生物膜结构与功能的解析与应用

1 易错点04 生物膜的组成和作用

生物膜的组成和作用，是高考命题的热点之一。命题内容常常以选择题或非选择题形式考查生物膜系统的组成和作用。这类试题具有较强的综合性，而且以结构图或文字设置试题情境，在复习备考中，需要梳理相关知识，加强图文转换练习，切实提高获取信息能力，将知识准确、合理的应用，同时关注易错点，并通过练习加强理解掌握，这样才能通过复习提高得分率。同时还要注意以下细微易错陷阱：

易错陷阱1：生物膜系统的概念。对生物膜系统概念的内涵和外延理解不准确造成错误。常见错误观点：①生物体内的膜结构均为生物膜系统。②原核生物具有生物膜系统。③囊泡不属于生物膜系统。

易错陷阱2：细胞膜具有能量转换的功能。对细胞膜的功能掌握不全面造成错误判断。

易错陷阱3：分泌蛋白和胞内蛋白的判断及参与其合成过程的细胞结构。对消化酶、抗体和一部分蛋白类激素等分泌蛋白和血红蛋白等胞内蛋白的分布部位不清楚造成错误判断。

易错陷阱4：各种膜蛋白的不同功能。对受体、载体等膜蛋白的分布和功能混淆造成错误判断。

易错陷阱5：溶酶体的来源和功能。对溶酶体来源于高尔基体、溶酶体的功能、溶酶体内水解酶需要内质网和高尔基体加工等知识掌握不牢造成错误判断。

易错陷阱6：磷脂分子层数与单双膜的关系。对生物膜流动镶嵌模型结构知识知识掌握不牢造成错误判断。单层膜由一层磷脂双分子层构成，双层膜有两层磷脂双分子层构成。

例题1、（2022 浙江卷·T7）动物细胞中某消化酶的合成、加工与分泌的部分过程如图所示。下列叙述正确的是（ ）

A．光面内质网是合成该酶的场所

B．核糖体能形成包裹该酶的小泡

C．高尔基体具有分拣和转运该酶的作用

D．该酶的分泌通过细胞的胞吞作用实现 2 例题2、（2021八省联考福建卷·T2）下列关于生物膜蛋白的叙述，错误的是

A.小鼠精子和卵细胞之间的识别需要膜蛋白的参与

B.促甲状腺激素只与甲状腺细胞膜上的受体蛋白结合

膜生物学的应用与发展

膜生物学是生物学和物理学交叉的一个分支领域，它研究的是生物体中所有类型的膜，包括细胞膜、内质网膜、线粒体膜、叶绿体膜、高尔基体膜等等。通过对膜的结构、功能和生物学作用的研究，膜生物学为医学、药学、生物技术等领域提供了许多重要的应用和发展。

一、医学中的应用

在医学领域，膜生物学的应用尤为广泛。首先，细胞膜是细胞最重要的结构之一，在许多疾病的发生中都起着关键作用。通过研究细胞膜的组成和功能，可以开发出多种治疗疾病的药物。例如，近年来广泛使用的抗癌药物就是作用于细胞膜的。

其次，细胞膜还是病原体进入细胞的关键通道。研究病原体如何感染宿主细胞的过程，可以帮助科学家开发出更有效的抗病毒、抗菌药物。此外，研究细胞膜还能帮助揭示自身免疫系统的机理，让我们更好地理解我们身体如何对抗外来侵略者。

二、生物技术中的应用

生物技术是通过研究生物体的分子机制，利用生物技术手段进行基因工程、蛋白质表达、代谢工程等操作的一门技术。在生物技术中，膜生物学提供了许多重要的应用，如：

1.细胞分离：利用不同类型细胞膜的特异性，可以将细胞按照膜的性质分离出来，从而得到纯度更高、质量更好的细胞。这对于生物技术研究和医学治疗都非常重要。

2.膜蛋白的结构解析：膜蛋白是细胞膜中最重要的一类蛋白质，它们的结构和功能研究对于开发新型药物具有重要意义。但是，膜蛋白难以表达和结晶，一直是科学家研究的难点。近年来，通过运用结构生物学的手段，科学家们终于在这方面取得了一些重要突破，例如2017年诺贝尔化学奖就颁给了对于结构生物学的贡献人。

三、膜生物学的未来发展趋势

随着科技的进步，膜生物学的研究也在不断深入。以下是膜生物学未来发展的一些趋势：

1.单分子结构和功能：传统的膜生物学研究更强调膜的整体结构和功能，而单分子结构和功能的研究则强调对于单个蛋白质、单个脂质或者小灌注分子的研究，这能够让我们更好地了解它们如何作用于细胞膜，并帮助开发更有效的治疗方法。

第1节 细胞膜的结构和功能

学习目标

素养目标

1．概述细胞膜的成分和功能。

2．了解生物膜结构的探索历程。

3．掌握流动镶嵌模型的基本内容。 1．生命观念——通过图示、示例认知细胞膜的结构和功能，认同结构与功能相适应。

2．科学思维——根据生物膜结构探索过程的有关实验，培养演绎与推理能力。

3．科学探究——体会有关实验的设计方法和原理。

分点突破(一) 细胞膜的功能

基础·落实

1．将细胞与外界环境分隔开

细胞膜将生命物质与外界环境分隔开，使细胞成为相对独立的系统，保障了细胞内部环境的相对稳定。

2．控制物质进出细胞

3．进行细胞间的信息交流

(1)方式

方式 实例

间接交流 激素随血液将信息传递给靶细胞

直接接触 精子和卵细胞之间的识别和结合

形成通道 高等植物细胞之间通过胞间连丝交流信息

(2)意义：如果没有信息交流，生物体不可能作为一个整体完成生命活动。

(3)决定因素：大多与细胞膜的结构有关。

深化·认知

一、在“思考探究”中解惑

1．相邻细胞间如何进行信息交流？距离较远的细胞间如何进行信息交流？ 提示：动物两个相邻细胞的细胞膜可以直接接触，通过膜上的受体进行识别，信息从一个细胞传递给另一个细胞。高等植物细胞之间可以通过胞间连丝相互连接，携带信息的物质通过通道进入另一个细胞，从而实现信息交流。距离较远的细胞间进行信息交流时，发出信息的细胞释放出细胞分泌物(即信号分子，如激素)，信号分子通过体液运输到靶细胞，与靶细胞的细胞膜表面的受体结合，把信息传递给靶细胞。

2．用凉水洗红苋菜，水不变红；煮苋菜汤，汤却是红色的。该现象与细胞膜的功能有什么关系？体现了细胞膜的什么特点？

提示：细胞膜有控制物质进出的功能；体现了细胞膜的选择透过性。

二、在“系统思维”中提能

1．细胞间信息交流的三种主要方式 通过信息分子间接交流 细胞间直接交流 经通道交流

信息交

流方式 通过细胞分泌的化学物质(如激素)间接传递信息 通过相邻两个细胞的细胞膜直接接触传递信息 通过相邻两个细胞之间形成通道传递信息

11

1 细胞膜的结构和功能

时间：45分钟 满分:100分 一、选择题每小题5分，共60分

1．细胞膜功能的复杂程度，主要取决于膜上的( B )

A．磷脂含量 B．蛋白质的种类和数量

C．糖的种类 D．水含量

解析:细胞膜主要由脂质和蛋白质组成，蛋白质是生命活动的主要承担者，因此蛋白质的种类和数量决定细胞膜功能的复杂程度.

2．对细胞膜成分的描述最全面的是（ C ）

A．磷脂、蛋白质 B．脂质、蛋白质

C．脂质、蛋白质和糖类 D．磷脂、蛋白质和糖类

解析:细胞膜的成分主要是脂质和蛋白质，还有2％～10％的糖类。细胞中的脂质主要是磷脂，此外还有少量胆固醇。蛋白质的含量与种类决定细胞膜功能的复杂程度。

3．下列关于细胞膜功能的叙述中，错误的是（ D ）

A．控制物质进出细胞

B．将产生的抗体分泌到细胞外 11

2 C．维持细胞内部环境的相对稳定

D．进行细胞间信息交流，且细胞间各种信息交流方式都离不开细胞膜上的受体

解析：细胞膜具有以下功能：保护性屏障作用，将细胞与外界环境分隔开;控制物质进出细胞；进行细胞间信息交流。植物细胞的胞间连丝贯穿细胞壁，将相邻两细胞细胞质连通在一起，为细胞间物质运输与信息传递的重要通道，这种交流信息的方式和细胞膜上的受体无关。

4．下列关于细胞膜功能的叙述中，不正确的是( C ）

A．细胞间的信息交流大多与细胞膜的结构和功能有关

B．细胞间的信息交流使生物体作为一个整体完成生命活动

C．相邻两个细胞间的信息交流全靠细胞间接触

D．细胞膜能控制物质进出细胞，这种功能是相对的

解析：细胞膜上含有蛋白质和糖类,这是细胞膜进行细胞间信息交流的基础；多细胞生物体是一个繁忙而有序的细胞社会，细胞间的信息交流使生物体作为一个整体完成生命活动;细胞间的信息交流有多种方式，除细胞直接接触传递信息外，还可通过细胞通道进行信息交流；细胞膜可根据生命活动的需要控制物质的进出,但这种控制作用是相对的,细胞不需要的物质，甚至11