第3章 素养提升课二 生物膜结构和功能相统一的应用（Word教参）-【优化指导】2025-2026学年高中生物必修1 分子与细胞（人教版2019 不定项版）

素养提升课二　生物膜结构和功能相统一的应用 类型一 聚焦细胞膜的结构与功能的统一性 1．细胞膜的功能 (1)控制物质进出细胞具有普遍性和相对性。 (2)进行细胞间的信息交流主要与细胞膜上的受体有关。作用方式主要有3种：①通过细胞分泌化学物质传递信息；②通过相邻细胞的直接接触传递信息；③通过相邻细胞间形成通道。 2．细胞膜的功能与其对应的结构基础 (1)物质进出——细胞膜的流动性和膜蛋白。 (2)细胞识别——糖被。 (3)分泌——细胞膜的流动性。 (4)免疫——细胞膜的流动性和膜蛋白。 3．细胞膜的选择透过性 (1)主要与细胞膜上蛋白质的种类和数量有关。 (2)其次与磷脂双分子层有关，溶于脂质的物质容易通过。 1．(2025·杭州高一检测)十二烷基硫酸钠(SDS)为离子型去垢剂，是一种与磷脂分子类似的两性小分子。SDS与蛋白质结合时，可以破坏其中的离子键与氢键，下图表示用SDS处理细胞膜后，SDS与膜蛋白结合的过程。下列有关推论不正确的是 (　　) A．SDS可以与膜蛋白结合而使细胞膜崩解 B．SDS是一种一端亲水、一端疏水的小分子 C．SDS能够去除膜中的蛋白质 D．纯化膜蛋白时，可以使用高浓度的SDS D　解析：由题图分析可知，SDS是一端亲水、一端疏水的两性小分子，能与细胞膜上蛋白质结合，破坏细胞膜结构，使细胞膜崩解，A、B正确；由题意可知，SDS能与细胞膜上蛋白质结合，可以破坏膜蛋白的离子键与氢键，去除膜中的蛋白质，但可能会影响膜蛋白的活性，因此，不可以使用SDS纯化膜蛋白，C正确、D错误。 2．研究发现，新型冠状病毒蛋白质外壳外存在一层病毒包膜，该包膜主要来源于病毒最后所在的宿主细胞膜。病毒包膜上存在很多糖蛋白，其中糖蛋白S可与人体细胞表面的受体蛋白ACE2结合，从而使病毒识别并侵入该细胞。下图为细胞膜的亚显微结构模式图。下列说法正确的是 (　　) A．白细胞可以吞噬病菌，这一事实说明细胞膜具有选择透过性 B．糖蛋白S与受体蛋白ACE2结合的过程体现了细胞膜可以进行细胞间的信息交流 C．细胞膜的功能特性与④有关，膜的功能越复杂，④的种类和含量越多 D．病毒能够入侵人体细胞说明该细胞膜已经丧失了控制物质进出细胞的能力 C　解析：白细胞可以吞噬病菌，这一事实说明细胞膜具有流动性，A错误；病毒没有细胞结构，所以病毒包膜上的糖蛋白S与人体细胞表面的受体蛋白ACE2结合，无法体现细胞膜可以进行细胞间的信息交流，B错误；蛋白质在细胞膜行使功能时起重要作用，功能越复杂的细胞膜，蛋白质的种类和数量越多，所以细胞膜功能的复杂程度主要由④蛋白质决定，C正确；病毒能够入侵人体细胞说明细胞膜的控制作用是相对的，D错误。 类型二 生物膜在组成、结构和功能上的区别与联系 1．生物膜在组成上的区别 (1)组成上具有相似性：都主要由脂质和蛋白质组成，组成元素有C、H、O、N、P等。另外，还有糖类以糖脂和糖蛋白的形式存在，且只分布在膜外侧。 (2)组成上具有差异性：各种膜上的蛋白质种类和数量与膜的功能有关，功能越复杂，其蛋白质种类和数量越多，另外具有识别功能的膜中含糖类较多。 2．生物膜在结构和功能上的联系 (1)在结构上的联系：其中核膜、内质网膜和细胞膜间可依次直接相连；而内质网膜、高尔基体膜和细胞膜之间可依次通过具膜小泡实现相互转化。 (2)在功能上的联系：典型实例为分泌蛋白的合成和运输过程。 ①在回答相关结构时要看准所问的是“相关”还是“直接相关”，是“细胞器”“细胞结构”还是“具膜结构”。 ②核糖体只是分泌蛋白肽链的合成场所，肽链需要经内质网和高尔基体的加工与包装才能形成具有生物活性的蛋白质，也只有分泌到细胞外才行使一定的功能。 3．(不定项)世界卫生组织提出，母乳喂养可使婴儿增强免疫力，降低患病率。如母乳中的多种抗体会附着在婴儿的胃肠道黏膜，从而防止细菌、病毒的侵害。下列说法不正确的是 (　　) A．哺乳期乳腺细胞中内质网等结构发达 B．抗体的合成与运输需要线粒体提供能量 C．抗体种类繁多与核糖体的种类和数量多有关 D．奶粉喂养的婴儿可能会因抗体不足容易患病 C　解析：哺乳期乳腺细胞的分泌活动较旺盛，可分泌较多的乳汁，故内质网、高尔基体等结构发达，A正确；抗体属于分泌蛋白，其合成与运输过程需要线粒体提供能量，B正确；抗体属于分泌蛋白，其合成的场所是核糖体，但抗体的种类繁多与核糖体的种类和数量多无关，C错误；奶粉喂养的婴儿可能会因抗体不足，免疫力偏低，容易患病，D正确。 4．牛奶被誉为“白色血液”，主要成分有水、乳蛋白、乳脂等。其中乳蛋白和乳脂主要由乳腺细胞分泌产生。 (1)与植物的叶肉细胞相比，乳腺细胞中的生物膜系统缺少 ________________________________________________________________________。 (2)用3H标记的亮氨酸饲喂奶牛，发现奶牛乳汁中的乳蛋白出现了放射性。在乳腺细胞中，乳蛋白合成与运输过程中依次出现放射性的细胞器是_______________________ _____________________________________________________________。 (3)乳脂主要成分是甘油三酯(一种脂质类物质)，合成乳脂主要成分的细胞器是________。乳脂合成后通过类似囊泡的乳脂球进行运输，通过电子显微镜观察，发现乳脂球是由三层磷脂分子包裹乳脂构成的，请在“”中画出这三层中的各一个磷脂分子，从而表示出三层磷脂分子的排布特点(用“”表示磷脂分子)。 答案：(1)叶绿体膜和液泡膜 (2)核糖体、内质网、高尔基体 (3)内质网(或光面内质网)　 解析：(1)生物膜系统指的是细胞器膜和细胞膜、核膜等结构，动植物细胞都有细胞膜和核膜，而植物细胞与动物细胞相比，特有的具膜细胞器有叶绿体和液泡，因此与植物的叶肉细胞相比，乳腺细胞中的生物膜系统缺少叶绿体膜和液泡膜。(2)在乳蛋白的合成与运输过程中，首先在核糖体上以氨基酸为原料合成肽链，肽链经内质网的初步加工形成具有一定空间结构的蛋白质，经囊泡运输到高尔基体做进一步的修饰加工，然后再由囊泡运输到细胞膜，与细胞膜融合使乳蛋白分泌到细胞外。因此，乳蛋白合成与运输过程中依次经过的细胞器是核糖体、内质网、高尔基体。(3)已知乳脂主要成分是甘油三酯，是一种脂质类物质，因此合成乳脂主要成分的细胞器是内质网。磷脂分子的头部具有亲水性，尾部具有疏水性，因此头部与头部、尾部与尾部可以接触。根据题图分析，通过电子显微镜观察到的乳脂球是由三层磷脂分子包裹乳脂构成的，由于乳脂球的内部是乳脂，为疏水性物质，所以应该与磷脂分子的尾部接触；最外侧都是牛奶液体成分，应该与磷脂分子的亲水性头部接触。乳脂球的三层磷脂分子的排布见答案。 学科网（北京）股份有限公司 $$