细胞生物学习题及答案

细胞生物学目录第一章 绪论第二章 细胞生物的研究方法和技术第三章 质膜的跨膜运输第四章 细胞与环境的相互作用第五章 细胞通讯第六章 核糖体和核酶第七章 线粒体和过氧化物酶体第八章 叶绿体和光合作用第九章 内质网，蛋白质分选，膜运输第十章 细胞骨架 ，细胞运动第十一章 细胞核和染色体第十二章 细胞周期和细胞分裂第十三章 胚胎发育和细胞分化第十四章 细胞衰老和死亡第一章 绪论1.细胞学说的内容和意义。内容：细胞是有机体一切动植物都是由细胞发育而来，并由细胞和细胞产物构成 每个细胞作为一个 相对独立的单位，既有它自己的生命，又对其它细胞共同组成的整体的生命有所收益 新的细胞可以通过已存在的细胞繁殖产生意义：细胞学说论证了整个生物界在结构上的统一性，以及在进化上的共同起源。这一学说的建立推动了生物学的发展，并为辩证唯物论提供了重要的自然科学依据。恩格斯曾把细胞学说誉为 19 世纪最重大的发现之一。现代生物学的三大基石之一。2.根据你所学的知识，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 细胞是有机体生长和发育的基础 细胞是繁殖的基本单位，是遗传的桥梁 细胞是生命起源的归宿，是生物进化的起点 3.原核细胞和真核细胞的比较并提出补充。原核细胞 真核细胞代表生物 细菌、蓝藻和支原体 原核生物、真菌、植物、动物细胞大小 较小 较大细胞膜 有 有核糖体 70S 80S细胞器 极少 很多细胞核 无核膜和核仁 有核膜和核仁染色体 一个细胞只有一条 一个细胞有两条以上DNA 环状，存在于细胞质 很长的的线状分子补充1.原生质体：被质膜包裹在细胞内的所有的生活物质，包括细胞核和细胞质细胞质：细胞内除核以外的原生质，即细胞中细胞核以外和细胞膜以内的原生质部分原生质体：除去细胞壁的细胞2.结构域：生物大分子中具有特异结构和独立功能的区域3.装配模型：模板组装，酶效应组装，自组装4.五级装配：第一级,小分子有机物的形成第二级，小分子有机物组装成生物大分子第三级,由生物大分子进一步组装成细胞的高级结构第四级,由生物大分子组装成具有空间结构和生物功能的细胞器第五级，由各种细胞器组装成完整细胞6.支原体：目前已知的最小的细胞第二章 细胞生物的研究方法和技术1.显微镜的分辨率能否无限提高？如何提高光学显微镜的分辨能力？分辨率：能区分开两个质点间的最小距离。需要降低入射光波长 油镜增加折射率2.透射电子显微镜与光学显微镜的基本区别？分辨本领 光源 透镜 电镜镜筒 成像原理光学显微镜 200nm 可见光 玻璃透镜 不要求真空 利用样本对光的吸收形成明暗反差和颜色变化电子显微镜 0.2nm 电子束 电磁透镜 高度真空 利用样品对电子的散射和透射形成明暗反差3.细胞培养中的一些概念：primary culture cell, sub-culture cell, cell line, cell strain.原代细胞：指从机体取出后立即培养的细胞，传至 10 代以内的细胞。传代细胞：进行传代培养的细胞，适应在体外培养条件下持续传代培养的细胞。细胞系：细胞培养传至 40-50 次，并且扔保持原来染色体的二倍体数量及接触抑制行为的细胞。细胞株：具有特殊的遗传标记或性质的细胞系。4.了解单克隆抗体技术的原理用混合性的异质抗原制备出针对某单一性抗原分子上特异决定簇的同质性单克隆抗体。小鼠骨髓瘤细胞与 B 淋巴细胞在聚乙二醇或灭活的病毒的介导下发生融合，融合后的杂交瘤细胞具有两种亲本细胞的特性，既可以分泌抗体，又可以无限增殖。5.了解流式细胞仪、基因敲除技术的基本原理流式细胞仪原理：细胞群体一般需要分散后对待测的某种成分进行特异的荧光染色，然后使悬液中的细胞一个个快速通过流式细胞仪，当含有单个细胞的液滴通过激光束是，带有不同荧光的细胞所在的液滴被充上正电荷、负电荷、或不被充电，同时检测器可测出爱你记录每个细胞中的待测成分的含量。因带有不同表面标志的细胞所带的电荷不同，当液滴通过高压偏转板时，带不同电荷的液滴发生偏转，从而达到将细胞分选的目的。基因敲除实验分三步：构建重组体，转基因敲除，筛选。补充1.显微镜技术：光镜标本制备技术、2.光镜标本制备技术步骤：样品固定、包埋与切片、染色3.电子显微镜种类：透射电子显微镜，扫描电镜，金属投影，冷冻断裂和冷冻石刻电镜，复染技术，扫描隧道显微镜4.细胞化学技术：酶细胞化学技术 ，免疫细胞化学技术 ，放射自显影5.细胞分选技术：流式细胞术6.分离技术：离心技术，层析技术，电泳技术第三章 质膜的跨膜运输1.质膜的主要化学成分有哪些？脂质、蛋白质、糖类2.生物膜流动镶嵌模型的主要特点及其生物学意义？特点：.膜具有流动性，即膜蛋白和膜脂均可侧向运动。 膜蛋白分布具有不对称性，有 的结合在膜表面，有的嵌入或横跨脂双分子层。磷脂双分子层，疏水尾相对，极性头部朝外。意义：有利于细胞间的信号传导，有利于细胞内外的物质交换，有利于细胞的分裂。 3.被动运输与主动运输的主要区别是什么？被动运输：溶质顺着电化学梯度或浓度梯度从高到低运输，不消耗 ATP,分为简单扩散和促进 扩散。运输极性小分子和无机离子。主动运输：逆电化学梯度或浓度梯度，需要载体蛋白，需要能量的输入，选择性和特异性。分为 ATP 驱动泵、协同转运蛋白、光驱动泵简单扩散 促进扩散 主动运输参与运输的膜成分 脂 蛋白 蛋白被运输的物质是否需要结合 否 是 是能量来源 浓度梯度 浓度梯度 ATP 水解或浓度梯度运输方向 顺浓度梯度 顺浓度梯度 逆浓度梯度特异性 无 有 有运输的分子高浓度时的饱和性 无 有 有4.主动运输的主要类型及其作用原理ATP 驱动泵。ATP 酶直接利用水解 ATP 提供能量，实现小离子或小分子逆浓度梯度或电化学梯度的跨膜运输。分为四种类型 P 型泵，V 型质子泵，F 型质子泵 , ABC 超家族。协同转运蛋白。介导各种离子和分子的跨膜运动。动物细胞中主要靠 Na+泵，植物细胞中靠 H+泵。分为同向协同转运（偶联物的运输方向相同）和异向协同转运（偶联物的运输方向相反） 。光驱动泵。主要发现于细菌细胞，对溶质的主动运输与光能的输入相偶联。补充1.细胞功能：外界与通透性障碍，组织和功能定位，运输作用，细胞间通讯，信号检测2.膜化学组成：膜脂，膜糖，膜蛋白3.膜脂的三个种类：磷脂，糖脂，胆固醇4.脂质体用途：用作生物膜的研究模型，作为生物大分子与药物的运载体5.膜糖功能：细胞与环境的相互作用，接触抑制，信号转导，蛋白质分选，保护作用。6.膜蛋白类型：整合蛋白，外周蛋白，脂锚定蛋白7.膜蛋白功能：运输蛋白，酶，连接蛋白，受体（信号接受和传递）8.不对称性的研究方法：冰冻断裂复型，冰冻蚀刻9.膜流动性研究方法：质膜融合，淋巴细胞的成斑成帽效应，荧光漂白恢复技术10.膜流动性的重要性：酶活性，信号转导，物质运输，能量转换，细胞周期11.影响膜脂流动性的因素：脂肪酸链，胆固醇，卵磷脂/鞘磷脂比值12.影响膜蛋白流动的因素：整合蛋白，膜骨架，细胞外基因，相邻细胞，细胞外配体、抗体、药物大分子13.膜骨架的主要蛋白：血影蛋白，肌动蛋白和原肌球蛋白，带 4.1 蛋白，锚定蛋白14.转运蛋白质包括：载体蛋白，通道蛋白15.协同运输的方向：同向协同，反向协同第四章 细胞与环境的相互作用1.cell adhesion, cell recognition, cell junction 的概念cell adhesion 细胞黏着：在细胞识别的基础上，同类细胞发生聚集形成细胞团或组织的过程。cell recognition 细胞识别：细胞通过表面信号分子（受体）与另一细胞表面的信号分子（配体）选择性地相互作用，最终产生细胞应答的过程。cell junction 细胞连接：多细胞有机体中相邻细胞之间通过细胞质膜相互联系，协同作用的组织形式。2.细胞外基质的基本组成及其功能PG 蛋白聚糖。由蛋白质和多糖共价形成，具有高度亲水性，蛋白聚糖和透明质酸赋予胞外基质抗压能力 结构蛋白。包括胶原和弹性蛋白，分别赋予胞外基质强度和韧性 黏着蛋白。包括纤连蛋白和层粘连蛋白，促使细胞同基质结合3.细胞表面的黏着分子主要有哪几类？钙黏着蛋白。一种同亲型结合，Ca2+依赖的细胞黏着蛋白，对胚胎发育中的细胞识别、迁移和组织分化以及成体组织器官构成具有重要作用。选择蛋白。跨膜糖蛋白，识别其它细胞伸出的寡糖链。整联蛋白。异亲型结合、Ca2+或 Mg2+ 依赖性的细胞黏着分子，主要介导细胞与胞外基质间的黏着 免疫球蛋白超家族。有的介导同亲型细胞黏着，有的介导异亲型细胞黏着，都不依赖于 Ca2+4.细胞连接的主要方式及其区别紧密连接。封闭类型，存在于腔道上皮细胞靠近管腔端的相邻细胞膜间。从结构上看，通过连接蛋白形成焊接线，封闭相邻细胞间的空隙。功能：连接作用，维持细胞极性，防止物质双向渗漏 斑块连接。又称黏着连接，主要靠黏着蛋白、整联蛋白和细胞骨架体系将相邻两细胞或细胞与细胞外基质连接在一起。连接方式分为黏着连接和桥粒。间隙连接。又称通讯连接，相邻两细胞分别用各自的连接子相互对接形成分子间通道。功能：机械连接作用，电偶联，代谢偶联。补充：1.细胞表面结构：细胞外被、膜骨架、胞质溶胶2.细胞外被功能：连接，细胞保护，屏障3.糖萼：由细胞表面的碳水化合物形成的质膜保护层，又称为多糖包被。4.细胞壁成分：纤维素，半纤维素，果胶质，木质素，糖蛋白5.细胞外基质成分：蛋白聚糖（成分是糖胺聚糖） ，结构蛋白，黏着蛋白6.透明质酸：细胞外基质中游离存在，在结缔组织中起强化、弹性和润滑作用，具有抗压能力7.胶原的功能：是骨、腱和皮肤组织中的主要蛋白，起细胞外基因骨架作用；促进细胞生长；维持并诱导细胞分化。8.弹性蛋白：是弹性纤维的主要成分，富含甘氨酸和谷氨酸。9.黏着蛋白的种类：纤粘连蛋白 FN，层粘连蛋白 LN10.FN 功能：介导细胞黏着，是细胞外基质的组织者，影响细胞的迁移11.LN 功能：是基膜的主要结构；介导细胞黏着于胶原，使之发生铺展；影响细胞迁移、生长、分化。12.基膜的组成成分：层粘连蛋白，巢蛋白，型胶原，硫酸肝素糖蛋白13.基膜作用：对组织起支持作用，调节分子通透性，作为细胞运动的选择性通透屏障14.细胞识别中起作用的事糖被，引起细胞黏着的是膜蛋白15.细胞识别系统：抗原抗体的识别，酶与底物的识别，细胞间的识别，酶与信号分子的识别16.识别反应三类型：内吞，细胞黏着，信号反应17.钙黏着蛋白能通过它们所在的细胞类型进行区别：E-钙黏着蛋白（表皮） ，N-钙黏着蛋白（神经） ，P-钙黏着蛋白（胎盘）18.斑块连接分为：黏着连接，桥粒19.黏着连接有两种：黏着带：细胞-细胞间 黏着斑：细胞与细胞外基质20.参与黏着连接的组分：钙黏着蛋白，肌动蛋白，细胞质斑21.黏着斑组分：整联蛋白，纤连蛋白22.桥粒分为：桥粒（钙黏着蛋白） ，半桥粒（整联蛋白）细胞是通过中间纤维锚定在细胞骨架上。23.通讯连接：一种特殊的细胞连接，位于特化的具有细胞间通讯作用的细胞。方式：间隙连接，胞间连接，化学突触第五章 细胞通讯1.signal molecules, receptor, second messenger, cell communication, cell signaling, signal transduction 的概念。signal molecules 信号分子：主要用来在细胞间和细胞内传递信息，如激素、神经递质、生长因子，它们的唯一功能是同细胞受体结合，传递细胞信息receptor 受体：与配体结合并产生特定效应的蛋白质second-messenger 第二信使：大多数激素类信号分子不能直接进入细胞，只能通过同膜受结合后进行信息转换，通常把细胞外的信号称为第一信使，把细胞内最早产生的信号称为第二信使cell communication 细胞通讯：细胞发出的信息通过介质传递到另一个细胞产生相应反应。cell signaling 信号传导：在细胞间进行的信号的产生和传递的过程。signal transduction 信号转导 ：2.细胞表面受体的主要类型及受体与配体相互作用的特性离子通道偶联受体，见于兴奋细胞间的突触信号传递，产生一种电效应。受体本身就是形成通道的跨膜蛋白，如乙酰胆碱受体。多数为寡聚体蛋白，除有配体结合部位外，本身就是离子通道的一部分，并将信号传递到细胞内。G-蛋白偶联受体，是细胞表面受体中最大的家族，通过鸟苷酸结合蛋白将信号传递到细胞内部酶联受体，与酶连接的细胞表面受体，是跨膜蛋白。当胞外信号与受体结合，激活受体胞内的酶活性受体与配体相互作用的特性：特异性高亲和力饱和性可逆性生理反应3.PKA 和 PKC 系统的信号转导机制PKA 信号转导机制：G 蛋白被受体激活：配体与受体的结合导致受体的构型变化，提高与 G 蛋白的亲和力，结合配体的受体与 G 蛋白在细胞质内侧表面结合而形成受体-G 复合物。与受体结合的 G 蛋白 亚基放出 GDP,并与 GTP结合，G 蛋白变为活性状态。G 蛋白将信号向效应物转移：GTP 取代 GDP 改变了 G 蛋白的 亚基构型使得与 、 亚基分开，构型改变的 G 蛋白单独激活效应物，产生第二信使 cAMP 应答终止：与 G 蛋白结合的 GTP 被水解为 GTP，信号转导便会被终止。PKC（磷脂酰基信号途径）信号转导机制：膜受体与其相应的第一信使分子结合，激活 Gq 蛋白，Gq 蛋白激活磷脂酶 C，将膜上的 PIP2 分解为 DAG和 IP3，IP3 动员细胞释放 Ca2+与细胞质中的钙调蛋白结合。DAG 在 Ca2+的系统作用下 PKC，进行细胞应答。补充1.细胞通讯的一般过程：识别，信号转导2.细胞应答包括：酶活性的变化，基因表达的变化，细胞骨架，通透性的变化，细胞死亡程序的变化3.细胞通讯的方式：信号分子，相邻细胞表面分子的黏着，细胞与细胞外基质连接4.细胞通讯的基本过程：信号分子的合成 信号分子的释放 信号分子的传递 靶细胞与信号分子识别 胞外信号的跨膜转导 靶分子的激活和细胞应答的开始5.信号分子分为：水溶性，脂溶性6.信号分子与细胞通讯：糖分泌，化学突触，内分泌7.信号分子种类：激素（内分泌信号） ，局部介质（糖分泌信号） ，神经递质（神经元信号）8.受体存在位置：细胞表面受体（水溶性） ，细胞内部受体（脂溶性）9.细胞内部受体的基本结构：C 端配体结合结构域，中间结构域，N 端转录激活结构域10.细胞表面受体主要种类：离子通道偶联受体，G 蛋白偶联受体，酶连受体。11.跨膜受体：12.研究细胞表面受体的方法：单克隆抗体标记法，亲和标记法13.两种信号转导类型：G-蛋白，酶活性。14.信号转导包括：磷酸化和去磷酸化15.级联反应：16.第二信使特点：仅在细胞内部起作用，能启动或调节细胞内稍晚的反应，五种（cAMP, DG, IP3，cGMP , Ca2+）17.细胞质膜上最多，最重要的信号转导系统：G-蛋白连接的受体18.信号转导系统的三部分：七个螺旋跨膜受体，G-蛋白，效应物19.G-蛋白连接的受体的两个主要结构域：外部结构域（识别信号分子） ，内部结构域（连接到 G 蛋白，调控某种结合酶的活性，产生第二信使）20.效应物：接收信息后能够产生第二信使的物质21.G 蛋白的 亚基的三个功能位点：GTP 结合位点，GTP 酶活性位点，ATP 核糖化位点22.PKA 中，第二信使 cAMP 的类型：激活型，抑制型23.激活型系统的组成：Rs 激活型受体，Gs 激活型的 G 蛋白，效应物24.抑制型系统的组成：抑制型受体，抑制型 G 蛋白（Gi protein）,效应物25.PKA 信号途径：产生 cAMP，信号放大（蛋白激酶 A 的活化） ，信号的解除和抑制26.被激活的 PKA 作用方式：使关键把酶磷酸化，调节基因表达27.毒素影响 cAMP 信号途径：霍乱毒素（cholera toxin） ，百日咳毒素(pertussis toxin)28.信号系统的组成：受体，Gq 蛋白，PLC -（激活 PLC，在 PKA 途径中激活 AC）29.PKC 途径的第二信使：双信号（DAG 和 IP3 的产生）30.细胞如何调控 Ca2+浓度？细胞中存在 Ca2+泵可帮助细胞进行 Ca2+调控细胞质膜的一侧有和 Ca2+结合的位点，一次可结合两个 Ca2+，结合后使酶激活，并结合上一分子的ATP，伴随 ATP 的水解和酶被磷酸化，Ca2+泵构型发生改变，结合 Ca2+的一面转到细胞外侧，由于结合亲和力低的 Ca2+被释放，此时酶发生去磷酸化，构型恢复到静止状态。当细胞内 Ca2+浓度升高，Ca2+同钙调蛋白结合，形成复合物，该复合物同抑制区结合，释放激活位点，泵开始工作。当浓度低时，CaM 同抑制区脱离，抑制区又同激活位点结合，使泵处于静止状态。另一种情况。抑制区的磷酸化从而失去抑制作用，反之，起抑制作用。32.信号的终止：DAG 的水解，IP3 的水解，Ca2+的水解33.酶连接受体的特点:不需要 G 蛋白，而是通过受体自身的蛋白激酶的活性来完成信号跨膜转换。该通过对信号反应慢。与细胞分裂有关34.酶连受体的结构：配体结合区，像 PK 的区域，催化区域35.酶连受体类型：受体酪氨酸激酶，受体鸟苷环化酶，受体酪氨酸磷酸酶，受体丝氨酸激酶，酪氨酸激酶偶联受体。内源酶促活性受体36.Ras 的信号放大作用：蛋白活性改变，基因表达改变37.趋同（convergence）:不同的信号因子作用于不同的受体，但能整合激活一个共同的效应物。(信号不同，受体不同，激活产物相同）趋异（divergence）：相同配体，能转换激活许多不同的效应物，引起细胞不同反应。 （信号相同，受体相同，效应不同）交谈（crosstalk）:不同信号转导途径间的相互影响。 （信号分子不同，受体不同，效应相互交谈、影响。）38.信号终止的途径：信号分子的水解，受体钝化，受体的减量调节第六章 核糖体和核酶1.Ribsome 的组成及主要类型组成：核糖体 RNA 60%，核糖体蛋白质 40%两种类型：原核细胞核糖体，真核细胞核糖体2.Ribsome 的生物发生的主要步骤蛋白质和 rRNA 的合成，核糖体亚基的组装3.反义 RNA 的概念及细菌中的主要有哪几类？概念：指与 mRNA 互补的 RNA 分子。也包括与其他 RNA 互补的 RNA 分子种类：类，直接作用于其靶 mRNA 的 SD 序列和编码区。类，与 mRNA 的 SD 序列的上游非编码区结合，抑制靶 mRNA 的翻译。类，可直接抑制靶 mRNA 的转录4.ribozyme 的类型与 ribozyme 的作用机制。核酶是具有催化作用的核酸分子。种类： RNA 和蛋白复合物 具有催化活性的小分子 RNA 、型内含子作用机制： 核剪接，型内含子剪接，型内含子剪接 补充1，核糖体的 rRNA 基因：选择性扩增，转录，前体 rRNA 的加工和修饰，5S rRNA 的合成和加工2，前体 rRNA 加工修饰时，甲基化修饰主要部位在核糖第二位羟基上。3，RNA 聚合酶参与 rRNA 三大亚基的转录4，5S rRNA 的合成和加工时，在核仁外进行，通过聚合酶转录5，小亚基的 rRNA 和蛋白质的装配关系：组成核糖体的蛋白质和 rRNA 在大小亚基中均有一定的空间排布6，核糖体在组装过程中，蛋白质与 RNA 的结合具有先后层次。根据 rRNA 结合的顺序，将核糖体蛋白分为两种：初级结合蛋白，次级结合蛋白7，大肠杆菌的核糖体与叶绿体核糖体亚基重组后具有功能，线粒体的核糖体亚基同原核生物核糖体亚基相互重组后核糖体没有功能。8，核糖体与 mRNA 结合的位点：SD 序列9，嘌呤毒素（puromycin）对蛋白质合成有抑制作用10，N 端规则（N-end rule）:多肽链 N 端特异性的氨基酸与半衰期有关11，真核生物中的小分子 RNA 种类：snRNA（核内小 RNA） ，scRNA（胞质小 RNA）12,反义 snRNA 在前体 RNA 加工中的作用：与特定的蛋白质形成核小核糖核蛋白，在真核生物的前体 rRNA加工时候需要大量的 snRNA 的帮助，snRNA 与 rRNA 进行互补形成的 RNA-RNA 双链部分可作为前体 rRNA 进行加工的标志13，核剪接：发生在细胞核中，从前体 mRNA 中切除内含子，加工成熟的 mRNA 被运送到细胞质。遵循 GU-AU 规则14，组内含子剪接特点：需要游离的鸟苷，存在于低等真核生物细胞核 rRNA 基因和真菌线粒体基因中。基因：前体 rRNA、mRNA、tRNA15，组内含子剪接特点：内含子转录后形成 6 个发夹环，遵循 GU-AU 规则，不需要 snRNA 参与，不形成剪接体，形成套索，存在的细胞器：线粒体和叶绿体。基因：前体 mRNA第七章 线粒体和过氧化物酶体1.mitochondrion 的超微结构组成及每一部分的标记酶类是什么？外膜。标记酶：单胺氧化酶 内膜。标记酶：细胞色素氧化酶 膜间隙。标记酶：腺苷酸激酶 基质空间。苹果酸脱氢酶2.mitochondrion 转运肽转运蛋白质时的特点及线粒体蛋白定向转运的机制特点：含有丰富的带正电荷的碱性氨基酸，特别是精