细胞的结构和功能

细胞的结构和功能（精选10篇）

细胞的结构和功能 篇1

细胞是生物体结构和功能的基本单位,即使是没有细胞结构的病毒,其生命活动也离不开细胞。细胞是最基本的生命系统,可以说离开了细胞也就没有了生命,因此学习细胞的结构和功能对于学习高中生物至关重要。细胞是生物体的结构基础,是将高中生物知识联系成一体的纽带,学习细胞代谢、细胞分裂、遗传变异、内环境稳态、生物工程以及与环境的关系等,都涉及最基本的细胞学知识。细胞的结构和功能是近几年各地高考中的常考内容,也常常和其他部分结合在一起来考查,多以选择题或与其他内容相结合的非选择题的形式出现。 因此对细胞的结构和功能进行专题复习是十分必要的。复习本部分内容时,可以通过变换视角对知识重新审视,针对考纲要求对知识进行重新整合,采用各种不同的方法进行高效的复习,更有助于其他生物知识的复习和运用,以达到事半功倍的效果。

一、原核细胞和真核细胞的比较

◇ 考例分析 ◇

例1 (2014年北京卷)蓝细菌(蓝藻)与酵母菌的相同之处是( )

A.都有拟核

B.均能进行有氧呼吸

C.都有线粒体

D.均能进行光合作用

【解析】蓝藻属于原核生物,无核膜包被的细胞核,除核糖体外,没有其他细胞器,能进行光合作用,能进行有氧呼吸;酵母菌属于单细胞真菌,有成形的细胞核,含有多种细胞器,能进行有氧呼吸,不能进行光合作用,故B项正确。 【答案】B

【 总结归纳 】

★特别提醒★

支原体是最小的没有细胞壁的原核生物, 不用于基因工程的受体细胞。

▲方法技巧▲

1细菌的界定:细菌的名称中有表示形状的修饰词,如大肠杆菌、霍乱弧菌、肺炎双球菌等,乳酸菌和醋酸菌是乳酸杆菌和醋酸杆菌的简称。

2霉菌的界定:称霉菌的不一定都是真核生物,如链霉菌是原核生物,毛霉、根霉和曲霉是真核生物。

3藻的界定:只有蓝藻类(颤藻、蓝球藻、 念珠藻和发菜)是原核生物,其余的是真核生物。

4巧记常考的生物:原核生物“一支细线找蓝藻”,真核的藻菌“一团酵母发霉了”,原生生物(即单细胞动物和植物)是真核生物。

二、细胞膜的结构和功能

(一)细胞膜的制备

1.选材:哺乳动物成熟的红细胞。因为这类细胞没有细胞壁、细胞核和众多的细胞器。

2.原理:利用渗透作用原理,将红细胞置于蒸馏水中使之吸水涨破,细胞膜和细胞内容物分离,从而得到细胞膜。

3.过程:选材 → 制片 → 观察 → 滴水 → 观察→结果。

◇考例分析◇

例2科学家在制备较纯净的细胞膜时, 一般不选用植物细胞,其原因是( )

1光学显微镜下观察植物细胞,看不到细胞膜2植物细胞的细胞膜较薄3植物细胞有细胞壁,提取细胞膜的过程比较烦琐4植物细胞内有其他膜结构干扰

A.14 B.23

C.24 D.34

【解析】制备细胞膜,选材至关重要。选材时,首先要考虑制备的简便与否,植物细胞因为细胞膜外还有细胞壁,所以制备比较烦琐;然后要考虑细胞中是否含有其他细胞器膜,植物细胞中含有多种膜结构,不宜作为制备细胞膜的材料。

【答案】D

(二)细胞膜的成分

主要是磷脂和蛋白质及少量糖类,动物细胞膜中还有胆固醇,故其元素组成一定有C、 H、O、N、P等。

(三)细胞膜的结构:流动镶嵌模型

1.外表面:有由蛋白质和糖类结合成的糖蛋白或由糖类和脂质分子结合成的糖脂,是区分细胞膜内外侧的依据。

2.基本支架:由磷脂双分子层构成。

3.蛋白质:不同程度地嵌插、贯穿或镶在磷脂双分子层上。

4.结构特点:具有流动性,因为组成细胞膜的磷脂和蛋白质分子大都是可以运动的。

◇考例分析◇

例3如右图所示为细胞膜的亚显微结构模式图,下列有关叙述错误的是( )

A.1表示细胞膜外表面有些糖分子与膜蛋白结合为糖蛋白

B.2和3大多是运动的,它是细胞膜实现其功能的前提

C.3构成细胞膜的基本支架,与物质进出无关

D.细胞膜为细胞的生命活动提供相对稳定的内部环境

【解析】此题主要考查细胞膜的组成成分及其相应功能。图中1为多糖与蛋白质结合而成的糖蛋白,与细胞识别有关,参与细胞间的信息传递。2代表细胞膜中的蛋白质分子,它们可镶在膜的表层或嵌插、贯穿于磷脂双分子层中, 大多是运动的。3是磷脂双分子层,是构成细胞膜的基本支架,脂溶性物质容易进入细胞与细胞膜的脂质成分———磷脂分子密切相关。细胞膜使每个细胞与周围环境隔离开,维持着相对稳定的内部环境,保证了细胞内各项生命活动的顺利进行。

【答案】C▲方法技巧▲

1体现流动性的实例有细胞融合、受精作用、变形虫运动、细胞分裂、胞吞和胞吐等。

2注意糖蛋白和磷脂分子是物质名称,而糖被和磷脂双分子层是结构名称。

(四)细胞膜的功能

1.将细胞与外界环境分隔开,保障细胞内部环境的相对稳定。

2. 控制物质进出细胞 。

◇ 考例分析 ◇

例4下图是植物根从土壤中吸收某矿质离子的示意图 。 据图判断 , 该离子跨膜进入根毛细胞的方式为 ( )

A. 自由扩散B. 协助扩散

C. 主动运输D. 被动运输

【 解析 】 仔细分析该物质跨膜运输的图例可得 , 该物质运输是由低浓度到高浓度 , 不仅需载体协助 , 还消耗能量 , 故为主动运输 。

【 答案 】 C

例5图中曲线a 、 b表示物质跨 ( 穿 ) 膜运输的两种方式 , 下列表述正确的是 ( )

A. 脂溶性小 分子物质不能通过方式a运输

B. 与方式a有关的载体蛋白覆盖于细胞膜表面

C. 方式b的最大转运速率与载体蛋白数量有关

D. 抑制细胞呼吸对方式a和b的转运速率均有影响

【 解析 】 从图像中 “ 被转运分子的浓度 ” 与 “ 转运速率 ” 成正比看 , a曲线应表示自由扩散 ; 从图像中 “ 被转运分子的浓度 ” 与 “ 转运速率 ” 先成正相关增长 , 但当 “ 被转运分子的浓度 ” 达到一定量后 “ 转运速率 ” 不再增加看 , b曲线表示协助扩散或主动运输 。 脂溶性小分子物质通过自由扩散跨 ( 穿 ) 膜运输 , 故A项错误 。 由于a曲线表示自由扩散 , 自由扩散中没有载体的参与 , 故B项错误 。 自由扩散和协助扩散都不消耗能量 , 故D项错误 。 协助扩散和主动运输与载体有关 , 在浓度足够大的情况下 , 载体蛋白数量的多少决定某物质的最大转运速率 , 故C项正确 。

【 答案 】 C

【 总结归纳 】( 1 ) 被动运输 和主动运 输的比较 :

★ 特别提醒 ★

产生和维持静息电位时的钾离子外流 , 产生兴奋时的钠离子内流 , 都是借助离子通道 ( 相当于载体 ) 顺浓度梯度进行的 , 所以其跨膜运输方式是协助扩散 。

( 2 ) 胞吞与胞吐的比较 :

( 3 ) 功能特性 : 选择透过性 , 取决于细胞膜上载体的种类和数目 。

3. 进行细胞间的信息交流 。

◇ 考例分析 ◇

例6 (2014年福建卷)细胞的膜蛋白具有物质运输、信息传递、免疫识别等重要生理功能。下列图示中,可正确示意不同细胞的膜蛋白及其相应功能的是( )

【解析】血红蛋白存在于红细胞内,不是在细胞膜上,A项错误;抗原对T淋巴细胞来说是信号分子,通过T淋巴细胞膜上的受体来接受,而不是抗体,B项错误;受体具有特异性,胰高血糖素应作用于胰岛B细胞上的胰高血糖素受体,而不是胰岛素的受体,C项错误;骨骼肌作为反射弧中的效应器,骨骼肌细胞上有接受神经递质的受体,同时葡萄糖进入细胞也需要载体协助,D项正确。

【答案】D

【总结归纳】(1)细胞分泌的化学物质,随血液到达全身各处,与靶细胞膜表面的受体结合, 将信息传递给靶细胞,如激素调节、神经递质传递信息、体液调节及免疫调节中抗体和淋巴因子的作用等。

(2)相邻两个细胞的细胞膜接触来直接传递信息,如细胞分裂时的接触抑制、精卵细胞的识别与结合以及效应T细胞与靶细胞的密切接触等。

(3)相邻两个细胞间形成通道,携带信息的物质通过通道进入另一个细胞来传递信息,如高等植物细胞间的胞间连丝等。

三、细胞质的结构和功能

细胞质包括细胞器和细胞质基质。

(一)细胞质基质

1.组成:水、无机盐、脂质、糖类、氨基酸、核苷酸和多种酶等。

2.功能:是细胞代谢的主要场所。

( 二 ) 细胞器 ( 六体一网一液泡 )

◇ 考例分析 ◇

例7有关细胞质基质、线粒体基质和叶绿体基质的叙述正确的是( )

A. 功能及所含的有机化合物均相同

B. 功能及所含的有机化合物均不相同

C. 功能相同 , 所含的有机化合物不同

D. 功能不同 , 所含的有机化合物相同

【解析】线粒体是细胞有氧呼吸的主要场所;叶绿体是植物细胞光合作用的场所,光合作用的暗反应过程就是在叶绿体基质中完成的; 细胞质基质包围在各种细胞器外面,是细胞质中除了细胞器以外的液体部分,是细胞中多种代谢活动的场所。据此,把B、D从几个选项中挑选出来再进行比较。生物体每项生理功能的执行都需要特定的场所和一定的物质基础作为保障,三处基质中完成的生理活动不同,主要是与其中所含的酶的种类以及生化反应的底物不同有关。

【 答案 】 B

【 总结归纳 】

1.具双层膜的细胞器———叶绿体与线粒体。

2. 具单层膜的细胞器 ——— 高尔基体 、 内质网 、 液泡和溶酶体 。

3.无膜结构的细胞器———核糖体和中心体。

▲方法技巧▲

1区别动植物细胞最可靠的依据是有无细胞壁。

2一个细胞不一定同时含有8种细胞器 。

4. 细胞器的协调配合 ( 以分泌蛋白为例 )。

◇考例分析◇

例8 (2013年安徽卷)生物膜将真核细胞分隔成不同的区室,使得细胞内能够同时进行多种化学反应,而不会相互干扰。下列叙述正确的是( )

A. 细胞核是mRNA合成和加工的场所

B. 高尔基体是肽链合成和加工的场所

C.线粒体将葡萄糖氧化分解成CO２和H２O

D.溶酶体合成和分泌多种酸性水解酶

【解析】真核细胞的转录有些复杂,在细胞核内DNA首先转录出相应的前体RNA,通过加工成为成熟的mRNA,所以A项正确;核糖体是肽链合成场所,新生肽链首先进入内质网进行初步加工而后以囊泡的形式转移到高尔基体内进一步加工成熟、分类、包装和运输,故B项错误;C项中的线粒体不能直接利用葡萄糖使其分解,以葡萄糖为底物的有氧呼吸过程,葡萄糖在细胞质基质脱氢并产生丙酮酸,丙酮酸进入线粒体内进一步氧化分解成CO２和H２O; D项中溶酶体内确实有多种酸性水解酶,但不是其本身合成,而是来自核糖体合成,经内质网和高尔基体加工后进入溶酶体内,且溶酶体内的酶不能分泌。

【答案】A

【总结归纳】分泌蛋白的合成、加工、分类、 包装与运输,是在核糖体、内质网、高尔基体和线粒体的协调配合,以及细胞膜和细胞核的共同作用下完成的,体现了生物膜在结构和功能上的联系 , 形成了一个统一的整体 。

(三)观察植物细胞的质壁分离和复原

◇ 考例分析 ◇

例9下列关于植物细胞质壁分离实验的叙述,错误的是( )

A.原生质层包括细胞膜、液泡膜以及中间的细胞质,原生质层具有选择透过性

B.用黑藻叶片进行实验时,叶绿体的存在会干扰实验现象的观察

C.在逐渐发生质壁分离的过程中,细胞的吸水能力逐渐增强

D.紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞的液泡中有色素,有利于实验现象的观察

【解析】原生质层包括细胞膜、液泡膜以及中间的细胞质,相当于一层膜结构,具有选择透过性,A项正确;用黑藻叶片进行实验时,由于叶片的叶肉细胞中液泡呈无色,所以叶绿体的存在使原生质层呈绿色,有利于实验现象的观察,B项错误;在逐渐发生质壁分离的过程中, 细胞不断失水,细胞液浓度不断增大,导致细胞的吸水能力逐渐增强,C项正确;紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞的液泡中有色素,呈紫色,有利于实验现象的观察,D项正确。

【答案】B

【总结归纳】1.原理:

(1)植物细胞的原生质层是选择透过性膜, 相当于半透膜,细胞外液和细胞液之间存在浓度差,能发生渗透作用;而细胞壁则是全透性的。

(2)原生质层的伸缩性比细胞壁的伸缩性大。

2.选材:选择细胞液有颜色的成熟植物细胞,如紫色洋葱鳞茎叶片外表皮细胞等,便于观察。

3.流程:制片 → 低倍镜观察 → 滴蔗糖溶液→引流→低倍镜观察变化→滴清水→引流→ 低倍镜观察。

4.现象:质壁分离时,原生质层收缩,与细胞壁逐渐分离,细胞液颜色加深;质壁分离复原时,原生质层涨大,与细胞壁逐渐靠近而恢复, 细胞液颜色变浅。

★特别提醒★

1注意原生质层与原生质体的区别。

2在实验过程中只有前后的自身对照。

3由于洋葱鳞茎叶外表皮细胞个体较大, 所以用低倍镜就可以观察清楚。

▲方法技巧▲

1只有成熟的植物细胞可用于该实验,而植物分生区的幼嫩细胞和动物细胞不能作为实验材料。

2以能被细胞主动转运的物质做细胞外液时,可以在发生质壁分离后又自动复原。

3只有活细胞才能发生质壁分离和复原, 所以实验时必须保持有水状态。

4通过质壁分离和复原可以解决很多问题,如判断细胞的死活、比较细胞外液和细胞液浓度的大小等。

5质壁分离是指原生质层与细胞壁分离, 而非细胞质与细胞壁分离。

(四)生物膜系统

◇ 考例分析 ◇

例10 (2014年江苏卷)生物膜系统在细胞的生命活动中发挥着极其重要的作用。 图1~3表示3种生物膜的结构及其所发生的部分生理过程。请回答下列问题:

(1)图1表示的生理过程是________, 其主要的生理意义在于____________。

(2)图2中存在3种信号分子,但只有1种信号分子能与其受体蛋白结合,这说明_______________;若与受体蛋白结合的是促甲状腺激素释放激素,那么靶器官是_______。

(3)图3中ATP参与的主要生理过程是________________________。

(4)叶肉细胞与人体肝脏细胞都具有图________ (填图序号)中的膜结构。

( 5 ) 图1~3中生物膜的功能不同 , 从生物膜的组成成分分析 , 其主要原因是________________________________ 。

( 6 ) 图1~3说明生物膜具有的功能有______________________ ( 写出3项 )。

【解析】(1)通过图1中,2H＋+1/2O２→ H２O,并且产生了ATP,可知该生理过程是发生在线粒体内膜上的有氧呼吸第三阶段,合成的ATP为生命活动供能。

(2)一种受体只能与特定的信号分子相结合,说明了受体蛋白具有特异性。促甲状腺激素释放激素作用的靶器官为垂体,促进垂体合成和分泌促甲状腺激素。

(3)图3通过光能合成ATP为光合作用的光反应阶段,合成的ATP用于暗反应中C３的还原。

(4)光合作用是叶肉细胞特有的,有氧呼吸第三阶段和生物膜的信息交流是叶肉细胞和人体肝脏细胞共有的,所以叶肉细胞与肝细胞都有的膜结构是图1、图2。

(5)生物膜主要由蛋白质和磷脂组成,而生物膜主要的功能活动由蛋白质来参与完成,所以生物膜的功能不同是含有的蛋白质不同。

(6)通过图1、图3可看出生物膜具有跨膜运输功能和能量转换功能,图2可以看出生物膜具有信息交流功能。

【答案】(1)有氧呼吸第三阶段为生命活动供能(2)受体蛋白具有特异性垂体

(3)光合作用的暗反应(4)1和2 (5)含有的蛋白质不同(6)跨膜运输、信息交流、能量转换等

【总结归纳】1.概念:在细胞中,内质网、高尔基体、线粒体、叶绿体、溶酶体等细胞器膜和细胞膜、核膜等结构,共同构成生物膜系统。

2.生物膜与生物膜系统的区别:生物膜是指细胞中的各种膜结构,而生物膜系统是各种生物膜在结构和功能上紧密联系,进一步体现了细胞内各种结构之间的协调配合,从而使细胞内的各种生物膜形成统一的整体。

3.作用:(1)细胞膜不仅使细胞具有一个相对稳定的内部环境,同时在细胞与外界环境进行物质运输、能量转换和信息传递的过程中起着决定性作用。(2)许多重要的化学反应都在生物膜上进行,都需要酶参与,广阔的膜面积为多种酶提供了大量的附着位点。(3)细胞内的生物膜把各种细胞器分隔开,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。

▲方法技巧▲

1熟记各种细胞器的结构和功能以及增大膜面积的方式。

2熟记各种物质的跨膜运输方式,各种生物膜上的能量转换以及各种信息传递的方式。

四、细胞核的结构和功能

◇ 考例分析 ◇

例11 (2014年大纲卷)下列有关细胞核的叙述,错误的是( )

A.蛋白质是细胞核中染色质的组成成分

B.细胞核中可进行遗传物质的复制和转录

C.小分子物质可以通过核孔,大分子物质不能

D.有丝分裂过程中存在核膜消失和重新形成的现象

【解析】细胞核中的染色质是由DNA和蛋白质构成的,A项正确;细胞核是遗传物质复制和转录的主要场所,B项正确;原则上分子直径较小的物质可通过核孔,大分子物质如酶或mRNA也能通过核孔,故C项错误;有丝分裂过程中核膜的消失和重建分别发生在分裂前期和末期,D项正确。

【答案】C

例12 (2014年全国新课标卷Ⅰ)回答下列问题:

(1)在观察大蒜根尖细胞有丝分裂的实验中,常用盐酸酒精混合液处理根尖,用龙胆紫溶液染色。 实验中,盐酸酒精混合液的作用是________; 龙胆紫溶液属于______性染料 , 能够使细胞中的_____着色 。

(2)用光学显微镜观察细胞,可以看到细胞核。细胞核的功能可概括为_______。

【解析】(1)盐酸酒精混合液是解离液,用于解离过程,解离的作用是使组织中的细胞相互分离开来。龙胆紫溶液用于染色过程,为碱性染料,能使细胞核中的染色体着色。

(2)对细胞核功能较为全面的阐述应该是 “细胞核是细胞内遗传物质储存、复制和转录的主要场所,是细胞代谢和遗传的控制中心”。

【答案】(1)使组织中的细胞相互分离碱染色体(2)细胞核是细胞内遗传物质储存、复制和转录的主要场所,是细胞代谢和遗传的控制中心

【总结归纳】(一)细胞核的结构

1.核膜:双层膜,外层膜与内质网相连,外膜外侧附着有大量的酶和核糖体,核膜是真核细胞特有的结构,将核内物质与细胞质分隔开。

2.核孔:是某些大分子物质(如RNA和某些蛋白质)进出细胞核的通道,实现核质之间频繁的物质交换和信息交流。

3.核仁:与核糖体的形成和某种RNA的合成有关。

4.染色质(体):是真核细胞DNA的主要载体,主要成分是DNA和蛋白质,易被碱性染料染成深色。染色质和染色体是同一物质在细胞分裂不同时期的两种存在形式。

▲方法技巧▲

1一般来说,蛋白质合成旺盛的细胞,核孔和核仁的数目较多。

2在细胞分裂过程中,核膜、核仁和染色体会发生周期性的变化。

3原核细胞、哺乳动物成熟的红细胞和植物的筛管细胞以及处于分裂期的细胞都没有细胞核。

4染色体易被碱性染料染成深色,如用龙胆紫溶液染成紫色,醋酸洋红溶液染成红色,用苯酚品红溶液染成红色。

(二)细胞核的功能

细胞核是细胞内的遗传信息库,是细胞内遗传物质储存、复制和转录的主要场所,是细胞遗传和代谢的控制中心。

五、细胞是统一的整体

细胞只有保持完整性,才能完成各项生命活动。

◇考例分析◇

例13蛙成熟的未受精卵具有活跃的DNA合成能力,而脑细胞则不能分裂。科学家进行了如下图所示的核移植实验,请分析回答下列问题。

(1)蛙成熟的未受精卵中DNA合成所需的酶是在细胞质中的______上合成的,并通过______进入细胞核中;除此之外,细胞质还为细胞核代谢提供所需的_____等。

(2)脑细胞无核部分仍能够生活一段时间, 但最终死亡的原因是__________________________________________。

( 3 ) 单独的细胞核不能生存的原因是______________________________________ 。

( 4 ) 本实验证明了_________________ 。

【解析】本题结合实验考查学生获取信息和分析实验、整理实验结果的能力,考查对基础知识的运用能力。细胞质中已转录的信使RNA仍能在一定时间内控制蛋白质合成,已合成的蛋白质仍然在发挥作用,但由于缺少新的RNA来源,原有蛋白质和信使RNA被分解,最终死去;单独的细胞核无细胞质,信使RNA不能翻译合成蛋白质,缺少新陈代谢所需的能量、酶、 原料而很快死亡。细胞只有保持完整性,才能正常完成各项生命活动。

【答案】(1)核糖体核孔原料、能量

(2)失去细胞核的控制,细胞质无法形成新的物质和能量(3)无物质和能量的供应(4)细胞质和细胞核是相互依存的统一整体

同步训练

1.(2014年上海卷)在电子显微镜下,颤藻和水绵细胞中都能被观察到的结构是( )

A. 细胞核B. 核糖体

C. 叶绿体D. 溶酶体

2.(2014年天津卷)MRSA菌是一种引起皮肤感染的“超级细菌”,对青霉素等多种抗生素有抗性。为研究人母乳中新发现的蛋白质H与青霉素组合使用对MRSA菌生长的影响, 某兴趣小组的实验设计及结果如下表。下列说法正确的是( )

A.细菌死亡与否是通过光学显微镜观察其细胞核的有无来确定

B.第2组和第3组对比表明,使用低浓度的青霉素即可杀死MRSA菌

C.实验还需设计有2μg/mL青霉素做处理的对照组

D.蛋白质H有很强的杀菌作用,是一种新型抗生素

3.(2013年上海卷)葡萄糖穿越细胞膜进入红细胞的运输速度存在一个饱和值,该值的大小取决于( )

A.细胞内的氧浓度

B.细胞膜外的糖蛋白数量

C. 细胞膜上相应载体的数量

D. 细胞内外葡萄糖浓度差值

4.(2013年浙江卷)某哺乳动物神经细胞内外的K+和Na+浓度见下表。下列属于主动运输的是()

A.K＋经钾离子通道排出细胞

B.K+与有关载体蛋白结合排出细胞

C.Na+经钠离子通道排出细胞

D.Na＋与有关载体蛋白结合排出细胞

5.(2013年天津卷)下列过程未体现生物膜信息传递功能的是( )

A.蔗糖溶液使洋葱表皮细胞发生质壁分离

B.抗原刺激引发记忆细胞增殖分化

C. 胰岛素调节靶细胞对葡萄糖的摄取

D. 传出神经细胞兴奋引起肌肉收缩

6.(2014年全国新课标卷 Ⅰ)关于细胞膜结构和功能的叙述,错误的是( )

A.脂质和蛋白质是组成细胞膜的主要物质

B.当细胞衰老时,其细胞膜的通透性会发生改变

C.甘油是极性分子,所以不能以自由扩散的方式通过细胞膜

D.细胞产生的激素与靶细胞膜上相应受体的结合可实现细胞间的信息传递

7.(2013年重庆卷)下列有关细胞质组成的叙述,正确的是( )

A. 在人体活细胞中氢原子的数目最多

B.DNA和RNA分子的碱基组成相同

C. 多糖在细胞中不与其他分子相结合

D. 蛋白质区别于脂质的特有元素是氮

8.(2013年山东卷)真核细胞具有一些能显著增大膜面积、有利于酶的附着以提高代谢效率的结构,下列不属于此类结构的是( )

A.神经细胞的树突

B.线粒体的嵴

C.甲状腺细胞的内质网

D.叶绿体的基粒

9.(2013年上海卷)紫色洋葱的外表皮细胞能在一定浓度的蔗糖溶液中发生质壁分离, 下列条件中属于发生该现象必要条件的是( )

A. 细胞壁的伸缩性小于原生质层

B. 细胞膜外侧有识别水分子的受体

C.液泡中有紫色的水溶性色素

D.水分子不能穿过原生质层进入液泡

10.(2014年山东卷)有关细胞内囊泡运输的描述,正确的是( )

A.细胞核内的RNA通过囊泡运输到细胞质

B.蛋白质类激素经囊泡运输分泌到细胞外

C.细胞器之间都能通过囊泡进行物质运输

D.囊泡运输依赖膜的流动性且不消耗能量

11.(2013年江苏卷)右图为某细胞的部分结构及蛋白质转运 示意图 , 请回答下列问题 :

( 1 ) 内质网上合成的蛋白质不能穿过_______进入细胞核 , 表明这种 转运具有 _______性 。

( 2 ) 细胞膜选 择透过性 的分子基 础是______具有疏水性和______具有专一性 。

( 3 ) 若该细胞是高等植物的叶肉细胞 , 则图中未绘制的细胞器有______ 。

(4)若该细胞为小鼠骨髓造血干细胞,则图示细胞处于细胞周期的_______,此时在光学显微镜下观察明显可见细胞核中有_______存在。

(5)研究表明硒对线粒体膜有稳定作用,可以推测人体缺硒时下列细胞中最易受损的是_______( 填序号 )。

1脂肪细胞2淋巴细胞3心肌细胞4口腔上皮细胞

12.生物膜系统在细胞的生命活动中起着重要的作用。下图甲、乙分别表示某种生物细胞,请据图回答相关的问题:

(1)甲图中,参与分泌蛋白合成和分泌的细胞器包括_______(填图中序号)。

(2)如果7是该细胞分泌的一种蛋白质,请写出下列过程进行的场所:肽链的形成是在[ ]________中,肽链经初步加工并形成一定空间结构的蛋白质是在[ ]_______中,然后在[ ]_______中进一步修饰加工,蛋白质加工完成后由3“出芽”形成_______移动到细胞膜,与细胞膜融合将蛋白质分泌至细胞外。

(3)若甲图表示人体的唾液腺细胞,则7部位的物质为_______。

(4)乙为______细胞,甲图与乙图均有的细胞器是_______。

(5)甲乙两种细胞的主要区别是_____________________________________。

13.生物膜系统在细胞的生命活动中发挥着极其重要的作用。图1~3表示3种生物膜结构及其所发生的部分生理过程,请回答下列问题 :

(1)构成生物膜的基本支架是_______,图1~3中生物膜的功能不同,从生物膜的组成成分分析,其主要原因是_______________。

(2)图1表示的生理过程是______,图3表示的生理过程是_______。

(3)图2为哺乳动物成熟红细胞的细胞膜, 图中葡萄糖和乳酸跨膜运输的共同点是都需要_________,如果将图2所示细胞放在无氧环境

中,图中葡萄糖和乳酸的跨膜运输_____(填 “都会”“有一个会”或“都不会”)受到影响,原因是_________。

(4)图1~3说明生物膜具有的功能有_______、_______ 。

14. 下图为物质出入细胞膜的示意图 , 请据图完成下列问题 :

( 1 ) A代表____________分子 ; B代表_______ ; D代表 _______。

( 2 ) 动物细胞吸水膨胀时B的厚度变小 , 这说明B具有__________________ 。

( 3 ) 在a~e的五种过程中 , 代表被动运输的是__________ 。

( 4 ) 可能代表氧气转运过程的是图中编号_______ ; 消化道吸 收甘油 、 葡萄糖进 入红细胞 、 氨基酸从肠腔进入小肠上皮细胞的过程分别是图中编号 _________。

(5)红细胞中K＋的浓度是血浆中的30倍,Na＋的浓度是血浆中的1/6,但红细胞仍能不断地吸收K＋和排出Na＋,该过程说明细胞膜是___________,实现该过程的运输方式是_______。

【参考答案】

1.B 2.C 3.C 4.D 5.A 6.C 7.A 8.A 9.A 10.B

11.(1)核孔选择(2)磷脂双分子层膜转运蛋白(3)叶绿体和液泡(4)分裂间期核仁(5)3

12.(1)2134 (2)[2]核糖体[1] 内质网[3]高尔基体囊泡(3)唾液淀粉酶(4)细菌核糖体(5)有无成形的细胞核

13.(1)磷脂双分子层含有的蛋白质不同(2)有氧呼吸第三阶段光合作用的光反应(3)载体蛋白都不会红细胞吸收葡萄糖的方式是协助扩散,不需要能量,而红细胞主动运输排出乳酸所需能量由无氧呼吸提供(或答哺乳动物成熟红细胞只进行无氧呼吸,也可得分) (4)能量转换控制物质进出细胞

14.(1)蛋白质磷脂双分子层多糖

(2)一定的流动性(3)b、c、d (4)b b、d、a

(5)选择透过性膜a、e

细胞的结构和功能 篇2

制作洋葱鳞片叶内表皮细胞临时装片

1.实验前要带领学生复习操作步骤，检查材料器具是否齐全。

2.撕取洋葱鳞片叶内表皮时可在内表皮用刀片划取多个约5毫米见方的“#”，以便取材方便。

3.滴清水时液滴大一点，以便材料展开，盖盖玻片时好操作。

制作人口腔上皮细胞临时装片

1.生理盐水液滴不要太大，会使本就不观察的细胞更分散。

2.刮取材料时用消毒牙签在口腔内侧壁处轻刮。

3.观察时注意区分细胞和其它杂质。

4.盖玻片薄，易碎，操作时不要太过用力，碎了的盖玻片要及时扔掉，注意不要刮伤。

探究草履虫对刺激的反应实验

1.观察草履虫时将载玻片放在有颜色的背景下更易观察。

2.用牙签划通连桥时，注意不要使草履虫培养液和食盐水溶液或葡萄糖溶液完全混合。

细胞的结构和功能 篇3

关键词 生物学教材 教材编排 生命的动力

中图分类号 G633.91 文献标识码 B

2004年，美国麦格劳-希尔出版了美国高中主流理科教材Biology：The Dynamics of life，该教材的中译本《生物：生命的动力》于2008年由浙江教育出版社出版（以下简称“美国教材”）。美国教材逻辑严谨，知识联系紧密，有利于中学生对生物学知识的建构与迁移。笔者立足于结构与功能观，研究美国教材“分子与细胞”章节关于细胞结构与功能内容编排的方式及特点，旨在为我国课堂教学提供参考性意见。

1 结构与功能观的概述

结构是系统内各成分之间相互联系、作用的方式，是系统的基本属性，又是系统具有整体性、功能性的依据。而功能是从系统外部反映系统的整体性，两者所要揭示的内容是不同的，但是两者又是相互联系，相互依存的。

一方面，结构决定着功能。结构是机体的组成成分，功能是机体组成成分相应的功效。另外，两者又是相互制约的，结构决定着功能，功能也对结构有限制作用，所以两者是一个相对范畴。根据结构与功能的联系，在科学研究中要重视探究系统的结构，依据结构的特点去了解系统，进而依据系统具有的结构来判断其具有的功能。

2 美国教材关于细胞的结构与功能内容的呈现

2.1 组成细胞的分子

系统的结构决定着系统的功能，认识系统得首先了解其结构。美国教材第13章“组成细胞的分子”以结构的层次性为衔接，以物质结构的有序性来组织内容，使知识逻辑化、网络化，易于学生对知识的建构与迁移。

如“组成细胞的分子”中第一节“原子及其相互作用”以分子结构的层次性为衔接来组织内容，以元素—原子—同位素—化合物和化学键—化学反应—混合物与溶液的逻辑顺序叙述，由简单到复杂，符合学生的认知规律。所有的物质都是由元素组成的，元素以原子的形式存在，原子的结构决定了其功能，也决定了各种化学元素的性质。所以教材尤其重视原子结构对内容的衔接，开始就以图文结合的方式分别展示了质子、中子、电子、电子能级的结构，并且在化学键、化合物、化学反应的内容中都有所体现。教材围绕着原子结构，试图让学生从微观角度理解原子中的各种微粒，了解这些粒子的结构与功能，为化合物、化学反应、生物大分子等结构与功能的学习奠定基础。

又如第三节对细胞中有机物的介绍，以碳在生物中的作用—分子链—碳水化合物的结构—脂类的结构—蛋白质的结构—核酸的结构为逻辑顺序呈现。因为所有的有机物都含有碳原子，所以教材首先介绍碳原子的结构，然后介绍碳原子的成键特点，包括单键、双键、三键，直链、支链或环状链知识，进而介绍分子链、多聚体的知识，对碳原子的结合方式以及分子链的学习有利于糖类、脂类、蛋白质、核酸的结构的认识。

可以看出，教材从原子的结构过渡到化学键、化学反应的知识，从碳原子的结构及分子链的知识过渡到生物大分子，知识逻辑严谨，内容衔接紧密，彰显了结构的层次性与有序性，既遵照了知识的逻辑性，也符合学生的认知规律。

2.2 真核细胞的结构

细胞器的结构多而复杂，而且其关联性不强，对学生来说比较抽象，在教材中如何呈现是一大难题。美国教材以细胞器所具有的功能将细胞器进行分类，巧妙地以细胞器功能的有序性来编排细胞器的结构。教材共分为7个小标题叙述真核细胞器的结构：细胞的边界、细胞核与细胞调控、组装运输和贮存、液泡与储存、溶酶体与循环再利用、能量转换器、用于支持和运动的细胞器。

教材首先介绍细胞的边界——细胞膜和细胞壁，“但是植物细胞、真菌、细菌和一些原生动物还有一层边界：细胞壁”，为细胞提供支持和保护；然后介绍细胞这个生命系统是如何运行的。细胞需要调控，相当于团队需要一个人来领导，细胞的“领导人”就是细胞核。教材根据细胞核指导蛋白质合成的基本程序相继介绍染色质、核仁、核糖体、细胞质四种细胞器；接着教材以一个问题“蛋白质合成的指令从细胞核输送到细胞质后，究竟发生了哪些变化呢？”引出组装和运输蛋白质：内质网-高尔基体；储存：液泡；循环再利用：溶酶体；接着叙述能量来源，“蛋白质的合成、修饰、运输和消化这些细胞活动都需要能量”，引出能量转换器：叶绿体和线粒体；最后介绍用于支持和运动的细胞器：细胞骨架-微管和微丝、中心粒、 纤毛和鞭毛。可以看出，教材以功能的有序性把繁杂的细胞器的内容知识进行了有效的整合，结构与功能联系紧密，逻辑清晰，易于学生对细胞器的整体把握，深刻体现了结构与功能相适应的生物学学科思想，值得我国学习与借鉴。

3 对我国高中生物课堂教学的启示

基于前面对美国教材关于细胞的结构与功能内容编排的分析，笔者对我国高中生物课堂教学有以下建议。

3.1 注重概念之间的联系

认知主义学习理论强调新知识的学习必须与学习者已有的认知结构有联结，建构主义强调知识的结构性。生物学是一门综合性很强的学科，知识概念多而抽象，如果在生物教学中不注重概念与概念之间的联系，将不利于学生系统、全面的掌握生物学知识，容易导致学生知识记忆的片段化，也不利于学生对结构与功能相统一思想的学习，难以落实我国高中生物新课程标准中要求学生初步形成结构与功能相统一的情感与态度价值观。所以，在中学生物课堂教学中教师不仅要重视学生对概念的理解，而且也要重视概念之间的联系，这样学生才能对抽象的概念有一个系统、全面的理解。

3.2 关注学生对知识的理解

细胞的结构和功能 篇4

1 材料与方法

1.1 一般材料

健康成年Wistar雄性大鼠40只,体重200～250 g,由中国医科大学试验动物中心提供。实验前适应性饲养1周后,随机分为A、B两组,每组20只,A组正常对照组,进食普通饲料,B组为高脂膳食组,膳食配方见参考文献[2]。4周后行相关指标测定及血管标本制备。

1.2 方法

1.2.1 血标本

大鼠禁食4 h,以戊巴比妥钠(55mg/kg体重)腹腔内麻醉,断尾取血4 m L,2 m L血清用于测NO,2 m L血置于肝素抗凝管中,加入10μL10%EDTA和200 IU抑肽酶用于测ET-1。采血后4℃低温离心15 min,取上清置于-70℃保存备用。

一氧化氮(NO),南京建成生物工程有限公司试剂盒,中国医科大学中心实验室测定,采用硝酸还原酶法。

内皮素-1(ET-1),北京东亚免疫研究所试剂盒,由中国医科大学同位素中心实验室测定。

1.2.2 电镜标本

大鼠腹腔麻醉后,开胸取主动脉条以2.5%戊二醛固定,0.1 M PBS漂洗,1%锇酸后固定,0.1 MPBS漂洗,酒精梯度脱水。Epon812浸透包埋,超薄切片机切片700A,醋酸铀-柠檬酸染色,JEM-1200EX镜下观察。

1.3 统计学处理

计量资料以均数±标准差表示,组间差异显著性经单因素方差分析后进行Q检验,均采用SPSS10.0分析软件。

2 结果

2.1 两组大鼠体重、血糖的动态观察结果

实验周期内每周监测大鼠的血糖及体重,两组血糖水平差异无显著性,实验第4周时高脂饮食组大鼠体重明显高于对照组,其他各周3组比较差异无显著性。具体结果,见表1、2。

注:覮与正常对照相比,P<0.01.

2.2 两组大鼠一氧化氮(NO)和内皮素-1(ET-1)的变化

血浆ET-1显示与对照组比较,实验组ET-1水平明显升高(P<0.05),而血清NO水平则相反,在实验周期结束后实验组NO水平低于对照组(P<0.05),说明高脂膳食喂养四周后,大鼠NO、ET-1的生成已发生改变,提示有内皮损伤。具体结果,见表3。

注:覮与正常对照相比,P<0.05

2.3 内皮形态学变化

对照组大鼠主动脉内皮细胞扁平完整,内皮连续性完好,内皮细胞下连接紧密,间隙窄,内弹力板平直,平滑肌细胞排列相对规整,见图1。高脂组大鼠主动脉内皮细胞突向管腔,胞质及内皮下多空泡,内皮细胞核多切迹,弹力板不规则,见图2。

3 讨论

众所周知,血管内皮功能障碍与动脉粥样硬化(AS)、高血压、冠心病、糖尿病、胰岛素抵抗(IR)和脂代谢异常等一系列疾病有关[3],而随着人们生活方式的变化,上述疾病的发生率也在逐渐提高。那么饮食结构的改变与血管内皮功能之间有何联系?本研究通过高脂膳食喂养大鼠4周,发现尽管血糖水平差异无显著性,但通过透射电镜可以观察到已出现内皮细胞坏死、脱落、空泡变性的改变,弹力板亦发生破坏。提示血管内皮细胞受损和内膜发生增厚,而内皮细胞形态学的变化可使血管内膜的屏障作用减弱甚至消退,同时内皮细胞脱落,内膜裸露也是引起血小板聚集及血栓形成的始动因素。

血管内皮细胞可合成并分泌多种生物活性因子,其中内皮功能障碍时具有代表性的血清指标是内皮素-1和一氧化氮,二者相互影响,同时作用调节血管内皮的功能,其中NO是血管内皮释放的重要的舒血管物质,ET-1除了具有强烈的缩血管功能,还可促进平滑肌细胞的游走和迁移。二者平衡失调将导致血管舒缩功能障碍,炎细胞粘附和动脉粥样硬化的形成。本实验结果显示,实验组NO水平较对照组明显降低,相反内皮素-1的水平显著升高,NO、ET-1比例失衡。研究已证实高脂膳食喂养建立动物模型的可靠性[4],本实验亦证实了在高脂膳食喂养4周后,二组大鼠血糖水平并无显著差异,说明在胰岛素抵抗阶段内皮细胞已发生了功能和结构的改变,这一结果与国外的研究报道一致[5]。目前认为IR与内皮功能互为因果,血管内皮在转运胰岛素到靶组织,并作为胰岛素作用的靶器官具有非常重要的作用,IR时胰岛素由血管内皮向间质组织转运速度明显减慢,血管内皮表面积减少和功能发生障碍可能又是加重IR的重要原因。因此尽早合理的调整膳食结构,有利于内皮功能的保护,对防止动脉粥样硬化等相关疾病将起到重要的作用。

摘要：目的研究高脂膳食对大鼠血管内皮细胞形态和功能的影响。方法Wistar大鼠40只,随机分为A、B两组,A组20只,进食普通饲料,B组20只,给与高脂肪膳食。喂养四周后测定其血中一氧化氮(NO)及内皮素(ET-1)的水平,同时透射电镜下观察血管内皮细胞的结构变化。结果高脂膳食组大鼠血一氧化氮水平较对照组下降,而内皮素水平较对照组则升高,同时透射电镜下观察高脂膳食组大鼠血管内皮细胞已出现结构改变。结论高脂膳食喂养大鼠四周血管内皮细胞就已经出现功能及结构的异常改变,合理膳食结构,尽早给以有效的内皮保护措施将对防治动脉粥样硬化起重要作用。

关键词：高脂膳食,胰岛素抵抗,血管内皮细胞

参考文献

[1]HINDERLITER AL,CAUGHEY M.Assessing endothelial func-tion as a risk factor for cardiovascular disease[J].Curr Atheroscler Rep,2003,5:506-513.

[2]STORLIEN LH,OAKES ND,PAN DA,et al.Syndrome of in-sulin resistance in the rats:inducement by diet and amelioration with Benfluorex[J].Diabetes,1993,42:457-462.

[3]ZHU LY,LIU KS.Study of insulin resistance and insulin secretion function in overweight and obese subjects with endothelial dysfunction[J].China Journal of Modern Medicine,2004,14(14):27-30.Chinese

[4]CUI LJ,DU J,WANG J.Relationship between visceral adipose mass and lipid metabolic disorder in high-fat Insulin resistant rats[J].China Journal of Modern Medicine,2008,18(19):1230-1232.Chinese

细胞的结构和功能 篇5

〔教材分析〕

本节内容不仅是学生学习生物体结构层次知识的起点,还是学生学习细胞分化形成组织、生物体的组成等的基础。本节着重培养学生在显微镜下观察细胞，激发出学生对未知世界的强烈探索欲望，同时配以插图和课件，将植物细胞结构图鲜明的印象深深刻在学生的脑海中，能把抽象知识系统化。

教学目标

1、知识目标

﹙1﹚ 掌握植物细胞的基本结构，明确植物细胞各部分结构和功能。﹙2﹚ 尝试制作临时装片，并使用显微镜观察自己制作似的临时装片。

2、能力目标

（1）尝试制作洋葱鳞片叶表皮临时玻片标本。（2）使用显微镜观察洋葱鳞片叶表皮细胞。（3）尝试画植物细胞结构图。

3、情感态度与价值观目标

（1）通过画观察到的洋葱表皮细胞结构图，培养学生实事求是的科学态度。

（2）培养学生不乱丢实验废弃物的环保意识。

（3）通过小组合作学习与交流，促进人际交往，学会互相尊重的品质。教学重点

1、识别植物细胞的基本结构及其主要功能。

2、尝试制作洋葱鳞片叶临时玻片标本。

3、使用显微镜观察洋葱鳞片叶表皮细胞的结构。

4、画出观察到的植物细胞结构图。教学难点

1、识别植物细胞的基本结构及其主要功能。

2、画出观察到的植物细胞结构图。课前准备：同教学设计中的课前准备

注意事项：本课学生动手操作多，需要良好的纪律保证。

教学过程

师：上节课我们学会了使用显微镜，请同学们回顾一下使用的方法，实际操作一遍，同桌同学互相检查。

生：动手使用显微镜，复习、巩固，互相检查。（教师巡视，发现问题，纠错、评价）

师：显微镜是生物实验的常用仪器，在它的视野中，我们会看到奇妙的生命世界。今天，我们终于可以走进来一睹为快了。巡视全班，对学生所备材料有所了解。边调查边交流，询问学生“大家想看看什么？”

生：（急不可耐地）我们想知道洋葱、番茄、黄瓜„„的内部结构是什么样子的？

师：可是，我们能不能将一个洋葱或一根黄瓜直接放到显微镜下就观察呢？这样能看到内部结构吗？

生：恐怕是看不到的。因为上节课我们是把字写在载玻片上或透明的纸上才看到的，而写在不透明纸上的字是看不清楚的。

师：引导学生总结规律——要使可见光穿过被观察的物体，才能看清楚物像，也就是说观察的材料一定要薄而透明。

生：那就把洋葱或番茄也放到载玻片上观察吧。师：基本的思路对，我们称之为“制作玻片标本”。

生：提出问题——什么是玻片标本？怎样制成的？有哪些种类呢？ 认识常见的玻片标本。

师：同学们已经看到老师为你们准备了几种常见的玻片标本，请每小组的四名同学一起来认识一下吧。生：结合教材中的介绍和老师所备玻片标本的名称、内容加以认识、区别。

师：巡视、指导、答疑。

师：同学们刚才所见切片、涂片、装片都是永久玻片，今天我们要来亲自动手制作临时装片。争取将大家带来的生物材料都看个究竟，怎么样？

生：跃跃欲试，摩拳擦掌。

师：明确本节课的目的要求：1．制作植物细胞的临时装片，学习制作临时装片的基本方法。2．尝试进行小改革，用略有变动的方法制作不同材料的临时装片，体会由于这种创新和改变带来的新奇和成功。3．努力培养自己具有胆大心细的素质。面对这么多的材料用具，让我们一一认识一下吧。

生：一学生介绍（注意顺序），众生聆听、评价。师：有没有不太了解的材料用具？ 生：高锰酸钾和碘酒是做什么用的？

师：这两种溶液都是染色剂，同学们不妨来试试它们染色的不同结果。下面来使用这些材料用具制作临时装片。先请几位同学示范，大家注意看他们的操作，听他们的讲解，提出自己的问题。

生：6～8位“小先生”示范，小先生在每个小组讲解，其他学生听、看、想。

师：调控、组织、引导。随着操作的进行，配合学生的讲解，将每个主要方法步骤归结为一个字。板书显示：擦→滴→取→展→盖→染→吸。生：针对操作和讲解，提出问题。如——滴清水的量如何掌握？过多、过少对实验有何影响？取材的方法？盖盖玻片的方法？滴染色剂的位置、数量？怎样吸引染液？等等（详见“教学设计”）。

生：讨论、交流，解决疑问（教师参与、引导、启发）。师：这是制作临时装片的基本方法，但并非每一步都是一成不变的。想想看，哪些步骤可以改进？选用不同的材料制片是否会有一些变化？引导学生尝试改革实验的方法步骤，拓宽思路，举一反三。

生：得到启示，可能提出下列问题：

1．取材不同，方法是否不同？（洋葱的内表皮是撕取的，若是黄瓜果肉应刮取，用番茄果肉制片则应挑取果肉或吸取果汁。）

2.必须染色吗？染色剂对细胞有什么影响？（染色便于观察无色的结构，而番茄果肉是橙红色的，黄瓜果肉是浅绿色的，无须染色即可观察；染色剂有时会影响活细胞的生物活性，甚至使之死亡。）

3．我想把染液直接滴在洋葱内表皮上，再盖盖玻片。（讨论后认为可行）

师：以上的想法都可以变成现实，让我们动起手来，制作临时装片，看看不同材料、不完全相同的方法制出的装片有什么不同的效果？怎样改进为好？

生：选择一种最想观察的材料，配以相应的方法、染色剂进行制片。有问题、有困难及时示意。完成后，同桌互检互评、取长补短。佳片展示。

师：引导、答疑、帮助、交流。

生：完成制片，观察。注意观察的效果，感知细胞的形态。可能出现的问题：有气泡（与细胞有什么区别）、有污点、细胞集中重叠、染色不均匀（分析原因，考虑如何处理）。小组同学交流。

师：有的同学制片不理想，你想再做一次吗？而且你一定想看看其他植物的细胞，那就让我们把握住第二次机会吧！余下时间留给大家用其他的材料制作、观察，相信你们都能顺利完成。

生：再次制片、观察，变化材料、染液、方法，进一步熟练操作，避免不规范操作，体会实验成功的关键，胆大心细制好片。在观察多种植物细胞过程中，借鉴观察老师的示范镜，初步感知细胞的形态结构。师生多向交流、互评；小结实验中成功的经验、失败的教训。

师：边讲解边示范。交待绘图要领——真实性、专业性、完整性（详见教学设计）

生：明确生物绘图的方法，根据自己观察的物像，随老师的示范绘图。在绘图中巩固认识植物细胞的基本结构。

师：发现问题及时纠正，注意细胞各部分结构的画法和标注。评价。生：展示较好的作品，互相评价

习题：

1、番茄中带有酸味的物质存在于（）A、细胞核 B、细胞质 C、液泡 D细胞壁

2、与呼吸作用有关，为细胞生命活动提供能量的是（）A、叶绿体 B、液泡 C、细胞质 D、线粒体

3、植物细胞中具保护细胞内部结构和维持细胞形态作用的是（）A、细胞膜 B、细胞壁 C、细胞核 D、细胞质

4、在制作洋葱表皮实验中，要将盖玻片的一边先接触水滴，然后盖上盖玻片，这样的目的是（）

A、防止产生气泡 B、防止损害盖玻片 C、防止损伤待观察的标本 D、防止水溢出盖玻片

5、植物

细

胞的基

本

结

构是、、、。6.制作临时玻片标本的过程：

（1）用洁净的纱布把 和 擦拭干净。

（2）用吸管在 的中央滴一滴清水。

（3）用 从洋葱鳞片叶外表皮撕下一小块表皮。

（4）把撕下的表皮浸入 中央的水滴中展平.（5）用 夹起，使其一边先接触水滴，轻轻盖上盖玻片

细胞的结构和功能 篇6

1 资料与方法

1.1 试剂和溶液的配制

试剂:胶原酶II,蛋白酶XIV,HEPES,Glucose,EGTA,牛磺酸和L-谷氨酸均为Sigma公司,其他试剂均为市售购买。无钙台式液(mmol/L):Na Cl 137,KCl 5.4,MgCl2.6H2O 1,Na H2PO40.33葡萄糖10,HEPES10,用Na OH调p H至7.40。KB液(mmol/L):KCl 40,KH2PO420,MgCl2.6H2O 3,L-谷氨酸50,牛磺酸20,HEPES 10,KOH 80,葡萄糖10,EGTA0.5,用KOH调p H至7.40。有钙台式液(mmol/L):无钙台式液中加1 mmol/L Ca Cl2.电极内液(mmol/L):KCl 130,MgCl2.6H2O 1,Na2ATP 3,EGTA10,HEPES 10,用KOH调p H至p H 7.20。细胞外液(mmol/L)Na Cl 140,KCl 5.4,Ca Cl2.2H2O 1,MgCl2.6H2O 1,Glucose 10,HEPES 10,用Na OH调p H至7.40,溶液均用纯氧饱和。

1.2 方法

1.2.1 单个小鼠心房肌细胞的分离

小鼠,昆明种,雌雄均可,体重20～45 g,由南京青龙山动物中心提供。按照图1所示的操作模式进行分离。小鼠后行颈椎脱臼断离脊髓处死,迅速开胸暴露心脏,取左、右心耳置于氧饱和的4℃无钙台式液中,轻压左、右心耳,清洗残留的血液;然后用眼科剪将心房组织剪成1 mm3小块,置于含有胶原酶II(1.5U/ml)和蛋白酶XIV(0.15U/ml)的无钙台式液中,于37℃水浴中30次/min摇床摇动;10～15 min后更换含有胶原酶II(1.5U/ml)的无钙台式液中继续消化,20 min后取出,组织块呈絮状,200 g/min离心5 min,弃去酶液,加KB液,将组织块轻轻吹打,使细胞松散脱离组织块;细胞悬液用200目滤网过滤,分离出单个小鼠心房肌细胞,KB液保存备用。

1.2.2 显微镜观察及复钙

分离出的单个心房肌细胞,在KB液中保存1 h后,200 g/min离心5 min,弃上清,采用梯度复钙使细胞钙离子终浓度为1 mmol/L,于倒置显微镜下观察。

1.2.3 小鼠心房肌细胞质量测定

台盼蓝排斥试验:吸取50 L的0.4%台盼蓝溶液,加入到50 L的心房肌细胞悬液中,充分混匀,室温放置5 min,吸取20 L细胞悬液置于血细胞计数板,在显微镜下观察心房肌细胞存活状况;如细胞未被染色,提示心房肌细胞存活,如细胞被蓝染,提示心肌细胞死亡。

1.2.4 膜片钳技术记录小鼠心房肌细胞钾电流

取细胞悬液加入细胞池中,静止10 min使细胞自然沉降、贴壁。采用美国AXON公司生产的Axopatch 200B放大器,全细胞膜片钳技术在电压钳模式下记录细胞膜钾电流。玻璃微电极(Sutter公司)经水平微电极拉制仪(P-97,Sutter公司)拉制,充灌电极内液后电阻值为2～4 MΩ,封接电阻达GΩ以上,破膜,形成全细胞模式,补偿快电容和慢电容,以-80 m V钳制电压钳制细胞,10 m V为阶跃,记录小鼠心房肌细胞瞬时外向钾电流(Ito)。以-40 m V钳制电压,10 m V为阶跃,记录小鼠心房肌细胞超速激活的延迟整流钾电流(Ikur)和快速激活的延迟整流钾电流(Ik1)。

2 结果

2.1 小鼠心房肌细胞的分离

参考Bustamante等人分离单个人心房肌细胞的方法,通过改良,调整消化酶的配方比例、选择适当的消化时间和消化温度,成功的分离出适合做电生理的单个小鼠心房肌细胞。光镜下观察,细胞呈梭状、细胞膜表面光滑、横纹清晰、两端边缘锐利、遮光性强、细胞无明显搏动(图2a),细胞成活率70%左右。经KB液保存1h,细胞外钙离子浓度恢复至1 mmol/L后,细胞仍能伸直舒展,呈现清晰横纹(图2b);后续膜片钳实验表明,该方法分离的单个小鼠心房肌细胞完全能够满足电生理实验的需求。

2.2 台盼蓝排斥试验结果

在有钙台式液保存4 h,细胞膜仍保持完整,经台盼蓝染色,死细胞蓝染,活细胞拒染(图3)。正常情况下70%以上的长梭状心房肌细胞拒染,提示细胞成活率达70%。

2.3 小鼠心房肌细胞钾电流记录

参考国外文献以及有关心肌细胞离子通道的记录方法[4],在全细胞模式下记录小鼠心房肌细胞钾电流。

2.3.1 小鼠心房肌细胞瞬时外向钾电流(Ito)

膜电位钳制在-80 m V,从-120 m V开始,每隔10 m V连续去极化至+100m V,持续时间500 ms,记录小鼠心房肌细胞瞬时外向钾电流(图4a)。

2.3.2 小鼠心房肌细胞超速激活的延迟整流钾电流(Ikur)

膜电位钳制在-40 m V,以10 m V增加,从-40 m V连续去极化至+100 m V,持续时间500 ms,记录小鼠心房肌细胞超速激活的延迟整流钾电流(图4b)。

2.3.3 小鼠心房肌细胞快速激活的延迟整流钾电流(Ik1)

膜电位钳制在-40 m V,以10 m V的阶跃刺激,使细胞膜电位从-120 m V连续去极化至+30 m V,持续时间500 ms,记录小鼠心房肌细胞快速激活的延迟整流钾电流(图4c)。

3 讨论

成年豚鼠、大鼠的心房肌细胞的分离普遍采用langendorff灌流方法。此方法分离的心肌细胞以心室肌细胞为主。因心房肌所占整个心脏的比例小,对消化终点的判断不准确,其分离的产量和质量很不稳定。小鼠心脏小,灌流不均匀,个体差异较大,消化程度更是难以掌握,较难获得满足电生理需要的高质量的心房肌细胞,而且小鼠单个心房肌细胞分离方法也较少报道。Bustamante等(1982年)首次报道了分离人单个心房肌细胞的方法,我们依据该方法进行改良,调整消化酶的配方比例、选择适当的消化时间和消化温度,经过多次实验,将胶原酶II和蛋白酶XIV的浓度分别调整到1.5U/ml和0.15U/ml,采用两步酶消化法,并且把两步总消化时间调整到30～35 min,成功的分离出30只小鼠的心房肌细胞。在实验过程中,以下三个因素会影响细胞的产量和质量:

(1)酶的浓度胶原酶II浓度过高分离的心房肌细胞多数是死细胞,过低则细胞数量少。当胶原酶的浓度调整到1.5U/ml时,能够得到大量的心房肌细胞。

只用胶原酶II分离的心房肌细胞膜表面不干净,有颗粒状物质,膜片钳实验中,不易封接,破膜较难,无法满足电生理的需要。加入适量的蛋白酶XIV,可以得到膜表面光滑、横纹清晰、生理活性良好的单个小鼠心房肌细胞。蛋白酶XIV的浓度以0.15U/ml为最好,当达到0.2U/ml以上时,所得心房肌细胞表面呈密集小泡,折光性差,在膜片钳实验中无法完成封接。

(2)温度在35℃温度时,酶消化时间将延长至1 h,虽能获得较高产量的心房细胞,但细胞表明不干净,细胞不易形成满意的封接阻抗。

(3)消化时间由于胶原酶II和蛋白酶XIV的类型不同,其酶活力也不同,根据酶的特点选择合适的消化时间。由于蛋白酶XIV作用较强,要严格控制消化时间,一般10～15min即可。然后再用胶原酶II,消化20 min。如果酶消化40min以上,细胞死亡较多,虽然细胞表面光滑,但细胞较脆,细胞还没形成GΩ以上封接,细胞膜就破裂。

采用本方法所分离的小鼠心房肌细胞易封接,易破膜,能够满足膜片钳实验的需要,并能记录到心房肌细胞膜上多种钾电流(Ito,Ikur,Ik1),所记录的钾电流具有典型的钾电流特征,证实了细胞的电生理活性[5,6]。

本实验以细胞形态、细胞活力和电生理功能相结合为指标,鉴定心房肌细胞质量。我们应用两步酶消化法,简单易行,节约时间和成本,重复性好。与Langendoff灌流法相比,本实验方法仅需要心房肌,其心室肌仍可用于做其他方面的研究。本方法的建立,为直接研究小鼠心房肌细胞在生理及病理情况下的电生理特性的改变提供了技术基础。

参考文献

[1]Chelu MG,Sarma S,Sood S,et al.Calmodulin kinase II-media-ted sarcoplasmic reticulum Ca2+leak promotes atrial fibrillation inmice.J Clin Invest,2009,119(7):1940-1951.

[2]张然,余志斌,王云英.成年小鼠心肌细胞分离方法.生理学报,2004,56(5):656-660.

[3]Bustamante JO,Watanabe T,Murphy DA,et al.Isolation of sin-gle atrial and ventricular cells from the human heart.Can Med As-soc J,1982,126(7):791-793.

[4]Li X,Chu W,Liu J,Xue X,et al.Antiarrhythmic properties oflong-term treatment with matrine in arrhythmic rat induced by coro-nary ligation.Biol Pharm Bull,2009,32(9):1521-1526.

[5]Brouillette J,Clark RB,Giles WR,et al.Functional properties ofK+currents in adult mouse ventricular myocytes.J Physiol,2004,559(Pt 3):777-798.

细胞的结构和功能 篇7

1 材料和方法

1.1 材料

选用普通级SD雄性成年大鼠 (重庆市中药研究院实验动物中心提供, 生产许可证号:SCXK (渝) 2007-0006) 50只, 体重250～280 g。

1.2 仪器

BSM-7105K 床边监护仪 (上海光电医用电子仪器有限公司) ;动物人工呼吸机 (浙江大学医学仪器厂DH150) ;UV751GD紫外/ 可见分光光度计 (上海分析仪器厂) ;J E M-1200EX型透射电子显微镜 (日本电子公司) ;LKB 超薄切片机 (LEICA EMC6型LEICA公司) ;流式细胞仪 (美国贝克曼库尔特有限公司) 。

1.3 试剂

葡萄糖酸锌: 天津市光复精细化工研究所 (批号: 2010-05-10) ;肌酸激酶试剂盒、乳酸脱氢酶试剂盒: 南京建成生物工程有限公司。Annexin-V- FITC∕ PI细胞凋亡检测试剂盒 :北京宝塞生物技术有限公司。

1.4 方法

1.4.1 心肌缺血再灌注损伤模型制备

大鼠心肌缺血再灌注损伤实验模型[1]:取雄性SD大鼠, 以乌拉坦 (1 g/kg) 腹腔注射。描记肢体Ⅱ导联心电图。气管插管, 自左侧第1～3肋开胸, 采用人工呼吸机正压呼吸。暴露大鼠心脏后, 拉紧结扎线, 使硅胶管压迫冠状动脉左前降支而致闭塞, 切断结扎线再通。①假手术组, 只穿线不结扎;②葡萄糖酸锌167 (1/15LD50) , 250 (1/10LD50) , 357 (1/7LD50) mg/kg剂量组, 分别以相应剂量葡萄糖酸锌 (溶于蒸馏水中, 2 ml) 灌胃, 2 ml/次, 上下午各1次, 依据葡萄糖酸锌的半衰期:t1/2= (2.46±0.30) h[2], 故两次灌胃给药间隔时间为2.5 h。于末次灌胃1 h后行冠状动脉左前降支结扎30 min, 再灌注60 min;③缺血再灌注模型组, 给予葡萄糖酸锌各剂量组等容量的0.9%氯化钠注射液灌胃, 其他处理同上。

1.4.2 CK和LDH活性测定

于实验结束后立即于左颈总动脉取血5.0 ml, 待测血清肌酸激酶和乳酸脱氢酶活性。

1.4.3 流式细胞仪检测细胞凋亡

于实验结束后立即取心尖及左室心肌组织5 mm3, 4℃冰0.9%氯化钠注射液洗去血污, 用Annexin-V-FITC/PI流式细胞仪检测细胞凋亡。将心肌组织制成细胞悬液, 细胞浓度为1×109/L。取1 ml细胞, 1000 r/min, 4℃离心10 min, 弃上清。加入1 ml冷的磷酸盐缓冲液, 轻轻震荡使细胞悬浮。重复上述步骤2次。将细胞重悬浮于200 μl BindingBuffer。加入10 μl AV和5μl PI, 轻轻混匀, 室温避光反应15 min。加入300 μl Binding Buffer, 在1 h内上机检测。

1.4.4 电镜观察心肌细胞超微结构

于实验结束后立即取心尖及左室心肌组织1 mm3, 4℃冰0.9%氯化钠注射液洗去血污, 常规电镜样品包埋, 半薄切片, 光镜选区定位, 超薄切片, 铀、铅双染, 透射电镜下观察心肌细胞超微结构变化。

1.5 统计学分析

采用SPSS 12.0软件进行统计学处理。所有数据以$(\overline{x}\pm s)$表示, 组间比较采用单因素方差分析及t检验进行统计学处理。P<0.05为差异有显著性意义, P<0.01认为差异有非常显著性意义。

2 结果

2.1

各组大鼠心肌缺血再灌注心律失常发生率及ST段指标的变化, 见表1。

2.2

各组大鼠血清中CK、LDH活性及心肌细胞凋亡指数的变化, 见表2。

注:与假手术组相比aP< 0. 01; 与缺血再灌注模型组相比bP< 0. 01

注:与假手术组相比aP< 0. 01; 与缺血再灌注模型组相比bP<0. 01

2.3

各组大鼠心肌细胞超微结构的变化, 见图1。

2.3.1 假手术组

心肌细胞肌丝排列整齐, 粗细肌丝清晰可见, 肌节明暗带清楚, 线粒体结构正常, 嵴排列规则, 核膜清晰完整。

2.3.2 缺血再灌注模型组

心肌细胞肌丝排列疏松、紊乱, 局部肌丝断裂、溶解, 肌丝明暗带模糊不清, 线粒体嵴部分断裂, 有空泡, 核膜不清晰。

2.3.3 葡萄糖酸锌低剂量组

较模型组心肌纤维超微结构损伤程度有所减轻, 心肌细胞肌丝排列较规则, 肌丝明暗带欠清楚, 局部肌丝断裂、溶解, 线粒体肿胀减轻, 嵴部分断裂, 有空泡, 核膜不清晰。

2.3.4 葡萄糖酸锌中剂量组

心肌细胞肌丝排列较规则, 肌丝明暗带较清楚, 线粒体肿胀, 嵴部分断裂, 有空泡, 核膜较清晰。

2.3.5 葡萄糖酸锌高剂量组

心肌细胞肌丝排列规则, 肌丝明暗带清楚, 线粒体肿胀, 嵴部分断裂, 有空泡, 核膜较清晰。

3 讨论

细胞凋亡是缺血再灌注 (I/R) 损伤早期细胞死亡的主要方式。其发生机制包括氧自由基学说、钙超载学说、凋亡学说等。研究者在心、脑、肝、肺、肾、肠等多种器官缺血再灌注损伤模型上均观察到细胞凋亡[3,4]。Rentsch[5]等研究证实随着冷灌注保存及再灌注时间的延长大鼠移植肝细胞凋亡数显著增加, 而且bax表达增强。张浩[6]等研究表明大鼠冷灌注保存及再灌注后肝脏均有肝细胞凋亡发生, 且呈阶段性。在冷灌注保存肝组织中可检测到Bax及Fas, 未检测到Bcl-2, 肝移植再灌注后肝组织中可检测到Bax、Fas及Bcl-2。许多研究表明, 锌可调控细胞凋亡。多数学者认为锌可抑制细胞凋亡, 其机制可能与其阻断Ca2+凋亡信号的传导系统、影响蛋白激酶C信号系统以及抑制核酸内切酶等有关[7]。有研究表明补充携硒、锌、维生素E的大豆磷脂脂质体可通过保护生物膜尤其是线粒体膜而减少心肌细胞的凋亡和坏死, 发挥保护缺血心肌的效应[8]。

本实验研究结果表明, 与模型组相比, 补锌组心律失常发生率、CK和LDH活性、细胞凋亡指数均降低, 电镜观察显示补锌组心肌细胞超微结构损伤明显减轻, 心肌细胞肌丝排列规则, 肌丝明暗带清楚, 线粒体肿胀, 嵴部分断裂, 有空泡, 核膜较清晰。本研究证实葡萄糖酸锌具有保护缺血再灌注损伤心肌的作用, 其机制可能通过抑制心肌细胞凋亡和减轻心肌细胞超微结构损伤实现的。传统的补锌剂硫酸锌不易吸收, 对消化系统有副作用, 而葡萄糖酸锌则具有显效快, 生物利用度高, 副作用小, 使用方便等优点。本实验结果可为临床应用锌制剂治疗心血管疾病提供一定的理论基础。

参考文献

[1]齐志敏, 王倩, 张莹.大鼠心肌缺血再灌注损伤实验模型开胸方法的研究.中国临床康复, 2004, 8 (30) :6620-6621.

[2]林秀云, 郭琦.兔体内甘草酸锌和葡萄糖酸锌药动学比较.微量元素与健康研究, 1994, 11 (3) :4-5.

[3]Jones BA, Gores GJ.Physiology and pathophysiology of apoptosis in epithelial cells of the liver, pancreas, and intestine.AmJ Physiol, 1997, 273 (6) :1174-1188.

[4]Noda T, Iwakiri R, Fujimoto K, et al.Programmed cell death in-duced byischemia-reperfusion in ratintestinal mucosa.AmJ Physi-ol, 1998, 274 (2) :270-276.

[5]Rentsch M, Beham A, Iesalnieks I, et al.Impact of prolonged cold ischemia and reperfusion on apoptosis, activation of caspase3, and expression of bax after liver transplantation in the rat.Transplant Proc, 2001, 33 (12) :850-1.

[6]张浩, 钱建民, 王学浩.大鼠肝脏移植再灌注细胞凋亡与凋亡调控的研究.中华实验外科杂志, 2002, 19 (4) :352-353.

[7]Muschel RJ, Bernhard EJ, Garza L, etal.Induction ofapoptosis at different oxygen tensions:evidence that oxygen radicals do not me-diate apoptotic signaling.Cancer Res, 1995, 55 (5) :995-998.

细胞的结构和功能 篇8

分析近年来各地高考试题, 不难看出, 本部分的考点分布有如下特点:

常考点:生态系统中不同成分的判断;结合食物链与食物网考查种间关系与不同营养级数量的变化;能量流动的定性分析和定量计算;结合碳循环图解考查物质循环问题及光合作用与呼吸作用等必修知识;生态系统稳定性的分析与应用;生态系统的信息传递。

稀考点:生态系统的概念与类型、制作生态瓶实验。

【命题展望】

上述常考点几乎是必考内容, 选择题和非选择题的形式都可能出现。以本专题知识为背景, 结合图表考查提取并处理信息的能力、设计和分析实验的能力是本部分命题的常态。其中, 生态系统成分分析、营养级数量的变化、能量流动过程分析、生态系统稳定性分析最可能以简答题的形式出现, 信息传递作为新增内容, 以选择题考查的可能性较大。

【方法点津】

一、理顺和领悟好教材

本章教材的编排是按照结构→功能→特点→结果的体系进行的。

结构:生态系统的结构 (第一节) ;

功能:能量流动 (第二节) 和物质循环 (第三节) ;

特点:信息传递 (第四节) 。

结果:具有稳定性 (第五节)

本章各节之间及本章与其他章节间的关系, 可用必修一中学习过的生命系统的结构层次的思想来统领:

遵循同一条主线“生物个体 (必修三第一、二、三章) →种群、群落 (必修三第四章) →生态系统 (必修三第五章) →生物圈 (将要学习的必修三第六章) ”。

二、要注意前后知识的适度联系和迁移

本章可进行联系、迁移的知识点较多, 如食物链中的营养级其实就是由多个种群组成的。每个个体生命活动的调节遵循个体调节的规律, 而营养级中种群的调节则与种群与群落的调节有关。在细节方面, 关于生态系统中的反馈调节这一重难点, 可联系如下内容进行发散:下丘脑分泌的促甲状腺激素释放激素和垂体分泌的促甲状腺激素与甲状腺激素的关系;呼吸中枢的兴奋性与血浆中CO2浓度的关系;血浆渗透压大小与抗利尿激素浓度的关系;血糖浓度与胰岛素及胰高血糖素浓度的关系。关于碳元素的循环, 可联想到的生理过程是光合作用与呼吸作用, 相应的细胞结构是叶绿体和线粒体。该过程中, 细菌既可以是生产者, 如硝化细菌;可以是消费者, 如新鲜苹果表面的酵母菌;可以是分解者, 如枯草杆菌。

三、加强图文转换能力的培养

本章中许多知识或原理, 如生态系统中各成分的关系、能量流动过程及其计算等均蕴藏了大量的信息, 可用图、表、曲线等形式进行直观表示, 在分析图形时要注意转换与延伸, 从而准确解读其中的信息。本部分内容常见的图解有:概念图 (又可以分为括号式的、圆圈式的、箭头式的等) ;种间关系示意图;种群数量变化图;生态系统中食物链 (网) 图、能量流动图、物质循环图、两种稳定性的关系图、典型生态系统结构图、生态农业设计图等。

四、联系实际, 深化对概念、原理的理解

为什么猪肉的价格要比粮食的高?一山为什么不容二虎?家庭使用的生态球为什么要放在窗台朝向阳光的地方?生产者所含能量大于消费者之和, 而为什么鱼塘中鱼类的能量总和要远远大于生产者的 (前者指自然生态系统, 而后者是人工生态系统, 人类从中不断捕捞鱼类) ?计算能量流动的具体数值时, 什么时候以10%为标准, 什么时候以20%为标准?概念、原理掌握得是否牢固, 与解题的正确与否直接相关。本章中类似这样的问题还有许多, 在学习时一定要注意弄清、弄透。

【要点呈现】

一、生态系统的结构

1. 生态系统的成分

(1) 非生物物质和能量:

无机盐、阳光、温度、水等。

(2) 生产者:

(1) 类型:主要是绿色植物。

(2) 地位:是生态系统的主要成分。

(3) 作用:通过光合作用把无机物转化成有机物, 把光能等转化为有机物中的能量。

(3) 消费者:

(1) 类型:主要是各种动物。

(2) 分类:初级消费者、次级消费者、三级消费者……

(3) 作用:加快生态系统的物质循环, 对植物的传粉、种子传播等有重要作用。

(4) 分解者:

(1) 类型:主要是腐生细菌和真菌, 也包括蚯蚓等腐生动物。

(2) 地位:生态系统的必备成分。

(3) 作用:把动植物的遗体、排泄物等中的有机物分解为无机物, 使物质返回到无机环境中。

2. 生态系统的营养结构

(1) 组成:食物链和食物网。

(1) 食物链:在生态系统中, 各种生物之间由于食物关系而形成的一种联系。表示:草→兔→狐 (注意: (1) 箭头方向; (2) 第一环节一定是生产者; (3) 食物链中无分解者) 。

(2) 食物网:生态系统中的许多食物链相互交错形成的更为复杂的网状食物关系。

(2) 功能:生态系统中物质循环、能量流动、信息传递的渠道。

(3) 种群、群落和生态系统的关系:

二、能量流动

1.实质

生态系统中能量的输入、传递、散失和转化的过程。

2.过程

(1) 输入途径:主要是生产者的光合作用 (流经一个生态系统的总能量是生产者固定的全部太阳能) 。

(2) 能量传递的渠道:食物链和食物网。能量在食物链 (网) 中流动的形式:有机物中的化学能。

(3) 能量散失的主要途径:细胞呼吸 (包括各营养级生物本身的呼吸及分解者的呼吸) 。

(4) 能量转化过程:太阳光能→生物体有机物中的化学能→热能 (最终散失) 。

3. 特点

(1) 单向流动:原因是在食物链中, 相邻营养级生物吃与被吃的关系不可逆转, 各营养级的能量大部分以细胞呼吸产生热能的形式散失掉, 这些能量是无法再利用的。

(2) 逐级递减:能量在沿食物链流动的过程中, 逐级减少, 能量在相邻两个营养级间的传递效率是10%～20%。原因是每个营养级的生物都会因细胞呼吸消耗相当大的一部分能量, 供自身利用和以热能形式散失, 每个营养级中的能量都有一部分流入分解者, 每个营养级的生物总有一部分能量不能被下一营养级利用。

4. 生态金字塔

(1) 三种生态金字塔的比较:

(2) 特殊实例及分析:

数量金字塔在前一营养级的生物个体很大, 而后一营养级的生物个体很小时, 会出现倒置现象。如树林中, 树、昆虫和食虫鸟个体数比例关系可形成如图所示的数量金字塔。

生物量金字塔也有特殊形状, 如海洋生态系统中, 浮游植物个体小, 寿命短, 又会不断被浮游动物吃掉, 因而某一时间调查到的浮游植物生物量可能要低于其捕食者即浮游动物的生物量。但这并不是说流经生产者这一环节的能量比流经浮游动物的要少。

5. 生态系统中的能量计算

(1) 食物链中有关能量的计算。生态系统各营养级之间的能量传递效率为10%～20%。在某一食物链中, 若求最高营养级获得的最多能量或需要最少的生产者的量, 一般用20%计算;反之, 则取10%计算。

(2) 食物网中有关能量的计算。首先要理解能量传递效率是以“营养级”为单位的, 其次要理顺食物链、食物网和营养级的关系, 最后要依据题意选取10%或20%作为传递效率进行计算。在解题时, 还需要注意某一生物从不同食物链中获得能量的比例或某一生物给不同生物提供能量的比例。

三、物质循环

1.实质

在生态系统中, 组成生物体的C、H、O、N、P、Ca等化学元素, 不断进行着从无机环境到生物群落, 再回到无机环境的循环。

2.特点

(1) 全球性。这里所说的生态系统是指地球上最大的生态系统——生物圈, 其中的物质循环带有全球性, 所以又称生物地球化学循环。

(2) 反复利用、循环流动。物质循环不像能量流动那样单向流动、逐级递减, 而是可以在无机环境与生物群落之间反复利用、循环流动。

四、信息传递

1.各类信息的比较

2.信息传递的作用及应用

五、生态系统具有稳定性的原因

1. 原因

生态系统具有一定的自我调节能力 (抵抗力稳定性和恢复力稳定性) 。

2. 调节机制

负反馈调节在生态系统中普遍存在, 它是生态系统自我调节能力的基础。

3. 判断

物种数目越多, 营养结构越复杂, 自我调节能力越大, 抵抗力稳定性越高。

4. 提高生态系统的稳定性

(1) 一方面要控制对生态系统干扰的程度。对生态系统的利用应该适度, 不应超过生态系统的自我调节能力。

(2) 另一方面, 对人类利用强度较大的生态系统, 应实施相应的物质、能量投入, 保证生态系统内部结构与功能的协调。

【疑难辨析】

1.食物链 (网) 中各成分与对应生物及营养级的关系

2.生态系统成分中的特例与误区分析

3.营养结构中某种生物数量的减少对其他生物的影响分析

(1) 在某食物链中, 若处于第一营养级的生物减少, 则该食物链中的其他生物都将减少。这是因为第一营养级是其他各种生物赖以生存的直接或间接的食物来源, 这一营养级生物的减少必会引起连锁反应, 致使以下各营养级的生物依次减少。

(2) 若一条食物链中处于“天敌”地位的生物数量减少, 则被捕食者数量因此而迅速增加, 但这种增加并不是无限的, 随着数量的增加, 种群的密度加大, 种内斗争势必加剧, 再加上没有了“天敌”的“压力”, 被捕食者自身素质 (如奔跑速度、警惕灵敏性等) 必会下降, 导致流行病的蔓延, 老弱病残者增多, 最终造成种群密度减小, 直至相对稳定。即天敌减少, 造成被捕食者的种群数量先增加后减少, 最后趋向稳定。

(3) 若处于“中间”营养级的生物减少, 另一种生物的变化情况应视具体食物链而定。如图所示的食物网中, 若蚱蜢突然减少, 则以它为食的蜥蜴减少, 蛇也减少, 则鹰就更多地捕食兔和食草籽的鸟, 从而导致兔及食草籽的鸟减少。在这里必须明确鹰并非只以蛇为食, 所以蛇的数量减少并不会造成鹰的数量减少, 它可以依靠其他食物来源以维持自身数量稳定。

(4) 在食物网中, 当某种生物因某种原因而大量减少时, 对另一种生物的影响, 沿不同线路分析所得结果不同时, 应遵循以下规律: (1) 以中间环节少的为分析依据, 考虑方向和顺序应从高营养级依次到低营养级。 (2) 生产者相对稳定, 即生产者比其他消费者稳定得多, 所以当某一种群数量发生变化时, 一般不用考虑生产者数量的增加或减少。 (3) 处于最高营养级的种群且其食物有多种来源时, 若其中一条食物链中断, 则该种群的数量不会发生较大的变化。

4.能量在流经每一营养级时的分流问题

(1) 能量来源:Ⅰ.生产者的能量来自太阳能。

Ⅱ.各营养级消费者的能量一般来自上一个营养级 (同化量=摄入量-粪便中所含能量) 。

(2) 能量去路:Ⅰ.每个营养级生物细胞呼吸产生的能量一部分用于生命活动, 另一部分以热能形式散失。

Ⅱ.每个营养级生物的一部分能量流到后一个营养级中 (注意:最高营养级无此途径) 。

Ⅲ.每个营养级生物的遗体、粪便、残枝败叶中的能量被分解者分解而释放出来。

Ⅳ.未被利用的能量 (现存量:最终去路是上述三个途径) 。

5. 物质循环的相关问题

(1) 循环的对象:所谓“物质”, 指的是组成生物体 (是生物界) 的各种化学元素 (不是化合物) 。

(2) 大气中CO2的来源途径:一是分解者的分解作用;二是动植物的呼吸作用;三是化石燃料的燃烧。

(3) 生态系统结构中参与物质循环的主要成分:实现碳在生物群落和无机环境之间进行循环的关键是生产者和分解者。

(4) 物质循环中的方向问题:碳在无机环境与生物群落之间传递时, 只有生产者与无机环境之间的传递是双向的, 其他各成分间的传递均是单向的。

6. 生态系统物质循环与能量流动的关系

7. 生态系统抵抗力稳定性、恢复力稳定性和总稳定性的关系

(1) 图中两条虚线之间的部分表示生态系统功能正常的作用范围。

(2) Y表示一个外来干扰使生态系统功能偏离这一范围的大小, 偏离的大小可以作为抵抗力稳定性的定量指标, 偏离大说明抵抗力稳定性弱;反之, 抵抗力稳定性强。如热带雨林与草原生态系统相比受到相同干扰, 草原生态系统的Y值要大于热带雨林的Y值。

(3) X可以表示恢复到原状态所需的时间, X越大, 表示恢复力稳定性越弱;反之, 恢复力稳定性越强。

(4) TS表示曲线与正常范围之间所围成的面积, 它可作为总稳定性的定量指标。这一面积越小, 即X与Y越小, 则说明这个生态系统的总稳定性越高。

【典例剖析】

例1.下列有关生态系统结构的叙述, 正确的是 ( )

A.每种生物在生态系统中只能处在一个营养级上

B.动物都属于消费者, 其中食草动物处于第二营养级

C.自养生物都是生产者, 是生态系统的主要成分

D.细菌都属于分解者, 其异化作用类型有需氧型和厌氧型两类

思维启导:生态系统中的某种生物在不同的食物链中可占有不同的营养级。动物中有的是分解者, 如蜣螂等;细菌中有的是生产者, 如硝化细菌等;所有自养生物都属于生产者。

答案:C

例2.在一个高产的人工鱼塘中同时存在着生产者、初级消费者、次级消费者和分解者。其中生产者固定的全部能量为a, 流入初级消费者、次级消费者和分解者的能量依次为b、c、d, 下列表述正确的是 ( )

A.a=b+c+d

B.a>b+c+d

C.a<b+c+d

D.a=b+c

思维启导:一般地说, 流经生态系统的总能量是“生产者光合作用固定的全部太阳能或其他作用固定的全部能量”, 但这只适用于自然生态系统, 而人工生态系统就是一个特例。在人工生态系统中, 由于人们需要追求最大限度的经济效益, 必然要提高消费者的种群密度, 这样, 单靠生产者补充能量是不够的;再加上人们不断从系统中索取资源, 如捕鱼等, 这样, 生产者固定的能量会小于流入除生产者之外的其余生物成分的能量之和。

答案:C

例3.右图甲为某湖泊生态系统的能量金字塔简图, 其中Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ分别代表不同的营养级, m1、m2代表不同的能量形式。图乙表示能量流经该生态系统某一营养级的变化示意图, 其中a～g表示能量值的多少。请据图作答:

(1) 图甲中, 表示的能量形式分别为________、________。通常情况下, 位于营养级Ⅳ的生物个体数量一般远远少于Ⅲ, 主要原因是________。

(2) 图乙中, 若A表示图甲中营养级Ⅱ所摄入的全部能量, 则B表示________, C表示________。若图甲中营养级Ⅰ所固定的太阳能总量为y, 则营养级Ⅰ、Ⅱ间的能量传递效率是________ (用图中所给字母的表达式表示) 。

(3) 由图乙可以总结出生态系统能量流动的主要特点是________。

(4) 若图甲中营养级Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ各有一种生物甲、乙、丙, 构成食物关系如右图。其中, 甲能量中比例为X的部分直接提供给丙, 则要使丙能量增加AkJ, 至少需要消耗甲的能量________kJ (用所给字母的表达式表示) 。

思维启导:m1是生产者获得的总能量 (固定的全部太阳能) , m2为每个营养级共有, 应是呼吸作用散失的热能。E为分解者利用的能量, B为营养级Ⅱ同化的总能量, D为营养级Ⅱ呼吸作用散失的能量, f为营养级Ⅱ的遗体残骸, C用于营养级Ⅱ的生长、发育和繁殖。设丙从甲获得能量比例为X, 从乙获得比例为 (1-X) , 分解为两条食物链, 按20%的效率计算。

答案: (1) 太阳能 (或同化固定的能量) 热能 (或呼吸作用散失的热量) 营养级高, 可利用能量少 (或营养级高的物种, 往往体型较大) (2) Ⅱ同化固定的能量Ⅱ用于生长、发育和繁殖的能量b/y×100% (3) 单向流动, 逐级递减 (4) 25A/ (1+4X)

例4.下列不属于生态系统的信息传递在农业生产中的应用的是 ( )

A.利用人工合成的化学信息素吸引昆虫前来, 提高传粉率和结实率

B.草原返青时的“绿色”为食草动物提供可以采食的信息

C.延长光照时间, 提高家禽产蛋量

D.利用音响设备发出不同的声信号, 诱捕或驱赶某些动物

思维启导:信息传递在农业生产中的应用: (1) 提高农产品和畜产品的产量, 如养鸡场在秋季通过延长光照时间提高产蛋量; (2) 对有害生物进行控制, 如利用音响设备发出不同的声信号, 诱捕或驱赶某些动物, 使其远离农田或利用性引诱剂防治害虫。B选项是信息传递在生态系统中的作用, 调节生物种间关系, 以维持生态系统的稳定。

答案:B

【热点演练】

1.如果在草原上使用高效灭鼠药, 使鼠类在短期内几乎全部死亡, 在草原生态系统中的各成分中, 受影响最大的首先是 ( )

A.生产者

B.分解者

C.初级消费者

D.次级消费者

2.下图曲线表示某生态系统中三个不同种群的生长繁殖情况。已知种群C是自养生物, 下列说法不正确的是 ( )

A.该生态系统简单食物链可表示为C→B→A

B.种群B在5～7年时间内个体数下降是由于A的增加和C的减少所致

C.B和A的存在能加快该生态系统的物质循环

D.一定自然区域内, A、B、C三个种群中全部的生物构成生物群落

3.右图是一个生态系统内各种成分的关系图。下列有关说法错误的是 ( )

A.字母所代表的生态系统的成分中, e为三级消费者, f为分解者

B.如果大量捕杀e, 则d的数量变化是先增多后减少

C.进入c的能量一部分通过c的呼吸作用被消耗, 约有10%的能量传给d, 另一部分传给f

D.由于长期使用DDT, c类群产生了对DDT的抗药性, c类群抗药性增强的主要原因是变异的结果

4.某草原生态系统的食物网如右图所示, 其营养级间的能量传递效率为10%～20%。下列有关叙述错误的是 ( )

A.该食物网中含5条食物链

B.若草能提供10000KJ的能量, 则第二营养级获得的最高能量值是2000KJ

C.若去除蛇, 且狐的数量不变, 则草原能容纳的鹰的数量会减少

D.若外来物种入侵该地区, 则会影响其生物多样性

5.图一是一个长期处于稳定状态的生态系统碳循环示意图;图二是对图一生物群落中某一食物链能量流动情况的调查结果;图三是人类对该生态系统中物质与能量的部分利用情况示意图。请据图回答:

(1) 图一中消耗或产生CO2的生理过程有________ (填写序号) , 能量转换值最大的生理过程是________ (填写序号) 。A、B、C、D中, 碳元素主要以有机物的形式存在的是________。

(2) 图二中的牛和人应分别对应于图一中A、B、C、D中的________。若生产者与消费者之间的能量传递率为10%, 消费者之间的能量传递率为18%, 则人从玉米秸秆中获得的能量比值为________。

(3) 图三的重要意义在于实现了________, 从而大大提高了能量的利用率, 达成这一目标的主导因素是________。

6.研究发现, 每升天然水中含0.01毫克汞或者0.1毫克的杀虫剂, 就会对人体造成危害。一组学生开展了某湖泊中环境问题的研究, 他们首先选取了该湖泊中5种不同的生物A、B、C、D、E, 并对其进行消化道内的食物组成进行分析;然后又请当地湖泊研究所的专家对这5种生物体内2种污染物的含量进行了测定, 并将研究数据绘制成下表。请据图回答:

(1) 表中生物可能形成的食物链 (网) 为________, 河蚌 (B) 和水蚤 (E) 的关系是________。

(2) 若C中的能量不变, 将B的食物比例由C∶E=1∶1调整为2∶1, 能量传递效率按10%计算, 该生态系统传递给B的能量是原来的________倍。

(3) 图表二为该湖泊生态系统碳循环的部分示意图, 甲、乙、丙、丁代表生态系统的4种成分, 图中以CO2形式流动的是________ (填序号) , (1) 的生理作用主要是, 该生态系统中丙的成分为________。

(4) 分析上表, 你认为这一湖泊面临的主要环境问题是什么?________。针对这一问题你将提出什么样的保护或改善建议?________。

7.下图是某人工鱼塘生态系统能量流动过程中部分环节涉及的能量值[单位为103 kJ/ (m2·a) ]。试回答下列有关问题:

(1) 图中 (1) 代表的生理过程是________, 图中 (2) 代表的能量主要以________形式贮存。

(2) 该生态系统中生产者固定的总能量是________kJ/ (m2·a) 。

(3) 能量从该生态系统的第二营养级到第三营养级传递的效率为________。

(4) 试分析图中植食动物、肉食动物和顶位肉食动物随营养级的升高需要的有机物输入越来越多的原因是________。

8. 根据下图的碳循环示意图回答问题:

(1) 从微观上看, 过程 (3) 主要是在细胞内________中进行的。

(2) 岩石圈中的碳以________形式贮存, 故不直接参与碳循环。由图中可见, 碳循环带有________性质。

(3) 碳从无机环境中进入生物群落的途径 (1) 是________; (2) 表示的是________关系; (4) 表示________。

(4) 参与过程 (4) 的生物新陈代谢类型是________;它们与同区域中的动、植物共同构成了________。

(5) 太阳能照射到地球表面后, 大部分被吸收并通过各种方式转化为热量散失, 如果大气层中的二氧化碳增多, 则产生________效应。

(6) 若右图中 (2) 的种群及相互间的关系如右图, 设E种群干物质中的能量为5.8×109千焦;B种群干物质量为1.3×108千焦;则A种群干物质中的能量值至少是________千焦。

(7) 碳循环的进行伴随着________, 但由于生物体不能利用在代谢中产生的________, 因而能量流动具有________的特点。

参考答案:

1.D 2.D 3.D 4.C

5. (1) (1) (2) (3) (5) (1) B、C、D

(2) C、B 1.8%

(3) 物质的循环再生和能量的多级利用人类活动

6. (1) 捕食和竞争

(2) 1.375

(3) (1) (2) (5) (6) 光合作用分解者

(4) 重金属离子 (汞) 和杀虫剂污染防止重金属离子、杀虫剂等有害物质进入水体 (其他合理答案也可)

7. (1) 呼吸作用 (有机物中) 稳定的化学能

(2) 1.1×105

(3) 15.6%

(4) 能量流动逐级递减以及维持各营养级较高的输出量

解析:本题的焦点是第 (2) 、 (3) 两个与计算相关的问题。乍一看, 似乎很难入题:一是能量流动图解的结构形式与课本相差太大;二是除了自然光能的补充外, 多了人为的有机物输入;三是计算生产者总能量数据缺乏, 且初看也很难突破。其实, 在现实生活中, 与人们经济活动有关的更多的是人工生态系统, 这样的计算题出现几率也更大。据图, 流出生产者的能量共有四个箭头:“23”表示的是生产者进行呼吸作用消耗与散失的能量;“70”表示生产者中未被利用的能量;“3”表示被分解者利用的植物尸体与残枝落叶中的能量;而未标出数字的较粗箭头中的能量即为生产者传递给植食动物的能量, 计算生产者固定的总能量应该就是这四个数字之和。生产者传递给植食动物的能量虽未直接标出, 但可利用如下关系求解:某一营养级获得的能量总和=离开该营养级的能量之和 (看箭头数量) 。而对于各级消费者, 其能量的获得都有两个来源:上一营养级输入与人工有机物输入。对于肉食动物来说, 能量去向=2.1+5.1+0.05+0.25=7.5×103[kJ/ (m2·a) ], 其中, 人工有机物输入为5×103kJ/ (m2·a) , 因而, 植食动物输入为2.5×103kJ/ (m2·a) 。对于植食动物来说, 能量去向总量=4+9+0.5+2.5=16×103[kJ/ (m2·a) ], 而有机物输入量为2×103kJ/ (m2·a) , 因而, 生产者输入给植食动物的能量值为14×103kJ/ (m2·a) , 这样, 生产者固定能量总值=23+70+3+14=1.1×105[kJ/ (m2·a) ]。在计算能量由第二营养级向第三营养级传递时, 要注意的是植食动物能量总值是16×103kJ/ (m2·a) , 而输出总值是2.5×103kJ/ (m2·a) , 这样, 由2.5/16即可求出能量流动效率。

8. (1) 线粒体

(2) 碳酸盐全球性

(3) 光合作用捕食分解者的分解作用

(4) 异养需氧型和异养厌氧型生物群落

(5) 温室

(6) 4.5×107

(7) 能量流动热量单向不循环

解析: (1) (3) 过程是呼吸作用, 主要是在线粒体中进行。 (2) 在岩石圈中的碳以碳酸盐形式贮存。 (3) 图中 (1) 是光合作用、 (2) 是捕食关系、 (4) 代表分解者的分解作用。 (4) 分解者的代谢类型为异养需氧型和异养厌氧型。 (5) 大气层中的二氧化碳增多, 则产生温室效应。 (6) E种群的能量为5.8×109千焦;传给B种群、C种群和D种群的能量之和最少为1/10, 即5.8×108千焦, 由“B种群的干物质量为1.3×107千焦”可知, C种群和D种群得到的能量最少为4.5×108千焦, 则A种群至少得到“4.5×108千焦”的1/10, 即4.5×107千焦。 (7) 能量流动是伴随着物质循环而进行的, 由于热能不断的散失, 导致能量流动逐级递减。

《蛋白质的结构和功能》说课 篇9

《蛋白质的结构与功能》是中图版必修一第二单元第一章第一节。课标要求是理解水平。蛋白质是细胞中含量最多的有机物, 又是生命活动的承担者, 在有机体的各项生命活动中有着多种重要的功能, 因此, 本节内容是今后继续学习“生物的新陈代谢”, 激素调节机制等核心知识的基础。学生要了解生命活动的规律、探索生命本质, 必须掌握蛋白质的结构和功能。

二、说学生

高一学生认识了蛋白质的重要地位, 建立了生物体的结构与功能相适应的基本观点。可以理解蛋白质结构多样性与功能多样性的关系。但有机化学知识很欠缺, 抽象思维能力有待加强, 所以对于碳的化学性质以及有机化学基团的联系在理解上有障碍。因此对于氨基酸结构通式和氨基酸缩合反应的理解有一定的难度。在这里, 我们可以请教化学教师, 想办法用简洁的语言和方式让学生理解。

三、说教学目标

结合高一年级学生的认知结构, 我制定了以下教学目标:

1. 知识目标:

简述氨基酸的基本结构, 结构通式, 氨基酸的脱水缩合反应;解释蛋白质分子结构的多样性, 理解结构与功能的关系;概述蛋白质的功能。

2. 能力目标:

通过探究归纳出氨基酸的基本结构, 培养学生的观察、分析、抽象思维能力;学生归纳蛋白质的知识体系, 进一步培养学生的归纳综合能力。

3. 情感与价值观目标:

通过体验蛋白质的化学结构和空间结构及其成因, 培养学生的动手、动脑能力和团结协作的团队精神, 使学生建立结构与功能相适应的观点, 深刻地认识生命的物质性。

四、说教学的重难点

本着生物新课程标准, 我在吃透教材的基础上, 结合学生的学情, 确定了以下教学重点和难点。

教学重点:氨基酸的基本结构、蛋白质结构多样性。

教学难点:氨基酸分子结构, 氨基酸形成蛋白质的过程, 蛋白质结构多样性的原因。

为了突出重点, 突破难点, 教师在教学过程中, 要让学生从“学会”向“会学”转变, 成为学习的真正主人。可以采用以下几种教学方法:

1. 学案导学法:

问题驱动, 学在前, 导在后。

2. 直观演示法:

利用图片、动画、板书、模型、学生自身等手段进行直观演示, 激发学生的学习兴趣, 活跃课堂气氛, 促进学生对知识的掌握。

3. 活动探究法:

引导学生通过手拉手模拟缩合过程, 用铁丝穿塑料珠子等活动形式获取知识, 以学生为主体, 使学生的独立探索性得到了充分的发挥, 培养学生的自学能力、思维能力、活动组织能力。

4. 集体讨论法:

组织学生进行分组讨论, 促使学生在学习中解决问题, 培养学生团结协作的精神。

五、说教学过程

下面我具体来谈谈这一堂课的教学过程。在学习时按照一条主线进行, 即组成元素 (C、H、O、N) →基本单位 (氨基酸) →肽链→蛋白质分子, 再由结构到功能循序渐进, 从而使学生逐步理解掌握。根据我校的高效课堂模式, 可分为以下四个环节。

1. 情景导入 (2～3分钟)

展示图片, 让学生了解到蛋白质无处不在, 虽然形态万千, 但基本单位相同, 蛋白质有着怎样的结构, 为什么这么重要呢?调动起学生的求知欲望。这是教学非常重要的一个环节, 从而引出课题。

设计意图:由于本节课容量大, 这样导入可开门见山地进入主题, 还可为后面蛋白质功能的学习打下基础, 做到首尾呼应, 节省时间。

2. 学导结合 (35分钟)

(1) 蛋白质的基本单位

设置问题情境:我们吃了鸡蛋能在身上长出个鸡蛋来吗, 吃了牛肉能在身体上长出牛肉吗?从而引出氨基酸的学习。

设计意图:通过简单的常识使学生有了学习这节课的渴望和热情。

教师总结:蛋白质的基本组成单位是氨基酸, 大约有20多种, 组成不同蛋白质的氨基酸种类和数量不一样。

列举4种氨基酸的结构简式归纳, 师生共同圈出相同部分和不同部分。可以用氨气和二氧化碳的结构式, 介绍氨基和羧基。提示如用R表示不同的部分, 让学生自己总结出氨基酸的结构通式, 并找同学到黑板上写出来, 其他同学写在学案相应的位置上。教师总结评价, 并且提出这只是平面结构, 实际上它是三维立体的。

然后请一位学生上讲台, 伸开双手, 两脚并拢, 面向同学, 代表氨基酸, 什么的不同会导致氨基酸种类和性质的不同?学生很容易就明白了。再让他转过去, 表示基团空间位置的变化, 并且板书注意通式的写法, 也可以这样, 归纳氨基酸结构特点, 展示立体模型。

设计意图:通过启发式教学和直观教学法突破本节的难点, 学生印象深刻。通过这种模拟形式, 学生很容易就可理解和掌握氨基酸结构通式这一重点内容, 为后面公式的推导也做了准备。

接着练习让学生标出各种氨基酸的R基来。可以在其中加一个不是氨基酸的化合物, 及时反映学生对知识的掌握程度, 以便教师及时采取措施弥补, 加深我们对教材的理解, 培养学生吃透知识的能力。

(2) 蛋白质的结构

设问:20种氨基酸是怎么样组成千差万别的蛋白质呢?引导学生观察P29页的“氨基酸形成蛋白质示意图”, 并给出循环播放的二肽形成的动画, 小组合作讨论以下问题……

设计意图:氨基酸的脱水缩合反应及有关计算, 是本节课的难点。但学生知道物质的合成需要断开某个化学键和重新生成新的化学键, 同时利用动画来帮助学生进行学习。以问题驱动, 合作探究的形式来完成本部分的教学, 设置的问题层层深入, 学生的参与度很高。新课程提倡学生自主学习、合作学习和实验探究, 要求教师为学生提供自主学习的氛围和机会。我非常注重这一教学理念, 并且应用到实践中, 根据学生的知识结构、认知特点和学习兴趣, 精心设置了这些问题。

根据小组讨论, 中心发言人展示的结果, 教师及时点拨, 师生互动、生生互动, 相关问题一一解决。如果对于最后两个问题不理解, 可请一排4个学生起立, 手拉手, 问:4个氨基酸结合脱去多少分子水?形成的肽键有多少个?叫几肽?强调这是多个氨基酸形成一条肽链的情况, 如果是几条肽链又会是怎样的情况呢?

再指出另两排学生, 共3排12人, 可形成3条肽链, 问可形成几个肽键。以此类推, 用m代表肽链的数目, 让学生仔细观察列表并总结出计算水分子数与肽键数的公式: (n-m) 个。

设计意图:通过形象直观的模拟, 由结论式教学转变为过程式教学, 符合人类的认知过程, 实现了学习方式的根本转变, 学生们非常容易地掌握了计算的方法和规律, 也体会到了生物界的奇妙, 激发了学习的兴趣。

教师及时让学生做练习, 巩固脱水缩合这一难点, 加深学生对教材的理解。

3. 探究深化

那么氨基酸缩合成的多肽链是如何形成蛋白质的呢?探究活动:利用彩珠与铜丝构建蛋白质的结构模型, 让学生体会蛋白质结构的多样性。

让学生总结出蛋白质结构不同的原因。教师只需把学生的答案总结, 再展示几种蛋白质的空间结构, 用一根铁丝演示蛋白质的一级结构、二级结构, 把课前准备好的弯曲的铁丝拿出来, 演示三级结构、四级结构。

设计意图:蛋白质的空间结构是一个抽象的概念, 对于高一还没有深入学习立体几何的学生来说, 空想一个空间结构是困难的, 而且也很难理解蛋白质分子结构为什么会有多样性, 学生通过动手操作, 直观的体会蛋白质分子的空间结构以及蛋白质分子结构多样性的原因。

接着, 通过结构与功能相统一的思想, 自然过渡到结合实例列举出蛋白质的多项重要功能, 具体的各项功能在后面各章节中再去进一步讲解。

4. 总结反思 (2～3分钟)

引导学生归纳蛋白质的知识体系, 目的是强化认识, 进一步培养学生的归纳综合能力。

六、说反思

细胞的结构和功能 篇10

1 资料与方法

1.1 一般资料

选取2009年2月～2012年1月于我院进行治疗的64例母乳性黄疸患儿为研究对象,根据随机数字表法将其分为灌肠组(对照组)和灌肠联合苯巴比妥组(观察组),每组各32例。对照组32例患儿中,男20例,女12例;日龄3.0～57.5 d,平均(18.8±3.7)d;出生体重3 012.5～4 615.5 g,平均(4 014.2±202.7)g;血清胆红素224.8～360.2μmol/L,平均(305.4±22.6)μmol/L。观察组32例患儿中,男19例,女13例;日龄3.5～58.0 d,平均(18.9±3.5)d出生体重3 009.4～4 620.7 g,平均(4011.8±204.9)g血清胆红素225.7～362.4μmol/L,平均(307.3±22.3)μmol/L。两组患儿的性别比、日龄出生体重、血清胆红素指标比较,差异无统计学意义(P>0.05),具有可比性。本研究经医院伦理委员会通过,家属签署知情同意书。

1.2 方法

1.2.1 治疗方法

对照组32例患儿单纯采用中药进行灌肠,主要为茵陈蒿12 g,栀子和大黄各9 g,水煎,1剂/d,2次/d,进行灌肠。观察组则采用中药灌肠联合苯巴比妥进行治疗,灌肠用药及方式与对照组相同,在此基础上给予患者苯巴比妥2 mg/(kg·d)口服,2次/d。另外两组均未停喂母乳,且两组均用药至出院。将两组患儿治疗后3、7、10 d及10 d以上的黄疸消退率、治疗前后的体液和细胞免疫功能指标进行比较。

1.2.2 检测方法

两组患儿不同时间段的体液和细胞免疫功能检测均取患儿早期未哺乳时的空腹血5 mL进行检测,其中,体液免疫检测患儿的IgA、IgG、IgM及补体C3、C4水平,均采用上海酶联生物科技有限公司的免疫球蛋白及补体酶联免疫试剂盒进行检测;细胞免疫则采用BD FACSAria流式细胞分选仪进行CD3+、CD4+、CD4+/CD8+、CD8+、CD23+水平检测,注意仪器的操作和试剂盒的应用,并且均由检验科室经验丰富的检验人员进行检测及统计。

1.3 统计学方法

采用SPSS 18.0统计软件进行分析,计量资料以均数±标准差(x±s)表示,两组间比较采用t检验,三组及以上比较采用方差分析,组间两两比较采用LSD-t检验;计数资料用率表示,组间比较采用χ2检验,以P<0.05为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 两组患儿治疗后3、7、10 d及10 d以上的黄疸消退率比较

观察组的患儿治疗后3、7、10 d的黄疸消退率呈现持续升高的趋势,且均高于对照组,差异有统计学意义(P<0.05)。见表1。

注:与对照组比较,*P<0.05

2.2 两组患儿治疗前后3、7、10 d的体液免疫指标比较

治疗前观察组与对照组的IgA、IgG、IgM及补体C3、C4水平差异无统计学意义(P>0.05),治疗后3、7、10 d观察组上述五项指标水平均高于对照组,差异有统计学意义(P<0.05)。见表2。

注:与对照组同时间段比较,*P<0.05

2.3 两组患儿治疗前后3、7、10 d的细胞免疫指标比较

治疗前观察组与对照组的CD3+、CD4+、CD4+/CD8+、CD8+、CD23+水平差异无统计学意义(P>0.05),治疗后3、7、10 d观察组的CD3+、CD4+、CD4+/CD8+及CD23+水平均高于对照组,差异有统计学意义(P<0.05)。见表3。

注:与对照组同时间段比较,*P<0.05

3 讨论

母乳性黄疸一般在足月儿中较为常见,临床无明显的表现,其一般分为早发型及迟发型两种类型,但是对于中重度患者也不可忽视,有研究认为,此类患儿的高胆红素状态可能对中枢神经系统造成一定的影响[2,3],可表现出对中枢神经系统短暂性或长期性的轻微损害,如导致胆红素脑病的发生则会对患儿中枢神经系统造成更为明显及严重的影响[4]。因此,对母乳性黄疸的治疗不可忽视,但由于新生儿机体免疫状态相对较差,对其治疗方式的选择不应只注重于对疾病的治疗及控制,也应注意对患儿机体的整体影响,如患儿的综合免疫状态,以期达到改善患儿免疫力,提高其康复速度和增强抗感染能力的目的[5,6]。较多研究认为,高胆红素对患儿的影响表现在其对单核吞噬细胞的不良影响方面,表现出对免疫系统的抑制作用,导致患儿的体液和细胞免疫系统的紊乱,而这对于患儿疾病的治疗和健康、发育状态的不良影响不言而喻,主要与高胆红素导致患儿对循环免疫复合物的清除功能障碍有关,故而表现出对患儿整体免疫状态的影响[7,8]。

中药灌肠具有改善患儿胃肠道活动状态的效果,可改善新生儿胆红素代谢异常对肠肝循环的不良影响,临床中的疗效受到较为广泛的肯定,患儿接受程度也更高,但是其疗效仍未达到十分理想。对于苯巴比妥,临床研究认为其对肝脏微粒体酶具有较大的影响,从而可以起到对胆汁排泄等情况的促进作用,实现对疾病的治疗目的。

本文中笔者就灌肠联合苯巴比妥对母乳性黄疸患儿体液和细胞免疫功能的影响进行了研究,以了解联合用药对患儿整体免疫状态的影响,从而进一步了解灌肠联合苯巴比妥对患儿的应用价值。经过研究发现,联合治疗的患儿不仅表现出治疗后不同时间段的黄疸消退快的优势,还在治疗后3 d即表现出明显的免疫抑制改善的状态,并且其改善幅度和速度均非常突出。研究结果表2、3数据较为明显地表现出患儿在治疗后不同时间段的体液和细胞免疫状态的改善的具体情况,观察组免疫抑制的改善程度优于对照组,因此基本可以肯定灌肠联合苯巴比妥的疗效和对患儿免疫状态的影响。

综上所述,笔者认为灌肠联合苯巴比妥对母乳性黄疸患儿体液和细胞免疫功能的影响较为明显,可显著改善患儿的机体免疫力,是临床中对母乳性黄疸的治疗有较高价值的治疗方案。

摘要：目的 研究灌肠联合苯巴比妥对母乳性黄疸患儿体液和细胞免疫功能的影响。方法 选取2009年2月2012年1月我院进行治疗的64例母乳性黄疸患儿为研究对象,根据随机数字表法将其分为灌肠组(对照组)和灌肠联合苯巴比妥组(观察组),每组各32例。将两组患儿治疗后3、7、10 d及10 d以上的黄疸消退率、治疗前后的体液和细胞免疫功能指标进行比较。结果 观察组治疗后3、7、10 d的黄疸消退率明显高于对照组,而其治疗后3、7、10 d的体液和细胞免疫指标改善幅度也大于对照组,差异有统计学意义(P<0.05)。结论 灌肠联合苯巴比妥对母乳性黄疸患儿体液和细胞免疫功能的影响明显,可显著改善患儿的机体免疫力。

关键词：灌肠,苯巴比妥,母乳性黄疸,体液免疫,细胞免疫,影响

参考文献

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