细胞生物学(翟中和第三版)课后练习题及答案

第一章：绪论

1．细胞生物学的任务是什么？它的范围都包括哪些？

1）任务：

细胞生物学的任务是以细胞为着眼点，与其他学科的重要概念兼容并蓄，来阐明生物各级结构层次生命现象的本质。

2）范围：

（1）细胞的细微结构；

（2）细胞分子水平上的结构；

（3）大分子结构变化与细胞生理活动的关系及分子解剖。

2. 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。3. 如何理解 E.B.Wilson 所说的“一切生物学问题的答案最终要到细胞中去寻找” 。

1）细胞是一切生物体的最基本的结构和功能单位。

2）所谓生命实质上即是细胞属性的体现。生物体的一切生命现象，如生长、发育、繁殖、遗传、分化、代谢和激应等都是细胞这个基本单位的活动体现。

3）生物科学，如生理学、解剖学、遗传学、免疫学、胚胎学、组织学、发育生物学、分子生物学等，其研究的最终目的都是要从细胞水平上来阐明各自研究领域中生命现象的机理。

4）现代生物学各个分支学科的交叉汇合是 21 世纪生命科学的发展趋势，也要求各个学科都要到细胞中去探索生命现象的奥秘。

5）鉴于细胞在生命界中所具有的独特属性，生物科学各分支学科若要研究各种生命现象的机理，都必须以细胞这个生物体的基本结构和功能单位为研究目标，从细胞中研究各自研究领域中生命现象的机理。

4. 细胞生物学主要研究内容是什么？

1）细胞核、染色体以及基因表达

2）生物膜与细胞器

3）细胞骨架体系

4）细胞增殖及其调控

5）细胞分化及其调控

6）细胞的衰老与凋亡

7）细胞起源与进化

8）细胞工程

5. 当前细胞生物学研究中的基本问题以及细胞基本生命活动研究的重大课题是什么？研究的三个根本性问题：

1）细胞内的基因是如何在时间与空间上有序表达的问题

2）基因表达的产物一一结构蛋白与核酸、脂质、多糖及其复合物，如何逐级装配行使生命活动的基本结构体系及各种细胞器的问题

3）基因表达的产物一一大量活性因子与信号分子，如何调节细胞最重要的生命活动的问题生命活动研究的重大课题：

1）染色体DNA?蛋白质相互作用关系一一非组蛋白对基因组的作用

2）细胞增殖、分化、凋亡（程序性死亡）的相互关系及其调控

3）细胞信号转导一一细胞间信号传递；受体与信号跨膜转导；细胞内信号传递

4) 细胞结构体系的装配

6．你认为是谁首先发现了细胞？

1) 荷兰学者 A.van LeeuWenhoek ,而不是 R.Hooke o

2) 1665年，R.Hooke利用自制的显微镜发现了细胞是由许多微小的空洞组成的，HOOke观察到

的并不是真正的细胞, 而是死去的植物的细胞壁围成的空腔, 不过他的发现显示出生物体中存在有更微细的结构，为后来认识细胞具有开创性的意义。

4．细胞学说建立的前提条件是什么？

1) 1665年，R.Hooke利用自制的显微镜发现了细胞是由许多微小的空洞组成的，显示出生物体中存在有更微细的结构，为后来认识细胞具有开创性的意义。

2) Hooke 同时代的发现了许多种活细胞。

3) 19世纪上半叶，随着显微镜质量的提高和切片机的发明，对细胞的认识日趋深入。学者们开

始认识到生物体是由细胞构成的，于是在 1838—1839年，M.SchleidOn和T.Schwann在总结前人工作的基础上提出了细胞学说。

5．细胞生物学各发展阶段的主要特征是什么？

它大体上经历了细胞的发现；细胞学说的创立和细胞学的形成；细胞生物学的出现；分子细胞生物学的兴起等各主要的发展阶段。

1) 细胞的发现阶段：

(1) 1604 年，荷兰眼睛商 Z.Jansen 创制了世界上第一架显微镜。

(2) 英国物理学家 Robert hooke(1635-1703) 创造了第一架对科学研究有价值的显微镜。

(3) 荷兰科学家 Antonie van LeeuWenhoek1674 年用自制的显微镜发现了原生动物。

2) 细胞学说的创立和细胞学的形成阶段：

(1) 显微镜制作技术有了明显的进步，分辨率提高到 1μ m以内；

(2) 细胞学说创立、原生质理论提出；

(3) 研究方向转移到细胞内部结构上来。

3) 细胞生物学的出现：

(1) 电子显微镜的发明；

(2) 研究方向转移到细胞的超微结构和分子结构水平；

(3) 细胞生物学诞生

4) 分子细胞生物学的兴起

(1) 电镜标本固定技术的改进；

(2) 人们认识到细胞的各种活动与大分子的结构变化和分子间的相互作用的关系。

第二章：细胞的基本知识概要

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、细胞的基本共性是什么？

1) 所有的细胞表面均有由磷脂双分子层与镶嵌蛋白质构成的生物膜

2) 所有的细胞都有DNA与RNA两种核酸

3) 所有的细胞内都有作为蛋白质合成的机器――核糖体

4）所有细胞的增殖都是一分为二的分裂方式

3、为什么说病毒不是细胞？蛋白质感染子是病毒吗？

1）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。

2）蛋白质感染子是病毒的类似物，虽不含核酸，其增殖是由于正常分子的构象发生转变造成的，这种构象异常的蛋白质分子成了致病因子，这不同于传统概念上的病毒的复制方式和传染途径，

所以蛋白质感染子是病毒的类似物。

4、为什么说支原体可能是最小最简单的细胞存在形式？

1）支原体能在培养基上生长

2）具有典型的细胞膜

3）—个环状双螺旋DNA是遗传信息量的载体

4）m RNA?核糖体结合为多聚核糖体，指导合成蛋白质

5）以一分为二的方式分裂繁殖

6）体积仅有细菌的十分之一，能寄生在细胞内繁殖

5、说明原核细胞与真核细胞的主要差别。

第三章：细胞生物学研究方法

1. 透射电镜与普通光学显微镜的成像原理有何异同？

透射电镜与光学显微镜的成像原理基本一样，不同的是：

1）透射电镜用电子束作光源，用电磁场作透镜，

2）光学显微镜用可见光或紫外光作光源，以光学玻璃为透镜。

2. 放射自显影技术的原理根据是什么？为何常用才、C14、P32标记物做放射自显影？

1）原理根据：

放射性同位素发射出的各种射线具有使照相乳胶中的溴化银晶体还原（感光）的性能。利用放射

性物质使照相乳胶膜感光，再经显影以显示该物质自身的存在部位?

2）用H f、C14、F32标记物做放射自显影原因：

（1）有机大分子均含有碳、氢原子，DNA和RNA等物质中存在磷元素，

（2）且C4和H3均为弱β放射性同位素，半衰期长。

4. 何谓免疫荧光技术？可自发荧光的细胞物质是否可在普通显微镜下看到荧光？

1）免疫荧光技术是将免疫学方法（抗体同特定抗原专一结合）与荧光标记技术相结合用来研究特异蛋白抗原在细胞内分布、对抗原进行定位测定的技术。它主要包括荧光抗体的制备、标本的处理、免疫染色和观察记录等过程。

2）不能。首先，荧光是因一定波长（能量）的光（一般为紫外光）照射到物体后瞬间产生的，作为普通显微镜光源的可见光，其能量不足以使物体产生荧光；其次，所产生荧光的波长要比入射光的要长，即使可以激发出荧光，肉眼也看不到。

5. 超速离心技术的主要用途有哪些？

1）制备和纯化亚细胞成分和大分子，即制备样品；

2）分析和测定制剂中的大分子的种类和性质如浮力密度和分子量。

6. 细胞融合有那几种方法？病毒诱导与 PEG勺作用机制有何不同？

1）细胞融合的方法有四种：病毒法、聚乙二醇（PEG法、电激和激光法。

2）病毒诱导：是先足够数量的紫外灭活的病毒颗粒黏附在细胞膜上起搭桥作用，使细胞黏着成

堆，细胞紧密靠近，同时细胞膜发生了一定的变化，在37C温浴条件下，粘结部位的细胞膜破

坏，形成通道，细胞质流通并融合，病毒颗粒也随之进入细胞。两个细胞合并，细胞发生融合；

聚乙二醇（PEG法：PEG使能改变各种细胞的末结构，使两细胞接触点处质膜的脂类分子发生疏散和重组，利用两细胞接口处双分子层质膜的相互亲何以彼此的表面张力作用，使细胞发生融合。

7. 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：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？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。

2、膜的流动镶嵌模型是怎样形成的？它在膜生物学研究中有什么开创意义？

1）形成的原因及前提：

（1）单位膜模型无法满意的解释许多膜属性，如膜结构不断地发生动态变化；各种膜没有一成不变的统一性；各种膜均具有各自的特定厚度，提取膜蛋白的难易程度不同；各种膜的蛋白质与脂

类的成份比率不同等。

(2) 本世纪 60 年代，新技术的发明和应用，对质膜的认识越来越深入。

(3) 利用冷冻蚀刻法显示出膜上有球形颗粒，

(4) 用示踪法表明膜的结构形态在不断地发生变动。

在此基础上， S.J.Singer 和 G.L.Nicolson 在 1972 年提出了膜的流动镶嵌模型 (fluid mosaic model) 。

2) 意义：流动镶嵌模型除了强调脂类分子与蛋白质分子的镶嵌关系外，还强调了膜的流动性，主张膜总是处于流动变化之中，脂类分子和蛋白质分子均可做侧向流动。后来有许多实验结果支持了流动镶嵌模型的观点。

3、质膜在细胞生命活动中都有哪些重要作用？

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除 ,其中伴随着能量的传递 ;

3) 提供细胞识别位点 , 并完成细胞内外信息跨膜传递 ;

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) 质膜参与形成具有不同功能的细胞表面特化结构。

4、质膜的膜蛋白都有哪些类别？各有何功能？膜脂有哪几种？

1) 膜蛋白根据功能的不同，可将分为四类：运输蛋白，连接蛋白，受体蛋白和酶。运输蛋白：物质运输，与周围环境进行物质和能量的交换；

连接蛋白：细胞连接；受体蛋白：细胞识别，信号传递；

酶：具有催化活性。

2) 膜脂：膜脂主要为磷脂和胆固醇，磷脂主要包括有卵磷脂和脑磷脂 (cephalin) ，鞘脂(带有一个氨基)和糖脂(结合有寡糖链) 。

5、何谓细胞外被？它有哪些功能？

1) 细胞外被是指动物细胞表面的由构成质膜的糖蛋白和糖脂伸出的寡糖链组成的厚约10?

20nm的绒絮状结构。

2) 功能：(1) 细胞识别； (2) 血型抗原； (3) 酶活性。

6、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？

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)膜骨架：指细胞质膜下与膜蛋白相连的由纤维蛋白组成的网架结构，其功能是维持细胞质膜的形状并协助质膜完成多种生理功能。

7、细胞连接都有哪些类型？各有何结构特点？细胞连接按其功能分为：紧密连接，锚定连接，通讯连接。

1) 紧密连接(封闭连接)，细胞质膜上，紧密连接蛋白 (门蛋白 )形成分支的链索条，与相邻的细胞质膜上的链索条对应结合，将细胞间隙封闭。

2) 锚定连接：通过中间纤维(桥粒、半桥粒)或微丝(粘着带和粘着斑)将相邻细胞或细胞与基质连接在一起，以形成坚挺有序的细胞群体、组织与器官。

3) 通讯连接：包括间隙连接和化学突触，是通过在细胞之间的代谢偶联、信号传导等过程中起重要作用的连接方式。

4) 胞间连丝连接：是高等植物细胞之间通过胞间连丝来进行物质交换与互相联系的连接方式。

8、细胞外基质与细胞外被有何区别？它们如何相互作用？

1) 细胞外被是指动物细胞表面的由构成质膜的糖蛋白和糖脂伸出的寡糖链组成的厚约10?

20nm的绒絮状结构，是细胞膜的一部分。