高三生物第一轮复习第4章专题强化训练生物膜系统的囊泡分泌物和膜蛋白新人教版必修

●备课资料1.中国生物膜研究新进展膜生物学是一门既传统又崭新的交叉学科。

生物膜是由蛋白质、脂类及糖等组成的超分子体系。

几乎所有细胞的重要功能都与生物膜相关。

人类基因组中编码并可表达为蛋白质的基因约为30 000～40 000,据估计,表达的蛋白质中内在膜蛋白也占1/4～1/3。

这些膜蛋白在细胞信号转导、物质运输、能量转换等细胞生命活动中发挥重要作用。

目前知道,有一半以上的药物作用靶标是膜蛋白。

近年来,生物膜研究的创新成果不断涌现,发展迅猛。

由于生物物理学、结构生物学、分子生物学、细胞生物学、生理学等不同学科的广泛交叉,以及分子和细胞生物学技术、膜片钳技术、单分子技术、超敏探测技术、生物膜传感技术、纳米技术和显微成像技术的应用,大大促进和拓宽了膜生物学的发展。

（1）膜蛋白三维结构的研究中国科学院生物物理研究所生物大分子国家重点实验室杨福愉院士及其他专家认为,正在成为研究的热点问题。

（2）物质跨膜运输和跨膜信号转导物质的跨膜运输,特别是蛋白质在细胞内的运输和定位是目前国际研究的热点问题之一。

（3）植物信号转导与光合膜的研究植物细胞的物质运输、光合作用及植物信号转导在生物膜研究领域受到广泛关注。

（4）生物膜与细胞凋亡近10年来细胞凋亡研究取得了突飞猛进的进展,研究表明,细胞凋亡在多种疾病,如肿瘤、神经退行性疾病、心脏病、免疫疾病和艾滋病等疾病的发生中起重要作用。

（5）生物膜与疾病生物膜/膜蛋白的变化与多种疾病直接相关。

线粒体基因组的变异及其编码的氧化磷酸化酶蛋白结构和功能的缺陷和失控都涉及心血管病、老年痴呆、帕金森氏等神经退行性疾病,糖尿病、肿瘤以及衰老和细胞死亡等医学问题,形成了一个线粒体医学新领域。

（6）新技术在生物膜研究中的应用不断涌现的新技术在生物膜研究中起关键作用。

例如研究生物单分子，就是对单个分子进行成像观察、构象变化、动力学、分子操纵以及分子间相互作用的探讨。

（7）仿生物膜的研究用于仿生膜研究的分子组装技术,使得有可能构造出具有表面纳米阵列的生物膜模拟材料,即具有表面纳米阵列的固体支撑磷脂膜。

全国通用2023高中生物第4章细胞的物质输入和输出必考考点训练单选题1、图为某种植物幼苗（大小、长势相同）均分为甲、乙两组后，在两种不同浓度的KNO3溶液中培养时鲜重的变化情况（其它条件相同且不变），下列有关叙述，错误的是（）A．对比两组幼苗鲜重变化，推测乙组KNO3溶液浓度高B．3h时，两组幼苗都处于萎蔫状态C．6h时，甲组幼苗开始吸收K+和NO3-D．12h后，甲组幼苗的鲜重可能超过处理前，乙组幼苗死亡答案：C分析：植物细胞中，细胞膜和液泡膜，以及两层膜之间的细胞质称为原生质层，原生质层相当于一层半透膜，原生质层的伸缩性比细胞壁的大，当外界溶液浓度大于细胞液时，植物细胞会失水，发生质壁分离现象，如果外界溶液中溶质会进入细胞内，则在质壁分离后会发生自动复原；图中甲组幼苗的鲜重先降低后上升，就是发生了质壁分离后又发生自动复原。

A、据图可知，相同时间内，甲组幼苗鲜重减少的比乙组少，细胞失水较少，因此甲组溶液中KNO3溶液浓度低于乙组溶液，A正确;B、3h时，两组幼苗的鲜重都已经下降，说明两组幼苗在两种不同浓度的KNO3溶液中均发生了失水，都处于萎蔫状态，B正确；C、分析题图可知，甲组幼苗鲜重先下降后上升，说明发生质壁分离后自动复原，溶质可以进入细胞，所以从0h起，甲组幼苗根系就开始吸收K+、NO3-，C错误；D、12h后，若继续培养，甲组幼苗根细胞在吸收K+、NO3-，导致细胞液浓度增加，会吸水，所以鲜重可能超过处理前，乙组幼苗会因为长时间失水过多而死亡，D正确。

故选C。

2、将人的红细胞放入不同浓度的氯化钠溶液中，一段时间后，红细胞将会发生不同的变化。

下列叙述正确的是（）A．若放入0 .9%的氯化钠溶液中，没有水分进出细胞，红细胞形态不变B．若放入高于0 .9%的氯化钠溶液中，红细胞失水皱缩，形态改变C．若放入低于0 .9%的氯化钠溶液中，红细胞一定会由于吸水而涨破D．红细胞的细胞膜与半透膜一样，只允许小分子物质通过，大分子不能通过答案：B分析：无机盐主要以离子的形式存在，可以维持细胞的酸碱平衡和细胞的形态。

生物必修1第四章例题例1关于细胞膜的组成、结构、功能之间的关系，逻辑顺序正确的是( )①膜主要由磷脂和蛋白质分子组成②膜具有流动性③膜具有选择透过性④膜内蛋白质和磷脂分子大都是运动的⑤协助扩散、主动运输得以正常进行A．①④②⑤③ B．①②④③⑤ C．①④②③⑤ D．①②④⑤③答案：A解析：结构决定功能，细胞主要由磷脂和蛋白质分子组成，膜内蛋白质和磷脂分子大都是运动的决定了膜具有流动性，保证协助扩散、主动运输得以正常进行，体现了膜具有选择透过性。

例2用洋葱鳞片叶表皮制备“观察细胞质分离实验”的临时装片，观察细胞的变化。

下列有关实验操作和结果的叙述，正确的是( )A．将装片在酒精灯上加热后，再观察质壁分离现象B．在盖玻片一侧滴入清水，细胞吸水膨胀但不会破裂C．用不同浓度的硝酸钾溶液处理细胞后，均能观察到质壁分离复原现象D．当质壁分离不能复原时，细胞仍具有正常生理功能答案：B解析：本题考查观察植物细胞质壁分离与复原实验的操作和结果。

实验过程中不需要对装片加热，A项错。

当KNO3溶液浓度过高时，会使洋葱鳞片叶表皮细胞过度失水而死亡，失去一切正常生理功能，C、D项错。

由于细胞壁的保护作用，植物细胞不会因吸水而涨破，故B项正确。

例3浸入1 mol/L KNO3溶液中的洋葱表皮细胞，会发生质壁分离和质壁分离复原的现象。

在此过程中，物质出入细胞的方式先后有( )A．主动运输和自由扩散 B．自由扩散和主动运输C．自由扩散、协助扩散、主动运输 D．自由扩散、主动运输、自由扩散答案：D 解析：洋葱表皮细胞浸入1mol/L的KNO3溶液中，会先发生质壁分离，此过程中水分子以渗出细胞为主——自由扩散，后来KNO3进入细胞——主动运输；质壁分离复原，此过程水分子又以进入细胞为主——自由扩散。

生物必修1第四章习题1．将下列细胞或细胞器置于蒸馏水中，不．会破裂的是( )A．红细胞B．叶绿体C．线粒D．洋葱表皮细胞2．下图表示某植物相邻的3个细胞，其细胞液浓度依次为甲＞乙＞丙，正确表示它们之间水分子渗透方向的是( )A B C D3．用洋葱鳞片叶表皮制备“观察细胞质壁分离实验”的临时装片，观察细胞的变化。

第4章细胞的物质输入和输出第2节生物膜的流动镶嵌模型、物质跨膜运输的方式【高考目标导航】物质出入细胞的方式【基础知识梳理】一、对生物膜结构的探索历程1、19世纪末，欧文顿根据脂溶性物质更容易通过细胞膜，提出膜是由脂质组成的。

2、20世纪初，化学分析表明，膜的主要成分是脂质和蛋白质。

3、1925年，荷兰科学家得出结论：细胞膜中的脂质分子排列为连续的两层。

4、20世纪40年代，科学家推测脂质两边各覆盖着蛋白质。

5、1959年，罗伯特森认为生物膜由蛋白质—脂质—蛋白质三层结构构成。

6、1970年，人鼠细胞杂交实验表明，细胞膜具有流动性。

7、1972年，桑格和尼克森提出的生物膜的流动镶嵌模型为大多数人所接受。

二、生物膜流动镶嵌模型的基本内容1、结构（1）基本支架：磷脂双分子层。

特性：头部亲水，尾部疏水；排列：尾相对。

（2）蛋白质分布：①镶在磷脂双分子层表面②部分或全部嵌入磷脂双分子层中③贯穿整个磷脂双分子层（3）糖被：组成，蛋白质+糖类；分布，细胞膜的外表面；功能，具有保护、润滑和识别作用2、结构特点：具有一定的流动性。

原因是组成膜的磷脂分子和大多数蛋白质分子都是可以运动的。

3、功能特点：具有选择透过性。

三、物质跨膜运输的方式1、离子和小分子物质的运输方式（1）被动运输：①自由扩散：不需要载体蛋白和能量，如水、CO2、O2、甘油、乙醇、苯等。

②协助扩散：需要载体蛋白，但不需要能量，如红细胞吸收葡萄糖。

动力：浓度差。

（2）主动运输：既需要载体协助，又需要消耗能量，如细胞吸收K＋、Na＋、Ca2＋、氨基酸等。

动力：能量（ATP提供）。

2、大分子物质的运输方式大分子物质以胞吞和胞吐方式进出细胞。

【要点名师透析】一、生物膜的组成结构及功能间的关系1、生物膜的流动镶嵌模型(1)细胞膜中的脂质除磷脂外，还有一些糖脂和胆固醇。

(2)糖脂和糖蛋白都分布于细胞膜的外表面。

(3)脂质和蛋白质分子并不是均匀分布的，而是呈不对称性分布。

第2、3节生物膜的流动镶嵌模型物质跨膜运输的方式 1、1972 年， 和 提出了细胞膜的模型。

2、流动镶嵌模型的主要内容：（1）构成了膜的基本 ； （2） 有的 在磷脂双分子层表面，有的 ，有的（3）糖类有的以 形式存在（起保护和润滑作用， 与细胞之间的 密切相关） 有的以 ___________ 形式存在。

3、 膜的结构特点： __________________ ,原因是构成膜的 ___________ 和 ____________ 分子是可以运动的。

影响因素： ________________________实例： ______________ ； ______________ ； ______________ ； ____4、 物质出入细胞的方式有下列方式（1）小分子物质、离子等—— ____________方式举例 特 点 影响因素被 动 运 输主动运输 （2）大分子物质和细菌、病毒等一一 _____________包括胞吞（如 __________ ）和胞吐（如 ______________ ），需要消耗 ___________ 提供的能量。

5、膜的功能特点： _________________________练习：1、线粒体DNA 上的基因所表达的酶与线粒体功能有关。

若线粒体DNA 受损伤，则下列细胞 小肠上皮细胞吸收水 肺泡细胞吸收氧气（简单扩散）和协助扩散进入细胞，如果以人工合成的 无蛋白磷脂双分子膜代替细胞膜，并维持其它条件不变，则A.甲运输被促进 B . 乙运输被促进 C.甲运输被抑制D.乙运输被抑制 3、已知在离体的番茄根吸收 X 与氧分压的关系实验中， 当氧分压为5-10%时，K +吸收量达到最高值，之后氧分压继续提高，一直到100% £的吸收量不再增加。

对此，合理的理解是：A.氧分压高抑制主动运输 B. 氧分压高影响载体活动 C.外界溶液中X 减少 D.载体不会增加 4、下列关于生物膜的叙述，不正确的是A. 细胞完成分化以后，其细胞膜的通透性稳定不变B. 膜的流动性是细胞生物膜相互转化的基础C. 特异性免疫系统通过细胞膜表面的分子识别“自己”和“非已”D. 分泌蛋白质合成越旺盛的细胞，其高尔基体膜成分的更新速度越快5、 用洋葱鳞片叶表皮制备“观察细胞质壁分离实验”的临时装片，观察细胞的变化。

【优化方案】高考生物一轮复习第四章第1节物质跨膜运输的实例知能演练强化闯关（含解析）新人教版必修11．某同学设计了如图所示的渗透作用实验装置，实验开始时长颈漏斗内外液面平齐，记作零界面。

实验开始后，长颈漏斗内部液面的变化趋势为( )注：坐标原点表示零界面。

解析：选A。

根据图示，烧杯中的液体为蔗糖溶液，长颈漏斗中的液体为蒸馏水。

故在单位时间内，由漏斗中进入烧杯中的水分子比烧杯中进入漏斗中的水分子要多，故开始时液面快速下降；随着烧杯中蔗糖溶液浓度降低，漏斗内部液面下降减慢；当进出水分子相等时，液面不再下降。

2．(·豫北五校教学质量检测)在一个新鲜萝卜中挖一凹槽，在凹槽中加入浓盐水，一段时间后，萝卜变软，凹槽中水分增多。

下列图示的实验与此实验原理差异最大的是( )解析：选B。

题干描述的实验的原理是渗透作用。

A图表示质壁分离与复原、C图表示典型的渗透作用装置、D图表示动物细胞吸水与失水，原理都是渗透作用。

而B图中的酵母菌进行无氧呼吸，产生的CO2使有色液滴移动，其原理是细胞呼吸。

3．(·高考上海卷)相对细菌和植物细胞而言，动物细胞离体培养更需关注培养基的渗透压，这是因为动物细胞( )A．没有细胞壁，对培养基的渗透压更敏感B．渗透压远高于细菌或植物细胞的渗透压C．没有成熟大液泡，渗透压调节能力差D．生长缓慢，各生长阶段对环境的渗透压要求不同解析：选A。

本题考查渗透压与渗透吸水、维持细胞形态和功能的内在联系等方面的知识。

细胞内外液的渗透压之差是细胞吸水或失水的动力。

动物细胞与植物细胞相比没有细胞壁的保护，容易因过多吸水而涨破，A选项正确。

4．(·安徽黄山七校联考)用酶解法除去新鲜紫色洋葱鳞片叶的外表皮细胞的细胞壁得到原生质体，将其置于0.3 g/mL的蔗糖溶液中，一段时间后，原生质体一定不．发生( )A．质壁分离B．渗透失水C．颜色加深D．吸水力增大解析：选A。

将植物细胞除去细胞壁而得到的原生质体放在0.3 g/mL的蔗糖溶液会发生失水，液泡颜色加深，随着进一步失水，细胞液的浓度增大，吸水力增大，由于细胞壁不存在，看不到质壁分离现象。

单元高效整合———————[总揽全局]———————————[精要填充]——①DNA复制和有关蛋白质合成②着丝点分裂③纺锤体④4N⑤2N⑥联会→四分体→同源染色体分离⑦着丝点分裂⑧2N⑨N⑩基因选择性表达⑪含有本物种全套遗传物质⑫原癌基因和抑癌基因发生突变⑬易扩散和转移⑭酶的活性⑮基因控制细胞编程性死亡⑯维持内部环境的稳定规范答题| 挖掘错因防范支招[典题示例]中国水仙是传统观赏花卉，由于其高度不育，只能进行无性繁殖，因而品种稀少。

为了探究中国水仙只开花不结实的原因，有研究者开展了染色体核型分析实验，先制作了临时装片进行镜检、拍照，再对照片中的染色体进行计数、归类、排列，主要步骤如下：请回答下列问题：剪取新生的根尖→卡诺固定液固定→1 mol·L－1HCl解离→清水漂洗→卡宝品红染色→制片压片→镜检拍照→核型分析(1)选取新生根尖作为实验材料的主要原因是__________，实验过程中用1mol·L－1HCl解离的目的是____________________，卡宝品红染色的目的是________________________。

(2)镜检时，应不断移动装片，以寻找处于__________期且染色体分散良好的细胞进行拍照。

(3)由下图核型分析结果，得到推论：中国水仙只开花不结实的原因是______________________________，为进一步验证上述推论，可以优先选用__________作为实验材料进行显微观察。

[考生样卷]考生甲：考生乙：[错因分析]甲考生第(1)问第一空只答“新生根尖有分生区”，没有答出“根尖分生区细胞分裂旺盛”，答案不完善。

第二空和第三空答“解开细胞”和“染染色体”，用语不规范。

第(3)问第一空只答出“中国水仙是三倍体”，没有答出为什么三倍体不育的原因，答案不完整。

乙考生第(1)问第一空答“解离细胞”，没有答出解离的目的。

第(3)问第一空答“染色体不能联会，不能产生生殖细胞”，而是“不能产生正常的生殖细胞”。