鄭靜霞

摘??要：高中階段關(guān)于紅細(xì)胞的知識(shí)頻繁出現(xiàn)，其中以哺乳動(dòng)物紅細(xì)胞最為常見(jiàn)，歷年高考真題考題幾次以紅細(xì)胞為知識(shí)背景進(jìn)行考查，由此可見(jiàn)紅細(xì)胞相關(guān)知識(shí)在高中階段的重要性，故在此加以總結(jié)，便于考生們系統(tǒng)掌握有關(guān)紅細(xì)胞的知識(shí)點(diǎn)。

關(guān)鍵詞：紅細(xì)胞;鐮刀型細(xì)胞貧血癥;呼吸方式

據(jù)統(tǒng)計(jì)，紅細(xì)胞的相關(guān)知識(shí)點(diǎn)分散在人教版高中生物三本必修教材的多個(gè)章節(jié)中，知識(shí)點(diǎn)比較零散。哺乳動(dòng)物成熟紅細(xì)胞的形態(tài)、結(jié)構(gòu)特殊，細(xì)胞成熟后沒(méi)有細(xì)胞核及眾多的細(xì)胞器，因此細(xì)胞的代謝、呼吸方式等也隨之發(fā)生變化，本文結(jié)合高中生物課本，從以下幾個(gè)方面分別介紹進(jìn)行專題復(fù)習(xí)。

1.紅細(xì)胞的起源

紅細(xì)胞由骨髓中的造血干細(xì)胞分裂、分化形成（必修一P119），造血干細(xì)胞首先分化為原始紅細(xì)胞，再經(jīng)過(guò)早幼紅細(xì)胞、中幼紅細(xì)胞、晚幼紅細(xì)胞和網(wǎng)織紅細(xì)胞階段，最后才發(fā)育為成熟紅細(xì)胞。

2.生存環(huán)境

紅細(xì)胞生活的直接環(huán)境是血漿，與血漿直接進(jìn)行物質(zhì)交換（必修三P5）。

3.形態(tài)與顏色

顯微鏡下可見(jiàn)人的紅細(xì)胞呈雙凹型結(jié)構(gòu)、紅色（必修二P80）。這種形態(tài)有什么意義？物質(zhì)運(yùn)輸效率與細(xì)胞的相對(duì)表面積成正比，紅細(xì)胞雙面凹結(jié)構(gòu)，增大了細(xì)胞的表面積，有利于提高氣體交換效率，同時(shí)使紅細(xì)胞易變形，更容易通過(guò)毛細(xì)血管。

4.結(jié)構(gòu)和功能

在發(fā)育成熟過(guò)程中，哺乳動(dòng)物的核逐漸退化，并從細(xì)胞中排出，為能攜帶氧氣的血紅蛋白騰出空間，故人和其他哺乳動(dòng)物成熟紅細(xì)胞中沒(méi)有細(xì)胞核和眾多的細(xì)胞器（必修一P40-41），這與紅細(xì)胞運(yùn)輸氧氣的功能相適應(yīng)。紅細(xì)胞的功能主要是由血紅蛋白來(lái)完成的，血紅蛋白的特點(diǎn)是在氧氣濃度高的地方與氧氣結(jié)合，在氧氣濃度低的地方與氧氣分離，就是依靠特性完成氧氣的運(yùn)輸。

5.紅細(xì)胞的跨膜運(yùn)輸方式

哺乳動(dòng)物成熟的紅細(xì)胞分別通過(guò)哪種方式吸收氧氣、葡萄糖和K離子？氧氣屬于氣體，分子很小，很容易自由地通過(guò)細(xì)胞膜的磷脂雙分子層，故氧氣以自由擴(kuò)散的形式進(jìn)入紅細(xì)胞，借助血液的流動(dòng)，將氧氣運(yùn)輸?shù)饺砀魈帯＜t細(xì)胞膜表面有一種特殊的蛋白質(zhì)，它對(duì)葡萄糖有特殊的親和力，在運(yùn)輸過(guò)程中蛋白質(zhì)發(fā)生構(gòu)象變化，使葡萄糖從紅細(xì)胞外運(yùn)輸?shù)郊t細(xì)胞內(nèi)，此過(guò)程不需要能量，因此紅細(xì)胞吸收葡萄糖的方式是協(xié)助擴(kuò)散，而紅細(xì)胞吸收離子一般都是通過(guò)主動(dòng)運(yùn)輸完成的。

6.紅細(xì)胞的呼吸方式

大多數(shù)真核細(xì)胞存在兩類呼吸酶系，即無(wú)氧呼吸酶系和有氧呼吸酶系，哺乳動(dòng)物紅細(xì)胞屬于真核細(xì)胞，成熟后喪失線粒體，而線粒體是真核細(xì)胞進(jìn)行有氧呼吸的主要場(chǎng)所，故其只能進(jìn)行無(wú)氧呼吸，紅細(xì)胞自身攜帶氧氣，都自身并不能利用氧氣，葡萄糖以協(xié)助擴(kuò)散的方式被吸收到紅細(xì)胞內(nèi)，變成6-磷酸葡萄糖，其中90%-95%經(jīng)糖酵解被利用，1mol葡萄糖產(chǎn)生2molATP，這也與紅細(xì)胞成熟后自身代謝速率大大降低相適應(yīng)的。

7.哺乳動(dòng)物紅細(xì)胞的生命歷程和基因表達(dá)情況

哺乳動(dòng)物紅細(xì)胞在分化過(guò)程中排核和喪失細(xì)胞器，細(xì)胞本身已高度分化，永久失去分裂能力，只能由骨髓中的造血干細(xì)胞分裂分化而來(lái)，而正常細(xì)胞都有一定的壽命，在特定基因的指導(dǎo)下，細(xì)胞最終發(fā)生衰老、凋亡，形成的凋亡小體最后由吞噬細(xì)胞消化分解，實(shí)現(xiàn)個(gè)體內(nèi)細(xì)胞的自然更新。雖然成熟紅細(xì)胞沒(méi)有細(xì)胞核及眾多細(xì)胞器，細(xì)胞內(nèi)沒(méi)有基因及其表達(dá)，但細(xì)胞質(zhì)早期儲(chǔ)備的RNA和蛋白質(zhì)發(fā)揮重要作用，細(xì)胞內(nèi)主要成分血紅蛋白，是在核退化前就已經(jīng)合成的，核退化消失后就不能再合成。一般來(lái)說(shuō)，紅細(xì)胞的壽命比較短，只能存活120天左右。并不是所有生物的紅細(xì)胞都沒(méi)有細(xì)胞核、都不會(huì)分裂，鳥(niǎo)類、兩棲類、魚(yú)類等的紅細(xì)胞都是有核的，人教版生物教材中介紹蛙的紅細(xì)胞進(jìn)行無(wú)絲分裂，分裂過(guò)程無(wú)染色體和紡錘絲的產(chǎn)生，但有DNA復(fù)制。

8.與紅細(xì)胞相關(guān)的實(shí)驗(yàn)

紅細(xì)胞不僅在動(dòng)物體內(nèi)起著非常重要的生理作用，還可以作為生物學(xué)實(shí)驗(yàn)的好材料。比如，體驗(yàn)制備細(xì)胞膜的方法實(shí)驗(yàn)（必修一P40），哺乳動(dòng)物紅細(xì)胞成熟后無(wú)核膜和細(xì)胞器膜，將豬等哺乳動(dòng)物新鮮的紅細(xì)胞置于清水中，細(xì)胞吸水漲破，即可獲取純凈的細(xì)胞膜，從而為鑒定細(xì)胞膜化學(xué)組成提供材料。

人教版高中必修一課本中介紹，1925年，德國(guó)科學(xué)家Gorter和Grended用丙酮提取人紅細(xì)胞膜的脂質(zhì)，并在水-空氣界面鋪展成單層分子，結(jié)果測(cè)定單層分子的面積為紅細(xì)胞表面積的兩倍，由此得出結(jié)論：細(xì)胞中的脂質(zhì)分子排列為連續(xù)的兩層（必修一P65）。

在做DNA的粗提取和鑒定實(shí)驗(yàn)時(shí)，選用有細(xì)胞核的雞血為材料，且DNA含量較多，而人和哺乳動(dòng)物成熟的紅細(xì)胞內(nèi)沒(méi)有細(xì)胞核，不宜做實(shí)驗(yàn)材料。

9.基因突變——鐮刀型細(xì)胞貧血癥

鐮刀型細(xì)胞貧血癥是一種常染色體隱性遺傳病，該癥發(fā)生的直接原因是組成血紅蛋白的某個(gè)氨基酸發(fā)生替換，如下圖所示?；蛏蟃//A變?yōu)锳//T，則其基因?qū)?yīng)編碼的氨基酸種類由原來(lái)的谷氨酸變成纈氨酸，使血紅蛋白的上氨基酸序列發(fā)生變化，血紅蛋白的結(jié)構(gòu)異常，其攜帶氧氣的功能只有正常紅細(xì)胞的一半，患者的紅細(xì)胞呈鐮刀狀，這樣的紅細(xì)胞容易破裂，使人患溶血性貧血，嚴(yán)重時(shí)會(huì)導(dǎo)致死亡，取患者血液制片，光學(xué)顯微鏡觀察紅細(xì)胞的形態(tài)，或在分子水平上進(jìn)行基因診斷。

參考文獻(xiàn)

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