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第二节　细胞膜控制细胞与周围环境的联系
概述细胞都由质膜包裹,质膜将细胞与其生活环境分开,能控制物质进出,并参与细胞间的信息交流。
1.通过模拟实验探究膜的透过性,分析质膜对物质出入的选择透过性。
2.通过分析质膜的结构组成与功能的关系,形成结构与功能观。
3.分析生物膜的结构模型,并能利用模型解释生物膜相关功能。
一、活动:通过模拟实验探究膜的透过性
1.实验原理
(1)透析膜:一种半透膜,水等小分子和离子可以自由通过,而蛋白质、淀粉等大分子则无法通过。
(2)实验所需的两种物质。
①淀粉:生物大分子,与碘-碘化钾溶液反应变蓝色。
②葡萄糖:小分子单糖,与本尼迪特试剂反应,在热水浴条件下产生红黄色沉淀。
2.实验设置
3.实验现象与结论
组别 现象 结论
A 烧杯内棕色;透析袋内为蓝色 淀粉不能通过透析膜,碘能通过透析膜 透析膜具有半透性,推测细胞膜对物质的进出具有选择透过性
B 从烧杯内取出的蒸馏水出现红黄色沉淀 葡萄糖能通过透析膜
　清水煮菠菜,煮后的水变绿,试分析原因。
提示:菠菜经水煮,细胞膜失去选择透过性,细胞内的色素(叶绿素)进入水中,因此水会变绿。
二、细胞膜具有选择透过性
1.细胞膜
也称为质膜,是细胞的边界,将细胞内与外界环境分隔开。
2.选择透过性
细胞膜可以控制物质进出,选择性地吸收营养物质和排出代谢产物,保持细胞内生化反应有序进行,这一特性称为细胞膜的选择透过性。
细胞膜将细胞和外界环境分隔开,是单纯的隔离作用吗 并说明理由。
提示:不是;细胞膜不仅可以将细胞和外界环境分隔开以保障细胞内部环境的相对稳定,还能控制物质进出细胞,细胞需要的营养物质可以从外界进入细胞,不需要的或有害的物质不容易进入细胞。
三、细胞膜主要由磷脂和蛋白质构成
1.磷脂
(1)结构模型。
(2)模型解读。
①磷脂一端为“头”,含有P元素,具有亲水性,也称极性。
②磷脂另一端为“尾”,含有2条长长的脂肪酸链,具有疏水性,也称非极性。
(3)磷脂双分子层(细胞膜的基本骨架)。
在水中,不同磷脂分子疏水性的尾部相对排列,内部形成一个疏水的环境,亲水性的头部朝向外侧,与水接触,这种双层结构称为磷脂双分子层。
2.膜蛋白
(1)特性:有水溶性部分和脂溶性部分。通常细胞的功能越多,其膜蛋白的种类和数量就越多。
(2)功能。
①选择性地吸收或排出特定物质,控制其进出细胞,这类膜蛋白称为转运蛋白。
②催化特定化学反应。
③将同一组织的相邻细胞紧密连接在一起。
④在细胞与外界的信息交流和细胞识别中发挥重要作用。
3.胆固醇
(1)分布及部位:存在于动物细胞膜中,主要位于磷脂双分子层的疏水环境中。
(2)结构特点:具有一个很小的亲水基团,与磷脂头部连接。
(3)功能。
①通过与磷脂脂肪酸链的相互作用,限制磷脂分子运动、增加磷脂分子有序性。
②将磷脂分子分隔开以增强其运动性。
1.科学家在实验中发现,脂溶性物质能够优先通过细胞膜,并且细胞膜能够被溶解脂类物质的溶剂溶解,说明细胞膜中具有什么成分 判断的依据是什么
提示:细胞膜中含有脂质。根据“相似相溶”原理。
2.人的消化液中含有许多能水解蛋白质的物质,称为蛋白酶。蛋白酶可以专一分解蛋白质。用蛋白酶处理细胞膜,会破坏细胞膜结构的完整性,据此推断细胞膜中含有什么物质
提示:细胞膜中含有蛋白质。
四、生物膜具有流动性
1.生物膜的概念及特点
(1)概念:细胞内所有的膜称为生物膜。
(2)特点:不同部位的膜功能不同,但具有相似的物质组成和空间结构。
2.流动镶嵌模型的主要内容
(1)磷脂双分子层构成了生物膜的基本骨架。
(2)蛋白质分子有的镶在磷脂双分子层表面,有的全部或部分嵌入磷脂双分子层中,有的贯穿于整个磷脂双分子层,体现了膜内外结构的不对称性。
(3)磷脂和蛋白质的位置不是固定的,生物膜具有一定流动性。
　教材“荧光标记的小鼠细胞和人细胞融合实验”中,两种颜色的荧光在整个细胞中都呈均匀分布,该结果可以说明什么 若在20 ℃条件下进行该实验,细胞融合后两种膜蛋白平均分布的时间大大延长,若在1 ℃条件下,两种膜蛋白便难以平均分布,上述实验又说明什么
提示:构成膜结构的蛋白质分子是可以运动的。温度影响膜的流动性(合理即可)。
五、细胞壁是植物、真菌和大多数原核细胞的外层结构
1.植物的细胞壁
(1)主要成分:纤维素,此外还含有果胶等。
(2)特点:具有全透性,水、离子和其他分子都极易通过细胞壁的空隙,与细胞的选择透过性无关。
(3)作用:①保护细胞,维持细胞形态,加强细胞的机械强度。②参与细胞间的相互粘连,是激素等化学信号传递的介质和通路。
2.其他细胞壁
真菌和大多数原核细胞同样具有细胞壁,但组成物质和结构与植物不同。
[自主学习检测]——教材基础熟记于心
1.磷脂分子由亲水“头”部和疏水“尾”部构成,含C、H、O、P四种元素,有些磷脂还含有N元素。(　√　)
2.模拟探究膜的透过性实验中,透析膜对分子的进出具有选择透过性。(　×　)
提示:透析膜允许小分子物质通过,大分子物质不能通过,具有半透性。
3.若某细胞具有细胞壁,可以判定该生物肯定不是动物。(　√　)
4.环境温度较高时,胆固醇有助于保持细胞膜的柔韧性,细胞膜外侧磷脂分子中胆固醇的含量往往高于内侧,因此内侧的磷脂活动性较强。(　×　)
提示:环境温度较低时,胆固醇有助于保持细胞膜的柔韧性,细胞膜外侧磷脂分子中胆固醇的含量往往高于内侧,因此内侧的磷脂活动性较弱。
5.不同细胞膜中各组分的含量不同,与细胞的功能有关,如功能复杂的膜中,蛋白质的种类少但数量多。(　×　)
提示:不同细胞膜中各组分的含量不同,与细胞的功能有关,功能复杂的膜中,蛋白质的种类和数量多。
6.在细胞膜的外侧,有多糖和蛋白质相连,构成糖蛋白。糖蛋白分布在细胞膜外,是判断膜内外侧的主要依据。(　√　)
7.磷脂分子、膜蛋白及胆固醇共同构成了生物膜的基本骨架。(　×　)
提示:生物膜的基本骨架由磷脂双分子层构成。
8.红细胞吸水达到一定程度会涨破,体现了细胞膜具有流动性。(　√　)
任务一　探究膜的透过性
[任务突破]
比较半透膜与选择透过性膜
项目 半透膜 选择透过性膜
特性 小分子、离子能透过,大分子不能透过 水自由通过,被选择的离子和其他小分子可以通过,其他则不能通过
性质 半透性(透过物质取决于孔的大小) 选择透过性(主要取决于膜上蛋白质和能量供应)
状态 无生物活性 有生物活性
功能 渗透作用 渗透作用和其他生命活动
[迁移应用]
[典例1] 分别将淀粉溶液和葡萄糖溶液装入半透膜制成的透析袋内,再将透析袋置于蒸馏水中。装置静置一段时间后,A组在蒸馏水中加入适量碘-碘化钾溶液,B组在蒸馏水中加入本尼迪特试剂。下列叙述正确的是(　A　)
A.A组、B组透析袋都会出现涨大的现象
B.A组透析袋内外的溶液将变蓝
C.B组透析袋内外都出现红黄色
D.B组透析袋内葡萄糖溶液浓度增大
解析:A组和B组透析袋内分别为淀粉溶液和葡萄糖溶液,二者浓度均大于蒸馏水的浓度,所以均会发生渗透吸水现象,透析袋体积都会增大;A组中的淀粉不能通过透析袋,而碘可以通过透析袋,所以A组中透析袋内的溶液变为蓝色,蒸馏水处不变蓝;本尼迪特试剂与还原糖需要在热水浴条件下反应出现红黄色,B组中透析袋内的葡萄糖可以透过透析袋,但透析袋内、外的溶液不会出现红黄色;由于葡萄糖可以通过透析袋外渗,同时水分子可以内渗,所以B组透析袋内葡萄糖溶液浓度会减小。
任务二　探究细胞膜的结构与功能
[任务突破1]
1.分析细胞膜的成分组成
(1)不同细胞膜的成分种类一般相同,但各组分的含量不同。功能越复杂的膜中,蛋白质的种类和数量越多。
(2)细胞膜的成分是可变的,如细胞癌变过程中,细胞膜的成分发生变化,糖蛋白含量下降,有的产生甲胎蛋白(AFP)、癌胚抗原(CEA)等物质。
(3)糖类分别与蛋白质和脂质结合形成糖蛋白和糖脂,都与细胞识别作用有关。糖蛋白分布于细胞膜外侧,据此可判断细胞的内、外侧。
2.辨析细胞膜的三大功能
功能 说明
保护细胞 内部结构 细胞膜是细胞的边界,将细胞内与外界环境分隔开,是外界物质进入细胞的屏障
控制物质 出入细胞 选择性地吸收营养物质和排出代谢产物
进行细胞 间的信息 交流 通过信息分子间接交流,如内分泌细胞分泌的激素随血液到达全身各处,作用于目标细胞
细胞间直接交流,如精子和卵细胞之间的识别和结合
经特殊通道交流,如高等植物细胞间通过胞间连丝进行信息交流
[迁移应用]
[典例2-1] (2022·宁波高一期末)科学家在实验中发现,脂溶性物质能够优先通过细胞膜,并且细胞膜会被溶解脂质物质的溶剂溶解,也会被蛋白酶分解,这些事实说明了组成细胞膜的物质中有(　C　)
A.糖类和脂质 B.糖类和蛋白质
C.脂质和蛋白质 D.蛋白质和核酸
解析:分析题中的实验结果,脂溶性物质能够优先通过细胞膜,并且细胞膜会被溶解脂质物质的溶剂溶解,这说明细胞膜的成分中含有脂质;细胞膜还能被蛋白酶分解,说明细胞膜的成分中含有蛋白质。
[任务突破2]
细胞膜的功能与结构的关系
[迁移应用]
[典例2-2] (2022·七彩阳光高考研究联盟高一期中)血液透析膜是人工肾工作原理的结构和功能基础。当肾病患者的血液流经人工肾时,血液透析膜能够把血液中的代谢废物滤去,然后把过滤后的血液返回病人体内。这是质膜在医学方面的应用,体现了质膜具有(　C　)
A.全透性 B.半透性
C.选择透过性 D.一定的流动性
解析:由题意可知,透析型人工肾的作用是把病人血液中的代谢废物透析掉,其他物质保留在血液内,这模拟了生物膜的选择透过性,体现了质膜具有选择透过性。
[任务突破3]
生物膜流动镶嵌模型认知中的常见误区
(1)生物膜的流动镶嵌模型是一种物理模型,是根据科学事实制作的,不是真实的膜结构。
(2)模型中含有胆固醇,膜表面含有糖蛋白,因此该模型是细胞膜的结构模型,而不能表示其他膜结构模型。
(3)同种生物的相同细胞在不同时期,细胞膜的成分和物质含量会发生变化。同种生物不同细胞、不同生物的细胞,细胞膜的成分和物质含量也不同。
(4)构成动物细胞膜的脂质除磷脂外,还有胆固醇。
(5)不同生理状态下质膜的成分及功能分析。
①衰老细胞的质膜的通透性发生改变,物质运输功能下降。
②代谢旺盛的细胞,物质运输速度快,需要的载体种类和数目多,质膜上的蛋白质种类和含量较多。
③模型中的糖蛋白仅位于膜的外侧。
[迁移应用]
[典例2-3] (2022·丽水高一期末)真核细胞的细胞膜结构模型如图所示,①～③表示物质。下列叙述错误的是(　A　)
A.细胞膜的基本骨架由①②构成
B.细胞之间的相互识别与③有关
C.细胞膜的功能主要通过①来实现
D.细胞膜流动性的大小受温度的影响
解析:细胞膜的基本骨架由②磷脂双分子层构成;③表示糖蛋白,细胞之间的相互识别与③糖蛋白有关;图中①表示蛋白质,蛋白质在细胞膜行使功能时起重要作用,功能越复杂的细胞膜,蛋白质的种类和数量越多,所以细胞膜的功能主要通过①蛋白质来实现;温度会影响物质的热运动,所以细胞膜流动性的大小受温度的影响。
基础达标练
1.(2022·杭州高一期中)在细胞膜上与信息传递有关的是(　C　)
A.核酸 B.胆固醇
C.糖蛋白 D.油脂
解析:核酸中储存着遗传信息,在蛋白质的生物合成中有重要作用,
细胞膜上不存在核酸;胆固醇是动物细胞膜的重要成分,对细胞膜中磷脂分子的活动有调节作用,与信息交流无关;糖蛋白位于细胞膜的表面,与细胞间的信息交流有关;油脂是细胞中的主要储能物质,与信息交流无关。
2.(2022·绍兴高一期末)组成动物细胞膜的成分有多种,有助于细胞膜在低温条件下保持柔韧性的是(　A　)
A.胆固醇 B.磷脂
C.多糖 D.蛋白质
解析:当温度低时,胆固醇有助于细胞膜保持柔韧性。
3.科学家将人红细胞的细胞膜中磷脂成分提取出来,并将它置于烧杯中的空气和水界面上,在一定温度条件下,该膜面积相当于原来细胞膜表面积的两倍,在实验过程中磷脂分子的排列方式最可能是(　C　)
解析:因为磷脂分子的结构特点是具有亲水的头部和疏水的尾部,
因此将细胞膜的磷脂分子提取后放入盛水的容器中,磷脂分子亲水的头部与水接触,疏水的尾部在空气中排列成整齐的一层。
4.下列生物细胞具有细胞壁且成分与蓝细菌相同的是(　D　)
A.蚕豆叶表皮细胞 B.肌肉细胞
C.蘑菇 D.乳酸菌
解析:植物细胞壁主要由纤维素构成,真菌细胞壁的成分与原核细胞的不同(蓝细菌属于原核细胞),动物细胞无细胞壁,乳酸菌是细菌,
属于原核细胞,因此具有细胞壁且成分与蓝细菌相同的是乳酸菌。
5.(2022·金华十校高一期末)如图为探究膜的透过性模拟实验装置示意图,透析袋内为淀粉溶液,透析袋外为蒸馏水。往蒸馏水中加入适量碘碘化钾溶液,一段时间后,透析袋外颜色为(　C　)
A.红黄色 B.蓝色
C.棕色 D.无色
解析:若在图中透析袋外的蒸馏水中加入适量的碘碘化钾溶液,由于淀粉不能通过透析袋,因此,烧杯内的蒸馏水的颜色无变化,依然是
碘碘化钾试剂的颜色,为棕色,一段时间后,由于碘进入到透析袋内,淀粉遇碘变蓝,因此,可观察到透析袋内呈蓝色。
6.取细胞膜上糖蛋白成分相同的两种海绵动物,将其细胞都分散成单个后混合培养,发现两种细胞能够结合在一起;但将细胞膜上糖蛋白成分不相同的两种海绵动物的细胞分散后混合培养,发现两种细胞不能结合在一起。以下叙述错误的是(　B　)
A.该实验现象说明细胞膜上的糖蛋白与细胞间的相互识别有关
B.细胞膜内表面的糖类可能与蛋白质结合形成糖蛋白
C.细胞膜上某些糖蛋白可以识别外界的信息分子
D.两种海绵细胞结合在一起,不能体现膜的选择透过性
解析:细胞膜上糖蛋白成分相同的两种海绵动物,其细胞能结合在一起,而细胞膜上糖蛋白成分不相同的两种海绵动物,其细胞不能够结合在一起,说明细胞膜上糖蛋白与细胞间的相互识别有关;糖蛋白只存在于细胞膜的外表面;细胞膜上某些糖蛋白可以识别外界的信息分子;两种海绵细胞结合在一起,只能体现膜的流动性,不能体现膜的选择透过性。
7.(2022·绿谷联盟高一月考)细胞壁是一些细胞的最外层结构,下列关于细胞壁的说法,错误的是(　A　)
A.真菌具有与植物细胞相同成分的细胞壁
B.细胞壁具有全透性,与细胞的选择透过性无关
C.细胞壁是激素等化学信号传递的介质和通路
D.细胞壁参与细胞相互粘连
解析:真菌细胞壁的成分与植物细胞壁的成分不同,后者主要是纤维素;水、离子等容易通过细胞壁,细胞壁具有全透性,细胞壁与细胞的选择透过性无关;植物细胞壁组成成分中含有果胶等成分,可参与细胞间的相互粘连,细胞壁也是激素等化学信号传递的介质和通路。
8.细胞膜的流动镶嵌模型如图所示,①～④表示其中的物质。下列叙述正确的是(　D　)
A.①在细胞膜的内外侧均有分布,与细胞间的识别有关
B.②可自发形成双层结构,亲水部位在中间
C.③分布于细胞膜中,能催化细胞膜中发生的生化反应
D.④有脂溶性和水溶性两部分,可控制某些离子出入细胞
解析:①是糖蛋白,分布于细胞膜外侧;②是磷脂分子,在水溶性介质中可自发形成双层结构,疏水部位在中间;③是胆固醇,分布于质膜中,使得细胞膜既有一定的流动性,又比较坚实,而催化生化反应的是酶(其本质为蛋白质或RNA);蛋白质有脂溶性和水溶性两部分,作为载体时,可控制某些离子出入细胞。
(2022·精诚联盟高一联考)阅读下列材料,回答9～11小题。
　　分散到水溶液中的磷脂分子会自发组装成充满液体的球状小泡,称为脂质体。研究人员在脂质体外包裹上聚乙二醇保护层,并镶嵌上相应的抗体(一种具有识别能力的蛋白质),制造出一种能定向运送药物的“隐形脂质体”(如图)。目前这种“隐形脂质体”已在癌症治疗中得到应用。
9.磷脂分子是构成脂质体“膜”的重要成分,下列关于磷脂分子叙述错误的是(　C　)
A.肯定含有C、H、O、P四种元素
B.尾部是长长的脂肪酸链
C.在水—空气界面上,磷脂的尾部与水面接触
D.磷脂双分子层中间的疏水层通常情况下呈液态
10.关于脂质体结构,下列叙述错误的是(　A　)
A.脂质体的“膜”结构与细胞膜均以膜蛋白为基本骨架
B.脂质体与细胞膜相比缺少转运蛋白
C.聚乙二醇保护层的形成由该物质的理化性质决定
D.可在脂质体“膜”上加入适量胆固醇,用来调节脂质体膜的流动性
11.脂质体作为药物运载体,下列叙述错误的是(　C　)
A.脂质体对一些蛋白质类药物起到了保护作用,避免在体内被蛋白酶水解失去疗效
B.脂质体“膜”上的抗体能够特异性识别癌细胞,因此可将药物定向运送到癌细胞
C.药物A能进入癌细胞发挥作用与脂质体及质膜的选择透过性有关
D.作为药物载体的脂质体完成作用后易在体内降解,减少了副作用
解析:9.脂质体的膜结构与细胞膜均以磷脂双分子层作为基本骨架,磷脂中含有C、H、O、P,有些磷脂还含有N,因此该膜结构中肯定含有C、H、O、P四种元素;磷脂的尾部是长长的脂肪酸链,具有疏水性;
在水—空气界面上,磷脂的头部与水面接触,因为头部具有亲水性;
脂质体具有流动性,据此可推测,磷脂双分子层中间的疏水层通常
情况下呈液态。
10.脂质体的膜结构与细胞膜均以磷脂双分子层作为基本骨架;脂质体与细胞膜结构类似,但脂质体与细胞膜相比,其中缺少转运蛋白;
磷脂分子的头部可与聚乙二醇亲和,因而可形成聚乙二醇保护层,
因此,保护层的形成由该物质的理化性质决定;胆固醇对细胞膜中
磷脂分子运动具有调节作用,因此,在脂质体“膜”上加入适量胆固醇,可以用来调节脂质体膜的流动性。
11.由题图可知,蛋白质类药物类似药物A被脂质体包裹,进而对一些蛋白质类药物起到了保护作用,避免在体内被蛋白酶水解失去疗效;由于抗体能与相应的抗原发生特异性结合,因此,脂质体“膜”上镶嵌的抗体通过对癌细胞的特异性识别,从而将药物定向运送到癌细胞,将癌细胞杀死;药物A能进入癌细胞发挥作用与脂质体及质膜的流动性有关;作为药物载体的脂质体利用流动性,直接将药物送入细胞内,完成作用后,由于脂质体主要由磷脂构成,因此容易被降解,减少
副作用。
12.(2022·精诚联盟高一联考)1972年辛格和尼克尔森提出了生物膜的流动镶嵌模型,奠定了生物膜的结构和功能的基础。如图是细胞膜的亚显微结构示意图,①～④是组成细胞膜的物质,据图回答下列
问题。
(1)图中的①是　　　 　,可作为鉴别细胞内外侧的依据。图中的②部分嵌入脂双层内部,部分露在外面,说明②有　　　　　　　　　,而图中的　　　 　(填序号)也具有这样的特性。图中④称为　　 　　。
(2)细胞膜的结构特性是　　 　　,其原因是　　 　　。
(3)细胞膜具有能量转换、物质转运、信息传递等功能,其功能主要通过　　　　(填成分)来实现。
解析:(1)由图示可知,①是糖蛋白,分布在细胞膜的外侧,可作为鉴别细胞内外侧的依据。图中的②部分嵌入脂双层内部,部分露在外面,说明②存在水溶性部分和脂溶性部分,③磷脂分子的头部亲水,尾部疏水,所以磷脂分子的头部在外侧。图中④为磷脂双分子层。
(2)细胞膜的结构特性是流动性,其原因是组成细胞膜的磷脂分子和大多数蛋白质分子可以运动。
(3)细胞膜的功能复杂程度与细胞膜的蛋白质的种类和数量有关。
因此细胞膜具有能量转换、物质转运、信息传递等功能,其功能主要通过膜蛋白来实现。
答案:(1)糖蛋白　水溶性部分和脂溶性部分　③ 磷脂双分子层　
(2)流动性　磷脂分子和蛋白质分子均可发生运动　
(3)膜蛋白
综合提升练
13.(2022·浙江三校联考)已知物质X与物质Y能产生蓝色反应,
用X、Y的溶液作为材料来探究物质能否通过半透膜,下列实验的现象和结论对应错误的是(　B　)
选项 烧杯内盛 有X溶液 漏斗内盛 有Y溶液 结论
A 变蓝 不变蓝 Y能通过半透膜, 而X不能
B 不变蓝 不变蓝 X能通过半透膜, 而Y不能
C 变蓝 变蓝 X和Y都能通过 半透膜
D 不变蓝 变蓝 X能通过半透膜, 而Y不能
解析:若烧杯内盛有的X溶液变蓝,漏斗内盛有的Y溶液不变蓝,说明漏斗内的Y物质能通过半透膜进入烧杯内,但烧杯内的X物质则不能通过半透膜进入漏斗内;若烧杯内盛有的X溶液与漏斗内盛有的Y溶液都不变蓝,说明漏斗内的Y物质不能通过半透膜进入烧杯内,烧杯内的X物质也不能通过半透膜进入漏斗内;若烧杯内盛有的X溶液与漏斗内盛有的Y溶液都变蓝,说明漏斗内的Y物质能通过半透膜进入烧杯内,烧杯内的X物质也能通过半透膜进入漏斗内;若烧杯内盛有的X溶液不变蓝,漏斗内盛有的Y溶液变蓝,说明漏斗内的Y物质不能通过半透膜进入烧杯内,但烧杯内的X物质则能通过半透膜进入
漏斗内。
14.(2022·精诚联盟高一联考)人、鼠细胞融合实验是用不同荧光染料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。下图是相关实验记录,据此不能得到的结论是(　D　)
A.不同荧光染料能与膜蛋白结合
B.实验证明膜蛋白能够运动
C.温度通过影响膜的流动性来影响嵌合体的形成
D.实验温度若控制在15 ℃以下,不能形成嵌合体
解析:人、鼠细胞融合实验是用不同荧光染料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,说明不同荧光染料能与膜蛋白结合,且膜蛋白能够运动;由图中看出,随着温度的变化,嵌合体的比例在改变,说明温度通过影响膜的流动性,从而影响嵌合体的形成;由图可知,实验温度控制在15 ℃以下时,形成的嵌合体百分比大于0,说明能形成嵌合体。
15.为探究植物细胞膜的透过性,某同学以红甜菜根(液泡中含有花青素)进行下列实验。
实验步骤:
①用切片机将红甜菜根切成厚薄一致、大小相同的切片,然后将切片放在不同温度的蒸馏水中处理1 min后取出。
②再将切片放在10 ℃蒸馏水中浸泡1 h而获得不同的切片浸出液。
③测量这些溶液的吸光度(吸光度与溶液中花青素浓度呈正相关),
结果如图。
请回答以下问题。
(1)上述实验步骤①中,放在不同温度的蒸馏水中的各组切片要求
　　　 　　　。
(2)根据图中的曲线你可以得到的结论是

　。
(3)科学家进一步研究后发现物质A也能促进细胞膜上运载花青素的载体的活性。请你借助上述材料设计实验证明该观点是否正确。
Ⅰ.材料用具:红甜菜根切片、清水、恒温水浴锅、物质A溶液、烧杯、吸光度测量仪(花青素吸光度的测量方法不要求)。
Ⅱ.补充完成实验思路:
①
　。
②
　。
③
　。
Ⅲ.请用合适的直方图呈现支持该观点的结果。
解析:(1)设计实验时应遵循实验设计的等量原则。
(2)从坐标图看,10～50 ℃时,溶液中的花青素吸光度低且相同。
50 ℃之后,膜的通透性增大,花青素透出细胞,溶液中的花青素
吸光度增大。
(3)Ⅱ.根据实验目的及原理,可知实验步骤:①取两组等量的相同大小的切片,编号,一组加入适量物质A溶液处理一段时间,另一组不做处理,作为对照;②将两组切片分别放在等量的清水中浸泡1 h而获得不同的切片浸出液;③测量两组溶液的花青素吸光度并进行比较。
Ⅲ.结果与结论:如果实验组的吸光度大于对照组,说明题述观点正确。具体图示见答案。
答案:(1)数量相等
(2)低于50 ℃温度处理后,膜的通透性变化不大,50 ℃以上的温度
处理后,膜的通透性大大增加
(3)Ⅱ.①取两组等量的相同大小的切片,编号,一组加入适量物质A溶液处理一段时间,另一组不做处理,作为对照
②将两组切片分别放在等量的清水中浸泡1 h而获得不同的切片
浸出液
③测量两组溶液的花青素吸光度并进行比较
Ⅲ.

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