高中人教版 (2019)第3章 细胞的基本结构第1节 细胞膜的结构和功能达标测试

第1节　细胞膜的结构和功能

课时作业

1.取细胞膜上糖蛋白成分相同的两种海绵动物,将其细胞都分散成单个后混合培养,发现这两种细胞能够结合在一起;但将细胞膜上糖蛋白成分不相同的两种海绵动物的细胞分散后,混合培养,会发现这两种细胞不能结合在一起。这一实验现象说明细胞膜上的糖蛋白与(　A　)

A.细胞间的相互识别有关

B.细胞间的免疫作用有关

C.细胞的分泌作用有关

D.细胞间物质交换有关

解析:细胞膜上糖蛋白成分相同的两种海绵动物,其细胞能够结合在一起,而细胞膜上糖蛋白成分不同的两种海绵动物,其细胞不能结合在一起,说明糖蛋白与细胞间的相互识别有关。

2.在研究细胞膜的功能时,科学家进行了各种实验。下列说法错误的是(　C　)

A.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,说明细胞膜具有信息交流

功能

B.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,可用于验证细胞膜具有选择透过性

C.用高浓度蔗糖腌制果脯说明蔗糖是细胞需要的物质,容易进入活

细胞

D.有些病菌、病毒能侵入细胞,使生物体患病,说明细胞膜控制物质进出的功能具有相对性

解析:果脯的制作过程中,高浓度的蔗糖溶液使得细胞过度失水死亡,细胞膜丧失对物质进出细胞的选择,进而蔗糖分子进入细胞。

3.春天,很多植物同时开花,花粉在空气中传播后,也很容易黏附到其他植物的柱头上,但这些花粉不能萌发,而落到同种植物柱头上的花粉可以萌发。这依赖于(　B　)

A.细胞分泌物的信息传递

B.花粉和柱头细胞的细胞膜之间信号分子与受体的识别

C.花粉与柱头细胞间的胞间连丝

D.花粉与柱头细胞中核酸的一致性

解析:花粉和柱头细胞的细胞膜含有特定的信号分子和受体,这样可以使得在植物的柱头上只有同种植物的花粉可以萌发,保证了物种的正常延续。

4.水溶性染色剂PI能与核酸结合而使细胞核着色,可将其应用于细胞死活的鉴别。细胞浸泡于一定浓度的PI中,仅有死亡细胞的细胞核会被染色,活细胞则不会被染色,但将PI注射到活细胞后,该细胞的细胞核核会被染色,利用PI鉴别细胞的基本原理是(　C　)

A.死细胞与活细胞的核酸结构不同

B.死细胞的核酸含量改变

C.活细胞的细胞膜能阻止PI的进入

D.活细胞能分解染色剂PI

解析:死细胞与活细胞的核酸结构是相同的;死细胞的核酸含量不变;活细胞的细胞膜可以阻止染色剂PI进入细胞;染色剂PI对活细胞来说是有害物质,细胞不会吸收。

5.科学家对哺乳动物红细胞膜上不同种类的磷脂(SM、PC、PS、PE、PI、CI)进行了研究,分析结果如图所示。下列相关叙述不正确的是(　D　)

A.组成细胞膜的磷脂分子在膜两侧的分布是不对称的

B.不同种类的磷脂在膜上的分布情况有差异,这可能与细胞膜的功能有密切关系

C.甲侧的脂质,有的可能连接着多糖分子

D.水分子通过细胞膜,只与脂质分子有关,与蛋白质无关

解析:由题图可知,磷脂在细胞膜内外两侧分布的百分比不同,说明细胞膜的成分在膜上的分布是不对称的;细胞膜的功能与磷脂的种类和数量以及蛋白质的种类和数量都有关,不同种类的磷脂在膜上的分布情况有差异,这可能与细胞膜的功能有密切关系;甲侧属于血浆侧即细胞膜的外侧,甲侧的脂质,有可能连接着多糖分子,形成糖脂;水分子的跨膜运输与磷脂双分子层相关,也与某些蛋白质相关。

6.细胞膜具有控制物质进出细胞的功能。下列有关这一功能的理解,不正确的是(　D　)

A.细胞需要的物质可以进入细胞

B.细胞不需要或对细胞有害的物质一般不能进入细胞

C.细胞中的成分如核酸等不会流失到细胞外

D.由于细胞膜的存在,致病的病毒、病菌等不能进入细胞

解析:细胞膜控制物质进出细胞的作用是相对的,有些病毒、病菌也能侵入细胞,使生物体患病。

7.下列选项中不符合生物膜的流动镶嵌模型观点的是(　B　)

A.构成膜的磷脂分子可以侧向自由移动

B.每个磷脂分子的亲水端都向着膜的内部空间

C.嵌入磷脂双分子层的蛋白质分子大多能运动

D.膜的流动性对于完成物质运输、生长、分裂都非常重要

解析:生物膜的内外均为以水为基础构成的液体环境,生物膜的磷脂分子的亲水端朝向膜的内外两侧,疏水端朝向膜的内部空间。

8.如图,甲为细胞膜的亚显微结构模式图,图乙为图甲中②的分子结构模式图。下列有关描述错误的是(　A　)

A.细胞膜上的③具有识别的作用

B.若图甲为变形虫的细胞膜,则②和③的流动性为变形虫运动的基础

C.图甲中的①②③共同为细胞的生命活动提供相对稳定的内部环境

D.将图乙中的分子铺展在水面上,A部分与水面接触

解析:图甲为细胞膜流动镶嵌模型,①糖蛋白、②磷脂、③膜蛋白,图乙为磷脂分子,A为磷脂分子头部(亲水基),B为磷脂分子尾部(疏水基)。细胞膜上的①糖蛋白具有识别作用;根据细胞膜流动镶嵌模型可知,膜上的磷脂分子、膜蛋白均是可以运动的,变形虫在运动、摄食时,要依赖细胞膜的结构特性(流动性);细胞膜将细胞与外界环境分隔开来,从而维持细胞相对稳定的内部环境;将图乙中的分子铺展在水面上,A磷脂分子头部(亲水基)与水面接触。

9.脂质体是根据磷脂分子可在水中形成稳定的脂质双层膜的原理而制备的人工膜。单层磷脂分子铺展在水面上时,极性端(亲水)与非极性端(疏水)排列是不同的,搅拌后形成双层脂分子的球形脂质体

(如图)。

(1)将脂质体置于清水中,一段时间后发现,脂质体的形态、体积没有变化。这一事实说明脂质体在结构上具有一定的　　　　　　　　。

(2)下列图中能正确表示细胞膜的亚显微结构模式图的是　　　　。

(3)由脂质体的形成原因及特点分析细胞膜的基本支架是　　　　

　　　　　　,同时也可推测水分子的跨膜运输不是真正的物质扩散,它最可能与膜上的　　　　成分有关。某科学家试图从人血红细胞上寻找这种蛋白质——CHIP28。他以这种细胞为实验材料的最可能原因是　 　                                                。 

解析:(1)根据题意可知,脂质体置于清水中,脂质体的形态、体积没有变化,这一事实说明脂质体在结构上具有一定的稳定性。(2)流动镶嵌模型认为,磷脂双分子层构成细胞膜基本支架,蛋白质分子有的镶在磷脂双分子层的表面,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,在细胞膜外侧蛋白质分子与多糖结合形成糖蛋白,符合这一观点的是B。(3)细胞膜以磷脂双分子层为基本支架,脂质体放到清水中,脂质体的形态和结构没有发生变化,可以推测水分子的跨膜运输不是真正的物质扩散,它最可能借助膜上的蛋白质完成跨膜运输。人成熟的红细胞无细胞核和众多的细胞器膜,易获得纯净的细胞膜。

答案:(1)稳定性　(2)B　(3)磷脂双分子层　蛋白质　人成熟的红细胞除细胞膜外无其他的膜结构,便于获得纯净的细胞膜

10.如图为细胞膜结构模型示意图。请回答下列问题([　]填序号)。

(1)图中的细胞膜结构模型名称为　　　　　　,[　]　　　　　　　构成了膜的基本支架。 

(2)图中　　　　侧(填“A”或“B”)代表细胞膜的外侧,因为该侧有与细胞识别有关的[　]　　　　　　。 

(3)膜功能的复杂程度主要取决于膜成分中                        

                                                     　。 

解析:(1)图中的细胞膜结构模型名称为细胞膜的流动镶嵌模型;其基本骨架是[2]磷脂双分子层。

(2)细胞膜表面的[3]糖蛋白具有识别功能,糖蛋白位于A侧,故图中A侧代表细胞膜的外侧。

(3)蛋白质是生命活动的主要承担者,膜功能的复杂程度主要取决于膜成分中蛋白质的种类和数量。

答案:(1)流动镶嵌模型　2　磷脂双分子层

(2)A　3　糖蛋白

(3)蛋白质的种类和数量

11.磷脂分子是组成细胞膜的重要成分,其头部亲水,尾部疏水。酶、抗体等水溶性大分子药物常用磷脂包裹制成微球体,因其外部结构与细胞膜类似,能很好地与细胞膜融合,所以更容易携带药物运输到患病部位的细胞中,进而发挥药效。下列有关叙述正确的是(　D　)

A.该膜的化学成分由脂肪酸和磷酸构成

B.微球体能将生物大分子药物水解成小分子药物

C.在微球体内磷脂的尾向着药物

D.推测微球体应由两层磷脂分子构成

解析:该膜由磷脂分子构成,磷脂分子是由甘油、磷酸及其他衍生物组成;微球体的作用是能包裹生物大分子药物运输到患病部位的细胞中,不能水解药物;由于磷脂包裹的酶、抗体等属于水溶性物质,所以微球体的内部和外部都应该是磷脂分子的亲水端,即在微球体内磷脂的头向着药物;由于微球体的内部和外部都应该是磷脂分子的亲水端,可推测微球体应该由两层磷脂分子构成。

12.一种聚联乙炔细胞膜识别器已问世,它是通过物理力把类似于细胞膜上具有分子识别功能的物质镶嵌到聚联乙炔囊泡中,组装成纳米尺寸的生物传感器。它在接触到细菌、病毒时可以发生颜色变化,用以检测细菌、病毒。这类被镶嵌进去的物质很可能含有(　B　)

A.磷脂和蛋白质   B.多糖和蛋白质

C.胆固醇和多糖  D.胆固醇和蛋白质

解析:由题意可知,识别器具备的应该是细胞膜的识别功能,在细胞膜上具有识别功能的主要是糖蛋白,因此镶嵌到聚联乙炔囊泡中的物质很可能含有多糖和蛋白质。

13.(不定项)1959年罗伯特森提出了生物膜的“三明治模型”,该模型将细胞膜描述为静态统一的结构。1972年,在综合了前人各种研究成果的基础上,辛格和尼科尔森提出了生物膜的“流动镶嵌模型”,该模型可以很好地解释当时的各种科学发现。下列说法正确的是(　BC　)

A.细胞膜由磷脂双分子层构成,内外表面各有一层蛋白质分子

B.人鼠细胞融合实验否定了“三明治模型”

C.细胞膜由磷脂双分子层构成,蛋白质以不连续颗粒形式嵌入磷脂双分子层,磷脂分子和蛋白质均呈流动状态

D.磷脂分子的亲水端都向着膜的内部空间

解析:生物膜的流动镶嵌模型认为磷脂双分子层是膜的基本支架,蛋白质以不同方式镶嵌在磷脂双分子层中,即有的蛋白质分子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,有的蛋白质分子贯穿于整个磷脂双分子层,构成生物膜的磷脂分子可以侧向自由移动,膜中的蛋白质大多也能运动。磷脂分子的亲水端朝向膜的内外两侧,疏水端朝向膜的内部空间。

14.(不定项)荧光漂白恢复技术在细胞生物学中具有重要的应用,包括三个步骤:绿色荧光染料与膜上的蛋白质结合,细胞膜上呈现一定强度的绿色;激光照射淬灭(漂白)膜上部分绿色荧光;检测淬灭部位荧光再现速率。实验过程如图甲,结果如图乙。下列说法正确的是(　ACD　)

A.该技术说明细胞膜具有一定的流动性

B.应用该技术可以测定膜上单个蛋白质的流动速率

C.降低实验温度,漂白区域荧光强度恢复到F2的时间将延长

D.理论分析,漂白区域恢复足够长的时间荧光强度F2仍小于F1

解析:绿色荧光染料与膜上的蛋白质结合,淬灭部位再现绿色荧光,说明细胞膜具有一定的流动性;淬灭部位的荧光再现,是膜蛋白分子运动的综合表现,该技术不能测定膜上单个蛋白质的流动速率;降低实验温度,膜的流动速度减慢,漂白区域荧光强度恢复到F2的时间将延长;激光照射淬灭(漂白)膜上部分绿色荧光,使部分荧光不可恢复,漂白区域恢复足够长的时间后,其荧光强度F2小于漂白前的荧光强度F1。

15.用不同的荧光染料标记的抗体,分别与人细胞和小鼠细胞的细胞膜上的一种抗原物质结合,使两类细胞分别产生绿色和红色荧光。当这两种细胞融合成一个细胞时,开始一半呈绿色,另一半呈红色。但在37 ℃下保温40 min后,两种颜色的荧光点就呈均匀分布。请据图回答下面的问题。

(1)人和小鼠细胞膜表面的抗原属于构成膜结构的　　　　(物质)。

(2)融合细胞表面两类荧光染料分布的动态变化,表明了组成细胞膜的　　　　　分子是可以运动的,由此可以证实与细胞膜结构“模型”相关的　　　　　　　　　　　的观点是成立的。 

(3)融合细胞表面两类荧光染料最终均匀分布,原因是　        , 

这表明细胞膜的结构特点是具有　                         。 

(4)如果该融合实验在20 ℃条件下进行,则两种表面抗原均匀分布的时间将大大延长,这说明

                                                      　。 

若在0 ℃下培养40 min,则发现细胞仍然保持一半发红色荧光,另一半发绿色荧光。这一现象的合理解释是                           

                                                      　。 

解析:细胞膜的成分主要是蛋白质分子和磷脂分子,能与荧光染料标记的抗体结合的应是膜上的蛋白质分子,即题中的“抗原”物质。人细胞和小鼠细胞融合成一个细胞后,开始时因温度和时间的关系,不同膜上的荧光性表现在相对集中的区域,其物质的流动性暂时未得到体现。将融合细胞置于37 ℃下保温30 min后,温度适宜,膜上的分子因流动而发生重新排列,表现出荧光点均匀分布的现象。

答案:(1)蛋白质

(2)蛋白质　膜物质分子能够运动

(3)构成膜结构的磷脂分子和大多数蛋白质分子可以运动　一定的流动性

(4)随环境温度的降低,膜上蛋白质分子的运动速率减慢　细胞膜的流动性特点只有在适宜的温度条件下才能体现