第一章细胞概述
1. 举例说明细胞的形态与功能相适应。
答：细胞的形态结构与功能的相关性与一致性是很多细胞的共同特点。如红细胞呈扁圆形的结构，有利于O2和CO2的交换; 高等动物的卵细胞和精细胞不仅在形态、而且在大小方面都是截然不同的，这种不同与它们各自的功能相适应。卵细胞之所以既大又圆，是因为卵细胞受精之后，要为受精卵提供早期发育所需的信息和相应的物质，这样，卵细胞除了带有一套完整的基因组外，还有很多预先合成的mRNA和蛋白质，所以体积就大; 而圆形的表面是便于与精细胞结合。精细胞的形态是既细又长，这也是与它的功能相适应的。精细胞对后代的责任仅是提供一套基因组，所以它显得很轻装; 至于精细胞的细尾巴则是为了运动寻靶，尖尖的头部，是为了更容易将它携带的遗传物质注入卵细胞。
2. 真核细胞的体积一般是原核细胞的1000倍，真核细胞如何解决细胞内重要分子的浓度问题?
答：出现了特化的内膜系统，这样，体积增大了，表面积也大大增加，并使细胞内部结构区室化，一些重要分子的浓度并没有被稀释。
3. 相邻水分子间的关系是靠氢键维系的，这种氢键赋予水分子哪些独特的性质，对于生活细胞有什么重要性?
答：首先，氢键能够吸收较多的热能，将氢键打断需要较高的温度，所以氢键可维持细胞温度的相对稳定。第二是相邻水分子间形成的氢键使水分子具有一定的粘性，这样使水具有较高的表面密度。第三，水分子间的氢键可以提高水的沸点，这样使它不易从细胞中挥发掉。
4. 蛋白质的糖基化对蛋白质的理化性质有哪些影响?
答：①溶解度。糖基化往往使蛋白质在水中的溶解度增大。但是，若糖链增长到一定程度，由于相对分子质量增大和形成高级结构，亦会出现憎水性增加的现象。②电荷。氨基糖解离后，应带正电荷。但是，天然存在的氨基糖的氨基都被N-乙酰基取代，实际上相当于中性糖。许多糖链上有唾液酸，或糖醛酸，解离后带负电荷。所以，糖基化可能使蛋白质增加许多负电荷。
5. 组成蛋白质的基本构件只是20种氨基酸。为什么蛋白质却具有如此广泛的功能?
答：根本原因是蛋白质具有几乎无限的形态结构，因此蛋白质仅仅是一类分子的总称。换句话说，蛋白质之所以有如此广泛的作用，是因为蛋白质具有各种不同的结构，特别是在蛋白质高级结构中具有不同的结构域，而这种不同的空间构型使得蛋白质能够有选择地同其它分子进行相互作用，这就是蛋白质结构决定功能的特异性。正是由于蛋白质具有如此广泛不同特异性才维持了生命的高度有序性和复杂性。
6.为什么解决生命科学的问题不能仅靠分子生物学而要靠细胞生物学?
答：在生命活动中，随着细胞周期的进行和细胞代谢状态的不同，各种反应复合物，包括细胞器乃至整个细胞要不断进行组装和去组装。因此，细胞生命活动的基础是细胞组装活动，而这些组装活动又不能简单地归结于分子水平的活动，这就是为什么不能仅靠分子生物学而要靠细胞生物学解决生命科学问题的缘由。
7.请简述病毒的生活史。
答：病毒的生活史分为5个基本过程:吸附(absorption): 病毒对细胞的感染起始于病毒蛋白外壳同宿主细胞表面特殊的受体结合，受体分子是宿主细胞膜或细胞壁的正常成分。因此，病毒的感染具有特异性。
侵入(penetration): 病毒吸附到宿主细胞表面之后，将它的核酸注入到宿主细胞内。病毒感染细菌时，用酶将细菌的细胞壁穿孔后注入病毒核酸；对动物细胞的感染，则是通过胞吞作用，病毒完全被吞入。
复制(replication): 病毒核酸进入细胞后有两种去向，一是病毒的遗传物质整合到宿主的基因组中，形成溶原性病毒；第二种情况是病毒DNA(或RNA)利用宿主的酶系进行复制和表达。
成熟(maturation): 一旦病毒的基因进行表达就可合成病毒装配所需的外壳蛋白，并将病毒的遗传物质包裹起来，形成成熟的病毒颗粒。
释放(release): 病毒颗粒装配之后，它们就可从被感染的细胞中释放出来进入细胞外，并感染新的细胞。有些病毒释放时要将被感染的细胞裂解，有些则是通过分泌的方式进入到细胞外。
第二章细胞生物学研究方法
1．举例（3～5个）说明研究方法的突破对细胞生物学发展的推动作用。
答：①细胞培养技术，…
②离心分离技术，…
③流式细胞分离技术，…
④基因敲除技术，…
⑤干细胞培养技术，…
⑥……
2．为什么说细胞培养是细胞生物学研究的最基本技术之一？
3．用什么方法追踪活细胞中蛋白质合成与分泌过程？包括哪几个步骤？
答：追踪活细胞中某种蛋白质合成与分泌的过程一般采用同位素示踪技术。其基本步骤是：①将放射性同位素标记的氨基酸(3H－亮氨酸)加到细胞培养基中，在很短时间内使这些与未标记的相应氨基酸化学性质相同的标记分子进入细胞(称为脉冲标记)；②除去培养液并洗涤细胞，再换以未标记氨基酸的培养基培养细胞，已进入细胞的标记氨基酸将被蛋白质合成系统作为原料加以利用，掺入到某种新合成的蛋白质中；③每隔一定时间取出一定数量的细胞，利用电镜放射自显影技术探查被
标记的特定蛋白质在不同时间所处的位置。通过比较不同时间细胞取样的电镜照片就可以了解细胞中蛋白质合成及分泌的动态过程。
5．为什么电子显微镜需要真空系统(vacuum system)?
答：由于电子在空气中行进的速度很慢，所以必须由真空系统保持电镜的真空度，否则，空气中的分子会阻挠电子束的发射而不能成像。用两种类型的真空泵串连起来获得电子显微镜镜筒中的真空，当电子显微镜启动时，第一级旋转式真空泵(rotary pump)获得低真空，作为二级泵的预真空；第二级采用油扩散泵(oil diffusion pump)获得高真空。
6．什么是相位和相差?
答：所谓相位是光波在前进时，电振动呈现的交替的波形变化。由于光是电磁波，其电振动与磁振动垂直，又与波的传播方向垂直，导致了传播时波形的变化。同一种光波通过折射率不同的物质时，光的相位就会发生变化，波长和振幅也会发生变化。所谓相差是指两束光波在某一位置时，由于波峰和波谷不一致，即存在着相位上的差异，叫相差。同一种光通过细胞时，由于细胞不同部分的折射率不同，通过细胞的光线比未通过细胞的光线相位落后，而通过细胞核的光线比通过细胞其他部位的相位落后，这就是相位差。
7．与光镜相比，用于电子显微镜的组织固定有什么特殊的要求?
答：比光镜的要求更高。首先是样品要薄，这是因为电子的穿透能力十分有限，即使是100～200kV高压，电子穿透厚度仅为1μm。通常把样品制成50～100nm厚的薄片(一个细胞切成100～200片)，称超薄切片(ultrathin section)。其次是要求很好地保持样品的精细结构，特别是在组织固定时要求既要终止细胞生命，又不破坏细胞的结构。第三是要求样品要具有一定的反差。电子显微镜的样品切片最后被放置在载网上而不是玻片上。
8．什么是细胞分选？基本原理是什么？
答：用流式细胞计将特定的细胞分选分选出来的技术，分选前，细胞要被戴上特殊的标记。所用的标记细胞的探针是能够同待分选细胞表面特征性蛋白(抗原)结合的抗体，而这种抗体又能够同某种荧光染料结合。当结合有荧光染料的探针与细胞群温育时，探针就会同具有特异表面抗原的细胞紧紧结合，由于抗体的结合，被结合的细胞带上了荧光标记。细胞被标记之后，除去游离的抗体，并将细胞进行稀释。当稀释的细胞进入超声波振荡器时，极稀的细胞悬浮液形成很小的液滴，一个液滴中只含有一个细胞。液滴一旦形成并通过激光束时，激光束激发结合在细胞表面抗体分子成为一种标签。当液滴逐个通过激光束时，受到两种检测器的检测:如果液滴中含有细胞就会激活干涉检测器(interference detector)，只有带有荧光标记细胞的液滴才会激活荧光检测器(fluorescence detector)。当带有荧光标记的液滴通过激光束时，将两种检测器同时激活，引起液滴充电信号使鞘液带上负电荷。由于液滴带有负电荷，移动时就会向正极移动，进入到荧光标记细胞收集器中。如果是含有非荧光标记细胞的液滴进入激光束，只会被干涉检测器检测到，结果使充电信号将液滴的鞘液带上正电荷，从而在移动时偏向负极，被非荧光标记细胞收集器所收集。如果是不含有细胞的液滴进入激光束，则不会被任何检测器所检测，因而不会产生充电信号，液滴的鞘液不会带上任何电荷，所以在移动时不受任何影响直接进入非检测的收集器。
9．什么是细胞培养，应注意哪些问题?
答：在体外模拟体内的生理环境，培养从机体中取出的细胞，并使之生存和生长的技术为细胞培养技术。细胞培养技术是细胞生物学研究方法中最有价值的技术，通过细胞培养可以获得大量的细胞，也可通过细胞培养研究细胞的运动、细胞的信号传导、细胞的合成代谢等。细胞培养的突出特点是在离体条件下观察和研究细胞生命活动的规律。培养中的细胞不受体内复杂环境的影响，人为改变培养条件(如物理、化学、生物等外界因素的变化)即可进一步观察细胞在单因素或多因素的影响下的生理功能变化。然而，细胞在体外环境的局限性，又使细胞的形态与功能不能与体内的同类细胞完全等同。体外培养细胞必需注意三个环节∶物质营养、生存环境和废物的排除。体外培养细胞所需的营养是由培养基提供的。培养基通常含有细胞生长所需的氨基酸、维生素和微量元素。一般培养细胞所用的培养基是合成培养基，它含有细胞生长必需的营养成分，但是在使用合成培养基时需要添加一些天然成分，其中最重要的是血清，以牛血清为主。这是因为血清中含有多种促细胞生长因子和一些生物活性物质。由于血清中含有一些不明成分，对于特殊目的细胞培养是不利的。为此，研究人员正在探索无血清培养细胞的条件，并已经取得一些进展。由于机体内的细胞生长通常需要不同的细胞因子进行调节，所以在无血清培养时仍然需要添加必要的因子，包括：促细胞生长因子(如EGF)、促贴附物(如层粘连蛋白)和其它活性物质(如转铁蛋白)。无血清培养排除了有血清培养时血清中不明因素的干扰，使实验结果更加可靠。体外细胞培养必需模拟体内细胞生长的环境。环境因素主要是指∶无菌环境、合适的温度、一定的渗透压和气体环境。气体主要有两种∶O2和CO2。后者对于维持细胞培养液的酸碱度十分重要。活体内生长的细胞所产生的代谢物和废物通过一定的系统进行利用和排除。体外培养细胞产生的代谢物和废物积累在培养液中，所以定期更换培养液，对于体外细胞培养也是至关重要的。
10．什么是细胞系和细胞株?
答：原代培养物经首次传代成功后即为细胞系(cell line)，由原先存在于原代培养物中的细胞世系所组成。如果不能继续传代，或传代次数有限，可称为有限细胞系(finite cell line)，如可以连续培养，则称为连续细胞系(continuous cell line)，培养50代以上并无限培养下去。从一个经过生物学鉴定的细胞系由单细胞分离培养或通过筛选的方法由单细胞增殖形成的细胞群称细胞株(cell strain)。所以细胞株是通过选择法或克隆形成法从原代培养物或细胞系中获得的具有特殊性质或标志的培养细胞。从培养代数来讲，可培养到40-50代。
11．动物体细胞克隆有什么意义?
答：动物体细胞克隆技术的成功对生命科学的发展具有重要的推动作用，不仅证明了动物的体细胞具有全能性，而且有巨大的应用前景。例如结合转基因技术生产药物。现在很多药物如胰岛素、生长激素、表皮生长因子等都是动物细胞体内正常的代谢物，某些病人由于产生这些物质的功能发生缺陷，导致了相应疾病的发生，目前的治疗方法就是给这些病人注射这类药物。由于这类药物本身是来自动物的某些脏器，制备这种药物就需要大量的动物提供脏器，因此成本就很高，如果通过转基因技术把相应的基因转入到哺乳动物，让动物的乳汁生产具有疗效的蛋白质就会降低成本，再结合动物体细胞克隆技术，将这种转基因动物大量无性繁殖克隆，就可以大大提高产量，大幅度降低成本，同时也保证了所转基因的稳定。该项技术也可以生产供动物本身和人类器官移植的动物，解决器官捐赠长期缺乏的问题。另外，动物体细胞克隆技术在基因结构和功能、基因治疗、遗传病及人类衰老等的研究方面都具有巨大的潜力。
12．蔗糖、甘油和氯化铯都是密度离心分离中的介质，它们在性质上和使用上有什么不同?
答：CsCl可自行形成密度梯度，所以不必特别制备密度梯度，只要将待分离的样品与之混匀即可。在离心的过程中，具有不同密度的颗粒随CsCl密度梯度的形成重新分配;而蔗糖和甘油要人工置备密度梯度。蔗糖和甘油的最大密度为1.3g/cm3 ，所以只能用于分离密度在 1.3g/cm3以下的细胞器或细胞结构;而氯化铯的最大密度可达1.9g/cm3以上，可用于分离密度大于1.3g/cm3的DNA分子。在原理上，由于具有不同密度的颗粒随CsCl密度梯度的形成重新分配，所以又称为浮力密度离心(buoyant density centrifugation); 而蔗糖和甘油则是在被离心的物质在下降的过程中由于密度的不同而被阻止在不同的部位，故是重力密度离心。
13．离子交换层析的原理是什么?
答：离子交换层析是根据蛋白质所带电荷的差异进行分离纯化的一种方法。蛋白质的带电性是由蛋白质多肽中带电氨基酸决定的。由于蛋白质中氨基酸的电性又取决于介质中的pH，所以蛋白质的带电性也就依赖于介质的pH。当pH较低时，负电基团被中和，而正电基团就很多; 在pH较高时，蛋白质的电性与低pH时相反。当蛋白质所处的pH，使蛋白质的正负电荷相等，此时的pH称为等电点。离子交换层析所用的交换剂是经酯化、氧化等化学反应引入阳性或阴性离子基团制成的，可与带相反电荷的蛋白质进行交换吸附。带有阳离子基团的交换剂可置换吸附带负电荷的物质，称为阴离子交换剂，如DEAE-纤维素树脂;反之称为阳离子交换剂，如CM-纤维素树脂。不同的蛋白质有不同的等电点，在一定的条件下解离后所带的电荷种类和电荷量都不同，因而可与不同的离子交换剂以不同的亲和力相互交换吸附。当缓冲液中的离子基团与结合在离子交换剂上的蛋白质相竞争时，亲和力小的蛋白质分子首先被解吸附而洗脱，而亲和力大的蛋白质则后被解吸附和洗脱。因此，可通过增加缓冲液的离子强度和/或改变酸碱度，便可改变蛋白质的吸附状况，使不同亲和力的蛋白质得以分离。
14．何谓乳腺生物反应器，它的出现有什么意义?
答：乳腺生物反应器是根据细胞生物学中蛋白质合成与分选的机理，结合基因工程技术、动物转基因技术等，利用动物的乳腺分泌某些具有重要价值的基因产物。乳腺生物反应器是一项综合技术，发展乳腺生物反应器不仅需要基因工程技术，也需要动物胚胎技术，转基因技术，蛋白质提纯技术和常规畜牧技术。乳腺生物反应器有特殊优点。乳腺生物反应器生产药品，基本上是一个畜牧业过程。
第三章细胞质膜与跨膜运输
1. 请比较质膜、内膜和生物膜在概念上的异同。
答：细胞质膜(plasma membrane)是指包围在细胞表面的一层极薄的膜，主要由膜脂和膜蛋白所组成。质膜的基本作用是维护细胞内微环境的相对稳定，并参与同外界环境进行物质交换、能量和信息传递。另外，在细胞的生存、生长、分裂、分化中起重要作用。真核生物除了具有细胞表面膜外，细胞质中还有许多由膜分隔成的各种细胞器，这些细胞器的膜结构与质膜相似，但功能有所不同，这些膜称为内膜(internal membrane)，或胞质膜(cytoplasmic membrane)。内膜包括细胞核膜、
内质网膜、高尔基体膜等。由于细菌没有内膜，所以细菌的细胞质膜代行胞质膜的作用。生物膜(biomembrane，or biological membrane)是细胞内膜和质膜的总称。生物膜是细胞的基本结构，它不仅具有界膜的功能，还参与细胞的全部生命活动。2. 如何理解细胞膜作为界膜对细胞生命活动所起的作用?
答：界膜的涵义包括两个方面:细胞界膜和内膜结构的界膜，作为界膜的膜结构对于细胞生命的进化具有重要意义，这种界膜不仅使生命进化到细胞的生命形式，也保证了细胞生命的正常进行，它使遗传物质和其他参与生命活动的生物大分子相对集中在一个安全的微环境中，有利于细胞的物质和能量代谢。细胞内空间的区室化，不仅扩大了表面积，还使细胞的生命活动更加高效和有序。
3. 简述细胞膜结构的基本功能及对细胞生命活动的影响。
答：细胞膜结构的基本功能包括以下几个方面:界膜和区室化(delineation and compartmentalization) 细胞膜最重要的作用就是勾划了细胞的边界，并且在细胞质中划分了许多以膜包被的区室。调节运输(regulation of transport) 膜为两侧的分子交换提供了一个屏障，一方面可以让某些物质"自由通透"，另一方面又作为某些物质出入细胞的障碍。功能区室化细胞膜的另一个重要的功能就是通过形成膜结合细胞器，使细胞内的功能区室化。例如细胞质中的内质网、高尔基体等膜结合细胞器的基本功能是参与蛋白质的合成、加工和运输；而溶酶体的功能是起消化作用，与分解相关的酶主要集中在溶酶体。又如线粒体的内膜主要功能是进行氧化磷酸化，与该功能有关的酶和蛋白复合体集中排列在线粒体内膜上。另一个细胞器叶绿体的类囊体是光合作用的光反应场所，所以在类囊体膜中聚集着与光能捕获、电子传递和光合磷酸化相关的功能蛋白和酶。信号的检测与传递(detection and transmission of signals) 细胞通常用质膜中的受体蛋白从环境中接收化学和电信号。细胞质膜中具有各种不同的受体，能够识别并结合特异的配体，产生一种新的信号激活或抑制细胞内的某些反应。如细胞通过质膜受体接收的信号决定对糖原的合成或分解。膜受体接收的某些信号则与细胞分裂有关。参与细胞间的相互作用(intercellular interaction) 在多细胞的生物中，细胞通过质膜进行多种细胞间的相互作用，包括细胞识别、细胞粘着、细胞连接等。如动物细胞可通过间隙连接，植物细胞则通过胞间连丝进行相邻细胞间的通讯，这种通讯包括代谢偶联和电偶联。能量转换(energy transduction) 细胞膜的另一个重要功能是参与细胞的能量转换。例如叶绿体利用类囊体膜上的结合蛋白进行光能的捕获和转换，最后将光能转换成化学能储存在碳水化合物中。同样，膜也能够将化学能转换成可直接利用的高能化合物ATP，这是线粒体的主要功能。细胞膜的这些基本功能也是生命活动的基本特征，没有膜的这些功能，细胞不能形成，细胞的生命活动就会停止。
4. 有人说红细胞是研究膜结构的最好材料，你能说说理由吗?
答：首先是红细胞数量大，取材容易(体内的血库)，极少有其它类型的细胞污染; 其次成熟的哺乳动物的红细胞中没有细胞核和线粒体等膜相细胞器，细胞膜是它的惟一膜结构，所以分离后不存在其它膜污染的问题。
5. 红细胞如何进行O2和CO2的运输作用?
答：红细胞对O2和CO2的运输与膜的性质有关。氧是一种小分子，它能够自由扩散通过红细胞膜进入红细胞内，并被血红蛋白结合。红细胞膜的这种性质使得红细胞能够从肺中摄取氧，因为在肺毛细管中O2的压力高， O2就很容易透过红细胞
膜进入红细胞；又由于肺毛细管中CO2的压力很低，红细胞中的CO2就会释放出来。红细胞从肺组织中获得O2后通过循环系统进入体毛细管，在体毛细管中由于O2的压力低、CO2压力高，O2就会从红细胞中释放出来，而CO2则会进入红细胞。由于气体CO2难溶于水溶液，进入红细胞后就难以溶解到红细胞的细胞质中。这要依赖于红细胞质中的碳酸酐酶(carbonic anhydrase)，它可将CO2转变成水溶性的碳酸氢根阴离子(HCO3-)。水溶性的碳酸氢根阴离子通过红细胞膜中的带3蛋白，同Cl-离子进行交换排出红细胞，所以将带3蛋白称为阴离子交换蛋白。
6. 请简述红细胞膜骨架的装配过程。
答：分为三步;
①首先是血影蛋白与4.1蛋白、肌动蛋白的相互作用:血影蛋白的α和β亚基形成二聚体，在红细胞膜内，血影蛋白多以4聚体形式存在(也有6聚体、8聚体)。血影蛋白4聚体在4.1蛋白的帮助下同肌动蛋白寡聚体结合组成骨架的基本网络。一般认为，12～17个肌动蛋白寡聚体及4.9蛋白和原肌球蛋白组成一个基本结构蛋白，这种结构蛋白再结合到血影蛋白和4.1蛋白复合体上。4.9蛋白和原肌球蛋白可稳定肌动蛋白寡聚体。
② 4.1蛋白同血型糖蛋白相互作用:4.1蛋白的N端，35000的区域在生理状态下带正电荷，而血型糖蛋白带负电荷，所以
4.1蛋白能够以静电稳定性同血型糖蛋白结合。
③锚定蛋白与血影蛋白、带3蛋白的相互作用:锚定蛋白N端90000区可与带3蛋白结合，而72000区可与血影蛋白结合，由于带3蛋白是膜整合蛋白、血影蛋白是膜骨架蛋白，所以锚定蛋白起媒介作用将骨架蛋白与质膜相连。
7. 有人说膜脂的功能仅作为膜的骨架，并作为非脂溶性物质进入细胞的障碍，你认为此说有何不妥?
答：膜脂的主要功能是构成膜的基本骨架。去除膜脂，则使膜解体。另外膜脂也是膜蛋白的溶剂，一些蛋白通过疏水端同膜脂作用，使蛋白镶嵌在膜上得以执行特殊的功能。有研究表明，膜脂为某些膜蛋白(酶)维持构象、表现活性提供环境，一般情况下，膜脂本身不参与反应(细菌的膜脂参与反应)。膜上有很多酶的活性依赖于膜脂的存在。如果去掉脂类，酶蛋白即失去活性，加上脂类，又可使活性恢复。有些膜蛋白只有在特异的磷脂头部基团存在时才有功能。
8. 糖脂是如何决定血型的?
答：ABO血型是由ABO血型抗原决定的，称为ABO血型决定子(determinant)，它是一种糖脂，其寡糖部分具有决定抗原特异性的作用。ABO血型决定子是短的、分支寡糖链，如A血型的人具有一种酶，这种酶能够将N-乙酰半乳糖胺添加到糖链的末端；B血型的人具有在糖链末端添加半乳糖的酶，AB血型的人具有上述两种酶；O血型的人则缺少上述两种酶，在抗原的末端既无N-乙酰氨基半乳糖，又无半乳糖。也就是说人的血型是A型、B型、AB型还是O型，是由红细胞膜脂或膜蛋白中的糖基决定的。A血型的人红细胞膜脂寡糖链的末端是N-乙酰半乳糖胺(GalNAc)，B血型的人红细胞膜脂寡糖链的末端是半乳糖(Gal)，O型则没有这两种糖基，而AB型的人则在末端同时具有这两种糖。
9. 十二烷基磺酸钠(SDS)和Triton X-100都是去垢剂，哪一种可用于分离有生物功能的膜蛋白?（答案）
答：去垢剂可分为离子型和非离子型两种。十二烷基磺酸钠(SDS)是常用的离子型去垢剂，它不仅可使细胞膜崩溃，并与膜蛋白的疏水部分结合使其分离，而且还破坏膜蛋白内部的非共价键，使蛋白变性，所以不宜用于分离有功能的膜蛋白。Triton X-100是温和性去垢剂，它可以使膜脂溶解，又不使蛋白变性，可分离到有生物功能的膜蛋白。
10. 膜结构不对称性的意义是什么?
答：膜脂、膜蛋白及膜糖分布的不对称性导致了膜功能的不对称性和方向性。保证了生命活动的高度有序性。膜脂在膜中的分布是不对称的，虽然这种不对称性的生物学作用还了解得很少，但已经取得了不少进展。如糖脂是位于脂双层的外侧，其作用可能作为细胞外配体(ligand)的受体。磷脂酰丝氨基主要集中在脂双层的内叶，在生理pH下带负电荷，这种带电性使得它能够同带正电的物质结合，如同血型糖蛋白A跨膜α螺旋邻近的赖氨酸、精氨酸结合。磷脂酰胆碱出现在衰老的淋巴细胞外表面，作为让吞噬细胞吞噬的信号。磷脂酰胆碱也出现在血小板的外表面，此时作为血凝固的信号。磷脂酰肌醇主要集中在内叶，它们在将细胞质膜的刺激向细胞质传递中起关键作用。膜不仅内外两侧的功能不同，分布的区域对功能也有影响。造成这种功能上的差异，主要是膜蛋白、膜脂和膜糖分布不对称引起的。细胞间的识别、运动、物质运输、信号传递等都具有方向性。这些方向性的维持就是靠分布不对称的膜蛋白、膜脂和膜糖来提供。
11. 孔蛋白只存在于双层膜的外膜中，为什么？
答：由于孔蛋白的孔径大，所以只能存在于外膜，而不能存在于内膜。内膜有界膜的作用，如果有孔蛋白，则失去界膜的功能。
12. 在酶法标记测定膜蛋白的定向实验中若是要标记膜内侧的蛋白，该如何处理？
答：将人工脂质体放入低渗溶液中，这样，乳过氧化物酶就能进入脂质体进行内侧蛋白质标记(Q3-1)。
图Q3-1 乳过氧化物酶就能进入脂质体进行内侧蛋白质标记
13. 请说明磷脂酶处理法研究红细胞膜脂在脂双层中定位的原理。
答：由于红细胞具有血影现象，只要将红细胞置于低离子浓度的溶液中，红细胞就会发生渗漏释放出内含物，得到只有红细胞膜的空壳。然后调整溶液中的Mg2+离子浓度，改变红细胞小泡的状态。若是从溶液中除去Mg2+，则形成外翻的小泡，若是加入Mg2+则是正常方向的小泡，然后用脂酶分别处理这两种红细胞膜。常用的脂酶是磷脂酶(phospholipase)，这种酶也是因为相对分子质量大而不通过细胞膜，所以磷脂酶只能附着在膜泡的外表面，能够被磷脂酶水解的就是位于外表面的磷脂，然后再根据它原来的状态，确定在红细胞膜脂中的定向。
14. 膜的流动性的生理意义何在？
答：①细胞质膜适宜的流动性是生物膜正常功能的必要条件。
②酶活性与流动性有极大的关系，流动性大活性高。
③如果没有膜的流动性，细胞外的营养物质无法进入，细胞内合成的胞外物质及细胞废物也不能运到细胞外，这样细胞就要停止新陈代谢而死亡。
④膜流动性与信息传递有着极大的关系。
⑤如果没有流动性，能量转换是不可能的。
⑥膜的流动性与发育和衰老过程都有相当大的关系。
15. 请从起始条件、运输方式、产生的结果等三个方面进行主动运输和被动运输的比较。
答：将比较结果列于表Q3-1中:
表Q3-1 被动运输与主动运输在起始条件、运输方式和产生的结果的比较
16. 如何根据细胞的渗透现象解释植物细胞的质壁分离(plasmolysis)?
答：由于细胞的渗透现象，使得细胞在不同浓度的溶液中，会发生膨胀(swell)或收缩(shrink)。实际上这种现象取决于溶液中的溶质和细胞中该物质的浓度。若将动物细胞置于高渗溶液中，水则会从细胞中渗出，细胞发生收缩。细胞在低渗溶液中会吸水膨胀和破裂。若将植物细胞置于高渗溶液中，细胞脱水发生质壁分离(plasmolysis)。若是在低渗溶液中，植物的细胞壁保护细胞防止过度膨胀而破裂，此时由于水的进入，细胞内的压力升高，使细胞变得坚硬(图Q3-2)。
图Q3-2动物细胞和植物细胞在不同浓度的蔗糖溶液中的行为
17. 为什么所有带电荷的分子(离子)，不管它多小，都不能自由扩散?
答: 带电的物质通常同水结合形成一个水合的外壳，这不仅增加了它们的分子体积，同时也大大降低了脂溶性。因此说，所有带电荷的分子(离子)，不管它多小，都不能自由扩散。
18. 如何理解"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“?
答：主要是从创造差异对细胞生命活动的意义方面来理解这一说法。主动运输涉及物质输入和输出细胞和细胞器，并且能够逆浓度梯度或电化学梯度。这种运输对于维持细胞和细胞器的正常功能来说起三个重要作用:①保证了细胞或细胞器从周围环境中或表面摄取必需的营养物质，即使这些营养物质在周围环境中或表面的浓度很低;②能够将细胞内的各种物质，如分泌物、代谢废物以及一些离子排到细胞外，即使这些物质在细胞外的浓度比细胞内的浓度高得多; ③能够维持一些无机离子
在细胞内恒定和最适的浓度，特别是K+、Ca2+和H+的浓度。概括地说，主动运输主要是维持细胞内环境的稳定，以及在各种不同生理条件下细胞内环境的快速调整，这对细胞的生命活动来说是非常重要的。
19. 四种运输ATPase在结构、存在部位和功能上有什么不同?
答：四种运输ATPase的差异列于表Q3-2中。
表Q3-2 四类ATP驱动的离子和小分子运输泵的比较
20. 简述 Na+/K+泵(Na+/K+ pump， Na+/K+ ATPase)的结构和作用机制。
答：Na+/K+泵是动物细胞中由ATP驱动的将Na+ 输出到细胞外同时将K+输入细胞内的运输泵，又称Na+泵或Na+/K+交换泵。实际上是一种Na+ /K+ ATPase。Na+ /K+ ATPase是由两个大亚基(α亚基)和两个小亚基(β亚基)组成。α亚基是跨膜蛋白，在膜的内侧有ATP结合位点，细胞外侧有乌本苷(ouabain)结合位点;在α亚基上有Na+和K+结合位点。
Na+/K+ ATPase运输分为六个过程: ①在静息状态，Na+/K+泵的构型使得Na+ 结合位点暴露在膜内侧。当细胞内Na+浓度升高时，3个 Na+ 与该位点结合；②由于Na+的结合，激活了ATP酶的活性，使ATP分解，释放ADP，α亚基被磷酸化; ③由于α亚基被磷酸化，引起酶发生构型变化，于是与Na+ 结合的部位转向膜外侧，并向胞外释放3个Na+ ；④膜外的两个K+同α亚基结合; ⑤ K+ 与磷酸化的Na+/K+ ATPase结合后，促使酶去磷酸化;⑥去磷酸化后的酶恢复原构型，于是将结合的K+ 释放到细胞内。每水解一个ATP，运出3个Na+ ，输入2个K+ 。Na+ /K+泵工作的结果，使细胞内的Na+浓度比细胞外低10～30倍，而细胞内的K+浓度比细胞外高10～30倍。由于细胞外的Na+浓度高，且Na+是带正电的，所以Na+ /K+泵使细胞外带上正电荷。
意义: Na+/K+ 泵具有三个重要作用，一是维持了细胞Na+离子的平衡，抵消了Na+离子的渗透作用;二是在建立细胞质膜两侧Na+离子浓度梯度的同时，为葡萄糖协同运输泵提供了驱动力;三是Na+泵建立的细胞外电位，为神经和肌肉电脉冲传导提供了基础。
21. 简述Ca2+ 泵(Ca2+ pump， Ca2+ ATPase)的结构和作用机理。
答：Ca2+-ATPase有10个跨膜结构域，在细胞膜内侧有两个大的细胞质环状结构，第一个环位于跨膜结构域2和3之间，第二个环位于跨膜结构域4和5之间。在第一个环上有Ca2+离子结合位点;在第二个环上有激活位点，包括ATP的结合位点。Ca2+-ATPase的氨基端和羧基端都在细胞膜的内侧，羧基端含有抑制区域。在静息状态，羧基端的抑制区域同环2的激活位点结合，使泵失去功能，这就是自我抑制。
Ca2+-ATPase泵有两种激活机制，一种是受激活的Ca2+/钙调蛋白(CaM)复合物的激活，另一种是被蛋白激酶C激活。当细胞内Ca2+浓度升高时，Ca2+同钙调蛋白结合，形成激活的Ca2+/钙调蛋白复合物，该复合物同抑制区结合，释放激活位点，泵开始工作。当细胞内Ca2+浓度下降时，CaM同抑制区脱离，抑制区又同激活位点结合，使泵处于静息状态。在另一种情况下，蛋白激酶C使抑制区磷酸化，从而失去抑制作用；当磷酸酶使抑制区脱磷酸，抑制区又同激活位点结合，起抑制作用。
Ca2+ 泵的工作原理类似于Na+/K+ ATPase。在细胞质膜的一侧有同 Ca2+结合的位点，一次可以结合两个 Ca2+， Ca2+结合后使酶激活，并结合上一分子ATP，伴随ATP的水解和酶被磷酸化，Ca2+泵构型发生改变，结合 Ca2+的一面转到细胞外侧，由于结合亲和力低Ca2+离子被释放，此时酶发生去磷酸化，构型恢复到原始的静息状态。Ca2+ -ATPase每水解一个ATP将两个Ca2+离子从胞质溶胶输出到细胞外。
22. 请简述细菌细胞中葡萄糖的磷酸化运输机理。
答：细菌细胞中葡萄糖的磷酸化运输过程是:首先将供体磷酸烯醇式丙酮酸的磷酸基团转移到细胞质的酶I(E-I)，然后将磷酸基团转移给HPr蛋白，起始步骤对于各种糖的运输都是相同的。第二步要根据被转运的糖而定，如运输的是葡萄糖，HPr 蛋白要将磷酸基转给酶Ⅲ(E-Ⅲ)，再转给位于质膜中的酶Ⅱ(E-Ⅱ)，但对于甘露糖的转运则不需酶Ⅲ的参与，所以可直接将磷酸基团转给位于质膜中的酶Ⅱ(E-Ⅱ)；最后由酶Ⅱ将磷酸基团转给被运输的糖。酶Ⅱ和酶Ⅲ对于不同的糖具有特异性。该运输方式中，被转运进到细胞中的糖浓度，从形式上看没有提高，但实质上是提高了，只不过通过磷酸化作用进行了修饰。
23. 什么是细菌视紫红质质子泵(bacteriorhodopsin proton pump)? 如何工作?答：嗜盐的厌氧菌halobacterium halobium 生活在阳光充足的盐水池中。在进化过程中，这种菌的细胞质膜上出现了多种能被光线激活的蛋白质，“紫膜”是该菌质膜上一些特化的区域(斑块)，上面只含一种蛋白质，就是细菌视紫红质(bacteriorhodopsin)。该蛋白含有七个α螺旋，每个螺旋长3-4nm，在蛋白的中部有几个能够吸收光的视黄醛基团，又称发色基团；当该基团被一个光量子激活时，就能引起整个分子的构型发生变化，导致两个H+从细胞内运送到细胞外。结果造成了细胞内外的质子浓度差：细胞外部高内部低，这种浓度梯度可被另一种膜蛋白用于ATP的合成。在这个系统中，H+的运输是由光提供能量。
24. 简述说明ABC运输蛋白对甘露糖运输的机理。
答：甘露糖先通过外膜的选择性孔蛋白进入膜间腔，然后被一种结合蛋白(周质结合蛋白)所结合。结合蛋白有两个结构域，一个同甘露糖结合，该结构域与甘露糖等物质结合后，会引起另一个结构域发生构型变化并同ABC运输蛋白结合。这样，被运输的物质就得以同ABC运输蛋白结合，在水解ATP供能的情况下，ABC运输蛋将糖等运入细胞内。
25. 请比较动物细胞和植物细胞主动运输的差异.
答：动物细胞和植物细胞不仅结构有所差别，载体蛋白也有所不同。动物细胞质膜上有Na+-K+ ATPase，并通过对Na+、K+ 的运输建立细胞的电化学梯度；但是在植物细胞(包括细菌细胞)的质膜中没有Na+-K+ATPase，代之的是H+-ATP酶，并通过对H+的运输建立细胞的电化学梯度，使细胞外H+的浓度比细胞内高；与此同时H+泵在周围环境中创建了酸性pH，然后通过H+质子梯度驱动的同向运输，将糖和氨基酸等输入植物的细胞内。在动物细胞溶酶体膜和植物细胞的液泡膜上都有H+-ATP酶，它们作用都一样，保持这些细胞器的酸性。
第四章细胞环境与互作
1．细胞外基质的化学组成和主要功能是什么？
答：细胞外基质的化学组成包括3类：氨基聚糖和蛋白聚糖、胶原和弹性蛋白以及纤连蛋白和层粘连蛋白。主要功能表现在：对细胞组织起支持、保护、提供营养，以及胚胎发育形态建成、细胞分裂、细胞分化、细胞运动迁移、细胞识别、细胞黏着和通信联络等方面。
2．纤连蛋白的结构如何？为什么说纤连蛋白是一种多功能分子？
答：纤连蛋白由2个相似的亚单位形成二聚体，含糖5％，每条肽链约2500个氨基酸残基，肽链中折叠成各种球状结构域，每个结构域能选择性的与细胞外基质中的各种大分子(胶原、氨基聚糖、蛋白聚糖等)和细胞表面纤连蛋白受体结合行使各种功能。两条肽链C端通过二硫键共价结合构成V型分子。功能：纤连蛋白是一种多功能分子，能使细胞锚定在底物上静止不动，也能诱导细胞运动迁移，在组织分化、细胞黏着和迁移时起重要作用；在成纤维细胞表面纤连蛋白形成纤维束与细胞内张力纤维走向一致，有细胞表面受体介导通过连接蛋白与微丝束相互作用形成黏着斑；血浆纤连蛋白能促进血液凝固和创伤面修复：创伤――与血浆纤连蛋白结合――吸引成纤维细胞、平滑肌细胞和内皮细胞――形成肉芽――形成瘢痕――刺激上
皮细胞生长――修复；胚胎发育初期大量分泌纤连蛋白启动细胞沿着一定途径迁移；纤连蛋白合成分泌减少使肿瘤细胞黏着能力下降并迁移。
3．植物细胞被的主要成分有哪些? 各起什么作用?
答: 主要成分包括:纤维素、半纤维素、果胶、木质素和糖蛋白。纤维素是由葡萄糖构成的，在细胞壁中，由50～60个纤维素分子形成一束，并且相互平行排列，形成长的、坚硬的微纤维。纤维素则相当于动物细胞外基质中的胶原。半纤维素是由几种不同类型的单糖构成的异质多聚体，这些糖是五碳糖和六碳糖，包括木糖、阿伯糖、甘露糖和半乳糖等。半纤维素木聚糖在木质组织中占总量的50%，它结合在纤维素微纤维的表面，并且相互连接，这些纤维构成了坚硬的细胞相互连接的网络。果胶(pectin) 是由半乳糖醛酸和它的衍生物组成的多聚体。类似动物细胞的粘多糖，很容易形成水合胶。果胶在细胞壁中的作用主要是连接相邻细胞壁，并且形成细胞外基质，将纤维素包埋在水合胶中。木质素(lignin)是由聚合的芳香醇构成的一类物质，主要存在于木质组织中，主要作用是通过形成交织网来硬化细胞壁。木质素主要存在于纤维素纤维之间，它的作用是抵抗压力。糖蛋白(glycoprotein) 在植物细胞壁中占总量10%。最重要的一种糖蛋白叫伸展蛋白(extensin)，这种蛋白同其它的相关蛋白一起，与纤维素等形成交叉网络，产生一种加固蛋白质-多糖复合物的力。
4．初生壁和次生壁是如何形成的?
答: 细胞壁的分泌合成是逐步、分层次进行的，合成越早，最后离开质膜越远。首先形成的是中间层(middle lamella)，其构成成份主要是果胶。果胶是相邻两细胞壁所共有的，并且起到将两个细胞连接在一起的作用。分泌合成的第二个区带称为初生壁，是在细胞生长时期形成的。初生壁的厚度约为100～200nm，与动物细胞的基膜相当。初生壁由纤维素、半纤维素、果胶和糖蛋白等松散组成。在初生壁中，果胶对于初生壁的弹性是十分重要的，使细胞在生长过程中进一步扩展。次生壁是在细胞停止生长后分泌形成的，主要是增加细胞壁的厚度和强度。次生壁位于初生壁的内层，纤维素和木质素是次生壁的主要成份，但基本不含果胶，这样使得次生壁非常的坚硬。次生壁是由几层纤维素微纤维组成，各自形成密集结实的层。5．如何证明革兰氏阳性菌细胞壁中胞壁质还具有骨架作用决定细胞的形态?
答: 用溶菌酶水解细胞壁的胞壁质的实验可证明这一点，因为用溶菌酶水解了细菌细胞壁中的胞壁质之后，细菌就全部变成了球形。
6．为什么青霉素对革兰氏阳性菌具有抑制作用?
答: 青霉素是由真菌产生的一种抗生素，它能够抑制参与细菌细胞壁肽聚糖装配后形成肽侧链的酶的活性，没有了侧链，细菌细胞就不能够抵抗正常的渗透压，其结果被处理的细菌细胞就会破裂。青霉素主要是对革兰氏阳性菌起作用，因为革兰氏阴性菌的细胞壁中肽聚糖含量较少，所以对青霉素不太敏感。
7．动物细胞的细胞外基质和植物细胞的细胞壁的共同特征是什么?
答: 动物细胞的细胞外基质的主要成份是胶原，而植物细胞壁的主要成份是纤维素。共同的特征是:它们都是长长的坚硬的纤维，并且这些纤维都是包埋在两性的基质中，在基质中充满了糖蛋白或多糖。
8．细胞外基质具有哪些功能?
答: 细胞外基质具有下列功能：①对细胞的形态和细胞活性的维持起重要作用。例如，若用酶将培养的软骨细胞或哺乳动物的胰腺表皮细胞的ECM水解掉，细胞的合成和分泌活动就会显著下降；此时将细胞外基质材料再添加到处理的培养瓶，可使细胞恢复活力并分泌产物。②帮助某些细胞完成特有的功能。如肝细胞(hepatocytes)作为肝组织的主要细胞必须同基膜或其他的细胞外基质接触才能合成细胞型(cell-type)的蛋白质。将肝细胞分离并放在塑料培养皿中培养，即使加有某种胶原纤维，它们也会停止翻译肝组织特异蛋白(如白蛋白)的mRNA，并停止合成这些mRNA。如果在培养细胞的培养液中添加了合适的细胞外基质的成份，mRNA的合成和翻译就会恢复。③同一些生长因子和激素结合进行信号传导。此外，某些特殊的细胞外基质也是细胞分化所必需的。胚胎发育的最后阶段�形态建成(morphogenesis)也需要某些细胞外基质的成份。10．透明质酸在细胞外基质中的存在方式和作用是什么?
答: 在细胞外基质中，透明质酸既能参与蛋白聚糖的形成，又能游离存在。在软骨组织的细胞外基质中，透明质酸同糖胺聚糖和核心蛋白组成软骨组织的蛋白聚糖复合物，称为透明质酸-蛋白聚糖复合物。在这种复合物中，透明质酸作为一个长轴，将蛋白聚糖连接在一起，形成更大的更复杂的蛋白聚糖，使细胞外基质具有更大的抗压性。透明质酸是一种重要的糖胺聚糖，是增殖细胞和迁移细胞的细胞外基质的主要成分，一旦迁移细胞停止移动，透明质酸就会从细胞外基质中消失，此时细胞间开始接触。
11．蛋白聚糖在细胞外基质中的功能是什么?
答:蛋白聚糖或透明质酸-蛋白聚糖复合物构成了细胞外基质的基质，由于它们是高度酸性的，且带负电荷，因此能够结合大量的阳离子，这些阳离子又可结合大量的水分子，这样，蛋白聚糖形成了多孔的、吸水的胶状物，如同包装材料，填充在细胞外基质中。蛋白聚糖的这种性质，使细胞表面具有较大的可塑性，从而具有抗挤压能力，对细胞起保护作用。由于透明质酸以可溶的形式游离存在，所以在细胞外体液和滑液(synovial fluid)中透明质酸的浓度很高，其结果提高了体液和滑液的粘度和润滑性。单个的蛋白聚糖和透明质酸-蛋白聚糖复合物直接与胶原纤维连接形成动物细胞外的纤维-网络
(fiber-network)结构，不同类型的胶原和不同类型的蛋白聚糖连接形成不同的纤维-网络，对于提高细胞外基质的连贯性起关键作用。此外，蛋白聚糖还可作为细胞粘着的暂时性或永久性的位点。暂时性的粘着发生在胚胎发育中，对于单个细胞及细胞层的移动具有重要作用。另外，蛋白聚糖对于细胞分化也十分重要，同时也与细胞癌变有关。
12．胶原的合成、装配和分泌的过程怎样?何时成为水不溶性的?
答: 首先在粗面内质网的核糖体上合成仅含有信号肽的原α链(pro-α-chain)，又称前原胶原（preprocollagen），原α链进入内质网。然后在内质网腔中通过分子内交联，三股前体肽自我装配形成三股螺旋，即前胶原(procollagen)。前胶原进入高尔基体，经过加工修饰，并在高尔基体反面网络被包进分泌小泡，然后通过与质膜的融合，分泌到细胞外。在细胞外，前胶原被两种专一性不同的蛋白水解酶作用，切除N端和C端的前肽，两端各保留部分非螺旋区，称为端肽区(telopeptide region)，此时形成的是胶原(collagen)。胶原通过分子间交联进而聚合成胶原原纤维(collagen fibrills)，最后装配成胶原纤维（collagen fibers)。原胶原是可溶性的，但是，聚合成胶原纤维就成为水不溶的了。
13．举例说明某一特定组织的性能通常与胶原分子的三维结构有关。
答: 例如腱，它起着连接肌肉和骨的作用，因此在肌肉收缩时必须能够承受巨大的拉力。腱具有细胞外基质，并且在ECM
中胶原纤维沿着腱的长轴平行排列，因此与拉力的方向平行。又如角膜是一个特别的组织，它既要坚硬以便对眼球提供保护，但又必须是透明的以便光通过到达视网膜。角膜的厚厚中间层就是细胞外基质，其中含有相当短的胶原纤维，并组成不同的层。角膜基质的层次结构与胶合板相似，同一层中纤维是相互平行的，但与另一层的纤维却是垂直的，这种组织方式既赋予了这种娇嫩组织的强度，又提高了组织的透明度。
14．FN的主要功能是什么?
答: 有两个主要的功能：①介导细胞的粘着。FN可以同其在细胞膜上的受体结合，根据对受体的分析，发现受体的细胞外结构域有与Arg-Gly-Asp-Ser高亲和结合部位。由于FN具有同时与细胞外基质各类成分相结合的特点，并可促进细胞外基质的其它成分的沉积，有人认为FN是细胞外基质的组织者。在FN的分子上既有与胶原结合的结构域，又有与细胞结合的结构域。这样，FN可以介导细胞外基质与细胞进行结合。②影响细胞的迁移。一个突出的例子是胚胎发生早期神经脊细胞的迁移。在神经管形成时，神经脊细胞从神经管的背侧迁移到胚胎各个区域，分化成神经节、色素细胞等不同类型的细胞。一般认为FN纤维为细胞的运动提供了轨道，这种推测也得到了实验的证明。将FN特异的抗体直接注射到正在发育的胚中，以此阻止细胞同FN的结合，这种处理影响了正常细胞的迁移，导致异常胚的发育。
15．抗体检测细胞识别和粘着的原理是什么? 如何判断实验结果?
答: 原理是:当发现某种抗体能够阻止细胞间的识别和粘着，那么细胞表面能够同抗体结合的蛋白分子很可能就是介导细胞识别和粘着的蛋白质分子。实验中需要分离特异的抗体，然后分两组进行实验，如果加入抗体后，培养的细胞不能聚集粘着，说明在细胞表面有识别与粘着的分子，由于抗体的加入，识别和粘着的分子与抗体结合，从而阻止了细胞间的识别和粘着。若不加抗体，能够粘着则证实此种推测。
16．比较三种类型的细胞粘着分子在结构上的差异。
答: 钙粘着蛋白是同嗜性的粘着分子，细胞外部分的四个结构域都结合着Ca2+，最外一个Ca2+结合结构域介导细胞粘着。免疫球蛋白超家族受体是非Ca2+依赖性的。参与异嗜和同嗜性粘着，它们含有多个与免疫球蛋白结构相似的结构域，并常有Ⅲ型纤粘连蛋白的重复单位。选择蛋白只是在结合有Ca2+时才同相邻细胞的糖基结合，凝集素位于选择蛋白的顶端，是Ca2+在选择蛋白上的结合部位。
17．细胞有几种类型的粘着?它们之间有何不同?
答: 有两种类型，四种不同的粘着方式。两种类型就是同嗜性细胞粘着和异嗜性细胞粘着，每一种类型中又有两种不同的粘着方式。同嗜性细胞粘着是指参与粘着的两细胞都是用相同的细胞粘着分子，其中两种不同的方式是分别由钙粘着蛋白和免疫球蛋白介导的细胞粘着。异嗜性细胞粘着是指参与粘着的两细胞是用不同的细胞粘着分子介导，两种不同的方式是免疫球蛋白超家族-整联蛋白介导的粘着、粘蛋白-选择素介导的细胞粘着。
18．紧密连接除了连接细胞外还有什么作用?意义何在?
答: 紧密连接除了连接细胞之外，还有两个作用：防止物质双向渗漏，并限制了膜蛋白在脂分子层的流动，维持细胞的极性。紧密连接能够阻止细胞外液中的物质从细胞层的一侧流向另一侧，紧密连接的这种限制对于膀胱一类器官特别重要。在膀胱中必须严格防止尿液回流到组织，另外肠道中的物质进入体液也必须仔细调节控制。这些分子从细胞层的一侧移向另一侧的惟一途径就是通过运输蛋白来精确控制。紧密连接除了具有渗透障碍作用之外，还影响表皮细胞质膜的极性。例如，肠道表皮细胞含有不同运输蛋白位于肠道表面的细胞质膜，而位于基底面的细胞质膜含较少运输蛋白。由于脂层是流动的，只有靠紧密连接阻止膜蛋白从一侧向另一侧的扩散，从而维持着细胞的极性。
19．粘着带与粘着斑连接有什么不同?
答: 主要差别是:粘着带是细胞与细胞间的粘着连接，而粘着斑是细胞与细胞外基质相连。除了这一根本区别之外，还有其他一些不同: ①参与粘着带连接的膜整合蛋白是钙粘着蛋白，而参与粘着斑连接的是整联蛋白，即细胞外基质受体蛋白;②粘着带连接实际上是两个相邻细胞膜上的钙粘着蛋白与钙粘着蛋白的连接，而粘着斑连接是整联蛋白与细胞外基质中的粘连蛋白的连接，因整联蛋白是纤粘连蛋白的受体，所以粘着斑连接是通过受体与配体的结合;③粘着斑连接中，细胞质斑含有踝蛋白(talin)，这种蛋白在其它的细胞质斑中是不存在的。
20．间隙连接的作用如何受细胞质中Ca2+和H+浓度的调节?
答: 间隙连接在低Ca2+浓度时开放，此时的细胞质处于静息状态；当Ca2+浓度升高时，间隙连接的通道逐步缩小，当Ca2+浓度达到10-5M时间，通道完全关闭。提高H+浓度，也就是将细胞质中pH值从7.0降低到6.8或更低，间隙连接的通道也会关闭。间隙连接除了受Ca2+和H+调节外，还受其他的因素调节。
第五章细胞通讯
1. 比较信号传导(cell signalling)与信号转导(signal transduction)的差别。
答: 都是关于细胞通讯的基本概念，但二者的涵义是不同的，前者强调信号的释放与传递，包括细胞通讯的前三个过程:①信号分子的合成: 一般的细胞都能合成信号分子，而内分泌细胞是信号分子的主要来源。②信号分子从信号传导细胞释放到周围环境中:这是一个相当复杂的过程，特别是蛋白类的信号分子，要经过内膜系统的合成、加工、分选和分泌，最后释放到细胞外。③信号分子向靶细胞运输:运输的方式有很多种，但主要是通过血液循环系统运送到靶细胞。信号转导强调信号的接受与放大，包括细胞通讯的后三步:④靶细胞对信号分子的识别和检测: 主要通过位于细胞质膜或细胞内受体蛋白的选择性的识别和结合。⑤细胞对细胞外信号进行跨膜转导，产生细胞内的信号。⑥细胞内信号作用于效应分子，进行逐步放大的级联反应，引起细胞代谢、生长、基因表达等方面的一系列变化。
另外，细胞完成信号应答之后，要进行信号解除，终止细胞应答，主要是通过对信号分子的修饰、水解或结合等方式降低信号分子的水平和浓度以终止反应。
2. 举例说明什么是缺少细胞内催化活性的酶联受体和具有细胞内催化活性的受体?
答: 酶联受体的细胞内结构域常常具有某种酶的活性,故称为酶联受体。但并非所有的酶联受体的细胞内结构域都具有酶活性,所以,根据受体的细胞内结构域是否具有酶活性将此类受体分为两大类:缺少细胞内催化活性的酶联受体和具有细胞内催化活性的酶联受体。如非酪氨酸激酶受体(nonreceptor tyrosine kinases)就是缺少细胞内催化活性的酶联受体,受体与酪氨酸蛋白激酶是分开的两种蛋白,与此类受体结合的信号分子有促红细胞生成素、干扰素等。此类受体的细胞内结构域虽然没有催化活性,但仍同酶直接相关。配体与受体结合,使两个受体单体形成二聚体,然后每一个受体单体结合一个酪氨酸蛋白激酶,并将之激活。虽然这种受体本身没有酶的结构域,但实际效果与具有酶结构域的受体是一样的。细胞内具有催化结构域的酶联受体有很多种类型：某些配体与受体结合激活受体细胞内结构域中的鸟苷环化酶的活性,或是磷酸酶的活性,此类受体通常以单体起作用。如胰岛素和生长因子受体同配体结合后触发蛋白激酶的活性。在多数情况下,受体与配体结合后,受体会形成二聚体,并激发丝氨酸/苏氨酸蛋白激酶活性或酪氨酸蛋白激酶的活性。习惯上将这些受体称为受体丝氨酸/苏氨酸激酶(receptor serine /threonine kinase) 和受体酪氨酸激酶(receptor tyrosine kinase,RTKs)。它们的作用是将受体细胞内结构域进行自身磷酸化。RTKs的自我磷酸化能够产生几个与细胞质酶结合的位点,从而将这些酶集中到质膜旁的底物处,
在某些情况下,也能产生第二信使。此外,RTKs能够磷酸化多种底物蛋白,并改变它们的活性。关于受体丝氨酸/酪氨酸激酶
的信号转导了解较少。
3. 什么是G蛋白循环(G protein cycle)? 与哪些蛋白相关?
答: G蛋白能够以两种不同的状态结合在细胞质膜上。一种是静息状态，即三体状态，此时的α亚基上结合的是GDP；另一种是活性状态，此时的α亚基上结合的是GTP，并且α亚基已与Gβγ亚基分开，而同某一特异蛋白结合在一起，引起信号转导。如果GTP被水解成GDP，则G蛋白又恢复成三体的静息状态，因为此时在α亚基上结合的是GDP而非GTP。G蛋白由
非活性状态转变成活性状态，尔后又恢复到非活性状态的过程称为G蛋白循环。G蛋白的这种活性转变与三种蛋白相关联:
①GTPase激活蛋白(GTPase-activating protein，GAPs) 大多数G蛋白具有催化所结合的GTP水解的能力，但是这种能力
在与GAPs相互作用时会大大提高，由于GAPs的作用加速了GTP的水解，因而GAPs能够缩短G蛋白介导应答的时间。②鸟苷交换因子(guanine nucleotide-exchange factors，GEFs) 与失活G蛋白结合的GDP被GTP替换后，G蛋白就会转变成活性状态。GEFs是促进GDP从G蛋白上解离的蛋白因子，一旦GDP被释放，G蛋白很快就会与GTP结合，因为细胞中的GTP
的浓度很高，所以GEFs能够激活G蛋白。③鸟苷解离抑制蛋白(guanine nucleotide-dissociation inhibitors，GDIs) GDIs 的作用是抑制结合的GDP从G蛋白释放出来，所以GDIs可保持G蛋白处于非活性状态。
4. 胰高血糖素和肾上腺素是如何使靶细胞中的cAMP的浓度升高的?
答: 胰高血糖素和肾上腺素作为第一信使作用于靶细胞的膜受体, 通过G蛋白偶联系统激活腺苷酸环化酶,将ATP生成cAMP, 主要过程包括:G蛋白被受体激活：当配体与受体结合时,引起受体构型的改变,从而提高与G蛋白的结合亲和力,这也是细胞信号分子的惟一功能。结合有配体的受体在细胞质膜的内侧面与G蛋白结合,形成受体-G蛋白复合物。与受体结合的G蛋白α亚基释放出GDP,并与GTP结合,这样就使G蛋白成为活性状态。G蛋白将信号向效应物转移：GTP取代GDP改变了G蛋白
α亚基的构型,使得它与G蛋白的另外两个亚基β、γ分开,而β和γ两个亚基仍以Gβγ复合物存在。与GTP结合的Gα单独去激活效应物分子（如腺苷酸环化酶）产生第二信使。只要Gα-GTP与效应物结合,就会不断产生第二信使（图5Q-1）,而Gβγ亚基可以激活下游别的效应物,激活更多的信号级联反应途径。
图5Q-1 G蛋白激活酶并引起细胞内信使分子的合成
应答的终结：当与Gα结合的GTP被水解成GDP时，信号转导就会终止。因此， GTP水解的速率在某种程度上决定着信号转导的强度和时间的长短。Gα亚基具有较弱的GTPase的活性，能够缓慢地水解GTP，进行自我失活。失活可通过与GAP的作用而加速。一旦GTP水解成GDP， Gα-GDP能够重新与Gβγ复合物恢复结合，形成非活性的三体复合物。
5. 比较激活型与抑制型G蛋白偶联系统的共同点和差异。
答: 这两种系统都是由三部分组成: 受体、G蛋白和效应物:受体: 激活型受体(stimulate Receptor, Rs)接激活激型信号后通过Gs来刺激腺苷酸环化酶的活性。属于此类受体的有:肾上腺素(β型)受体、胰高血糖素受体、促甲状腺素受体、后叶加压素受体、促黄体生长素受体、促卵泡激素受体等。作用于激活型受体的信号分子有肾上腺素、胰高血糖素以及ACTH等(表5Q-1)。抑制型受体(inhibit receptor， Ri)通过Gi抑制腺苷酸环化酶的活性，降低细胞质中cAMP的水平。已知有几十种Ri受体，如乙酰胆碱(M型)受体、肾上腺素(α2 型)受体等，作用于抑制型受体的第一信使有前列腺素PGE1和腺苷。表5Q-1 某些可以提高cAMP浓度的激素及其功能
G蛋白:激活型G蛋白称为Gs蛋白(stimulate G protein, Gs蛋白), 接受了激活型受体的信号后, 激活腺苷酸环化酶，使该酶激活,提高细胞质中cAMP的浓度。抑制型G蛋白称为Gi蛋白(inhibit G-proteins， Gi蛋白)，接受抑制型受体的信号后，能够抑制腺苷酸环化酶的活性，减少cAMP的产生。从结构上看，Gs 蛋白和Gi 蛋白都是膜蛋白，都是由α、β、γ三个亚基组成，其中，β、γ两个亚基通常紧密结合在一起。α亚基上有三个功能位点: 鸟苷酸(GDP或GTP)结合位点、GTPase活性位点、ADP�核糖化位点。二者的不同之处是: Gs的αs亚基能被霍乱毒素ADP核糖基化，而Gi的αi亚基能被百日咳毒素ADP核糖基化。
效应物: 它们的效应物都是腺苷酸环化酶，不过作用的效果不同。
6. 哺乳动物细胞中糖原的分解是第二信使cAMP通过PKA激活细胞质中的靶酶引起信号转导的典型例子，请说明其机理。答: 反应伊始, 胰高血糖素或肾上腺素同受体结合,通过G蛋白激活腺苷酸环化酶,激活的腺苷酸环化酶催化ATP生成cAMP,cAMP扩散进入细胞质。在细胞质中cAMP同蛋白激酶A的调节亚基的别构部位(allsoteric site)结合,将蛋白激酶A 激活。在肝细胞中,激活的PKA有很多作用底物,包括磷酸化酶激酶和糖原合成酶。糖原合成酶的磷酸化抑制了酶的催化活性,阻止了由葡萄糖合成糖原。与此相反,磷酸化酶激酶通过磷酸化激活自身的酶活性,从而催化磷酸化酶的磷酸化(将磷酸基团加到磷酸化酶特异的苏氨酸残基上)。被激活的磷酸化酶可将糖原磷酸化而分解成1-磷酸葡萄糖,最后生成葡萄糖进入血液循环。
7. 为什么说肾上腺素和胰高血糖素不仅激活了催化糖原裂解的酶，而且还促进细胞利用小分子前体合成葡萄糖?
答: 肾上腺素和胰高血糖素作用于受体后提高了细胞内cAMP的水平，被cAMP激活的PKA，大多数在胞质溶胶中激活一些细胞质靶蛋白，也有少数被激活的PKA可以转移到细胞核中磷酸化某些重要的核蛋白，其中多数是被称为CREB(cAMP response element binding，cAMP效应元件结合因子)的转录因子。被磷酸化了的CREB能够作用于DNA中的特定位点，该位点通常含有被称为cAMP反应元件(cAMP response element，CRE)的特别核苷酸序列(TGACGTCA)。CREs一般位于基因的调节区，对cAMP 的作用进行应答。如在肝细胞中，有几种酶与糖异生(gluconeogenesis)有关，而这些酶的编码基因含有CREs序列。因此肾上腺素和胰高血糖素可促进细胞利用小分子前体合成葡萄糖。
8. 蛋白激酶C如何参与基因表达的调控?
答: 至少有两种途径。第一种途径是: 蛋白激酶C将细胞质中的某些结合有基因表达调控因子的抑制蛋白磷酸化,使抑制蛋白释放出基因表达调控蛋白,让这些调控蛋白进入细胞核促进特异基因进行表达。第二种途径是:蛋白激酶C激活一个级联系统的蛋白激酶，让激活的蛋白激酶磷酸化并激活特定基因表达的调控蛋白。
9. 细胞中Ca2+浓度通常不到10-7M，这是如何控制的?
答: 控制的方式是多方面的, 包括:①在正常情况下,膜对Ca2+是高度不通透的。②质膜和ER的膜中含有能够将Ca2+从胞质溶胶中泵出细胞外或泵进ER腔的运输系统。许多不同的刺激,如神经冲动到达肌细胞,都会触发靶细胞通过打开质膜或ER
膜中Ca2+通道进行应答。③Ca2+通过膜通道扩散,使胞质溶胶中Ca2+浓度快速升高。细胞质膜中的钙离子泵将胞质溶胶中的
Ca2+运输到细胞外，而内质网膜中钙离子泵则将Ca2+隐藏到内质网腔。除了钙泵以外，某些细胞的质膜中还有Na+-Ca2+交换泵，将Na+输入到细胞质，而将Ca2+从胞质溶胶中输出; 此外，线粒体膜也能将钙离子运输到线粒体基质。细胞通过上述的钙离子运输体系将细胞质中的Ca2+维持在极低的水平。提高细胞质中钙离子浓度主要是通过各种刺激作用打开细胞质膜和内质网膜中的钙离子通道。在内质网膜上有两种主要类型的Ca2+通道，其中一种是IP3受体，另一种是RyRs(ryanodine receptor)受体，这种受体与植物碱结合而打开。Ryanodine受体主要是在刺激型细胞中发现的，在这些细胞中，当达到动作电位时，ryanodine受体开放，使细胞质中Ca2+升高。在不同类型的细胞中，使ryanodine受体打开的介质也有所不同，Ca2+本身也可以将Ca2+通道打开。当有限量的Ca2+通过质膜进入细胞质时，可以诱导SER膜中的ryanodine受体打开，使内质网中的Ca2+释放到胞质溶胶中，这种现象称为钙诱导的钙释放(calcium-induced calcium release)。
10. 举例说明Ca2+ -钙调蛋白依赖性的蛋白激酶(Ca2+ /calmodulin-dependent protein kinase， CaM-Kinase)的激活与作用。
答: CaM-蛋白激酶,即为Ca2+ -钙调蛋白依赖性的蛋白激酶(Ca2+ /calmodulin-dependent protein kinase, CaM-Kinase)。该酶是一个大家族,可使靶蛋白中的丝氨酸和苏氨酸磷酸化。当CaM-蛋白激酶与Ca2+ -钙调蛋白复合物结合时成为活性状态,可使一些特异的靶蛋白磷酸化,进而影响细胞的生命活动。研究得较为清楚的是CaM-蛋白激酶II, 它的主要作用是参与记忆功能。该酶是由12个亚基组成的复合物, 有4种同源亚单位(α、β、γ、δ),在不同的细胞中表达的情况不一样,α亚基只是在脑细胞中表达。在未与Ca2+ /钙调蛋白结合时, 此酶没有活性, 当同Ca2+ /钙调蛋白结合成复合物后改变构象,表现激酶的活性。该酶可通过两种方式延长本身的活性状态，直到Ca2+ 水平下降: ①同Ca2+ /钙调蛋白结合后,一直保持结合状态; ②把酶转变成Ca2+ 非依赖型, 这样, 即使同Ca2+/钙调蛋白脱离,仍具有活性。
11. Ca2+在植物叶保卫细胞关闭中起什么作用?
答: 植物叶的气孔是水份蒸发的主要部位,为了避免脱水,孔径的大小要受严格控制。当保卫细胞(guard cells)中膨压(turgor pressure)降低时,孔径缩小,而保卫细胞中的膨压降低主要是离子浓度降低而引起。不利条件（如高温、低湿）可刺激脱落酸的释放,导致保卫细胞质膜中Ca2+通道打开。Ca2+进入胞质溶胶触发细胞内膜结合细胞器中储备的Ca2+释放,提高了胞质溶胶中Ca2+浓度。胞质溶胶中的高Ca2+浓度导致质膜的K+输入通道的关闭,并打开K+输出通道。这些变化的结果是K+过度外流,从而使细胞的膨压下降, 胞质溶胶中的离子浓度降低,水份会丧失,此时立即关闭气孔。由此看来，Ca2+在植物叶保卫细胞关闭中起调节作用。
12. 细胞如何解除IP3的信号作用?
答: 主要是改变IP3的结构，通过两种方式:①IP3被水解,即IP3在5'-磷酸酶的作用下,水解为I(1,4)P2, 并且进一步水解成肌醇。5'磷酸酶是一种膜结合的酶。②在胞浆的肌醇磷酸脂3-激酶的作用下,IP3被ATP磷酸化生成肌醇-1,3,4,5-四磷酸(inositol-1,3,4,5-tetraphosphate, IP4),然后被水解成无活性的肌醇-1,3,4-三磷酸(inositol-1,3,4-trisphosphate)从而解除IP3的作用。
13. 线粒体膜上也有Ca2+转运蛋白，在Ca2+信号的解除中有作用吗?
思考题 第二章细胞的概念与分子基础 1. 名词解释： 细胞(cell）、细胞内膜、生物膜（biomembrane）、单位膜(unit membrane) 2. 试述原核细胞的结构特点。 3. 试述真核细胞的结构特点。 4．原核细胞与真核细胞有何区别？ 细胞（cell）一切生命有机体的形态结构和生命活动的基本单位。 细胞膜（cell membrane）主要由膜脂和膜蛋白组成的，包围在细胞表面的一层极薄的膜，又称细胞质膜。 生物膜（biomembrane）细胞内膜和质膜的总称。具有界膜的功能，还参与全部的生命活动。单位膜（unit membrane）电镜下生物膜呈现的2层电子密度大的深色带夹1层电子密度小的浅色带 原核细胞有何结构特点？ 原核细胞没有典型的核结构，有拟核、核物质和少数简单的细胞器（核糖体、中间体），没有内膜结构和核膜，除支原体外都有细胞壁，有些还有荚膜、纤毛、鞭毛、质粒等。 真核细胞有何结构特点？ 光学显微镜下，真核细胞可区分为细胞膜、细胞质和细胞核，在细胞核中可看到核仁结构。电镜下，在细胞质中可看到由单位膜组成的膜性细胞器，如内质网、高尔基复合体、线粒体、溶酶体、过氧化物酶体，以及微丝、微管、中间纤维等骨架系统。在细胞核中可看到一些微细结构，如染色体、核骨架。 试述原核细胞与真核细胞的主要区别。 ①大小：原核细胞1~10μm，真核细胞10~100μm②细胞壁：原核细胞中主要成分为肽聚糖或磷壁酸，真核细胞中主要成分为纤维素③细胞质：原核细胞只有核糖体这一种细胞器，无胞质环流；真核细胞有各种细胞器，有胞质环流④核糖体：原核细胞70S，真核细胞80S⑤细胞骨架和内膜系统：原核细胞没有，真核细胞有⑥细胞核：原核细胞为没有核膜核仁的拟核，真核细胞有完整细胞核⑦染色体：原核细胞为一组，由非组蛋白和单个双链环状DNA 组成；真核细胞为多组，由组蛋白、非组蛋白、多个DNA分子注册⑧细胞分裂：原核细胞为无丝分裂，真核细胞为有丝分裂、减数分裂。 第四章细胞膜与物质的传膜运输 1．名词解释： 细胞膜（cell membrane）、外在蛋白、内在蛋白、载体蛋白、通道蛋白、脂锚定蛋白、受体介导的胞吞（receptor-mediated endocytosis）、被动运输（passive transport）、主动运输（active transport）、连续性分泌、受调分泌、简单扩散（simple diffusion）、易化扩散（facilitated diffusion） 2. 细胞膜的化学组成与特性。 3. 膜蛋白介导的穿膜运输有哪些？ 4. 简单扩散、易化扩散和通道扩散各有何特点？ 5. 主动运输有哪些方式？请举例说明其中的一种。
细胞生物学模拟试题（一）一．选择题（每题1分，共30分） （一）A型题 1．细胞分化过程中，基因表达最重要的调节方式A．RNA编辑 B．转录水平的调节 C．转录后的修饰 D．翻译水平的调节 E．翻译后的修饰 2．溶酶体的水解酶与其它糖蛋白的主要区别是 A、溶酶体的水解酶是酸性水解酶 B、溶酶体的水解酶的糖链上含有6-磷酸甘露糖 C、糖类部分是通过多萜醇加到蛋白上的 D、溶酶体的水解酶是由粗面质网合成的 E、溶酶体的水解酶没有活性 3．构成缝隙连接的连接小体的连接蛋白分子每个分子跨膜A．1次 B．2次 C．4次 D．6次 E．7次 4．能防止细胞膜流动性突然降低的脂类是 A．磷脂肌醇 B．磷脂酰胆碱 C．胆固醇 D．磷脂酰丝氨酸 E．鞘磷脂
5．目前所知的最小细胞是 A．球菌 B．杆菌 C．衣原体 D．支原体 E．立克次体 6．电子传递链位于 A、细胞膜 B、线粒体外膜 C、膜间腔 D、线粒体膜 E、线粒体基质 7．程序性细胞死亡过程中： A、不涉及基因的激活和表达 B、没有蛋白质合成 C、涉及一系列RNA和蛋白质的合成 D、没有RNA参与 E、DNA的分子量不变 8．胶原在形成胶合板样结构 A．皮肤中 B．肌腱 C．腺泡 D．平滑肌 E．角膜 9．细胞学说的创始人是 A．Watson ＆Crick B．Schleiden ＆Schwann C．R. Hook＆A. Leeuwenhook
D．Purkinje＆VonMohl E．Boveri＆Suntton 10．质网与下列那种功能无关 A、蛋白质合成 B、蛋白质运输 C、O-连接的蛋白糖基化 D、N-连接的蛋白糖基化 E、脂分子合成 11．激素在分化中的主要作用 A．远距离细胞分化的调节 B．细胞识别 C．细胞诱导 D．细胞粘附 E．以上都不是 12．已知一种DNA分子中T的含量为10％，依次可知该DNA分子所含腺嘧啶的量为 A．80％ B．40％ C．30％ D．20％ E．10％ 13．下列有关溶酶体产生过程说确的是 A、溶酶体的酶是在粗面质网上合成并经O-连接的糖基化修饰，然后转移至高尔基体的 B、溶酶体的酶在高尔基的顺面膜囊中寡糖链上的甘露糖残基发生磷酸化形成M6P C、在高尔基体的反面膜囊和TGN膜上存在M6P的受体，这样溶酶体的酶与其它蛋白区别开来
题库—医学细胞生物学 第六章细胞质与细胞器 【教案目的与要求】 一、掌握 . 内膜系统的概念。 . 内质网的形态结构及类型；粗面内质网的主要功能；信号肽假说的主要内容。. 高尔基复合体的超微结构及主要功能。 . 溶酶体的形态特征及其形成过程。 . 线粒体的超微结构及其相关的生物学功能。 . 线粒体的半自主性。 二、熟悉 . 滑面内质网的主要功能。 . 高尔基复合体与膜流活动。 . 膜流中膜囊泡的类型以及各自参与的物质定向运输方式。 . 溶酶体的类型；溶酶体的主要功能。 . 线粒体形态、数目及分布与其类型和功能状态有关。 . 线粒体有相对独立的遗传体系。 . 核编码蛋白质的线粒体转运。 三、了解 . 游离核糖体和附着核糖体及二者合成蛋白质的差别。 . 核糖体上与蛋白质合成密切相关的活性部位。 . 蛋白质的糖基化方式。 .线粒体的特点，胞质蛋白和母系遗传的概念。 . 线粒体参与介导细胞死亡。
一、单选题 . 矽肺与哪一种细胞器有关（） A.高尔基体 .内质网.溶酶体.微体.过氧化物酶体 . 以下哪些细胞器具有极性（） A.高尔基体 .核糖体 .溶酶体 .过氧化物酶体 .线粒体. 粗面型内质网上附着的颗粒是（） A. .核糖体Ⅱ衣被蛋白 .粗面微粒体 . 肝细胞中的脂褐质是（） A.衰老的高尔基体 B.衰老的过氧化物酶 C.残体（） D.脂质体 E.衰老的线粒体 . 人体细胞中含酶最多的细胞器是（） A.溶酶体.内质网.线粒体.过氧化物酶体.高尔基体 .下列哪种细胞器是非膜性细胞器（） A.线粒体 .核糖体 .高尔基体 .溶酶体 .过氧化物酶体 .下列哪项细胞器不是膜性细胞器（） A.溶酶体.内质网.染色体.高尔基复合体.过氧化物酶体.下列哪种细胞器具双层膜结构（） A.线粒体 .内质网 .高尔基体 .溶酶体 .过氧化物酶体 .由两层单位膜构成的细胞器是（） A.溶酯体.内质网.核膜 .微体 .高尔基复合体 .粗面内质网和滑面内质网的区别是（） A.粗面内质网形态主要为管状，膜的外表面有核糖体 B.粗面内质网形态主要为扁平囊状，膜的外表面有核糖体 C.滑面内质网形态主要为扁平囊状，膜上无核糖体 D.粗面内质网形态主要为扁平囊状，膜的内表面有核糖体 E.以上都不是 .下列核糖体活性部位中哪项具有肽基转移酶活性？（） A.因子因子位位位和位 . 组成微管的管壁有多少条原纤维（） A. .10 .下列核糖体活性部位中哪个是接受氨酰基的部位（） A.因子因子位位 .以上都不是 .在肽键形成时，肽酰基所在核糖体的哪一部位？（） A.供体部位 .受体部位 .肽转移酶中心酶部位 .以上都是.下列哪一种结构成分不是高尔基复合体的组成部分：（） A.扁平囊.小囊泡.大囊泡.微粒体.以上都是 .除了细胞核外，含有分子的细胞器是（） A.线粒体.内质网.核糖体.溶酶体 .高尔基复合体 .高尔基复合体的小泡主要来自于（） A. .以下哪个结构与核膜无关（） A.内外两层膜 .基粒 .核孔复合体 .核纤层 .以上都不对.以下有关微管的叙述，哪项有误？（）
一、细胞内膜泡运输的概况、类型及其主要功能 膜泡运输是蛋白质分选的一种特有的方式，普遍存在于真核细胞中。在转运过程中不仅涉及蛋白质本身的修饰、加工和组装，还涉及多种不同的膜泡靶向运输及其复杂的调控过程。主要分为一下三种类型： COPⅠ包被小泡：负责回收、转运内质网逃逸蛋白返回内质网。 COPⅡ衣被小泡：介导内质网到高尔基体的物质运输。 网格蛋白衣被小泡：介导质膜→胞内体、高尔基体→胞内体、高尔基体→溶酶体、植物液泡的物质运输 二、试述物质跨膜的种类及其特点 主要有三种途径： （一）被动运输： 指通过简单扩散或协助扩散实现物质由高浓度向低浓度方向的跨膜转运。动力来自物质的浓度梯度，不需要细胞提供代谢能量。 1、简单扩散：也叫自由扩散（free diffusion）。特点：①沿浓度梯度（或电化学梯度）扩散； ②不需要提供能量；③没有膜蛋白的协助。 2、促进扩散：特点：①比自由扩散转运速率高；②运输速率同物质浓度成非线性关系； ③特异性；④饱和性。 （二）主动运输: 是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高的一侧进行跨膜转运的方式。 主动运输的特点是：①逆浓度梯度（逆化学梯度）运输；②需要能量；③都有载体蛋白。（三）吞排作用 真核细胞通过胞吞作用和胞吐作用完成大分子与颗粒性物质的跨膜运输。 三、试述Na+—K+泵的工作原理 Na+—K+ATP酶通过磷酸化和去磷酸化过程发生构象的变化，导致与Na+、K+的亲和力发生变化。在膜内侧Na+与酶结合，激活ATP酶活性，使ATP分解，酶被磷酸化，构象发生变化，于是与Na+结合的部位转向膜外侧；这种磷酸化的酶对Na+的亲和力低，对K+的亲和力高，因而在膜外侧释放Na+、而与K+结合。K+与磷酸化酶结合后促使酶去磷酸化，酶的构象恢复原状，于是与K+结合的部位转向膜内侧，K+与酶的亲和力降低，使K+在膜内被释放，而又与Na+结合。总的结果是每一循环消耗一个ATP；转运出3个Na+，转进2个K+。 四、试述胞间通信的主要类型 1）、细胞间隙连接 细胞间隙连接：是一种细胞间的直接通讯方式。两个相邻的细胞以连接子相联系。连接子中央为直径1.5nm的亲水性孔道。 2）、膜表面分子接触通讯 是指细胞通过其表面信号分子（受体）与另一细胞表面的信号分子（配体）选择性地相互作用，最终产生细胞应答的过程，即细胞识别。 3）、化学通讯 细胞分泌一些化学物质（如激素）至细胞外，作为信号分子作用于靶细胞，调节其功能，这种通讯方式称为化学通讯。根据化学信号分子可以作用的距离范围，可分为以下3类：内分泌、旁分泌、自分泌
课后思考题 1．请描述细胞的发现与“细胞学说”的主要内容 1604年荷兰眼镜商詹森发明了第一台显微镜 1665年英国物理学家虎克最早观察到细胞 1675年荷兰生物学家列文虎克发现活细胞 细胞学说：施来登和施旺 1、一切生物都是由细胞组成的 2、细胞是生物体形态结构和功能活动的基本单位 3、“细胞来源”：一切细胞只来源于原来的细胞，一切病理现象都基于细胞的损伤 2. 如何理解细胞生物学说在医学科学中的作用地位 细胞生物学是现代医学的重要基础理论。细胞生物学的研究有助于医学重大课题的解决，治病机理的阐明、诊断、治疗、预防都依赖于（分子）细胞生物学的发展 4.简述DNA的结构特点和功能 结构特点： （1）两条脱氧核苷酸组成双链，为右手螺旋。两条单链走向相反，一条由5'-3'，另一条由3'-5' （2）亲水的脱氧核糖——磷酸位于螺旋的外侧。 （3）双螺旋内侧碱基互补配对：A=T；C≡T；A+G=C+T（嘌呤数等于嘧啶数） （4）碱基平面垂直螺旋中心轴，每10对碱基螺旋一周，螺距 功能： （1）携带和传递遗传信息——遗传信息的载体； （2）表达：产生生物的遗传性状——作为模版转录RNA，从而控制蛋白质的合成 （3）突变：产生变异，引导进化
6.试比较DND和RNA的异同 相同点： （1）其基本单位都由一分子五碳糖，一分子磷酸和一分子碱基构成 （2）都含有磷酸二酯键 不同点： （1）两者基本单位的五碳糖不同，DNA的是脱氧核糖，RNA的是核糖 （2）DNA的碱基为腺嘌呤、鸟嘌呤、胞嘧啶和胸腺嘧啶；RNA的碱基为腺嘌呤、鸟嘌呤、胞嘧啶和尿嘧啶 （3）DNA为双链，RNA为单链 7.试描述蛋白质的各级结构特征 （1）蛋白质的一级结构：组成蛋白质的氨基酸种类、数目和排列顺序 （2）蛋白质的二级结构：局部或某一段肽链的空间结构，由氢键维持。有以下几种构象单元： 1.α－螺旋：右手螺旋，每一周有3.6个氨基酸，螺距0.54nm 2.β-折叠：锯齿状，不同肽链间由氢键维系 3.其余有β-转角、无规则卷曲、π螺旋等 （3）蛋白质的三级结构：在二级结构的基础上，整条肽链中全部氨基酸残基的相对空间位置，主要依靠R基团（侧链）间的相互作用维持 （4）蛋白质的四级结构：两条或两条以上的多肽链所组成的蛋白质中各亚基的空间排列和相互接触的布局 8.简述膜脂和膜蛋白的类型以及各自的特点 膜脂： （1）磷脂：是细胞膜中最重要的脂类，通常大于膜脂总量的50%，磷脂酰碱基+甘油基团（鞘氨醇）+脂肪酸，前二者为极性头部（亲水），后者为非极性尾部（疏水） A 甘油磷脂：以甘油为骨架的磷脂类，因丙三醇柔性好，故甘油磷脂分子较柔软; B 鞘磷脂：以鞘氨醇为骨架的磷脂类。鞘氨醇分子刚性强，故鞘磷脂分子较硬（2）.胆固醇，有极性头部（羟基）、非极性的固醇环和烃链。散布于磷脂分子间，其功能是增加膜的稳定性，调节膜的流动性 （3）.糖脂：寡糖+鞘氨醇+脂肪酸 由糖基和脂类组成，占膜脂总量的5%以下。在神经细胞膜上糖脂含量较高，约占5-10%，糖脂也是两性分子。其结构与SM相似，只是由一个或多个糖残基代替了磷脂酰胆碱而与鞘氨醇的羟基结合 膜蛋白： 1.内在蛋白（整合蛋白）：占膜蛋白的70-80%，是膜功能的主要承担者（运输蛋白、酶、受体等）。不同程度地镶嵌在类脂双分子层中，有的为跨膜蛋白。以疏水键和共价键镶嵌在膜内，与膜结合紧密
1、胡克所发现的细胞是植物的活细胞。X 2、细胞质是细胞内除细胞核以外的原生质。√ 3、细胞核及线粒体被双层膜包围着。√ 一、选择题 1、原核细胞的遗传物质集中在细胞的一个或几个区域中，密度低，与周围的细胞质无明确的界限，称作（B） A、核质 B拟核 C核液 D核孔 2、原核生物与真核生物最主要的差别是（A） A、原核生物无定形的细胞核，真核生物则有 B、原核生物的DNA是环状，真核生物的DNA是线状 C、原核生物的基因转录和翻译是耦联的，真核生物则是分开的 D、原核生物没有细胞骨架，真核生物则有 3、最小的原核细胞是（C） A、细菌 B、类病毒 C、支原体 D、病毒 4、哪一项不属于细胞学说的内容（B） A、所有生物都是由一个或多个细胞构成 B、细胞是生命的最简单的形式 C、细胞是生命的结构单元 D、细胞从初始细胞分裂而来 5、下列哪一项不是原核生物所具有的特征（C） A、固氮作用 B、光合作用 C、有性繁殖 D、运动 6、下列关于病毒的描述不正确的是（A） A、病毒可完全在体外培养生长 B、所有病毒必须在细胞内寄生 C、所有病毒具有DNA或RNA作为遗传物质 D、病毒可能来源于细胞染色体的一段 7、关于核酸，下列哪项叙述有误（B） A、是DNA和RNA分子的基本结构单位 B、DNA和RNA分子中所含核苷酸种类相同 C、由碱基、戊糖和磷酸等三种分子构成 D、核苷酸分子中的碱基为含氮的杂环化合物 E、核苷酸之间可以磷酸二酯键相连 8、维持核酸的多核苷酸链的化学键主要是（C） A、酯键 B、糖苷键 C、磷酸二酯键 D、肽键 E、离子键 9、下列哪些酸碱对在生命体系中作为天然缓冲液？D A、H2CO3/HCO3－ B、H2PO4－/HPO42－ C、His＋/His D、所有上述各项 10、下列哪些结构在原核细胞和真核细胞中均有存在？BCE A、细胞核 B、质膜 C、核糖体 D、线粒体 E、细胞壁 11、细胞的度量单位是根据观察工具和被观察物体的不同而不同，如在电子显微镜下观察病毒，计量单位是（C） A、毫米 B、微米 C、纳米 D、埃 四、简答题 1、简述细胞学说的主要内容
细胞生物学试题题库第五部分 简答题 1. 根据光镜与电镜的特点，观察下列结构采用那种显微镜最好？如果用光镜（暗视野、相差、免疫荧显微镜） 那种最有效？为什么？ 2. 细胞是生命活动的基本单位，而病毒是非细胞形态的生命体，如何理解二者之间的关系？ 3. 为什么说支原体是最小、最简单的细胞？ 4. 原核细胞与真核细胞差别是后者有细胞器，细胞器结构的出现有什么优点？（至少2点） 5. 简述动物细胞与植物细胞之间的主要区别。 6. 简述动物细胞、植物细胞、原生动物应付低渗膨胀的主要方式？ 7. 简述单克隆抗体的主要技术路线。 8. 简述钠钾泵的工作原理及其生物学意义。 9. 受体的主要类型。 10. 细胞的信号传递是高度复杂的可调控过程，请简述其基本特征。 11. 简述胞饮作用和吞噬作用的主要区别。 12. 细胞通过分泌化学信号进行通讯主要有哪几种方式？ 13. 简要说明G蛋白偶联受体介导的信号通路的主要特点。 14. 信号肽假说的主要内容。 15. 简述含信号肽的蛋白在细胞质合成后到内质网的主要过程。 16. 简述蛋白质糖基化修饰中N－连接与O－连接之间的主要区别。 17. 溶酶体膜有何特点与其自身相适应？ 18. 简述A.TP合成酶的作用机制。 19. 化学渗透假说的主要内容。 20. 内共生学说的主要内容。 21. 线粒体与叶绿体基本结构上的异同点。 22. 细胞周期中核被膜的崩解和装配过程。 23. 核孔复合体的结构模型。 24. 染色质的多级螺线管模型。 25. 染色体的放射环模型。 26. 细胞内以多聚核糖体的形式合成蛋白质，其生物学意义是什么？ 27. 肌肉收缩的机制。 28. 纤毛的运动机制。 29. 中心体周期。 30. 简述C.D.K1（MPF）激酶的活化过程。 31. 泛素化途径对周期蛋白的降解过程。 32. 人基因组大约能编码5万个基因，而淋巴细胞却能产生约107－109个不同抗体分子，为什么？ 33. 细胞学说的主要内容。 34. 溶酶体膜有何与其自身功能相适应的特点？ 35. 何为信号肽假说的？ 36. 核孔复合体的结构模型。 37. 胞饮作用和吞噬作用的区别。 38. 为什么说线粒体和叶绿体是半自主性细胞器？ 39. 简述核被膜的主要功能 40. 简述减数分裂的意义
细胞生物学课后练习参考答案 作业一 ●一切活细胞都从一个共同的祖先细胞进化而来，证据是什么想像地球上生命进化的很早时期。可否假设那个原始的祖先细胞是所形成的第一个仅有的细胞 1、关于一个共同祖先的假说有许多方面的证据。对活细胞的分析显示出其基本组分有着令人惊异的相似程度，例如，各种细胞的许多新陈代谢途径是保守的，在一切活细胞中组成核酸与蛋白质的化合物是一样的。同样，在原核与真核细胞中发现的一些重要蛋白质有很相似的精细结构。最重要的过程仅被“发明”了一次，然后在进化中加以精细调整去配合特化细胞的特定需要。●人脑质量约1kg并约含1011个细胞。试计算一个脑细胞的平均大小(虽然我们知道它们的大小变化很大)，假定每个细胞完全充满着水(1cm3的水的质量为1g)。如果脑细胞是简单的正方体，那么这个平均大小的脑细胞每边长度为多少 2、一个典型脑细胞重10-8g (1000g/1011)。因为1g水体积为1 cm3，一个细胞的体积为10-14m3。开立方得每个细胞边长2.1 × 10-5m即21 μm。 ●假定有一个边长为100μm，近似立方体的细胞 (1)计算它的表面积/体积比； (2)假设一个细胞的表面积/体积比至少为3才能生存。那么将边长为100μm，总体积为1 000 000μm3的细胞能在分割成125个细胞后生存吗 3、(1) 如图1所示，该细胞的表面积(SA)为每一面的面积(长×宽)乘以细胞的面数，即SA=100 μm ×100 μm ×6 = 60 000 μm2。细胞的体积是长×宽×高，即(100 μm)3=1 000 000 μm3因而SA/体积的比率=SA/体积=60 000μm/ 1 000 000μm= 0. 06 μm-1。 (2) 分割后的细胞将不能存活。125个立方体细胞应有表面积300 000μm2, SA/体积的比率为0.3。如果要使总表面积/体积达到3，可以假设将立方体边长分割成n份，每个小方块的表面积为SA l，总面积为SA t则有： 分割后的小方块表面积为SA l = 6 × (100/n) 2(1) 总面积为SA t = 6 × (100/n) 2 × n3(2) 根据细胞存活要求SA t/V = 3 (3) 即： 6 × (100/n) 2 × n3 / 1003 = 3 (4) 由(4)可知n=50，即细胞若要存活必须将其分割成125000个小方块。 ●构成细胞最基本的要素是________、________ 和完整的代谢系统。 4、基因组，细胞质膜和完整的代谢系统 图1 边长为100μm的立方体与分割成125块后的立方体
１.简述细胞生物学得基本概念,以及细胞生物学发展得主要阶段。 以细胞为研究对象,经历了从显微水平到亚显微与分子水平得发展过程,研究细胞结构与功能从而探索细胞生长发育繁殖遗传变异代谢衰老及进化等各种生命现象得规律得科学；主要阶段：①细胞得发现与细胞学说得创立②光学显微镜下得细胞学研究③实验细胞学研究④亚显微结构与分子水平得细胞生物学。 2.简述细胞学说得主要内容。 施莱登与施旺提出一切生物，从单细胞生物到高等动物与植物均有细胞组成,细胞就是生物形态结构与功能活动得基本单位。魏尔肖后来对细胞学说作了补充，强调细胞只能来自原来得细胞。 3.简述原核细胞得结构特点。 １)、结构简单 DNＡ为裸露得环状分子，无膜包裹，形成拟核。 细胞质中无膜性细胞器,含有核糖体。 ２)、体积小直径约为1到数个微米。 4.简述真核细胞与原核细胞得区别。 5.简述DNＡ得双螺旋结构模型。 ① DNA分子由两条相互平行而方向相反得多核苷酸链组成。②两条链围绕着同一个中心轴 以右手方向盘绕成双螺旋结构。③螺旋得主链由位于外侧得间隔相连得脱氧核糖与磷酸组成,
内侧为碱基构成。④两条多核苷酸链之间依据碱基互补原则相连螺旋内每一对碱基均位于同一平面上并且垂直于螺旋纵轴,相邻碱基对之间距离为0、34nｍ,双螺旋螺距为3、4nm。6.蛋白质得结构特点。 以独特得三维构象形式存在,蛋白质三维构象得形成主要由其氨基酸得顺序决定,就是氨基酸组分间相互作用得结果。一级结构就是指蛋白质分子氨基酸得排列顺序,氨基酸排列顺序得差异使蛋白质折叠成不同得高级结构。二级结构就是由主链内氨基酸残基之间氢键形成,有两种主要得折叠方式a-螺旋与β-片层。在二级结构得基础上进一步折叠形成三级结构,不同侧键间互相作用方式有氢键,离子键与疏水键，具有三级结构既表现出了生物活性。三级结构得多肽链亚单位通过氢键等非共价键可形成更复杂得四级结构。 7.生物膜得主要化学组成成分就是什么？ 膜脂(磷脂,胆固醇,糖脂),膜蛋白,膜糖 8.什么就是双亲性分子(兼性分子）？举例说明。 既含有亲水头部又含有疏水得尾部得分子,如磷脂一端为亲水得磷酸基团，另一端为疏水得脂肪链尾。 9.膜蛋白得三种类型。 膜内在蛋白(整合蛋白),膜外在蛋白,脂锚定蛋白 10.细胞膜得主要特性就是什么？膜脂与膜蛋白得运动方式分别有哪些？ 细胞膜得主要特性：膜得不对称性与流动性; 膜脂翻转运动,旋转运动，侧向扩散,弯曲运动,伸缩与振荡运动。膜蛋白旋转运动与侧向扩散。 11.影响膜脂流动得主要因素有哪些? ①脂肪酸链得饱与程度,不饱与脂肪酸越多，相变温度越低其流动性也越大。 ②脂肪酸链得长短,脂肪酸链短得相变温度低,流动性大。 ③胆固醇得双重调节，当温度在相变温度以上时限制膜得流动性起稳定质膜得作用，在相变 温度以下时防止脂肪酸链相互凝聚，干扰晶态形成。 ④卵磷脂与鞘磷脂得比例,比值越大流动性越大。 ⑤膜蛋白得影响,嵌入膜蛋白越多，膜脂流动性越小 ⑥膜脂得极性基团、环境温度、ｐH值、离子强度及金属离子等均可对膜脂得流动性产生一 定得影响。 12.简述生物膜流动镶嵌模型得主要内容及其优缺点。 膜中脂双层构成膜得连贯主体,她们具有晶体分子排列得有序性,又有液体得流动性，膜中蛋白质以不同得方式与脂双层结合。优点,强调了膜得流动性与不对称性。缺点,但不能说明具有流动性性得质膜在变化过程中怎样保持完整性与稳定性,忽视了膜得各部分流动性得不均匀性。 13.小分子物质得跨膜运输方式有哪几种？ 被动运输:简单扩散,易化扩散,离子通道扩散。主动运输：ＡＴP直接供能,ＡTP间接供能。 14.简述被动运输与主动运输得区别。 被动运输不消耗细胞能量,顺浓度梯度或电化学梯度。主动运输逆电化学梯度运输，需要消耗能量,都有载体蛋白介导。 15.大分子与颗粒物质得跨膜运输方式有哪几种? 胞吞作用(吞噬作用,胞饮作用,受体介导得胞吞作用)。胞吐作用（连续性分泌作用，受调性分泌作用) 16.简述小肠上皮细胞吸收葡萄糖得过程。 小肠上皮细胞顶端质膜中得Ｎa+／葡萄糖协同运输蛋白，运输2个Na＋得同时转运1个葡萄糖分子,使胞质内产生高葡萄糖浓度;质膜基底面与侧面得葡萄糖易化扩散运输蛋白,转运葡萄糖离开细胞,形成葡萄糖得定向转运。Ｎａ＋-Ｋ+泵将回流到细胞质中得Ｎa+转运出细胞,维持Ｎａ+穿膜浓度梯度。
医学细胞生物学试题及答案 第一章细胞生物学与医学 一、名词解释 1. 细胞生物学(cell biology: 2. 医学细胞生物学(medical cell biology: 二、问答题 1. 简述细胞生物学的主要研究内容。 2. 如何理解细胞的“时空”特性? 3. 细胞学说是怎样形成的? (eukaryotic cell:拟核(nucleoid:质粒 细胞体积守恒定律 二、问答题2. 比较真核细胞的显微结构和亚显微结构。3. 细胞的生命现象表现在哪些方面? 第五章细胞膜及其表面 一、名词解释
1. 生物膜(biological membrane 2. 脂质体(liposome 3. 糖脂(glycolipid 和糖蛋白(glycoprotein 4. 内在蛋白质(integral protein 和周边蛋白质(peripheral protein 6. 细胞表面(cell surface 8. 糖萼(glycocalyx 9. 细胞连接(cell junction 11. 穿膜运输(transmembrane transport 和膜泡运输(transport by vesicle formation 12. 胞吞作用(endocytosis 、胞饮作用(pinocytosis 和胞吐作用(exocytosis 13. 低密度脂蛋白(low density lipoprotein, LDL 14. 受体(receptor 和配体(ligand 1 5. 细胞识别(cell recognition 1 6. G 蛋白受体(G receptor和G 蛋白(G protein 1 7. 信号转导(signal transduction 1 8. 二、问答题 1. 组成细胞膜的化学物质主要有哪些? 2. 3. 5. 细胞膜的理化特性有哪些? 12. 细胞是如何识别的?细胞的识别有何生物学意义? 13. 简述G 蛋白的结构和作用机制。 14.cAMP 、IP3、DAG 和Ca 2+等第二信使分属于哪些信号传导通路?是如何产生的?有何生物学功能? 第六章细胞质和细胞器 一、名词解释
第八章细胞信号转导 1、名词解释 细胞通讯:指一个细胞发出的信息通过介质传递到另一个细胞并与其受体相互作用，产生特异性生物学效应的过程。 受体:指能够识别和选择性结合某种配体（信号分子）的大分子。多数为糖蛋白，少数为糖脂或二者复合物。 第一信使:由信息细胞释放的，经细胞外液影响和作用其它信息接收细胞的细胞外信号分子 第二信使:第一信使与受体作用后在胞内最早产生的信号分子称为第二信使。 2、细胞信号分子分为哪两类？受体分为哪两类？ 细胞信号分子：亲脂性信号分子和亲水性信号分子； 受体：细胞内受体：位于细胞质基质或核基质，主要识别和结合脂溶性信号分子; 细胞表面受体：主要识别和结合亲水性信号分子（三大家族;G蛋白耦联受体，酶联受体，离子通道耦联受体） 3、两类分子开关蛋白的开关机制。 GTPase开关蛋白:结合GTP活化,结合GDP失活。鸟苷酸交换因子GEF引起GDP从开关蛋白释放，继而结合GTP并引起G蛋白构象改变使其活化；随着结合GTP水解形成GDP和Pi，开关蛋白又恢复成失活的关闭状态。GTP水解速率被GTPase促进蛋白GAP和G蛋白信号调节子RGS所促进，被鸟苷酸解离抑制物GDI所抑制。 普遍的分子开关蛋白:通过蛋白激酶使靶蛋白磷酸化和蛋白磷酸酶使靶蛋白去磷酸化活性调节蛋白质活性。 4、三类细胞表面受体介导的信号通路各有何特点？ （1）离子通道耦联受体介导的信号通路特点：自身为离子通道的受体，有组织分布特异性，主要存在与神经、肌肉 等可兴奋细胞，对配体具有特异性选择，其跨膜信号转导无需中间步骤，其信号分子是神经递质。 （2）G蛋白耦联受体介导的信号通路特点：信号需与G蛋白偶联，其受体在膜上具有相同的取向，G蛋白耦联受体一 般为7次跨膜蛋白，会产生第二信使，G蛋白在信号转导过程中起着分子开关的作用。 （3）酶连受体信号转导特点：a.不需G蛋白，而是通过受体自身的蛋白酶的活性来完成信号跨膜转换；b.对信号的 反应较慢，且需要许多细胞内的转换步骤；c.通常与细胞生长、分裂、分化、生存相关。 5、试述cAMP信号通路。 信号分子→G蛋白耦联受体(Rs)→G蛋白(Gs)→腺苷酸环化酶(C)→ cAMP →cAMP依赖的蛋白激酶A（PKA）→细胞质中靶蛋白→细胞反应 →基因调控蛋白→基因表达 6、试述磷脂酰肌醇信号通路。 胞外信号分子→G蛋白耦联受体→Gq蛋白→磷脂酶C(PLC )→PIP2 →IP3→胞内Ca2+浓度升高→Ca2+结合蛋白(如钙调蛋白CaM)→靶酶（如CaM蛋白激酶）→细胞反应 →靶蛋白→细胞反应 →DAG→激活PKC →抑制蛋白（磷酸化）→基因调控蛋白→调控基因表达 →MAPK（磷酸化）→基因调控蛋白→调控基因表达 7、试述RTK-Ras信号通路及其主要功能。 细胞外信号→RTK二聚体化和自身磷酸化→接头蛋白（如GRB2）→GEF（如Sos）→Ras与GTP结合并活化→ MAPKKK（即Raf）活化→MAPKK(即MEK)磷酸化并活化→MAPK（即ERK）磷酸化并活化，进入细胞核→其他激酶或转录因子磷酸化修饰→基因表达→细胞应答和效应 8、比较cAMP信号通路和磷脂酰肌醇信号通路的异同点。 相同点：都由G蛋白耦联受体，G蛋白和效应器三部分构成 不同点：产生的第二信使不同，CAMP信号通路主要通过蛋白激酶A激活靶酶和开启基因表达；磷脂酰肌醇信号通路是胞外信号被膜受体接受后，同时产生两种胞内信使，分别启动IP3/Ca2+和DAG/PKC两个信号传递途径。 第九章细胞骨架 1.名词解释 细胞骨架：是细胞内以蛋白纤维为主要成分的网架结构包括微丝、微管和中间丝。 分子发动机：是一类利用ATP供能产生推动力，进行细胞内物质运输或运动的蛋白。 2.细胞质骨架由哪几种结构组成？各结构分别具有哪些功能？ 微管主要分布在核周围,并呈放射状向胞质四周扩散；支架作用、细胞内物质运输的轨道、鞭毛和纤毛的运动、参与细 胞分裂
1、第一个观察到活细胞有机体的是（）。 A、Robert Hooke B、Leeuwen Hoek C、Grew D、Virchow 2、细胞学说是由（）提出来的。 A、Robert Hooke和Leeuwen Hoek B、Crick和Watson C、Schleiden和Schwann D、Sichold和Virchow 1、大肠杆菌的核糖体的沉降系数为（） A、80S B、70S C、 60S D、50S 2、下列没有细胞壁的细胞是（） A、支原体 B、细菌 C、蓝藻 D、植物细胞 3、植物细胞特有的细胞器是（） A、线粒体 B、叶绿体 C、高尔基体 D、核糖体 4、蓝藻的遗传物质相当于细菌的核区称为（） A、中心体 B、中心质 C、中体 D、中心球 5、在病毒与细胞起源的关系上，下面的（）观战越来越有说服力。 A、生物大分子→病毒→细胞 B、生物大分子→细胞和病毒 C、生物大分子→细胞→病毒 D、都不对 6、动物细胞特有的细胞器是（） A、细胞核 B、线粒体 C、中心粒 D、质体 7、目前认为支原体是最小的细胞，其直径约为（） A、0.01μm B、0.1~0.3μm C、1~3μm D、10μm 8、在真核细胞和原核细胞中共同存在的细胞器是（） A、中心粒 B、叶绿体 C、溶酶体 D、核糖体 9、SARS病毒是（）。 A、DNA病毒 B、RNA病毒 C、类病毒 D、朊病毒 10、原核细胞的呼吸酶定位在（）。 A、细胞质中 B、质膜上 C、线粒体内膜上 D、类核区内 11、在英国引起疯牛病的病原体是（）。 A、朊病毒（prion） B、病毒（Virus） C、立克次体 D、支原体 12、逆转录病毒是一种（）。 A、双链DNA病毒 B、单链DNA病毒 C、双链RNA病毒 D、单链RNA病毒 1、由小鼠骨髓瘤细胞与某一B细胞融合后形成的细胞克隆所产生的抗体称（）。 A、单克隆抗体 B、多克隆抗体 C、单链抗体 D、嵌合抗体 2、要观察肝组织中的细胞类型及排列，应先制备该组织的（） A、滴片 B、切片 C、涂片 D、印片 3、提高普通光学显微镜的分辨能力，常用的方法有（） A、利用高折射率的介质（如香柏油） B、调节聚光镜，加红色滤光片 C、用荧光抗体示踪 D、将标本染色 4、适于观察培养瓶中活细胞的显微镜是（） A、荧光显微镜 B、相差显微镜 C、倒置显微镜 D、扫描电镜 5、观察血细胞的种类和形态一般制备成血液（） A、滴片 B、切片 C、涂片 D、印片
细胞生物学与细胞工程试题 一：填空题（共40小题，每小题0.5分，共20分） 1：现在生物学“三大基石”是：＿，＿＿。 2：细胞的物质组成中，＿，＿，＿，＿四种。 3：膜脂主要包括：＿，＿，＿三种类型。 4：膜蛋白的分子流动主要有＿扩散和＿扩散两种运动方式。 5：细菌视紫红质蛋白结构的中部有几个能够吸光的＿基因，又称发色基因。6：受体是位于膜上的能够石碑和选择性结合某种配体的＿。 7：信号肽一般位于新合成肽链的＿端，有的可位于中部。 8：次级溶酶体是正在进行或完成消化作用的溶酶体，可分为＿，＿，及＿。 9狭义的细胞骨架（指细胞质骨架）包括＿，＿，＿，＿及＿。 10：高等动物中，根据等电点分为3类：α肌动蛋白分布于＿；β和γ肌动蛋白分布于所有的＿和＿。 11：染色质的化学组成＿，＿，＿，少量＿。 12：随体是指位于染色体末端的球形染色体节段，通过＿与＿相连。 13：弹性蛋白的结构肽链可分为两个区域：富含＿，＿，＿区段。 14：细胞周期可分为G1期，S期，G2期，G2期主要合成＿，＿，＿等。 二：名词解释（每个1分，共20小题） 1：支原体 2：组成型胞吐作用 3：多肽核糖体 4：信号斑 5：溶酶体 6：微管 7：染色单体 8：细胞表面 9：锚定连接 10：信号分子 11：荧光漂白技术
12：离子载体 13：受体 14：细胞凋亡 15：全能性 16：常染色质 17：联会复合体 18组织干细胞 19：分子伴侣 20：E位点 三：选择题（每题一分，共20小题） 1：细胞中含有DNA的细胞器有（） A：线粒体B叶绿体C细胞核D质粒 2：细细胞核主要由（）组成 A：核纤层与核骨架B：核小体C：染色质和核仁 3：在内质网上合成的蛋白质主要有（） A：需要与其他细胞组分严格分开的蛋白B：膜蛋白C：分泌性蛋白 D：需要进行修饰的pro 4:细胞内进行蛋白修饰和分选的细胞器有（） A：线粒体 B：叶绿体 C：内质网 D：高尔基体5微体中含有（） A：氧化酶 B：酸性磷酸酶 C：琥珀酸脱氢酶 D：过氧化氢酶6：各种水解酶之所以能够选择性的进入溶酶体是因为它们具有（）A：M6P标志 B：导肽 C：信号肽 D：特殊氨基序列7：溶酶体的功能有（） A：细胞内消化 B：细胞自溶 C：细胞防御 D：自体吞噬8：线粒体内膜的标志酶是（） A：苹果酸脱氢酶 B：细胞色素 C：氧化酶 D：单胺氧化酶9：染色质由以下成分构成（） A：组蛋白 B：非组蛋白 C：DNA D：少量RNA
医学细胞生物学08级考试题库 一、名词解释(gyxj)： 1、主动运输：是载体蛋白介导的物质逆浓度梯度或电化学梯度由低浓度一侧向高浓度一侧进行的跨膜运输方式，要消耗能量。 2、易化扩散：一些亲水性的物质不能以简单扩散的方式通过细胞膜，但它们在载体蛋白的介导下，不消耗细胞的代谢能量，顺物质浓度或电化学梯度进行转运。 3、内在膜蛋白：其主体部分穿过细胞膜脂双层，分为单次跨膜，多次跨膜和多亚基跨膜蛋白三种类型。 4、脂锚定蛋白：这类膜蛋白位于膜的两侧，很像外周蛋白，但与其不同的是脂锚定蛋白以共价键与脂双层内的脂分子结合。 5、肽键：是一个氨基酸分子上的羧基与另一个氨基酸分子上的氨基经脱水缩合形成的化学键。 6、蛋白质二级结构：是在蛋白质一级结构基础上形成的，是由于肽链主链内的氨基酸残基之间有规则地形成氢键相互作用的结果。 7、转录：基因转录是遗传信息从DNA流向RNA 的过程，即将DNA分子上的核苷酸序列转变为RNA分子上核苷酸序列的过程。 8、蛋白质一级结构：是指蛋白质分子中氨基酸的排列顺序。 9、膜泡运输：大分子和颗粒物质运输时并不直接穿过细胞膜，都是由膜包围形成膜泡，通过一些列膜囊泡的形成和融合来完成的转运过程。 10、吞噬体：细胞摄取较大的固体颗粒或或分子复合物，在摄入这类颗粒物质时，细胞膜凹陷或形成伪足，将颗粒包裹后摄入细胞，吞噬形成的膜泡称为吞噬体。 11、胞饮体：质膜内凹陷形成一个小窝，包围液体物质而形成。 12、受体介导的内吞作用：是细胞通过受体介导摄取细胞外专一性蛋白质或其它化合物的过程。 13、细胞外被：在大多数真核细胞表面有富含糖类的周缘区，被称为细胞外被。 14、胞质溶胶：是均匀而半透明的液体物质，其主要成分是蛋白质。 15、细胞内膜系统：是细胞内那些在结构、功能及其发生上相互密切关系的膜性结构细胞器之总称。 16、N-连接糖基化：发生在粗面内质网中的糖基化主要是寡糖与蛋白质天冬酰胺残基侧链上氨基基团的结合，所以亦称之为N-连接糖基化。 17、初级溶酶体：是指通过其形成途径刚刚产生的溶酶体。 18、次级溶酶体：当初级溶酶体经过成熟，接受来自细胞内、外的物质，并与之发生相互作用时，即成为次级溶酶体。 19、自噬溶酶体：作用底物是来自于细胞自身的各种组分，或者衰老、残损和破碎的细胞器。 20、吞（异）噬性溶酶体：作用底物是源于细胞外来的物质。 21、细胞呼吸：在细胞内特定的细胞器（主要是线粒体）内，在O2的参与下，分解各种大分子物质，产生CO2 ;与此同时，分解代谢所释放出的能量储存于ATP中。22、呼吸链：由一系列能够可逆地接受或释放H+和e_ 的化学物质在内膜上有序的排列成相关联的链状。
细胞生物学 试、习题库（附解答）苏大《细胞生物学》课程组编 第一批
细胞生物学试题题库第一部分 填空题 1 细胞是构成有机体的基本单位，是代谢与功能的基本单位，是生长与发育的基本单位，是遗传的基本单位。 2 实验生物学时期，细胞学与其它生物科学结合形成的细胞分支学科主要有细胞遗传学、细胞生理学和细胞 化学。 3 组成细胞的最基础的生物小分子是核苷酸、氨基酸、脂肪酸核、单糖，它们构成了核酸、蛋白质、脂类和 多糖等重要的生物大分子。 4 按照所含的核酸类型，病毒可以分为D.NA.病毒和RNA.病毒。 1. 目前发现的最小最简单的细胞是支原体，它所具有的细胞膜、遗传物质（D.NA.与RNA.）、核糖体、酶是 一个细胞生存与增殖所必备的结构装置。 2. 病毒侵入细胞后，在病毒D.NA.的指导下，利用宿主细胞的代谢系统首先译制出早期蛋白以关闭宿主细胞 的基因装置。 3. 与真核细胞相比，原核细胞在D.NA.复制、转录与翻译上具有时空连续性的特点。 4. 真核细胞的表达与原核细胞相比复杂得多，能在转录前水平、转录水平、转录后水平、翻译水平、和翻译 后水平等多种层次上进行调控。 5. 植物细胞的圆球体、糊粉粒、与中央液泡有类似溶酶体的功能。 6. 分辨率是指显微镜能够分辩两个质点之间的最小距离。 7. 电镜主要分为透射电镜和扫描电镜两类。 8. 生物学上常用的电镜技术包括超薄切片技术、负染技术、冰冻蚀刻技术等。 9. 生物膜上的磷脂主要包括磷脂酰胆碱（卵磷脂）、磷脂酰丝氨酸、磷脂酰肌醇、磷脂酰乙醇胺和鞘磷脂。 10. 膜蛋白可以分为膜内在蛋白（整合膜蛋白）和膜周边蛋白（膜外在蛋白）。 11. 生物膜的基本特征是流动性和不对称性。 12. 内在蛋白与膜结合的主要方式有疏水作用、离子键作用和共价键结合。 13. 真核细胞的鞭毛由微管蛋白组成，而细菌鞭毛主要由细菌鞭毛蛋白组成。 14. 细胞连接可分为封闭连接、锚定连接和通讯连接。 15. 锚定连接的主要方式有桥粒与半桥粒和粘着带和粘着斑。 16. 锚定连接中桥粒连接的是骨架系统中的中间纤维，而粘着带连接的是微丝（肌动蛋白纤维）。 17. 组成氨基聚糖的重复二糖单位是氨基己糖和糖醛酸。 18. 细胞外基质的基本成分主要有胶原蛋白、弹性蛋白、氨基聚糖和蛋白聚糖、层粘连蛋白和纤粘连蛋白等。 19. 植物细胞壁的主要成分是纤维素、半纤维素、果胶质、伸展蛋白和蛋白聚糖等。 20. 植物细胞之间通过胞间连丝相互连接，完成细胞间的通讯联络。 21. 通讯连接的主要方式有间隙连接、胞间连丝和化学突触。 22. 细胞表面形成的特化结构有膜骨架、微绒毛、鞭毛、纤毛、变形足等。 23. 物质跨膜运输的主要途径是被动运输、主动运输和胞吞与胞吐作用。 24. 被动运输可以分为简单扩散和协助扩散两种方式。 25. 协助扩散中需要特异的膜转运蛋白完成物质的跨膜转运，根据其转运特性，该蛋白又可以分为载体蛋白 和通道蛋白两类。 26. 主动运输按照能量来源可以分为A.TP直接供能运输、A.TP间接供能运输和光驱动的主动运输。 27. 协同运输在物质跨膜运输中属于主动运输类型。 28. 协同运输根据物质运输方向于离子顺电化学梯度的转移方向的关系，可以分为共运输（同向运输）和反 向运输。
医学细胞生物学 一、名词解释 1、联会复合体：在联会的同源染色体之间，沿纵轴方向，存在一种特殊的结构，即联会 复合体，发生在减数第一次分裂前期的偶线期。 2、细胞分化：在个体发育中，来自同一受精卵的同源细胞在不同发育阶段，不同环境下 逐渐衍生为在形态结构，功能和蛋白质合成等方面都具有稳定性差异的细胞的过程称为细胞分化。 3、X 染色质：上皮细胞等的间期核，用碱性染料染色后，在人的女性细胞靠近核膜处可 观察到有一个长圆形的小体，为X染色质。这是由于女性两条染色体中有一条非活性，而异常凝缩而成的。 4、马达蛋白：马达蛋白是指为细胞内组分的运动提供动力，使它们能够沿着骨架蛋白向 不同方向运动的一类蛋白。 5、协助扩散：依赖于转运蛋白的才能完成的物质运输方式称为协助转运，也称协助扩散。 协助扩散可分为离子通道和载体两种方式，前者负责运输离子，后者负责运输单糖，氨基酸，脂肪酸等极性物质。 6、细胞学说：由施莱登和施万创立，包括①所有生物体都是由细胞构成的；②细胞是构 成生物体的基本单位；③所有细胞都来自于已有细胞。 7、生物膜：细胞质内的膜系统与细胞质膜统称为生物膜。生物膜具有共同的结构特征和 各自高度专一的功能，以保证生命活动的高度有序化和高度自控性。 8、糖萼：糖蛋白，蛋白聚糖和糖脂的糖分子侧链在细胞表面形成细胞被，又称糖萼。 糖萼的主要功能是保护细胞，兼有润滑作用，还具有识别功能，eg人类ABO血型与糖脂的结构有关。 9、核小体：染色质的基本结构是核小体，由DNA双链包装而成，是染色质的一级结构。 10. 细胞凋亡：细胞凋亡，又称程序性细胞死亡，是多细胞生物在发生，发展过程中，为 调控机体发育，维护内环境稳定，而出现的主动死亡过程。 11. 灯刷染色体：灯刷染色体是普遍存在于鱼类，两栖类等动物卵母细胞中的一类形似灯 刷的特殊巨大染色体，长度超过1m m，是未成熟的卵母细胞进行第一次减数分裂时停留在双线期的染色体，大部分DNA以染色粒形式存在，没有转录活性，而侧环是RNA