细胞生物学第5版答案

第一章绪论

1.1复习笔记

【本章概述】

本章为绪论部分，主要对细胞生物学的研究内容与现状、细胞学发展简史、原核细胞、古核细胞、真核细胞等内容做了简

单的介绍，考点较细，需要理解掌握。

【重点难点归纳】

一、细胞学与细胞生物学发展简史

生物科学3个阶段以及细胞的发现

（1）三个阶段：形态描述阶段、实验室生物阶段、现代生物学阶段。

（2）1665年胡克第一次发现植物细胞；1674年列文虎克发现红细胞。

细胞学说的建立及意义

第一阶段

18387839年，镰荣登（在国）和①所行生物根是由细胞构成的：②每个细胞都是相

俺旺（二国）」出“细胞学说”为独立.的-一：③上存4的细胞繁殖产牛.新细胞

细胞学说的建立《第二阶段1858年.徵国医生和翔理学家魏尔朴一细胞来自T•细胞

/

细胞学说的

建立及意义、细胞学说的意义）推选「人类对天生命的时推动科学的处,源化论硒便学共称为生岭*聊

【注】本部分要求掌握细胞的发现与细胞学说。细胞的发现常以选择、判断等形式考查，细胞学说以简答题的形式考查。

二、细胞的统一性与多样性

细胞的基本特征

①化学组成相似

②细胞质为膜脂蛋白体系

细胞的基本共性③遗传装置相同

④分裂方式为一分为：

①构成有机体的荔本单位

②代谢与功能的基本单位

细胞的基本细胞是生命活③有机体生长与发育的基础

特征动的荔本单位

卜④繁殖的基本玳位.遗传的桥梁

⑤生命起源的归宿，生物进化的起点

高等动植物,同一器计与组织的细胞大小

在一个恒定的范用之内,与物种弟异无关

细胞大小

细胞内蛋白版与核域体RNA的量决定细胞的大小

细胞的大小及信号通路中心的蛋白激陶——mTOR

其影响因素

影响因索细胞所处的时期

细胞核DNA的含加

【注】本部分要求掌握细胞是生命活动的基本单位、细胞的基本共性及细胞的大小与影响因素。

原核细胞与真核细胞

（1）原核细胞:

①体积小，繁殖快,适应环境能力强

L②没"生物腹系烧

特点，③M因加很小，上要遗W物质仅为•个环状DNA

M小锻简小的细胞

卜⑷然闪小迷走仇.没架的细DU分化

\⑤进化地位低

【注】原核细胞较为简单，重点掌握原核细胞的特点，并记忆几个原核细胞实例，其中支原体是最小最简单的细胞。

【例1】下列生物中属于原核生物的一组是（）。［湖南大学2007年研］

A.蓝藻和酵母菌

B.蓝藻和硝化细菌

C.绿藻和根瘤菌

D.水绵和紫菜

【答案】B

【解析】A项，蓝藻属于原核生物，酵母菌是真菌的一类，属于真核生物。C项，绿藻是植物，属于真核生物，根瘤菌属于

原核生物。D项，水绵和紫菜都属于真核生物。

（2）真核细胞:

①选择性物质跨腴运输与信号转导：

②双层核膜将细胞分成细腿质。细胞核,使基因精确我达:

③各细胞器和互独在，饰调功能行使：

生物股结构系统④膜上附存人网防.催化大部分化学反应

织分：DNA、RNA知惯白照.

遗仪信息传递与表达系统染色体功能：①储存遗传物痂：②调控加囚衣达

3大M本站

构系统微”、微件。中间”等.

州分校竹架IHHJzh核MMi

、他胞件槃系彼①用版什架出助细胞田号也递5加触运动，

a核细息例助蛋白版合成,大分/,运输，影成行竹.分

裂的幼钵⑹,对细附起支修作用：

功能②核骨架与联因表送、染色加构建措布仃关

自我装配'协助奘配和直接装配

大分子•组装方式

【注】本部分需重点掌握真核细胞的三大基本结构系统。

（3）原核细胞与真核细胞的比较:

①最根本的区别:

真核细胞膜系统在原核细胞膜系统基础上进一步分化和演变，产生了细胞核与细胞器；真核细胞遗传信息量与遗传装置在

原核细胞基础上进行了扩增与复杂化。

②基本特征比较如表1-1所示。

表1-1原核细胞与真核细胞基本特征的比较

特征原核细胞真核细胞

细胞质膜有有

核膜无有

由一个（少数多个）环状DNA2个染色体以上，染色体

染色体好构成的单个染色体,DNA由线状DNA与蛋白质组

不与或很少与蛋白质结合成

核仁无有

70S（包括50s与30s的大小80S（包括60s与40s的

核糖体

亚单位）大小亚单位）

膜质细胞器无有

线粒体DNA,叶绿体

核外DNA细菌具有裸露的质粒DNA

DNA

动物细胞无细胞壁，植物

细胞壁主要成分是氨基糖与壁酸细胞的细胞壁主要成分为

纤维素与果胶

细胞骨架无有

细胞增殖以有丝分裂（间接分裂）

无丝分裂（直接分裂）

（分裂）方式为主

【注】考试重点内容，需要熟练记忆掌握。

E1病毒及其与细胞的关系

基本结构①核酸：②蛋白脑构成的衣壳

特殊结构①囊膜：②刺突

结构简单,体枳小,无任何细胞结构

遗传我体为DNA或RNA

彻底的寄生性

以亚制和装配的方式进行增殖

病毒识别和侵入细胞-病毒核酸的红制、转求与蛋白质的合成-病毒的

」病忒在细装配、成熟行释放

胞内增殖

【注】本部分要求掌握病毒的基本知识，常以选择、判断的形式考查。

【例2】在英国引起疯牛病的病原体是（）。［中山大学2019年研］

A.肮病毒

B.RNA病毒

C.立克次体

D.支原体

【答案】A

【解析】疯牛病，又称为牛海绵状脑病，是动物传染性海绵样脑病中的一种。疯牛病为肮病毒引起的一种亚急性进行性神

经系统疾病，通常脑细胞组织出现空泡，星形胶质细胞增生，脑内解剖发现淀粉样蛋白质纤维，并伴随全身症状，以潜伏

期长、死亡率高、传染性强为特征。

1.2课后习题详解

n如何理解“细胞是生命活动的基本单位''这一重要概念？

答：没有细胞就没有完整的生命，“细胞是生命活动的基本单位这一重要概念的含义包括：

（1）细胞是构成有机体的基本单位。地球上的生命形式（除病毒外）均由细胞构成，病毒也需要寄生于细胞，才会体现出

生命的特征。

（2）细胞是代谢与功能的基本单位。有机体一切代谢活动最终都要靠各种细胞来完成，细胞的形态结构与功能的相关性和

一致性是细胞的共同特点。

（3）细胞是有机体生长发育的基础。有机体生长发育是依靠细胞的增殖、生长、分化与凋亡来实现的。

（4）细胞是繁殖的基本单位，是遗传的桥梁。单细胞生物的繁殖表现为细胞一分为二，多细胞生物依靠细胞分裂形成特殊

形式的生殖细胞——胞子或配子，上一代的遗传信息存在于生殖细胞的核中。

（5）细胞是物质（结构）、能量与信息等结合的综合体，也是高度有序的，具有自组装能力的自组织体系。

（6）细胞是生命起源的归宿，是生物进化的起点。

❷为什么说支原体可能是最小、最简单的细胞存在形式？

答：支原体可能是最小、最简单的细胞存在形式的原因如下：

（1）虽然病毒的体积总体上比支原体小，但其不具有细胞形态。

（2）支原体具备细胞的基本形态结构与功能，目前没有发现比支原体更小、更简单的细胞。

（3）支原体基因组是迄今为止发现的能独立生活的生物中最小的，大都是生命活动所必需的基因。

（4）支原体mRNA与核糖体结合为多核糖体，指导合成约700种蛋白质，这可能是细胞生存和增殖所必需的最低数量的蛋

白质。

（5）从理论上推论，细胞独立生存所需空间的最小的直径为140〜200nm,而支原体的直径已接近这个极限。比支原体更

小、更简单的结构，基本不可能满足生命活动的基本要求。

H怎样理解“病毒是非细胞形态的生命体‘‘？请比较病毒与细胞的区别并讨论其相互的关系。

答：（1）细胞可以独立完成各项生命活动，而病毒只有在侵染寄生细胞后才能表现出生命现象，因此说病毒是非细胞形

态的生命体。

（2）病毒与细胞的区别：

①病毒较细胞来说很小，结构极其简单。绝大部分病毒的大小只有20〜200nm,可以通过细菌滤器。

②遗传载体的多样性。所有细胞都含有DNA和RNA,以双链DNA分子作为遗传物质的载体；而病毒粒子中只含有DNA或

RNA其中一种，不同种类病毒的遗传载体可以是DNA或RNA,并均有双链和单链之分。

③完全寄生性。细胞可以独立完成生命活动，而病毒没有独立的代谢与能量转化系统，需寄生于宿主细胞进行繁殖。

④病毒以复制和装配的方式进行增殖。病毒的增殖称为复制，在宿主细胞中进行；而细胞只能以分裂的方式增殖。

（3）病毒与细胞的相互关系:

①病毒必须要在细胞内才能进行繁殖并表现出其基本生命活动。

②在进化上，病毒应该是由细胞或细胞组分演化而来的。病毒可能是细胞在特定条件下“扔出”的基因组，游离的基因组只

有回到原来的细胞环境才能发挥作用。

□试从演化的角度比较原核细胞、古核细胞及真核细胞的异同。

答：（1）原核细胞、古核细胞及真核细胞的相同点：

原核细胞、古核细胞及真核细胞都具有细胞结构，并且都含有核糖体。

（2）原核细胞、古核细胞及真核细胞的不同点：

①细胞壁：

a.原核细胞的细胞壁含有肽聚糖，对抗生素敏感。

b.古核细胞的细胞壁不含有肽聚糖、胞壁酸和D-氨基酸，对抗生素不敏感。

c.真核细胞中植物细胞壁不含有肽聚糖，对抗生素不敏感。

②核膜和内膜系统：

a.原核细胞没有核膜和内膜系统，只有拟核。

b.古核细胞没有核膜和内膜系统。

c.真核细胞具有核膜和内膜系统。

③核小体：

a.原核细胞的核区只有裸露的环状DNA,无组蛋白，无核小体结构。

b.古核细胞的DNA结合组蛋白形成类似核小体结构，与真核生物的核小体有差异。

c.真核细胞的DNA结合组蛋白，形成核小体结构。

④DNA与基因结构：

a.原核细胞的DNA为环状，有操纵子结构，基因上不含重复序列。

b.古核细胞的DNA为环状，有操纵子结构，基因上存在重复序列。

c.真核细胞的核中DNA为线性，线粒体和叶绿体中的DNA为环状，并且基因上存在大量重复序列。

⑤核糖体：

a.原核细胞的核糖体沉降系数是70S,含有55种蛋白质，对抗生素敏感。

b.古核细胞的核糖体沉降系数是70S,含有60种以上蛋白质，对抗生素不敏感；5SrRNA与真菌的类似，与细菌的差别很

大。

c.真核细胞的核糖体沉降系数是80S,含有70〜84种蛋白质，对抗生素不敏感。

⑥细胞分裂（增殖）方式：

a.原核细胞的细胞分裂（增殖）方式为无丝分裂。

b.古核细胞的细胞分裂（增殖）方式为无丝分裂。

.真核细胞的细胞分裂（增殖）方式有丝分裂、减数分裂、无丝分裂，且以有丝分裂为主。

质细胞的结构与功能相关是细胞生物学的一个基本原则，你是否能提出相关的论据来说明之？

答：细胞的结构与功能的相关性和一致性是多数细胞的共性，特化的细胞可以说明细胞结构与功能相关。论据如下：

(1)动物细胞：

①肌肉细胞是长条或梭形，适于收缩、伸展及附着。

②神经细胞有很多分叉的突起(树突)，便于传导刺激。

③红细胞小并呈圆盘状，便于在血管中运动；体积小，相对表面积大，利于与周围环境交换气体。白细胞形状多变，便于

吞噬异物。

④大而圆的卵细胞，储存足够的营养物供受精后发育使用。

⑤具有鞭毛的精子细胞，适于在一定液体介质中游动，以便接近卵子，完成受精作用。

⑥各类分泌细胞，多呈极性，有吸收表面和分泌表面，在吸收表面膜形成大量皱褶，以增加物质透膜速率和能量供应。

(2)植物细胞：

①叶片的表皮细胞呈扁平状且排列紧密，保卫细胞呈半月形，每两个一对在叶片表面形成气孔结构。

②叶肉组织中的栅栏组织细胞呈棱形或柱形，内含丰富的叶绿素，主要功能是进行光合作用。

③木质部中的导管细胞和韧皮部中的筛管细胞呈长条形，起支持和输导作用。

1.3名校考研真题详解

一、选择题

口以下哪一种描述不属于细胞的基本特征？（）［中科院-中科大2007年研］

A.细胞具有细胞核和线粒体

B.细胞拥有一套遗传机制及应用规则

C.细胞能够自行增殖

D.细胞能对刺激产生反应

【答案】A

【解析】细胞的基本共性包括：①有相似的化学组成；②有脂-蛋白体系的生物膜；③DNA-RNA的遗传装置：④蛋白质合成

的机器——核糖体；⑤一分为二的分裂方式。A项，细胞具有细胞核和线粒体，这是真核生物细胞的特征，原核细胞没有

典型的细胞核和线粒体。

■有关原核细胞与真核细胞的比较，下列说法错误的是（）。［南开大学2007年研］

A.现有资料表明真核细胞由原核细胞进化而来，自然界真核细胞的个体数量比原核细胞多

B.真核细胞内有一个较复杂的骨架体系，原核细胞内并没有明显的骨架系统

C.真核细胞基因表达有严格的时空关系，并具有多层次的调控

D.真核细胞内膜系统分化，内部结构和功能的区域化和专一化，各自行使不同的功能

【答案】A

【解析】原核细胞的个体数量比真核细胞数量多。

二、填空题

□恩格斯之所以说细胞学说是19世纪的三大发明之一，这是因为细胞学说。［中山大学2018年研］

【答案】提出了生物同一性的细胞学基础

【解析】恩格斯把细胞学说、能量守恒定律和达尔文进化论并列为19世纪自然科学的“三大发现”。进化论解释了生物的多

样性，而细胞学说提出了生物同一性的细胞学基础，因而大大推进了人类对整个自然界的认识，有力地促进了自然科学和

哲学的进步。

❷在多细胞生物发育中，细胞有四种基本的行为，即：细胞增殖、细胞分化、和o［中山大学2007年研］

【答案】细胞衰老；细胞死亡

【解析】细胞四种基本行为：细胞增殖、细胞分化、细胞衰老、细胞死亡。

三、判断题

tl由于细菌细胞中没有内膜系统，所以细菌质膜兼有内膜的许多功能，如：具有线粒体的呼吸作用，具有内质网的分泌

作用，具有核膜的保护遗传物质的作用。（）［中山大学2008年研］

【答案】错

【解析】细菌质膜与真核细胞的内膜系统在功能上存在相似之处，这是进化的遗迹，但是它们在本质上是有区别的。细菌

为原核生物，不具有内质网和成型的细胞核，所以也不存在核膜。

阿细胞内的生物大分子是指蛋白质、脂类和DNA等。（）［中科院-中科大2007年研］

【答案】错

【解析】生物大分子指的是蛋白质、糖类和核酸，而脂类分子量相对来说较小，不是生物大分子。

◎器官的大小主要取决于细胞的数量，与细胞数量呈正比，而与细胞大小无关。（）［中科院-中科大2005年研］

【答案】对

【解析】由细胞体积守恒定律可知，同类型细胞的体积一般是相近的，不依生物个体的大小而增大或缩小。如人、牛、

马、鼠、象的肾细胞、肝细胞的大小基本相同。因此，器官的大小主要决定于细胞的数量，且成正比，而与细胞的大小无

关。

四、名词解析

口细胞学说［山东大学2（）15年研］;celltheory［扬州大学2019年研］

答：celltheory的中文名称是细胞学说。细胞学说是1838〜1839年由德国植物学家施莱登和德国动物学家施旺共同提出的，

并由德国医生和病理学家魏尔肖进行修正的有关细胞生物规律的学说，其主要内容包括：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所构成；每个细胞作为一个相对独立的单位，既有自己的生命，又对与其他细胞共

同组成的整体的生命有所助益；新的细胞可通过老的细胞繁殖产生。

Qcellbiology［中国科学院大学2017年研］;细胞生物学［吉林大学2004年研］

答：cellbiology的中文名称是细胞生物学。细胞生物学是指在细胞水平上研究生物体生长、运动、遗传、变异、分化、衰

老、死亡等生命现象的学科。现代细胞生物学利用显微水平、超微水平和分子水平等方法研究细胞的结构、功能及生命活

动，并将细胞整体、亚细胞结构、分子等不同层次的研究有机地结合起来，最终揭示生命的本质。

目细胞融合（cellfusion）［关R州大学2008年研；中国科学院大学2017年研］

答：细胞融合是指两个或多个细胞融合成一个双核或多核细胞的过程，常需对细胞进行预处理或者借助某些化学物质和灭

活病毒介导完成。如动物细胞融合一般要用灭活的病毒（如仙台病毒）或化学物质（如PEG）介导：植物细胞融合时，要

先用酶去掉细胞壁。细胞融合技术是单克隆抗体制备的基础。

Qprokaryoticcell［武汉大学2005、2015年研］

答：prokaryoticcell的中文名称是原核细胞。原核细胞是指没有典型的核结构，遗传物质没有被磷脂膜包裹，具有细胞体积小、

遗传信息小、无细胞内膜系统等特点的一类细胞结构，主要包括支原体、衣原体、细菌、蓝藻等。

五、简答题

fl细胞学说是谁提出的？主要内容有哪些？有何意义？［山东大学2017年研］

答：细胞学说是由施旺和施莱登两人共同提出，并由一系列学者进行修正的学说。

(1)细胞学说的主要内容：

①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。

②每个细胞是一个相对独立的单位，既有“它自己'’的生命，又对与其他细胞共同组成的整体生命有所助益。

③新的细胞可以通过已存在的细胞繁殖产生。

(2)细胞学说的生物学意义：

①细胞学说对细胞及其功能有了一个较为明确的定义。细胞学说的建立掀起了对多种细胞进行广泛观察与描述的高潮，各

种细胞器和细胞分裂活动相继被发现，构成了细胞学的经典时期。

②细胞学说提出了生物同一性的细胞学基础，因而大大推进了人类对整个自然界的认识，有力地促进了自然科学和哲学的

进步。

③细胞学说提出后的十几年中，迅速推广到许多领域的研究，对当时生物学的发展起了巨大的促进和指导作用。

④细胞学说的提出对生物科学的发展具有重大的意义。细胞学说、进化论和孟德尔的遗传学被称为现代生物学的三大基

石，而细胞学说又是后两者的基石，对细胞结构的了解是生物科学和医学分支进一步发展不可缺少的前提。

❷什么是蛋白质感染因子(prion)?［北京科技大学2010年研］

答：(1)蛋白质感染因子的定义：

蛋白质感染因子是一类能侵染动物并在宿主细胞内复制的小分子无免疫性疏水蛋白质，它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，又称肮病毒，即蛋白质病毒。

(2)蛋白质感染因子的特性：

其特性包括可滤过性、传染性、致病性和对宿主范围的特异性。它比已知的最小的常规病毒还要小，不呈现免疫效应，不

诱发干扰素产生，也不受干扰作用。

(3)蛋白质感染因子的威胁•：

可以导致人类和家畜的中枢神经系统发生退化性病变如羊瘙痒病、疯牛病，最终不治而亡。

Q请简要回答细胞结构的共性和影响细胞结构大小的因素。［扬州大学2019年研］

答：(1)细胞结构的共性：

不同类型的细胞在结构上具有极大的相似性，主要体现在：

①细胞都具有选择透性的膜结构，将细胞内的环境与外环境隔开。

②细胞都具有遗传物质，大部分细胞的遗传物质是DNA,少数细胞的遗传物质为RNA。

③细胞都具有核糖体，是合成蛋白质的重要工具。

(2)影响细胞结构大小的因素：

原核细胞的直径平均大小在1〜lOtim之间，而真核细胞的直径平均为3〜30Hm,一般为10〜20Hm,影响细胞结构大小的因

素主要有:

①细胞体积与表面积的关系：随着细胞体积的增大，表面积与体积之比就会减小，比值越小，细胞与外界物质交换的效率

就越低，细胞为了维持一个最佳的生存条件，必须维持最佳的表面积，从而限制了体积的无限增大。

②细胞内关键物质的含量：•些重要的分子在细胞内的拷贝数是很少的，当细胞体积增大时，这些分子的浓度就越来越稀,

而一些重要的生化反应需要一定的分子浓度才能进行。此外，细胞体积的最小值也受限于维持细胞生命活动所需的酶和蛋

白质种类的最低量。

a蛋白质与核糖体RNA的量：细胞由各种生物分子和包括水在内的无机分子组成，细胞的大小，简单来说主要是由每个

细胞内所含的蛋白质与核糖体RNA的量所决定的，其中蛋白质是更为主要的因素。细胞的尺寸可以说取决于核糖体的活

性，因为蛋白质的量由核糖体来决定。

b.细胞核DNA的含量：植物多倍体细胞的体积一般显著大于二倍体细胞。DNA含量如何决定细胞大小还不清楚，可能与

核糖体数量有关——DNA控制核糖体的合成，DNA量越大，核糖体越多，因而翻译的蛋白质越多，细胞就越大。DNA含

量影响细胞大小的另•个原因可能是多倍体细胞的代谢旺盛，所有基因的表达和蛋白质的合成都加速，因此细胞内有机物

积累增加，细胞体积随之增加。

c.其他因素：例如，植物细胞在旺盛分裂期的大小，也是取决于蛋白质等生物分子的积累，但在完成分裂后，植物细胞

有一个伸展的过程，细胞体积会增加数倍甚至成千上万倍，这个过程依赖的不是有机物的积累，而主要是中央液泡的膨

胀。

□原核细胞与真核细胞有何差异？［湖南大学2007年研］

相关试题：

（1）原核细胞与真核细胞最根本的区别是什么？［武汉科技大学2013年研］

（2）真核细胞与原核细胞的特点。［中国科学院大学2017年研］

答：原核细胞和真核细胞差异十分明显，主要表现如表1-2示。

表1-2原核细胞与真核细胞基本特征的比较

特征原核细胞真核细胞

细胞质膜有有

核膜无有

由一个（少数多个）环状DNA

2个染色体以上，染色体由线状

染色体分子构成的单个染色体，DNA不

DNA与蛋白质组成

与或很少与蛋白质结合

核仁无有

70S80S

核糖体

（包括50s与30s的大小亚单位）（包括60S与40S的大小亚单位）

膜质细胞器无有

核外DNA细菌具有裸露的质粒DNA线粒体DNA,叶绿体DNA

动物细胞无细胞壁，植物细胞的

细胞壁主要成分是氨基糖与壁酸

细胞壁主要成分为纤维素与果胶

细胞骨架无有

细胞增殖

无丝分裂（直接分裂）以有丝分裂（间接分裂）为主

（分裂）方式

■如何理解“细胞是生命活动的基本单位”？［武汉大学2017年研；山东大学2019年研］

答：没有细胞就没有完整的生命，“细胞是生命活动的基本单位”这一重要概念的含义包括：

（1）细胞是构成有机体的基本单位。地球上的生命形式（除病毒外）均由细胞构成，病毒也需要寄生于细胞，才会体现出

生命的特征。

（2）细胞是代谢与功能的基本单位。有机体一切代谢活动最终都要靠各种细胞来完成，细胞的形态结构与功能的相关性和

一致性是细胞的共同特点。

⑶细胞是有机体生长发育的基础。有机体生长发育是依靠细胞的增殖、生长、分化与凋亡来实现的。

（4）细胞是繁殖的基本单位，是遗传的桥梁。单细胞生物的繁殖表现为细胞一分为二，多细胞生物依靠细胞分裂形成特殊

形式的生殖细胞——抱子或配子，上一代的遗传信息存在于生殖细胞的核中。

（5）细胞是物质（结构）、能量与信息等结合的综合体，也是高度有序的，具有自组装能力的自组织体系。

（6）细胞是生命起源的归宿，是生物进化的起点。

⑹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？［中山大学2019年研］

相关试题：为什么支原体被认为是最小最简单的生物？［中国科学技术大学2020年研］

答：支原体可能是最小、最简单的细胞存在形式的原因如下：

（1）虽然病毒的体积总体上比支原体小，但其不具有细胞形态。

（2）支原体具备细胞的基本形态结构与功能，目前没有发现比支原体更小、更简单的细胞。

（3）支原体基因组是迄今为止发现的能独立生活的生物中最小的，大都是生命活动所必需的基因。

（4）支原体niRNA与核糖体结合为多核糖体，指导合成约700种蛋白质，这可能是细胞生存和增殖所必需的最低数量的蛋

白质。

（5）从理论上推论，细胞独立生存所需空间的最小的直径为140〜200nm,而支原体的直径已接近这个极限。比支原体更

小、更简单的结构，基本不可能满足生命活动的基本要求。

六、论述题

试述细胞生物学的主要研究内容以及当前细胞生物学研究的总趋势与重点领域；并谈谈你对我国细胞生物学发展前景的认

识。［郑州大学2004、2005、2006、2007、2008年研］

答：（1）细胞生物学的主要研究内容如下：

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细胞衰老与死亡；⑦细胞起源与进化：⑧细胞工程；⑨细胞信号转导。

（2）当前细胞生物学研究的总趋势：

①从体外到体内，从单一到系统，从静态到动态。

②不断与计算机、物理、化学、数学等学科相互渗透，且对生物学科内其他学科也呈现日益交融互补的趋势。

（3）细胞生物学的重点领域：

①染色体DNA与蛋白质相互作用关系。

②细胞增殖、分化、凋亡的相互关系及其调控。

③细胞信号转导的研究。

④细胞结构体系的组装等。

（4）我国细胞生物学发展前景：

细胞生物学从显微、超微和分子的水平上研究和认识生命活动，近些年来有了突飞猛进的进展。在我国，细胞生物学不仅

涉及种植业、畜牧业、渔业、医疗、制药、卫生等方面，还扩展到食品、化工、环境保护、能源和冶金工业等方面。细胞

生物学在克隆技术、延长生命研究和促进生物经济中发挥重要作用。

①在医药行业，动物细胞生物反应器的应用为生物制药创造了新的领域，干细胞的相关研究将会为器官移植提供新的思

路。

②在农业畜牧业，转基因动植物、动物克隆不仅为人类提供了优良的新物种，解决食品危机，某些转基因动植物甚至还在

环保以及疫苗开发中发挥着重要作用。

③在能源行业，世界上已经出现了利用固相化细胞技术的工业化沼气厌氧反应器，同样也是我国细胞生物学发展的一种趋

势。

第二章细胞生物学研究方法

2.1复习笔记

【本章概述】

本章主要从细胞形态观察、细胞组分分析、细胞培养与细胞工程等方面介绍细胞生物学的研究方法，涉及的实验方法较

多，需多加分辨。

【重点难点归纳】

一、细胞形态结构的观察方法

口不同光学显微镜的特点（表2-1）

表2-1不同光学显微镜的特点

分辨率用途

可以直接用于观察单细胞生物或

光学显微镜0.2pm

体外培养的细胞

比普通光学显微镜高一个数

相差显微镜用于观察活细胞显微结构的细节

量桀

微分干涉显微与竟可连接高分辨率录像装置用于观察活细胞

观察特定蛋白等大分子，观察细

荧光显微镜较普通光学显微镜有所改善

胞动态变化

激光扫描共焦显比普通荧光显微镜的分辨率研究亚细胞结构与组分的定位及

微镜（LSCM）提高L4〜11倍动态变化

Q电子显微镜

（1）电子显微镜的基本知识：

①电子显微镜与光学显微镜的基本区别如表2-2所示。

表2-2电子显微镜与普通光学显微镜的基本区别

分辨本领光源透镜真空成像原理

利用样本对光的

光学可见光玻璃不要求

200nm吸收形成明暗反

显微镜（波长400〜760nm）透镜真空

差和颜色变化

利用样品对电子

电子电子束电磁

0.2nm真空的散射和透射形

显微镜（波长0.01〜0.9nm）透镜

成明暗反差

②电子显微镜分辨率可达0.2nm,其放大倍数为1（）6倍。

（2）主要电镜制样技术:

【注】本部分要求掌握电子显微镜的基本知识与主要电镜制样技术的应用I。

【例1】冰冻蚀刻技术主要用于（）。［南开大学2011年研］

A.电子显微镜

B.光学显微镜

C.原子力显微镜

D.激光共聚焦显微镜

【答案】A

【解析】主要电镜制样技术包括：①超薄切片技术；②负染色技术：③冷冻蚀刻技术；④电镜三维重构技术；⑤扫描电镜技

术等。

Q扫描隧道显微镜（STM）

扫描隧道显微镜可直接观察到DNA、RNA和蛋白质等生物大分子及生物膜、病毒等结构；用于纳米生物学乃至纳米科学各

领域。

二、细胞及其组分的分析方法

U超离心技术

…1逐渐提高离心速度

差速国心

沉降率与各组分的形状和大小钉关.通常以沉降系,数（S值）我示

常用的介质筋第和氯化他等

速度沉降

分类（等密度沉降

特异蛋白抗原的定位与定性技术（表2-3）

表2-3特异蛋白抗原的定位与定性技术

定义分类步骤

①直接免疫荧光技术：

免

荧光分子与抗体偶联后直

疫免疫学与荧光技术

接用于免疫标记技术。荧光抗体的制备1

荧结合，用于研究特异

②间接免疫荧光技术：标本的处理；免疫

光蛋白抗原在细胞内

先将抗体与抗原反应，后加染色；观察记录

技的分布

入与荧光分子相偶联的抗

术

第一抗体的抗体

免将抗体进行特异性

疫免疫反应标记后再样品的固定；样品

①免疫铁蛋白技术；

电在电子显微镜下观的包埋；超薄切片

②免疫酶标技术；

镜察免疫反应结果的制备；免疫标记；

③免疫胶体金技术

技技术，解决了分耕率染色；观察

术不足的问题

【知识点补充】

1.细胞内特异核酸的定位与定性：原位杂交

2.细胞成分的分析与细胞分选技术：流式细胞术

【注】本部分要求掌握常用超速离心技术以及特异蛋白抗原的定位与定性技术的应用。

【例2】（多选）以下哪些技术一般不用于分离活细胞？（）［厦门大学2011年研］

A.流式细胞术

B.细胞电泳

C.超速离心

D.差速离心

【答案】CD

【解析】C项，超速离心机用于分离或分析鉴定病毒颗粒、细胞器或大分子生物样品等。D项，差速离心是利用不同的离心

速率产生的不同离心力，将各种亚细胞组分和各种颗粒分离，适于分离沉降速率差别较大的亚显微结构颗粒。

三、细胞培养与细胞工程

Q细胞培养

原代细胞和传代细胆

细胞系和细胞株

瓶层细胞培养

体外培养细胞的基本形态成纤维样细胞：上皮样细胞；可移动的游走细胞

的倍体细胞培养

植物细胞培养原生殖体培养

【注】本部分要求掌握动物细胞培养与植物细胞培养的方法，以及其中的一些名词概念。常以名词解释与简答题的形式考

查，体外培养细胞的基本形态以填空题的形式考查。

【例3】体外培养的细胞，不论原代细胞还是传代细胞一般不保持体内原有的细胞形态。但大体可以分为两种基本形态:

与o［郑州大学2005、2006年研］

【答案】成纤维样细胞；上皮样细胞

【解析】体外培养的细胞，不论是原代细胞还是传代细胞，一般不能保持体内原有的细胞形态。但大体可以分为两种基本

形态：成纤维样细胞与上皮样细胞。此外还有一些可移动的游走细胞。

Q细胞工程

灭活的病毒（如仙台病毒）作为促毒剂

方法（化学物质（如聚乙二醇，PEG）作为促赢剂

（电融合技术方法

同核体融合

分类/

（异核体融合

细胞拆合

细胞拆合方法

显微操作技术

【注】本部分掌握细胞工程的三种技术，常以选择题的形式考查。

【例4】建立分泌单克隆抗体的杂交瘤细胞是通过下列哪种技术构建的？（）［湖南大学2007年研；南开大学2011年研］

A.细胞融合

B.核移植

C.病毒转化

D.基因转移

【答案】A

【解析】杂交瘤细胞是利用瘤细胞与特异性抗原免疫的B淋巴细胞进行细胞融合制得的。

四、细胞及生物大分子动态变化的研究技术（表2-4）

表2-4细胞及生物大分子动态变化的研究技术

原理应用