2018届高考生物大一轮复习:第二部分 细胞的基本结构与物质运输 课时提升作业 五 2.1
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物质跨膜运输跨膜层数分析授课提示:对应学生用书第37页物质穿膜运输问题是学生解题的难点之一,其原因有两个方面,首先是学生对题目涉及的生物体局部结构不清楚,无从着手,其次是对物质是跨膜还是非跨膜(即膜融合)进出细胞,不能做出正确判断。
另外学生缺乏空间想象能力,不会将生物体局部结构进行放大,并利用图示表示出来。
1.物质在细胞内不同细胞器之间的跨膜分析(1)线粒体与叶绿体之间的跨膜a为O2,b为CO2,由产生场所到利用场所共跨4层膜。
(O2是指叶绿体基质中的氧气,如果题目中指出从产生部位即类囊体腔内则至少跨5层膜)(2)分泌蛋白形成过程中的跨膜问题①内质网上的核糖体合成肽链后直接进入内质网中加工,不跨膜;②蛋白质在内质网中完成初步加工后,经“出芽”形成囊泡与高尔基体融合,不跨膜;③高尔基体对蛋白质进一步加工后,成熟蛋白质也以囊泡形式分泌,并与细胞膜融合,以胞吐方式分泌出细胞,整个过程均不跨膜。
2.血浆、组织液等内环境与细胞之间的跨膜分析(1)几种由单层细胞形成的结构人体中有很多由单层细胞构成的管状或泡状结构,如毛细血管、毛细淋巴管、小肠绒毛、肺泡、肾小球和肾小管等,这些非常薄的结构有利于物质交换,物质透过这些管壁或泡壁时,要经过一层细胞,两层细胞膜。
(2)物质由血浆进入组织液的跨膜葡萄糖、氧气等物质从血浆进入组织液,经过组织处的毛细血管,至少要跨毛细血管壁(一层上皮细胞,共2层细胞膜)。
(3)物质由组织液进入细胞的跨膜物质由组织液进入细胞的跨膜,要分析该物质具体在细胞中被利用的场所,然后计算出跨膜层数。
如上图葡萄糖利用的场所是细胞质基质,因此组织液中的葡萄糖只跨1层膜,进入细胞质基质即被利用。
氧气利用的场所在线粒体内膜上,它要跨3层膜,进入线粒体中被利用。
3.体外环境与血浆之间的跨膜分析物质由体外环境(肺泡、小肠等)进入血浆,至少要跨1层上皮细胞和1层毛细血管壁细胞,即要跨4层膜,才能进入到血浆中。
物质进入血浆后,由循环系统转运到全身各处,该过程是不跨膜的。
[考纲要求] 1.物质出入细胞的方式(Ⅱ)。
2.实验:(1)通过模拟实验探究膜的透性;(2)观察植物细胞的质壁分离和复原。
考点一物质跨膜运输的实例1.渗透系统(1)组成:一个完整的渗透系统,由两个溶液体系以及两者之间的半透膜组成。
(2)渗透作用产生的条件2.动、植物细胞的吸水和失水(1)动物细胞的吸水和失水①原理—|――→“半透膜”细胞膜浓度差细胞质与外界溶液间具有浓度差――→②现象a.外界溶液浓度<细胞质浓度⇒细胞吸水膨胀。
b.外界溶液浓度>细胞质浓度⇒细胞失水皱缩。
c.外界溶液浓度=细胞质浓度⇒水分进出平衡。
(2)植物细胞的吸水和失水(以成熟植物细胞为例)①条件:成熟植物细胞具有中央大液泡。
②原理③现象a.当外界溶液的浓度大于细胞液浓度时,细胞就通过渗透作用失水,植物细胞就发生质壁分离现象。
b.将已发生质壁分离的植物细胞放入清水中,此时细胞液的浓度高于外界清水,植物细胞就吸水,发生质壁分离复原现象。
3.科学家将番茄和水稻分别放在含有Ca2+、Mg2+和SiO4-4的培养液中培养,结果及分析如下:(1)实验结果①不同植物对同种无机盐离子的吸收有差异。
②同种植物对不同无机盐离子的吸收也有差异。
(2)实验结论:植物细胞对无机盐离子的吸收具有选择性。
1.判断常考语句,澄清易混易错(1)渗透作用中膜两侧溶液的浓度指的是质量百分比浓度(×)(2)植物细胞的原生质层包括细胞膜、细胞质和细胞核(×)(3)质壁分离过程中水分子扩散只能单向进行(×)(4)将动物细胞放入一定浓度的外界溶液中,不能发生渗透作用(×)(5)成熟的植物细胞发生质壁分离过程中,细胞的吸水能力逐渐减小(×)(6)无机盐离子都是逆浓度梯度跨膜运输的(×)2.分析命题热图,明确答题要点如图表示正在进行质壁分离的紫色洋葱细胞,请分析:(1)b的颜色和大小如何发生变化?提示颜色逐渐加深;b逐渐变小。
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第二部分细胞的基本结构与物质运输 2.2 细胞器和生物膜系统预测点1。
细胞器的结构与功能1。
溶酶体在细胞内的产生与消化过程如下图,下列叙述错误的是( )A.b是刚形成的溶酶体,它起源于高尔基体B。
c是内质网,d是线粒体,e是包裹线粒体的小泡C。
溶酶体的生命活动所需能量由e内的d提供D。
b和e融合为f的过程体现了生物膜具有一定的流动性【解析】选C。
由题图中各种细胞器的形态可以看出,a是高尔基体,b是刚形成的溶酶体,由高尔基体产生的囊泡形成,A项正确;c是内质网,d是线粒体,e是包裹线粒体的小泡,B项正确;溶酶体的生命活动所需能量不是由e内的d提供,而是由细胞质中的线粒体提供的,C项错误;b和e融合为f的过程体现了生物膜具有一定的流动性,D项正确.预测点2.与细胞器相关的实验2。
下列有关“用高倍显微镜观察叶绿体和线粒体”实验的叙述中,正确的是() A。
撕取菠菜上表皮更容易观察到叶绿体B。
高倍显微镜下观察到叶绿体内部含有基粒C。
在高倍显微镜下观察可以看到线粒体有2层磷脂双分子层D.在高倍显微镜下观察可以看到活细胞的线粒体呈现蓝绿色,而细胞质接近无色【解析】选D。
课时提升作业五细胞膜和流动镶嵌模型(40分钟100分)一、选择题(共11小题,每小题5分,共55分)1.(2017·周口模拟)下列关于真核细胞生物膜的叙述,正确的是( )A.构成生物膜的脂质主要是磷脂、脂肪和胆固醇B.生物膜的功能都是由膜蛋白决定的C.线粒体和叶绿体均可在生物膜上产生ATPD.核糖体上蛋白质的合成与其膜上的酶有关【解析】选C。
构成生物膜的脂质主要是磷脂,A错误;生物膜的功能主要是由膜蛋白决定的,B错误;线粒体内膜和叶绿体类囊体薄膜上均可产生ATP,C正确;核糖体无膜结构,D错误。
【易错提醒】(1)不同种类的细胞,细胞膜的成分及含量不完全相同:如动物细胞膜中含有一定量的胆固醇,而植物细胞膜中则没有。
(2)细胞膜的成分并不是不可变的:如细胞癌变过程中,细胞膜的成分发生变化,糖蛋白含量下降,产生甲胎蛋白和癌胚抗原等物质。
2.(2017·聊城模拟)如图表示各种膜的组成成分含量,该图不能说明的是( )导学号77982264A.构成细胞膜的主要成分是蛋白质和脂质B.膜中的脂质和蛋白质含量的变化与膜的功能有关C.膜的功能越简单,所含蛋白质的数量越少D.膜的功能越复杂,所含糖类的种类和数量越多【解析】选D。
由题图可知,构成人红细胞膜、小鼠肝细胞膜和变形虫细胞膜的成分中,脂质和蛋白质的含量都远远高于糖类,说明构成细胞膜的主要成分是蛋白质和脂质,A正确。
在线粒体内膜和叶绿体类囊体薄膜中,不含糖类,但蛋白质的含量显著高于脂质,这与这些膜结构上附着大量的酶有关,B正确。
对于不同的膜而言,功能不同,蛋白质数量也不同,髓鞘中蛋白质数量最低,其他膜结构中蛋白质数量较高,说明膜的蛋白质数量与功能复杂程度有关,膜的功能越简单,蛋白质数量越少,膜的功能越复杂,蛋白质的种类和数量越多,C正确、D错误。
3.下图是细胞膜的亚显微结构模式图,①~③表示构成细胞膜的成分,有关说法错误的是( )导学号77982265A.②与③是静止不动的B.③构成细胞膜的基本支架C.葡萄糖通过细胞膜需要②的协助D.细胞识别与①糖蛋白有关【解析】选A。
由题图可知,①是糖蛋白,②是蛋白质,③是磷脂双分子层,其中磷脂双分子层构成细胞膜的基本支架,细胞膜中磷脂分子和大多数蛋白质分子是可以运动的,这体现了细胞膜的结构特点,即流动性,故A错误,B正确;葡萄糖通过细胞膜的方式是主动运输或协助扩散,这二者都需要②载体蛋白的协助,C正确;细胞膜上的糖蛋白具有识别功能,D正确。
【延伸探究】只有图中③构成的膜,葡萄糖分子能不能穿过?水分子呢?提示:葡萄糖分子不能穿过,水分子可以。
4.(2017·长沙模拟)下列关于细胞膜的叙述,正确的是( )A.细胞膜的功能只与蛋白质有关B.细胞膜上的糖蛋白具有识别和保护、润滑作用C.用蛋白酶处理细胞膜可改变其组成,不改变其通透性D.多细胞生物体内细胞间功能协调性的实现完全依赖于信息交流【解析】选B。
蛋白质是生命活动的主要承担者,细胞膜的功能主要与蛋白质有关,A错误;细胞膜上的糖蛋白具有识别和保护、润滑作用,B正确;用蛋白酶处理细胞膜会破坏细胞膜中的蛋白质,改变其通透性,C错误;多细胞生物体内细胞间功能协调性的实现依赖于物质和能量的交换及信息交流,D错误。
5.下图1是生物膜的流动镶嵌模型及物质跨膜运输示意图,其中离子通道是一种通道蛋白,通道蛋白是横跨生物膜的亲水性通道,允许适当大小的离子顺浓度梯度通过。
图2表示磷脂在细胞膜内外两侧分布的百分比。
请据图分析下列叙述不正确的是导学号77982266( )A.图1所示生物膜最可能是细胞膜B.丁的化学成分为蛋白质C.物质通过离子通道不需要消耗ATPD.由图1和图2可知,膜脂和膜蛋白在细胞膜上的分布是不对称的【解析】选B。
图1中丁是糖蛋白,分布于细胞膜外表面,故图1所示生物膜最可能是细胞膜,A正确,B错误;由题干信息及图1可知,物质顺浓度梯度通过通道蛋白不消耗ATP ,C 正确;由图1和图2可知,膜的成分在膜上的分布是不对称的,D 正确。
【知识总结】生物膜的结构特点与功能特性6.细胞的膜蛋白具有物质运输、信息传递、免疫识别等重要生理功能。
下列图中,可正确表示不同细胞的膜蛋白及其相应功能的是( )【解题指南】(1)关键知识:细胞膜具有物质运输、信息传递、免疫识别等重要生理功能,主要与膜蛋白有关,如物质运输——载体蛋白,信息传递——受体蛋白等。
受体蛋白具有特异性,如胰高血糖素——胰高血糖素受体,神经递质——神经递质受体,抗原——抗原受体等。
(2)图示错误信息:图A 细胞膜上O 2与血红蛋白结合;图B 抗原与抗体结合;图C胰高血糖素与胰岛素受体结合。
【解析】选D。
本题考查细胞的膜蛋白的分布及其相应功能。
血红蛋白存在于红细胞内,不是在细胞膜上,A项错误;抗原对T淋巴细胞来说是信号分子,通过T淋巴细胞细胞膜上的受体来接受,而不是抗体,B 项错误;受体具有特异性,胰高血糖素应作用于胰岛B细胞上的胰高血糖素受体,而不是胰岛素受体,C项错误;骨骼肌作为反射弧中的效应器,细胞膜上有接受神经递质的受体,同时葡萄糖进入细胞需要载体蛋白协助,D项正确。
7.下图表示细胞膜的结构,下列叙述错误的是( )A.此图在普通光学显微镜下是无法观察到的B.此图无法判断哪侧是膜内,哪侧是膜外C.大多数①与②可以运动,所以形成的细胞膜具有一定的流动性D.若用荧光染料对细胞膜进行标记,一般标记在②上【解析】选D。
题图结构为细胞膜的亚显微结构,在光学显微镜下不能观察到,A正确;题图中没有糖蛋白,无法判断细胞膜的内侧和外侧,B 正确;由于组成细胞膜的磷脂分子和大多数蛋白质分子是可以运动的,因此细胞膜具有一定的流动性,C正确;题图中①是蛋白质分子,②是磷脂双分子层,如果用荧光染料对细胞膜进行标记,一般标记在①蛋白质分子上,D错误。
8.下列有关细胞膜制备及观察的叙述,正确的是( )A.家鸡的红细胞是最佳的实验材料B.若选用洋葱鳞片叶表皮细胞应先用镊子去除细胞壁C.制备细胞膜应先利用吸水涨破法,再利用离心法获取D.可以用高倍镜直接观察【解析】选C。
家鸡的红细胞有核膜和各种细胞器膜,因此不能用家鸡的红细胞为实验材料,A错误;去除植物细胞的细胞壁需使用纤维素酶和果胶酶,B错误;制备细胞膜应选用哺乳动物成熟的红细胞,利用吸水涨破法,再用离心法获得纯净的细胞膜,C正确;用显微镜观察时,需先在低倍镜下找到要观察的目标并移到视野中央后,再用高倍镜观察,D错误。
9.(2017·长沙模拟)下列关于细胞的信息分子及细胞间的信息交流方式的叙述,正确的是( )导学号77982267A.激素类信息分子的跨膜运输都以主动运输方式进行B.植物细胞间的信息交流都是通过胞间连丝来实现的C.吞噬细胞与T细胞之间的信息传递可通过直接接触实现D.精子和卵细胞间的相互识别是通过体液运输方式进行的【解析】选C。
激素类信息分子的跨膜运输方式多样,A错误;高等植物细胞之间的胞间连丝是细胞间物质运输的通道,也是细胞间信息交流的桥梁,但植物细胞也可以通过激素来进行信息交流,B错误;吞噬细胞与T细胞之间的信息传递可通过直接接触实现,C正确;精子和卵细胞之间的识别和结合,属于细胞间的直接交流,D错误。
【易错提醒】A项中激素类信息分子包括蛋白质类激素、氨基酸衍生物类、固醇类等,蛋白质类激素通过胞吐的方式释放,固醇类激素则是通过自由扩散的方式进行。
10.(2017·合肥模拟)下列关于细胞膜结构和功能的叙述,不正确的是( )A.哺乳动物成熟的红细胞内没有核膜、线粒体膜等膜结构,是制备细胞膜的良好材料B.功能越复杂的细胞膜,蛋白质的种类和数量越多C.细胞膜的功能之一是作为系统的边界,维持细胞内部环境的相对稳定D.科研上鉴别死细胞和活细胞常用染色排除法,用台盼蓝染色,活的动物细胞会被染成蓝色【解析】选D。
哺乳动物成熟的红细胞无细胞核和各种细胞器,是制备细胞膜的良好材料,A正确;功能越复杂的细胞膜,蛋白质的种类和数量越多,B正确;细胞膜是系统的边界,能控制物质进出细胞,从而维持细胞内部环境的相对稳定,C正确;利用染色排除法鉴别死细胞和活细胞时,由于活细胞的细胞膜具有选择透过性,使用台盼蓝染色,活的动物细胞不会被染成蓝色,D错误。
11.(能力挑战题)(2017·铁岭模拟)人鼠细胞融合实验是利用不同荧光染料分别标记两种细胞的膜蛋白,一段时间后两种膜蛋白能在杂种细胞膜上均匀分布形成嵌合体。
如图是相关实验记录,据此不能得到的结论是( )A.当温度增加到15℃以上时,膜的流动性发生变化B.该实验证明膜蛋白能够在膜表面运动C.温度对膜蛋白的扩散有影响D.图中数据说明融合时间越长形成的嵌合体越多【解析】选D。
构成细胞膜的磷脂分子和大多数蛋白质分子都是可以运动的,因此膜具有一定的流动性。
嵌合体的形成是两种细胞的膜蛋白发生相对运动的结果,当温度增加到15℃以上时,形成嵌合体的比例明显增大,说明温度对膜蛋白的运动有影响,温度升高,膜蛋白相对运动加剧,细胞膜流动性增强。
图示数据能说明当温度增加到15℃以上时,温度越高形成的嵌合体越多,而不是融合时间越长,形成的嵌合体越多。
二、非选择题(共2小题,共45分)12.(20分)下图是细胞间的3种信息交流方式,请据图回答:导学号77982268(1)图A表示通过细胞分泌的化学物质,随①________到达全身各处,与靶细胞表面的②________结合,将信息传递给靶细胞。
(2)图B表示通过相邻两细胞的________________________,使信息从一个细胞传递给另一个细胞,图中③表示________________________ ____________________________。
(3)图C表示高等植物细胞之间通过④__________相互连接,具有__________的作用。
(4)由以上分析可知:在多细胞生物体内,各个细胞之间都维持功能的协调,才能使生物体健康地生存。
这种协调性的实现不仅依赖于_____________________的交换,也依赖于信息的交流。
【解析】(1)图A表示通过细胞分泌的化学物质,随①血液到达全身各处,与靶细胞表面的②受体结合,将信息传递给靶细胞。
(2)图B表示通过相邻两细胞的细胞膜接触,使信息从一个细胞传递给另一个细胞,图中③表示与膜结合的信号分子。
(3)图C表示相邻两植物细胞之间形成通道④胞间连丝,这说明了植物细胞之间可以进行信息交流。
(4)由以上分析可知:在多细胞生物体内,各个细胞之间都维持功能的协调,才能使生物体健康地生存。
这种协调性的实现不仅依赖于物质和能量的交换,也依赖于信息的交流。
答案:(1)血液受体(2)细胞膜接触与膜结合的信号分子(3)胞间连丝信息交流(4)物质和能量13.(25分)(2017·太原模拟)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,请根据以上信息,完成下列实验设计并分析有关问题。