哺乳動物成熟紅細胞專題的復習

四川

一、概述

哺乳動物成熟紅細胞因其沒有細胞核及各種細胞器而特別受命題者關注，同時其關聯到的知識面很廣，因此在復習中有必要以它為專題進行復習，以突破此部分知識的重難點。復習本專題應達成的目標有：能利用概念圖概括哺乳動物成熟紅細胞的來源、結構、功能及相關的命題方向；能運用結構決定功能的基本生物學思想解答圍繞哺乳動物成熟紅細胞的特點設置的相關命題；正確解答與遺傳、免疫知識相關的綜合試題。

二、復習過程

（一）了解哺乳動物成熟紅細胞

材料1：（2013年四川卷，第7題節選）哺乳動物紅細胞的部分生命歷程如下圖所示：

材料2：人教版教材選修1專題5課題3“血紅蛋白的提取和分離”中，第66、67頁關于哺乳動物紅細胞的組成敘述為“在紅細胞的組成中，除水分以外，約90 %是血紅蛋白。血紅蛋白由四條肽鏈組成，包括兩條α-肽鏈和兩條β-肽鏈。其中每條肽鏈環繞一個亞鐵血紅素基團，此基團可攜帶一分子氧或一分子二氧化碳。血紅蛋白因含有血紅素而呈現紅色。”

材料3：ABO血型：人紅細胞表面所含不同的抗原（凝集原）構成了人的不同血型。因為人的血型抗原物質都是蛋白質（糖蛋白），所以人的血型是由基因決定的。如人的ABO血型由IA、IB、i三個基因決定，其中IA和IB對i為顯性，IA和IB之間無顯隱性關系（或者說是共顯性），人的ABO血型包含A型、B型、AB型和O型這4種血型。

材料4：Rh血型：人類Rh血型有Rh+和Rh-兩種，分別由常染色體上顯性基因R和隱性基因r控制。血型為Rh+的人有Rh抗原，血型為Rh-的人無Rh抗原。

結合以上材料，筆者以填空題的形式將與紅細胞相關的基礎知識整理如下：

1.血細胞的類型、來源和功能

【答案】造血干細胞紅白血小板

2.哺乳動物成熟紅細胞呈__________形態，其最典型的結構特點是___________和____________退化消失掉，因此其細胞呼吸方式是____________，生物膜只含有____________。細胞膜的成分是____、___________、__________，細胞質中最重要的物質是_____________，顏色是____________，它的主要功能是__________________________________________。

【答案】圓餅 細胞核 細胞器 無氧呼吸 細胞膜蛋白質 脂質（或磷脂） 糖類 血紅蛋白 紅色 運輸氧氣，結合二氧化碳

3.結合材料，根據遺傳、免疫相關知識填寫表1：

表1 ABO血型、Rh血型與基因型和抗原的關系

【答案】

_血型 __基因型 _血型抗原（凝集原） 血清抗體（凝集素）__A __IAIA、IAi ________A _______抗B__B __IBIB、IBi ________B _______抗A__AB ____IAIB _______A、B ___無抗A、抗B__O _____ii _____無A、B ____抗A、抗B_Rh+ __RR、Rr ____有Rh抗原 ____無Rh抗體Rh- rr 無Rh抗原 可能有Rh抗體

（二）相關命題方向預測

1.以細胞結構和功能特點為核心的命題

【例1】下列關于細胞呼吸的敘述錯誤的是 （ ）

A.原核細胞無線粒體也能進行有氧呼吸

B.無線粒體的真核細胞不能進行有氧呼吸

C.人的幼紅細胞既能進行有氧呼吸又能進行無氧呼吸

D.葡萄糖進入人的成熟紅細胞后利用血紅蛋白攜帶的氧氣最終分解成CO2和水

【答案】D

【解析】需氧型原核細胞的細胞質基質中具有與有氧呼吸相關的酶，因此此類型原核細胞中沒有線粒體也能進行有氧呼吸，故A項正確；真核細胞中與有氧呼吸相關的酶在線粒體中，若無線粒體則不能進行有氧呼吸，故B項正確；人的幼紅細胞具有線粒體，具備有氧呼吸的條件，因此人幼紅細胞既能進行有氧呼吸又能進行無氧呼吸，故C項正確；人成熟紅細胞沒有線粒體，不具備有氧呼吸的條件，因此葡萄糖不能在人成熟紅細胞中被分解為CO2和水，故D項錯誤。

【說明】本題考查細胞結構及其對應功能（細胞呼吸方式）的判斷。哺乳動物的成熟紅細胞因其能運輸氧氣，常被誤解其細胞呼吸方式為有氧呼吸。

2.鐮刀型細胞貧血癥（基因突變）問題

首先以概念圖的形式梳理鐮刀型細胞貧血癥的相關內容，然后了解相關命題，如圖1：

圖1

【例2】關于鐮刀型細胞貧血癥的相關描述正確的是（ ）

A.可以通過基因診斷檢測白細胞中是否具有致病基因來判定新生兒是否患此病

B.患病的直接原因是血紅蛋白結構異常，該病可通過顯微鏡直接觀察

C.患者經骨髓移植治好該病后，其后代可能不攜帶該病的致病基因

D.患者可以通過補鐵緩解癥狀

【答案】B

【解析】鐮刀型細胞貧血癥是常染色體隱性遺傳病，患病的根本原因是控制血紅蛋白合成的基因發生突變，通過基因診斷出白細胞中含有致病基因也不能說明一定患此病，也可能是攜帶者，故A項錯誤；患此病的直接原因是血紅蛋白結構異常導致紅細胞呈鐮刀狀，可通過顯微鏡直接觀察到，故B項正確；患者經骨髓移植治愈后，并不能改變生殖細胞中的遺傳物質，其后代一定攜帶該病的致病基因，故C項錯誤；鐮刀型細胞貧血癥不是缺鐵引起的，因此補鐵并不能緩解癥狀，故D項錯誤。

【說明】本題考查鐮刀型細胞貧血癥的相關知識。解答此題需要明確掌握鐮刀型細胞貧血癥的發病機理。

3.血型（遺傳與免疫知識的綜合）問題

【例3】人的血型是由紅細胞表面抗原決定的，ABO血型由IA、IB、i三個基因決定，其中IA和IB對i為顯性，IA和IB之間無顯隱性關系，人的ABO血型包含A、B、AB和O型4種類型。表2為A型血和O型血的紅細胞表面相關抗原的有無及其抗原決定基因的顯隱性對比，圖2為某家庭的血型遺傳圖譜。

表2 A型血、O型血和抗原的關系

圖2

根據以上內容回答下題：

（1）控制人血型的基因位于_________（填“常”或“性”）染色體上。

（2）母嬰血型不匹配易引起新生兒溶血癥。原因是在母親妊娠期間，胎兒紅細胞可通過胎盤進入母體，刺激母體產生新的血型抗體。該抗體又通過胎盤進入胎兒體內與胎兒紅細胞發生抗原-抗體反應，可引起紅細胞破裂。因個體差異，母體產生的血型抗體量及進入胎兒體內的量各有不同，當胎兒體內的抗體達到一定量時，會導致胎兒體內較多紅細胞破裂，引發新生兒溶血癥。

①Ⅱ1出現新生兒溶血癥，引起該病的抗原是_________；母嬰血型不匹配___________（填“一定”或“不一定”）發生新生兒溶血癥。

②Ⅱ2的溶血癥狀較Ⅱ1嚴重，原因是第一胎后，母體已產生___________，當相同抗原再次刺激時，母體會快速產生大量血型抗體，引起Ⅱ2溶血癥狀加重。

（3）若Ⅱ4出現新生兒溶血癥，則其基因型最有可能是______________________________。Ⅱ4的血型________________（填“能”或“不能”）為B型，原因是______________________________。

（4）人類Rh血型有Rh+和Rh-兩種，分別由常染色體上顯性基因R和隱性基因r控制。血型為Rh+的人有Rh抗原，血型為Rh-的人無Rh抗原。若血型為Rh+的胎兒的Rh抗原進入血型為Rh-的母親體內且使母體產生Rh抗體，隨后抗體進入胎兒體內則引起胎兒血液凝集和溶血；若這位血型為Rh-的母親又懷一血型為Rh+的胎兒，下列對這兩個胎兒的分析中，正確的是_________________________（填序號）。

①相關基因型與父親的一定相同 ②相關基因型與父親的不一定相同 ③兩胎兒血液凝集和溶血程度相同 ④第二胎血液凝集和溶血程度比第一胎嚴重

【答案】（1）常 （2）①胎兒紅細胞表面A抗原

不一定 ②記憶細胞 （3）IAi 不能 雙親都不含有IB基因，所以不能生出B型血的孩子 （4）②④

【解析】（1）根據所學知識可知，血型是由IA、IB、i這三個復等位基因決定的。根據伴性遺傳的遺傳特點，如果決定血型的基因位于X染色體上，則血型遺傳圖譜中的女兒的血型應都與父親的血型一樣，即均為A型血；如果決定血型的基因位于Y染色體上，則血型遺傳圖譜中女兒的血型應都與母親的血型一樣，即均為O型血。但圖譜中的女兒顯然有兩種不同的血型，所以決定血型的基因在常染色體上。（2）從題干可知，由于在第一胎時已經出現過溶血癥狀，母體內保存了針對該抗原的記憶細胞，所以在第二胎遇到相同抗原時會出現二次免疫，引起新生兒溶血癥狀加重。（3）胎兒與母親血型不同引發溶血癥的可能性更大，因而Ⅱ4的血型應為A型，根據雙親的基因型可以判斷出Ⅱ4基因型為IAi；由于雙親都不含有IB基因，因此不能生出B型血的孩子。（4）根據題意可知母親的基因型為rr，父親的基因型為RR或Rr，由于兩個兒子均為Rh+，因此兩個兒子的基因型均為Rr，不一定與父親相同，所以①錯誤、②正確；在懷第二胎時，相當于二次免疫，因此免疫反應的強度增大，所以③錯誤、④正確。

【說明】本題考查人體的血型決定方式、遺傳學及免疫學知識。因現用教材版本對血型沒有相關闡述，不作要求，但將它作為信息題考查遺傳學和免疫學知識的可能性是極大的。

【例4】請運用遺傳學知識完成下面兩個與血型相關的概率計算題：

（1）Rh血型決定于R和r兩個等位基因，已知人群中Rh陽性（顯性基因控制）出現的比例是96 %，則兩個Rh陽性個體結婚生出一個Rh陰性孩子的概率是多少？

（2）人的ABO血型中通過抽樣調查發現血型頻率：A型血頻率=0.45，B型血頻率=0.13，AB型血頻率=0.06，O型血頻率=0.36。試計算IA、IB、i這3個等位基因的基因頻率。

【答案】（1）1/36 （2）0.3 0.1 0.6

【解析】（1）由R_=96/100可知rr=4/100，根據遺傳平衡定律知r=1/5，R=4/5，RR=16/25，Rr=8/25，列出交配計算式得1/3 Rr×1/3 Rr→rr=1/3×1/3×1/4=1/36。（2）設p、q、r分別代表IA、IB、i的基因頻率，根據遺傳平衡定律計算公式：(p+q+r)2=p2+q2+r2+2pq+2pr+2qr=1得出p2+2pr代表A型血頻率，q2+2qr代表B型血頻率，2pq代表AB型血頻率，r2代表O型血頻率，然后將題干信息依次代入公式計算得p=0.3，q=0.1，r=0.6。

【說明】本題考查遺傳平衡定律的相關知識。雖然教材沒有關于復等位基因的介紹，但以此訓練遺傳平衡定律的熟練運用及基因頻率、基因型頻率的計算是有必要的。

三、總結

將文中關于哺乳動物成熟紅細胞的知識以概念圖的方式總結如下：