01第一章 细胞概述

第一章 细胞概述

一、填空题

1．第一个发现细胞的是英国学者________________，时值___________ 年.

2．1874年荷兰人Leeuwenhoek 用自制的显微镜第一次看到了活细胞，即是池塘里的____________和鲑鱼的____________________.

3．从1665年英国学者胡克发现细胞起，到19世纪40年代的170多年的时间里，关于细胞方面的研究进展不大，其原因是________________.

4._____________、____________、______________ 被誉为19世纪自然科学的三大发现。

5．细胞是由______________包围着含有_________________所组成.

6. 目前发现的最小最简单的原核细__________________.

7. 脱去细胞壁的植物、微生物细胞称做________________.

8. 由于真核生物具有核膜，所以，其RNA 的转录和蛋白质的合成是___________进行的；而 原核生物没有核膜，所以RNA 转录和蛋白质的合成是___________________的

9. 真核生物与原核生物最主要的差别是：前者具有_________，后者具有10. 由于发现了______________，有理由推测RNA 是最早形成的遗传信息的一级载体.

11. 无论是真核细胞还是原核细胞，都具有以下共性：①______________；②____________； ③______________；④________________。

12. 在单细胞向多细胞有机体进化的过程中，最主要的特点是出现____________________.

13．虽然按重量比计算，脂肪酸分解产生的能量相当于葡萄糖所产能量的______________,但细胞内脂肪酸的主要作用是________________。

14．从分子到细胞的进化过程中，两个主要事件是_____________和__________________.

15．无机盐在细胞中的主要功能有：①__________；②__________；③_____________. 16，植物中多糖作为细胞结构成分主要是参与______________的形成。

17．细菌细胞的基因组大约有___________个基因，而人的细胞基因组中约有____________ 能基因。

18．从进化的角度看，真核细胞之所以不同于原核细胞，主要表现在____________________.

19．原核细胞的核是原始状态的核，主要表现在______________________________.

20．体外培养的细胞生长时要发生形态变化，但基本上分为两种类型：①________________②________________.

21. 构成细胞最基本的要素是_______________、________________和完整的代谢系统。

22没有细胞壁的细胞称为___________，细胞中含有细胞核及其他细胞器的部分称为___________，将细胞内的物质离心后得到的可溶相称为___________，或______________。

23. 细胞是______________的基本单位，最早于__________年被英国学者____________.发现细胞是由____________包围着_________所组成。__________与__________之间的部分叫细胞质. 动物细胞和植物细胞在表面结构上的主要差别是___________________________。

24．细胞是______________的基本单位，最早是由英国学者胡克于1665年发现。不过他当时发现的只是来自植物软木组织的______________ . ___________年，德国学者施莱登和施旺提出的____________对细胞学的研究起了重要的推动作用，这一理论的核心观点是______________. 细胞是物质的，是由有机物____________组装而成。组装细胞的最小单位

叫_______________. 组装的方式有多种，像蛋白质和DNA 组装成核小体，属于__________________. 而由葡萄糖合成纤维素或淀粉则是_________________.

细胞有原核和真核之分，而介于两者之间的叫中核生物，其主要特点是________________.迄今发现的最小原核细胞是__________________，它的结构很简单，_______________是其细胞内惟一的

一种细胞器.

从结构上看，细胞是________________________________所组成。细胞质和原生质的概念是 不同的，前者是指___________________，后者则是指__________________________.

细胞学的发展经历了细胞学、细胞生物学、分子细胞生物学等发展过程。现今，科学家

们更注重于把细胞放在细胞群体中，用系统论的观点，研究细胞个体对群体以及细胞群

体对细胞个体的作用和影响，这就是所谓的_______________________．

二、判断题

1．胡克所发现的细胞是植物的活细胞。

2．原生动物是复杂的生物，它有一套特化细胞形成的组织，如鞭毛、口部、刺射器以及足状附器。

3. 生命现象是通过其组成的生物大分子，主要是蛋白质、核酸和糖复合物的相互作用来实现的.

4. 细胞质是细胞内除细胞核以外的原生质。

5. 细胞是生命活动的基本功能单位，也是生命的惟一表现形式。

6. 水是细胞的主要成分，并且多以结合水的形式存在细胞中。

7. 一切生命活动的重要反应都是在水溶液中进行的。

8. 同一个生物中的所有细胞都具有相同数量的染色体（卵细胞和精细胞除外）。

9．胞质溶胶含有膜结合细胞器，如溶酶体。

10．从细胞内生物大分子的组装方式看，DNA 和RNA 都是复制组装, 即都是以自身为模板合成一个完全相同的分子。

11．原生质是细胞内除了细胞核以外的所有生活物质。

12．植物由原核细胞组成。

13. 细胞核及线粒体被双层膜包围着。

14. 溶酶体及过氧化物酶体是分解废物的场所。

15. 细胞内的生物大分子是指蛋白质、脂类和DNA 等。

三、选择题

1．动物细胞中水分约占( ) 。

A ．50％以下 B ．60％一75％ C ．75％一85％ D ．95％以上

2. 细胞内结构最简单、含量最多的化合物是（ ）。

A. 氨基酸 B. 葡萄糖 C. 甘油 D.H 3PO 4 E.H 2O

3. 关于蛋白质的四级结构，下列哪项叙述有误？

A. 指由几个具有三级结构的亚基聚合而成的空间结构

B. 是在三级结构的基础上形成的一种空间构象

C. 并非所有的蛋白质都具有四级结构

D. 四级结构一定包含有几条多肽链

E. 构成四级结构的亚基之间以共价键相连

4. 原核细胞的遗传物质集中在细胞的一个或几个区域中，密度低，与周围的细胞质无明确的界限，称做（ ）。

A. 核质 B. 拟核 C. 核液 D. 核孔

5. 原核生物同真核生物最主要的差别是（ ）。

A. 原核生物无定形的细胞核，真核生物则有

B ．原核生物的DNA 是环状，真核生物的DNA 是线状

C ．原核生物的基因转录和翻译是耦联的，真核生物则是分开的

D ．原核生物没有细胞骨架，真核生物则有

6. 糖蛋白是( ) 。

A ．参与糖的分解代谢过程的酶

B ．具有一个脂肪酸侧链的糖基化了的蛋白质

C. 参与糖苷键形成的酶

D ．参与蛋白质糖基化的蛋白质

E ．具有(N—连接或O —连接) 寡糖侧链的糖基化了的蛋白质

7．在原核细胞和真核细胞间有—过渡型，即中核细胞，它的代表生物是( ) 。

A ．支原体 B ．蓝藻 C ．甲藻 D ．类病毒

8. 最小的原核细胞是( ) 。

A. 细菌 B ．类病毒 C. 支原体 D ．病毒

9. 下列哪一种结构最小?

A. 类病毒 B ．氢原子 C ．细菌 D ．线粒体

10. 下列哪一个最原始?

A ．病毒 B. 真核生物 C. 古细菌 D ．线粒体

11. 神经细胞经家本胺蓝染色后在其胞质中显现出的深蓝色块状—尼氏体(Nisslbody)实际上是哪种细胞器？

A. 线粒体 B. 高尔基体 C. 溶酶体 D. 糙面内质网

E ．滑面内质网

12．下列哪一组氨基酸残基最像膜整合蛋白的膜内结构域的残基?

A ．Ile ，Val ，Phe B ．Phe ，Val ，Asp

C ．Leu ，Thr ，Lys D ．Lys ，Arg ，His

13. 下列哪一项不属于细胞学说的内容?

A ．所有的生物都是由一个或多个细胞构成

B ．细胞是生命的最简单的形式

C. 细胞是生命的结构单元

D ．细胞从初始细胞分裂而来

14. 以下哪一种描述不属于细胞的基本特征?

A ．细胞具有细胞核和线粒体

B ．细胞拥有一套遗传机制及应用规则

C ．细胞能够自行增殖

D ．细胞能对刺激产生反应

15．下列哪一种不属于古细菌?

A ．产甲烷菌 B ．嗜盐菌 C. 嗜热菌 D. 蓝细菌

16. 下述哪一项不是原核生物所具有的

A ．固氮作用 B ．光合作用 C. 有性繁殖 D. 运动

17. 哪些因素限制细胞的大小?

A ．关键物质的浓度 B. 表面积/体积比

C ．细胞核产生的mRNA 的数量 D. 上述所有因素

18. 下列关于病毒的描述不正确的是(

A ，病毒可完全在体外培养生长

B ．所有病毒必须在细胞内寄生

C. 所有病毒具有DNA 或RNA 作为遗传物质

D ．病毒可能来源于细胞染色体的一段

19．下列化学键在水中最强的是( ) 。

A ．HOH 2C —CH 2OH B. Na—Cl ．

C ．CH 3COO —H D. HO—H ．

20．下列哪个性质不属于水?

A ．水分子不对称

B ．水分子易形成疏水作用

C ．共价键在水中高度极化

D ．水分子的三个原子都易于形成氢键

21. 一个多肽链由核糖体合成之后，( ) 。

A ．通常同时被折叠成其功能性结构

B ．常常与指导折叠过程的分子伴侣相互作用

C ．常常与指导折叠过程的分子伴侣或维持一个能够转运的构象的分子伴侣相互作用

D ．则离开细胞核，与指导折叠过程的分子伴侣相互作用

E ．若为酶蛋白的话，则常常与构成其功能结构的一部分的分子伴侣相互作用

22．细胞质的pH 大约是7。H +的摩尔浓度是( ) 。

A ．7 B ．7×10-7 C ．1×10-7 D ．1×10-7

23．若能抓住下列多糖分子的末端，哪一个分子将被拽得最长?

A ．糖原 B ．淀粉 C ．纤维素 D ．都不是

24．在一定的pH 条件下，如不改变多肽所带电荷，下列哪些氨基酸可以替代天冬酰胺?

A ．天冬氨酸 B ．赖氨酸 C ．组氨酸 D ．酪氨酸 E ．丝氨酸

25．下列哪些可作为区分原核细胞与真核细胞的标准?

A ．是否具有质膜 B ．是否具有细胞核

C ．是否大>1μm D ．同源蛋白质间氨基酸序列的差别

26. 细胞中的下列哪种化合物属于生物小分子?

A ．蛋白质 B ．酶 C. 核酸 D ．糖 E ．胆固醇

27．下列功能团彼此间可形成弱键的是( ) 。

A ．甲基与磷酸根 B ．磷酸根与羧基

C ．羧基与氨基 D ．羧基与甲基

28．蛋白质结构的不同级别由下列键的类型决定，除了( ) 。

A ．肽键 B ．磷酸二酯键 C ．二硫键 D ．氢键

29. 关于细胞中的无机盐，下列哪项有误?

A ．在所有细胞中无机盐都以分子状态存在

B ．有的可与蛋白质结合形成结合蛋白

C ．有的游离在水中维持细胞的渗透压和pH

D ．有的可与脂类结合形成类脂

30. 关于核苷酸，下列哪项叙述有误?

A ．是DNA 和RNA 分子的基本结构单位

B ．DNA 和lRNA 分子中所含核苷酸种类相同

C. 由碱基、戊糖和磷酸等三种分子构成

D ．核苷酸分子中的碱基为含氮的杂环化合物

E ．核苷酸之间可以磷酸二酯键相连

31. 维持核酸的多核苷酸的化学键主要是( )

A ．酯键 B ．糖苷键 C ．磷酸二酯键 D ．肽键 E ．离子键

32. 下列哪项不是原核细胞/

A. 大肠杆菌 B. 肺炎环菌 C. 支原体 D ．真菌

33．在一个细胞中发现下述复杂的大分子:DNA与RNA 聚合酶相连、DNA 与延伸的RNA 链相连、DNA 与核糖体相连、DNA 与两个tRNA 相连和DNA 与延伸的氨基酸链相连。

四. 简答题

1. 简述细胞学说的主要内容。

2．“当NaCl 溶于水时，与这些离子靠得最近的水分子会倾向于这样的取向：使其氧原子朝向钠离子而远离氯离子”你认为此说法正确吗? 请说明依据。

3．简述细胞学发展的四个主要阶段。

4．为什么说细胞学说的真正完善是1858年?

5. 为什么说支原体是最简单的原核细胞?

6. 真核细胞进化形成精巧的内膜系统，从而使它们能从外界输入物质。内膜系统的形成为什么对真核细胞是有利的? 试举一例说明。

7．当细菌在逆境，即在有毒物，如某种抗生素存在的环境中生存时，大多数细胞生长缓慢。但是几天以后在这种毒物仍然存在的条件下，细菌培养物的生长速率恢复了。试说明为什么会出现这种情形。

8．人脑质量约1kg 并约含1011个细胞。试计算—个脑细胞的平均大小(虽然我们知道它们的大小变化很大) ，假定每个细胞完全充满着水(1cm3的水的质量为1g) 。如果脑细胞是简单的立方体，那么这个平均大小的脑细胞每边长度为多少?

9. 比较动物细胞和植物细胞的主要差异。

10．讨论以下叙述：“病毒是寄生物，它们对宿主生物是有害的，因此使宿主生物处于进化上不利的地位。”

五、实验设计与分析

为了让细胞含有一个本身没有的特定的类脂，应当改变什么? 试讨论两种可能的方案。

六、问答题

1．一切活细胞都从一个共同的祖先细胞进化而来，证据是什么? 想像地球上生命进化的很早时期，可否假设那个原始的祖先细胞是所形成的第一个仅有的细胞?

2. 比较原核细胞与真核细胞的异同。

3．比较辅酶与辅基的异同。

4．假定有一个边长为100μm ，近似立方体的细胞：

(1)计算它的表面积／体积比。

(2)假设一个细胞的表面积／体积比至少为3才能生存。那么将边长为100pm ，总体积为 1 000 000 μm 3的细胞能在分割成125个细胞后生存吗?

5．你对“一个活细胞的结构与功能是由物理学及化学定律所支配的”这种说法有何见解?

6．水在细胞中是一种优良的热缓冲体系，这一特性对于细胞有什么意义? 什么原因使水有如此功能? 7；请解释蛋白质如何通过磷酸化作用或结合核苷酸(如G 蛋白) 来调节蛋白质的活性。你认为每种调控形式各有哪些优点?

8．有一种看法认为：“酶和热是相似的，因为两者均能加快反应。有些反应虽然在热力学上是可能的，但由于需要很高的活化能而不能以可测的速率进行。因此，通过细心用热(如喝热鸡汤) 进行治疗的疾病，很可能是起因于某种酶的功能缺陷。”对此你怎样理解?

9．何为糖蛋白? 在生物体内有哪些功能?

—10．细菌质量约1012g ，每20min 能分裂一次。若一个细菌以此速率进行分裂，试问人欲使细菌质

量等于地球质量(6X1024kg) 需要多长时间? 而细菌大约起源于3.5 × 109年前 且一直在分裂，试

将此事实与你的结果作一比较。试解释这个表面上似乎矛盾的说法。

(一个培养物在时间‘时的细胞个数N 以N=No ×2t /G表示，其中No 是当时间为0时的

细胞个数，G 是增代时间。)

11．图Q1—1是6种不同的分子，请分别回答下列问题：

(1)哪些是两性电解质?

(2)哪些是疏水分子?

(3)哪些是两性分子?

(4)哪些分子是碳水化合物的结构单位?

(5)哪些分子具有不对称碳?

(6)哪些分子的所有碳一碳键可自由旋转?

(7)写出你所知道的这些分子的名称，并指出它们属于哪种类型。

图Q1-1 A 、B 、C 、D 、E 、F6种分子结构图(引自Pruitt ，1996)

12．贾第鞭毛虫有一个细胞核，但没有线粒体，被认为是通向真核生物进化进程途中的折中方式。但也可以认为，贾第鞭毛虫是由失去了线粒体的真核细胞进化而来，因为它们生活在缺氧环境中，线粒体对于它们没有作用。你能找到更多的理由或证据支持第一种说法吗?

13. 为什么说以多细胞的形式生存比较优越?

14. 下面是一幅动物细胞模式图(图Q1-2) ，请标出各部分名称。

图Q1-2 动物细胞模式图

15．写出一个能插入质膜的三肽的结构。

16．说明对细胞生存具有重要作用的细胞结构和细胞器的功能。

七、名词释义

1．生物大分子(biomacromolecule)

2．蛋白质(protein)

3．核酸(nucleicacid)

4．糖类(carbohydrate)

5．脂类(1ipid)

6．构象(conformation)

7．氢键(hydrogen bond)

8．肽键(peptide bond)

9．磷酸二酯键(phosphodiester bond)

10．模板组装(template assembly)

11．酶效应组装(enzymatic assembly)

12．自体组装(self assembly)

13. 原核细胞(prokaryotic cell)

14. 真核细胞(eukaryotic cell)

15. 细胞社会学(cell sociology)

第一章 细胞概述 参考答案

一、填空题

1．胡克(Hooke)，1665

2．原生动物，红细胞

3．没有形成理论

4．能量守恒定律，细胞学说，达尔文进化论

5。质膜，一个核的一团原生质

6．支原体

7．原生质体

8．分开，耦联

9．定形的核，拟核

10．核酶(ribozyrne)

11．都有DNA ，都有核糖体

12．细胞的分化

13．2倍，构成细胞

都是分裂法增殖，都有细胞质膜

14．遗传信息的形成，膜的形成

15．维持渗透压，稳定pH ，辅酶的辅基

16．细胞壁

17．4000，3．5万～5万

18．遗传信息量的扩大和内部结构的复杂化

19．没有核膜以及DNA 并不和组蛋白组成染色体

20．成纤维样，上皮样

21．基因组，细胞质膜

22．原生质体，原生质，胞质溶胶，细胞质基质

23．生命活动，1665，胡克，质膜，一团原生质，核膜，质膜，植物细胞有细胞壁(动物细胞没有细胞壁)

24．生命活动，死细胞，1838--1839，细胞学说，生物是由细胞和细胞的产物所组成，分级， 基石，自体组装，酶效应组装；有核膜而无核孔，支原体，核糖体；由膜包围着含有细胞核的一团原生质，细胞内除核以外的生活物质，生活细胞中所有生活物质，细胞社会学

二、判断题

1．错误。是植物死细胞的细胞壁。

2．错误。原生动物是单细胞生物，因此没有各种组织。原生动物有复杂的结构，并且有一些高度特化的成分。

3．正确。

4．正确。

5．错误，还有病毒等非细胞的生命形式。

6．错误。多以游离水存在。

7．正确。

8．正确。染色体的个数随生物而异，但是在同一个生物的所有细胞中它是恒定的。

9．错误。胞质溶胶是除各种细胞器之外的细胞质部分。

10．错误。RNA 不是。

11．错误。原生质包括细胞内所有的生活物质。

12．错误。植物由真核细胞组成，它具有作为真核细胞器的叶绿体。从进化上看，叶绿体是 由原核细胞衍生而来。

13．正确。

14．部分正确。过氧化物酶体与溶酶体含有一些酶，胞质溶胶中产生的一些物质或被细胞摄入的物质由这些酶分解。不过，这些物质中有许多被降解并可利用，并不全是废物。

15．错误。也包括多糖。

三、选择题

1．C 2．E 3.E 4.B 5.A 6.E 7. C 8.C 9.B 10.C

11．D 12．A 13.B 14.A 15.D 16.C 17.D 18.A 19.A 20.B

21．C 22．D 23.B 24.DE 25.B 26.E 27.C 28.B 29.A 30.B

31．C 32．D 33.D 34.B 35.D 36.C 37.DE 38.C 39.A 40.BCE

41．A 42．C

四、简答题

1．三个基本原理：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；所有细胞都来自已有细胞的分裂，即细胞来自细胞。

2．该说法是正确的。水分子中的氢氧键是极性的，这样氧原子比氢原子带有更多的负电荷， 这些负电荷被带正电荷的钠离子所吸引，而被带负电荷的氯离子排斥。

3．细胞生物学发展的四个主要阶段是：细胞的发现及细胞学说建立、经典细胞学阶段(细胞 学的经典时期) 、实验细胞学时期、细胞生物学阶段。

4．1858年，德国医生和病理学家魏尔肖(Virchow)提出细胞来自细胞的重要结论，从而完 善了细

胞学理论。

5．支原体大小介于细菌与病毒之间，直径0.1～0.3 µm ，能够通过滤菌器，能够独立生活，无细胞壁。其环状双螺旋DNA 均匀分散在细胞内，无类似细菌的拟核，惟一可见的细胞器是核糖体。

6．通过吞入一些物质，如食物颗粒，真核细胞可将它们隔离起来而独自享用。与此相反，细菌无法捕食大块食物，而是通过输出物质，在环境之中分解食物，但是这样的劳动成果必第一章细胞概述 137

须与相邻的其他同类细胞一起分享。

7．暴露在逆境中的这个细胞群体有一个或少数几个可能发生突变，使它们获得抵抗药物的能力。这些突变细菌会继续陕速分裂，对抗生素有抗性的细菌不久便会在培养物中成为优势种。

8．一个典型脑细胞重10-8g(1000g／101l ) 。因为1g 水体积为1 cm3，一个细胞的体积为 10-14m 3。开立方得每个细胞边长2．1×10-5m 即21µm 。

9. 植物细胞具有动物细胞不具有的包括细胞壁、液泡、质体、原球体、乙醛酸循环体等结构；动物细胞具有植物细胞不具有的包括溶酶体、中心体等结构。动物细胞的通讯连接方式为间隙连接，而植物的是胞间连丝。动、植物细胞的胞质分裂方式分别为收缩环与细胞板。

10．毫无疑问，由于具有在细胞之间转移核酸序列的能力，病毒在其所侵染生物的进化中起 了重要作用。许多病毒会随机携带宿主染色体的部分片段并转移到不同的细胞或生物体 中。因此，病毒通过促进基因库的混合而加快进化过程。在通常对生物个体有害的同时，整体上可能对一个物种是有益的。

五、实验设计与分析

为了使细胞携带特定的外源类脂分子，必须对细胞进行遗传工程改造，使其能够合成—个类脂吸收系统(在生长培养基中提供特定类脂分子) 或者表达一种能利用自身底物合成非自身固有类脂的酶或酶复合体。类脂基本组成为甘油和脂肪酸，也可加上糖、氨基酸和脂肪酸多种组分作为侧链。

六、问答题

1．关于一个共同祖先的假说有许多方面的证据。对活细胞的分析显示出其基本组分有着令人惊异的相似程度，例如，各种细胞的许多新陈代谢途径是保守的，在一切活细胞中组成核 酸与蛋白质的化合物是一样的。同样，在原核与真核细胞中发现的一些重要蛋白质有《a 相 似的精细结构。最重要的过程仅被“发明”了一次，然后在进化中加以精细调整去配合特化细胞的特定需要。

2．原核细胞与真核细胞的相同点：

(1)都具有相似的细胞质膜结构；

(2)都以DNA 为遗传物质，使用相同的遗传密码；

(3)都以一分为二的方式进行细胞分裂而增殖；

(4)具有相同的遗传信息转录及翻译机制，有类似的核糖体结构；

(5)部分代谢机制相同，如糖酵解与TCA 循环；

(6)具有相同的化学能储能机制，如ATP 合酶(原核位于细胞质膜，真核位于线粒体内膜；)

(7)光合作用机制相同，如蓝细菌与植物；

(8)膜蛋白的合成及插入机制相同；

(9)都是通过蛋白酶体(蛋白质降解结构) 降解蛋白质，如古细菌与真核细胞。

真核细胞特有，而原核细胞没有的特点：

(1)细胞分裂分为核分裂与胞质分裂，二者分开进行；

(2)DNA与蛋白质结合压缩包装成染色体结构；

(3)具有复杂的内膜系统与细胞内膜结构；

(4)具有特殊功能的细胞器，如线粒体和叶绿体等；

(5)具有细胞骨架结构；

(6)具有复杂的鞭毛与纤毛结构；

(7)具有小泡运输系统(胞吞和胞吐作用) ；

(8)细胞壁含有纤维素，如植物细胞；

(9)纺锤体参与细胞分裂和染色体分离；

(10)遗传物质成对存在，二倍体分别来自两个亲本；

(11)通过减数分裂和受精作用进行有性生殖。

3．辅酶与辅基是细胞复合酶分子中除酶蛋白以外的其他组分。它们往往是一些小分子的物 质，如以多种B 族维生素为主要成分的化合物，以及金属离子与杂环分子形成的络合物等。在一些复合酶分子中，作为辅助成分的小分子物质与酶蛋白结合得较为松散，通常称为辅酶；而在另一些复合酶分子中，辅助成分与酶蛋白结合较紧，不易分离下来，此时称为辅基。除去辅酶或辅基的酶蛋白将失去生物活性，即酶蛋白、辅酶或辅基单独存在时均无活性，只有当它们结合后才表现出酶的活力。

4．(1)如图A1—1所示，该细胞的表面积(SA)为每一面的面积(长X 宽) 乘以细胞的面数， 即SA=100µm ×100µm ×6 = 60000 µm 2。细胞的体积是长×宽×高，即1003µm 3=1 000 000 µm 3。因而SA/体积的比率=SA/体积=60000 µm 2／1000000 µm 3=0．06µm -1。

(2)分割后的细胞将不能存活。125个立方体细胞应有表面积300 000 µm 2，S ／V 体积的比率为0．3。如果要使总裘面积达到3000 000 µm 2，须将此细胞分为125 000个独立的小细胞(图Al-2) 。

5．活的细胞从非生命物质演化而来并生长与复制。类似其起源的物质，活细胞也受物理学、 热力学和化学定律的支配。因此，它们不能从无到有创造能量，也不能不消耗能量而建立 有序结构。一切细胞事件，如新陈代谢、催化作用、膜的组装及DNA 复制，都像复杂的 化学反应那样，能被实验重复、操纵并能在试管中对之加以研究。但是一个活细胞并不简单的只是各部分化学物质之和。将蛋白质、核酸及其他化合物混合在一起，并不能造出一个细胞。细胞的功能依赖于其有组织的结构，这是进化的产物。细胞总是来自于已经存在的细胞，一个母细胞通过分裂把化学组分及结构特征传给子细胞。例如，质膜从不需要重新构建，而总是用扩展已有质膜的方式进行扩大和更新。

6．使1g 水的温度上升1℃所需要的能量约为1J 。这与其他液体相比是很高的。水吸收的大 部分能量被用来破坏分子间氢键，这些氢键是由于水分子的极性和不对称性造成的。因为 吸收的能量要被用于断裂弱键，水的温度不像其他液体那样容易升高。在此种意义上，环境温度的变化可以在细胞中被缓冲。

7．核苷酸的结合和磷酸化两者都会引起蛋白质构象的改变，可产生多重影响，如酶活性的改变，形状的显著变化，以及对其他蛋白质或小分子亲和力的改变等。两者的机制是多方面 的，核苷酸结合的一个好处是小核苷酸能快速地扩散到蛋白质，例如，改变与发动机蛋白功能有关的形状就需快速补充核苷酸。如果发动机蛋白的不同构象状态是由磷酸化所控制，则或者要求蛋白激酶在每一步反应都扩散到位(这是一个非常缓慢的过程) ，或者与每个发动机蛋白持久地结合。磷酸化机制的一个

优点是只需蛋白质表面的一个氨基酸残基，而不是—个特定的结合部位。因此磷酸可以加到同一蛋白质的不同侧链上(只要有相应的蛋白激酶存在) ，从而大大增加了某一蛋白质所能实现的调控作用的复杂性。

8．因为酶是催化剂，因此酶反应从热力学上来说必须是可行的。酶只是降低了反应的活化能障，否则这个能障会降低反应速率；相反，热给底物以更多的动能，使能量超过活化能障。此外，一些底物有多个不同的反应途径，热能够增强所有这些潜在的途径，而酶具有选择性，只促进某一特定途径，因此在进化选择中成为对细胞有用的途径。所以热不可能代替酶的功能，鸡汤必须通过有待发现的另一些机制发挥其有益作用。

9。糖与蛋白质结合形成糖蛋白。已知上千种蛋白中超过50％的是糖基化的，糖基化对于蛋白质分子的理化性质、生物功能以及合成后的加工和运输都有影响。糖蛋白存在于哺乳动物 的组织、体液及分泌物中，具有不同的功能。植物的糖蛋白一部分与细胞壁多糖结合，另一部分以可溶形式存在。糖蛋白及其糖链具有很多作用：机体内外表面的保护及润滑剂；作为载体与维生素、激素、离子等结合，有助于物质的转移与分配；糖蛋白参与细胞识别。

／10． 6×1039(=6×1027g/10-12 g) 个细菌会有与地球相同的质量。根据指数生长方程6×1039=2t 20，解

这个方程求出t=2642min(或44h) 。这仅代表132个增代时间，但是在过去的35亿年中经历了1014个增代时间，显然在本行星上细菌的总质量远不及地球质量，这说明指数生长只能进行很少几代，即与进化相比仅是很短暂的一点时间间隔。在任何—实际情况下，食物供应刽艮快减少。这一简单计算告诉我们，当食物丰富时快速生长与分裂能力仅是物种生存的一个因素。食物通常是不足的，那些最能适应环境变化的细胞，以及那些已经获得了更加精巧技术而可以利用各种不同食物来源的细胞常有较大的竞争优势。

11．(1)E； (2)AC； (3)A；(4)B； (5)BF； (6)CDE；(7)A为油酸，一种脂肪酸；B 为a-D-葡萄糖，一种单糖；C 为甘油三酯，一种脂；D 为乙酸，一种酸；E 为丝氨酸，一种氨基酸；F 为一磷酸腺嘌呤，一种核苷。

12．两种不同的进化关系可综述如下：全体细胞的祖先一贾第虫一真核细胞；全体细胞的祖 先一真核细胞一贾第虫。为了区分它们，重要的是了解贾第虫与原核生物关系有多近。这可通过观察它们在蛋白质或核酸层次上的相似性进行比较。研究表明，贾第虫在系统树上与真核生物以及与原核生物相距几乎一样远，因此支持第一个模型。

13．真核细胞以失去细胞快速生长为代价而变得精巧复杂。由于其更加复杂的结构，它们可 以通过分化进行功能的特化。—个生物中不同的细胞可以承担专门的功能且互相合作。随着这种复杂性的提高，多细胞生物能利用单细胞生物所不能利用的食物来源。例如，一株植物能利用它的根从土壤中吸取水分和营养，同时收集光能并从空气中收集CO 2。当然，单细胞也有一定的优点，如细菌能快速生长并通过突变能迅速适应环境条件的变化。倘若细菌也变为多细胞结构，繁殖与快速变化的能力将会受到限制。

14。各部分名称为：(1)核糖体．；(2)线粒体；(3)高尔基体；(4)滑面内质网；(5)溶酶体；(6)微丝；(7)质膜；(8)胞质溶胶；(9)核被；(10)核质；(11)核仁；(12)糙面内质网；(13)过氧化物酶体；(14)中心粒；

(15)微管；(16)小泡。

图Q1-2 动物细胞模式图

15．见图A1-4，H2N-Leu-Ala-Val-CfX)H 组成的三肽可以插入到膜内，任何具有丙氨酸、 氨酸、异亮氨酸、色氨酸、苯丙氨酸、蛋氨酸的三肽都可将其自身插入到膜中。

16．细胞由细胞质膜所包围而与外界隔开。细胞质膜由脂双层、跨膜蛋白与外周蛋白组成。原核细胞的细胞质膜是非对称的，因此所有重要的能量与营养物的获得过程均能对应于细胞质膜上的特定蛋白质。而在真核细胞中，上述的这些过程则是由不同的细胞器负责，如线粒体和叶绿体。原核生物中遗传物质(拟核) 是自由定位于胞质中，而真核生物的基因组DNA 则定位于细胞核中(细胞器DNA 则定位于相应的细胞器中) 。细胞核的四周通过巨大的内质网腔与胞质溶胶相连，内质网是蛋白质合成的主要场所，高尔基体则是蛋白质修饰的“工厂”和运输的“调控站”。不论是原核细胞还是真核细胞均含有大量的核糖体，但是在真核细胞中这些核糖体的分布被区室化了。

七、名词释义

1．生物大分子指细胞中存在的那些分子质量巨大、结构复杂、具有生物活性的有机化合物， 如以蛋白质、核酸、多糖及脂类等四大类为典型的生物大分子，它们是由多个氨基酸或核苷酸等小分子聚合而成的，具有广泛的生物活性，既是细胞的结构成分，又是细胞各种生命活动的执行者或体现者。

2．蛋白质是构成细胞乃至生物体的一大类最重要的有机含氮化合物，是生命的物质基础。其基本结构单位是氨基酸。组成蛋白质的氨基酸有20多种，它们可按不同的数目、种类和排列组合成形形色色、种类繁多的蛋白质，所以蛋白质是由多个氨基酸聚合而成的生物大分子。不同的蛋白质不仅组成成分不同，分子的空间结构、理化特性和生物功能也各不相同。蛋白质分子既是一切细胞和组织结构的基本材料，又是细胞或机体各种生命活动的体现者。

3．核酸是细胞中最重要的生物大分子。作为遗传物质，核酸控制着细胞或机体的代谢、生长、发育、增殖、遗传、变异等一切生命活动。核酸是由数十个至数百万个核苷酸聚合而成的高分子化合物，所以组成核酸的基本单位是核苷酸。根据组成、结构、分布和功能，核酸分子可分为DNA(脱氧核糖核酸) 和RNA(核糖核酸) 两大类。对于人体及动物细胞等真核细胞来说，DNA 主要分布在细胞核

中，负责遗传信息的储藏、复制和转录；而RNA 是DNA 转录的产物，在核中合成后进入细胞质，负责蛋白质或酶的合成这一遗传信息的翻译功能。

4．糖类是细胞或机体内的重要成分，在细胞中具有多方面的功能，如作为细胞各种生命活动的能源物质、作为核酸等生物大分子的结构成分，还可与蛋白质结合成糖蛋白参与细胞膜的构成等。细胞中的糖类根据其分解产物可分为单糖(如葡萄糖、核糖等) 、二糖(如蔗糖、乳糖等) 和多糖(如糖原、淀粉、肝素) 。糖类与蛋白质或脂类结合形成的糖蛋白或糖脂还参与细胞的识别、代谢调节和免疫反应等生命活动。

5．脂类也称脂质，是细胞中存在的不溶于水但可溶于低极性溶剂(脂溶性溶剂) 的有机化合物，主要包括脂肪、磷脂、类固醇等物质。其中脂肪又称为甘油三酯，是由1分子甘油和3分子脂肪酸所构成的中性脂。脂肪酸的碳氢链如果含有双键，则称为不饱和脂肪酸，而含有不饱和脂肪酸的脂肪称为油。人体及动物细胞的脂肪所含脂肪酸为饱和脂肪酸。脂肪是细胞或机体能量的浓缩储存物质。磷脂是脂肪分子中的一个脂肪酸被极性的磷酸基团取代后形成的化合物，是构成细胞膜的主要成分。类固醇则是脂肪的衍生物，其中胆固醇是细胞中最重要的类固醇，它既是细胞膜的重要组分之一，又是合成性激素的原料。