本文格式為Word版，下載可任意編輯——細(xì)胞生物學(xué)期中1細(xì)胞生物學(xué)_(期中1-9)課后練習(xí)題及答案(第四版及第三版集合)

第一章：緒論

1．細(xì)胞生物學(xué)的任務(wù)是什么？它的范圍都包括哪些？1)任務(wù)：

細(xì)胞生物學(xué)的任務(wù)是以細(xì)胞為著眼點(diǎn)，與其他學(xué)科的重要概念兼容并蓄，來說明生物各級(jí)結(jié)構(gòu)層次生命現(xiàn)象的本質(zhì)。2)范圍：

(1)細(xì)胞的微弱結(jié)構(gòu)；

(2)細(xì)胞分子水平上的結(jié)構(gòu)；

(3)大分子結(jié)構(gòu)變化與細(xì)胞生理活動(dòng)的關(guān)系及分子解剖。

2.細(xì)胞生物學(xué)在生命科學(xué)中所處的地位，以及它與其他學(xué)科的關(guān)系

1）地位：以細(xì)胞作為生命活動(dòng)的基本單位，摸索生命活動(dòng)規(guī)律，核心問題是將遺傳與發(fā)育在細(xì)胞水平上的結(jié)合。

2）關(guān)系：應(yīng)用現(xiàn)代物理學(xué)與化學(xué)的技術(shù)成就和分子生物學(xué)的概念與方法，研究生命現(xiàn)象及其規(guī)律。

3.如何理解E.B.Wilson所說的“一切生物學(xué)問題的答案最終要到細(xì)胞中去尋覓〞。

1)細(xì)胞是一切生物體的最基本的結(jié)構(gòu)和功能單位。

2)所謂生命實(shí)質(zhì)上即是細(xì)胞屬性的表達(dá)。生物體的一切生命現(xiàn)象，如生長(zhǎng)、發(fā)育、繁殖、遺傳、分化、代謝和激應(yīng)等都是細(xì)胞這個(gè)基本單位的活動(dòng)表達(dá)。3)生物科學(xué)，如生理學(xué)、解剖學(xué)、遺傳學(xué)、免疫學(xué)、胚胎學(xué)、組織學(xué)、發(fā)育生物學(xué)、分子生物學(xué)等，其研究的最終目的都是要從細(xì)胞水平上來說明各自研究領(lǐng)域中生命現(xiàn)象的機(jī)理。

4)現(xiàn)代生物學(xué)各個(gè)分支學(xué)科的交織會(huì)集是21世紀(jì)生命科學(xué)的發(fā)展趨勢(shì)，也要求各個(gè)學(xué)科都要到細(xì)胞中去摸索生命現(xiàn)象的奧秘。

5)鑒于細(xì)胞在生命界中所具有的獨(dú)特屬性，生物科學(xué)各分支學(xué)科若要研究各種生命現(xiàn)象的機(jī)理，都必需以細(xì)胞這個(gè)生物體的基本結(jié)構(gòu)和功能單位為研究目標(biāo)，從細(xì)胞中研究各自研究領(lǐng)域中生命現(xiàn)象的機(jī)理。4.細(xì)胞生物學(xué)主要研究?jī)?nèi)容是什么？1）細(xì)胞核、染色體以及基因表達(dá)2）生物膜與細(xì)胞器3）細(xì)胞骨架體系4）細(xì)胞增殖及其調(diào)控5）細(xì)胞分化及其調(diào)控6）細(xì)胞的衰弱與凋亡7）細(xì)胞起源與進(jìn)化8）細(xì)胞工程

5.當(dāng)前細(xì)胞生物學(xué)研究中的基本問題以及細(xì)胞基本生命活動(dòng)研究的重大課題是什么？研究的三個(gè)根本性問題：

1）細(xì)胞內(nèi)的基因是如何在時(shí)間與空間上有序表達(dá)的問題

2）基因表達(dá)的產(chǎn)物――結(jié)構(gòu)蛋白與核酸、脂質(zhì)、多糖及其復(fù)合物，如何逐級(jí)裝配行使生命活動(dòng)的基本結(jié)構(gòu)體系及各種細(xì)胞器的問題

3）基因表達(dá)的產(chǎn)物――大量活性因子與信號(hào)分子，如何調(diào)理細(xì)胞最重要的生命活動(dòng)的問題生命活動(dòng)研究的重大課題：

1）染色體DNA與蛋白質(zhì)相互作用關(guān)系――非組蛋白對(duì)基因組的作用2）細(xì)胞增殖、分化、凋亡（程序性死亡）的相互關(guān)系及其調(diào)控

3）細(xì)胞信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)――細(xì)胞間信號(hào)傳遞；受體與信號(hào)跨膜轉(zhuǎn)導(dǎo)；細(xì)胞內(nèi)信號(hào)傳遞

4）細(xì)胞結(jié)構(gòu)體系的裝配

6．你認(rèn)為是誰首先發(fā)現(xiàn)了細(xì)胞？

1)荷蘭學(xué)者A.vanLeeuwenhoek，而不是R.Hooke。

2)1665年，R.Hooke利用自制的顯微鏡發(fā)現(xiàn)了細(xì)胞是由大量微小的空洞組成的，Hooke觀測(cè)到的并不是真正的細(xì)胞，而是死去的植物的細(xì)胞壁圍成的空腔，不過他的發(fā)現(xiàn)顯示出生物體中存在有更微細(xì)的結(jié)構(gòu)，為后來認(rèn)識(shí)細(xì)胞具有開創(chuàng)性的意義。

4．細(xì)胞學(xué)說建立的前提條件是什么？

1)1665年，R.Hooke利用自制的顯微鏡發(fā)現(xiàn)了細(xì)胞是由大量微小的空洞組成的，顯示出生物體中存在有更微細(xì)的結(jié)構(gòu)，為后來認(rèn)識(shí)細(xì)胞具有開創(chuàng)性的意義。2)Hooke同時(shí)代的發(fā)現(xiàn)了大量種活細(xì)胞。

3)19世紀(jì)上半葉，隨著顯微鏡質(zhì)量的提高和切片機(jī)的發(fā)明，對(duì)細(xì)胞的認(rèn)識(shí)日趨深入。學(xué)者們開始認(rèn)識(shí)到生物體是由細(xì)胞構(gòu)成的，于是在1838－1839年，M.Schleidon和T.Schwann在總結(jié)前人工作的基礎(chǔ)上提出了細(xì)胞學(xué)說。5．細(xì)胞生物學(xué)各發(fā)展階段的主要特征是什么？

它大體上經(jīng)歷了細(xì)胞的發(fā)現(xiàn)；細(xì)胞學(xué)說的創(chuàng)立和細(xì)胞學(xué)的形成；細(xì)胞生物學(xué)的出現(xiàn)；分子細(xì)胞生物學(xué)的興起等各主要的發(fā)展階段。1)細(xì)胞的發(fā)現(xiàn)階段：

(1)1604年，荷蘭眼睛商Z.Jansen創(chuàng)制了世界上第一架顯微鏡。

(2)英國(guó)物理學(xué)家Roberthooke(1635-1703)創(chuàng)造了第一架對(duì)科學(xué)研究有價(jià)值的顯微鏡。

(3)荷蘭科學(xué)家AntonievanLeeuwenhoek1674年用自制的顯微鏡發(fā)現(xiàn)了原生動(dòng)物。

2)細(xì)胞學(xué)說的創(chuàng)立和細(xì)胞學(xué)的形成階段：

(1)顯微鏡制作技術(shù)有了明顯的進(jìn)步，分辯率提高到1μm以內(nèi)；(2)細(xì)胞學(xué)說創(chuàng)立、原生質(zhì)理論提出；(3)研究方向轉(zhuǎn)移到細(xì)胞內(nèi)部結(jié)構(gòu)上來。3)細(xì)胞生物學(xué)的出現(xiàn)：(1)電子顯微鏡的發(fā)明；

(2)研究方向轉(zhuǎn)移到細(xì)胞的超微結(jié)構(gòu)和分子結(jié)構(gòu)水平；(3)細(xì)胞生物學(xué)誕生

4)分子細(xì)胞生物學(xué)的興起

(1)電鏡標(biāo)本固定技術(shù)的改進(jìn)；

(2)人們認(rèn)識(shí)到細(xì)胞的各種活動(dòng)與大分子的結(jié)構(gòu)變化和分子間的相互作用的關(guān)系。

6、細(xì)胞生物學(xué)的概念和研究?jī)?nèi)容

概念：細(xì)胞生物學(xué)是以細(xì)胞為研究對(duì)象,從細(xì)胞的整體水平、亞顯微水平、分子水平等三個(gè)層次，以動(dòng)態(tài)的觀點(diǎn),研究細(xì)胞和細(xì)胞器的結(jié)構(gòu)和功能、細(xì)胞的

生活史和各種生命活動(dòng)規(guī)律的學(xué)科。細(xì)胞生物學(xué)是現(xiàn)代生命科學(xué)的前沿分支學(xué)科之一，主要是從細(xì)胞的不同結(jié)構(gòu)層次來研究細(xì)胞的生命活動(dòng)的基本規(guī)律。從生命結(jié)構(gòu)層次看，細(xì)胞生物學(xué)位于分子生物學(xué)與發(fā)育生物學(xué)之間，同它們相互銜接，相互滲透。研究?jī)?nèi)容：細(xì)胞生物學(xué)的主要研究?jī)?nèi)容主要包括兩個(gè)大方面：細(xì)胞結(jié)構(gòu)與功能、細(xì)胞重要生命活動(dòng)。涵蓋九個(gè)方面的內(nèi)容：⑴細(xì)胞核、染色體以及基因表達(dá)的研究；⑵生物膜與細(xì)胞器的研究；⑶細(xì)胞骨架體系的研究；⑷細(xì)胞增殖及其調(diào)控；⑸細(xì)胞分化及其調(diào)控；⑹細(xì)胞的衰弱與凋亡；⑺細(xì)胞的起源與進(jìn)化；⑻細(xì)胞工程；⑼細(xì)胞信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)。7、細(xì)胞學(xué)說的意義：

答：細(xì)胞學(xué)說、能量轉(zhuǎn)化與守恒定律和達(dá)爾文進(jìn)化論并列為19世紀(jì)自然科學(xué)的“三大發(fā)現(xiàn)〞，由于它大大推進(jìn)了人類對(duì)整個(gè)自然界的認(rèn)識(shí)，有力地促進(jìn)了自然科學(xué)和哲學(xué)的進(jìn)步?！凹?xì)胞學(xué)說〞提出后，即被推廣到大量領(lǐng)域的研究，對(duì)當(dāng)時(shí)生物學(xué)的發(fā)展起了巨大的促進(jìn)和指導(dǎo)作用。細(xì)胞學(xué)說使人們對(duì)生物的認(rèn)識(shí)通過“細(xì)胞〞統(tǒng)一起來，證明生物之間存在親緣關(guān)系，即動(dòng)、植物的各種細(xì)胞具有共同的基本構(gòu)造，基本特性，按共同規(guī)律發(fā)育，有共同的生命過程。細(xì)胞學(xué)說為進(jìn)化論和孟德爾確立的遺傳學(xué)奠定了基礎(chǔ)。細(xì)胞學(xué)說對(duì)細(xì)胞結(jié)構(gòu)的分析是一切生物科學(xué)和醫(yī)學(xué)分支進(jìn)一步發(fā)展所不可缺少的。

其次章：細(xì)胞的基本知識(shí)概要

1、如何理解“細(xì)胞是生命活動(dòng)的基本單位〞這一概念？1）一切有機(jī)體都有細(xì)胞構(gòu)成，細(xì)胞是構(gòu)成有機(jī)體的基本單位

2）細(xì)胞具有獨(dú)立的、有序的自控代謝體系，細(xì)胞是代謝與功能的基本單位3）細(xì)胞是有機(jī)體生長(zhǎng)與發(fā)育的基礎(chǔ)

4）細(xì)胞是遺傳的基本單位，細(xì)胞具有遺傳的全能性5）沒有細(xì)胞就沒有完整的生命

6）細(xì)胞是多層次非線性的繁雜結(jié)構(gòu)體系

7）細(xì)胞是物質(zhì)（結(jié)構(gòu)）、能量與信息過程精良結(jié)合的綜合體8）細(xì)胞是高度有序的，具有自裝配與自組織能力的體系2、細(xì)胞的基本共性是什么？

1）所有的細(xì)胞表面均有由磷脂雙分子層與鑲嵌蛋白質(zhì)構(gòu)成的生物膜2）所有的細(xì)胞都有DNA與RNA兩種核酸

3)所有的細(xì)胞內(nèi)都有作為蛋白質(zhì)合成的機(jī)器――核糖體4）所有細(xì)胞的增殖都是一分為二的分裂方式

3、為什么說病毒不是細(xì)胞？蛋白質(zhì)感染子是病毒嗎？

1)病毒是由一個(gè)核酸分子（DNA或RNA）芯和蛋白質(zhì)外殼構(gòu)成的，是非細(xì)胞形態(tài)的生命體，是最小、最簡(jiǎn)單的有機(jī)體。僅由一個(gè)有感染性的RNA構(gòu)成的病毒，稱為類病毒；僅由感染性的蛋白質(zhì)構(gòu)成的病毒稱為朊病毒。病毒具備了復(fù)制與遺傳生命活動(dòng)的最基本的特征，但不具備細(xì)胞的形態(tài)結(jié)構(gòu)，是不完全的生命體；病毒的主要生命活動(dòng)必需在細(xì)胞內(nèi)才能表現(xiàn)，在宿主細(xì)胞內(nèi)復(fù)制增殖；病毒自身沒有獨(dú)立的代謝與能量轉(zhuǎn)化系統(tǒng)，必需利用宿主細(xì)胞結(jié)構(gòu)、原料、能量與酶系統(tǒng)進(jìn)行增殖，是完全的寄生物。因此病毒不是細(xì)胞，只是具有部分生命特征的感染物。

2)蛋白質(zhì)感染子是病毒的類似物，雖不含核酸，其增殖是由于正常分子的構(gòu)象發(fā)生轉(zhuǎn)變?cè)斐傻?，這種構(gòu)象異常的蛋白質(zhì)分子成了致病因子，這不同于傳統(tǒng)概念上的病毒的復(fù)制方式和傳染途徑，所以蛋白質(zhì)感染子是病毒的類似物。4、為什么說支原體可能是最小最簡(jiǎn)單的細(xì)胞存在形式？1）支原體能在培養(yǎng)基上生長(zhǎng)2）具有典型的細(xì)胞膜

3）一個(gè)環(huán)狀雙螺旋DNA是遺傳信息量的載體

4）mRNA與核糖體結(jié)合為多聚核糖體，指導(dǎo)合成蛋白質(zhì)5）以一分為二的方式分裂繁殖

6）體積僅有細(xì)菌的十分之一，能寄生在細(xì)胞內(nèi)繁殖5、論證病毒和細(xì)胞不可分割的關(guān)系：

病毒是非細(xì)胞形態(tài)的生命體，它的主要生命活動(dòng)必需要在細(xì)胞內(nèi)實(shí)現(xiàn)。當(dāng)代科學(xué)認(rèn)為病毒是細(xì)胞的演化產(chǎn)物，其主要依據(jù)如下：病毒由于其寄生的特性必需在細(xì)胞內(nèi)復(fù)制與增值，沒有細(xì)胞就沒有病毒存在；有些病毒的核酸與細(xì)胞DNA片段十分相像。普遍認(rèn)為病毒癌基因起源于細(xì)胞癌基因；病毒可看做DNA或RNA與蛋白質(zhì)形成的復(fù)合大分子，與細(xì)胞核蛋白分子近似。因此，病毒可能來源于細(xì)胞。

6、比較動(dòng)物細(xì)胞和植物細(xì)胞的主要差異。

①植物細(xì)胞具有：細(xì)胞壁、液泡、質(zhì)體、原球體、乙醛酸循環(huán)體等結(jié)構(gòu)；動(dòng)物細(xì)胞具有：溶酶體、中心體。

②動(dòng)物細(xì)胞的通訊連接方式為間隙連接，植物的是胞間連絲。

①細(xì)胞膜系統(tǒng)的分化與蛻變。首先分化為兩個(gè)部分——核與質(zhì)，細(xì)胞質(zhì)內(nèi)又分割為結(jié)構(gòu)更精細(xì)，功能更專一的各種細(xì)胞器，細(xì)胞內(nèi)部結(jié)構(gòu)與職能的分工協(xié)作是真核細(xì)胞區(qū)別于原核細(xì)胞的重要標(biāo)志。

②遺傳信息量與遺傳裝置的擴(kuò)增與繁雜化。由于真核細(xì)胞結(jié)構(gòu)與功能的繁雜化，需要編碼結(jié)構(gòu)蛋白與功能蛋白的基因數(shù)大大增多，因此遺傳信息重復(fù)序列與染色體多倍性的出現(xiàn)時(shí)真核細(xì)胞區(qū)別原核細(xì)胞的另一重大標(biāo)志。③遺傳信息的復(fù)制、轉(zhuǎn)錄與翻譯的裝置和程序繁雜化，使得真核細(xì)胞內(nèi)遺傳信息轉(zhuǎn)錄與翻譯有嚴(yán)格的階段性與區(qū)域性，而原核細(xì)胞內(nèi)轉(zhuǎn)錄與翻譯則可同時(shí)同區(qū)進(jìn)行，這也是兩者區(qū)別的最顯著差異之一。

8、細(xì)胞生存所需的最基本的細(xì)胞結(jié)構(gòu)和功能。

細(xì)胞的生存必需具備細(xì)胞膜、核糖體、一套完整的遺傳信息物質(zhì)和結(jié)構(gòu)。功能：①細(xì)胞膜為細(xì)胞生命活動(dòng)提供了相對(duì)穩(wěn)定的環(huán)境；為DNA、RNA、蛋白質(zhì)的復(fù)制、轉(zhuǎn)錄翻譯提供了結(jié)合位點(diǎn)，使代謝反映高效而有序的進(jìn)行；又為代謝底物的輸入與代謝產(chǎn)物的排除提供了選擇性物質(zhì)運(yùn)輸?shù)耐ǖ溃渲邪殡S能量的傳遞。②細(xì)胞核是遺傳信息儲(chǔ)存和表達(dá)的重要場(chǎng)所和指揮部，細(xì)胞的分裂、生長(zhǎng)、分化、增值等一切生命活動(dòng)均受細(xì)胞核遺傳信息的指導(dǎo)調(diào)控。③核糖體是合成蛋白質(zhì)的機(jī)器。構(gòu)成細(xì)胞結(jié)構(gòu)和行使生命活動(dòng)功能的所有結(jié)構(gòu)蛋白和功能蛋白都有核糖體翻譯合成，催化生命活動(dòng)的的酶促反應(yīng)所有的酶也是蛋白質(zhì)，由核糖體翻譯合成的。

第三章：細(xì)胞生物學(xué)研究方法

1.透射電鏡與普通光學(xué)顯微鏡的成像原理有何異同？

透射電鏡與光學(xué)顯微鏡的成像原理基本一樣，不同的是:1)透射電鏡用電子束作光源，用電磁場(chǎng)作透鏡，2)光學(xué)顯微鏡用可見光或紫外光作光源，以光學(xué)玻璃為透鏡。

2.放射自顯影技術(shù)的原理根據(jù)是什么？為何常用H3、C14、P32標(biāo)記物做放射自顯影？

1)原理根據(jù)：

放射性同位素發(fā)射出的各種射線具有使照相乳膠中的溴化銀晶體還原（感光）的性能。利用放射性物質(zhì)使照相乳膠膜感光，再經(jīng)顯影以顯示該物質(zhì)自身的存在部位.

2)用H3、C14、P32標(biāo)記物做放射自顯影原因：

(1)有機(jī)大分子均含有碳、氫原子，DNA和RNA等物質(zhì)中存在磷元素，(2)且C14和H3均為弱β放射性同位素，半衰期長(zhǎng)。

4.何謂免疫熒光技術(shù)？可自發(fā)熒光的細(xì)胞物質(zhì)是否可在普通顯微鏡下看到熒光？

1)免疫熒光技術(shù)是將免疫學(xué)方法(抗體同特定抗原專一結(jié)合)與熒光標(biāo)記技術(shù)相結(jié)合用來研究特異蛋白抗原在細(xì)胞內(nèi)分布、對(duì)抗原進(jìn)行定位測(cè)定的技術(shù)。它主要包括熒光抗體的制備、標(biāo)本的處理、免疫染色和觀測(cè)記錄等過程。2)不能。首先，熒光是因一定波長(zhǎng)（能量）的光（一般為紫外光）照射到物體后瞬間產(chǎn)生的，作為普通顯微鏡光源的可見光，其能量不足以使物體產(chǎn)生熒光；其次，所產(chǎn)生熒光的波長(zhǎng)要比入射光的要長(zhǎng)，即使可以激發(fā)出熒光，肉眼也看不到。

5.超速離心技術(shù)的主要用途有哪些？

1)制備和純化亞細(xì)胞成分和大分子，即制備樣品；

2)分析和測(cè)定制劑中的大分子的種類和性質(zhì)如浮力密度和分子量。6.細(xì)胞融合有那幾種方法？病毒誘導(dǎo)與PEG的作用機(jī)制有何不同？

1)細(xì)胞融合的方法有四種：病毒法、聚乙二醇（PEG）法、電激和激光法。2)病毒誘導(dǎo)：是先足夠數(shù)量的紫外滅活的病毒顆粒黏附在細(xì)胞膜上起搭橋作用，使細(xì)胞黏著成堆，細(xì)胞緊湊靠近，同時(shí)細(xì)胞膜發(fā)生了一定的變化，在37℃溫浴條件下，粘結(jié)部位的細(xì)胞膜破壞，形成通道，細(xì)胞質(zhì)流通并融合，病毒顆粒也隨之進(jìn)入細(xì)胞。兩個(gè)細(xì)胞合并，細(xì)胞發(fā)生融合；聚乙二醇（PEG）法：PEG使能改變各種細(xì)胞的末結(jié)構(gòu)，使兩細(xì)胞接觸點(diǎn)處質(zhì)膜的脂類分子發(fā)生疏散和重組，利用兩細(xì)胞接口處雙分子層質(zhì)膜的相互親何以彼此的表面張力作用，使細(xì)胞發(fā)生融合。

7、為什么說細(xì)胞培養(yǎng)是細(xì)胞生物學(xué)研究的最基本的技術(shù)之一？

在體外模擬體內(nèi)的生理環(huán)境，培養(yǎng)從集體中取出的細(xì)胞，并使之生存和生長(zhǎng)的技術(shù)為細(xì)胞培養(yǎng)。細(xì)胞培養(yǎng)技術(shù)即是細(xì)胞的克隆，是細(xì)胞生物學(xué)研究方法中最有價(jià)值的技術(shù)，通過細(xì)胞培養(yǎng)可以獲得大量的細(xì)胞或其代謝產(chǎn)物。由于細(xì)胞生物學(xué)是研究細(xì)胞的結(jié)構(gòu)、功能和其各種生命規(guī)律的一門科學(xué)，細(xì)胞培養(yǎng)為細(xì)胞生物學(xué)研究提供了最基本的原料。因此說，細(xì)胞培養(yǎng)技術(shù)是細(xì)胞生物學(xué)研究的最基本技術(shù)之一。

8、細(xì)胞組分的分開與分析有哪些基本的試驗(yàn)技術(shù)？哪些技術(shù)可用于生物大分子在在細(xì)胞內(nèi)的定性與定位研究？

（1）①分開：差速離心、密度梯度離心、速度沉降、等密度沉降、流式細(xì)胞儀。②定性分析：組織化學(xué)、細(xì)胞化學(xué)、免疫熒光、免疫電鏡、原位雜交等。

凈驅(qū)動(dòng)力是溶質(zhì)跨膜的電化學(xué)梯度；⑵離子通道是門控的，其活性是由通道開或關(guān)兩種構(gòu)象所調(diào)理，通過通道開關(guān)應(yīng)答于適當(dāng)?shù)匦盘?hào)。3、說明Na+-K+泵的工作原理及其生物學(xué)意義。

Na+-K+泵是一種典型的主動(dòng)運(yùn)輸方式，由ATP直接提供能量。Na+-K+泵存在于細(xì)胞膜上，是由α和β二個(gè)亞基組成的跨膜屢屢的整合膜蛋白，具有ATP酶活性。

工作原理：在細(xì)胞內(nèi)側(cè)α亞基與Na+相結(jié)合促進(jìn)ATP水解，α亞基上的天門冬氨酸殘基磷酸化引起α亞基構(gòu)象發(fā)生變化，將Na+泵出細(xì)胞，同時(shí)細(xì)胞外的K+與α亞基的另一位點(diǎn)結(jié)合，使其去磷酸化，α亞基構(gòu)象再度發(fā)生變化將K+泵進(jìn)細(xì)胞，完成整個(gè)循環(huán)。Na+依靠的磷酸化和K+依靠的去

++磷酸化引起構(gòu)象變化有序交替進(jìn)行。每個(gè)循環(huán)消耗一個(gè)ATP分子，泵出3個(gè)Na和泵進(jìn)2個(gè)K。

生物學(xué)意義：動(dòng)物細(xì)胞借助Na+-K+泵維持細(xì)胞滲透平衡，同時(shí)利用胞外高濃度的Na+所儲(chǔ)存的能量，主動(dòng)從細(xì)胞外攝取營(yíng)養(yǎng)。

4、動(dòng)物細(xì)胞、植物細(xì)胞和原生動(dòng)物細(xì)胞應(yīng)付低滲膨脹的機(jī)制有何不同？①動(dòng)物細(xì)胞通過泵出離子維持細(xì)胞內(nèi)低濃度溶質(zhì)，如鈉鉀泵、鈣泵等。

②植物細(xì)胞依靠細(xì)胞壁避免膨脹和破碎，從而耐受較大的跨膜滲透差異。③原生動(dòng)物通過收縮定時(shí)排除進(jìn)入細(xì)胞的過量的水而避免膨脹。。5、比較胞飲作用和吞噬作用的異同。

胞飲和吞噬是細(xì)胞胞吞作用的兩種類型。胞飲作用是一個(gè)連續(xù)發(fā)生的過程，所有真核細(xì)胞都能通過胞飲作用連續(xù)攝入溶質(zhì)和分子；吞噬作用首先需要被吞噬物與細(xì)胞表面結(jié)合并激活細(xì)胞表面受體，是一個(gè)信號(hào)觸發(fā)過程。胞飲泡的形成需要網(wǎng)格蛋白、結(jié)合素蛋白和結(jié)合蛋白等的幫助；吞噬泡的形成則需要微絲及其結(jié)合蛋白的幫助，在多細(xì)胞動(dòng)物體內(nèi)，只有某些特化細(xì)胞具有吞噬功能。6、比較組成型胞吐途徑和調(diào)理型胞吐途徑的特點(diǎn)及其生物學(xué)意義。

細(xì)胞的胞吐作用是將細(xì)胞內(nèi)的分泌泡或其他某些膜泡中的物質(zhì)通過細(xì)胞質(zhì)膜運(yùn)出細(xì)胞的過程。特點(diǎn)：

1）真核細(xì)胞從高爾基體反面管網(wǎng)區(qū)分泌的囊泡向質(zhì)膜滾動(dòng)并與之融合的穩(wěn)定過程即組成型的胞吐途徑。通過連續(xù)性的組成型胞吐途徑：⑴細(xì)胞新合成的囊泡膜的蛋白和脂類不斷地供應(yīng)質(zhì)膜更新，以確保細(xì)胞分裂前質(zhì)膜的生長(zhǎng)；⑵囊泡內(nèi)可溶性蛋白分泌到細(xì)胞外，成為質(zhì)膜外圍蛋白、胞外基質(zhì)組分、營(yíng)養(yǎng)成分或信號(hào)分子等。

2）特化的分泌細(xì)胞調(diào)理型胞吐途徑存在于特別機(jī)能的細(xì)胞中，分泌細(xì)胞產(chǎn)生的分泌物（激素、粘液或消化酶）儲(chǔ)存在分泌泡內(nèi)，當(dāng)細(xì)胞在受到胞外信號(hào)刺激時(shí)，分泌泡與質(zhì)膜融合并將內(nèi)含物釋放出去。

生物學(xué)意義：細(xì)胞的質(zhì)膜更新，維持細(xì)胞的生存與生長(zhǎng)。7、質(zhì)膜在細(xì)胞吞吐作用(cytosis)中起什么作用？1)識(shí)別被內(nèi)吞物質(zhì)；2)形成陷穴小泡；

3)包圍細(xì)胞外物質(zhì)，形成小泡；脫離質(zhì)膜，進(jìn)入細(xì)胞內(nèi)部；4)同細(xì)胞質(zhì)中的小泡融合，把其所含的物質(zhì)吐到細(xì)胞外。

8、比較P型離子泵、V型質(zhì)子泵、F型質(zhì)子泵和ABC超家族的異同。

1、P型離子泵(P-typeionpump)，或稱P型ATPase。此類運(yùn)輸泵運(yùn)輸時(shí)需要磷酸化(P是phosphorylation的縮寫)，包括Na+-K+泵、Ca2+離子泵。

2、V型泵(V-typepump)，或稱V型ATPase，主要位于小泡的膜上(V代表vacuole或vesicle)，如溶酶體膜中的H+泵，運(yùn)輸時(shí)需要ATP供能，但不需要磷酸化。

3、F型泵(F-typepump)，或稱F型ATPase。這種泵主要存在于細(xì)

菌質(zhì)膜、線粒體內(nèi)膜和葉綠體的類囊體膜中，它們?cè)谀芰哭D(zhuǎn)換中起重要作用，是氧化磷酸化或光合磷酸化偶聯(lián)因子(F即factor的縮寫)。

4、ABC運(yùn)輸?shù)鞍?ATP-bindingcassettletransportor)，這是一大類以ATP供能的運(yùn)輸?shù)鞍祝寻l(fā)現(xiàn)了100多種，存在范圍很廣，包括細(xì)菌和人。前3種只轉(zhuǎn)運(yùn)離子，后一種主要是轉(zhuǎn)運(yùn)小分子。9、比較載體蛋白和通道蛋白的異同

細(xì)胞膜上存在兩類主要的轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白，即：載體蛋白（carrierprotein）和通道蛋白（channelprotein）。它們的功能都是轉(zhuǎn)運(yùn)細(xì)胞膜外的溶質(zhì)到細(xì)胞膜內(nèi)。

載體蛋白又稱作載體（carrier）、通透酶（permease）和轉(zhuǎn)運(yùn)器（transporter）。能夠與特異性溶質(zhì)結(jié)合，通過自身構(gòu)象的變化，將與它結(jié)合的溶質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)到膜的另一側(cè)。載體蛋白有的需要能量驅(qū)動(dòng)，如：各類ATP驅(qū)動(dòng)的離子泵；有的則不需要能量，以自由擴(kuò)散的方式運(yùn)輸物質(zhì)，如：纈氨酶素。這里要注意，之所以稱為通透酶，是由于它與所運(yùn)輸物質(zhì)之間有對(duì)應(yīng)關(guān)系，特異性強(qiáng)。

通道蛋白與所轉(zhuǎn)運(yùn)物質(zhì)之間的結(jié)合較弱，它能形成親水的通道（可以想象為親水的孔，如porin），當(dāng)通道開啟時(shí)能允許特定大小的溶質(zhì)通過，特異性不如載體蛋白強(qiáng)。所有通道蛋白均以自由擴(kuò)散的方式運(yùn)輸溶質(zhì)，不消耗能量。

第六章：線粒體和葉綠體

1、怎樣理解線粒體和葉綠體是細(xì)胞能量轉(zhuǎn)換的細(xì)胞器？線粒體和葉綠體都是高效的產(chǎn)生ATP的縝密裝置。盡管它們最初的能量來源不同，但卻有著相像的基本結(jié)構(gòu)，而且以類似的方式合成ATP。ATP是細(xì)胞生命活動(dòng)的直接供能者，也是細(xì)胞內(nèi)能量的獲得、轉(zhuǎn)換、儲(chǔ)存和利用等環(huán)節(jié)的聯(lián)系紐帶。

2、線粒體的各部分結(jié)構(gòu)分別與哪些代謝反應(yīng)有關(guān)？1)內(nèi)膜

(1)細(xì)胞凋亡：線粒體作為起始的主開關(guān)，可以開啟內(nèi)膜上的非特異性通道-線粒體通透性轉(zhuǎn)變孔(mitochondrialpermeabilitytransitionpore,mtPTP)(2)電子傳遞和氧化磷酸化：電子傳遞鏈和氧化磷酸化的酶存在于內(nèi)膜中；2)基質(zhì)

(1)三羧酸循環(huán)：參與三羧酸循環(huán)、脂肪酸氧化和丙酮酸氧化的酶存在于線粒體基質(zhì)中

(2)儲(chǔ)積鈣離子：基質(zhì)中的致密顆粒狀物質(zhì)與儲(chǔ)積Ca2+有關(guān)

(3)細(xì)胞凋亡：在線粒體膜間隙中鑒定出了多種死亡促進(jìn)因子，包括細(xì)胞色素c、凋亡誘導(dǎo)因子和被稱為切冬酶的潛伏蛋白酶。3、試比較線粒體與葉綠體在基本結(jié)構(gòu)方面的異同。

1）基本結(jié)構(gòu)的一致點(diǎn)：線粒體和葉綠體的形態(tài)、大小、數(shù)量與分布常因細(xì)胞種類、生理功能及生理狀況不同而有較大區(qū)別。兩者均具有封閉的兩層單位膜，內(nèi)膜向內(nèi)折疊，并演化為極大擴(kuò)增的內(nèi)膜特化結(jié)構(gòu)系統(tǒng)。2）不同點(diǎn)：

線粒體外膜(outermembrane）含孔蛋白(porin)，通透性較高，標(biāo)志酶：?jiǎn)伟费趸福╩onoamineoxidase）；內(nèi)膜（innermembrane）高度不通透性，向內(nèi)折疊形成嵴（cristae）；含有與能量轉(zhuǎn)換相關(guān)的蛋白，標(biāo)志酶：細(xì)胞色素氧化酶(cytochromeoxidase)；膜間隙（intermembranespace）含大量可溶性酶、底物及輔助因子，標(biāo)志酶：腺苷酸激酶(adenylatekinase)；基質(zhì)（matrix）含三羧酸循環(huán)酶系、線粒體基因，表達(dá)酶系等以及線粒體DNA,RNA，核糖體。

葉綠體內(nèi)膜并不向內(nèi)折疊成嵴；內(nèi)膜不含電子傳遞鏈；除了膜間隙、基質(zhì)外，還有類囊體；捕光系統(tǒng)、電子傳遞鏈和ATP合成酶都位于類囊體膜上。4、如何測(cè)定線粒體的呼吸鏈各組分在內(nèi)膜上的排列分布？

利用氧化還原電位的高低測(cè)試呼吸鏈中各組分在內(nèi)膜上的排列順序和方向。即各組分在內(nèi)膜呼吸鏈上的順序與其得失電子的趨勢(shì)有關(guān)，電子總是從低氧化還原電位向高氧化還原電位滾動(dòng)。氧化還原電位值愈低的組分供電子的傾向愈大，愈易成為還原劑而處于傳遞鏈的前面。在線粒體內(nèi)膜

＋呼吸鏈電子傳遞過程中，電子是按氧化還原電位從低向高傳遞。NAD/NADH的氧化還原電位值最

低（E0＝－0.32V），O2/H2O的氧化還原電位值最高（E0＝＋0.82V）。5、RuBP羧化酶有何功能？它是有哪些亞基組成的？各有何基因組編碼？功能：核酮糖－1，5－二磷酸（RuBP）是光合作用中一個(gè)起重要作用的酶系統(tǒng)，是葉綠體卡爾文循環(huán)羧化階段中CO2的接受體，在RuBP羧化酶的催化下，CO2與RuBP反應(yīng)形成2分子3－磷酸甘油酸（PGA）。

組成亞基：RuBP羧化酶有8個(gè)大亞基和8個(gè)小亞基組成，其中每個(gè)大亞基的相對(duì)分子質(zhì)量約為

3353×10，小亞基的相對(duì)分子質(zhì)量約為14×10。酶的活性中心位于大亞基上，小亞基只具有調(diào)理功能。

編碼基因組：RuBP羧化酶的大亞基是由葉綠體基因組編碼，在基質(zhì)中合成。而小亞基則是由核基因組編碼，在細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中合成。

6、試比較線粒體的氧化磷酸化與葉綠體的光合磷酸化的異同點(diǎn)。

1）一致點(diǎn)：線粒體的氧化磷酸化與葉綠體的光合磷酸化中，⑴需要完整的膜；⑵ATP的形成都是由H＋移動(dòng)所推動(dòng)；⑶葉綠體的CF1因子與線粒體的F1因子都具有催化ADP和Pi形成ATP的作用。2）不同點(diǎn)：

線粒體的氧化磷酸化是在內(nèi)膜上進(jìn)行的一個(gè)形成ATP的過程。它是在電子從NADH或FADH2經(jīng)過電子傳遞鏈傳遞給的過程中發(fā)生的。每一個(gè)NADH被氧化產(chǎn)生3個(gè)ATP分子，而每一FADH2被氧化產(chǎn)生2個(gè)ATP分子，電子最終被O2接收而生成H2O。即：1對(duì)電子的3次穿膜傳遞，將基

質(zhì)中的3對(duì)H＋抽提到膜間隙中，每2個(gè)H＋穿過F1-F0ATP酶，生成1個(gè)ATP分子。

葉綠體的光合磷酸化是在類囊體膜上進(jìn)行的，是由光引起的光化學(xué)反應(yīng)，其產(chǎn)物是ATP和NADPH；碳同化（暗反應(yīng)，在葉綠體基質(zhì)中進(jìn)行）利用光反應(yīng)產(chǎn)生的ATP合NADPH的化學(xué)能，使CO2還原合成糖。光合作用的電子傳遞是在光系統(tǒng)Ⅰ和光系統(tǒng)Ⅱ中進(jìn)行的，這兩個(gè)光系統(tǒng)相互配

合，利用所吸收的光能把1對(duì)電子從H2O傳遞給NADP＋。即：1對(duì)電子的2次穿膜傳遞，在基質(zhì)中攝取3個(gè)H＋，在類囊體腔中產(chǎn)生4個(gè)H＋，每3個(gè)H＋穿過CF1-CF0ATP酶，生成1個(gè)ATP分子。

7、如何證明線粒體的電子傳遞和磷酸化作用是由兩個(gè)不同結(jié)構(gòu)系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)的？

用胰蛋白酶或尿素處理亞線粒體小泡，則小泡外面的顆粒解離，無顆粒的小泡只能進(jìn)行電子傳遞，而不能使ADP磷酸化生成ATP。將顆粒重新裝配到無顆粒的小泡上時(shí)，則有顆粒的小泡又恢復(fù)了電子傳遞和磷酸化相偶聯(lián)的能力。8、光系統(tǒng)、捕光復(fù)合物和作用中心的結(jié)構(gòu)與功能的關(guān)系如何？

在葉綠體的類囊體膜中鑲嵌有大小、數(shù)量不同的顆粒，集中了光合作用能量轉(zhuǎn)換功能的全部組分，包括：捕光色素（天線色素）、兩個(gè)光反應(yīng)中心、各種電子載體、合成ATP的系統(tǒng)和從水中抽取電子的系統(tǒng)等。它們分別裝配在PSI、PSⅡ、細(xì)胞色素bf、CF0-CF1ATP酶等主要的膜蛋白復(fù)合物

中。PSI和PSⅡ復(fù)合物都是由核心復(fù)合物和捕光復(fù)合物組成，但它們?cè)诮M分、結(jié)構(gòu)甚至功能上是不同的。PSⅡ的核心復(fù)合物是由20多個(gè)不同的多肽組成的葉綠素蛋白復(fù)合體，其反應(yīng)中心多肽是蛋白D1和D2；PSI的核心復(fù)合物的反應(yīng)中心是一個(gè)包含多種不同還原中心的多蛋白復(fù)合體；

CF0-CF1ATP酶是由跨膜的H＋通道CF0和在類囊體膜基質(zhì)側(cè)起催化作用的CF1兩部分所組成；在亞

基組分、結(jié)構(gòu)和功能上均與線粒體的ATP合成酶相像，但葉綠體的CF1地激活需有－SH基化合物，寡霉素對(duì)CF1無抑制作用。

9、氧化磷酸化偶聯(lián)機(jī)制的化學(xué)滲透假說的主要論點(diǎn)是什么？有哪些證據(jù)？化學(xué)滲透假說主要論點(diǎn)：電子傳遞鏈各組分在線粒體內(nèi)膜中不對(duì)稱分布，當(dāng)高能電子沿其傳遞時(shí)，所釋放的能量將H+從基質(zhì)泵到膜間隙，形成H+電化學(xué)梯度。在這個(gè)梯度驅(qū)使下，H+穿過ATP合成酶回到基質(zhì)，同時(shí)合成ATP，電化學(xué)梯度中蘊(yùn)蓄的能量?jī)?chǔ)存到ATP高能磷酸鍵。

試驗(yàn)證據(jù)：質(zhì)子動(dòng)力勢(shì)乃ATP合成的動(dòng)力；膜應(yīng)具有完整性；電子傳遞與ATP合成是兩件相關(guān)而又不同的事件。

10、由核基因組編碼、在細(xì)胞質(zhì)核糖體上合成的蛋白質(zhì)是如何運(yùn)輸至線粒體和葉綠體的功能部位上進(jìn)行更新或裝配的？

由核基因組編碼、在細(xì)胞質(zhì)核糖體上合成，⑴定位于線粒體基質(zhì)中的蛋白，其導(dǎo)肽的N端帶正電荷，含有導(dǎo)向基質(zhì)的信息，在跨膜轉(zhuǎn)運(yùn)時(shí)，首先在細(xì)胞質(zhì)Hsp70（分子伴侶）的參與下解折疊為伸展?fàn)顟B(tài)，然后與膜受體結(jié)合并在接觸點(diǎn)處通過線粒體膜進(jìn)入基質(zhì)，其導(dǎo)肽即被基質(zhì)中的蛋白水解，成為成熟的蛋白質(zhì)；⑵定位于線粒體內(nèi)膜或膜間隙的蛋白，是其在“伴侶分子〞引導(dǎo)的導(dǎo)肽進(jìn)入基質(zhì)后進(jìn)一步在伴侶分子的引導(dǎo)下進(jìn)入（或定位）線粒體膜或膜間隙；⑶定位于葉綠體基質(zhì)中的蛋白，其前體蛋白(在細(xì)胞質(zhì)中合成的)N端的轉(zhuǎn)運(yùn)肽僅具有導(dǎo)向基質(zhì)的序列，引導(dǎo)其穿過葉綠體膜進(jìn)入基質(zhì)，由基質(zhì)中特異的蛋白水解酶切去轉(zhuǎn)運(yùn)肽成為成熟蛋白質(zhì)；⑷定位于葉綠體類囊體中蛋白，其前體蛋白N端的轉(zhuǎn)運(yùn)肽有兩個(gè)區(qū)域，分別引導(dǎo)兩步轉(zhuǎn)運(yùn)，其N端含有導(dǎo)向基質(zhì)的序列，引導(dǎo)其穿過葉綠體膜上由孔蛋白形成的通道進(jìn)入基質(zhì)；而C端含有導(dǎo)向類囊體的序列又引