第八章细胞生物学
一、竞赛中涉及的问题
细胞生物学是现代生物学的重要组成部分，这部分知识在国际IBO竞赛纲要中占据
了比较大的比例。现行的中学生物学教材对纲要中提及的很多概念都没有涉及到。因此，
有必要根据纲要的内容进行补充和深化。同时也应当注意，还是要以基础知识为主，不
可片面地拔高。
（一）细胞生物学的发展
1．细胞的发现
1665年英国物理学家罗伯特·虎克用他自制的显微镜观察栓皮栎的软木切片时，看
到了一个个蜂窝状的小室。他把这样的“小室”称为细胞。其实，他所看到的是植物细
胞死亡后留下来的细胞空腔，是一个死细胞。尽管如此，虎克的工作还是使生物学的研
究进入了微观领域。此后，许多人在动、植物中都看到和记载了细胞构造的轮廓。
2．细胞学说的建立
自虎克发现细胞之后约170年，到1839年创立了细胞学说。在这期间内，人们对
动物、植物细胞及其内含物进行了较为广泛的研究，积累了大量的资料。直到19世纪
30年代已有人注意到植物和动物在结构上存在某种一致性，它们都是由细胞所组成的。
在这一背景下，德国植物学家施莱登于1838年提出了细胞学说的主要论点，次年又经
德国动物学家施旺加以充实，最终创立了细胞学说。
细胞学说的主要内容是：细胞是动、植物有机体的基本结构单位，也是生命活动的
基本单位。这样，就论证了整个生物界在结构上的统一性，细胞把生物界的所有物种都
联系起来了，生物彼此之间存在着亲缘关系。这是对生物进化论的一个巨大的支持。细
胞学说的建立有力地推动了生物学的发展，为辩证唯物论提供了重要的自然科学依据，
恩格斯对此评价很高，把细胞学说誉为19世纪自然科学的三大发现之一。
3．细胞学的发展
进入本世纪以来，染色方法的改进，高速离心机的应用，特别是电镜的问世和放射
性同位素的应用等，已使细胞生物学发展进入了较高的层次。从1953年开始，逐渐兴
起在分子水平上探讨生命奥秘的分子生物学。分子生物学取得的卓越成就对细胞学的发
展是一个巨大的推动。细胞学逐渐发展成从显微水平、亚显微水平和分子水平三个层次
上深入探讨细胞生命活动的学科。
（二）细胞的形态与大小
1．细胞的形状
一个细胞与其他细胞分离而单独存在时，称游离细胞。游离细胞常呈球形或近于球形。但实际上由于细胞表面张力或原生质粘度的不均一性等原因，很多单独存在的游离
细胞并不呈球状。例如，动物的卵细胞、植物的花粉母细胞是球状或近于球状的细胞，
人的红细胞呈扁圆状，某些细菌呈螺旋状，精子和许多原生动物具有鞭毛或纤毛，变形
虫和白血球等为不定形细胞。
许多细胞构成组织，这样的细胞称组织细胞。组织细胞的形状受相邻细胞的制约，
并和细胞的生理功能有关。例如肌肉细胞适于伸缩，神经细胞适于接受刺激、产生兴奋、
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传导兴奋。
2．细胞的大小
细胞的体积很小，肉眼一般是看不见的，需要借助显微镜才能看到。在显微技术和电镜技术中常用的单位有：微米（μm 或μ）、纳米（又叫毫微米nm ）和埃三种。
1m ＝102cm ＝106μm ＝109?
细胞的直径多在10μm ～100μm 之间。有的很小，如枝原体，其直径为0.1μm ～0.2μm ，是最小的细胞。细菌的直径一般只有1μm ～2μm 。有的细胞较大，如番茄、西瓜的果肉细胞直径可达1mm ；棉花纤维细胞长约1cm ～5cm ；最大的细胞是鸟类的卵（鸟类的蛋只有其中的蛋黄才是它的细胞，卵白是供发育用的营养物质，不屑于细胞部分），如鸵鸟蛋卵黄的直径可达5cm 。
细胞的大小与生物体的大小没有相关性。参天的大树与新生的小苗；大象与昆虫，它们的细胞大小相差无几。鲸是最大的动物，但是它的细胞并不大，生物体积的加大，主要是细胞数目的增多造成的。
（三）原核细胞和真核细胞
构成生物体的细胞可以分成两类：原核细胞和真核细胞。原核细胞代表原始形式的细胞，结构简单，只有一些低等的生物，如细菌、蓝藻、放线菌、枝原体等是由原核细胞构成的。真核细胞结构复杂，大多数生物都是由真核细胞所构成。
1．原核细胞
原核细胞外部由质膜包围，质膜的结构与化学组成和其核细胞相似。在质膜之外还有一层坚固的细胞壁保护。原核细胞壁的化学组成与真核细胞不同，是由一种叫胞壁质的蛋白多糖所组成，少数原核细胞的壁还含有其他多糖和类脂，有的原核细胞壁外还有胶质层。
原核细胞内有一个含DNA 的区域，称类核或拟核。类核外面没有核膜，只由一条DNA 构成。这种DNA 不与蛋白质结合形成核蛋白。原核细胞中没有内质网、高尔基体、线粒体和质体等，但有核糖体和中间体。核糖体分散在原生质中，是蛋白质合成的场所。中间体是质膜内陷形成的复杂的褶叠构造，其中有小泡和细管样结构。有些原核细胞含有类囊体等结构。类囊体具有光合作用功能。在原核细胞中还有糖原颗粒、脂肪滴和蛋白颗粒等内含物（见下图）。
蓝藻细胞模式图
1．DNA 2．核糖体3．细胞壁4．细胞膜
2．真核细胞
真核细胞结构比原核细胞复杂，在同一个多细胞体内，功能不同的细胞，其形态结
构也有不同。在真核细胞中，动物细胞和植物细胞也有重要区别。动物细胞质膜外无细
胞壁，无明显的液泡。此外，在细胞核的附近有中心粒，在细胞有丝分裂时，发出星状
细丝，称为星体。
植物细胞和动物细胞的主要区别是：植物细胞具有质体；其次，植物细胞的质膜外
被细胞壁，相邻细胞间有一层胶状物粘合作用，称中层或胞间层。在两个相邻细胞间的
壁上，有原生质丝相连，称胞间连丝，使细胞间互相沟通。最后在植物的分化细胞中往
往有大液泡。原核细胞和真核细胞的主要区别比较如下：
原核细胞与真核细胞结构的主要区别
（四）真核细胞的亚显微结构
我们通常把光镜下看到的结构称为细胞的显微结构。光镜可以把物体放大几百倍到
一千多倍，分辨的最小极限达到0.2微米，是肉眼分辨率的1000倍。
电子显微镜下看到的结构，一般称为亚显微结构。亚显微结构水平能将分辨率提高
到甚至几个埃，放大倍数可达到几十万倍，能使人们对于细胞结构的研究取得更多进展。
1．细胞膜
细胞膜即细胞质膜，它不仅是细胞与外界环境的分界层，而重要的是它控制着细胞
内外的物质交换。此外，在真核细胞内还有丰富的膜系统。它们组成具有各种特定功能
的细胞器和亚显微结构。例如，线粒体、叶绿体、高尔基体、溶酶体、细胞核、内质网
等都是由膜围成的，有的并由膜构成内部的复杂结构。细胞膜和内膜系统以及线粒体膜、
叶绿体膜等统称为“生物膜”。生物膜对细胞的一系列催化过程的有序反应和整个细胞
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的区域化提供了一个必需的结构基础。
（1）质膜的化学组成
细胞膜主要由脂类和蛋白质组成，蛋白质约占膜干重的20%～70%，脂类约占30%～80%，此外还有少量的糖类。不同细胞的细胞膜中各成分的含量出膜的功能而有所不同。
构成质膜的脂类中有磷脂、糖脂和类固醇等，其中以磷脂为主要组分。磷脂主要由
脂肪酸、磷酸和甘油组成。（见下图）它是兼性分子，既有亲水的极性部分，又有流水
的非极性部分，磷脂分子的构形是一个头部和两条尾巴。这种一头亲水，一头疏水的分
子称为兼性分子。
糖脂和胆固醇也都属于兼性分子。一般地说，功能多而复杂的生物膜蛋白质比例大。
相反，膜功能越简单，所含蛋白质的种类越少。例如，神经髓鞘主要起绝缘作用，蛋白
质的只有三种，与类脂的重量比仅为0.23。线粒体内膜则功能复杂，因此含有蛋白质的
种类约30种～40种，蛋白质与类脂的比值达3.2之多。构成质膜的蛋白质（包括酶）
的种类很多，这和不同种类细胞的质膜功能有关，少者几种，多者可能有数十种。由于
分离提纯困难，迄今提纯的膜蛋白还为数不多。从分布位置看，质膜的蛋白质可分为两
大类。一类只是与膜的内外表面相连，称为外在性蛋白或周缘蛋白。另一类嵌入双脂质
内部，有的甚至还穿透膜的内外表面，称为内在性蛋白。分高外在性蛋白比较容易，但
内在性不易分一般外在性蛋白占全部胰蛋白的比例较小，而内在性蛋白所占的比例较大。
质膜中的多糖主要以糖蛋白和糖脂的形式存在。一般认为，多糖在接受外界刺激的
信息方面有重要作用。
（2）质膜的分子结构模型
关于质膜的分子结构，有许多不同的模型，其中受到广泛支持的是“流动镶嵌模型”。
其主要特点有两个：一是强调了膜的流动性。认为脂类的双分子层或者膜的蛋白质都是
可以流动或运动的。二是显示了膜脂和膜蛋白分布的不对称性。如有的蛋白质分子镶在
类脂双分子层表面，有的则部分或全部嵌入其内部，有的则横跨膜层。
在类脂层外面的蛋白质称为外在性蛋白，嵌入类脂层中的蛋白质和横跨类脂层的蛋
白质称为内在性蛋白。各种生物膜在功能上的差别可以用镶嵌在类脂层中的蛋白质的种
类和数量的不同得到解释。
外在性蛋白主要处于水的介质中，而内在性蛋白只是部分暴露于水中，而主要处于
油脂介质中，内在蛋白在这种双相环境中所以能保持稳定，是因为它也像磷脂分子那样
具有亲水和疏水两个部分。暴露在水介质中的部分由亲水性氨基酸组成，而嵌在脂质在
的蛋白质部分主要是由疏水性氨基酸组成的。现在已能分离出某些内在性蛋白，发现它
们的疏水性氨基酸含量显著多于亲水性氨基酸，而外在性蛋白的这两类氨基酸的比例是
大体相等的。
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多糖只分布于膜和外侧，表现出不对称性。脂质在膜中的分布也是不完全对称的，例如不饱和脂肪酸和固醇在膜的外侧较多。流动镶嵌模型认为质膜的结构成分不是静止的，而是可以流动的。许多试验证明，质膜中类眼分子的脂肪酸键部分在正常生理情况下处于流动状态。一般认为膜脂所含脂肪酸的碳链愈长或不饱和度愈高，流动性愈大。环境温度下降膜脂的流动性减弱，相反，在一定限度内温度升高则脂质的流动性增加。
质膜中的蛋白质也是能够运动的。人们常提到的一个实验证据是1970年Frye ．L ．D 和Eddidin ．M 的工作（见下图）。他们用不同的荧光染料标记的抗体分别与小鼠细胞和人细胞的膜抗原相结合，它们能分别产生绿色和红色荧光。当这两种细胞融合后形成一个杂交细胞时，开始一半呈绿色，一半呈红色，说明它们的抗原（蛋白质）是在融合细胞膜中互相分开存在的。但在37℃下保温40分钟后，两种颜色的荧光点就呈均匀分布。
这说明抗原蛋白质可以在细胞膜中移动而重新分布。这一过程基本上不需能量，因为它不因缺乏ATP 而受抑制。
膜蛋白的运动受很多因素影响。膜中蛋白质与脂类的相互作用、内在蛋白与外在蛋白相互作用、膜蛋白复合体的形成、膜蛋白与细胞骨架的作用等都影响和限制蛋白质的流动。质膜中蛋白质的移动显然应和质膜的功能变化有关。
（3）物质通过质膜进出细胞
物质进出细胞必须通过质膜，质膜对物质的通透有高度选择性。通透过程可分5种类型：自由扩散、促进扩散、伴随运送、主动运输和内吞外排作用（见下图）。
通过细胞膜物质运输的五种形式
（1）简单扩散；（2）促进扩散；（3）伴随运送；（4）主动运输；（5）内吞外排作用
自由扩散指物质顺浓度梯度直接穿过脂双层进行运输的方式。既不需要细胞提供
能量也不需要膜蛋白协助。一般来说，影响物质进行自由扩散速度的因素主要是物质本
身分子大小、物质极性大小、膜两侧物质的浓度差及环境温度等。
由于膜主要由类脂和蛋白质组成，双层类脂分子构成质膜的基本骨架，所以物质通
过膜的扩散和它的脂溶性程度有直接关系。大量实验证明，许多物质通过膜的扩散都和
它们在脂肪中的溶解度成正比。
水几乎是不溶于脂的，但它经常能够迅速通过细胞膜。有人推测膜上有许多小孔，
膜蛋白的亲水基团嵌在小孔表面，因此水可通过质膜自由进出细胞。
促进扩散这也是一种顺浓度梯度的运动，但扩散是通过镶嵌在质膜上的蛋白质的
协助来进行的。有实验说明，K＋不能通过磷脂双分子层的人工膜，但如在人工膜中加入
少量缬氨霉素时，K＋便可通过。激氨霉素是一种多肽，是含有十二个氨基酸的脂溶性抗
生素。缬氨霉素和K＋有特异的亲和力，在它的帮助下K＋可以透过膜由高浓度处向低浓
度处扩散。缬氨霉素就相当于质膜中起载体作用的蛋白质。葡萄糖过红细胞膜进入细胞
的过程也是以这种促进扩散的方式进行的。但葡萄糖通过膜进入细胞的过程，特别是在
小肠上皮细胞，往往是以主动运输方式进行的。
主动运输物质由低浓度向高浓度（逆浓度梯度）进行的物质运输。主动运输过程中，需要细胞提供能量。
一般动物细胞和植物细胞的细胞内K＋的浓度远远超过细胞外的浓度，相反，Na＋
的含量一般远远低于周围环境。为了细胞逆浓度梯度排出Na＋，吸收K＋的机制，发展
了一种离子泵的概念，即靠这种泵的作用在排出Na＋的同时抽进K＋。现在已经知道离
子泵的能量来源是A TP。凡是具有离子泵的组织细胞，其质膜中都有A TP酶系。有实
验证明，当注射A TP给枪乌贼（由于中了毒不能合成自己的ATP）巨大神经细胞时，
细胞膜立即开始抽排钠和钾离子，并且一直继续到ATP全部用完为止。
关于泵的作用机制，有各种解释。例如，一个存在于神经和肌肉细胞中的离子泵的
模型，要求有一个蛋白质的载体，它横跨质膜，在质膜外侧一端和Na＋结合，而在内侧
一端和Na＋结合。在有ATP提供情况下，载体蛋白内外旋转，使K＋转入内侧，而Na＋
转入外侧。这样离子脱离载体蛋白后，K＋即积累于细胞内，而Na＋进入细胞外的环境中。
整个过程可以反复进行。
另外还有一种方式的物质运输，也是物质逆浓度梯度进入细胞的过程，叫伴随运输，
又叫协同运输。在此过程中物质运动并不直接需要ATP，而是借助其他物质的浓度梯度
为动力进行的。后一种物质是通过载体和前一种物质相伴随运动的。比如动物细胞对氨
基酸和葡萄糖的主动运输，就是伴随Na＋的协同运输。
内吞作用和外排作用大分子物质要以形成小泡的方式才能进入细胞。它们先与膜上
某种蛋白质进行特异性结合，然后这部分质膜内陷形成小囊，将该物质包在里面。随后
从质膜上分离下来形成小泡，进入细胞内部。这个过程称做内吞作用。内吞的物质为固
体者称为吞噬作用，若为液体则称为胞饮作用。变形虫利用吞噬作用来获取食物。吞噬
后的小泡再与细胞质的溶酶体融合逐步将其吞进的物质分解。哺乳动物的多形核白细胞
和巨噬细胞利用吞噬作用来消灭侵入的病菌。
与内吞作用相反，有些物质通过形成小泡从细胞内部逐步移到细胞表面，与质膜融
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合而把物质向外排出。这种运送方式称为外排作用。分泌蛋白颗粒就是通过这种方式排出体外的。内吞作用和外排作用与其他主动运输一样也需要能量供应。如果氧化酸化作用被抑制，那么吞噬作用应就会被阻止；如果分泌细胞中的ATP 合成受阻，则外排作用也不能继续进行。
（4）细胞膜与细胞的识别
细胞识别是指生物细胞对同种和异种细胞的认识，对自己和异己物质的认识。无论单细胞生物和高等动植物，许多重要的生命活动都和细胞的识别能力有关。比如，草履虫有性生殖过程中的细胞接合，开花植物的雌蕊能否接受花粉进行受精，都要靠细胞识别的能力。高等动物和人类的免疫功能更要依靠细胞的识别能力。细胞识别的功能是和细胞膜分不开的。因为细胞膜是细胞的外表面，自然对外界因素的识别过程发生在细胞膜。如哺乳动物和人类的细胞识别：当外来物质（例如大分子、细菌或病毒，在免疫学上称它们为抗原）进入动物和人体，免疫系统以两种方式发生反应，一是制造抗体，一是产生敏感细胞。抗体和敏感细胞与抗原相结合，通过一系列反摧毁抗原，把抗原从体内消除掉。抗原与抗体的识别，主要取决于细胞膜上表面的某些受体。
（5）细胞膜与细胞连接
在多细胞生物体内，细胞与细胞之间通过细胞膜相互联系，形成一个密切相关，彼此协调一致的统一体，称为细胞连接。动物细胞间的连接方式有紧密连接、桥粒、粘合带以及间隙连接等（见下图）。
植物细胞间则通过胞间连丝连接。
紧密连接：亦称结合小带，这是指两个相邻细胞的质股紧靠在一起，中间没有空隙，
而且两个质膜的外侧电子密度高的部分互相融合，成一单层，这类连接多见于胃肠道上
皮细胞之间的连接部位。
间隙连接：是两个细胞的质膜之间有20?～40?的间隙的一种连接方式。在间隙与
两层质腹中含有许多颗粒。这些颗粒的直径大约有80?左右，它们互相以90?的距离规
则排列。间隙连接的区域比连接大得多，以断面看长得多。间隙连接为细胞间的物质交换。化学信息的传递提供了直接通道。间隙连接主要分布于上皮、平滑肌及心肌等组织
细胞间。
粘合带：是相邻细胞膜之间有较大间隙的一种连接方式，连接处相邻细胞膜间存在
着15nm～20nm的间隙。在这部分细胞膜下方的细胞质增浓，由肌动蛋白组成的环形微
丝穿行其中。粘合带一般位于紧密连接的下方，又称中间连接，具有机械支持作用。见
于上皮细胞间。
桥粒：格相邻细胞间的纽扣样连接方式。在桥位处两个细胞质腹之间隔有宽约250?
的间隙，其中有一层电子密度稍高的接触层，将间隙等分为二。在桥粒处内侧的细胞质
呈板样结构，汇集很多微丝。这种结构和加强桥粒的坚韧性有关。桥拉多见于上皮，尤
以皮肤、口腔、食管、阴道等处的复层扁平上皮细胞间较多。桥粒能被胰蛋白酶、胶原
酶及透明质酸酶所破坏，故其化学成分中可能含有很多蛋白质。
胞间连丝：植物细胞间特有的连接方式，在胞间连丝连接处的细胞壁不连续，相邻
细胞的细胞膜形成直径约20nm～40nm的管状结构，使相邻细胞的细胞质互相连通。胞
间连丝是植物细胞物质与信息交流的通道，对于调节植物体的生长与发育具有重要作用。
总的来讲，细胞间连接的主要作用在于加强细胞间的机械连接。此外对细胞间的物
质交换起重要作用。一般认为，间隙连接在细胞间物质交换中起明显的作用；中间连接
部分也是相邻细胞间易于物质交流的场所；紧密连接是不易进行细胞间物质交换的部分；桥粒的作用看来也只是在于细胞间的粘着。
2．细胞质
真核细胞质膜以内核膜以外的结构称为细胞质。细胞质主要包括细胞质基质和细胞器。
（1）细胞质的基质
细胞质基质亦称透明质，是细胞质中除去所有细胞器和各种颗粒以外的部分，呈均
质半透明的胶体状物质。其中包含了许多物质，如小分子的水、无机离子，中等分子的
脂类、氨基酸、核苷酸，大分子的蛋白质、核酸、脂蛋白、多糖。
细胞质的基质主要有两个方面的功能：一是含有大量的酶，生物代谢的中间代谢过
程大多是在细胞质基质中完成，如糖酵解途径、磷酸戊糖途径、脂肪酸合成等；二是细
胞质基质作为细胞器的微环境，为维护细胞器正常结构和生理活动提供所需的环境，也
为细胞器的功能活动提供底物。
（2）细胞器
①线粒体线粒体是一种普遍存在于真核细胞中的细胞器，各种生命活动所需的能
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量大部分都是靠线粒体中合成的A TP提供的，因此有细胞的“动力工厂”之称。
线粒体主要由蛋白质和脂类组成，其中蛋白质占线粒体干重的一半以上。此外还有
少量的DNA、RNA、辅酶等。线粒体含有许多种酶类，其中有的酶是线粒体某一结构
特有的（标记酶），比如线粒体外膜的标记酶为单胺氧化酶，内膜为细胞色素氧化酶，
膜间隙为腺苷酸激酶，线粒体基质的为苹果酸脱氢酶。
在大多数情况下，线粒体呈圆形、近似圆形、棒状或线状。
在电子显微镜下，线粒体为内外两层单位膜构成的封闭的囊状结构。可分为以下四
个部分：
外膜为一个单位膜，膜中蛋白质与脂类含量几乎均等。物质通透性较高。
内膜也是一个单位膜，膜蛋白质含量高，占整个膜的80%左右。内膜对物质有高
度地选择通透性。部分内膜向线粒体腔内突出形成嵴。同时内膜内表面排列着一些颗粒
状的结构，称为基粒。基粒包括三个部分：头部（F1因子，为水溶性蛋白质，具有ATP
酶活性）、腹部（F0因子，由疏水性蛋白质组成）、柄部（位于F1与F0之间）。
膜间隙为内外膜之间围成的胜除。其内充满无定形物，主要是可溶性酶、反应底
物以及辅助因子等。
基质由内膜封闭形成的空间，其中含有脂类、蛋白质、核糖体、RNA及DNA。
研究表明，内外膜的通透性差别很大。外膜容许电解物质、水、蔗糖和大至10 000
道尔顿的分子自由透入。外膜上可能有20?～30?的小孔，便于小分子的通过。内膜与
外膜相反，离子各分子的通过要有特殊的载体帮助才能实现。
在线粒体内膜上存在的电子传递键，能将代谢脱下的电子最终传给氧并生成水，同
时释放能量，这种电子传送链又称呼吸键。它的各组分多以分子复合物形式存在于线粒
体内膜中。在线粒体内膜中，各组分按严格的排列顺序和方向（氧还电位由低到高），
参与电子传递。
糖、脂肪、氨基酸的中间代谢产物在线粒体基质中经三羧酸循环进行最终氧化分解。
在氧化分解过程中，产生NADH和FADH2两种高还原性的电子载体。在有氧条件下，
经线粒体内膜上呼吸键的电子传递作用，将O2还原为H2O；同时利用电子传递过程中
释放的能量将ADP合成ATP。
关于ATP形成，即氧化磷酸化作用的机制，目前，最为公认的是化学渗透假说。它
认为，电子在线粒体内膜上传递过程中，释放的能量将质子从线粒体基质转移至膜间隙，
在内膜两侧形成质子梯度。利用这一质子梯度，在ATP酶复合体参与下，驱动ADP磷
酸化，合成ATP。催化NADH氧化的呼吸链中，每传递两个电子，可产生3个ATP分子；而催化琥珀酸氧化的呼吸链中，每传送两个电子，只产生两个ATP分子。
线粒体中的DNA分子通常与线粒体内膜结合存在，呈环状，和细菌DNA相似。
已经证明，在线粒体中有DNA聚合酶，并且离体的线粒体在一定条件下有合成新DNA
的能力。线粒体DNA也是按半保留方式进行复制的，其复制时间与核DNA不同，而
与线粒体的分裂增殖有关。一般是在核DNA进行复制后，在核分裂前（G2）期，线粒
体DNA进行复制，随后线粒体分裂。
在细胞进化过程中，最早的线粒体是如何形成的？这就是线粒体的起源问题。目前，
有两种不同的假说，即内共生假说和分化假说。内共生假说认为线粒体是来源于细菌，
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是被原始的前真核生物吞噬的细菌。这种细菌与前真核生物共生，在长期的共生过程中
通过演化变成了线粒体。另一种假说，即分化假说则认为线粒体在进化过程中的发生是
由于质膜的内陷，再经过分化后形成的。
②叶绿体
叶绿体是质体的一种，是绿色植物进行光合作用的场所。质体是植物细胞所特有的。
它可分为具色素的叶绿体、有色体和不具色素的白色体。
叶绿体主要由脂类和蛋白质分子组成，此外在叶绿体基质中还有少量DNA和RNA。
电镜观察，叶绿体由双层单位膜构成（见下图）。
叶绿体结构示意图
外被：由两层单位膜构成，外膜通透性大，内膜物质有较强选择通透性。内外膜间
围有膜间隙。
基质：叶绿体内充满流动状态的基质，基质中有许多片层结构。每片层是由周围闭
合的两层膜组成，呈扁囊状，称为类囊体。类囊体内也是水溶液。小类囊体互相堆叠在
一起形成基粒，这样的类囊体称为基粒类囊体。组成基粒的片层称为基粒片层。大的类
囊体横贯在基质中，连接于两个或两个以上的基粒之间。这样的片层称为基质片层，这
样的类囊体称基质类囊体。光合作用过程中光能向化学能的转化是在类囊体膜上进行的，因此类囊体膜亦称光合膜。在叶绿体的基质中有颗粒较大的油滴和颗粒较小的核糖体。基质中存在DNA纤维，各种可溶性蛋白（酶），以及其他代谢有关的物质。
兰藻和光合细菌等原核生物没有叶绿体。兰藻的类囊体是分布在细胞内，特别是分
散在细胞的周边部位。光合细菌的光合作用是在含有光合色素的细胞内膜进行的。这种
内膜呈小泡状或扁囊状，分布于细胞周围，称为载色体。
叶绿体中的DNA含量比线粒体显著多。其DNA也是呈双链环状，不与组蛋白结合，能以半保留方式进行复制。同时还有自己完整的蛋白质合成系统。当然，叶绿体同
线粒体一样，其生长与增殖受核基因及其自身基因两套遗传系统控制，称为半自主性细
胞器。
关于叶绿体的起源和线粒体一样也有两种互相对立的假说，即内共生说和分化说。
按内共生假说，叶绿体的祖先是兰藻或光合细菌。
③内质网
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内质网是细胞质中由膜围成的管状或扁乎囊状的结构，互相连通成网，构成细胞质
中的扁平囊状系统。
内质网根据不同的形态结构，可分为两种类型：一种是粗面内质网，其结构特点是
由扁平囊状结构组成，膜的外侧有核糖体附着。现在有大量实验证明，各种分泌蛋白质（如血浆蛋白、血浆清蛋白、免疫球蛋白、胰岛素等）都主要是在粗面内质网的结合核
糖体上合成的。还有种内质网是滑面内质网，多由小管与小囊构成不规则的网状结构，
膜表面光滑，无核糖体颗粒附着。主要存在于类固醇合成旺盛的细胞中。
内质网的功能包括以下几点：
＊蛋白质的合成与转运（粗面内质网）；
＊蛋白质的加工（如糖基化）；
＊脂类代谢与糖类代谢（滑面内质网）；
＊解毒作用（滑面内质网上有分解毒物的酶）。
④核糖体
核糖体是在各类细胞中普遍存在的颗粒状结构，是一种非常重要的细胞器。核糖体
是无膜的细胞器，主要成分是蛋白质与RNA。核糖体的RNA称为rRNA，约占60%，
蛋白质约占40%，蛋白质分子主要分布在核糖体的表面，而rRNA则位于内部，二者靠
非共价键结合在一起。
在真核细胞中很多核糖体附着在内质网的膜，称为附着核糖体，它与内质同形成复
合细胞器，即粗面内质网。在原核细胞质膜内侧也常有核糖体着附。还有一些核糖体不
附着在跟上，呈游离状态，分布在细胞质基质内，称游离核糖体。附着在内质网膜上的
核糖体与游离核糖体所合成的蛋白质种类不同，但核糖体的结构与化学组成是完全相同的。
核糖体由大、小两个亚单位组成。由于沉降系数不同，核糖体又分为70S型和80S 型。70S型核糖体主要存在于原核细胞及叶绿体、线粒体基质中，其小亚单位为30S，
大亚单位为50S；80S型核糖体主要存在于真核细胞质中，其小亚单位为40S，大亚单
位60S。
核糖体是蛋白质合成的场所。因此核糖体是细胞不可缺少的基本结构，存在于所有
细胞中。核糖体往往并不是单个独立地执行功能，而是由多个核糖体串连在一条mRNA
分子上高效地进行肽键的合成。这种具有特殊功能与形态的核糖体与mRNA的聚合体
称为多聚核糖体。
⑤高尔基复合体，
1898年最初在神经细胞发现这种细胞器，以发明者的名字命名，称高尔基体形中高
尔基器。其主要成分是脂类、蛋白质及多糖物质组成。其标志酶为糖基转移酶。
在电镜下可见高尔基体是由滑面膜围成的扁囊状和泡状结构组成的。膜上无核糖体，因此它不能合成蛋白质。典型的高尔基体表现一定的极性。它的形状犹如一个圆盘，
盘底向着核膜或内质网一侧凸出，而凹面向着质膜一侧。凸面称形成面，凹面称成熟面。
形成面的膜较薄，与内质网膜相似，成熟面的膜较厚，与质膜相似。
高尔基器的第一个主要功能是为细胞提供一个内部的运输系统，它把由内质网合成
并转运来的分泌蛋白质加工浓缩，通过高尔基小泡运出细胞，这与动物分泌物形成有关。
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高尔基体对脂质的运输也起一定的作用。高尔基体的第二个重要功能是能合成和运输多糖，这可能与植物细胞壁的形成有关。第三个方面就是糖基化作用，即高尔基体中含有
多种精基转移酶，能进一步加工、修饰蛋白质和脂类物质。
关于高尔基体的发生，倾向于认为它是由内质网转变来的。
⑥溶酶体
溶酶体是由一个单位膜围成的球状体。主要化学成分为脂类和蛋白质。溶酶体内富
含水解酶，由于这些酶的最适pH值为酸性，因而称为酸性水解酶。其中酸性磷酸酶为
溶酶体的标志酶。
由于溶酶体外面有膜包着，使其中的消化酶被封闭起来，不致损害细胞的其他部分。
否则膜一旦破裂，将导致细胞自溶而死亡。
溶酶体可分成两种类型：一是初级溶酶体，它是由高尔基囊的边缘膨大而出来的泡
状结构，因此它本质上是分泌泡的一种，其中含有种种水解酶。这些酶是在租面内质网
的核糖体上合成并转运到高尔基囊的。初级溶酶体的各种酶还没有开始消化作用，处于
潜伏状态。二是次级溶酶体，它是吞噬泡和初级溶酶体融合的产物，是正在进行或已经
进行消化作用的液泡。有时亦称消化泡。在次级溶酶体中把吞噬泡中的物质消化后剩余
物质排出细胞外。吞噬泡有两种，异体吞噬泡和自体吞噬泡，前者吞噬的是外源物质，
后者吞噬的是细胞本身的成分。
溶酶体第一方面的功能是参与细胞内的正常消化作用。大分子物质经内吞作用进入
细胞后，通过溶酶体消化，分解为小分子物质扩散到细胞质中，对细胞起营养作用。第
二个方面的作用是自体吞噬作用。溶酶体可以消化细胞内衰老的细胞器，其降解的产物
重新被细胞利用。第三个作用是自溶作用。在一定条件下，溶酶体膜破裂，其内的水解
酶释放到细胞质中，从而使整个细胞被酶水解、消化，甚至死亡，发生细胞自溶。细胞
自溶在个体正常发生过程中有重要作用。如无尾两栖类尾巴的消失等。
⑦圆球体和糊粉粒
植物细胞有具水解酶活性的结构，如圆球体。它们都是由一个单位膜围成的球状体。
圆球体具有消化作用及贮存脂肪功能；糊粉粒也具消化作用，并且为蛋白质的贮存场所。
⑧微体
微体也是一种由单位膜围成的细胞器。它呈圆球状、椭圆形、卵圆形或哑铃形。根
据酶活性的差别可分为两种类型：过氧物体和乙醛酸循环体。
过氧化物酶体：是具有过氧化氢酶活性的小体，内含许多氧化酶、过氧化氢酶，能
将对细胞有害的的H2O2转化为H2O和O2。在植物叶肉细胞中，过氧化物酶体执行光呼
吸的功能。
乙醛酸循环体：除含过氧化物酶体有关的酶系外，还含有乙醛酸循环有关的酶系，
如异柠檬酸裂合酶、苹果酸合成酶等。乙醛酸循环体除了具有分解过氧化物的作用，还
参与糖异生作用等过程
⑨液泡与液泡系
在植物细胞中有大小不同的液泡。成熟的植物细胞有一个很大的中央液泡，可能占
细胞体积的90%，它是由许多小液泡合并成的。动物细胞中的液泡较小，差别也不显著。
液泡由一层单位膜围成。其中主要成分是水。不同种类细胞的液泡中含有不同的物
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质，如无机盐、糖类、脂类、蛋白质、酶、树胶、丹宁、生物碱等。
液泡的功能是多方面的，强维持细胞的紧张度是它所起的明显作用。其次是贮藏各
种物质，例如甜菜中的蔗糖就是贮藏在液泡中，而许多种花的颜色就是由于色素在花瓣
细胞的液泡中浓缩的结果。第三，液泡中含有水解酶，它可以吞噬消化细胞内破坏的成分。最后，液泡在植物细胞的自溶中也起一定的作用。植物有些衰老退化的细胞通过自
溶被消化掉。这时液泡破坏，其中的水解酶被释放出来，导致细胞成分的分解和细胞的
死亡。例如蚕豆子叶中约80%的RNA是在种子萌发的最初30天内逐渐被分解的。但如
果把液泡破坏，其中的核糖核酸酶释放出来的话，可在几小时内使核糖体RNA分解完。
这说明一旦液泡破坏，水解酶释放出来，可以很快使细胞自溶。
3．细胞核
真核细胞具有细胞核。除了哺乳动物成熟红细胞及高等植物的筛管细胞等少数几种
细胞能在无核状态下进行生命活动外，多数真核细胞都具有细胞核。细胞核是遗传信息
的贮存场所，对于细胞结构及生命活动具有重要的调控作用。
（1）核膜
在电镜下真核细胞的核主要包括核膜、染色质、核仁和核基质四部分。
真核细胞具有核膜，核膜亦称核被膜，使遗传物质DNA与细胞质分开。原核生物，
如细菌、兰藻等不具核膜，即DNA和细胞质之间没有膜隔开。核膜由内外两层膜组成。
内膜平滑，外膜靠细胞质的一侧有时附着有核糖体，并且常可看到外膜与粗面内质网是
连续的，所以内外膜之间的核周腔经过内质网似乎可能和细胞处相通。内外两膜在很多
地方愈合形成小孔，称为核膜孔。
离子、比较小的分子可以通透核膜。但像球蛋白、清蛋白等高分子则不能原样通过
核膜。高分子的进出核要由核膜孔通过。
（2）染色质
染色质是间期细胞核中易被碱性染料染色的物质，由DNA与蛋白质为主组成的复
合结构，是遗传物质的存在形式。在分裂期，细长的染色质高度凝集并螺旋化，缩短变粗，形成染色体。染色体与染色质是化学组成一致、而在细胞周期的不同时期出现的两
种不同构型结构。
在真核细胞中，核小体是构成染色质的基本单位，核小体是DNA与组蛋白结合形
成的。另外，染色质的成分还包括少量的RNA和非组蛋白。
在间期核中，染色质的形态不均匀。根据其形态及染色特点可分为常染色质和异染
色质两种类型。
常染色质：折叠疏松、凝缩程度低，处于伸展状态，碱性染料染色时着色浅。具有
转录活性的染色质一般为常染色质。
异染色质：折叠压缩程度高，处于凝集状态，经碱性染料染色着色深。其DNA中
重复序列多，复制较常染色质晚。其中部分异染色质是由原来的常染色质凝集而来，还
有一些异染色质除复制期外，在整个细胞周期中均处于集缩状态。
（3）核仁
光学显微镜下观察，真核细胞的间期核中可见到1个或多个球状小体称为核仁。
经研究发现，核仁结构主要是四种。第一种结构是直径为150?～200?的颗粒成分。
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第二结构是直径为20?～30?的纤维成分。第三种结构是伸入到核仁中的染色质，它的
电子密度比较低。第四种结构部分是基质，即上述三种结构以外的部分。
核仁是核糖体RNA（tRNA）合成及核糖体亚单位前体组装的场所，与核糖体的生
物发生密切相关。核糖体RNA是在核仁合成的。如组成80S型核糖体的rRNA共有四种：5S、5.8S、18S、28S，其中后三种是在核仁中合成的。
（4）核基质
间期核内非染色或染色很淡的基质称核内基质。染色质和核仁悬浮于其中，它含有
蛋白质、RNA、酶等。核内基质亦称核液。
4．细胞骨架
细胞骨架普遍存在于真核细胞中，蛋白质纤维构成的网架体系。主要包括细胞膜骨架、细胞质骨架和细胞核骨架三部分。细胞骨架对于细胞形态的维持、细胞运动、物质
运输、细胞增殖及分化等具有重要作用。
（1）细胞膜骨架
指细胞膜下由蛋白质纤维组成的网架结构，称为细胞膜骨架。膜骨架一方面直接与
膜蛋白结合，另一方面又能与细胞质骨架相连，主要参与维持细胞质膜的形态，并协助
细胞膜完成某些生理功能。
（2）细胞质骨架
要指存在于细胞质中的三类成分：微管、微丝和中间纤维。它们都是与细胞运动有
关的结构。
微管：它是中空的圆筒状结构，直径为18nm～25nm，长度变化很大，可达数微米
以上。构成微管的主要成分是微管蛋白。这种蛋白既具有运动功能又具有ATP酶的作用，
使ATP水解，获得运动所需的能量。除了独立存在于细胞质中的微管外，纤毛、鞭毛、
中心粒等基本上也是由许多微管聚集而成，细胞分裂时出现的纺锤丝也是由微管组成。
此外，微管常常分布在细胞的外线，起细胞骨架的作用。微管和功能在不同类型的细胞
内并不完全相同，组成纤毛、鞭毛的微管主要与运动有关，而神经细胞中的微管可能与
支持和神经递质的运输有关。
微丝：微丝是原生质中一种细小的纤丝，直径约为50?～60?，常呈网状排列在细
胞膜之下，在光镜下看不见，但如果微丝集合成束，则可在光镜下看到。微丝的成分是
肌动蛋白和肌球蛋白，这是肌纤维的运动蛋白。由此可知，它有运动功能，细胞质的流动、变形运动等都和微丝的活动有关。动物细胞在进行分裂时，细胞中央发生横缢，将
细胞分成两个，也必须由微丝收缩而产生。有的微丝主要起支架作用，与维持细胞的形
状有关。
中间纤维：其粗细介于微管和微丝之间，也是由蛋白质组成。不同组织中，中间纤
维的蛋白质成分有明显的差异。中间纤维与微管、微丝一起形成一个完整的骨架体系，
细胞起支撑作用。同时参与桥粒的形成。它外连细胞膜，内与核内的核纤层相通，它在
细胞内信息传递过程中可能起重要作用。
（3）细胞核骨架
真核细胞核中也存在着一个以蛋白质为主要结构成分的网架体系，称为核骨架。狭
义地讲，核骨架就是指核基质，广义地讲，核骨架则包括了核基质、核纤层和核孔复合
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体等。核基质为DNA复制提供空间支架，对DNA超螺旋化的稳定起重要作用。核纤
层为核被膜及染色质提供结构支架。
（5）鞭毛和纤毛
鞭毛和纤毛是动物细胞及某些低等植物细胞表面的特化结构，具有运动功能。纤毛
与鞭毛结构基本相同，包括两部分：鞭杆、基体。
鞭杆轴心是由“9＋2”排列的一束微管构成（包括一对平行单管微管的组成的中央
微管及围绕中央微管外周的9个二联体微管）。
基体则无中央微管，外周由9个三联体微管组成，呈“9＋0”结构。这与中心粒的
相同。
（五）细胞增殖
中学教材中我们学过细胞周期的概念，即进行连续分裂的细胞从上一次分裂结束到
下一次分裂完成所经历的过程。细胞周期分为分裂间期和分裂期。
1．有丝分裂
（1）分裂间期
分裂间期是细胞生长期，为分裂期作物质准备，包括G1、S、G2三个时期。
G1期：细胞结束上一次有丝分裂后进入G1期。它是一个生长期。在这个时期内细
胞进行着一些物质的合成，并且为下阶段S期的DNA合成作准备，特别是合成DNA
的前身物质、DNA聚合酶和合成DNA所必不可少的其他酶系，以及储备能量。
S期：从G1期进入S期是细胞增殖的关键时刻。S期最主要的特征是DNA的合成。DNA分子的复制就是在这个时期进行的。通常只要DNA的合成一开始，细胞增殖活动
就会进行下去，直到分成两个子细胞。
G2期：这个时期又叫做“有丝分裂准备期”，因为它主要为后面的分裂期作准备。
在G2期中，DNA的合成终止，但是还有RNA和蛋白质的合成，为分裂期纺锤体微管
的组装提供原料。
（2）分裂期（M期）
细胞一旦完成了细胞分裂的准备，就进入有丝分裂期。细胞分裂期是一个连续的过程，为了研究的方便，可以人为地将它分成前、中、后、末四个时期。M期的细胞有极
明显的形态变化。间期中的染色质在M期浓缩成染色体形态。染色体的形成、复制和
移动等活动，保证了将S期复制的两套DNA分子平均地分到两个子细胞中去。
2．减数分裂
减数分裂是一种特殊的有丝分裂，细胞连续分裂两次，而染色体只复制一次，形成
的四个子细胞中的染色体数目比母细胞减少一半。
在进行减数分裂形成生殖细胞前要经过一个较长的生长期，称为减数分裂前间期，
也包括G1、S、G2三个时期。但S期较长。
（1）第一次分裂
减数分裂的一些重要过程主要发生在第一次分裂中，特别是前期Ⅰ。
①前期Ⅰ：时间较长，又分为五个时期。
细线期是减数分裂过程的开始时期。染色体已经进行了复制，一条染色体应由两
条染色单体组成。但一般看不出两条染色单体。
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偶线期是同源染色体配对的时期。
粗线期染色体明显缩短变粗。联会的同源染色体紧密结合，同源染色体的非姊妹
染色单体间发生局部交换。
双线期联会的两条同源染色体开始分离，但在交叉点上它们还保持连在一起，所
以两条染色体并不完全分开。
终变期一般核仁开始消失、核膜开始解体。
②中期Ⅰ
配对的同源染色体（二价体）排列于赤道面中，形成赤道板。这时二价体因长短的
不同和交叉数目的多少和有无而呈不同形态，比如环状、棒状、C字型、十字型等。
③后期Ⅰ
二价体中两条同源染色体分开，分别向两极移动。但这时的每条染色体是由两条染
色单体组成的。应当强调的是，二价体由哪条染色体移向哪一极完全是随机的。
④末期Ⅰ
染色体到达两极后开始末期过程。部分细胞进入末期后染色体解螺旋，核膜、核仁
重现，通过胞质分裂形成两个子细胞。但也有的细胞只形成两个子核，不进行胞质分裂。
减数分裂间期：在减数分裂Ⅰ和减数分裂Ⅱ之间的间期很短，且并不进行DNA合成。因而也不进行染色体的复制。在有些生物甚至没有这个间期，而由末期Ⅰ直接转为
前期Ⅱ。
（2）第二次分裂
第二次减数分裂基本上与普通有丝分裂相同。前期Ⅱ时间较短。中期Ⅱ染色体排列于赤
道面，两条染色单体的着丝点分别向着两极，形成赤道板。后期Ⅱ时两条染色单体分开，
移向两极。末期Ⅱ时染色体解螺旋化形成核膜，出现核仁经过胞质分裂，完成减数分裂
过程。
3．无丝分裂
无丝分裂是最早发现的一种细胞分裂方式，早在1841年就在鸡胚的血细胞中看到了。因为分裂时没有纺锤丝出现，所以叫做无丝分裂。又因为这种分裂方式是细胞核和
细胞质的直接分裂，所以又叫做直接分裂。
关于无丝分裂，有不同的看法：有人认为无丝分裂不是正常细胞的增殖方式，而是
一种异常分裂现象；另一些人则主张无丝分裂是正常细胞的增殖方式之一，主要见于高
度分化的细胞，如肝细胞、肾小管上皮细胞、肾上腺皮质细胞等。
无丝分裂的早期，球形的细胞核和核仁都伸长。然后细胞核进一步伸长呈哑铃形，
中央部分狭细。最后细胞核分裂，这时细胞质也随着分裂，并且在滑面型内质网的参与
下形成细胞膜。在无丝分裂中，核膜和核仁都不消失，没有染色体的出现，当然也就看
不到染色体的规律性变化。但是，这并不说明染色质没有变化，实际上染色质也要进行
复制，并且细胞要增大。当细胞核体积增大一倍时，细胞核就发生分裂，核中的遗传物
质就分配到子细胞中去。至于核中的遗传物质DNA是如何分配的，还待进一步研究。
（六）细胞分化
细胞分化，简单说是在个体发育过程中细胞之间产生稳定差异的过程。任何个体都
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是由许多在形态和功能上不同的细胞组成的，它们分别构成组织、器官、系统。这些具
有不同形态和功能的细胞是通过分化过程形成的。细胞分化是现代生物学的基本问题之一。
1．细胞分化的原理
（1）细胞核的全能性
在动物个体发育过程中，受精卵具有分化出各种组织和细胞，并建立一个完整个体
的潜在能力，这种细胞称为全能细胞。
在胚胎发育的囊胚细胞和原肠胚细胞，虽然具有分化出多种组织的可能，但却不能
发育成完整的个体，这部分细胞叫做多能细胞。
在动物长成后，成体中储存着保持增殖能力的细胞，它们产生的细胞后代有的可能
分化为多种组织，有的可能只分化出一种细胞。只能分化出一种细胞的类型叫做单能细胞。
看来，随着动物细胞分化程度提高，细胞分化潜能越来越窄，尽管如此，但它们的
细胞核仍保持着原有的全部遗传物质，具有全能性。高度分化的植物组织具有发育成完
整植物的潜能，保持着发育的全能性。
（2）基因的选择表达
细胞分化并非由于某些遗传物质丢失造成的，而是与基因选择表达有关。细胞的编
码基因分为两类：管家基因和奢侈基因。管家基因是维持细胞生存必需的一类基因，在
各类细胞中都处于活动状态。奢侈基因是在不同组织细胞中选择表达的基因，与分化细
胞的特殊性状直接相关，这类基因的丧失对细胞生存没有直接影响。目前一般认为，细
胞分化主要是奢侈基因中某些特定基因有选择地表达的结果。
2．细胞质、细胞核及外界环境对细胞分化的影响
（1）细胞质在细胞分化中的决定作用
受精卵的分裂称卵裂。卵裂过程的每次分裂，从核物质的角度看都是均匀分配到子
细胞中，但是细胞质中物质的分布是不均匀的。也许正是因为胞质分裂时的不均等分配，
在一定程度上决定了细胞的早期分化。
（2）细胞核在细胞分化中的作用
细胞核是真核细胞遗传信息的贮存场所。因此，在细胞分化过程中，细胞核对于细
胞分化也肯定有重要的影响，它可能通过控制细胞质的生理代谢活动从而控制分化。
（3）外界环境对细胞分化的影响
细胞对邻近细胞的形态发生会产生影响，并决定其分化方向。另外，在多细胞生物
幼体发育过程中，环境中的激素作用能引发和促进细胞分化。
3．癌细胞
在个体正常发育过程中，细胞有控制地通过有丝分裂增殖，有秩序地发生分化，执
行特定的功能。可是，有时部分细胞由于受到某种因素的作用则发生转化，不再进行终
未分化，而变成了不受调节的恶性增殖细胞，这种细胞即称为癌细胞。
（1）癌细胞的主要特征
癌细胞的主要特征表现在无限增殖；接触抑制现象丧失；细胞间的粘着性降低，易
分散和转移；易于被凝集素凝集；粘壁性下降；细胞骨架结构紊乱；产生新的膜抗原；
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对生长因子需要量降低等方面。
（2）致癌因子及癌基因学说
凡能引起细胞发生癌变的因子称为致因子。主要包括三类：化学致癌因子，物理致
癌因子，病毒致癌因子。
一些学者对细胞癌变的机理提出了“癌基因学说”：认为病毒对细胞的致癌作用是
由于病毒基因组中的癌基因引起，而正常细胞中存在的癌基因是在早期进化过程中通过
病毒感染而从病毒基因组中获得。如果细胞癌基因受阻，则细胞能正常发育；在各种致
癌因子作用下，细胞癌基因被活化而使细胞发生癌变。
张映辉整理编辑
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张学文简历 张学文，男，理学博士，1965年6月出生于湖南省华容县，现任湖南农业大学理学院生物技术系教授。 学历及工作简历： 1982年9月—1986年7月：湖南农学院（今湖南农业大学）园艺系本科学习，毕业获学 士学位； 1986年9月—1989年7月：湖南农学院遗传育种专业硕士研究生，主攻分子遗传学研究 方向，毕业获农学硕士学位； 1989年7月—1991年4月：湖南省农业科学院从事遗传育种研究工作，任研究实习员；1991年4月—1995年7月：湖南农业大学生物技术系，任助教、讲师； 1995年9月—1999年7月：湖南农业大学植物学专业攻读博士学位，主攻生化与分子生 物学方向。1999年毕业获理学博士学位。 1996年获得副教授任职资格并被聘为生物技术系副教授。 1997年7月—1998年8月：美国戴维斯加州大学（UniversityofCaliforniaatDavis）植 物生物系访问学者，主要从事植物发育分子生物学研究；2002年9月—2003年7月：挪威王国卑尔根大学分子生物学系访问学者，主要从事肿瘤 的细胞及分子生物学研究。 2001年8月获教授任职资格。为湖南农业大学细胞生物学硕士点领衔导师。1993年被湖南省教育厅确认为高校青年骨干教师培养对象，1999年被确认为湖南农业大学中青年骨干教师。 主讲课程： 博士生“基因工程专题” 硕士生“基因工程原理”、“分子遗传学”、“分子遗传学实验技术”、“遗传工程原理”、“生物技术概论”。 本科生“基因工程”、“现代生物技术”。
近五年研究工作简介： 1998—2000，参与国家“863”项目“草鱼抗病基因工程研究”，为项目技术负责人。2000—2003，参与国家“863”项目“草鱼抗病基因工程中试研究”。2000—2002，主持国家教育部研究课题“分离克隆水稻胚胎发生调控基因cDNA”。2001—2003，主持湖南省自然科学基因项目“水稻胚胎发生调控基因的研究”。2002—2005，主持湖南省优秀中青年基金项目“α-半乳糖苷酶基因的分离克隆及突变研究”2003—2005，主持湖南省专项科研基金项目“利用基因工程方法发酵生产α-半乳糖苷酶”。近五年主要论文著作目录 1.张学文,罗慧敏拟南芥homeobox基因A21的研究.《面向21世纪的科技进步与社会经济 发展》1999.12北京:科学技术出版社.中国科协首届学术年会交流. 2.张学文,罗泽民拟南芥同源转换盒基因A21反义RNA基因重组体构建及转化.湖南师范大 学学报.2001,27(1):79-83. 3.张学文 ArabidopsishomeoboxgeneA21isactiveindividingcells.10th InternationalCongres sonGenes,GeneFamiliesandIsozyme.1999.10Beijing. 4.张学文生物技术跨越发展的战略研究湖南省科学技术协会2001年年会优秀论文 奖,2001.9.长沙. 5.张学文,洪亚辉,赵燕植物开花时期的分子控制.湖南农业大学学报.2003,29(6):523-528. 6.唐香山,张学文饲料酶制剂研究进展广西农业科学.2004,4. 7.唐香山,张学文,章怀云α-半乳糖苷酶基因克隆及在酵母中的表达.生物工程杂志.2004,4. 8.唐香山，张学文酵母表达载体研究进展生命科学研究.2004,6. 9.陈开健,章怀云，张学文等转人α-干扰素基因草鱼饲喂大鼠的安全性研究.湖南农业大学学 报.2002.28(2):149-151.
范文 2020年初中生物知识竞赛精选题库及答案(共80 1/ 7
题) 2020 年初中生物知识竞赛精选题库及答案（共 80 题） 1、大鲵又叫娃娃鱼，产于我国西南地区，终生生活在水中，是我国二级重点保护动物，它属于脊椎动物中的（ B ） A. 鱼类 B. 两栖类 C. 爬行类 D. 哺乳类 2、用照蛋灯照射可以识别能孵出小鸡的鸡蛋，下列观察到的结果中能孵出小鸡的是（ C ） A. 有不透光的红色斑点 B. 有透光的亮点 C. 有不透光的黑色斑点 D. 没有任何异样 3、位于大西洋周围的一个小岛上经常有大风，生长在那里的菊科植物仅 1 米左右高，其余的植物都很矮小或粘地蔓生，按照达尔文的观点来解释，这是（ D ） A. 植物发生突然变化的结果 B. 一种不正常的自然现象 C. 人工栽培的结果 D. 自然选择的结果 4、下面所举的实例中，不是生物性状的是（ C ） A. 麻雀体表覆盖羽毛 B. 青蛙后肢有蹼 C. 鲫鱼生活在水中 D. 仙人掌的叶特化为刺
5、青蛙的发育称作（ B ） A. 完全变态发育 B. 变态发育 C. 不完全变态发育 D. 胚后发育 6、冬天，教室长时间不开窗户，课间学生也不出去活动，许多同学会感到头晕，注意力不集中，其原因是（ D ） A、室内温度太高 B、温暖的环境适于细菌的繁殖 C、众人的呼吸造成室内空气异味引起不舒服 D、二氧化碳浓度过高，缺氧造成 7、无论是花丛中忙碌的蜜蜂、海水中游动的龙虾、荷尖上小憩的蜻蜓、墙角处结网的蜘蛛，还是啃咬农作物的蝗虫，它们都是我们常常见到的（C） A.环节动物 B.软体动物 C.节肢动物 D.棘皮动物 8、如果你仔细观察过鱼缸中的鱼，你一定见过这种情景：如果你长时间没有换水或鱼缸里的鱼比较多时，它们就会不时地浮到水面上层用口“透气”。 这是因为（ B ） A.此时水中有很多杂质 B.此时水中氧的含量比较低 C.此时水缸周围无人干扰 D.原因不能确定 9、当你拨打“120”求救时，你需要做到（ D ） 3/ 7
细胞生物学及生物化学练习题 1.下列细胞器，光学显微镜下能看到的是( )。 A．核糖体 B.内质网 C.叶绿体 D.A、B、C都不是 2.将小麦种子浸在红墨水中10 min，然后取出。将种子洗净纵向剖开，发现胚白色，而胚乳红色。这说明( )。 A.胚成活、胚乳失去活性 B.胚、胚乳都成活 C.胚死亡、胚乳成活 D.不能判断是否成活 3.生物膜的脂类分子是靠什么键聚集在一起形成磷脂双分子层结构的( )。. A.氢键 B.二硫键 C.疏水键 D.离子键 4.下列关于动物细胞膜上Na+-K+泵的描述正确的是( )。 A.具有ATP酶的活性 B.消耗1分子ATP向胞外泵出2钠离子，向胞内泵入2个钾离子 C.消耗1分子ATP向胞外泵出3个钠离子，向胞内泵入2个钾离子 D. Na+-K+泵在动物细胞膜上可形成离子通道，钠离子和钾离子可选择性地透过 5.线粒体内膜上具有什么酶系统( ) 。 A.糖酵解 B.过氧化氢 C.三羧酸循环 D.电子传递链 6.肝细胞的解毒作用主要是通过什么结构中的氧化酶系进行的()。 A.线粒体 B.叶绿体 C.细胞质膜 D.光面内质网 7.下列对溶酶体功能的描述不正确的是( )。 A.分解消化来自细胞外的物质 B.溶解细胞内由于生理或病理原因破损的细胞器 C.自身膜破裂，导致细胞自溶而死亡 D.使毒性物质失活 8.下列哪一类动物细胞中高尔基体最为丰富( )。 A.随意肌细胞 B.腺细胞 C.红细胞 D.白细胞 9.真核细胞细胞质中的核糖体( )。 A.与细菌的核糖体大小、组成相同 B.较细菌的核糖体大，但组成相似 C.较细菌的核糖体小，组成不同 D.与细菌的核糖体大小相同，但组成完全不同 10. (2007年全国联赛题)在真核细胞中具有半自主性的细胞器为( )。 A.高尔基体 B.内质网 C.线粒体 D.质体 E.溶酶体 11.(2007年全国联赛题)巴氏小体是( )。 A.端粒 B.凝集的X染色体 C.随体 D.巨大染色体 12.端粒的作用是()。 A.它们保护染色体使其免于核酸酶的降解 B.它们能防止染色体之间的末端融合 C.它们是细胞分裂“计时器” D.以上都正确 13.下列四对名词中，哪一对的表述是合适的( )。 A.叶绿体—贮藏酶 B.过氧化(酶)体—细胞中的转运作用 C.核仁—核糖体亚基的组装部位 D.溶酶体—细胞 中的发电站 14.（2007年全国联赛题)减数分裂时，等位基因的DNA片段的交换和重组通常发生在( )。 A.偶线期 B.粗线期 C.双线期 D.终变期 15.机体中寿命最长的细胞是( )。 A.红细胞 B.神经细胞 C.表皮细胞 D.上皮细胞 16.动物细胞间信息的传递主要是通过( )。 A.紧密连接 B.间隙连接 C.桥粒 D.胞间连丝 17.以下哪项不属于第二信使( )。 A, cAMP B. cGMP C. Ach D. DG 18.用某种影响细胞骨架的药水处理体外培养的细胞，群体中出现双核细胞，最可能的原因是( )。 A.微丝被破坏 B.微管被破坏 C.染色体畸变 D.细胞发生融合
一、填空题：（每空0.5分，共15分。） 1．目前发现的最小最简单的细胞是支原体， 2．细胞连接可分为封闭连接、锚定连接和通讯连接。 3．主动运输按照能量来源可以分为ATP直接供能运输、ATP间接供能运输和光驱动的主动运输。 4．真核细胞中，质子泵可以分为三种P型质子泵、V型质子泵和H+__ATP酶 5．具有跨膜信号传递功能的受体可以分为离子通道偶联的受体、G蛋白偶联的受体和与酶偶联的受体（催化性受体）。 6．从结构上高尔基体主要由顺面膜囊、中间膜囊和反面膜囊和反面网状结构组成。 7 ．DNA的二级结构构型可以分为三种，B型、A型、Z型。 8．微丝的体外聚合有三个阶段成核阶段、延核期、稳定期 9．广义的核骨架包括：核基质、核纤层、染色体骨架。 10．纺锤体微管根据期特性可将其分为星体微管、动粒微管和极性微管。 11．常见的巨大染色体有灯刷染色体和多线染色体。 二、名词解释 (每题3分，共24分。) 1．细胞生物学：在显微结构（细胞体和细胞群体）、超微结构、超微分子及分子水平上阐明生命系统中物质的运输和代谢、能量的转运和利用、信息的传递和加工以及发育与遗传等规律的学科。 2．通道蛋白：几个蛋白亚基在膜上形成的孔道，能使适宜大小分子及带电荷的溶质通过简单的自由扩散运动从膜的一侧到另一侧。．3．分子伴侣：多属于热休克蛋白，是机体适应不良环境（温度变化）产生的具有修复作用的蛋白，分子量一般在6*104以上，具有解折叠酶的功能，识别蛋白质解折叠之后暴露出的疏水面并与之结合，防止相互作用产生凝聚或错误折叠，参与蛋白跨膜转运后的分子重折叠及组装，解折叠、重折叠及组装。 3．分子伴侣:多属于热休克蛋白，是机体适应不良环境产生的具有修复作用的蛋白，分子量一般在6*104以上，具有解折叠酶的功能，识别蛋白解折叠之后暴露出的疏水面并与之结合，，防止相互作用产生凝聚或错误折叠，参与蛋白跨膜转运后的分子重折叠及组装，解折叠、重折叠及组装。 4．信号肽：信号肽位于蛋白质N端，一般有6-26个氨基酸残基，其中包括疏水核心区、信号太的C端（富含丙氨酸）和N端（富含带有正电荷的氨基酸）三个部分，引导蛋白质到内质网上合成。 5．灯刷染色体：是卵母细胞进行第一次减数分裂时，停留在双线期的染色体。它是一个二价体，含4条染色单体，由轴和侧丝组成，形似灯刷。
第八章生物的进化 第一节生命在地球上的起源 【知识概要】 一、生命起源的假说 1．特创论；2．自生论；3，生生论；4．宇宙生命论；5化学进化论。 二、生命起源的化学进化过程 无机小分子物质有机小分子物质生物大分子物质多分子体系原始生命 三、真核细胞的起源 细胞起源的原始次序，大致如下：核苷酸和氨基酸→原型核酸和原型蛋白质→原型核蛋白体（生命前体）→原始生命体（原生体）→原型细胞→原型细胞的增生和选择→细胞（原核细胞）→细胞的增生与选择→真核细胞。 内共生学说认为：真核生物体内的许多细胞器不是渐进的进化过程产生，而是质膜的内陷和内共生作用产生的。许多科学家深信，真核细胞含有的线粒体和叶绿体是分别通过吞噬原核生物细菌和蓝藻及内共生作用产生出来的共生体。 此外，还有人认为真核细胞不是来自原核细胞，而是和原核细胞一同起源于原始生命。 第二节生物进化的机制 【知识概要】 一、进化的证据 1．古生物学研究提供的证据——化石 化石是指经过自然界的作用，保存于地层中的古生物遗体、遗物和它们的生活遗迹。化石大多数是生物体的坚硬部分，有动物的骨骼、贝壳、植物的茎、叶等。它们经过矿质的填充和交替作用，形成仅保持原来形状、结构以至印模的石化（包括钙化、碳化、硅化、矿化）了的遗体、遗物和遗迹。也有少量是指未经改变的完整的古生物遗体。 地质年代的测定：现在主要运用放射性元素的方法。放射性元素以自己恒定的速度进行衰变，不受外界温度和压力的影响。 2．比较解剖学研究提供的证据——同源器官、痕迹器官 同源器官的存在说明生物有共同的原始祖先。痕迹器官的存在可以追溯某些生物之间的亲缘关系。 3．胚胎学对生物胚胎形成和发育过程的研究 通过对高等动物和人的胚胎发育比较，①说明高等动物起源于低等的单细胞动物。②显示了各种脊椎动物之间有一定的亲缘关系，说明它们有共同的原始祖先。③显示了生物在个体发育中重演了该物种生物的系统发育或进化过程。 4．生物学对动物血清鉴别的研究 利用接受狗血清的家兔体内产生的抗体，实际上利用兔子的抗血清来检验狗和其他动物的血清反应。据血清反应沉淀多少说明血清蛋白在结构和性质上差别程度，沉淀越多，说明其差别程度越小，两者的亲缘关系越近；反之，就越远。利用含抗人血清抗体的家兔的抗血清来检验人和黑猩猩、狒狒和猪等动物的血清，得出类似的结果。 5．生物化学对蛋白质、核酸的研究 ①分析不同物种的同一种蛋白质的氨基酸组成，可以看出各种生物之间的亲缘关系，如细胞色素C。②利用DNA分子杂交技术来证明生物之间的亲缘关系。③总的趋势是愈是高等的动物，DNA 的含量高，但是DNA含量不一定总是跟生物的复杂程度成正比，如肺鱼的一个种的DNA含量几乎是哺乳类的40倍。但要形成一个复杂的生物，基因组中含有足够数目的不同基因是必需的。6．生物地理学对生物地理分布的研究
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初中生物竞赛通报
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2010年中南六省初中生物联赛株洲地区 获奖名单 中南六省一等奖（18人） 景炎中学：王子婧周文轩瞿子豪袁雅莹邱上元杨妍瑾杨晶玉朱克强 外国语学校：米天雄张峰夏鸿倩张明哲王若静 北师大株洲附校：陈子玥包斯顿 景弘中学：胡成伟王闻达市十九中：谭泓 中南六省二等奖（33人） 景炎中学：袁蔚袁崇均刘定慧匡竣宏田鸿玮朱自清李嘉靓朱劲翔麦嘉倩娄瀚文肖鑫盾周旷奇周子惟李宏钊刘雯娴 外国语学校：帅遥岑刘迪阳喻国君曾广益蔡顺龙赖培鑫龙丽君李诗荻朱凡毅北师大株洲附校：钱开宇黄天宇刘子赫周君仪景弘中学：王易楷黎佳宜 市十五中：汤宇易晚霞体育路中学：陶天培 中南六省三等奖（42人） 外国语学校：唐皓刘安之高可心王文琪周志豪沈星宇李晨阳汪雅琪张驰朱翔安家雯 北师大株洲附校：黄鸿俊刘代畦张琪琛黄成越廖唯希 景炎中学：吴漾王文卓郭畅唐扬陈之涵张佳铭章骁叶晨韩博王嫣然王汉斌任倜董传龙黄毓喆罗宇航李煌宇杨纪琛李蔚 曹铸田心中学：毛杰朱明沁 景弘中学：邓若愚黄瑞泉市十二中：冯维维 市十九中：杨芳婷体育路中学：张帝文 3 / 6
市一等奖（59人） 景炎中学：罗周丽彭益彰赵盼胡一鸣黄天普王希袁邦耀刘帅坤曾张旭阳张焕青罗周慧朱传礼刘欣肖越吴双齐战涛钟雨诚向毅聪 赵子轩倪罗和王哲杨蕙娴邓子超张林菁黄诗棋何洪涛朱习铭 晏露李佳芸冯天仪胡晗庆叶一帆陈玉婷 外国语学校：易子荣缪哲炜罗怡娴晏玮李宏发董元睿梁彦博宋容子晨刘梦怡北师大株洲附校：汤钧皓陶嘉玥刘慧琳龙适峣胡浩钟雅娴 景弘中学：谭家亮王逸清陈媛李苗菁市十九中：张辉 市十五中：贺子英余峥师专附中：文飞扬云田中学：周东 泰山学校：周宇驰田心中学：刘昊 市二等奖（95人） 北师大株洲附校：廖辰全何雨溪黄堃罗天娅李青星李晟侯钦川马妍玥 丁钰懿沈祖翔 景弘中学：沈哲民邬子亮易宗霈阳安钟国安李泽佑王雅昕易劼敏彭程王维昊文丹胡书翰 景炎中学：周宇程胡子祥张舒遥易可欣汤安妮张瑾张子轩周牵牵郭天颖赵雪瑞李昭希孙一仆张童杨艺清张宇扬戴君娜邓雯娟肖洁茹 马晗熙张瑀琦黄泽坤卜玮林李之宁宋阳周晏羽彭卓艺曾轩芩 丁志徐泰来龙琳娜赵威张嘉昱曾婷徐潇钟贇王瑶函 李重霄李冉凌悦琪汤卓群吴嘉恒朱剑峰李阳文宇豪龚楚乔 梁宇轩李青霖张建羽殷振超袁川张九月殷昊杨天翼徐圳 袁典 4 / 6
2019年全国中学生生物学联赛试题 注意事项：1.所有试题使用2B铅笔在机读卡上作答； 2.试题按学科分类，单选和多选题混排。单选题每题1分，多选题每题2分，多选题 答案完全正确才可得分 3.试卷116题，共计143分，答题时间120分钟。 一、细胞生物学、生物化学、微生物学、生物信息学、生物技术30题35分 1.以下植物细胞中无膜结构、具有单层膜结构以及具有双层膜结构的细胞器的描述，正确的是： A.纺锤体、液泡和高尔基体、叶绿体 B.核糖体、叶绿体、线粒体 C.核糖体、内质网和高尔基体、叶绿体 D.纺锤体、内质网和液泡、线粒体 2.构成生物体的细胞大小差异很大，大部分细胞直径10-100微米，一般肉眼看不到，必须借助显微镜才能进行观察，但有些细胞则特别大，肉眼可见。下面哪些细胞需要用显微镜才能观察 A.鸟类卵细胞 B.棉花纤维 C.苎麻茎的韧皮纤维细胞 D.人的精细胞 3.褪黑素是人体分泌的一种重要激素，与昼夜节律密切相关，对其化学特性的分析发现：褪黑素是色氨酸的一种衍生物，其内分泌细胞的所在部位是： A.下丘脑 B.垂体C松果体 D.胰岛 4.下列关于体外细胞培养的叙述，正确的是： A.除神经细胞外，其它所有细胞可以长期无限制传代培养 B.淋巴细胞可以长期传代培养，并可用来生产单克隆抗体 C.诱导多能干细胞(IPS)可以体外长时间培养 D.只有在培养过程中发生恶化的细胞才可以无限培养 5.不能通过非共价作用与G蛋白偶联受体直接结合的分子是： A.肾上腺素等信号分子 B.细胞膜上的磷脂分子 C. C AMP D.G蛋白 6.离子通道是离子跨细胞膜运输的重要通道。离子通过开放的离子通道的方式是 A.自由扩散 B.由跨膜的电化学势梯度所驱动 C.通过消耗ATP的能量来驱动 D.由跨膜的糖蛋白浓度梯度所驱动 7.布雷非德菌素A( Brefeldin)是一种目前研究得较为透彻的药物，可以阻碍细胞的分泌途径以及囊泡循环转运的过程。用这种药物处理细胞时，细胞内有哪类结构不会在短期内发生变化： A.溶酶体 B.液泡 C.细胞核 D.质膜 8.真核细胞及其细胞器在用超声波处理破裂以后，经离心得到可溶性的和不溶性的部分。蛋白质X 出现在可溶性部分之中。你认为蛋白质X最有可能是一种 A.细胞质膜的内在膜蛋白 B.细胞器膜的内在膜蛋白 C.外在膜蛋白 D.可溶性的细胞质基质蛋白 E.可溶性的核蛋白 9.植物细胞壁是植物细胞特有的一种结构，也是人类社会生活中非常重要的可再生资源，目前对细胞壁组分以及细胞壁合成机制的研究表明：(多选) A.细胞壁的主要成分有纤维素、半纤维素、果胶以及木质素等 B.纤维素是在质膜上由纤维素合成酶合成 C.半纤维素和果胶在高尔基体上合成 D.在制备植物原生质体时需要用到纤维素酶裂解细胞壁，因为纤维素在细胞壁中的含量最高 10.细胞自噬是真核细胞对细胞内成分进行降解和周转的重要过程。日本科学家大隅良典因发现细胞自噬的机制获得2016诺贝尔生理学或医学奖，在细胞自噬过程中，细胞组分的降解发生在 A.溶酶体 B.内质网 C.高尔基体 D.自噬体 11.下列关于酶活性部位特点的描述，错误的是 A.活性部位在整个酶分子中只占很小的一部分 B.活性部位具有三维立体结构 C.活性部位具有与底物完全互补的结构 D.活性部位对酶的整体构象具有依赖性12.DNA和蛋白质变性后，他们之间的一个区别是变性蛋白质 A.一级结构被破坏 B.氢键被破坏 C.理化性质不变 D.复性较难 13.人类肝脏组织中储存的糖原是 A.主要的能源物质 B.主要的结构物质 C.为了维持血糖的稳定 D.跟淀粉具有相同的结构，被称为“动物淀粉” 14.在用于蛋白质合成的氨基酸的“活化”中: A.需要两种不同的酶，一种形成氨酰基腺苷酸，另一种将氨基酸连接到RNA上 B.甲硫氨酸首先被甲酰化，然后附着于特定的tRNA C.氨基酸通过磷酸二酯键连接到tRNA的5’末端 D.每种氨基酸至少有一种特异性激活酶和一种特异性tRNA E.亮氨酸可以通过对亮氨酸特异的氨酰基RNA合成酶与tRNA Phe连接 15.染色质重塑是一种重要的生物学现象，指染色质的立体空间结构发生变化从面导致一些转录调控蛋白可以和DNA序列结合，下列描述，不属于染色质重塑机制的是 A.组蛋白上的氨基酸发生磷酸化 B.组蛋白上的氨基酸发生甲基化 C.DNA的C和G碱基上添加甲基基团 D.DNA序列中部分碱基发生突变 16,类固醇激素对基因表达的调节是通过： A.自身直接作用在基因调控序列上 B.激活酪氨酸蛋白激酶 C.以cAMP作为第二信使 D.与受体结合进入细胞核作用在调节元件上 17.下列哪种分子或代谢过程为肌肉收缩提供了最大的ATP产生率(mmol/sec) A.肌糖原转化为CO2 B.肌糖原转化为乳酸 C.脂肪酸转化为CO2 D.磷酸肌酸 18.研究人员分离线粒体电子传递链的各组分，包括电子传递复合物I、Ⅱ、Ⅲ和Ⅳv等。如果试管中放入琥珀酸、CoQ、细胞色素C.复合物Ⅱ和复合物Ⅲ各组分，并提供氧气；或者在同样的体系中再加入抗霉素A,最终电子受体将分别是： A.细胞色素C，C0Q B.细胞色素C，氧气 C.复合物Ⅲ，C0Q D.复合物Ⅲ，氧气 19.聚丙烯酰氨凝胶电泳分离蛋白质的依据是：(多选) A.蛋白质所带电荷数量 B.蛋白质的分子形状 C.蛋白质的分子大小 D.蛋白质的亲水性 20.阿尔茨海默症是一种主要与衰老相关的神经退行性疾病，与健康脑相比，阿尔茨海默症患者大脑中存在类淀粉样蛋白质堆积以及Tau蛋白质过度磷酸化，最新的研究发现，向阿尔茨海默症模型小鼠施加40Hz的闪光或者声音刺激会使小鼠的认知能力提高。基于这项工作，以下说法不正确的是: A.脑部类淀粉样蛋白质大量堆积往往伴随着脑电波异常现象 B电磁波的异常可能是导致阿尔茨海默症的原因 C.阿尔茨海默症会引起患者大脑电磁波异常 D.施加40Hz的闪光或者声音刺激，可以降低小鼠脑部类淀粉样蛋白质堆积 21.假设在有氧条件下，给葡萄糖氧化的肝细胞中加入了一种非常有效的特异性线粒体ATP合酶抑制剂，完全抑制这种酶。下列关于该抑制剂效果的陈述，哪些是错误的：(多选) A.细胞中的ATP产量将迅速降至零 B.该细胞的葡萄糖消耗率将急剧下降 C.氧气消耗率将增加 D.柠檬酸循环将加速补偿 E.细胞将转换为脂肪酸氧化作为葡萄糖氧化的替代物，因此抑制剂对ATP产生没有影响 22.以下哪一项不是革兰氏阴性菌 A.大肠杆菌 B.肺炎杆菌 C.痢疾杆菌 D.乳酸菌 23.以下关于质粒的描述，错误的是 A.多数以双链DNA的形式存在 B.只能随基因组一同复制 C.不同类型的质粒在细胞中可能存在不同的拷贝 D. 多数以环状形式存在
2016年图强中学初中生物学知识竞赛试题 注意事项： 1．本试题分两部分。第一部分为选择题，50分；第二部分为非选择题，50分；共100分。考试时间为60分钟。 2．答卷前务必将自己所在的市、县区、学校、姓名、准考证号等填写在的密封线内。 3．第一部分每题选出答案后，将所选答案序号填在相应的位置上；第二部分每题答案直接填写相应的试题中。 一、选择题（共50分） （一）单项选择题：本大题包括1～30小题，每小题1分，共30分。在每小题的四个选项中，只有一个选项符合题目要求。 1．自然界中具有细胞结构的最小生物是 A．病毒B．支原体C．血小板D．细菌 2．“麻雀虽小，五脏俱全”，生物体内存在不同的结构是因为细胞的结果。 A．生长B．增值C．分化D．分裂 3．若用同一台显微镜观察同一标本四次，每次仅调整物镜和细准焦螺旋，结果得到下面各图。试问在实验过程中所观察到图象的视野由亮到暗的顺序是 A．②①③④B．③②①④ C．④①②③D．①④②③ 4．在寒冷的冬季，柳树纷纷落叶，而松树依然葱绿，这是因为 A．柳树不适应寒冷的冬季B．松树比柳树更适应寒冷的冬季 C．柳树和松树都适应寒冷的冬季D．柳树和松树存在着竞争 5．绿色植物叶片上的保卫细胞与表皮细胞在形态结构上的主要区别是 A．含有叶绿体B．能进行光合作用 C．含有细胞壁D．能吸水、失水 6．在北方的地窖里经常存放着蔬菜，蔬菜可以保存较长时间。但人们要进去取蔬菜前，必须先打开地窖门通风一段时间才能进去。其原因是 A．温度较低，蔬菜抵抗病虫害的能力强 B．温度适宜，蔬菜中的水分容易保持 C．蔬菜进行呼吸作用，存在较多的二氧化碳 D．黑暗无光，人进去会看不见 7．用金鱼藻做光合作用的演示实验是为了验证光合作用 A．需要叶绿体B．吸收二氧化碳C．产生氧D．产生有机物 8．用扦插繁殖产生的月季植株的根系是 A．直根系B．须根系 C．即是直根系，也是须根系D．都不是 9．在条件相同的四个粮仓中，分别贮存有含水量如下表所示的水稻种子。在贮存过程中，产热量最少的是 10．取浸泡去皮的种子，放在红墨水中染色15min～20min，请指出下列哪个选项表明种子具有生命力的最强 A．胚芽、胚根、子叶完全染成红色B．胚芽、胚根、子叶略带红色 C．胚芽、胚根、子叶全部未染上红色D．胚芽、胚根、子叶部分红色 11．花生壳、花生的种子及两片仁，分别由下列哪项发育而来？ A．珠被、受精卵、子房壁B．子房壁、雌蕊、子房壁 C．子房壁、胚珠、受精卵D．子房壁、受精卵、珠被 12．右图是血液中血红蛋白与氧结合情况和血液中CO2含量情 况的曲线图，则该图所表示的是 S P A．四肢各处毛细血管肺静脉 B．肺静脉四肢各处毛细血管 C．肺动脉肺部毛细血管 D．主动脉肺静脉 13．用A型和B型血清对18个人进行血型测定，得出不与A 型血清发生凝集反应的有9人，不与B型血清发生凝集反应的有7人，与两种血清都不发生凝集反应的有5人，余下的都会发生凝集反应，那么A型、B型、AB型、O型人各为A．2，4，5，7 B．4，2，5，7 C．4，2，7，5 D．2，4，7，5 14．右图是反射弧模式图。某人如因意外伤害事故， 导致肌体不能运动，但有感觉。那么，此人可能遭到损 伤的部位是图中 A．2，1 B．1，5 C．3，4，5 D．2，1，5 15．晕车、晕船的主要原因是 粮仓 A B C D 种子含水量10% 15% 20% 25% ①②③④
高中生物竞赛试题_高中生物竞赛试 题 【--高中生入党申请书】 细胞生物学、生物化学、微生物学 1．关于膜蛋白，下列描述错误的是 A．膜蛋白是生物膜最为重要的组成部分 B．外在膜蛋白比内在膜蛋白更易分离 C．根据膜蛋白分离的难易及在膜中分布的位置，分为外在膜蛋白和内在膜蛋白 D．膜蛋白含量和种类与膜的功能密切相关 E．内在膜蛋白露在膜外的部分含较多的非极性氨基酸，属疏水性 2．根据信号假说，错误的是 A．胞浆中存在信号肽识别粒子，B．SRP可识别并结合信号肽 C．SRP不需与对接蛋白结合D．信号肽带动蛋白质进入内质网膜 E．借助转运系统完成蛋白质分泌 3．关于线粒体的叙述，下列哪些是正确的
A．内膜对各种物质的通过具有严格的选择性B．外膜通透性低 C．有内、外两层膜结构D．线粒体大小、形状和数目因细胞而异 4．有关高尔基体是极性细胞器的描述，哪项是正确的A．高尔基对糖蛋白的加工过程是随机不是有序地进行B．小囊泡位于高尔基体的顺面，大囊泡位于高尔基体的反面 C．膜脂介于细胞膜和内质网膜之间，反面膜较顺膜含酶的种类不同 D．反面的膜类似于细胞膜，顺面的膜类似于内质网 E．扁平囊顺面的膜较薄，厚约6nm，随着顺面向反面过渡，膜也逐渐加厚，至反面膜厚约8nm 5．在细胞中，微管的功能之一是 A．组成肌纤维的主要成分B．在有丝分裂中使染色体移向两级 C．参与细胞间的锚定连接而形成桥粒D．在细胞分裂末期形成胞质分裂环而使细胞分裂X是一种激素，而Y是一种细胞生长因子，当X或Y与在特定细胞细胞膜上的专一受体(receptor，R)结合后，会分别引起一连串细胞内反应如下： X→X-R1→G蛋白质1→腺苷环化酶(aderlyl cyclase)→
《细胞生物学》题库参考答案 第四章细胞膜与细胞表面 一、名词解释 1. 脂质体——脂质体是根据磷脂分子可在水相中形成稳定的脂双层膜的趋势而制备的人工膜，脂质体中可以裹入不同的药物或酶等具有特殊功能的生物大分子。 2. 流体镶嵌模型——主要强调：1.膜的流动性，膜脂和膜蛋白均可侧向运动2.膜蛋白分布的不对称性 3. 细胞膜——又称质膜，是指围绕在细胞最外层，由脂质和蛋白质组成的生物膜。 4. 去垢剂——是一端亲水一端疏水的两性小分子，是分离与研究膜蛋白的常用试剂。 5. 膜内在蛋白——又称整合蛋白，多数为跨膜蛋白，与膜紧密结合。 6. 细胞外被——又称糖萼，曾用来指细胞膜外表面覆盖的一层粘多糖基质，实际上细胞外被中的糖与细胞膜的蛋白分子或脂质分子是共价结合的,形成糖蛋白和糖脂，所以，细胞外被应是细胞膜的正常结构组分，它不仅对膜蛋白起保护作用，而且在细胞识别中起重要作用。 7. 细胞外基质——是指分布于细胞外空间,由细胞分泌的蛋白和多糖所构成的网络结构。细胞外基质将细胞粘连在一起构成组织，同时，提供一个细胞外网架，在组织中或组织之间起支持作用。 8. 透明质酸——是一种重要的糖胺聚糖，是增殖细胞和迁移细胞胞外基质的主要成分，尤其在胚胎组织中。 9. 细胞连接——是多细胞有机体中相邻细胞之间通过细胞质膜相互联系，协同作用的重要组织方式。 10. 细胞粘着——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。 11. 整联蛋白家族——细胞膜上能够识别并结合各种能够含RGD三肽顺序的受体称整联蛋白家族。 12. 连接子——构成间隙连接的基本单位。 13. 免疫球蛋白超家族的CAM——分子结构中具有与免疫球蛋白类似的结构域的CAM超家族。 二、选择题 1.D 2.A 3.B 4.D 5.A 6.C 7.A 8.C 9.C 10. B 11.C 12.C 13.B 14.D 15.A 16.B 17.B 18.D 19.C 20.D 21.B 22.C 三、判断题 1.× 2.× 3.√ 4.× 5.√ 6.× 7.√ 8.× 9.√ 四、填空题 1. 流动性、不对称性 2.α螺旋 3.运输、识别、酶活性、细胞连接、信号转导 4.去垢剂 5. 糖脂 6. 脂肪酸长度、脂肪酸饱和度、温度、胆固醇含量 7. 胶原、30% 8. 水不溶性 9. 原胶原10. 氨基己糖、糖醛酸11. 透明质酸、4-硫酸软骨素、硫酸皮肤素、硫酸乙酰肝素12. 层粘连蛋白13. 整联蛋白14. 1/4、平行15. 封闭连接、锚定连接、通讯连接；锚定16. 高等植物17. 可兴奋细胞18. 间隙连接、胞间连丝、化学突触19. 封闭蛋白(occludin)、claudins 20. 连接子21. RGD；Arg、Gly、Asp 五、问答题 1. ㈠荧光抗体免疫标记实验是分别用抗鼠细胞膜蛋白的荧光抗体和抗人细胞膜蛋白的荧光抗体标记小鼠和人的细胞表面，使这两种细胞融合，观察不同颜色的荧光在融合细胞表面的
初中物理竞赛辅导杠杆竞赛习题 竞赛辅导--杠杆竞赛习题 1(列车上有出售食品的手推车(如图所示)。若货物在车内摆放均匀，当前轮遇到障碍物A时，售货员向下按扶把，这时手推车可以视为杠杆，支点是______(写出字母);当后轮遇到障碍物A时，售货员向上提扶把，这时支点是______，手推车可以视为______力杠杆。 2(地面上有一条大木杆，抬起A端需用力300牛，抬起B端需用力200牛。这条木杆的_________端较粗，整个木杆的重量(所受的重力)为_________牛。 3、电气化铁路的输电线常用图示的方式悬挂在钢缆上。钢缆的A端固定在电杆上,B端通过滑轮组连接在电杆C上。 (1)配重D是n个混凝土圆盘(图中只画出3个),每个 盘的质量是m。按图示的配置,钢缆在B端所受的拉力 大约是多少? (2)如果只考虑B端的牢固性,本来可以把它直接固定在电杆C上,也可以用一个很硬的大弹簧连接B和C。实际上却用滑轮组来连接，这样做的优点是什么? - 1 - 用心爱心专心
4、红星中学初三年级一结孪生兄弟程学文、程学武中考结束后回到家里。父亲安排他俩把家里一些重物搬到楼上去，两兄弟运用物理知识组成了如图所示甲乙两组滑轮组，若每人质量为50kg，不计滑轮重和摩擦。 (1)求:甲图中程学文对楼上地面的压力。 (2)比较两图，乙图比甲图滑轮组的优点是什么,但程学武必须直接拉重物上升一段距离才能把重物提到楼上。两人一合计，把两滑轮组合装成一个滑轮组，使用权之既更少力又能直接把物体提升到楼板上去。画出符合要求的滑轮组绕线圈。 5、有一根均匀的米尺，放在水平桌面上，一端伸出桌外，怎样用一质量已知的钩码和一根细线测出米尺的质量,请写出测量方法和米尺质量的表达式，并画出示意图。 参考答案: - 2 - 用心爱心专心 1. 思路点拨:图中，售货员向下按扶把时，手推车B轮离地面，C轮仍在地面上， 此时相当于整个推车绕C点转动，把手推车视为杠杆，则此时杠杆的支点是 C(当 售货员向上提扶时，推车的C轮离地面，B轮仍在地面上，把推车视为杠杆，此 时相当于整个推车绕 B点转动，其动力作用在E点，阻力则是车内所装货物和
细胞生物学学习体会 通过网络课程学习,有幸聆听到王金发教授对《细胞生物学》课程的讲授，使我不仅学到了细胞生物学专业新的知识与研究技术、方法,而且在教学方面也受益非浅。下面就我的学习谈一些体会。 一、全面学习了细胞生物学的专业知识 《细胞生物学》是一门包容量大、发展迅速的学科。内容涉及生物膜的结构与功能；内膜系统区室化形成及各种细胞器的结构与功能；细胞信号转导；细胞核、染色体以及基因表达；细胞骨架体系；细胞增殖及其调控；细胞分化、癌变及其调控；细胞的衰老与程序性死亡；细胞的起源与进化；细胞工程技术等多个方面。 (一)对细胞生物学的专业知识有了更深的认识。 1、细胞通讯方面 记得第一次听王老师的课就是讲授细胞的通讯，在多细胞生物中，细胞不是孤立存在的，而是生活在细胞社会中，它们必须协调一致，才能维持机体的正常生理机能，它们的协调是通过细胞通讯来完成的。细胞通讯是通过信号分子与受体的识别，从而在靶细胞内产生一系列反应的过程。信号分子有第一信使和第二信使之分，第二信使位于细胞内，由第一信使与受体识别后最先在胞内产生的，它主要与细胞内受体作用，所以受体也可分为表面受体和胞内受体。信号分子与受体的识别作用具有特异性。细胞信号传递所发生的反应有快速反应和慢速反应。快速反应是信号分子与受体作用后直接引起细胞内的一系列代谢反应；慢速反应则需要引起基因表达，再表现出各种代谢反应。细胞通讯过程是个复杂的过程，一个细胞的周围有上百种不同的信号分子，细胞要对这些信号分子进行分析，做出正确的反应。信号转换的研究在近年很热门，但进展缓慢，主要是因为信号转换的复杂性，不同信号的组合产生的效应是不一样的。 2、蛋白质的合成和分选机理 蛋白质的合成是在核糖体上，有两种合成体系，一种是在细胞质中游离的核糖体上，另一种是在膜旁核糖体上合成，它们合成的蛋白质将分布到不同的部
初中生物学知识竞赛试题 注意事项： 1．本试题分两部分。第一部分为选择题，50分；第二部分为非选择题，50分；共100分。考试时间为60分钟。考试结束，将试卷和答题卡一并交回．．．．．．．．．． 。 2．答卷前务必将自己所在的市、县区、学校、姓名、准考证号等填写在答题卡的密封线内。 3．第一部分每题选出答案后，将所选答案序号填在答题卡相应的位置上；第二部分每题答案直接填写答题卡．．．相应的试题中，试卷的空格内不作答．．．．．．．．． 。 一、选择题（共50分） （一）单项选择题：本大题包括1～30小题，每小题1分，共30分。在每小题的四个选项中，只有一个选项符合题目要求。 1．自然界中具有细胞结构的最小生物是 A ．病毒 B ．支原体 C ．血小板 D ．细菌 2．“麻雀虽小，五脏俱全”，生物体内存在不同的结构是因为细胞 的结果。 A ．生长 B ．增值 C ．分化 D ．分裂 3．若用同一台显微镜观察同一标本四次，每次仅调整物镜和细准焦螺旋，结果得到下面各图。试问在实验过程中所观察到图象的视野由亮到暗的顺序是 A ．②①③④ B ．③②①④ C ．④①②③ D ．①④②③ 4． 在寒冷的冬季，柳树纷纷落叶，而松树依然葱绿，这是因为 A ．柳树不适应寒冷的冬季 B ．松树比柳树更适应寒冷的冬季 C ．柳树和松树都适应寒冷的冬季 D ．柳树和松树存在着竞争 5．绿色植物叶片上的保卫细胞与表皮细胞在形态结构上的主要区别是 A ．含有叶绿体 B ．能进行光合作用 C ．含有细胞壁 D ．能吸水、失水 6．在北方的地窖里经常存放着蔬菜，蔬菜可以保存较长时间。但人们要进去取蔬菜前，必须先打开地窖门通风一段时间才能进去。其原因是 A ．温度较低，蔬菜抵抗病虫害的能力强 B ．温度适宜，蔬菜中的水分容易保持 C ．蔬菜进行呼吸作用，存在较多的二氧化碳 D ．黑暗无光，人进去会看不见 7．用金鱼藻做光合作用的演示实验是为了验证光合作用 A ．需要叶绿体 B ．吸收二氧化碳 C ．产生氧 D ．产生有机物 8．用扦插繁殖产生的月季植株的根系是 A ．直根系 B ．须根系 C ．即是直根系，也是须根系 D ．都不是 9．在条件相同的四个粮仓中，分别贮存有含水量如下表所示的水稻种子。在贮存过程中，产热量最少的是 10．取浸泡去皮的种子， 放在红墨水中染色15min ～ 20min ，请指出下列哪个选项表明种子具有生命力的最强 A ．胚芽、胚根、子叶完全染成红色 B ．胚芽、胚根、子叶略带红色 C ．胚芽、胚根、子叶全部未染上红色 D ．胚芽、胚根、子叶部分红色 11．花生壳、花生的种子及两片仁，分别由下列哪项发育而来？ A ．珠被、受精卵、子房壁 B ．子房壁、雌蕊、子房壁 C ．子房壁、胚珠、受精卵 D ．子房壁、受精卵、珠被 12．右图是血液中血红蛋白与氧结合情况和血液中CO 2含量情况的曲线图，则该图所表示的是 S P A ．四肢各处毛细血管 肺静脉 B ．肺静脉 四肢各处毛细血管 C ．肺动脉 肺部毛细血管 D ．主动脉 肺静脉 13．用A 型和B 型血清对18个人进行血型测定，得出不与A 型血清发生凝集反应的有9人，不与B 型血清发生凝集反应的有7人，与两种血清都不发生凝集反应的有5人，余下的都会发生凝集反应，那么A 型、B 型、AB 型、O 型人各为 A ．2，4，5，7 B ．4，2，5，7 C ．4，2，7，5 D ．2，4，7，5 14．右图是反射弧模式图。某人如因意外伤害事故，导致肌体不能运动，但有感觉。那么，此人可能遭到损伤的部位是图中 A ．2，1 B ．1，5 C ．3，4，5 D ．2，1，5 15．晕车、晕船的主要原因是 A ．听觉器官受过强或过久刺激 B ．感觉器官受过强或过久刺激 C ．前庭器官受过强或过久刺激 D ．视网膜受过强刺激 16．某人饭量越来越大，身体却逐渐消瘦，喝水多，排尿多，其身体内可能缺乏 粮仓 A B C D 种子含水量 10% 15% 20% 25% ① ② ③ ④
高中生物竞赛“细胞生物学”复习讲义 细胞生物学是研究细胞的结构、功能、生活史以及生命活动本质和规律的科学，是生物科学的主要分支之一，也是生命科学和分子生物学研究的基础。本章包括细胞的化学成分，细胞器，细胞代谢，DNA、RNA和蛋白质的生物合成，物质通过膜的运输，有丝分裂和减数分裂，微生物学和生物技术等部分。根据1BO考纲细目和近几年来试题的要求，以下从知识条目和能力要求两方面定出具体目标
第一节细胞的化学成分 尽管自然界细胞形态多样，功能各异，但其化学成分基本相似，主要包括：糖类、脂类、蛋白质、核酸、酶类等。 一、糖类 糖类是多羟基醛、多羟基酮的总称，一般可用Cm(H20)n化学通式表示。由于一些糖分子中氢和氧原子数之比往往是2：1，与水结构相似，故又把糖类称为碳水化合物。糖是生命活动的主要能源，又是重要的中间代谢物，还有些糖是构成生物大分子，如核酸和糖蛋白的成分，因而具有重要意义。糖类化合物按其组成可分为单糖、寡糖、多糖。如果糖类化合物中尚含有非糖物质部分，则称为糖复合物，例如糖蛋白、蛋白多糖、糖脂和脂多糖等。 (一)单糖 单糖是最简单的糖，不能被水解为更小的单位。单糖通常含有3—7个碳原子，分别称为丙糖、丁糖、戊糖、己糖和庚糖。天然存在的单糖一般都是D-构型。单糖分子既可以开链形式存在，也可以环式结构形式存在。在环式结构中如果第一位碳原子上的羟基与第二位碳原子的羟基在环的伺一面，称为α-型；如果羟基是在环的两面，称β-型。 重要的单糖有以下几种： 1．丙糖如甘油醛(醛糖)和二羟丙酮(酮糖)。它们的磷酸酯是细胞呼吸和光合作用中重
要的中间代谢物。 2．戊糖戊糖中最重要的有核糖(醛糖)、脱氧核糖(醛糖)和核酮糖(酮糖)。核糖和脱氧核糖是核酸的重要成分，核酮糖是重要的中间代谢物。 3．己糖葡萄糖、果糖和半乳糖等都是己糖。所有己糖的分子式为C6H1206，但结构式不同，互为同分异构体。葡萄糖是植物光合作用的产物，也是细胞的重要能源物质之一。 (二)寡糖 由少数几个(2—6个)单糖缩合而成的糖称为寡糖。最多的寡糖是双糖，如麦芽糖、蔗糖、纤维二糖、乳糖。 1．麦芽糖麦芽糖是由一个α—D-葡萄糖半缩醛羟基与另一分子α-D-葡萄糖C4上的醇羟基缩合脱去一分子水，通过α-1，4-糖苷键结合而成。麦芽糖是淀粉的基本单位，淀粉水解即产生麦芽糖，所以麦芽糖通常只存在于淀粉水解的组织，如麦芽中。 2．蔗糖一分子α-D—葡萄糖和一分子β-D-果糖缩合脱水即成蔗糖。甘蔗、甜菜、胡萝卜以及香蕉、菠萝等水果中都富含蔗糖。 3.乳糖乳糖由一分子β-D-半乳糖和一分子α-D-葡萄糖通过β-1，4-糖苷键结合而成。乳糖主要存在于哺乳动物乳汁中。 4．纤维二糖纤维二糖是纤维素的基本结构单位，由2分子的p-D-葡萄糖通过β-1，4-糖苷键结合而成。 (三)多糖 自然界数量最大的糖类是多糖。多糖是由很多单糖分子缩合脱水而成的分支或不分支的长链分子。常见的多糖有：淀粉、纤维素、糖原、几丁质和黏多糖等。 1．淀粉天然淀粉由直链淀粉与支链淀粉组成。直链淀粉是α-D-葡萄糖基以α-1，4-糖苷键连接的多糖链。支链淀粉分子中除有α—1，4-糖苷键的糖链外，还有α-1，6-糖苷键连接的分支。淀粉与碘有呈色反应，直链淀粉为蓝色，支链淀粉为紫红色。在稀酸或酶的作用下，淀粉水解：淀粉→糊精→麦芽糖→α-D—葡萄糖。糊精是淀粉水解的最初产物，随着水解，糖分子逐渐变小，它与碘作用分别呈红色、黄色、无色。这个反应可用于淀粉水解过程的检验。 2．糖原糖原是动物组织中贮存的多糖，又称动物淀粉。糖原也是α-D-葡萄糖基以α-1，4-糖苷键连接而成的，但糖原的分支比支链淀粉多。糖原遇碘作用呈红褐色。