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能力提升案1有关细胞膜的实验探究[知识精讲]1．细胞膜成分的鉴定细胞膜成分鉴定试剂(方法)结果磷脂①脂溶剂处理细胞膜被溶解②磷脂酶处理细胞膜被破坏③脂溶性物质透过实验脂溶性物质优先透过蛋白质①双缩脲试剂呈现紫色②蛋白酶处理细胞膜被破坏2.细胞膜结构及特点的鉴定(1)磷脂分子特性①生物膜两侧均“有水”时，磷脂分子必定排布为“双层”(头部朝外，尾部朝内)。②若一侧有水或一侧有油时，磷脂分子头部朝水侧，尾部朝向油侧。(2)结构特点鉴定：将膜结构中的磷脂分子提取出来，铺在空气－水界面上，测得磷脂占有面积是细胞膜面积的两倍，则可说明细胞膜中磷脂分子为双层。(3)结构特点验证①方法：荧光标记法②现象：采用荧光标记法，标记小鼠细胞与人细胞做如图实验。③结论：上述实验现象可说明：细胞膜具有一定的流动性。3．细胞膜的功能探究(1)控制物质进出功能的验证①染色剂进入实验②色素透出实验正常情况下紫色洋葱细胞、各色各样的花瓣显现出颜色都是因为细胞液中有某种色素分子，若将有颜色的植物组织放入清水中，色素分子不能透出，若用高温、强酸或强碱处理则可导致原生质层失活，此时色素分子就会从细胞液中透出，外界溶液将呈现色素颜色。如：(3)借助植物吸收无机盐实验验证细胞膜的选择透过性①实验思路(2)识别功能的验证只有同种生物的精子和卵细胞才能结合――→验证细胞膜具有细胞间信息交流功能糖蛋白的作用②实验结果与结论同一植物对不同离子吸收情况不同，不同植物对同一离子吸收情况不同→细胞膜对离子吸收具有选择透过性。[考题示例]【示例1】(2010·浙江卷)对某动物细胞进行荧光标记实验，如图所示，其基本过程：①用某种荧光染料标记该动物细胞，细胞表面出现荧光斑点。②用激光束照射该细胞表面的某一区域，该区域荧光淬灭(消失)。③停止激光束照射一段时间后，该区域的荧光逐渐恢复，即又出现了斑点。上述实验不能说明的是()A．细胞膜具有流动性B．荧光染料能与细胞膜组成成分结合C．根据荧光恢复的速率可推算出物质跨膜运输的速率D．根据荧光恢复的速率可推算出膜中蛋白质或脂质的流动速率解析用荧光染料标记该动物细胞，细胞表面出现荧光斑点则说明荧光染料能与细胞膜组成成分结合。停止激光束照射一段时间后，该区域的荧光逐渐恢复，即又出现了斑点说明细胞膜具有一定流动性，其流动性反映了蛋白质或磷脂分子的流动，但是不能反映物质跨膜运输的速率。答案C【示例2】(2012·北京理综，31)科学家为了研究蛋白A的功能，选用细胞膜中缺乏此蛋白的非洲爪蟾卵母细胞进行实验，处理及结果见下表。实验组号在等渗溶液中进行的处理在低渗溶液中测定卵母细胞的水通透速率(cm/s×10－4)Ⅰ向卵母细胞注入微量水(对照)27.9Ⅱ向卵母细胞注入蛋白A的mRNA210.0Ⅲ将部分Ⅱ组细胞放入含HgCl2的等渗溶液中80.7Ⅳ将部分Ⅲ组细胞放入含试剂M的等渗溶液中188.0(1)将Ⅰ组卵母细胞放入低渗溶液后，水分子经自由扩散(渗透)穿过膜的________进入卵母细胞。(2)将蛋白A的mRNA注入卵母细胞一定时间后，该mRNA________的蛋白质进入细胞膜，使细胞在低渗溶液中体积________。(3)与Ⅱ组细胞相比，Ⅲ组细胞对水的通透性________，说明HgCl2对蛋白A的功能有________作用。比较Ⅲ、Ⅳ组的结果，表明试剂M能够使蛋白A的功能______。推测HgCl2没有改变蛋白A的氨基酸序列，而是破坏了蛋白A的________。(4)已知抗利尿激素通过与细胞膜上的________结合，可促进蛋白A插入肾小管上皮细胞膜中，从而加快肾小管上皮细胞对原尿中水分子的________。(5)结合上述结果，可以得出____________________的推论。答案(1)磷脂双分子层(2)翻译迅速增大(3)明显降低抑制部分恢复空间结构(4)受体重吸收(5)蛋白A是水通道蛋白制备细胞膜选取哺乳动物红细胞的原因1．动物细胞外面无细胞壁，制备细胞膜相对比较容易(1)避免了分离细胞壁与细胞膜的麻烦；(2)没有细胞壁的保护、支持，动物细胞易吸水涨破，使细胞内容物流出，即可得到细胞膜。2．哺乳动物成熟红细胞具2大优点(1)细胞内无细胞核和各种具有膜的细胞器，避免了细胞膜与细胞器膜的分离所带来的麻烦，经过离心就可得到较纯净的细胞膜。(2)红细胞的数量多，材料易得。特别提醒取得红细胞后用适量的生理盐水稀释，目的是使红细胞分散开，不易凝集成块，且使红细胞暂时维持原有的形态。[跟进题组]1．在萝卜的紫色块根细胞内，液泡中含有紫红色的花青素。将块根切成小块放入清水中，水的颜色无明显变化。若进行加温，随着水温的升高，水的颜色逐渐变紫。其主要原因是()A．细胞壁在加温过程中受到破坏B．水温升高，花青素的溶解度加大C．加温使细胞膜和液泡膜失去了控制物质进出的作用D．加温使水中的化学物质发生了反应解析结合题干分析，当温度升高时，细胞膜、液泡膜等功能发生改变，控制物质进出细胞的功能丧失。答案C2．人鼠细胞融合实验，是用带有不同荧光染料的抗体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。如图是相关实验记录，据此不能得到的结论是()A．当温度增加到15℃以上时，膜的流动性发生变化B．该实验证明膜蛋白能够在膜表面运动C．温度对膜蛋白的扩散有影响D．图中数据说明融合时间越长形成的嵌合体越多解析构成细胞膜的磷脂分子和蛋白质分子都是可以运动的，因此膜具有一定的流动性。嵌合体的形成是两种细胞的膜蛋白发生相对运动的结果，温度增加到15℃以上时，形成嵌合体的比例明显增大，说明温度对膜蛋白的运动有影响。温度升高，膜蛋白相对运动加剧，细胞膜流动性增强。图示数据能说明温度增加到15℃以上，温度越高，形成的嵌合体越多，而不是融合时间越长，形成的嵌合体越多。答案D3．(2014·湖南衡阳八中月考，1)水溶性染色剂(PI)能与核酸结合而使细胞核着色，可应用于细胞死活的鉴别。细胞浸泡于一定浓度的PI中，仅有死亡细胞的核会被着色。利用PI鉴别细胞的基本原理是()A．死细胞与活细胞的核酸结构不同B．死细胞与活细胞的核酸含量不同C．活细胞能分解染色剂PID．活细胞的细胞膜能阻止PI的进入解析活细胞的细胞膜可控制物质进出细胞。答案D