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【本章知识框架】
(1)细胞膜又叫质膜,在细胞生活中起重要作用,因为细胞与环境发生的一切联系和反应,都必须通过质
膜。其主要功能有①实现物质交换。物质进出细胞通过质膜的分子运输主要有三种途径,即自由扩散、主动
【疑难精讲】运输、内吞作用与外排作用。②实现信号转换。如细胞间直接接触,通过与质膜结合的信号分子影响其他细
。③进行细胞识别和免疫。其中细胞识别是细胞通过其表面的受体与胞外信号物质分子选择性地相互作用,
从生物膜的化学组成看,主要由蛋白质、脂类和少量的糖类组成,只是不同膜所含蛋白质与脂类的比例不同,从而导致胞内一系列生理生化变化,最终表现为细胞整体的生物学效应的过程。如人的细胞表面有一种蛋白
不同膜的各成分结合程度不同。基本结构都由磷脂双分子层构成基本骨架。而构成膜的磷脂分子和蛋白质分质抗原,即人类白细胞抗原,简称HLA,是一种变化极多的糖蛋白,由于不同的人有不同的HLA分子,器
子大多是可以在一定范围内运动的,不是静止、固定不变的,这种结构能经受一定程度的变形不至破裂,又官移植时,被植入的器官常被病人的免疫系统排斥。
可使膜中各成分按需要调整其分布。(2)除了细胞膜以外的其他生物膜,如:内质网、高尔基体、溶酶体、线粒体、叶绿体等细胞器膜与细胞
在生物膜中可以说,内质网在各种膜结构的联系中处于中心地位,即可以与核膜、细胞膜、线粒体膜直接相核的核膜构成细胞内膜系统,内膜系统主要处于基质的环境中,而基质是新陈代谢的主要场所,如:内质网
连,又可以借助于具膜的小泡,通过“出芽”的形式,与高尔基体间接联系。这样在活细胞内,膜的组成成分为细胞内各种生化过程的进行、为细胞代谢创造了极为理想的环境,由于它是一个复杂的膜系统而将细胞质
就可以实现直接或间接转化了,这些问题用同位素示踪法可以证明细胞内的生物膜在结构上具有一定的连续基质分隔成许多不同的小区域,使细胞内一些物质代谢能在特定的环境条件下进行。同时它在细胞内极为有
性。限的空间内建立起大量的膜表面,利于酶的分布及各种代谢过程高效率的进行。具体地讲,内质网不仅对细
、物质交换和物质运输作用,而且它的重要功能还在于蛋白质的合成、分离、输出细胞方面,
(1)在结构上的联系:以及与脂类的代谢、糖类的代谢,和解毒作用等都有密切关系。
对质膜的研究,由于在光学显微镜下看不出,所以首先是从其生理功能进行研究的。开始是研究膜的透性,
Overton曾用500多种化学物对植物细胞的透性进行过上万次的实验。得出了活的原生质体的特殊透性是由
于选择的可溶性机制的结论,疏水的化合物进入细胞比亲水的化合物快,认为在细胞的表面有类脂层,并推
测其中含有胆固醇、卵磷脂和脂肪油。以后的学者进行实验,对膜的结构提出了种种假说,但由于质膜太薄,
1
能量的“动力工厂”;蛋白质的“装配机器”;有机物合成的“车间”;蛋白质的“加工厂”;物质出入的“门户”。【答案】B
(3)分泌蛋白的合成过程及运输方向,进行通过识图、图解或语言文字进行表述的练****例3]下列物质属于分泌蛋白的是
三、探讨生物膜的应用肠肽酶抗体载体呼吸氧化酶性激素胰岛素
这部分内容是对上面知识的初步升华,也是目的所在,可以从以下三个方面展开讨论。.
。加深对生物膜的结构和功能的理解,从理论上去认识细胞、.
胞、阐明细胞的生命活动规律。【解析】本题首先明确①~⑥中,⑤性激素尽管是分泌物但它是脂类而不是蛋白质。然后分析由内质网上
。从思想上去接受、关注这一生的核糖体合成的一类分泌蛋白,经内质网、高尔基体加工后将分泌到细胞外,如上面的①肠肽酶(腺细胞
物科学,开阔视野,渗透科研方法,培养科研意识,激励对生命科学知识不断探索的精神。合成并分泌)②抗体(效应B细胞产生)⑥胰岛素(胰岛B细胞分泌)而游离于细胞质基质中的核糖体合
。主要结合课本事例,从工农业和医学方面的应用,在实践中去成的蛋白质多为供细胞自身利用的,不向外分泌,如上面的③载体④呼吸氧化酶。
利用细胞、优化细胞,使其更好地服务于人类。【答案】C
同时,在复****时注意与高中必修相关内容的衔接,使学生明确知识的整体性;再通过设计的问题,创设问题[例4]生物膜本身的作用不包括
的情境,引导思考,不断强化原有知识,发展新知识;通过资料的阅读知道相关知识发展的新动向,
些科研方法,运用所学知识培养分析和理解问题的能力。
【解析】生物膜包括细胞膜、核膜及各种细胞器膜。由于膜本身的化学组成、基本结构大致相同,所以作
【典型例题精讲】用也基本相似,即膜内外进行物质运输、能量交换、信息传递;膜面积的广阔性,为化学反应的酶提供了大
[例1]一分子CO从叶肉细胞的线粒体基质中扩散出来,进入一相邻细胞的叶绿体基质内,共穿越过的生量的附着位点,把细胞分隔成一个个小的区室确保生命活动高效有序等。蛋白质合成加工过程是核糖体、内
2
物膜层数是质网、高尔基体等细胞器执行的功能。作为这些细胞器膜只是把合成、加工的物质以出芽形成具膜小泡的形
,在这里是细胞器膜体现了物质运输的作用。
【答案】D
【解析】此题首先明确细胞膜为单层膜,线粒体和叶绿体均为双层膜结构。因为从一细胞进入相邻细胞需[例5]在叶绿体中色素的提取和分离实验中,研磨过程至少要破坏_________层生物膜结构才能使色素分
通过2层细胞膜,而从线粒体中出来进一步进入叶绿体又需穿越4层生物膜,这样一共是6层生物膜。此题子游离并溶入有机溶剂中,这些膜结构由外向内依次是:____________________________。
可变式为在同一细胞中从线粒体到叶绿体中穿越几层生物膜(4层),还可问共穿越多少层细胞膜(2层)等,某同学在做叶绿体中色素的提取时,改用下列处理:①绿叶放在盛有清水的烧杯中静置2h;②绿叶放在盛水
注意分析问题的题干与题设,明确生理活动的过程。的烧杯中,煮沸10min;③绿叶放在研钵中研磨,然后放在盛酒精的烧杯中。烧杯中液体变绿色的有
【答案】B_________,原因是____________________________。
[例2]体现各生物膜在结构上的联系,以“出芽”方式进行的是【解析】本题是一道考查细胞结构基础知识与叶绿体色素的提取实验操作的综合题目。首先叶肉细胞的叶
,从细胞内到细胞外依次须通过叶绿体的内、外膜和细胞膜,共3层生物膜。通过
,只要是破坏生物膜使色素溶解在烧杯中,液体就会变成绿色,采取的措施如煮沸
,细胞膜和叶绿体膜变成了全透性膜,色素扩散到烧杯的水中,研磨使细胞膜和叶绿体膜破坏,色素就溶
。
【解析】此题可从如下几方面入手分析:①各种生物膜在结构上的联系哪些是直接联系,哪些是间接联系。【答案】3细胞膜、叶绿体外膜、叶绿体内膜②③②中煮沸后的绿叶,细胞膜和叶绿体膜都成了全透性
②属于直接联系的如内质网膜与核膜和细胞膜可直接相连,不需“出芽”形成的具膜小泡做中介。③内质网膜膜,色素扩散进入水中,③中研磨破坏了细胞膜和叶绿体膜,色素分子溶解在酒精中
与高尔基体膜之间,高尔基体膜与细胞膜之间由于不直接相连,所以它们之间需要由一种中间形式——小泡【达标训练】
来完成转变,而形成小泡需要经过“出芽”,从而体现生物膜在结构上的连续性。一、选择题
3
、糖类、“动力站”
、
、糖类、、内质网膜和细胞膜之间相互转化
、脂类【解析】据上题分析,尽管内质网在膜结构的联系中作用很大,但并非与所有膜结构相通而直接联系。B
【解析】本题考查细胞化学组成的题目。首先联系必修已学****过细胞膜的化学组成是由磷脂、蛋白质和糖选项说明是生物膜功能上的联系。C选项核糖体是非膜结构的细胞器,体现不出膜结构的联系。D选项三者
类组成的,而磷脂属于类脂。这样说细胞膜由类脂、蛋白质和糖类组成也是可以的。但是却忽略了另外一种体现的是膜结构的间接联系,可以相互转化。
成分:胆固醇。同样把蛋白质和糖类合起来说成糖蛋白也是不确切的。因为有些蛋白质并不构成糖蛋白。综【答案】D
合起来,最全面的表述应该是,生物膜的化学组成是:脂类、蛋白质和糖类。,没有发生膜融合的是
【答案】
【解析】本题首先识别那些属于细胞器,然后识别哪些具有膜结构,那些不具膜结构。要注意有些具膜结【解析】膜的融合表现在同一细胞的生物膜以出芽方式形成的具膜小泡移到另一膜上,与该膜融合后成为
构的,如细胞膜、核膜不属于细胞器。该膜的一部分。其中D选项中效应B细胞产生抗体就是以这种结构转化为基础,不断合成和分泌出抗体的
【答案】B过程。另外也表现在不同细胞生物膜的融合,如有性杂交的精子与卵细胞结合,植物体细胞杂交两种原生质
,不正确的一项是体的融合,都体现了细胞膜等膜的融合,而氧进入到线粒体内只是物质出入生物膜的物质运输过程。
【答案】C
,正确的是
【解析】先从细胞膜的基本结构,结构特点及功能特点等基本理论入手,引申为各种生物膜这方面的信息,
就很容易判断出A、B、C三项是正确的。在生物膜中除核膜、线粒体膜、叶绿体膜外,其余多为单层膜,
如细胞膜、内质网膜、高尔基体膜、液泡膜等。高尔基体膜和细胞膜是单层膜,在结构上无直接联系,而是【解析】本题要熟悉生物膜之间转化的实质及过程。间接联系的生物膜间,一种生物膜靠“出芽”的方式离
通过“出芽”的形式间接联系。开该膜,转移到另一种生物膜上靠膜的融合,又成为后一种膜的一部分。并且两膜之间这种转化是可逆的,
【答案】D通过这种方式实现了物质的交换。完成膜之间的转化不管是出芽形式形成小泡还是与膜融合,都体现了生物
、高尔基体膜、核膜,使三者相互联系,构成有机整体的结构是膜的结构特性—膜的流动性。
【答案】B
【解析】考查各种生物膜在结构上的联系,其中内质网既能与核膜、细胞膜、线粒体膜直接相连,
尔基体通过出芽以具膜小泡的形式间接联系,因此内质网在各种生物膜结构的联系中处于中心地位。
【答案】
4
【解析】生物膜在结构上直接联系主要是内质网膜内连外层核膜、外连细胞膜,还能与线粒体外膜相连。【解析】分泌蛋白的分泌过程,说明生物膜在结构上具有一定的连续性,在功能上分工明确又紧密联系。
而高尔基体膜与内质网膜是通过具膜小泡间接联系在一起的。如由核糖体翻译的蛋白质,通过内质网进行折叠、组装、加工,再由高尔基体进行修饰、分类包装、再加工
【答案】C等,分泌物经过细胞膜的外排作用排出细胞外。
,按①②③④顺序排列,它们依次是【答案】D
【解析】蛋白质分子的合成,由核糖体形成多肽链,经内质网的加工折叠组装,加上糖基团也就是形成空
间结构,高尔基体只是修饰、包装使结构更加完美。
、高尔基体膜、线粒体膜、核膜【答案】B
、叶绿体膜、线粒体膜、,外连细胞膜的结构特点适于
、核膜、内质网膜、
、液泡膜、线粒体膜、
【解析】先区分单层膜与双层膜,再分析双层膜中线粒体内膜向内腔折叠形成嵴,
个判断出。,有利于酶的附着
【答案】D【解析】本题是针对内质网与核膜、细胞膜的直接相连的结构特点体现出来结构与功能相适应。即结构决
,就是为物质运输提供了必要条件。
【答案】C
、有序完成其功能关系不大
,化学反应不受干扰
【答案】,增大膜面积
,
→细胞膜→高尔基体【解析】线粒体是进行有氧呼吸的重要细胞器,它的结构特点:增大的膜面积及其上附着大量的酶提高化
→内质网→细胞膜学反应的效率。同时封闭结构使各种反应能有序的进行。
→高尔基体→细胞膜【答案】B
→内质网→、加工、运输无关的细胞器是
【答案】
,
【答案】D
,
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。线粒体是进行有氧呼吸的场所,线粒体内膜向内腔折叠形成嵴,使内膜表面积增加,与其内
。细胞膜在细胞与内环境间的物质运输、能量交换、信息传
【解析】胰岛素这种分泌蛋白的合成,是由附着在内质网上的核糖体翻译成初步的蛋白质(或是多肽链),递过程中起决定作用。
由内质网加工成较成熟的蛋白质,又有高尔基体再加工成成熟蛋白质。【答案】C
【答案】C二、非选择题
,分析下列材料并回答有关问题:
(1)1895年Overton在研究各种未受精卵细胞的通透性时,发现脂溶性物质容易透过细胞膜,不溶于脂类
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GorterGrendel用***提取红细胞膜的类脂,并将它在空气一水接面上展开时,这个单层分子
的面积相当于原来红细胞表面积的两倍。由此可以认为细胞膜由_________组成。
(3)科学工作者用绿色和红色荧光染料,分别标记人和鼠的细胞膜上的蛋白质,然后将两个细胞融合成一
个细胞。起初,一半膜发绿色荧光,另一半膜发红色荧光。一段时间后,两种颜色的荧光点均匀分布,如下
图所示:
,所含蛋白质的数量越少
,所含糖类的种类和数量越多
【解析】本题是一个信息给予题,要主要根据提供的现有信息,适当结合已学过的细胞膜的成分以及各种
膜的结构与功能特点进行对照分析。①该实验结果说明细胞膜_________________,这是因为__________________________
【答案】D__________________________________________。
②若在两个细胞融合成一个细胞后,将融合细胞置于0℃条件下保持40分钟,则融合细胞仍是一半膜发绿色
,另一半膜发红色荧光,这说明__________________________。
③细胞融合时常用的病毒促融剂是_________。
【答案】B【解析】本题取材于教材外,原理却在教材内,是复****生物膜知识的基础。以细胞膜的成分和结构为核心,
、化学常识,根据化学上的“相似相溶”原理可知,材料(1)证明了组成细胞膜的主要成分中
①细胞膜②线粒体内膜③线粒体外膜④内质网膜有脂类物质。材料(2)由题意可推知细胞膜由两层脂类分子组成。材料(3)采用图解方式考查的知识还是
A.②④B.③④细胞膜的结构特点,根据题意,可分析出:①是人细胞和鼠细胞的融合实验,由两个细胞融合成一个细胞。
C.②①D.③①②在融合前,分别用不同的荧光染料标记人和鼠细胞膜上蛋白质分子。③观察融合后的细胞,开始红、绿色
【解析】各种生物膜基本结构大致相同,功能上也紧密联系有其共同特点。但结构的特殊性决定了功能上各占一半,40分钟后两种颜色均匀分布在细胞膜表面,从颜色的移动可推知一定是蛋白质分子移动的结果。
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0℃时,两种蛋白质分子的活性很低或基本不动。即温度能够影响蛋白质分子的活性。
【答案】(1)脂类分子
(2)磷脂双分子层(或两层磷脂分子)
(3)①具有一定的流动性蛋白质分子的运动②蛋白质分子的活动受温度的影响③仙台病毒
,请据此推断:
膜结构名称蛋白质(质量分数%)脂类(质量分数%)糖类(质量分数%)
细胞膜49438
内质网膜5248很少
线粒体外膜7624很少
癌细胞膜6733很少
(1)表中的膜在结构上具有直接联系的是_________,只有在合成旺盛的细胞中才又直接联系的膜结构是
_________________。
(2)表中膜物质含量的差别说明正常细胞膜具有不同于其他膜的功能是_________。(1)抗体的化学本质是_________,在细胞内部,合成场所是[]_________,开始形成蛋白质空间结构
(3)癌细胞膜与正常细胞膜比较,膜的组成成分的差别是_________________________,导致癌细胞膜与正的场所是[]_________,合成糖蛋白的场所是[]_________,在[]_________中形成成熟蛋白。
常细胞膜在功能上的差别是_________________。(2)用标号来表示抗体的运输过程_________这一事实说明:____________________________。
【解析】此种类型的题目要运用已学的知识,对现有的信息进行分析,对有关数据进行处理,选取其中有(3)抗体从开始合成到分泌出细胞,经过的细胞结构顺序是(填标号)_________。
用的信息。本题注意把握各种生物膜的特点,找出相关联系和主要差别。如细胞膜上的蛋白质,与较多的糖(4)图中生物膜可以相互转化的细胞器是_________,转化的方式是_________。
结合形成糖被,即糖蛋白有关,糖蛋白被称为“细胞语言”,可起识别和信息传递等作用。根据癌细胞的特征【解析】此题考查分泌蛋白的合成和分泌过程。先把握各种生物膜结构上的联系。(4)中更具体到细胞器
之一是表面发生了变化,是由于细胞膜上糖蛋白减少,导致癌细胞易在机体内分散和转移。就是内质网膜与高尔基体膜可以通过出芽的方式相互转化。再从每种生物膜的功能到功能上的联系。(1)中
【答案】(1)细胞膜与内质网膜内质网膜与线粒体膜核糖体是合成抗体这种免疫球蛋白的场所,由内质网进行加工,通过组装、折叠及加上糖基团合成一些糖蛋
(2)识别与信息传递白,开始形成蛋白质空间结构。进一步由高尔基体加工成成熟蛋白质。(2)中表示出蛋白质的运输过程,由
(3)糖类很少(或糖蛋白很少)细胞彼此间黏着性减小,使癌细胞易分散和转移
小泡小泡
,请据图回答有关问题:核糖体合成后,然后经内质网高尔基体细胞膜即2→3→4→5→6。(3)中强调的是细
胞结构,即依次为核糖体、内质网、高尔基体、细胞膜。
【答案】(1)球蛋白1核糖体2内质网2内质网4高尔基体
(2)2→3→4→5→6各种生物膜在功能上是有密切联系的
(3)1→2→4→6
(4)内质网与高尔基体出芽
,下图所示患者的血液在中空纤维中向一侧流动,称为透析液的水溶
液在中空纤维外向相反方向流动。血液中的水分子、废物通过血液透析膜(中空纤维壁)进入到透析液中,
请分析回答:
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(1)人工制成血液透析膜具有_________性,当病人的血液流过人工肾时能把病人血液中的_________透析
掉,然后让_________的血液返回到病人体内。
(2)为了防止某些盐类等有用的物质随着废物离开血液,透析液中的酸碱度和渗透压应与_________中的基
本相同。
(3)患者的血液要流经人工肾许多次之后,才能除去大部分小分子废物,原因是
____________________________。
【解析】本题是生物膜在医学实践中的具体应用。人工肾的主体功能就是利用人工合成的膜材料的选择透
过性。
【答案】(1)选择透过代谢废物干净(2)血浆(3)一次不能全部交换充分
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