考点3 生物膜系统结构与功能统一性的理解及应用

考点3 生物膜系统结构与功能统一性的理解及应用

题组一 细胞膜的结构与功能

1．(2016·全国丙，1) 下列有关细胞膜的叙述，正确的是( )

A ．细胞膜两侧的离子浓度差是通过自由扩散实现的

B ．细胞膜与线粒体膜、核膜中所含蛋白质的功能相同

C ．分泌蛋白分泌到细胞外的过程存在膜脂的流动现象

D ．膜中的磷脂分子是由胆固醇、脂肪酸和磷酸组成的

答案 C

解析 主动运输可以使离子从低浓度一侧运输到高浓度一侧，以保证活细胞能够按照生命活动的需要，主动选择吸收所需要的营养物质，排出代谢废物和对细胞有害的物质，所以细胞膜两侧的离子浓度差是通过主动运输实现的，A 错误；细胞膜与线粒体膜、核膜中所含蛋白质的功能不完全相同，例如细胞膜上有糖蛋白，线粒体膜上有与有氧呼吸有关的酶等，B 错误；膜中的磷脂分子是由甘油、脂肪酸和磷酸等组成的，D 错误。

2．(地方卷重组) 判断下列关于细胞膜的结构和功能的相关叙述：

(1)构成膜的脂质主要是磷脂、脂肪和胆固醇，而功能主要由膜蛋白决定(2010·山东，4AB)( × )

(2)蔗糖溶液使洋葱表皮细胞发生质壁分离过程未体现生物膜的信息传递功能(2013·天津，1A)( √ )

(3)在A 、B 、C 三图中，靶细胞对信息的接受具有相似的结构基础——受体，其化学成分为蛋白质，因其具有特定的空间结构而具有特异性(2012·上海，64改编)( √

)

题组二 生物膜系统的结构与功能的联系

3．(地方卷重组) 判断下列相关叙述：

(1)叶肉细胞内O 2的产生一定发生在生物膜上，而[H]的消耗、ATP 的生成和水的产生不一定发生在生物膜上(2016·四川，1改编)( √ )

(2)真核细胞具有一些能显著增大膜面积、有利于酶的附着以提高代谢效率的结构，如神经细胞的树突(2013·山东，1A)( × )

(3)膜蛋白的形成与核糖体、内质网、高尔基体有关(2014·江苏，3C)( √ )

(4)分泌蛋白的修饰加工由内质网和高尔基体共同完成；在合成固醇类激素的分泌细胞中内质网一般不发达(2011·四川，2BC)( × )

4．(2014·江苏，27) 生物膜系统在细胞的生命活动中发挥着极其重要的作用。图1～3表示3种生物膜结构及其所发生的部分生理过程。请回答下列问题：

(1)图1表示的生理过程是________________，其主要的生理意义在于____________________。

(2)图2中存在3种信号分子，但只有1种信号分子能与其受体蛋白结合，这说明___________；若与受体蛋白结合的是促甲状腺激素释放激素，那么靶器官是________。

(3)图3中ATP 参与的主要生理过程是____________。

(4)叶肉细胞与人体肝脏细胞都具有图__________(填图序号) 中的膜结构。

(5)图1～3中生物膜的功能不同，从生物膜的组成成分分析，其主要原因是________________________________________________________________________。

(6)图1～3说明生物膜具有的功能有___________________________________________ ___________________________________________________________________(写出3项) 。 答案 (1)有氧呼吸第三阶段 为生命活动供能 (2)受体蛋白具有特异性 垂体 (3)暗反应

(4)1、2 (5)含有的蛋白质不同 (6)跨膜运输、信息交流、能量转换等

解析 (1)图1所示过程中消耗O 2产生H 2O 和ATP ，可知为发生在线粒体内膜上的有氧呼吸

第三阶段，此阶段产生大量的ATP ，能为生物体的生命活动提供能量。(2)图2中只有1种信号分子能与受体蛋白结合，说明受体蛋白具有特异性。促甲状腺激素释放激素作用的靶器官为垂体，能促进垂体合成和分泌促甲状腺激素。(3)图3所示过程需利用光能，分解H 2O 产生O 2和H ，同时形成A TP ，是光合作用的光反应阶段。光反应阶段产生的A TP 将参与暗反应＋

中C 3的还原。(4)图1、2、3所示的生物膜依次是线粒体内膜、细胞膜和叶绿体的类囊体薄膜，人体肝脏细胞中没有叶绿体。(5)细胞的结构与功能相统一，不同功能的生物膜中蛋白质的种类和数量不同。(6)图1和图3说明生物膜有能量转换和跨膜运输的功能，图2说明生物膜有信息交流的功能。

依纲联想

1．有关细胞膜功能的3点核心提醒

(1)细胞膜的功能有3个，其中控制物质进出细胞具有普遍性和相对性，而信息交流主要与细胞膜上的受体有关，其化学本质是糖蛋白。其方式主要有3种：①通过分泌信号物质传递信息；②细胞的直接接触；③相邻细胞间形成通道。

(2)辨清如下各种功能所对应的结构基础：物质交换和排泄——细胞膜的流动性和载体蛋白；细胞识别——糖蛋白；分泌——细胞膜的流动性；免疫——细胞膜的糖蛋白和流动性。

(3)细胞膜的功能特性为选择透过性，其物质基础主要与细胞膜上载体蛋白的种类和数量有关；其次与“磷脂分子骨架”有关(它优先允许脂质分子自由通过) 。

2．有关生物膜系统在组成、结构和功能上的6点核心提醒

(1)膜的基本支架是磷脂双分子层，蛋白质在其中的分布有三种：镶在表面、嵌入其中和横跨。磷脂分子和大部分蛋白质分子均具有流动性。

(2)生物膜在组成上具有相似性：都主要由蛋白质和脂质组成，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，且糖蛋白只分布在膜外侧。

(3)生物膜在组成上具有差异性：各种膜的蛋白质含量与膜的功能有关，功能越复杂，其蛋白

质种类和含量越多，另外具有识别功能的膜中含糖类较多。

(4)生物膜在结构上的联系，其中核膜外膜、内质网膜和细胞膜间依次可直接相连；而内质网膜、高尔基体膜和细胞膜之间依次可通过具膜小泡实现相互转化。

(5)生物膜在功能上联系的典型实例为外分泌蛋白的合成与分泌过程，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”。另外，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。

(6)生物膜系统是真核生物特有的结构体系，原核细胞只有细胞膜，无生物膜系统。

考向一 以文字表述的形式考查细胞膜的结构和功能

1．下列有关细胞膜结构和功能的叙述，正确的是( )

A ．兴奋在神经纤维上的传导不能体现细胞膜的选择透过性

B ．靶细胞被效应T 细胞识别并裂解的过程体现了细胞膜的信息交流功能

C ．垂体细胞细胞膜上的载体能识别促甲状腺激素释放激素进而完成信息传递

D ．细胞癌变后细胞膜上糖蛋白增加，使癌细胞之间的黏着性显著降低

答案 B

解析 兴奋在神经纤维上的传导是依赖电信号，而离子的进出是依赖细胞膜的选择透过性，故A 错误。靶细胞被效应T 细胞识别并裂解的过程需要受体，能体现细胞膜的信息交流功能，故B 正确。垂体细胞细胞膜上的受体能识别促甲状腺激素释放激素进而完成信息传递，故C 错误。细胞癌变后细胞膜上的糖蛋白减少，使癌细胞之间的黏着性降低，故D 错误。 思维延伸

(1)胆固醇是构成植物细胞膜的重要成分( × )

(2)细胞膜的功能的复杂程度与膜蛋白的种类有关，但与数量无关( × )

(3)细胞膜上的糖蛋白只与细胞识别有关，而细胞间的信息交流不一定需要糖蛋白( × )

(4)噬菌体侵染细菌实验不能体现膜的选择透过性，而体现出细胞膜控制物质进出的相对性( √ )

(5)乙肝抗体与乙肝病毒之间没有涉及细胞间信息交流，而相邻的高等植物细胞之间可以涉及( √ )

考向二 以文字表述的形式考查生物膜系统的结构和功能

2．下列生理活动与生物膜无关的是( )

A ．神经递质释放到突触间隙内

B ．唾液腺细胞分泌唾液淀粉酶

C ．tRNA 携带氨基酸进入核糖体

D ．[H ]和氧气结合生成水

答案 C

解析 神经递质释放到突触间隙是经过胞吐，需要突触小泡和突触前膜进行融合；唾液腺细胞分泌唾液淀粉酶也是胞吐；tRNA 携带氨基酸进入核糖体是在细胞质中进行的，核糖体是无膜细胞器；[H ]和氧气结合是在线粒体内膜上进行的。 思维延伸

(1)在细胞中，经核糖体合成到达细胞膜的膜蛋白必须经过高尔基体的加工和包装( × )

(2)人体内抗原—抗体的正常结合及植物细胞内肽链的合成均没有发生在生物膜上( √ )

(3)DNA的复制和A TP 的生成不一定发生在生物膜上，而性激素的合成一定发生在生物膜上( √ )

(4)内质网膜可与核膜、细胞膜相连，有利于细胞内物质的运输( √ )

考向三 结合图示考查生物膜系统结构和功能的联系

3．图甲表示分泌蛋白的形成过程，其中a 、b 、c 分别代表不同的细胞器，图乙表示该过程中部分结构的膜面积变化。下列相关叙述中，错误的是(

)

A ．图甲中的a 、b 、c 分别是核糖体、内质网和高尔基体

B ．图甲中构成分泌蛋白的物质X 最多有20种，b 的产物没有生物活性

C ．图乙说明高尔基体与内质网和细胞膜之间没有相互转换

D ．图甲、图乙所示变化都能体现生物膜具有流动性

答案 C

解析 图甲中的a 、b 、c 分别是核糖体、内质网和高尔基体；图甲中构成分泌蛋白的物质X 是氨基酸，构成蛋白质的氨基酸最多有20种，b 内质网的产物是不成熟的分泌蛋白、需要经c 高尔基体的再加工才具有生物活性；图乙可说明内质网、高尔基体和细胞膜的膜面积在分泌蛋白的合成和分泌前后的变化，不能说明该过程中高尔基体与内质网和细胞膜之间没有相互转换；图甲中的分泌蛋白的运输和转运过程是通过囊泡进行的、图乙所示内质网、高尔基体和细胞膜的膜面积在分泌蛋白的合成和分泌前后的变化，二者都能体现生物膜具有流动性。 思维延伸

如图表示细胞的生物膜系统的部分组成在结构与功能上的联系。COP Ⅰ、COP Ⅱ是具膜小泡，

可以介导蛋白质在甲与乙之间的运输，则：

(1)COPⅠ及COP Ⅱ膜的主要成分与核膜相同( √ )

(2)COPⅠ主要是将蛋白质从高尔基体运到线粒体( × )

(3)COPⅡ与乙的融合体现了生物膜的流动性特点( √ )

(4)从乙转运到溶酶体的“货物”包括多种水解酶( √ )

(5)定位在甲中的某些蛋白质偶然掺入乙，则图中的COP Ⅱ可以帮助实现这些蛋白质的回收( × )

(6)由图可知，溶酶体起源于高尔基体，图中显示其具有分解衰老、损伤的细胞器的功能( × )

(7)由图可知，高尔基体在囊泡运输过程中起着交通枢纽作用，通过囊泡能实现内质网膜的成分向细胞膜转移( √ )

考向四 引入新情景信息考查囊泡的结构与功能

4．甲图表示细胞通过形成囊泡运输物质的过程，乙图是甲图的局部放大。不同囊泡介导不同途径的运输。图中①～⑤表示不同的细胞结构，请分析回答以下问题([ ]中填写图中数字) ：

(1)囊泡膜的主要成分是________________，细胞代谢的控制中心是[ ]________。

(2)甲图中囊泡X 由[ ]________经“出芽”形成，到达[ ]________________并与之融合成为其一部分。囊泡Y 内“货物”为水解酶，由此推测结构⑤是__________。

(3)乙图中的囊泡能精确地将细胞“货物”运送并分泌到细胞外，据图推测其原因是________________________________________________________________________

________________，此过程体现了细胞膜具有____________________________的功能。

(4)囊泡运输与S 基因密切相关，科学家筛选了酵母菌S 基因突变体，与野生型酵母菌对照，发现其内质网形成的囊泡在细胞内大量积累。据此推测，S 基因编码的蛋白质的功能是

________________________。

答案 (1)脂质和蛋白质 ① 细胞核 (2)③ 内质网

④ 高尔基体 溶酶体 (3)囊泡上的蛋白A 与细胞膜上的蛋白B(特异性) 结合(或识别) 控制物质进出细胞

(4)参与囊泡和高尔基体的融合

解析 (1)囊泡膜属于生物膜，生物膜的主要成分是脂质和蛋白质，细胞核是遗传物质储存和复制的场所，是细胞遗传和代谢活动的控制中心。(2)囊泡X 由内质网经“出芽”形成后，与高尔基体融合成为其一部分。囊泡Y 内“货物”为水解酶，推测可能参与溶酶体的形成。(3)囊泡上的蛋白A 与细胞膜上的蛋白B 特异性结合后，引起囊泡膜与细胞膜的融合，将细胞“货物”运送并分泌到细胞外，体现了细胞膜具有控制物质进出细胞的功能。(4)囊泡运输与S 基因密切相关，科学家筛选了酵母菌S 基因突变体，与野生型酵母菌对照，发现其内质网形成的囊泡在细胞内大量积累。据此推测，S 基因编码的蛋白质参与囊泡和高尔基体的融合。 思维延伸

类似于细胞分泌蛋白形成过程中，囊泡可以将“货物”准确运输到目的地并被靶膜识别。如图表示囊泡膜与靶膜的识别原理及融合过程，其中GTP 具有与ATP 相似的生理功能，V-SNARE(V)和T-SNARE(T)分别是囊泡膜和靶膜上的蛋白质，判断下列叙述：

(1)内质网和高尔基体均可产生囊泡，而细胞膜则不可以( × )

(2)V与T 的特异性结合，保证了囊泡对货物的准确运输( √ )

(3)靶膜可能是细胞膜，不可能是高尔基体膜( × )

(4)SNARE可能是位于生物膜上具有识别作用的糖蛋白( √ )

(5)一个由高尔基体形成的可与细胞膜融合的囊泡，也一定可与其他细胞器膜融合( × )

(6)V-SNARE 可存在于神经细胞的突触小体中，且对突触发挥功能意义重大( √ )