细胞中的无机物
细胞中的无机物范文第1篇
第一单元 生物和生物圈第一章 认识生物 P2第一节 生物的特征1、生物的特征：生物的生活需要营养；生物能进行呼吸；生物能排出身体内产生的废物；生物能对外界刺激作出反应；生物能生长和繁殖。2、除病毒以外，生物都是由细胞构成的。第二节 调查我们身边的生物3、研究生物的方法：观察法、调查法、实验法（对照实验）。4、调查步骤：①选择调查范围②分组③设计调查路线④归类⑤将归类好的资料进行整理第二章 生物圈是所有生物的家 P11第一节 生物圈5、生物圈的范围：大气圈的底部，水圈的大部，岩石圈的表面（是所有生物的立足点）；厚度约为20千米。6、生物圈为生物的生存提供的基本条件有：营养物质、阳光、水、空气、适宜的温度和一定的生存空间。第二节 环境对生物的影响7、探究的步骤：①提出问题②作出假设③制定计划④实施计划⑤得出结论⑥表达和交流8、影响生物生活的因素包括：环境因素（也叫非生物因素）[光、温度、水、空气等]；生物因素[捕食关系（最常见）、竞争关系（个体）、合作关系（群体）]。第三节 生物对环境的适应和影响9、生物对环境的适应指生物随环境的改变而具有的相应特征。如秋天一些树要落叶，水多的地方植物叶片肥厚多汁等。10、环境能影响生物，同样生物也能影响环境，它们可以相互影响。（具体题目具体对待，搞清谁影响谁，还是相互影响）第四节 生态系统11、在一定区域内，生物与环境所形成的统一的整体叫做生态系统。生态系统包括：生物部分（植物-生产者，动物-消费者，细菌和真菌-分解者），非生物部分（或环境部分，包括：阳光、空气、水、温度等）12、食物链只由生产者和消费者组成，写法为：生产者一级消费者二级消费者……终级消费者。其中一级消费者为植食性动物，二至终级消费者为肉食性动物。（要会分析生产者与消费者之间的数量关系，有增就有减，有减就有增）13、物质（植物制造的有机物、毒物等）和能量是沿着食物链和食物网流动的。14、生产者是生态系统中最重要、是主要的成分，因为生产者数量最多。食物链中越往后数量越少，积累的有毒物越多。（终级消费者数量最少，毒素最多）15、生态系统具有一定的自动调节能力。表现在生态系统中生物的数量和所占比例是相对稳定的。但这种自动调节能力是有一定限度的。16、在生态系统示意图中，环境与生产者、消费者、分解者之间的关系为：环境与生产者打双向前头，分解者前头只指向环境，生产者和消费者都要指向分解者。第五节 生物圈是的生态系统17、生物圈是一个统一的整体，它是的生态系统。18、生态系统的类型：森林、草原、海洋、淡水、湿地、农田、城市生态系统。第二单元 生物和细胞第一章 观察细胞的结构 P36第一节 练习使用显微镜19、细胞是生物体结构和功能的基本单位。20、显微镜的结构：镜座、镜柱、镜壁、反光镜、遮光器、载物台、压片夹、通光孔、物镜、转换器、镜筒、目镜、细准焦螺旋、粗准焦螺旋。21、实验室光线较暗，应使用大光圈、凹面镜；实验室光线较亮时，应使用小光圈、平面镜。22、显微镜的放大倍数为目镜倍数×物镜倍数，放大倍数越大，视野中的细胞数目越少。从目镜内看到的像是倒像（左右倒、上下倒）。[实在不理解就把书反过来看就行了]23、顺时针（向外）转动准焦螺旋，镜筒下降；反之则上升。第二节 观察植物细胞 第三节 观察动物细胞24、显微镜下的标本应该薄而透明，光线能透过，才能观察得到。25、常用的玻片标本有三种：切片、涂片、装片。26、制作临时装片的步骤：①用洁净的纱布将载玻片和盖玻片擦拭干净②在载玻片中央滴一滴液体（清水、生理盐水）③取材料、放置材料（叶内侧、内侧壁）④盖盖玻片（避免出现气泡）⑤染色（一侧滴，另一侧吸引）27、动植物都有的细胞结构为：细胞膜、细胞质、细胞核。植物细胞还有细胞壁、液泡（细胞液中溶解着多种物质，如糖分），绿色部分的细胞中有叶绿体。第二章 细胞的生活 P51第一节 细胞的生活需要物质和能量28、细胞中的物质有：有机物（分子较大，一般含碳）主要有糖类、脂质、蛋白质、核酸；无机物（分子较小，一般不含碳）主要有水、无机盐、氧等。29、细胞膜控制物质的进出，对物质有选择性，有用的物质进入，废物（尿素、二氧化碳）排出。30、细胞内的能量转换器有叶绿体和线粒体。叶绿体将光能转变成化学能，储存在它所制造的有机物中；线粒体是能量“发动机”，将有机物中储存的化学能释放出来供细胞利用。第二节 细胞核是遗传信息库31、受精卵内具有指导身体发育的全部信息，这些信息是父母遗传下来的，因而叫做遗传信息。受精卵是生命的起点。32、遗传信息储存在细胞核中。供核母羊提供细胞核，供卵细胞母羊提供细胞质，克隆羊像供核母羊。33、遗传信息的载体-DNA，DNA是一个大分子，结构像一个螺旋形的梯子。34、基因是DNA上的小片段。基因控制生物的性状特征。35、染色体是细胞核中的能被碱性染料染成深色的物质。染色体由DNA和蛋白质组成。染色体的数量是一定的，且是成对的。多或少会引起遗传疾病。36、细胞是物质、能量和信息的统一体。第三节 细胞通过分裂产生新细胞37、生物体由小长大，是与细胞的生长和分裂分不开的的。（细胞体积的增大和数量的增多）38、细胞核分裂时，染色体变化最明显。染色体数量加倍，分别进入两个细胞中。新细胞和原细胞中所含的遗传物质是一样的。第三章 细胞怎样构成生物体 P62第一节 动物体的结构层次39、动物细胞分裂分化形成四种组织：上皮组织、肌肉组织、神经组织、结缔组织。组织按一定次序构成器官，并以其中一种组织为主。40、动物的八大系统：运动、消化、呼吸、循环、神经、泌尿、内分泌、生殖系统。41、动物体的结构层次（由小到大）：细胞－组织－器官－系统－动物体。第二节 植物体的结构层次42、绿色开花植物的六大器官：根、茎、叶、花、果实、种子。43、植物细胞分裂分化形成四种组织：保护组织、营养组织、输导组织、分生组织。（分生组织的细胞小、细胞壁薄、细胞核大、细胞质浓，能不断产生新细胞，再重新分化形成四种组织，分生组织一般存在于芽和根尖中）44、植物体的结构层次（由小到大）：细胞－组织－器官－植物体。第三节 只有一个细胞的生物体45、单细胞的生物有：酵母菌、草履虫、衣藻、眼虫、线虫。46、草履虫的基本结构：细胞膜（表膜）、细胞质、细胞核。还有其他结构如：纤毛、口沟、食物泡、胞肛、收集管和伸缩泡。47、草履虫靠吸收外界的有机物生活。第四章 没有细胞结构的微小生物－病毒 P7248、病毒根据寄生细胞不同分为：动物病毒、植物病毒、细菌病毒（噬菌体）。49、病毒没有细胞结构，由蛋白质外壳和内部的遗传物质组成。50、病毒对人的利处：①疫苗②以病毒治虫③用于基因第三单元 生物圈中的绿色植物第一章 生物圈中有哪些绿色植物 P78第一节 藻类、苔藓和蕨类植物51、藻类植物无根、茎、叶的分化；大多生活在水中，淡水中单细胞藻类是衣藻，多细胞是水绵。主要作用是调节大气中的碳－氧平衡，另外还有食用、药用价值。52、苔藓植物具有茎和叶，还有假根（不能运输水分和无机盐）。生活在阴湿的地面和背阴的墙壁或树干上，一般比较矮小。主要作用是作为监测空气污染程度的批示植物（二氧化硫等有毒气体）。另外还有保持水土的作用。53、蕨类植物具有根、茎（根状茎）、叶，体内有输导组织。主要用于食用、药用，作为绿肥和饲料，观赏和产生煤（经济意义）。54、藻类、苔藓和蕨类植物都能进行光合作用，都靠孢子（一种生殖细胞）繁殖后代。其中蕨类植物已经形成孢子囊（褐色隆起）。第二节 种子植物55、种子由种皮和胚组成，有的还有胚乳。胚由胚芽、胚轴、胚根、子叶构成。56、根据种子外有无果皮包被，可分为被子植物和裸子植物。57、种子植物比苔藓和蕨类植物更能适应陆地环境，其中一个重要原因是种子植物能产生种子，靠种子繁殖后代。58、胚是新植物体的幼体。胚芽发育成茎和叶，胚根发育成根。子叶和胚乳里含有丰富的营养物质，可为种子的萌发提供营养。所以我们吃的一般是植物种子里的子叶或胚乳。第二章 被子植物的一生 P90第一节 种子的萌发59、种子萌发的环境条件：适宜的温度、一定的水分、充足的空气。60、种子不能萌发的三种情况：①干瘪或被虫咬的②储存时间过长，胚已经死亡的③正在休眠期的。61、食用豆芽的部分是由胚轴发育而来的。第二节 植株的生长62、从下向上，根由根冠、分生区、伸长区、成熟区组成。63、根的生长一方面靠分生区细胞数量的增加，一方面靠伸长区细胞体积的增大。故根伸长区生长最快。64、枝条是由茎、叶和芽组成，枝条由芽民育而成，因为芽中有分生组织。并不是所有的芽都发育成枝条，有的芽发育成花，发育成花的芽叫花芽。65、植株的生长需要营养物质，包括水和无机盐（根吸收），有机物（光合作用制造）。66、植物的生长需要无机盐，主要是含氮的、含磷的、含钾的无机盐。缺氮－叶片黄化，缺磷－叶色暗绿、无光泽、背面紫色，缺钾－搞病能力弱、易倒伏。67、过度施用化肥会使土壤板结，污染环境，建议多用农家肥。第三节 开花和结果68、花的基本结构为：花托、萼片、花瓣、雄蕊和雌蕊。69、花粉从花药落到雌蕊柱头的过程叫做传粉。70、子房－果实，子房壁－果皮，胚珠－种子，受精卵－胚。71、传粉很易受自然条件的影响，传粉不足会影响果实和种子的形成，故当传粉不足时，要进行人工辅助授粉。第三章 绿色植物与生物圈的水循环 P107第一节 绿色植物的生活需要水72、水在植物体内的作用：①是植物体的重要组成成分②可以保持植株硬挺、直立姿态③有利于光合作用④帮助无机盐的运输。73、水影响植物的颁布。不同植物，不同时期需水量不同。第二节 水分进入植物体内的途径74、根吸收水的部位是根尖成熟区的根毛。根吸收水在茎内靠木质部的导管向上运输。75、木质部的导管运输水分和无机盐，韧皮部的筛管运输有机物。76、植物的茎能不断长粗，主要是因为茎中木质部和韧皮部之间有形成层。第三节 绿色植物参与生物圈的水循环77、叶片的结构：上表皮、叶肉、叶脉、下表皮、气孔。78、保卫细胞吸水膨胀时，气孔张开；保卫细胞失水收缩时，气孔关闭。79、蒸腾作用的意义：①带动水和无机盐的向上运输②使二氧化碳进入叶片③降低叶片的温度④提高大气的湿度，增加降水，促进生物圈的水循环。第四章 绿色植物是生物圈中有机物的制造者 P119第一节 绿色植物通过光合作用制造有机物80、把植物放到黑暗处一昼夜可使叶片中原有的有机物消耗完。用黑纸把叶片的一部分遮盖起来是为了做对照实验。81、酒精可以溶解叶绿素，叶绿素使叶片呈现绿色。叶绿素还有吸收光能的作用，故没有叶绿素叶片就不能进行光合作用。82、绿叶在光下制造有机物的实验说明光全作用产生了淀粉；光是绿色植物进行光合作用的必要条件。第二节 绿色植物对有机物的利用83、绿色植物对有机物的利用主要表现在：①用来构建植物体②为植物的生命活动提供能量细胞利用氧，将有机物分解成二氧化碳和水，并将储存在有机物中的能量释放出来，供给生命活动的需要，这个过程叫做呼吸作用。呼吸作用主要是在线粒体中进行的。用式子表示为：有机物（储存着能量）+氧气二氧化碳+水+能量（供各种生命活动的需要）84、二氧化碳可使澄清的石灰水变混浊，氧气有助燃的作用。第五章 绿色植物与生物圈中的碳－氧平衡85、光合作用的实质是绿色植物通过叶绿叶体，利用光能，把二氧化碳和水转化成储存能量的有机物（如淀粉），并且释放出氧气的过程。用式子表示为：二氧化碳+水有机物（储存着能量）+氧气86、在农业上要合理密植，使作物的叶片充分地接受光照。（过稀会造成光照的浪费，过密又会使叶片相互遮挡）87、每年的3月12日为全国的“植树节”。
细胞中的无机物范文第2篇
【关键词】机械力；传感器；细胞；融合蛋白
生物发酵工程中最常用的工程细胞是各种细菌，放线菌，真菌，酵母等微生物。但是生产一些具有较多转录后修饰的代谢物质，如干扰素，各种细胞因子，糖蛋白，激素等，则不能使用微生物，因为微生物缺乏相关的修饰功能，生产出的物质往往没有活性。因此必须使用动物细胞。而动物细胞由于对环境比较敏感，比较难在大型生物反应器中培养。而难以在反应器中培养的一个原因是缺乏能直接反映细胞生理状态的参数的检测。众所周知，生物反应器的标准检测参数是温度，ph，融氧，以及搅拌器转速。但是以这些有限的物理、化学参数来对应于细胞内复杂而众多的生理状态，显然是无法精确反应实际情况的，尤其是对环境比较敏感的动物细胞，往往是当细胞中众多的实际生理状态已经发生了剧烈变化，使细胞生长不佳甚至大量死亡后，上述的物理，化学参数才会有变化。因此，发酵中仅靠参数本身往往不能精确判断发酵状态，而是要依赖于操作者的经验。
为了能够解决这个问题，笔者考虑设计一种起传感器作用的细胞，它与用于合成代谢物质的细胞一同在生物反应器中培养，享受相同的环境。但是这种传感器细胞是经过改造的，它们能够将由于外界环境变化而导致自身内部发生改变的生理信号，直接转化成可被检测装置感受的特定的物理或化学信号，为生物反应器上相应的控制软件提供精确信息，从而对影响细胞生理状态的微环境进行精确检测，并利用即时的反馈调节对生物反应器参数进行精确控制。
而本论文研究的是机械力对动物细胞的影响。由于动物细胞没有细胞壁，对机械力是非常敏感的。然而动物细胞的生长及代谢物的合成都依赖氧气，在生物反应器中为了实现供氧，必须依赖于培养基的不断流动，翻滚，搅拌，这往往会产生变化剧烈的剪切力，损害细胞。因此，供氧和对剪切力的控制是一对矛盾体，必须平衡考虑。如果能培养出一种能感受所受机械力以及机械力对自身生理状态的影响，并迅速将其转变成特定频率的光信号的传感器细胞，必然对供氧和受力的控制这一过程提供很大帮助。
综上所述，本论文根据已有的研究内容，从理论上设计一种满足如上要求的，可感受机械力的传感器细胞，并提出每一步骤中笔者能想到的可能的处理方法。
1 钙离子通道感受机械力的机制研究
哺乳动物体内在生理条件下有很多种感受机械力的途径，典型如细胞粘附与胞外基质，其粘附产生的力调控细胞的分化与凋亡；血管内皮细胞与胞外基质粘附，当血液流速过快或血管腔过窄时（即高血压状态），内皮细胞可感受力的状态，从而促使合成舒张血管的NO前列腺素等物质[1]。经过大量研究，人们公认这些能感受机械力的细胞表面有能够介导胞外钙离子内流的trp家族离子通道，这些钙离子通道介导了机械刺激时胞质内钙离子的升高。但是，需要进一步研究trp家族感受机械力的具体机制。
研究表明，用含有RGD的磁珠处理细胞，再加磁场，使磁力作用于整合素上，发现力作用于整合素上时细胞膜显示出了很大的刚性，即抵抗形变，同时细胞核的形状发生了改变；相对的，用磁珠偶联抗原肽，再加磁场，使力作用于MHC时，细胞膜显示出了柔性，而且细胞核的形状未发生改变。他们认为机械力通过整合素，传给了在胞内与整合素相连的细胞骨架，再由细胞骨架传递给细胞核，从而引起细胞核形状变化以及调控基因的表达。而MHC由于没有与细胞骨架相连，故受力时细胞膜显示出了柔性。同时，机械力刺激胞外基质ECM，产生与直接力刺激整合素相同的效果。这些研究阐明了机械力传导的一种基本模式，即：
机械力刺激――ECM――整合素――细胞骨架――调控生理状态
另外一些研究显示，用机械力刺激间充质干细胞（刺激方式为使用光镊为偶联在整合素上的小珠施加力），会引起细胞质内钙离子的明显升高。胞质升高的钙离子有两个来源，一个是从胞外流入的，一个是从胞内的内质网流出而进入细胞质的（在胞外无钙的环境中，向细胞处理内质网上的钙离子通道抑制剂，发现对机械力刺激不会引起胞质钙离子上升）。该研究组发现位于细胞膜上的介导胞外钙离子流入胞质的是trp家族离子通道trpm7。他们研究了细胞骨架扮演的作用：在无IP3时，在胞外无钙环境中，用细胞骨架解聚剂处理，发现内质网无法释放钙离子到胞质；而抑制内质网钙通道，在胞外有钙环境中，解聚细胞骨架，发现胞外钙离子也无法流入。这些研究说明了trpm7和内质网上的IP3receptor钙通道对机械力的响应机制正式通过整合素和细胞骨架作用的。事实上，另有文献表明IP3r是直接与细胞骨架相连的。他们研究了trpm7和IP3r响应机械刺激所需的时间：在机械刺激细胞上的整合素后，胞外钙离子流入胞内的平均时间是机械刺激后20秒，而内质网释放钙离子的平均时间是机械刺激后100秒。对于这一反应时间的差异，该研究小组认为是机械力沿着细胞骨架向细胞深处的内质网传递时，细胞骨架要通过一些方式重构来积累足够强度的力学信号，这导致了内质网的钙离子延迟释放。
综上，细胞对机械力的感受可分为ECM整合素、细胞骨架依赖性的胞质钙离子上升和非依赖型的胞质钙离子上升。ECM依赖性的机械力传导机制可制作传感器细胞用于对锚定依赖性细胞的培养，如作为血管内皮细胞生产前列腺素这一生产体系的传感器细胞，大致的策略就是适当调整整合素和胞外基质和trpm7离子通道的表达量，实现钙离子浓度对机械力刺激的最佳响应。不过由于胞内钙离子的上升分别来自胞外和内质网，而内质网释放钙离子，响应速度较慢且与细胞膜流入钙离子的响应时间差距较大（一个100秒一个20秒），所以从钙离子信号即时性和整齐性的角度考虑，可以敲除或下调内质网上的IP3r钙离子通道。而ECM非依赖性的Yvc1p钙离子通道，可用于可悬浮培养的动物细胞的生产体系，比如培养巨噬细胞生产干扰素以及白介素等细胞因子。
2 由胞质钙离子变化的生理信号向可检测的光学信号的转化
生物体中可检测的光学信号最容易想到的就是荧光蛋白。比较容易想到的一类生理状态转化为光学信号的方式是通过一系列信号转导过程调控荧光蛋白的表达量的变化，从而改变亮度。这些调控转录的途径研究成果非常多，比如camp-creb途径、CaM CaN NFAT途径、Nf-kapa b途径等等。但是改变荧光蛋白的表达量必须走转录翻译过程，而这个过程无疑是很耗费时间的，通常情况下，在多种信号通路中，适当的信号刺激引起的某种分子的表达量的变化，至少也要五到六个小时才会有明显差异。因此基因表达量调控的方式虽然适合开发药物，但是与细胞传感器即时性的要求是不符合的。故钙离子向光信号转化，只能依赖化学反应。
钙离子成像，最常用的是一种叫fura-am的染料，该染料是脂溶性的，能透过细胞膜，然后被酯酶分解形成不透膜的fura留于胞内，与钙离子定量结合，发射荧光。但是这种染料必须人为加入细胞，而无法让细胞自己产生。而在实际的生产系统中是不可能严格区分生产细胞和传感细胞的，若统一加入染料，由生产细胞产生的胞内钙荧光，可以想象，会是一种强烈的背景干扰。因此，最好还是只对传感细胞进行改造。
根据前人的研究结果，可以使用一种融合的荧光蛋白。该荧光蛋白利用了荧光共振转移（FRET）原理。事先已大量表达于细胞质中，在为结合与结合钙离子时会拥有不同的构象，在未结合钙离子时发青光，结合时发红光。根据这两种频率光的强度的比值，可以精确探测出胞内钙离子的浓度。而且这种探测是几乎即时的，因为不涉及转录翻译，仅仅是由于钙离子出现导致的构象变化。
3 排除胞质钙离子浓度上升介导的细胞凋亡的影响
细胞凋亡是一种相对比较温和的过程，不发生炎症反应[2]。细胞凋亡上游的影响因素很多，涉及多种不同的信号级联反应。但它们有共同的下游途径，即激活bax/bak蛋白二聚化，定位于线粒体膜，使线粒体膜通透性丧失，内容物流出；然后凋亡又分为caspase 依赖和非依赖途径，其中依赖途径研究较清楚，即线粒体释放的细胞色素c和apaf-1，与胞质中caspase9，形成复合体，并激活caspase3，诱导凋亡。而非凋亡途径则由线粒体释放的凋亡诱导因子（aif）引发，具体机制尚不清楚。凋亡的最终途径是染色体断裂成小碎片，与细胞器聚集在一起后，被表达有磷脂酰丝氨酸作吞噬信号的质膜包裹成小球，被临近细胞识别吞噬。由于细胞凋亡总伴随着凋亡小体形成，因此可以用TUNNEL实验，来定量化反应细胞凋亡程度，这也是下面的文献中的凋亡程度的评价方法。
而根据已有的研究[3]，胞质钙离子的异常升高，是诱导细胞凋亡的一个重要因素。而我们的传感器细胞感受机械力的原理就是胞质钙离子升高，因此必须对细胞感受钙离子的凋亡通路进行研究，并削弱这一通路。在正常细胞中，由肿瘤坏死因子结合死亡受体，激活caspas8，从而切割bid为t-bid（truncated bid），t-bid与线粒体上的bak/bax结合，在线粒体上形成孔道，促使线粒体内容物释放诱发凋亡。而在胞质钙离子升高时，钙离子会激活钙蛋白酶calpain，calpain可在bid的gly70和arg71之间切割形成t-bid（这里使用了gst-pull down方法，分离切割后的片段，在进行末端测序得到切割位点），进而促使细胞凋亡。
而另一条钙离子介导的凋亡通路也被发现，即正常时磷酸化的Bad蛋白与14-3-3蛋白结合维持细胞存活状态，这种bad的磷酸化是由多种上游信号通路介导的其中的两个例子是mapk家族的mekk和蛋白激酶B（即akt）[4]；钙离子激活钙调蛋白磷酸酶（CaN），使其去磷酸化，与14-3-3蛋白解离；解离后Bad与Bcl2-bak复合体作用，置换出游离的bak；游离的bak二聚化，暴ak的N末端（该末端可作为抗原表位，能够以荧光抗体的方法衡量bak的促凋亡活化程度），然后插入线粒体膜，形成孔道释放内容物，诱发凋亡。用calpain的抑制剂处理细胞，在测量二聚化的bax的量，发现bax的表达量不受影响，这进一步证实了钙离子引发的bid被切割诱发凋亡和bad被磷酸化诱导的凋亡分属两条不同的途径。然而，后来又有研究表明，在缺失bak/bax，只有t-bid的存在不会使线粒体通透性丧失，而只有bak/bax没有t-bid时bax能转位与线粒体但没有通透线粒体的作用，推测与bax同源的bak也有相同的效果。因此t-bid是bax/bak促凋亡的激活剂[4]。4 结论
根据上述文献的结果进行归纳总结，可得出钙离子介导的细胞凋亡的通路如图1：
因此，如果要制作传感器细胞，可以考虑敲除bid 敲除bax/bak calpain CaN，或者可以用低效率的启动子下调这些基因的表达。
如上便是可感受机械力的传感器细胞的简要设计方案。
相信随着生物产业的发展以及对生物发酵产品的品质要求不断提高，适应于动物细胞发酵条件的精确控制的传感器细胞会大有用武之地。在必要的时候，可以考虑引入一些特定的支架分子，它们能够将细胞感受缺氧和营养缺乏的上游信号，不通过经典的调控转录翻译途径，而是将其引向一种人为设计的或者与经典途径不相干的，可快速反应的新途径，即对细胞进行信号通路的嫁接和改造。当然，研发能够快速感应生理信号并将其转变为特定可检测的物理化学信号的生物传感分子（比如本文中使用的荧光探针）也是必不可少的。
【参考文献】
[1]范一菲，孔德虎，等.血管内皮依赖性超极化因子的研究进展[J].中国临床药理学与治疗学，2006（10）.
[2]翟中和，王喜忠，丁明孝.细胞生物学[M].高等教育出版社，2011.
细胞中的无机物范文第3篇
一、选择题(2.5×20=50分)
1.下列有关组成生物体元素和化合物的叙述，正确的是 ()
A.同一生物体内不同细胞的功能不同，主要是由不同细胞内有机物的种类和含量差异引起的，而构成这些细胞的化学元素的种类基本是一致的
B.一个DNA分子水解后能得到4种脱氧核苷酸，而一个蛋白质分子彻底水解后就能得到20种氨基酸
C.蛋白质和DNA分子的多样性都与它们的空间结构密切相关
D.淀粉、糖原、纤维素和麦芽糖彻底水解后，得到的产物是不同的
[答案] A
[解析] 同一生物体内，不同细胞的功能不同，其根本原因是基因选择性表达，合成了不同种类的有机物，而组成细胞的元素种类基本相同，A项正确。组成蛋白质的氨基酸种类共有20种，但并不是每种蛋白质都含有20种氨基酸，B项错误。DNA分子的多样性是由构成DNA分子的脱氧核苷酸的排列顺序决定的，C项错误。淀粉、糖原、纤维素和麦芽糖彻底水解后，得到的都是葡萄糖，D项错误。
2.糖链是细胞内除蛋白质、核酸之外的另一类大分子物质，在细胞壁、细胞膜、细胞质中都有分布。下列有关说法正确的是()
A.糖链是生物体内糖的主要存在形式，如淀粉、糖原都是常见的糖链
B.糖链都能为细胞生命活动提供能量
C.根据长度不同，糖链可分为单糖、二糖和多糖
D.可用斐林试剂在沸水浴情况下检测糖链的存在
[答案] A
[解析] 糖链并不都能为细胞生命活动提供能量，例如纤维素是细胞壁的主要成分之一，B错误;根据题意“糖链是细胞内除蛋白质、核酸之外的另一类大分子物质”，可以看出糖链应该是多糖，C错误;斐林试剂能够与还原糖在水浴条件下发生反应，呈现砖红色沉淀，而糖链不属于还原糖，D错误。
3.如图中甲、乙、丙表示人体内的三种物质，均由物质单体a合成，其中甲是能够降低血糖的激素;乙由浆细胞分泌产生，并能发挥免疫作用;丙位于细胞膜上，与主动运输和协助扩散有关。下列相关说法中不正确的是()
A.甲、乙、丙三种物质均是若干单体a通过脱水缩合反应合成的
B.甲、乙、丙三种物质的结构只与单体a的种类和数量有关
C.甲、乙、丙分别是胰岛素、抗体和细胞膜上的载体蛋白
D.甲、乙、丙三种物质合成的场所均为核糖体
[答案] B
[解析] 由图可知单体a为氨基酸，则甲、乙、丙均是若干单体a通过脱水缩合反应形成的。根据题干中对三种物质功能的描述，可知它们分别是胰岛素、抗体、细胞膜上的载体蛋白。蛋白质是在核糖体上合成的。蛋白质的结构与组成蛋白质的氨基酸的种类、数量、排列顺序及肽链的空间结构有关。
4.一条肽链的分子式为C22H34O13N6，其水解后共产生了下列3种氨基酸：
据此判断，下列有关叙述错误的是 ()
A.1个C22H34O13N6分子水解后可以产生3个谷氨酸
B.合成1个C22H34O13N6分子同时将产生5个水分子
C.1个C22H34O13N6分子中存在1个游离的氨基和3个游离的羧基
D.在细胞中合成1个C22H34O13N6分子至少需要3种tRNA
[答案] C
[解析] 每个氨基酸含有1个氮原子，故该多肽为六肽;谷氨酸含有4个氧原子，设谷氨酸有X个，则根据氧原子平衡得出，4X+2(6-X)-5=13，故X=3;该多肽为六肽，合成该六肽需要六个氨基酸脱去5个水分子;该六肽中有1个游离的氨基和4个游离的羧基;三种氨基酸至少需要三种tRNA来转运。
5.如图所示为脂肪和糖类部分元素含量，已知两者最终氧化分解的产物相同。根据图中有关数据分析，以下说法错误的是()
A.同质量下，脂肪比糖类在氧化分解时耗氧量多
B.脂肪中H的比例较高，所以释放能量较多
C.同质量下，糖类比脂肪在氧化分解时产生的水多
D.正常情况下，糖类是能源物质，脂肪是储能物质
[答案] C
[解析] 从图中信息可知，脂肪中的H含量为12%，而糖类中的H含量仅为6%，H最终要被氧化进入水中，所以同质量下，糖类比脂肪在氧化分解时产生的水少，C错误。
6.关于细胞结构、功能及其化合物的说法正确的是()
A.转运RNA、抗体、酶、载体蛋白发挥相应作用后，不能继续发挥作用的是抗体
B.同一生物的不同细胞会因细胞分化而导致DNA有区别，但mRNA是相同的
C.蓝藻与黑藻都能进行光合作用，但二者在细胞结构上的主要区别是叶绿体的有无
D.蛋白质的合成不一定要在核糖体上进行，例如哺乳动物的成熟红细胞
[答案] A
[解析] 抗体与抗原结合后被吞噬细胞吞噬消化，不能继续发挥作用;同一生物的不同细胞会因细胞分化而导致mRNA有区别，但DNA是相同的;蓝藻属于原核生物，黑藻属于真核生物，二者在细胞结构上的主要区别是有无核膜包被的细胞核;蛋白质在核糖体上合成，哺乳动物的成熟红细胞不能合成蛋白质。
7.在“观察DNA和RNA在细胞中的分布”实验中，正确的操作顺序以及将口腔上皮细胞置入质量分数为8%的盐酸溶液中水解的主要目的是 ()
①染色 ②水解 ③涂片 ④取口腔上皮细胞 ⑤观察
A.④①②③⑤，使细胞中的DNA水解成脱氧核苷酸
B.④②①③⑤，使细胞中物质全部水解
C.④⑤①③②，利用盐酸改变细胞壁的通透性，加速染色剂进入细胞
D.④③②①⑤，使染色体中的DNA与蛋白质分离，有利于DNA与染色剂结合
[答案] D
[解析] 正确的操作顺序是，取口腔上皮细胞后应制成临时装片，再进行水解、染色等操作。在质量分数为8%的盐酸溶液中水解的主要目的是改变细胞膜的通透性，使染色体中的DNA与蛋白质分离，有利于DNA与染色剂结合。
8.用相同的培养液培养水稻和番茄幼苗，一段时间后，测定培养液中各种离子的浓度，结果如图1所示(设水稻和番茄幼苗吸收量相等)。图2表示植物根细胞对离子的吸收速率与氧气浓度之间的关系。据图不能体现的信息是()
A.由图2可知，植物根细胞吸收离子的方式为主动运输
B.由图1可知，水稻对SiO需求量，番茄对SiO需求量最小
C.图1水稻培养液里的Mg2+浓度高于初始浓度，说明水稻不吸收Mg2+
D.图2中A点，离子吸收速率很低主要是受能量供应的限制
[答案] C
[解析] 由图2可知，离子的吸收速率与氧气浓度有关，即需要消耗能量，为主动运输，A正确。由图1可知，水稻对SiO需求量，番茄对SiO需求量最小，B正确。图1中水稻培养液的Mg2+浓度高于初始浓度，说明水稻吸水的速率大于吸收离子的速率，C错误。A点氧气浓度为零，细胞靠无氧呼吸提供的能量少，吸收速率低，D正确。
9.下列关于细胞结构和功能的说法，正确的是()
A.神经冲动的传导与细胞膜的选择透过性有关
B.含高尔基体的细胞一定有分泌功能
C.正常生理状态下，溶酶体不会分解细胞自身结构
D.叶绿体合成的ATP通过核孔进入细胞核，为转录提供能量
[答案] A
[解析] 神经冲动的传导与细胞膜的钠及钾离子通透有关，即与细胞膜的选择透过性有关，A正确;对植物细胞来说，高尔基体与有丝分裂中细胞板的形成有关，B错误;正常生理状态下，溶酶体可以分解衰老的细胞器等自身结构，C错误;叶绿体合成的ATP只能用于暗反应，不能用于其他生命活动，D错误。
10.下列关于人体细胞核结构和功能的叙述，不正确的是()
A.细胞核行使遗传功能的结构是染色质
B.与浆细胞比较，口腔上皮细胞的核孔数量较多
C.核孔是生物大分子选择性进出的通道
D.核仁与细胞内核糖体的形成有关
[答案] B
[解析] A项人体的遗传物质是DNA，主要分布在细胞核中，与蛋白质组成染色质，故A正确;B项核孔是核质之间大分子的运输孔道，细胞代谢越旺盛，转录形成的mRNA越多，因而核孔数量也越多，浆细胞代谢旺盛能合成并分泌抗体，而口腔上皮细胞代谢不旺盛，故B错误;C项核膜上的核孔的功能是实现核质之间频繁的物质交换和信息交流，具有选择性，故C正确;D项细胞核内的核仁与某种RNA(rRNA)的合成以及核糖体的形成有关，故D正确。
11.下列与叶绿体和线粒体有关的说法，正确的是()
A.叶绿体增大膜面积的方式与线粒体相同
B.线粒体产生的CO2被叶绿体利用至少需穿过4层磷脂双分子层
C.叶绿体产生的O2除供自身利用外，还可被线粒体利用
D.叶绿体中的色素都分布在类囊体薄膜上，酶都分布在基质中
[答案] B
[解析] 叶绿体基粒由许多类囊体垛叠而成，而线粒体则是内膜向内部凹陷形成崤，故A错误;线粒体产生的CO2被叶绿体利用至少要穿过的结构有线粒体的两层膜和叶绿体的两层膜，共4层膜，故B正确;叶绿体进行光合作用产生的O2并不能被自身利用，故C错误;叶绿体中的酶分布在类囊体薄膜上，而酶分布在类囊体薄膜上和叶绿体基质中，故D错误。
12.下列关于物质跨膜运输的叙述中，错误的是()
A.肾小管上皮细胞重吸收葡萄糖时需要消耗ATP
B.根细胞呼吸作用的强度影响其对离子吸收的选择性
C.海带细胞通过主动运输积累I等溶质，因而不会在海水中发生质壁分离
D.若神经细胞内线粒体功能受损，将会影响其对K+的吸收
[答案] B
[解析] 肾小管上皮细胞吸收葡萄糖的方式是主动运输，需要消耗ATP，A正确;离子吸收的选择性与载体种类有关，根细胞呼吸作用的强度影响吸收速率，B错误;海带细胞通过主动运输积累I等溶质，因而不会在海水中发生质壁分离，C正确;线粒体是有氧呼吸的主要场所，若神经细胞内线粒体功能受损，将会影响其对K+的吸收，D正确。
13.(2015·重庆)下列关于细胞结构和生物体内化合物的叙述正确的是()
A.抗体、激素、神经递质、酶发挥一次作用后都将失去生物活性
B.ATP脱去两个磷酸基团后成为RNA的基本组成单位之一
C.蓝藻和绿藻都能进行光合作用，故二者含有光合色素相同
D.细菌代谢速率极快，细胞膜和细胞器膜为酶提供了附着位置
[答案] B
[解析] 酶作为催化剂能够反复利用，而抗体、激素、神经递质发挥一次作用后都将失去生物活性，A错误;ATP为三磷酸腺苷去掉两个磷酸基团后为腺嘌呤核糖核苷酸，即为RNA的基本组成单位之一，B正确;蓝藻为原核生物细胞中含有藻蓝素和叶绿素，绿藻为真核生物细胞中含有叶绿素a和b、叶黄素和胡萝卜素四种色素，两者都可以进行光合作用但是色素不完全相同，C错误;细菌属于原核生物该种生物细胞中只有核糖体一个没有膜结构的细胞器，D错误。
14.如图为细胞核结构模式图，下列有关叙述不正确的是()
A.①主要由DNA和蛋白质组成，在细胞分裂不同时期呈现不同状态
B.②是产生核糖体、mRNA和合成蛋白质的场所
C.③在细胞周期中发生周期性变化，其主要成分是磷脂和蛋白质
D.蛋白质和RNA等大分子物质通过核孔进出细胞核需要消耗能量
[答案] B
[解析] ①是染色质，主要由蛋白质和DNA构成，在细胞分裂不同时期呈现染色质和染色体两种状态;②是核仁，蛋白质的合成场所是核糖体;③是核膜，在细胞周期中发生周期性变化(前期消失，末期重现)，构成核膜的主要成分是磷脂和蛋白质;核孔是大分子物质进出细胞核的孔道，蛋白质和RNA等大分子通过核孔的过程需要消耗能量。
15.下图a、b、c是三种生物体的细胞，关于三种细胞结构的总结，不合理的是 ()
A.a和b是真核细胞，c是原核细胞，因为c中无成形的③
B.a、b分别是高等植物、动物细胞，因为a有细胞壁、无b中的⑧，b无细胞壁
C.c和a、b共有的结构是①、⑥、⑦，共有的有机物是蛋白质、DNA、RNA等
D.用纤维素酶分别处理a、b、c细胞的外层结构，a、c外层结构被破坏，b无影响
[答案] D
[解析] a、b中均有成形的细胞核，为真核细胞，c中无成形的细胞核为原核细胞，A项正确。a中有细胞壁、叶绿体、液泡，无中心体，是高等植物细胞，b是高等动物细胞，B项正确。c和a、b共有的结构是细胞膜、细胞质、核糖体，a、b、c中均有DNA、RNA和蛋白质，C正确。a、c均有细胞壁，但a、c细胞壁的化学成分不同，用纤维素酶处理，对c的细胞壁不起作用，D错误。
16.2013年8月的“恒天然奶粉原料检出肉毒杆菌”事件被证实是虚惊一场，该事件之所以会引起如此大负面影响是因为肉毒杆菌是一种生长在缺氧环境下的细菌，在罐头食品及密封腌制食物中生存能力极强，其繁殖过程中会分泌一种蛋白质类的肉毒毒素，该毒素能引起特殊的神经中毒症状，致残率、病死率极高。据此分析下列有关说法正确的是()
A.肉毒杆菌是异养生物，有氧环境中能量大部分来自线粒体
B.肉毒毒素的合成和分泌过程需要内质网和高尔基体的参与
C.与呼吸道相比，消化道更容易被肉毒杆菌感染而致病
D.肉毒杆菌细胞中没有染色体，其繁殖方式为无丝分裂
[答案] C
[解析]肉毒杆菌是一种生长在缺氧环境下的细菌，在有氧环境下不能生存，故A错。肉毒杆菌为原核生物
，无各种细胞器(除了核糖体)，故B错。与呼吸道相比，消化道更缺氧气，更适合肉毒杆菌生存，故C正确。细菌分裂方式为二分裂，故D错。
17.关于①蓝藻、②酵母菌、③乳酸菌、④水绵、⑤黑藻、⑥噬菌体这6种生物的归纳错误的是()
A.均可用显微计数法来测其种群密度
B.含有线粒体的只有②④⑤
C.生产者只有①④⑤
D.都含有蛋白质与核酸
[答案] A
[解析] 可用显微计数法来测其种群密度的应属单细胞生物，水绵、黑藻都是多细胞生物，噬菌体属病毒，个体小，不可用显微计数法来测其种群密度，A错误;一般真核生物含有线粒体，蓝藻、乳酸菌是原核生物，噬菌体是病毒无线粒体，B正确;①④⑤均可进行光合作用，属生产者，C正确;一般生物都具有蛋白质和遗传物质核酸，D正确。
18.(2015·安徽安庆二模)2014年诺贝尔奖成果——超分辨率荧光显微镜，将光学显微镜带入到纳米维度，下列有关其应用的说法错误的是()
A.能观察埃博拉病毒中核糖体的分布
B.能观察受体在神经突触中的分布
C.可捕捉细胞骨架的动态重构过程
D.可追踪受精卵中蛋白质的变化情况
[答案] A
[解析] 病毒的结构简单，无细胞结构，无核糖体，A错误。
19.(2015·北京丰台)下列真核细胞内的反应可在生物膜上发生的是()
A.DNA的转录 B.激素与受体的结合
C.氨基酸脱水缩合 D.葡萄糖水解成丙酮酸
[答案] B
[解析] DNA的转录主要发生在细胞核中，A错误;激素与受体结合，有的激素受体位于细胞膜上，B正确;氨基酸的脱水缩合发生在核糖体上，核糖体没有膜结构，C错误;葡萄糖水解成丙酮酸的场所是细胞质基质，D错误。
20.(2015·湖南六校联考)下列细胞或细胞结构中能合成多糖的有()
①叶绿体 ②肝细胞 ③核糖体 ④骨骼肌 ⑤高尔基体
A.②③⑤ B.①②③④
C.②③④⑤ D.①②④⑤
[答案] D
[解析] 叶绿体是光合作用的场所，光合作用的产物是糖类(淀粉)等有机物;肝细胞能合成肝糖原;核糖体是合成蛋白质的场所;骨骼肌能合成肌糖原;高尔基体参与植物细胞壁的形成，植物细胞壁的主要成分之一是纤维素。
二、非选择题(50分)
21.(10分)如下图所示的图解表示构成细胞的元素、化合物，a、b、c、d代表不同的小分子物质，A、B、C代表不同的大分子物质，请分析回答下列问题。
(1)物质a是________，检验物质a的常用试剂是________。在动物细胞内，与物质A作用最相近的物质是________。若物质A在动物、植物细胞中均可含有，并且作为细胞内最理想的储能物质，不仅含能量多而且体积较小，则A是________。
(2)物质b是________，若某种B分子由18个b分子(平均相对分子质量为128)组成的两条链组成，则该B分子的相对分子质量大约为________。
(3)物质c在人体细胞中共有________种，分子中________的不同决定了c的种类不同。
(4)物质d是________，d和________、维生素D都属于固醇类物质。
[答案] (1)葡萄糖 斐林试剂 糖原 脂肪 (2)氨基酸 2016 (3)4 含氮碱基 (4)雄性激素 胆固醇
22.(10分)(2015·福建泉州)人体所需要的营养物质主要是水、无机盐、维生素、糖类、脂质和蛋白质。这些营养物质在人体细胞中有着重要的作用。
(1)自由水的生理作用：________________________________________。(答出2点)
(2)人每天都要补充一定数量的蛋白质，尤其是在婴幼儿时期，如果蛋白质摄入不足会导致抵抗力下降，原因是__________________________________________。
(3)市场上出售的少数劣质奶粉中掺有植物淀粉，请问如何鉴定奶粉是否含淀粉?____________________________________。
(4)若有三个核酸分子，经分析共有5种碱基、8种核苷酸、4条核苷酸链，则这3个核酸分子分别是 ()
A.1个DNA和2个RNA
B.2个DNA和1个RNA
C.3个DNA
D.3个RNA
(5)牛奶、婴幼儿奶粉中含量较多的二糖是________。牛奶、婴幼儿奶粉中都添加钙、铁等元素，其中碳酸钙是人体骨骼和牙齿的重要组成成分，铁是血红蛋白的组成成分，这说明无机盐的生理作用是______________________________;0.9%的生理盐水对维持细胞内外渗透压非常重要，这说明无机盐的生理作用是__________________________________。
(6)俗话说，“一方水土养一方人”，饮水是提供人体必需的矿物质和微量元素的重要途径之一。在天然无污染的泉水中，含有Cu、K、Ca、Zn、P、Mg、Na、Fe等人体必需元素，其中属于大量元素的是______________________________。
[答案] (1)①是细胞内的良好溶剂;②参与多种生物化学反应;③运送营养物质和代谢废物;④为多细胞生物体内的细胞提供了良好的液体环境(任选2点答题)
(2)蛋白质摄入量不足，会影响抗体的合成
(3)滴加碘液，观察其是否变蓝，若变蓝，则说明其含有淀粉
(4)A
(5)乳糖 构成细胞内某些复杂化合物 维持生物体的生命活动
(6)K、Ca、P、Mg
[解析] (1)自由水的生理作用：①是细胞内的良好溶剂;②参与多种生物化学反应;③运送营养物质和代谢废物;④为多细胞生物体内的细胞提供了良好的液体环境。(2)蛋白质摄入不足会导致抵抗力下降，原因是蛋白质摄入量不足，会影响抗体的合成。(3)鉴定奶粉是否含淀粉的方法：滴加碘液，观察其是否变蓝，若变蓝，则说明其含有淀粉。(4)有5种碱基说明有DNA和RNA，然后3个分子4条核苷酸链，说明有一个双链，两个单链，所以有2个RNA,1个DNA。(5)牛奶、婴幼儿奶粉中含量较多的二糖是乳糖。碳酸钙是人体骨骼和牙齿的重要组成成分，铁是血红蛋白的组成成分，这说明无机盐的生理作用是构成细胞内某些复杂化合物;0.9%的生理盐水对维持细胞内外渗透压非常重要，这说明无机盐的生理作用是维持生物体的生命活动。(6)细胞内的大量元素是C、H、O、N、S、K、Ca、P、Mg。
23.(10分)细胞是生物体结构和功能的基本单位，自然界中生物种类繁多，甲、乙、丙为三种生物的细胞结构图，根据所学生物知识回答下列问题：
(1)从结构上来看，甲细胞与乙、丙细胞的主要区别是：________。
(2)成熟菠菜叶片中叶肉细胞结构如图乙，某实验小组将菠菜叶高温爆炒，发现菜汁变绿色，原因可能是图乙中________结构被破坏(用数字回答)。
(3)若图丙细胞的分泌物为抗利尿激素，其与靶细胞膜受体结合后，促进肾小管和集合管对水分的重吸收，细胞外液渗透压会下降，该过程体现了细胞膜具有________的功能。
(4)若图丙为人体胰岛B细胞，则图中分泌物需经________的加工、转运与分泌;已知该分泌物的结构如图丁所示，且该分泌物的分子量为30030，氨基酸平均分子量为118，则⑧中控制合成该分泌物的物质中至少含有________个磷酸二酯键。
[答案] (1)甲没有核膜包被的细胞核(无成形的细胞核) (2)②③(必须答全) (3)信息交流
(4)内质网、高尔基体和细胞膜(必须答全) 1798
[解析] (1)甲细胞没有核膜包被的细胞核，从形态结构上分析，应为原核生物蓝藻;乙细胞有细胞壁、液泡、叶绿体，为典型的植物细胞，甲乙最主要的区别是甲没有核膜包被的细胞核(无成形的细胞核)。(2)叶绿素位于叶绿体中。菠菜叶高温爆炒，菜汁变绿色，说明③叶绿体、②细胞膜结构遭到破坏。(3)丙细胞分泌的抗利尿激素作为信息分子，与靶细胞膜受体结合，使受体细胞产生相应的生理活动，体现了细胞膜具有信息交流的功能。(4)胰岛B细胞分泌的胰岛素化学本质为蛋白质，需要内质网和高尔基体的加工，从细胞膜分泌到细胞外;欲知控制合成该物质的基因最少含有的磷酸二酯键的数目a，应先求得基因的碱基数目b(a=b-2)，已知胰岛素基因的碱基的数目：合成的胰岛素中氨基酸的数目61，假设胰岛素中氨基酸的总数为X，则可得如下方程式：118X=30030+(X-2)×18+6(6个—SH之间连接脱去氢丢失的分子量)，解方程X=300;故胰岛素基因的碱基的数目为1800个，最少含有的磷酸二酯键的数目1798个。
24.(10分)下图中a、b、c、d为细胞器，3H-亮氨酸参与图示过程可合成物质3H-X。请据图回答：
(1)分离细胞中细胞器的常用方法是________，其中观察c需用到染色剂________。
(2)在图示过程中，膜面积会发生变化的细胞器有________(填字母)。
(3)c中的酶有多种，它们的分子结构明显不同的根本原因是________。
(4)图中含有DNA的结构是________(填字母)，蓝藻细胞中也有的细胞器是________(填字母)。
(5)若3H-X可使血糖浓度升高，则分泌该物质的细胞是________;若物质3H-X可在下丘脑与垂体细胞间传递信息，且在寒冷环境中分泌量明显增多，则物质3H-X为________。
[答案] (1)差速离心法 健那绿
(2)b、d
(3)控制合成不同酶的基因的遗传信息不同
(4)c a
(5)胰岛A细胞 促甲状腺激素释放激素
[解析] (1)分离细胞中细胞器的常用方法是差速离心法，c是线粒体，可被健那绿染成蓝绿色。(2)图示为分泌蛋白合成加工及分泌过程，图中a是核糖体，b是内质网，d是高尔基体，该过程中b、d膜面积会发生变化。(3)线粒体中的酶有多种，它们的化学本质是蛋白质，分子结构明显不同的根本原因是控制合成不同酶的基因的遗传信息不同。(4)图中含有DNA的结构是线粒体。蓝藻细胞是原核细胞，与真核细胞共有的细胞器是核糖体。(5)使血糖浓度升高的物质是胰高血糖素，是由胰岛A细胞合成分泌的。下丘脑合成分泌促甲状腺激素释放激素，作用于垂体细胞，在寒冷环境中促甲状腺激素释放激素分泌量明显增多。
二、非选择题(50分)
21.(10分)如下图所示的图解表示构成细胞的元素、化合物，a、b、c、d代表不同的小分子物质，A、B、C代表不同的大分子物质，请分析回答下列问题。
(1)物质a是________，检验物质a的常用试剂是________。在动物细胞内，与物质A作用最相近的物质是________。若物质A在动物、植物细胞中均可含有，并且作为细胞内最理想的储能物质，不仅含能量多而且体积较小，则A是________。
(2)物质b是________，若某种B分子由18个b分子(平均相对分子质量为128)组成的两条链组成，则该B分子的相对分子质量大约为________。
(3)物质c在人体细胞中共有________种，分子中________的不同决定了c的种类不同。
(4)物质d是________，d和________、维生素D都属于固醇类物质。
[答案] (1)葡萄糖 斐林试剂 糖原 脂肪 (2)氨基酸 2016 (3)4 含氮碱基 (4)雄性激素 胆固醇
22.(10分)(2015·福建泉州)人体所需要的营养物质主要是水、无机盐、维生素、糖类、脂质和蛋白质。这些营养物质在人体细胞中有着重要的作用。
(1)自由水的生理作用：________________________________________。(答出2点)
(2)人每天都要补充一定数量的蛋白质，尤其是在婴幼儿时期，如果蛋白质摄入不足会导致抵抗力下降，原因是__________________________________________。
(3)市场上出售的少数劣质奶粉中掺有植物淀粉，请问如何鉴定奶粉是否含淀粉?____________________________________。
(4)若有三个核酸分子，经分析共有5种碱基、8种核苷酸、4条核苷酸链，则这3个核酸分子分别是 ()
A.1个DNA和2个RNA
B.2个DNA和1个RNA
C.3个DNA
D.3个RNA
(5)牛奶、婴幼儿奶粉中含量较多的二糖是________。牛奶、婴幼儿奶粉中都添加钙、铁等元素，其中碳酸钙是人体骨骼和牙齿的重要组成成分，铁是血红蛋白的组成成分，这说明无机盐的生理作用是______________________________;0.9%的生理盐水对维持细胞内外渗透压非常重要，这说明无机盐的生理作用是__________________________________。
(6)俗话说，“一方水土养一方人”，饮水是提供人体必需的矿物质和微量元素的重要途径之一。在天然无污染的泉水中，含有Cu、K、Ca、Zn、P、Mg、Na、Fe等人体必需元素，其中属于大量元素的是______________________________。
[答案] (1)①是细胞内的良好溶剂;②参与多种生物化学反应;③运送营养物质和代谢废物;④为多细胞生物体内的细胞提供了良好的液体环境(任选2点答题)
(2)蛋白质摄入量不足，会影响抗体的合成
(3)滴加碘液，观察其是否变蓝，若变蓝，则说明其含有淀粉
(4)A
(5)乳糖 构成细胞内某些复杂化合物 维持生物体的生命活动
(6)K、Ca、P、Mg
[解析](1)自由水的生理作用：①是细胞内的良好溶剂;②参与多种生物化学反应;③运送营养物质和代谢废物;④为多细胞生物体内的细胞提供了良好的液体环境。(2)蛋白质摄入不足会导致抵抗力下降，原因是蛋白质摄入量不足，会影响抗体的合成。(3)鉴定奶粉是否含淀粉的方法：滴加碘液，观察其是否变蓝，若变蓝，则说明其含有淀粉。(4)有5种碱基说明有DNA和RNA，然后3个分子4条核苷酸链，说明有一个双链，两个单链，所以有2个RNA,1个DNA。(5)牛奶、婴幼儿奶粉中含量较多的二糖是乳糖。碳酸钙是人体骨骼和牙齿的重要组成成分，铁是血红蛋白的组成成分，这说明无机盐的生理作用
是构成细胞内某些复杂化合物;0.9%的生理盐水对维持细胞内外渗透压非常重要，这说明无机盐的生理作用是维持生物体的生命活动。(6)细胞内的大量元素是C、H、O、N、S、K、Ca、P、Mg。
23.(10分)细胞是生物体结构和功能的基本单位，自然界中生物种类繁多，甲、乙、丙为三种生物的细胞结构图，根据所学生物知识回答下列问题：
(1)从结构上来看，甲细胞与乙、丙细胞的主要区别是：________。
(2)成熟菠菜叶片中叶肉细胞结构如图乙，某实验小组将菠菜叶高温爆炒，发现菜汁变绿色，原因可能是图乙中________结构被破坏(用数字回答)。
(3)若图丙细胞的分泌物为抗利尿激素，其与靶细胞膜受体结合后，促进肾小管和集合管对水分的重吸收，细胞外液渗透压会下降，该过程体现了细胞膜具有________的功能。
(4)若图丙为人体胰岛B细胞，则图中分泌物需经________的加工、转运与分泌;已知该分泌物的结构如图丁所示，且该分泌物的分子量为30030，氨基酸平均分子量为118，则⑧中控制合成该分泌物的物质中至少含有________个磷酸二酯键。
[答案] (1)甲没有核膜包被的细胞核(无成形的细胞核) (2)②③(必须答全) (3)信息交流
(4)内质网、高尔基体和细胞膜(必须答全) 1798
[解析] (1)甲细胞没有核膜包被的细胞核，从形态结构上分析，应为原核生物蓝藻;乙细胞有细胞壁、液泡、叶绿体，为典型的植物细胞，甲乙最主要的区别是甲没有核膜包被的细胞核(无成形的细胞核)。(2)叶绿素位于叶绿体中。菠菜叶高温爆炒，菜汁变绿色，说明③叶绿体、②细胞膜结构遭到破坏。(3)丙细胞分泌的抗利尿激素作为信息分子，与靶细胞膜受体结合，使受体细胞产生相应的生理活动，体现了细胞膜具有信息交流的功能。(4)胰岛B细胞分泌的胰岛素化学本质为蛋白质，需要内质网和高尔基体的加工，从细胞膜分泌到细胞外;欲知控制合成该物质的基因最少含有的磷酸二酯键的数目a，应先求得基因的碱基数目b(a=b-2)，已知胰岛素基因的碱基的数目：合成的胰岛素中氨基酸的数目61，假设胰岛素中氨基酸的总数为X，则可得如下方程式：118X=30030+(X-2)×18+6(6个—SH之间连接脱去氢丢失的分子量)，解方程X=300;故胰岛素基因的碱基的数目为1800个，最少含有的磷酸二酯键的数目1798个。
24.(10分)下图中a、b、c、d为细胞器，3H-亮氨酸参与图示过程可合成物质3H-X。请据图回答：
(1)分离细胞中细胞器的常用方法是________，其中观察c需用到染色剂________。
(2)在图示过程中，膜面积会发生变化的细胞器有________(填字母)。
(3)c中的酶有多种，它们的分子结构明显不同的根本原因是________。
(4)图中含有DNA的结构是________(填字母)，蓝藻细胞中也有的细胞器是________(填字母)。
(5)若3H-X可使血糖浓度升高，则分泌该物质的细胞是________;若物质3H-X可在下丘脑与垂体细胞间传递信息，且在寒冷环境中分泌量明显增多，则物质3H-X为________。
[答案] (1)差速离心法 健那绿
(2)b、d
(3)控制合成不同酶的基因的遗传信息不同
(4)c a
细胞中的无机物范文第4篇
关键词: 高中阶段 生物学概念 差异
生物学是一门自然科学,科学性、严密性较强,而生物学概念是中学生物学科知识的主要组成部分,是构成生命科学理论体系的基本单位,[1]但由于生物教材中概念较多,学生不予重视,学习浅尝辄止。[2]因此,在学习生物学概念或名称时,常出现错误。我根据平时学生较难分辨和理解的生物学概念,进行分类,比较其本质区别和内在联系。
1.相近类型概念
相近类型概念往往代表相同的物质、相似的空间或相似的过程,却又有着一定的差异。
1.1染色体和染色质。
染色质和染色体的主要成分都是DNA和蛋白质,是同一物质在细胞分裂间期和分裂期的不同形态表现而已。它们在核内的螺旋程度不一,螺旋紧密的部分,染色较深;有的螺旋松疏染,色较浅,染色质出现于间期,在光镜下呈现丝状,不均匀地分布于细胞核中。细胞分裂时染色质细丝高度螺旋化形成较粗的柱状和杆状等不同的形状形成染色体。不同生物的染色体数目、形态不同,具有种的特异性,而且比较恒定。
1.2生殖和繁殖。
生殖是延续种系的重要生命活动,是生物的基本特征之一。高等动物和人的生殖过程包括生殖细胞(和卵细胞)的形成、、受精、着床、妊娠、胚胎发育、分娩和哺乳等环节。而繁殖包括性器官的成熟、筑巢、占区、示爱、等。因此,生殖的范围小,繁殖的范围大。
1.3花药和花粉。
花药是位于花丝顶端的结构,是植物的器官,花粉是花药里的花粉母细胞(或小孢子母细胞)通过一次减数分裂产生四个花粉粒。
2.包含类型概念
概念之间是包含、从属关系。
2.1脂类和类脂。
脂类包括脂肪、类脂、和固醇等;类脂是脂类的一种形式。因此脂类概念范围大,而类脂概念范围小。
2.2肽链和肽键。
肽链是多个氨基酸经过脱水缩合形成的链状大分子物质;而肽键是由两个氨基酸经脱水缩合而形成的有机化合键。所以一条肽链中可能含有多个肽键。
2.3核酸和核苷酸。
核酸是由许多核苷酸聚合而成的生物高分子化合物为生命的最基本物质之一,是生物体遗传信息的载体。而核苷酸是由含氮碱基(嘌呤或嘧啶)、戊糖(核糖或脱氧核糖)与磷酸所组成的小分子化合物,是组成核酸的基本单位。
2.4种群和群落。
从概念的内涵上看,种群和群落都是许多生物个体的总和。但种群强调是同一物种生物在特定时间、特定空间内的所有个体的总和。而群落则是一定区域内所有生物个体的总和。虽然都是生物群体,但这两个群体是不同的生物群体。
3.相反类型概念
字面意思相反,往往代表相对的空间领域,或者是相反含义的概念,或者过程相反。
3.1细胞液、细胞内液和细胞外液。
细胞液是指植物细胞液泡内的液体,其中含有生物碱、色素、无机盐、蛋白质等物质,对细胞的内环境起着调节作用,可以使细胞保持一定的渗透压,以维持膨胀状态。
细胞内液是指动物体液中存在于细胞内部的液体,相对于细胞外液而言。它是细胞中进行各种化学反应的场所。
细胞外液指人体内,存在于细胞外的体液叫做细胞外液。主要包括:组织液(组织间隙液的简称)、血浆(血液的液体部分)和淋巴、脑脊液等,占体液总量的八分之三。人体内的细胞外液,构成了体内细胞生活的液体环境,这个液体环境叫做人体的内环境。
3.2有丝分裂和无丝分裂。
细胞有丝分裂是细胞进行分裂增殖的方式之一,在分裂过程中经过染色体的复制和平均再分配,形成两个具有与亲代细胞相同遗传物质的子代细胞,由于在分裂过程中出现纺锤丝(纺锤体),所以称之为有丝分裂。
细胞无丝分裂过程一般是细胞核先延长,从核的中部向内凹进,缢裂成为两个细胞核;接着,整个细胞从中部缢列成两部分,形成两个子细胞。因为在分裂过程中没有出现纺锤丝(纺锤体),所以叫做无丝分裂。例如,蛙的红细胞的无丝分裂。
3.3无氧呼吸和有氧呼吸。
无氧呼吸一般是指细胞在无氧(缺氧)条件下,通过酶的催化作用,把葡萄糖等有机物质分解成为不彻底的氧化产物,同时释放出少量能量的过程。这个过程对于高等植物、高等动物和人来说,称为无氧呼吸。如果用于微生物(如乳酸菌、酵母菌),则习惯上称为发酵。有氧呼吸是指细胞在氧的参与下,通过酶的催化作用,把糖类等有机物彻底氧化分解,产生出二氧化碳和水,同时释放出大量能量的过程。有氧呼吸是高等动物和植物进行呼吸作用的主要形式,因此,通常所说的呼吸作用就是指有氧呼吸。细胞进行有氧呼吸的主要场所是线粒体。一般说来,葡萄糖是细胞进行有氧呼吸时最常利用的物质。
4.并列类型概念
概念之间是并列的关系。
4.1抗原和抗体。
抗原是一类能诱导免疫系统发生免疫应答,并能与免疫应答的产物(抗体或效应T细胞)发生特异性结合的物质。抗原具有免疫原性和反应原性两种性质,对于生物体而言,抗原就是“外来物”。抗体是人或动物接受抗原物质(如细菌或其毒素、病毒等)刺激后,由浆细胞合成和分泌的一种特异性蛋白质。
4.2细胞分裂和细胞分化。
细胞分裂是活细胞繁殖其种类的过程,是一个细胞分裂为两个细胞的过程。分裂前的细胞称母细胞,分裂后形成的新细胞称子细胞。通常包括核分裂和胞质分裂两步。
细胞分化则是在个体发育中,由一个或一种细胞增殖产生的后代,在形态结构和生理功能上发生稳定性的差异的过程。其结果是在空间上细胞之间出现差异,在时间上同一细胞和它以前的状态有所不同。一次细胞分化是在细胞分裂的基础之上进行的。
4.3生长素和生长激素。
生长素是植物激素,又名吲哚乙酸,是一种有机酸。产生的部位是叶原基、嫩叶和发育中的种子。其分布的范围很广,主要集中在生长旺盛的部位,趋向衰老的组织和器官中很少。其生理作用是促进生长,促进枝条生根、发芽、促进果实发育,防止落花落果。生长素的生理作用还表现出两重性――高浓度抑制生长,低浓度促进生长。
生长激素是动物激素,其成分是一种蛋白质。是由动物的内分泌腺(垂体)分泌的一种激素,直接进入血液循环,随血液流向全身。其主要生理作用是促进生长,此外还能影响动物的糖类、脂类和蛋白质的代谢。
上述这些概念在字面意思上虽然只有一字之差,但在结构或者功能方面有着或多或少的差异,但更重要的是关注学生原有概念和生物学科学概念之间的认知冲突,[3]如果学生能正确地加以区别,将有助于培养在生物学学习中的基本能力。
参考文献:
[1]赵伟涛,曹刚,余丹.高中学生生物学核心概念发展水平的评价研究.科学教育,2009,4,(15):11-12.
细胞中的无机物范文第5篇
RT-PCR检测耐药相关基因MDR1、BCL2L1、LRP、PRKCA的表达取对数生长期细胞，TRIzol试剂提取细胞总RNA，反转录试剂盒合成cDNA，SYBYGreen方法进行实时荧光定量PCR实验。引物设计由Invitrogen公司合成，见表1。PCR反应体系：cDNA1μl，2×SYBRGreenPCRMastermix12μl，引物F/R（上下游引物的终浓度各为15pmol/μl）各0.3μl，DEPC水11.4μl，共25μl。PCR循环设置：50℃2min95℃10min（95℃15s60℃1min）×40个循环（生成扩增曲线）95℃15s60℃15s95℃15s（生成溶解曲线）。SDS2.2软件分析处理数据，管家基因校正目的基因的表达，得到相对定量结果。1.6耐药细胞的保存耐药细胞SKOV3/TAX30分别冻存于含0、10、30nmol/L紫杉醇药物的冻存液里。于冻存后1、3、6月分别复苏细胞，观察复苏情况，MTT法检测IC50。1.7统计学方法对有关数据采用SPSS13.0软件进行独立样本t检验（independentsamplet-test）、单因素方差分析（OnewayANOVA），P<0.05为差异有统计学意义。
2、结果
2.1耐药细胞的建立
SKOV3经300μg/ml大剂量的紫杉醇作用2h后,大部分细胞死亡漂浮，剩余细胞肿胀，伸出树枝状突起呈蜘蛛状，胞质见空泡形成、颗粒增多。少量存活的细胞克隆生长，恢复生长至对数期消化传代，再进行下一次冲击；SKOV3经10~30nmol/L小剂量的紫杉醇作用24h，约50%的细胞死亡，细胞体积增大，形态不规则，胞质内颗粒增多，贴壁性变弱，给药24~72h内最明显，96~120h后逐渐恢复原状。经两种诱导方法获得的耐药细胞系，分别命名为SKOV3/TAX300和SKOV3/TAX30。
2.2耐药细胞的生物特性
2.2.1耐药指数MTT实验结果显示，耐药细胞及其敏感细胞的IC50值及耐药指数，可见小剂量浓度递增诱导的耐药细胞SKOV3/TAX30耐药性较强，见表2。2.2.2平板克隆形成实验在无药物作用时，SKOV3敏感细胞较两种耐药细胞系的克隆形成能力强，见图1A的d组，SKOV3敏感细胞的克隆形成数为（934±16.37），SKOV3/TAX300的克隆形成数为（440±13.75）,SKOV3/TAX30的克隆形成数为（579±9.50）。与敏感细胞SKOV3相比，两种耐药细胞克隆形成数少，差异有统计学意义（P均=0.000），见图1B。而在相同浓度紫杉醇作用下，耐药细胞形成的克隆明显多于敏感细胞。在紫杉醇浓度为5nM时，SKOV3/TAX30可形成（1206±9.50）个克隆，SKOV3/TAX300可形成（870±32.30）个克隆，而SKOV3形成的克隆数仅（202±6.08），差异有统计学意义（P均=0.000）；当紫杉醇浓度进一步升高为50nM和500nM时，SKOV3/TAX30和SKOV3/TAX300形成的克隆数仍明显高于敏感细胞SKOV3。紫杉醇浓度为50nM时，SKOV3细胞与SKOV3/TAX300细胞形成的克隆数相比，差异有统计学意义（P=0.013）,SKOV3细胞与SKOV3/TAX30细胞形成的克隆数相比，差异也有统计学意义（P=0.000）；紫杉醇浓度为500nmol/L时，SKOV3细胞与SKOV3/TAX300和SKOV3/TAX30细胞形成的克隆数相比，差异有统计学意义（P=0.009、0.0001），见图1B。2.2.3生长曲线倍增时间的差异SKOV3敏感细胞和两种耐药细胞系在相同条件下培养7天，细胞增殖产生一定的差异。耐药细胞的生长较敏感细胞减慢，生长曲线的斜率减小，见图2。同时，根据生长曲线计算出SKOV3/TAX300和SKOV3/TAX30细胞的倍增时间分别为28.90h、24.0h，与敏感细胞的倍增时间20.84h相比也有所延长。
2.3耐药相关基因
MDR1、BCL2L1、LRP、PRKCA在各细胞中的表达MDR1、BCL2L1、LRP、PRKCAmRNA在SKOV3、SKOV3/TAX300和SKOV3/TAX30细胞中的相对表达丰度见图3A、3B。两种耐药细胞中，MDR1的表达明显增高，提示SKOV3/TAX300、SKOV3/TAX30对紫杉醇的耐药与MDR1高表达有关。SKOV3/TAX300细胞中PRKCA、LRP的表达均高于SKOV3细胞，差异有统计学意义（P=0.016，P=0.005），BCL2L1的表达与敏感细胞比较，差异无统计学意义（P=0.815）。而SKOV3/TAX30细胞的PRKCA、LRP的表达与敏感细胞比较差异无统计学意义（P=0.154，P=0.206）。BCL2L1的表达低于敏感细胞（P=0.001），见图3B。以上数据表明不同诱导方式导致耐药细胞发生不同生物学变化，可能存在不同的耐药机制。
2.4耐药细胞的保存
耐药细胞SKOV3/TAX30分别冻存在含有0、10、30nM紫杉醇的冻存液中，于冻存后1、3、6月复苏，检测IC50，见表3。1、3月后检测结果提示，在3种药物浓度条件下的细胞IC50没有明显区别，但冻存6月后，无药冻存组的耐药细胞与两种加药冻存组的细胞比较，其IC50明显下降，差异有统计学意义（P<0.01）。同一个药物浓度条件下，无药冻存组的耐药细胞在冻存6月时，出现耐药性下降，而两种加药冻存组细胞在6月的冻存过程中，细胞IC50虽然出现轻度下降，但差异无统计学意义。
3、讨论
3.1耐药细胞的建立
本实验结果提示：增加给药剂量、适当延长无药间歇期，可能延缓细胞的耐药性。由于大剂量冲击诱导与临床治疗模式相似，临床上体内耐药指数≥2倍即足以导致化疗失败[5]，因此大剂量冲击诱导产生的耐药细胞虽然耐药指数较低，也是模拟临床耐药的良好模型。
3.2耐药细胞的特性
本研究的结果表明：在无药物作用时，SKOV3细胞的集落形成能力强于两种耐药细胞SKOV3/TAX300和SKOV3/TAX30，但在不同浓度紫杉醇药物条件下，耐药性最强的SKOV3/TAX30集落形成能力也最强，而敏感细胞SKOV3的集落形成能力最弱，此结果与MTT法检测的耐药性一致。紫杉醇的作用机制是促进微管蛋白二聚体装配成微管，抑制纺锤体形成，将细胞阻断于G2/M期，细胞的有丝分裂异常或停止，使多核细胞的形成增多[6]。诱导的过程中耐药细胞膨胀、形态不规则、细胞体积的增大可能与细胞群体中多核细胞的增多有关。本研究的生长曲线实验中，SKOV3/TAX300和SKOV3/TAX30的倍增时间分别为28.9、24.0h，与敏感细胞SKOV3的倍增时间20.84h相比有明显延长，显示耐紫杉醇的卵巢癌细胞生长速度减慢。细胞周期的阻滞，除导致一些细胞周期特异性药物失效外，肿瘤细胞处于相对静止状态，易对化疗药物产生耐受。
3.3耐药相关基因的检测
卵巢癌紫杉醇耐药机制的研究中，多药耐药（multidrugresistance，MDR）一直是热点。多药耐药是指对一种药物具有耐药性的同时，也对其他结构和作用机制完全不同的化疗药物产生交叉耐受的一种现象。多药耐药的产生是一个多因素的过程，主要包括：（1）细胞内有效药物浓度的降低；（2）细胞内药物活性的改变；（3）凋亡的抑制；（4）肿瘤细胞微环境改变化疗敏感度。P-gp是多药耐药基因MDR1编码的相对分子质量为17kD的一种跨膜糖蛋白，其功能是使细胞内药物浓度降低，药物的作用减弱或丧失，细胞由此获得耐药性。与大多数其他化疗药物的多药耐药机制相似，紫杉醇作为P-gp的作用底物之一，其耐药机制与MDR1基因扩增导致的P-gP高表达密切相关[7-8]。肺耐药相关蛋白LRP是在多药耐药的肺癌细胞株中发现的与MDR相关的非糖蛋白，相对分子质量为110kD，能阻止药物通过核孔进入细胞核，避免其作用于核内靶点，药物运送到胞质的囊泡中，再通过胞吐作用将药物排出体外，从而发生紫杉类药物耐药[9-10]。凋亡抑制基因也参于紫杉醇耐药。BCL2L1基因，全称为BCL-2样1基因（BCL-2-like1）,编码蛋白属于BCL-2蛋白家族，BCL-2蛋白家族通过抑制肿瘤细胞凋亡，导致耐药性[11-12]。PRKCA基因为蛋白激酶Cα（proteinkinaseCalpha），也被称为PKCA、PRKACA、KPCA、AAG6。细胞过度增殖和抗细胞凋亡机制障碍都可导致肿瘤进展和耐药现象发生[13]。另外PKC的作用是使底物蛋白磷酸化而活化，p-gp是PKC的作用底物，当其表达增加或活性增强时，可使大量的P-gp磷酸化而活化，从而产生耐药性。本研究结果提示。SKOV3/TAX300细胞PRKCA、LRP的表达均略高于敏感细胞。但SKOV3/TAX30细胞的PRKCA、LRP的表达与敏感细胞比较差异无统计学意义。BCL2L1在SKOV3/TAX30细胞的表达低于敏感细胞，但SKOV3/TAX300细胞中BCL2L1的表达略高于敏感细胞，结果提示不同方式诱导的耐药细胞，可能存在不同的耐药机制。
3.4耐药细胞的保存
