01第一章 細胞概述

第一章細胞概述一、填空題TOC\o"1-5"\h\z1．第一個發(fā)現(xiàn)細胞的是英國學(xué)者 ，時值 年.2．1874年荷蘭人Leeuwenhoek用自制的顯微鏡第一次看到了活細胞，即是池塘里的 和鮭魚的 .3．從1665年英國學(xué)者胡克發(fā)現(xiàn)細胞起，到19世紀(jì)40年代的170多年的時間里，關(guān)于細胞方面的研究進展不大，其原因是 .4. 、 、 被譽為19世紀(jì)自然科學(xué)的三大發(fā)現(xiàn)。5．細胞是由 包圍著含有 所組成.目前發(fā)現(xiàn)的最小最簡單的原核細 .脫去細胞壁的植物、微生物細胞稱做 .8?由于真核生物具有核膜，所以，其RNA的轉(zhuǎn)錄和蛋白質(zhì)的合成是 進行的；而原核生物沒有核膜，所以RNA轉(zhuǎn)錄和蛋白質(zhì)的合成是 的9?真核生物與原核生物最主要的差別是：前者具有 ，后者具有 ?10?由于發(fā)現(xiàn)了 ，有理由推測RNA是最早形成的遺傳信息的一級載體.無論是真核細胞還是原核細胞，都具有以下共性： ；? ；③ :④ 。在單細胞向多細胞有機體進化的過程中，最主要的特點是出 ?13．雖然按重量比計算，脂肪酸分解產(chǎn)生的能量相當(dāng)于葡萄糖所產(chǎn)能量的 ,但細胞內(nèi)脂肪酸的主要作用是 。14．從分子到細胞的進化過程中，兩個主要事件是 和 ?15?無機鹽在細胞中的主要功能有：① :② ；? ?16，植物中多糖作為細胞結(jié)構(gòu)成分主要是參與 的形成。細菌細胞的基因組大約有 個基因，而人的細胞基因組中約有 能基因。18?從進化的角度看，真核細胞之所以不同于原核細胞，主要表現(xiàn)在 ?19.原核細胞的核是原始狀態(tài)的核，主要表現(xiàn)在 ?20.體外培養(yǎng)的細胞生長時要發(fā)生形態(tài)變化，但基本上分為兩種類型：① ②21.構(gòu)成細胞最基本的要素是 、 和完整的代謝系統(tǒng)。22沒有細胞壁的細胞稱為 ，細胞中含有細胞核及其他細胞器的部分稱為 ，將細胞內(nèi)的物質(zhì)離心后得到的可溶相稱為 ，或 。細胞是 的基本單位，最早于 年被英國學(xué)者 ?發(fā)現(xiàn)細胞是由 包圍著 所組成。 與 之間的部分叫細胞質(zhì)?動物細胞和植物細胞在表面結(jié)構(gòu)上的主要差別是 。細胞是 的基本單位，最早是由英國學(xué)者胡克于1665年發(fā)現(xiàn)。不過他當(dāng)時發(fā)現(xiàn)的只是來自植物軟木組織的 ? 年，德國學(xué)者施萊登和施旺提出的 對細胞學(xué)的研究起了重要的推動作用，這一理論的核心觀點是 ?細胞是物質(zhì)的，是由有機物 組裝而成。組裝細胞的最小單位叫 ?組裝的方式有多種，像蛋白質(zhì)和DNA組裝成核小體，屬于 ?而由葡萄糖合成纖維素或淀粉則是 ?細胞有原核和真核之分，而介于兩者之間的叫中核生物，其主要特點是 ?迄今發(fā)現(xiàn)的最小原核細胞是 ，它的結(jié)構(gòu)很簡單， 是其細胞內(nèi)惟一的一種細胞器.從結(jié)構(gòu)上看，細胞是 所組成。細胞質(zhì)和原生質(zhì)的概念是不同的，前者是指 ，后者則是指 .細胞學(xué)的發(fā)展經(jīng)歷了細胞學(xué)、細胞生物學(xué)、分子細胞生物學(xué)等發(fā)展過程。現(xiàn)今，科學(xué)家們更注重于把細胞放在細胞群體中，用系統(tǒng)論的觀點，研究細胞個體對群體以及細胞群體對細胞個體的作用和影響，這就是所謂的 ．二、判斷題1．胡克所發(fā)現(xiàn)的細胞是植物的活細胞。2．原生動物是復(fù)雜的生物，它有一套特化細胞形成的組織，如鞭毛、口部、刺射器以及足狀附器。生命現(xiàn)象是通過其組成的生物大分子，主要是蛋白質(zhì)、核酸和糖復(fù)合物的相互作用來實現(xiàn)的.細胞質(zhì)是細胞內(nèi)除細胞核以外的原生質(zhì)。細胞是生命活動的基本功能單位，也是生命的惟一表現(xiàn)形式。水是細胞的主要成分，并且多以結(jié)合水的形式存在細胞中。一切生命活動的重要反應(yīng)都是在水溶液中進行的。同一個生物中的所有細胞都具有相同數(shù)量的染色體（卵細胞和精細胞除外）。9．胞質(zhì)溶膠含有膜結(jié)合細胞器，如溶酶體。從細胞內(nèi)生物大分子的組裝方式看，DNA和RNA都是復(fù)制組裝，即都是以自身為模板合成一個完全相同的分子。原生質(zhì)是細胞內(nèi)除了細胞核以外的所有生活物質(zhì)。植物由原核細胞組成。細胞核及線粒體被雙層膜包圍著。溶酶體及過氧化物酶體是分解廢物的場所。細胞內(nèi)的生物大分子是指蛋白質(zhì)、脂類和DNA等。三、選擇題動物細胞中水分約占（ ）。A.50％以下 B.60％一75％ C.75％一85％ D.95％以上細胞內(nèi)結(jié)構(gòu)最簡單、含量最多的化合物是（）。A.氨基酸B.葡萄糖C.甘油 D.H3PO4 E.H2O關(guān)于蛋白質(zhì)的四級結(jié)構(gòu)，下列哪項敘述有誤？指由幾個具有三級結(jié)構(gòu)的亞基聚合而成的空間結(jié)構(gòu)是在三級結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上形成的一種空間構(gòu)象并非所有的蛋白質(zhì)都具有四級結(jié)構(gòu)四級結(jié)構(gòu)一定包含有幾條多肽鏈構(gòu)成四級結(jié)構(gòu)的亞基之間以共價鍵相連原核細胞的遺傳物質(zhì)集中在細胞的一個或幾個區(qū)域中，密度低，與周圍的細胞質(zhì)無明確的界限稱做（）。A.核質(zhì)B.擬核C.核液 D.核孔原核生物同真核生物最主要的差別是（ ）。原核生物無定形的細胞核，真核生物則有原核生物的DNA是環(huán)狀，真核生物的DNA是線狀原核生物的基因轉(zhuǎn)錄和翻譯是耦聯(lián)的，真核生物則是分開的原核生物沒有細胞骨架，真核生物則有

6.糖蛋白是（ ）。參與糖的分解代謝過程的酶具有一個脂肪酸側(cè)鏈的糖基化了的蛋白質(zhì)參與糖苷鍵形成的酶參與蛋白質(zhì)糖基化的蛋白質(zhì)E.具有（N—連接或0—連接）寡糖側(cè)鏈的糖基化了的蛋白質(zhì)在原核細胞和真核細胞間有—過渡型E.具有（N—連接或0—連接）寡糖側(cè)鏈的糖基化了的蛋白質(zhì)在原核細胞和真核細胞間有—過渡型A.支原體B.藍藻最小的原核細胞是（C.甲藻即中核細胞，它的代表生物是（D.類病毒）。）。A.細菌 B.類病毒下列哪一種結(jié)構(gòu)最小?A.類病毒 B.氫原子10.下列哪一個最原始?A.病毒 B.真核生物C.支原體D.病毒C.細菌C.古細菌D.線粒體D.線粒體神經(jīng)細胞經(jīng)家本胺藍染色后在其胞質(zhì)中顯現(xiàn)出的深藍色塊狀一尼氏體（Nisslbody）實際上是哪種細胞器？A.線粒體B.高爾基體C.溶酶體D.糙面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)滑面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)下列哪一組氨基酸殘基最像膜整合蛋白的膜內(nèi)結(jié)構(gòu)域的殘基?A.Ile，Val，Phe B.Phe，Val，AspC.Leu，Thr，Lys D.Lys，Arg，His下列哪一項不屬于細胞學(xué)說的內(nèi)容?所有的生物都是由一個或多個細胞構(gòu)成細胞是生命的最簡單的形式細胞是生命的結(jié)構(gòu)單元細胞從初始細胞分裂而來以下哪一種描述不屬于細胞的基本特征?細胞具有細胞核和線粒體細胞擁有一套遺傳機制及應(yīng)用規(guī)則細胞能夠自行增殖細胞能對刺激產(chǎn)生反應(yīng)下列哪一種不屬于古細菌?產(chǎn)甲烷菌B.嗜鹽菌C.嗜熱菌D.藍細菌下述哪一項不是原核生物所具有的固氮作用 B.光合作用C.有性繁殖D.運動哪些因素限制細胞的大小?關(guān)鍵物質(zhì)的濃度 B.表面積/體積比C.細胞核產(chǎn)生的mRNA的數(shù)量 D.上述所有因素下列關(guān)于病毒的描述不正確的是（病毒可完全在體外培養(yǎng)生長所有病毒必須在細胞內(nèi)寄生所有病毒具有DNA或RNA作為遺傳物質(zhì)病毒可能來源于細胞染色體的一段下列化學(xué)鍵在水中最強的是（ ）。A．HOH2C—CH2OH B.Na—Cl．C．CH3COO—H D.HO—H．20．下列哪個性質(zhì)不屬于水?水分子不對稱水分子易形成疏水作用共價鍵在水中高度極化水分子的三個原子都易于形成氫鍵一個多肽鏈由核糖體合成之后，( )。通常同時被折疊成其功能性結(jié)構(gòu)常常與指導(dǎo)折疊過程的分子伴侶相互作用常常與指導(dǎo)折疊過程的分子伴侶或維持一個能夠轉(zhuǎn)運的構(gòu)象的分子伴侶相互作用則離開細胞核，與指導(dǎo)折疊過程的分子伴侶相互作用若為酶蛋白的話，則常常與構(gòu)成其功能結(jié)構(gòu)的一部分的分子伴侶相互作用細胞質(zhì)的pH大約是7。H+的摩爾濃度是()。A.7B.7X10-7C.1X10-7 D.1X10-7若能抓住下列多糖分子的末端，哪一個分子將被拽得最長?A.糖原B.淀粉 C.纖維素 D.都不是在一定的pH條件下，如不改變多肽所帶電荷，下列哪些氨基酸可以替代天冬酰胺?A.天冬氨酸 B.賴氨酸C.組氨酸D.酪氨酸 E.絲氨酸下列哪些可作為區(qū)分原核細胞與真核細胞的標(biāo)準(zhǔn)?A.是否具有質(zhì)膜 B.是否具有細胞核是否大＞1“mD.同源蛋白質(zhì)間氨基酸序列的差別細胞中的下列哪種化合物屬于生物小分子?A.蛋白質(zhì)B.酶 C.核酸 D.糖 E.膽固醇下列功能團彼此間可形成弱鍵的是( )。A.甲基與磷酸根 B.磷酸根與羧基C.羧基與氨基 D.羧基與甲基蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)的不同級別由下列鍵的類型決定，除了( )。A.肽鍵B.磷酸二酯鍵 C.二硫鍵D.氫鍵關(guān)于細胞中的無機鹽，下列哪項有誤?在所有細胞中無機鹽都以分子狀態(tài)存在有的可與蛋白質(zhì)結(jié)合形成結(jié)合蛋白有的游離在水中維持細胞的滲透壓和pH有的可與脂類結(jié)合形成類脂關(guān)于核苷酸，下列哪項敘述有誤?是DNA和RNA分子的基本結(jié)構(gòu)單位DNA和1RNA分子中所含核苷酸種類相同由堿基、戊糖和磷酸等三種分子構(gòu)成核苷酸分子中的堿基為含氮的雜環(huán)化合物核苷酸之間可以磷酸二酯鍵相連維持核酸的多核苷酸的化學(xué)鍵主要是( )A.酯鍵B.糖苷鍵C.磷酸二酯鍵 D.肽鍵 E.離子鍵下列哪項不是原核細胞/A.大腸桿菌B.肺炎環(huán)菌 C.支原體 D.真菌33.在一個細胞中發(fā)現(xiàn)下述復(fù)雜的大分子:DNA與RNA聚合酶相連、DNA與延伸的RNA鏈相連、DNA與核糖體相連、DNA與兩個tRNA相連和DNA與延伸的氨基酸鏈相連。簡答題簡述細胞學(xué)說的主要內(nèi)容。“當(dāng)NaCl溶于水時，與這些離子靠得最近的水分子會傾向于這樣的取向：使其氧原子朝向鈉離子而遠離氯離子”你認為此說法正確嗎?請說明依據(jù)。簡述細胞學(xué)發(fā)展的四個主要階段。為什么說細胞學(xué)說的真正完善是1858年?為什么說支原體是最簡單的原核細胞?真核細胞進化形成精巧的內(nèi)膜系統(tǒng)，從而使它們能從外界輸入物質(zhì)。內(nèi)膜系統(tǒng)的形成為什么對真核細胞是有利的?試舉一例說明。當(dāng)細菌在逆境，即在有毒物，如某種抗生素存在的環(huán)境中生存時，大多數(shù)細胞生長緩慢。但是幾天以后在這種毒物仍然存在的條件下，細菌培養(yǎng)物的生長速率恢復(fù)了。試說明為什么會出現(xiàn)這種情形。人腦質(zhì)量約1kg并約含1011個細胞。試計算—個腦細胞的平均大?。m然我們知道它們的大小變化很大），假定每個細胞完全充滿著水（1cm3的水的質(zhì)量為lg）。如果腦細胞是簡單的立方體，那么這個平均大小的腦細胞每邊長度為多少?比較動物細胞和植物細胞的主要差異。討論以下敘述：“病毒是寄生物，它們對宿主生物是有害的，因此使宿主生物處于進化上不利的地位?！蔽?、 實驗設(shè)計與分析為了讓細胞含有一個本身沒有的特定的類脂，應(yīng)當(dāng)改變什么?試討論兩種可能的方案。六、 問答題一切活細胞都從一個共同的祖先細胞進化而來，證據(jù)是什么?想像地球上生命進化的很早時期，可否假設(shè)那個原始的祖先細胞是所形成的第一個僅有的細胞?比較原核細胞與真核細胞的異同。比較輔酶與輔基的異同。假定有一個邊長為100pm,近似立方體的細胞：（1） 計算它的表面積／體積比。（2） 假設(shè)一個細胞的表面積/體積比至少為3才能生存。那么將邊長為100pm，總體積為1000000Mm3的細胞能在分割成125個細胞后生存嗎？你對“一個活細胞的結(jié)構(gòu)與功能是由物理學(xué)及化學(xué)定律所支配的”這種說法有何見解?水在細胞中是一種優(yōu)良的熱緩沖體系，這一特性對于細胞有什么意義？什么原因使水有如此功能？7；請解釋蛋白質(zhì)如何通過磷酸化作用或結(jié)合核苷酸（如G蛋白）來調(diào)節(jié)蛋白質(zhì)的活性。你認為每種調(diào)控形式各有哪些優(yōu)點？有一種看法認為：“酶和熱是相似的，因為兩者均能加快反應(yīng)。有些反應(yīng)雖然在熱力學(xué)上是可能的，但由于需要很高的活化能而不能以可測的速率進行。因此，通過細心用熱（如喝熱雞湯）進行治療的疾病，很可能是起因于某種酶的功能缺陷?！睂Υ四阍鯓永斫?？何為糖蛋白？在生物體內(nèi)有哪些功能？細菌質(zhì)量約10-—2g,每20min能分裂一次。若一個細菌以此速率進行分裂，試問人欲使細菌質(zhì)量等于地球質(zhì)量（6X1024kg）需要多長時間?而細菌大約起源于3.5X109年前且一直在分裂，試將此事實與你的結(jié)果作一比較。試解釋這個表面上似乎矛盾的說法。(一個培養(yǎng)物在時間'時的細胞個數(shù)N以N=N°X2t/g表示，其中No是當(dāng)時間為0時的細胞個數(shù)，G是增代時間。)11?圖QI—1是6種不同的分子，請分別回答下列問題：哪些是兩性電解質(zhì)?哪些是疏水分子?哪些是兩性分子?哪些分子是碳水化合物的結(jié)構(gòu)單位?哪些分子具有不對稱碳?哪些分子的所有碳一碳鍵可自由旋轉(zhuǎn)?寫出你所知道的這些分子的名稱，并指出它們屬于哪種類型。圖Q1-1A、B、C、D、E、F6種分子結(jié)構(gòu)圖(引自Pruitt，1996)賈第鞭毛蟲有一個細胞核，但沒有線粒體，被認為是通向真核生物進化進程途中的折中方式。但也可以認為，賈第鞭毛蟲是由失去了線粒體的真核細胞進化而來，因為它們生活在缺氧環(huán)境中線粒體對于它們沒有作用。你能找到更多的理由或證據(jù)支持第一種說法嗎?為什么說以多細胞的形式生存比較優(yōu)越?下面是一幅動物細胞模式圖(圖Q1-2)，請標(biāo)出各部分名稱。D2)3)4)5)6)zlv/IKzlvzlx/lvz(v78D2)3)4)5)6)zlv/IKzlvzlx/lvz(v78zlv圖Q1-2動物細胞模式圖15．寫出一個能插入質(zhì)膜的三肽的結(jié)構(gòu)。16．說明對細胞生存具有重要作用的細胞結(jié)構(gòu)和細胞器的功能七、名詞釋義.生物大分子(biomacromolecule)蛋白質(zhì)(protein)3.核酸(nucleicacid)4.糖類(carbohydrate)?脂類(1ipid).構(gòu)象(conformation).氫鍵(hydrogenbond).肽鍵(peptidebond)磷酸二酯鍵(phosphodiesterbond)模板組裝(templateassembly).酶效應(yīng)組裝(enzymaticassembly)自體組裝(selfassembly)原核細胞(prokaryoticcell)真核細胞(eukaryoticcell)細胞社會學(xué)(cellsociology)第一章細胞概述參考答案第一章細胞概述參考答案一、填空題胡克(Hooke),1665原生動物，紅細胞沒有形成理論能量守恒定律,細胞學(xué)說,達爾文進化論質(zhì)膜,一個核的一團原生質(zhì)支原體原生質(zhì)體分開,耦聯(lián)定形的核,擬核核酶(ribozyrne)11?都有DNA，都有核糖體細胞的分化2倍，構(gòu)成細胞都是分裂法增殖，都有細胞質(zhì)膜遺傳信息的形成，膜的形成15?維持滲透壓，穩(wěn)定pH,輔酶的輔基細胞壁4000,3.5萬?5萬遺傳信息量的擴大和內(nèi)部結(jié)構(gòu)的復(fù)雜化19?沒有核膜以及DNA并不和組蛋白組成染色體20．成纖維樣，上皮樣21．基因組，細胞質(zhì)膜22．原生質(zhì)體，原生質(zhì)，胞質(zhì)溶膠，細胞質(zhì)基質(zhì)23．生命活動，1665，胡克，質(zhì)膜，一團原生質(zhì)，核膜，質(zhì)膜，植物細胞有細胞壁（動物細胞沒有細胞壁）24．生命活動，死細胞，1838--1839，細胞學(xué)說，生物是由細胞和細胞的產(chǎn)物所組成，分級，基石，自體組裝，酶效應(yīng)組裝；有核膜而無核孔，支原體，核糖體；由膜包圍著含有細胞核的一團原生質(zhì)，細胞內(nèi)除核以外的生活物質(zhì)，生活細胞中所有生活物質(zhì)，細胞社會學(xué)二、判斷題1．錯誤。是植物死細胞的細胞壁。2．錯誤。原生動物是單細胞生物，因此沒有各種組織。原生動物有復(fù)雜的結(jié)構(gòu)，并且有一些高度特化的成分。3．正確。4．正確。5．錯誤，還有病毒等非細胞的生命形式。6．錯誤。多以游離水存在。7．正確。8．正確。染色體的個數(shù)隨生物而異，但是在同一個生物的所有細胞中它是恒定的。9．錯誤。胞質(zhì)溶膠是除各種細胞器之外的細胞質(zhì)部分。10.錯誤。RNA不是。11．錯誤。原生質(zhì)包括細胞內(nèi)所有的生活物質(zhì)。12.錯誤。植物由真核細胞組成，它具有作為真核細胞器的葉綠體。從進化上看，葉綠體是由原核細胞衍生而來。13.正確。14.部分正確。過氧化物酶體與溶酶體含有一些酶，胞質(zhì)溶膠中產(chǎn)生的一些物質(zhì)或被細胞攝入的物質(zhì)由這些酶分解。不過，這些物質(zhì)中有許多被降解并可利用，并不全是廢物。錯誤。也包括多糖。三、選擇題1.C2.E3.E4.B5.A6.E7.C8.C9.B10.C11.D12.A13.B14.A15.D16.C17.D18.A19.A20.B21C22.D23.B24.DE25.B26.E27.C28.B29.A30.B31.C32.D33.D34.B35.D36.C37.DE38.C39.A40.BCE41.A 42.C四、簡答題三個基本原理：地球上的生物都是由細胞構(gòu)成的；所有活細胞在結(jié)構(gòu)上類似；所有細胞都來自已有細胞的分裂，即細胞來自細胞。該說法是正確的。水分子中的氫氧鍵是極性的，這樣氧原子比氫原子帶有更多的負電荷，這些負電荷被帶正電荷的鈉離子所吸引，而被帶負電荷的氯離子排斥。細胞生物學(xué)發(fā)展的四個主要階段是：細胞的發(fā)現(xiàn)及細胞學(xué)說建立、經(jīng)典細胞學(xué)階段（細胞學(xué)的經(jīng)典時期）、實驗細胞學(xué)時期、細胞生物學(xué)階段。1858年，德國醫(yī)生和病理學(xué)家魏爾肖（Virchow）提出細胞來自細胞的重要結(jié)論，從而完善了細胞學(xué)理論。支原體大小介于細菌與病毒之間，直徑0.1?0.3卩m,能夠通過濾菌器，能夠獨立生活，無細胞壁。其環(huán)狀雙螺旋DNA均勻分散在細胞內(nèi)，無類似細菌的擬核，惟一可見的細胞器是核糖體。通過吞入一些物質(zhì)，如食物顆粒，真核細胞可將它們隔離起來而獨自享用。與此相反，細菌無法捕食大塊食物，而是通過輸出物質(zhì)，在環(huán)境之中分解食物，但是這樣的勞動成果必第一章細胞概述137須與相鄰的其他同類細胞一起分享。暴露在逆境中的這個細胞群體有一個或少數(shù)幾個可能發(fā)生突變，使它們獲得抵抗藥物的能力。這些突變細菌會繼續(xù)陜速分裂，對抗生素有抗性的細菌不久便會在培養(yǎng)物中成為優(yōu)勢種?！獋€典型腦細胞重10-8g(1000g/1011)。因為1g水體積為1cm3,—個細胞的體積為10-i4m3。開立方得每個細胞邊長2.1X10-5m即21pm。植物細胞具有動物細胞不具有的包括細胞壁、液泡、質(zhì)體、原球體、乙醛酸循環(huán)體等結(jié)構(gòu)；動物細胞具有植物細胞不具有的包括溶酶體、中心體等結(jié)構(gòu)。動物細胞的通訊連接方式為間隙連接，而植物的是胞間連絲。動、植物細胞的胞質(zhì)分裂方式分別為收縮環(huán)與細胞板。毫無疑問，由于具有在細胞之間轉(zhuǎn)移核酸序列的能力，病毒在其所侵染生物的進化中起了重要作用。許多病毒會隨機攜帶宿主染色體的部分片段并轉(zhuǎn)移到不同的細胞或生物體中。因此，病毒通過促進基因庫的混合而加快進化過程。在通常對生物個體有害的同時，整體上可能對一個物種是有益的。五、 實驗設(shè)計與分析為了使細胞攜帶特定的外源類脂分子，必須對細胞進行遺傳工程改造，使其能夠合成—個類脂吸收系統(tǒng)(在生長培養(yǎng)基中提供特定類脂分子)或者表達一種能利用自身底物合成非自身固有類脂的酶或酶復(fù)合體。類脂基本組成為甘油和脂肪酸，也可加上糖、氨基酸和脂肪酸多種組分作為側(cè)鏈。六、 問答題關(guān)于一個共同祖先的假說有許多方面的證據(jù)。對活細胞的分析顯示出其基本組分有著令人驚異的相似程度，例如，各種細胞的許多新陳代謝途徑是保守的，在一切活細胞中組成核酸與蛋白質(zhì)的化合物是一樣的。同樣，在原核與真核細胞中發(fā)現(xiàn)的一些重要蛋白質(zhì)有《a相似的精細結(jié)構(gòu)。最重要的過程僅被“發(fā)明”了一次，然后在進化中加以精細調(diào)整去配合特化細胞的特定需要。原核細胞與真核細胞的相同點：都具有相似的細胞質(zhì)膜結(jié)構(gòu)；都以DNA為遺傳物質(zhì)，使用相同的遺傳密碼；都以一分為二的方式進行細胞分裂而增殖；具有相同的遺傳信息轉(zhuǎn)錄及翻譯機制，有類似的核糖體結(jié)構(gòu)；部分代謝機制相同，如糖酵解與TCA循環(huán)；具有相同的化學(xué)能儲能機制，如ATP合酶(原核位于細胞質(zhì)膜，真核位于線粒體內(nèi)膜；)光合作用機制相同，如藍細菌與植物；膜蛋白的合成及插入機制相同；都是通過蛋白酶體(蛋白質(zhì)降解結(jié)構(gòu))降解蛋白質(zhì)，如古細菌與真核細胞。真核細胞特有，而原核細胞沒有的特點：細胞分裂分為核分裂與胞質(zhì)分裂，二者分開進行；DNA與蛋白質(zhì)結(jié)合壓縮包裝成染色體結(jié)構(gòu)；具有復(fù)雜的內(nèi)膜系統(tǒng)與細胞內(nèi)膜結(jié)構(gòu)；具有特殊功能的細胞器，如線粒體和葉綠體等；具有細胞骨架結(jié)構(gòu)；具有復(fù)雜的鞭毛與纖毛結(jié)構(gòu)；具有小泡運輸系統(tǒng)(胞吞和胞吐作用)；細胞壁含有纖維素，如植物細胞；紡錘體參與細胞分裂和染色體分離；遺傳物質(zhì)成對存在，二倍體分別來自兩個親本；通過減數(shù)分裂和受精作用進行有性生殖。3．輔酶與輔基是細胞復(fù)合酶分子中除酶蛋白以外的其他組分。它們往往是一些小分子的物質(zhì)，如以多種B族維生素為主要成分的化合物，以及金屬離子與雜環(huán)分子形成的絡(luò)合物等。在一些復(fù)合酶分子中，作為輔助成分的小分子物質(zhì)與酶蛋白結(jié)合得較為松散，通常稱為輔酶；而在另一些復(fù)合酶分子中，輔助成分與酶蛋白結(jié)合較緊，不易分離下來，此時稱為輔基。除去輔酶或輔基的酶蛋白將失去生物活性，即酶蛋白、輔酶或輔基單獨存在時均無活性，只有當(dāng)它們結(jié)合后才表現(xiàn)出酶的活力(1)如圖Al—1所示，該細胞的表面積(SA)為每一面的面積(長X寬)乘以細胞的面數(shù)， 即SA=100卩mX100MmX6=60000卩m2。細胞的體積是長X寬X高，即1003卩m3=1000000卩m3。因而SA/體積的比率=SA/體積=60000卩m2/1000000卩m3=0.06pm-1。(2)分割后的細胞將不能存活。125個立方體細胞應(yīng)有表面積300000卩m2,S/V體積的比率為0.3。如果要使總裘面積達到3000000卩m2，須將此細胞分為125000個獨立的小細胞(圖A1-2)。呂圖A1-2分割成呂圖A1-2分割成125個立方體小塊(引自Pruitt,1996)100gm圖A1-1邊長為100Mm的立方體(引自Pruitt,1996)活的細胞從非生命物質(zhì)演化而來并生長與復(fù)制。類似其起源的物質(zhì)，活細胞也受物理學(xué)、熱力學(xué)和化學(xué)定律的支配。因此，它們不能從無到有創(chuàng)造能量，也不能不消耗能量而建立有序結(jié)構(gòu)。一切細胞事件，如新陳代謝、催化作用、膜的組裝及DNA復(fù)制，都像復(fù)雜的化學(xué)反應(yīng)那樣，能被實驗重復(fù)、操縱并能在試管中對之加以研究。但是一個活細胞并不簡單的只是各部分化學(xué)物質(zhì)之和。將蛋白質(zhì)、核酸及其他化合物混合在一起，并不能造出一個細胞。細胞的功能依賴于其有組織的結(jié)構(gòu)，這是進化的產(chǎn)物。細胞總是來自于已經(jīng)存在的細胞，一個母細胞通過分裂把化學(xué)組分及結(jié)構(gòu)特征傳給子細胞。例如，質(zhì)膜從不需要重新構(gòu)建，而總是用擴展已有質(zhì)膜的方式進行擴大和更新。使1g水的溫度上升1°C所需要的能量約為1J。這與其他液體相比是很高的。水吸收的大部分能量被用來破壞分子間氫鍵，這些氫鍵是由于水分子的極性和不對稱性造成的。因為吸收的能量要被用于斷裂弱鍵，水的溫度不像其他液體那樣容易升高。在此種意義上，環(huán)境溫度的變化可以在細胞中被緩沖。核苷酸的結(jié)合和磷酸化兩者都會引起蛋白質(zhì)構(gòu)象的改變，可產(chǎn)生多重影響，如酶活性的改變，形狀的顯著變化，以及對其他蛋白質(zhì)或小分子親和力的改變等。兩者的機制是多方面的，核苷酸結(jié)合的一個好處是小核苷酸能快速地擴散到蛋白質(zhì)，例如，改變與發(fā)動機蛋白功能有關(guān)的形狀就需快速補充核苷酸。如果發(fā)動機蛋白的不同構(gòu)象狀態(tài)是由磷酸化所控制，則或者要求蛋白激酶在每一步反應(yīng)都擴散到位(這是一個非常緩慢的過程)，或者與每個發(fā)動機蛋白持久地結(jié)合。磷酸化機制的一個優(yōu)點是只需蛋白質(zhì)表面的一個氨基酸殘基，而不是—個特定的結(jié)合部位。因此磷酸可以加到同一蛋白質(zhì)的不同側(cè)鏈上(只要有相應(yīng)的蛋白激酶存在)，從而大大增加了某一蛋白質(zhì)所能實現(xiàn)的調(diào)控作用的復(fù)雜性。8．因為酶是催化劑，因此酶反應(yīng)從熱力學(xué)上來說必須是可行的。酶只是降低了反應(yīng)的活化能障，否則這個能障會降低反應(yīng)速率；相反，熱給底物以更多的動能，使能量超過活化能障。此外，一些底物有多個不同的反應(yīng)途徑，熱能夠增強所有這些潛在的途徑，而酶具有選擇性，只促進某一特定途徑，因此在進化選擇中成為對細胞有用的途徑。所以熱不可能代替酶的功能，雞湯必須通過有待發(fā)現(xiàn)的另一些機制發(fā)揮其有益作用。9。糖與蛋白質(zhì)結(jié)合形成糖蛋白。已知上千種蛋白中超過50％的是糖基化的，糖基化對于蛋白質(zhì)分子的理化性質(zhì)、生物功能以及合成后的加工和運輸都有影響。糖蛋白存在于哺乳動物的組織、體液及分泌物中，具有不同的功能。植物的糖蛋白一部分與細胞壁多糖結(jié)合，另一部分以可溶形式存在。糖蛋白及其糖鏈具有很多作用：機體內(nèi)外表面的保護及潤滑劑；作為載體與維生素、激素、離子等結(jié)合，有助于物質(zhì)的轉(zhuǎn)移與分配；糖蛋白參與細胞識別。6X1039(=6X1027g/10-12g)個細菌會有與地球相同的質(zhì)量。根據(jù)指數(shù)生長方程6X1039=2t/20,解這個方程求出t=2642min(或44h)。這僅代表132個增代時間，但是在過去的35億年中經(jīng)歷了1014個增代時間,顯然在本行星上細菌的總質(zhì)量遠不及地球質(zhì)量,這說明指數(shù)生長只能進行很少幾代,即與進化相比僅是很短暫的一點時間間隔。在任何—實際情況下，食物供應(yīng)劊艮快減少。這一簡單計算告訴我們，當(dāng)食物豐富時快速生長與分裂能力僅是物種生存的一個因素。食物通常是不足的，那些最能適應(yīng)環(huán)境變化的細胞，以及那些已經(jīng)獲得了更加精巧技術(shù)而可以利用各種不同食物來源的細胞常有較大的競爭優(yōu)勢。(1)E；⑵AC；(3)A；(4)B；(5)BF；(6)CDE；(7)A為油酸，一種脂肪酸；B為a-D-葡萄糖，一種單糖；C為甘油三酯，一種脂；D為乙酸，一種酸；E為絲氨酸，一種氨基酸；F為一磷酸腺嘌呤，一種核苷。兩種不同的進化關(guān)系可綜述如下：全體細胞的祖先一賈第蟲一真核細胞；全體細胞的祖先一真核細胞一賈第蟲。為了區(qū)分它們，重要的是了解賈第蟲與原核生物關(guān)系有多近。這可通過觀察它們在蛋白質(zhì)或核酸層次上的相似性進行比較。研究表明，賈第蟲在系統(tǒng)樹上與真核生物以及與原核生物相距幾乎一樣遠，因此支持第一個模型。真核細胞以失去細胞快速生長為代價而變得精巧復(fù)雜。由于其更加復(fù)雜的結(jié)構(gòu)，它們可以通過分化進行功能的特化。—個生物中不同的細胞可以承擔(dān)專門的功能且互相合作。隨著這種復(fù)雜性的提高，多細胞生物能利用單細胞生物所不能利用的食物來源。例如，一株植物能利用它的根從土壤中吸取水分和營養(yǎng)，同時收集光能并從空氣中收集co2。當(dāng)然，單細胞也有一定的優(yōu)點，如細菌能快速生長并通過突變能迅速適應(yīng)環(huán)境條件的變化。倘若細菌也變?yōu)槎嗉毎Y(jié)構(gòu)，繁殖與快速變化的能力將會受到限制。各部分名稱為：(1)核糖體.；(2)線粒體；(3)高爾基體；(4)滑面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)；(5)溶酶體；(6)微絲；(7)質(zhì)膜；(8)胞質(zhì)溶膠；(9)核被；(10)核質(zhì)；(11)核仁；(12)糙面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)；(13)過氧化物酶體；(14)中心粒；(15)微管；(16)小泡。圖Q1-2動物細胞模式圖15.見圖Al-4,H2N-Leu-Ala-Val-CfX）H組成的三肽可以插入到膜內(nèi)，任何具有丙氨酸、氨酸、異亮氨酸、色氨酸、苯丙氨酸、蛋氨酸的三肽都可將其自身插入到膜中。細胞由細胞質(zhì)膜所包圍而與外界隔開。細胞質(zhì)膜由脂雙層、跨膜蛋白與外周蛋白組成。原核細胞的細胞質(zhì)膜是非對稱的，因此所有重要的能量與營養(yǎng)物的獲得過程均能對應(yīng)于細胞質(zhì)膜上的特定蛋白質(zhì)。而在真核細胞中，上述的這些過程則是由