细胞生物学课后答案.docx
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细胞生物学课后答案
序号
题目与答案
章节
1.
细胞生物学的研究内容有哪几个方面、包含哪几个层次？
细胞生物学CellBiology是研究细胞结构、功能及生活史的一门科学。
可分为三个层次，即：
显微水平、超微水平和分子水平。
01
2.
简述细胞学说的主要内容
①. 有机体是由细胞构成的；
②. 细胞是构成有机体的基本单位；
③. 新细胞来源于已存在细胞的分裂。
01
3.
举例说明细胞生物学与其他学科（如：
医学或农业）的关系
没有参考答案，请大家任选一个方面，提供一些例证说明。
01
4.
如何提高光学显微镜的分辨能力?
①. 增大镜口率；
②. 使用波长较短的光线；
③. 增大介质折射率。
02
5.
荧光显微镜和普通显微镜有什么主要区别
①. 照明方式通常为落射式，即光源通过物镜投射于样品上；
②. 光源为紫外光，波长较短，分辨力高于普通显微镜；
③. 有两个特殊的滤光片，光源前的用以滤除可见光，目镜和物镜之间的用于滤除紫外线，用以保护人目。
02
6.
什么是电镜负染技术
就是用重金属盐如磷钨酸或醋酸双氧铀对铺展在载网上的样品进行染色；吸去染料，样品干燥后，样品凹陷处铺了一薄层重金属盐，而凸的出地方则没有染料沉积，从而出现负染效果。
02
7.
什么是电镜冰冻蚀刻（freeze-etching）技术
亦称冰冻断裂（freeze-fracture）。
标本置于干冰或液氮中，进行冰冻。
然后用冷刀骤然将标本断开，升温后，冰在真空条件下迅即升华，暴露出了断裂面的结构。
冰升华暴露出标本内部结构的步骤称为蚀刻（etching）。
蚀刻后，再向断裂面上喷涂一层蒸汽碳和铂。
然后将组织溶掉，把金属薄膜剥下来，此膜即为复膜（replica）。
复膜显示出了标本蚀刻面的形态，可置于电镜下观察。
电镜下的影像即代表标本中细胞断裂面处的结构。
02
8.
原核生物有什么主要特征？
①. 没有核膜，遗传物质集中在一个没有明确界限的低电子密度区，称为拟核。
②. DNA为单个裸露的环状分子，通常没有结合蛋白；
③. 没有恒定的内膜系统；
④. 核糖体为70S型。
03
9.
病毒（Virus）基本特征有哪些？
①. 个体微小，可通除滤菌器，大多数病毒必须用电镜才能看见；
②. 仅具有一种类型的核酸，DNA或RNA；
③. 专营细胞内寄生生活。
03
10.
什么是蛋白质感染因子（prion）？
是一种变异的蛋白质，可引起同类蛋白质发生构象改变，从而使变异蛋白数量增多，在细胞中积累，引起细胞病变，所以也叫朊病毒。
羊瘙痒病、疯牛病都是由蛋白质感染因子引起的。
03
11.
生物膜的基本结构特征是什么？
①. 磷脂分子以疏水尾部相对，极性头部朝外，形成磷脂双分子层，组成生物膜的基本骨架。
②. 蛋白分子以不同的方式镶嵌在脂双层分子中或结合在其表面，蛋白具有方向性和分布的不对称性。
③. 生物膜具有流动性。
04
12.
简述质膜的主要功能
①. 为细胞的生命活动提供相对稳定的内环境；
②. 选择性的物质运输，包括代谢底物的输入与代谢产物的排出；
③. 提供细胞识别位点，并完成细胞内外信息的跨膜传递；
④. 为多种酶提供结合位点，使酶促反应高效而有序地进行；
⑤. 介导细胞与细胞、细胞与基质之间的连接；
⑥. 参与形成具有不同功能的细胞表面特化结构。
04
13.
什么是膜的整合蛋白？
整合蛋白可能全为跨膜蛋白（tansmembraneproteins），为两性分子，疏水部分位于脂双层内部，亲水部分位于脂双层外部。
由于存在疏水结构域，整合蛋白与膜的结合非常紧密，只有用去垢剂（detergent）才能从膜上洗涤下来，如离子型去垢剂SDS，非离子型去垢剂Triton-X100。
04
14.
简单扩散有什么特点？
① 沿浓度梯度（电化学梯度）方向扩散（由高到低）；
② 不需能量；
③ 没有膜蛋白协助
05
15.
协助扩散有什么特点
① 比自由扩散转运速率高；
② 存在最大转运速率；在一定限度内运输速率同物质浓度成正比。
如超过一定限度，浓度再增加，运输也不再增加。
因膜上载体蛋白的结合位点已达饱和；
③ 有特异性，即与特定溶质结合。
④ 载体有离子载体和通道蛋白两种类型。
05
16.
主动运输的能量来源有哪些途径？
① 协同运输中的离子梯度动力；
② ATP驱动的泵通过水解ATP获得能量；
③ 光驱动的泵利用光能运输物质，见于细菌。
05
17.
质子泵由哪三种类型？
①. P-type：
载体蛋白利用ATP使自身磷酸化（phosphorylation），发生构象的改变来转移质子或其它离子，如植物细胞膜上的H+泵、动物细胞的Na+-K+泵、Ca2+离子泵，H+-K+ATP酶（位于胃表皮细胞，分泌胃酸）；
②. V-type：
位于小泡（vacuole）的膜上，由许多亚基构成，水解ATP产生能量，但不发生自磷酸化，位于溶酶体膜、动物细胞的内吞体、高尔基体的囊泡膜、植物液泡膜上；
③. F-type：
是由许多亚基构成的管状结构，H＋沿浓度梯度运动，所释放的能量与ATP合成耦联起来，所以也叫ATP合酶（ATPsynthase）。
位于细菌质膜，线粒体内膜和叶绿体的类囊体膜上。
05
18.
蛋白质上主要由哪两类分选信号？
①. 信号序列（signalsequence）：
是存在于蛋白质一级结构上的线性序列，通常15-60个氨基酸残基，有些信号序列在完成蛋白质的定向转移后被信号肽酶（signalpeptidase）切除.
②. 信号斑（signalpatch）：
存在于完成折叠的蛋白质中，构成信号斑的信号序列之间可以不相邻，折叠在一起构成蛋白质分选的信号。
06
19.
细胞内蛋白质的分选运输途径主要有那些？
①. 门控运输（gatedtransport）：
如核孔可以选择性的运输大分子物质和RNP复合体，并且允许小分子物质自由进出细胞核。
②. 跨膜运输（transmembranetransport）：
蛋白质通过跨膜通道进入目的地。
如细胞质中合成的蛋白质在信号序列的引导下，通过线粒体上的转位因子，以解折叠的线性分子进入线粒体。
③. 膜泡运输（vesiculartransport）：
蛋白质被选择性地包装成运输小泡，定向转运到靶细胞器。
如内质网向高尔基体的物质运输、高尔基体分泌形成溶酶体、细胞摄入某些营养物质或激素，都属于这种运输方式。
06
20.
细胞的外排主要由哪两类途径？
① 组成型的外排途径（constitutiveexocytosispathway）：
所有真核细胞都有从高尔基体TGN区分泌囊泡向质膜运输的过程，其作用在于更新膜蛋白和膜脂、形成质膜外周蛋白、细胞外基质、或作为营养成分和信号分子。
组成型的外排途径通过defaultpathway完成蛋白质的转运过程。
在粗面内质网中合成的蛋白质除了某些有特殊标志的蛋白驻留在ER或高尔基体中或选择性地进入溶酶体和调节性分泌泡外，其余的蛋白均沿着粗面内质网→高尔基体→分泌泡→细胞表面这一途径完成其转运过程。
② 调节型外排途径（regulatedexocytosispathway）：
分泌细胞产生的分泌物（如激素、粘液或消化酶）储存在分泌泡内，当细胞在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。
调节型的外排途径存在于特化的分泌细胞。
其蛋白分选信号存在于蛋白本身，由高尔基体TGN上特殊的受体选择性地包装为运输小泡。
06
21.
那些蛋白质需要在内质网上合成？
① 向细胞外分泌的蛋白、如抗体、激素；
② 膜蛋白，并且决定膜蛋白在膜中的排列方式；
③ 需要与其它细胞组合严格分开的酶，如溶酶体的各种水解酶；
④ 需要进行修饰的蛋白，如糖蛋白；
06
22.
高尔基体具有那三个功能区隔？
① 高尔基体顺面的网络结构（cisGolginetwork，CGN），是高尔基体的入口区域，接受由内质网合成的物质并分类后转入中间膜囊。
② 高尔基体中间膜囊（medialGdgi），多数糖基修饰，糖脂的形成以及与高尔基体有关的糖合成均发生此处。
③ 高尔基体反面的网络结构（transGolginetwork，TGN），由反面一侧的囊泡和网管组成，是高尔基体的出口区域，功能是参与蛋白质的分类与包装，最后输出。
06
23.
简述溶酶体的功能
①. 细胞内消化：
在高等动物细胞中，一些大分子物质通过内吞作用进入细胞，如内吞低密脂蛋白获得胆固醇；在单细胞真核生物中，溶酶体的消化作用就更为重要了。
②. 细胞凋亡：
溶酶体可清除，凋亡细胞形成的凋亡小体
③. 自体吞噬：
清除细胞中无用的生物大分子，衰老的细胞器等。
④. 防御作用：
如巨噬细胞可吞入病原体，在溶酶体中将病原体杀死和降解。
⑤. 参与分泌过程的调节，如将甲状腺球蛋白降解成有活性的甲状腺素。
⑥. 形成精子的顶体。
06
24.
简述溶酶体的形成过程
内质网上核糖体合成溶酶体蛋白→进入内质网腔进行N-连接的糖基化修饰→进入高尔基体Cis面膜囊→磷酸转移酶识别溶酶体水解酶的信号斑→将N-乙酰葡糖胺磷酸转移在1~2个甘露糖残基上→在中间膜囊切去N-乙酰葡糖胺形成M6P配体→与trans膜囊上的受体结合→选择性地包装成初级溶酶体。
06
25.
如何研究线粒体的蛋白质合成？
利用3H标记氨基酸培养细胞，用氯霉素和放线菌酮分别抑制线粒体和细胞质蛋白质合成，检测标记蛋白出现在哪些部位。
07
26.
为什么说线粒体的行为类似于细菌？
①. 具有自己的DNA和转录翻译体系。
②. DNA分子为环形。
③. 核糖体为70S型。
④. 蛋白质合成的起始氨基酸是N-甲酰甲硫氨酸。
⑤. RNA聚合酶对溴化乙锭敏感，但对放线菌素不敏感。
⑥. 蛋白质合成可被氯霉素抑制。
07
27.
简述线粒体的结构
①. 外膜（outmembrane）：
具有孔蛋白（porin）构成的亲水通道，通透性高。
标志酶为单胺氧化酶。
②. 内膜（innermembrane）：
心磷脂含量高、缺乏胆固醇，通透性很低，标志酶为细胞色素氧化酶。
线粒体氧化磷酸化的电子传递链位于内膜，内膜向线粒体基质褶入形成嵴，能显著扩大内膜表面积。
③. 膜间隙（intermembranespace）：
是内外膜之间的腔隙，标志酶为腺苷酸激酶。
④. 基质（matrix）：
为内膜和嵴包围的空间。
催化三羧酸循环，脂肪酸和丙酮酸氧化的酶类均位于基质中，其标志酶为苹果酸脱氢酶。
此外基质还具有一套完整的转录和翻译体系。
07
28.
什么是解偶联剂（uncoupler）？
解偶联剂使氧化和磷酸化脱偶联，氧化仍可以进行，而磷酸化不能进行，解偶联剂为离子载体或通道，能增大线粒体内膜对H+的通透性，消除H+梯度，因而无ATP生成，使氧化释放出来的能量全部以热的形式散发。
如质子载体2,4-二硝基酚（DNP）。
07
29.
什么是集光复合体（lightharvestingcomplex）？
由大约200个叶绿素分子和一些肽链构成。
大部分色素分子起捕获光能的作用，并将光能以诱导共振方式传递到反应中心色素。
因此这些色素被称为天线色素。
叶绿体中全部叶绿素b和大部分叶绿素a都是天线色素。
另外类胡萝卜素和叶黄素分子也起捕获光能的作用，叫做辅助色素。
07
30.
什么是细胞的化学通讯，有哪些类型
是间接的细胞通讯，指细胞分泌一些化学物质（如激素）至细胞外，作为信号分子作用于靶细胞，调节其功能。
根据化学信号分子可以作用的距离范围，可分为以下4类：
①. 内分泌（endocrine）：
内分泌细胞分泌的激素随血液循环输至全身，作用于靶细胞。
其特点是：
①低浓度，仅为10-8-10-12M；②全身性，随血液流经全身，但只能与特定的受体结合而发挥作用；③长时效，激素产生后经过漫长的运送过程才起作用，而且血流中微量的激素就足以维持长久的作用。
②. 旁分泌（paracrine）：
细胞分泌的信号分子通过扩散作用于邻近的细胞。
包括：
①各类细胞因子（如表皮生长因子）；②气体信号分子（如：
NO）
③. 突触信号发放：
神经递质（如乙酰胆碱）由突触前膜释放，经突触间隙扩散到突触后膜，作用于特定的靶细胞。
④. 自分泌（autocrine）：
与上述三类不同的是，信号发放细胞和靶细胞为同类或同一细胞，常见于癌变细胞。
如：
大肠癌细胞可自分泌产生胃泌素，介导调节c-myc、c-fos和rasp21等癌基因表达，从而促进癌细胞的增殖
08
31.
简述磷脂酰肌醇信号途径中蛋白激酶C的活化过程？
在未受到刺激的细胞中，PKC以非活性形式分布于细胞溶质中，当细胞接受外界信号时，PIP2水解，质膜上DG瞬间积累，由于细胞溶质中Ca2+浓度升高，导致细胞溶质中PKC转位到质膜内表面，被DG活化，进而使不同类型的细胞中的不同底物蛋白的丝氨酸和苏氨酸残基磷酸化。
08
32.
简述cAMP信号途径中蛋白激酶A的活化过程？
蛋白激酶A（ProteinKinaseA，PKA）由两个催化亚基和两个调节亚基组成，在没有cAMP时，以钝化复合体形式存在。
cAMP与调节亚基结合，改变调节亚基构象，使调节亚基和催化亚基解离，释放出催化亚基。
活化的蛋白激酶A催化亚基可使细胞内某些蛋白的丝氨酸或苏氨酸残基磷酸化，于是改变这些蛋白的活性，进一步影响到相关基因的表达。
08
33.
简述细胞通信的作用
①. 调节代谢，通过对代谢相关酶活性的调节，控制细胞的物质和能量代谢；
②. 实现细胞功能，如肌肉的收缩和舒张，腺体分泌物的释放；
③. 调节细胞周期，使DNA复制相关的基因表达，细胞进入分裂和增殖阶段；
④. 控制细胞分化，使基因有选择性地表达，细胞不可逆地分化为有特定功能的成熟细胞；
⑤. 影响细胞的存活。
08
34.
细胞通过哪些途径使受体失活，对刺激产生适应？
①修饰或改变受体，如磷酸化，使受体与下游蛋白隔离，即受体失活（receptorinactivation）。
②暂时将受体移到细胞内部，即受体隐蔽（receptorsequestration）
③通过内吞作用，将受体转移到溶酶体中降解，即受体下行调节（receptordown-regulation）
08
35.
G蛋白耦联型受体有什么特点和作用？
G蛋白耦联型受体为7次跨膜蛋白，受体胞外结构域识别胞外信号分子并与之结合，胞内结构域与G蛋白耦联。
通过与G蛋白耦联，调节相关酶活性，在细胞内产生第二信使，从而将胞外信号跨膜传递到胞内。
G蛋白耦联型受体包括多种神经递质、肽类激素和趋化因子的受体，在味觉、视觉和嗅觉中接受外源理化因素的受体亦属G蛋白耦联型受体。
08
36.
什么是酶偶联型受体？
酶偶联型受体（enzymelinkedreceptor）可分为两类：
其一是本身具有激酶活性，如肽类生长因子（EGF等）的受体；其二是本身没有酶活性，但可以连接胞质酪氨酸激酶，如细胞因子受体超家族。
这类受体的共同点是：
①通常为单次跨膜蛋白；②接受配体后发生二聚化而激活，起动其下游信号转导。
08
37.
简述NO的作用机理
血管内皮细胞接受乙酰胆碱，引起胞内Ca2+浓度升高，激活胞内一氧化氮合酶，细胞释放NO，NO扩散进入平滑肌细胞，与胞质鸟苷酸环化酶（GTP-cyclase，GC）活性中心的Fe2＋结合，改变酶的构象，导致酶活性的增强和cGMP合成增多。
cGMP可降低血管平滑肌中的Ca2+离子浓度。
引起血管平滑肌的舒张，血管扩张、血流通畅。
08
38.
用细胞松弛素B处理分裂期的动物细胞将会产生什么现象？
为什么？
动物细胞的胞质分裂通过胞质收缩环的收缩实现，收缩环由大量平行排列的肌动蛋白及其动力结合蛋白组成，细胞松弛素B特异性的破坏微丝的结构，抑制胞质分裂，因此形成双核细胞。
09
39.
细胞骨架由哪三类成分组成，各有什么主要功能？
细胞骨架由微丝（microfilament）、微管（microtubule）和中间纤维（intemediatefilament）构成。
微丝确定细胞表面特征、使细胞能够运动和收缩。
微管确定膜性细胞器（membrane-enclosedorganelle）的位置、帮助染色体分离和作为膜泡运输的导轨。
中间纤维使细胞具有张力和抗剪切力。
09
40.
细胞内主要由哪三类马达蛋白？
①. 肌球蛋白（myosin），能向微丝的（+）极运动；
②. 驱动蛋白（kinesin），能向着微管（+）极运动；
③. 动力蛋白（dynein），能向着微管（-）极运动；
09
41.
从组装过程解释中间纤维没有极性的现象
①两个单体形成两股超螺旋二聚体；
②两个二聚体反向平行组装成四聚体，三个四聚体长向连成原丝；
③两个原丝组成原纤维；
④4根原纤维组成中间纤维。
由于IF是由反向平行的α螺旋组成的，所以和微丝微蛋不同的是，它没有极性。
09
42.
为什么用秋水仙素处理培养的细胞，可以增加中期细胞的比例？
秋水仙素（colchicine）结合的微管蛋白可加合到微管上，但阻止其他微管蛋白单体继续添加，从而破坏纺锤体结构，导致染色体不能分开，因此中期细胞的比例增加。
09
43.
为什么维生素C缺乏会引起坏血症？
VC是脯氨酰-4羟化酶及脯氨酰-3羟化酶的辅助因子，VC缺乏导致胶原的羟化反应不能充分进行，使胶原分子间不能交联形成正常的胶原原纤维。
因而，膳食中缺乏维生素C可导致血管、肌腱、皮肤变脆，易出血，称为坏血病。
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44.
简述细胞外基质的生物学作用
①. 影响细胞的存活与死亡
②. 决定细胞的形状
③. 调节细胞的增殖
④. 控制细胞的分化
⑤. 参与细胞的迁移
10
45.
什么是紧密连接？
紧密连接（tightjunction）又称封闭小带（zonulaoccludens），存在于脊椎动物的上皮细胞间，是封闭连接的主要形式。
相邻细胞之间的质膜紧密结合，没有缝隙，能防止溶液中的分子沿细胞间隙渗入体内，从而保证了机体内环境的相对稳定。
11
46.
桥粒和粘合带处的细胞粘附分子属于哪一种类型，各连接那一类细胞骨架？
桥粒和粘合带处的细胞粘附分子均属于钙粘素。
桥粒与细胞内的中间纤维连接，粘合带与细胞内的肌动蛋白纤维连接。
11
47.
细胞粘附分子间的作用机制有哪三种方式？
①. 两相邻细胞表面的同种CAM分子间的相互识别与结合（亲同性粘附）；
②. 两相邻细胞表面的不同种CAM分子间的相互识别与结合（亲异性粘附）；
③. 两相邻细胞表面的相同CAM分子借细胞外的多价连接分子而相互识别与结合。
11
48.
细胞核有什么功能，由哪几部分构成？
细胞核的主要功能有两个方面：
①遗传、②发育。
细胞核的主要结构包括：
①核被膜、②核仁、③核基质、④染色质、⑤核纤层等5部分。
12
49.
简述核小体结构模型
①. 每个核小体单位包括200bp左右的DNA和一个组蛋白八聚体及一个分子的组蛋白H1。
②. 组蛋白八聚体构成核小体的核心颗粒，由H2A、H2B、H3、H4各两分子形成。
③. DNA分子以左手螺旋缠绕在核心颗粒表面。
④. 相邻核心颗粒之间为一段连接线DNA，连结线上有组蛋白H1和非组蛋白。
12
50.
异染色质有什么特点？
①. 在间期核中处于凝缩状态，无转录活性。
②. 是遗传惰性区，含永不表达的基因。
③. 复制时间晚于其它区域，在细胞周期中表现为晚复制，早凝缩，即异固缩现象（heteropycnosis）。
12
51.
多线染色体主要有什么特点
① 体积巨大，这是由于核内有丝分裂的结果，即染色体多次复制而不分离。
② 多线性，每条多线染色体由500~4000条解旋的染色体合并在一起形成。
③ 体细胞联会，同源染色体紧密配对，并合并成一个染色体。
④ 横带纹，染色后呈现出明暗相间的带纹。
⑤ 具有膨突和环，是基因活跃转录的区域。
12
52.
什么是核型（karyotype）？
核型是细胞分裂中期染色体特征的总和，包括染色体的数目、大小和形态特征等方面。
12
53.
细胞周期可分为哪4个期？
① G1期（gap1）：
指从有丝分裂完成到期DNA复制之前的间隙时间；
② S期（synthesisphase）：
指DNA复制的时期，只有在这一时期H3-TDR才能掺入新合成的DNA中；
③ G2期（gap2）：
指DNA复制完成到有丝分裂开始之前的一段时间；
④ M期又称D期（mitosisordivision）：
细胞分裂开始到结束。
13
54.
说明减数分裂（Meiosis）的遗传学意义
减数分裂的特点是DNA复制一次，而细胞连续分裂两次，形成单倍体的精子和卵子，通过受精作用又恢复二倍体，减数分裂过程中同染色体间发生交换和重组，使配子的遗传多样化，增加了后代的适应性，因此减数分裂不仅是保证生物种染色体数目稳定的机制，同且也是物种适应环境变化不断进化的机制。
13
55.
让M期的细胞与间期的细胞融合，诱导间期细胞产生PCC，请描述各时期PCC的形态及形成原因。
① G1期PCC为单线状，因DNA未复制。
② S期PCC为粉末状，这与DNA由多个部位开始复制有关。
③ G2期PCC为双线染色体，说明DNA复制已完成。
13
56.
举出两种以上人工细胞同步化的方法，并说明优缺点。
（任意2种方法）
①. 有丝分裂选择法：
有丝分裂细胞与培养皿的附着性低，振荡脱离器壁收集。
优点：
操作简单，同步化程度高，细胞不受药物伤害。
缺点：
获得的细胞数量较少。
（分裂细胞约占1%～2%）
②. 细胞沉降分离法：
不同时期的细胞体积不同，可用离心的方法分离。
优点：
可用于任何悬浮培养的细胞。
缺点：
同步化程度较低。
③. DNA合成阻断法：
选用DNA合成的抑制剂，可逆地抑制DNA合成。
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