
1.細胞膜的組成和結(jié)構(gòu)(1)對細胞膜成分和結(jié)構(gòu)的探索(連線)
(2)細胞膜的組成成分
(3)流動鑲嵌模型的基本內(nèi)容
(4)細胞膜的結(jié)構(gòu)特點
2.細胞膜的功能(1)細胞膜的主要功能
將細胞與外界環(huán)境分隔開
(2)如圖是細胞間的三種信息交流方式。
①寫出圖中物質(zhì)或結(jié)構(gòu)的名稱:a ;b ;c 。?②人體內(nèi)胰島素的作用過程、細胞免疫中細胞毒性T細胞與靶細胞間信息交流分別屬于上面的 方式。?③是否所有信號分子的受體都在細胞膜上?不是,有些小分子如脂溶性的信號分子(如性激素)的受體在細胞內(nèi)部。
(3)細胞膜的功能特性
教材深挖[必修1第46頁“拓展應用2”改編]如圖是由磷脂分子構(gòu)成的脂質(zhì)體,它可以作為藥物的運載體,將其運送到特定的細胞發(fā)揮作用。在脂質(zhì)體中,能在水中結(jié)晶的藥物被包在雙分子層中,脂溶性的藥物被包在兩層磷脂分子之間。
(1)脂質(zhì)體表面抗體的作用是 ,可用激素替代嗎?為什么??可以用激素替代,因為激素也能作用于特定的靶細胞或靶器官(2)為什么兩類藥物的包裹位置各不相同?
作為引導物,能特異性地與靶細胞結(jié)合
提示 由雙層磷脂分子構(gòu)成的脂質(zhì)體,兩層磷脂分子之間的部分是疏水的,脂溶性藥物能穩(wěn)定地被包裹在其中;脂質(zhì)體的內(nèi)部是水溶液的環(huán)境,能在水中結(jié)晶的藥物可穩(wěn)定地被包裹在其中。
鏈高考·前掛后連(1)鑒別細胞的死活時,臺盼藍能將代謝旺盛的動物細胞染色成藍色。[2021·全國乙卷]( )(2)用細胞融合的方法探究細胞膜流動性時,可用熒光染料標記膜蛋白。[2020·全國Ⅱ卷]( )(3)細胞識別與糖蛋白中蛋白質(zhì)有關,與糖鏈無關。[2018·江蘇卷]( )(4)兩個相鄰細胞的細胞膜接觸可實現(xiàn)細胞間的信息傳遞。[2018·全國Ⅲ卷]( )(5)藍細菌和菠菜細胞膜的成分都有脂質(zhì)和蛋白質(zhì)。[2021·福建卷]( )
細胞膜功能特性——選擇透過性的驗證
練思維·考教銜接[根據(jù)2023海南卷情境設計]不同細胞的幾種生物膜主要成分的相對含量見表。
(1)不同細胞的生物膜成分差異是如何引起的?同一細胞的細胞膜成分及其功能是否會發(fā)生變化?
(2)神經(jīng)鞘細胞膜的蛋白質(zhì)種類和數(shù)量比其他細胞膜低,請從結(jié)構(gòu)與功能觀角度分析原因。
提示 不同細胞的生物膜成分差異主要在于蛋白質(zhì)的種類與數(shù)量;同一細胞在不同時期,細胞膜的成分含量及其功能均會發(fā)生變化,例如,衰老細胞中膜通透性會發(fā)生改變。
提示 神經(jīng)鞘細胞膜功能相對簡單。膜的功能越復雜,所含蛋白質(zhì)的種類和數(shù)量越多,功能越簡單,所含蛋白質(zhì)的種類和數(shù)量越少。
(3)破壞膜結(jié)構(gòu)的因素有哪些?
(4)分析該表格能得到哪些結(jié)論?(至少2點)
提示 生物膜主要是由脂質(zhì)、蛋白質(zhì)和少許糖類組成的,凡能引起蛋白質(zhì)變性、脂質(zhì)溶解的因素均能導致生物膜結(jié)構(gòu)被破壞而失去控制作用。破壞膜結(jié)構(gòu)的因素有高溫、強酸、強堿、過度低溫、脂溶劑、蛋白酶等。
提示 由表可推知:①細胞膜的主要成分是蛋白質(zhì)和脂質(zhì)(或蛋白質(zhì)和脂質(zhì)是生物膜不可或缺的成分,二者的運動構(gòu)成膜的流動性)。②不同細胞膜中蛋白質(zhì)的含量會有所不同——功能越復雜的膜中蛋白質(zhì)含量相對越高(或表內(nèi)所列的生物膜中,線粒體內(nèi)膜的功能最復雜,神經(jīng)鞘細胞膜的功能最簡單)。③高爾基體和內(nèi)質(zhì)網(wǎng)之間的信息交流可能與二者膜上的糖類有關。
考向一 借助細胞膜結(jié)構(gòu)的探索歷程,考查科學探究1.下列關于細胞膜的成分和結(jié)構(gòu)的探索的敘述,正確的是( )A.歐文頓通過對膜成分的提取和化學分析提出膜是由脂質(zhì)組成的B.丹尼利和戴維森發(fā)現(xiàn)細胞的表面張力明顯低于油—水界面的表面張力,由此推測細胞膜除含脂質(zhì)分子外,可能還附有蛋白質(zhì)C.人—鼠細胞的融合實驗運用了放射性同位素標記法,證明了膜具有一定的流動性D.羅伯特森在電鏡下看到了細胞膜清晰的暗—亮—暗的三層結(jié)構(gòu),提出所有的生物膜都是由脂質(zhì)—蛋白質(zhì)—脂質(zhì)三層結(jié)構(gòu)構(gòu)成的
解析 歐文頓發(fā)現(xiàn)凡是可以溶于脂質(zhì)的物質(zhì),比不能溶于脂質(zhì)的物質(zhì)更容易通過細胞膜進入細胞,于是他提出:膜是由脂質(zhì)組成的,該過程并未進行化學分析,A項錯誤;丹尼利和戴維森研究發(fā)現(xiàn)細胞的表面張力明顯低于油—水界面的表面張力,由于人們已發(fā)現(xiàn)了油脂滴表面如果吸附有蛋白質(zhì)成分則表面張力會降低,因此丹尼利和戴維森推測細胞膜除含脂質(zhì)分子外,可能還附有蛋白質(zhì),B項正確;人—鼠細胞的融合實驗采用了熒光標記法,C項錯誤;羅伯特森觀察的細胞膜的暗—亮—暗的三層結(jié)構(gòu)對應的是蛋白質(zhì)—脂質(zhì)—蛋白質(zhì),D項錯誤。
考向二 圍繞細胞膜的成分和結(jié)構(gòu)特點,考查生命觀念與科學探究2.(2023·山東日照聯(lián)考)正常溫度時,生物膜既可以保持正常的結(jié)構(gòu),又具有較強的流動性,稱為液晶態(tài);溫度很低時,生物膜的流動性急劇降低,轉(zhuǎn)變?yōu)槟z態(tài);如果環(huán)境溫度很高,則變成無序的液體狀態(tài)。膽固醇分子與磷脂分子相結(jié)合既能限制磷脂分子的熱運動又能將磷脂分子相隔開使其更易流動。下列敘述錯誤的是( )A.膽固醇可以調(diào)節(jié)動物生物膜的流動性,使生物膜適應溫度的范圍變小B.高溫會破壞生物膜中蛋白質(zhì)的空間結(jié)構(gòu),會導致生物膜變成無序狀態(tài)C.生物膜的流動性表現(xiàn)在組成膜的磷脂分子和大多數(shù)蛋白質(zhì)分子能流動D.膽固醇分子除構(gòu)成動物細胞膜外,在人體內(nèi)還參與血液中脂質(zhì)的運輸
解析 膽固醇可以調(diào)節(jié)動物生物膜的流動性,使生物膜適應溫度的范圍變大,A項錯誤;根據(jù)題意“如果環(huán)境溫度很高,則變成無序的液體狀態(tài)”,可推知高溫會破壞生物膜中蛋白質(zhì)的空間結(jié)構(gòu),會導致生物膜變成無序狀態(tài),B項正確;由于組成膜的磷脂分子可以側(cè)向移動,膜中的大多數(shù)蛋白質(zhì)分子也能移動,因此生物膜具有流動性,C項正確;膽固醇是構(gòu)成動物細胞膜的重要成分,在人體內(nèi)還參與血液中脂質(zhì)的運輸,D項正確。
3.脂筏是細胞膜上富含膽固醇和鞘磷脂(磷脂中的一種)的微結(jié)構(gòu)域,大小約70 nm,是一種動態(tài)結(jié)構(gòu)。脂筏的組分和結(jié)構(gòu)特點有利于蛋白質(zhì)之間相互作用和構(gòu)象變化,一些信號轉(zhuǎn)導單元可以在脂筏中組裝。下列有關說法錯誤的是( )A.蛋白質(zhì)分子以不同的方式鑲嵌在磷脂雙分子層中B.鞘磷脂具有兩個疏水的尾和一個親水的頭C.脂筏可以參與細胞之間的信息傳遞D.各種細胞的細胞膜上均含有膽固醇
解析 蛋白質(zhì)分子有的鑲在磷脂雙分子層表面,有的部分或全部嵌入磷脂雙分子層中,有的貫穿于整個磷脂雙分子層,可見蛋白質(zhì)以不同的方式鑲嵌在磷脂雙分子層中,A項正確;由題意可知,鞘磷脂屬于磷脂的一種,也具有兩個疏水的尾和一個親水的頭,B項正確;由題意可知,一些信號轉(zhuǎn)導單元可以在脂筏中組裝,說明脂筏可以參與細胞之間的信息傳遞,C項正確;動物細胞的細胞膜上才含有膽固醇,而植物等細胞的細胞膜上沒有膽固醇,D項錯誤。
4.(2024·廣東廣州聯(lián)考)細胞膜受到損傷后,會有溶酶體聚集到損傷處并與其融合,從而修復細胞膜。熒光葡聚糖是帶有熒光標記的多糖,對細胞無毒害作用,為了探究Ca2+對細胞膜修復的影響,科學家在含有熒光葡聚糖的培養(yǎng)液中,激光照射癌細胞MCF7,致使細胞膜上形成小孔,實驗結(jié)果如圖,箭頭代表用激光照射癌細胞。
下列敘述錯誤的是( )A.正常情況下,細胞膜修復速度很快,大約50 s即可完成B.修復受損傷的細胞膜,Ca2+和熒光葡聚糖是必不可少的C.若細胞膜正常,細胞內(nèi)不會有熒光葡聚糖D.Ca2+通過影響細胞膜的流動性,從而影響細胞膜的修復
解析 從圖中可知,當有Ca2+存在時,大約50 s后,細胞內(nèi)熒光強度相對值不再增加,說明細胞膜修復已經(jīng)完成,A項正確;由圖可知,與有Ca2+條件下相比,無Ca2+時細胞膜不能被修復,因此Ca2+是必不可少的,但葡聚糖對修復受損細胞膜無作用,B項錯誤;葡聚糖是多糖,當細胞膜完整時,葡聚糖不能進入細胞內(nèi),因此細胞膜正常的細胞內(nèi)不會有熒光葡聚糖,C項正確;細胞膜的修復主要依賴生物膜的融合,即通過生物膜的流動性來實現(xiàn),無Ca2+時,細胞膜無法修復,在有Ca2+的條件下,細胞膜能盡快修復,說明Ca2+通過影響細胞膜的流動性,從而影響細胞膜的修復,D項正確。
考向三 結(jié)合細胞膜的功能,考查結(jié)構(gòu)與功能觀5.(2024·廣東汕頭統(tǒng)考)細胞膜破損時,細胞外高濃度的鈣離子迅速通過細胞膜上破損的孔洞進入細胞質(zhì)中,觸發(fā)溶酶體的胞吐作用,攜帶溶酶體膜的囊泡通過與破損的細胞膜融合,堵塞細胞膜表面破損的孔洞,從而恢復細胞膜的完整性。下列相關敘述正確的是( )A.細胞功能的復雜程度由細胞膜上蛋白質(zhì)的種類和數(shù)量決定B.細胞內(nèi)鈣離子濃度升高有助于形成的囊泡參與修復破損的細胞膜C.溶酶體中的酶能分解受損的細胞器,其分解產(chǎn)物均被運出細胞D.攜帶溶酶體膜的囊泡與破損細胞膜的融合依賴于生物膜的功能特性
解析 細胞膜功能的復雜程度與細胞膜上蛋白質(zhì)的種類和數(shù)量有關,而細胞功能的復雜程度與各種細胞器功能密不可分,A項錯誤;細胞內(nèi)鈣離子濃度升高有助于囊泡的形成和破損細胞膜的修復,B項正確;溶酶體中的酶能分解受損的細胞器,分解產(chǎn)物有些被回收利用,有些被運出細胞,C項錯誤;溶酶體膜與細胞膜相融合的基礎是生物膜的流動性,屬于生物膜的結(jié)構(gòu)特性,D項錯誤。
1.(2021·浙江卷)細胞膜的流動鑲嵌模型如圖所示。下列敘述正確的是( )A.磷脂和糖脂分子形成的磷脂雙分子層是完全對稱的B.膽固醇鑲嵌或貫穿在膜中有利于增強膜的流動性C.物質(zhì)進出細胞方式中的被動運輸過程與膜蛋白無關D.有些膜蛋白能識別并接受來自細胞內(nèi)外的化學信號
解析 糖脂分子只分布在細胞膜的外側(cè),故磷脂雙分子層是不完全對稱的, A項錯誤;磷脂的尾部與膽固醇一起存在于磷脂雙分子層內(nèi)部,而非鑲嵌或貫穿在膜中,且由于膽固醇是“剛性的”,會限制膜的流動性,B項錯誤;物質(zhì)進出細胞方式中的被動運輸包括自由擴散和協(xié)助擴散,其中協(xié)助擴散需要轉(zhuǎn)運蛋白,即與膜蛋白有關,C項錯誤;有些膜蛋白起著細胞標志物的作用,能識別并接受來自細胞內(nèi)外的化學信號,D項正確。
2.(2022·海南卷)細胞膜上存在的多種蛋白質(zhì)參與細胞的生命活動?;卮鹣铝袉栴}。(1)細胞膜上不同的通道蛋白、載體蛋白等膜蛋白,對不同物質(zhì)的跨膜運輸起著決定性作用,這些膜蛋白能夠體現(xiàn)出細胞膜具有的功能特性是 。?(2)細胞膜上的水通道蛋白是水分子進出細胞的重要通道,水分子借助水通道蛋白進出細胞的方式屬于 。?
(3)細胞膜上的H+-ATP酶是一種轉(zhuǎn)運H+的載體蛋白,能催化ATP水解,利用ATP水解釋放的能量將H+泵出細胞,導致細胞外的pH ;此過程中,H+-ATP酶作為載體蛋白在轉(zhuǎn)運H+時發(fā)生的變化是 。?(4)細胞膜上的受體通常是蛋白質(zhì)。人體胰島B細胞分泌的胰島素與靶細胞膜上的受體結(jié)合時,會引起靶細胞產(chǎn)生相應的生理變化,這一過程體現(xiàn)的細胞膜的功能是 。?
空間結(jié)構(gòu)(自身構(gòu)象)發(fā)生改變
(5)植物根細胞借助細胞膜上的轉(zhuǎn)運蛋白逆濃度梯度吸收磷酸鹽,不同溫度下吸收速率的變化趨勢如圖。與25 ℃相比,4 ℃條件下磷酸鹽吸收速率低的主要原因是 。?
植物根細胞吸收磷酸鹽為主動運輸,主動運輸需要細胞呼吸供能,而溫度降低會導致呼吸酶的活性降低,進而降低細胞呼吸速率,最終降低了磷酸鹽的吸收速率
解析 (2)水分子借助細胞膜上的水通道蛋白進出細胞,這種借助膜上轉(zhuǎn)運蛋白順濃度梯度進出細胞的物質(zhì)擴散方式稱為協(xié)助擴散。(3)細胞膜上的H+-ATP酶能利用ATP水解釋放的能量將H+泵出細胞,導致細胞外的H+增多,pH下降;載體蛋白在每次轉(zhuǎn)運時都會發(fā)生自身構(gòu)象的改變。(4)胰島B細胞分泌的胰島素隨血液到達全身各處,與靶細胞的細胞膜表面的受體結(jié)合,將信息傳遞給靶細胞,引起靶細胞產(chǎn)生相應的生理變化,體現(xiàn)了細胞膜具有進行細胞間信息交流的功能。(5)植物根細胞吸收磷酸鹽為主動運輸,主動運輸需要細胞呼吸供能,而溫度降低會導致呼吸酶的活性降低,進而降低細胞呼吸速率,最終降低了磷酸鹽的吸收速率。
這是一份備戰(zhàn)2025屆新高考生物一輪總復習第2單元細胞的基本結(jié)構(gòu)及物質(zhì)運輸?shù)?講細胞器與生物膜系統(tǒng)課件,共60頁。PPT課件主要包含了素養(yǎng)目標,細胞質(zhì)的組成,細胞質(zhì)基質(zhì),差速離心法,有氧呼吸,葉綠體,水解酶,細胞器,病毒或細菌,蛋白質(zhì)等內(nèi)容,歡迎下載使用。
這是一份備戰(zhàn)2025屆新高考生物一輪總復習第2單元細胞的基本結(jié)構(gòu)及物質(zhì)運輸?shù)?講物質(zhì)出入細胞的方式及影響因素課件,共51頁。PPT課件主要包含了素養(yǎng)目標,擴散方式,不需要,2類型,不消耗,3轉(zhuǎn)運蛋白,協(xié)助擴散,主動運輸,不改變,特異性等內(nèi)容,歡迎下載使用。
這是一份備戰(zhàn)2025屆新高考生物一輪總復習第2單元細胞的基本結(jié)構(gòu)及物質(zhì)運輸課時規(guī)范練8水進出細胞的原理課件,共40頁。PPT課件主要包含了必備知識基礎練,關鍵能力提升練,協(xié)助擴散,細胞膜及液泡膜,增施鈣肥等內(nèi)容,歡迎下載使用。
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