《细胞生物学》复习要点

第一章 绪论
1.1 细胞生物学的主要研究内容及其目前研究的一些重大的研究问题是什么？
1.2 概述细胞学说的主要内容。
1.3 从细胞学发展简史中，你如何认识细胞学说建立的重要意义？
1.4 了解细胞生物学分支学科的主要研究内容。
第二章 细胞的统一性与多样性
2.1 如何理解细胞是生命活动的基本单位？
2.2 细胞的基本特征是什么？
2.3 试比较原核细胞与真核细胞的基本结构特征。
第三章 细胞生物学研究方法
3.1 细胞形态的基本观察方法有哪些，其作用是什么？
3.2 举出3-4种细胞生物学的研究方法及其它们的作用。
3.3 细胞工程包括哪些方面的技术？
3.4 简述细胞/组织培养方法的主要步骤及其应用。
第四章 细胞质膜
4.1 生物膜的基本特征是什么，这些特征与它的生理功能有什么联系？
答：生物膜的基本特征是流动性和不对称性。其中流动性包括膜脂的流动性和膜蛋白的流动性，不对称性也包括膜脂的不对称性和膜蛋白的不对称性。
膜适当的流动性是保证细胞正常生命活动的必要条件，保证了细胞正常代谢活动的进行，当膜的流动性低于一定的阈值时许多酶的活动和跨膜运动停滞，流动性过高则会导致膜的溶解，且膜的流动性与植物抗寒能力有关；
膜蛋白的不对称性是生物膜完成复杂的生理活动的保障，与生物膜功能息息相关。
4.2 生物膜的化学组成成分是什么，其中膜蛋白有哪几种类型？
答：生物膜化学组分包括脂质、蛋白质和少量糖类。其中膜蛋白可以根据其分离的难易程度及其与脂分子的结合方式分为三种类型分别是 外在膜蛋白（外周膜蛋白）、内在膜蛋白（整合膜蛋白）和脂锚定蛋白。
外在膜蛋白：为水溶性蛋白，靠离子键或者其他较弱的键与膜表面的膜蛋白分子或膜脂分子结合，改变离子强度和温度就可得到且不膜结构不被破坏；
脂锚定蛋白：通过共价键与脂分子相连而插入脂双分子中；（脂肪酸结合到膜蛋白N端的甘氨酸链上、15或20个碳链长的烃链结合到膜蛋白C端的半胱氨酸残基上、通过糖脂锚定）
内在膜蛋白：不同程度嵌入脂分子中，需使用去垢剂。
4.3 以血红细胞为例谈谈膜骨架的基本结构和功能。
答：膜骨架蛋白：血影蛋白、肌动蛋白、锚蛋白、带4.1蛋白。
膜骨架结构：血影蛋白四聚体与肌动蛋白纤维相连，形成血影蛋白网络。通过两个锚定位点固定在质膜下方：通过带4.1蛋白与血型糖蛋白连接；通过锚蛋白与带3蛋白相连。
功能：膜骨架是指细胞质膜下与膜蛋白相连的由纤维蛋白构成的网架结构，从力学上参与维持细胞质膜的形状并协助质膜完成多种生理功能。

4.4 用什么方法可以分离膜蛋白，如何获得有功能活性的膜蛋白？
答:分离不同的膜蛋白使用的方法也有区别，如需要分离的是外在膜蛋白则可以通过改变溶液中离子强度或温度分离膜蛋白；对于膜整合蛋白则需要使用去垢剂，使用非离子去垢剂可以获得有活性的膜蛋白，而离子型去垢剂对蛋白质作用剧烈，会引起蛋白质变性；除了使用化学试剂也可以使用超声波细胞破碎获得膜蛋白。

4.5 生物质膜的基本功能有哪些？
答：1.为细胞的生命活动提供相对稳定的内环境；2.调节运输：选择性的物质运输；3.为酶提供结合位点使酶促反应高效有序；4.参与信号转导；5.参与细胞间的相互识别：细胞连接与识别等；6.能量装换；7.参与形成不同功能细胞表面特化结构。

4.6 名词解释：细胞膜与生物膜、流动镶嵌模型、脂质体、去垢剂、血影
①细胞膜与生物膜：细胞膜是生物膜的一种，细胞膜指的是围绕在细胞最外层，由脂质、蛋白质和糖类生成的生物膜，而细胞的内膜系统和细胞膜统称生物膜，其中细胞内膜系统指的是在结构，功能和发生上相关联由单层膜包被的细胞器和细胞结构包括内质网，高尔基体，溶酶体，胞内体和分泌泡等。
②流动镶嵌模型：1972 Singer 和Nicolson根据免疫荧光技术、冰冻蚀刻技术的实验结果提出。主要强调了膜的流动性和膜蛋白分布的不对称性。
③脂质体：根据磷脂分子可在水相中形成稳定的脂双层膜的现象制备的人工膜。（单层脂分子铺展在水上时，其极性端插入水相而非极性暴露在空气中，搅动后，形成极性端向外的脂分子团或形成双层脂分子的球形脂质体）
④去垢剂：去垢剂是一种一端亲水，一端疏水的双型性小分子，是分离与研究膜蛋白常用的试剂。
⑤血影：红细胞经低渗处理，细胞释放出内容物，留下一个保持原形的空壳。
第五章 物质的跨膜运输
5.1 阐述小分子物质跨膜运输的三种方式：简单扩散、协助扩散、主动运输，比较它们的特点及生物学意义。
答：在跨膜转运时根据是否需要膜转运蛋白参与以及细胞是否提供能量将跨膜运输分为简单扩散、协助扩散和主动运输，根据分类依据可知三者主要区别在于是否需要膜转运蛋白和能量下面是各个运输方式的特点
①    简单扩散：小分子物质运输，顺电化学梯度或浓度梯度进行，不要用膜转运蛋白的参与，也不需要细胞提供能量。主要是一些疏水性分子如苯和极性小分子通过该方式运输；
②主动运输：小分子物质，顺电化学梯度或浓度梯度进行，需要 膜转运蛋白（载体蛋白和通道蛋白）的参与，不需要细胞提供能量。多种极性小分子和无机离子包括谁，糖，核苷酸都可以通过该途径进行运输；
③主动运输：小分子物质，逆电化学梯度或浓度梯度进行，需要载体蛋白的参与，需要细胞提供能量。
5.2 生物细胞内外离子的浓度不同，生物体通过什么机制维持细胞内外的离子浓度差？请举例说明。
答：这种差异取决于两种机制的调控一是：一套特殊的膜转运蛋白二是：取决于质膜本身脂双层所具有的疏水性特征。在细胞中由于带电荷的离子跨膜运输需要较高的自由能，故没有转运蛋白的参与离子是不能通过膜的，离子是通过主动运输进行跨膜，以钠离子和钾离子为例，钠离子是细胞内含量最多的离子，钾离子是细胞外多，导致这个的原因之一就有Na-K泵的工作在细胞内消耗一份子的ATP可向细胞内运输2份子k（逆电化学梯度）。
5.3 简述大分子物质的运输类型及特点。
答：大分子的运输是通过胞吞作用和胞吐作用进行的，即膜泡运输。这种运输方式可以同时运输一种或一种以上数量不等的大分子甚至颗粒物质，又叫批量运输，其过程涉及生物膜的断裂及融合，是一个耗能的过程。是主动运输。
5.4 比较载体蛋白与通道蛋白的异同/简述膜转运蛋白的类型及其特点。
答：膜转运蛋白可以根据其转运的机制不同分为两类分别是载体蛋白和通道蛋白。其中载体蛋白在转运时与溶质特异性结合后，通过自身构想的改变以实现对物质的运输，而通道蛋白通过形成亲水性通道实现对特异溶质的转运。
①    载体蛋白：属于多次跨膜蛋白，每种载体蛋白能与溶质特异性结合通过构想的改变实现运输。具有3个特点分别是a与溶质特异性结合一种载体蛋白只转运一种类型的分子b转运过程中有类似于酶与底物作用的饱和动力学特征c存在竞争性抑制和非竞争性抑制；
②    通道蛋白：有3种类型分别是，离子通道，孔蛋白和水孔蛋白，都具有选择特异性不是所有的溶质都可以通过有3个显著特征分别是a极高的转运速率b没有饱和值c离子通道不是连续开放而是门控性。
5.5 比较P-型离子泵、V-型质子泵、F-型质子泵和ABC超家族的异同。
答：相同点：
①    转运对象都为小分子物质，不能运输大分子物质；
②    都属于膜转运蛋白中的载体蛋白位于生物膜上；
③    转运机制相同，都通过构象的改变转运溶质；
不同点：
①    结构不同：p型泵都具有两个独立的α催化亚基部分有β亚基V\F型质子泵的结构复杂，abc超家族由四个核心区域组成（两个跨膜结构域T、两个胞质侧ATP结合域A）；
②    定位不同：p型泵如ca泵分布在细胞的质膜和某些细胞器如内质网叶绿体和液泡膜上；FV型质子泵广泛存在于动物细胞胞内体膜、溶酶体膜，破骨细胞及某些肾小管细胞的质膜上；ABC超家族的分布广泛细菌到人的各种生物中都有；
③    转运过程不同：p型泵转运时α亚基发生磷酸化和去磷酸化从而达到构象改变转运溶质的目的，FV型质子泵转运时不产生磷酸化，ABC超家族通过ATP结合域二聚化改变构象转运溶质；
④    转运溶质不同：p型泵多为离子泵；
⑤    F型质子泵利用质子动力势合成ATP，其余都需要水解ATP功能完成转运。
5.6 简述肌细胞是如何维持细胞质基质中较低的Ca2+浓度。
答：细胞质基质中低钙离子浓度的维持主要得益于质膜或细胞器膜上的钙泵。其通过构象的改变转运钙离子，没消耗一分子的ATP从细胞质中泵出两个钙离子。主要作用是将细胞质基质中的钙离子泵出到细胞外，或者泵入内质网腔中储存起来。
在心肌细胞和骨骼肌细胞这种特化的储存钙离子的光面内质网称为肌质网是一种储存钙离子的细胞器。在动物细胞质膜上的钙泵c端是细胞内钙调蛋白的结合位点，能够感应细胞的钙离子浓度，当浓度过高时启动钙泵。
5.7 说明Na+-K+泵的工作原理及其生物学意义。
答：工作原理：
Na+-K+泵属于p型泵，含有两个α催化亚基和两个β亚基和ATP结合位点，转运时细胞内侧的α亚基与钠离子结合促进ATP水解，α亚基上的一个天冬氨酸残基磷酸化使α亚基构象改变将钠离子泵出细胞，同时钾离子与α亚基的另一位点结合使其去磷酸化，阿尔法亚基构象再次改变将钾离子泵如细胞，没消耗一个ATP泵出3个钠离子入2个钾离子。
生理学意义：
（1）    维持细胞膜电位；
（2）    维持动物细胞渗透平衡；
（3）    吸收营养。
5.8 名称解释：主动运输、被动运输、ATP驱动泵、协同运输、胞吞作用和胞吐作用
（1）    主动运输：由载体蛋白所介导的物质逆电化学梯度或浓度梯度进行跨膜转运的方式，需要能量；
（2）    被动运输：溶质顺电化学梯度或浓度梯度，在膜转运蛋白的协助下的跨膜转运方式不要用细胞提供代谢能量；
（3）    ATP驱动泵：酶直接利用水解ATP提供能量，实现小分子或离子逆浓度梯度或电化学梯度的跨膜运输；
（4）    协同运输：是一类由Na+-K+泵（或H+泵）与载体蛋白协同作用，靠间接消耗ATP所完成的主动运输方式。物质跨膜运动所需要的直接动力来自膜两侧离子的电化学梯度。同向协同：物质运输方向与离子转移方向相同，反向协同：物质运动的方向与离子转移的方向相反。
（5）    胞吞作用和胞吐作用：胞吞：通过细胞质膜内陷形成囊泡(称内吞泡)将外界物质裹进并输入细胞的过程；胞吐：将细胞内的分泌泡或其它膜泡中的物质，从细胞内部移至细胞表面，与质膜融合，将物质排出细胞外。
第七、八章 真核细胞内膜系统，蛋白质分选与膜泡运输
7.1 什么是细胞质基质？试述它的结构组成、特点及其生理功能的关系。
答：
细胞质基质概念：在真核细胞中，去除可分辨的细胞器以外的胶状物，占据着细胞膜内细胞核外的细胞内空间；
结构组成：（1）与中间代谢有关的数千种酶类（2）维持细胞形态和细胞内含物质运输有关的细胞质骨架结构；
特点：（1）液体性 含水约为70％－80％（2）胶体性因含有丰富蛋白质，有粘性和弹性、具液晶态的特性，可随环境条件改变（3）高度有序体系 许多酶及其他组分以弱键结合成复合体，定位在基质特定部位。
生理功能：（1）是蛋白质的合成和脂肪酸的合成场所；
（2）起细胞骨架作用，是基质结构体系的组织者，为基质中有关成分提供了锚定位点；
（3）胞质蛋白质的修饰（磷酸化、去磷酸化、甲基化、 酰基化……）和选择性降解；
（4）许多中间代谢过程的主要活动场所；
7.2 比较糙面内质网和光面内质网的形态结构与功能。
答：糙面内质网：多为扁平囊状，排列较为整齐，其膜上附有大量核糖体，主要功能是合成分泌性蛋白和多种膜蛋白，对蛋白质进行修饰和加工；