第三章 第1节 细胞由质膜包裹(无答案)-高中生物学合格考学案等级考预备（新教材必修 第2版）

· 57 · 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。 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 · 58 · 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 ① ② ③ ④ 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 例 1 使磷脂类特别适于形成细胞膜的特性是（ ）。 A. 它们是疏水的 B. 它们是亲水的 C. 它们迅速吸水 D. 它们既是亲水的又是疏水的 例 2 细胞膜有能量交换、物质运输、信息传递三种主要功能，这些功能与组成膜的哪种物质关系最密 切（ ）。 A．磷脂 B．糖类 C．蛋白质 D．固醇 例 3 右图为细胞膜的亚显微结构，鉴别细胞膜的内外侧的有效依据是（ ）。 A. ① B. ② C. ③ D. ④ 例 4 下列对于细胞膜的说法错误的是（ ）。 A. 蛋白质贯穿、镶嵌或附着于磷脂双分子层上 B. 细胞膜有保护细胞的功能 C. 磷脂分子层排列紧密无缝 D. 糖蛋白存在于细胞膜的外侧，能够起到“信号天线”的作用 例 5 n-3 多不饱和脂肪酸是细胞膜的重要组成成分，将其加入细胞培养基中，可增加细胞膜的流动 性。由此推测，n-3多不饱和脂肪酸构成了细胞膜结构中的（ ）。 A. 磷脂 B. 脂肪 C. 糖蛋白 D. 多糖 例 6 用红色荧光染料标记人细胞膜上的蛋白质，用绿色荧光染料标记鼠细胞膜上的蛋白质。把人和 鼠的两细胞融合。融合后的细胞一半发红色荧光，另一半发绿色荧光，将融合后的细胞在适宜条件下 培养，保持其活性。会发生的现象是（ ）。 A. 细胞表面发红色荧光 B. 细胞表面发绿色荧光 · 59 · C. 一半发红色荧光，另一半发绿色荧光 D. 表面红绿色荧光均匀分布 例 7 下列能正确表示细胞膜结构的是（ ）。 例 8 科学家将哺乳动物或人的成熟红细胞放进蒸馏水中，造成红细胞破裂出现溶血现象，再将溶出细 胞外的物质冲洗掉，剩下的结构在生物学上称为“血影”，那么，血影的主要成分有（ ）。 A．无机盐、蛋白质 B．蛋白质、糖类 C．脂肪、蛋白质 D．脂质、蛋白质 例 9 下图是细胞膜结构模式图，相关叙述中错误的是（ ）。 A. A面是细胞膜的外侧，B面是细胞膜的内侧 B. ①是蛋白质，与糖类结合形成糖蛋白，在细胞间的信息交流方面具有重要的作用 C. ②是蛋白质，可能与物质运输有关 D. ③是磷脂分子的头端，具有疏水性，④是磷脂的尾端，具有亲水性 例 10 若将细胞膜的磷脂提取后放入盛有水的容器中，下列能正确反应其分布的图是（ ）。 例 11 动物细胞在细胞膜外缺少坚硬的细胞壁，但许多细胞仍然保持细胞的非球体状态，原因是（ ）。 A. 细胞膜上的蛋白质分子可以流动 B. 微管起着支持作用 C. 基质充满细胞维持着形态 D. 磷脂双分子层的骨架作用 例 12 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 例 13 细胞膜外侧缺乏多糖的动物细胞，下列生理活动中最可能受损的是（ ）。 A．逆浓度运输离子 B．信息识别 C．维持膜的流动性 D．顺浓度运输分子 例 14 1925 年荷兰科学家高特和格兰德尔做了丙酮抽提红细胞膜脂质实验：将抽提出的脂质在空气- 水界面上铺成单层分子层后，测得其表面积是原来细胞膜面积的 2倍。实验结果说明（ ）。 A B C D ① ② B 面 A 面 ③ ④ 极性头 非极性尾 磷脂分子 A B C D · 60 · ① ② ③ ④ 气味分子 A．细胞膜由脂质构成 B．细胞膜由双层脂质分子构成 C．脂质构成了细胞膜的基本骨架 D．磷脂分子有亲水头部和疏水尾部 例 15 下图为嗅觉受体细胞膜的亚显微结构模式图，对该图有关内容的描述中错误的是（ ）。 A．①②③共同为细胞的生命活动提供相对稳定的内部环境 B．②为糖蛋白，可作为气味分子的受体并完成信息的传递 C．①为多肽，其基本组成单位是氨基酸 D．③为磷脂双分子层，作为细胞膜的基本支架 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）。 控制的相对性 分泌物 营养物质 废物 病毒、病菌 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 · 61 · 例 16 细胞膜与其完成各种生理功能极为重要的结构特点是（ ）。 A. 磷脂分子排列成双层 B. 两侧膜物质分子排列不对称 C. 膜物质分子的运动使其具有流动性 D. 球蛋白分子覆盖或镶嵌于磷脂双分子层中 例 17 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．细胞间物质交流有关 例 18 美、英研究人员相继宣布，“去除排斥基因”的猪已经降生。人们可以利用这种猪大量“生产” 适用于移植手术的器官。在此之前如果把猪器官移植给人体，人体的免疫系统能识别猪细胞上的 X物 质，从而发生强烈的排异反应，X物质所处的位置和化学成分分别是（ ）。 A. 细胞膜、类脂 B. 细胞膜、糖与蛋白质的复合物 C. 细胞核、脱氧核糖核酸 D. 细胞质、蛋白质 例 19 在哺乳动物的受精过程中，精子能够与卵细胞相互识别，精子将其头部钻入卵细胞中，与卵细胞 发生结合，当一个精子进入后，细胞发生变化，不再让其他精子进入。这一现象体现出细胞膜能够（ ）。 A. 保障细胞内部环境的相对稳定 B. 控制物质进出 C. 卵细胞摄入所需要的精子 D. 控制细胞间的信息交流 例 20 右图中 a 代表某信号分子，下列相关叙述不正确的是（ ）。 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 例 21 细胞膜在细胞的生命活动中具有重要作用。下列相关叙述中不正确的是（ ）。 A. 细胞膜的糖蛋白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. 细胞膜内外两侧的蛋白质种类有差异 D. 载体蛋白是附着在细胞膜内外表面的蛋白 例 22 细胞膜是系统的边界，下列有关其结构和功能的叙述，错误的是（ ）。 A. 脂质和蛋白质是组成细胞膜的主要物质 B. 物质的跨膜运输都是顺相对含量梯度的 C. 功能越复杂的细胞膜，蛋白质种类和数量越多 D. 细胞产生的激素可与靶细胞膜上相应受体结合 例 23 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。上述材料体现了 细胞膜的功能，即（ ）。 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 b 血管 乙 甲 a