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细胞生物学_(翟中和_第三版)课后练习题及答案

第二章:细胞的基本知识概要1.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2.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)一个环状双螺旋DNA是遗传信息量的载体4)mRNA与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3. 说明原核细胞与真核细胞的主要差别。

4. 放射自显影技术的原理根据是什么?为何常用H3、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.5. 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。

6. 细胞融合有那几种方法?病毒诱导与PEG的作用机制有何不同?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37℃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。

第四章:细胞膜与细胞表面7.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。

8.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。

9. 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。

10.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)。

11.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。

12.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。

2) 细胞外基质是存在细胞之间的非细胞性的物质,是由一些蛋白质和多糖大分子构成的精密有序的网络结构,是细胞的分泌物在细胞附近构成的精密结构,它不同于细胞外被之处是,通过与细胞质膜中的细胞外基质受体结合,同细胞建立了相互关系。

13.细胞外基质组成、分子结构及生物学功能是什么?1) 细胞外基质(EM)成分可表示如下:多糖:糖胺聚糖,蛋白聚糖纤维蛋白:胶原,弹性蛋白,纤连蛋白,层粘连蛋白;2) 作用:细胞外基质可影响细胞的发育、极性和行为活动。

(1) 糖胺聚糖(GAG)链构成的网络,形成了水化凝胶,各种蛋白质纤维埋藏于凝胶之中。

GAG多糖链带负电荷,同蛋白质共价结合形成蛋白聚糖。

(2) 蛋白聚糖:a. 渗滤作用;b. 细胞表面的辅受体;c. 调节分泌蛋白的活性;d. 细胞间化学信号传递。

(3) 胶原,弹性蛋白:结构作用(4) 纤连蛋白,层粘连蛋白:黏着作用。

第五章物质的跨膜运输与信号传递14.物质跨膜运输有哪几种方式?它们的异同点。

跨膜运输:直接进行跨膜转运的物质运输,又分为简单扩散、协助扩散和主动运输。

1) 简单扩散:顺物质电化学梯度,不需要膜运输蛋白,利用自身的电化学梯度势能,不耗细胞代谢能;2) 协助扩散:顺物质电化学梯度,需要通道蛋白或载体蛋白,利用自身的电化学梯度势能,不耗细胞代谢能;3) 主动运输:逆物质电化学梯度,需要载体蛋白,消耗细胞代谢能。

15.比较主动运输与被动运输的特点及其生物学意义。

1)主动运输的特点及其生物学意义:特点:由载体蛋白所介导的物质逆浓度梯度或电化学梯度由浓度低的一侧向浓度高的一侧进行跨膜转运。

需要与某种释放能量的过程相偶联。

类型:由ATP直接提供能量(Na+-K+泵、Ca2+泵、)、间接提供能量(Na+-K+泵或H+泵、载体蛋白的协同运输)、光驱动的三种类型。

生物学意义:动物细胞借助Na+-K+泵维持细胞渗透平衡,同时利用胞外高浓度的Na+所储存的能量,主动从细胞外摄取营养;植物细胞、真菌(包括酵母)和细菌细胞借助膜上的H+泵,将H+泵出细胞,建立跨膜的H+电化学梯度,利用H+电化学梯度来驱动主动转运溶质进入细胞;Ca2+泵主要存在于细胞膜和内质网膜上,将Ca2+输出细胞或泵入内质网腔中储存,以维持细胞内低浓度的游离Ca2+,Ca2+对调节肌细胞的收缩与舒张至关重要。

2)被动运输的特点及其生物学意义:特点:物质的跨膜运输的方向是由高浓度向低浓度,运输动力来自物质的浓度梯度,不需要细胞提供代谢能量。

类型:单扩散和载体介导的协助扩散。

协助扩散的载体为:载体蛋白和通道蛋白,载体蛋白既可介导被动运输和主动运输;通道蛋白只能介导被动运输。

生物学意义:每种载体蛋白能与特定的溶质分子结合,通过一系列构象改变介导溶质分子的跨膜转运;通道蛋白是多次跨膜亲水、离子通道,充许适宜大小分子和带电荷的离子通过,其显著特点为:⑴具有离子选择性,转运速率高,净驱动力是溶质跨膜的电化学梯度;⑵离子通道是门控的,其活性是由通道开或关两种构象所调节,通过通道开关应答于适当地信号。

16.说明Na+-K+泵的工作原理及其生物学意义。

Na+-K+泵是一种典型的主动运输方式,由ATP直接提供能量。

Na+-K+泵存在于细胞膜上,是由α和β二个亚基组成的跨膜多次的整合膜蛋白,具有ATP酶活性。

工作原理:在细胞内侧α亚基与Na+相结合促进ATP水解,α亚基上的天门冬氨酸残基磷酸化引起α亚基构象发生变化,将Na+泵出细胞,同时细胞外的K+与α亚基的另一位点结合,使其去磷酸化,α亚基构象再度发生变化将K+泵进细胞,完成整个循环。

Na+依赖的磷酸化和K+依赖的去磷酸化引起构象变化有序交替进行。

每个循环消耗一个ATP分子,泵出3个Na+和泵进2个K+。

生物学意义:动物细胞借助Na+-K+泵维持细胞渗透平衡,同时利用胞外高浓度的Na+所储存的能量,主动从细胞外摄取营养。

17.比较胞饮作用和吞噬作用的异同。

胞饮和吞噬是细胞胞吞作用的两种类型。

胞饮作用是一个连续发生的过程,所有真核细胞都能通过胞饮作用连续摄入溶质和分子;吞噬作用首先需要被吞噬物与细胞表面结合并激活细胞表面受体,是一个信号触发过程。

胞饮泡的形成需要网格蛋白、结合素蛋白和结合蛋白等的帮助;吞噬泡的形成则需要微丝及其结合蛋白的帮助,在多细胞动物体内,只有某些特化细胞具有吞噬功能。

18、试述细胞以哪些方式进行通讯?各种方式之间有何不同?细胞通讯是指一个细胞发出的信息通过介质传递到另一个细胞产生相应的反应。

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