细胞库/细胞培养
ELISA试剂盒
实验室仪器/设备
原辅料包材
体外检测试剂
激光扫描共聚焦显微镜在医学领域中的应用
激光扫描共聚焦显微镜在医学领域中的应用
来源：互联网
点击次数：3133
一、在细胞及分子生物学中的应用 1. 细胞、组织的三维观察和定量测量 共聚焦显微镜的分辨率超过普通光学显微镜，染色过程简便，可以在活细胞上进行无创伤性的染色，最大程度地维持细胞的正常形态。多种自发性的荧光染料，已被广泛地用于诸如RNA、DNA细胞核、线粒体、内质网、肌动蛋白、细胞膜等结构的标记。运用免疫荧光技术，将不同波长的两三种荧光物质标记在内部不同结构的相应抗体上，以这几种荧光物质特定的光谱特性选择激发光和滤光片，则可以观察到细胞内部各结构间的毗邻关系。特别是在荧光着丝点易被遮盖（如荧光原位杂交实验）的情况下，这种三维图像的多角度观察提供了极大的优越性。 细胞有丝分裂中细胞核内染色体数目（双倍体、多倍体）、形态和位置的变化，一直是细胞生物学肿瘤研究中的热点。着丝点是细胞核内的重要结构，被认为在有丝分裂中起重要的作用，应用共聚焦显微镜的定量测量技术，可以较精确地测定着丝点在不同分裂期的位置。 共聚焦显微镜生成厚度小于0.2微米的依次相连的光学切片，即使较厚的组织的三维数据也可被计算机获取，运用适当的图像分析软件，可以测量并确定所观察结构的表面特征，体积等参数，为相互结合定量测量提供了新手段。 2. 活细胞生理信号的动态监测：活细胞的功能监测在细胞生物学、神经生理学、药理学等领域都有重要意义。许多荧光染料可以聚集在细胞的特定结构，而对细胞的活性基本上不产生影响。可以利用这一特性来反映细胞受到刺激后形态或功能的改变。如亲脂性染料DiOC6（3）主要聚集在内质网，且对细胞的毒副作用极小。肌细胞中的肌浆网与ER有相同的属性，是胞内钙库，应用共聚焦显微镜，就可以动态观察肌细胞兴奋时SR的变化。许多参与神经元兴奋传导的离子如K+、Na+、Ca2+及H+、Cl-、Mg2+ 等，都有其自发性的荧光染料。Ca2+ 在细胞的兴奋、分化、死亡等过程中都起重要作用，是许多生理反应的胞内第二信使，是目前研究得最为充分的离子; 通过激光扫描共聚焦显微镜对胞内、核内钙转移的研究、对心肌细胞的钙变化研究、免疫细胞钙信号的研究、对Ca2+信号在凋亡细胞中作用的研究都取得了可喜的结果，而更多的研究则是将激光扫描共聚焦显微镜应用于神经生物学中对神经元Ca2+动态测量的研究。目前激光扫描共聚焦显微镜以其独特的优势成为钙研究中的重要手段之一。 3. 粘附细胞的分选(adherent cell sorting) 对特异细胞的分选和克隆，是研究单个细胞或细胞系生物特性的先决条件。 将细胞贴壁培养在特制培养皿上，培养皿底部有一层特殊的膜，用高能量激光在欲选细胞四周切割成八角形几何形状，掀去培养皿底部的膜，非选择细胞则被去除。目前对粘附细胞分选方法多用于对杂交瘤和突变细胞的分选，也有用于对经转化的平滑肌细胞，卵巢癌细胞及人畸胎瘤干细胞等的分选和克隆，还可用于基因调控、基因治疗等研究。 4. 细胞激光显微外科和光陷阱功能： 激光扫描共聚焦显微镜可将激光当作一把“光刀子”使用，完成诸如细胞膜瞬间穿孔，染色体切割，神经元突起切除等一系列细胞外科手术。光镊是利用激光的力学效应，将一个微米级大小的细胞或其它结构钳制于激光束的焦平面上，也称为光陷阱。光镊可以用来进行细胞融合（如卵细胞受精）、机械刺激或细胞骨架弹性测量等，特别是在测量植物细胞的细胞骨架时很有意义。 5. 光漂白后的荧光恢复（FRAP）: 细胞在相互接触后彼此间即有低阻抗的通道形成，以进行细胞间通讯；被经合成肽测试法证明只允许低于1.5KD分子通过的通道被称作缝隙连接。缝隙连接是存在于相邻细胞间的一类蛋白通道，普遍认为缝隙连接通过介导细胞间的信息传递，在诸如增殖、分化、代谢等过程中发挥极其重要作用。FRAP技术借助脉冲式激光照射细胞的某一区域，从而该区域荧光分子的光淬灭，该区域周围的未淬灭的荧光分子将以一定速率向受照区域扩散，而此扩散速率可通过低强度激光扫描探测。在研究细胞骨架构成、跨膜大分子迁移率、细胞膜流动性、胞间通讯等领域中有较大的意义。 6. 在细胞凋亡研究中的应用 细胞凋亡是由体内外因素触发细胞内预存的死亡程序而导致的细胞死亡过程，细胞凋亡作为生理性、主动性过程，能够确保正常发育、生长、维持内环境稳定，发挥积极的防御功能。用激光扫描共聚焦显微镜观察凋亡细胞，可见凋亡细胞体积变小，细胞质浓缩，细胞核变小，出现染色质沿核膜内侧排列的核边聚集现象。细胞凋亡的晚期，细胞核裂解为碎块，产生凋亡小体。 细胞凋亡（Apoposis）是生物体内广泛存在的，由细胞特定基因控制，以细胞DNA 降解为特征的细胞自发过程，与机体中多种生理及病理过程密切相关。因而，对Apoposis 的研究现已成为研究细胞生物学研究的热点之一。而激光扫描共聚集显微镜结合众多荧光探针的应用，成为细胞Apoposis超微结构及分子水平变化的有力手段。 二、在神经科学中的应用 1. 定量荧光测定：对活细胞进行定量测定，具有很好的重复性，分析神经细胞和胶质细胞的某些物理及生物化学特性；监测抗原表达，细胞结合和杀伤等特征。在多发性硬化病人大脑活检标本上观察病变组织的微血管内皮细胞特异性地表达。 2. 细胞内离子的测定：使用多种荧光探针，对神经细胞的Ca2+、PH及其它各种细胞内离子进行定量和动态分析。 3. 神经细胞的形态学观察：激光扫描共聚焦显微镜使用模拟荧光处理，可将系列光学切片的数据合成三维图像，并可从任意角度观察。如Joshi等观察了细胞突触的骨架的三维图像。三维重建图像可使神经细胞及细胞器的形态学结构更加生动逼真。 三、在耳鼻喉科学中的应用 1. 在内耳毛细胞亚细胞结构研究上的应用：1993年Ikeda等应用激光扫描共聚焦显微镜研究内耳毛细胞的亚细胞结构，用Rhodamine 123染色，见线粒体分布于表皮板下和核下，加入1mmol/L三硝基酚使线粒体膜电位减小，荧光强度明显减弱。用DIOC6（3）染色，观察到内质网分布于表皮板下直至细胞核区域，呈网状、核下及侧膜下也有分布，胞质中则极少，探讨了蛋白激酶（PKC）在三磷酸肌醇/钙信号系统中的作用。 2. 激光扫描共聚焦显微镜的荧光测钙技术在内耳毛细胞研究中的应用 钙离子在细胞的生命活动中起着重要作用，它参与调节细胞功能，如肌肉收缩，细胞运动，递质合成与释放，信息传递，细胞换能等。激光扫描共聚焦显微镜的荧光测钙技术可探测到细胞内钙浓度的细微变化，当内耳毛细胞受到各种生理及病理因子刺激时，可用荧光测钙技术观察细胞内钙离子浓度的变化。为研究毛细胞的机能提供了新的手段。 3. 激光扫描共聚焦显微镜在内耳毛细胞离子通道研究上的应用 Issa等用膜片钳的全细胞记录法将Fluo-3已导入毛细胞，用激光扫描共聚焦显微镜观察，当毛细胞去极化时其底部侧膜上平均有18个亮点（钙内流所至），然后对同一毛细胞进行连续超薄切片电镜观察，证明这些亮点即为突触前活性区。 4. 激光扫描共聚焦显微镜在嗅觉研究中的应用：Schild等用激光扫描共聚焦显微镜和钙荧光探针研究嗅觉感受器神经元的钙通道分布，以Fluo-3和Fura-red 染色后行双发射比例测量，测出其胞内游离钙呈不均匀分布，观察显示嗅觉感受器神经元的钙通道位于胞体部，与同一部位的钾通道一起构成适应性调节机制，而对树突尖端纤毛的钙依赖性换能过程无干扰。 四、在肿瘤研究中的应用 激光扫描共聚焦显微镜的出现，在一定程度上推动了肿瘤的研究进展。它为肿瘤细胞生物学、分子生物学、细胞通讯、细胞形态学研究、细胞的抗药物代谢、细胞膜及其受体等领域的研究，提供了有效手段。 1. 定量免疫荧光测定：激光扫描共聚焦显微镜采用免疫荧光对肿瘤细胞的抗原表达、细胞结构特征、抗肿瘤药物的作用及机理等方面进行定量的观察和监测，为较理想的形态学观察方法。先采用荧光标记特异性抗原或抗体，使其与特异性抗体或抗原结合，再采用激光扫描共聚焦显微镜对其进行定性、定量和形态学分析。近年来报道较多的是P53肿瘤相关抗原等的定位、定性和定量分析。采用荧光标记某些蛋白分子，然后测定其平均荧光强度和积分荧光强度，从而对某些细胞结构蛋白分子进行定量分析。 2. 细胞内离子分析 激光扫描共聚焦显微镜可以准确地测定细胞内Ca2+ 、 K+ 、 Na+ 、 Mg2+ 、 pH等的含量。但在肿瘤细胞中研究报道较多的为Ca2+的测定，通过测定Ca2+
的胞内浓度，可以了解肿瘤启动因子、生长因子对肿瘤细胞的刺激反应。
相关实验方法
本网站所有注明“来源：丁香园”的文字、图片和音视频资料，版权均属于丁香园所有，非经授权，任何媒体、网站或个人不得转载，授权转载时须注明“来源：丁香园”。本网所有转载文章系出于传递更多信息之目的，且明确注明来源和作者，不希望被转载的媒体或个人可与我们联系，我们将立即进行删除处理。
难度系数：
共427人点评打分
难度系数：
共188人点评打分
难度系数：
共156人点评打分
难度系数：
共150人点评打分
难度系数：
共129人点评打分
丁香通采购热线：400-
Copyright (C)
DXY All Rights Reserved.当前位置： >>
第二单元 5课时细胞膜―系统的边界 生物膜的
第二单元 细胞的基本结构和物质 运输功能第5课时 细胞膜―系统的边界 生物膜的 必备知识梳理回扣基础要点流动镶嵌模型 物质跨膜运输的方式一、细胞膜的探索历程、成分和制备1.细胞膜的探索历程时间实例（实验）脂溶性物质更易通过细
19世纪末 胞膜 将膜分离提纯，并进行 20世纪初 化学分析 1925年结论（假说） 欧文顿认为 膜是由脂质 组成的膜的主要成分是 脂质和 蛋白质 细胞膜中的脂质分子 排列 为连续的两层 罗伯特森认为生物膜由 蛋 白质―脂质―蛋白质 三 层结构构成 细胞膜具有 流动性.红细胞膜中脂质铺展成 单分子层后是红细胞表 面积的2倍 电镜下细胞膜呈清晰的 暗―亮―暗三层结构人鼠细胞杂交实验1959年 1970年 1972年桑格和尼克森提出了生物 膜的 流动镶嵌模型.想一想如何鉴定细胞膜中有蛋白质？提示 （1）用双缩脲试剂鉴定出现紫色即证明有 蛋白质存在。 （2）用蛋白酶处理细胞膜变成全透性膜即可验 证。 2.细胞膜的成分 （1）主要成分是 脂质 （不能写磷脂，还包括少量的胆固醇）和蛋白质，还有少量的 糖类 （不能说葡萄糖或多糖）。 （2）脂质中最丰富的是 磷脂 。（3）膜功能的复杂程度取决于 蛋白质 （膜成分）的种类和数量 。 试推断线粒体内膜和外膜上该 成分多少？内膜 多 （多/少）于外膜。 3.细胞膜制备 （1）选材：哺乳动物 成熟的红细胞 ，原因是其没有 细胞核和众多的细胞器 。（2）原理：红细胞放入清水中，细胞 吸水涨破， 细胞内的物质流出，从而得到细胞膜。 （3）方法：引流法或离心法。（4）哺乳动物成熟红细胞特点：无 细胞核 ，不 再合成蛋白质；无线粒体等细胞器，其呼吸作用类型为 无氧呼吸，产物为 乳酸，原料为 葡萄糖 ；原料进入红细胞的运输方式为协助 扩散；细胞质 中主要蛋白质为 血红蛋白 ，含微量元素 铁 ，牢 记该蛋白质不属于 分泌 蛋白，是一种细胞内蛋白 质。练一练判断并回答： （1）用针扎破或镊子剥下的方法可以吗？提示提示不可以。 不可以。上述动物红细胞含细胞核和众（2）用鸡或鱼的红细胞可以吗？为什么？ 多的细胞器。二、细胞膜的结构和功能1.细胞膜的结构模型――流动镶嵌模型 （1） 磷脂双分子层 构成膜的基本支架。 （2）蛋白质分子有的 镶在磷脂双分子层表面，有的部分或全部嵌入磷脂双分子层中，有的 横跨整个磷脂双分子层 。 （3）细胞膜表面的糖类可以和蛋白质结合形成 糖蛋白 ，也可以和脂质结合形成 糖脂 。 （4）糖蛋白的功能为识别作用 ，还有保护和润 滑作用；解题时用于判断膜的内外。.2.结构特点 具有 一定的流动性 ，其原因是组成膜的 磷脂分 子和大多数蛋白质分子 都是可以运动的。 3.功能 （1）充当“边界”作用,将细胞与外界环境 分开。植物细胞的边界是 细胞膜 （细胞壁/细胞膜）。（2） 控制 物质进出细胞。 ①自由扩散：不需要 载体和能量 ，其动力为 浓度差 ，如H2O、气体、脂质、乙醇、苯等。 ②协助扩散：需要 载体 但不需要能量，如葡萄糖进入 红细胞 。③主动运输：需要 载体和能量 ，如各种离子和 氨基酸等。 ④胞吞和胞吐：大分子 物质进出细胞的运输方式，需 能量 但不需 载体 协助，该过程可体现细胞膜的 流动性 。 （3）进行细胞间的 信息交流 “看教材P42图3-2 细胞间信息交流的方式举例”掌握信息交流的 三种方式。 4.功能特性：具有 选择透过性 。三、植物细胞壁1.成分：主要是 纤维素和果胶 ；酶解法去细胞壁 所用酶为 纤维素酶和果胶酶 ；与其形成有关的 细胞器为 高尔基体 和线粒体。2.功能： 支持和保护 ；动物细胞在清水中可吸水涨破，但植物细胞不会，主要是 纤维素和果胶 （填成分）的功劳。构建知识网络高频考点突破考点一 细胞膜的成分、结构、功能及流动性、选择透过性之间的关系1.结构模式图――识图析图细胞膜的分子结构
2.细胞膜的功能 （1）将细胞与外界环境分开，保障了细胞内环境的相对稳定，起“边界”作用。（2）控制物质进出细胞，但控制作用具有相对 性。3.流动性和选择透过性的关系 （1）区别结构基础代表实例细胞融合、变形虫变形、 流动性 构成膜的磷脂分子和 白细胞吞噬细菌（胞吞）、 蛋白质分子大多数是 分泌蛋白的分泌（胞吐）、 （结构 运动的，而不是静止 温度改变时膜的厚度改变、 特点） 的 动物细胞吸水膨胀或失水 皱缩等选择 透过性 （功能 特性） 膜上载体蛋白的种类 和数量不同，决定了 协助扩散和主动运输中物 出入细胞的物质的种 质进出细胞膜 类和数量不同（2）联系：流动性是选择透过性的基础，因为只 有细胞膜具有流动性，细胞才能完成其各项生理 功能，才能表现出选择透过性。相反，细胞膜失 去了选择透过性，也就意味着细胞已经死亡。 实验探究 细胞膜选择透过性实验探究 1.可利用细胞液有颜色的植物组织，将其放入无色溶液中，然后用高温、强酸或强碱处理，观察处理前后有无溶液颜色的变化。 2.将种子切开，放入红墨水中，胚部分不被染 红，而胚乳部分被染红。对位训练1.下列关于细胞膜的叙述，不正确的是（ B ） A.细胞膜主要由脂质和蛋白质组成B.不同功能的细胞，其细胞上蛋白质的种类和数量相同 C.组成细胞膜的脂质中，磷脂最丰富 D.癌细胞的恶性增殖和转移与癌细胞膜成分的 改变有关 解析 研究发现，细胞膜主要由脂质和蛋白质 组成；在组成细胞的脂质中，磷脂最丰富；蛋 白质在细胞行使功能时起重要作用，功能越复 杂的细胞膜,其蛋白质的种类和数量越多;癌细 胞的恶性增殖和转移与细胞膜成分的改变有关。2.如图为细胞膜的液态流动镶嵌模型示意图，有 关叙述错误的是 ( )A.a指磷脂分子的尾部，具有疏水性B.c指磷脂分子的头部，具有亲水性C.糖蛋白在细胞膜的内外侧均有分布 D.细胞膜的选择透过性与b、d的种类和数量有关解析磷脂是由甘油、脂肪酸和磷酸组成的，磷酸“头”部（c）是亲水端，脂肪酸“尾”部（a） 是疏水端。细胞膜为细胞的边界，在细胞膜的外侧分布着具有识别作用的糖蛋白，而在细胞膜的内侧没有糖蛋白分布，因此，依据糖蛋白的分布 可判断细胞膜的内外侧。细胞膜具有选择透过 性，这与细胞膜上蛋白质（b、d）的种类和数量 有关。答案C3.下列生理活动不能体现细胞间信息交流的是 （ C） A.动物内分泌腺分泌的激素使靶细胞的代谢活动 发生改变 B.兴奋在神经元之间的传递 C.洋葱表皮细胞放入浓蔗糖溶液中发生质壁分离 D.效应T细胞与靶细胞结合，使靶细胞裂解死亡解析A、B、D中激素、神经递质及靶细胞上的抗原决定簇，分别与靶细胞、下一个神经元细胞 及效应T细胞膜上的糖蛋白发生特异性的识别并 结合，完成细胞间的信息交流。考点二物质运输方式的比较1.离子、小分子的跨膜运输比较物质出入 细胞的方式运输方向 是否需要 载体被动运输自由扩散 协助扩散主动运输高浓度 →低浓度不需要 不消耗高浓度 →低浓度需要 不消耗一般为低浓度 →高浓度需要 消耗是否消耗 能量图例举例肠绒毛上皮细 O2、CO2、H2O、 红细胞吸收葡 胞吸收葡萄糖、 甘油、乙醇、 萄糖 氨基酸、无机 苯等出入细胞 盐等表示曲 线(一定 浓度范 围内）特别提醒 (1)影响自由扩散、协助扩散、主动运输的因素 ①影响自由扩散的因素：细胞膜内外物质的浓度 差。②影响协助扩散的因素：a.细胞膜内外物质的浓度差；b.细胞膜上载体的种类和数量。 ③影响主动运输的因素:a.载体（核糖体）;b.能 量（细胞质基质和线粒体）。凡能影响细胞内产 生能量的因素，都能影响主动运输，如氧气浓度、温度等。(2)载体的化学本质及作用特点 ①载体是细胞膜上的一类蛋白质,它具有特异性， 不同物质的载体不同，不同生物细胞膜上的载体 的种类和数量也不同。②载体具有饱和现象，当细胞膜上的某物质的载体达到饱和时，细胞吸收该物质的速率不再随物 质浓度的增大而增大。2.大分子的膜泡运输运输方向 胞吞 细胞外→ 细胞内 细胞内→ 细胞外 实例 白细胞吞 噬细菌等 特点 ①大分子进 出细胞 ②需消耗能 量不需载体 协助胞吐分泌蛋白、神 经递质的分泌 释放等对位训练 4.（2009?宁夏、辽宁理综，3）下列关于物质跨膜运输的叙述，错误的是A.植物细胞积累K+需消耗能量 B.细胞对离子的吸收具有选择性()C.海水中的海藻细胞可通过积累溶质防止质壁 分离D.液泡中积累大量离子，故液泡膜不具有选择透过性解析植物细胞吸收K+是主动运输，需要消耗能量；细胞膜是一层选择透过性膜，对离子的吸收 具有选择性；海水中的海藻通过积累溶质可以提 高细胞液浓度，防止细胞因失水发生质壁分离； 液泡膜是一层选择透过性膜；液泡膜和细胞膜以 及两层膜之间的细胞质构成原生质层，原生质层也具有选择透过性。答案 D5.如图表示细胞对大分子物质“胞吞”和“胞吐” 的过程。下列与此有关的叙述错误的是 ( )A.a与b均要以膜的流动性为基础才可能发生B.a要有细胞表面识别和内部供能才可能完成C.b表示细胞分泌的同时会导致膜成分的更新D.b与a分别是细胞排泄废物和摄取养分的基本方式解析 胞吞和胞吐是膜流动性的具体体现，胞吞是 通过膜外表面的糖被识别，消耗能量进入细胞内； 细胞分泌是高尔基体“出芽”形成的囊泡与细胞膜 融合，将大分子物质排到膜外，因此，有部分高尔基体膜的成分转移到细胞膜；细胞排出废物和摄取养分的基本方式是利用膜的选择透过性直接通过细 胞膜，以被动运输、主动运输等方式进行。答案D实验强化在平时3“体验制备细胞膜的方法”的实验分析 1.选哺乳动物成熟的红细胞作实验材料的原因 （1）动物细胞没有细胞壁，不但省去了去除细 胞壁的麻烦，而且无细胞壁的支持、保护，细胞易吸水涨破。（2）哺乳动物和人成熟的红细胞，没有细胞核 和具膜结构的细胞器，易用离心分离法得到不掺杂细胞内膜系统的纯净的细胞膜。（3）红细胞数量大，材料易得。 提示 一定不能选鸡、鱼等非哺乳动物的红细 胞做实验材料，因为有细胞核和各种细胞器。2.实验原理 细胞内的物质具有一定的浓度，把细胞放入清 水中，细胞由于吸水而涨破，除去细胞内的其 他物质，得到细胞膜。 3.实验步骤特别提醒有关实验的注意事项 1.取得红细胞后应先用适量的生理盐水稀释，目的 是： （1）使红细胞分散开，不易凝集成块。 （2）使红细胞暂时维持原有的形态。 2.操作时载物台应保持水平,否则易使蒸馏水流走。 3.滴蒸馏水时应缓慢,边滴加边用吸水纸吸引,同时 用显微镜观察红细胞的形态变化。 4.如果该实验过程不是在载物台上的载玻片上 操作，而是在试管中进行，那要想获得较纯净 的细胞膜，红细胞破裂后，还必须经过离心、 过滤才能成功。对位训练 6.某同学欲获得纯净的细胞膜，以研究其结构及功能。请你帮助设计一个简易的实验。（1）下列哪项作为获取细胞膜纯净物的来源 A ， 理由是 成熟红细胞中无细胞器膜及核膜，只 有细胞膜 。 A.成熟红细胞 C.白细胞 B.神经细胞 D.口腔上皮细胞.（2）将选取的上述材料放入 清水 中，由于 渗透 作用，一段时间后细胞将破裂。 （3）再用 离心 法获得纯净的细胞膜，上清液中 含量最多的有机物是 血红蛋白（蛋白质）。解题思路探究思维误区警示易错分析对物质进出细胞的图解、曲线辨析不清 （1）需要载体协助的运输方式除主动运输外不 要漏掉协助扩散。 （2）消耗能量的运输方式除主动运输外不要漏 掉胞吞和胞吐。 （3）从高浓度到低浓度运输方式除自由扩散外 不要漏掉协助扩散。（4）影响协助扩散运输速度的因素除载体数 量外不要漏掉浓度差。 （5）与主动运输有关的细胞器除供能的线粒 体外不要漏掉载体蛋白的合成场所――核糖体。（6）运输速度与O2浓度无关的运输方式除自由扩散外不要漏掉协助扩散。纠正训练 如图为物质出入细胞的四种方式示意图，请据 图回答：（1）图中A表示 式，C表示 入红细胞的是方式，B表示 方式，D表示 。方 方式。（2）K+、O2和葡萄糖三种物质中，通过B方式进（3）与A方式相比，B方式的主要特点是需要借 助 合成的。 （4）胰岛B细胞分泌胰岛素是通过 行，该种运输方式也体现出细胞膜 （5）若在细胞中注入某种呼吸抑制剂， 式将会受到较大影响。 方式进 的特点。 方 ，该物质是在细胞内的 上（6）需要载体协助的方式为影响B方式运输速度的因素为 与C运输方式有关的细胞器是（填字母），； 。解析本题考查小分子物质出入细胞膜的四种方式：自由扩散、协助扩散、主动运输和胞吐。自 由扩散受膜两侧浓度差的影响，浓度差越大，物 质出入细胞的速度就越快，而协助扩散和主动运 输都受到细胞膜上载体数量的限制，主动运输和 胞吐又受到能量多少的限制。 答案 （1）自由扩散 协助扩散 主动运输胞吐（2）葡萄糖（3）载体蛋白具有一定的流动性 线粒体和核糖体核糖体（4）D（或胞吐） 浓度差和载体数量（5）C、D（或主动运输和胞吐） （6）B、C规律方法 （1）判断物质运输方式的方法（2）根据运输方向：逆浓度梯度的跨膜运输方式 是主动运输。2.某科学家在研究细胞膜运输物质时发现有四种关系，分别用下列四种曲线表示：（1）在研究具体的物质X时，发现与曲线②和④ 相符，试问：细胞膜运输物质X的方式是例1图示 中哪种运输方式？ （2）若物质Y的运输与曲线③相符，试问Y的运输 方式是例1图示中哪种运输方式？ 解析 X物质的运输速度与载体、能量（O2影响呼 吸作用）有关，故应为C主动运输；Y物质的运输速度与O2浓度即能量无关，故应为自由扩散A或协助扩散B。 答案 （1）C （2）A、B知识综合应用重点提示 通过“细胞膜的组成成分、结构及特点、功 能及特性”的考查，提升“把握所学知识的要点 和知识点之间内在联系”的能力和“鉴别材料中给出的相关信息，并能运用这些信息，结合所学知识解决相关生物学问题”的能力。典例分析美国科学家理查德?阿克塞尔和琳达?巴克在气 味受体和嗅觉系统组织方式研究中作出重大贡献他们的研究使我们知道了“闻香识女人”的奥秘现在我们已知道，一种嗅觉受体细胞只拥有一种 类型的气味受体，每个单独的嗅觉受体只表达一 种并且只有一种气味受体基因。气味受体有多 少，就有多少类型的嗅觉受体细胞。每一种受体 能探测到有限数量的气味物质。当气味物质分子 流动到我们的鼻端黏膜处的嗅觉受体细胞处时， 气味物质分子可以粘附于细胞膜上特殊的气味受体上。我们基因的3%被用来编码嗅觉受体细胞细胞膜上的不同气味受体。下图为嗅觉受体细胞细胞膜模式图（局部）：请据以上材料和模式图回答问题： （1）A代表 分子；C代表 ］ 。 结 （2）气味物质分子首先要与图中［ 合，才有产生嗅觉的可能。 （3）图中A具有特异性，这种特异性最终是由 决定的。 （4）气味物质分子一旦与气味受体细胞结合后，该细胞膜内外的电位状况是。（5）某些有机溶剂如苯酚，可溶解B造成膜的损伤， 使嗅觉分辨能力下降，B的完整化学名称是 。解析（1）在细胞膜的外表有糖被，A代表蛋白质分子，C代表多糖；（2）细胞膜的糖蛋白具有 细胞识别的功能；（3）A是蛋白质分子，蛋白质 的合成是由基因控制的；（4）神经元细胞接受刺 激，兴奋部位的电位发生改变，即膜外为负电位、 膜内为正电位；（5）图中B表示磷脂双分子层， 构成细胞膜的基本支架。 答案 （1）蛋白质 膜内为正 多糖 （2）A 气味受体（3）DNA（或基因、遗传物质）（5）磷脂双分子层（4）膜外为负、方法点拨对于材料信息题要注意分析材料，获取其中的有用信息，特别注意要从问题入手，分析所给 材料，在理解新信息的基础上分析具体问题， 结合已有的知识储备，作出新的判断，得出与 新材料相应的结论。变式训练如图是真核细胞膜的亚显微结构模式 ( )图，①～③表示物质。下列有关说法错误的是A.①②③在细胞膜上都不是静止的B.细胞识别与物质①有关C.②在细胞膜上的分布是不均匀的 D.③的单分子层面积等于该细胞所有膜面积的两倍解析该图是细胞膜的结构模式图，图中①、②、③依次代表糖蛋白、蛋白质、磷脂双分子层。A正 确，细胞膜具有一定的流动性，蛋白质、磷脂分子及糖蛋白大多数不是静止不动的；B正确，糖蛋白参与细胞识别；C正确，细胞膜上的蛋白质的分布是不 均匀的；D错误，③的单分子层面积等于该细胞细胞 膜面积的两倍，细胞中除细胞膜外，还有核膜、线 粒体膜、内质网膜等。 答案 D随堂过关检测题组一：细胞膜的组成及结构特点1.（2009?广东理基，37）细胞膜上一般不含 A.胆固醇 C.糖蛋白 解析 B.磷脂 D.血红蛋白 ( D )细胞膜主要由脂质（磷脂最丰富）、蛋白质和少量的糖类构成，胆固醇也是构成细胞膜的重要成分，血红蛋白是红细胞的重要成分。因此 选D。2.（2009?浙江理综，5）对某动物细胞进行荧光 标记实验，如下图所示，其基本过程：①用某种荧光染料标记该动物细胞，细胞表面出现荧光斑点。②用激光束照射该细胞表面的某一区 域，该区域荧光淬灭（消失）。③停止激光束 照射一段时间后，该区域的荧光逐渐恢复，即 又出现了斑点。上述实验不能说明的是 ( )A.细胞膜具有流动性B.荧光染料能与细胞膜组成成分结合 C.根据荧光恢复的速率推算出物质跨膜运输的速率 D.根据荧光恢复的速率可推算出膜中蛋白质或脂质 的流动速率解析该过程说明细胞膜具有流动性、荧光染料能与细胞膜组成成分结合，根据荧光恢复的速率可推 算出膜中蛋白质或脂质的流动速率，但不能根据荧 光恢复的速率推算出物质跨膜运输的速率，因为该 过程中没有发生物质跨膜运输。所以C不正确。 答案 C题组二：物质跨膜运输的方式3.（2008?江苏卷，2）线粒体DNA上的基因所表达的酶与线粒体功能有关。若线粒体DNA受损 伤，则下列细胞的功能受影响最大的是( C ) A.红细胞吸收葡萄糖 B.小肠上皮细胞吸收水 C.神经细胞吸收K+ D.肺泡细胞吸收氧气 解析 若线粒体DNA受到损伤，线粒体不能完成 正常功能，则耗能生理活动受影响最大；A为协 助扩散，B、D项为自由扩散，均不消耗能量。 神经细胞吸收钾离子的方式为主动运输，需要消耗能量，故其受影响最大。4.（2008?广东卷，2）甲、乙两种物质分别依赖 自由扩散（简单扩散）和协助扩散进入细胞， 如果以人工合成的无蛋白磷脂双分子膜代替细 胞膜，并维持其他条件不变，则 ( D )A.甲运输被促进C.甲运输被抑制 解析B.乙运输被促进D.乙运输被抑制乙物质进入细胞的方式为协助扩散，在去 除 蛋 白 质 的 同 时 ， 也 去除 了 参 与运 输 的 载 体，因此乙物质的运输将受到抑制。5.如图是细胞膜结构图，下表是海水和某海洋植 物细胞液的离子浓度对照表。据图和表的内容 回答下列问题：被测物质 钾离子（相对值） 氯离子（相对值）海水 细胞液（1）图中1是 3是0.01 0.59，2是 。0.50 0.04， 。图中2在钾离 作用。（2）图中1是构成细胞膜的 子、氯离子通过该植物细胞膜时起 离子并向海水中排出（3）从表中数据可知，植物细胞从海水中吸收 离子。由此可见，该细胞膜对离子的通过具有性。（4）钾离子和氯离子通过细胞膜的方式是 ， 作出此判断的依据是 。 解析 （1）图示为细胞膜的基本结构，1、2、3依次代 表磷脂双分子层、蛋白质分子和糖侧链。（2）磷脂双分 子层构成细胞膜的基本支架；细胞通过主动运输吸收钾 离子、排出氯离子，需要载体协助。（3）细胞液中的钾 离子浓度明显高于海水，氯离子浓度明显低于海水，说 明该海洋植物细胞吸钾排氯，对不同的离子的吸收具有 选择性。（4）钾、氯离子逆浓度梯度从低浓度向高浓度 运输，说明细胞通过主动运输吸收钾离子、排出氯离子。 答案 （1）磷脂分子 蛋白质分子 多糖分子（糖侧链 （2）基本支架 载体 （3）钾 氯 选择 （4）主动 运输钾、氯离子从低浓度向高浓度运输优化考题演练组题说明考点运输方式 膜结构 膜功能 综合题号1、2、4、5、7、8 3、6、9、10、11、15 12、13、18 14、16、17特别推荐：分析推断题――2、14;经典题――3；图形信息转化――4、6、7。1.丙氨酸进入小肠绒毛上皮细胞和肾小管上皮细 胞的共同点是 （ A ）A.需要载体，消耗能量B.需要载体，不消耗能量 C.不需要载体，消耗能量 D.不需要载体，不消耗能量 解析 丙氨酸进入两种细胞都为主动运输，需 要载体并消耗能量。2.（信息推断题）科学家用枪乌贼的神经细胞研究钠离子通过细胞膜的运输方式，实验如下： 实验方法 现象 神经细胞周围溶液 中出现24Na 神经细胞周围溶液 中未出现24Na 神经细胞周围溶液 中出现24Na向枪乌贼的神经细胞内 ① 注入微量的放射性元素 24Na步骤同①，并加入某种 ② 药物③ 步骤同②，并加入ATP下列说法错误的是 A.神经纤维排出24Na需要消耗ATP B.“某药物”的作用机理是抑制细胞呼吸 C.24Na通过细胞膜的方式是主动运输（ D ）D.由实验②③可知，神经细胞运输24Na需要载体蛋白 解析 由实验②③可知，24Na由神经细胞进入周围溶液需消耗ATP。而药物的作用是抑制细胞呼 吸，从而使ATP的产生减少。3.将一个细胞中的磷脂成分全部抽提出来，并将它在空气―水界面上铺成单分子层，结果发现 这个单分子层的表面积相当于原来细胞膜表面积的两倍。这个细胞很可能是A.人的白细胞 C.蛔虫的体细胞 解析( D ) B.鸡的红细胞D.大肠杆菌细胞生物膜的结构是以磷脂双分子层作基本支架。实验的现象表明该细胞中只有细胞膜， 没有其他膜结构。A、B、C三选项都是真核细 胞，真核细胞除了有细胞膜外，还有核膜、膜 性细胞器等，不符合题意。大肠杆菌细胞是原核细胞，符合题意。4.如图不能够表达的生理 过程是 ( A ) A.肾小管细胞分泌K+ B.胰岛细胞分泌胰岛素 C.突触小体释放神经递质 D.肠腺细胞分泌肠液 解析 题图是胞吐的过程，分泌蛋白的分泌、神经递质的释放都通过此种方式排到细胞外，而K+的分泌属于主动运输过程。5.图中的哪一条曲线能说明红细胞运输葡萄糖的速度与血浆中葡萄糖的浓度之间的关系( C )解析葡萄糖进入红细胞的运输方式为协助扩散，在一定浓度范围内，血糖浓度越大，运输 速度越快，但因膜上运输葡萄糖的载体蛋白数 量 是 有 限 的 ， 所 以 当 葡 萄糖 浓 度 达到 一 定 值 时，吸收速率不再改变。6.下图是细胞膜的亚显微结构模式图，有关说法错误的是()A.③构成细胞膜的基本支架 B.细胞膜的结构特点是选择透过性 C.细胞识别与物质①有关 D.由②参加的物质运输不一定为主动运输解析细胞膜的结构特点是具有一定的流动性，细胞膜的功能特点是选择透过性。②是载体蛋白， 主动运输和协助扩散均借助于载体蛋白。 答案 B7.如图中Ⅰ～Ⅲ说明了物质和离子通过细胞膜的转 运，下列叙述中正确的是 ( )A.所有图中均有主动运输 B.所有图中均有被动运输 C.图Ⅰ、Ⅱ和Ⅲ可表示自由扩散 D.图Ⅲ中细胞内ADP的含量会增加解析图Ⅰ表示自由扩散，图Ⅱ表示借助载体蛋白通过离子通道的扩散，即协助扩散；图Ⅲ表示 物质由低浓度向高浓度运输，应为主动运输。 答案 D8.关于下面概念图的分析正确的是()A.①和②所示的过程都需要消耗细胞内ATP水解 释放的能量 B.只有①所示的过程能逆浓度梯度运输物质C.大分子物质只有通过①所示的过程才能进入细 胞 D.果脯腌制时蔗糖进入细胞与过程①和②有关 解析 由概念图分析知①、②分别代表主动运输、协助扩散，主动运输消耗ATP提供的能量，且能逆 浓度梯度运输物质；大分子物质进入细胞要通过胞吞；果脯腌制时蔗糖进入细胞时，膜已被破坏，与①②均无关。 答案 B9.下列关于生物膜结构探索历程的说法，不正确的是 脂质组成的 B.三层结构模型认为生物膜为静态的结构 ( D ) A.最初通过对现象的推理分析得出细胞膜是由C.流动镶嵌模型认为构成生物膜的磷脂分子和大多数蛋白质分子可以运动 D.三层结构模型和流动镶嵌模型都认为蛋白质分子在膜中的分布是不均匀的解析 定的。 三层结构模型认为生物膜结构是：蛋白 质―脂质―蛋白质；认为蛋白质是均匀的、固10.将酶、抗体、核酸等生物大分子或小分子药物用磷脂制成的微球体包裹后，更容易运输到患病部位的 细胞中，这是因为 物质进入 B.磷脂双分子层是生物膜的基本支架，且具有一定 的流动性 C.微球体能将生物大分子药物水解成小分子药物 D.生物膜具有半透性，优先让生物大分子物质通过 解析 利用膜的流动性的特点，将磷脂包裹的酶、 抗体、核酸等生物大分子或小分子药物制成的微球 ( B ) A.生物膜具有选择透过性，能够允许对细胞有益的体与细胞膜融合，使药物进入患病部位的细胞中。11.取两种不同的海绵，使其细胞分散成单个，再 将它们掺在一起培养，发现只有同种的细胞才 能结合。那么，与此现象有关的结构是(A.细胞核 C.细胞膜 解析D )B.细胞膜上的磷脂双分子层 D.细胞膜上的糖蛋白不同海绵细胞之间结合首先要进行细胞识别，与细胞识别相关的结构是糖蛋白。12.在哺乳动物受精的过程中，精子能够与卵细胞相互识别，精子将其头部钻入卵细胞中，与卵细 胞发生结合，当一个精子进入后，细胞发生变 化，不再让其他精子进入。这一现象体现出细胞 膜能够 ( D )A.保障细胞内部环境的相对稳定B.控制物质进出细胞 C.卵细胞摄入所需要的精子 D.进行细胞间的信息交流 解析 精子和卵细胞的相互识别靠的是细胞膜上 对应的信息分子，是一种信息交流过程。13.下列不属于细胞间信息交流实例的是 ( D ) A.胰岛B细胞产生的胰岛素通过血液运输到肝 脏，与肝细胞膜表面的受体结合 B.吞噬细胞对抗原处理后，以直接接触方式将 抗原呈递给T细胞 C.高等植物细胞之间通过胞间连丝进行物质运 输和信息交流 D.细胞内通过蛋白质纤维组成的网架结构进行 物质运输、能量转换和信息传递 解析 细胞间的信息交流有三种方式，一是通 过化学物质，如选项A；二是通过细胞膜直接 接触,如选项B；三是通过细胞通道,如选项C； 选项D是细胞内的信息传递。14.Na+-K+泵由4个亚基（多肽）组成，其中一个亚 基向着细胞质的一面有一个ATP结合位点和三个Na+结合位点，外表面有两个K+结合位点。这一过程利用ATP供能，将Na+从细胞内逆浓度梯度 排出，将K+从细胞外逆浓度梯度运入。对此过 程的不正确说法是 A.Na+和K+出入细胞是主动运输的过程 ( )B.Na + -K + 泵是一个可同时反向转运两种离子的载体蛋白，该过程与细胞膜的选择透过性 无关C.说明细胞膜具有一定的流动性 D.这一过程可能会造成细胞膜内外产生电位差 解析 由题干可知，Na + 、K + 的运输需消耗ATP，是主动运输过程；载体蛋白具有相对专一性，体现了膜的选择透过性，也说明了细胞膜具有一定的流动性；由于Na+ 、K+ 进出细胞的数量不均衡， 故可导致细胞膜内外产生电位差。 答案 B15.实验表明，正常情况下维生素D可以优先通过 细胞膜进入到细胞内部，这是因为 A.细胞膜上含有蛋白质分子 B.细胞内维生素D的浓度过低 ( C )C.细胞膜的基本支架是磷脂双分子层D.细胞膜上维生素D的载体较多 解析 维生素D属于脂质，细胞膜中的磷脂分 子也是脂质，故根据化学上“相似相溶”的原 理，维生素D可以优先通过细胞膜。16.如图表示某生物膜结构，图中A、B、C、D、E、F表示某些物质，a、b、c、d表示物质跨膜运 输方式。请据图回答：（1）若是癌细胞的细胞膜，则膜上含量较正常细 胞减少的物质是［ ］ 。 。 （2）若是线粒体膜，b和c过程运输的气体分别是（3）若是肝细胞膜，进食后3～4小时，C代表的激素 F最可能是 两侧的电位表现为 是 。 将会增多，促进物质E转化为物质F， 。 ，该状态的维持有（4）若是神经元细胞膜，则在静息状态，细胞膜赖于图中a和d过程，则a和d过程分别运输的物质（5）提取动物的细胞膜，最好选用 材料，先让其在蒸馏水中吸水涨破，然后经过做处理即可得到纯净的细胞膜。动物细胞吸水膨胀时B的厚度变小，这说明B具有。 答案 （1）D 糖蛋白 （2）O2、CO2 （3）胰 葡萄糖 （4）内负外 离心、高血糖素（或肾上腺素） 正K+、Na+ （5）哺乳动物成熟的红细胞一定的流动性17.（2009?广东卷，31）某实验小组为了探究细胞膜的通透性，将小鼠肝细胞在体外培养一段时间后，检测培养液中的氨基酸、葡萄糖和尿 素含量，发现它们的含量发生了明显变化（如 下图）。请回答问题。（1）由图可知，随培养时间延长，培养液中葡萄糖和氨基酸含量，尿素含量。由于在的产物。 作原培养液中没有尿素，推测其是 是 ；被吸收的葡萄糖主要通过 。（2）培养液中的氨基酸进入细胞后，其主要作用 用，为细胞提供（3）转氨酶是肝细胞内参与氨基酸分解与合成的一类酶，正常情况下这类酶不会排出胞外，若在 细胞培养液中检测到该类酶，可能的原因是 。（4）由（1）和（3）可初步判断，细胞膜对物质的转运具有 的特性。解析（1）由图示可知，随培养时间延长，培养液中葡萄糖和氨基酸含量逐渐减少，尿素含量逐 渐增多。由于在原培养液中没有尿素，故尿素为 细胞代谢产生的代谢废物。（2）氨基酸为蛋白质的基本组成单位，氨基酸经脱水缩合可形成蛋白质；葡萄糖为生命活动的主 要能源物质，在细胞内进行氧化分解后可释放大 量能量，供给细胞生命活动利用。 （3）转氨酶在肝细胞内，正常情况下不能穿过细 胞膜。若在细胞培养液中检测到该类酶，可能的 原因是细胞发生病变或已经死亡，细胞膜的选择 透过性丧失。（4）由（1）和（3）可初步判断，细胞膜对物质的转运具有选择透过性。答案 （1）不断减少 不断增加 呼吸 氨基酸代谢 能量（2）作为合成蛋白质的原料 （3）细胞发生病变或已经死亡 （4）选择透过性18.某实验小组要对“低温是否会影响物质的跨膜运 输”进行实验探究，设计了如下实验。? 实验步骤：? ①组装渗透装置两套，分别编号为1、2。?②在两组烧杯中分别加入等量的水，在长颈漏斗中分别加入等量的同一浓度的蔗糖溶液，保持管 内外液面高度相等。? ③对两组装置进行不同处理：1组用水浴锅加热至 37℃，2组的烧杯外加冰块降温。?④两组装置同时开始实验，几分钟后观察记录漏斗的液面刻度变化。?请分析回答下列问题：? （1）本实验是通过测定水分子通过膜的扩散即 作用速率来进行探究的。 （2）此实验的自变量是 ；为了直观地表示相对速率，用变量。? （3）该实验可能的结果与结论：? ①若1组漏斗液面比2组高，则说明 ②作为因。 。③。（4）如果上述实验结果证明了“低温能影响物质跨膜运输的速率”，那么对于生物活细胞来 讲，产生这种情况的原因是：? ① ② 解析 。 。 该实验是通过处于不同温度条件的渗透系统中漏斗液面高度的变化，探究温度对物质跨膜 运输的影响，因此自变量应为渗透系统所处的不同温度环境，因变量是漏斗内液面高度的变化。低温可影响酶的活性，从而影响细胞代谢，低温 还可影响细胞膜的流动性。答案（1）渗透?漏斗液面高度的（2）渗透系统所处的不同温度环境 变化??（3）①低温会影响物质的跨膜运输且运输速率减慢? ②若2组漏斗的液面比1组高，则说明低温会影响物质的跨膜运输且运输速率加快?③若1、2组漏斗的液面高度相同，则说明温度高低并 不影响物质的跨膜运输?（4）①低温会影响细胞膜的流动性，从而影响其功能②低温会影响酶的活性，从而影响细胞呼吸释放能量 的过程?返回
课时作业5 细胞膜和细胞核系统的边界和控制中心_理化生_高中教育_教育专区。...答案:C 2.下列细胞的生理活动与生物膜无关的是( A.神经纤维上兴奋的产生与...课时作业(八) 细胞膜――系统的边界一、选择题 1.下列关于细胞膜化学组成的...5.把人或哺乳动物的成熟红细胞作为获取细胞膜的实验材料的 依据是 ( ) ) A...2015 届人教版生物一轮复习课时作业(五) [第 5 讲 细胞膜――系统的边界] 基础巩固 1.下表是不同生物膜中的蛋白质、脂质和糖类的比例,你认为哪一种最有...细胞膜――系统的边界教案和教学反思_教学案例/设计_教学研究_教育专区。“细胞...1 课时 五、本节课的教学程序: 导入新课――引导学生了解 “细胞膜的制备” ...( 姓名 评价 第5讲 细胞膜与细胞核―系统的边界与控制中心(二课时) 细胞膜与细胞核―系统的边界与控制中心(二课时)审核人: 审核人:孙高宏 包科领导: 包科...高考资源网() 您身边的高考专家 第二单元 细胞的基本结构和物质运输功能 细胞膜― 第 5 课时 细胞膜―系统的边界 生物膜的流动镶嵌模型 物质跨膜运输的...细胞的结构细胞膜―――系统的边界 第 1 课时 细胞膜――系统的边界 &学习目标...细胞膜的制备方法 3.简述生物膜的流动镶嵌模型的基本内容 5.举例说出细胞膜是...(三维设计 解析版 课时作业)必修1 第二单元 第一讲 细胞膜与细胞核――系统的边界与控制中心。高考生物复习材料必修1 第二单元 第一讲细胞膜与细胞核―――系...第5讲《细胞膜系统的边界生物膜的流动镶嵌模型》课时训练_高三理化生_理化生_高中教育_教育专区。第5讲 细胞膜――系统的边界 生物膜的流动镶嵌模型 一、选择题...第5 讲 细胞膜――系统的边界生物膜的流动镶嵌模型细胞核――系统的控制中心 [考纲考频] 1.细胞膜系统的结构和功能 Ⅱ(3 年 6 考) 2.细胞核的结构和功能...
All rights reserved Powered by
copyright &copyright 。文档资料库内容来自网络，如有侵犯请联系客服。}