 途径（景天科酸代谢）：肉质植物的叶片，气孔白天关闭，夜间开放。夜间吸收 CO2，在 PEPC（磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶）催化下与 PEP（磷酸烯醇 式丙酮酸）结合，生产草酰乙酸，进一步还原为苹果酸；白天 CO2 从储存的苹果酸中经氧化脱羧释放出来，参与 C3 循环，形成淀粉。 CAM 途径与 C4 途径相似，只是 CO2 固定与光合作用产物的生成，在时间及空间上与 C4 途径不同。
42、 10、为什么说线粒体和叶绿体是半自主性细胞器？ 1) 线粒体和叶绿体都有环状的 DNA ，都拥有合成蛋白质的整套装置； 2)两者的 DNA 都能进行复制，但复制仍受核基因组的控制。 mtDNA 是由核 DNA 编码、在细胞质中合成的。组成叶绿体的各种蛋白质成分是由核 DNA 和叶绿体 DNA 分别编码，只有少部分蛋 白质是由叶绿体 DNA 编码的。 3)线粒体、叶绿体的生长和增殖是受核基因组和其本身的基因组两套遗传系统的共同控制，因而，它们被称为是半自主性的细胞器。 11、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及其实验证据。 内共生起源学说论点： 叶绿体起源于细胞内共生
43、的蓝藻，其祖先是原核生物的蓝细菌（ Cyanobacteria），即蓝藻；线粒体的祖先 -原线粒体是一种革兰氏阴性细菌。 主要论据： 基因组在大小、形态和结构方面与细菌相似； 有自己完整的蛋白质合成系统，能独立合成蛋白质，蛋白质合成机 制有很多类似细菌8 而不同于真核生物。 两层被膜有不同的进化来源，外膜与细胞的内膜系统相似，内膜与细菌质膜相似。 以分裂的方式进行繁殖，与细菌的繁殖方式相同。 能在异源细胞内长期生存，说明线粒体和叶绿体具有的自主性与共生性的特征。 线粒体的祖先很可能来自反硝化副球菌或紫色非硫光合细菌。 发现介于胞内共生蓝藻与叶绿体之间的结构 -蓝小体，其特征在很多方面可作为原始
44、蓝藻向叶绿体演化的佐证。 第七章 细胞质基质与内膜系统 1、细胞质基质的结构组分及其在细胞生命活动中作用的理解。 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。 主要成分：中间代谢有关的数千种酶类、细胞质骨架结构。 主要特点：细胞质基质是一个高度有序的体系；通过弱键而相互作用处于动态平衡的结构体系，细胞骨架纤维贯穿其中。多数中间代谢反应及蛋白质合成与转运、某些蛋白质的修饰和选择性地降解等过程均在细胞质基质中进行。 其作用为： 1）完成各种中间代谢过程，如
45、糖酵解过程、磷酸戊糖途 径、糖醛酸途径等 2）蛋白质的分选与运输 3）与细胞质骨架相关的功能维持细胞形态、细胞运动、胞内物质运输及能量传递等 4）蛋白质的修饰、蛋白质选择性的降解 蛋白质的修饰；控制蛋白质的寿命；降解变性和错误折叠的蛋白质；帮助变性或错误折叠的蛋白质重新折叠，形成正确的分子构象。 2、 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。 3、 试述内
46、质网的主要功能及其质量监控作用。 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，即错误折叠与未折叠蛋白质不能按正常途径从内质网中释放，从而在内质网腔内聚集，引起一系列分子伴侣和折叠酶表达上调，促进蛋白质正确折叠，防止其聚集，从而提高细胞在有害因素下的生存能力（ 2）内质网超负荷反应，细胞除启动未折叠蛋白质应答反应之外，正确折叠的蛋白质在内质网过度蓄积，特别是因膜蛋白在内质网异常堆积也会启动其他促生存的机制来反制内
47、质网压力（ 3）固醇调节级联反应，是由内质网表面合成的胆固醇损耗所致，通过固醇调节元件结合蛋白质介导的信号途径，影响特定基因表达（ 4）如果内质网功能持续紊乱，细胞将最终启动凋亡程序。 4、 试述高尔基体的结构特征及其生理功能。 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。 9 分散高尔基体在结构和生化成分上具有极性，和内质网临近的近核一侧，囊泡弯曲呈凸面 , 称为形成面或顺面；在远核的一侧， 囊泡呈凹
48、面，称为成熟面或反面。从顺面到反面，囊泡膜的厚度逐渐增大。 2) 功能： (1) 形成和包装分泌物； (2) 蛋白质和脂类的糖基化； (3) 蛋白质的加工改造； (4) 细胞内的膜泡运输； (5) 膜的转化。 高尔基复合体在内膜系统中处于中介地位 , 它在对细胞内合成物质的 修饰和改造中具有重作用。许多重要大分子的运输和分泌都要通过高尔基复合体。 5、蛋白质的糖基化的基本类型、特征及生物学意义是什么？ 蛋白质的糖基化在糖基转移酶（ glycosyltransferase）作用下发生在 ER 腔面 1）基本类型： N连接糖基化（ Asn）； O氧连接糖基化（ Ser/Thr） 2）特征： N连接
49、与 O连接的寡糖比较 N-连接 O-连接 合成部位 粗面内质网 粗面内质网或高尔基体 合成方式 来自同一个寡糖前体 一个个单糖加上去 与之结合的 天冬酰胺 丝氨酸、苏氨酸、羟赖氨酸、羟脯氨酸 最终长度 至少 5 个糖残基 一般 1 4 个糖残基，但 ABO 血型抗原较长 第一个糖残基 N 乙酰葡萄糖 N 乙酰半乳糖胺等 3)蛋白质糖基化的特点及其生物学意义 糖蛋白寡糖链的合成与加工都没有模板，靠不同的酶在细胞不同间隔中经历复杂的加工过程才能完成。 糖基化的主要作用是蛋白质在成熟过程中折叠成正确构象和增加蛋白质的稳定性；多羟基糖侧链影响蛋白质的水溶性及蛋白质所带电荷的性质。对多数分选的蛋白质来说，糖基化并非作为蛋白质的分选信号。 进化上的意义：寡糖链具有 一定的刚性，从而限制了其它大分子接近细胞表面的膜蛋白，这就可能使真核细胞的祖先具有一个保护性的外被，同时又不象细胞壁那样限制细胞的形状与运动。 6. 溶酶体是怎样发生的？它有哪些基本功能？ 1）初级溶酶体由高尔基
