第12课时 酵母细胞的固定化
[学习导航] 1.阅读教材P 49“课题背景”，认识在应用酶的过程中，存在的实际问题及解决办法。2.通过阅读教材P 49“(一)”，了解高果糖浆及生产高果糖浆的固定化酶技术。3.结合教材P 50“(二)”，掌握固定化技术的方法及适合不同固定方法的材料。4.阅读教材P 50“实验操作”，掌握固定化酵母细胞的实验操作过程，达到能够进行实际操作的目的。
[重难点击] 1.说出固定化酶和固定化细胞的作用和原理。2.尝试制备固定化酵母细胞，并利用固定化酵母细胞进行酒精发酵。
一、固定化酶和固定化细胞技术
1.固定化酶的应用实例——生产高果糖浆
(1)反应原理：葡萄糖――――――→葡萄糖异构酶
果糖。
(2)生产过程
将葡萄糖异构酶固定在颗粒状载体上
↓
放入底端装有分布着许多小孔的筛板的反应柱内(酶颗粒不能通过，反应液能通过)
↓
葡萄糖溶液从反应柱的上端注入
↓
葡萄糖溶液流过反应柱
↓
与固定化葡萄糖异构酶接触，转化成果糖
↓
果糖从反应柱的下端流出
2.固定化酶和固定化细胞技术
(1)概念：利用物理或化学方法将酶或细胞固定在一定空间内的技术。
(2)常用的几种固定方式
①是包埋法，能将酶或者细胞包埋在不溶于水的多孔性载体中。
②是化学结合法，能将酶或者细胞相互连接或者结合到载体上。
③是物理吸附法，能将酶或者细胞吸附到载体表面。
(3)优点
①固定化酶：酶既能与反应物接触，又能与产物分离，可以反复利用。
②固定化细胞：与固定化酶技术相比，固定化细胞制备的成本更低，操作更容易。
(4)固定化酶和固定化细胞的比较
1.固定化酶和固定化细胞的原理
(1)根据教材“高果糖浆的生产”分析固定化酶依据的原理与其优点分别是什么？
答案将酶固定在不溶于水的载体上，使酶既能与反应物接触，又能与产物分离；同时，固定在载体上的酶还可以被反复利用。
(2)固定化细胞多采用哪种方法？该方法的原理与优点是什么？
答案包埋法。包埋法的原理是：将微生物细胞包埋在不溶于水的多孔性载体中。与固定化酶技术相比较，该方法成本更低，操作更容易。
2.固定化酶和固定化细胞的特点分析
(1)一种酶只能催化一种或一类化学反应，而在实际生产中很多产物的形成都需要通过一系列的酶促反应才能进行，怎样解决这一问题？
答案可采用固定化细胞技术。因为固定化细胞固定的是活细胞，而细胞中有多种酶，因此可以催化一系列反应。
(2)固定化细胞与固定化酶所固定的酶种类有何区别？
答案固定化细胞中含有多种酶，能催化一系列生化反应，而固定化酶中只含有一种酶，只能催化一种生化反应。
(3)固定化酶和固定化细胞活性的维持需要的条件有何异同？
答案都需要适宜的温度和pH等影响酶活性的条件，但固定化细胞还需要提供溶解氧和营养物质。
归纳总结
固定化酶和固定化细胞的两个区别
(1)固定方法的区别
①在实际应用中，酶更适用化学结合法和物理吸附法固定，原因是酶分子小，容易被多孔性物质吸附，更适合与化学物质结合，容易从包埋材料中漏出。
②细胞体积大难以吸附或结合，因而细胞多采用包埋法固定。
(2)催化作用的区别
固定化细胞操作更容易，对酶活性的影响更小，可以催化一系列反应，但是，由于大分子物质难以自由通过细胞膜，因此固定化细胞的应用也受到限制。所以，催化的反应物为大分子物质时，最好选用固定化酶技术。
1.下列关于固定化酶和固定化细胞的说法，不正确的是()
A.固定化酶和固定化细胞的技术方法包括包埋法、化学结合法和物理吸附法
B.固定化酶更适合采用化学结合法和物理吸附法
C.由于细胞体积大，而酶分子很小，因此细胞多采用物理吸附法固定化
D.反应物是大分子物质应采用固定化酶
答案 C
解析由于细胞体积大，酶分子很小，体积大的细胞难以被吸附或结合，而较小的酶容易从包埋材料中漏出。因此，细胞多采用包埋法固定化，酶更适合采用化学结合法和物理吸附法固定化。
一题多变
果汁的生产需要果胶酶，用酶固定法可以提高果胶酶的利用率(如下图)。图中果胶酶的固定化适合采用哪种方法？
答案酶分子较小，不适合采用包埋法固定化，可采用化学结合法和物理吸附法固定化。
2.如今，固定化酶与固定化细胞技术已经大规模地应用于各个生产领域。
(1)在实际生产中，固定化酶技术能节约成本的原因是_____________________________。
与固定化酶技术相比，固定化细胞固定的是_____________________________________。(2)填写下列三种固定化酶的方法：①是__________，②是___________，③是________。
(3)制备固定化酵母细胞时，常用的包埋材料是_________，该载体的特点是__________。
答案(1)固定化酶能被反复利用多酶系统(或一系列酶或多种酶)(2)化学结合法物理吸附法包埋法(3)海藻酸钠不溶于水、多孔
解析(1)将酶固定化后，能使酶在催化反应之后与产物分离，可反复使用；将细胞固定化后，即可以将一种细胞内的多种酶同时进行固定。(2)图示①将酶相互连接起来，是化学结合法；
②将酶吸附在载体表面上，是物理吸附法；③将酶包埋在细微网格里，是包埋法。(3)海藻酸钠不溶于水，容易与发酵液分离，在高温时容易熔化，温度降低时又可以形成多孔性固体颗粒，是包埋酵母菌的好材料。
一题多变
(1)题中图①和②方法是否适于固定化酵母细胞？为什么？
答案不适合。因为细胞体积大，难以被吸附或结合。
(2)题中图③方法用于固定化酶时有何缺点？
答案酶分子很小，容易从包埋材料中漏出。
方法链接
选择固定化酶与固定化细胞的方法
(1)根据固定方法选择
①固定化酶技术：由于酶分子较小，可以采用物理吸附法和化学结合法进行固定，它催化的是单一的化学反应。
②固定化细胞技术：细胞一般体积较大，适合应用包埋法固定，而且细胞能够产生多种酶，因此固定化细胞可以催化一系列化学反应。
(2)根据反应液中加入物质选择
①在固定化酶应用过程中，反应溶液中只需要加入酶的底物。
②固定化细胞在应用过程中，要保持细胞的正常生命活动，反应溶液中除需要加入反应的底物外，还应加入满足细胞生命活动所需要的营养物质等。
(3)根据反应的特点选择
①固定化酶可以催化的反应物是小分子或大分子。
②固定化细胞则只能催化小分子反应物。
二、实验操作
1.制备固定化酵母细胞
(1)固定方法：包埋法。
(2)常用载体：一些不溶于水的多孔性载体，如明胶、琼脂糖、海藻酸钠、醋酸纤维素和聚丙烯酰胺等。
(3)实验操作
酵母细胞的活化
↓
配制物质的量浓度为0.05 mol/L的CaCl2溶液
↓
配制海藻酸钠溶液
↓
海藻酸钠溶液与酵母细胞混合
↓
固定化酵母细胞
2.用固定化酵母细胞发酵
将固定好的酵母细胞(凝胶珠)用蒸馏水冲洗2～3次
↓
将150 mL质量分数为10%的葡萄糖溶液转移到锥形瓶中
↓
加入固定好的酵母细胞(凝胶珠)
↓
置于25 ℃下发酵24 h
↓
观察是否有气泡产生，闻闻是否有酒味
1.实验过程分析
(1)用于固定酵母细胞的载体是什么？载体的浓度越高固定效果越好吗？
答案海藻酸钠。海藻酸钠浓度过高不易形成凝胶珠；浓度过低形成的凝胶珠内包埋的细胞过少。
(2)配制海藻酸钠时小火或间断加热并不断搅拌的目的是什么？
答案海藻酸钠在水中溶解的速度较慢，需要通过加热促进其溶解，用小火或间断加热并不断搅拌的目的是防止加热过程中海藻酸钠焦糊。
(3)为什么要等海藻酸钠溶液冷却后才能加入酵母细胞？
答案固定的酵母细胞必须保持活性才能发挥作用，冷却后加入酵母细胞的原因是防止高温杀死酵母细胞。
2.实验结果分析
(1)若凝胶珠颜色过浅、呈白色，你知道是什么原因造成的吗？
答案海藻酸钠浓度偏低，固定的酵母细胞数目较少。
(2)若凝胶珠不呈圆形或椭圆形，你知道是什么原因造成的吗？
答案海藻酸钠浓度偏高。
(3)利用固定的酵母细胞发酵产生酒精时，当观察到哪些现象时，则可以说明实验获得成功？答案如果看到产生很多气泡，同时闻到酒味，则证明实验获得成功。
归纳总结
固定化酵母细胞的三个注意事项
(1)溶化海藻酸钠，应采用小火或间断加热，直到海藻酸钠完全溶化，以防加热过快，导致海藻酸钠焦糊。
(2)制备固定化酵母细胞时，加入酵母细胞的海藻酸钠溶液不能直接“注入”而应缓慢“滴入”CaCl2溶液中，使刚形成的凝胶珠在CaCl2溶液中浸泡一段时间，以便形成稳定的结构。
(3)要控制好海藻酸钠的浓度。如果海藻酸钠浓度过高，将很难形成凝胶珠；如果浓度过低，形成的凝胶珠所包埋的酵母细胞的数目少，影响实验效果。
3.关于固定化酵母细胞制备过程的叙述，正确的是()
A.为使酵母菌活化，应让干酵母与自来水混合并搅拌
B.用小火或间断加热可防止海藻酸钠溶液焦糊
C.向刚溶化好的海藻酸钠溶液中加入已活化的酵母细胞，充分搅拌并混合均匀
D.将与酵母细胞混匀的海藻酸钠溶液倒入CaCl2溶液中，会观察到CaCl2溶液中有球形或椭球形的凝胶珠形成
答案 B
解析酵母细胞活化时，应让干酵母与蒸馏水混合并搅拌，A项错误；配制海藻酸钠溶液时要用小火或间断加热的方法，否则海藻酸钠会发生焦糊，B项正确；刚溶化的海藻酸钠应冷却后再与酵母细胞混合，否则温度过高会导致酵母细胞死亡，C项错误；将与酵母细胞混匀的海藻酸钠溶液匀速滴入CaCl2溶液中，D项错误。
4.下面是制备固定化酵母细胞的实验步骤，请回答下列问题：
酵母细胞的活化→配制CaCl2溶液→配制海藻酸钠溶液→海藻酸钠溶液与酵母细胞混合→固定化酵母细胞
(1)在________状态下，微生物处于休眠状态。活化就是让处于休眠状态的微生物重新恢复___________状态。活化前应选择足够大的容器，因为酵母细胞活化时______________。
(2)固定化细胞技术一般采用包埋法，而固定化酶常用____________和______________。
(3)影响实验成败的关键步骤是________________________________________________。
(4)海藻酸钠溶化过程中的注意事项是___________________________________________
__________________________________________________________________________。(5)如果海藻酸钠浓度过低，形成的凝胶珠所包埋的酵母细胞数目________。如果形成的凝胶珠不是圆形或椭圆形，说明___________________________________________________。
(6)该实验中CaCl2溶液的作用是_______________________________________________。
答案(1)缺水正常的生活体积增大
(2)化学结合法物理吸附法
(3)配制海藻酸钠溶液
(4)要用小火或间断加热，避免海藻酸钠发生焦糊
(5)过少海藻酸钠浓度偏高，制作失败
(6)用于海藻酸钠聚沉
解析(1)酵母细胞在缺水的状态下休眠。活化是加入水使酵母细胞恢复到生活状态。酵母细胞活化后体积会增大。(2)固定化酶常用化学结合法和物理吸附法固定化。(3)实验的关键是配制海藻酸钠溶液，得到凝胶珠。(4)海藻酸钠溶化过程要小火加热(小火间断加热)并不断搅拌，使海藻酸钠完全溶化，又不会焦糊。(5)海藻酸钠浓度过低，包埋的酵母细胞就过少；海藻酸钠浓度过高，不易与酵母细胞混合均匀。(6)氯化钙溶液能使海藻酸钠聚沉。
一题多变
(1)固定酵母细胞的过程中三次使用到蒸馏水，请说出是哪三个环节？
答案酵母细胞的活化、配制CaCl2溶液以及配制海藻酸钠溶液定容时需要使用蒸馏水。(2)本题中固定酵母细胞使用了海藻酸钠，固定化细胞还可以使用哪些固定化材料？
答案明胶、琼脂糖、醋酸纤维素和聚丙烯酰胺等。
(3)制备好的固定化酵母细胞可以用于酒精发酵，如果酵母细胞没有活化或溶化好的海藻酸钠溶液没有冷却就加入了酵母细胞，则对酒精发酵会产生怎样的影响？
答案如果酵母细胞没有活化，则仍处于休眠状态；如果溶化好的海藻酸钠溶液没有冷却就加入了酵母细胞，则酵母细胞会被高温杀死。以上两种情况都会导致酒精发酵失败，而最终无酒精产生。
1.下列属于固定化酶应用特点的是()
①可以被反复利用②有利于酶与产物分离③能自由出入载体④一种固定化酶只催化一种酶促反应⑤酶多用包埋法固定化
A.①②③
B.③⑤
C.①②④
D.①②⑤
答案 C
解析酶被固定后可与产物分离，故可反复使用，但不能自由出入依附的载体。通常情况下固定化酶种类单一，所以不能催化一系列酶促反应，只催化一种或一类酶促反应。酶分子较小，不适合采用包埋法进行固定化。
2.下列关于使用固定化酶技术生产高果糖浆的说法，正确的是()
A.高果糖浆的生产需要使用果糖异构酶
B.在反应柱内的顶端装上分布着许多小孔的筛板，防止异物进入
C.将葡萄糖溶液从反应柱的上端注入，果糖从反应柱下端流出
D.固定化酶技术复杂，成本较高
答案 C
解析生产高果糖浆时所用的酶应为葡萄糖异构酶，将这种酶固定在一种颗粒状的载体上，再将这些酶颗粒装到一个反应柱内，柱子底端装上分布着许多小孔的筛板。酶颗粒无法通过筛板上的小孔，而反应溶液却可以自由出入。生产过程中，将葡萄糖溶液从反应柱的上端注入，使葡萄糖溶液流过反应柱，与固定化葡萄糖异构酶接触，转化成果糖，从反应柱的下端流出。反应柱能连续使用半年，大大降低了生产成本。
3.下图所示的几种固定方式中属于包埋法的一组是()
A.①②
B.①③④
C.①④
D.③④
答案 D
解析①为吸附法，②为化学结合法，③④为包埋法，③包埋于网格中，④包埋于微胶囊中。
4.下列有关固定化酶和固定化细胞的说法不正确的是()
A.固定化酶活性的发挥需要适宜的温度和pH
B.固定化细胞发挥作用除了需要适宜的温度、pH外，还需要有机营养的供应
C.固定化酶和固定化细胞的共同点是所固定的酶都在细胞外起作用
D.固定化酶和固定化细胞都能反复使用，但酶的活性可能下降
答案 C
解析酶活性的正常发挥都需要适宜的温度和pH；固定化细胞发挥作用的是活细胞，活细胞发挥作用除了需要适宜的温度、pH外，还需要有机营养的供应；固定化细胞固定的酶可在细胞内发挥作用；固定化酶和固定化细胞都能反复使用，原则上酶的活性不变，但在现实操作中，受环境等因素的影响，酶的活性可能下降。
5.如图所示，图甲为人工种子生产过程示意图，图乙为图甲中③过程的相关操作。请据图回答问题：
(1)图甲中，过程①、②分别称为________、________。
(2)图乙中，包埋形成人工种子的过程中，先适当加热使海藻酸钠溶化，然后将溶化的海藻酸钠溶液________________，再加入________充分搅拌混合均匀。
(3)若用图乙的方法“制备固定化酵母细胞”，海藻酸钠溶液的浓度对实验结果影响较大，若浓度过高，则______________________________，通常评价该实验结果主要是观察凝胶珠的______________________。
答案(1)脱分化再分化
(2)冷却至室温胚状体
(3)不易形成凝胶珠颜色和形状
解析题图是利用植物组织培养技术生产人工种子及用海藻酸钠包埋人工种子的过程。过程①、②分别称为脱分化、再分化；海藻酸钠溶液的配制是固定化酵母细胞的关键，如果海藻酸钠溶液浓度过高，将很难形成凝胶珠；如果浓度过低，形成的凝胶珠所包埋的酵母细胞的数量较少，都会影响实验效果。
[基础过关]
1.下列关于固定化酶和固定化细胞的叙述，正确的是()
A.固定化细胞技术在多步连续催化反应方面优势明显
B.在固定化酶的应用中，要控制好pH、温度和溶解氧
C.利用固定化酶降解水体中有机磷农药，需提供适宜的营养条件
D.利用固定化酵母细胞进行发酵，糖类的作用只是作为反应底物
答案 A
解析A项中，固定化细胞技术由于保留了细胞内原有的多酶系统，多步连续催化反应的优势非常明显；B项中，酶的催化受温度、pH的影响，不受氧浓度的影响；C项中，酶的降解作用不需各种营养条件；D项中，糖类的作用不只是作为反应底物，还能维持酵母细胞的渗透压，防止酵母细胞过多地吸水或失水。
2.细胞固定化技术与酶固定化技术相比，所具备的特点是()
A.成本更低、操作更容易、不能连续性生产
B.成本更高、操作更难、不能连续性生产
C.成本更低、操作更容易、能连续性生产
D.成本更低、操作更难、能连续性生产
答案 C
解析固定化细胞技术操作更容易，对酶活性影响更小，且能更新，容易回收，可连续性生产，成本自然更低。
3.目前，酶已经大规模地应用于各个领域，下列哪项属于应用中面临的实际问题()
A.酶通常对强酸、强碱、高温非常敏感，但对有机溶剂不敏感
B.酶的结构比较稳定，所以催化功能很高
C.酶直接用于生产时可能会混在产物中，影响产品的质量
D.直接用于生产中的酶可以多次利用
答案 C
解析人们对酶的使用经历了“直接使用酶→酶制剂→固定化酶→固定化细胞”四个阶段。固定化酶的使用使酶与产物易于分离，又可以反复利用，降低了生产成本，提高了产品质量；固定化细胞的使用，一次可以催化一系列反应；如果直接使用酶或酶制剂，溶液中的酶很难回收，不能再次利用，提高了生产成本，反应后酶会混在产物中，影响产品质量。
4.下面是制备固定化酵母细胞的步骤，正确的是()
①配制CaCl2溶液②海藻酸钠溶化③海藻酸钠溶液与酵母细胞混合④酵母细胞的活化
⑤固定化酵母细胞
A.①②③④⑤
B.④①③②⑤
C.④⑤②①③
D.④①②③⑤
答案 D
解析制备固定化酵母细胞的基本步骤是：酵母细胞的活化→配制物质的量浓度为0.05 mol/L 的CaCl2溶液→配制海藻酸钠溶液→海藻酸钠溶液与酵母细胞混合→固定化酵母细胞。
5.下列关于制备固定化酵母细胞的操作，正确的是()
A.制备好海藻酸钠溶液后，要立即将其与酵母细胞混合以防凝固
B.制备固定化酵母细胞的过程中需用到注射器
C.以恒定的速度把混合液注射到CaSO4溶液中
D.凝胶珠在CaCl2溶液中应浸泡10 min左右
答案 B
解析应将海藻酸钠溶液冷却至室温，再加入已活化的酵母细胞，否则会把酵母细胞杀死，A错误；应以恒定的速度把混合液滴加到CaCl2溶液中，而不是CaSO4溶液中，C错误；凝胶珠在CaCl2溶液中应浸泡30 min左右，D错误。
细胞生物学作业（专升本） 1.如何理解细胞生物学与医学的关系？ 是医学学科的基础课程。 研究细胞生物学是医学研究的必修课，在细胞免疫，识别，和分泌各种物质以及胞间运输等各方面都与人类个体息息相关，细胞是人体最基本的生命系统，是人体代谢免疫等各种生命活动的承担者，细胞构成组织，细胞所需要的各种营养物质也是人体所必须的，细胞普遍衰老也是人体衰老的象征，从一个细胞就具有人类所以的遗传物质，我们加以利用，人为培养出一些器官组织，或者从大肠杆菌从植入人的激素基因，制造胰岛素，进行基因工程，细胞对人体稳态的调整也具有重要作用，如效应T细胞可以杀死人体的癌细胞 和多种病变细胞，癌细胞有不死性，讲癌细胞与人体效应B细胞融合可以获得杂交的无限 分泌抗体的瘤性B细胞，对人体有利无害。 2.原核细胞和真核细胞有哪些异同？ 相同点：有细胞膜细胞质，均有核糖体，均以DNA为遗传物质。 不同点： 1、细胞壁成分：原核细胞为肽聚糖、真核细胞为纤维素和果胶； 2、细胞器种类：原核细胞只有核糖体；真核细胞有核糖体、线粒体、叶绿体、高尔基体、内质网、溶酶体等细胞器； 3、原核细胞无染色体，真核细胞有染色体； 4、细胞大小：原核细胞小、真核细胞大。 3.试述细胞膜液态镶嵌模型的主要内容。 1脂双分子层构成膜的主体，它既有固体（晶体）的有序性又有液体的流动性。2膜蛋白分子以各种形式与脂双分子层结合，有的贯穿其中，有的镶嵌在其表面。
3膜糖类（糖脂和糖蛋白）分布在非细胞质侧，形成糖萼。 4该模型强调了膜的流动性和不对称性。 4.细胞膜的生物学意义有哪些？ 意义：细胞的流动性在细胞信号传导和物质跨膜运输等病原微生物侵染过程中有重要作用；不对称性（主要是指膜蛋白）是生物膜执行复杂的、在时间与空间上有序的各种生理功能的保证。 5.试述Na+-K+泵的工作原理及其生理学意义。 工作原理 钠钾泵位于动物细胞的质膜上，由2个α和2个β亚基组成四聚体，β亚基是糖基化的多肽，并不直接参与离子跨膜转运，但帮助在内质网新合成的α亚基进行折叠。1.细胞内侧α亚基与Na+结合促进ATP水解，α亚基上的一个天冬氨酸残基磷酸化引起α亚基构象发生变化，将Na+泵出细胞。 2.同时细胞外的K+与α亚基的另外一点结合，使其磷酸化，α亚基构象再度发生变化，将K+泵入细胞。 3.完成整个循环。从整个转运过程中α亚基的磷酸化发生在Na+结合后，去磷酸化发生在与K+结合后。每个循环消耗一个ATP，可以逆电化学梯度泵出3个Na+和泵入2个K+。 生理功能 1.维持细胞膜电位 膜电位是膜两侧的离子浓度不同形成的，细胞在静息状态时膜电位质膜内侧为负，外侧为正。每一个工作循环下来。钠钾泵从细胞泵出3个Na+并且泵入2个K+。结果对膜电位的形成了一定作用。 2.维持动物细胞渗透平衡 动物细胞内含有多种溶质，包括多种阴离子和阳离子。没有钠钾泵的工作将Na+
2013年细胞生物学辅导班讲义第二章细胞 基本
如果你有问题可以发邮件到wopop123@https://www.doczj.com/doc/ce4524282.html,我们免费给你答疑 第二章细胞基本知识概要（细胞的统一性和多样性） 本章考点综述： 1.基本概念： 原核细胞真核细胞细胞体积守恒定律非膜相结构膜相结构成纤维细胞支原体 2.基本原理： （1）细胞的共同特征 （2）真核细胞的基本结构体系 （3）原核细胞与真核细胞的异同点 （4）动物细胞与植物细胞的异同点 （5）病毒，支原体的基本知识 本章知识内容概括： 一.细胞是生命活动的基本单位 1.细胞的基本特点 （1）一切有机体都由细胞构成，细胞是构成有机体的基本单位 （2）细胞具有独立的、有序的自控代谢体系，细胞是代谢与功能的基本单位（3）细胞是有机体生长与发育的基础 （4）细胞是遗传的基本单位，细胞具有遗传的全能性 （5）没有细胞就没有完整的生命 除了上述的认识外，我们还必须强调，病毒虽然是非细胞形态均生命体，但它们必须在细胞内才能表现基本的生命特征（繁殖与遗传）。因此，就病毒而言，细胞是生命活动的基本单位这一概念也是完全合适的。 2.细胞结构的共性：
（l）所有的细胞表面均有由磷脂双分子层与镶嵌蛋白质构成的生物膜，即细胞膜。细胞膜使细胞与周围环境保持相对的独立性，造成相对稳定的细胞内环境，并通过细胞膜与周围环境进行物质交换和信号传递。在较高等的细胞内，细胞膜内陷演化为细胞的内膜体系，构建成各种以膜为基础的功能专一的细胞器。 （2）所有的细胞都有两种核酸：即DNA与RNA作为遗传信息复制与转录的载体。而非细胞形态生命体病毒只有一种核酸，即DNA或RNA作为遗传信息的载体。 （3）作为蛋白质合成的机器——核糖体，毫无例外地存在于一切细胞内，是任何细胞（除个别非常特化的细胞外）不可缺少的基本结构，它们在翻译多肽链时，与mRNA形成多聚核糖体。 3.细胞功能的共性 （1）细胞能够进行自我增殖和遗传细胞能够以一分为二的分裂方式进行增殖，动植物细胞、细菌细胞都是如此。 （2）细胞都能进行新陈代谢细胞内有机分子的合成和分解反应都是由酶催化的，即细胞的代谢作用是由酶控制的。细胞代谢包括物质代谢和能量代谢，这也是细胞的基本特性。 （3）细胞都具有运动性所有细胞都具有一定的运动性，包括细胞自身的运动和细胞内的物质运动。 二．病毒 1.病毒（Virus）是一类非细胞形态的介于生命与非生命形式之间的物质。有以下主要特征： ①个体微小，可通除滤菌器，大多数必须用电镜才能看见； ②仅具有一种类型的核酸，或DNA或RNA，没有含两种核酸的病毒； ③专营细胞内寄生生活； ④具有受体连结蛋白（receptor binding protein），与敏感细胞表面的病毒受体连结，进而感染细胞。 病毒的形态和结构：病毒的大小一般在10~30nm之间。结构简单，由核酸（DNA或RNA）芯和蛋白质衣壳（capsid）所构成，称核衣壳（nucleocapsid），衣壳有保护病毒核酸不受酶消化的作用。各种病毒所含的遗传信息量不同，少的只含有3个基因，多的可达300个不同的基因。 病毒衣壳由一至几种蛋白组成，组成病毒衣壳的亚单位称壳微粒（capsomer）。病毒的形成不需要酶的参加，只要条件具备，核酸和蛋白质便可自我装配（self assembly）成病毒。其装配形式有二十面体对称、螺旋对称和复合对称三种类型。二十面体对称型的衣壳蛋白形成二十面体，核酸包在其中；螺旋对称型的衣壳蛋白与核酸呈螺旋形排列，核酸交织在其中；复合对称型为同时具有或不具有两种对称性形式的病毒 2.病毒只能在细胞中复制（病毒复制过程） 吸附（adsorption）：病毒对细胞的感染起始于病毒蛋白质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。
探究培养液中酵母菌种群数量的变化 高考频度：★★★☆☆难易程度：★★★☆☆ 在一定量的酵母菌培养液中放入活酵母菌若干，抽样镜检，视野如图中甲所示（图中小点代表酵母菌）。将容器放在适宜温度下恒温培养5 h后，稀释100倍，再抽样镜检，视野如图乙所示。根据实验结果判断，下列叙述正确的是 A．培养5 h后，酵母菌种群密度增加200倍左右 B．探究酵母菌的种群数量变化可以用标志重捕法 C．用血细胞计数板计数酵母菌时只统计方格内的菌体 D．培养5 h后，酵母菌种群数量已经达到K值 【参考答案】A 【试题解析】比较甲、乙两图中中央两格酵母菌数，乙大约是甲的两倍，乙是稀释100倍后的镜检结果，故培养5 h后，酵母菌种群密度增加200倍左右；标志重捕法适用于活动能力强、体型较大的动物，酵母菌的种群数量计数不能用标志重捕法；用血细胞计数板计数酵母菌数量时应统计方格内和相邻两边及其夹角上的菌体；培养5 h后，无法确定酵母菌种群数量是否已经达到K值。 【名师点睛】血细胞计数板的使用方法 （1）根据待测菌悬液浓度，加无菌水适当稀释，以每小格的菌数可数为准。 （2）取洁净的血细胞计数板一块，在计数室上盖上一块盖玻片。 （3）将菌悬液摇匀，用滴管吸取少许，从计数板中间平台两侧的沟槽内沿盖玻片的下边缘滴入一小滴（不宜过多），让菌悬液利用液体的表面张力充满计数室，勿使气泡产生，并用吸水纸吸去沟槽中流出的多余菌悬液。 （4）静置片刻，使细胞沉降到计数室底部。 （5）计数时若计数室是由16个中方格组成，按对角线方位，数左上、左下、右上、右下的4个中方格（即100 个小格）的菌数。如果是25个中方格组成的计数室，除数上述四个中方格外，还需要数中央1个中方格的菌数（即80个小格）。为避免重复计数和漏计，在计数时，一般遵循计上不计下，计左不计右的原则。 （6）计数完毕，取下盖玻片，用水将血细胞计数板冲洗干净，切勿用硬物洗刷或擦拭，以免损坏网格刻度，洗净后自行晾干或用吹风机吹干，放入盒内保存。
第五章物质的跨膜运输 1 物质跨膜运输有哪三种途径？ATP驱动泵可分哪些类型？ 答：物质跨膜运输有简单扩散、被动运输和主动运输三种途径。ATP驱动泵可分P型泵、V型质子泵和F型质子泵以及ABC 超家族，其中P型泵包括Na+—K+泵、Ca+泵和P型H+泵。 各种ATP驱动泵的比较： 2.简述钠钾泵的结构特点及其转运机制。 答：Na+—K+泵位于动物细胞的质膜上，由2个α和2个β亚基组成四聚体。Na+—K+泵的转运机制总结如下：在细胞内侧α亚基与Na+相结合促进ATP水解，α亚基上的一个天冬氨酸残基磷酸化引起α亚基构象发生变化，将Na+泵出细胞，同时细胞外的K+与α亚基的另一位点结合，使其失去磷酸化，α亚基的构象再次发生变化，将K+泵入细
胞，完成整个循环。 3、简述葡萄糖载体蛋白的结构特点及其转运机制。 答：葡萄糖载体蛋白，简称为GLUT，是一个蛋白质家族，包括十多种葡糖糖转运蛋白，他们具有高度同源的氨基酸序列，都含有12次跨膜的α螺旋。GLUT中多肽跨膜部分主要由疏水性氨基酸残基组成，但有些α螺旋带有Ser、Thr、Asp和Glu残基，他们的侧链可以同葡萄糖羟基形成氢键。葡萄糖载体蛋白的转运机制为：氨基酸残基为形成载体蛋白内部朝内和朝外的葡萄糖结合位点，从而通过构象改变完成葡萄糖的协助扩散。转运方向取决于葡萄糖的浓度梯度，从高浓度向低浓度顺梯度转运。 4、举例说明协同运输的机制。 答：协同运输是一类靠间接提供能量完成的主动运输方式。物质跨膜运动所需要的能量来自膜两侧离子的电化学浓度梯度，而维持这种电化学势的是钠钾泵或质子泵。根据物质运输方向与离子沿浓度梯度的转移方向，协同运输又可分为：同向协同与反向协同。 ①同向协同指物质运输方向与离子转移方向相同。如人体及动物体小肠细胞对葡萄糖的吸收就是伴随着Na+的进入，细胞内的Na+离子又被钠钾泵泵出细胞外，细胞内始终保持较低的钠离子浓度，形成电化学梯度。 ②反向协同物质跨膜运动的方向与离子转移的方向相反，如动物细胞常通过Na+/H+反向协同运输的方式来转运H+以调节细胞内的PH值，即Na+的进入胞内伴随者H+的排出。选做：5、举例说明受体介导的内吞作用。 答：受体介导内吞作用大致分为四个基本过程∶①配体与膜受体结合形成一个小窝；②小窝逐渐向内凹陷，然后同质膜脱离形成一个被膜小泡；③被膜小泡的外被很快解聚，形成无被小泡，即初级内体；④初级内体与溶酶体融合，吞噬的物质被溶酶体的酶水解。具有两个特点，即：①配体与受体的结合是特异的，具有选择性；②要形成特殊包被的内吞泡。 例如LDL受体蛋白是一个单链的糖蛋白，为单次跨膜蛋白。LDL受体蛋白合成后被运输到细胞质膜，即使没有相应配体的存在，LDL受体蛋白也会在细胞质膜集中浓缩并形成被膜小窝，当血液中有LDL颗粒，可立即与LDL的apoB-100结合形成LDL-受体复合物。一旦LDL与受体结合，就会形成被膜小泡被细胞吞入，接着是网格蛋白解聚，受体回到质膜再利用，而LDL被传送给溶酶体，在溶酶体中蛋白质被降解，胆固醇被释放出来用于质膜的装配，或进入其他代谢途径。 名词：
细胞内DNA和RNA的显示 一、目的要求 1、掌握显示细胞内DNA和RNA的方法。 2、熟悉细胞内DNA和RNA的分布位置。 二、实验原理 核酸是酸性的，它们对于碱性染料派洛宁和甲基绿具有亲和力。利用这两种染料的混合液处理细胞，可使其中的DNA和RNA呈现出不同的颜色，这种颜色上的差异由DNA 和RNA聚合程度的不同所引起，因为甲基绿分子上有两个相对的正电荷，它与聚合程度较高的DNA分子有较强的亲和力，可使DNA分子染成蓝绿色；而派洛宁分子中仅一个正电荷，可与低聚分子RNA相结合使其染成红色。这样细胞中的DNA和RNA可被区别开来。 三、器材与试剂 1、器材：光学显微镜、载玻片、盖玻片、染色缸、染色架、注射器。 2、材料：鸡血。 3、试剂：0.2mol/L醋酸缓冲溶液、2%甲基绿染液、1%派洛宁染液、甲基绿·派洛宁混合染液。 4、试剂的配制 （1）2mol/L醋酸缓冲溶液：用2ml注射器抽取1.2ml冰乙酸加入到98.8ml蒸馏水中，混匀。再称取醋酸钠（NaAC·3H2O）2.72g溶于100ml蒸馏水中，使用时按2：3的比例混合两液即成。 （2）2%甲基绿染液：称取2.0g去杂质甲基绿溶于100ml0.2mol/L的醋酸缓冲溶液中即成。
甲基绿粉中往往混有影响染色效果的甲基紫，它们必须预先除去，其方法是将甲基绿溶于蒸馏水中，放在分液漏斗中加入足量的氯仿（三氯甲烷）用力振荡，然后静置，弃去含甲基紫的氯仿，再加入氯仿重复数次，直至氯仿中无甲基紫为止，最后放入40 C温箱中干燥后备用。 （3）1%派洛宁染液：称取1g派洛宁（吡罗红）溶于100ml0.2/L醋酸缓冲溶液中混匀。 （4）甲基绿派洛宁混合染液：将2%的甲基绿液和1%的派洛宁液以5：2的比例混合均匀即可。该液应现配现用，不宜久置。 四、内容与方法 1、取鸡血一小滴在干净的载玻片一端，用另一载玻片的一端紧贴血滴，待血液沿其边缘展开后，以30~400角向玻片的另一端推去，制成较薄的血涂片，室温下晾干。 2、固定：将晾干的血涂片浸入70%乙醇中固定10分钟，取出后在室温下晾干。 3、染色：滴甲基绿派洛宁混合染液于血膜上，染色15min。 4、冲洗：用蒸馏水冲洗标本片，并用吸水纸吸去玻片上多余的水分，但不要吸得过干。 5、分化：将血涂片在95%酒精中迅速地过一下，进行分色，取出晾干。 6、观察：光镜下可见细胞质呈现红色，细胞核呈绿色。 五、作业与思考 1、简述DNA和RNA的染色原理。 2、细胞核中核仁理论上应被染成何种颜色？为什么？
题目： 一、光学显微镜、电子显微镜分别有哪些？说明其工作原理、观察对象和主要构造。请查阅文献资料截图举出每种显微镜拍摄的细胞生物学照片3张以上的图片。 二、试述单克隆抗体技术、FRET、荧光漂白恢复技术的原理与应用。 解答： 一、 （一）、光学显微镜 观察对象： 光学显微镜适用于比较大的物质，最小能看到十几微米尺寸的物体。且需要该物体对光的散射比较良好，景深不大。可用于观察细胞，细菌，以及大结构的金属组织。 1．普通光学显微镜 尼康E-600显微镜 （1）原理：
普通的光学显微镜是根据凸透镜的成像原理，要经过凸透镜的两次成像。第一次先经过物镜（凸透镜①）成像，这时候的物体应该在物镜(凸透镜①）的一倍焦距和两倍焦距之间，根据物理学的原理，成的应该是放大的倒立的实像。而后以第一次成的物像作为“物体”，经过目镜的第二次成像。由于我们观察的时候是在目镜的另外一侧，根据光学原理，第二次成的像应该是一个虚像，这样像和物才在同一侧。因此第一次成的像应该在目镜（凸透镜②）的一倍焦距以内，这样经过第二次成像，第二次成的像是一个放大的正立的虚像。如果相对实物说的话，应该是倒立的放大的虚像。 （2）主要构造： 普通生物显微镜由3部分构成，即：①照明系统，包括光源和聚光器；②光学放大系统，由物镜和目镜组成，是显微镜的主体，为了消除球差和色差，目镜和物镜都由复杂的透镜组构成；③机械装置，用于固定材料和观察方便。 （3）图片： 蛔虫
钩虫 2．荧光显微镜 尼康E800荧光DIC显微镜 （1）原理： 细胞中有些物质，如叶绿素等，受紫外线照射后可发荧光；另有一些物质本身虽不能发荧光，但如果用荧光染料或荧光抗体染色后，经紫外线照射亦可发荧光，荧光显微镜就是对这类物质进行定性和定量研究的工具之一。 荧光显微镜依据光路可分为透射式和落射式两种，目前新型荧光显微镜多为落射式荧光显微镜，某些大型荧光显微镜中兼有透射利落射两种方式的激发光路。 ①透射式荧光显微镜，激发光源是从标本下方经过聚光镜穿过标本材料来激发荧光，适于观察对光可透的标本。其优点是低倍镜时荧光强，而缺点是随放大
高中生物选修一生物技术实践知识点总结 专题一传统发酵技术的应用 课题一果酒和果醋的制作 1、果酒菌种：附在葡萄皮上的野生型酵母菌（真菌，兼性厌氧，主要出芽生殖还有孢子生殖） 2、在有氧条件下，酵母菌进行有氧呼吸，大量繁殖。 在无氧条件下，酵母菌能进行酒精发酵。 3、制酒条件：温度（18～25℃），发酵液缺氧呈酸性（酵母菌可以生长繁殖，而其他微生物无法适应这一环境）。 4、葡萄酒呈现深红色的原因：红葡萄皮的色素进入发酵液。 5、果醋菌种：醋酸菌（原核生物），代谢类型异养需氧型。 6、有两条途径生成醋酸：当氧气、糖源都充足时，醋酸菌将葡萄汁中的糖分解成醋酸；当缺少糖源时，醋酸菌将乙醇变为乙醛，再将乙醛变为醋酸。C2H5OH＋O2→CH3COOH＋H2O 7、制醋条件：①深层发酵时，短时间不通氧，醋酸菌死亡。②温度：30～35℃。 8、流程： 挑选葡萄→冲洗→榨汁→酒精发酵→醋酸发酵 果酒果醋 9、装置：充气口制酒时关闭；制醋时，连续输入氧气。 排气口长而弯曲的胶管目的是防止空气中微生物的污染；开口 向下的目的是排出酒精发酵时产生的二氧化碳。出料口是用来 取样检测。 葡萄汁只装2/3，留1/3空间的目的是让酵母菌先有氧呼 吸进行繁殖。 10、若用瓶子做装置：制酒时，要每天拧松瓶盖2～4次，目的是排二氧化碳；制醋时，将瓶口打开，盖上纱布。
11、所有用具清洗后晾干或清洗后用70%的酒精消毒。 先冲洗葡萄再除去枝梗，以避免除去枝梗时引起葡萄破损，增加被杂菌污染的机会。 12、酒精检验：酸性（3mol/L的H2SO4）重铬酸钾→灰绿色。醋酸检验：嗅味和品尝（比较pH） 13、从哪些方面防止发酵液被污染？ 榨汁机要清洗干净，并晾干。发酵瓶要清洗干净，用体积分数70%的酒精消毒，或用洗洁精洗涤。装入葡萄汁后，封闭充气口。 课题二腐乳的制作 1、菌种：多种微生物如青霉、酵母、曲霉、毛霉等，主要是毛霉（真菌，代谢类型是异养需氧型。孢子生殖。）传统制作毛霉来自空气；现代生产将优质毛霉菌种直接接种在豆腐上。 2、原理：毛霉等微生物产生的蛋白酶能将豆腐中的蛋白质分解成小分子的肽和氨基酸；脂肪酶可将脂肪水解为甘油和脂肪酸。 3、实验流程：让豆腐上长出毛霉→加盐腌制→加卤汤装瓶→密封腌制（加盐之前为前期发酵，目的是创造条件让毛霉生长，使毛霉形成菌膜包住豆腐使腐乳成型。后期发酵主要是酶与微生物协同作用，生成腐乳的香气。） 4、所用豆腐的含水量为70％左右，水分过多则腐乳不易成形。豆腐生长的白毛是毛霉的白色菌丝。 5、温度：15～18℃。 6、加盐：逐层加盐，随着层数的加高而增加盐量，接近瓶口表面的盐要铺厚一些。控制盐的用量（豆腐：盐=5:1）：盐的浓度过低，不足以抑制微生物的生长，可能导致豆腐腐败变质；盐的浓度过高会影响腐乳的口味。 食盐的作用：1.抑制微生物生长，避免腐败变质2.析出水分，是豆腐变硬 3.调味 7、卤汤：由酒及各种香辛料配制而成的。 8、卤汤中酒的含量：12%左右。作用：1.防止杂菌污染 2.赋予腐乳风味3.酒精含量过高，对蛋白酶的抑制作用也越大，使腐乳成熟期延长；酒精含量过低，不足以抑制微生物生长，导致豆腐腐败。 9、香辛料的作用：1.调味 2.杀菌 10、防止杂菌污染的措施：①玻璃瓶，洗净后用沸水消毒。②加卤汤后，用胶条将瓶口密封。③封瓶时，将瓶口通过酒精灯的火焰。 11、影响腐乳风味的因素：盐、酒、香辛料、豆腐含水量。 12、腐乳外部致密的“皮”是前期发酵时在豆腐表面上生长的毛霉菌丝，它能形成
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
细胞生物学作业 姓名：学号：班级：学院：一、名词解释 细胞生物学的概念: 细胞外被（糖萼）： 易化扩散： ATP驱动泵： 协同运输： 配体门控通道： 电压门孔通道：
连续分泌： 受调分泌： 小泡运输： 受体介导的胞吞：分子伴侣： 信号肽： 蛋白分选： 膜流：
细胞呼吸： 呼吸链： 氧化磷酸化偶联： 细胞骨架： 核型： 核型分析： 染色体显带技术：踏车运动： 端粒：
二、填空 1、生物界的细胞分为三大类型：（如支原体、、、、 及蓝藻等），古核细胞和（包括、、和人类）。 是最小最简单的细胞；是原核细胞的典型代表；多生活在极端的环境。 2、在生物界中，是唯一的非细胞形态的生命体，它是不“完全”的生命体，是彻底的寄生物。 3、生物小分子主要包括，和；而、、 和是细胞中4种主要的有机小分子，它们是组成生物大分子的；生物大分子主要包括，和三大类。 4、膜脂包括，和三类；其中糖脂位于细胞膜的 面。 5、细胞膜蛋白根据与脂双层结合的方式不同，分为，和 三种基本类型；在膜蛋白中有些是，转运特定的分子或离子进出细胞；有些膜蛋白是结合于质膜上的，催化相关的生化反应进行；有些膜蛋白起，连接相邻细胞或细胞外基质成分；有些膜蛋白作为，接受细胞周期环境中的各种化学信号，并转导至细胞内引起相应的反应。 6、膜的生物学特性包括和，其中决定膜功能的方向性，而 是膜功能活动的保证；膜的不对称性包括， 和。 7、脂双分子层中不饱和脂肪酸的含量越，膜的流动性越；脂肪酸链越短，膜脂的流动性越；胆固醇对膜的流动性具有；卵磷脂与鞘脂的比值越大，膜的流动性越，脂双层中嵌入的蛋白质越多，膜的流动性越。 8、模型较好地解释了生物膜的功能特点，为普遍接受的膜结构模型。 9、小分子物质和离子的穿膜运输包括，， 和；膜运输蛋白包括和两类； 介导水的快速转运。 10、小分子物质和离子的主动运输，根据利用能量的方式不同，可分为（ATP 直接供能）和（ATP间接供能）。
《细胞生物学》 实验指导 目录 实验一细胞大小测定和生物绘图法（验证性）2 实验二细胞中过氧化物酶的显示（验证性）2 实验三细胞内糖类的显示（验证性）2 实验四细胞Feulgen反应（验证性）2 实验五动物细胞培养（综合性）4 实验六细胞膜通透性的观察和细胞活力测定（创新性）4
实验一细胞大小测定和生物绘图法 一、实验目的 1. 掌握用测微尺测定细胞大小的原理和方法。 2. 掌握生物绘图的基本方法。 二、实验原理 （一）测微尺的原理 测微尺分物镜测微尺（简称物微尺或台微尺）和目镜测微尺（简称目微尺），两尺配合使用，可以测量细胞大小。目微尺是一个可以放在目镜内的特制玻璃圆片，圆片中央刻有一条直线，此线分为若干格。物微尺为一载玻片中央封固的小尺，长1mm，被等分为100格，长为0.01mm（10um）。当测量细胞大小时，不能用物微尺直接测量细胞，而只能使用目微尺。因目微尺测量的细胞是经物镜放大后的像，而它每格所代表的实际长度随物镜的放大率而变，在测量时需要先用物微尺来测定，求出某一放大率时目微尺每格所代表的实际长度，然后再用以测定细胞大小。 将物微尺放在显微镜的载物台上，小心转动目镜测微尺，移动物微尺使两尺平行，起点线重合，然后找出另一处两尺刻度重合处，记录起点线到重合线之间的各尺的刻度数（格数），按下式计算，在该放大系统下目微尺每格所代表的实际长度： 物测微尺格数 目微尺每格所代表的实际长度= ×10um 目测微尺格数 例如：目微尺是100倍，其对应的物微尺使80格，则目微尺每格所代表的实际长度为80/100=8um。 测量某一细胞时，如果目微尺测得其横径为5倍，则此细胞横径为8×5=40um。（二）生物绘图的基本要求 1. 具有高度的科学性，不得有科学性错误。形态结构要准确，比例要正确，要求真实感，立体感，精美而美观。 2. 图面要力求整洁，铅笔要保持尖锐，尽量少用橡皮。 3. 绘图大小要适宜，位置略偏左，右边留着注图。 4. 绘图的线条要光滑、匀称，点点要大小一致。 5. 绘图要完善，字体用正楷，大小要均匀，不能潦草。注图线用直尺画出，间隔要均匀，且一般多向右边引出，图注部分接近时可用折线，但注图线之间不能交叉，图注要尽量排列整齐。 6. 绘图完成后在绘图纸上方要写明实验名称、班级、姓名、时间，在图的下方注明图名及放大倍数。 三、实验材料和实验用品 1. 实验材料：口腔黏膜上皮细胞，洋葱内表皮，西红柿，芹菜，韭菜，红辣椒 2. 实验用品：普通光学显微镜、载玻片、盖玻片、镊子、消毒牙签、烧杯、吸管、0.9%生理盐水、0.1%亚甲基兰、蒸馏水、吸水纸，HB及2H或3H绘图铅笔、橡皮、直尺、绘图
08生教1班细胞生物学课外作业 第一章绪论 1.名词解析：细胞生物学、细胞学说 细胞生物学：是一门从显微、亚显微、分子水平3个层次以及细胞间的相互作用关系，研究细胞生命活动基本规律的学科。 **细胞学说：1838年，德国植物学家施莱登发表了《植物发生论》，指出细胞是构成植物的基本单位。1839年，德国动物学家施旺发表了《关于动植物的结构和生长的一致性的显微研究》，指出，动植物都是细胞的聚合物。两人共同提出：一切植物、动物都是由细胞组成的，细胞是一切动植物的基本单位，这就是著名的“细胞学说”。 **2. 如何认识细胞学说的重要意义以及当今细胞生物学发展的主要趋势？ 细胞学说的主要内容： （1）认为细胞是有机体，一切动植物都是由细胞发育而来，并由细胞和细胞产物所构成；（2）每个细胞作为一个相对独立的单位，既有它“自己的”生命，又对与其他细胞共同组成的整体的生命有所助益；（3）新的细胞可以通过老的细胞繁殖而产生。 当今细胞生物学发展的主要趋势： （1）细胞生物学的形成和发展与物理化学相关仪器、技术的发明与改进密不可分，因此与最先进、最前沿的仪器和技术相结合进行细胞生物学研究是其发展的一个趋势； （2）无论是对细胞结构与功能的深入研究，还是对细胞重大生命活动规律的探索，都需要用分子生物学的新概念与新方法，在分子水平上进行研究，因此细胞生物学与分子生物学相互渗透与总的交融是总的发展趋势之一。 第二章细胞基本知识概要 1.名词解析：原核生物、真核生物、荚膜、病毒 **原核生物：没有典型的细胞核，由原核细胞构成的生物称为原核生物。 **真核生物：由真核细胞构成的生物称为真核生物。其细胞含有由膜围成的细胞核，含有核糖体并有由质膜包裹的许多细胞器。 荚膜：为细菌的特殊结构之一，是包绕在某些细菌细胞壁外的一层透明胶状黏液层，与细菌的致病性和细菌的鉴别有关。 病毒：是指能在活细胞中繁殖的、非细胞的、具有传染性的核酸-蛋白质复合体。 2.为什么细胞是生命活动的基本单位？细胞在结构体系上又有哪些共性？ 细胞是生命活动的基本单位： ①一切有机体都由细胞构成，细胞是构成有机体的基本单位。 ②细胞具有独立的、有序的自控代谢体系，细胞是代谢与功能的基本单位。 ③细胞是有机体生长和发育的基础。有机体的生长与发育是依靠细胞增殖、分化与凋 亡来实现的。 ④细胞是遗传的基本单位，细胞具有遗传的全能性。 **构成各种生物有机体的细胞种类繁多，结构与功能各异，但它们具有一些基本共性：
高中生物选修一生物技术实践人教考纲版知识点总结 专题一传统发酵技术的应用 课题一果酒和果醋的制作 1、发酵：通过微生物技术的培养来生产大量代谢产物的过程。 2、有氧发酵：醋酸发酵谷氨酸发酵·无氧发酵：酒精发酵乳酸发酵 3、酵母菌是兼性厌氧菌型微生物真菌·酵母菌的生殖方式：出芽生殖(主要) 分裂生殖孢子生殖 4、在有氧条件下，酵母菌进行有氧呼吸，大量繁殖。 C6H12O6＋6O2→6CO2＋6H2O 5、在无氧条件下，酵母菌能进行酒精发酵。C6H12O6→2C2H5OH＋2CO2 6、20℃左右最适宜酵母菌繁殖酒精发酵时一般将温度控制在18℃-25℃ 7、在葡萄酒自然发酵的过程中,起主要作用的是附着在葡萄皮表面的野生型酵母菌.在发酵过程中, 随着酒精浓度的提高,红葡萄皮的色素也进入发酵液,使葡萄酒呈现深红色.在缺氧呈酸性的发酵液中，酵母菌可以生长繁殖，而绝大多数其他微生物都因无法适应这一环境而受到制约。 8、醋酸菌是单细胞细菌(原核生物),代谢类型是异养需氧型,生殖方式为二分裂 9、当氧气、糖源都充足时，醋酸菌将葡萄汁中的糖分解成醋酸；当缺少糖源时，醋酸菌将乙醇变为 乙醛，再将乙醛变为醋酸。 2C2H5OH＋4O2→CH3COOH＋6H2O 10、控制发酵条件的作用①醋酸菌对氧气的含量特别敏感，当进行深层发酵时，即使只是短时间中 断通入氧气，也会引起醋酸菌死亡。②醋酸菌最适生长温度为30～35℃，控制好发酵温度，使发酵时间缩短，又减少杂菌污染的机会。③有两条途径生成醋酸：直接氧化和以酒精为底物的氧化。 11、实验流程：挑选葡萄→冲洗→榨汁→酒精发酵→果酒（→醋酸发酵→果醋） 12、酒精检验：果汁发酵后是否有酒精产生，可以用重铬酸钾来检验。在酸性条件下，重铬酸钾与 酒精反应呈现灰绿色。先在试管中加入发酵液2ｍL，再滴入物质的量浓度为3mol/L的H2SO43滴，振荡混匀，最后滴加常温下饱和的重铬酸钾溶液3滴，振荡试管，观察颜色 13、充气口是在醋酸发酵时连接充气泵进行充气用的；排气口是在酒精 发酵时用来排出二氧化碳的；出料口是用来取样的。排气口要通过一个 长而弯曲的胶管与瓶身相连接，其目的是防止空气中微生物的污染。开 口向下的目的是有利于二氧化碳的排出。使用该装置制酒时，应该关闭 充气口；制醋时，应该充气口连接气泵，输入氧气。 疑难解答 （1）你认为应该先冲洗葡萄还是先除去枝梗？为什么？ 应该先冲洗，然后再除去枝梗，以避免除去枝梗时引起葡萄破损，增加被杂菌污染的机会。 （2）你认为应该从哪些方面防止发酵液被污染？ 如：要先冲洗葡萄，再除去枝梗；榨汁机、发酵装置要清洗干净，并进行酒精消毒；每次排气时只需拧松瓶盖，不要完全揭开瓶盖等。 （3）制葡萄酒时，为什么要将温度控制在18～25℃？制葡萄醋时，为什么要将温度控制在30～35℃？ 温度是酵母菌生长和发酵的重要条件。20℃左右最适合酵母菌的繁殖。因此需要将温度控制在其最
第十三章细胞增殖及其调控 1 什么是细胞周期？简述细胞周期各时相及其主要事件。 答：细胞周期: 是指连续分裂的细胞从一次有丝分裂结束后开始生长到下次有丝分裂终止所经历的全过程。 细胞周期各时相的生化事件： ①G1期：DNA合成启动相关，开始合成细胞生长所需要的多种蛋白质、RNA、碳水化合物、脂等，但不合成DNA； ②S期: 开始合成DNA和组蛋白；在真核细胞中新和成的DNA立即与组蛋白结合，组成核小体串珠结构； ③G2期:主要大量合成ATP、RNA和蛋白质，包括微管蛋白和成熟促进因子等； ④M期: 为细胞分裂期，一般包括前期，中期，后期，末期4个时期。 2 细胞通过什么机制将染色体排列到赤道板上？有何生物学意义？ 答：细胞将染色体排列到赤道板上的机制可以归纳为牵拉假说和外推假说。 ①牵拉假说：染色体向赤道面方向运动，是由于动粒微管牵拉的结果。动力微管越长，拉力越大，当来自两级的动粒微管拉力相等时，即着丝粒微管形成的张力处于动态平衡时，染色体即被稳定在赤道面上； ②外推假说：染色体向赤道方向移动，是由于星体的排斥力将染色体外推的结果。染色体距离中心体越近，星体对染色体的外推力越强，当来自两极的推力达到平衡时，推力驱动染色体移到并稳定在赤道板上。 染色体排列到赤道板上具有重要的生物学意义，染色体排列到赤道板后，Mad2和Bub1消失，才能启动细胞分裂后期，并为染色体成功分开并且平均分配向两极移动做准备。 3 细胞周期有哪些主要检验点？各起何作用？ 答：细胞周期有以下主要检验点： ①G1/S期检验点：检验DNA是否损伤、能否启动DNA的复制，作用是仿制DNA损伤或是突变的细胞进入S期； ②S期检验点：检验DNA复制是否完毕，DNA复制完毕才能进入G2期； ③G2/M期检验点：DNA是否损伤、能否开始分裂、细胞是否长到合适大小、环境是否利于细胞分裂，作用是使得细胞有充足的时间将损伤的DNA得以修复； ④中-后期检验点：纺锤体组装的检验，作用是抑制着丝点没有正确连接到纺锤体上的染色体，确保纺锤体正确组装。 4、细胞周期时间是如何测定的? 答：测定细胞周期的方法很多，有同位素标记法、细胞计数法等，其中标记有丝分裂百分率法是常用的一种测定方法。 标记有丝分裂百分率法的原理是对测定细胞进行脉冲标记、定时取材、利用放射自显影技术显示标记细胞，通过统计标记有丝分裂百分数的办法来测定细胞周期。 实验中常用的方法是BrdU渗入测定细胞周期的方法。BrdU（5-溴脱氧尿嘧啶核苷）加入培养基后，可做为细胞DNA复制的原料，经过两个细胞周期后，细胞中两条单链均含BrdU 的DNA将占l/2，反映在染色体上应表现为一条单体浅染。如经历了三个周期，则染色体中约一半为两条单体均浅染，另一半为一深一浅。细胞如果仅经历了一个周期，则两条单体均深染。计算分裂相中各期比例，可算出细胞周期的值。 5、细胞周期同步化有哪些方法? 比较其优缺点? 答：①自然同步化：自然界存在的细胞周期同步化过程。 ②人工同步化包括人工选择同步化和人工诱导同步化两种方法，比较如下：
细胞生物学实验讲义 实验一不同细胞形态观察、大小测量，结构比较 一、实验目的 利用光学显微系统对生命的基本组成单位——细胞进行观察，了解不同细胞的形态、结构和大小区别。 二、实验原理 细胞是生物体的基本结构单位。构成生物机体的细胞是多种多样的。要对细胞进行研究，首先要从其形态结构入手。所以，要借助显微镜的成像及放大原理，在显微镜下，才能观察到细胞的基本形态结构。 三、实验内容和步骤 A、血涂片的制作 1．取末梢血1 滴，置载玻片一端，取另一边缘光滑的载玻片作为推片，放在血滴前面慢慢后移，接触血滴后稍停。血液即沿推片散开，将推片与载玻片保持30～45°角，向前平稳均匀推动推片，载片上便留下一层薄血膜。血涂片制成后，立即在空气中挥动，使其迅速干燥，以免血细胞变形。 2．操作 ①将干燥血片用甲醇固定3-5分钟。 ②将固定的血片置于被pH6.4 -6.8磷酸盐缓冲液稀释10-20倍的Giemsa染液中，浸染10-30分钟（标本较少可用滴染法）。 ③取出用水冲洗，待干后镜检。 注意： ①取血滴不宜过多，以免涂片过厚，影响观察。 ②要使涂片厚薄均匀、拿片角度和速度都要适中，用力要均匀。涂片时，血滴愈大，角度愈大，推片速度愈快则血膜愈厚，反之血膜愈薄。 ③涂片一般在后半部为好，白细胞在边缘和尾端较多。 B、洋葱表皮临时制片的制作 1.准备：擦净载玻片和盖玻片 2.制片 1)把载玻片平放在实验台上，用滴管在载玻片的中央滴一滴清水 2)用刀片在洋葱鳞片叶内侧表皮上，划出2-5平方毫米的小方格，然后用镊
子撕下方格内的表皮放在载玻片的水滴中。 3)用镊子将表皮展平。 4)用镊子夹起盖玻片，使它的一侧先接触载玻片上的水滴，慢慢放平。3.染色 1)用滴管在盖玻片的一侧滴适量稀释的碘酒。 2)用吸水纸在盖玻片的另一侧吸染液。 4.观察 C、人的口腔上皮细胞临时制片的制作 1.准备：擦净载玻片和盖玻片 2.制片 1)把载玻片平放在实验台上，用滴管在载玻片的中央滴一滴生理盐水。 2)用凉开水漱口，取消毒牙签在口腔侧壁上轻刮几下，将刮下的碎屑在载 玻片的液滴中涂抹均匀。 3)用镊子夹起盖玻片，使它的一侧先接触载玻片上的液滴，慢慢放平。 3.染色 a)用滴管在盖玻片的一侧滴适量碘液。 b)用吸水纸在盖玻片的另一侧吸碘液。 4.观察 四、实验准备 1.器材：普通光学显微镜，牙签、酒精棉球、载玻片。 2.材料：洋葱表皮，口腔上皮，血涂片，永久制片。 3.试剂：碘液，Giemsa染液，生理盐水，甲醇，香柏油。 五、作业 描绘你所观察到的各种细胞的结构及大小（以比例尺表示）。 1、血液涂片（必做）。 2、永久制片，洋葱表皮，人口腔上皮选做其一。 实验二植物细胞微丝束的观察 一、实验目的 掌握考马斯亮蓝R250染植物细胞内微丝束的方法。了解在微丝束细胞内的分布特点。 二、实验原理
[0590]《细胞生物学》第二次作业 [论述题] 以cAMP信号通路为例详细说明G蛋白偶联受体所介导的细胞信号通路？ 参考答案： 在cAMP信号途径中，细胞外信号与相应受体结合，调节AC活性，通过第二信使cAMP 水平的变化，将胞外信号转变为胞内信号。 （1）cAMP信号通路的组分： ①、激活型激素受体（Rs）或抑制型激素受体（Ri）； ②、活化型调节蛋白（Gs）或抑制型调节蛋白（Gi）； ③、腺苷酸环化酶（AC）：是相对分子量为150KD的糖蛋白，跨膜12次。在Mg2+或Mn2+的存在下，腺苷酸环化酶催化ATP生成cAMP。 ④、蛋白激酶A（PKA）：由两个催化亚基和两个调节亚基组成，在没有cAMP时，以钝化复合体形式存在。 ⑤、环腺苷酸磷酸二酯酶（cAMP phosphodiesterase）：可降解cAMP生成5'-AMP，起终止信号的作用 （2）、Gs调节模型： 该信号途径涉及的反应链可表示为：激素→G蛋白耦联受体→G蛋白→腺苷酸环化酶→cAMP→依赖cAMP的蛋白激酶A→基因调控蛋白→基因转录 （3）、Gi调节模型： Gi对腺苷酸环化酶的抑制作用可通过两个途径：①通过α亚基与腺苷酸环化酶结合，直接抑制酶的活性；②通过βγ亚基复合物与游离Gs的α亚基结合，阻断Gs的α亚基对腺苷酸环化酶的活化。 [论述题] 受体介导的内吞中, 内吞泡中的配体、受体和膜成分的去向如何? 参考答案： 答：在受体介导的内吞作用中,随内吞泡进入细胞内的物质可分为三大类∶配体(猎物)、受体和膜组分, 它们有着不同的去向:
在受体介导的内吞中,配体基本被降解, 少数可被利用。大多数受体能够再利用, 少数受体被降解。通常受体有四种可能的去向: ① 受体内吞之后,大多数受体可形成载体小泡重新运回到原来的质膜上再利用，这些受体主要是通过次级内体的分拣作用重新回到细胞质膜上(如M6P受体、LDL受体)；②受体和配体一起由载体小泡运回到原来的质膜上再利用,如转铁蛋白及转铁蛋白受体就是通过这种方式再循环；③受体和配体一起进入溶酶体被降解, 如在某些信号传导中,信号分子与受体一起被溶酶体降解；④受体和配体一起通过载体小泡被转运到相对的细胞质膜面, 这就是转胞吞作用。 被内吞进来的膜成分有三种可能的去向: 第一种是随着细胞质膜受体分选产生的小泡一起重新回到质膜上再循环利用；第二种可能是同高尔基体融合，成为高尔基体膜的一个部分，这些膜有可能通过小泡的回流同内质网融合；第三种可能是随着溶酶残体的消失而消失。 [论述题] 请说明内膜系统的形成对于细胞的生命活动具有哪些重要的意义? 参考答案：至少有六方面的意义: ① 首先是内膜系统中各细胞器膜结构的合成和装配是统一进行的，这不仅提高了合成的效率，更重要的是 保证了膜结构的一致性，特别是保证了膜蛋白在这些膜结构中方向的一致性。 ② 内膜系统在细胞内形成了一些特定的功能区域和微环境，如酶系统的隔离与衔接, 细胞内不同区域形成 pH值差异, 离子浓度的维持, 扩散屏障和膜电位的建立等等，以便在蛋白质、脂类、糖类的合成代谢、加工修饰、浓缩过程中完成其特定的功能。 ③ 内膜系统通过小泡分泌的方式完成膜的流动和特定功能蛋白的定向运输，这不仅保证了内膜系统中各细 胞器的膜结构的更新，更重要的是保证了一些具有杀伤性的酶类在运输过程中的安全，并能准确迅速到达作用部位。 ④ 细胞内的许多酶反应是在膜上进行的,内膜系统的形成,使这些酶反应互不干扰。 ⑤ 扩大了表面积,提高了表面积与体积的比值。 ⑥ 区室的形成,相对提高了重要分子的浓度,提高了反应效率。 [论述题] 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”? 参考答案： 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。
细胞生物学复习资料 第一章绪论 一、细胞生物学定义及其主要研究内容（名词解释） 细胞生物学是研究细胞基本生命活动规律的科学，它是在不同层次（显微、亚显微 / 超微与分子水平）上以研究细胞结构与功能、细胞增殖、分化、衰老与凋亡、细胞信号传递、真核细胞基因表达与调控、细胞起源与进化等为主要内容。核心问题是将遗传与发育在细胞水平上结合起来。 二、细胞生物学的发展史（代表人物及其发现） 1、细胞的发现。胡克利用自制显微镜发现了细胞。 2、细胞学说的建立及其意义。施莱登和施旺共同提出细胞学说 3、细胞学的经典时期 4、实验细胞学时期。摩尔根建立基因学说。 5、细胞生物学学科的形成与发展 第二章 一、细胞是生命活动的基本单位 （一）一切有机体都由细胞构成（除病毒是非细胞形态生命体外），细胞是构成有机体的基本单位（二）细胞具有独立的、有序的自控代谢体系，细胞是代谢与功能的基本单位。细胞生命活动以物质代谢为基础；以能量代谢（ATP）为动力；以信息调控为机制。 （三）细胞是有机体生长与发育的基础 （四）细胞是遗传的基本单位，细胞具有遗传的全能性 （五）没有细胞就没有完整的生命（病毒也适合）。结构破坏的细胞不能生存；单独的细胞器不能长期培养。 二、细胞的基本共性 1、所有的细胞都有相似的化学组成 2）所有细胞表面均有细胞膜（磷脂双分子层 + 镶嵌蛋白质） 3）均含有 DNA 与 RNA 作为遗传信息复制与转录的载体 4）均含有核糖体（合成蛋白质） 5）所有细胞的增殖都以一分为二的方式进行分裂 三、原核细胞的基本特征 1、遗传的信息量小，一个环状 DNA 构成； 2、细胞内没有分化为以膜为基础的具有专门结构与功能的细胞器和细胞核膜。 原核生物的代表： 支原体、衣原体、立克次氏体、细菌、放线菌、蓝藻等