人和哺乳動物成熟紅細胞知識歸納和例題解析

河北 姜彥辰

人和哺乳動物成熟紅細胞知識歸納和例題解析

河北 姜彥辰

人和哺乳動物的成熟紅細胞是一類特殊的細胞，具體體現在細胞結構、代謝、增殖等方面，而這些“特殊”則是高中生物學習中需要注意的重要內容，同時也是高考的熱門考點。本文將人和哺乳動物成熟紅細胞的知識點和典型試題進行整理，希望對老師的教學和學生的復習有幫助。

一、與人和哺乳動物成熟的紅細胞相關的知識結構

二、知識點詳述和例題解析

知識點一、人和哺乳動物成熟紅細胞的結構特點

紅細胞是由骨髓中的造血干細胞分化而來，在分化過程中，人和哺乳動物紅細胞的細胞核和細胞器退化，這種結構特點可以大大降低紅細胞自身的代謝速率，同時豐富血紅蛋白的含量，使得紅細胞更好地完成運輸O2的功能。因此，人和哺乳動物成熟的紅細胞中沒有細胞核和各種細胞器，除了細胞膜外沒有其他生物膜（如核膜、線粒體膜等），是制備細胞膜的理想材料。

【例1】（原創）下列關于細胞形態與功能相適應的敘述正確的是 （ ）

A. 人類成熟紅細胞呈橢球形，這種形態使它具有較小的表面積，有利于存儲O2

B. 神經細胞具有突起，有利于接受各方面的刺激，提高興奮傳導的效率

C. 卵細胞體積較大，細胞相對表面積較大，有利于營養物質交換

D. 癌細胞形態結構發生改變，細胞膜上糖蛋白含量增多，易于黏著其他細胞

【解析】人類成熟紅細胞呈雙凹圓餅狀，這種形態使它具有較大的表面積，有利于與周圍血漿充分進行氣體交換，從而能最大限度地運送O2，A錯誤；卵細胞體積大，相對表面積小，不利于物質交換，而有利于細胞內營養物質的儲存，C錯誤；癌細胞形態結構發生改變，細胞膜上糖蛋白含量減少，使得細胞間黏著性減小，易于擴散和轉移，D錯誤。

【答案】B

【例2】（原創）下列實驗中材料選取正確的是 （ ）

A. 用洋蔥紫色外表皮進行低溫誘導染色體加倍實驗

B. 用人口腔上皮細胞觀察線粒體

C. 用人的成熟紅細胞提取DNA

D. 用洋蔥內表皮觀察葉綠體

【解析】低溫誘導染色體加倍實驗應該用根尖分生區細胞來做，洋蔥紫色外表皮適合做觀察質壁分離的實驗，A錯誤；人口腔上皮細胞經過健那綠染色，可以觀察到被染成藍綠色的線粒體，B正確；人的成熟紅細胞沒有細胞核和細胞器，不含有DNA，因此不能用來提取DNA，而是制備細胞膜的理想材料，C錯誤；洋蔥內表皮細胞不含葉綠體，觀察葉綠體可以用蘚類葉片、黑藻葉或菠菜葉片，D錯誤。

【答案】B

知識點二、人和哺乳動物的成熟紅細胞的代謝特點

人和哺乳動物的成熟紅細胞不具有線粒體，不能進行有氧呼吸，只能通過無氧呼吸提供能量，此過程利用的能源物質是通過協助擴散進入紅細胞的葡萄糖，產物是乳酸，所以紅細胞是少數幾種在需氧型生物中進行無氧呼吸的組織細胞之一。成熟紅細胞利用無氧呼吸產生的能量從血漿中通過主動運輸吸收K+。

紅細胞由骨髓中的造血干細胞分化形成后，要經過一系列的發育過程最終成為成熟的紅細胞。在紅細胞未成熟之前，細胞核和核糖體尚未退化，能夠合成大量的血紅蛋白，但細胞成熟后，不能再合成血紅蛋白。血紅蛋白不屬于內環境成分，血漿蛋白屬于內環境成分。

【例3】（原創）下列代謝過程敘述正確的是 （ ）

A. 藍藻通過葉綠體吸收、轉化光能

B. 馬鈴薯塊莖經過無氧呼吸，產生能夠使酸性重鉻酸鉀發生顏色變化的物質

C. 人的成熟紅細胞吸收K+的過程需要載體但不需要能量

D. 酵母菌在有氧和無氧的環境中都能產生CO2

【解析】藍藻是原核生物，沒有葉綠體，可以通過細胞質中的葉綠素和藻藍素進行光合作用，A錯誤；馬鈴薯塊莖無氧呼吸產物是乳酸，能夠使橙色酸性重鉻酸鉀變成灰綠色的是酒精，B錯誤；人的成熟紅細胞吸收K+的過程是通過主動運輸完成的，既需要載體也需要能量，C錯誤；酵母菌是兼性厭氧菌，進行有氧呼吸時產物是CO2和H2O，進行無氧呼吸時產物是CO2和C2H5OH，D正確。

【答案】D

知識點三、人和哺乳動物的成熟紅細胞的相關實驗

1.制備細胞膜實驗

制備細胞膜采用的實驗材料是哺乳動物成熟的紅細胞，利用哺乳動物的成熟紅細胞無細胞核和細胞器及生物膜只含細胞膜的特點，通過滲透作用（將紅細胞放入清水中）使細胞吸水漲破，除去細胞內的其他物質就能得到細胞膜。

2.動物細胞的吸水和失水實驗

本實驗中紅細胞的細胞膜相當于半透膜，細胞形態取決于外界溶液和細胞質的濃度差：當細胞處于低滲溶液中，即外界溶液濃度＜細胞質濃度，細胞吸水漲破；當細胞處于高滲溶液中，即外界溶液濃度＞細胞質濃度，細胞失水皺縮；當細胞處于等滲溶液中，即外界溶液濃度=細胞質濃度，水分進出細胞動態平衡。

【例4】（原創）下列關于細胞吸水、失水的實驗說法正確的是 （ ）

A. 哺乳動物的紅細胞細胞質濃度低于外界溶液濃度，水分子只能進入細胞，細胞吸水膨脹

B. 哺乳動物的紅細胞的細胞膜相當于半透膜

C. 洋蔥紫色外表皮細胞的細胞膜相當于半透膜

D. 將洋蔥紫色外表皮細胞至于清水中，細胞吸水漲破

【解析】哺乳動物的紅細胞置于低滲溶液中時，進入細胞的水分子數量多于從細胞中出去的水分子數量，細胞中水含量總體增多，細胞膨脹，A錯誤；哺乳動物的紅細胞細胞膜相當于半透膜，B正確；洋蔥紫色外表皮細胞的原生質層相當于半透膜，原生質層包括細胞膜和液泡膜以及兩層膜之間的物質，C錯誤；植物細胞有細胞壁的支持和保護，不會漲破，D錯誤。

【答案】B

知識點四、人和哺乳動物的成熟紅細胞的增殖特點

人和哺乳動物的成熟紅細胞沒有細胞核和細胞器，不能進行分裂增殖，它們的壽命約120天。需要注意的是，并不是所有生物的紅細胞都沒有細胞核，只有人和哺乳動物成熟的紅細胞是無核的，而鳥類、兩棲動物、魚類的紅細胞都是有核的，能夠進行細胞增殖，如蛙的紅細胞就是通過無絲分裂的方式進行增殖的。

【例5】（原創）下列細胞對應的增殖方式正確的是 （ ）

A. 精原細胞通過有絲分裂或減數分裂進行增殖

B. 細菌通過無絲分裂進行增殖

C. 人的成熟紅細胞通過二分裂進行增殖

D. 神經細胞通過有絲分裂進行增殖

【解析】精原細胞通過有絲分裂形成新的精原細胞，也可以通過減數分裂形成精子，A正確；細菌的分裂方式是二分裂，B錯誤；人的成熟紅細胞和神經細胞已經高度分化，不能分裂，C和D錯誤。

【答案】A

知識點五、與人的紅細胞有關的疾病

1.缺鐵性貧血、營養不良性貧血

構成血紅蛋白的元素是C、H、O、N、Fe，缺少Fe或營養物質易得貧血。

2.鐮刀型細胞貧血癥

由基因突變引起，可在顯微鏡下觀察紅細胞形態檢測。

3.白血病

正常人的骨髓中有許多造血干細胞，它們能夠通過增殖和分化，不斷產生紅細胞、白細胞和血小板，補充到血液中去。白血病患者的血液中出現大量的異常白細胞，而正常的血細胞明顯減少。通過骨髓移植可以有效地治療白血病。

【例6】下列敘述正確的是 （ ）

A. 白化病男患者的母親一定患病

B. 鐮刀型細胞貧血癥可以通過鏡檢基因的方式來判定是否患病

C. 貓叫綜合征是由于21號染色體部分缺失引起的

D. 抗維生素D佝僂病的女性患者多于男性

【解析】白化病是常染色體隱性遺傳病，患者的父母不一定患病，有可能是攜帶者，A錯誤；鐮刀型細胞貧血癥是由基因突變引起的，不能通過鏡檢基因的方式來判定是否患病，可以鏡檢觀察紅細胞的形態來判斷，B錯誤；貓叫綜合征是由于5號染色體部分缺失造成的，C錯誤；抗維生素D佝僂病是伴X染色體顯性遺傳病，女性患者的數量多于男性患者，D正確。

【答案】D

（作者單位：河北省輔立教育科技研究院）