内容正文:
课时梯级训练(8) 细胞膜的结构和功能
一、选择题
1.蜜蜂将桃花的花粉带到梨花的柱头上后,不会出现桃花的精子与梨花的卵细胞融合的现象。该现象能很好地说明细胞膜 ( )
A.主要由脂质和蛋白质组成
B.可将细胞与外界环境分隔开
C.控制物质进出细胞的作用是相对的
D.具有进行细胞间信息交流的作用
D 解析:蜜蜂将桃花的花粉带到桃花的柱头上后,即可发生花粉萌发、花粉管伸长、释放精子、精卵融合等一系列生理反应;而将桃花的花粉带到梨花的柱头上则不会发生这一系列反应,说明细胞膜能通过细胞直接接触传递信息,进行细胞间的信息交流,D正确。
2.下列关于细胞膜的成分和功能的叙述,正确的是 ( )
A.细胞膜的成分可以使用双缩脲试剂和苏丹Ⅲ染液进行鉴定
B.科研上常用染色法鉴定细胞死活,是因为细胞膜可以将细胞与外界环境分隔开
C.改变细胞膜上某种蛋白质的结构可能会影响细胞间的信息交流
D.细胞膜外侧的糖类只可与细胞膜上的蛋白质结合形成糖蛋白
C 解析:细胞膜的成分主要是磷脂和蛋白质,磷脂不能用苏丹Ⅲ染液和双缩脲试剂进行鉴定,A错误;科研上常用染色法鉴定细胞死活,是因为细胞膜可以控制物质进出细胞,B错误;改变细胞膜上某种蛋白质的结构,可能会影响细胞间的信息交流,C正确;细胞膜外侧的糖类也可与细胞膜上的脂质结合形成糖脂,D错误。
3.(2025·青岛高一检测)在细胞膜的基本支架中,胆固醇等脂质富集形成了有序的特殊结构,如同“筏”一样载着各种膜蛋白,被称为“脂筏”。有些“脂筏”可以不同程度地与细胞骨架交联。结合“流动镶嵌模型”,下列说法正确的是 ( )
A.“脂筏”结构不影响细胞膜的流动性
B.动植物细胞膜上都有胆固醇形成的“脂筏”结构
C.构成细胞膜基本支架的磷脂分子的头部是亲水的
D.细胞膜中的磷脂和蛋白质都可以侧向自由移动
C 解析:“脂筏”由胆固醇等脂质富集形成,且有些“脂筏”可与细胞骨架交联,这必然会对细胞膜的流动性产生影响,A错误;胆固醇是动物细胞膜的重要成分,植物细胞膜一般不含胆固醇,所以植物细胞膜上不存在胆固醇形成的“脂筏”结构,B错误;构成细胞膜基本支架的磷脂分子头部是亲水的,尾部是疏水的,这样的结构特点使得细胞膜能够稳定存在于水环境中,C正确;细胞膜中的磷脂分子可以侧向自由移动,大多数蛋白质分子也是可以运动的,但不是所有蛋白质分子都能侧向自由移动,有部分蛋白质与细胞骨架相连,运动受到限制,D错误。
4.(2025·重庆沙坪坝高一检测)当细胞所处温度降低到一定程度时,细胞膜会发生相变,从流动的液晶态转变为固化的凝胶态。研究发现,细胞膜中脂肪酸的不饱和度越高,其发生上述相变的温度越低。胆固醇分子与磷脂分子相结合既能限制磷脂分子的热运动,又能将磷脂分子分隔开使其更易流动。下列有关叙述错误的是 ( )
A.细胞间的信息交流均依赖于细胞膜上的受体
B.细胞膜功能的复杂程度主要与蛋白质的种类和数量有关
C.与海南植物相比,冬季北方植物细胞膜中脂肪酸不饱和度高
D.胆固醇在细胞膜中对膜的流动性起着双重调节的作用
A 解析:细胞间的信息交流不都依赖于细胞膜上的受体,如高等植物之间可通过胞间连丝进行信息的交流,A错误;细胞膜功能的复杂程度主要与蛋白质的种类和数量有关,一般功能越复杂,蛋白质的种类和数量越多,B正确;细胞膜中脂肪酸的不饱和度越高,膜的流动性越强,越能适应低温环境,植物耐寒性越强,与海南植物相比,冬季北方植物细胞膜中脂肪酸不饱和度高,C正确;胆固醇分子与磷脂分子相结合既能限制磷脂分子的热运动,又能将磷脂分子分隔开使其更易流动,故胆固醇在细胞膜中对膜的流动性起着双重调节的作用,D正确。
二、非选择题
5.脂质体可作为药物的运载体将药物运送到特定的细胞发挥作用,图甲是某种脂质体药物载体模型图,图中A、B表示药物在脂质体中放置的位置。图乙是细胞膜的结构模型示意图。请据图回答:
(1)脂质体与细胞膜的结构相似,其基本支架都是序号②所示的________________。序号①所示的物质与蛋白质结合形成糖蛋白,序号①所示的这些糖类分子叫作________,图中的脂质体没有这些结构。
(2)能在水中结晶的药物放置在脂质体的________(填“A”或“B”)处,放置在此处的原因是
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)如果要让脂质体携带药物到达特定的细胞起作用,需在脂质体上增加信号分子,这些信号分子一般由________类的化合物充当。靶细胞的受体识别信号分子后,脂质体与细胞膜融合释放药物,这体现出细胞膜具有__________________________的功能。
答案:(1)磷脂双分子层 糖被
(2)A 脂质体的内部是水溶液的环境,能在水中结晶的药物可稳定地包裹在其中
(3)蛋白质 信息交流、控制物质进出细胞
解析:(1)在图乙中,序号②表示磷脂双分子层,是构成细胞膜和脂质体的基本支架。序号①糖类分子与相应蛋白质结合形成糖蛋白,这些糖类分子叫作糖被,具有识别作用。(2)磷脂的“尾”部是疏水的,“头”部是亲水的,因此脂质体的内部是水溶液的环境,能在水中结晶的药物可稳定地包裹在其中,则能在水中结晶的药物应位于A处。(3)在脂质体上镶嵌某种蛋白质作为信号分子,使脂质体与特定细胞起作用。脂质体与细胞膜融合能将药物送至特定的细胞,依赖于细胞膜的信息交流和控制物质进出细胞的功能。
一、选择题
1.(2025·长沙高一检测)在人—鼠细胞融合实验基础上,用药物抑制细胞能量转换和蛋白质合成途径,对膜蛋白运动没有影响。但是当降低温度时,膜蛋白的扩散速率降低至原来的1/20~1/10。下列叙述错误的是 ( )
A.融合细胞红、绿色荧光均匀分布,表明细胞膜具有流动性
B.膜蛋白的合成不影响其运动,膜蛋白的运动需要消耗能量
C.细胞膜的流动性受温度的影响,低温下膜的流动性减弱
D.细胞完成生长、分裂、运动等功能与细胞膜的流动性有关
B 解析:融合细胞红、绿色荧光均匀分布的实验结果表明细胞膜具有流动性,A正确;“用药物抑制细胞能量转换和蛋白质合成途径,对膜蛋白运动没有影响”,说明膜蛋白的合成不影响其运动,即膜蛋白的运动不需要消耗能量,B错误;降低温度后膜蛋白扩散速率降低至原来的1/20~1/10,说明温度能影响膜蛋白的运动,且低温下膜的流动性减弱,C正确;细胞膜的流动性有利于细胞完成物质运输、生长、分裂、运动等生命活动,D正确。
2.下图表示各种细胞膜组成成分的含量,图示能说明的是 ( )
A.构成细胞膜的主要成分是蛋白质、脂质和糖类
B.细胞膜中的脂质和蛋白质含量的变化与细胞膜的功能有关
C.细胞膜的功能越简单,所含蛋白质的数量越多
D.蛋白质在进行细胞间的信息交流中具有重要作用
B 解析:细胞膜的成分有脂质、蛋白质和糖类,其中脂质和蛋白质所占比例较大,是细胞膜的主要成分,糖类不是主要成分,A错误;由题图可知,细胞膜中脂质和蛋白质含量的变化与细胞膜的功能有关,功能越复杂的细胞膜,其蛋白质的种类和数量越多,B正确、C错误;题图并未体现出蛋白质在进行细胞间的信息交流中具有重要作用,D错误。
3.(2025·德阳高一检测)污水净化中应用的超滤膜技术指的是一种能够将溶液进行净化、分离、浓缩的膜分离技术。超滤过程通常可以理解成与膜孔径大小相关的筛分过程。在一定的压力下,当水流过膜表面时,只允许水及比膜孔径小的小分子物质通过,达到将溶液净化、分离与浓缩的目的。下列说法合理的是 ( )
A.超滤膜技术中使用的“滤膜”实质上是一种人造半透膜
B.超滤膜技术中使用的“滤膜”实质上是一种人造生物膜
C.超滤膜技术可以滤去污水中的各种污染物
D.透过超滤膜的水,可以直接饮用
A 解析:据题意可知,溶液中的物质能否通过超滤膜取决于膜孔径的大小,因此滤膜实质上是一种人造半透膜,A正确;生物膜具有选择透过性,其选择性是由膜上的转运蛋白决定的,而超滤膜控制物质通过是由膜上的小孔直径大小决定的,因此不属于生物膜,B错误;超滤膜只允许水及比膜孔径小的小分子物质通过,而这些小分子物质中仍有污染物,C错误;氨气、硫化氢等有刺激性臭味的小分子物质可以透过超滤膜,也不能除臭,因此透过超滤膜的水,不可以直接饮用,D错误。
4.(2025·钦州高一检测)温度升高会使脂质分子运动加快,导致膜的结构变得更加松散,稳定性下降。为探究胆固醇对膜结构稳定性的影响,某实验小组进行了相关研究,结果如图所示。下列说法错误的是 ( )
A.胆固醇是组成植物细胞膜的主要成分
B.温度升高可能会使细胞膜的通透性发生改变
C.在进行细胞膜融合的实验时,可适当提高实验温度
D.胆固醇可以使细胞膜抗高温胁迫的能力有一定的提高
A 解析:胆固醇是组成动物细胞膜的主要成分,A错误;温度升高,人工膜的微粘度降低,则可能会使细胞膜的通透性发生改变,B正确;在进行细胞膜融合的实验时,可适当提高实验温度,降低细胞膜的微粘度,有利于细胞膜的融合,C正确;据图可知,在温度高于25 ℃时,含有胆固醇的人工膜随温度的升高,微粘度下降的幅度小于不含胆固醇的人工膜,且含有胆固醇的人工膜的微粘度高于不含胆固醇的人工膜,说明胆固醇可以使细胞膜抗高温胁迫的能力有一定的提高,D正确。
二、非选择题
5.科学家经过研究提出了生物膜的“流动镶嵌模型”。请分析回答下列问题:
(1)在“流动镶嵌模型”中,构成生物膜基本支架的是________________,其内部是磷脂分子的________,水溶性分子或离子不能自由通过,因此具有屏障作用。
(2)科学家在研究线粒体结构和功能时发现,其外膜包含很多称为“孔道蛋白”的整合蛋白,可允许某些离子和小分子物质顺浓度梯度通过。若将线粒体外膜上的蛋白质提取出来,脱离膜结构的大部分蛋白质无法完成其生理功能,说明________________________是完成生命活动的基础。
(3)通过其他方法,测得多种细胞膜的化学成分,如下表(表中数据单位均为质量分数%):
膜的种类
蛋白质
脂质(主要是磷脂)
糖类
变形虫细胞膜
54
42
4
小鼠肝细胞膜
44
51
5
人红细胞膜
49
43
8
依据表格中数据分析,构成不同细胞的细胞膜在化学组成上的共同点是组成不同细胞膜的物质________相同,主要区别是组成不同细胞膜的物质________不同。
答案:(1)磷脂双分子层 疏水端
(2)膜结构的完整性
(3)种类 含量
解析:(1)在“流动镶嵌模型”中,磷脂双分子层是膜的基本支架,其内部是磷脂分子的疏水端,水溶性分子或离子不能自由通过,因此具有屏障作用。(2)根据题干信息,若将线粒体外膜上的蛋白质提取出来,则大部分无法完成其生理功能,说明膜结构的完整性是完成生命活动的基础。(3)对比各种生物的细胞膜的成分可看出,细胞膜均含有脂质(主要是磷脂)、蛋白质和糖类,即组成不同细胞膜的物质种类相同,但各物质的含量不同。
6.(情境创新题)细胞膜在细胞的生命活动中具有重要的作用,科研人员进行了如下研究。分别将人的红细胞置于以下几种等渗溶液中,测定红细胞溶血所需的时间,得到如下结果:
编号
等渗溶液
溶血时间/min
1
蒸馏水
1.00
2
氯化铵NH4Cl
9.67
3
醋酸铵NH4C2H3O2
7.65
4
草酸铵(NH4)2C2O4
5.22
5
甘油
7.17
6
乙醇
2.04
7
丙酮
1.65
注:等渗溶液与人体体液的浓度相同。
请分析回答下列问题:
(1)将人的红细胞放入不同溶液中,溶质分子进入细胞后,可引起细胞内浓度______,导致外界的水分子进入细胞并使细胞膨胀,当膨胀到一定程度时,红细胞膜会发生________,出现溶血现象。
(2)本实验通过测定人的红细胞溶血所需的时间来估计细胞膜对各种物质________性的大小。
(3)由实验结果可知,甘油、乙醇、丙酮扩散进入红细胞的速率大小关系为____________________________。第2、3、4组实验中,阴离子的通透速率与阴离子相对分子质量大小呈________(填“正”或“负”)相关。
(4)细胞膜除了能够将细胞与外界环境分隔开并控制物质进出细胞,还具有______________________的功能,这主要与细胞膜上的________有关。
答案:(1)升高 破裂
(2)通透
(3)丙酮>乙醇>甘油 正
(4)进行细胞间的信息交流 糖蛋白(或蛋白质)
解析:(1)将人的红细胞放入不同溶液中,溶质分子会进入细胞,引起细胞内浓度升高,导致细胞吸水膨胀,最终导致红细胞膜发生破裂,出现溶血现象。(2)分析题意可知,根据人的红细胞在不同等渗溶液中溶血所需的时间不同,可以估计细胞膜对各种物质通透性的大小。(3)从红细胞放入甘油、乙醇、丙酮溶液中溶血时间分别为7.17 min、2.04 min、1.65 min可知,甘油、乙醇、丙酮扩散进入红细胞的速率大小关系为丙酮>乙醇>甘油。第2、3、4组实验中阴离子相对分子质量越大,则溶血时间越短,说明阴离子的通透速率与阴离子相对分子质量大小呈正相关。(4)细胞膜除了能够将细胞与外界环境分隔开并控制物质进出细胞,还具有进行细胞间信息交流的功能,这主要与细胞膜上的糖蛋白(蛋白质)有关。
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