何小彪
摘要通過(guò)設(shè)計(jì)“微專題”,對(duì)紅細(xì)胞常見(jiàn)的考點(diǎn)歸類總結(jié),并結(jié)合典型例題進(jìn)行了分析,為高三生物紅細(xì)胞考點(diǎn)的復(fù)習(xí)備考提供參考。
關(guān)鍵詞微專題 高三生物 復(fù)習(xí)備考 紅細(xì)胞
所謂“微專題”是指立足于學(xué)情、教情和考情,切口小、角度新與針對(duì)性強(qiáng)的微型復(fù)習(xí)專題,力求解決復(fù)習(xí)課中的真問(wèn)題、小問(wèn)題和實(shí)問(wèn)題。紅細(xì)胞是動(dòng)物體內(nèi)一種重要的細(xì)胞,常作為生物學(xué)科某些領(lǐng)域研究的材料。高中教材中提及的紅細(xì)胞主要包括哺乳動(dòng)物成熟的紅細(xì)胞、蛙的紅細(xì)胞和雞的紅細(xì)胞。由于紅細(xì)胞是比較特殊的細(xì)胞,高考中經(jīng)常出現(xiàn)相關(guān)的試題。下面對(duì)有關(guān)紅細(xì)胞的考點(diǎn)進(jìn)行歸類總結(jié),希望對(duì)高三的復(fù)習(xí)備考有所裨益。
1紅細(xì)胞與物質(zhì)的跨膜運(yùn)輸
紅細(xì)胞中含有血紅蛋白,血紅蛋白能和空氣中的O2結(jié)合,因此紅細(xì)胞能通過(guò)血紅蛋白將吸入肺泡中的O:運(yùn)送給組織,而組織細(xì)胞新陳代謝產(chǎn)生的一部分C02也通過(guò)紅細(xì)胞運(yùn)到肺部,再通過(guò)肺泡同體外的O2進(jìn)行氣體交換,將C02排出體外。人類成熟紅細(xì)胞呈雙凹圓盤(pán)狀,紅細(xì)胞的這種形態(tài)使它具有較大的表面積,有利于與周圍血漿充分進(jìn)行氣體交換,從而最大限度地實(shí)現(xiàn)O2和C02跨膜運(yùn)輸。
[例1]己知肺泡壁和毛細(xì)血管壁均由一層細(xì)胞構(gòu)成,O2必須經(jīng)血紅蛋白運(yùn)輸。空氣中的O2進(jìn)入人體組織細(xì)胞并參與葡萄糖的氧化分解,至少需要通過(guò)幾層由磷脂雙分子組成的膜(
)
A.11 B.10 C.9 D.8
解析:O2參與有氧呼吸的第三階段,該階段是在線粒體內(nèi)膜上進(jìn)行的。所以空氣中的O2進(jìn)入人體組織細(xì)胞參與有氧呼吸的過(guò)程可表示為:離開(kāi)肺泡(1層細(xì)胞2層膜)→進(jìn)入毛細(xì)血管(1層細(xì)胞2層膜)→進(jìn)入紅細(xì)胞(1層膜)→運(yùn)輸?shù)浇M織器官→離開(kāi)紅細(xì)胞(1層膜)→離開(kāi)毛細(xì)血管(1層細(xì)胞2層膜)→進(jìn)入組織細(xì)胞(1層膜)→進(jìn)入線粒體(內(nèi)外2層膜)。共計(jì)通過(guò)11層由磷脂雙分子組成的膜。
參考答案:A。
2蛙的紅細(xì)胞與無(wú)絲分裂
無(wú)絲分裂又叫核粒紐絲分裂,是最早被發(fā)現(xiàn)的一種細(xì)胞分裂方式。早在1841年,雷馬克在雞胚的血細(xì)胞中觀察到了這種分裂方式。到了1882年,弗來(lái)明又對(duì)此進(jìn)行了研究,發(fā)現(xiàn)其分裂過(guò)程中沒(méi)有紡綞絲和染色體的變化,所以他稱這種分裂方式為無(wú)絲分裂。在無(wú)絲分裂的過(guò)程中,核膜和核仁都不消失,沒(méi)有染色體的出現(xiàn),當(dāng)然也就看不到染色體的規(guī)律性變化。但是,這并不說(shuō)明染色質(zhì)沒(méi)有發(fā)生深刻的變化,實(shí)際上染色質(zhì)也要進(jìn)行復(fù)制,并且細(xì)胞要增大,當(dāng)細(xì)胞核體積增大一倍時(shí),細(xì)胞核就延長(zhǎng),中部向內(nèi)凹進(jìn),縊裂成兩個(gè)細(xì)胞核,核中的遺傳物質(zhì)就分配到兩個(gè)細(xì)胞核中去,進(jìn)而整個(gè)細(xì)胞從中部縊裂成兩個(gè)部分。這種分裂方式常出現(xiàn)于高度分化成熟的組織中,如蛙的紅細(xì)胞的分裂、某些植物的胚乳細(xì)胞的分裂等。
[例2]蛙的紅細(xì)胞的無(wú)絲分裂過(guò)程和其他細(xì)胞的有絲分裂相比,下列敘述正確的是(
)
A.沒(méi)有DNA和染色體的復(fù)制
B.分裂過(guò)程中沒(méi)有出現(xiàn)紡錘體和染色體的變化
C.分裂過(guò)程中細(xì)胞核縊裂成兩個(gè)細(xì)胞核,因此子細(xì)胞中染色體減少一半
D.無(wú)絲分裂只發(fā)生在原核生物的細(xì)胞分裂中,有絲分裂只發(fā)生在真核生物的細(xì)胞分裂中
解析:無(wú)絲分裂是真核細(xì)胞的增殖方式之一,其分裂過(guò)程為:細(xì)胞核延長(zhǎng)→細(xì)胞核縊裂→細(xì)胞質(zhì)縊裂一形成兩個(gè)子細(xì)胞。無(wú)絲分裂過(guò)程中沒(méi)有出現(xiàn)紡錘體和染色體的變化,但是有染色體的復(fù)制,所以子細(xì)胞中染色體與親代的相同。
答案:B。
3哺乳動(dòng)物紅細(xì)胞的生命歷程
哺乳動(dòng)物紅細(xì)胞的發(fā)生是一個(gè)連續(xù)發(fā)展過(guò)程:多能干細(xì)胞(造血干細(xì)胞)一單能干細(xì)胞一原始紅細(xì)胞一幼紅細(xì)胞(分早、中、晚三個(gè)時(shí)期)一網(wǎng)織紅細(xì)胞一成熟紅細(xì)胞。在成熟過(guò)程中,血紅蛋白的含量逐漸增加,細(xì)胞核活性逐漸衰減,最后排出,從晚幼紅細(xì)胞開(kāi)始失去分裂能力。成熟紅細(xì)胞無(wú)細(xì)胞核、細(xì)胞器,細(xì)胞質(zhì)存在大量的血紅蛋白,不能進(jìn)行核酸和蛋白質(zhì)的合成。但成熟紅細(xì)胞能夠正常執(zhí)行生理功能和外界進(jìn)行物質(zhì)、能量交換。
[例3](2013·四川高考)哺乳動(dòng)物紅細(xì)胞的部分生命歷程如圖1所示,圖中除成熟紅細(xì)胞外,其余細(xì)胞中均有核基因轉(zhuǎn)錄的RNA。下列敘述錯(cuò)誤的是
A.成熟紅細(xì)胞在細(xì)胞呼吸過(guò)程中不產(chǎn)生二氧化碳
B.網(wǎng)織紅細(xì)胞仍然能夠合成核基因編碼的蛋白質(zhì)
C.造血干細(xì)胞與幼紅細(xì)胞中基因的執(zhí)行情況不同
D.成熟紅細(xì)胞衰老后控制其凋亡的基因開(kāi)始表達(dá)
解析:哺乳動(dòng)物成熟紅細(xì)胞無(wú)線粒體,只能通過(guò)無(wú)氧呼吸獲得能量,因此呼吸過(guò)程中的產(chǎn)物是乳酸;由于網(wǎng)織紅細(xì)胞含有核基因轉(zhuǎn)錄的RNA,因此能通過(guò)翻譯合成核基因編碼的蛋白質(zhì);造血干細(xì)胞與幼紅細(xì)胞之間形態(tài)、結(jié)構(gòu)和功能的穩(wěn)定性差異是細(xì)胞分化的結(jié)果,細(xì)胞分化的本質(zhì)是基因的選擇性表達(dá);因?yàn)槌墒旒t細(xì)胞無(wú)核基因轉(zhuǎn)錄的RNA,因此紅細(xì)胞成熟前控制其凋亡的基因已經(jīng)表達(dá)。
答案:D。
4人的紅細(xì)胞與血型決定
人的紅細(xì)胞上的不同抗原構(gòu)成了人的不同血型。目前發(fā)現(xiàn)的人類血型系統(tǒng)有35個(gè),但在臨床試驗(yàn)中,ABO血型系統(tǒng)和Rh血型系統(tǒng)的臨床意義最為重要。例如,人的ABO血型中就分為A型、B型、AB型和O型4種。因?yàn)槿说难涂乖镔|(zhì)都是蛋白質(zhì),所以人的血型是由基因決定的。人的ABO血型是由三個(gè)基因決定的,它們分別是I和i。但是,對(duì)于每一個(gè)人來(lái)說(shuō),只可能有其中的兩個(gè)基因。在這3個(gè)基因中,I和I都對(duì)i為顯性,而I和I之間則是共顯性。人類的ABO血型和基因型的關(guān)系如表1所示。
[例4](2016·江蘇高考)(多選)人類ABO血型由9號(hào)染色體上的3個(gè)復(fù)等位基因(I、B和i)決定,血型的基因型組成見(jiàn)表2。若一AB型血紅綠色盲男性和一0型血紅綠色盲攜帶者的女性婚配,下列敘述正確的是(
)
A.他們生A型血色盲男孩的概率為1/8
B.他們生的女兒色覺(jué)應(yīng)該全部正常
C.他們A型血色盲兒子和A型血色覺(jué)正常女性婚配,有可能生O型血色盲女兒
D.他們B型血色盲女兒和AB型血色覺(jué)正常男性婚配,生B型血色盲男孩的概率為1/4
解析:設(shè)色盲的相關(guān)基因是D、d,根據(jù)題意可知,AB型血紅綠色盲男性和0型血紅綠色盲攜帶者女性的基因型分別是pIBXay和iiXDXd,他們生A型血色盲男孩的概率為1/2x1/4=1/8;女兒色覺(jué)可能的基因型是故有可能是紅綠色盲患者;A型血色盲兒子的基因型為IAiXdY,A型血色覺(jué)正常女性的基因型為兩者婚配,有可能生出O型血色盲女兒;B型血色盲女兒的基因型為,AB型血色覺(jué)正常男性的基因型為Y,兩者婚配,生B型血色盲男孩的概率為1/2x1/2=1/4。
答案:ACD。
5雞的紅細(xì)胞與DNA的粗提取
DNA的粗提取是高中人教版生物《選修1·生物技術(shù)實(shí)踐》專題5課題1的內(nèi)容。原則上,凡是含有DNA的生物材料都適合做DNA的提取,但是,選用DNA含量相對(duì)較高的生物組織,成功的可能性更大。本實(shí)驗(yàn)通常以雞血為實(shí)驗(yàn)材料,原因有:①雞血細(xì)胞核的DNA含量豐富,且材料易得;②雞血細(xì)胞極易吸水漲破,而用動(dòng)物肝臟細(xì)胞作實(shí)驗(yàn)材料常常需要?jiǎng)驖{和離心,對(duì)設(shè)備要求較高,操作繁瑣,歷時(shí)較長(zhǎng)。
[例5]關(guān)于DNA粗提取實(shí)驗(yàn)材料的選擇,也經(jīng)過(guò)了多次實(shí)驗(yàn)結(jié)果的比較,最終選擇了雞血做實(shí)驗(yàn)材料,請(qǐng)回答:
(1)最終選擇雞血作為實(shí)驗(yàn)材料,是因?yàn)榧译u屬于鳥(niǎo)類,新陳代謝旺盛,因而血液中______細(xì)胞數(shù)目較多,且這類細(xì)胞具有______,可以提供豐富的DNA。
(2)實(shí)驗(yàn)前可以通過(guò)______或______二種方法使雞血細(xì)胞沉淀于試管底部,以便除去血清。
(3)在牧區(qū)采集牛、羊和馬血比較方便,但若用這些實(shí)驗(yàn)材料完成實(shí)驗(yàn),則很難提取到DNA,這是因?yàn)椴溉閯?dòng)物血中紅細(xì)胞在結(jié)構(gòu)上______,而白細(xì)胞數(shù)量______。
(4)若改用哺乳動(dòng)物的肝臟作為DNA粗提的實(shí)驗(yàn)材料是否可行?______若可行,應(yīng)對(duì)材料作怎樣的處理,使其核物質(zhì)釋放出來(lái)?______。
參考答案:(1)紅細(xì)胞核(2)離心靜置(3)無(wú)細(xì)胞核少(4)可行先將肝臟切碎、研磨,然后加入蒸餾水
綜上所述,在高三生物復(fù)習(xí)備考中應(yīng)用“微專題”教學(xué)可以歸類和梳理相關(guān)考點(diǎn)的??寄P图敖忸}方法,能夠有效地突破復(fù)習(xí)的重難點(diǎn)知識(shí),實(shí)現(xiàn)科學(xué)高效地復(fù)習(xí)備考。所以,在高三復(fù)習(xí)教學(xué)過(guò)程中,努力設(shè)計(jì)“微專題”教學(xué)課是生物教育工作者值得嘗試和踐行的一項(xiàng)工作。