高三生物一轮复习 第2、3节 生物膜的流动镶嵌模型物质跨膜运同步 新人教版

第2、3节生物膜的流动镶嵌模型物质跨膜运输的方式1.2.3.4.(1)糖被只分布在细胞膜外表面，这是判断物质进还是出细胞膜的标志。(2)由于蛋白质具有结构特异性和功能多样性，因此膜的不同部位尽管结构一样，但功能可能不一样。5.6.7.消耗能量的运输方式一定是主动运输吗？提示：不一定。胞吞、胞吐也需要消耗能量。8.1.不同植物间不能完成传粉过程，原因之一是不同植物的花粉和柱头细胞间不能相互“识别”，使花粉管不能萌发。这一现象最可能与柱头细胞的哪种物质有关()A.硼B.磷脂双分子层C.糖蛋白D.蛋白质【解析】选C。细胞间的识别与糖蛋白有关，糖蛋白位于细胞膜的外表面，具有特异性识别作用。9.2.(2011·厦门模拟)已知某种物质通过细胞膜的方式如图所示，则下列物质与其有相同运输方式的是()A.H2OB.K+C.甘油

D.脂肪酸【解析】选B。图示为主动运输过程，所给选项中只有K+能通过主动运输方式运输，其他物质均通过自由扩散方式运输。10.3.某物质能从低浓度向高浓度跨膜运输，该过程()A.没有载体蛋白参与B.为自由扩散C.为协助扩散D.为主动运输【解析】选D。凡逆浓度梯度的运输方式，一定是主动运输，在此过程中还需载体蛋白的协助和提供能量。11.4.(2011·泰安模拟)细胞质核糖体合成的DNA聚合酶要进入细胞核内参与DNA的复制，其进入方式是()A.自由扩散B.协助扩散C.主动运输D.非跨膜运输【解析】选D。DNA聚合酶通过核孔进入细胞核内，为非跨膜运输。12.5.如图为物质出入细胞膜的示意图，请据图回答：(1)A代表________；B代表________；D代表________。(2)细胞膜的基本支架是_________。(3)细胞膜的结构特点是_________。(4)图中代表主动运输的是编号______。可能代表氧气转运过程的是图中编号______；葡萄糖从血浆进入人的红细胞的过程是图中编号______。13.(5)欲获得纯净的细胞膜以研究其结构与功能，请完成以下问题：①选取人体的______作为获取细胞膜纯净物的来源。A.成熟红细胞B.神经细胞C.白细胞D.口腔上皮细胞②将选取的上述材料放入______中，由于渗透作用，一段时间后细胞将破裂。14.③有实验表明，将两种不同的海绵动物的细胞分散成单个的，然后将这些细胞掺在一起混合培养，发现只有同种的细胞才能结合。在这个细胞识别过程中，起作用的是细胞膜上的________。④1925年，科学家用丙酮提取细胞膜的磷脂，并将它在空气—水界面上展开时，这个单层分子的面积相当于原来细胞表面积的两倍，由此可以认为细胞膜由______组成。15.【解析】(1)、(2)考查细胞膜的分子结构。细胞膜的化学组成成分主要是蛋白质分子和磷脂分子，膜中间的磷脂双分子层构成细胞膜的基本支架，蛋白质分子有的镶在磷脂双分子层表面，有的部分或全部嵌入磷脂双分子层中，有的贯穿于整个磷脂双分子层。在细胞膜外表面还有链状的多糖分子，大多和蛋白质结合成为糖蛋白，也可和脂质分子结合成糖脂。(3)考查细胞膜的结构特点。磷脂双分子层和蛋白质分子均处于动态变化之中，因此细胞膜具有一定的流动性。16.(4)需要辨析主动运输和被动运输的概念，同时考查处理图示信息的能力。在a～e五个过程中，b、c、d表示物质从浓度高的一侧向浓度低的一侧转运，不需要消耗能量，故是被动运输；a、e表示物质从浓度低的一侧向浓度高的一侧运输，需要载体蛋白、需要消耗能量，故是主动运输。氧气跨膜是自由扩散，所以为b所示转运过程，葡萄糖从血浆进入人的红细胞的过程是协助扩散，所以为d所示转运过程。(5)欲获得纯净的细胞膜多选择人体成熟的红细胞，放入清水中吸水涨破。同种细胞的识别过程是细胞膜上的糖蛋白在起作用。由于细胞膜的磷脂分子的单层面积相当于原来细胞表面积的两倍，因此推断细胞膜是由两层磷脂分子组成的。17.答案：(1)蛋白质分子磷脂双分子层多糖(2)B或磷脂双分子层(3)具有一定的流动性(4)a、ebd(5)①A②清水(或蒸馏水)③糖蛋白④两层磷脂分子18.19.一、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。20.2.生物膜的结构特点——具有一定的流动性(1)结构基础：构成膜的磷脂分子和大多数蛋白质分子是运动的。(2)实例证明：质壁分离与复原、变形虫运动、胞吞和胞吐、白细胞的吞噬作用等。(3)膜的流动性受温度影响，在一定温度范围内，随温度升高，膜的流动性加快。21.3.生物膜的组成、结构、功能关系图解22.(1)细胞膜组成中的蛋白质有部分起载体作用，由于其特异性和数量的多少，决定了其运输物质的种类和数量。(2)流动性是细胞膜结构的固有属性，无论细胞是否与外界发生物质交换关系，流动性总是存在的，而选择透过性只在完成物质交换功能时才能体现出来。23.【例证1】(2011·聊城模拟)如图表示细胞膜的亚显微结构，其中a和b为物质的两种运输方式。下列对细胞膜结构和功能的叙述，错误的是24.A.若图示为肝细胞膜，则尿素的运输方向是Ⅱ→ⅠB.细胞间的识别、免疫、细胞的癌变与①有密切的关系C.适当提高温度将加快②和③的流动速度D.b过程不需要ATP，a过程未体现膜的选择透过性这一生理特性【解题关键】细胞膜外侧具有糖蛋白，其具有识别作用。物质运输过程均体现膜的选择透过性。25.【精讲精析】选D。图中①、②、③依次是糖蛋白、蛋白质、磷脂双分子层，a表示协助扩散，b表示自由扩散。尿素的运输方式是自由扩散，由细胞内运至细胞外，即由Ⅱ→Ⅰ。细胞识别与①糖蛋白有关。大多数蛋白质分子都是可以运动的，分子的运动受温度影响。自由扩散和协助扩散均不需要ATP，但二者均体现膜的选择透过性这一生理特性。26.【变式训练】关于细胞膜的组成、结构、功能之间的关系，逻辑顺序正确的一组是()(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)主动运输得以正常进行A.(1)(4)(2)(5)(3)B.(1)(2)(4)(3)(5)C.(1)(4)(2)(3)(5)D.(1)(2)(4)(5)(3)27.【解析】选C。膜主要由磷脂和蛋白质分子组成，而膜内蛋白质和磷脂分子大都是运动的，因此膜具有流动性。由于膜具有选择透过性，从而保证了主动运输得以正常进行。28.二、影响跨膜运输的因素1.物质浓度(在一定的浓度范围内)29.30.3.温度温度可影响生物膜的流动性和酶的活性，因而会影响物质跨膜运输的速率。31.【例证2】如图是几种物质进出细胞的方式中运输速率与影响因素之间的关系曲线图，下列与此图相关的叙述中，正确的是32.A.与水进出细胞相符的图有①、③、⑤B.与葡萄糖进入红细胞相符的图有②、④、⑥C.与K+进入丽藻细胞相符的图有①、④、⑥D.与蛋白质进出细胞相符的图有②、③、⑥33.【解题关键】自由扩散不需要载体蛋白和能量，物质运输速率与物质浓度呈正相关，协助扩散和主动运输都需要载体蛋白，主动运输还要消耗能量，葡萄糖进入红细胞的方式为协助扩散。34.【精讲精析】选A。综合分析各曲线知，①、⑤表示自由扩散，②、⑥表示协助扩散或主动运输，③表示自由扩散或协助扩散，④表示主动运输。又因为水进出细胞的方式为自由扩散，葡萄糖进入红细胞的方式为协助扩散，K+进入丽藻细胞的方式为主动运输，蛋白质进出细胞的方式为胞吞和胞吐。因此对应各选项综合分析选A。35.【互动探究】(1)与葡萄糖进入红细胞相符的图有哪些？提示：②、③、⑥。(2)若曲线④的横坐标换成O2的浓度，是否还代表主动运输？提示：否。36.【规律方法】(1)判断物质运输方式(自由扩散、协助扩散和主动运输)(2)根据运输方向：逆浓度梯度运输方式是主动运输。37.38.【典例1】下表是人体成熟红细胞与血浆中的K+和Mg2+在不同条件下的含量比较，据表分析下列结论错误的是39.A.鱼藤酮影响K+和Mg2+的吸收可能是因为抑制了ATP的合成B.鱼藤酮一定是抑制了运输K+和Mg2+载体蛋白的作用C.乌本苷只抑制了运输K+载体蛋白的功能D.血浆中K+和Mg2+通过主动运输进入红细胞【常见错误】错选A项。40.【错因分析】错选A的原因是：(1)获取信息能力较差。由于不能准确从表中获取“用鱼藤酮处理后，细胞内K+、Mg2+的量同时减少”，从而不能进行正确的分析，导致错选。(2)知识掌握不准，理解不透。由于对“矿质元素离子的吸收运输的方式及原理”掌握不准，理解不透导致错选。主动运输有两个条件：一是载体蛋白协助；二是需要能量；鱼藤酮对红细胞吸收K+和Mg2+的影响，二者均有可能，但不是“一定”，因此A项正确，B项错误。【正确解答】选B。41.【典例2】如图表示细胞膜的亚显微结构，其中a和b为两种物质的运输方式，下列对细胞膜结构和功能的叙述正确的是42.A.不同物种的细胞中①、②、③的种类均不相同B.移植器官往往难以存活与图中①有关C.b物质的运输方式能体现细胞膜的选择透过性，而a物质的运输方式不能体现细胞膜的选择透过性D.①②③构成流动性的膜，是实现细胞间信息交流的物质基础【常见错误】错选C或D。43.【错因分析】错选C项和D项的原因主要是：44.45.【正确解答】选B。由图可知，①是糖蛋白，②是磷脂双分子层，③是蛋白质。各种细胞膜中都含有相同的磷脂分子，但不同的膜中，蛋白质的种类不一定相同；器官移植会引起免疫排斥，识别“异己”成分与糖蛋白有关。46.47.实验课题：探究某种物质的跨膜运输方式如图为某种植物吸收某种物质的跨膜运输示意图，其中△表示某种物质，a、b、c为构成细胞膜的物质或结构，A、B为细胞膜的两侧。该物质的浓度能够控制且转运速度能检测。48.(1)图中A与B哪个表示细胞膜的外侧？判断的依据是什么？提示：A为细胞膜的外侧。因为a为糖蛋白，糖蛋白与细胞的识别有关，位于细胞膜的外侧。(2)图中的b物质与跨膜运输有关吗？为什么？提示：可能有关。因为b物质为跨膜蛋白质，这种蛋白质可能作为协助扩散或主动运输的载体蛋白。49.(3)如果膜外该物质的浓度与细胞膜转运该物质的速度一直呈正相关，能确定其跨膜运输方式吗？提示：能。其运输方式为自由扩散，因为自由扩散的速度取决于细胞内外溶液的浓度差。(4)如果植物在吸收该物质的过程中，A侧的浓度高于B侧，你能确定其运输方式吗？提示：不能，因为自由扩散和协助扩散都是顺浓度梯度进行的。50.(5)如果在一定范围内随着该物质浓度的增加，其转运速度也随之增加，当增加到某一浓度时，其吸收速率不再增加，怎样设计实验确定其跨膜运输方式？提示：将发育状况相同的该植物分成甲、乙两组，放入适宜浓度且含有该物质的相同溶液中，甲组给予抑制根部呼吸的条件，乙组给予正常呼吸的条件，其余条件相同且适宜，一段时间后测定根部的吸收速率。若甲、乙两组转运速率相等，则为协助扩散，若甲组的转运速率小于乙组，则为主动运输。51.52.1.(2010·广东高考)如图是植物从土壤中吸收某矿质离子示意图。据图判断，该离子跨膜进入根毛细胞的方式为()A.自由扩散B.协助扩散C.主动运输D.被动运输53.【解析】选C。小分子物质进出细胞的方式有三种：自由扩散、协助扩散和主动运输。自由扩散和协助扩散又统称被动运输。三者的区别是：54.从图中看，该离子跨膜进入根毛细胞由低浓度向高浓度运输，消耗能量，与表中③组情况吻合，故其运输方式应是主动运输。55.2.(2010·山东高考)图中曲线a、b表示物质跨(穿)膜运输的两种方式，下列表述正确的是()A.脂溶性小分子物质不能通过方式a运输B.与方式a有关的载体蛋白覆盖于细胞膜表面C.方式b的最大转运速率与载体蛋白数量有关D.抑制细胞呼吸对方式a和b的转运速率均有影响【思路点拨】自由扩散的转运速率和被转运物质浓度成正比，协助扩散和主动运输由于载体蛋白的限制，运输速率有饱和值。56.【解析】选C。从图像中“被转运分子的浓度”与“转运速率”的关系判断，a曲线成正比应表示自由扩散；b曲线先正相关增长，但由“被转运分子的浓度”达到一定量后而“转运速率”不再增加来看，表示协助扩散或主动运输。脂溶性小分子物质通过自由扩散跨(穿)膜运输。由于a曲线表示自由扩散，自由扩散中没有载体蛋白的参与。自由扩散和协助扩散都不消耗能量。协助扩散与载体蛋白有关，在浓度足够大的情况下，载体蛋白数量的多少决定某物质的最大转运速率。57.3.(2010·天津高考)下列关于物质跨膜运输的叙述，错误的是()A.主动运输过程中，需要载体蛋白协助和ATP提供能量B.在静息状态下，神经细胞不再进行葡萄糖的跨膜运输C.质壁分离过程中，水分子外流导致细胞内渗透压升高D.抗体分泌过程中，囊泡膜经融合成为细胞膜的一部分【思路点拨】主动运输需要载体蛋白协助和消耗能量。静息状态时，细胞仍消耗能量。质壁分离时水分子流向细胞外。58.【解析】选B。主动运输需要载体蛋白和能量。葡萄糖的分解是动物细胞能量供给的主要方式，因此在静息状态下，神经细胞仍需进行葡萄糖的跨膜运输。质壁分离过程中，水分子外流导致细胞内溶质相对增多，渗透压升高。抗体属于分泌蛋白，其分泌过程是：在核糖体上合成→内质网中加工→高尔基体内再加工、包装→囊泡→与细胞膜结合→分泌蛋白释放到细胞外。与细胞膜融合的囊泡膜成为细胞膜的一部分。59.4.(2011·长沙模拟)如图表示细胞膜的亚显微结构，请回答:(1)该结构对细胞的生命至关重要的特性是________。(2)有些有机溶剂如苯酚，可溶解B造成膜的损伤，B的完整化学名称是________。动物细胞吸水膨胀时，B的厚度变小，说明B具有__________。(3)细胞识别、极性物质的跨膜运动等与图中的_______(填字母)有关。60.(4)叶绿体和线粒体等细胞器中均有此类似结构，但执行的具体功能却有很大区别，其原因是由图中_______(填字母)不同所致。【解析】(1)细胞膜的功能特性是选择透过性，这对细胞的生命活动至关重要。(2)B为磷脂双分子层，细胞吸水膨胀时，B的厚度变小，说明B具有一定的流动性。(3)细胞识别、极性物质的跨膜运动等与蛋白质有关，图中A为蛋白质。(4)叶绿体和线粒体等细胞器中均有此类似结构，由于每种蛋白质的不同，其执行的具体功能有很大区别。61.答案：(1)选择透过性(2)磷脂双分子层(一定的)流动性(3)A(4)A62.63.一、选择题(共5小题，每小题4分，共20分)1.如图所示是细胞膜的亚显微结构模型示意图，关于细胞膜的流动镶嵌模型叙述错误的是()A.③是磷脂分子，构成了膜的基本支架，这个支架不是静止的，有流动性B.①是糖蛋白，糖蛋白对所有细胞都具有保护和润滑作用64.C.蛋白质分子有的镶嵌在磷脂双分子层表面、有的部分或全部嵌入磷脂双分子层中，有的贯穿于整个磷脂双分子层D.大多数蛋白质分子是可以运动的【解析】选B。图中①是糖蛋白，②是蛋白质，③是磷脂双分子层。消化道和呼吸道上皮细胞表面的糖蛋白有保护和润滑作用，而糖蛋白还具有识别作用。65.2.甲、乙两种物质分别依赖自由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，并维持其他条件不变，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【解析】选D。协助扩散和自由扩散都是物质顺浓度梯度的扩散方式，主要动力是细胞膜两侧的浓度差。但协助扩散是在细胞膜上载体蛋白的协助下进行的。66.3.(2011·长沙模拟)某种植物细胞在浓度分别为200mmol/L和400mmol/L的M物质溶液中，细胞吸收M的速率都是10mmol/min，对此结果最合理的解释是()A.细胞吸收M的方式为自由扩散B.细胞吸收M需要载体蛋白的参与C.细胞吸收M的方式为主动运输D.所需能量供应不足【解析】选B。由于该细胞在两种溶液浓度下的吸收速率相等，说明该物质的吸收具有饱和值；物质吸收时出现饱和值的原因是膜上载体蛋白的数量有限。67.4.(2011·三明模拟)图中曲线a、b表示分子跨膜运输速率与O2浓度的关系，下列分析不正确的是()A.曲线a代表被动运输，曲线b代表主动运输B.曲线a代表的分子跨膜运输一定不需要载体蛋白C.曲线b转运速率达到饱和的原因是细胞膜上载体蛋白数量有限D.温度可影响生物膜的流动性从而对曲线a、b的转运速率均有影响68.【思路点拨】O2与呼吸作用有关，呼吸作用产生能量，即主动运输的运输速率与O2浓度有关。协助扩散和主动运输均需要载体蛋白。【解析】选B。由图判断曲线a代表被动运输，曲线b代表主动运输。被动运输包括自由扩散和协助扩散，协助扩散需要载体蛋白。物质运输与膜的流动性有关，膜的流动性的速率与温度有关。69.【方法技巧】通过实验探究物质运输方式的方法70.5.如图表示细胞对大分子物质通过“囊泡运输”的过程。下列与此有关的叙述不正确的是()A.a要有细胞表面识别和内部供能才可能完成B.a、b体现了生物膜在结构和功能上具有一定的连续性C.该图解可以证明生物膜具有一定的流动性D.b与a分别是所有细胞排泄废物和摄取养分的基本方式71.【解析】选D。胞吞和胞吐是大分子物质进出细胞的一种特殊方式，排出代谢废物(如尿素、Na+等)和摄取养分(如氨基酸、葡萄糖等)的主要方式有自由扩散、协助扩散和主动运输。72.二、非选择题(共30分)6.如图一所示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，通道蛋白是横跨细胞膜的亲水性通道，允许适当大小的离子顺浓度梯度通过，①、②、③、④代表物质运输方式。图二表示物质通过膜运输的速率(纵坐标)随环境中O2浓度的变化。请仔细观察图示回答有关问题。73.74.(1)很多研究成果有力支持“脂溶性物质易透过生物膜，不溶于脂质的物质不易透过生物膜”这一事实。这证明组成细胞膜的主要成分中有图一中所示的［］______。(2)鲨鱼体内能积累大量的盐，盐分过高时就要及时将多余的盐分排出体外，经研究鲨鱼体内多余盐分是经②途径排出的，那么其跨膜运输的方式是____________。75.(3)蟾蜍心肌细胞吸收Ca2+、K+、C6H12O6方式相同，若用呼吸作用抑制剂处理心肌细胞，则Ca2+、K+、C6H12O6等物质吸收均受到显著的影响，其原因是__________。若对蟾蜍的离体心脏施加某种毒素后Ca2+吸收明显减少，但K+、C6H12O6的吸收不受影响，最可能的原因是该毒素抑制了图一中所示的转运Ca2+的［］______的活动。(4)图二与图一中的_______代表的物质运输方式一致。图中曲线出现BC段的主要原因是__________________。76.(5)柽柳是泌盐植物，叶子和嫩枝可以将吸收于植物体内的盐分排出，是强耐盐植物。柽柳从土壤中吸收盐是主动运输还是被动运输?请设计实验加以证明。①实验步骤：a.取甲、乙两组生长发育相同的柽柳幼苗植株，放入适宜浓度的含有Ca2+、K+、C6H12O6的溶液中。b.甲组给予正常的呼吸条件，乙