《细胞生物学》作业
1、请介绍流动镶嵌模型
答：流动镶嵌模型是1972年由Singer和Nicolson提出的，是目前被广泛接受的细胞质膜的结构模型。该模型指出：细胞膜由膜脂双分子层构成，膜脂分子的亲水头部向外，疏水尾部向内，另外球形膜蛋白分子以各种镶嵌形式与脂分子层相结合，有的附在膜内外表面，有的全部或部分嵌入膜中，有的贯穿膜的全层。膜脂分子和膜蛋白具有流动性和不对称性。
2、请介绍载体蛋白和通道蛋白并解释与主动运输和被动运输的关系
答：（1）通道蛋白是一类横跨质膜，能使适宜大小的分子及带电荷的分子通过简单的自由扩散运动，从质膜的一侧转运到另一侧的膜蛋白。通道蛋白可以是单体蛋白，也可以是多亚基组成的蛋白，它们都通过疏水的氨基酸链进行重排，形成水性通道。通道蛋白本身并不直接与小的带电荷的分子相互作用，这些小的带电荷的分子可以自由地扩散，通过由脂双层中膜蛋白带电荷的亲水区形成的水性通道。通道蛋白的运输作用具有选择性，运输速度很快。目前发现的通道蛋白已有50多种，主要是离子通道蛋白，可分为电位闸门通道和配体闸门通道两种主要类型，还有一种不常见的动力闸门通道。
通道蛋白参与的只是被动运输，在运输过程中并不与被运输的分子结合，也不会移动，从高浓度区向低浓度区运输，运输时不消耗ATP。
（2）载体蛋白上有结合位点，需要同被运输的离子和分子结合，然后通过自身的构型变化或移动完成物质运输。载体蛋白具有高度特异性，一个特定的载体只运输一种类型的化学物质，甚至一种分子或离子。
载体蛋白既参与被动运输，也参与主动运输。由载体蛋白进行的被动运输，不需要ATP提供能量，顺浓度梯度进行，载体蛋白本身只通过变构作用运输物质。由载体蛋白进行的主动运输，载体蛋白本身具有酶活性，能水解ATP，利用ATP水解的能量驱使物质进行逆浓度梯度的运输。参与主动运输的载体蛋白常被称为泵，共有P型泵、V型泵、F型泵、ABC型泵4种类型。
3、请举例解释第一信使是如何影响细胞的？ 答：
4、请介绍激光共聚焦显微镜的特点
答：与传统光学显微镜相比，激光共聚焦显微镜具有更高的分辨率，实现多重荧光的同时观察并可形成清晰的三维图象等优点，在对生物样品的观察中，激光共聚焦显微镜有如下特点：
（1）对活细胞和组织或细胞切片进行连续扫描，可获得精细的细胞骨架、染色体、细胞器和细胞膜系统的三维图像。
（2） 可以得到比普通荧光显微镜更高对比度、高解析度图象、同时具有高灵敏度、杰出样品保护。
（3）可获得多维图象，同时方便进行图像处理。
（4）细胞内离子荧光标记，单标记或多标记，检测细胞内如PH和钠、钙、镁等离子浓度的比率测定及动态变化。
（5）荧光标记探头标记的活细胞或切片标本的活细胞生物物质，可进行膜标记、免疫物质、免疫反应、受体或配体，核酸等观察；可以在同一张样品上进行同时多重物质标记，同时观察；
（6）对细胞检测无损伤、精确、准确、可靠和优良重复性；数据图像可及时输出或长期储存。
5、请介绍核孔的结构和功能 答：核孔是以一组蛋白质颗粒以特定的方式排布形成的，又被称为核孔复合体（NPC）。NPC是一轮形结构，直径为80～120nm，外径120nm，并呈现八面对称。轮毂是一个圆柱形的活塞，称之为中央运输蛋白。从中央运输蛋白向外伸出8个辐条，它们与核孔复合物的细胞核面的核质环和细胞质面的胞质环相连。在胞质环的表面常有8个细胞质颗粒位于其上，而核质环上有细纤丝伸向核质，形成篮。在某些生物中，NPC篮常同一种交织的纤维层相连，称之为核被膜网格。胞质环上有细胞质纤维伸向细胞质。由于这种结构像鱼笼，所以有人称之为鱼笼模型。
NPC的功能是进行细胞质与细胞核之间的物质运输。NPC进行的运输有被动运输，又有主动运输；具有选择性，又具有双向性。
6、为何多数细胞的体积是一定的？大多在微米的水平上。
答：多数细胞的体积一定，并维持在微米的水平上是受到以下因素影响的：
（1）细胞的体积与表面积的关系。细胞增大时，其体积的增加要比表面积的增加大得多，这样，当细胞增大到一定程度时，质膜的表面积就不适应细胞进行内外物质的交换，为了维持最佳的生存条件，细胞必需维持最佳的表面积，从而限制了体积的无限增大。
（2）当细胞体积增大时，一些重要分子的浓度就越来越稀，限制了一些重要的生化反应，所以细胞内关键分子的浓度就成了限制细胞体积无限增大的另一个因素。 （3）细胞体积的最小化受制于维持细胞生命活动所需的酶和蛋白质种类的最低量。据研究，一个活细胞要维持正常的独立生活功能，最低限度需要500－1000种不同类型的酶和蛋白质。
7、决定显微镜品质的指标？以及相关的因素有哪一些？
答：决定显微镜品质的指标是分辨率。一般规定：显微镜或人眼在25cm明视距离处，能清楚地分辩被检物体细微结构最小间距的能力，称为分辨率。分辨距离越小，分辨率越高；分辨率越高，显微镜品质越好。
分辨率（r）可用以下公式计算：r＝0.61λ/nsinα（其中n＝聚光镜和物镜之间介质的折射率，空气为1，油为1.5；α＝样品对物镜孔径角的半角，；λ＝照明光源的波长；0.61是一个恒定的参数，表示成像的点虽被重叠但仍能被区别的程度。）其中，nsinα的量称为物镜的数值孔径，缩写为NA。
从上式可知，增大角孔径（表示有多少光离开样品通过透镜），介质的折射率越大，缩短照明光源的波长都能提高分辨率。
8、请列表比较微丝、微管与中间纤维的异同。 内容 微管 微丝 中间纤维 蛋白质组成 分子质量/Da 细胞内分布 纤维直径/nm 纤维结构特点 极性 单体蛋白库 踏车现象 特异性药物 结合蛋白 主要功能 微管蛋白异二聚体 50×103 靠近细胞核 24 13根原纤维组成空心管状纤维 有 有 有 秋水仙素、紫杉醇、长春花碱、 nocodazole 有 轴丝；细胞游动细胞质；动物细胞形态的组织与保持；染色体分离；细胞器的分布与转移 球形肌动蛋白 43×103 细胞质膜内侧 7 2条原纤维组成双股螺旋 有 有 有 细胞松弛素B、鬼笔环肽、swinholide、 latrunculin 有 肌收缩；变形运动；胞质环流；细胞爬行；细胞质分裂；保持动物细胞的形态 6类中间纤维蛋白 40×103～200×103 整个细胞 10 32条原纤维组成非空心的多级螺旋 无 无 无 无 有 支持结构；保持动物细胞的形态；形成核纤层和核骨架；提高神经细胞轴突的强度；保持肌纤维的稳定（结蛋白） 9、请列表比较叶绿体与线粒体的异同。 答：叶绿体与线粒体的比较： 比较内容 线粒体 外膜 标志酶：单胺氧化酶 厚5.5nm，通透性强，有孔蛋白 内膜 标志酶：细胞色素氧化酶 蛋白质：脂≈0.7 ：0.3 通透性差 向内折成嵴 内表面有ATP合酶颗粒 有各种类型的运输蛋白 是电子传递和氧化磷酸化部位 类囊体膜 无 膜间隙 基质 标志酶：腺苷酸激酶 建立H＋质子梯度 含有各种酶系、mtDNA、核糖体、 tRNA和蛋白质表达因子 TCA循环场所 无 叶绿体 厚7nm，通透性强，有孔蛋白 蛋白质：脂≈0.9 ：1 通透性差 稍向内折成管状或小泡状 内表面光滑 仅仅是运输交换蛋白 是脂合成的部位 光反应的部位 外表面有CF1颗粒，光合磷酸化部位 类囊体腔 相同点 含有一些酶、ctDNA、核糖体、 tRNA和蛋白质表达因子 卡尔文循环场所 建立H＋质子梯度 水的光解 与能量代谢相关的半自主性的细胞器
细胞生物学作业2
