1.分离各种细胞器通常用什么方法?其原理是什么?
分离各种细胞器通常用差速离心法。其原理是逐渐提高离心机的离心速率,将各种质量和密度不同的细胞器分开。
2.根据具膜情况可以将细胞器分为哪几类?
根据具膜情况可以将细胞器分为3类:①双层膜:线粒体、叶绿体;②单层膜:内质网、高尔基体、液泡、溶酶体;③无膜:核糖体、中心体。
4.细胞中8种细胞器的结构与功能分别是什么?
8种细胞器的结构与功能:
①线粒体:双层膜,通过内膜向内折叠形成“嵴”的方式增大膜面积,含少量DNA和RNA,有氧呼吸的主要场所,细胞的“动力车间”。广泛分布于几乎所有真核细胞内,命活动越旺盛的细胞,含有的线粒体数目越多,线粒体往往可以运动到细胞中代谢比较旺盛的部位。
②叶绿体:双层膜,通过类囊体垛叠形成基粒增大膜面积,含少量DNA和RNA,光合作用的场所,是植物细胞的“养料制造车间”(把无机物合成有机物)和“能量转换站”(把光能转化为化学能)。绿色植物进行光合作用的细胞才含有叶绿体,主要是叶肉细胞(根尖不含叶绿体)。
③内质网:由单层膜围成的管状、泡状或扁平囊状结构连接形成一个连续的内腔相通的膜性管道系统,内连核膜,外连细胞膜。根据内质网上是否附有核糖体,将内质网分为粗面内质网和光面内质网。粗面内质网是内蛋白质等大分子物质的合成、加工场所和运输通道,普遍存在于细胞中,特别是合成分泌蛋白的细胞。光面内质网是脂质合成的重要场所。内质网可通过出芽方式,将合成的蛋白质或脂质转运到高尔基体。
④高尔基体:由单层膜围成的扁平囊和小泡组成,主要是对来自内质网的蛋白质进行加工、分类和包装的“车间”及“发送站”,在动物细胞中与分泌物形成有关,在植物细胞中与细胞壁形成有关。
⑤液泡:单层膜,液泡主要存在于植物的细胞中,在幼龄植物细胞中,液泡的体积很小,用光学显微镜很难发现。随着细胞的生长,这些小液泡逐渐增大和合并,在成熟的植物细胞中,通常只有一个大的中央液泡,它可达细胞体积的90%,内有细胞液,含糖类、无机盐、色素和蛋白质等,可以调节植物细胞内的环境,充盈的液泡还可以使植物细胞保持坚挺。
⑥溶酶体:单层膜,溶酶体主要分布在动物细胞中,是细胞的“消化车间”,内含多种水解酶,能分解衰老、损伤的细胞器,吞噬并杀死侵入细胞的病毒或细菌。
⑦核糖体:是一种颗粒状的结构,没有被膜包裹,主要成分是蛋白质与rRNA。真核细胞中,有的附于粗面内质网上,有的游离在细胞质基质中,是“生产蛋白质的机器”。
⑧中心体:无膜,中心体分布在动物与低等植物细胞中,由两个互相垂直排列的中心粒及周围物质组成,与细胞的有丝分裂有关。
5.内质网能合成蛋白质吗?
内质网根据其上是否附有核糖体,可分为光面(滑面)和粗面(糙面)内质网。粗面内质网是核糖体与内质网共同组成的复合机能结构。所以,粗面内质网的功能是合成、加工并转运蛋白质。
在粗面内质网上合成的蛋白质主要有三类:
(1)分泌蛋白即在细胞内合成后,分泌到细胞外起作用的蛋白质,如胰腺细胞分泌的酶,浆细胞分泌的抗体,内分泌腺分泌的多肽类激素等。这类蛋白质合成后经过加工,通过胞吐作用输送到细胞外。
(2)生物膜蛋白包括细胞质膜上的膜蛋白和内质网、高尔基体、溶酶体膜上的膜蛋白等。这些膜蛋白在内质网上合成时就已经确定了其方向性,并在以后的转运过程中能有目的地定向运输。
(3)部分细胞器中的可溶性驻留蛋白这些蛋白质需要与其他细胞组分严格隔离,如溶酶体蛋白与植物液泡中的酸性水解酶类,在合成后进入内质网,能与其他细胞组分进一步区分,也有利于对它们的加工和合成。
6.液泡仅存于植物细胞中吗?
液泡是由单层膜与其内的细胞液组成的。主要存在于植物细胞中。在根尖、茎尖等处的幼嫩细胞中呈球形,数量较多。细胞成熟过程中,由多个小液泡融合成大液泡。故在成熟的植物细胞中具有中央大液泡。动物细胞中也含有液泡,但是通常情况下不明显。酵母菌也有液泡,液泡由单位膜分隔,其形态、大小随细胞年龄和生理状态而变化,一般幼龄细胞的液泡很小,而在老龄细胞的中央有一个非常典型的大液泡,颜色较浅,所以酵母菌中部呈现白色。
7.动植物在细胞结构上有什么不同?中心体是动物细胞所特有的吗?
高等植物细胞与动物细胞相比,高等植物细胞特有的结构是细胞壁、叶绿体、液泡,动物细胞特有的结构是中心体,无细胞壁、叶绿体、液泡;但从更广泛的生物类群来看,中心体并非是动物细胞所特有的细胞器,因为低等植物细胞也有中心体。
8.植物细胞壁的主要成分及功能是什么?有何特点?去除植物细胞壁一般选择什么酶?
植物细胞壁的成分主要有纤维素、果胶、半纤维素、木质素等。
植物细胞壁对细胞具有保护作用,防止由于原生质体内外渗透压的不平衡造成细胞的损伤。由于细胞壁具有较坚韧的支撑性,因此,对细胞起着支撑作用,保持着细胞的外形。细胞壁虽是细胞外层的一种坚韧的结构,但它并未将相邻细胞完全隔离,与细胞膜相比,植物细胞壁具有全透性的特点。
去除植物细胞壁一般可选择果胶酶和纤维素酶。
9.高尔基体与植物细胞壁的形成有关,那么植物细胞壁主要成分之一纤维素,是在高尔基体合成的吗?
很多教辅书籍把纤维素的合成部位说成是高尔基体,事实上,高尔基体合成的是构成细胞壁的非纤维素多糖(如果胶、半纤维素等),纤维素则是在细胞膜上合成的。在细胞膜上分布有纤维素合成酶复合体,它能利用尿苷二磷酸-葡萄糖(UDP-G),催化β-1,4糖苷键的形成,这样,纤维素糖链就像头发一样从细胞膜外表面“长”出来,参与细胞壁结构的形成。
10.细菌的细胞壁主要是什么成分?是全透性的吗?酵母菌的细胞壁主要是什么成分呢?是全透性的吗?
细菌细胞壁主要成分有多肽聚糖、胞壁酸等。所有的细菌都具有多肽聚糖(无壁的细菌种类除外),胞壁酸主要存在于革兰氏阳性菌,革兰氏阴性菌没有。细菌细胞壁是全透性的。
真菌细胞壁的主要成分是由己糖或氨基己糖构成的多糖链(几丁质、纤维素、葡聚糖、甘露聚糖及其他多糖成分),以及蛋白质、脂质、黑色素和无机盐等。真菌细胞壁也是全透性的。
11.什么是分泌蛋白?试举几例。研究分泌蛋白的形成过程用了什么技术?分泌蛋白的合成和分泌过程涉及到哪些细胞结构?该过程体现细胞膜的什么结构特点?只有分泌蛋白合成和分泌需要内质网和高尔基体参与吗?
分泌蛋白是指在细胞内合成而分泌到细胞外起作用的蛋白质。如消化酶、抗体和一部分激素等。
科学家在研究分泌蛋白的形成过程时利用了放射性同位素标记法。
分泌蛋白从合成至分泌到细胞外,经过了核糖体、内质网、高尔基体和细胞膜、线粒体等结构。分泌蛋白在核糖体上合成,在内质网内加工,由囊泡运输到高尔基体做一步的加工,再由囊泡运输到细胞膜,与细胞膜融合,将蛋白质分泌到细胞外,合成和分泌过程需要的能量都主要由线粒体提供。
该过程体现了细胞膜结构上具有流动性的特点。
溶酶体中的蛋白质、细胞膜上的蛋白质也要经过内质网和高尔基体的加工。
12.线粒体和叶绿体用什么方式来增大膜面积?细胞中膜面积最大的细胞器是什么?它与核膜、细胞膜有什么位置关系?
线粒体具有双层膜,通过内膜向内折叠形成嵴的方式增大膜面积;叶绿体也具有双层膜,内膜外膜均是平滑的膜,通过类囊体垛叠而成的基粒增大膜面积。
细胞中膜面积最大的细胞器是内质网,通常占细胞生物膜系统的一半左右。在结构上,内质网与细胞核的外膜相连,同时也可与细胞膜相连。
13.细胞的生物膜系统由什么构成?生物膜系统在细胞的生命活动中有哪些作用?
在细胞中,许多细胞器都有膜,如内质网、高尔基体、线粒体、叶绿体、溶酶体等,这些细胞器膜和细胞膜、核膜等结构,共同构成了细胞的生物膜系统。
生物膜系统在细胞的生命活动中的作用有:
(1)细胞膜使细胞具有一个相对稳定的内部环境,同时在细胞与外部环境进行物质运输、能量转化和信息传递的过程中起着决定性的作用;
(2)广阔的膜面积为参与多种重要化学反应的酶提供了附着位点。
(3)细胞内的生物膜把各种细胞器分隔开,如同一个个小的区室,这样使得细胞内能够同时进行多种化学反应,而不会互相干扰,保证了细胞生命活动高效、有序地进行。