细胞生物学期末复习题

细胞生物学期末复习题

名词解释

1.细胞学说：生物科学的重要学说之一，包括三个基本内容：所有生命体均由

单个或多个细胞组成；细胞是生命的结构基础和功能单位；细胞只能由原有细胞分裂产生。

2.主动运输：一种需要消耗能量的物质跨膜运输过程。被运输底物与跨膜载体

蛋白结合，通过载体蛋白构象改变，从而将底物逆着电化学梯度转运到膜的另一侧。

3.细胞内区室化：细胞内具有发达的膜相结构，将细胞质区分为不同的隔室，

细胞内区室化是真核细胞结构和功能的基本特征之一。细胞内被膜区分为3类结构：细胞质基质、细胞内膜系统和其他由膜包被的各种细胞器。

4.泛素：真核细胞中高度保守的小分子蛋白，与要降解的蛋白质的赖氨酸残基

共价连接，指导蛋白质在蛋白酶体中进行降解。

5.信号肽：蛋白质一级结构上的线性序列，位于N端。通常16-26个氨基酸残

基，其中包括疏水核心区，信号肽的C端和N端3部分。指导分泌性蛋白转移到粗面内质网上合成。有些在蛋白质的定向转移后被信号肽酶切除。通常无特异性。无共同的信号序列。

6.肿瘤干细胞:肿瘤组织中存在数量稀少的癌细胞，在肿瘤形成过程中充当干

细胞的角色，具有自我更新、增殖和分化的潜能，虽然数量少，却在肿瘤的发生、发展、复发和转移中起着重要作用，由于其众多性质与干细胞相似，所以这些细胞被称为肿瘤干细胞。

7.细胞全能性：指细胞经分裂和分化后仍具有形成完整有机体的潜能或特性。

8.细胞凋亡：一种有序的或程序性的细胞死亡方式，是细胞接受某些特定信号

刺激后进行的正常生理应答反应。该过程具有典型的形态学和生化特征，凋亡细胞最后以凋亡小体被吞噬消化。

9.反面高尔基体网状结构：处于高尔基体反面的管网状结构，主要功能是负责

对蛋白质进行分选，并定向将蛋白质转运到细胞内或细胞外的最终位置。

10.细胞连接：在细胞质膜的特化区域，通过膜蛋白、细胞支架蛋白或者胞外基

质形成的细胞与细胞之间，或者细胞与胞外基质间的连接结构。

11.分辨率：显微镜能区分开两个质点间的最小距离，公式为D=0.61λ／

［Nsin(α/2)］，其中D是样品中可以被分辨开来的两质点间的最小距离，λ是照射光的波长，N是介质的折射率，α代表透镜的镜口角，与透镜孔径大小直

接相关。

12.糙面内质网：附着有核糖体的内质网。糙面内质网由许多扁平膜囊组成，主

要功能包括合成分泌性蛋白、溶酶体蛋白、膜整合蛋白以及膜脂分子。

13.受体:任何能与特定信号分子（配体）结合的膜蛋白分子，通常导致细胞摄

取反应或细胞信号转导。

14.核小体：由DNA和组蛋白形成的染色质基本结构单位。每个核小体由147bp

的DNA缠绕组蛋白八聚体近两圈形成。核小体核心颗粒之间通过60bp左右的连接DNA相连。

15.多核糖体：由多个甚至几十个核糖体串联在一条mRNA分子上进行肽链合成

的核糖体与mRNA的聚合体。

16.被动运输：物质通过与特异性膜蛋白的相互作用，从高浓度向低浓度的跨膜

转运形式。又叫协助扩散。

17.癌基因：通常表示原癌基因（proto oncogene）的突变体，这些基因编码的蛋

白使细胞的生长失去控制，并转变成癌细胞，故称癌基因。

18.细胞分化：细胞在形态、结构和功能上产生稳定性差异的过程。

19.蛋白酶体：在细胞质基质中降解被泛素标记蛋白质的大分子蛋白复合体。

20.表观遗传：与核苷酸序列无关的调节基因表达的可遗传控制机制。

问答题

61.当前细胞生物学的研究内容可归纳为哪几个方面？

答:大致可以分为以下10个方面：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。

62.细胞质膜的基本特征是什么？这些特征与它的生理功能有什么联系？

答：细胞质膜即细胞膜，是包被在细胞质外层的一层薄膜，主要由蛋白质和脂质组成。细胞质膜的主要特性是不对称性和流动性。

①不对称性：膜脂的分布是不对称的，膜蛋白的分布是不对称的。

②流动性：脂质双分子层是质膜的主要骨架，它既具有液态分子的流动性，也有固态分子的有序性。在相变温度以上是为液态，以下为晶态。膜结构体系的基本作用是为细胞提供保护。质膜将整个细胞生命活动保护起来，并进行选择性的物质交换。核膜将遗传物质保护起来，使细胞核的活动更加有效；线粒体和叶绿体的膜将细胞的能量发生同其他的生化反应隔离开来，更好地进行能量转换。膜结构体系为细胞提供较多的质膜表面，使细胞内部结构区

室化。由于大多数酶定位在膜上，大多数生化反应也都是在膜表面进行的，膜表面积的扩大和区室化使这些反应有了相应的隔离，效率更高。另外。膜结构体系为细胞内的物质运输提供了特殊的运输通道，保证了各种功能蛋白及时准确地到位而又互不干扰。

63.比较线粒体的氧化磷酸化和叶绿体的光合磷酸化的异同点。

答：相同点：①都是通过ATP合成酶把ADP磷酸化为ATP;

②ATP的形成都是由H+移动所驱动的；

③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；

④在光合磷酸化和氧化磷酸化中都需要完整的膜；

⑤ATP合成机制相同，都把电子传递释放的能量转换成ATP中的化学能，ATP合成酶使电子传递过程中所形成的质子梯度与磷酸化过程偶联在一起。

不同点：①氧化磷酸化发生在线粒体内膜上，光合磷酸化发生在叶绿体的类囊体膜上；

②氧化磷酸化为2对H+泵到膜间隙，2个H+3次穿过ATP合成酶形成1分子ATP。光合磷酸化是3对H+泵到基质中，3个H+2次穿过ATP合成酶形成1分子ATP；

③需要的条件不同：氧化磷酸化不需要光，光合磷酸化需要光；

④氧化磷酸化是电子从NADH和FADH2经过电子传递链传给氧形成水，这个过程偶联着ADP磷酸化生成ATP。光合磷酸化是在光的作用下，电子传递和光合磷酸化偶联着ATP的生成；

⑤氧化磷酸化的能量来自质子动力势，光合磷酸化的能量来自光；

⑥氧化磷酸化利用氧气氧化【H】生成了水，而光合磷酸化正好相反，利用光能分解水生成了氧气和【H】；

⑦氧化磷酸化和光合磷酸化所使用的电子传递链和辅酶不同。

64.过氧化物酶体与溶酶体有哪些区别？为什么说过氧化物酶体是异质性的细胞器？

答：⑴区别：①形态大小：溶酶体多呈球形，直径0.2-0.5um，无酶晶体。过氧化物酶体呈球形，哺乳动物细胞中直径多在0.15-0.25um，内常有酶的晶体；

②酶种类：溶酶体含有酸性水解酶，过氧化物酶体含有氧化酶类；

③pH：溶酶体为5.0左右，过氧化物酶体为7.0左右；

④是否需要氧气：溶酶体不需要，过氧化物酶体需要；

⑤功能：溶酶体有细胞内的消化作用，过氧化物酶体有多种功能；

⑥发生：溶酶体酶在糙面内质网合成，经高尔基体出芽形成。过氧化物酶体酶在细胞质基质中合成，经组装与分裂形成；

⑦识别的标志酶：溶酶体为酸性水解酶，过氧化物酶体为过氧化氢酶。

⑵异质性：在不同生物细胞中以及单细胞生物的不同个体中，所含酶的种类及其行使的功能都有所不同，因此说过氧化物酶体是异质性的细胞器。

65.细胞表面受体至少包括哪几类？

答：细胞表面受体至少包括3类：①离子通道偶联受体；②G蛋白偶联受体；③酶联受体。

66.信号转导系统的主要特性有哪些？

答：①特异性：“结合”特异性，“效应器”特异性，饱和性和可逆性；

②放大效应：效应器蛋白（酶或离子通道蛋白）引发级联反应；

③网络化与反馈调节机制：信号网络化效应有利于克服分子间相互作用的随机性对细胞生命活动的负面干扰，正反馈和负反馈环路对于及时校正反应的速率和强度是最基本的调控机

制；

④整合作用：细胞必须整合不同的信息，对细胞外信号分子的特异性组合作出程序性反应，甚至作出生死抉择，这样才能维持生命活动的有序性。

67.请比较病毒与细胞的区别并简述二者相互关系。

答：病毒与细胞的主要区别是：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进行增殖。

相互关系是：病毒是非细胞形态的生命体，其生命活动只能在细胞内实现。在生物的起源过程中，目前大多数人认为病毒是由细胞或细胞组分演化来的。并且病毒的起源不可能先于细胞。

68.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。

答：①P型离子泵在转移离子过程中，至少有一个a催化亚基发生磷酸化和去磷酸化反应。从而改变转运泵的构象，实现离子的跨膜转运。负责Na+，K+，H+和Ca2+跨膜梯度的形成和维持。

②V型质子泵广泛存在于动物细胞的胞内体膜和某些肾小管细胞的质膜以及植物酵母及其他真菌细胞的液泡膜上。利用ATP水解功能，从细胞质基质中逆H+电化学梯度将H+泵入细胞器，以维持细胞质基质pH中性和细胞器内的pH酸性。

③F型质子泵存在于细菌质膜、线粒体内膜和叶绿体的类囊体膜上。F型质子泵也称为H+～ATP合成酶。

④ABC超家族也叫ABC转运蛋白，该家族含有几百种不同的转运蛋白，广泛分布于从细菌到人类各种生物中，是最大的一类转运蛋白。每种ABC转运蛋白对于底物或底物的基因具有特异性。

因此可以看出P型离子泵是转运离子的，并且转运泵水解ATP使自身形成了磷酸化的中间体。V型质子泵和F型质子泵均只转运质子，且在转运H+的过程中不形成磷酸化的中间体。ABC超家族是最大的一类转运蛋白，一旦ATP分子与ABC转运蛋白结合，将引起转运蛋白的构象改变，并且ABC转运蛋白对底物及底物的基因有特异性。另外，它们存在的部位及其具体功能也不同。

69.简述内质网的主要功能及其质量监控作用。

答：内质网是细胞内蛋白质与脂质合成的基地，几乎全部的脂质和多种重要的蛋白质都是在内质网上合成的。主要功能有：①蛋白质的合成是糙面内质网的主要功能；②光面内质网是脂质合成的重要场所；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，肌质网对Ca2+的调节作用。

质量监控作用：不能正确折叠的畸形肽链或未组装成寡聚体的蛋白质亚基，不论在内质网膜上还是在内质网腔中，一般都不能进入高尔基体，这类多肽一旦被识别，便通过Sec61p 复合体从内质网腔转至细胞质基质，进而通过泛素依赖性降解途径被蛋白酶体所降解。他们的半寿期为20～30分钟，有些只有5分钟。由此可见内质网是蛋白质分泌转运途径中行使质量监控的重要场所。

70.简述细胞内膜泡运输的类型及其各自主要功能。

答:①膜泡运输是蛋白质分选的一种特有方式，普遍存在于真核细胞中。在细胞分泌与胞吞过程中，以膜泡运输方式介导蛋白质分选途径形成细胞内复杂的膜流。这种膜流具有高度组织性，方向性并维持动态平衡。在细胞的膜泡运输中，糙面内质网相当于重要的物质供应站，

而高尔基体是重要的枢纽和集散中心。很多蛋白质分子的表面可能含有多种介导转移与分选的信号。转运膜泡形成或出芽主要发生在膜的特异部位，即蛋白信号与受体结合的部位。②类型有COPII包被膜泡，COPI包被膜泡和网格蛋白/接头蛋白膜泡。③COPII包被膜泡介导细胞内顺向运输，负责从内质网到高尔基体的物质运输，COPI包被膜泡介导细胞内膜泡逆向运输，负责从高尔基体反面膜囊到高尔基体顺面膜囊以及从高尔基体顺面网状区到内质网的膜泡转运。COPI也能保证逃逸蛋白被内质网回收（COPI膜泡上有KDEL受体）；网格蛋白介导几种蛋白质分选途径，包括从高尔基体TGN向胞内体或向溶酶体，黑色素体，血小板囊泡和植物细胞液泡的运输。

71.马达蛋白可以分为哪几类？

答：马达蛋白分为沿微丝运动的肌球蛋白，沿微管运动的驱动蛋白和动力蛋白。

72.细胞通过什么机制将染色体排列在赤道板上？

答：目前存在两种假说：牵拉假说和外推假说。

①牵拉假说认为染色体向赤道板方向运动是由于动粒微管牵拉的结果，动粒微管越长，拉力越大。当来自两极的动粒微管拉力相等时，染色体即被稳定在赤道面上。

②外推假说认为染色体向赤道方向运动是由于星体的排斥力将染色体外推的结果。染色体距离中心体越近，星体对染色体的外推力越强，当来自两极的外推力达到平衡后，染色体即被稳定在赤道面上。

73.概述核仁的结构及其功能。

答：结构：核仁由纤维中心（FC）、致密纤维组分(DFC)、颗粒组分(GC)三大部分组成。核仁组成成分包括rRNA,rDNA和核糖核蛋白。核仁是rRNA基因存储,rRNA合成加工以及核糖体亚单位的装配场所。核仁的大小、形状随生物的种类、细胞类型和细胞代谢状态而变化。蛋白质合成旺盛、活跃生长的细胞的核仁大，不具备蛋白质合成能力的细胞、休眠的植物细胞，其核仁很小。

功能有：①RNA基因的转录；②RNA前体的加工成熟；③核糖体亚单位的组装；④mRNA 的输出与降解。

74.自然界中最小、最简单的细胞存在形式是什么？试从理论与事实两个方面分析为什么其是最小的最简单的细胞。

答：支原体。从理论上讲，一个细胞生存和增殖必须具备的结构装置和机能是:细胞膜，RNA 和DNA，一定数量的核糖体以及催化主要酶促反应所需要的酶。从保证一个细胞生命活动运转所必须的条件看，维持细胞基本生存的基因应该在200-300个，这些基因产物进行酶促反应所必须占有的空间直径约为50nm,加上核糖体、细胞膜与核酸等，我们可以推算出一个细胞体积的最小极限直径为140-200nm。从事实上来看，我们发现的最小支原体细胞的直径已接近这个极限，因此，比支原体更小更简单的结构似乎不可能满足生命活动的基本要求，也就是说，支原体应该是最小最简单的细胞。

75.试述光学显微镜技术的新发展，他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？

答：新发展及突出优点：①相差微分干涉显微技术：观察活细胞成为可能，增加的光程差使图像立体感更强；

②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；

③激光扫描共焦显微技术：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；

④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：①观察非超微结构需要光学显微镜；②观察活细胞及其正常生理反应需要光学显微镜；③光学显微镜对一般实验的定性很适用。

76.分析中期染色体的3种功能元件及其作用。

答：①DNA复制起点：确保染色体在细胞周期中能够自我复制，维持染色体在细胞世代传递中的连续性；

②着丝粒：使细胞分裂时已完成复制的染色体能平均分配到子细胞中；

③端粒：保持染色体的独立性和稳定性。