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細胞膜和細胞核(含生物膜的流動鑲嵌模型) 基礎達標 1.細胞膜上與細胞的識別、免疫反應、信息傳遞有著密切關系的化學物質(zhì)是(　　) 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 A.糖蛋白 B.磷脂 C.脂肪 D.核酸 答案 A 解析 細胞膜表面上的蛋白質(zhì)和糖類結(jié)合形成的糖蛋白與細胞的識別、免疫、保護、潤滑等有關;磷脂形成磷脂雙分子層,構(gòu)成細胞膜的基本支架;細胞膜上沒有脂肪,含有磷脂;核酸分為DNA和RNA,DNA主要分布在細胞核內(nèi),RNA主要分布在細胞質(zhì)中,細胞膜上沒有核酸。 2.(2018湖南長沙期初考試)下列關于生物膜結(jié)構(gòu)探索歷程的說法,錯誤的是(　　) A.最初通過對現(xiàn)象的推理分析得出細胞膜是由脂質(zhì)構(gòu)成的 B.三層結(jié)構(gòu)模型認為生物膜為靜態(tài)的結(jié)構(gòu) C.流動鑲嵌模型認為構(gòu)成生物膜的磷脂分子和大多數(shù)蛋白質(zhì)分子可以運動 D.三層結(jié)構(gòu)模型和流動鑲嵌模型都認為蛋白質(zhì)分子在膜中的分布是不均勻的 答案 D 解析 三層結(jié)構(gòu)模型認為蛋白質(zhì)在膜中的分布是均勻的、固定的,而流動鑲嵌模型認為蛋白質(zhì)分子在膜中的分布是不均勻的,D項錯誤。 3.蝴蝶將一株油菜的花粉帶到另一株油菜花的柱頭上后,即可發(fā)生花粉萌發(fā)、花粉管伸長、釋放精子、精卵融合等一系列生理反應;若將一株油菜的花粉帶到一朵桃花的柱頭上則不會發(fā)生這一系列反應。該現(xiàn)象能很好地說明細胞膜(　　) A.主要由脂質(zhì)和蛋白質(zhì)組成 B.可將細胞與外界環(huán)境分隔開 C.控制物質(zhì)出入細胞的作用是相對的 D.進行細胞間的信息交流 答案 D 解析 由題干信息可知,該實例可說明細胞膜的信息交流功能。 4.將一個細胞中的磷脂成分全部提取出來,并將其在空氣—水界面上鋪成單分子層,結(jié)果測得單分子層的表面積相當于原來細胞膜表面積的兩倍。用下列細胞進行實驗,與上述結(jié)果最相符的是 (　　) A.人的肝細胞 B.蛙的紅細胞 C.洋蔥鱗片葉表皮細胞 D.大腸桿菌細胞 答案 D 解析 將一個細胞中的磷脂成分全部提取出來,并將其在空氣—水界面上鋪成單分子層,結(jié)果測得單分子層的表面積相當于原來細胞膜表面積的兩倍,說明該細胞內(nèi)的生物膜只有細胞膜一種膜結(jié)構(gòu)。大腸桿菌的生物膜只有細胞膜一種膜結(jié)構(gòu),人的肝細胞、洋蔥鱗片葉表皮細胞和蛙的紅細胞中除了細胞膜以外還有其他的生物膜。 5.(2018江西南昌一中月考)下圖表示細胞膜的亞顯微結(jié)構(gòu),其中a和b為物質(zhì)的兩種運輸方式,下列敘述正確的是(　　) A.細胞膜功能的復雜程度主要由③決定 B.神經(jīng)細胞膜上識別遞質(zhì)的是① C.b可表示肌細胞從組織液中吸收氧氣 D.細胞膜的選擇透過性與②有關,與③無關 答案 B 解析 細胞膜的功能主要由膜蛋白決定;分析題圖可知,Ⅰ為細胞膜的外側(cè),Ⅱ為細胞膜的內(nèi)側(cè),肌細胞從組織液中吸收氧氣,氧氣應從細胞膜外側(cè)進入細胞膜內(nèi);細胞膜的選擇透過性與②③都有關。 6.(2018河南安陽一模)下列有關細胞膜的敘述,正確的是(　　) A.細胞膜是植物細胞的邊界,也是該細胞最外層的結(jié)構(gòu) B.組成細胞膜的磷脂分子和蛋白質(zhì)分子均是運動的 C.細胞間的信息交流一定是在細胞膜的參與下完成的 D.細胞膜上可附著與有氧呼吸、ATP水解有關的酶 答案 D 解析 細胞膜具有選擇透過性,細胞壁具有全透性,細胞膜是植物細胞的邊界,細胞壁是植物細胞最外層的結(jié)構(gòu);組成細胞膜的磷脂分子和大多數(shù)蛋白質(zhì)分子是可以運動的;細胞間的信息交流不一定需要細胞膜參與,如植物的胞間連絲能夠完成信息交流功能。 7.細胞核內(nèi)的液體稱核液,下列關于細胞核的結(jié)構(gòu)與功能的敘述,正確的是(　　) A.核液內(nèi)僅含有由DNA和蛋白質(zhì)兩種物質(zhì)構(gòu)成的染色質(zhì) B.核膜具有選擇透過性,而核孔不具有選擇透過性 C.核糖體的合成都與核仁有關 D.細胞核是遺傳和代謝的控制中心,但不是細胞的代謝中心 答案 D 解析 核液內(nèi)主要含有由DNA和蛋白質(zhì)組成的染色質(zhì),還含有其他物質(zhì),A項錯誤;核孔是一些大分子進出細胞核的通道,具有選擇透過性,B項錯誤;原核生物的細胞內(nèi)沒有成形的細胞核,故其核糖體的形成與核仁沒有關聯(lián),C項錯誤;細胞的代謝中心是細胞質(zhì),D項正確。 8.右圖為科學家對單細胞傘藻的幼體進行的嫁接實驗,將甲的傘柄嫁接到乙的假根上,結(jié)果長出了乙的傘帽。下列有關評價合理的是 (　　) A.該實驗證明了細胞核是遺傳的控制中心 B.該實驗證明了細胞核是代謝的調(diào)控中心 C.欲證明細胞核的功能,需同時進行對照實驗 D.該實驗證明了細胞質(zhì)是遺傳的控制中心 答案 C 解析 細胞核是細胞代謝和遺傳的控制中心,但若要通過實驗證明細胞核決定傘帽類型,需要同時進行對照實驗,增強實驗的說服力。對照實驗可將乙的傘柄嫁接到甲的假根上,若長出甲的傘帽,則可證明A項正確。 9.(2018全國Ⅲ卷)下列有關細胞的結(jié)構(gòu)和生命活動的敘述,錯誤的是(　　) A.成熟個體中的細胞增殖過程不需要消耗能量 B.細胞的核膜、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜和細胞膜中都含有磷元素 C.兩個相鄰細胞的細胞膜接觸可實現(xiàn)細胞間的信息傳遞 D.哺乳動物造血干細胞分化為成熟紅細胞的過程不可逆 答案 A 解析 細胞增殖過程需要能量,如DNA復制和相關蛋白質(zhì)的合成,均需要能量,A項錯誤。生物膜的主要成分是脂質(zhì)和蛋白質(zhì),其中脂質(zhì)主要是磷脂,B項正確。細胞膜具有信息傳遞功能,C項正確。哺乳動物成熟的紅細胞無細胞核和細胞器,不可能再恢復到造血干細胞狀態(tài),D項正確。 10.以動物受精卵為實驗材料進行以下實驗,下列有關分析正確的是(　　) A.實驗①和實驗③說明了細胞核對維持細胞正常生命活動的重要性 B.實驗②和實驗③說明了細胞質(zhì)對維持細胞正常生命活動的重要性 C.實驗①說明了細胞核對細胞質(zhì)的重要性,實驗②說明了細胞質(zhì)對細胞核的重要性 D.該實驗結(jié)果可以說明細胞是最基本的生命系統(tǒng) 答案 D 解析 該實驗通過相互對照可得出細胞核和細胞質(zhì)在維持生命活動方面的重要性,實驗①和實驗③說明了細胞質(zhì)對維持細胞正常生命活動的重要性,實驗②和實驗③說明了細胞核對維持細胞正常生命活動的重要性,由此得出細胞只有保持其結(jié)構(gòu)的完整性才能完成各項生命活動。 能力提升 1.下圖是生物膜的結(jié)構(gòu)模型,下列關于生物膜的結(jié)構(gòu)及功能的敘述,正確的是(　　) A.線粒體膜、葉綠體膜是由雙層磷脂分子構(gòu)成的,細胞膜是由單層磷脂分子構(gòu)成的 B.動物細胞融合與鈉、鉀離子進出細胞均依賴于細胞膜的選擇透過性 C.膜上的糖蛋白具有信息傳遞的作用,能夠?qū)⑿畔⒎肿愚D(zhuǎn)移到細胞內(nèi)發(fā)揮作用 D.膽固醇是構(gòu)成動物細胞膜的重要成分,在人體內(nèi)還參與血液中脂質(zhì)的運輸 答案 D 解析 線粒體膜、葉綠體膜是由雙層膜構(gòu)成的,每層膜都是由雙層磷脂分子構(gòu)成的;細胞膜是由一層膜構(gòu)成的,是由雙層磷脂分子構(gòu)成的;動物細胞融合依賴于細胞膜的流動性,鈉、鉀離子進出細胞依賴于細胞膜的選擇透過性;膜上的糖蛋白具有信息傳遞的作用,不能將信息分子轉(zhuǎn)移到細胞內(nèi);膽固醇是構(gòu)成動物細胞膜的重要成分,在人體內(nèi)還參與血液中脂質(zhì)的運輸。 2.下圖是細胞局部結(jié)構(gòu)示意圖,下列敘述正確的是(　　) A.①是糖脂,具有保護和潤滑的作用 B.②具有運輸、信息傳遞、免疫和構(gòu)成膜基本支架的作用 C.③可以是細胞器膜、核膜的主要成分 D.④由纖維素組成,能保持細胞內(nèi)部結(jié)構(gòu)有序性 答案 C 解析 圖中①是糖蛋白,糖蛋白具有保護和潤滑的作用;②是蛋白質(zhì),細胞膜的基本支架是磷脂雙分子層;③是磷脂分子,細胞器膜與核膜的基本支架都是磷脂雙分子層;④表示細胞骨架,細胞骨架是真核細胞中由蛋白質(zhì)聚合而成的纖維狀網(wǎng)架結(jié)構(gòu)。 3.(2018湖北武漢月考)下列關于生物膜系統(tǒng)的敘述,錯誤的是 (　　) A.突觸前膜乙酰膽堿的釋放體現(xiàn)膜的流動性 B.相對于骨骼肌細胞,胰島細胞中高爾基體膜成分的更新速度更快 C.龍膽紫溶液能將洋蔥根尖細胞內(nèi)的染色體染色,體現(xiàn)了細胞膜的選擇透過性 D.構(gòu)成動物細胞膜的脂質(zhì)有磷脂和固醇 答案 C 解析 突觸前膜釋放乙酰膽堿是突觸小泡和突觸前膜融合的過程,體現(xiàn)了膜的流動性,A項正確;高爾基體參與細胞分泌過程,胰島細胞是分泌細胞,高爾基體膜成分的更新比骨骼肌細胞更快,B項正確;在用龍膽紫溶液對洋蔥根尖細胞染色體染色之前,先要解離,此時細胞已經(jīng)被殺死,C項錯誤;磷脂和膽固醇都是動物細胞膜的重要組成成分,D項正確。 4.下圖為人體內(nèi)細胞間信息交流方式的示意圖,回答下列有關生物體內(nèi)信息傳遞和調(diào)節(jié)的問題。 (1)在A、B、C三圖中,靶細胞對信息的接受具有相似的結(jié)構(gòu)基礎,即　　　　　　　,其化學成分為　　　　　　　,因其具有特定的空間結(jié)構(gòu)而具有特異性。 (2)圖A、B、C所示的三種方式中,能表示肝臟細胞接受胰高血糖素的是　　　　　　　;表示T淋巴細胞介導細胞免疫的是　　　　　　　;肉毒桿菌通過抑制某種神經(jīng)遞質(zhì)的作用而導致肌肉松弛,其中神經(jīng)遞質(zhì)作用的方式是　　　　　　　;高度緊張時心肌細胞收縮加速,其中信息傳遞的方式是　　　　　　　。 (3)人類以及大多數(shù)哺乳動物的舌和軟腭分布著豐富的卵狀味蕾,每個味蕾約含100個味細胞,每個味細胞只負責感應酸、甜、苦、咸、鮮五大主體味覺中的一種,其基部與相應的味覺神經(jīng)相連(圖D)。味細胞靠其特殊的質(zhì)膜表面受體感應相應的化合物,當一種化合物被一種味細胞的質(zhì)膜表面受體識別并結(jié)合后,受體便通過G蛋白調(diào)控并打開附近的離子通道,離子的跨膜流動導致膜電位的改變(圖E),后者經(jīng)味細胞基部的味覺神經(jīng)傳遞至腦部味覺中樞,最終產(chǎn)生味覺。貓科動物在早期進化階段缺失了針對甜味化合物的受體編碼基因T1R2,因此表現(xiàn)出對糖類食物的冷漠行為。 ①據(jù)上所述,每個味蕾中對應一種味覺的平均味細胞數(shù)為　　　　　;味細胞質(zhì)膜表面受體激活離子通道打開的前提條件是　　　　　　　　　　　　　。 ②據(jù)上所述,若要使小鼠對苦味物質(zhì)產(chǎn)生“甜”的喜好感,合理的做法是　　　　　。 A.抑制小鼠苦味神經(jīng)之間的沖動傳遞 B.刺激并打開甜味細胞質(zhì)膜上的離子通道 C.阻斷小鼠苦味細胞與其味覺神經(jīng)之間的聯(lián)系 D.將識別苦味化合物的受體編碼基因?qū)胄∈筇鹞都毎斜磉_ 答案 (1)受體　蛋白質(zhì) (2)B　A　C　B、C (3)①20　化合物與受體結(jié)合　②D 解析 (1)圖A表示通過細胞的直接接觸進行信息交流,圖B表示信號分子通過血液循環(huán)與靶細胞進行信息交流,圖C表示神經(jīng)元之間的信息傳遞,在這三種信息傳遞方式中,靶細胞能接受信息與靶細胞上對應的受體有關,受體的化學成分為蛋白質(zhì)。(2)高度緊張時,一方面神經(jīng)元之間進行信息傳遞,同時腎上腺素分泌增多,導致心肌收縮加快,包含了神經(jīng)調(diào)節(jié)和體液調(diào)節(jié)兩種方式,對應的信息傳遞方式為B和C。(3)①根據(jù)題中信息,每個味蕾中約含有100個味細胞,每個味細胞只負責感應酸、甜、苦、咸、鮮五大主體味覺中的一種,則對應一種味覺的平均味細胞數(shù)為20個;根據(jù)題中“當一種化合物被一種味細胞的質(zhì)膜表面受體識別并結(jié)合后,受體便通過G蛋白調(diào)控并打開附近的離子通道”可知,離子通道打開的前提條件是對應的化合物和受體識別并結(jié)合。②要使小鼠對苦味物質(zhì)產(chǎn)生“甜”的好感,則要使苦味物質(zhì)的分子能開啟“甜”味細胞的離子通道,可以將識別苦味物質(zhì)的受體“嫁接”到甜味細胞表面來實現(xiàn)。要實現(xiàn)這一目的,需要將識別苦味化合物的受體編碼基因?qū)胄∈筇鹞都毎斜磉_,故選D項。 5.細胞中細胞核與細胞質(zhì)之間的關系問題曾經(jīng)是細胞生物學家們研究的一個熱點問題。下面是以傘藻為實驗材料所做的幾個經(jīng)典生物學實驗。 請依據(jù)所提供的材料,回答下列問題。 材料1 傘藻是單細胞生物。甲、乙兩種傘藻的帽形不同(如下圖),現(xiàn)將甲傘藻的A部分與乙傘藻的B部分嫁接在一起,發(fā)現(xiàn)第一次長出的帽狀體呈中間類型,若切除這一帽狀體,第二次長出的帽狀體則與甲的帽狀體形狀相同。 (1)你認為第一次長出的帽狀體呈中間類型的原因是 　。 (2)第二次長出的帽狀體與甲的帽狀體形狀相同,這能說明核、質(zhì)之間的關系是 　。 材料2 當傘藻的帽狀體長到一定大小時,就不再繼續(xù)長大,而是開始發(fā)生細胞分裂。于是有人提出了如下假說,細胞分裂與細胞核、質(zhì)體積的比例有關,當細胞核的體積與細胞質(zhì)的體積比值太小時,細胞就會發(fā)生分裂;反之,就不會發(fā)生分裂。有人做了如下實驗:在傘藻的帽狀體已經(jīng)長出、核將要分裂時,將其切去,核的分裂就受到抑制,直到新的帽狀體再生出來,核才恢復分裂。 (3)請你利用傘藻,另外設計一個實驗,作為上述實驗的補充,進一步證明上述假說。 　。 答案 (1)B部分含有少量的原乙傘藻細胞核轉(zhuǎn)錄的信使RNA,它能指導合成少量原乙傘藻的蛋白質(zhì)。A部分則能指導合成甲傘藻的蛋白質(zhì),因而嫁接后長成的帽狀體有甲、乙兩種傘藻的蛋白質(zhì),故呈中間類型 (2)細胞質(zhì)中各種代謝活動或生命現(xiàn)象受細胞核控制,最終決定生物性狀的主要是細胞核 (3)在傘藻的帽狀體尚未長成、核不分裂時,將幼小帽狀體切去,嫁接上一個長成的帽狀體,這個原不該分裂的核就開始分裂了 解析 材料1中嫁接后第一次出現(xiàn)中間類型,因此應考慮到遺傳信息傳遞中合成的mRNA作用的滯后性。材料2中自變量為核質(zhì)比,故可通過嫁接不同大小的傘藻的帽狀體以改變核質(zhì)比,進而據(jù)實驗結(jié)果作出判斷。