核心素养串讲1 生命观念之生物膜

生命观念之生物膜核心素养串讲1思维导图·以点带面建体系【素养体现】与生物膜相关的生命观念主要体现角度1.结构与功能观:不同种类生物膜膜蛋白种类和数量不同,执行不同的功能。2.物质与能量观:类囊体薄膜上色素和酶能够将光能转化为活跃的化学能;线粒体内膜上的ATP合成酶能够实现能量的转化。3.进化与适应观:不同的生物膜具有相似的化学组成和结构特征;生活在不同环境中的生物,其生物膜执行不同的功能以适应环境。命题解读·素养提升串关联4.稳态与平衡观:植物细胞内部环境的稳定依靠液泡发挥作用——对吸水、失水进行调节;人体稳态通过神经—体液—免疫调节来实现——细胞之间的识别、激素与靶细胞的识别和发挥作用、神经调节过程中兴奋的产生和传递等都与生物膜有关。【命题视角】1.基于生物膜结构和功能的实验探究考查分析;2.借助类囊体薄膜和线粒体内膜考查细胞代谢和物质运输;3.以“细胞自噬”“囊泡运输”为背景,考查生物膜的结构和相关功能;4.以生物膜为中心,进行细胞结构、细胞代谢、稳态调节等知识的串联。热点一生物膜的结构和功能1.(2021·郑州模拟)下列有关生物膜中膜蛋白的叙述,错误的是 (

)A.膜上载体蛋白和受体蛋白均具有特异性B.载体蛋白和通道蛋白在跨膜运输物质时均消耗ATPC.线粒体内膜上的蛋白质种类和数量都多于外膜D.膜蛋白的产生可能需要内质网、高尔基体、细胞膜的参与热点预测·精练题组提能力【解析】选B。载体蛋白与运输的物质之间,以及信号分子与受体蛋白之间均能特异性识别,故膜上载体蛋白和受体蛋白均具有特异性,A正确;通道蛋白进行的跨膜运输是协助扩散,不需要消耗ATP,B错误;线粒体内膜是进行有氧呼吸第三阶段的场所,内膜上含有与有氧呼吸有关的酶,所以线粒体内膜比外膜功能复杂,内膜上的蛋白质种类和数量都比外膜多,C正确;膜蛋白在核糖体上合成,经过内质网和高尔基体的加工,高尔基体分泌的囊泡与细胞膜融合,使蛋白质分布到细胞膜上,D正确。2.下列甲、乙、丙三图分别表示三种生物膜上所进行的生理活动,下列分析中错误的是 (

)A.甲图可表示内质网上所进行的蛋白质的加工处理B.乙、丙生物膜分别是类囊体薄膜和线粒体内膜C.乙、丙生物膜上反应所生成的[H]的类型相同D.乙、丙生物膜上所进行的生理活动中可合成ATP【解析】选C。由图可知,甲图中能对肽链进行修饰加工的是内质网膜;乙图上进行水的光解,是类囊体薄膜,生成的[H]是还原型辅酶ⅡNADPH;丙图上进行的是有氧呼吸第三阶段水的生成过程,是线粒体内膜,生成的[H]是还原型辅酶ⅠNADH。三种生物膜执行的功能不同,所含有的蛋白质也不同,A、B正确,C错误;甲生物膜上进行的生理活动不能合成ATP,乙和丙可以,D正确。3.(2021·吉林模拟)如图中野生型是分泌正常的酵母菌,甲、乙型突变体是部分细胞器膜结构异常、分泌过程出现障碍的酵母菌,另有丙型突变体是线粒体缺陷型酵母菌。图中分泌蛋白需经内质网和高尔基体加工成熟。下列说法错误的是 (

)A.分泌蛋白的合成与分泌体现了细胞是一个统一的整体B.甲型突变体在内质网中积累大量具有活性的蛋白质C.乙型突变体的高尔基体因功能障碍导致膜面积异常增大D.丙型突变体分泌蛋白的合成和运输速率将受到影响【解析】选B。本题考查细胞器之间的协调配合。分泌蛋白的合成与分泌需要细胞内各结构的协调配合,体现了细胞是一个统一的整体,A项正确;根据题干中“分泌蛋白需经内质网和高尔基体加工成熟”可知,在内质网中大量积累的蛋白质不具有活性,B项错误;乙型突变体的高尔基体因功能障碍导致膜面积异常增大,C项正确;丙型突变体是线粒体缺陷型酵母菌,由于没有线粒体提供能量,因此丙型突变体分泌蛋白的合成和运输速率将受到影响,D项正确。热点二生物膜与不同的物质运输方式4.(2020·江苏高考)如图①～⑤表示物质进、出小肠上皮细胞的几种方式,下列叙述正确的是 (

)A.葡萄糖进、出小肠上皮细胞方式不同B.Na+主要以方式③运出小肠上皮细胞C.多肽以方式⑤进入细胞,以方式②离开细胞D.口服维生素D通过方式⑤被吸收【解析】选A。本题主要考查了物质跨膜运输的几种方式。葡萄糖进入小肠上皮细胞的方式为主动运输,运出小肠上皮细胞的方式为协助扩散,A正确;由图示可知,Na+主要以②主动运输的方式运出小肠上皮细胞,B错误;多肽以⑤胞吞的方式进入细胞,以胞吐方式离开细胞,C错误;维生素D属于固醇类,进入细胞的方式为④自由扩散,D错误。

【易错警示】(1)本题中物质进出细胞的方式要依据图示,结合跨膜运输特点来确定,如葡萄糖、Na+进出细胞的方式不同,而不能误认为都是主动运输。(2)维生素D为固醇类,与性激素一样,进入细胞的方式为自由扩散,而不能误认为是协助扩散。5.(2021·湖北适应性测试)拟南芥液泡膜上存在Na+/H+反向转运载体蛋白,它可利用液泡内外H+的电化学梯度(电位和浓度差)将H+转出液泡,同时将Na+由细胞质基质转入液泡。部分物质跨液泡膜转运过程如图所示,据图判断,下列叙述错误的是 (

)A.Na+在液泡中的积累有利于提高拟南芥的耐盐能力B.Na+以主动运输的方式由细胞质基质进入液泡C.Cl-以协助扩散的方式由细胞质基质进入液泡D.H2O以自由扩散的方式进出液泡【解析】选D。本题主要考查物质运输的相关理解运用。由图可知,Na+在液泡中积累,可以提高细胞液的浓度,有利于提高其耐盐特性,A正确;根据图像可知,H+由细胞质基质进入液泡需要载体,消耗能量,为主动运输,可判断液泡内的H+浓度高于细胞质基质,根据反向转运蛋白的性质,运输的两种离子,一方为顺浓度梯度,一方为逆浓度梯度,Na+/H+反向转运蛋白利用H+顺浓度梯度运出液泡的化学能(即势能),将Na+逆浓度梯度运进液泡,故为主动运输,B正确;Cl—由细胞质基质进入液泡需要“通道蛋白”,而不消耗能量,为协助扩散,C正确;由图可知,水借助通道蛋白进出液泡,属于协助扩散,D错误。6.Ca2+参与神经冲动的传递、肌肉细胞的收缩等多种生理过程,血液中Ca2+浓度稳态的维持具有重要意义。如图为维生素D促进血液中Ca2+浓度升高的示意图,TRPV5、TRPV6为Ca2+通道转运蛋白,PMCA为Ca2+载体转运蛋白。下列相关叙述正确的是 (

)A.细胞膜上TRPV6和TRPV5的增加分别可以促进Ca2+的吸收和重吸收B.血液中Ca2+浓度的升高,可以促进Ca2+的吸收和重吸收C.维生素D在小肠和肾小管上皮细胞中调控的基因不同,但都能促进血液中Ca2+浓度降低D.TRPV6和PMCA分布在细胞的腔面膜和底面膜,是因为小肠上皮细胞膜没有流动性【解析】选A。TRPV5、TRPV6为Ca2+通道转运蛋白,其运输方式为协助扩散,不需要消耗能量,增加通道蛋白的数量可促进物质的运输,故细胞膜上TRPV6和TRPV5的增加分别可以促进Ca2+的吸收和重吸收,A正确;当血钙高时,可抑制甲状旁腺激素的分泌和刺激甲状腺C细胞分泌降钙素,抑制肾小管对钙的重吸收,同时抑制肠道对Ca2+的吸收,故血液中Ca2+浓度的升高,不能促进Ca2+的吸收和重吸收,B错误;由图可知,维生素D在小肠上皮细胞和肾小管上皮细胞中与受体VDR结合后,调控的基因不同,但都能促进血液中Ca2+浓度升高,C错误;TRPV6和PMCA分布在细胞的腔面膜和底面膜,是因为它们发挥作用的部位不相同,小肠上皮细胞膜具有流动性,D错误。热点三以“细胞自噬”“囊泡”为背景,考查生物膜的结构和相关功能7.如图为细胞中某分泌蛋白的加工和运输的部分过程示意图,下列有关分析错误的是 (

)A.分泌蛋白的运输过程体现了生物膜的流动性B.囊泡与高尔基体的融合不需要消耗细胞代谢产生的能量C.在化学成分上,内质网膜和高尔基体膜具有相似性D.分泌蛋白合成越旺盛的细胞,其高尔基体膜成分的更新速度越快【解析】选B。据图示可知,囊泡由内质网形成,与高尔基体融合,体现了生物膜的流动性;囊泡与高尔基体的融合需要消耗能量;内质网膜和高尔基体膜在成分上具有很大的相似性;由图可知,在分泌蛋白的合成和分泌过程中,通过囊泡的形成和运输,高尔基体膜成分实现了更新,且分泌蛋白合成越旺盛的细胞,高尔基体膜更新的速度越快。8.(2021·八省联考辽宁卷)如图表示细胞内自噬体的产生以及溶酶体参与自噬的过程。下列分析不正确的是 (

)A.受损的线粒体可能参与形成自噬体B.自噬体被溶酶体胞吞后被降解C.溶酶体内有多种水解酶降解自噬体D.溶酶体参与自噬的过程能体现膜结构具有流动性【解析】选B。由题图可知,受损的线粒体可能参与形成自噬体,并与溶酶体融合,溶酶体中的水解酶降解自噬体,A、C两项正确,B项不正确;溶酶体与自噬体融合能体现膜结构具有流动性,D项正确。9.我国科学家首次阐明超细大气颗粒物(PM)引发呼吸道疾病与细胞自噬(依赖溶酶体对细胞内受损、变性的蛋白质和衰老的细胞器进行降解的过程)有关,如图所示。下列说法不正确的是 (

)A.若能够增强细胞的自噬作用,就能有效降低呼吸道疾病反应B.图中各种囊泡的膜结构相似,各种囊泡的融合都依赖膜的流动性C.PM主要以胞吞的方式进入呼吸道上皮细胞D.细胞自噬被维持在一定水平,能确保细胞内的稳态【解析】选A。由图可知,若能够增强细胞的自噬作用,将激活体内有关免疫反应,引起气道炎症和黏液大量分泌,引发呼吸道疾病,A错误;图中各种囊泡的膜结构相似,都是由磷脂和蛋白质组成,各种囊泡的融合都依赖膜的流动性,B正确;由图可知,PM主要以胞吞的方式进入呼吸道上皮细胞,C正确;细胞自噬被维持在一定水平,将激活体内有关免疫反应,确保和维持细胞内的稳态,D正确。10.(2021·长沙模拟)自噬作用是细胞对胞质蛋白和细胞器进行降解和再利用的一种过程。某些情况下,细胞可通过自噬作用降解自身的非必需成分来提供营养和能量。为探究B蛋白对细胞的自噬作用的影响,研究人员进行了相关实验,实验的处理及结果如图所示。(1)与细胞自噬密切相关的细胞器是

,它在细胞中的作用是

。

(2)上述实验中作为对照组的是

组,由a、b、c三组得出的结论是

。

(3)d组与c组相比,自噬体数目较少的原因是

。

【解析】(1)溶酶体中含多种水解酶,与细胞自噬密切相关,它在细胞中的作用是分解衰老、损伤的细胞器,吞噬并杀死侵入细胞的病毒或病菌。(2)上述实验中作为对照组的是a