最新精编高中人教版必修一高中生物提升习题31细胞膜系统的边界及解析.docx

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最新精编高中人教版必修一高中生物提升习题31细胞膜系统的边界及解析

第9课时　细胞膜——系统的边界

[目标导读]　1.阅读教材P41内容，简述细胞膜的成分。

2.阅读教材P42内容，结合图3－2，理解细胞膜的功能。

3.通过教材P40～41实验，学会制备细胞膜的方法，认同细胞膜是细胞的边界。

[重难点击]　细胞膜的功能。

一　制备细胞膜的方法

要想研究细胞膜，首先要获得纯净的细胞膜。

下面是制备细胞膜的常见方法和步骤，阅读教材P40～41内容，完成填空，并结合该过程回答下面的问题。

选材：

猪（或牛、羊、人）的新鲜的血液加上适量的生理盐水制成红细胞稀释液

↓

制作装片：

用滴管吸取一滴红细胞稀释液滴在载玻片上，盖上盖玻片，制成临时装片

↓

观察：

用显微镜观察红细胞形态，先用低倍镜，再用高倍镜

↓

滴清水：

在盖玻片的一侧滴一滴蒸馏水，在另一侧用吸水纸吸引（引流法）

↓

观察：

持续观察细胞的变化

1.实验材料选取哺乳动物成熟的红细胞的原因是什么？

答案　①动物细胞没有细胞壁，省去了去除细胞壁的麻烦，而且易吸水涨破。

②人和其他哺乳动物成熟的红细胞没有细胞核和众多细胞器，能得到较纯净的细胞膜。

③红细胞数量大，材料易得。

2.取得的动物血液要用生理盐水稀释，红细胞在这种溶液中会维持正常形态，用显微镜可观察到红细胞为两面凹的圆饼状。

滴加蒸馏水后，高倍镜下持续观察会发现以下变化：

凹陷消失→体积增大→细胞破裂→内容物流出。

3.如果该实验过程不是在载物台上的载玻片上操作，而是在试管中进行的，那么要想获得比较纯净的细胞膜，红细胞破裂后，还需要用什么方法才能获得较纯净的细胞膜？

答案　还必须经过离心、过滤才能获得较纯净的细胞膜。

小贴士　上述实验虽没直接设置对照组，但滴清水前的观察与之后的观察可形成自身前后对照。

归纳提炼

1.哺乳动物成熟的红细胞没有细胞核和细胞器，细胞只具有细胞膜这一种生物膜，是制备细胞膜的理想材料，另外哺乳动物成熟的红细胞不能分裂，寿命较短。

但是要注意，两栖类、鸟类的红细胞是有细胞核的。

2.实验注意事项

（1）取得红细胞后应先用适量的生理盐水稀释，目的是：

①使红细胞分散开，不易凝集成块。

②使红细胞暂时维持原有的形态。

（2）操作时载物台应保持水平，否则易使蒸馏水流走。

（3）滴蒸馏水时应缓慢，边滴边用吸水纸吸引，同时用显微镜观察红细胞的形态变化。

活学活用

1.细胞膜是一种重要的实验材料，科学家在制备较纯净的细胞膜时，一般不选用植物细胞，请判断下列给出理由的正误。

（1）植物细胞液中的有机酸会溶解膜结构（　　）

（2）光学显微镜下观察植物细胞，看不到细胞膜（　　）

（3）植物细胞有细胞壁，提取细胞膜的过程比较烦琐（　　）

（4）植物细胞的细胞膜较薄（　　）

答案　

（1）×　

（2）×　（3）√　（4）×

解析　在制备细胞膜时，一般不选用植物细胞，原因是植物细胞有细胞壁，提取细胞膜的过程麻烦；另外植物细胞内其他膜如核膜、细胞器膜会影响细胞膜的提纯；如果选用哺乳动物成熟的红细胞就避免了这些麻烦。

二　细胞膜的成分

许多有关细胞膜化学组成的资料，都来自对哺乳动物红细胞膜的研究。

请阅读教材P41内容，结合下表中猪的几种细胞的细胞膜组成成分分析，回答问题：

细胞膜的种类

主要成分含量

蛋白质

脂质

糖类

红细胞膜

42%

53%

5%

肌细胞膜

36%

60%

4%

小肠绒毛上皮细胞膜

50%

44%

6%

1.细胞膜主要由脂质和蛋白质组成，此外，还含有少量的糖类。

2.脂质中磷脂最丰富，胆固醇的含量较少。

3.不同细胞的细胞膜各种成分的含量不同。

4.功能越复杂的细胞膜，蛋白质的种类和数量越多，说明蛋白质在细胞膜行使功能时起重要作用。

归纳提炼

活学活用

2.判断下列关于细胞膜成分的说法的正误。

（1）功能越复杂的细胞膜，它的脂质成分越复杂（　　）

（2）功能越复杂的细胞膜，它的糖脂越多（　　）

（3）癌细胞的细胞膜成分没有发生改变（　　）

（4）在组成细胞膜的脂质中，磷脂最为丰富（　　）

（5）脂质中的磷脂和胆固醇都是组成膜的成分（　　）

答案　

（1）×　

（2）×　（3）×　（4）√　（5）√

解析　功能越复杂的细胞膜，蛋白质的种类和数量越多，故

（1）

（2）错误；癌细胞的细胞膜上产生甲胎蛋白和癌胚抗原等物质，故成分发生了改变，（3）错误；在组成细胞膜的脂质中，磷脂最为丰富，（4）、（5）正确。

三　细胞膜的功能

细胞膜作为系统的边界，有着非常重要的功能，结合下列材料和教材P42图3－2分析回答。

1.材料一　用显微注射器将一种叫做伊红的物质注入变形虫体内，伊红很快扩散到整个细胞，却不能很快逸出细胞；在光学显微镜下看到，用微针触碰细胞表面时，细胞表面有弹性，可以伸展；用微针插入细胞内，细胞表面有一层结构被刺破；如果细胞表面结构受损面过大，细胞会死亡。

上述材料说明：

细胞膜将细胞与外界环境分隔开，保障了细胞内部环境的相对稳定。

2.材料二　细胞膜控制物质进出细胞示意图

据图和教材P42第3段内容分析

（1）细胞需要的营养物质可以从外界进入细胞；细胞不需要，或对细胞有害的物质不容易进入细胞。

（2）抗体、激素等可分泌到细胞外，废物也要排到细胞外，但核酸等重要成分却不会流失到细胞外。

（3）有些病毒、病菌也能侵入细胞。

这说明了细胞膜能控制物质进出细胞，但这种控制作用是相对的。

3.结合教材P42图3－2，思考表格中的问题。

示意图

方式

过程

举例

通过体液的运输

细胞→信息分子→体液→靶细胞受体→靶细胞

激素的调节

细胞膜接触

细胞→细胞

精子和卵细胞之间的识别和结合

细胞间形成通道

细胞

细胞

高等植物细胞之间通过胞间连丝相互连接

4.植物细胞在细胞膜的外面还有一层细胞壁，它的化学成分主要是纤维素和果胶，细胞壁对植物细胞具有支持和保护作用。

归纳提炼

活学活用

3.在哺乳动物受精过程中，精子能够与卵细胞相互识别，精子将其头部钻入卵细胞中，与卵细胞发生结合，当一个精子进入后，卵细胞膜发生变化，不再让其他精子进入。

这一现象体现出细胞膜能够（　　）

A.保障细胞内部环境的相对稳定

B.控制物质进出细胞

C.使卵细胞摄入所需要的精子

D.进行细胞间的信息交流

答案　D

解析　细胞膜具有多种重要功能，细胞膜将细胞与外界环境分隔开，保障了细胞内部环境的相对稳定；能控制物质进出细胞；能够进行细胞间的信息交流。

而解答本题关键是针对题目所给的材料进行分析。

精卵之间的相互识别与结合，靠的是细胞膜上对应的糖蛋白信息分子，是一种信息交流过程。

当堂检测

1.将人的红细胞放入4℃蒸馏水中，一段时间后红细胞破裂，主要原因是（　　）

A.红细胞膜具有水溶性

B.红细胞的液泡体积增大

C.蒸馏水大量进入红细胞

D.红细胞膜主要由脂质、蛋白质、糖类等组成

答案　C

解析　红细胞内无液泡；红细胞无细胞壁保护，故将其放入蒸馏水中时，会因大量吸水而涨破；红细胞膜的成分与细胞吸水涨破无关。

2.人体淋巴细胞的细胞膜的主要成分是（　　）

A.蛋白质和多糖B.多糖和脂质

C.脂质和核酸D.蛋白质和脂质

答案　D

解析　细胞膜的主要成分是蛋白质和脂质。

3.下列哪一组最可能是细胞膜的组成元素（　　）

A.C、H、O、NB.C、H、O、S

C.C、H、O、N、PD.C、H、O、S、P

答案　C

解析　细胞膜的主要成分是蛋白质和磷脂。

蛋白质的组成元素有C、H、O、N，磷脂分子有C、H、O、N、P，所以构成细胞膜的元素最可能为C、H、O、N、P。

4.据最新研究发现，内皮素在皮肤中分布不均，是造成色斑的主要原因。

内皮素拮抗剂进入皮肤，可以和黑色素细胞膜的受体结合，使内皮素失去作用，这为美容研究机构带来了福音。

上述材料体现了细胞膜的哪项功能（　　）

A.细胞膜中磷脂含量越高，功能越复杂

B.细胞膜作为系统的边界，严格控制物质进出细胞

C.细胞膜具有信息交流的功能

D.细胞膜的组成成分主要为磷脂和蛋白质

答案　C

解析　由题干信息可知，内皮素拮抗剂和黑色素细胞膜受体结合，使内皮素失去作用。

故体现了细胞膜的信息交流功能。

5.如图是细胞间的3种信息交流方式，请据图分析回答下列问题：

（1）图A表示通过细胞分泌的化学物质，随①__________到达全身各处，与靶细胞表面的②______________________结合，将信息传递给靶细胞。

（2）图B表示通过相邻两细胞的____________________，使信息从一个细胞传递给另一个细胞，图中③表示_______________________，请举例：

_________________________。

（3）图C表示相邻两植物细胞之间形成________________，携带信息的物质从一个细胞传递给另一个细胞，图中④表示______________________________。

（4）在多细胞生物体内，各个细胞之间都维持功能的协调，才能使生物体健康地生存。

这种协调性的实现不仅依赖于物质和能量的交换，也依赖于信息的交流，这种交流大多与________________________有关。

答案　

（1）血液　受体　

（2）细胞膜接触　与膜结合的信号分子　精子和卵细胞之间的识别和结合　（3）通道　胞间连丝　（4）细胞膜的结构和功能

40分钟课时作业

基础过关

知识点一　制备细胞膜的方法

1.制备细胞膜时除选择哺乳动物成熟红细胞外，以下材料哪种也可代替（　　）

A.洋葱表皮细胞B.口腔上皮细胞

C.大肠杆菌D.香菇细胞

答案　C

解析　大肠杆菌属于原核细胞，细胞内无核膜，也无众多细胞器，只有核糖体，其不具膜结构，但需去除细胞壁。

洋葱表皮细胞、口腔上皮细胞和香菇细胞都属于真核细胞，有核膜和众多具膜细胞器与细胞膜混合。

2.制备细胞膜时，通常选取的细胞和处理方法分别是（　　）

A.哺乳动物和人的成熟的红细胞，将其放入生理盐水中

B.哺乳动物和人的成熟的白细胞，将其放入清水中

C.哺乳动物和人的成熟的红细胞，将其放入清水中

D.哺乳动物和人的成熟的白细胞，将其放入生理盐水中

答案　C

解析　哺乳动物和人的成熟的红细胞中没有细胞核和众多细胞器，故选用红细胞制备细胞膜。

将其放入清水中会涨破，内容物流出后即可得到细胞膜。

知识点二　细胞膜的成分

3.下列各项中，对细胞膜化学成分的表述，最全面的是（　　）

A.蛋白质、糖类、脂肪B.糖蛋白、类脂

C.蛋白质、糖类、脂质D.脂质、蛋白质

答案　C

4.美国科学家阿格雷与另一位科学家分享了2003年诺贝尔化学奖，他的研究成果是发现了细胞膜上专门供水分子进出的通道。

要想证实细胞膜上的水通道是否是蛋白质，一般情况下，最好用什么同位素进行标记研究（　　）

A.NB.SC.PD.O

答案　B

解析　糖类都是由C、H、O三种元素构成的。

组成脂质的化学元素主要是C、H、O，有些脂质（如磷脂）还含有P和N。

核酸的元素组成为C、H、O、N、P。

组成蛋白质的基本元素是C、H、O、N，有的还含P、S。

要想证实细胞膜上的水通道是否是蛋白质，最好用S进行标记研究。

5.细胞膜由脂质、蛋白质、糖类组成，下列关于其成分和功能的说法正确的是（　　）

A.脂质丰富的细胞膜功能复杂

B.蛋白质种类和数量多的细胞膜功能复杂

C.糖类的多少决定着细胞膜功能的复杂程度

D.脂质含量达50%对细胞膜的功能起决定性作用

答案　B

解析　细胞膜主要由磷脂和蛋白质构成，其中蛋白质在细胞膜行使其功能时起重要作用。

知识点三　细胞膜的功能

6.细胞膜功能的复杂程度，主要取决于膜上的（　　）

A.磷脂含量B.蛋白质的种类和数量

C.糖的种类D.水含量

答案　B

解析　蛋白质在细胞膜行使功能时起重要作用，因此，功能越复杂的细胞膜，蛋白质的种类和数量越多。

7.红萝卜细胞的液泡中含有紫红色的花青素。

将红萝卜切成小块放到水中，水的颜色无明显变化。

若进行加热，随着水温的升高，水的颜色逐渐变红。

其原因是（　　）

A.细胞壁在水温升高后受到破坏

B.水温升高，花青素的溶解度加大

C.水温升高使细胞膜和液泡膜失去了控制物质进出细胞的功能

D.水温升高使花青素分子的活性加大而容易透过细胞膜

答案　C

解析　细胞膜可以控制物质进出细胞，水温升高使其丧失活性，不再具备控制物质进出细胞的功能。

8.下列有关细胞膜功能的叙述，错误的是（　　）

A.将细胞与外界环境分隔开，保证细胞内部环境的相对稳定

B.控制物质进出细胞

C.进行细胞间的信息交流

D.物质合成的场所

答案　D

解析　细胞膜的功能包括A、B、C三项，没有物质合成的功能。

能力提升

9.细胞膜是细胞的边界。

下列有关细胞膜的叙述，不正确的是（　　）

A.细胞膜主要由脂质和蛋白质组成

B.不同功能的细胞，其细胞膜上蛋白质的种类和数量相同

C.组成细胞膜的脂质中，磷脂最丰富

D.癌细胞易扩散转移与癌细胞膜成分的改变有关

答案　B

解析　细胞膜主要由脂质和蛋白质组成，除此还含有少量糖类。

功能越复杂的膜上，蛋白质的种类和数量越多。

磷脂双分子层构成膜的基本支架，癌细胞易扩散转移与癌细胞膜上糖蛋白的减少有关。

10.作为系统的边界，细胞膜在细胞的生命活动中有多种功能。

下图的模型主要表明了细胞膜的何种功能（　　）

A.将细胞与外界环境分隔开

B.控制物质进出细胞

C.进行细胞间信息交流

D.促进物质的运输

答案　C

解析　激素是一种信号分子，图中体现了细胞膜的信息传递功能。

11.“获得细胞蛋白质详图”是2005年全球十大科技成果之一。

科学家揭示出电压控制的钾通道，这是迄今为止获得的最高分辨率的分子图像。

这些通道是负责钾离子进出细胞的看门蛋白质，它们在神经和肌肉细胞上的作用，与晶体管在计算机中的作用一样。

这是继2003年诺贝尔化学奖表彰的成果后，又一个关于细胞膜上离子通道的研究成果。

这一成果从另一侧面证明了细胞膜具有（　　）

A.免疫功能

B.识别功能

C.控制物质进出细胞的功能

D.进行细胞间信息传递的功能

答案　C

解析　从题干中给出的信息我们可以分析这种蛋白质的作用：

这些通道是负责钾离子进出细胞的看门蛋白质，也就是能够控制钾离子进出细胞。

12.下列不属于细胞间信息传递的是（　　）

A.激素作用于靶细胞

B.精子与卵细胞的识别与结合

C.高等植物细胞之间通过胞间连丝的相互连接

D.一个细胞中的无机盐离子进入相邻的细胞

答案　D

解析　D项体现的是细胞膜的物质交换功能。

13.阅读下列材料后，回答问题：

科学家在进行细胞膜化学成分分析时，需制备较纯净的细胞膜。

从真核细胞分离出较纯净的细胞膜较为困难，因为会有细胞内其他的膜混杂。

而哺乳动物和人成熟的红细胞内没有众多的细胞器，没有细胞核，将其特殊处理后，会造成红细胞破裂发生溶血现象，内容物流出，再将流出细胞外的物质冲洗掉，剩下的结构就是较纯净的细胞膜，在生物学上称为“血影”。

通过对“血影”的分析得知其化学成分组成如下：

蛋白质49%，脂质43%，糖类8%。

有的科学家将“血影”中的脂质提取出来，使其在空气—水界面上铺展成单分子层，所形成的薄膜面积是原来细胞整个表面积的2倍。

（1）为什么要选用哺乳动物和人的成熟的红细胞？

________________________________________________________________________

________________________________________________________________________。

（2）如何处理红细胞才能使其发生溶血现象？

________________________________________________________________________

________________________________________________________________________。

（3）红细胞溶血后，流出细胞外的物质应该是____________________，这种物质的特性是________________________________________，因而使红细胞具有________的功能。

（4）“血影”的化学组成是_______、_______、_______。

其中的脂质主要是指_______。

（5）制备细胞膜的时候用鸡的新鲜的红细胞稀释液可以吗？

为什么？

________________________________________________________________________

________________________________________________________________________。

答案　

（1）哺乳动物和人成熟的红细胞没有细胞壁，同时没有细胞核和众多的细胞器　

（2）把红细胞放到清水里，红细胞吸水涨破，内容物流出，即发生了溶血现象　（3）血红蛋白　在氧浓度高的地方易与氧结合，在氧浓度低的地方易与氧分离　运输氧　（4）脂质　蛋白质　糖类　磷脂　（5）不可以。

因为鸡不是哺乳动物，其红细胞内有细胞核和各种细胞器

解析　

（1）制备细胞膜时应选用哺乳动物或人成熟的红细胞，因为它没有细胞核和众多的细胞器，获取的膜即为细胞膜，排除了其他膜性物质的影响，降低了实验的难度，提高了实验的技巧性和科学性。

（2）细胞膜的成分、特性和功能是十分重要的知识，它充分说明了生物体的组成结构、结构决定功能、结构和功能相适应的特点。

14.根据下图回答下列问题：

（1）图中反映的是细胞膜的________________功能。

（2）图中甲表示的是________________的细胞，乙表示的是________细胞。

（3）图中1表示____________________________________________________________，

2表示__________细胞膜上的________。

（4）一般认为细胞识别的分子基础是受体。

受体主要指细胞膜中的________________，它对细胞外信号分子的结合有特异性。

答案　

（1）信息交流　

（2）发出信号　靶　（3）与膜结合的信号分子　靶　受体　（4）蛋白质

解析　细胞间信息交流的方式有三种，其中题图表示的是细胞间的直接接触，信号分子与靶细胞膜上的受体识别和结合，使信息从一个细胞传递给另一个细胞，靶细胞膜上的受体一般是蛋白质分子。

个性拓展

15.人们已经通过化学实验证明了细胞膜中含有磷脂分子。

现在请你设计一个实验验证细胞膜中含有蛋白质成分。

（1）实验课题：

验证细胞膜中含有蛋白质成分。

（2）实验目的：

利用化学试剂检测细胞膜中的蛋白质成分。

（3）实验原理：

___________________________________________________________。

（4）实验材料：

细胞膜样液、蒸馏水、洁净试管、滴管、双缩脲试剂等。

（5）实验步骤

第一步：

取洁净的试管2支，编号甲、乙。

第二步：

向甲试管中滴加2mL的细胞膜样液，_______________________________

________________________________________________________________________。

第三步：

_________________________________________________________________

________________________________________________________________________。

（6）实验现象：

____________________________________________________________

________________________________________________________________________。

（7）实验结论：

____________________________________________________________。

答案　（3）蛋白质与双缩脲试剂反应显紫色　（5）第二步：

向乙试管中滴加2mL的蒸馏水　第三步：

向甲、乙试管中分别加入双缩脲试剂，振荡摇匀，观察颜色变化

（6）甲试管中液体变为紫色，乙试管中液体无颜色变化

（7）细胞膜中含有蛋白质成分