细胞生物学复习

-1-一、名词解释1.细胞生物学：细胞生物学是研究细胞基本生命活动规律的科学，它从不同层次（显微、亚显微与分子水平）上主要研究细胞结构与功能，细胞增殖、分化、衰老与调亡，细胞信号转导，细胞基因表达与调控，细胞起源与进化等。2.细胞骨架：是指真核细胞中由多种不同的蛋白质组成的粗细、长短、排列和分步不同的纤维网架体系。（广义）包括细胞核骨架、细胞质骨架、细胞膜骨架和细胞外基质。（狭义）的细胞骨架指细胞质骨架，即微管、微丝和中间丝。3.细胞分化：是指胚胎细胞分裂后未定型的细胞，在形态、生理生化和功能上向专一性或特异性方向分化的过程。主要特征是细胞合成特异性蛋白质，出现特定的形态结构。4.Hayflick界限：（1）细胞的的寿命是有一定的界限的，细胞的增殖能力也是有一定的界限的。（2）细胞，至少是培养的二倍体细胞，不是不死的，而是由一定的寿命，它们的增殖能力不是无限的，而是有一定的界限。5.内膜系统：指位于细胞质内，在结构、功能乃至发生上相关的膜围绕的细胞器或细胞结构的总称。包括核膜、内质网、高尔基体及其形成的溶酶体和分泌泡等，以及线粒体等其他细胞器。6.简单扩散：又称自由扩散，属被动运输的一种。指脂溶性物质或分子质量小且不带电荷的物质在膜内外存在浓度差的条件下沿着浓度梯度通过细胞质膜的现象。7.光系统：进行光吸收的功能单位成为光系统，是叶绿素、类胡萝卜素、脂类与蛋白质分子组成的复合物。每个光系统含有两个主要成分：捕光复合物和光反应中心复合物。8.程序性细胞死亡：是受到严格的基因调控、程序性的细胞死亡形式，对生物体的正常发育、自稳态平衡及多种病理过程具有重要的意义。9.电子传递链：膜上一系列由电子载体组成的电子传递途径。这些电子载体接受高能电子，并在传递过程中逐步降低电子的能量，最终将释放的能量用于合成ATP或以其他能量形式储存。10.核孔复合体：镶嵌在内外核膜上的蓝装复合体结构，主要由胞质环、核质环、核蓝等结构域组成，是物质进出细胞核的通道。11.联会复合体：减数分裂前期I染色体配对时，同源染色体之间形成的一种复合结构，既有利于同源染色体间的基因重组，也有利于同源染色体的分离。12.细胞周期：连续分裂的细胞从一次有丝分裂结束开始到下一次有丝分裂完成所经历的过程。13.呼吸链：在线粒体内膜上存在传递电子的一组酶的复合体，由一系列能可逆地接受和释放电子或质子的化学物质所组成，它们在内膜上相互关联地有序排列成传递链，称为呼吸链或电子传递链。14.细胞凋亡：又称细胞程序性死亡，是多细胞有机体为调控机体的发育，维护内环境的稳定，由基因控制的细胞主动死亡的过程，是机体的一种基本生理机制，并贯穿于机体整个的生命活动过程。15.同源染色体:二倍体细胞中能够配对的染色体，每条染色体来自不同的亲本，一条来自父本，一条来自母本。每对同源染色体携带两个拷贝的遗传物质，每条染色体各含其一。二、问答题-2-1.比较光学显微镜与电子显微镜？分辨本领光源透镜类型真空系统光学显微镜低（200nm）可见光或紫外光玻璃透镜非真空电子显微镜高（0.1nm）电子束电磁透镜真空2.什么是核孔复合体？其具有什么样的结构？并举例说明核孔复合体的功能。答：（1）核孔复合体是指镶嵌在核孔上的复杂结构，其结构模型为捕鱼笼式（或篮筐式），（2）结构特点具有胞质环、核质环、辐和中央栓，是由约30个不同的核孔蛋白构成的；（3）功能上，核孔复合体可以看做是一种特殊的跨膜运输蛋白复合体，并且是一个双功能、双向选择性的亲水性核质交换通道；如细胞内的DNA复制及RNA转录所必需的各种酶类均需先在胞质中合成后再转运至胞核；而胞质中的蛋白质所需的tRNA、mRNA等均需在胞核中合成，再转运至胞质参与蛋白质合成的相应环节。3.为什么说细胞是生命活动的基本单位？答：（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；（6）细胞是多层次非线性的复杂结构体系；（7）细胞是物质（结构）、能量与信息过程精巧结合的综合体；（8）细胞是高度有序的，具有自装配与自组织能力的体系。4.为什么说线粒体和叶绿体是半自主性的细胞器？答：半自主性细胞器的概念：自身含有遗传表达系统(自主性)；但编码的遗传信息十分有限，其RNA转录、蛋白质翻译、自身构建和功能发挥等必须依赖核基因组编码的遗传信息(自主性有限)。线粒体和叶绿体的遗传信息系统被称为真核细胞的第二遗传信息系统，或核外基因及其表达体系。这是因为研究发现，线粒体和叶绿体中除有DNA外，还有RNA(mRNA、tRNA、rRNA)、核糖体、氨基酸活化酶等。说明这两种细胞器都具有独立进行转录和转译的功能。也就是说，线粒体和叶绿体都具有自身转录RNA和翻译蛋白质的体系。但迄今为止，人们发现叶绿体仅能合成13种蛋白质，线粒体能够合成的蛋白质也只有60多种，而参与组成线粒体和叶绿体的蛋白质却分别有上千种。这说明，线粒体和叶绿体中自身编码合成的蛋白质并不多，它们中的绝大多数蛋白质是由核基因编码，在细胞质核糖体上合成的。也就是说，线粒体和叶绿体的自主程度是有限的，它们对核遗传系统有很大的依赖性。因此，线粒体和叶绿体的生长和增殖是受核基因组及自身的基因组两套遗传信息系统控制的，所以它们都被称为半自主性细胞器。线粒体DNA呈双链环状，与细菌DNA相似。一个线粒体中可有一个或几个DNA分子。各种生物的线粒体DNA大小不一样，大多数动物细胞线粒体DNA的周长约为5μm，约含有16000个碱基对，相对分子质量比核DNA分子小100～1000倍。叶绿体DNA也呈双链环状，其大小差异较大(有200000～2500000个碱基对)。叶绿体DNA的周长一般在40～60μm。每个线粒体中平均约含有6个线粒体DNA分子，每个叶绿体中平均约含12个叶绿体DNA分子。线粒体DNA和叶绿体DNA都可以自我复制，复制也是以半保留方式进行的。用3H嘧啶-3-核苷标记证明，线粒体DNA复制的时间主要在细胞周期的S期及G2期，而且DNA先复制，随后线粒体分裂。叶绿体DNA复制的时间在G1期。它们的复制都受核的控制，复制所需的DNA聚合酶都是由核DNA编码，在细胞质核糖体上合成的。5.简述细胞学说的主要内容？答：三个基本原理：地球上的生物都是由细胞构成的；所有活细胞在结构上类似；所有细胞都是来自已有细胞的分裂，即细胞来自细胞。6.说明细胞膜的结构及其在生命活动中的作用？答：（1）细胞膜是细胞膜结构的总称，包括细胞外层的膜和细胞质内的膜。膜是由膜脂与蛋白质组成的。质膜结构被公认的又具有科学代表性的为流动镶嵌模型，即磷质双分子曾为膜的骨架体系，蛋白质为膜功能的体现者。（2）细胞膜的功能包括：①界膜及其区室化，生命活动的基础；②调解物质运输；③提供了功能区室化的条件；④参与信号的检测与传递；⑤参与细胞间相互作用；⑥能量转换。7.滑面内质网的功能是什么？答：不同细胞中滑面内质网的功能各有不同，主要有：参与脂质和胆固醇的合成与运输；与糖原的合成和分解有关；解毒作用；与肌肉收缩有关。8.癌细胞为什么不受机体的约束而恶性增殖？答：癌细胞不受机体的约束而恶性增殖，主要原因有以下几个方面。癌细胞表面出现与诱发癌肿瘤相关的胚胎抗原，有时出现去遮盖表面抗原等，还有癌细胞的鞘糖脂常有改变，这导致癌瘤相关抗原的出现，这可能与癌细胞的生长失控有关。正常细胞内存在的原癌基因受致癌因素的刺激而被激活变成癌基因，这是外因、内因与癌基因活动相关的结果。癌基因的表达产生质和量上异常的癌蛋白，这些癌蛋白可以是细胞生长因子，也可以是生长因子受体，这些癌细胞不受细胞增殖的调控而无限增殖，引起细胞增殖、分化异常而致癌。9.生物膜的基本结构特征是什么？这些特征与它的生理功能有什么联系？膜的流动性：生物膜的基本特征之一，细胞进行生命活动的必要条件。（1）膜脂的流动性：主要由脂分子本身的性质决定的，脂肪酸链越短，不饱和程度越高,膜脂的流动性越大。温度对膜脂的运动有明显的影响。在细菌和动物细胞中常通过增加不饱和脂肪酸的含量来调节膜脂的相变温度以维持膜脂的流动性。在动物细胞中，胆固醇对膜的流动性起重要的双向调节作用。膜蛋白的流动：荧光抗体免疫标记实验；成斑现象（patching）或成帽现象（capping）。（2）膜的流动性受多种因素影响：细胞骨架不但影响膜蛋白的运动，也影响其周围的膜脂的流动。膜蛋白与膜分子的相互作用也是影响膜流动性的重要因素。（3）膜的流动性与生命活动关系：信息传递；各种生化反应；发育不同时期膜的流动性不同。膜的不对称性：（1）膜脂与糖脂的不对称性：糖脂仅存在于质膜的ES面，是完成其生理功能的结构基础；（2）膜蛋白与糖蛋白的不对称性：膜蛋白的不对称性是指每种膜蛋白分子在细胞膜上都具有明确的方向性；糖蛋白糖残基均分布在质膜的ES面；膜蛋白的不对称性是生物膜完成复杂的在时间与空间上有序的各种生理功能的保证。10.试述生物膜的基本功能？-4-（1）为细胞的生命活动提供相对稳定的内环境；（2）选择性的物质运输，包括代谢底物的的输入与代谢产物的排出，其中伴随着能量的传递；（3）提供细胞识别为位点，并完成细胞内外信号跨膜转导；（4）为多种酶体供结合位点，使酶促反应高效而有序地进行；（5）介导细胞与细胞、细胞与胞外基质之间的连接；（6）参与形成不同功能的细胞表面特化结构；（7）膜蛋白的异常与某些遗传病、恶性肿瘤，甚至神经退行性疾病相关，很多膜蛋白可作为疾病治疗的药物靶标；(8)细胞内区室化。11.物质跨膜运输有哪几种方式？它们的异同点。跨膜运输：直接进行跨膜转运的物质运输，又分为简单扩散、协助扩散和主动运输。（1）简单扩散：顺物质电化学梯度，不需要膜运输蛋白，利用自身的电化学梯度势能，不耗细胞代谢能。（2）协助扩散：顺物质电化学梯度，需要通道蛋白或载体蛋白，利用自身的电化学梯度势能，不耗细胞代谢能。（3）主动运输：逆物质电化学梯度，需要载体蛋白，消耗细胞代谢能。12.试述协助扩散与简单扩散的区别？⑴简单扩散（自由扩散）和协助扩散是被动运输的两种形式。二者转运的动力都来自物质的浓度梯度，不需要细胞提供代谢能量。⑵二者的主要区别：简单扩散，只有小分子量的不带电或疏水分子以简单扩散的方式跨膜。不依赖于膜蛋白，所以不具有特异性。扩散的速度正比于膜两侧该离子的浓度梯度。协助扩散，与简单扩散不同，分子的协助扩散依赖于特定的内在膜蛋白，常称之为单向转运蛋白质。分子结合到膜一侧的蛋白质上，该蛋白质发生构象变化将该分子转运到膜的另一侧并释放。转运蛋白对于某特定分子或一组结构相似分子具有专一性。13.简述微管的组装过程？四个阶段:（1）成核期：由αβ异二聚体首先纵向聚合形成短的丝状结构，即形成原纤丝；（2）生长期：新的异二聚体增加到原纤丝的两端及侧面，当达到13根原纤丝时，即合拢成为一段微管；（3）延长期：新的微管蛋白二聚体不断地组装到这段微管的两端使之延长；（4）稳定期：微管的长度稳定下来，两端组装和去组装的速度达到平衡。14.简述癌细胞的基本特征。①细胞生长与分裂失去控制；②具有侵润性和扩散性；③细胞间相互作用改变：冲破了细胞识别作用的束缚，产生水解酶类，异常表达某些膜受体蛋白；④蛋白表达谱系或蛋白活性改变：往往出现一些胚胎细胞中表达的蛋白，具有较高的端粒酶活性等；⑤mRNA转录谱系的改变；⑥体外培养的恶性转化细胞的特征：癌细胞失去运动和分裂的接触抑制，在琼脂培养基中可形成细胞克隆，是细胞恶性程度的标志之一。15.从细胞增殖的角度，细胞分为哪几类？每一类的特点是什么？答：从细胞增殖的角度，细胞分为三类：周期中细胞、休眠细胞、终端分化细胞；其各自的特点是：周期中细胞是指在细胞周期中连续运转的细胞，保持分裂能力。休眠细胞是指暂时脱离细胞周期不进行增殖的细胞，但在适当刺激下重新进入细胞周期。终端分化细胞是指不可逆地脱离细胞周期的细胞，丧失分裂能力，保持生理机能活性。16.与正常细胞相比，癌细胞