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力量提升案1 有关细胞膜的试验探究
[学问精讲]
1．细胞膜成分的鉴定
细胞膜成分
鉴定试剂(方法)
结果
磷脂
①脂溶剂处理
细胞膜被溶解
②磷脂酶处理
细胞膜被破坏
③脂溶性物质透过试验
脂溶性物质优先透过
蛋白质
①双缩脲试剂
呈现紫色
②蛋白酶处理
细胞膜被破坏
2.细胞膜结构及特点的鉴定
(1)磷脂分子特性
①生物膜两侧均“有水”时，磷脂分子必定排布为“双层”(头部朝外，尾部朝内)。
②若一侧有水或一侧有油时，磷脂分子头部朝水侧，尾部朝向油侧。
(2)结构特点鉴定：将膜结构中的磷脂分子提取出来，铺在空气－水界面上，测得磷脂占有面积是细胞膜面积的两倍，则可说明细胞膜中磷脂分子为双层。
(3)结构特点验证
①方法：荧光标记法
②现象：接受荧光标记法，标记小鼠细胞与人细胞做如图试验。
③结论：上述试验现象可说明：细胞膜具有肯定的流淌性。
3．细胞膜的功能探究
(1)把握物质进出功能的验证
①染色剂进入试验
②色素透出试验
正常状况下紫色洋葱细胞、各色各样的花瓣显现出颜色都是由于细胞液中有某种色素分子，若将有颜色的植物组织放入清水中，色素分子不能透出，若用高温、强酸或强碱处理则可导致原生质层失活，此时色素分子就会从细胞液中透出，外界溶液将呈现色素颜色。如：
(2)识别功能的验证
(3)借助植物吸取无机盐试验验证细胞膜的选择透过性
①试验思路
②试验结果与结论
同一植物对不同离子吸取状况不同，不同植物对同一离子吸取状况不同―→细胞膜对离子吸取具有选择透过性。
[考题示例]
【示例1】 (2010·浙江卷)对某动物细胞进行荧光标记试验，如图所示，其基本过程：①用某种荧光染料标记该动物细胞，细胞表面消灭荧光斑点。②用激光束照射该细胞表面的某一区域，该区域荧光淬灭(消逝)。③停止激光束照射一段时间后，该区域的荧光渐渐恢复，即又消灭了斑点。
上述试验不能说明的是( )
A．细胞膜具有流淌性
B．荧光染料能与细胞膜组成成分结合
C．依据荧光恢复的速率可推算出物质跨膜运输的速率
D．依据荧光恢复的速率可推算出膜中蛋白质或脂质的流淌速率
解析 用荧光染料标记该动物细胞，细胞表面消灭荧光斑点则说明荧光染料能与细胞膜组成成分结合。停止激光束照射一段时间后，该区域的荧光渐渐恢复，即又消灭了斑点说明细胞膜具有肯定流淌性，其流淌性反映了蛋白质或磷脂分子的流淌，但是不能反映物质跨膜运输的速率。
答案 C
【示例2】 (2022·北京理综，31)科学家为了争辩蛋白A的功能，选用细胞膜中缺乏此蛋白的非洲爪蟾卵母细胞进行试验，处理及结果见下表。
试验
组号
在等渗溶液中进行的处理
在低渗溶液中测定卵母细胞的水通透速率(cm/s×10－4)
Ⅰ
向卵母细胞注入微量水(对比)
27.9
Ⅱ
向卵母细胞注入蛋白A的mRNA
210.0
Ⅲ
将部分Ⅱ组细胞放入含HgCl2的等渗溶液中
80.7
Ⅳ
将部分Ⅲ组细胞放入含试剂M的等渗溶液中
188.0
(1)将Ⅰ组卵母细胞放入低渗溶液后，水分子经自由集中(渗透)穿过膜的________进入卵母细胞。
(2)将蛋白A的mRNA注入卵母细胞肯定时间后，该mRNA________的蛋白质进入细胞膜，使细胞在低渗溶液中体积________。
(3)与Ⅱ组细胞相比，Ⅲ组细胞对水的通透性________，说明HgCl2对蛋白A的功能有________作用。比较Ⅲ、Ⅳ组的结果，表明试剂M能够使蛋白A的功能________。推想HgCl2没有转变蛋白A的氨基酸序列，而是破坏了蛋白A的________。
(4)已知抗利尿激素通过与细胞膜上的________结合，可促进蛋白A插入肾小管上皮细胞膜中，从而加快肾小管上皮细胞对原尿中水分子的________。
(5)结合上述结果，可以得出____________________________________的推论。
答案 (1)磷脂双分子层 (2)翻译 快速增大 (3)明显降低 抑制 部分恢复 空间结构 (4)受体 重吸取 (5)蛋白A是水通道蛋白
制备细胞膜选取哺乳动物红细胞的缘由
1．动物细胞外面无细胞壁，制备细胞膜相对比较简洁
(1)避开了分别细胞壁与细胞膜的麻烦；
(2)没有细胞壁的爱护、支持，动物细胞易吸水涨破，使细胞内容物流出，即可得到细胞膜。
2．哺乳动物成熟红细胞具2大优点
(1)细胞内无细胞核和各种具有膜的细胞器，避开了细胞膜与细胞器膜的分别所带来的麻烦，经过离心就可得到较纯洁的细胞膜。
(2)红细胞的数量多，材料易得。
特殊提示 取得红细胞后用适量的生理盐水稀释，目的是使红细胞分散开，不易凝集成块，且使红细胞临时维持原有的形态。
[跟进题组]
1．在萝卜的紫色块根细胞内，液泡中含有紫红色的花青素。将块根切成小块放入清水中，水的颜色无明显变化。若进行加温，随着水温的上升，水的颜色渐渐变紫。其主要缘由是( )
A．细胞壁在加温过程中受到破坏
B．水温上升，花青素的溶解度加大
C．加温使细胞膜和液泡膜失去了把握物质进出的作用
D．加温使水中的化学物质发生了反应
解析 结合题干分析，当温度上升时，细胞膜、液泡膜等功能发生转变，把握物质进出细胞的功能丢失。
答案 C
2．人鼠细胞融合试验，是用带有不同荧光染料的抗体标记两种细胞的膜蛋白，一段时间后两种膜蛋白能在杂种细胞膜上均匀分布形成嵌合体。如图是相关试验记录，据此不能得到的结论是( )
A．当温度增加到15 ℃以上时，膜的流淌性发生变化
B．该试验证明膜蛋白能够在膜表面运动
C．温度对膜蛋白的集中有影响
D．图中数据说明融合时间越长形成的嵌合体越多
解析 构成细胞膜的磷脂分子和蛋白质分子都是可以运动的，因此膜具有肯定的流淌性。嵌合体的形成是两种细胞的膜蛋白发生相对运动的结果，温度增加到15 ℃以上时，形成嵌合体的比例明显增大，说明温度对膜蛋白的运动有影响。温度上升，膜蛋白相对运动加剧，细胞膜流淌性增加。图示数据能说明温度增加到15 ℃以上，温度越高，形成的嵌合体越多，而不是融合时间越长，形成的嵌合体越多。
答案 D
3．(2022·湖南衡阳八中月考，1)水溶性染色剂(PI)能与核酸结合而使细胞核着色，可应用于细胞死活的鉴别。细胞浸泡于肯定浓度的PI中，仅有死亡细胞的核会被着色。利用PI鉴别细胞的基本原理是( )
A．死细胞与活细胞的核酸结构不同
B．死细胞与活细胞的核酸含量不同
C．活细胞能分解染色剂PI
D．活细胞的细胞膜能阻挡PI的进入
解析 活细胞的细胞膜可把握物质进出细胞。
答案 D
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