必修部分 第三章 第1节 细胞由质膜包裹(无答案)-高中生物学等级考学案（配新教材 第2版）

47 48 第 35题图 第 36题图 例 36 题表表示人体肌细胞受刺激后，细胞内钙含量和肌肉收缩力量随时间的变化关系。表中数 据可以说明（ ）。 时间（ms） 0 30 60 90 120 150 180 钙含量（mmol/mL） 0 7.8 2.2 0.5 0 0 0 肌肉力量（N） 0 2.0 5 3.5 2.1 0.5 0 A．细胞内钙浓度越高肌肉收缩力量越大 B．肌肉收缩力量随时间不断增强 C．钙离子进入肌细胞的方式是主动运输 D．肌肉在达到最大收缩力前钙离子释放 例 37 科学家用水培法培养甜瓜幼苗，每天 K ＋ 和 Mg 2＋ 初始状态均为 500mg/L，定时测定培养液中 K ＋ 和 Mg 2＋ 的剩余量，如下图所示。据图分析错误的是（ ）。 A. 该实验的自变量有离子种类和甜瓜生长发育时期 B. 甜瓜对 Mg 2＋ 的吸收量大于对 K的吸收量 C. 甜瓜对 K ＋ 和 Mg 2＋ 的吸收速率差异可能与细胞膜上的载体数量有关 D. 该实验不能说明甜瓜对必需无机盐的吸收速率在授粉期均大于营养生长期 第三章 细胞的结构 第 1 节 细胞由质膜包裹 一、质膜主要由磷脂和蛋白质组成 1. 质膜的“流动镶嵌模型”：质膜也叫细胞膜，质膜以磷脂双分子层为基本骨架，蛋白分子以各种 镶嵌形式与脂双分子层相结合，有的附在内外表面，有的全部或部分嵌入膜中，有的贯穿膜的全层。 糖蛋白（也称糖基、糖被）在质膜的外表面与蛋白质或者脂质连接在一起，起到信息识别等作用。 2. 质膜上的化合物 （1）磷脂（C、H、O、N、P）：占质膜绝大多数，以双分子层形式位于膜的中央，构成质膜的骨 架。由于磷脂分子有亲水基团和疏水基团，所以构成质膜的磷脂双分子层之间是疏水的，能够隔离细 胞液和外界环境溶液，形成一层疏水的屏障，细胞内外的大分子物质、极性小分子和离子等物质隔 开，从而将细胞与生活环境分开，保证了细胞内部环境的相对稳定。对于原始生命，它将生命物质与 非生命物质分隔开，使其成为相对独立的系统；对于原生生物，如草履虫，由于质膜的作用，将细胞 与外界环境分隔开。 临床上应用这个原理可以判断细胞是否有损伤。肝脏中氨基酸代谢比其他组织中活跃，这是因为 肝脏中含有丰富的催化氨基酸代谢的酶类，谷氨酸-丙氨酸转氨酶（简称 ALT）就是其中之一。正常肝 细胞中的 ALT很少进入血液，只有肝病变时，由于肝细胞的质膜的通透性增加，或者肝细胞坏死，ALT 就可以大量进入血液。所以，临床上常用测定血液中的 ALT数值作为诊断肝脏疾病的主要指标之一。 （2）蛋白质（C、H、O、N、S）：比磷脂稍少，覆盖于磷脂双分子层表层或嵌插、贯穿其中，是 质膜功能的主要承担者。各种蛋白质在膜上的分布是不对称的。各种膜所含蛋白质与脂质的比例同膜 的功能有关，功能越复杂的膜，其蛋白质数量和种类越多。 质膜上的蛋白质有的是参与膜内外物质转运的转运蛋白（如 膜通道、载体和离子泵），有的是能特异性与激素或递质相结 合的受体蛋白，有的是具有催化作用的酶蛋白，有的则与细 胞免疫功能有关，还有的是连接细胞的连接蛋白等。 （3）糖（C、H、O）：糖类在质膜中分布很少，并且与蛋白质或脂质结合成糖蛋白或糖脂，分布在 膜的外表面。因此，根据糖蛋白或糖脂的分布，可以判断质膜的内外侧，糖蛋白具有保护、润滑和细 胞识别的作用。 （4）胆固醇（C、H、O）：动物细胞中含有一定数量的胆固醇，植物细胞和真菌细胞质膜还有各 自的特殊固醇化合物，它们插在磷脂分子之间，调节质膜的流动性。当温度降低时，胆固醇可以防止 质膜的凝固，当质膜流动性过大时，胆固醇可以减缓质膜的流动性。 温度对 ACP活性的影响 温度 金属离子 浓度 （mmol/L） 相对活性（%） 草鱼 鮰鱼 鳝鱼 Na ＋ 30 100.83 101.47 96.03 Zn 2＋ 1 112.38 116.06 158.13 Ca 2＋ 5 65.21 96.18 88.18 ACP 在不同浓度金属离子中的相对酶活性 动物细胞膜 植物、微生物细胞膜 糖类 磷脂双分子层 蛋白质 胆固醇 蛋白质 糖蛋白 磷脂分子 磷脂双分子层 细胞内侧 X Y 运输蛋白 连接蛋白 受体 酶 细胞膜上的蛋白质 49 50 杂交细胞 人细胞 绿色荧光染料 标记的膜蛋白 40 min 红色荧光染料 标记的膜蛋白 37℃ 鼠细胞 化学组成 磷脂 蛋白质 糖 胆固醇 比例 55％～57％ 约 40％ 2％～10％ 较少 位置 以双分子层形 式位于膜的中央 位于磷脂双分子层 表层或嵌插、贯穿 质膜的外表面 动物质膜中 作用 构成质膜的骨架 质膜功能的主要承担者 信号天线 调节质膜的流动性 3. 质膜的结构特点——半（一定）流动性 （1）原因：膜结构中的蛋白质分子和脂质分子是可以运动的。磷脂分子层实质上是一层半流动性 的“油”，膜上的蛋白质可以在磷脂双分子层进行横向移动或者自身的旋转运动。质膜的流动性对于细 胞完成各种生理功能，尤其是对物质出入细胞，起到非常重要的作用。 （2）生物膜具有一定的流动性实验验证：人鼠细胞融合实验。 （3）流动性实例 ①质壁分离和复原实验 ②变形虫捕食和运动时伪足的形成 ③白细胞吞噬细菌 ④胞吞与胞吐 ⑤载体对相应物质的转运 ⑥受精时细胞的融合过程 ⑦动物细胞分裂时质膜的缢裂过程 ⑧细胞杂交时的细胞融合，如单克隆抗体的制备 ⑨兴奋在突触的传递 4. 质膜的制备：将哺乳动物成熟的红细胞放入清水（低渗溶液）中易吸水涨破，细胞内的物质流 出，经离心即可得到较纯净的质膜。选用动物细胞是因为没有细胞壁，避免了去除细胞壁的过程；选 用哺乳动物成熟的红细胞是因为此细胞中没有细胞核及各种具膜结构的细胞器，避免了质膜与核膜、 细胞器膜分离的麻烦。 例 1 不同生物细胞的质膜都可以用“流动镶嵌模型”进行描述，当细胞所处温度降低到一定程度， 质膜会发生相变，从流动的液晶态转变为固化的凝胶态。科学家发现质膜中脂肪酸链的不饱和度越高， 质膜的相变温度越低。下列相关叙述不正确的是（ ）。 A. 质膜中的脂肪酸链主要位于磷脂分子中 B. 维持流动的液晶态是实现质膜功能的必要前提 C. 植物细胞的质膜中不饱和脂肪酸含量越高，耐寒性越强 D. 耐寒植物质膜中的脂肪酸饱和度较高，且质膜的流动性也较高 例 2 科学家把细胞膜与细胞的其余部分脱离，并将细胞膜冰冻，然后将其从疏水层撕裂。利用这 种技术制作电子显微镜观察材料，发现撕裂面上有很多颗粒。由以上实验可得出的结论是（ ）。 A. 细胞膜具有一定的流动性 B. 蛋白质是细胞膜的重要成分 C. 磷脂双分子层是细胞膜的基本骨架 D. 蛋白质分子嵌插或贯穿于磷脂双分子层 例 3 抗菌肽具有广谱抗菌活性。下图展示了抗菌肽的两种“抗菌”模型，其抗菌活性体现在（ ）。 A. 抑制膜流动 B. 改变磷脂排列 C. 降解膜蛋白 D. 阻碍信息交流 例 4 下面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，有关说法不正确的是（ ）。 A．①所表示的成分在细胞膜上能执行多种功能 B．有②参与的物质跨膜运输不一定为主动运输 C．细胞膜的流动性与②有关而与③无关 D．细胞膜的功能特性与②③都有关 例 5 科学家在用电子显微镜清晰地观察到细胞膜之前，已经能够确定细胞膜的存在了。你认为当 时确定细胞膜存在的依据最可能是（ ）。 A. 动物细胞有明确的边界 B. 植物细胞有明显的固定形态 C. 细胞能够分裂 D. 物质进出细胞受到控制 例 6 在电子显微镜下观察细胞膜，可以看到的是两条暗带中间夹一条明带，那么关于对这两条暗 带和一条明带的化学成分的说法比较准确的是（ ）。 A．两条暗带的主要成分是蛋白质；明带的主要成分是磷脂，无蛋白质 B．明带的主要成分是蛋白质；两条暗带的主要成分是磷脂，无蛋白质 C．两条暗带的主要成分是蛋白质；明带的主要成分是磷脂，也有蛋白质 D．明带的主要成分是蛋白质；两条暗带的主要成分是磷脂，也有蛋白质 例 7 功能越复杂的细胞膜，其蛋白质种类和数量越多。下列各项中不属于正常机体细胞膜上的蛋 白质的是（ ）。 A. 具有信息转换功能的受体蛋白 B. 具有运输功能的载体蛋白 C. 具有识别功能的糖蛋白 D. 具有免疫功能的球蛋白 例 8 细胞膜的外表，有一层由细胞膜上的蛋白质与多糖结合形成的糖蛋白，叫做糖被。它在细胞 的生命活动中具有重要的功能。下列各种生理功能的完成，与其有密切关系的是（ ）。 ①胃黏膜上皮细胞的保护作用 ②呼吸道上皮细胞的润滑作用 ③主动运输 ④红细胞膜上的血型决定 ⑤卵细胞膜表面对同物种精子的识别 ⑥人体免疫细胞识别外来侵入物 ⑦对 O2的运输 ⑧使细胞与周围环境分开 A.③⑤⑥⑦⑧ B. ①②④⑤⑥ C. ①③⑤⑦⑧ D. ①②⑤⑥⑧ 例 9 图示是生物膜的结构模型，下列关于生物膜结构及功能的叙述中，正确的是（ ）。 A．线粒体膜、叶绿体膜是由双层磷脂分子构成的，细胞膜是由单层磷脂分子构成的 B．衰老细胞的细胞膜通透性发生改变，使物质的跨膜运输能力增强 C．膜上的糖蛋白具有信息传递的作用，能够将信息分子转移到细胞内发挥作用 D．胆固醇是构成细胞膜的重要成分，在人体内还参与血液中脂质的运输 例 10 将一个细胞中所有的磷脂分子全部抽提出来，并将它在空气和水的界面上铺成单分子层。 结果发现这个单分子层的表面积相当于原细胞膜面积的 2倍，该细胞很可能是（ ）。 A. 酵母细胞 B. 乳酸杆菌细胞 C. 人体肝细胞 D. 分生组织细胞 例 11 细胞膜的亚显微结构模式如下图甲，图甲细胞膜的磷脂分子结构模式如下图乙，下列有关 抗菌肽 细菌细胞膜 孔隙模型 地毯模型 胆固醇 蛋白质 糖蛋白 磷脂分子 磷脂双分子层 ① ② ③ 51 52 描述中错误的是（ ）。 A．图甲中的①②③共同为细胞的生命活动提供相对稳定的内部环境 B．图乙分子可识别“自己”和“非己”的成分 C．图甲中②与细胞的选择吸收有关，①②可作为气味分子的受体并完成信息的传递 D．将图乙平展在水面上，a部分与水面接触 例 12 科学家对某种动物细胞中的细胞膜、核膜、线粒体内膜和线粒体外膜的化学成分进行分析， 结果如下表。下列有关说法中错误的是（ ）。 膜结构名称 蛋白质（质量分数%） 脂类（质量分数%） 糖类（质量分数%） a 49 43 8 b 76 24 含量很少 c 52 48 含量很少 d 59 35 含量很少 A．a的基本支架是磷脂双分子层，功能特性是选择透过性 B．c最可能是线粒体内膜 C．糖类大部分和蛋白质及脂质结合形成糖蛋白或者糖脂 D．a、b、c、d都属于生物膜 例 13 对某动物细胞进行荧光标记实验，如下图所示，其基本过程：①用某种荧光染料标记该动 物细胞，细胞表面出现荧光斑点。②用激光束照射该细胞表面的某一区域，该区域荧光淬灭（消 失）。③停止激光束照射一段时间后，该区域的荧光逐渐恢复，即又出现了斑点。上述实验不能说明 的是（ ）。 A．细胞膜具有流动性 B．荧光染料能与细胞膜组成成分结合 C．根据荧光恢复的速率可推算出物质跨膜运输的速率 D．根据荧光恢复的速率可推算出膜中蛋白质或脂质的流动速率 例 14 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种细胞膜上均匀分布形成嵌 合体。右图是相关实验记录，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 例 15 在活细胞发生的大多数化学反应中起重要作用的物质是蛋白质。蛋白质在细胞中的存在方 式通常有两种状态，一种是游离态，另一种是被膜结构固定起来的结合态。 结合态的蛋白质不具有的功能是（ ）。 A. 识别作用 B. 运输作用 C. 免疫作用 D. 调节作用 例 16 科学家对哺乳动物红细胞膜上不同种类的磷脂（SM、PC、PS、PE、 PI、CI）进行了研究，分析结果如右图所示，下列相关叙述中不正确的是（ ）。 A．组成细胞膜的磷脂分子在磷脂双分子层中分布是不对称的 B．糖被只分布于细胞膜的 A侧，B侧没有 C．水分子的跨膜运输与磷脂双分子层相关 D．O2、CO2、甘油和葡萄糖可以自由通过多种磷脂组成的膜结构 例 17 下列关于制备细胞膜的叙述中，其中错误的是（ ）。 A．鸟类的红细胞不是制备纯净细胞膜的理想材料 B．人的成熟红细胞在生理盐水中不会发生水分子的跨膜运输，细胞体积不变 C．叶肉细胞因有细胞壁存在使提取细胞膜更复杂 D．提取出的猪成熟红细胞磷脂分子在空气-水界面上的面积是红细胞表面积的两倍 例 18 科学家常用哺乳动物红细胞作材料来研究细胞膜的组成，主要是因为哺乳动物红细胞（ ）。 A. 容易大量得到 B. 含有多种膜结构 C. 在水中易涨破 D. 成熟细胞内没有核膜、线粒体膜等膜结构 二、质膜具有多种功能 1. 界膜作用：由于磷脂分子有亲水基团和疏水基团，所以构成细胞膜的磷脂双分子层之间是疏 水的，能够隔离细胞液和外界环境溶液，保证了细胞内部环境的相对稳定。对于原始生命，它将生命 物质与非生命物质分隔开，使其成为相对独立的系统；对于原生生物，如草履虫，由于细胞膜的作 用，将细胞与外界环境分隔开。 2. 物质运输作用：细胞在生命活动中要与外界发生物质交换，物质交换必然通过质膜，因此质膜 具有制物质进出细胞的作用。 （1）进出的物质：细胞膜的控制作用具有普遍性，可“进”的物质—— 营养物质；不易“进”的物质——对细胞有害的物质；可“出”的物质—— 抗体、激素等物质，细胞产生的废物；不可“出”的物质——细胞内的重要 成分。 （2）质膜控制作用的相对性：环境中对细胞有害的物质，以及病毒、病 菌等病原体也能侵入细胞，使生物患病。 3. 细胞间的信息交流：生物体内的细胞并不是孤立存在的，不同细胞之间存在之间或者间接的联 系，它们之间的联系就是细胞间的信息交流，也叫细胞通讯。细胞之间一般通过细胞分子进行细胞交 流，如神经细胞通过分泌神经递质作用于靶细胞，内分泌细胞则通过分泌激素作用于靶细胞，T 淋巴 细胞分泌淋巴因子作用于靶细胞（必修一第 53 页，图 3-3）。接受这些信号分子叫做受体，一般位于 靶细胞质膜上，其大多数为糖蛋白，如肌细胞膜上存在神经递质的受体，受体与递质结合引起肌肉收 缩。具体流程如下： 信号分子→靶细胞质膜受体→转换成胞内信号→细胞产生特定的生物学效应 受体接受信号分子后，激发细胞内特定的生命活动，对信号 作出应答（调节细胞代谢、改变细胞形状和运动以及调节基因的 表达等）。若信号传递受阻，则可能导致疾病。例如，胰岛β细胞 分泌的胰岛素通过血液循环到达肝细胞，被肝细胞质膜上的胰岛 素受体识别，可促进肝细胞吸收葡萄糖，从而降低血糖浓度。如 果胰岛素受体结构发生改变，不能识别胰岛素，影响肝细胞对葡 萄糖的吸收，会导致血糖控制失调，可能会引发Ⅱ型糖尿病。 4. 胞间识别：质膜的另一个重要功能是通过其表面的受体与胞 外信号分子发生选择性相互作用，对同种或异种细胞、同源或异源 ① ② ③ ④ 气味分子 a b ① ② ③ 控制的相对性 分泌物 营养物质 废物 病毒、病菌 5 15 25 35 温度/℃ 100 50 0 形成嵌合体的百分比 SM PC PS PE PI CI 25 0 25 占膜脂总量的百分数 A 血浆侧 B 侧 分泌 细胞 分泌细胞 激素通过血液 运送到靶细胞 神经 分泌 细胞 激素分子 靶细胞 53 54 细胞以及自己或异己分子的认识和鉴别，最终使细胞表现出相应的生物学效应的过程，如器官移植时 的免疫排斥反应，精子与卵细胞的识别和结合（必修一第 54页，图 3-4；必修二第 36页，图 2-5；选 择性必修一第 69页，图 4-6）。 例 19 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，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．细胞膜的外表面有糖被 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 例 20 电压控制的钾离子通道是负责钾离子进出细胞的看门蛋白质，它们在神经和肌肉细胞上的 作用，与晶体管在计算机中的作用一样。这是继 2003年诺贝尔化学奖表彰的成果后，又一个关于细 胞膜上离子通道的研究成果。这一成果从另一侧面证明了细胞膜具有（ ）。 A．免疫功能 B．进行细胞间的信息传递的功能 C．识别功能 D．控制物质进出细胞的功能 例 21 下列生理现象中，没有涉及细胞间信息交流的是（ ）。 A．精子和卵细胞融合完成受精作用 B．细胞分泌的胰岛素与肝细胞表面的糖蛋白结合 C．致敏 T淋巴细胞消灭抗原细胞 D．兴奋在神经纤维上的传导 例 22 细胞之间通过信息交流，保证细胞间功能的协调。关于下图 1、图 2说法错误的是（ ）。 A．图 1和图 2中，B细胞与乙细胞上受体的化学本质都是糖蛋白 B．图 2可以表示精子与卵细胞的识别 C．若 A细胞为胰岛 B细胞，则胰岛素通过血液循环会作用于机体的肝细胞 D．图 2中甲细胞的细胞膜上无糖蛋白 例 23 生物膜在生命活动中发挥着非常重要的作用。如右图所示的过程不能体现生物膜（ ）。 A. 有信息传递功能 B. 具有一定的流动性 C. 具有排泄功能 D. 具有识别功能 例 24 G蛋白偶联受体是细胞表面的信号接收器，下列关于 G蛋白 及 G蛋白偶联受体的叙述错误的是（ ）。 A．G蛋白的合成场所为一种无膜结构的细胞器 B．G蛋白分子中氨基数等于羧基数 C．G蛋白偶联受体存在于细胞膜的外侧，与细胞膜的信息传递功能有关 D．G蛋白偶联受体与双缩脲试剂反应呈现紫色 例 25 下图表示细胞膜功能模式图，据图分析的下列说法中不正确的是（ ）。 A．图中功能①在生命起源过程中具有重要作用 B．功能③表示运输方式有主动运输、被动运输和胞吞、胞吐 C．激素调控生命活动与图中功能④有关 D．图中⑤的功能可以实现细胞间的相互识别 第 25题图 第 26题图 例 26 图示为在机体局部发炎时血液中白细胞进入组织液一种方式，据图可知细胞膜具有（ ）。 ①一定的流动性 ②全透性 ③信息交流功能 A．仅① B．仅② C．仅③ D．仅①③ 例 27 题图所示为两细胞间发生某种信息传递的过程。下列选项中细胞Ⅰ、Ⅱ以及物质 M、N的名 称与图示含义相符的是（ ）。 ①胰岛 A细胞、肝细胞、胰高血糖素、肝糖原 ②浆细胞、肺结核杆菌、抗体、抗原 ③甲状腺细胞、垂体细胞、甲状腺激素、受体 ④传出神经元、传入神经元、神经递质、受体 A．①③ B. ①④ C．②③ D．②④ 第 27题图 第 28题图 例 28 细胞膜上的蛋白质称为膜蛋白。不同的膜蛋白具有各自的特殊作用和功能，题图体现了膜 蛋白的部分功能。下列选项中有关膜蛋白功能的叙述中错误的是（ ）。 A. 图 1表明膜蛋白能够控制物质进出细胞 B. 图 3表明膜蛋白有利于细胞接收膜表面的化学信息 C. 图 2说明膜蛋白能够催化膜表面的代谢反应 D. 三个图能够说明膜蛋白将细胞与外界环境分隔开 例 29 细胞的膜蛋白具有物质运输、信息传递、免疫识别等重要生理功能。下图中，可正确示意 不同细胞的膜蛋白及其相应功能的是（ ）。 B 细胞 A 细胞 细胞 甲 乙 图 1 图 2 感染部位 糖脂 白细胞 糖蛋白 P 选择蛋白 ③ ② ① 细 血 毛 细 胞 管 壁 细胞Ⅰ 细胞Ⅱ A 物质 M 物质 N 物质 N 图 1 图 2 图 3 O2 葡萄糖 血红 蛋白 转运葡萄 糖的载体 红细胞 抗原 氨基酸 抗体 转运氨基 酸的载体 T 淋巴细胞 胰高血糖素 氨基酸 胰岛 素受体 转运氨基 酸的载体 胰岛 B细胞 神经递质 葡萄糖 神经递 质受体 转运葡萄 糖的载体 骨骼肌细胞 A B C D 突触前膜 突触间隙 神经递质 突触小泡 突触后膜 受体