第1节 细胞膜的结构和功能
返回哺乳动物的红细胞在发育成熟过程中,核逐渐退化,为携带氧的血红蛋白腾出空间。成熟的红细胞一般不含细胞器且取材方便,是研究细胞膜的好材料。
(1)将红细胞放入______中,一段时间后细胞将破裂,此过程依据的原理是_______。
(2)红细胞破裂后,流出细胞外的物质主要是______,用_____试剂可鉴定该物质。
(3)欲制备较为纯净的细胞膜,再用_______法分离提纯细胞膜。
(4)用口腔上皮细胞能否制备得到较纯净的细胞膜?请分析原因。
1990 年,科学家发现某种支原体可能是最小、最简单的细胞,他们测定了该支原体的基因组,发现其仅有 480 个基因。科学家们认为,如果能人工合成含有这些基因的 DNA 分子,并用膜将其与其它成分包裹后,放在培养基中培养,如果它能够生长和繁殖,组装细胞就成功了,即意味着人工组装生命成功。请分析以上资料,回答下列问题:
(l)根据你所学的知识,你认为成功组装的细胞至少含有哪六类化合物?
_____________________________________________
(2)组装细胞生命活动的主要承担者是_________它在细胞中的功能有_________具有上述多项功能的根本原因是______________________________,
(3)若成功合成所需的 DNA 分子等物质及核糖体后,组装成完整细胞的关键步骤是_____,所用到的结构在组装细胞生命活动中所承担的功能是__________________。
为获得纯净的细胞膜,以研究其结构与功能。请你帮助完成下列实验设计和分析有关问题。
(1)应选取人体哪种细胞做实验
A、成熟红细胞 B、神经细胞 C、白细胞 D、口腔上皮细胞
你选用该材料的原因是
(2)将选取的上述材料放入 中,由于 作用,一段时间后细胞将破裂。
(3)经过(2)的实验步骤后,可用下列哪一方法获得纯净的细胞膜?
A、静置 B、加热 C、离心 D、过滤
(4)将膜成分中的磷脂提取出来,铺在水面上,测得磷脂占有面积为S,那么该细胞膜的表面积约为 。
(5)通过有关方法,测得多种膜的化学成分,如下表:
物质种类 膜的类别 |
蛋白质(%) |
脂类(%)(主要是磷脂) |
糖类(%) |
变形虫细胞膜 |
54 |
42 |
4 |
小鼠肝细胞膜 |
44 |
52 |
4 |
人红细胞膜 |
49 |
43 |
8 |
线粒体内膜 |
76 |
24 |
0 |
菠菜叶绿体片层膜 |
70 |
30 |
0 |
依据上表数据,请分析构成细胞膜与细胞器膜的化学物质组成上的共同点是: ;化学物质组成的主要区别有: 。
生物膜与膜生物工程国家重点实验室,是由中科院与北京大学、清华大学有关实验室组成的联合实验室之一。膜生物工程又叫人工膜技术,是生物工程的一个新的分支。该技术是把磷脂制成微球体,包裹着酶、抗体、核酸等生物大分子或小分子药物,运输到患病部位的细胞,通过脂
质微球体的膜与细胞质的相互作用(包括膜融合、吞噬等),把这些物质送入细胞中,从而达到诊断、治疗疾病或改变细胞代谢和遗传特性的目的。
请根据所给资料,完成下列问题。
(1)微球体与细胞膜的融合依赖于膜的______性,要将药物酶等运输到患病部位,与细胞膜的特异性的______功能有关,这一功能与组成细胞膜的______密切相关。
(2)在谷氨酸发酵过程中,常通过减少磷脂的供给量来提高谷氨酸产量,这样做的原理是__________________
________。
(3)“生物导弹”可以将抗癌药物运输到癌细胞中,达到治疗的目的。其中将抗癌药物运输到特定部位的关键物质是____________,这是由于癌细胞具有______性。
对细胞膜结构和组成的研究经历了一个漫长的过程。请根据所学知识,回答下列问题:
(1)早在19世纪末期,研究人员就曾选用500多种化学物质对细胞的透性进行了上万次的研究。发现:凡是溶于脂质的物质,很容易穿过膜,反之,不易溶于脂质的物质,也不容易穿过膜。这表明:细胞膜是由_____构成的。
(2)将人的红细胞置于蒸馏水中,红细胞发生的形态变化是__________,这是_____作用的结果。将红细胞加入蒸馏水中放置一段时间后,在该液体的____(上、中、下)层能得到破碎的磷脂双分子层。
(3)1925年,有人用丙酮从红细胞膜中提取到磷脂,并将其铺在水面上形成磷脂单分子层。测量铺展面积,约为红细胞总表面积的____倍。
(4)1933年发现:蛋白酶能够使细胞膜分解,这表明_____________________。
(5)通过其他方法,测得多种细胞膜的化学成分,如下表:
物质种类 膜的类别 |
蛋白质(%) |
脂质(主要是磷脂)(%) |
糖类 |
变形虫细胞膜 |
54 |
42 |
4 |
小鼠肝细胞膜 |
44 |
52 |
4 |
人红细胞膜 |
49 |
43 |
8 |
依据上表数据,分析构成不同细胞的细胞膜在化学组成上的共同点是
____________________________。
主要区别是___________________________________。