生物细胞的基本结构范文

生物细胞的基本结构篇1

关键词：肺癌；A 549细胞：MRC-5细胞；细胞生长；哌啶并噻吩：结构活性关系

中图分类号：Q279

文献标识码：A

文章编号：1007-7847（2014）05-0382-05

肺癌是世界范围内发病率和死亡率增长最快的恶性肿瘤之一。近年来许多国家都报道肺癌的发病率和死亡率均明显增高，男性肺癌发病率和死亡率均占所有恶性肿瘤的第一位，女性肺癌发病率和死亡率占女性所有恶性肿瘤的第二位[1]。肺癌的治疗方法主要有手术治疗、放射治疗、药物治疗、靶向治疗、综合治疗等，药物治疗及靶向治疗在其中占据了重要的地位[2]。目前，临床上常用的治疗肺癌的药物有贝伐单抗、西妥昔单抗、长春新碱等，虽然这些药物对肺癌有一定的疗效，但也存在着很大的毒副作用及机体对药物的极大的耐药性问题，因此，开发疗效显著、靶向性强、毒剐作用小的新型治疗药物显得尤为重要[3]。

化学合成的有机小分子是一种相对分子质量小、容易进入细胞、可以与其中的蛋白质分子结合并影响蛋白活性的一种化合物。在抗肿瘤药物的筛选中，这种小分子化合物也得到广泛的应用，筛选有活性的小分子化合物是其中的第一步。一口.筛选到活性化合物，该化合物就被视为可能的药物先导化合物，后续可进行结构修饰、药理学研究、药代动力学分析等药物开发的相关研究工作。、此外，就算筛到的活性化合物不适合作为药物开发对象，进一步寻找该化合物的作用靶点及作用机制，电可发现一些与肿瘤发生发展相关的重要的新的基因，从而为药物研发提供新的靶点，因此也是具有重要意义的[4，5]。在20世纪八九十年代，快速合成结构多样的有机小分子的技术发腱成熟，随后商业化的小分子化合物大量出现，为抗肿瘤药物筛选及肿瘤发生机制的研究提供了丰富的资源[6]。

在医药的研究发展过程中，含氮杂环化合物因其具有独特的生物活性、低毒性等，常被作为医药创制的基本结构单元[7-9]1。为了寻找高活性的新型化合物，本研究从实验室现有的小分子化合物库中选取13个含有哌啶并噻吩为母核，成氯盐，目前国内外文献未见报道的新型化合物，在体外培养肺癌A549细胞中，研究其对细胞生长的抑制作用；并分析了化合物结构与活性之问可能存在的关系。对活性最高（对A549细胞生长的抑制率最高）的化合物进行了抑制A549细胞生长的浓度依赖效应分析及对正常人胚肺成纤维MRC-5细胞的生长抑制作用研究。

1 材料与方法

1.1 材料

人肺癌细胞系A549由昆明理工大学医学院张继红老师馈赠，正常人胚肺成纤维细胞系MRC-5购自中国科学院昆明动物研究所细胞胞库，小分子化合物购自Life Chemicals。研究中所用主要试剂包括：改良型RPMI-1640培养荩fIIv一clone）、DMEM培养基（Hyclone）、胎牛血清（Scien―Cell）、特级胎牛血清（Gibco）、青链霉素混合液液（So一larbio）、胰蛋白酶-EDTA消化液（Solarbio）、二甲基亚砜（DMSO，Solarbio）。WST-1细胞增殖及细胞毒性检测试剂盒（碧云天生物技术研究所）。

1.2 细胞培养

从液氮罐中取出细胞，复苏后置于6 cm直径的细胞培养皿中，放在37 ℃、5% C02条件下的细胞培养箱（Thermo）中培养。A549细胞完个培养基包括改良型RPMI-1640培养基、10%的胎牛血清（ScienCell）、1%的青链霉素混合液；MRC-5细胞完全培养基包括DMEM培养基、15%的特级胎牛血清（Gibco）、1%的青链霉素混合液。复苏后生长状况良好的细胞，传代至10 cm直径的细胞培养皿中扩大培养，以备后续试验使用。选取生长状态良好处于对数生长期的细胞接种于96孔板，用于小分子化合物活性检测试验。

1.3 .13 个小分子化合物对A549细胞生长的抑制作用分析

将处于对数生长期的A549细脆，接种于96孔板，铺板密度为2xl04 cells/mL，即每孔为2000个细胞，体积为100 μL。细胞接种24h后，向其中分别加入各小分子化合物（终浓度为10μmol/L）体积为1μL，对照孔中加入等体积的DMSO（终浓度为0.5%），每个处理设3个重复（每个小分子及DMSO均分别处理3个孔的细胞），再补加细胞完全培养基100 μL。小分子化合物处理48 h后，每孔加入WST-1溶液20 μL，在培养箱内继续孵育2～4 h，然后用酶标仪在450 nm波长处测定吸光值，所得数据用于结果分析。1.4 小分子化合物11抑制A549细胞生长的浓度依赖效应分析及对MRC-5细胞生长的抑制作用分析

将处于对数生长期的A549细胞和MRC一5细胞，接种于96孔板，铺板密度为2x104 cells/mL，即每孔为2 000个细胞，体积为100 μL。细胞接种24 h后，向其中分别加入不同浓度的化合物1 1（噻吩并[2， 3-c]哌啶-3-甲酰胺一2一[（3一甲氧基一萘-2-羰基）一氨基卜6-苄基一，盐酸盐；Thieno[2，3 -c] piperidine一3-carboxamide -2 -[（3 -methoxy -naphthalene -2 -carbonyl） -amino] -6 -（benzyl） -，hy-drochloride）（终浓度分别为1、2.5、5、10 μmol/L），体积为1μL，对照孔中加入等体积的DMSO （终浓度为0.5%），每个处理设3个重复（不同浓度的小分子及DMSO均分别处理3个孔的细胞），再补加细胞完全培养基100 μL。小分子化合物处理48 h后，每孔加入WST-1溶液20 μL，在培养箱内继续孵育2～4 h，然后用酶标仪在450 nm波长处测定吸光值，所得数据用于结果分析。该化合物抑制A549细胞生长的IC50值用GraphPad Prism软件计算。

2 结果与分析

2.1 13个小分子化合物对A549细胞生长的抑制作用

本研究所用的13个化合物是具有相同核心结构（图1）的类似物，并成氯盐。因其核心结构含哌啶并噻吩结构，所以我们暂时把这一类小分子命名为哌啶并噻吩类化合物。核心结构中的R1、R2代表不同的结构基团。化合物1～4的Rl结构基团为甲氧羰基，5―8的R1结构基团为氰基，9～13的R1结构基团为氨甲酰基（表1）。

用化合物（终浓度10 μmol/L）处理A549细胞48 h后，用WST-1法检测细胞的存活情况，通过与对照细胞（DMSO）的存活情况进行比较，来计算各化合物对A549细胞生长的抑制率（表1）。R1结构基团均为甲氧羰基的化合物中，对A549细胞生长的抑制率最高的是化合物4，抑制率为（26.58+3.65）%；R1结构基团均为氰基的化合物中，对A549细胞生长的抑制率最高的是化合物7，抑制率为（46.59+8.68）%；R1结构基团均为氨甲酰基的化合物中，对A549细胞生长的抑制率最高的是化合物11，抑制率为（71.34+0.96）%。2.2 小分子化合物11抑制A549细胞生长的剂量效应及对MRC-5细胞生长的抑制作用

13个小分子化合物中对A549细胞生长抑制率最高的化合物1 1，我们又进行了不同浓度的化合物11对A549细胞和MRC-5细胞生长的抑制作用分析。结果显示，该化合物对A549细胞生长的抑制作用具有明显的浓度依赖效应，A549细胞的存活率随化合物11浓度的增加而逐渐降低，在终浓度为10 μmol/L的时候，抑制率达到最大。用GraphPad Prism软件计算出该化合物抑制A549细胞生长的1C50为2.407 μmol/l.。虽然MRC-5细胞的存活率也随化合物11浓度的增加而有所降低，但终浓度为10 μmol/L时，其对MRC-5细胞生长的抑制率也只有30.41%（图2）。

由此可见，化合物11对A549细胞生长的抑制作用是一种特异的作用，而非简单的细胞毒性，同时该化合物对MRC-5细胞生长的抑制率远小于对A549细胞生长的抑制率，这些特征都暗示我们该化合物或许可作为治疗肺癌药物先导化合物来进行药物研发。

3 讨论

A549细胞系是1972年由GJiard等从58岁的白种男性的肺腺癌组织移植，通过体外培养建立的细胞系，一方面具有Ⅱ型肺泡上皮细胞的形态及特性，另一方面表现出典型的肺腺癌细胞恶性特征。因此，A549细胞系被广泛用于抗肺癌药物筛选及其他肺癌相关研究中。

本研究中，检测细胞存活情况采用的是WST-1法。WST-1是MTT的一种升级替代产品，和MTT或其他MTT类似产品如XTT、MTS等相比有明显的优点，具有快速、简便、准确等特点。首先，MTT被线粒体内的一些脱氢酶还原生成的甲瓒（formazan）不是水溶性的，需要有特定的溶解液来溶解；而WST-1和XTT、MTS产生的甲瓒都是水溶性的，可以省去后续的溶解步骤；其次，WST一1产生的甲瓒比XTT和MTS产生的甲瓒更易溶解；再次，WST-1比XTT和MTS更加稳定，使试验结果更加稳定。另外，WST-1和MTT'、XTT等相比，线性范围更宽，灵敏度更高；是体外筛选抗癌新药的可靠方法。

含氮杂环母核的化合物一直是研究的热点，但目前哌啶并噻吩类化合物研究相对较少，只有曾国平等报道9个合成的未见报道的新型哌啶并噻吩并嘧酮衍生物中，部分化合物有较好的抑制黄瓜灰霉、水稻纹枯、小麦赤霉菌生长的活性，本研究所筛选的化合物是13个未见报道的哌啶并噻吩类化合物.在体外培养A549细胞，利用W-ST-1法检测化合物处理后细胞存活率的变化，发现了部分化合物能不同程度抑制A549细胞生长，其中化合物II对A549细胞生长的抑制效率最高，但对正常MRC-5细胞牛长的抑制作用显著低于对A549细胞生长的抑制作用，这一新的发现也为肺癌治疗药物的开发提供了新的思路。

通过对13个小分子化合物结构与活性之间可能存在的关系进行分析，发现Rl结构基团为甲氧羰基的4个化合物中，化合物4的活性最高，化合物1、2、3活性相对较低的原因可能是R2结构基团相对大.导致空间阻力大，使得与受体结合不够强：Rl结构基团为氰基的4个化合物中，化合物5、6、7的活性差不多，其中化合物5、6可能因为R2结构基团有苯并杂环结构，化合物7需要待一步研究；R1结构基团为氨甲酰基的4个化合物中，化合物Il的活性最高，可能因为其R2结构基团有苯并结构及苯环结构的完整性。化合物结构与活性之问关系的初步分析也为以后的化合物结构优化设计及计算机辅助药物筛选提供了一定的思路。

化学遗传学（chemical genetics）是在20世纪90年展起来一门交叉学科。其主要思路就是利用小分子化合物来干扰细胞内的生物学过程，从而鉴定参与这些生物过程的新的生物大分子。在本研究中我们发现的对A549细胞生长有显著抑制作用的化合物11也可用于后续的肺癌发生机制的化学遗传学研究中。通过寻找该化合物在A549细胞巾可能作用的信号通路及作用的靶蛋白.可揭示新的肺癌发生的相关机制，同时还可为治疗肺癌的新药研发提供新的靶点。

生物细胞的基本结构篇2

关键词：医学细胞生物学显微镜识图绘图联系

【中图分类号】R-1【文献标识码】B【文章编号】1671-8801（2013）11-0571-01

医学细胞生物学是临床医学专业开设的基础性课程之一，学习好医学细胞生物学可以为我们学好临床医学专业打下坚实的基础。

细胞是生命的基本单位，所以要学好医学细胞生物学，我们必须对细胞的结构有充分的了解与熟悉。结构决定功能，要想了解一个细胞器具有什么样的功能，我们必须对其结构有充分的了解，这样才有利于我们对细胞器功能有所把握。而且我们必须用整体与部分的关系来看待细胞的问题，因为只有掌握好每个细胞器应具有的结构，我们才能对这个细胞的功能有具体的了解。

熟练掌握好显微镜的使用方法是学习好医学细胞生物学的基础。显微镜是我们进一步掌握好细胞结构的一种很好的学习工具。实践是检验真理的唯一标准。从书本上学习理论知识后，通过显微镜下的进一步识图，有利于我们更快的在大脑中形成一个对细胞结构的认识，并且对细胞结构的认识也更加的形象生动。

识图只是学好医学细胞生物学的基础，要想把学习医学细胞生物学提高到一个新的高度，必须学会在显微镜下绘图。绘图的前提是熟练的掌握好细胞中的相关结构，所以学会绘图，对我们熟练的掌握好细胞的相关结构具有重要的影响。会识图与会绘图是学好医学细胞生物学的基础。

医学细胞生物学多媒体课件的应用可以激发学生的学习兴趣，使学生轻松、准确掌握所学的内容[1]。在学习过程中，多利用多媒体。其生动形象的图片，可以化抽象为具体，有利于我们对有关知识理解的更加形象生动，并且对我们记忆相关知识都有好处。

联系具有普遍性，我们必须用联系的观点来看问题。学好医学细胞生物学对学好组织胚胎学、生物化学与分子生物学、寄生虫学、微生物学等都有一定的促进作用。细胞构成组织，所以我们对细胞的进一步了解，为我们组织学的学习做了比较好的铺垫。再比如，我们在学习线粒体功能时，我们可以联系生物化学的生物氧化一章，进一步学习有关呼吸链与电子传递及能量释放。

医学细胞生物学是临床医学的重要基础之一。比如我们在研究血液病时，可以通过对比血细胞正常基本形态，来找出其发生了什么样的变化，从而可以得出其病理状况。在学习医学细胞生物学时，为了进一步了解与把握相关的临床知识，我们可以与老师探讨学习，上网查资料，去图书馆查阅相关书籍，在进一步夯实基础的基础之上，可以获得更多的收获。

参考文献

生物细胞的基本结构篇3

一、精选教材 

教材是课程知识内容的载体，是进行教学活动的基本材料之一[2，3]。如何选择和使用教材对教学任务的实施、完成和对教学质量的影响至关重要。通过对相关院校的走访、大量资料的查阅以及结合本校水产养殖学科的专业特点、课程学时数以及授课对象，最终确定以翟中和等主编的《细胞生物学》为教学用教材，并及时跟进该书的新版本。在应用该教材的同时，特别注重其他教科书的参考和补充，如将王金发编著的《细胞生物学》、王堃仁等主编的《细胞生物学》、郑国锠等主编的《细胞生物学》、Alberts主编的《Molecular Biology of the Cell》等作为本课程的参考教科书。此外，教师在备课过程中还注重寻求教科书之外的教学资源，如国内外重要学术期刊、国内外知名大学《细胞生物学》课程网站，特别是国外互联网站上与细胞生物学知识相关的网络资源。教学中将教材、参考教科书以及教科书之外的教学资源相互补充和凝练，力求教学内容的系统性和前瞻性。 

二、教学内容的遴选 

《生物化学》、《遗传学》、《细胞生物学》和《生理学》等是水产学院重要的学科基础课。这些课程在内容上联系极为密切，相互交叉和渗透。在《细胞生物学》课程的教学中，既要避免本课程与其他课程内容的过度重复又要保证授课内容的完整性、体现细胞生物学的核心内容。根据水产学院的教学安排以及授课学生的实际情况，在《细胞生物学》理论课教学中对所用教材的内容进行遴选，合理取舍与合并，最终形成十章作为本校水产养殖学科《细胞生物学》理论课教学内容，即：“绪论”、“细胞的基本知识”、“细胞生物学的主要研究方法”、“细胞表面”、“细胞基质和内膜系统”、“线粒体”、“细胞骨架”、“细胞核与染色体”、“细胞周期和细胞的分裂与分化”和“细胞的衰老与凋亡”。《细胞生物学》理论课的教学内容遴选后，授课中以细胞的结构和功能为主线，从显微、亚显微和分子水平阐述细胞结构，特别是结构与功能的相关性，认识细胞重要生命活动的基本内容和本质，掌握细胞生物学的基本概念和基础理论，在《生物化学》、《遗传学》和《生理学》课程学习的基础之上，通过《细胞生物学》的教学，使学生的知识体系更加系统化、深入化。 

三、调整与优化教学内容，因材施教，提高教学效果 

由于课堂教学仍然是在校学生获取知识的主要形式[4]，因此教学内容确定后，教师要梳理每一章的教学内容，清晰讲授的重点和应达到的具体教学目的。首先，教师要意识到第一次课的重要性，它对激发学生的学习兴趣有着重要的作用。与其他课程一样，课程的讲授内容通常以绪论开篇。但是，不仅许多学生不重视绪论的内容，教师也容易出现缺乏对绪论讲授的激情[5]。教学中我们将教材[1]中绪论的内容重排、调整与优化，收到了较好的教学效果。授课中将细胞生物学的发展简史作为最先讲授的内容，并结合一些与之相关的逸闻趣事，激发学生对该门课程学习的兴趣，使学生在轻松的氛围中了解学科的诞生、认识学科的发展与实验仪器和技术进步的关系；通过介绍“细胞学说”的建立，不仅使学生掌握了该学说的基本原理，还使学生意识到善于点滴积累以及归纳和总结对学习和工作的重要性，通过上述学习学生们也弄清了细胞生物学最基本的研究内容。之后再介绍当今细胞生物学的主要研究内容和研究热点，并将教材目录与绪论的内容相联系，这样不仅使细胞生物学的研究内容深记于学生的脑海中，也便于他们对本课程后续内容的学习和提高学习的信心。其次，授课内容的顺序编排要便于学生与已掌握的有关知识相衔接。根据授课对象的实际情况，教学中按着细胞的组织结构从外向内，即：细胞表面→细胞质→细胞核的顺序，并将结构或功能上联系极为密切的细胞结构的知识放在一起讲授。以本课程的“细胞表面”与“细胞基质和内膜系统”两章为例，对教材以及相关的教科书中的有关内容做了较大的调整，重新编排与优化。授课时“细胞表面”一章，首先介绍细胞表面的结构组成（质膜、细胞外基质和细胞外被、细胞表面的特化结构细胞连接），各结构的特点、功能以及这些结构的相互关系；通过这样的讲授使学生清楚地知道多细胞生物中虽然所有的细胞都具有“质膜”这样一个界膜，它是细胞表面核心结构，但多细胞生物不仅由细胞构成，细胞外还有细胞外基质，同时没有一个细胞是孤立的，细胞与细胞或与细胞外基质形成特定的组织连接结构，从而使多细胞生物成为一个和谐的统一体。之后再详尽地介绍细胞表面核心结构——质膜的物质的运输和信号转导功能，通过这部分的学习又使学生对膜的不对称性和流动性有了更好的理解。此外，由于核糖体与内质网在功能上的关系极为密切，因此将核糖体并入内膜系统中介绍，形成本课程的“细胞基质和内膜系统”一章。授课中首先讲解非膜性细胞器——核糖体在细胞中的分布、化学组成和结构以及功能，之后介绍内膜系统中的内质网、高尔基体和溶酶体的超微结构与功能，但内质网和高尔基体的蛋白质加工功能与蛋白质的分拣形成本章独立的一节，即“蛋白质的分拣与加工”，内容包含信号假说、蛋白质的修饰与加工、蛋白质的分拣和膜泡运输，此节为本章的教学重点之一。介绍信号假说时，由于有了核糖体的知识基础，再结合具体的研究成果，学生则很容易理解分泌性蛋白的合成在细胞基质中起始、肽链延伸暂停、向内质网膜转移等信号假说的具体内容；通过本节其他知识内容的学习，清晰了蛋白质的修饰加工可发生在肽链的合成以及运输过程中，因此构成了蛋白质合成、加工与运输的完整体系。此外，将溶酶体的发生也独立成节，放在“蛋白质的加工与分拣”一节之后，以溶酶体酶的M6P分拣途径为例，将信号假说、蛋白质的加工与分拣以及膜泡运输的部分内容串联起来。通过上述讲授内容的遴选、调整与优化，也使学生对结构、功能、发生上相互关联的内膜系统的理解更加透彻。再次，根据教学时数适当安排自学与课后讨论的教学内容，培养学生自主和探究学习的能力。如“细胞生物学的主要研究方法”一章，不可能在有限的学时内将该部分内容讲透彻，因此该部分内容以学生自学、课下参观相关的仪器设备及与教师交流讨论的形式实现学生对该部分知识的获取；此外根据授课专业特点，叶绿体的知识也以学生自学和课下与老师交流的方式进行。最后，注重讲授内容与其他课程内容上既不过度重复又要较好地衔接。如在讲授质膜的功能——钠钾泵的知识时注意与《生理学》膜电位的知识相联系、细胞骨架中微丝的功能时注重与《生理学》以及《组织胚胎学》肌肉收缩内容的衔接，线粒体功能的讲解则考虑与《生物化学》的内容不过度重复和较好的衔接，而细胞核与染色体的知识需要考虑学生在《遗传学》课程上已掌握的知识。由于本课程的开设在上述几门课程之后，这就要求我们与上述课程的任课教师以及授课学生良好的沟通，适当调整本课程的授课内容与重点，从而使学生通过《细胞生物学》课程的学习，使他们知识体系更加系统化、深入化。 

由于细胞生物学的知识面广、信息量大、发展快，因此教学内容的改革是教学改革最重要的部分。结合我校水产养殖学科的专业特点和授课对象的实际情况，对《细胞生物学》理论课的教学内容进行遴选、调整重排与优化，并且应用于《细胞生物学》的教学中，提高了教学效果。此外，通过多年的教学实践我们深深地体会到，完成好教学内容，教师尤其要注重自身知识理论水平的提高，不断地丰富教学内容，才能不断提高教学效果与教学质量。 

参考文献： 

[1]张晶，华子春.细胞生物学课程体系优化的实践与思考[J].中国细胞生物学学报，2011，33（6）：716-719. 

[2]贾潇凌.《细胞生物学》绪论教学实践体会.湖南理工学院学报（自然科学版），2011，4（1）：89-91. 

生物细胞的基本结构篇4

一 、生物膜概念模型二、 生物膜考点例析

考点1生物膜的成分、结构模型和结构特点

1.组成成分：所有生物膜都含磷脂和蛋白质，功能越复杂的生物膜，其内蛋白质含量和种类越多.细胞膜外表面含糖蛋白，在癌细胞的表面糖蛋白等物质减少而使其易扩散和转移.动物细胞膜中含少量胆固醇，以调节细胞膜的流动性.

2.结构模型：生物膜的流动镶嵌模型是1972年由桑格和尼克森提出，其基本内容是：磷脂双分子层构成生物膜的基本骨架，具有流动性.蛋白质分子以镶在表面、不同程度嵌入及贯穿等形式分布在其中，大多数蛋白质分子可以运动.糖蛋白分布在细胞膜的外侧，具有保护和、细胞识别及信息交流等功能.

3.结构特点：生物膜具有一定的流动性，其中细胞膜的流动性是细胞完成很多生命活动的必要条件，如变形虫的运动、植物细胞的质壁分离和复原、红细胞失水皱缩和分泌蛋白的胞吐等.

例1细胞膜在细胞的生命活动中具有重要作用.下列相关叙述不正确的是（ ）.

A.细胞膜的糖被在细胞间具有识别作用

B.吞噬细胞对抗原的摄取需依赖细胞膜的流动性

C.细胞膜内外两侧结合的蛋白质种类有差异

D.载体蛋白是镶在细胞膜内外表面的蛋白质

答案:D

解析细胞间的识别由糖被来实现；吞噬细胞对抗原的摄取属于胞吞作用，需依赖细胞膜的流动性；膜内外两侧的蛋白质种类有别，如糖蛋白只存在于细胞膜的外侧；载体蛋白可协助物质跨膜运输，应嵌插膜中，而不是镶在细胞膜内外表面，故D错.

考点2生物膜系统的结构和功能联系

1.生物膜系统：指具有联系的细胞膜、核膜及具膜的细胞器.真核细胞有生物膜系统，注意原核细胞和哺乳动物成熟红细胞只有细胞膜，无生物膜系统.

2.不同生物膜特点：内质网膜在细胞中含量高、分布广泛；细胞膜、内质网、高尔基体、液泡和溶酶体均为单层膜.叶绿体、线粒体和核膜均为双层膜，叶绿体通过类囊体垛叠成基粒扩大内部膜面积，线粒体内膜折叠成嵴以扩大膜面积；核膜上有核孔，以实现核质间大分子物质选择性和双向换，可让蛋白质进核和RNA出核，但不让核DNA出核，代谢旺盛的细胞中核孔一般较多.

3.生物膜系统结构联系：细胞中内质网膜向外连细胞膜，向内连外层核膜，有些细胞中还与线粒体膜相连；内质网与高尔基体间，高尔基体与细胞膜间可通过具膜小泡实现结构联系.

4.生物膜功能联系：分泌蛋白的加工和运输与内质网、高尔基体、线粒体和细胞膜有关，注意：蛋白质合成场所是核糖体，其无膜结构，不属于生物膜系统.（见下面图）

例2下列有关生物膜结构和功能的描述，不正确的是（）.

A.植物原生质体的融合依赖于细胞膜的流动性

B.合成固醇类激素的分泌细胞的内质网一般不发达

C.分泌蛋白的修饰加工由内质网和高尔基体共同完成

D.生物膜之间可通过具膜小泡的转移实现膜成分的更新

解析植物体细胞杂交中原生质体的融合依赖于细胞膜的流动性；光面内质网参与脂质的合成，因此合成固醇类激素的分泌细胞中的内质网一般比较发达；核糖体合成的多肽链经过内质网和高尔基体的修饰加工才形成分泌蛋白；在分泌蛋白的成熟过程中，内质网、高尔基体与细胞膜间通过具膜小泡来实现物质的转运，这里实现了生物膜成分的更新.答案：B

考点3细胞膜的物质运输功能和跨膜层数的计算

1．选择透过性：细胞膜给细胞提供相对稳定的内部环境，其控制物质进出细胞，细胞膜是选择透过性膜.细胞衰老后细胞膜的通透性发生变化，物质运输功能降低.

2.小分子物质运输方式：气体分子（如O2、CO2等）、水、甘油、乙醇和苯等小分子物质跨膜运输方式是自由扩散.氨基酸、葡萄糖及离子（如Na+、K+）等物质在细胞膜上载体蛋白协助下进行协助扩散；在膜上载体蛋白协助和消耗能量条件下进行逆浓度梯度的主动运输.当甘氨酸、谷氨酸和天冬氨酸等作为神经递质时，由突触前膜通过胞吐方式排出，以增加神经递质释放量，加快兴奋传递.

3.大分子物质运输方式：大分子物质进出细胞需依靠细胞膜的流动性完成，如蛋白质通过胞吐排出细胞，细菌和病毒等颗粒型物质通过胞吞进入细胞.

4. 物质穿越膜层数的计算：（1）常涉及到的细胞结构的膜层数：线粒体和叶绿体均为2层膜，液泡、细胞膜均为1层膜，核糖体、核膜上的核孔均为0层膜等.（2）常涉及到结构和细胞：由于肺泡壁、毛细血管壁、毛细淋巴管壁、小肠粘膜上皮、肾小囊壁、肾小管壁细胞等均为单层上皮细胞，物质在穿越这些细胞时均穿越了两层细胞膜.（3）常涉及到的生理过程：营养物质的吸收、分泌蛋白的合成与分泌、泌尿、血液循环、神经传导、光合作用、呼吸作用等.

例3下图为细胞膜结构及物质跨膜运输示意图，下列有关叙述正确的是（）.

A．O2和CO2以图中a方式通过细胞膜

B．被动运输过程一定不需要膜蛋白的参与

C．人小肠中的葡萄糖被吸收到体内成为肝糖原，至少需穿过7层图示膜

D．图中①②④都能运动，而③一般不能运动

解析由图可知，①是糖蛋白，其外侧是细胞外部，②④为蛋白质，③是磷脂双分子层，a、c是蛋白质分子，为主动运输过程；b、d为自由扩散过程；氧气和二氧化碳是自由扩散过程，不需载体蛋白质参与，A错误；协助扩散是被动运输过程，需载体蛋白参与，B错误；小肠中的葡萄糖需要穿过小肠绒毛壁和毛细血管壁才能进入血浆成为血糖.再经过血液循环，穿越毛细血管到达组织液，进入肝细胞内合成肝糖原,小肠绒毛壁和毛细血管壁都是由一层上皮细胞围成，而穿过每一层细胞都需穿过2层细胞膜，因此此过程中葡萄糖至少穿过7层膜；图中的①②③④具有一定流动性，D错误.答案:C

考点4细胞膜的信息交流功能

1.非受体介导：高等植物相邻细胞的细胞质间存在胞间连丝，携带信息的物质可通过胞间连丝进入另一个植物细胞进行信息交流，此过程不需受体介导.

2.受体介导：信号分子（如激素、神经递质和淋巴因子等）与受体结合具有特异性.细胞分泌的激素（如胰岛素）随血液到达全身各处，与靶细胞的细胞膜表面的受体结合，进而把信息传递给靶细胞；注意性激素和甲状腺激素作用靶细胞时，其进入靶细胞内部并与细胞内受体结合完成信息传递.相邻两个细胞的细胞膜直接接触，信息可从一个细胞传递给另一个细胞，如识别卵细胞，效应T细胞接触靶细胞等；反射弧的突触中，突触前膜释放的神经递质经突触间隙扩散到突触后膜，进而和突触后膜上特异性受体结合后完成信息传递.

例4眼可视物、舌可尝鲜、鼻可嗅味，是因为这些感官细胞的细胞膜上分布着一类特殊蛋白质，统称G蛋白耦联受体(GPCR).美国科学家莱夫科维茨和克比尔卡因为突破性地揭示GPCR的内在工作机制而获得2012年诺贝尔化学奖.下图为评委会现场解释他们的研究成果所展示的图片之一，据此下列相关说法中错误的是（ ）.

A．信息分子主要是指激素和神经递质

B．GPCR的化学本质是糖蛋白

C．信息分子与GPCR的结合不具有特异性

D．GPCR可将胞外信息传递给G蛋白

解析信息分子主要指激素和神经递质，其和GPCR的结合具有特异性，结合后进而将胞外信息传递给G蛋白，进而调节靶细胞的生理功能.答案:C

例5下图①②③表示人体细胞间信息传递的三种主要方式.下列描述错误的是（）.

A．方式①②的信息传递缓慢，方式③传递迅速

B．方式③的信息传递不通过体液

C．体温调节可能涉及①②③三种传递方式

D．①②方式的信息传递都经过血液循环，存在反馈调节

解析图中神经内分泌是下丘脑.方式③的信息传递要经过突触，突触间隙中是组织液，是体液成分.A选项符合激素调节与神经调节的异同，C选项考查体温调节的过程，D选项考查激素调节的反馈调节.答案:B

三、变式训练

1.真核细胞进行的下列活动中，不依赖于生物膜结构的是（B）.

A．合成有生物活性的胰岛素B．形成乳酸

C．产生O2 D．传导兴奋

2.下列关于真核细胞生物膜的叙述，正确的是（A）.

A．生物膜的特定功能主要由膜蛋白决定

B．构成膜的脂质主要是磷脂、脂肪和胆固醇

C．有氧呼吸及光合作用产生ATP均在膜上进行

D．核糖体、内质网、高尔基体的膜部都参与蛋白质的合成与运输

3.线粒体是真核细胞进行有氧呼吸产生ATP的主要场所，下列关于线粒体膜结构的分子模型，正确的是 (C).

4.下列关于生物膜结构和功能的叙述正确的是(A).

A.肌细胞的细胞膜上有协助葡萄糖跨膜运输的载体

B.细胞膜上的受体是细胞间信息交流所必需的结构

C.线粒体内膜上只分布着合成ATP的酶

D.核膜上的核孔可以让蛋白质和RNA自由进出

5.下列关于生物膜的叙述，不正确的是（A）.

A．细胞完成分化以后，其细胞膜的通透性稳定不变

B．膜的流动性是细胞生物膜相互转化的基础

C．特异性免疫系统通过细胞膜表面的分子识别"自己"和"非已"

D．分泌蛋白质合成越旺盛的细胞，其高尔基体膜成分的更新速度越快

6. 下图是某一种植物的一个叶肉细胞中的两种生物膜结构，以及在它们上发生的生化反应.下列有关的说法中，欠妥当的一项是（ C）.

A．①具有吸收、传递和转换光能的功能，②的化学本质是蛋白质，

B．如果A中的O2被B利用，至少要穿过4层生物膜

C．B中的［H］是丙酮酸分解为CO2时产生的

D．B通过内膜向内折叠形成嵴以增大化学反应的膜面积，从而为适应其功能提供必要的条件

7. 有关生物膜结构与功能的叙述，正确的是(C).

A．膜载体蛋白的合成不需要ATP

B．葡萄糖跨膜运输不需要载体蛋白

C．线粒体外膜与内膜的主要功能不同

D．变形虫和草履虫的细胞膜基本组成成分不同

生物细胞的基本结构篇5

此内容让学生从系统的角度来认识细胞，认识系统内的主要细胞器功能及细胞器之间分工合作完成细胞的生命活动，它是后面将要学习的光合作用、呼吸作用、动物细胞的有丝分裂等的细胞学基础。

二、学情分析

学生已学习了高倍镜的使用，有关细胞膜的知识，为学习本节的内容奠定了一定的基础。由于学生的实际操作水平还是比较低，线粒体较小，在高倍镜下，短时间内学生可能较难观察到，所以需要教师准备好示范镜。

三、教学目标

依据以人的发展为本的指导思想，创设有利于引导学生主动学习的课程实施环境，提高学生自主、合作、探究的能力，并在学习过程中树立科学的世界观制定以下目标：

1.知识目标

①举例说出几种细胞器的结构和功能。

②制作临时装片，使用高倍显微镜观测叶绿体和线粒体。

③简述细胞内生物膜系统的结构和功能。

④讨论细胞中结构与功能的统一、部分与整体的统一。

2.能力目标

通过制作临时装片，使用高倍显微镜观察叶绿体和线粒体的形态和分布，让学生在观察实验中发现问题和提出问题，接受科学方法的训练，培养学生动手能力以及加强学生对细胞微观结构的认识。

3.情感、态度与价值观目标

通过学习建立细胞器的结构和功能相适应、部分与整体统一的观点。理解科学的本质和科学研究的方法，学习科学家献身科学的精神，从而提高学生的科学素养。

四、教学重点和难点

1．教学重点

①引导学生主动探究细胞中的几种主要细胞器的结构和功能。

②生物膜系统的结构和功能。

确定教学重点的依据：遵循新课标基础性原则，强调掌握必需的经典知识及灵活运用的能力，注重增加学生浓厚的兴趣和激发旺盛的求知欲。

2.教学难点

①细胞器之间的协调配合。

②制造人的口腔上皮细胞的临时装片，使用高倍显微镜观察线粒体。

确定教学难点的依据：遵循新课标选择性原则，在保证每个学生达到共同基础的前提下，分层次设计了多样的，可供不同发展潜能学生选择的课程内容，以满足不同学生的需要。

五、教学方法和手段

采用“识图──感知科学过程和方法――实验观察──解决问题”的教学模式。利用自制的多媒体课件，创设形象生动的教学氛围，同时应用实验探究法、比较法、指导读书法等，引导学生思考一系列问题，使他们积极主动参与到教学中，在获取知识的同时，培养学生动手、观察、比较和总结的能力。

该教法的选择体现以学生在学习与发展中的主体地位为核心的教学理念，体现在教学中就是注重和发展人的主体性、能动性、创造性，达到主体主动发展、素质全面提高的目的。教师从原来的 “讲解者”的角色转化为学生学习的“指导者”，学生活动的“导演者”。学生由原来的单纯听讲、接受灌输的被动地位转化为能有机会主动参与、发现、探究的主体地位。但人的主体性作用的发挥离不开一定条件的支撑，现代教学信息技术的介入为实施主体性教学提供了技术基础。教学媒体从作为教师的讲解工具转化为学生的认识工具。教学过程转变为教师通过利用教学资源，为学生建立教学情境，使学生通过与教师、学生的协商讨论，参与操作，发现知识，理解知识，掌握知识。

因此，在课堂教学中教师通过教法的实施，体现对学生学法的指导，其目的在于使学生愿学、乐学、主动学、会学，促进学生个性和全面发展。

六、教学准备

1．多台显微镜，载玻片，盖玻片，滴管，镊子，消毒牙签，新鲜黑藻叶，1％的健那绿染液。

2．课件制作：制作线粒体、叶绿体、内质网、高尔基体，动植物细胞的亚显微结构模式图等的幻灯片。

七、教材处理

根据教材的重难点、学生的实际情况以及多媒体课件传递信息量有限制的特点，这部分内容我安排2个课时。第一课时学习细胞器之间的分工及使用高倍显微镜观察叶绿体和线粒体。第二课时学习细胞器之间的协调配合及细胞的生物膜系统。

八、教学过程

第一课时（详）

1．①创设问题情境，引出新课；②通过类比，学生能更形象地认识细胞内的各个“车间”──细胞器。

2．让学生猜测讨论：进入细胞内部研究的方法，让学生阅读课本P51克劳德的故事，以及书P44分离细胞器的方法。

设计目的：学习科学家献身科学的精神，提高学生的科学素养。

3．学生在教师指导下独立完成“用高倍显微镜观察叶绿体和线粒体的实验”。

设计目的：让学生亲自观察，解决疑惑。利用学生对微小细胞的神秘感，形成诱惑力，这样能够使学生产生积极参与探究学习的兴趣和激情。

由于线粒体很小观察起来有一定困难，教师可以利用演示镜引导学生观察。

4．学生分组讨论，交流。

（根据已认识的线粒体、叶绿体的形态、结构特点以及在细胞中的分布，推测它们可能在细胞中完成的功能）

5．播放电子显微镜下的内质网和高尔基体幻灯片。

引导学生观察内质网和高尔基体的结构，讨论它们的功能是怎样的？

（各小组报告观察内质网形态、结构分布结果）

6．引导学生看课本上的细胞器图，小组总结并交流。

（课件演示动、植物细胞亚显微模式图，要求识记各部分的名称，形态结构特征，注意区分动、植物细胞的异同点，包括它们共有的结构和特有的结构）

让学生按下表总结，教师做补充。

7．学生看书比较动植物细胞亚显微结构异同，以及细胞质基质功能。

8．让学生进行本节的知识小结，说出重难点。教师做方法、能力的总结，情感、态度与价值观的引领。

第二课时（略）

1．【复习】八种细胞器的形态结构和功能。

【导入】通过前面的学习，我们了解到细胞器的形态结构各不相同，在细胞内部也负责不同的分工，但细胞内的每一种活动，都需要若干细胞器的相互配合。

设计目的：让学生通过复习旧知，引起对新知识的关注。

2．介绍帕拉德对“分泌蛋白合成和运输”的设想、采用的科学方法和实证研究过程。

设计目的：让学生通过倾听来认同科学研究成功的要素――探索精神，理性思维及技术手段的支持。

3．【观察】豚鼠胰腺细胞分泌物形成过程图解。

【讨论】①分泌蛋白在哪里合成？

②分泌蛋白从合成到分泌到细胞外，经过了哪些部位？

③请学生尝试描述分泌蛋白的合成和运输过程。

④分泌蛋白合成和分泌过程需要能量吗？能量由哪里提供？

设计目的：充分利用教材中的图解，引导学生通过观察、讨论、归纳的方式主动获得知识。通过信息加工，建立知识间的联系。

【新课】细胞的生物膜系统。

【观察】举例说明有膜的细胞器有哪些？

内质网、高尔基体、线粒体、叶绿体、溶酶体等细胞器膜和细胞膜、核膜等结构共同构成细胞的生物膜系统。联系细胞膜的功能，讨论生物膜的作用。

4．【总结】细胞器在细胞生命活动中的作用。强调细胞作为基本的生命系统，正是通过细胞中各种结构（包括细胞器）在结构上的联系，在功能上的协调配合而形成统一整体的。

设计目的：通过学生的讨论，归纳，教师的补充完善让学生建立生物个体的局部与整体，结构适应功能的辩证自然观。

生物细胞的基本结构篇6

王翔：博士后攻读期间，我主攻“内毒素直接损伤血管内皮细胞的膜上结合作用机制。浸润游走寻找受体。模型的研究”。2000年回到重庆大学生物工程研究院，主要从事细胞生物力学、人工红细胞血液代用品及组织工程、生物物理、临床医学工程等领域的研究。其间，还曾于2005年2006年赴美加州大学圣地亚哥分校UCSD客座访问学者，研究带4.2蛋白基因敲除小鼠与野生型小鼠红细胞生物力学特性的差异及其膜蛋白网络拓扑结构变异，在红细胞膜蛋白同源性分析方面做了大量的分析工作回国后继续从事红细胞膜蛋白结构与功能的研究。

记者：现在您不仅身负重庆大学的教学任务，还承扭着重大生物工程研究院的科研工作，积极开展细胞生物力学、人工红细胞血液代用品等领域的研究。请问您的这些研究具体是围绕哪些问题展开的?

王翔在对红细胞膜结构对细胞功能及其力学特性的调控、内毒素浸润血管内皮细胞膜结构机制等进行较深入的研究后，我逐渐形成了以细胞膜结构及其生物力学为基础，结合临床医学领域，进行组织修复与重建研究的创新特色。具体来说，主要是两个方向。

一是以“应力一生长关系”、结构与功能等理论为基础，将红细胞的生物力学和生化功能综合在一起。发展了一种膜磷脂结构蛋白相结合包封血红蛋白的体外构建红细胞的方法，首次重建出力学特性。细胞形态，携氧能力均接近天然红细胞的双凹碟盘形人工红细胞――重建红细胞，重建红细胞血液可置换大鼠全身血液50％并维持正常生命活动，具有非常重要的临床医学应用和产业化前景。在此基础上，我将细胞生物力学与临床医学，基础医学相结合，对红细胞相关膜结构蛋白及其细胞力学基础、重建红细胞携氧动力学、重建红细胞形态与功能等进行了系列研究，研制了新型的携氧功能分析系统。该系统不同于其他相关分析系统的特点是可以分析携氧的动力学过程，可以对不同血液或血液代用品的携氧能力和时效性进行有效地评价。

二是以内毒素分子与肉皮细胞膜的结合作用机制原理和固定化肝素分子与血液低密度脂蛋白分子的界面作用机制，研究开发了血液体外循环治疗系统。该系统将患者的血液引入体外循环系统，通过物理治疗方法，分离血浆后迅速地对其中的低密度脂蛋白(LDL)、内毒素(LPS)等致病因素进行过滤。吸附清除。然后将清洗后的血浆与原血液细胞混合，回输入患者体内，通过动力学的调控防止疾病的进一步恶化，达到治疗目的。血液体外循环治疗不同于一般的药物治疗，具有创新性、独特性、新颖性等特点。该系统调控降低病理状态下人体内内毒素的水平，对于缓减炎症反应，减少内毒素对组织细胞的损伤，进而降低烧创伤等病理因素引发的多脏器功能衰竭有着重要的理论意义和重大的应用价值。

迄今，王翔教授多次在相关领域承担国家自然基金项目、部省级项目以及横向研究课题，先后在clinicalHemorheology and Microcircu]&tion、SPIE Intern&tional Society forOptical Engfneering、《生理学报》、《生物物理学报》等国家一级及核心刊物上5 8篇。1999年在ClinicaIHemorheology&nd Microcircul&tion发表的研究论文“EffectsOf oxidative damage 0f membrane protein thiol groups Onerythrocyte membr&ne viscoel&sticities”被SCl检索收录并被国际著名杂志《N&％ure Medicine》、((Amer’lca,n Journal of Hu-m&n Genetics》及《Journ&l of Neuroscience》等杂志多次引用(2000-2006)，3篇研究论文被El和ISTP分别检索收录。获得1项国家发明专利，受理1项发明专利。

记者：从事研究工作以来，您在生物工程领域取得了哪些重要的创新性成果?

王翔：生物组织的修复与重建是组织工程研究的重要内容和热点，细胞生物力学在组织工程研究中起着重要的作用。我多年来主要从事细胞生物力学，人工红细胞血液代用品及组织工程、生物物理。临床医学工程等领域的研究，创新地提出了红细胞重建的理论，首次重建出力学特性，细胞形态、携氧能力均接近天然红细胞的双凹碟盘形人工红细胞，并应用于人工红细胞血液代用品的研究在人工器官及其生物相容性的研究方面，进行了血液体外循环治疗系统等系列的研究，形成了以生物力学为基础，进行血液组织重建与修复的创新特色。

记者：红细胞通过血红蛋白把氧气运输给人身体组织的各部位，再从各部位运送出代谢产物=氧化碳，可以说，是我们人体内不可缺少的“运输队”。但说到红细胞重建，对一般人来讲还是比较遥远的，请您具体介绍一下体外重建人工红细胞的相关情况好吗?

王翔：体外重建人工红细胞研究走的是一条独特和新颖的技术道路。是基于细胞生物力学与其功能之间的特殊结构关系，而进行体外重建人工红细胞研究，与世界各国和国内的研究有着重大的区别。体外重建的人工红细胞能在最大程度上表现天然红细胞的生物特性，因此，这是具有真正意义的人工红细胞。通过上述各种实验，也使我们明显地看到这种非常具有天然红细胞特性的人工红细胞在动物抗40％～60％失血性休克以及血液置换实验中所表现出的良好的携氧以及微循环能力；并且毒性低。本项目已申请了二项发明专利，国家知识产权局已特批提前授权了一项发明专利。本研究是一个重大的并与世界各国技术都不相同的原创性的自主知识产权技术。

记者：那么，您在这一方向上的研究进展如何?

王翔：我们申请的关于红细胞重建的相关研究已获国家自然基金委数理科学部、国家“863”干细胞与组织工程专家组、国家知识产权局的重视和关注。除获得国家自然基金委的资助外，还应邀向“863”干细胞与组织工程专家组作了专题汇报，目前正在进行"863”重点项目的联合申报。该项目的研究成果已申报了2项发明专利，国家知识产权局还专门为了这项申报要求我们课题组赴京汇报，汇报完毕后，他们认为本项目研究意义重大。

现在，“体外重建的人工红细胞及其制备和在血液代用品中的应用”研究，正在按照国家医药管理局的相关规定，进行临床前的动物试验研究。

记者：“体外重建的人工红细胞及其制备和在血液代用品中的应用”属于产业化前期的关键技术开发项目。该项目下一步将怎样开展呢?

王翔：在前期基础科学研究的基础上，我们将依照系统工程的理念，运用工程实验的研究方法和技术，研究体外重建人工红细胞的工艺流程及其相关的配套工艺并建立体外重建人工红细胞的中试工艺流程，为项目的产业化打下坚实的基础。

生物细胞的基本结构篇7

1、除病毒外组成生物体的基本单位是细胞。

2、植物、动物、细菌、真菌等生物结构和功能的基本单位都是细胞．但是，病毒的结构简单，由蛋白质外壳和内部的遗传物质组成，没有细胞结构，所以病毒这种生物就不是由细胞构成的． 除病毒外，生物体都是由细胞构成的，细胞是生物体结构和功能的基本单位．细胞是生命活动的基本单位。

（来源：文章屋网 ）

生物细胞的基本结构篇8

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北京时间2013年10月7日晚，瑞典卡罗琳医学院将2013年诺贝尔生理学或医学奖授予两位美国科学家与一位德国科学家：詹姆斯?罗斯曼、兰迪?谢克曼和托马斯?祖德霍夫。正是他们的研究共同揭开了细胞内部囊泡运输调控机制的神秘面纱展，示了一个基本的细胞生理过程的种种细节。这一发现有助于人们更清晰地认识疾病和生命。

2 高考命题猜想

近几年生物高考特别重视对学生创新精神与实践能力的考查，以能力立意为主导，考查考生对所学相关课程基础知识、基本技能、基本思想、基本活动经验的整体掌握程度和综合运用所学知识发现问题、提出问题、分析、解决实际问题的能力。以诺贝尔奖为背景的试题在近几年高考中已屡次出现，同样突出对学生科学探究能力、科学过程与方法以及创新精神的考查。

这类试题的典型特征是：交代取材背景，情境新、知识活、起点高、落点低，现学现用，充分体现了当今高考以能力立意的命题思想。现以2013年诺贝尔奖生理学或医学奖为背景材料，作几点高考命题猜想。

2.1 猜想1：考查囊泡转运机制

细胞在新陈代谢过程中需要将大量的物质进行分拣、包装并在正确的时间运送到正确的地点，胞内囊泡运输系统正是细胞生命活动的支柱。囊泡转运机制如图1所示。

囊泡是由单层膜包裹的精细结构，从几十纳米到数百纳米不等。囊泡运输是细胞内部一种基本的和重要的物质运输方式。目前发现，通过囊泡运输的物质主要有两类：一类是囊泡膜上的膜蛋白和脂类等，主要用于细胞活动过程中膜成分的新陈代谢和信号传递等；另一类是囊泡的内含物，包括神经递质、激素、各种酶和细胞因子等，用于细胞内膜性细胞器之间物质的交流和实施特定的功能，或分泌到细胞外调节自身及其他细胞功能。

【例1】 2013年诺贝尔奖生理学或医学奖获奖成果是细胞运输系统的囊泡转运机制，这一突破性发现解释了为什么胰岛素释入血液时会有变化、神经细胞之间的信息传达以及病毒感染细胞的方式。图2表示细胞内蛋白质合成及其去向。其中①～⑦表示细胞结构，甲～丁表示细胞结构中的物质。请据图回答：

（1） 图中不含有磷脂分子的结构是 （填序号）。

（2） 图中合成的蛋白质进入⑤与进入⑥⑦的方式不同之处是 。

（3） 结构①中进行的过程是 ，甲表示的物质是 。

（4） 能进行DNA复制和转录的结构有 （填序号）。

（5） 若图左侧表示胰岛B细胞合成、分泌胰岛素的过程，则乙、丙、丁三种物质中最可能有降血糖作用的是 。这一过程体现了细胞中各种生物膜在功能上的关系是 。

答案：（1） ① （2） 进入⑤细胞核是通过核孔；进入⑥叶绿体或⑦线粒体是通过内吞作用，借助于膜的流动性 （3） 蛋白质的合成 多肽链 （4） ⑤、⑥、⑦ （5） 丁 有明确的分工，又有密切的联系

解析：分析题图可知，结构①～⑦分别为核糖体、内质网、高尔基体、细胞膜、细胞核、叶绿体、线粒体，其中核糖体不具有膜结构，即不含磷脂分子。蛋白质进入⑤细胞核是通过核孔，进入⑥叶绿体或⑦线粒体是通过内吞作用，借助于膜的流动性。细胞核、叶绿体和线粒体中都含有DNA，因此都可以发生DNA的复制和转录。胰岛素为分泌蛋白，在核糖体上合成后，需经过内质网加工，由内质网腔膨大、出芽形成囊泡，囊泡包裹着蛋白质转移到高尔基体，把蛋白质输送到高尔基体腔内，做进一步的加工。接着，高尔基体边缘突起形成囊泡，把蛋白质包裹在囊泡里，运输到细胞膜，囊泡与细胞膜融合，把蛋白质释放到细胞外，即胞吐出细胞。这一过程体现了细胞中各种生物膜在功能上既有明确的分工，又有密切的联系。

2.2 猜想2：考查细胞的动态结构和功能

在传统细胞生物学中，对各种细胞器的描述往往以静态结构为主。随着近年来活细胞成像、超高分辨显微成像等技术的发展，人们对细胞器的认识已上升到动态的层面，即各种类型的细胞器虽然分别局限在特定分区内完成细胞的某些生理功能，但细胞器之间也在发生不断的物质交换，以保障细胞器的稳态和发挥其正常功能。由此，细胞生物学家所面临的基本科学问题就是：细胞内经囊泡运输的成千上万种“货物”，究竟是怎样被标记和识别，再精确地运送到特定的地点，并“卸载”的呢？另外，一旦这个运输过程发生紊乱，对细胞又将产生什么样的后果？

【例2】 2013年诺贝尔奖生理学或医学奖奖给美国科学家詹姆斯?罗斯曼、兰迪?谢克曼、德国科学家托马斯?祖德霍夫，他们的研究成果涉及到细胞运输系统的膜融合。图3是人体某组织细胞示意图，请据图回答：

（1） 结构②的主要生理功能是 。

（2） 若该图表示胰岛B细胞，则它分泌的信号分子1是 。该分子从开始合成到分泌出细胞，必须经过的结构依次是 。

（3） 外来的信号分子2作用于该细胞时，首先与细胞膜上的 结合，引起该细胞原有的生理活动发生改变，这一过程体现了细胞膜的哪一功能？ 。

（4） 该细胞中的生物膜系统包括 （填标号），在生物膜行使功能时起主要作用的物质是

。

答案：（1） 对来自内质网的蛋白质进行加工、分类、包装 （2） 胰岛素 核糖体、内质网（囊泡）、高尔基体、（囊泡）、细胞膜 （3） 信息分子 流动性 （4） 细胞膜、核膜和各种细胞器膜 蛋白质

解析：（1） 结构②是高尔基体，对来自内质网的蛋白质进行加工、分类、包装。（2） 胰岛B细胞分泌胰岛素，则信号分子1为分泌蛋白――胰岛素，从开始合成到分泌出细胞，经过的结构依次是核糖体、内质网、（囊泡）、高尔基体、（囊泡）、细胞膜。（3） 糖蛋白即受体可以与信息分子特异性结合，从而完成细胞间的信息交流。（4） 生物膜系统包括细胞膜、核膜和各种细胞器膜，这些膜的化学组成相似，主要由磷脂和蛋白质分子组成，其中蛋白质分子结构、功能多样，在生物膜行使功能时起主要作用的是蛋白质分子。

2.3 猜想3：考查与生物大分子运输错误有关的疾病

许多人类疾病从本质上讲就是生物大分子运输错误或不能被有效运输排除掉造成的，如神经系统疾病、糖尿病及免疫系统的疾病等。针对细胞囊泡运输机制的研究为新药物的设计和研发提供了新途径，预期将有针对生物大分子运输错误的药物产生。

【例3】 科学研究表明：精神因素（焦虑、紧张等的心理应激）会使T细胞活性下降，对病毒、真菌感染的抵抗能力和对肿瘤细胞的监控能力下降，还间接引起机体生成抗体的能力降低。图4表示神经、免疫、内分泌三大系统相互调节的部分示意图，请据图回答下列问题。

（1） 由图4可知，神经系统可通过突触前膜

直接调节免疫器官或免疫细胞的活动，还可通过下丘脑分泌有关激素间接调节免疫器官或免疫细胞的活动。

（2） 精神因素使T细胞活性下降，为什么会引起机体生成抗体的能力降低？

。

（3） 维持机体稳态离不开细胞间的信息交流，动物细胞间进行信息交流的途径有：一是

（填三种）等信息分子通过体液运输并作用于靶细胞来实现；二是通过细胞的相互接触实现信息交流。吞噬细胞将抗原呈递给T细胞是通过哪种途径实现的？ 。

（4） 下列是人体的生理反应：① 流感病毒侵入人体时，有时可作用于红细胞，使红细胞成为靶细胞，导致体内产生抗红细胞抗体，这种抗体也可以对正常红细胞发生作用，引起红细胞裂解，称为溶血性贫血；② 美国有一免疫功能异常的儿童，不能接触任何病原体，少量病菌亦可导致严重发病；③ 某人一吃海鲜就出现严重的腹泻。上述三种生理反应依次属于

（A.过敏反应；B.自身免疫病；C.免疫缺陷病；D.遗传病）。

答案：（1） 神经递质 （2） 精神因素使T细胞活性下降，T细胞呈递抗原以及释放淋巴因子能力就会下降，B细胞增殖分化成的浆细胞就减少，故机体生成抗体的能力会降低 （3） 神经递质、激素、免疫活性物质 途径二 （4） BCA

解析：正常机体通过调节作用，使各个器官、系统协调活动，共同维持内环境的相对稳定。“神经―体液―免疫”调节网络是机体维持稳态的主要调节机制，其中神经调节处于主导地位。神经系统可通过突触前膜释放神经递质直接调节免疫器官或免疫细胞的活动，还可通过下丘脑分泌有关激素间接调节免疫器官或免疫细胞的活动。精神因素使T细胞活性下降，T细胞呈递抗原以及释放淋巴因子能力就会下降，B细胞增殖分化成的浆细胞就减少，故机体生成抗体的能力会降低。

从图中还可以看出，动物细胞间进行信息交流的途径主要有两种：一是神经递质、激素、免疫活性物质等信息分子通过体液运输并作用于靶细胞来实现；二是通过细胞间的相互接触来实现信息交流，如吞噬细胞将抗原呈递给T细胞。

当机体免疫功能失调时，可引起过敏反应、自身免疫病以及免疫缺陷病。过敏反应是指已免疫机体在再次接受相同物质刺激时所发生的反应；自身免疫病是指自身免疫反应对自身的组织和器官造成损伤并出现症状；免疫缺陷病是指机体免疫功能不足或缺乏引起的疾病。

2.4 猜想4：考查神经递质释放的机制

20世纪90年代，诺贝尔奖得主托马斯?祖德霍夫聚焦于神经细胞中的钙离子敏感蛋白，描摹出钙离子流动的分子机制，并发现了突触囊泡感受外界信号的关键因子和关键蛋白――钙离子和钙结合蛋白，通过它们，突触小泡接受信号，快速准确地释放，完成神经信号的传递。

【例4】 图5左侧是神经-肌肉接头，其结构和功能与突触类似。当兴奋传导至突触小体时，突触间隙中的Ca2+通过突触前膜上的Ca2+通道内流，导致突触小泡与突触前膜融合，释放神经递质。血钙正常值约为9～11 mg/100 mL血浆。低于7 mg/100 mL血浆时属低血钙，低血钙即细胞外钙浓度降低，对钙离子内流的抑制屏障作用减弱，使神经细胞兴奋性增高。请回答下列问题：

（1） 传出神经末梢及其支配的肌肉在反射弧中称为 。科学家研究发现，刺激大脑皮层的中央前回，也会引起肌肉的收缩，此时接受刺激的是反射弧中的 。

（2） 神经递质尽管是小分子物质，但仍是通过胞吐方式释放到突触间隙，其意义在于 。

（3） 乙酰胆碱属于一种兴奋性神经递质，当乙酰胆碱与肌细胞膜上相应受体结合后，引起肌肉收缩。α-银环蛇毒能与乙酰胆碱受体结合，α-银环蛇毒中毒时，肌肉表现是 。

（4） 由题中信息可知，肌肉收缩需要钙离子，但是血钙过高却会引起肌无力，原因是血钙过高降低了

。

（5） 动态皱纹又称动力性皱纹，它是由于面部表情肌长期收缩牵拉皮肤而形成的。“肉毒毒素美容”已经成为时下普遍接受的面部除皱方式。肉毒毒素是肉毒杆菌分泌的一种神经毒素，能特异地与突触前膜上Ca2+通道结合。结合图解分析“肉毒毒素美容”的原理：

。

答案：（1） 效应器 神经中枢 （2） 短时间内使神经递质大量释放 （3） 松弛（或不能收缩、或舒张） （4） 神经细胞兴奋性 （5） 肉毒毒素能特异地与突触前膜上Ca2+通道结合，阻止了Ca2+内流，从而影响突触前膜释放乙酰胆碱，导致面部表情肌松弛