細胞生物學課后思考題答案(第四版)

第一章1.細胞生物學在生命科學中所處的地位，以及它與其他學科的關(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：應用現(xiàn)代物理學與化學的技術(shù)成就和分子生物學的概念與方法，研究生命現(xiàn)象及其規(guī)律。1．根據(jù)細胞生物學研究的內(nèi)容與你所掌握的生命科學知識，客觀、恰當?shù)卦u價細胞生物學在生命科學中所處的地位，以及它與其他學科的關(guān)系。答細胞生物學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。生命體是多層次、非線性、多側(cè)面的復雜結(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。許多高等學校在生命科學的教學中，將細胞生物學確定為基礎課程。細胞生物學、分子生物學、神經(jīng)生物學和生態(tài)學并列為生命科學的四大基礎學科。細胞生物學與其他學科之間的交叉滲透日益明顯。2．通過學習細胞學發(fā)展簡史，你如何認識細胞學說的重要性？答1838-1839年，德國植物學家施萊登和德國動物學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對細胞學說做了重要的補充，強調(diào)細胞只能來自細胞。細胞學說的提出對于生物科學的發(fā)展具有重大意義。細胞學說、進化論、孟德爾遺傳學稱為現(xiàn)代生物學的三大基石，而細胞學說又是后二者的基石。對細胞結(jié)構(gòu)的了解是生物科學和醫(yī)學分支進一步發(fā)展所不可缺少的。3．試簡明扼要地分析細胞生物學學科形成的客觀條件，以及它今后發(fā)展的主要趨勢。答（1）細胞生物學學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。細胞學說的建立（1838-1858）1838-1839年，德國植物學家施萊登和德國動物學家施旺兩人共同提出細胞學說，1858年Virchow對細胞學說進行了補充。細胞學的經(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)成了細胞學的經(jīng)典時期。（2）細胞生物學與分子生物學(包括分子遺傳學與生物化學)相互滲透與交融是總的發(fā)展趨勢。4.當前細胞生物學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>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）病毒以復制和裝配的方式增殖4.試從進化的角度比較原核細胞﹑古核細胞及真核細胞的異同。要點原核細胞真核細胞細胞核無膜包圍，稱為擬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﹑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)與細胞分子生物學技術(shù)的結(jié)合在現(xiàn)代細胞生物學研究中的應用。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用舉例：見基因的分子生物學2.光學顯微鏡技術(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，是生命科學的研究基礎，是細胞工程乃至基因工程的應用基礎。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；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。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、比較載體蛋白和通道蛋白的異同

細胞膜上存在兩類主要的轉(zhuǎn)運蛋白，即：載體蛋白（carrier

protein）和通道蛋白（channelprotein）。它們的功能都是轉(zhuǎn)運細胞膜外的溶質(zhì)到細胞膜內(nèi)。

載體蛋白又稱作載體（carrier）、通透酶（permease）和轉(zhuǎn)運器（transporter）。能夠與特異性溶質(zhì)結(jié)合，通過自身構(gòu)象的變化，將與它結(jié)合的溶質(zhì)轉(zhuǎn)運到膜的另一側(cè)。載體蛋白有的需要能量驅(qū)動，如各類ATP纈氨酶素。這里要注意，之所以稱為通透酶，是因為它與所運輸物質(zhì)之間有對應關(guān)系，特異性強。

通道蛋白與所轉(zhuǎn)運物質(zhì)之間的結(jié)合較弱，它能形成親水的通道（可以想象為親水的孔，如porin），當通道打開時能允許特定大小的溶質(zhì)通過，特異性不如載體蛋白強。所有通道蛋白均以自由擴散的方式運輸溶質(zhì)，不消耗能量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型離子泵(P-type

ion

pump)，或稱P型ATPase。此類運輸泵運輸時需要磷酸化是phosphorylation的縮寫)，包括Na+-K+泵、Ca2+離子泵。

V型泵(V-type

pump)，或稱V型ATPase，主要位于小泡的膜上(

V代表vacuole或vesicle)，如溶酶體膜中的H+泵，運輸時需要ATP供能，但不需要磷酸化。F型泵(F-type

pump)，或稱F型ATPase。這種泵主要存在于細菌質(zhì)膜、線粒體內(nèi)膜和葉綠體的類囊體膜中，它們在能量轉(zhuǎn)換中起重要作用，是氧化磷酸化或光合磷酸化偶聯(lián)因子(F即factor的縮寫)。ABC運輸?shù)鞍?ATP-binding

cassettle

transportor)，這是一大類以ATP供能的運輸?shù)鞍?，已發(fā)現(xiàn)了100多種，存在范圍很廣，包括細菌和人。

前3種只轉(zhuǎn)運離子，后一種主要是轉(zhuǎn)運小分子。3、說明Na+-K+泵的工作原理及其生物學意義。Na+-K+泵是一種典型的主動運輸方式，由ATP直接提供能量。Na+-K+泵存在于細胞膜上，是由α和β二個亞基組成的跨膜多次的整合膜蛋白，具有ATP酶活性。工作原理：在細胞內(nèi)側(cè)α亞基與Na+相結(jié)合促進ATP水解，α亞基上的天門冬氨酸殘基磷酸化引起α亞基構(gòu)象發(fā)生變化，將Na+泵出細胞，同時細胞外的K+與α亞基的另一位點結(jié)合，使其去磷酸化，α亞基構(gòu)象再度發(fā)生變化將K+泵進細胞，完成整個循環(huán)。Na+依賴的磷酸化和K+依賴的去磷酸化引起構(gòu)象變化有序交替進行。每個循環(huán)消耗一個ATP分子，泵出3個Na+和泵進2個K+。生物學意義：動物細胞借助Na+-K+泵維持細胞滲透平衡，同時利用胞外高濃度的Na+所儲存的能量，主動從細胞外攝取營養(yǎng)。4、動物細胞、植物細胞和原生動物細胞應付低滲膨脹的機制有何不同？

①動物細胞通過泵出離子維持細胞內(nèi)低濃度溶質(zhì)，如鈉鉀泵、鈣泵等。

②植物細胞依靠細胞壁避免膨脹和破裂，從而耐受較大的跨膜滲透差異。

③原生動物通過收縮定時排除進入細胞的過量的水而避免膨脹。5試述胞吞作用的類型與功能根據(jù)胞吞泡形成的分子機制不同和胞吞泡的大小差異，胞吞作用可分為兩種類型：胞飲作用和吞噬作用。胞飲作用是一個連續(xù)發(fā)生的過程，所有真核細胞都能通過胞飲作用連續(xù)攝入溶質(zhì)和分子；吞噬作用首先需要被吞噬物與細胞表面結(jié)合并激活細胞表面受泡的形成則需要微絲及其結(jié)合蛋白的幫助，在多細胞動物體內(nèi)，只有某些特化細胞具有吞噬功能。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效的產(chǎn)生ATP的精密裝置。盡管它們最初的能量來源不同，但卻有著相似的基本結(jié)構(gòu)，而且以類似的方式合成ATP。ATP是細胞生命活動的直接供能者，也是細胞內(nèi)能量的獲得、轉(zhuǎn)換、儲存和利用等環(huán)節(jié)的聯(lián)系紐帶。2.線粒體和葉綠體在細胞內(nèi)呈現(xiàn)的動態(tài)特征。線粒體的分裂和融合葉綠體的分化與去分化3、試比較線粒體與葉綠體在基本結(jié)構(gòu)方面的異同。1）基本結(jié)構(gòu)的相同點：線粒體和葉綠體的形態(tài)、大小、數(shù)量與分布常因細胞種類、生理功能及生理狀況不同而有較大差別。兩者均具有封閉的兩層單位膜，內(nèi)膜向內(nèi)折疊，并演化為極大擴增的內(nèi)膜特化結(jié)構(gòu)系統(tǒng)。2）不同點：線粒體外膜(outermembrane）含孔蛋白(porin)，通透性較高；內(nèi)膜（innermembrane）高度不通透性，向內(nèi)折疊形成嵴（cristae）；含有與能量轉(zhuǎn)換相關(guān)的蛋白；膜間隙（intermembranespace）含許多可溶性酶、底物及輔助因子；基質(zhì)（matrix）含三羧酸循環(huán)酶系、線粒體基因，表達酶系等以及線粒體DNA,RNA，核糖體。葉綠體內(nèi)膜并不向內(nèi)折疊成嵴；內(nèi)膜不含電子傳遞鏈；除了膜間隙、基質(zhì)外，還有類囊體；捕光系統(tǒng)、電子傳遞鏈和ATP合成酶都位于類囊體膜上。4.為什么說三羧酸循環(huán)是能量代謝的中心？第一，糖脂蛋白質(zhì)在分解代謝過程都要先生成乙酰輔酶A，乙酰輔酶A與草酰乙酸結(jié)合進行三竣酸循環(huán)才能徹底氧化。即三梭酸循環(huán)是糖脂蛋白質(zhì)的共同代謝途徑。第二，三梭酸循環(huán)為糖、脂肪酸、某些氨基酸等物質(zhì)的合成代謝提供小分子前體（如三羧酸循環(huán)中產(chǎn)生的α-酮戊二酸是谷氨酸的前體）也就是說三羧酸循環(huán)是糖、脂肪酸和某些氨基酸相互轉(zhuǎn)變的代謝樞紐?？偟膩碚f，三羧酸循環(huán)中產(chǎn)生的中間體，既能為分解代懈提供來源又能為合成代謝提供物質(zhì)來源。5.電子傳遞鏈與氧化磷酸化之間有何關(guān)系？電子傳遞﹑質(zhì)子驅(qū)動力的形成以及ATP合成是氧化磷酸化的核心。6、試比較線粒體的氧化磷酸化與葉綠體的光合磷酸化的異同點。1）相同點：線粒體的氧化磷酸化與葉綠體的光合磷酸化中，⑴需要完整的膜；⑵ATP的形成都是由H＋移動所推動；⑶葉綠體的CF1因子與線粒體的F1因子都具有催化ADP和Pi形成ATP的作用。2）不同點：線粒體的氧化磷酸化是在內(nèi)膜上進行的一個形成ATP的過程。它是在電子從NADH或FADH2經(jīng)過電子傳遞鏈傳遞給的過程中發(fā)生的。每一個NADH被氧化產(chǎn)生3個ATP分子，而每一FADH2被氧化產(chǎn)生2個ATP分子，電子最終被O2接收而生成H2O。即：1對電子的3次穿膜傳遞，將基質(zhì)中的3對H＋抽提到膜間隙中，每2個H＋穿過F1-F0ATP酶，生成1個ATP分子。葉綠體的光合磷酸化是在類囊體膜上進行的，是由光引起的光化學反應，其產(chǎn)物是ATP和NADPH；碳同化（暗反應，在葉綠體基質(zhì)中進行）利用光反應產(chǎn)生的ATP合NADPH的化學能，使CO2還原合成糖。光合作用的電子傳遞是在光系統(tǒng)Ⅰ和光系統(tǒng)Ⅱ中進行的，這兩個光系統(tǒng)互相配合，利用所吸收的光能把1對電子從H2O傳遞給NADP＋。即：1對電子的2次穿膜傳遞，在基質(zhì)中攝取3個H＋，在類囊體腔中產(chǎn)生4個H＋，每3個H＋穿過CF1-CF0ATP酶，生成1個ATP分子。7.光系統(tǒng)、捕光復合物和作用中心的結(jié)構(gòu)與功能的關(guān)系如何？在葉綠體的類囊體膜中鑲嵌有大小、數(shù)量不同的顆粒，集中了光合作用能量轉(zhuǎn)換功能的全部組分，包括：捕光色素（天線色素）、兩個光反應中心、各種電子載體、合成ATP的系統(tǒng)和從水中抽取電子的系統(tǒng)等。它們分別裝配在PSI、PSⅡ、細胞色素bf、CF0-CF1ATP酶等主要的膜蛋白復合物中。PSI和PSⅡ復合物都是由核心復合物和捕光復合物組成，但它們在組分、結(jié)構(gòu)甚至功能上是不同的。PSⅡ的核心復合物是由20多個不同的多肽組成的葉綠素蛋白復合體，其反應中心多肽是蛋白D1和D2；PSI的核心復合物的反應中心是一個包含多種不同還原中心的多蛋白復合體；CF0-CF1ATP酶是由跨膜的H＋通道CF0和在類囊體膜基質(zhì)側(cè)起催化作用的CF1兩部分所組成；在亞基組分、結(jié)構(gòu)和功能上均與線粒體的ATP合成酶相似，但葉綠體的CF1地激活需有－SH基化合物，寡霉素對CF1無抑制作用。8、氧化磷酸化偶聯(lián)機制的化學滲透假說的主要論點是什么？化學滲透假說主要論點：電子傳遞鏈各組分在線粒體內(nèi)膜中不對稱分布，當高能電子沿其傳遞時，所釋放的能量將H+從基質(zhì)泵到膜間隙，形成H+電化學梯度。在這個梯度驅(qū)使下，H+穿過ATP合成酶回到基質(zhì)，同時合成ATP，電化學梯度中蘊藏的能量儲存到ATP高能磷酸鍵。9、試比較光合碳同化三條途徑的主要異同點。1）C3途徑（卡爾文循環(huán)）：是靠光反應合成的ATP及NADPH作能源，推動CO2的固定、還原。每循環(huán)一次只能固定一個CO2分子，循環(huán)六次才能把6個CO2分子同化成一個己糖分子。2）C4途徑：在葉脈周圍有一圈含葉綠體的維管束鞘細胞，其外環(huán)列的葉肉細胞，在這兩種細胞密切配合下不論CO2濃度的高低狀態(tài)，對CO2凈固定，這類植物積累干物質(zhì)的速度快，為高產(chǎn)型植物。3）CAM途徑（景天科酸代謝）：肉質(zhì)植物的葉片，氣孔白天關(guān)閉，夜間開放。夜間吸收CO2，在PEPC（磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶）催化下與PEP（磷酸烯醇式丙酮酸）結(jié)合，生產(chǎn)草酰乙酸，進一步還原為蘋果酸；白天CO2從儲存的蘋果酸中經(jīng)氧化脫羧釋放出來，參與C3（卡爾文）循環(huán)，形成淀粉。CAM途徑與C4途徑相似，只是CO2固定與光合作用產(chǎn)物的生成，在時間及空間上與C4途徑不同。10、為什么說線粒體和葉綠體是半自主性細胞器？1)線粒體和葉綠體都有環(huán)狀的DNA，都擁有合成蛋白質(zhì)的整套裝置；2)兩者的DNA都能進行復制，但復制仍受核基因組的控制。mtDNA是由核DNA編碼、在細胞質(zhì)中合成的。組成葉綠體的各種蛋白質(zhì)成分是由核DNA和葉綠體DNA分別編碼，只有少部分蛋白質(zhì)是由葉綠體DNA編碼的。3)線粒體、葉綠體的生長和增殖是受核基因組和其本身的基因組兩套遺傳系統(tǒng)的共同控制，因而，它們被稱為是半自主性的細胞器。11、簡述線粒體與葉綠體的內(nèi)共生起源學說和非共生起源學說的主要論點及其實驗證據(jù)。內(nèi)共生起源學說論點：葉綠體起源于細胞內(nèi)共生的藍藻，其祖先是原核生物的藍細菌（Cyanobacteria），即藍藻；線粒體的祖先-原線粒體是一種革蘭氏陰性細菌。主要論據(jù)：⑴基因組在大小、形態(tài)和結(jié)構(gòu)方面與細菌相似；⑵有自己完整的蛋白質(zhì)合成系統(tǒng)，能獨立合成蛋白質(zhì)，蛋白質(zhì)合成機制有很多類似細菌而不同于真核生物。⑶兩層被膜有不同的進化來源，外膜與細胞的內(nèi)膜系統(tǒng)相似，內(nèi)膜與細菌質(zhì)膜相似。⑷以分裂的方式進行繁殖，與細菌的繁殖方式相同。⑸能在異源細胞內(nèi)長期生存，說明線粒體和葉綠體具有的自主性與共生性的特征。⑹線粒體的祖先很可能來自反硝化副球菌或紫色非硫光合細菌。⑺發(fā)現(xiàn)介于胞內(nèi)共生藍藻與葉綠體之間的結(jié)構(gòu)--藍小體，其特征在很多方面可作為原始藍藻向葉綠體演化的佐證。第七章1、細胞質(zhì)基質(zhì)的結(jié)構(gòu)組分及其在細胞生命活動中作用的理解?；|(zhì)的基本概念：用差速離心法分離細胞勻漿物組分，先后除去細胞核、線粒體、溶酶體、高爾基體和細胞質(zhì)膜等細胞器或細胞結(jié)構(gòu)后，存留在上清液中的主要是細胞質(zhì)基質(zhì)的成分。生物化學家多稱之為胞質(zhì)溶膠。主要成分：中間代謝有關(guān)的數(shù)千種酶類、細胞質(zhì)骨架結(jié)構(gòu)。主要特點：細胞質(zhì)基質(zhì)是一個高度有序的體系；通過弱鍵而相互作用處于動態(tài)平衡的結(jié)構(gòu)體系，細胞骨架纖維貫穿其中。多數(shù)中間代謝反應及蛋白質(zhì)合成與轉(zhuǎn)運、某些蛋白質(zhì)的修飾和選擇性地降解等過程均在細胞質(zhì)基質(zhì)中進行。其作用為：1）完成各種中間代謝過程，如糖酵解過程、磷酸戊糖途徑、糖醛酸途徑等2）蛋白質(zhì)的分選與運輸3）與細胞質(zhì)骨架相關(guān)的功能――維持細胞形態(tài)、細胞運動、胞內(nèi)物質(zhì)運輸及能量傳遞等4）蛋白質(zhì)的修飾、蛋白質(zhì)選擇性的降解⑴蛋白質(zhì)的修飾；⑵控制蛋白質(zhì)的壽命；⑶降解變性和錯誤折疊的蛋白質(zhì)；⑷幫助變性或錯誤折疊的蛋白質(zhì)重新折疊，形成正確的分子構(gòu)象。2.為什么說細胞內(nèi)膜系統(tǒng)是一個結(jié)構(gòu)與功能密切聯(lián)系的動態(tài)性整體？細胞內(nèi)膜系統(tǒng)包括內(nèi)質(zhì)網(wǎng)﹑高爾基體﹑溶酶體﹑胞內(nèi)體和分泌泡等,這些細胞器在結(jié)構(gòu)﹑功能乃至發(fā)生上是彼此相互關(guān)聯(lián)的動態(tài)整體,因此稱之為內(nèi)膜系統(tǒng)。各區(qū)室之間通過生物合成﹑蛋白質(zhì)修飾與分選﹑膜泡運輸和各種質(zhì)量監(jiān)控機制維系其系統(tǒng)的動態(tài)平衡。3.試述ER（內(nèi)質(zhì)網(wǎng)）的主要功能及其質(zhì)量監(jiān)控作用。功能：（1）蛋白質(zhì)的合成（糙面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的主要功能）（2）脂質(zhì)合成（在光面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)上）（3）蛋白質(zhì)的修飾與加工（4）新生多肽的折疊與組裝（5）肝細胞的解毒作用，肌質(zhì)網(wǎng)儲存與調(diào)節(jié)質(zhì)量監(jiān)控作用包括：（1）未折疊蛋白質(zhì)應答反應，即錯誤折疊與未折疊蛋白質(zhì)不能按正常途徑從內(nèi)質(zhì)網(wǎng)中釋放，從而在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)腔內(nèi)聚集，引起一系列分子伴侶和折疊酶表達上調(diào)，促進蛋白質(zhì)正確折疊，防止其聚集，從而提高細胞在有害因素下的生存能力（2）內(nèi)質(zhì)網(wǎng)超負荷反應，細胞除啟動未折疊蛋白質(zhì)應答反應之外，正確折疊的蛋白質(zhì)在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)過度蓄積，特別是因膜蛋白在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)異常堆積也會啟動其他促生存的機制來反制內(nèi)質(zhì)網(wǎng)壓力（3）固醇調(diào)節(jié)級聯(lián)反應，是由內(nèi)質(zhì)網(wǎng)表面合成的膽固醇損耗所致，通過固醇調(diào)節(jié)元件結(jié)合蛋白質(zhì)介導的信號途徑，影響特定基因表達（4）如果內(nèi)質(zhì)網(wǎng)功能持續(xù)紊亂，細胞將最終啟動凋亡程序。4.試述高爾基體的結(jié)構(gòu)特征及其生理功能。解答一：>順面膜囊/網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)：中間多孔而連續(xù)的分支網(wǎng)狀>高爾基體中間膜囊：由扁平囊和管道組成形成不間隔，功能連續(xù)、完整的體系>高爾基體反面膜囊及反面高爾基網(wǎng)絡：蛋白分選的樞紐，蛋白包裝形成網(wǎng)格蛋白/AP包被膜泡，蛋白“晚期”修飾功能：參與形成溶酶體；參與細胞分泌活動：調(diào)節(jié)型分泌組成型分泌蛋白質(zhì)的糖基化及其修飾：進行膜的轉(zhuǎn)化功能；將蛋白水解為活性物質(zhì)解答二：1)結(jié)構(gòu)特征:高爾基復合體由成摞的囊泡疊置而成。。囊泡的邊緣部分連接有許多大小不等的表面光滑的小管網(wǎng)，其周圍還存在有衣被小泡和無被小泡。一個成摞存在的囊泡又稱為分散高爾基體，由5～8層囊泡組成,構(gòu)成了高爾基復合體的主體結(jié)構(gòu)。分散高爾基體在結(jié)構(gòu)和生化成分上具有極性，和內(nèi)質(zhì)網(wǎng)臨近的近核一側(cè)，囊泡彎曲呈凸面,稱為形成面或順面；在遠核的一側(cè)，囊泡呈凹面，稱為成熟面或反面。從順面到反面，囊泡膜的厚度逐漸增大。2)功能：(1)形成和包裝分泌物；(2)蛋白質(zhì)和脂類的糖基化；(3)蛋白質(zhì)的加工改造；(4)細胞內(nèi)的膜泡運輸；(5)膜的轉(zhuǎn)化。高爾基復合體在內(nèi)膜系統(tǒng)中處于中介地位,它在對細胞內(nèi)合成物質(zhì)的修飾和改造中具有重作用。許多重要大分子的運輸和分泌都要通過高爾基復合體。5、蛋白質(zhì)的糖基化的基本類型、特征及生物學意義是什么？蛋白質(zhì)的糖基化在糖基轉(zhuǎn)移酶（glycosyltransferase）作用下發(fā)生在ER腔面1）基本類型：N－連接糖基化（Asn）；O－氧連接糖基化（Ser/Thr）2）特征：N－連接與O－連接的寡糖比較類型特征N-連接O-連接1．合成部位2．合成方式3．與之結(jié)合的4．最終長度5．第一個糖殘基粗面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)來自同一個寡糖前體天冬酰胺至少5個糖殘基N—乙酰葡萄粗面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)或高爾基體一個個單糖加上去絲氨酸、蘇氨酸、羥賴氨酸、羥脯氨酸一般1～4個糖殘基，但ABO血型抗原較長N—乙酰半乳糖胺等3)蛋白質(zhì)糖基化的特點及其生物學意義⑴糖蛋白寡糖鏈的合成與加工都沒有模板，靠不同的酶在細胞不同間隔中經(jīng)歷復雜的加工過程才能完成。⑵糖基化的主要作用是蛋白質(zhì)在成熟過程中折疊成正確構(gòu)象和增加蛋白質(zhì)的穩(wěn)定性；多羥基糖側(cè)鏈影響蛋白質(zhì)的水溶性及蛋白質(zhì)所帶電荷的性質(zhì)。對多數(shù)分選的蛋白質(zhì)來說，糖基化并非作為蛋白質(zhì)的分選信號。⑶進化上的意義：寡糖鏈具有一定的剛性，從而限制了其它大分子接近細胞表面的膜蛋白，這就可能使真核細胞的祖先具有一個保護性的外被，同時又不象細胞壁那樣限制細胞的形狀與運動。6.溶酶體是怎樣發(fā)生的？它有哪些基本功能？1）初級溶酶體由高爾基體分泌形成，含多種酸性水解酶。次級溶酶體是正在進行消化作用的溶酶體，分為自噬溶酶體和異噬溶酶體。殘體又稱后溶酶體，已失去酶活性，僅留未消化的殘渣。2）基本功能⑴清除無用的生物大分子、衰老的細胞器及衰老損傷和死亡的細胞，防御功能（病原體感染刺激