高考生物考点08 细胞膜——系统的边界

高考生物考点08 细胞膜——系统的边界

1 考点解读 1．细胞膜的制备 （1）原理：把红细胞放入清水中，利用渗透作用原理，使红细胞吸水涨破，除去细胞内的其他物质， 得到细胞膜 （2）材料：哺乳动物成熟的红细胞。 （3）过程 ①选材：哺乳动物的新鲜的红细胞稀释液。 ②制片：用滴管吸取少量红细胞稀释液，滴一小滴在载玻片上，盖上盖玻片。 ③观察：先用低倍镜找到要观察的视野，再转到高倍镜下观察细胞的形态。 ④滴蒸馏水：在盖玻片的一侧滴一滴蒸馏水，同时在另一侧用吸水纸小心吸引，注意不要把细胞 吸跑。 ⑤持续观察细胞的变化：近水的部分红细胞凹陷消失，体积增大，细胞很快涨破，内容物流出。 2．细胞膜的组成成分与结构 （1）脂质：细胞膜中的脂质主要是磷脂，磷脂双分子层构成细胞膜的基本支架。细胞膜中还含有很少 量的胆固醇。 （2）蛋白质：嵌入、贯穿在磷脂双分子层中，或镶在磷脂双分子层表面。 （3）糖类：糖类与蛋白质结合形成糖被，与细胞膜表面的脂质分子结合形成糖脂。 （4）结构特点：磷脂分子和大多数蛋白质分子都是可以运动的，这决定了细胞膜的结构具有流动性。 3．细胞膜的功能 （1）将细胞与外界环境分隔开，以保障细胞内部环境的相对稳定； （2）控制物质进出细胞（如被动运输，主动运输，胞吞、胞吐）； （3）进行细胞间的信息交流：①化学物质传递（如激素、递质）； ②通道传递（如胞间连丝）； ③接触传递（如精卵结合、靶细胞与效应 T 细胞结合） 2 重点考向 考向一 细胞膜的组成、结构与功能 典例引领 1．如图表示细胞膜的亚显微结构，下列叙述错误的是 [来源:Z_xx_k.Com] A．细胞膜的基本支架是② B．细胞膜的功能复杂程度主要与①有关 C．②是静止的，但①是运动的，所以细胞膜具有流动性 D．若该膜为人体肝细胞膜，则 B 侧 CO2 浓度高于 A 侧 【参考答案】C 规律总结 细胞膜成分、结构与功能之间的联系 变式拓展 2．下列有关细胞膜结构与功能的叙述，正确的是 A．疏水基团排列在磷脂双分子层的外侧 B．细胞膜的内外表面都分布有糖蛋白 C．有些有害物质可穿过细胞膜进入细胞内 D．细胞间的信息交流必须依赖于细胞膜的接触 【答案】C 3 重点考向 考向二 细胞膜的探究实验分析 典例引领 3．下列有关细胞膜的制备及观察的叙述正确的是 A．家鸡的红细胞是最佳的实验材料 B．若选用洋葱鳞片叶表皮细胞应先用蛋白酶去除细胞壁 C．制备细胞膜应先利用吸水涨破法，再利用差速离心法获取 D．用高倍显微镜可直接观察到磷脂双分子层构成细胞膜的基本支架 【参考答案】C 【试题解析】细胞膜的制备应选用哺乳动物成熟的红细胞，A 项错误；除去细胞壁应使用纤维素酶，B 项错误；制备细胞膜应先利用吸水涨破法，再利用差速离心法获取，C 项正确；高倍显微镜下看不到到 磷脂双分子层，D 项错误。学· 解题必备 控制物质进出功能的验证 （1）染色剂进入实验 （2）色素透出实验 正常情况下紫色洋葱细胞、各色各样的花瓣显现出颜色都是因为细胞液中有某种色素分子，若将有颜 色的植物组织放入清水中，色素分子不能透出，若用高温、强酸或强碱处理则可导致原生质层失活， 此时色素分子就会从细胞液中透出，外界溶液将呈现色素颜色。如：[来源:。网] 4 变式拓展 4．人鼠细胞融合实验是用带有不同荧光染料的抗体标记两种细胞的膜蛋白，一段时间后两种膜蛋白能在杂 交细胞膜上均匀分布形成嵌合体。如图是相关实验记录，据此不能得到的结论是 A．当温度增加到 15 ℃以上时，膜的流动性发生变化 B．该实验证明膜蛋白能够在膜表面运动 C．温度对膜蛋白的扩散有影响 D．图中数据说明融合时间越长形成的嵌合体越多 【答案】D 【解析】构成细胞膜的磷脂分子和大多数蛋白质分子都是可以运动的，因此膜具有一定的流动性；嵌合 体的形成是两种细胞的膜蛋白发生相对运动的结果，当温度增加到 15 ℃以上时，形成嵌合体的比例明显 增大，说明温度对膜蛋白的运动有影响；温度升高，膜蛋白相对运动加快，细胞膜流动性增强；图示数 据能说明温度增加到 15 ℃以上时，温度越高，形成的嵌合体越多，而不是融合时间越长，形成的嵌合体 越多。 5．在“体验制备细胞膜的方法”实验中，材料常用哺乳动物的成熟红细胞，关键原因是 A．哺乳动物成熟的红细胞容易得到 B．哺乳动物成熟的红细胞在水中容易涨破 C．哺乳动物成熟的红细胞内没有核膜、线粒体膜等膜结构 D．哺乳动物成熟的红细胞的细胞膜在光学显微镜下容易观察到 【答案】C 5 考点过关 1．下列关于细胞膜的叙述中，正确的是 A．动物细胞膜和植物细胞膜所含脂质的种类相同 B．细胞膜和其他生物膜一样，都是以蛋白质贯穿磷脂双分子层形成基本骨架 C．不同细胞膜的功能复杂程度不同，是因为所含蛋白质种类和数量不同 D．精子和卵细胞之所以能进行融合受精，依赖于细胞膜的选择透过性 2．作为系统的边界，细胞膜在细胞的生命活动中具有重要作用。下列相关叙述正确的是 A．细胞膜的选择透过性保证了对细胞有害的物质都不能进入细胞 B．细胞膜上的受体是细胞间进行信息交流的必需结构 C．一切细胞均具有以磷脂双分子层为骨架的细胞膜 D．与动物细胞相比，植物细胞放在清水中不会涨破主要是细胞膜起着重要作用 3．如图是细胞局部结构示意图，下列叙述正确的是 A．①是糖脂，具有保护和润滑的作用 B．②具有运输、信息传递、免疫和构成膜基本支架的作用 C．③可以是细胞器膜、核膜的主要成分 D．④由纤维素组成，能保持细胞内部结构有序性 4．如图为人、鼠细胞融合实验，此实验表明细胞膜具有的特性是 A．选择透过性 6 B．全透性 C．流动性 D．半透性 5．通常情况下，细胞膜的内外常维持着多种离子或小分子物质的浓度差。下列有关叙述正确的是 A．细胞膜中磷脂双分子层的疏水性有利于维持该浓度差 B．细胞内能量供应的多少决定了物质跨膜运输的速率 C．细胞膜上分布的载体蛋白的活性高低与氧气浓度直接相关 D．细胞内外某种小分子物质的浓度差大小决定了物质跨膜运输的方向 6．下列生理活动中体现了细胞膜选择透过性的是 A．吞噬细胞吞噬抗原 B．垂体分泌生长激素 C．根尖细胞吸收矿质离子 D．突触前膜释放递质 7．下列鉴别细胞膜成分的方法或 结果有错误的是 供选答案 细胞膜成分 鉴定方法 结果 A 脂溶剂处理 细胞膜被溶解[来源:Z,xx,k.Com] B[来源:,网 Z,X,X,K] 磷脂 磷脂酶处理 磷脂分子呈双层排列 C 双缩脲试剂处理 紫色 D 蛋白质 蛋白质酶处理 细胞膜被破坏 A．A B．B C．C D．D 8．小龙虾的神经系统中有一种特殊的突触，这种突触间隙极小，仅有 2~3 nm。带电离子和局部电流可通过 相邻细胞膜上的蛋白质通道直接传递信号。下列相关说法错误的是 A．信号在该突触中的传递方向可能是双向的 7 B．该突触结构可能有利于动物对伤害性刺激快速做出反应 C．信号在该突触中的传递体现了细胞膜具有信息交流功能 D．信号在该突触中的传递依赖于细胞膜的流动性 9．如图，a 代表某信号分子，下列叙述不正确的是 A．图中反映了细胞膜具有细胞间信息交流的功能 B．图中乙细胞表示靶细胞 C．图中 a 可能是某种氨基酸的衍生物 D．图中 b 表示细胞膜上的受体，是细胞间进行信息交流所必需的结构 10．现有人的成熟红细胞、人的口腔上皮细胞、蛙的红细胞、鸡肝研磨液等生物材料及相关用具，请根据 以上信息，完成下列实验设计并分析有关问题。 （1）为获得纯净的细胞膜，应选取上述材料中的__________________________________做实验。选用 该材料的原因是它_______________________ _______________________________。 （2）将选取的上述材料放入________中，由于________作用，一段时间后细胞将破裂。 （3）科学家将细胞膜中的磷脂分子提取出来，铺在空气—水界面上成单分子层，测得磷脂单分子层面 积为 S，那么该细胞膜的表面积约为________。 （4）通过有关方法，测得多种膜的化学成分如表所示： 　　　物质种类 膜的类别 蛋白质(%) 脂质(%) 糖类(%) 变形虫细胞膜 54 42 4 小鼠肝细胞膜 44 52 4 人红细胞膜 49 43 8 线粒体内膜 76 24 0 菠菜叶绿体片层结构 薄膜 70 30 0 上表数据显示，细胞膜与细胞器膜在化学物质组成上的共同点是________________________，主 要区别是_____________________________________________________________________。 （5）有人发现，在一定温度条件下，细胞膜中的磷脂分子均垂直排列于膜表面。当温度上升到一定程 度时，细胞膜中的磷脂分子有 75%排列不整齐，细胞膜厚度变小，而膜的表面积扩大，膜对离子 8 和分子的通透性提高。对上述实验现象合理的解释是：___________________________________。 （6）生物膜具有控制物质进出的功能，请根据以下材料设计实验，验证生物膜的选择透过性。 材料：红玫瑰、质量分数为 15%的盐酸、蒸馏水、培养皿、量筒。 实验步骤： ①________________________________________________________________________； ②________________________________________________________________________； ③________________________________________________________________________。 真题过关 11．（2016·新课标Ⅲ卷）下列有关细胞膜的叙述，正确的是 A．细胞膜两侧的离子浓度差是通过自由扩散实现的 B．细胞膜与线粒体膜、核膜中所含蛋白质的功能相同 C．分泌蛋白质分泌到细胞外的过程存在膜脂的流动现象 D．膜中的磷脂分子是由胆固醇、脂肪酸和磷酸组成的 12．（2016·海南卷）科学家用两种荧光染料分别标记人和小鼠细胞表面的蛋白质分子，将这两种标记细胞 进行融合。细胞刚发生融合时，两种荧光染料在融合细胞表面对等分布（即各占半边），最后在融合 细胞表面均匀分布。这一实验现象支持的结论是 A．膜蛋白能自主翻转 B．细胞膜具有流动性 C．细胞膜具有选择透过性 D．膜蛋白可以作为载体蛋白 参考答案 1．【答案】C 【解析】动物细胞膜含有的脂质有磷脂和胆固醇，而植物细胞膜含有的脂质是磷脂，A 错误；所有生物 膜的基本骨架都是磷脂双分子层，不包括蛋白质，B 错误；细胞膜上蛋白质的种类和数量越多，细胞膜 的功能就越复杂，C 正确；精子和卵细胞之所以能进行融合受精，依赖于细胞膜的流动性，D 错误。 2．【答案】C 9 相比，植物细胞放在清水中不会涨破主要是细胞壁起着重要的作用，D 项错误。 3．【答案】C 【解析】图示为细胞膜的流动镶嵌模型，①是糖蛋白，具有识别和信息交流的作用，A 错误；②是膜蛋 白，具有运输、信息传递、免疫等作用，磷脂双分子层是构成膜的基本支架，B 错误；③是磷脂分子， 是细胞器膜、核膜等各种生物膜的主要成分，C 正确；④由蛋白质组成，能保持细胞内部结构有序性，D 错误。 4．【答案】C 【解析】由图可知最初用红色荧光素标记的抗体标记人细胞膜，用绿色荧光素标记的抗体标记鼠细胞膜， 过了一段时间后，发现荧光混合，说明了细胞膜具有流动性，C 正确，A、B、D 错误。 5．【答案】A 【解析】通常情况下，细胞膜的内外常维持着多种离子或小分子物质的浓度差，细胞膜中磷脂双分子层 的疏水性有利于维持该浓度差，A 正确；细胞内能量供应的多少会影响物质跨膜运输的速率，B 错误； 细胞膜上分布的载体蛋白的活性高低与温度等直接相关，而与氧气浓度没有直接的关系，C 错误；细胞 内外某种小分子物质的浓度差大小与物质跨膜运输的方向无关，D 错误。 6．【答案】C 【解析】吞噬细胞吞噬抗原，体现了细胞膜的流动性，A 错误；垂体 分泌生长激素，为胞吐过程，体现 了细胞膜的流动性，B 错误；根尖细胞吸收矿质离子的方式是主动运输，体现了细胞膜的选择透过性，C 正确；突触前膜释放递质的方式是胞吐，体现了细胞膜的流动性，D 错误。学@ 7．【答案】B 【解析】细胞膜的主要成分是蛋白质分子和磷脂分子，其中磷脂分子呈双层排列，构成细胞膜的基本支 架。用磷脂酶处理，细胞膜中的磷脂分子会被分解，磷脂双分子层不再存在，从而使细胞膜被破坏。 8．【答案】D 【解析】由于突触间隙极小，且带电离子和局部电流可通过相邻细胞膜上的蛋白质通道直接传递信号， 则信号在该突触中不需要转换为化学信号，因此传递方向可能是双向的，A 正确。由于信号在突触间传 递无需转换，则信号的传递速度快，时间短，因此该突触结构可能有利于动物对伤害性刺激快速做出反 应，B 正确。该信号的传递中所利用的蛋白质通道，属于两个细胞间所形成的进行信息交流的通道，体 10 现了细胞膜具有信息交流功能，C 正确。信号在该突触中的传递未体现胞吞、胞吐、细胞融合等现象， 因此未体现细胞膜的流动性，D 错误。 9．【答案】D 【解析】图中显示的是细胞膜进行细胞间信息交流的过程，甲细胞释放激素类物质 a，通过血液循环的 运输，然后与乙细胞膜上的受体 b 结合，将信息传递给乙细胞，调节该细胞的代谢。 细胞间信息交流的 方式还有胞间连丝等形式，所以细胞膜上的受体并不是细胞间信息交流所必需的。 10．【答案】（1）人的成熟红细胞　 除细胞膜外无其他膜结构(没有细胞核和众多细胞器)　 （2）蒸馏水(清水)　 渗透 （3）S/2　 （4）主要由蛋白质和脂质组成　 细胞器膜上蛋白质含量较高，脂质含量较低(蛋白质和脂质的比例不 同或细胞膜都含糖类，而细胞器膜不含糖类)　 （5）构成细胞膜的磷脂分子是可以运动的，细胞膜具有一定的流动性　 （6）①取适量的红玫瑰花瓣，均分为两部分，分别加入培养皿中，编号为 A、B　 ②A 组加入适量的蒸馏水，B 组加入等量的质量分数为 15%的盐酸　 ③观察 A、B 两组花瓣的颜色变化及溶液的颜色变化 【解析】（1）人的成熟红细胞无细胞核和众多的细胞器，所以是获取纯净细胞膜的好材料。（2）将 红细胞放入蒸馏水中，红细胞会因渗透作用吸水过多而破裂。（3）细胞膜的基本支架是磷脂双分子层， 因此，当磷脂单分子层面积为 S 时，细胞膜的表面积约为 S/2。（4）由题干表格中数据可以看出，各 种膜的主要组成成分相同，即都主要由蛋白质和脂质组成；分别比较每种成分在不同膜中的含量，可 得出细胞膜与细胞器膜在物质组成上的主要区别。（5）磷脂双分子层由整齐排列变得不整齐，导致细 胞膜厚度改变，可推测这是由细胞膜的基本支架—磷脂双分子层的运动造成的。因细胞膜具有一定的 流动性，细胞膜的厚度才会改变。（6）活细胞的细胞膜、液泡膜具有选择透过性，细胞液中的色素不 会从细胞中渗出；当细胞死亡后，细胞膜、液泡膜失去选择透过性，色素才会从细胞中渗出。由题干 信息可知，杀死细胞的方法是用质量分数为 15%的盐酸处理。 11．【答案】C 【解析】主动运输可以使离子从低浓度一侧运输到高浓度一侧，以保证活细胞能够按照生命活动的需 要，主动选择吸收所需要的营养物质，排出代谢废物和对细胞有害的物质，所以细胞膜两侧的离子浓 度差是通过主动运输实现的，A 项错误；细胞膜与线粒体膜、核膜中所含蛋白质的功能不完全相同， 例如细胞膜上含有具识别作用的糖蛋白，线粒体膜上含有与有氧呼吸有关的酶等，B 项错误；分泌蛋白 分泌到细胞外的过程属于胞吐，存在着膜的融合和变形，所以存在膜脂的流动现象，C 项正确；膜中的 磷脂分子不含胆固醇，D 项错误。 12．【答案】B 11