翟中和 第三版 课后练习题及答案

第一章：绪论

1． 细胞生物学的任务是什么？它的范围都包括哪些？ 1) 任务：

细胞生物学的任务是以细胞为着眼点，与其他学科的重要概念兼容并蓄，来阐明生物各级结构层次生命现象的本质。 2) 范围：

(1) 细胞的细微结构； (2) 细胞分子水平上的结构；

(3) 大分子结构变化与细胞生理活动的关系及分子解剖。

2. 细胞生物学在生命科学中所处的地位，以及它与其他学科的关系

1）地位：以细胞作为生命活动的基本单位，探索生命活动规律，核心问题是将遗传与发育在细胞水平上的结合。

2）关系：应用现代物理学与化学的技术成就和分子生物学的概念与方法，研究生命现象及其规律。

3. 如何理解E.B.Wilson所说的“一切生物学问题的答案最终要到细胞中去寻找”。

1) 细胞是一切生物体的最基本的结构和功能单位。

2) 所谓生命实质上即是细胞属性的体现。生物体的一切生命现象，如生长、发育、繁殖、遗传、分化、代谢和激应等都是细胞这个基本单位的活动体现。 3) 生物科学，如生理学、解剖学、遗传学、免疫学、胚胎学、组织学、发育生物学、分子生物学等，其研究的最终目的都是要从细胞水平上来阐明各自研究领域中生命现象的机理。

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4) 现代生物学各个分支学科的交叉汇合是21世纪生命科学的发展趋势，也要求各个学科都要到细胞中去探索生命现象的奥秘。

5) 鉴于细胞在生命界中所具有的独特属性，生物科学各分支学科若要研究各种生命现象的机理，都必须以细胞这个生物体的基本结构和功能单位为研究目标，从细胞中研究各自研究领域中生命现象的机理。 4. 细胞生物学主要研究内容是什么？ 1）细胞核、染色体以及基因表达 2）生物膜与细胞器 3）细胞骨架体系 4）细胞增殖及其调控 5）细胞分化及其调控 6）细胞的衰老与凋亡 7）细胞起源与进化 8）细胞工程

5. 当前细胞生物学研究中的基本问题以及细胞基本生命活动研究的重大课题是什么？

研究的三个根本性问题：

1）细胞内的基因是如何在时间与空间上有序表达的问题

2）基因表达的产物――结构蛋白与核酸、脂质、多糖及其复合物，如何逐级装配行使生命活动的基本结构体系及各种细胞器的问题

3）基因表达的产物――大量活性因子与信号分子，如何调节细胞最重要的生命活动的问题

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生命活动研究的重大课题：

1）染色体DNA与蛋白质相互作用关系――非组蛋白对基因组的作用 2）细胞增殖、分化、凋亡（程序性死亡）的相互关系及其调控

3）细胞信号转导――细胞间信号传递；受体与信号跨膜转导；细胞内信号传递 4）细胞结构体系的装配

6． 你认为是谁首先发现了细胞？

1) 荷兰学者A.van Leeuwenhoek，而不是R.Hooke。

2) 1665年，R.Hooke利用自制的显微镜发现了细胞是由许多微小的空洞组成的，Hooke观察到的并不是真正的细胞，而是死去的植物的细胞壁围成的空腔，不过他的发现显示出生物体中存在有更微细的结构，为后来认识细胞具有开创性的意义。 4． 细胞学说建立的前提条件是什么？

1) 1665年，R.Hooke利用自制的显微镜发现了细胞是由许多微小的空洞组成的，显示出生物体中存在有更微细的结构，为后来认识细胞具有开创性的意义。 2) Hooke同时代的发现了许多种活细胞。

3) 19世纪上半叶，随着显微镜质量的提高和切片机的发明，对细胞的认识日趋深入。学者们开始认识到生物体是由细胞构成的，于是在1838－1839年，M.Schleidon和T.Schwann在总结前人工作的基础上提出了细胞学说。 5． 细胞生物学各发展阶段的主要特征是什么？

它大体上经历了细胞的发现；细胞学说的创立和细胞学的形成；细胞生物学的出现；分子细胞生物学的兴起等各主要的发展阶段。 1) 细胞的发现阶段：

(1) 1604年，荷兰眼睛商Z.Jansen创制了世界上第一架显微镜。

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(2) 英国物理学家Robert hooke(1635-1703)创造了第一架对科学研究有价值的显微镜。

(3) 荷兰科学家Antonie van Leeuwenhoek1674年用自制的显微镜发现了原生动物。

2) 细胞学说的创立和细胞学的形成阶段：

(1) 显微镜制作技术有了明显的进步，分辨率提高到1μm以内； (2) 细胞学说创立、原生质理论提出； (3) 研究方向转移到细胞内部结构上来。 3) 细胞生物学的出现： (1) 电子显微镜的发明；

(2) 研究方向转移到细胞的超微结构和分子结构水平； (3) 细胞生物学诞生 4) 分子细胞生物学的兴起 (1) 电镜标本固定技术的改进；

(2) 人们认识到细胞的各种活动与大分子的结构变化和分子间的相互作用的关系。

第二章：细胞的基本知识概要

1、如何理解“细胞是生命活动的基本单位”这一概念？ 1）一切有机体都有细胞构成，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

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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 2、细胞的基本共性是什么？

1）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 2）所有的细胞都有DNA与RNA两种核酸

3) 所有的细胞内都有作为蛋白质合成的机器――核糖体 4）所有细胞的增殖都是一分为二的分裂方式

3、 为什么说病毒不是细胞？蛋白质感染子是病毒吗？

1) 病毒是由一个核酸分子（DNA或RNA）芯和蛋白质外壳构成的，是非细胞形态的生命体，是最小、最简单的有机体。仅由一个有感染性的RNA构成的病毒，称为类病毒；仅由感染性的蛋白质构成的病毒称为朊病毒。病毒具备了复制与遗传生命活动的最基本的特征，但不具备细胞的形态结构，是不完全的生命体；病毒的主要生命活动必须在细胞内才能表现，在宿主细胞内复制增殖；病毒自身没有独立的代谢与能量转化系统，必须利用宿主细胞结构、原料、能量与酶系统进行增殖，是彻底的寄生物。因此病毒不是细胞，只是具有部分生命特征的感染物。

2) 蛋白质感染子是病毒的类似物，虽不含核酸，其增殖是由于正常分子的构象发生转变造成的，这种构象异常的蛋白质分子成了致病因子，这不同于传统概念上的病毒的复制方式和传染途径，所以蛋白质感染子是病毒的类似物。 4、为什么说支原体可能是最小最简单的细胞存在形式？ 1）支原体能在培养基上生长 2）具有典型的细胞膜

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行；

⑵真核细胞的DNA转录在核内，蛋白质合成在胞质中。

3. 核型制作技术的主要步骤有哪些？

1) 首先用秋水仙素破坏纺锤丝的形成，使中期染色体停留在赤道面处； 2) 然后用低渗法将细胞胀破，使细胞的染色体铺展到载片上； 3) 最后将染色体的显微图象剪裁排列即成。

1、细胞核是由哪几部分组成？说明核孔复合体的结构和功能。 1) 间期细胞核的组成：核被膜、染色质、核仁、核液和核基质 2) 核孔复合体的结构：

(1) 由100余种蛋白构成的八重辐射对称的复合体结构； (2) 穿越内、外层核膜；

(3) 8个颗粒组成的胞质环；向胞质侧伸出短而弯曲的细丝； (4) 核孔中央有一中央栓-运输体； (5) 核孔四壁向中央伸出放射幅；

(6) 核孔的功能直径为9~20nm, 为可调孔径；

(7) 8个颗粒组成的核质环; 核质环向核质侧伸出长而直的细丝; 终止于一端环； (8) 核质环、核质丝和端环共同形成核篮结构；

3) 核孔复合体的功能：核孔复合体是核质与胞质之间进行物质交换的通道。 (1) 核蛋白的运进；

(2) RNA和核糖体亚单位的运出；

综上所述，核孔复合体对亲核蛋白的运进和各种RNA和核糖体亚单位的运出均具有

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高度选择性，运输过程既涉及主动运输又存在有被动运输。 2. 核纤层与细胞分裂过程中核被膜的解体及重建有什么关系？ 有丝分裂过程中，核纤层与核被膜的解体和重建有关。

1) 在分裂前期末, 核纤层蛋白被磷酸化，核纤层解体，核被膜解体； 2) 在分裂末期，核纤层蛋白去磷酸化，重新组装成核纤层，核被膜重建。 3. 组蛋白和非组蛋白在染色质中的作用是什么？有何实验根据？ 1) 作用

(1) 组蛋白和DNA结合构成染色质纤维，组蛋白有抑制基因表达的作用，而且结合量愈增加，DNA的模板性抑制愈深。 (2) 非组蛋白对基因的表达有调控作用。 2) 实验根据

(1) 用胰酶处理细胞核，组蛋白显著减少，则转录活性增强。因此推想在转录时，组蛋白和DNA的结构关系会发生改变。

(2) Gilmour和Paul(1970)利用染色质重组和竞争杂交方法来研究DNA表达的特异性与非组蛋白的关系。把骨髓网织红细胞和胸腺混合的DNA、组蛋白重建染色质；发现加入骨髓网织红细胞非组蛋白，染色质转录的RNA与天然骨髓网织红细胞染色质转录的球蛋白mRNA相同，反之，加入胸腺非组蛋白，重组染色质转录的RNA与天然的胸腺染色质转录的RNA相同。又如血红蛋白mRNA只能由成红细胞转录，脑细胞则不能产生血红蛋白mRNA 。当在体外把脑细胞染色质解组后，用成红细胞的非组蛋白与之重建，重建后的脑细胞染色质即能转录血红蛋白mRNA 。可是如果脑细胞的非组蛋白与这重建，仍然不能产生血红蛋白mRNA 。这些实验不仅说明非组蛋白有调节基因表达的作用，而且也说明它有明显的组织特异性。

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4. 什么叫核基质？广义的核基质包括哪些成分？各有何生物学功能？ 1) 核基质指在核液中广泛存在着由蛋白质构成的网架结构。

2) 广义上，核基质包括核纤层、核孔复合体系统、染色体骨架和核骨架。 3) 功能：

(1) 核纤层：维持核孔的位置和核被膜的形状；为间期染色质提供附着位点；在有丝分裂过程中，核纤层还与核被膜的解体和重建有关。

(2) 核孔复合体系统：核孔复合体是核质与胞质之间进行物质交换的通道 (3) 染色体骨架：染色体骨架不仅是染色体高级结构的结构骨架，而且还与DNA复制、RNA转录与加工、染色体构建等密切相关。

(4) 核骨架：在真核细胞的DNA复制、RNA的转录与加工、染色体DNA的有序包装与染色体构建等生命活动中具有重要的作用。

5. 染色体应具有的关键序列有哪些？它们在染色体的结构和功能中担当着什么样的角色？ 1) 关键序列：

自主复制DNA序列(autonomously replicating sequence, ARS) 着丝粒DNA序列(centromere DNA sequence, CEN) 端粒DNA序列(telomere DNA sequence, TEL) 2) 功能：

(1) 自主复制DNA序列

自主复制DNA序列具有一复制起点，能确保染色体在细胞周期中能够自我复制，从而保证染色体在世代传递中具有稳定性和连续性。 (2) 着丝粒DNA序列

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着丝粒DNA序列与染色体的分离有关。 (3) 端粒DNA序列

端粒DNA 功能是保证DNA链的完整复制，从而保证染色体的独立性和遗传稳定性。

第九章：细胞骨架与细胞运动

1、细胞骨架在细胞中仅仅起支持和形状维持功能吗？谈谈你对细胞骨架功能的认识。 1) 不是

2) 细胞骨架广义上包括细胞外基质、细胞核骨架、细胞膜骨架和细胞外基质四个部分，狭义上上细胞骨架即为细胞质骨架，包括微管、纤丝和微梁网架(microtrabecular lattice)三大类纤维状成分，纤丝又可分为微丝(microfilament) 中间丝(intermediate filament)和粗丝(thick filament)三类。

3) 从狭义上讲细胞质骨架的功能也不仅仅起支持和形状维持功能，还有： (1) 维持保持内膜性细胞器的空间定位分布； (2) 胞内运输； (3) 与细胞运动有关；

(4) 形成纺锤体，协助染色体运动； (5) 胞质环流；

(6) 参与桥粒与半桥粒的形成，细胞连接； (7) 保持细胞的整体性。

2. 细胞内同时存在微管、微丝和中间丝等几种骨架体系，它们在细胞的生

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命活动中各承担了什么样的角色？其间又有何关系？ 1) 微管功能：

(1) 支持和维持细胞的形态；

(2) 维持保持内膜性细胞器的空间定位分布； (3) 细胞内运输； (4) 与细胞运动有关； (5) 纺锤体与染色体运动； (6) 纤毛和鞭毛运动； (7) 植物细胞壁形成； 2) 微丝功能 (1) 维持细胞外形； (2) 胞质环流； (3) 变形运动； (4) 支持微绒毛；

(5) 形成微丝束与应力纤维； (6) 胞质分裂； 3) 中间丝功能：

(1) 在从细胞核到细胞膜和细胞外基质的贯穿整个细胞的结构系统中起着广泛的骨架功能，该骨架具有一定的可塑性，对维持细胞质的结构和赋予细胞机械强度方面具有突出的贡献；

(2) 参与桥粒和半桥粒的形成，在相邻细胞之间、细胞与基膜之间的连接的形成和功能上均具有重要功能；

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