高中生物人教版 (2019)必修1《分子与细胞》第1节 细胞膜的结构和功能一课一练

八　细胞膜的结构和功能

(30分钟　100分)

(50分)

一、选择题(共5题,每题6分,共30分。每题只有1个选项符合题意)

1.“荧光标记的小鼠细胞和人细胞融合实验”证明了(　　)

A.细胞膜将细胞与外界环境分隔开

B.细胞膜上的蛋白质分子是可以运动的

C.细胞膜是选择透过性膜

D.细胞膜上的磷脂分子可以自由移动

【解析】选B。“荧光标记的小鼠细胞和人细胞融合实验”中是用不同颜色的荧光染料分别标记了小鼠细胞膜上的蛋白质分子和人细胞膜上的蛋白质分子,将两种细胞融合,一段时间后发现不同颜色的荧光均匀分布,该实验证明了细胞膜上的蛋白质分子是可以运动的。即B正确,A、C、D错误。

2.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

【解析】选D。磷脂包括磷酸头部和脂肪酸尾部,磷酸头部具有亲水性,脂肪酸尾部具有疏水性。故选D。

3.细胞膜具有控制物质进出细胞的功能。下列有关这一功能的理解,错误的是

(　　)

A.细胞需要的物质可以进入细胞

B.细胞不需要或对细胞有害的物质一般不能进入细胞

C.细胞中的成分如核酸等不会流失到细胞外

D.由于细胞膜的存在,致病的病毒、细菌等都不能进入细胞

【解析】选D。细胞膜控制物质进出的功能表现在细胞需要的物质可以进入细胞,不需要的或对细胞有害的物质一般不能进入细胞,细胞内的核酸等重要成分不能流失到细胞外。但细胞膜控制物质进出的功能具有相对性,有些致病的病毒、细菌等也可能进入细胞。

【补偿训练】

　　(2021·杭州高一检测)红萝卜细胞的液泡中含有紫红色的花青素,将红萝卜切成小块放到水中,水的颜色无明显变化,若进行加热,随水温的升高,水的颜色逐渐变红,其原因是(　　)

A.细胞壁在加温后受到破坏

B.加温使花青素分子的活性加大而容易透过细胞膜

C.水温升高,花青素溶解度加大

D.加温使细胞膜失去控制物质进出功能

【解析】选D。细胞壁是全透性的,也不具有生物活性,其透性与温度无关,A错误;水的颜色逐渐变红是由于沸水使细胞膜失去选择透过性,B错误;高温使细胞膜选择透过性丧失,花青素进入水中,花青素溶解度增大不是水的颜色逐渐变红的原因,C错误;加温使细胞膜失去了控制物质进出的功能,使花青素进入水中,D正确。

4.细胞膜与其完成各种生理功能相适应,极为重要的结构特点是(　　)

A.磷脂排列成双分子层

B.球蛋白分子覆盖或镶嵌于磷脂双分子层中

C.两侧膜物质分子排列不对称

D.膜物质分子的运动使其具有流动性

【解析】选D。细胞膜的主要成分是磷脂和蛋白质,绝大多数的蛋白质和磷脂分子能够运动,体现细胞膜的结构特点是具有一定的流动性。故D正确。

5.对细胞膜结构的探索经历了漫长的历程,下列结论(假说)错误的是(　　)

A.脂溶性物质更易通过细胞膜说明细胞膜的组成成分中含有脂质

B.提取哺乳动物成熟红细胞的脂质铺展成的单分子层面积是红细胞表面积的2倍,说明膜中的脂质分子排列为连续的两层

C.电镜下细胞膜呈清晰的暗—亮—暗三层结构,罗伯特森认为生物膜由脂质—蛋白质—脂质三层结构构成

D.人鼠细胞杂交实验证明细胞膜具有流动性

【解析】选C。根据相似相溶原理,脂溶性物质更易通过细胞膜说明细胞膜的组成成分中含有脂质,A正确;由于哺乳动物成熟红细胞生物膜中只有一层细胞膜,由此脂质铺展成的单分子层面积是红细胞表面积的2倍,说明膜中的脂质分子排列为连续的两层,B正确;电镜下细胞膜呈清晰的暗—亮—暗三层结构,罗伯特森认为生物膜由蛋白质—脂质—蛋白质三层结构构成,C错误;人鼠细胞杂交实验结果是标记了绿色和红色荧光的蛋白质均匀分布,从而证明细胞膜具有流动性,D正确。

二、非选择题(共20分)

6.如图表示细胞膜的亚显微结构模式图,请据图回答:

(1)图中构成细胞膜基本支架的结构是[____]__________________。 

(2)与细胞膜的识别功能有关的结构是[____]__________。 

(3)巨噬细胞吞噬细菌的过程体现了细胞膜具有__________性。 

(4)不同细胞细胞膜的生理功能不同,主要取决于细胞膜上的__________。 

(5)细胞膜的这种结构模型被称为__________________。 

(6)由于__________的分布使细胞膜的结构表现出不对称性。细胞质位于图中的________(填“M侧”或“N侧”)。 

【解析】(1)图中D表示磷脂双分子层,是细胞膜的基本支架。

(2)与细胞膜的识别功能有关的结构是[E]糖蛋白。

(3)巨噬细胞吞噬细菌的过程体现了细胞膜在结构上具有一定的流动性。

(4)蛋白质是生命活动的主要承担者,不同细胞的细胞膜的生理功能不同,主要取决于细胞膜上蛋白质的种类和数量,功能越复杂的细胞,细胞膜上蛋白质的种类和数量越多。

(5)细胞膜的这种结构模型被称为流动镶嵌模型。

(6)由于蛋白质的分布使细胞膜的结构表现出不对称性。图中E糖蛋白位于M侧,为外侧,故细胞质位于图中的N侧。

答案:(1)D　磷脂双分子层  　(2)E　糖蛋白　

(3)流动　(4)膜蛋白　(5)流动镶嵌模型　(6)蛋白质　N 侧

(30分)

一、选择题(共3题,每题6分,共18分)

7.图甲为细胞膜的亚显微结构模式图,图乙为图甲细胞膜的磷脂分子结构模式图。下列叙述错误的是(　　)

A.图甲中的③是细胞膜的基本支架

B.图乙分子可识别“自己”和“非己”的成分

C.图甲中②与细胞的选择吸收有关,①②可作为气味分子的受体并完成信息的传递

D.将图乙平展在水面上,a部分与水面接触

【解析】选B。由题图可知,③为磷脂双分子层,是细胞膜的基本支架,A正确;起识别作用的是细胞膜上的糖被,B错误;图甲中①是糖类分子,②是蛋白质分子,②与细胞的选择性吸收有关,①②形成糖蛋白,与信息交流有关,C正确;a为亲水性的头部,与水面接触,b为疏水性尾部,D正确。

【方法规律】

口诀巧记细胞膜的结构与功能

细胞膜,磷蛋糖,双分子,成支架;

蛋镶嵌,控进出,选择性,膜流动;

糖蛋白,膜外面,信交流,三类型。

8.据最新研究发现,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。分析上述材料体现了细胞膜的哪项功能(　　)

A.细胞膜中磷脂含量越高,功能越复杂

B.细胞膜能控制物质进出细胞

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

【解析】选C。根据题干信息“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”,可知内皮素只有与细胞膜上相应的受体结合后才能发挥作用。细胞膜上的受体识别并与相应的信号分子结合来完成信息传递的过程,属于细胞膜的信息交流功能。

9.细胞膜是系统的边界,下列关于其结构和功能的说法错误的是(　　)

A.在光学显微镜下能够清晰地观察到细胞膜的结构

B.细胞膜中蛋白质种类和数量越丰富,功能越复杂

C.蛋白质可以通过细胞膜运输到细胞外,核酸则不能

D.心肌细胞是高度分化的细胞,其细胞膜也具有流动性

【解析】选A。要在电子显微镜下才能够观察到细胞膜的结构,A错误;细胞膜中蛋白质种类和数量越丰富,功能越复杂,B正确;蛋白质可以通过细胞膜运输到细胞外,核酸是不会运输到细胞外的,C正确;心肌细胞是高度分化的细胞,不能分裂,但其细胞膜具有一定的流动性,D正确。

二、非选择题(共12分)

10.在人体局部发炎时,由发炎部位细胞发出信号,使该处的毛细血管壁细胞表达出膜上的P选择蛋白(一种跨膜蛋白),血浆中的白细胞与毛细血管壁细胞之间识别、黏附并移出血管(如图),最后进入感染部位的组织中,吞噬病原体。据图回答下列问题:

(1)图中②③过程体现细胞膜具有__________的结构特点。 

(2)细胞膜的化学成分主要是________________;不同细胞膜的功能不同,从组成成分分析,主要原因是______________________________________。 

(3)白细胞与毛细血管壁细胞之间能相互识别是因为白细胞膜上的糖被与P选择蛋白有相互识别作用,体现了细胞膜的____________功能。 

【解析】(1)②③过程白细胞的形态发生改变,体现了细胞膜具有流动性的结构特点。(2)细胞膜的化学成分主要是脂质和蛋白质,细胞膜的功能主要由膜上蛋白质的种类和数量决定。(3)由图可知,白细胞与毛细血管壁细胞之间能够相互识别,是因为白细胞膜上的糖被与P选择蛋白有相互识别作用,这体现了细胞膜的信息交流功能。

答案:(1)流动性　(2)脂质和蛋白质　膜上蛋白质的种类和数量不同

(3)信息交流

(20分)

11.研究者用荧光染料对细胞膜上某些分子进行处理,并使膜发出荧光。再用高强度激光照射细胞膜的某区域,使其瞬间被“漂白”,即荧光消失。随后,该漂白区域荧光逐渐恢复,如图1。检测该区域荧光强度随时间的变化,绘制得到荧光漂白恢复曲线,如图2。请回答问题:

(1)细胞膜的主要成分是__________,此外还含有______等物质。构成其结构的基本支架为_____________。实验中通常对膜蛋白进行荧光标记。

(2)细胞膜上被漂白区域的荧光强度得以恢复,推测其可能的原因有:①被漂白物质的荧光会自行恢复;②被漂白区域内外分子________的结果。 

(3)研究发现如果用特定方法去除细胞膜中的胆固醇,膜结构上蛋白质分子停泊的“平台”拆解,漂白区域荧光恢复的时间缩短,说明胆固醇对膜中分子运动具有________作用,该结果支持推测________(填“①”或“②”)。 

(4)最终恢复的荧光强度比初始强度低,可能的原因是什么? ________________

______________________。 

【解析】(1)细胞膜主要由蛋白质、脂质和少量糖类组成;细胞膜的基本支架是磷脂双分子层。

(2)细胞膜上被漂白区域的荧光强度得以恢复,可能是被漂白物质的荧光自行恢复的结果,也可能是被漂白区域内外分子相互运动的结果。

(3)除去细胞膜上的胆固醇,膜结构上蛋白质分子停泊的“平台”拆解,漂白区域荧光恢复的时间缩短,说明胆固醇对膜中分子运动具有限制作用,该结果支持推测②。

(4)最终恢复的荧光强度比初始强度低,可能是荧光强度会自主下降或某些分子处于相对静止状态。

答案:(1)脂质和蛋白质　 糖类　磷脂双分子层

(2)相互运动　(3)限制　②

(4)荧光强度会自主下降或某些分子处于相对静止状态

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