小窝是细胞膜内陷形成的囊状结构(如图 1 ),与细胞的信息传递等相关。
( 1 )小窝的主要成分是蛋白质和 __________ ,其中主要的蛋白质是小窝蛋白。小窝蛋白在 __________ 上合成,然后依次由 __________ 和 ________ 加工,通过膜泡转运到细胞膜上,成为膜蛋白,这一过程体现了细胞膜具有 __________ 的结构特点。
( 2 )据图分析,小窝蛋白分为三段,中间区段主要由 __________ (填 “ 亲水性 ” 或 “ 疏水性 ” )的氨基酸残基组成,其余两段均位于细胞的 __________ 中。
( 3 )小窝蛋白中的某些氨基酸在一定的激发光下能够发出荧光,当胆固醇与这些氨基酸结合,会使荧光强度降低。为研究小窝蛋白中间区段与胆固醇的结合位点,分别向小窝蛋白的肽段 1 ( 82~101 位氨基酸)和肽段 2 ( 101~126 位氨基酸)加入胆固醇,检测不同肽段的荧光强度变化,结果如图 2 。据此分析, __________ 。
( 4 )当小窝中结合的胆固醇过少时,小窝蛋白的 __________ 结构改变,小窝会变扁平,影响细胞的信息传递功能。
( 1 ) 脂质(或 “ 磷脂 ” ) 核糖体 (粗面)内质网 高尔基体 流动性
( 2 ) 疏水性 细胞质基质
( 3 )胆固醇与肽段 1 中的氨基酸结合,而不与肽段 2 结合
( 4 )空间
【分析】
细胞膜的骨架为磷脂双分子层,由于细胞内外都是水分为主的环境 , 因此外面那层磷脂分子,亲水的头部在外 , 疏水的尾部在内,而内部磷脂分子层 , 则是亲水的头部在内 , 疏水的尾部在外。蛋白质在核糖体上合成后需要在内质网和高尔基体的加工,成为成熟的蛋白质,就是经过盘曲折叠,形成具有空间结构的蛋白质,此时的蛋白质具有生物活性的。
( 1 )
由题知小窝是细胞膜内陷形成的囊状结构,细胞膜的主要成分是磷脂和蛋白质,磷脂属于脂质,所以小窝的主要成分是蛋白质和磷脂;小窝蛋白也是一种蛋白质,合成蛋白质的场所是核糖体,所以小窝蛋白的合成也是在核糖体;分泌蛋白的形成与核糖体、内质网、高尔基体、线粒体有关,在核糖体上合成的蛋白质需要在内质网和高尔基体上进行加工,形成具有活性的蛋白质;分泌蛋白在细胞内合成,以囊泡的形式运输到细胞外,该过程体现了细胞膜的流动性。
( 2 )
细胞膜是以磷脂双分子层为基本骨架,磷脂双分子层的头部是亲水的,尾部疏水的,中间区段主要疏水的;其他区段分布在细胞质基质。
( 3 )
由题知胆固醇与这些氨基酸结合,会使荧光强度降低,观察图发现只有肽段 1 出现了降低,所以对比肽段 1 、肽段 2 ,可以得出小窝蛋白中间区段与胆固醇的结合位点在肽段 1 中。
( 4 )
小窝是细胞膜内陷形成的囊状结构,细胞膜的主要成分是磷脂和蛋白质,胆固醇过少时,小窝蛋白的空间结构改变,影响蛋白质的活性。
【点睛】
本题主要以小窝是细胞膜内陷形成的囊状结构,为背景考察细胞膜的相关知识,同时还考察考生对图表分的分析能力及从题干中获取信息的能力。
细胞是一个有机的统一整体:
1、细胞主要由细胞膜、细胞质和细胞核组成,是生命活动的基本单位。
2、细胞能够正常完成各项生命活动的前提条件是细胞保持完整性。
3、植物细胞和动物细胞的区别是有液泡和细胞壁,动物细胞有中心体。植物细胞有叶绿体。
4、植物细胞的外面还有一层细胞壁,化学成分是纤维素和果胶。
5、植物细胞壁的功能是支持和保护的作用。
6、最能体现细胞与细胞之间功能差异的是:细胞器的种类和数量。
(1)细胞膜的结构:
①细胞膜主要成分:脂质和蛋白质,还有少量糖类;
②细胞膜成分特点:脂质中磷脂最丰富,功能越复杂的细胞膜,蛋白质种类和数量越多。
③欧文顿得出的结论是:细胞膜是由脂质组成的。科学家用丙酮从人的红细胞中提取脂质,在空气—水界面上铺展成单分子层的面积是红细胞表面积的2倍,得出的结论是:细胞膜中的脂质分子排列为连续的两层。科学家用发绿色荧光和红色荧光的染料标记小鼠细胞和人细胞表面的蛋白质分子,然后将两种细胞融合,得出的结论是:细胞膜具有流动性。
(2)细胞膜的功能:
①将细胞与环境分隔开,保证细胞内部环境的相对稳定;
②控制物质出入细胞;
③进行细胞间信息交流。
(3)细胞器的结构和功能:
细胞质基质富含水、无机盐、脂质、糖类、氨基酸、核苷酸和多种酶等,为细胞进行各种生理活动提供必需的物质条件,同时也可在其内进行多种化学反应,因此它是活细胞进行新陈代谢的主要场所。值得注意的是,细胞质基质中不含有DNA,而是含有RNA。
分泌蛋白的过程:
(4)细胞核的结构和功能:
①细胞核的结构:核膜、核仁、染色质核膜——是选择透过性膜,但不是半透膜。
染色质——DNA+蛋白质。
染色质和染色体是细胞中同一种物质和不同时期的两种形态功能。
核孔——核质之间进行物质交换的孔道。
②细胞核的功能:细胞核是遗传物质储存和复制的场所,是细胞遗传特性和细胞代谢活动的控制中心。细胞核在生命活动中起着决定作用。
(5)血细胞和血红蛋白:机体缺铁时,血红蛋白的合成量会减少;成熟红细胞中没有血红蛋白mRNA的合成;血红蛋白基因突变可导致镰刀型细胞贫血症。
血细胞的组成:红细胞和淋巴细胞
(6)神经细胞即神经元和神经胶质细胞胶质细胞的主要功能:
①支持作用;②绝缘作用;③屏障作用;④营养性作用;⑤修复和再生作用;⑥维持神经元周围的K+平衡;⑦摄取神经递质。
神经元的基本结构:可分为细胞体和突起两部分。胞体包括细胞膜、细胞质和细胞核;突起由胞体发出,分为树突(dendrite)和轴突(axon)两种。树突较多,粗而短,反复分支,逐渐变细;轴突一般只有一条,细长而均匀,中途分支较少,末端则形成许多分支,每个分支末梢部分膨大呈球状,称为突触小体。
(7)含核糖体和高尔基体均较多的细胞:胰腺细胞。
(8)动物细胞和植物细胞结构区别是植物细胞有细胞壁。由果胶和纤维素组成的,具有保护和支持的作用。动物细胞有中心体,是有丝分裂过程中的重要细胞器。
细胞主要由细胞膜、细胞质和细胞核组成。是生命活动的基本单位。
细胞能够正常完成各项生命活动的前提条件是细胞保持完整性。
植物细胞和动物细胞的区别是有液泡和细胞壁,动物细胞有中心体。植物细胞有叶绿体。
植物细胞的外面还有一层细胞壁,化学成分是纤维素和果胶。
植物细胞壁的功能是支持和保护的作用。
最能体现细胞与细胞之间功能差异的是:细胞器的种类和数量。
(1)细胞膜的结构和功能:
①细胞膜主要成分:脂质和蛋白质,还有少量糖类;
②细胞膜成分特点:脂质中磷脂最丰富,功能越复杂的细胞膜,蛋白质种类和数量越多。
③欧文顿得出的结论是:细胞膜是由脂质组成的。科学家用丙酮从人的红细胞中提取脂质,在空气—水界面上铺展成单分子层的面积是红细胞表面积的2倍,得出的结论是:细胞膜中的脂质分子排列为连续的两层。科学家用发绿色荧光和红色荧光的染料标记小鼠细胞和人细胞表面的蛋白质分子,然后将两种细胞融合,得出的结论是:细胞膜具有流动性。
细胞膜的功能: ①将细胞与环境分隔开,保证细胞内部环境的相对稳定;②控制物质出入细胞;③进行细胞间信息交流。
(2)细胞器的结构和功能:
细胞质基质富含水、无机盐、脂质、糖类、氨基酸、核苷酸和多种酶等,为细胞进行各种生理活动提供必需的物质条件,同时也可在其内进行多种化学反应,因此它是活细胞进行新陈代谢的主要场所。值得注意的是,细胞质基质中不含有DNA,而是含有RNA。
分泌蛋白的过程:
(3)细胞核的结构和功能:
①细胞核的结构:核膜、核仁、染色质核膜——是选择透过性膜,但不是半透膜。
染色质——DNA+蛋白质。
染色质和染色体是细胞中同一种物质和不同时期的两种形态功能。
核孔——核质之间进行物质交换的孔道。
②细胞核的功能:细胞核是遗传物质储存和复制的场所,是细胞遗传特性和细胞代谢活动的控制中心。细胞核在生命活动中起着决定作用。
(4)血细胞和血红蛋白:机体缺铁时,血红蛋白的合成量会减少;成熟红细胞中没有血红蛋白mRNA的合成;血红蛋白基因突变可导致镰刀型细胞贫血症。
血细胞的组成:红细胞和淋巴细胞
(5)神经细胞即神经元和神经胶质细胞胶质细胞的主要功能:
①支持作用;②绝缘作用;③屏障作用;④营养性作用;⑤修复和再生作用;⑥维持神经元周围的K+平衡;⑦摄取神经递质。
神经元的基本结构:可分为细胞体和突起两部分。胞体包括细胞膜、细胞质和细胞核;突起由胞体发出,分为树突(dendrite)和轴突(axon)两种。树突较多,粗而短,反复分支,逐渐变细;轴突一般只有一条,细长而均匀,中途分支较少,末端则形成许多分支,每个分支末梢部分膨大呈球状,称为突触小体。
(6)含核糖体和高尔基体均较多的细胞:胰腺细胞。
(7)动物细胞和植物细胞结构区别是植物细胞有细胞壁。由果胶和纤维素组成的,具有保护和支持的作用。动物细胞有中心体,是有丝分裂过程中的重要细胞器。
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