2020年人教版高中生物必修1课时跟踪检第四章细胞的物质输入和输出第4章　第2节Word版 9页

第 4 章 第 2 节 生物膜的流动镶嵌模型 课下提能 一、选择题 1．对生物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是由脂质组成的 B．提取哺乳动物成熟红细胞的脂质铺展成的单分子层是红细胞表面积的 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—脂质三层构成 D．人鼠细胞融合实验证明细胞膜具有流动性 解析：选 C 根据相似相溶的原理，脂溶性物质更易通过细胞膜说明细胞膜 是由脂质组成的，A 正确；哺乳动物成熟红细胞膜结构中只有一层细胞膜，脂质 铺展成的单分子层是红细胞表面积的 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—蛋白质三层构成，C 错误；人鼠细胞融合实验证明细胞膜具有 流动性，D 正确。 2．罗伯特森的关于生物膜模型的构建：所有的生物膜都由蛋白质—脂质— 蛋白质三层结构构成，电镜下看到的中间的亮层是脂质分子，两边的暗层是蛋白 质分子。这一观点的局限性主要在于( ) A．不能解释生物膜的化学组成 B．不能解释生物膜成分的相似性 C．不能解释脂质类物质较容易跨膜运输 D．不能解释变形虫的变形运动 解析：选 D 罗伯特森的生物膜模型解释了生物膜的化学组成是脂质和蛋白 质，A 不符合题意；罗伯特森的生物膜模型解释了生物膜的成分是相似的，B 不 符合题意；凡是可以溶于脂质的物质，比不能溶于脂质的物质更容易通过细胞膜 进入细胞，说明膜的成分中含有脂质，C 不符合题意；罗伯特森把生物膜描述为 静态的统一结构，不能解释变形虫的变形运动，D 符合题意。 3．下列关于细胞膜的结构和功能特性的叙述中，错误的是( ) A．组成细胞膜的各种成分大多可以运动 B．白细胞能吞噬某些细菌，这说明细胞膜具有选择透过性 C．不同细胞对同一种物质的吸收量不同 D．细胞膜由两层磷脂分子构成 解析：选 B 白细胞能吞噬某些细菌，主要体现了细胞膜具有流动性的结构 特点。 4．细胞膜的重要成分之一是磷脂，这与磷脂分子的头部亲水、尾部疏水的 性质有关。某研究小组发现植物种子细胞以小油滴的方式贮存油，每个小油滴都 由磷脂膜包裹着，该磷脂膜最可能的结构是( ) A．由单层磷脂分子构成，磷脂的头部向着油滴 B．由两层磷脂分子构成，两层磷脂的尾部相对 C．由两层磷脂分子构成，两层磷脂的头部相对 D．由单层磷脂分子构成，磷脂的尾部向着油滴 解析：选 D 由于磷脂分子头部亲水，尾部疏水，而细胞中的小油滴疏水， 外部溶液亲水，所以磷脂膜应该由单层磷脂分子构成，头部在外，尾部向着油滴。 综上所述，A、B、C 错误，D 正确。 5．(2019·安徽合肥高三质检)细胞膜在细胞的生命活动中具有重要作用，下 列相关叙述正确的是( ) A．载体蛋白是镶嵌在细胞膜外表面的蛋白质 B．细胞膜内外两侧结合的蛋白质种类有差异 C．磷脂双分子层不能体现细胞膜的选择透过性 D．细胞膜上的受体是细胞间信息交流所必需的 解析：选 B 载体蛋白有的嵌入磷脂双分子层，有的贯穿整个磷脂双分子层； 细胞膜内外两侧的蛋白质种类不一样，如细胞膜外侧具有有识别作用的糖蛋白， 细胞膜内侧没有；脂溶性小分子物质可以优先通过磷脂双分子层，而细胞不需要 的其他小分子则不能通过，因而磷脂双分子层与细胞膜的选择透过性有关；有些 受体不是位于细胞膜上，而是位于细胞质或细胞核内。 6．借助电子显微镜观察细胞膜，可以看到两条暗带中间夹一条明带，那么 关于对这两条暗带和一条明带的化学成分的说法最准确的是( ) A．两条暗带的成分是蛋白质，明带的成分是脂质 B．明带的成分是蛋白质，两条暗带的成分是脂质 C．两条暗带的主要成分是蛋白质，明带的主要成分是脂质 D．明带的主要成分是蛋白质，两条暗带的主要成分是脂质 解析：选 C 蛋白质分子较大，对电子束的吸收能力较强，在电镜下显示为 暗带；脂质分子较小，对电子束的吸收能力较弱，在电镜下显示为明带。 7．在处理污水时，人们设计出一种膜结构，它可以将有毒的重金属离子阻 挡在膜的一侧，用这种膜对水进行过滤，这是模拟生物膜的功能特性，该特性是 ( ) A．全透性 B．选择透过性 C．流动性 D．高效性 解析：选 B 人工膜有选择地将有毒重金属离子阻挡在膜的一侧，降低有毒 重金属离子对水的污染，模拟细胞膜控制物质进出细胞的功能，体现了生物膜的 功能特性即具有选择透过性。综上所述，B 符合题意，A、C、D 不符合题意。 8．下列关于生物膜结构和功能的叙述，正确的是( ) A．细胞核、线粒体和叶绿体都具有双层膜，所以它们的通透性是相同的 B．因为生物膜具有流动性，所以组成膜的各种化学成分在膜中是均匀分布 的 C．所有生物膜的结构由外到内依次是糖被、蛋白质、磷脂双分子层 D．生物膜在结构和功能上的紧密联系，是细胞成为一个有机整体的必要条 件 解析：选 D 细胞核、线粒体和叶绿体都具有双层膜，但它们的通透性不同， 如核孔可以让蛋白质和 RNA 通过，A 项错误；生物膜的基本支架是磷脂双分子 层，在其上面有平铺、贯穿、镶嵌的蛋白质分子，生物膜外侧还有糖蛋白，故组 成膜的各种化学成分在膜中不是均匀分布的，B、C 两项错误；生物膜在结构和 功能上的紧密联系，是细胞成为一个有机整体的必要条件，D 项正确。 9．下图是细胞膜的亚显微结构模式图，①～③表示构成细胞膜的物质，有 关说法错误的是( ) A．细胞膜主要由②和③组成 B．细胞识别与①有关 C．细胞膜的各种成分是静止不动的 D．可以选用猪的红细胞制备纯净的细胞膜 解析：选 C 图中②是蛋白质，③是磷脂双分子层，细胞膜主要由蛋白质和 磷脂双分子层组成，A 正确；①糖蛋白与细胞表面的识别有密切关系，B 正确； 磷脂双分子层是轻油般的流体，具有流动性，大多数蛋白质分子也是可以运动的， C 错误；选用哺乳动物成熟的红细胞制备细胞膜，因为其没有细胞核和众多的细 胞器，容易制备纯净的细胞膜，D 正确。 10．(2019·湖南师大附中高一期末)下图 X、Y、Z 是细胞中的三种有机化合 物，X 是细胞生命活动所需的主要能源物质，Y、Z 为构成细胞膜的成分。下列 有关说法正确的是( ) A．细胞膜外表面通常含有糖蛋白 B．胆固醇可优先通过细胞膜进入细胞内，与 Y 有关 C．细胞膜会被蛋白酶分解，说明组成细胞膜的物质中有 Z D．细胞膜上的 Z 是可以运动的，而 Y 是静止的 解析：选 A 糖蛋白只分布在细胞膜外表面，与细胞的识别有密切关系，同 时具有信息交流、保护、润滑等作用，A 正确；胆固醇是脂质，其可优先通过细 胞膜进入细胞内部，这与膜上的磷脂分子有关，而图中 Y 物质是蛋白质，B 错 误；细胞膜会被蛋白酶分解，说明组成细胞膜的物质中有 Y 物质，C 错误；构 成细胞膜的大部分 Y 和 Z 都是可以运动的，D 错误。 11．(2019·湖北武汉期中)荧光漂白恢复技术在细胞生物学中具有重要的应 用，包括三个步骤：绿色荧光染料与膜上的蛋白质结合，细胞膜上呈现一定强度 的绿色；激光照射猝灭(漂白)膜上部分绿色荧光；检测猝灭部位荧光再现速率。 实验过程如下图甲，结果如图乙。下列说法错误的是( ) A．该技术说明细胞膜具有一定的流动性 B．应用该技术可以测定膜上单个蛋白质的流动速率 C．降低实验温度，漂白区域荧光强度恢复到 F2 的时间将延长 D．理论分析，漂白区域恢复足够长的时间荧光强度 F2 仍小于 F1 解析：选 B 猝灭部位荧光能够再现，是因为膜具有一定的流动性，其他部 位有荧光的蛋白质能够移动到猝灭部位，因此，该技术的理论基础是细胞膜具有 一定的流动性，A 正确；该技术只能测定膜上各部位的荧光，并不能定位某一个 蛋白质分子，因此，不能测定膜上单个蛋白质的流动速率，B 错误；降低实验温 度，分子运动速率降低，漂白区域荧光强度恢复到 F2 的时间将延长，C 正确； 由于激光照射猝灭时一部分荧光会消失，因此，漂白区域恢复足够长时间后，其 荧光强度 F2 仍小于漂白前的荧光强度 F1，D 正确。 12．(2019·西安高一检测)对某动物细胞进行荧光标记实验，如图所示，其基 本过程为： ①用某种荧光材料标记该动物细胞，细胞表面出现荧光斑点； ②用激光束照射该细胞表面的某一区域，该区域荧光消失； ③停止激光束照射一段时间后，该区域的荧光逐渐恢复，即又出现了荧光斑 点。 该实验不能说明( ) A．细胞膜具有流动性 B．荧光染料能与细胞膜组成成分结合 C．根据荧光恢复的速率可推算出物质跨膜运输的速率 D．根据荧光恢复的速率可推算出膜中蛋白质或脂质的流动速率 解析：选 C 刚开始消失，过一段时间后荧光又出现，说明细胞膜具有流动 性，也能说明荧光染料能与细胞膜组成成分结合，A、B 项正确；根据荧光恢复 的速率只能推算出膜中蛋白质或脂质的流动速率，不能推算出物质跨膜运输的速 率，C 项错误，D 项正确。 二、非选择题 13．如图为细胞膜结构示意图，请据图回答下面的问题： (1) 图 中 2 和 3 表 示________________ ； 1 和 2 构 成 ________ ； 4 表 示 ________________，它构成了细胞膜的基本支架。 (2)在低温下，结构 4 排列整齐，但温度上升后，会出现排列不整齐的现象， 其厚度也会减小，这说明 4 结构特点是具有________________性。 (3)________侧表示细胞外侧。 (4)对生物膜结构的探索历程中，欧文顿发现凡是可以溶于脂质的物质，比 不 能 溶 于 脂 质 的 物 质 更 容 易 通 过 细 胞 膜 进 入 细 胞 ， 于 是 他 提 出 ______________________；后来在新的观察和实验证据基础上，桑格和尼克森提 出的________模型为大多数人所接受。 解析：(1)图中 1 为糖蛋白的多糖链，2 为糖蛋白的蛋白质分子，3 为蛋白质 分子；1 和 2 构成糖蛋白；4 为磷脂双分子层，它构成了细胞膜的基本支架。(2) 在低温下，结构 4 排列整齐，但温度上升后，会出现排列不整齐的现象，其厚度 也会减小，这说明细胞膜结构特点是具有一定的流动性。(3)因 A 侧有糖蛋白， 故 A 为细胞外侧。(4)欧文顿发现凡是可以溶于脂质的物质，比不能溶于脂质的 物质更容易通过细胞膜进入细胞，于是他提出膜是由脂质组成的；后来在新的观 察和实验证据基础上，桑格和尼克森提出的流动镶嵌模型为大多数人所接受。 答案：(1)蛋白质分子 糖蛋白 磷脂双分子层 (2)一定的流动 (3)A (4)膜是由脂质组成的 流动镶嵌 14．用不同的荧光染料标记的抗体，分别与人细胞和小鼠细胞的细胞膜上的 一种抗原物质结合，使两类细胞分别产生红色和绿色荧光。当这两种细胞融合成 一个细胞时，开始时一半呈绿色，一半呈红色。但在 37 ℃下保温 40 min 后，两 种颜色的荧光点就呈均匀分布(如图)。据图回答下列问题： (1)人和小鼠细胞细胞膜表面的抗原属于构成膜结构的________。 (2)融合细胞表面两类荧光染料分布的动态变化，表明了组成细胞膜的 ________等分子是可以运动的，由此可以证实关于细胞膜结构“模型”的观点是 成立的。 (3) 融 合 细 胞 表 面 两 类 荧 光 染 料 最 终 均 匀 分 布 ， 原 因 是 ____________________，这表明细胞膜的结构特点是具有________________。 (4)如果该融合实验在 20 ℃条件下进行，则两种表面抗原均匀分布的时间将 大大延长，这说明_________________________________________。若在 0 ℃条 件下培养 40 min，则发现细胞仍然保持一半发红色荧光，另一半发绿色荧光。对 这一现象的合理解释是________________________________________。 解析：(1)细胞膜的主要成分是蛋白质和脂质，能与荧光染料标记的抗体结 合的应是膜上的蛋白质分子，即题中所谓的“抗原”。(2)荧光染料标记的抗体 与抗原结合，荧光染料分布的动态变化，说明组成细胞膜的蛋白质分子可以运动， 由此可以证实细胞膜中物质能够运动的观点是成立的。(3)构成膜结构的磷脂分 子和蛋白质分子大都可以运动，细胞膜的结构特点是具有一定的流动性。(4)低 温条件下膜上蛋白质分子均匀分布的时间延长，说明蛋白质分子运动速率随温度 的降低逐渐减慢；0 ℃条件下培养 40 min，则发现细胞仍然保持一半发红色荧光， 另一半发绿色荧光，表明细胞膜的流动性特点只有在适宜的条件下才能体现。 答案：(1)蛋白质 (2)蛋白质 (3)构成膜结构的磷脂分子和蛋白质分子大都可以运动 一定的流动性 (4)随环境温度的降低，膜上蛋白质分子的运动速率减慢 细胞膜的流动性 特点只有在适宜的条件下才能体现 15．(2019·湖南长沙高一期中)现有人的成熟红细胞、人的口腔上皮细胞、蛙 的红细胞、鸡肝研磨液等生物材料及相关用具，请根据以上材料，完成下列实验 设计并分析有关问题。 (1)为获得纯净的细胞膜，应选取上述材料中的________________做实验。 (2)科学家将膜结构中的磷脂分子提取出来，铺在水面上，测得磷脂占有面 积为 S，那么该细胞膜的表面积约为________。 (3)有人发现，在一定温度条件下，细胞膜中的磷脂分子均垂直排列于膜表 面。当温度上升到一定程度时，细胞膜的磷脂分子有 75%排列不整齐，细胞膜厚 度变小，而膜的表面积扩大，膜对离子和分子的通透性提高。对上述实验现象合 理的解释是________________________。 (4)细胞膜具有控制物质进出的功能，请根据以下材料设计实验，验证膜的 选择透过性。 材料：红玫瑰、质量分数为 15%的盐酸、蒸馏水、培养皿、量筒。 实验步骤： ①_________________________________________________________。 ②_________________________________________________________。 ③________________________________________________________。 解析：(1)为获得纯净的细胞膜要选择人的成熟红细胞，因为该细胞除了细 胞膜外，无各种细胞器膜和核膜的干扰，能获得较为纯净的细胞膜。(2)生物膜 的基本支架是磷脂双分子层，科学家将膜结构中的磷脂分子提取出来，铺在水面 上，测得磷脂占有面积为 S，那么该细胞膜的表面积约为 S/2。(3)构成细胞膜的 磷脂分子是可以运动的，温度上升会使磷脂分子运动速率加快，使细胞膜的厚度 变小，膜的表面积扩大，膜对离子和分子的通透性提高，体现细胞膜具有一定的 流动性。(4)验证细胞膜具有控制物质进出的功能，根据提供的材料，可知实验 原理为活细胞的细胞膜有选择透过性，细胞中色素不会到细胞外，死细胞的细胞 膜没有选择透过性，细胞中色素会到细胞外。故自变量为盐酸(使细胞死亡)，因 变量为花瓣的颜色及溶液的颜色变化(色素是否到细胞外)，无关变量要控制等 量。实验步骤：①取 2 个培养皿，编号甲、乙；②甲培养皿中加入适量盐酸，乙 培养皿中加入等量蒸馏水；③向甲、乙培养皿中放入等量的红玫瑰花瓣，观察培 养皿中液体颜色变化。 答案：(1)人的成熟红细胞 (2)S/2 (3)细胞膜具有一定的流动性 (4)①取 2 个培养皿，编号甲、乙 ②甲培养皿中加入适量盐酸，乙培养皿 中加入等量蒸馏水 ③向甲、乙培养皿中放入等量的红玫瑰花瓣，观察培养皿中 液体颜色变化