细胞生物学(复习题).doc

简答题2、病毒的基本特征是什么？答：病毒是“不完全”的生命体。病毒不具备细胞的形态结构，但却具备生命的基本特征（复制与遗传），其主要的生命活动必需在细胞内才能表现。病毒是彻底的寄生物。病毒没有独立的代谢和能量系统，必需利用宿主的生物合成机构进行病毒蛋白质和病毒核酸的合成。病毒只含有一种核酸。病毒的繁殖方式特殊称为复制。4、比较差速离心与密度梯度离心的异同。答案要点：二者都是依靠离心力对细胞匀浆悬浮扔中的颗粒进行分离的技术。差速离心是一种较为简便的分离法，常用于细胞核和细胞器的分离。因为在密度均一的介质中，颗粒越大沉降越快，反之则沉降较慢。这种离心方法只能将那些大小有显著差异的组分分开，而且所获得的分离组分往往不很纯；而密度梯度离心则是较为精细的分离手段，这种方法的关键是先在离心管中制备出蔗糖或氯化铯等介质的浓度梯度并将细胞匀浆装在最上层，密度梯度的介质可以稳定沉淀成分，防止对流混合，在此条件下离心，细胞不同组分将以不同速率沉降并形成不同沉降带。5、简述细胞膜的生理作用。答案要点：（1）限定细胞的范围，维持细胞的形状。（2）具有高度的选择性，（为半透膜）并能进行主动运输使细胞内外形成不同的离子浓度并保持细胞内物质和外界环境之间的必要差别。（3）是接受外界信号的传感器，使细胞对外界环境的变化产生适当的反应。（4）与细胞新陈代谢、生长繁殖、分化及癌变等重要生命活动密切相关。8、简述细胞膜的基本特性。答案要点：细胞膜的最基本的特性是不对称性和流动性。细胞膜的不对称性是由膜脂分布的不对称性和膜蛋白分布的不对称性所决定的。膜脂分布的不对称性表现在：膜脂双分子层内外层所含脂类分子的种类不同；脂双分子层内外层磷脂分子中脂肪酸的饱和度不同；脂双分子层内外层磷脂所带电荷不同；糖脂均分布在外层脂质中。膜蛋白的不对称性表现在：糖蛋白的糖链主要分布在膜外表面；膜受体分子均分布在膜外层脂质中；腺苷酸环化本科分布在膜内表面。膜的流动性是由膜内部脂质分子和蛋白质分子的运动性所决定的。膜脂的流动性和膜蛋白的运动性使得细胞膜成为一种动态结构；膜脂分子的运动表现在侧向扩散；旋转运动；摆动运动；翻转运动；膜蛋白的分子运动则包括侧向扩散和旋转运动。9、简述细胞信号分子的类型及特点？答案要点：细胞信号分子包括：短肽、蛋白质、气体分子（NO、CO）以及氨基酸、核苷酸、脂类的胆固醇衍生物等，其共同特点是：特异性，只能与特定的受体结合；高效性，几个分子即可发生明显的生物学效应，这一特性有赖于细胞的信号逐级放大系统；可被灭活，完成信息传递后可被降解或修饰而失去活性，保证信息传递的完整性和细胞免于疲劳。10、比较主动运输与被动运输的异同。答案要点：运输方向不同：主动运输逆浓度梯度或电化学梯度，被动运输：顺浓度梯度或电化学梯度；是否需要载体的参与：主动运输需要载体参与，被动运输方式中，简单扩散不需要载体参与，而协助扩散需要载体的参与；是否需要细胞直接提供能量：主动运输需要消耗能量，而被动运输不需要消耗能量；被动运输是减少细胞与周围环境的差别,而主动运输则是努力创造差别,维持生命的活力。6、生物膜的基本结构特征是什么？与它的生理功能有什么联系？答案要点：生物膜的基本结构特征：磷脂双分子层组成生物膜的基本骨架，具有极性的头部和非极性的尾部的脂分子在水相中具有自发形成封闭膜系统的性质，以非极性尾部相对，以极性头部朝向水相。这一结构特点为细胞和细胞器的生理活动提供了一个相对稳定的环境，使细胞与外界、细胞器与细胞器之间有了一个界面；蛋白质分子以不同的方式镶嵌其中或结合于表面，蛋白质的类型、数量的多少、蛋白质分布的不对称性及其与脂分子的协同作用赋予生物膜不同的特性与功能；这些结构特征有利于物质的选择运输，提供细胞识别位点，为多种酶提供了结合位点，同时参与形成不同功能的细胞表面结构特征。7、试比较单位膜模型与流动镶嵌模型。答案要点：单位膜模型的主要内容：两暗一明，细胞共有，厚约7.5nm，各种膜都具有相似的分子排列和起源。单位膜模型的不足点：膜是静止的、不变的。但是在生命系统中一般功能的不同常伴随着结构的差异，这样共同的单位膜结构很难与膜的多样性与特殊性一致起来。膜的厚度一致：不同膜的厚度不完全一样，变化范围在510nm。蛋白质在脂双分子层上为伸展构型：很难理解有活性的球形蛋白怎样保持其活性，通常蛋白质形状的变化会导致其活性发生深刻的变化。流动镶嵌模型的主要内容：脂双分子层构成膜的基本骨架，蛋白质分子或镶在表面或部分或全部嵌入其中或横跨整个脂类层。优点：强调膜的流动性：认为膜的结构成分不是静止的，而是动态的，细胞膜是由流动的脂类双分子层中镶嵌着球蛋白按二维排列组成的，脂类双分子层像轻油般的流体，具有流动性，能够迅速地在膜平面进行侧向运动；强调膜的不对称性：大部分膜是不对称的，在其内部及其内外表面具有不同功能的蛋白质；脂类双分子层，内外两层脂类分子也是不对称的。3、为什么说支原体是目前发现的最小、最简单的能独立生活的细胞生物？答：支原体的的结构和机能极为简单：细胞膜、遗传信息载体DNA与RNA、进行蛋白质合成的一定数量的核糖体以及催化主要酶促反应所需要的酶。这些结构及其功能活动所需空间不可能小于100nm。因此作为比支原体更小、更简单的细胞，又要维持细胞生命活动的基本要求，似乎是不可能存在的，所以说支原体是最小、最简单的细胞。1、细胞学说的主要内容是什么？有何重要意义？答：细胞学说的主要内容包括：一切生物都是由细胞构成的，细胞是组成生物体的基本结构单位；细胞通过细胞分裂繁殖后代。细胞学说的创立参当时生物学的发展起了巨大的促进和指导作用。其意义在于：明确了整个自然界在结构上的统一性，即动、植物的各种细胞具有共同的基本构造、基本特性，按共同规律发育，有共同的生命过程；推进了人类对整个自然界的认识；有力地促进了自然科学与哲学的进步。11、磷酯酰肌醇信号通路的传导途径。答案要点：外界信号分子识别并与膜上的与G蛋白偶联的受体结合活化G蛋白激活磷脂酶C催化存在于细胞膜上的PIP2水解IP3和DG两个第二信使IP3可引起胞内Ca2+浓度升高，进而通过钙结合蛋白的作用引起细胞对胞外信号的应答；DG通过激活PKC，使胞内pH值升高，引起对胞外信号的应答。12、信号假说的主要内容是什么？答：分泌蛋白在N端含有一信号序列，称信号肽，由它指导在细胞质基质开始合成的多肽和核糖体转移到ER膜；多肽边合成边通过ER膜上的水通道进入ER腔，在蛋白合成结束前信号肽被切除。指导分泌性蛋白到糙面内质网上合成的决定因素是N端的信号肽，信号识别颗粒（SRP）和内质网膜上的信号识别颗粒受体（又称停泊蛋白docking protein， DP）等因子协助完成这一过程。13、比较N-连接糖基化和O-连接糖基化的区别。答案要点：N-连接与O-连接的寡糖比较特 征N-连接O-连接合成部位合成方式与之结合的氨基酸残基最终长度第一个糖残基糙面内质网来自同一个寡糖前体天冬酰胺至少5个糖残基N-乙酰葡萄糖胺糙面内质网或高尔基体一个个单糖加上去丝氨酸、苏氨酸、羟赖氨酸、羟脯氨酸一般1-4个糖残基，但ABO血型抗原较长N-乙酰半乳糖胺等14、为什么说线粒体和叶绿体是半自主性细胞器？答：.线粒体和叶绿体中有DNA和RNA、核糖体、氨基酸活化酶等。这两种细胞器均有自我繁殖所必需的基本组分，具有独立进行转录和转译的功能。迄今为止，已知线粒体基因组仅能编码约20种线粒体膜和基质蛋白并在线粒体核糖体上合成；线粒体和叶绿体的绝大多数蛋白质是由核基因编码，在细胞质核糖体上合成，然后转移至线粒体或叶绿体内。这些蛋白质与线粒体或叶绿体DNA编码的蛋白质协同作用，可以说，细胞核与发育成熟的线粒体和叶绿体之间存在着密切的、精确的、严格调控的生物学机制。在二者协同作用的关系中，细胞核的功能更重要，一方面它提供了绝大部分遗传信息；另一方面它具有关键的控制功能。也就是说，线粒体和叶绿体的自主程度是有限的，而对核遗传系统有很大的依赖性。因此，线粒体和叶绿体的生长和增殖是受核基因组及其自身的基因组两套遗传系统的控制，所以称为半自主性细胞器。15、简述光合磷酸化的两种类型及其异同。答：光合磷酸化可分为循环式光合磷酸化和非循环式光合磷酸化。不同点：非循环式光合磷酸化电子传递是一个开放的通道其产物除ATP外，还有NADPH（绿色植物）或NADH（光合细菌）、循环式光合磷酸化电子的传递是一个闭合的回路只有其产物ATP的产生。相同点：接受光产生电子，都生成ATP.16、简述细胞核的基本结构及其主要功能。答：细胞核是真核细胞内最大、最重要的细胞器，主要由核被膜、染色质、核仁及由非组蛋白质组成的网络状的核基质组成，是遗传信息的贮存场所，是细胞内基因复制和RNA转录的中心，是细胞生命活动的调控中心。17、简述核被膜的主要生理功能。A、构成核、质之间的天然屏障，避免生命活动的彼此干扰；B、保护核DNA分子不受细胞骨架运动所产生的机械力的损伤；C、核质之间物质与信息的交流；D、为染色体定位提供支架。18、什么是细胞周期？细胞周期各时期主要变化是什么？答案要点：连续分裂的细胞，从上一次有丝分裂结束开始到下一次有丝分裂结束所经历的整个过程。在这个过程中，细胞遗传物质复制，各组分加倍，平均分配到两个子细胞中。细胞周期被划分为四个时期：G1期（复制前期，M期结束至S期间的间隙）、S期（复制期，DNA合成期）、G2期（复制后期，S期结束至M期间的间隙）、M期（有丝分裂期）。在正常情况下，细胞沿着G1SG2M运转，细胞通过M期被分裂为两个子细胞，完成增殖过程。G1期：主要合成细胞生长所需要的各种蛋白质、RNA、糖类、脂质等。S期：主要进行DNA的复制和组蛋白的合成。G2期：此时DNA的含量已增加一倍。此时主要进行其他蛋白质的合成。M期：主要进行染色体的分离、胞质分裂，一个细胞分裂为两个子细胞。19、试比较有丝分裂和减数分裂的异同点。答案要点：相同点：都为二分分裂方式；分裂过程中均有有丝分裂器的出现；都有明显的细胞核特别是染色体的变化。不同点在于：比较项目减数分裂有丝分裂目的产生配子增加细胞数量子细胞染色体数目减半不变发生的细胞性细胞体细胞同源染色体的活动配对、互换独立活动细胞周期两次细胞周期，DNA复制一次，细胞分裂两次一次细胞周期，DNA复制一次，细胞分裂一次20、简述癌细胞的基本特征。答案要点：基本生物学特征1、细胞生长与分裂失去控制，具有无限增殖能力，成为“永生”的细胞。2、具有浸润性和扩散性。3、细胞间相互作用改变。4、蛋白表达谱系或蛋白活性改变。5、mRNA转录谱系的改变。6、染色体的非整倍性变化。体外培养的恶性转化细胞的特征1、具有无限增殖的能力；2、贴壁性下降；3、失去接触抑制；4、对生长因子的需求降低；5、致瘤性。21、简述细胞凋亡的生物学意义。答案要点：1、清除无用的细胞；2、清除多余的细胞；3、清除发育不正常的细胞；4、清除已完成任务的、衰老的细胞；5、清除有害的、被感染的细胞。通过以上几方面的作用，保证器官的正常发生与构建、组织及细胞数目的相对平衡。22、简述细胞衰老的基本特征。答案要点：细胞膜的变化：衰老细胞的细胞膜结构发生变化，使膜的流动性减弱。细胞膜选择透过性能力降低，细胞膜上的受体分子减少，细胞质膜受损伤后不易修复。线粒体的变化：线粒体的变化在细胞衰老过程中是很重要的，细胞衰老时，一方面线粒体数目减少，另一方面线粒体的结构也发生变化，其内膜形成的嵴呈萎缩状。在低氧或缺氧的条件下，衰老细胞的线粒体更早地出现肿胀，接着出现空泡，最终线粒体破裂崩解。内质网的变化：细胞衰老过程中，糙面内质网的量减少，内质网膜电子密度增高，膜结构变厚；此外内质网排列不规则，或出现肿胀和空泡。细胞核的变化1、核增大；2、核膜内折；3、染色质固缩化。细胞核结构的衰老变化中最明显的是核膜的内折凹陷，而且细胞衰老程度越高内折越明显，核的整个体积变大，核中染色质凝聚、破碎，甚至出现异常多倍体。致密体的生成：致密体是衰老细胞中常见的一种结构，绝大多数动物细胞在衰老时都会有致密体的积累。此外，细胞衰老时，细胞间间隙连接及膜内颗粒的分布也发生变化。间隙连接在细胞间离子和小分子代谢物的交换上起着重要的作用。衰老时间隙连接的减少，使细胞间代谢协作减少了。23、比较细胞凋亡和细胞坏死。比较项目细胞凋亡细胞坏死外形细胞变圆、变小细胞膨胀，外形不规则细胞膜完整，细胞膜内陷，将胞内物质分割包围成凋亡小体破坏，导致胞浆外溢细胞质细胞质成分密度增高，发生凝集，最初细胞器保持完整性细胞器被破坏，溶酶体膜破坏，水解酶破坏胞内成分细胞核染色质断裂成一定大小的片断、凝缩、边缘化，形成凋亡小体，产生DNA ladder整个核浓缩，核膜破裂，核溶解，DNA被切碎，没有DNA ladderCa2+浓度增高没发现变化核酸内切酶被活化没发现变化基因控制由相关基因控制无基因控制与周围组织的关系凋亡小体被周围的细胞吞噬，胞内含物不外溢，周围不发生炎症细胞外溢成分侵袭影响周围组织，经常引起炎症综述题1、什么叫细胞生物学？试论述细胞生物学研究的主要内容。答:细胞生物学是研究细胞基本生命活动规律的科学,它是在三个水平(显微、亚显微与分子水平)上，以研究细胞的结构与功能、细胞增殖、细胞分化、细胞衰老开发商地亡、细胞信号传递、真核细胞基因表达与调控、细胞起源与进化等为主要内容的一门科学。细胞生物学的主要研究内容主要包括两个大方面：细胞结构与功能、细胞重要生命活动。涵盖九个方面的内容：细胞核、染色体以及基因表达的研究；生物膜与细胞器的研究；细胞骨架体系的研究；细胞增殖及其调控；细胞分化及其调控；细胞的衰老与凋亡；细胞的起源与进化；细胞工程；细胞信号转导。2、试论述当前细胞生物学研究最集中的领域。答：当前细胞生物学研究主要集中在以下四个领域：细胞信号转导；细胞增殖调控；细胞衰老、凋亡及其调控；基因组与后基因组学研究。人类亟待通过以上四个方面的研究，阐明当今主要威胁人类的四大疾病：癌症、心血管疾病、艾滋病和肝炎等传染病的发病机制，并采取有效措施达到治疗的目的。3、如何理解“细胞是生命活动的基本单位”。答：细胞是构成有机体的基本单位。一切有机体均由细胞构成，只有病毒是非细胞形态的生命体。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细胞是有机体生长与发育的基础细胞是遗传的基本单位，细胞具有遗传的全能性细胞是生命起源和进化的基本单位。没有细胞就没有完整的生命4、试论述原核细胞与真核细胞最根本的区别。答：原核细胞与真核细胞最根本的区别在于：生物膜系统的分化与演变：真核细胞以生物膜分化为基础，分化为结构更精细、功能更专一的基本单位细胞器，使细胞内部结构与职能的分工是真核细胞区别于原核细胞的重要标志；遗传信息量与遗传装置的扩增与复杂化：由于真核细胞结构与功能的复杂化，遗传信息量相应扩增，即编码结构蛋白与功能蛋白的基因数首先大大增多；遗传信息重复序列与染色体多倍性的出现是真核细胞区别于原核细胞的一个重大标志。遗传信息的复制、转录与翻译的装置和程序也相应复杂化，真核细胞内遗传信息的转录与翻译有严格的阶段性与区域性，而在原核细胞内转录与翻译可同时进行。5、试比较光学显微镜与电子显微镜的区别。答案要点：光学显微镜是以可见光为照明源，将微小的物体形成放大影像的光学仪器；而电子显微镜则是以电子束为照明源，通过电子流对样品的透射或反射及电磁透镜的多级放大后在荧光屏上成像的大型仪器。它们的不同在于：照明源不同：光镜的照明源是可见光，电镜的照明源是电子束；由于电子束的波长远短于光波波长，因而电镜的放大率及分辨率显著高于光镜。透镜不同：光镜为玻璃透镜；电镜为电磁透镜。分辨率及有效放大本领不同：光镜的分辨率为0.2m左右，放大倍数为1000倍；电镜的分辨率可达0.2nm，放大倍数106倍。真空要求不同：光镜不要求真空；电镜要求真空。成像原理不同：光镜是利用样品对光的吸收形成明暗反差和颜色变化成像；而电镜则是利用样品对电子的散射和透射形成明暗反差成像。生物样品制备技术不同：光镜样品制片技术较简单，通常有组织切片、细胞涂片、组强压片和细胞滴片等；而电镜样品的制备较复杂，技术难度和费用都较高，在取材、固定、脱水和包埋等环节上需要特殊的试剂和操作，还需要制备超薄切片。6、cAMP信号系统的组成及其信号途径？答案要点：1、组成：主要包括：Rs和Gs；Ri和Gi；腺苷酸不化酶；PKA；环腺苷酸磷酸二酯酶。2、信号途径主要有两种调节模型：Gs调节模型，当激素信号与Rs结合后，导致Rs构象改变，暴露出与Gs结合的位点，使激素-受体复合物与Gs结合，Gs的构象发生改变从而结合GTP而活化，导致腺苷酸环化酶活化，将ATP转化为cAMP，而GTP水解导致G蛋白构象恢复，终止了腺苷酸环化酶的作用。该信号途径为：激素识别并与G蛋白偶联受体结合激活G蛋白活化腺苷酸环化酶胞内的cAMP浓度升高激活PKA基因调控蛋白基因转录。Gi调节模型，Gi对腺苷酸环化酶的抑制作用通过两个途径：一是通过亚基与腺苷酸环化酶结合，直接抑制酶的活性；一是通过和亚基复合物与游离的Gs的亚基结合，阻断Gs的亚基对腺苷酸酶的活化作用。7、试论述蛋白磷酸化在信号传递中的作用。答案要点：蛋白磷酸化是指由蛋白激酶催化的把ATP或GTP的磷酸基团转移到底物蛋白质氨基酸残基上的过程，其逆转过程是由蛋白磷酸酶催化的，称为蛋白质去磷酸化。蛋白磷酸化通常有两种方式：一种是在蛋白激酶催化下直接连接上磷酸基团，另一种是被诱导与GTP结合，这两种方式都使得信号蛋白结合上一个或多个磷酸基团，被磷酸化的蛋白有了活性后，通常反过来引起磷酸通路中的下游蛋白磷酸化，当信号消失后，信号蛋白就会去磷酸化。磷酸化通路通常是由两种主要的蛋白激酶介导的：一种是丝氨酸/苏氨酸蛋白激酶，另一种是酪氨酸蛋白激酶。蛋白激酶和蛋白磷酸酶通过将一些酶类或蛋白磷酸化与去磷酸化，控制着它们的活性，使细胞对外界信号作出相应的反应。通过蛋白磷酸化，调节蛋白的活性，通过蛋白磷酸化，逐级放大信号，引起细胞反应。8、何为蛋白质分选？细胞内蛋白质分选的基本途径、分选类型是怎样的？答案要点：蛋白质的分选：细胞中绝大多数蛋白质均在细胞质基质中的核糖体上开始合成，随后或在细胞质基质中或转至糙面内质网上继续合成，然后，通过不同途径转运到细胞的特定部位并装配成结构与功能的复合体，参与细胞的生命活动的过程。又称定向转运。细胞中蛋白质都是在核糖体上合成的，并都是起始于细胞质基质中。基本途径：一条是在细胞质基质中完成多肽链的合成，然后转运至膜围绕的细胞器，如线粒体、叶绿体、过氧化物酶体、细胞核及细胞质基质的特定部位，有些还可转运至内质网中；另一条途径是蛋白质合成起始后转移至糙面内质网，新生肽边合成边转入糙面内质网腔中，随后经高尔基体转运至溶酶体、细胞膜或分泌到细胞外，内质网与高尔基体本身的蛋白成分的分选也是通过这一途径完成的。蛋白质分选的四种基本类型：1、蛋白质的跨膜转运：主要指在细胞质基质合成的蛋白质转运至内质网、线粒体、叶绿体和过氧化物酶体等细胞器。2、膜泡运输：蛋白质通过不同类型的转运小泡从其糙面内质网合成部位转运至高尔基体进而分选运至细胞不同的部位。3、选择性的门控转运：指在细胞质基质中合成的蛋白质通过核孔复合体选择性地完成核输入或从细胞核返回细胞质。4、细胞质基质中的蛋白质的转运。9、线粒体与叶绿体的内共生学说的主要内容及证据。答案要点：1、内容：线粒体和叶绿体分别起源于原始真核细胞内共生的细菌和蓝藻。2、主要论据：线粒体和叶绿体的基因组在大小、形态和结构方面与细菌相似；线粒体和叶绿体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。10、试述核孔复合体的结构及其功能。答：核孔复合体主要有下列结构组分：、胞质环 位于核孔边缘的胞质面一侧，又称外环，环上有8条短纤维对称分布伸向胞质；、核质环 位于核孔边缘的核质面（又称内环），环上8条纤维伸向核内，并且在纤维末端形成一个小环，使核质环形成类似“捕鱼笼”（fish-trap）的核篮（nuclear basket）结构；、辐 由核孔边缘伸向核孔中央，呈辐射状八重对称，该结构连接内、外环并在发挥支撑及形成核质间物质交换通道等方面起作用；它的结构比较复杂，可进一步分为三个结构域：柱状亚单位：主要的区域，位于核孔边缘，连接内、外环，起支撑作用；腔内亚单位：柱状亚单位以外，接触核膜部分的区域，穿过核膜伸入双层核膜的膜间腔；环带亚单位：在柱状亚单位之内，靠近核孔复合体中心的部分，由8个颗粒状结构环绕形成核孔复合体核质交换的通道。、中央栓 位于核孔的中心，呈颗粒状或棒状，又称为中央颗粒，由于推测它在核质交换中起一定的作用，所以又把它称做转运器（transporter）核孔复合体是一种特殊的跨膜运输蛋白复合体，并且是一个双功能、双向性的亲水性核质交换通道，双功能表现在它有两种运输方式：被动扩散与主动运输；双向性表现在既介导蛋白质的入核转运，又介导RNA、核糖核蛋白颗粒（RNP）的出核转运。11、试述从DNA到染色体的包装过程（多级螺旋模型）。答：a、由DNA与组蛋白包装成核小体，在组蛋白H1的介导下核小体彼此连接形成直径约1