阅读下列材料,回答问题。
迁移小体的发现及其功能
细胞器是细胞质中具有特定形态和功能的微结构,这些结构相对独立又紧密联系。清华大学俞立教授课题组在研究细胞迁移的过程中发现了一类新的细胞器,研究人员推测其在细胞迁移过程中具有确定路径和方向的作用,将其命名为迁移小体。
研究者以普通大鼠肾脏细胞为研究对象,发现这些细胞在迁移的过程中会将由其收缩纤维留在胞体后侧。在收缩纤维的横截面处会有很多直径约为 3μm 的囊泡,即为迁移小体。最终,这些迁移小体会释放到胞外并被周围细胞所吞噬。
迁移小体是如何产生的呢?课题组通过密度梯度离心的方法得到了细胞裂解物的不同组分,经分析筛选,得到了迁移小体的特异性蛋白 TSPAN4 。进一步研究发现, TSPAN4 蛋白和胆固醇对迁移小体的形成具有关键作用,并提出了迁移小体形成的理论模型:细胞迁移导致 TSPAN4 蛋白及胆固醇在收缩丝的局部高度富集,增加了富集区域膜的弯曲度,从而形成迁移小体结构。
迁移小体除了与细胞迁移有关,是否还参与了其它的生物学过程呢?研究人员发现,斑马鱼在胚胎发育的某些阶段会产生大量的迁移小体,并且在胚胎发育过程中呈现特定的时空分布。进一步研究发现,迁移小体中存在大量的信号分子,包括趋化因子、细胞因子和生长因子等,这些信号分子会随迁移小体的分布形成局部区域信号中心,调节斑马鱼的器官发育。
( 1 )研究发现在细胞迁移过程中,胞体持续地向迁移小体中运输胞内物质,为后续细胞的迁移提供路线信息,表明迁移小体与细胞间的 ________ 有关。
( 2 )分析上文内容,请写出迁移小体的主要化学成分及功能。主要化学成分: ___ ,功能: ______ 。
( 3 )恶性肿瘤的转移往往是肿瘤治疗失败的主要原因,科学家推测肿瘤的转移与迁移小体的产生有关。根据上文中的研究成果,请你提出一种可能对抑制肿瘤转移有利的治疗思路。 _________
信息交流 磷脂和蛋白质 调节胚胎发育;为细胞迁移提供了路径和方向信息 抑制 TSPAN4 蛋白及胆固醇合成相关基因的表达,抑制肿瘤的转移
【分析】
依据题干信息 “TSPAN4 蛋白和胆固醇对迁移小体的形成具有关键作用 ” 、 “ 研究人员推测其在细胞迁移过程中具有确定路径和方向的作用 ”’ 、 “ 调节斑马鱼的器官发育 ” 等可知迁移小体能进行细胞间的信息交流以及促进胚胎发育等功能,据此作答。
【详解】
( 1 )胞体持续地向迁移小体中运输胞内物质,为后续细胞的迁移提供路线信息,体现了迁移小体与细胞间进行信息交流的功能。
( 2 )迁移小体的主要化学成分磷脂和蛋白质;依据题干信息 “ 胚胎发育的某些阶段会产生大量的迁移小体 ” 及( 1 )问中 “ 胞体持续地向迁移小体中运输胞内物质,为后续细胞的迁移提供路线信息 ” 可知迁移小体具有调节胚胎发育和为细胞迁移提供了路径和方向信息等功能。
( 3 )根据题干信息 “TSPAN4 蛋白和胆固醇对迁移小体的形成具有关键作用 ” 可知,通过抑制 TSPAN4 蛋白及胆固醇合成相关基因的表达,可能会抑制肿瘤的转移。
【点睛】
本题以迁移小体一种新型细胞器为背景知识,题目新颖,考查了考生的理解与应用能力以及分析与推理能力。
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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