高三生物一轮复习 31 细胞膜系统的边界精品学案 新人教版必修1.docx

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高三生物一轮复习31细胞膜系统的边界精品学案新人教版必修1

第3章细胞的基本组成第1节细胞膜——系统的边界

【高考目标导航】

细胞膜的结构和功能

【基础知识梳理】

一、细胞膜的制备

1、实验材料

（1）选材：

人或其他哺乳动物成熟的红细胞。

（2）原因：

哺乳动物成熟红细胞无核膜和众多的细胞器膜，容易制取纯净的细胞膜；没有细胞壁，细胞容易吸水涨破。

2、实验原理

利用渗透作用，使红细胞吸水涨破，除去细胞内的其他物质，制得细胞膜。

二、细胞膜的成分和功能

1、细胞膜的成分

磷脂（主要）

脂质（约50%）胆固醇（动物细胞具有）

成分蛋白质（约40%）：

与细胞膜功能密切相关

糖类（约2%—10%）

2、细胞膜的功能

（1）将细胞与外界环境分隔开，保障细胞内部环境的相对稳定

（2）控制物质进出细胞

（3）进行细胞间信息交流：

①通过化学物质传递信息

②通过细胞膜直接接触传递信息

③通过细胞通道传递信息

三、生物膜系统

1、组成

由细胞膜、核膜以及细胞期膜共同组成的膜系统。

2、关系

生物膜在结构和功能上是紧密联系的统一整体。

3、功能

（1）细胞膜不仅使细胞具有一个相对稳定的内部环境，同时在细胞与外部环境进行物质运输、能量转换和信息传递的过程中起着决定性作用。

（2）生物膜广阔的膜面积为多种酶提供附着位点，有利于许多化学反应的进行。

（3）生物膜把各种细胞器分隔开，使细胞内能同时进行多种化学反应，而不会互相干扰，保证细胞生命活动高校、有序的进行

注意：

植物的细胞壁，化学成分主要是纤维素和果胶，对植物细胞有支持和保护的作用。

【要点名师透析】

一、生物膜系统的结构和功能

1.各种生物膜在结构上的联系

不同生物膜之间能相互转变，反映了不同生物膜的成分、结构具有相似性。

2.细胞膜的成分

成分

含量

在细胞膜中的作用

脂质

磷脂

约50%

其中磷脂构成细胞膜的基本支架

胆固醇

蛋白质

约40%

（1）载体蛋白、受体蛋白等在物质运输、信息交流中具有重要作用

（2）功能越复杂的膜中，蛋白质种类和含量越多

糖类

约2%-10%

与细胞膜上部分蛋白质和脂质结合形成糖蛋白、糖脂，与细胞识别等作用有关

3.生物膜系统的功能

（1）细胞膜的功能

（2）其他膜的功能:

附着酶，是许多生化反应的重要场所

分割作用，把细胞分隔成一个个小区室，使细胞的结构和功能区域化，保证细胞中各种反应互不干扰，有序高校进行。

【典例】作为系统的边界，细胞膜在细胞的生命活动中有多种功能。

如图中的模型主要表明了细胞膜的何种功能？

A．将细胞与外界环境分开

B．控制物质进出细胞

C．进行细胞间信息交流

D．促进物质的运输

【解析】细胞膜的功能主要有三种：

将细胞与外界环境分隔开；控制物质进出细胞；进行细胞间的信息交流。

而进行信息交流的方式有三种：

题中所示方式是通过细胞分泌化学物质传递给靶细胞，进行信息传递。

【答案】C

二、“体验制备细胞膜的方法”的实验分析

1、选取哺乳动物成熟红细胞做实验材料的原因

（1）动物细胞无细胞壁，吸水易涨破。

（2）无核膜和各种细胞器膜，易制的纯净的细胞器膜。

（3）红细胞单个存在，便于制成悬浮液，且材料易得。

2、原理：

利用渗透作用，使红细胞吸水涨破，除去细胞内其他杂质，制的细胞膜。

3、实验步骤：

（1）将红细胞稀释液制成临时装片；

（2）在高倍镜下观察，待观察清晰时，在盖玻片一侧滴加蒸馏水，另一侧用吸水纸吸引；

（3）红细胞凹陷消失，细胞体积增大，最后导致细胞破裂；

（4）利用差速离心法，获得较纯的细胞膜。

【感悟高考真题】

1.（2011·海南高考）关于动物细胞膜的叙述，错误的是（）

A．细胞膜含有糖脂和糖蛋白

B．细胞融合与细胞膜的流动性有关

C．ATP为CO2分子通过细胞膜提供能量

D．细胞膜上的大多数蛋白质是可以运动的

【解析】A项,细胞膜的成分有蛋白质、糖链、磷脂分子，糖链与蛋白质构成糖蛋白，与脂质构成糖脂;B项,细胞融合体现细胞膜的流动性，除此还有吞噬细胞的吞噬作用、蛋白质的分泌等;C项,CO2跨膜方式为自由扩散，不需要消耗能量;D项,依据细胞膜的流动镶嵌模型，细胞膜上的分子是运动的。

【答案】C

2.（2011·广东高考）以下关于猪血红蛋白提纯的描述，不正确的是（）

A.洗涤红细胞时，使用生理盐水可防止红细胞破裂

B.猪成熟红细胞中缺少细胞器和细胞核，提纯时杂蛋白较少

C.血红蛋白的颜色可用于凝胶色谱法分离过程的监测

D.在凝胶色谱法分离过程中，血红蛋白比分子量较小的杂蛋白移动慢

【解析】A项，红细胞的细胞液渗透压与生理盐水渗透压相等，用生理盐水可防止红细胞破裂；B项，哺乳动物成熟的红细胞没有细胞核与众多的细胞器，提纯时杂蛋白较少；C项，血红蛋白是有色蛋白，因此在凝胶色谱分离时可以通过观察颜色来判断什么时候应该收集洗脱液；D项，凝胶色谱法分离蛋白质的原理，相对分子质量越大的通过凝胶色谱柱的速度越快。

【答案】D

3.（2010·全国1高考）下列过程中,不直接依赖细胞膜的流动性就能完成的是

A.植物体胞杂交中原生质体融合B.mRNA与游离核糖体的结合

C.胰岛B细胞分泌胰岛素D.吞噬细胞对抗原的摄取

【解析】本题主要考查细胞膜的结构特点—具有一定的流动性，考查学生的理解能力。

植物体细胞杂交中原生质体的融合依赖于细胞膜的流动性，胰岛B细胞分泌胰岛素的过程属于外排作用，吞噬细胞对抗原的摄取属于内吞作用，内吞和外排作用均与细胞膜的流动性有直接的关系；而mRNA与游离核糖体的结合与细胞膜的流动性无关。

【答案】B

4.（2010·安徽高考）下列关于生物膜结构和功能的叙述，正确的是（）

A．肌细胞的细胞膜上有协助葡萄糖跨膜运输的载体

B．细胞膜上的受体是细胞间信息交流所必需的结构

C．线粒体内膜上只分布着合成ATP的酶

D．核膜上的核孔可以让蛋白质和RNA自由进出

【解析】本题考查有关生物膜的相关知识。

磷脂双分子层是生物膜的基本骨架，蛋白质分子与细胞的功能密切相关，如一些物质的跨膜运输、细胞间的信息交流等。

葡萄糖进入人和哺乳动物成熟的红细胞是协助扩散，进入其他细胞是主动运输，但都必须有载体的协助，所以A项正确；有的信息交流的受体在细胞内部，故B项错误；线粒体内膜上分布着合成ATP的酶，也有合成H2O的酶等，故C项错误；核孔可以让蛋白质和RNA进出，但不是自由进出，而是主动选择，故D项错误。

【答案】A

5.（2009·北京高考）细胞膜在细胞的生命活动中具有重要作用。

下列相关叙述不正确的是

A.细胞膜的糖被在细胞间具有识别作用

B.细胞膜对膜两侧物质的进出具有选择性

C.细胞膜内外两侧结合的蛋白质种类有差异

D.载体蛋白是镶在细胞膜内外表面的蛋白质

【解析】本题考查了细胞膜的结构和功能特点。

细胞膜上的糖被具有识别功能；细胞膜具有选择透过性，对进出细胞膜的物质具有选择性；载体蛋白是跨膜蛋白而不是镶在细胞膜内外表面。

【答案】D

6.（2009·广东高考）细胞膜上一般不含

A．胆固醇B．磷脂

C．糖蛋白D．血红蛋白

【解析】细胞膜主要由脂质（磷脂最丰富）、蛋白质和少量的糖，胆固醇也是构成细胞膜的重要成分，血红蛋白是红细胞的重要成分。

因此选D。

【答案】D

7.（2009·上海高考）动物细胞和植物细胞具有不同的形态结构。

下图所示四种细胞中属于动物细胞的是

A．①②B．②③C．③④D．②④

【解析】本题考查动植物细胞的区别，①③有细胞壁，所以为植物细胞。

②④没有细胞壁，为动物细胞。

【答案】D

【考点模拟演练】

一、选择题

1.下列关于细胞膜的叙述中，不正确的是

A．细胞膜主要由脂质和蛋白质组成

B．不同功能的细胞，其细胞膜上蛋白质的种类和数量相同

C．组成细胞膜的脂质中，磷脂最丰富

D．癌细胞的恶性增殖和转移与癌细胞膜成分的改变有关

【解析】本题主要考查细胞膜的成分和功能，蛋白质在细胞行使功能时起重要作用，功能越复杂的细胞膜，蛋白质的种类和数量越多。

【答案】B

2.（2011·天津模拟）下列关于生物膜的叙述，错误的是（　　）

A．变形虫对大颗粒性物质的吞食需借助于膜的流动性来完成

B．所有的酶都在生物膜上，没有生物膜生物就无法进行代谢活动

C．光合作用过程中ATP、[H]和O2都是在叶绿体类囊体薄膜上产生的

D．细胞内的生物膜把各种细胞器分隔开，使细胞内的许多化学反应互不干扰

【解析】变形虫对大颗粒性物质的吞食需借助于膜的流动性。

并不是所有的酶都分布在生物膜上，各种细胞器和细胞核内也分布着许多的酶。

光合作用的光反应阶段产生ATP、[H]和O2，其场所在叶绿体类囊体薄膜上。

细胞内的生物膜把各种细胞器分隔开，如同一个个小的区室，这样就使得细胞内能够同时进行多种化学反应，而不会互相干扰，保证了细胞生命活动高效、有序地进行。

【答案】B

3.取细胞膜上糖蛋白成分相同的两种海绵动物，将其细胞都分散成单个后混合培养，发现这两种细胞能够结合在一起；但将细胞膜上糖蛋白成分不相同的两种海绵动物的细胞分散后，混合培养，会发现这两种细胞不能结合在一起。

这一实验现象说明细胞膜上的糖蛋白与（　　）

A．细胞间的相互识别有关　　　B．细胞间的免疫作用有关

C．细胞的分泌作用有关D．细胞间物质交换有关

【答案】A

4.下列关于细胞膜的叙述不正确的是（双选）（）

A.如果将细胞膜的磷脂分子在水面上铺成一个分子层，则其面积是细胞膜的2倍左右

B.细胞膜内侧和外侧一样都存在糖蛋白，其主要作用就是信息的交流

C.蛋白质在磷脂双分子层的内外侧都有，不可以流动

D.变形虫能够伸出伪足，其结构基础就是细胞膜具有一定的流动性

【解析】由于细胞膜的磷脂分子是双分子层，所以其完全展开后（单分子层）的面积大约是细胞膜面积的2倍；糖蛋白的主要作用是细胞间的信息交流和识别，所以它集中在细胞膜的外侧；细胞膜的流动性不仅仅是磷脂分子的流动，其蛋白质也可以流动，属于流动镶嵌结构；变形虫是单细胞生物，它的伪足实际上就是细胞膜流动导致前凸而形成的。

【答案】BC

5.如图是细胞膜的亚显微结构模式图，①—③表示构成细胞膜的物质。

下列有关说法错误的是（）

A.③构成细胞膜的基本骨架

B.细胞膜的结构特点是具有选择透过性

C.细胞识别与物质①有关

D.由②参加的物质运输不一定为主动运输

【解析】磷脂双分子层是构成细胞膜的基本骨架。

细胞膜的结构特点是具有一定的流动性。

细胞识别与糖蛋白有关。

易化扩散也需要载体蛋白的参与。

【答案】B

6.（2011·南通模拟）从细胞膜上提取了某种成分，用非酶法处理后，加入双缩脲试剂出现紫色；若加入斐林或班氏试剂并加热，出现砖红色。

该成分是（　　）

A．糖脂　　　　　　　　

B．磷脂

C．糖蛋白

D．脂蛋白

【解析】本题考查细胞膜的成分及物质鉴定方面的知识。

用双缩试剂处理该成分出现紫色反应，说明该成分含蛋白质；加入斐林试剂或班氏试剂并加热出现砖红色沉淀，说明该成分含还原糖。

综上分析，该成分同时含蛋白质和糖类，所以为糖蛋白。

【答案】C

7.（2011·潍坊模拟）可以利用哺乳动物成熟的红细胞为实验材料进行的实验有（　　）

①制备较纯净的细胞膜　②运用差速离心法分离各种细胞器　③DNA的粗提取　④分离并纯化血红蛋白　⑤制成细胞悬浮液进行细胞培养

A．②③　　　　　　　　

B．③⑤　

C．①④　　　　　　　　

D．④⑤

【解析】哺乳动物成熟的红细胞没有细胞器和细胞核，无DNA，不分裂，不能用来分离各种细胞器、DNA的粗提取，制成细胞悬浮液进行细胞培养。

【答案】C

8.（2011·惠州模拟）异体器官移植手术往往很难成功，最大的障碍就是异体细胞间的排斥，这主要是由于细胞膜具有识别作用，完成这种生理功能的结构基础是（　　）

A．细胞膜由磷脂分子和蛋白质分子构成

B．细胞膜的表面有糖蛋白

C．细胞膜具有一定的流动性

D．细胞膜具有一定的选择透过性

【解析】细胞间的相互识别主要依靠细胞膜上的糖蛋白。

【答案】B

9.（2011·长沙模拟）据最新研究发现，内皮素在皮肤中分布不均，是造成色斑的主要原因。

内皮素拮抗剂进入皮肤，可以和黑色素细胞膜的受体结合，使内皮素失去作用，这为美容研究机构带来了福音。

分析上述材料体现了细胞膜的哪项功能（　　）

A．细胞膜中磷脂含量越高，功能越复杂

B．细胞膜作为系统的边界，严格控制物质进出细胞

C．细胞膜具有信息交流的功能

D．细胞膜的组成成分主要为磷脂和蛋白质

【解析】由题干信息可知，内皮素拮抗剂和黑色素细胞膜受体结合，使内皮素失去作用。

故体现了细胞膜的信息交流功能。

【答案】C

10.细胞膜能被脂质溶剂和蛋白酶处理后溶解，由此可以推断细胞膜的化学成分主要是（）

①磷脂②蛋白质③多糖④核酸

A．①②B．①③C．②④D．③④

【解析】磷脂属于脂质，因此能被脂质溶剂溶解，蛋白质可被蛋白酶溶解。

【答案】A

11.细胞膜的表面除含有糖蛋白外，还含有糖类与脂质分子结合而成的糖脂。

它们都与细胞识别和信息传递有关。

下列有关叙述不正确的是（　　）

A．细胞癌变后，糖蛋白减少

B．在糖蛋白中加入双缩脲试剂并加热，出现砖红色沉淀

C．细胞膜上的蛋白质分子和脂质分子大都是运动的

D．不同种类的细胞膜上糖脂的种类不同

【解析】癌细胞膜上糖蛋白减少。

双缩脲试剂用于检测蛋白质，颜色为紫色且不需要加热。

膜上磷脂分子和蛋白质分子大都是运动的。

由题干信息可知，糖脂具有识别功能，故不同细胞膜上糖脂不同。

【答案】B

12.随着生活水平的提高和生活方式的改变，高血脂人群相对增多。

脂类在血液中以脂蛋白的形式进行运送，并可与细胞膜上存在的特异性受体相结合，进入细胞内进行代谢（如图所示）。

对该图分析不合理的是（　　）

A．图中物质X很可能是具有识别功能的受体蛋白

B．物质X在溶酶体酶的作用下被水解为氨基酸

C．该过程的完成与生物膜的结构特点密切相关

D．该过程需要消耗ATP直接提供的能量

【解析】由图可知，细胞膜上的物质X可特异性地识别血浆脂蛋白，并与之结合，因此它很可能是一种具有识别功能的受体蛋白；在物质转运过程中，物质X最终又被转移到细胞膜上，没有被溶酶体酶水解。

【答案】B

13.下列有关生物膜的叙述，正确的是（　　）

A．大鼠脾细胞与兔造血干细胞的细胞膜能够发生融合

B．用蛋白酶处理生物膜可改变其组成，而不改变其通透性

C．在生长激素的合成和分泌过程中，生物膜只发生结构上的联系

D．兴奋在神经纤维上传导和在神经元间传递时，生物膜发生的变化是相同的

【答案】A

14.科学家在制备较纯的细胞膜时，一般不选用植物细胞，其原因是

①植物细胞细胞液中的有机酸会溶解膜结构

②在光学显微镜下观察，植物细胞看不到细胞膜

③植物细胞的细胞膜较薄

④植物细胞有细胞壁，提取细胞膜的过程比较繁琐

⑤植物细胞内会有其他膜结构干扰

A．①④B．②③C．②⑤D．④⑤

【解析】要制备较纯的细胞膜，通常选用哺乳动物成熟的红细胞，一是因为红细胞采集方便，数量较多；二是因为成熟的红细胞中无其他内膜系统，比较纯净。

而植物细胞有细胞壁，提取细胞膜的过程比较繁琐，且细胞内会有其他膜结构干扰，得不到较纯的细胞膜。

【答案】D

15.能使植物细胞壁和细胞膜结构均破坏的一组酶是

A．淀粉酶、纤维素酶、溶菌酶B．纤维素酶、果胶酶、蛋白酶

C．果胶酶、溶菌酶、纤维素酶D．磷脂酶、淀粉酶、蛋白酶

【解析】植物细胞壁主要是由纤维素和果胶构成，细胞膜主要是磷脂和蛋白质构成。

【答案】B

二、非选择题

16.（2011·海淀模拟）下图为小肠上皮细胞亚显微结构示意图，请据图回答下列问题：

（1）该细胞不同表面执行不同的功能，且具有高度的极性。

从细胞膜的成分分析，出现这一现象的原因是_____________________________________________________________。

（2）膜蛋白A要消耗主要由图中的________（结构）产生的ATP，以____________方式吸收葡萄糖。

细胞面向肠腔侧形成很多微绒毛，以增多细胞膜上____________数量，高效地吸收来自肠腔的葡萄糖等物质。

（3）通过膜蛋白B可将相邻的两个细胞膜________________，以保证肠腔中的物质只能从微绒毛处吸收。

（4）细胞膜表面还存在水解二糖的膜蛋白D，说明膜蛋白还具有____________功能。

（5）与膜蛋白合成、加工和分泌直接相关的细胞器有________________。

【解析】

（1）决定不同生物膜功能特性的是蛋白质。

（2）为生命活动提供能量的是线粒体，葡萄糖穿过小肠上皮细胞膜的方式是主动运输，需要消耗能量，需要载体。

（3）结合图示题干所述可看出其功能是将两个细胞膜连接在一起。

（4）膜蛋白D的作用是水解二糖，能够催化物质水解的是酶。

（5）与分泌蛋白的合成、加工和分泌直接相关的细胞器有核糖体、内质网和高尔基体。

【答案】

（1）细胞膜蛋白质不同（或膜蛋白质结构不同）　

（2）线粒体　主动运输　载体蛋白（膜蛋白A）　（3）紧密连在一起　（4）生物催化（或催化）　（5）核糖体、内质网、高尔基体

17.根据细胞膜的化学成分和结构特点，分析下列材料，回答问题。

（1）1895年Overton在研究未受精卵细胞的透性时，发现脂溶性物质容易透过细胞膜，不溶于脂质的物质透过细胞膜十分困难，这表明组成细胞膜的主要成分中有____________。

（2）1925年Gorter　Grendel用丙酮提取红细胞的类脂，并将它在空气—水界面上展开时，这个单层分子的面积相当于原来红细胞面积的两倍，由此可以认为细胞膜是由____________组成的____________。

　　（3）1970年，科学家用不同荧光的染料标记抗体，分别用小鼠和人细胞膜上的一种抗体相结合，使它们分别产生绿色和红色荧光。

将这两种细胞融合成一个细胞时，开始时一半呈红色，另一半呈绿色，但在37℃水浴中保温40分钟后，融合细胞上两种颜色的荧光点就均匀分布了，这个实验说明____________，其原因是____________。

【解析】

（1）根据相似相溶原理，结合题给的信息，可知组成细胞膜的主要成分有脂类物质，并依据所学知识，肯定该物质是磷脂。

（2）由于磷脂分子不溶于水且不易挥发，则它一定均匀分布在空气—水界面上，既然这个单层分子的面积相当于原来细胞表面积的二倍，则可推知磷脂分子在细胞膜上一定是双分子排布。

　　（3）组成细胞膜的蛋白质分子和磷脂分子大都可以运动，因此细胞膜具有一定的流动性，当融合细胞在37℃水浴中保存40分钟后，由于细胞膜的蛋白质分子的运动，使得与之结合的带有标记的抗体的荧光点均匀分布。

【答案】

（1）磷脂

（2）磷脂双分子层（3）细胞膜具有一定的流动性构成细胞膜的蛋白质分子是可以运动的