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(共20张PPT)
2023年1月4日，我国研究人员首次证实了人成熟红细胞能与癌细胞发生频繁的物质交换，甚至会携带癌细胞的DNA片段。这表明红细胞可参与免疫调节，并可帮助早期癌症筛查和恶性肿瘤诊断。
思考：红细胞与癌细胞发生物质交换需要借助什么细胞结构？
早期肿瘤细胞和红细胞之间物质交换的示意图
细胞膜
结构功能相适应，参透“膜”法出奇迹
——生物膜微专题复习
红细胞是由造血干细胞分化而来的血细胞，它的数量、形态、功能的相对稳定与人体健康息息相关。当前对红细胞的研究集中在膜的结构与功能、能量代谢、红细胞异常引发的疾病（如：溶血、贫血、红细胞增多等）方面。
资料
P41
活动一：再探结构
当哺乳动物成熟红细胞破裂时，仍然保持原来的基本形态和大小，这种结构称为血影。血影部分结构放大示意图如下。回答下列问题：
（1）破裂成熟红细胞的简便方法是：____________。水分子进出细胞的方式有__________________。用同种方法处理肝细胞，出现相同现象所需时间更长，推测原因是_____________________________________。
细胞膜具有一定的流动性
肝细胞细胞膜上无水通道蛋白或数量较少（P74）
吸水涨破（P40）
磷脂、蛋白质（P41）
（2）“血影”的主要成分是__________________。当红细胞将内容物释放之后，其细胞膜又会重新封闭起来，说明了_________________________，完成这一过程的结构基础是：_____________________________________________________。
自由扩散、协助扩散
磷脂双分子层具有流动性，大多数蛋白质分子可以运动（P68）
要求：独立完成后展示成果。时间：6 min
（3）动脉粥样硬化（As）斑块是由于胆固醇和坏死细胞的碎片聚集导致的动脉壁的增厚。研究发现，人红细胞膜上胆固醇含量与动脉粥样硬化（As）斑块的形成密切相关。已知人的成熟红细胞不具有合成脂质的内质网，其细胞膜上的脂质可来自于血浆。请推测：血浆中胆固醇浓度升高会加速动脉粥样硬化（As）斑块形成的原因。
活动一：再探结构
当血浆中胆固醇浓度升高时，更多的胆固醇插入到红细胞膜上，细胞膜的流动性降低，变得刚硬易破。
红细胞破裂导致胆固醇沉积，加速了As斑块的生长。
缺铁性贫血是最常见的贫血类型。由于机体缺乏铁，血红蛋白合成减少，人体无法获得足够氧气，便会出现乏力、气短等贫血的症状。
红细胞从中幼红细胞时期开始大量积累血红蛋白。
活动二：明晰功能
要求：独立完成后接龙展示成果。时间：5 min
铁被小肠上皮细胞吸收后转运至中幼红细胞内的过程如图所示。图中转铁蛋白（Tf）可运载Fe3+，以Tf-Fe3+结合形式进入血液。Tf-Fe3+与转铁蛋白受体（TfR）结合后进入中幼红细胞（细胞质基质的pH约为7），并在囊泡的酸性环境中将Fe3+释放。回答下列问题：
(1)由图可知，小肠上皮细胞运出Fe2+的方式是_________，该过程体现了细胞膜具有____________的功能特点。中幼红细胞吸收Fe3+的方式是______，完成这一功能需要借助细胞膜上的____________（填结构），该过程体现了细胞膜__________________ 的功能。
协助扩散
选择透过性
胞吞
物质运输、信息交流
受体
(2)H+进入囊泡的方式是___________，影响H+进入囊泡速率的内在因素是_________________；中幼红细胞对营养物质的需求与造血干细胞不同，这与细胞膜上 ______ ___ 有关，根本原因是 。
载体的种类和数量
基因的选择性表达
主动运输
载体的数量和能量
根本原因是 。
载体的种类和数量
玉米和大豆的基因不同
变式：成都一诊
29.“大豆-玉米带状复合种植”模式能大幅提高农田的生产效益，该模式由若干生产单元构成，每个生产单元包含2-4行玉米带和2-6行大豆带(如下图)。回答下列问题:
(2)玉米和大豆具有不同的需肥特性,这与根细胞膜上的 直接相关。
活动二：明晰功能
（1）图中的膜是 膜，图中体现了膜的 功能。
（2）UCP蛋白的作用是： ___ ______ ，推测细胞UCP基因表达增多将带来什么影响：___ ___ ______ _ ______ ___ ____________ ___ _________。
线粒体内
物质运输、能量转换
右图表示中幼红细胞的某种生物膜结构及其所发生的生理过程。
将H+顺浓度梯度运输到线粒体基质中
UCP基因表达增多使UCP蛋白合成增多，
线粒体内膜两侧H+浓度差减小，合成ATP所需的能量减少，合成的ATP减少
要求：独立完成后小组交流讨论，派代表展示成果。时间：5 min
（3）结合上图，写出有氧呼吸过程中的能量转化过程：
有机物中稳定的化学能→电能→热能、ATP中活跃的化学能
生物膜成分
排列成
分布
方式
将膜内外环境分隔开
成分
结构
功能
活动三：构建模型
要求：独立完成，时间：5 min
形成
决定
存在于
形成
形成
参与
参与
生物膜成分
磷脂
蛋白质
糖类
双分子层
镶、嵌、贯穿
糖蛋白、糖脂
排列成
分布
方式
存在于
将膜内外环境分隔开
载体蛋白
通道蛋白
酶
物质运输
能量转换
信息传递
受体
成分
结构
功能
形成
决定
胆固醇
增强动物细胞膜的刚性
插入磷脂双分子层
形成
参与
形成
参与
活动三：构建模型
HIV病毒能识别T细胞细胞膜上的CD4分子并在其细胞内增殖。（如图甲）。科学家正尝试通过构建“陷阱细胞”来阻止艾滋病病毒增殖。结合本节课所学，说出该方法的操作及原理。
活动四：应用迁移
操作：给AIDS患者注射大量细胞膜被CD4分子修饰过的成熟红细胞。
原理：具有CD4受体的红细胞也会被HIV识别、入侵，但因为人体成熟的红细胞不含核糖体，不能合成蛋白质，导致HIV无法增殖。
要求：小组讨论，时间：3 min
液体活检通过检测来自血清或血浆中的肿瘤标志物来确诊癌症。但存在着两大瓶颈：早期肿瘤标志物量少且难以富集，检测灵敏度或特异度不高。
基于结构与功能相适应的角度，说明通过红细胞筛查早期癌症的方法及优点。
方法：收集红细胞并将其破裂后，检测其内容物中是否含有癌细胞的DNA片段。
活动四：应用迁移
优点：红细胞数量多，样本易收集；DNA结构稳定，不易被分解，因此灵敏度更高。
（1）与人工膜相比，生物膜上___________（填“存在”或“不存在”）协助 H2O 通过的物质，判断的依据是__________________________________。
（2）根据图示结果，推测影响物质跨膜运输的因素可能有______________________________________________________________。（写出两种）
（3）图示结果表明，与人工膜相比，生物膜对不同物质（如 K+、Na+、Cl-）的通透具有选择性，支持这一结论的证据是__________________________________________________________________________。
人工膜对三种离子的通透性相同，并且均处于较低值，而生物膜对三种离子的通透性不同
存在
生物膜对水分子的通透性大于人工膜
物质微粒（分子或离子）的大小、物质浓度、物质化学性质、载体的数量等
1、如图是生物膜和人工膜（双层磷脂） 对多种物质的通透性比较。
评价反馈
2、 ATP合成酶是一个含多亚基的跨膜蛋白复合物，能利用质子（H+）梯度产生的质子流将ADP和Pi合成为ATP。它由头部（F1）和嵌入膜内的柄部（F0）组成。F1含5种亚基。F0含3种亚基(abc)，图甲是其结构示意图。
评价反馈
（1）几乎所有生物细胞中均存在ATP合成酶，说明各种细胞内的_________供应机制相同，该事实体现了生物界具有___________性。
（2）据图甲分析，ATP合酶的F0具有_________（“亲水性”或“疏水性”）的特点，它可作为H+通道，由此判断，此处H+跨膜运输的方式不可能是___________________ （至少写两种）。
（3）植物叶肉细胞中，图甲M膜可能是___________________________。 在黑暗条件下，图甲结构产生ATP，则图中H+产生于__________________________ 阶段（填生理过程）；光照条件下，若M膜两侧的H+浓度梯度突然消失，其他条件不变，短时间内叶绿体中三碳化合物含量会____________。
能量
统一
疏水性
自由扩散、主动运输（胞吞胞吐）
线粒体内膜、类囊体薄膜
有氧呼吸第一、二
增加
评价反馈
（4）好氧细菌________（填“有”或“无”）生物膜系统，请推测好氧细菌的ATP合成酶位于_____________（填细胞结构）。
细胞膜
无
评价反馈
评价反馈
线粒体内膜合成ATP的能量来自于膜两侧H+的浓度差。线粒体解偶联蛋白(UCP)是位于线粒体内膜上的离子转运蛋白,该蛋白可将H+通过线粒体内膜运输到线粒体基质中(如图),进而影响ATP的正常产生,使有机物中的能量以热能的形式释放更多。回答下列问题：
(1)有氧呼吸第二阶段产生的[H]来自于 (填物质名称)的分解。有氧呼吸第三阶段是在线粒体内膜上进行的，此时发生的化学反应是 和ATP的合成。
(2)据图分析，H+经过线粒体内膜进人线粒体基质的跨膜运输方式为 ；UCP影响ATP正常产生的原理是：
丙酮酸和水
[H]与氧结合形成水
协助扩散
UCP可将H+ 运输到线粒体基质中,使线粒体内膜
两侧H+的浓度差减小,导致合成ATP时所需能量减少
评价反馈
线粒体内膜合成ATP的能量来自于膜两侧H+的浓度差。线粒体解偶联蛋白(UCP)是位于线粒体内膜上的离子转运蛋白,该蛋白可将H+通过线粒体内膜运输到线粒体基质中(如图),进而影响ATP的正常产生,使有机物中的能量以热能的形式释放更多。回答下列问题：
(3)科学研究发现甲状腺激素可以促进UCP基因的表达，从而增加动物细胞的产热量。若要通过实验来验证甲状腺激素能够促进动物细胞UCP基因的表达，请写出简要的实验思路，并预期实验结果。
实验思路：用甲状腺激素和生理盐水分别处理动物细胞，一段时间后测定并比较不同处理后细胞内UCP的含量。
预期结果：甲状腺激素处理后的动物细胞内，UCP的含量高于生理盐水处理组

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