第5讲创新设计高考总复习生物.docx

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第5讲创新设计高考总复习生物

第5讲　细胞的物质运输功能

考纲考情——知考向

核心素养——提考能

最新

考纲

1.细胞膜系统的结构和功能（Ⅱ）

2.物质出入细胞的方式（Ⅱ）

3.实验：

观察植物细胞的质壁分离和复原

生命观念

通过对细胞膜结构和功能的复习，归纳物质运输方式的实例和判断方法，建立生命结构与功能相统一的观点

科学思维

影响渗透作用和物质跨膜运输的因素，培养逻辑思维能力，建立细胞膜流动镶嵌模型

近三年考情

2021·全国卷Ⅲ

（2）、2021·全国卷Ⅰ（1、3）、

2021·全国卷Ⅱ（1，2）、2021·全国卷Ⅱ（4）、

2021·全国卷Ⅰ

（2）、2021·全国卷Ⅰ

（2）、

2021·全国卷Ⅲ

（1）

科学探究

观察质壁分离与复原，探究物质跨膜运输方式，探究细胞膜组成和功能

社会责任

渗透作用在生产生活中的应用

考点一　细胞膜的结构与功能

1.细胞膜的制备

注意　①滴加生理盐水的目的：

稀释血液，使红细胞分散，不易凝集成块；同时维持红细胞原有的形态。

②不是所有动物的红细胞都没有细胞核和众多细胞器，如蛙的红细胞、鸟的红细胞等具有细胞核和细胞器。

2.细胞膜的成分

3.细胞膜的三大功能

4.生物膜结构的探索历程（连线）

5.流动镶嵌模型的基本内容

（1）结构模型

（2）结构特点

■助学巧记

巧记细胞膜“一、二、三”

6.植物细胞壁

1.下图为鉴别细胞活性的染色排除法流程。

请解释染色排除法的原理。

提示　“染色排除法”利用了活细胞的细胞膜能够控制物质进出细胞的原理。

染色剂是细胞不需要的物质，不能通过细胞膜进入细胞，所以活细胞不被染色。

而死细胞的细胞膜不再具有控制物质进出细胞的功能，所以染色剂能够进入死细胞，使其被染色。

2.为什么脂溶性物质能够优先通过细胞膜？

怎样区分细胞膜的内、外侧？

提示　构成生物膜的主要成分中有磷脂，细胞膜以磷脂双分子层为基本支架，因此脂溶性物质容易透过细胞膜，不溶于脂质的物质通过却十分困难。

糖蛋白只分布在细胞膜的外侧，另一侧则为细胞膜的内侧。

教材高考

1.真题重组　判断正误

（1）两个相邻细胞的细胞膜接触可实现细胞间的信息传递（2021·全国卷Ⅲ，2C）（　　）

（2）细胞膜的完整性可用台盼蓝染色法进行检测（2021·全国卷Ⅰ，2A）（　　）

（3）膜中的磷脂分子是由胆固醇、脂肪酸和磷酸组成的（2021·全国卷Ⅲ，1D）（　　）

（4）膜蛋白在细胞膜上的分布是不对称的（2021·海南卷，1A）（　　）

提示　

（1）√　

（2）√

（3）×　没有胆固醇，而有甘油。

（4）√

2.深挖教材

（中图版必修1P46图示改编）如图甲为细胞膜的亚显微结构模式图，图乙为图甲细胞膜的磷脂分子结构模式图，请分析：

图甲可作为气味分子的受体并完成信息传递的物质是什么？

受体与信号分子的结合有没有特异性？

将图乙物质平展在水面上，哪部分可与水面接触？

提示　①和②组成的糖蛋白；有特异性；A。

　结合细胞膜的结构，考查结构与功能观

1.（2021·海南卷，1）细胞膜是细胞的重要结构。

关于细胞膜的叙述，错误的是（　　）

A.细胞膜是一种选择透过性膜

B.乙醇通过细胞膜需要消耗ATP

C.氨基酸借助膜蛋白可通过细胞膜

D.蛋白质分子可以嵌入磷脂双分子层中

解析　细胞膜和其他生物膜都是选择透过性膜，A正确；水、氧、二氧化碳及甘油、乙醇、苯等物质可以通过单纯扩散进出细胞，单纯扩散不需要消耗能量，B错误。

答案　B

2.（2021·河北省保定市模拟）下图1表示生物膜的亚显微结构，图2表示某种信息传递的过程示意图。

下列叙述正确的是（　　）

A.脂质分子可优先通过细胞膜与图1中B密切相关

B.图2中C物质的释放依赖于细胞膜的选择透过性

C.图2中C与D结合后引起F的膜外电位由正变负

D.图1生物膜中的A和大多数的B都是可以运动的

解析　图2中C物质（神经递质）释放方式是胞吐，依赖于细胞膜的流动性；图2中神经递质如果是抑制性递质，则F膜外电位仍是正电位；图1生物膜中B和大多数的A都是可以运动的。

答案　A

五种常考的“膜蛋白”及其功能

　结合细胞膜的功能，考查科学思维

3.（2021·全国卷Ⅰ，1）细胞间信息交流的方式有多种。

在哺乳动物卵巢细胞分泌的雌激素作用于乳腺细胞的过程中，以及精子进入卵细胞的过程中，细胞间信息交流的实现分别依赖于（　　）

A.血液运输，突触传递

B.淋巴运输，突触传递

C.淋巴运输，胞间连丝传递

D.血液运输，细胞间直接接触

解析　细胞间信息交流的方式共有三种，分别为通过体液运输、细胞间的直接接触及植物细胞之间通过“通道”交流信息。

内分泌腺细胞分泌激素作用于靶细胞，如哺乳动物卵巢细胞分泌的雌激素，是通过血液循环运输到靶细胞，进行细胞间的信息交流；精子与卵细胞结合时，两者细胞膜表面直接相互接触，信息从一个细胞传递给另一个细胞，进行细胞间信息交流。

答案　D

4.（2021·湖南长郡中学模拟）心肌细胞可使不会搏动的E细胞跟着一起同步搏动，而对L细胞无此作用。

细胞的同步搏动与细胞膜上的蛋白质有关。

某科研小组将L细胞和E细胞融合为LE细胞，将LE细胞与E细胞融合为LEE细胞，将LE细胞和L细胞融合为LLE细胞，融合产生的杂种细胞的膜蛋白混杂分布；将E、L、LE、LEE和LLE细胞分别和心肌细胞一起培养时，同步搏动细胞的百分率的大小为E>LEE>LE>LLE>L。

据此分析，下列叙述错误的是（　　）

A.杂种细胞膜蛋白混杂分布，表明细胞膜具有一定的流动性

B.LEE细胞膜上与搏动相关的膜蛋白数量多于LLE细胞

C.心肌细胞能合成并释放神经递质，支配其他细胞的同步搏动

D.不同细胞间出现同步搏动的过程伴随有细胞间的信息交流

解析　融合产生的杂种细胞的膜蛋白混杂分布，说明膜蛋白处于运动状态，表明细胞膜具有一定的流动性，A正确；因为同步搏动细胞百分率的大小为E>LEE>LE>LLE>L，表明融合细胞中E细胞的膜蛋白含量越高，同步搏动细胞百分率越高，B正确；心肌细胞非神经元细胞，不能合成神经递质，C错误；心肌细胞搏动可使含E细胞膜蛋白的细胞搏动，表明心肌细胞与这些细胞间存在某种形式的信息交流，D正确。

答案　C

1.细胞膜结构特点的鉴定

①将哺乳动物红细胞膜结构中的磷脂分子提取出来，铺在空气—水界面上，测得磷脂占有面积是红细胞膜表面积的两倍，则可说明细胞膜中磷脂分子为双层。

②采用荧光标记法，标记小鼠细胞与人细胞做如图实验。

上述实验现象可说明：

细胞膜具有一定的流动性。

2.细胞膜功能特性的鉴定

①将大量同种生物和亲缘关系较远的精子和卵细胞混合在一起，发现只有同种生物的精子和卵细胞才能结合，则说明细胞膜具有识别作用。

②利用红墨水处理正常玉米种子和煮熟的玉米种子，对比观察处理后的两种种子的胚细胞的颜色变化。

该实验可用于验证细胞膜具有选择透过性。

　结合创新实验，考查科学探究能力

5.（2021·广东省珠海一中等六校联考）哺乳动物的红细胞在清水中会很快膨胀破裂，而爪蟾的卵母细胞在清水中不会发生这种变化。

科学家将控制红细胞膜上CHIP28（推测是一种水通道蛋白）合成的mRNA注入爪蟾的卵母细胞中，卵母细胞在清水中迅速膨胀，并于5分钟内破裂。

请分析回答：

（1）爪蟾的卵母细胞中通过________过程合成CHIP28，除线粒体外，CHIP28的加工、运输需要________（填细胞器名称）参与。

（2）研究人员用纯化的CHIP28、KCl溶液和磷脂分子构建成球形“脂质体”（人工膜），再将“脂质体”转移至蒸馏水中，发现“脂质体”也发生了快速膨胀破裂。

目前认为，水分子跨膜运输有两种机制，一种是通过水通道蛋白的快速协助扩散，另一种速度较慢，是经过磷脂双分子层间隙的单纯扩散。

在已有实验的基础上，如何构建新“脂质体”证明后一种机制的存在？

方法：

用____________________构建成球形新“脂质体”，再将此“脂质体”转移至蒸馏水中。

预期结果：

________________________________________________________。

（3）由以上实验推测水分子通过CHIP28时________（填“需要”或“不需要”）消耗ATP。

解析　

（1）CHIP28是以mRNA为模板合成的水通道蛋白，将红细胞膜上CHIP28的mRNA注入爪蟾的卵母细胞中后，爪蟾的卵母细胞通过翻译过程即可合成该蛋白质。

膜蛋白在核糖体上合成后，需要先后经过内质网、高尔基体的加工和运输。

（2）要证明水分子可以经过磷脂双分子层间隙进行单纯扩散，应去掉细胞膜上的CHIP28，因此，可以用KCl溶液和磷脂分子构建成球形新“脂质体”，与用CHIP28、KCl溶液和磷脂分子构建成的球形“脂质体”进行对照，将新的“脂质体”置于蒸馏水中，如果新“脂质体”会缓慢吸水膨胀，则证明后一种机制是存在的。

（3）水分子通过CHIP28出入细胞的方式属于协助扩散，不需要消耗ATP。

答案　

（1）翻译　内质网、高尔基体　

（2）KCl溶液和磷脂分子　新“脂质体”吸水膨胀（破裂），比有CHIP28时速度慢　（3）不需要

考点二　渗透作用原理

1.渗透作用

（1）概念：

指水分子（或其他溶剂分子）通过半透膜的扩散过程，是单纯扩散的一种形式。

（2）渗透作用产生的条件

2.成熟植物细胞形成的渗透系统

3.渗透作用原理的应用

（1）验证渗透作用发生的条件

（2）比较不同溶液浓度的大小

比较项目

漏斗内

烧杯内

溶液浓度

M

N

现象及结论

①若漏斗内液面上升，则M>N

②若漏斗内液面不变，则M＝N

③若漏斗内液面下降，则M

（3）探究物质能否通过半透膜的方法（以碘和淀粉为例）

烧杯内盛淀粉溶液

漏斗内盛碘液

结论

变蓝

不变蓝

碘能通过半透膜，而淀粉不能

不变蓝

变蓝

淀粉能通过半透膜，而碘不能

变蓝

变蓝

淀粉和碘都能通过半透膜

不变蓝

不变蓝

淀粉和碘都不能通过半透膜

1.科学家将番茄和水稻分别放在含有Ca2＋、Mg2＋和SiO的培养液中培养，结果如图所示，据图分析：

请解释水稻培养液中Mg2＋、Ca2＋浓度升高的原因。

提示　水稻吸收水分的量多于吸收Mg2＋、Ca2＋的量。

2.为什么吃比较咸的食物口唇感觉比较干？

提示　这是因为与细胞内液相比，外界浓度高，口腔上皮细胞失水导致的。

　借助渗透系统与渗透作用的原理，考查生命观念

1.（2021·河南河北重点高中联考）下图甲和乙为两个渗透装置，a、c为一定浓度的蔗糖溶液。

实验初始时，b、d蔗糖溶液浓度相同，且漏斗内、外液面持平。

两只漏斗中蔗糖溶液的浓度随时间的变化如图丙所示。

下列分析正确的是（　　）

A.初始状态时，a、c蔗糖溶液的渗透压相同

B.初始状态时，蔗糖溶液的浓度大小为d＞a＞c

C.达到平衡状态后，漏斗内、外的液面差甲＞乙

D.达到平衡状态后，两装置的漏斗内、外溶液的浓度均相等

解析　a、c蔗糖溶液在初始状态时的浓度不同，二者的渗透压也不同，A错误；初始状态时，b、d蔗糖溶液的浓度相同，实验开始后二者浓度均变小，说明b蔗糖溶液的浓度大于a蔗糖溶液的，d蔗糖溶液的浓度大于c蔗糖溶液的，由于图乙漏斗中蔗糖溶液的浓度下降幅度大于图甲漏斗中的，说明c蔗糖溶液的浓度小于a蔗糖溶液的，综上所述可判断初始状态时，蔗糖溶液的浓度为b＝d>a>c，B正确；由于c、d蔗糖溶液的浓度差大于a、b蔗糖溶液的，达到平衡状态时，漏斗内、外的液面差乙>甲，C错误；由于蔗糖分子不能透过半透膜.且半透膜内外存在压力差，达到平衡状态时，装置的漏斗内、外蔗糖溶液的浓度均不同，D错误。

答案　B

2.（20