最新細胞生物學(xué)翟中和第四版課后習(xí)題答案第一章1.細胞生物學(xué)在生命科學(xué)中所處的地位，以及它與其他學(xué)科的關(guān)系1）地位：以細胞作為生命活動的基本單位，探索生命活動規(guī)律，核心問題是將遺傳與發(fā)育在細胞水平上的結(jié)合。2）關(guān)系：應(yīng)用現(xiàn)代物理學(xué)與化學(xué)的技術(shù)成就和分子生物學(xué)的概念與方法，研究生命現(xiàn)象及其規(guī)律。1．根據(jù)細胞生物學(xué)研究的內(nèi)容與你所掌握的生命科學(xué)知識，客觀、恰當(dāng)?shù)卦u價細胞生物學(xué)在生命科學(xué)中所處的地位，以及它與其他學(xué)科的關(guān)系。答細胞生物學(xué)是一門從細胞的顯微結(jié)構(gòu)、超微結(jié)構(gòu)和分子結(jié)構(gòu)的各級水平研究細胞的結(jié)構(gòu)與功能的關(guān)系，從而探索細胞生長、發(fā)育、分化、繁殖、遺傳、變異、代謝、衰亡及進化等各種生命現(xiàn)象規(guī)律的科學(xué)。生命體是多層次、非線性、多側(cè)面的復(fù)雜結(jié)構(gòu)體系，而細胞是生命體的結(jié)構(gòu)與生命活動的基本單位，有了細胞才有完整的生命，一切生命現(xiàn)象的奧秘都要從細胞中尋找答案。許多高等學(xué)校在生命科學(xué)的教學(xué)中，將細胞生物學(xué)確定為基礎(chǔ)課程。細胞生物學(xué)、分子生物學(xué)、神經(jīng)生物學(xué)和生態(tài)學(xué)并列為生命科學(xué)的四大基礎(chǔ)學(xué)科。細胞生物學(xué)與其他學(xué)科之間的交叉滲透日益明顯。2．通過學(xué)習(xí)細胞學(xué)發(fā)展簡史，你如何認識細胞學(xué)說的重要性？答1838-1839年，德國植物學(xué)家施萊登和德國動物學(xué)家施旺提出一切動植物都由細胞發(fā)育而來，并由細胞和細胞產(chǎn)物所構(gòu)成；每個細胞作為相對獨立的單位，但也與其他細胞相互影響。1858年Virchow對細胞學(xué)說做了重要的補充，強調(diào)細胞只能來自細胞。細胞學(xué)說的提出對于生物科學(xué)的發(fā)展具有重大意義。細胞學(xué)說、進化論、孟德爾遺傳學(xué)稱為現(xiàn)代生物學(xué)的三大基石，而細胞學(xué)說又是后二者的基石。對細胞結(jié)構(gòu)的了解是生物科學(xué)和醫(yī)學(xué)分支進一步發(fā)展所不可缺少的。3．試簡明扼要地分析細胞生物學(xué)學(xué)科形成的客觀條件，以及它今后發(fā)展的主要趨勢。答（1）細胞生物學(xué)學(xué)科形成的客觀條件細胞的發(fā)現(xiàn)（1665-1674）1665年，胡克發(fā)表了《顯微圖譜》（《Micrographia》）一書，描述了用自制的顯微鏡（30倍）觀察櫟樹軟木塞切片時發(fā)現(xiàn)其中有許多小室，狀如蜂窩，稱為“cellar”。1674年，荷蘭布商列文虎克自制了高倍顯微鏡（300倍左右），觀察到血細胞、池塘水滴中的原生動物、人類和其他哺乳動物的精子。細胞學(xué)說的建立（1838-1858）1838-1839年，德國植物學(xué)家施萊登和德國動物學(xué)家施旺兩人共同提出細胞學(xué)說，1858年Virchow對細胞學(xué)說進行了補充。細胞學(xué)的經(jīng)典時期各種主要的細胞分裂形式和細胞器被相繼發(fā)現(xiàn)，構(gòu)成了細胞學(xué)的經(jīng)典時期。（2）細胞生物學(xué)與分子生物學(xué)(包括分子遺傳學(xué)與生物化學(xué))相互滲透與交融是總的發(fā)展趨勢。4.當(dāng)前細胞生物學(xué)研究的熱點課題中你最感興趣的是哪些？為什么？?染色體DNA與非組蛋白的相互作用關(guān)系?細胞增殖、分化、凋亡的相互關(guān)系及其調(diào)控?細胞信號轉(zhuǎn)導(dǎo)研究?細胞結(jié)構(gòu)體系的裝配第二章1.根據(jù)你所掌握的知識,如何理解”細胞是生命活動的基本單位”這一概念?>一切有機體都由細胞構(gòu)成，細胞是構(gòu)成有機體的基本單位>細胞具有獨立的、有序的自控代謝體系，細胞是代謝與功能的基本單位>細胞是有機體生長與發(fā)育的基礎(chǔ)>細胞是遺傳的基本單位，細胞具有遺傳的全能性>沒有細胞就沒有完整的生命。2.為什么說支原體可能是最小最簡單的細胞存在形式?>細胞生存與繁殖必須具備的結(jié)構(gòu)裝置：(>=0.1nm）（1）細胞膜（2）DNA與RNA（3）核糖體10-20nm/每核糖體（4）酶100種-50nm>因此，作為比支原體更小、更簡單的細胞，又要維持細胞生命活動的基本要求，似乎是不可能存在。3、為什么說病毒不是細胞？病毒是由一個核酸分子（DNA或RNA）芯和蛋白質(zhì)外殼構(gòu)成的，是非細胞形態(tài)的生命體，是最小、最簡單的有機體。僅由一個有感染性的RNA構(gòu)成的病毒，稱為類病毒；僅由感染性的蛋白質(zhì)構(gòu)成的病毒稱為朊病毒。病毒具備了復(fù)制與遺傳生命活動的最基本的特征，但不具備細胞的形態(tài)結(jié)構(gòu)，是不完全的生命體；病毒的主要生命活動必須在細胞內(nèi)才能表現(xiàn)，在宿主細胞內(nèi)復(fù)制增殖；病毒自身沒有獨立的代謝與能量轉(zhuǎn)化系統(tǒng)，必須利用宿主細胞結(jié)構(gòu)、原料、能量與酶系統(tǒng)進行增殖，是徹底的寄生物。因此病毒不是細胞，只是具有部分生命特征的感染物。病毒與細胞的區(qū)別：（1）病毒很小，結(jié)構(gòu)極其簡單；（2）遺傳載體的多樣性（3）徹底的寄生性（4）病毒以復(fù)制和裝配的方式增殖4.試從進化的角度比較原核細胞?p古核細胞及真核細胞的異同。要點原核細胞真核細胞無膜包圍，稱為擬核細胞核有雙層膜包圍染色體形狀數(shù)目組成DNA序列環(huán)狀DNA分子一個基因連鎖群DNA裸露或結(jié)合少量蛋白質(zhì)無或很少重復(fù)序列核中的為線性DNA分子;線粒體和葉綠體中的為環(huán)狀DNA分子兩個或多個基因連鎖群核DNA同組蛋白結(jié)合，線粒體和葉綠體中的DNA裸露有重復(fù)序列基因表達RNA和蛋白質(zhì)在同一區(qū)間合成RNA在核中合成和加工;蛋白質(zhì)在細胞質(zhì)中合成細胞分裂二分或出芽有絲分裂或減數(shù)分裂內(nèi)膜無獨立的內(nèi)膜有,分化成細胞器細胞骨架無普遍存在呼吸作用和光合作用酶的分部質(zhì)膜線粒體和葉綠體（植物）核糖體70S（50S＋30S）80S（60S＋40S）5.細胞的結(jié)構(gòu)與功能相關(guān)是細胞生物學(xué)的一個基本原則，你能否提出更多的論據(jù)來說明之？答：成熟紅細胞喪失了細胞核，卻含有很多血紅蛋白，細胞呈雙面凹的圓餅狀，它不需分裂?p分化，所以可以無細胞核；血紅蛋白多及其圓餅狀形狀（相對表面積大，有助于物質(zhì)交換）能更好地執(zhí)行氣體交換功能。第三章1.舉例說明電子顯微鏡技術(shù)與細胞分子生物學(xué)技術(shù)的結(jié)合在現(xiàn)代細胞生物學(xué)研究中的應(yīng)用。超薄切片技術(shù)（固定包埋切片染色）：一般用于細胞超微結(jié)構(gòu)觀察負染色技術(shù)：觀察亞細胞結(jié)構(gòu)，甚至病毒，具有一定的背景清除效果冷凍蝕刻技術(shù)：形成斷面，便于觀察胞質(zhì)中的細胞骨架纖維及其結(jié)合蛋白電鏡三維重構(gòu)技術(shù)：前提是能形成蛋白質(zhì)衍射晶體易構(gòu)建三維結(jié)構(gòu)掃描電鏡技術(shù)：通常在觀察前鍍一層金膜，立體感強但局限于觀察物體表面應(yīng)用舉例：見基因的分子生物學(xué)2.光學(xué)顯微鏡技術(shù)有哪些新發(fā)展?它們各有哪些突出優(yōu)點?為什么電子顯微鏡不能完全代替光學(xué)顯微鏡?相差微分干涉顯微鏡技術(shù)：觀察活細胞成為可能，增加的光程差使圖像立體感更強熒光顯微技術(shù)：其特異性檢測所需的觀察物質(zhì)，能排除其他環(huán)境干擾，精確定位激光掃描共焦顯微鏡技術(shù)：改變縱向分辨率，不同切面構(gòu)成的圖像，經(jīng)疊加形成三維結(jié)構(gòu)熒光共振能量轉(zhuǎn)移技術(shù)：主要用于觀測兩種蛋白是否直接作用及作用的強弱不可取代的原因：觀察非超微結(jié)構(gòu)的需要，觀察活細胞及其正常生理反應(yīng)的需要，對一般實驗的定性很適用3、為什么說細胞培養(yǎng)是細胞生物學(xué)研究的最基本的技術(shù)之一？細胞培養(yǎng)的理論依據(jù)是細胞全能性，是生命科學(xué)的研究基礎(chǔ)，是細胞工程乃至基因工程的應(yīng)用基礎(chǔ)。植物細胞的培養(yǎng)為植物育種開辟了一條嶄新的途徑；動物細胞培養(yǎng)為疫苗的生產(chǎn)、藥物的研制與腫瘤防治提供全新的手段；特別是干細胞的培養(yǎng)與定向分化的技術(shù)的發(fā)展，有可能在體外構(gòu)建組織甚至器官，由此建立組織工程，同時在細胞治療及其基因治療相結(jié)合的應(yīng)用中顯示出誘人的前景。第四章3.何謂內(nèi)在膜蛋白?內(nèi)在膜蛋白以什么方式與膜脂相結(jié)合?內(nèi)在膜蛋白是膜蛋白中與膜結(jié)合比較緊密的一種蛋白，只有用去垢劑是膜崩解后才可分離出來。?疏水作用，alpha-螺旋（個別beta-螺旋）?靜電作用，某些氨基酸帶正電荷與帶負電磷脂極性頭相互作用，帶負電氨基酸則通過其他陽?離子共價作用：半胱氨酸插入膜雙分子層中4、生物膜的基本結(jié)構(gòu)特征是什么？這些特征與它的生理功能有什么聯(lián)系？膜的流動性：生物膜的基本特征之一，細胞進行生命活動的必要條件。1）膜脂的流動性主要由脂分子本身的性質(zhì)決定的，脂肪酸鏈越短，不飽和程度越高,膜脂的流動性越大。溫度對膜脂的運動有明顯的影響。在細菌和動物細胞中常通過增加不飽和脂肪酸的含量來調(diào)節(jié)膜脂的相變溫度以維持膜脂的流動性。在動物細胞中，膽固醇對膜的流動性起重要的雙向調(diào)節(jié)作用。?膜蛋白的流動：熒光抗體免疫標(biāo)記實驗；成斑現(xiàn)象(patching)或成帽現(xiàn)象(capping)??2）膜的流動性受多種因素影響：細胞骨架不但影響膜蛋白的運動，也影響其周圍的膜脂的流動。膜蛋白與膜分子的相互作用也是影響膜流動性的重要因素。3）膜的流動性與生命活動關(guān)系：信息傳遞；各種生化反應(yīng)；發(fā)育不同時期膜的流動性不同膜的不對稱性：1）膜脂與糖脂的不對稱性：糖脂僅存在于質(zhì)膜的ES面，是完成其生理功能的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)2）膜蛋白與糖蛋白的不對稱性：膜蛋白的不對稱性是指每種膜蛋白分子在細胞膜上都具有明確的方向性；糖蛋白糖殘基均分布在質(zhì)膜的ES面；膜蛋白的不對稱性是生物膜完成復(fù)雜的在時間與空間上有序的各種生理功能的保證。5、細胞表面有哪幾種常見的特化結(jié)構(gòu)？紅細胞膜骨架的基本結(jié)構(gòu)與功能是什么？1）細胞表面特化結(jié)構(gòu)主要包括：膜骨架、鞭毛、纖毛、變形足和微絨毛，都是細胞膜與膜內(nèi)的細胞骨架纖維形成的復(fù)合結(jié)構(gòu)，分別與維持細胞的形態(tài)、細胞的運動、細胞與環(huán)境的物質(zhì)交換等功能有關(guān)。2）紅細胞膜骨架的構(gòu)成：血影蛋白四聚體游離端與短肌動蛋白纖維（約13~15單體）相連，形成血影蛋白網(wǎng)絡(luò)。通過兩個錨定點固定在質(zhì)膜下方：①通過帶4.1蛋白與血型糖蛋白連結(jié)；②通過錨蛋白與帶3蛋白相連。功能：實現(xiàn)紅細胞質(zhì)膜的剛性與韌性，維持紅細胞的形態(tài)第五章1.比較載體蛋白與通道蛋白的特點。相同點：化學(xué)本質(zhì)均為蛋白質(zhì)、分布均在細胞的膜結(jié)構(gòu)中、都有控制特定物質(zhì)跨膜運輸?shù)墓δ懿煌c：1.通道蛋白參與的只是被動運輸,在運輸過程中并不與被運輸?shù)姆肿咏Y(jié)合,也不會移動,并且是從高濃度向低濃度運輸,所以運輸時不消耗能量。2.載體蛋白參與的有主動運輸和協(xié)助擴散，在運輸過程中與相應(yīng)的分子結(jié)合，并且會移動。在主動運輸過程中由低濃度側(cè)向高濃度運動，且消耗代謝能量；在協(xié)助擴散過程中，由高濃度側(cè)向低濃度側(cè)運動，不消耗代謝能。（注;協(xié)助擴散也屬于被動運輸）載體蛋白：通透酶多次跨膜蛋白通過構(gòu)象改變進行跨膜轉(zhuǎn)運高度特異性，可飽和性，存在競爭性及非競爭性抑制劑不同部位生物膜含有與各自功能相關(guān)的載體蛋白3種類型：離子通道、孔蛋白(porin)、水孔蛋白(AQP)離子通道:與離子泵共同調(diào)節(jié)細胞內(nèi)離子濃度及跨膜電位選擇性高：通道直徑、形狀、通道內(nèi)荷電氨基酸分布3個特征（與載體蛋白比）轉(zhuǎn)運速率高：接近自由擴散理論值（順電化學(xué)梯度）沒有飽和值門控2.比較P-型離子泵、V-型質(zhì)子泵、F-型質(zhì)子泵和ABC超家族的異同。P-type：如植物細胞膜上的H+泵、動物胃表皮細胞的H+-K+泵（分泌胃酸）。V-type：存在于各類小泡膜上，水解ATP產(chǎn)生能量，但不發(fā)生自磷酸化，位于溶酶體膜、內(nèi)體、植物液泡膜上。F-type：利用質(zhì)子動力勢合成ATP，即ATP合酶，位于細菌質(zhì)膜、線粒體內(nèi)膜、類囊體膜上。ABC超家族是一龐大的蛋白家族，都有兩個高度保守的ATP結(jié)合區(qū)，一種ABC轉(zhuǎn)運器只轉(zhuǎn)運一種或一類底物，不同成員可轉(zhuǎn)運離子、氨基酸、核苷酸、多糖、多肽、蛋白質(zhì)；可催化脂雙層的脂類在兩層之間翻轉(zhuǎn)。3.說明Na+-K+泵的工作原理及生物學(xué)意義。原理：Na+依賴性的磷酸化與K+依賴性去磷酸化引起Na+-K+泵構(gòu)象有序變化。每循環(huán)消耗1分子ATP，泵出3個Na+，泵入2個K+*維持細胞的滲透性，保持細胞體積；*維持低Na+高K+的細胞內(nèi)環(huán)境；維持細胞的靜息電位。4、動物細胞、植物細胞和原生動物細胞應(yīng)付低滲膨脹的機制有何不同？動物細胞借助Na+-K+泵維持細胞內(nèi)低濃度溶質(zhì)；植物細胞依靠堅韌的細胞壁避免膨脹和破裂；原生動物通過收縮胞定時排出進入細胞過量的水而避免膨脹。5.試述胞吞作用的類型與功能類型：吞噬作用和胞飲作用（根據(jù)：胞吞泡形成的分子機制和胞吞泡的大小差異）功能：調(diào)控細胞對營養(yǎng)物的攝取和質(zhì)膜構(gòu)成等；參與細胞信號轉(zhuǎn)導(dǎo)第六章1、為什么說線粒體和葉綠體是細胞內(nèi)的兩種產(chǎn)能細胞器？線粒體和葉綠體都是高