构成细胞的生物膜是选择透过性膜,其特点是水分子可以自由通过,被选择的小分子和离子可以通过,不被选择的小分子和离子及大分子物质不能通过。请根据提供的实验材料和用具,简要写出第二步及以后的实验步骤和实验结果,验证细胞膜的选择透过性的功能。
实验材料和用具:新鲜的红色康乃馨、烧杯、玻璃铅笔、质量分数为15%的盐酸、清水、量筒。
第一步:选两只大小相同的烧杯,用玻璃铅笔标上A和B。
第二步:________。
第三步:________。
现象:________。
问题:出现盐酸溶液中结果的原因是________。
科学家在进行细胞膜化学成分的分析时,需制备较纯净的细胞膜。从真核细胞分离出纯净的细胞膜较为困难,因为会混杂细胞内其他膜。而哺乳动物(或人)的成熟的红细胞,没有内膜,没有细胞核,将其特殊处理后,会造成红细胞破裂而发生溶血现象,再将流出细胞外的物质冲洗掉,剩下的结构就是较纯净的细胞膜,在生物学上称为“血影”。对“血影”的分析得知其化学组成如下:蛋白质49%,脂质43%,糖类8%。有的科学家将“血影”中的脂质提取出来,使其在空气-水界面上铺展成单分子层,所形成的薄膜面积是原来细胞整个表面积的二倍。
请根据以上材料分析回答:
(1)
哺乳动物细胞内其他的膜有哪些?________。
(2)
如何处理红细胞才能使其发生溶血现象?________。
(3)
红细胞溶血后,溶出细胞外的物质是________,这种物质的特性是________,因而使红细胞具有________的功能。
(4)
“血影”的化学成分中的脂质主要是哪一类?________。它是构成细胞膜的________。
(5)
脂质单分子层的面积是细胞表面积的二倍,这说明了________。
为获得纯净的生物膜以研究其结构和功能,请你完成下列实验设计和分析有关问题:
最好选取人体哪种细胞做实验材料?
A.
成熟的红细胞
B.
神经细胞
C.
白细胞
D.
口腔上皮细胞
将选取的材料放入清水中,由于________作用,一段时间后细胞将________。
经过(2)的实验步骤后,可用下列哪一种实验方法获得纯净的细胞膜?
静置
加热
离心
过滤
将膜成分中的磷脂提取出来,在水面上铺成一层,测得总面积为S,则该细胞的表面积约为________。
测得多种生物膜的化学成分,如下表所示:
依据上表数据,分析细胞膜与细胞器膜在化学组成上的共同点是________,二者的主要区别是________。
德国生理学家华尔柏在研究线粒体时,统计了某动物部分组织细胞中的线粒体数量(见下表)。请根据表回答下面的问题:
心肌细胞中线粒体含量最多的原因是________;
排列出各组织细胞代谢活动从强到弱的顺序(用字母表示):________;
肝细胞中的线粒体冬眠时比常态下多的原因是________。
如图为两种单细胞伞藻的幼体相互嫁接的实验示意图。
上述实验的大体过程是:①将甲种伞藻的部分________嫁接到乙种伞藻的________上;
②将乙种伞藻的部分________嫁接到甲种伞藻的________上。
该实验的结果是:①________;②________。
实验结果说明:________。
用一根玻璃针,将一个变形虫切成两半,有核的一半能继续生活,无核的一半死亡。如果将一个变形虫的核取出,无核部分能短期生存,但不能繁殖后代,单独的细胞核则无法生存。如果在去核后三天,再植回一个细胞核,这个变形虫正常生活(如图所示)。根据上述结果,回答下面的问题。
正常细胞中细胞核与细胞质的关系是________。
去核后的变形虫仍能生活一段时间,其原因是________。
单独的细胞核不能生存的原因是________。
生物体内细胞代谢速率与物质扩散的速率有关。同种物质虽然在细胞中扩散的快慢基本相同,但细胞大小不同,扩散的速率(扩散部位的体积占细胞体积的比)会有差异。有人设计了一种模型,用于研究这一问题。
实验目的:略。
实验材料:略。
实验步骤:
(1)用小刀将琼脂块(内含酚酞)切成三块边长分别为3 cm、2 cm和1 cm的立方体;
(2)将以上三块琼脂样品浸在0.1%NaOH溶液中,处理10 min;
(3)取出琼脂块样品,吸干浮液后,分别将每一样品切成两半,观察切面,测量每一切面上NaOH扩散的深度,并计算出扩散部分的体积。
请根据以上实验分析回答:
请你为此项研究拟定一个课题名称________;
该研究中所用的细胞模型是________;
实验中在样品内加入酚酞是为了检测NaOH在琼脂块中的扩散速度,原因是________。
计算得出样品有关数据如下表:
通过上表数据,你分析得出的结论是:________。据此推测三个样品中,NaOH扩散部位的体积占细胞体积的比从大到小依次为________。
通常情况下,细胞的边长小于0.1 cm。根据上述研究,可以对细胞的大小与物质扩散之间的关系做出的合理解释是:________。
用动物的受精卵细胞进行如图所示的三个实验:
(1)提取受精卵的核单独培养,不久细胞核会退化消失,说明________;
(2)把去掉细胞核的细胞质单独培养,细胞质不久也消失,说明________;
(3)给去核的受精卵的细胞质移上新核。经过培养,发现经过移核的细胞不仅能正常生活,而且能进行细胞分裂,说明________。
基因组(genome)包含的遗传信息经转录产生mRNA,一个细胞在特定生理或病理状态下表达的所有种类的mRNA称为转录子组(transcriptome)。很显然,不同细胞在不同生理或病理状态下转录子组包含的mRNA的种类不尽相同,mRNA经翻译产生蛋白质。一个细胞在特定生理或病理状态下表达的所有种类的蛋白质称为蛋白质组(pro-teome)。同理,不同细胞在不同生理或病理状态下所表达的蛋白质的种类也不尽相同。蛋白质是基因功能的实施者,因此对蛋白质结构、定位和蛋白质-蛋白质相互作用的研究将为阐明生命现象的本质提供直接的基础。
蛋白质组学的研究,试图比较细胞在不同生理或病理条件下蛋白质表达的异同,对相关蛋白质进行分类和鉴定。更重要的是蛋白质组学的研究要分析蛋白质间相互作用和蛋白质的功能。
蛋白质组学的研究内容包括:
1.蛋白质鉴定:可以利用一维电泳和二维电泳并结合Western等技术,利用蛋白质芯片和抗体芯片及免疫共沉淀等技术对蛋白质进行鉴定研究。
2.翻译后修饰:很多mRNA表达产生的蛋白质要经历翻译后修饰如磷酸化、糖基化、酶原激活等。翻译后修饰是蛋白质调节功能的重要方式,因此对蛋白质翻译后修饰的研究对阐明蛋白质的功能具有重要作用。
3.蛋白质功能确定:如分析酶活性和确定酶底物,细胞因子的生物分析/配基-受体结合分析。可以利用基因敲除和反义技术分析基因表达产物——蛋白质的功能。另外对蛋白质表达出来后在细胞内的定位研究也在一定程度上有助于蛋白质功能的了解。Clontech的荧光蛋白表达系统就是研究蛋白质在细胞内定位的一个很好的工具。
4.对人类而言,蛋白质组学的研究最终要服务于人类的健康,主要指促进分子医学的发展。如寻找药物的靶分子。很多药物本身就是蛋白质,而很多药物的靶分子也是蛋白质。药物也可以干预蛋白质-蛋白质相互作用。
1.根据材料你能否确定基因控制蛋白质合成过程?请你写出该过程中遗传信息传递的过程图。
2.研究蛋白质组有何意义?
下表显示黄豆和奶内若干营养成分的重量,而某成年人对此类营养成分的每日需求量也一并列出:
若该成年人每日只食用1 000 g黄豆,请分析回答下面的问题:
(1)表中哪几种养分会超过其每日的需求量?过剩养分在体内的主要处理途径有哪些?若长期营养过剩,就会导致肥胖,常会并发一些严重疾病,试举二例。
(2)为什么奶被视为婴儿的理想食品?
(3)指出确定奶内含有蛋白质的一项检验方法,并简述该项检验法的结果。
(4)市场上出售的少数劣质奶粉中掺有植物淀粉,请问用什么方法鉴别?