哺乳动物成熟红细胞专题的复习

四川

一、概述

哺乳动物成熟红细胞因其没有细胞核及各种细胞器而特别受命题者关注，同时其关联到的知识面很广，因此在复习中有必要以它为专题进行复习，以突破此部分知识的重难点。复习本专题应达成的目标有：能利用概念图概括哺乳动物成熟红细胞的来源、结构、功能及相关的命题方向；能运用结构决定功能的基本生物学思想解答围绕哺乳动物成熟红细胞的特点设置的相关命题；正确解答与遗传、免疫知识相关的综合试题。

二、复习过程

（一）了解哺乳动物成熟红细胞

材料1：（2013年四川卷，第7题节选）哺乳动物红细胞的部分生命历程如下图所示：

材料2：人教版教材选修1专题5课题3“血红蛋白的提取和分离”中，第66、67页关于哺乳动物红细胞的组成叙述为“在红细胞的组成中，除水分以外，约90 %是血红蛋白。血红蛋白由四条肽链组成，包括两条α-肽链和两条β-肽链。其中每条肽链环绕一个亚铁血红素基团，此基团可携带一分子氧或一分子二氧化碳。血红蛋白因含有血红素而呈现红色。”

材料3：ABO血型：人红细胞表面所含不同的抗原（凝集原）构成了人的不同血型。因为人的血型抗原物质都是蛋白质（糖蛋白），所以人的血型是由基因决定的。如人的ABO血型由IA、IB、i三个基因决定，其中IA和IB对i为显性，IA和IB之间无显隐性关系（或者说是共显性），人的ABO血型包含A型、B型、AB型和O型这4种血型。

材料4：Rh血型：人类Rh血型有Rh+和Rh-两种，分别由常染色体上显性基因R和隐性基因r控制。血型为Rh+的人有Rh抗原，血型为Rh-的人无Rh抗原。

结合以上材料，笔者以填空题的形式将与红细胞相关的基础知识整理如下：

1.血细胞的类型、来源和功能

【答案】造血干细胞红白血小板

2.哺乳动物成熟红细胞呈__________形态，其最典型的结构特点是___________和____________退化消失掉，因此其细胞呼吸方式是____________，生物膜只含有____________。细胞膜的成分是____、___________、__________，细胞质中最重要的物质是_____________，颜色是____________，它的主要功能是__________________________________________。

【答案】圆饼 细胞核 细胞器 无氧呼吸 细胞膜蛋白质 脂质（或磷脂） 糖类 血红蛋白 红色 运输氧气，结合二氧化碳

3.结合材料，根据遗传、免疫相关知识填写表1：

表1 ABO血型、Rh血型与基因型和抗原的关系

【答案】

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

（二）相关命题方向预测

1.以细胞结构和功能特点为核心的命题

【例1】下列关于细胞呼吸的叙述错误的是 （ ）

A.原核细胞无线粒体也能进行有氧呼吸

B.无线粒体的真核细胞不能进行有氧呼吸

C.人的幼红细胞既能进行有氧呼吸又能进行无氧呼吸

D.葡萄糖进入人的成熟红细胞后利用血红蛋白携带的氧气最终分解成CO2和水

【答案】D

【解析】需氧型原核细胞的细胞质基质中具有与有氧呼吸相关的酶，因此此类型原核细胞中没有线粒体也能进行有氧呼吸，故A项正确；真核细胞中与有氧呼吸相关的酶在线粒体中，若无线粒体则不能进行有氧呼吸，故B项正确；人的幼红细胞具有线粒体，具备有氧呼吸的条件，因此人幼红细胞既能进行有氧呼吸又能进行无氧呼吸，故C项正确；人成熟红细胞没有线粒体，不具备有氧呼吸的条件，因此葡萄糖不能在人成熟红细胞中被分解为CO2和水，故D项错误。

【说明】本题考查细胞结构及其对应功能（细胞呼吸方式）的判断。哺乳动物的成熟红细胞因其能运输氧气，常被误解其细胞呼吸方式为有氧呼吸。

2.镰刀型细胞贫血症（基因突变）问题

首先以概念图的形式梳理镰刀型细胞贫血症的相关内容，然后了解相关命题，如图1：

图1

【例2】关于镰刀型细胞贫血症的相关描述正确的是（ ）

A.可以通过基因诊断检测白细胞中是否具有致病基因来判定新生儿是否患此病

B.患病的直接原因是血红蛋白结构异常，该病可通过显微镜直接观察

C.患者经骨髓移植治好该病后，其后代可能不携带该病的致病基因

D.患者可以通过补铁缓解症状

【答案】B

【解析】镰刀型细胞贫血症是常染色体隐性遗传病，患病的根本原因是控制血红蛋白合成的基因发生突变，通过基因诊断出白细胞中含有致病基因也不能说明一定患此病，也可能是携带者，故A项错误；患此病的直接原因是血红蛋白结构异常导致红细胞呈镰刀状，可通过显微镜直接观察到，故B项正确；患者经骨髓移植治愈后，并不能改变生殖细胞中的遗传物质，其后代一定携带该病的致病基因，故C项错误；镰刀型细胞贫血症不是缺铁引起的，因此补铁并不能缓解症状，故D项错误。

【说明】本题考查镰刀型细胞贫血症的相关知识。解答此题需要明确掌握镰刀型细胞贫血症的发病机理。

3.血型（遗传与免疫知识的综合）问题

【例3】人的血型是由红细胞表面抗原决定的，ABO血型由IA、IB、i三个基因决定，其中IA和IB对i为显性，IA和IB之间无显隐性关系，人的ABO血型包含A、B、AB和O型4种类型。表2为A型血和O型血的红细胞表面相关抗原的有无及其抗原决定基因的显隐性对比，图2为某家庭的血型遗传图谱。

表2 A型血、O型血和抗原的关系

图2

根据以上内容回答下题：

（1）控制人血型的基因位于_________（填“常”或“性”）染色体上。

（2）母婴血型不匹配易引起新生儿溶血症。原因是在母亲妊娠期间，胎儿红细胞可通过胎盘进入母体，刺激母体产生新的血型抗体。该抗体又通过胎盘进入胎儿体内与胎儿红细胞发生抗原-抗体反应，可引起红细胞破裂。因个体差异，母体产生的血型抗体量及进入胎儿体内的量各有不同，当胎儿体内的抗体达到一定量时，会导致胎儿体内较多红细胞破裂，引发新生儿溶血症。

①Ⅱ1出现新生儿溶血症，引起该病的抗原是_________；母婴血型不匹配___________（填“一定”或“不一定”）发生新生儿溶血症。

②Ⅱ2的溶血症状较Ⅱ1严重，原因是第一胎后，母体已产生___________，当相同抗原再次刺激时，母体会快速产生大量血型抗体，引起Ⅱ2溶血症状加重。

（3）若Ⅱ4出现新生儿溶血症，则其基因型最有可能是______________________________。Ⅱ4的血型________________（填“能”或“不能”）为B型，原因是______________________________。

（4）人类Rh血型有Rh+和Rh-两种，分别由常染色体上显性基因R和隐性基因r控制。血型为Rh+的人有Rh抗原，血型为Rh-的人无Rh抗原。若血型为Rh+的胎儿的Rh抗原进入血型为Rh-的母亲体内且使母体产生Rh抗体，随后抗体进入胎儿体内则引起胎儿血液凝集和溶血；若这位血型为Rh-的母亲又怀一血型为Rh+的胎儿，下列对这两个胎儿的分析中，正确的是_________________________（填序号）。

①相关基因型与父亲的一定相同 ②相关基因型与父亲的不一定相同 ③两胎儿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严重

【答案】（1）常 （2）①胎儿红细胞表面A抗原

不一定 ②记忆细胞 （3）IAi 不能 双亲都不含有IB基因，所以不能生出B型血的孩子 （4）②④

【解析】（1）根据所学知识可知，血型是由IA、IB、i这三个复等位基因决定的。根据伴性遗传的遗传特点，如果决定血型的基因位于X染色体上，则血型遗传图谱中的女儿的血型应都与父亲的血型一样，即均为A型血；如果决定血型的基因位于Y染色体上，则血型遗传图谱中女儿的血型应都与母亲的血型一样，即均为O型血。但图谱中的女儿显然有两种不同的血型，所以决定血型的基因在常染色体上。（2）从题干可知，由于在第一胎时已经出现过溶血症状，母体内保存了针对该抗原的记忆细胞，所以在第二胎遇到相同抗原时会出现二次免疫，引起新生儿溶血症状加重。（3）胎儿与母亲血型不同引发溶血症的可能性更大，因而Ⅱ4的血型应为A型，根据双亲的基因型可以判断出Ⅱ4基因型为IAi；由于双亲都不含有IB基因，因此不能生出B型血的孩子。（4）根据题意可知母亲的基因型为rr，父亲的基因型为RR或Rr，由于两个儿子均为Rh+，因此两个儿子的基因型均为Rr，不一定与父亲相同，所以①错误、②正确；在怀第二胎时，相当于二次免疫，因此免疫反应的强度增大，所以③错误、④正确。

【说明】本题考查人体的血型决定方式、遗传学及免疫学知识。因现用教材版本对血型没有相关阐述，不作要求，但将它作为信息题考查遗传学和免疫学知识的可能性是极大的。

【例4】请运用遗传学知识完成下面两个与血型相关的概率计算题：

（1）Rh血型决定于R和r两个等位基因，已知人群中Rh阳性（显性基因控制）出现的比例是96 %，则两个Rh阳性个体结婚生出一个Rh阴性孩子的概率是多少？

（2）人的ABO血型中通过抽样调查发现血型频率：A型血频率=0.45，B型血频率=0.13，AB型血频率=0.06，O型血频率=0.36。试计算IA、IB、i这3个等位基因的基因频率。

【答案】（1）1/36 （2）0.3 0.1 0.6

【解析】（1）由R_=96/100可知rr=4/100，根据遗传平衡定律知r=1/5，R=4/5，RR=16/25，Rr=8/25，列出交配计算式得1/3 Rr×1/3 Rr→rr=1/3×1/3×1/4=1/36。（2）设p、q、r分别代表IA、IB、i的基因频率，根据遗传平衡定律计算公式：(p+q+r)2=p2+q2+r2+2pq+2pr+2qr=1得出p2+2pr代表A型血频率，q2+2qr代表B型血频率，2pq代表AB型血频率，r2代表O型血频率，然后将题干信息依次代入公式计算得p=0.3，q=0.1，r=0.6。

【说明】本题考查遗传平衡定律的相关知识。虽然教材没有关于复等位基因的介绍，但以此训练遗传平衡定律的熟练运用及基因频率、基因型频率的计算是有必要的。

三、总结

将文中关于哺乳动物成熟红细胞的知识以概念图的方式总结如下：