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第第页【分层作业】3.1细胞膜的结构和功能高中生物人教新版必修1一、基础巩固1.研究人员从火山海底喷口中分离出一种新型耐高温的蓝细菌“Chonkus”,这种菌株可在CO2A.Chonkus属于原核生物,没有染色体和核膜包被的细胞核B.Chonkus活菌株不被台盼蓝染色与细胞膜的选择透过性有关C.高温条件下Chonkus细胞膜厚度改变与其固定不动的膜蛋白有关D.Chonkus可应用于海洋生物碳封存,以降低大气中的CO2【答案】C【解析】【解答】A、蓝细菌属于原核生物,原核细胞没有核膜包被的细胞核,也没有染色体结构,A正确。
B、活细胞的细胞膜具有选择透过性,台盼蓝不能进入活细胞内,因此活菌株不会被台盼蓝染色,B正确。
C、细胞膜具有流动性,组成细胞膜的蛋白质分子大多是可以运动的,并不是固定不动的,C错误。
D、该蓝细菌能进行光合作用固定二氧化碳,形成含碳储存颗粒并沉入水中,可用于海洋碳封存,降低大气中二氧化碳浓度,D正确。
故答案为:C。
【分析】蓝细菌是原核生物,无核膜与染色体;活细胞膜具选择透过性,不被台盼蓝染色;细胞膜具有流动性,蛋白质可运动;该蓝细菌可用于碳封存。2.下图表示白细胞从血管中迁移并进入炎症组织的过程示意图。该过程能体现白细胞的细胞膜具有()A.物质运输功能 B.能量转化功能C.一定的流动性 D.选择透过性【答案】C【解析】【解答】白细胞从血管中迁移并进入炎症组织,需要通过变形运动穿过血管壁,该过程中细胞膜的形态会发生明显改变。细胞膜之所以能发生形态变化、支持细胞变形运动,是因为构成细胞膜的磷脂分子和大多数蛋白质分子都可以运动,这一过程直接体现了细胞膜具有一定的流动性。该过程与物质运输功能、能量转化功能以及选择透过性无关,C正确,A、B、D错误。
故答案为:C。
【分析】细胞膜的结构特点是具有一定的流动性,细胞变形、胞吞胞吐、细胞融合等生命活动都依赖该特点;细胞膜的功能特点是具有选择透过性,主要体现在物质跨膜运输的选择性上。白细胞迁移穿过血管壁属于细胞变形运动,体现的是细胞膜的流动性,而非其他功能或特性。3.在细胞膜亚显微结构模式图中,①~③表示细胞膜的物质。有关说法错误的是()A.细胞膜的功能越多,其②的种类和数量就越多B.③排列成双分子层,构成细胞膜的基本骨架C.细胞膜上的②和③都可以运动,体现了细胞膜的选择透过性D.细胞识别与①有关,①分布于细胞膜的外表面【答案】C【解析】【解答】A、根据题目描述和图示分析可知:①代表糖蛋白(由蛋白质和多糖组成),②代表膜蛋白,③代表磷脂双分子层。膜蛋白的种类和数量决定了细胞功能的复杂程度,A正确。B、③磷脂双分子层构成了细胞膜的基本骨架,B正确。C、细胞膜的流动性既与磷脂分子有关,也与蛋白质分子有关。虽然②(膜蛋白)和③(磷脂)都可以运动,但这正是细胞膜流动性的体现,C错误。D、①糖蛋白参与细胞识别功能,D正确。故选C。
【分析】细胞膜的结构特点是具有一定的流动性,其原因是构成细胞膜的磷脂分子和蛋白质分子不是静止的,而是可以运动的。4.下列不属于细胞间信息交流方式的是()A.细胞分泌的激素与靶细胞的细胞膜表面受体结合B.精子和卵细胞之间的识别和结合C.玉米植株细胞之间通过通道相互连接交流信息D.有些病毒、病菌也能侵入细胞,使生物体患病【答案】D【解析】【解答】A、细胞分泌的激素与靶细胞的细胞膜表面受体结合,是通过体液传递信息实现的细胞间间接交流,属于细胞间信息交流方式,A错误;
B、精子和卵细胞之间的识别和结合,是相邻细胞通过细胞膜直接接触传递信息,属于细胞间信息交流方式,B错误;
C、玉米植株细胞之间通过通道(胞间连丝)相互连接交流信息,是高等植物细胞间信息交流的方式之一,C错误;
D、有些病毒、病菌侵入细胞使生物体患病,体现的是细胞膜控制物质进出细胞的功能具有局限性,不属于细胞间的信息交流方式,D正确;
故答案为:D。
【分析】细胞间信息交流的三种主要方式,一是通过体液运输的间接交流,如激素传递信息;二是细胞间的直接接触交流,如精子和卵细胞的识别结合;三是高等植物细胞通过胞间连丝的通道交流。判断某一过程是否属于细胞间信息交流,关键看是否存在细胞与细胞之间的信息传递,而病毒、病菌侵入细胞的过程,是病原体对细胞的侵染,不存在细胞间的信息传递,因此不属于细胞间信息交流方式。5.台盼蓝会将死亡的动物细胞染成蓝色,而活的动物细胞不着色。这项技术的原理是()A.细胞膜能实现细胞间的信息交流B.细胞膜能控制物质进出细胞C.细胞膜的结构特点是具有一定的流动性D.细胞膜能将细胞与外界环境分隔开【答案】B【解析】【解答】A、细胞膜实现细胞间的信息交流,是指细胞通过受体识别信号分子等方式传递信息,与台盼蓝能否进入细胞没有关联,A错误;
B、活细胞的细胞膜具有选择透过性,能够控制物质进出细胞,台盼蓝是细胞不需要的物质,无法进入活细胞;而死亡细胞的细胞膜失去选择透过性,台盼蓝可以进入细胞并将其染成蓝色,该技术的原理正是细胞膜能控制物质进出细胞,B正确;
C、细胞膜具有一定的流动性是细胞膜的结构特点,体现在膜上蛋白质和磷脂分子的运动,这和台盼蓝染色的现象没有直接关系,C错误;
D、细胞膜将细胞与外界环境分隔开,是细胞膜作为细胞边界的体现,只能说明细胞膜能界定细胞范围,不能解释活细胞不着色、死细胞着色的原因,D错误;
故答案为:B。
【分析】细胞膜的三个功能(分隔细胞与外界、控制物质进出、进行细胞间信息交流)和结构特点(流动性)的适用场景不同,控制物质进出细胞的功能依赖细胞膜的选择透过性,且只有活细胞才具备这一特性,死细胞会丧失选择透过性。6.根据生物膜结构探索历程的科学史,下列说法错误的是()A.通过细胞对不同化学物质通透性的实验,可推测“细胞膜是由脂质组成的”B.细胞膜在电镜下呈现“暗一亮—暗”,由此提出膜都是三层结构的动态模型C.小鼠细胞和人细胞的融合实验,表明细胞膜具有流动性D.流动镶嵌模型能合理解释细胞生长、草履虫吞噬食物等现象【答案】B【解析】【解答】A、欧文顿通过研究不同化学物质对植物细胞通透性的实验,发现脂质更容易通过细胞膜,推测细胞膜是由脂质组成的,A正确;B、罗伯特森在电镜下观察到细胞膜呈现"暗一亮一暗"的三层结构,提出了:所有的细胞膜都是由蛋白质―脂质―蛋白质三层结构的静态模型,而非动态模型,B错误;C、1970年,科学家用荧光标记的小鼠细胞和人细胞融合的实验,以及相关的其他实验证据表明细胞膜具有流动性,C正确;D、流动镶嵌模型认为,构成细胞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,细胞膜具有一定的流动性,能合理解释细胞生长(膜面积扩大),变形虫运动(膜形态改变)等现象,D正确。故选B。
【分析】生物膜结构的探索历程:
1、19世纪末,欧文顿发现凡是可以溶于脂质的物质,比不能溶于脂质的物质更容易通过细胞膜进入细胞,于是他提出膜是由脂质组成的。
2、20世纪初,科学家第一次将膜从哺乳动物的红细胞中分离出来,化学分析表明,膜的主要成分是脂质和蛋白质。
3、1925年,两位荷兰科学家用丙酮从人的红细胞中提取脂质,在空气一水界面上铺展成单分子层,测得单分子层的面积恰为红细胞表面积的2倍,由此他们得出的结论是细胞膜中的脂质分子排列为连续的两层。
4、1959年,罗伯特森在电镜下看到了细胞清晰的暗一亮一暗的三层结构,并大胆地提出生物膜的模型是所有的生物膜都由蛋白质―脂质―蛋白质三层结构构成,电镜下看到的中间的亮层是脂质分子,两边的暗层是蛋白质分子,他把生物膜描述为静态的统一结构。
5、1970年,科学家用荧光标记的小鼠细胞和人细胞融合的实验,以及相关的其他实验证据表明细胞膜具有流动性。
6、1972年,桑格和尼克森提出流动镶嵌模型,大多数人所接受。7.如图为细胞间信息交流的三种方式,下列有关叙述错误的是()A.图甲中A表示某种信号分子,B表示靶细胞B.图乙中C是受体,其成分为糖蛋白C.精子和卵细胞之间的信息传递采用的方式是乙D.图丙中E是胞间连丝,E只有信息传递功能【答案】D【解析】【解答】A、图甲为内分泌细胞分泌信号分子(A表示激素)通过体液运输作用于靶细胞(B)的过程,所以A表示信号分子,B表示靶细胞,A正确;B、图乙两个细胞间直接接触,C是靶细胞表面的受体,受体的化学本质是糖蛋白,起识别作用,B正确;C、精子与卵细胞之间的信息传递即细胞间直接接触,符合图乙,C正确;D、图丙是植物细胞间的信息传递方式,胞间连丝,E有信息传递的功能,也有物质运输的作用,D错误。故选D。
【分析】细胞间的信息交流方式主要有以下三种:
(1)化学信号传递:细胞分泌的化学物质(如激素、神经递质)通过体液到达靶细胞,与靶细胞膜表面的受体结合,从而传递信息。
(2)直接接触:相邻两个细胞的细胞膜接触,信息由一个细胞直接传递给另一个细胞。
(3)通道连接:相邻两个细胞之间形成通道,携带信息的物质通过通道进入另一个细胞。8.脂质纳米颗粒(LNP)由多种脂质组成,用于包裹RNA疫苗。将包裹有RNA的LNP注入机体,RNA被释放后可进入细胞,细胞会合成相应的蛋白质从而引发机体产生免疫反应,最终产生抗体。LNP的结构如图所示。下列有关分析正确的是()A.LNP含有两层类似于细胞膜的膜结构B.组成LNP的脂质具有亲水尾部和疏水头部C.LNP与细胞膜融合后,RNA会被释放进入细胞D.抗体在内质网中合成,其主要功能是传递信息【答案】C【解析】【解答】A、LNP的脂质排列为单层结构,其疏水尾部向内、亲水头部向外,类似于细胞膜磷脂双分子层的一半,并非两层膜结构,该选项分析错误,A不符合题意;
B、组成LNP的脂质和细胞膜磷脂结构一致,具有亲水头部和疏水尾部,而非亲水尾部和疏水头部,该选项分析错误,B不符合题意;
C、LNP的脂质结构与细胞膜磷脂可以相互融合,融合后包裹的RNA会被释放进入细胞,进而发挥作用,该选项分析正确,C符合题意;
D、抗体的化学本质是蛋白质,其合成场所是核糖体,内质网仅负责加工,且抗体的主要功能是与抗原特异性结合,起到免疫防御作用,而非传递信息,该选项分析错误,D不符合题意。
故答案为:C。
【分析】LNP的脂质排布为单层结构,与细胞膜磷脂的亲水、疏水特性一致,这是它能与细胞膜融合并释放RNA的关键;同时需要明确蛋白质类物质的合成场所是核糖体,内质网只承担加工功能,抗体的核心功能是免疫防御而非信息传递。9.下图表示细胞膜的亚显微结构模式图,请回答下列问题:(1)1972年,辛格和尼科尔森对细胞膜结构提出的模型为大多数人所接受,该模型认为[]是细胞膜的基本支架([]内填编号,横线上填名称)。(2)胰岛素作用于靶细胞,需要与靶细胞膜表面的结合,加速靶细胞对血糖的摄取和利用,从而降低血糖浓度,该例子体现了细胞膜的的功能。(3)动物细胞吸水膨胀时,细胞膜厚度减小,而膜表面积扩大。膜的上述变化,体现了细胞膜具有一定的,其原因是。【答案】(1)流动镶嵌;1磷脂双分子层(2)糖蛋白;进行细胞间信息交流(3)流动性;组成细胞膜的磷脂分子可以侧向自由移动,组成细胞膜的绝大多数蛋白质也是可以运动的【解析】【解答】(1)1972年辛格和尼科尔森提出的“流动镶嵌模型”是目前被广泛认可的细胞膜结构模型,该模型能很好解释细胞膜的结构特点和功能特性。流动镶嵌模型中,细胞膜的基本支架是磷脂双分子层(图示中编号1),它具有流动性,能支撑膜上的蛋白质等成分。
(2)胰岛素是信号分子,需与靶细胞膜表面的特异性受体结合才能发挥作用,这类受体本质是糖蛋白(由蛋白质和多糖结合形成,常位于细胞膜外侧)。胰岛素与靶细胞膜受体结合,将“调节血糖”的信号传递给靶细胞,这一过程直接体现了细胞膜“进行细胞间信息交流”的功能——通过信号分子与受体的特异性结合传递信息。
(3)动物细胞吸水膨胀时,细胞膜厚度减小、表面积扩大,说明膜的形态能发生改变,这依赖于细胞膜的结构特性——流动性。细胞膜流动性的根本原因是其成分的运动能力:磷脂双分子层中的磷脂分子可侧向自由移动,膜上的绝大多数蛋白质也能在膜上运动,两者共同导致膜具有流动性,从而能随细胞形态变化调整自身结构。
【分析】细胞膜的流动镶嵌模型中,磷脂双分子层是基本支架;糖蛋白位于膜外侧,参与细胞识别和信息交流;细胞膜具有流动性,源于磷脂和蛋白质的运动,这一特性支撑了膜形态变化等功能。(1)1972年,辛格和尼科尔森对细胞膜结构提出了细胞膜的流动镶嵌模型,为大多数人所接受,该模型认为1磷脂双分子层是细胞膜的基本支架,2多糖位于细胞膜外侧,与细胞膜的识别(或信息交流)功能有关。(2)胰岛素作用于靶细胞,需要与靶细胞膜表面的受体(糖蛋白)结合,加速靶细胞对血糖的摄取和利用,从而降低血糖浓度,该例子体现了细胞膜的进行细胞间信息交流的功能,同时可以说明蛋白质具有调节作用。(3)动物细胞吸水膨胀时,细胞膜厚度减小,而膜表面积扩大。膜的上述变化依赖膜的流动性实现,体现了细胞膜具有一定的流动性,这是因为组成细胞膜的磷脂分子可以侧向移动,且组成细胞的蛋白质大多可以运动。二、能力提升10.大肠杆菌在生长时,细胞内钾离子的质量分数是培养液的3000倍。如果在培养液中加入某种既不影响大肠杆菌细胞能量供应又不影响细胞完整性的药物,大肠杆菌细胞内钾离子的质量分数会立即下降,那么这种药物的作用是()A.使细胞膜不能将细胞与外界环境分隔开B.使细胞无法进行细胞间信息的交流C.改变了细胞的遗传特性D.使细胞无法控制钾离子的进出【答案】D【解析】【解答】由题干“既不影响大肠杆菌细胞能量供应又不影响细胞完整性的药物,大肠杆菌细胞内钾离子的质量分数会立即下降”,可以推出该药物作用于钾离子的进出细胞的数量。
A、通过题干信息,无法说明:使细胞膜不能将细胞与外界环境分隔,A错误;B、通过题干信息“不影响细胞完整性”,说明细胞是可以进行细胞间的信息的交流,B错误;C、通过题干信息,无法说明:改变了细胞的遗传特性,C错误;D、由上述分析可知,该药物使细胞无法控制钾离子的进出,从而降低了大肠杆菌细胞内的钾离子的质量分数,D正确;故答案为:D。【分析】细胞膜的功能:
(1)将细胞与外界分隔开,保持了内部环境的相对稳定;
(2)控制物质进出细胞;
(3)进行细胞间的信息交流。11.构成细胞膜的磷脂分子头部具有亲水性,尾部具有疏水性,尾部与脂肪油容易亲和,有人将得到磷脂双分子置于脂肪油中进行搅拌,一段时间后检测脂肪油中的磷脂分子排布情况,最有可能的是()A. B.C. D.【答案】B【解析】【解答】脂肪油是脂溶性的,磷脂分子的尾部与脂肪油容易亲和,有人将得到磷脂双分子置于脂肪油中进行搅拌,脂肪油会通过细胞膜进入到细胞内部,磷脂双分子成外面和里面都是脂肪油的环境,这种环境中磷脂双分子的尾部会暴露在外侧,与脂肪油结合,故出现磷脂双分子层的尾部都是朝向脂肪油,A、C、D错误,B正确;
故答案为:B
【分析】细胞膜的基本骨架是磷脂双分子层,磷脂双分子成是由两层磷脂分子组成的,磷脂分子是一种由甘油、脂肪酸和磷酸等所组成的分子。磷脂分子层的亲水性的“头部”排在外侧,疏水性的“尾部”排在内侧。12.外泌体是细胞分泌的一种囊泡,大小一般为30~100nm,其结构如图所示,它可在细胞间往来穿梭进行信息传递。下列关于外泌体的描述,错误的是.()A.外泌体的分泌体现了细胞膜的表示膜上不同的蛋白质选择透过性B.外泌体功能的实现依赖于膜上不同的蛋白质C.不同细胞分泌的外泌体膜上蛋白质的种类不同D.外泌体内的两种RNA的化学元素完全相同【答案】A【解析】【解答】A、外泌体的分泌体现了细胞膜的流动性这一结构特点,A错误;B、外泌体膜上的不同的蛋白质,有助于其发挥信息传递功能,B正确;C、不同细胞的功能不同,分泌的外泌体也不同,外泌体膜上蛋白质的种类不同,C正确;D、外泌体内的RNA都是由C、H、O、N、P组成的,D正确;故答案为:A。【分析】细胞膜的结构和功能:
(1)膜的基本支架:磷脂双分子层。
(2)膜的主要成分:磷脂和蛋白质。
(3)蛋白质分子有的镶、有的嵌入、有的贯穿(横跨)在磷脂双分子层。这体现膜结构内外的不对
称性。
(4)糖蛋白位于细胞膜外表面,参与细胞识别。
(5)膜的结构特点:流动性。
原因:组成细胞膜的磷脂分子和蛋白质分子大多是可以运动的;
举例:白细胞的吞噬作用,神经元突起(树突、轴突)的形成,动物细胞质的分裂,“小泡”的形成,细胞融合,神经递质的分泌等均能体现细胞膜的流动性。
(6)膜的功能特点是具有选择透过性,它主要取决于载体蛋白的种类和数量。13.质膜具有不对称性。下列关于质膜不对称性的叙述中,错误的是()A.研究发现组成质膜的两层磷脂分子的种类与含量并不完全相同,体现了质膜的不对称性B.动物细胞膜内侧磷脂分子中胆固醇的含量往往高于外侧,因此内侧的磷脂活动性较弱C.细胞膜内外两侧的蛋白质的结构与功能不完全相同D.细胞膜上糖蛋白的分布也体现了细胞膜的不对称性【答案】B【解析】【解答】A、质膜的不对称性首先体现在磷脂分子上:研究发现,构成质膜的两层磷脂分子(内层和外层)在种类和含量上并不完全相同(如某些磷脂更集中在外侧,某些则在外侧),这种差异直接体现了质膜的不对称性,A不符合题意;
B、胆固醇在质膜中的分布并非“内侧含量高于外侧”,而是主要集中在外侧。它通过与磷脂的疏水尾部结合,调节膜的流动性;若内侧胆固醇含量高,理论上会降低磷脂活动性,但该选项的前提(内侧含量高)与实际分布不符,B符合题意;
C、细胞膜内外两侧的蛋白质在结构和功能上存在明显差异:外侧蛋白质常与糖链结合形成糖蛋白(参与识别),内侧蛋白质多与细胞骨架相连(参与物质运输或信号传递),这种结构与功能的不同,是质膜不对称性的重要体现,C不符合题意;
D、糖蛋白的分布具有严格的不对称性——几乎所有糖蛋白都只存在于细胞膜的外侧(内侧极少或无),这种单侧分布是细胞识别、信息交流的基础,直接体现了质膜的不对称性,D不符合题意。
故答案为:B。
【分析】质膜的不对称性主要体现在三方面:磷脂分子在内外层的种类和含量不同;内外侧蛋白质的结构、功能及分布不同;糖蛋白仅分布于膜外侧;胆固醇主要分布于膜外侧,可调节膜流动性,这些成分的差异共同构成了质膜的不对称性。14.白念珠菌是一类常见的单细胞真菌。为研究某种新型抗菌肽对白念珠菌细胞膜的破坏作用,研究人员设置了不同浓度的抗菌肽组进行实验,用PI试剂鉴定结果如下图所示:注:PI是一种能与DNA结合的荧光染料,可进入真菌细胞壁而不能进入细胞膜。图中白点表示荧光。下列叙述错误的()A.出现荧光的区域主要集中在死细胞的细胞核位置B.抗菌肽可能通过破坏细胞膜的选择透过性达到抗菌效果C.正常细胞中观察不到荧光的原因是PI进入细胞后被分解D.一定范围内抗菌肽的浓度越大,对白念珠菌细胞膜的破坏作用越强【答案】C【解析】【解答】A、由题意可知,PI是一种能与DNA结合的荧光染料,可进入真菌细胞壁而不能进入细胞膜,且白念珠菌是真核生物,DNA主要存在于细胞核中。出现荧光的区域说明PI进入了细胞并与DNA结合,即该细胞已经死亡,细胞膜失去了选择透过性,所以出现荧光的区域主要集中在死细胞的细胞核位置,A正确。B、细胞膜具有选择透过性,正常情况下会阻止PI进入细胞。抗菌肽可能通过破坏细胞膜的选择透过性,使PI能够进入细胞与DNA结合,从而发出荧光,达到抗菌效果,B正确。
C、正常细胞的细胞膜具有选择透过性,能够阻止PI进入细胞,所以正常细胞中观察不到荧光,而不是因为PI进入细胞后被分解,C错误。
D、从图中可以看出,随着抗菌肽浓度的增加,出现荧光的区域(即死细胞的数量)增多,说明一定范围内抗菌肽的浓度越大,对白念珠菌细胞膜的破坏作用越强,D正确。故选C。【分析】活细胞的细胞膜对物质进出细胞具有选择透过性,PI无法通过活细胞膜,活细胞核不被染色,而死亡细胞膜失去选择透过性,PI可以通过细胞膜,细胞核被染色,说明活细胞的细胞膜能控制物质进出。15.细胞之间的连接方式主要包括封闭连接、锚定连接和通讯连接,相关结构如图所示。紧密连接是封闭连接的典型,具有屏障功能,能阻止可溶性物质通过细胞间隙互相扩散。典型的通讯连接的结构单位是连接子(由六个相同或相似的跨膜蛋白环绕而成的亲水性孔道),下列叙述错误的是()A.细胞膜内部是磷脂分子的疏水端,水溶性分子或离子不能正常通过B.若将示踪物加入A侧,电镜观察示踪物不能进入B侧能验证紧密连接的屏障功能C.若连接子蛋白磷酸化,其通透性会增强,可允许离子、信息分子等物质通过D.图中的通讯连接这种方式与高等植物细胞间的结构胞间连丝相似【答案】B【解析】【解答】A、细胞膜的基本支架是磷脂双分子层,磷脂分子的疏水端朝向膜的内部,亲水端朝向膜的两侧,因此水溶性分子或离子无法正常通过细胞膜内部的疏水区域,该叙述正确,A不符合题意;
B、要验证紧密连接的屏障功能,仅将示踪物加入A侧观察其不能进入B侧不够,还需要设置对照实验,将示踪物加入B侧,观察其是否能进入A侧,排除其他因素对物质扩散的影响,单一实验组无法完成验证,该叙述错误,B符合题意;
C、连接子是亲水性孔道,连接子蛋白磷酸化后空间结构会发生改变,使其通透性增强,亲水性孔道可允许离子、信息分子等水溶性物质通过,实现细胞间的物质交流,该叙述正确,C不符合题意;
D、图中的通讯连接通过连接子形成的孔道完成细胞间的物质交换和信息交流,高等植物细胞间的胞间连丝也是穿过细胞壁的细胞质通道,能实现细胞间的物质和信息传递,二者作用方式相似,该叙述正确,D不符合题意。
故答案为:B。
【分析】细胞连接分封闭、锚定和通讯连接,紧密连接作为封闭连接有屏障功能,验证其功能需设置对照实验,单一实验组无法排除干扰。细胞膜内部是磷脂疏水端,水溶性分子不能正常通过。通讯连接的连接子是亲水性孔道,蛋白磷酸化会改变其空间结构并增强通透性,允许离子、信息分子通过。通讯连接与植物细胞的胞间连丝功能相似,均能实现细胞间的物质和信息交流。16.在质膜的流动镶嵌模型提出后,研究人员又提出了“脂筏模型”,脂筏是生物膜上富含胆固醇的一个个微小的结构区域,在这个区域聚集一系列执行特定功能的膜蛋白,其结构模型如图所示(虚线框内为脂筏区域)。下列叙述正确的是()A.脂筏模型不认可质膜中存在脂双层B.脂筏区域内外,膜的流动性存在差异C.胆固醇和膜蛋白只存在于脂筏区域D.膜蛋白相对集中不利于其功能实现【答案】B【解析】【解答】A、脂筏模型是在流动镶嵌模型基础上提出的,质膜的基本支架仍为磷脂双分子层(脂双层),脂筏模型认可质膜中存在脂双层,A错误;
B、脂筏区域富含胆固醇,胆固醇会影响膜的流动性,因此脂筏区域内外膜的流动性存在差异,B正确;
C、脂筏是生物膜上“富含”胆固醇和特定膜蛋白的微小区域,并非胆固醇和膜蛋白只存在于脂筏区域,其他膜区域也有分布,C错误;
D、脂筏区域聚集了一系列执行特定功能的膜蛋白,膜蛋白相对集中有利于协同完成特定功能,D错误。
故答案为:B。
【分析】生物膜的流动镶嵌模型认为磷脂双分子层构成膜的基本支架,蛋白质分子镶嵌、嵌入或贯穿于磷脂双分子层中,膜具有一定流动性。脂筏模型是对流动镶嵌模型的补充,指出膜上存在富含胆固醇和特定膜蛋白的微结构域,这些区域的膜流动性与其他区域不同,膜蛋白的聚集分布有利于其特定功能的实现。17.淀粉样前体蛋白(APP)是一种广泛存在于人体全身组织细胞上的单次跨膜蛋白,其经蛋白酶裂解形成的一系列蛋白肽,比如β-淀粉样蛋白(Aβ),被认为与阿尔茨海默症(简称“AD”,表现为老年认知障碍)的发病过程相关。图显示了APP被降解切割的不同过程,下列相关叙述不合理的是()A.检测大脑神经元内Aβ的含量可作为AD诊断的一重要指标B.根据AD的症状表现。Aβ的聚集主要导致了神经元的受损C.β分泌酶的切割位点位于图中①所指部位,破坏的是肽键D.抑制Aβ形成或抑制β分泌酶活性是对AD可行的治疗思路【答案】A【解析】【解答】A、由图可知,致病性途径产生的Aβ在细胞膜外侧(细胞外)聚集,神经元内不存在大量聚集的Aβ,因此检测大脑神经元内的Aβ含量无法作为AD诊断的重要指标,该叙述不合理,A符合题意;
B、阿尔茨海默症表现为老年认知障碍,与神经元功能受损直接相关,而Aβ聚集是该疾病的关键致病环节,可推知Aβ的聚集会导致神经元受损,该叙述合理,B不符合题意;
C、APP是由氨基酸通过肽键连接形成的蛋白质,β分泌酶作为蛋白酶,其切割位点位于图中①(APP的胞外区域),蛋白酶的作用是水解肽键,因此β分泌酶切割时破坏的是肽键,该叙述合理,C不符合题意;
D、阿尔茨海默症的发病与Aβ的形成和聚集直接相关,而β分泌酶是Aβ形成过程中的关键酶,抑制Aβ形成或抑制β分泌酶活性可减少致病性Aβ的产生,是AD的可行治疗思路,该叙述合理,D不符合题意。
故答案为:A。
【分析】蛋白质是由氨基酸通过肽键连接而成的生物大分子,蛋白酶可催化蛋白质发生水解反应,断裂氨基酸之间的肽键。细胞膜主要由磷脂和蛋白质组成,磷脂双分子层构成细胞膜的基本支架,部分蛋白质为跨膜蛋白,贯穿或镶嵌在磷脂双分子层中。蛋白质的空间结构异常或异常聚集可能会影响细胞的正常生理功能,引发相关疾病。酶具有专一性,一种酶只能催化一种或一类化学反应,抑制特定酶的活性可阻断相应的代谢过程,从而调控产物的生成。18.如图1是某动物细胞膜的亚显微结构模式图,①~③是细胞膜上的部分化合物或结构。据图回答下列问题:(1)对细胞膜成分的研究发现,细胞膜主要是由组成的。由图1分析,细胞膜的基本支架是(填序号)。(2)图1中的①在细胞生命活动中具有重要的功能,如(答出1点即可)。图1中的②在细胞膜行使功能方面起着重要的作用,因此功能越复杂的细胞膜,②的就越多。(3)小窝是细胞膜内陷形成的囊状结构(如图2),与细胞的信息传递等相关。小窝蛋白中的某些氨基酸在一定的激发光下能够发出荧光,当胆固醇与这些氨基酸结合,会使荧光强度显著降低。为研究小窝蛋白中间区段与胆固醇的结合位点,分别向小窝蛋白的肽段1(82~101位氨基酸)和肽段2(102~126位氨基酸)加入胆固醇,检测不同肽段的荧光强度变化,结果如图3,据此推测胆固醇是与(填“肽段1”或“肽段2”)中的氨基酸结合,判断的依据是。【答案】(1)脂质和蛋白质;③(2)细胞表面的识别、细胞间的信息交流等;种类和数量(3)肽段1;胆固醇与氨基酸结合会使荧光强度显著降低,当向肽段1加入胆固醇后荧光强度明显降低,向肽段2加入胆固醇后荧光强度基本不变【解析】【解答】(1)对细胞膜成分的研究表明,其主要由脂质和蛋白质组成。根据图1所示,可以确定细胞膜的基本骨架是③磷脂双分子层。(2)①代表糖蛋白结构,这种结构与细胞表面识别、细胞间信息传递等重要功能密切相关。图1中的②蛋白质在细胞膜功能实现过程中起着核心作用,因此功能越复杂的细胞膜,其蛋白质的种类和数量就越多。(3)根据题干提供的信息,胆固醇与特定氨基酸结合会导致荧光强度减弱。通过分析图2数据可以看出:肽段1+胆固醇组的荧光强度相比单独肽段1组显著降低,而肽段2+胆固醇组与单独肽段2组的荧光强度基本没有变化。由此可以推断,小窝蛋白中间区段与胆固醇的结合位点位于肽段1区域。
【分析】流动镶嵌模型指出,细胞膜的主要构成成分是磷脂分子和蛋白质分子。其中磷脂双分子层形成膜的基本支架结构,其内部由磷脂分子的疏水端组成,这种结构阻止了水溶性分子或离子的自由通过,从而起到屏障作用。蛋白质分子以多种方式分布在磷脂双分子层中:有的附着在磷脂双分子层表面,有的部分或完全嵌入磷脂双分子层内部,还有的横跨整个磷脂双分子层。这些蛋白质分子在物质运输等细胞功能中发挥关键作用。(1)对细胞膜成分的研究发现,细胞膜主要是由脂质和蛋白质组成的。依据图1可知,细胞膜的基本骨架是③磷脂双分子层。(2)①表示糖蛋白,与细胞表面的识别、细胞间的信息传递等功能密切相关。图1中的②蛋白质在细胞膜行使功能方面起着重要的作用,因此功能越复杂的细胞膜,蛋白质的种类和数量越多。(3)依据题干信息,胆固醇与这些氨基酸结合,会使荧光强度降低。据图2可知,肽段1+胆固醇组与只加肽段1组比,荧光强度明显降低,肽段2+胆固醇组与只加肽段2组比,荧光强度几乎不变,因此可推测小窝蛋白中间区段与胆固醇的结合位点在肽段1中。19.学者用荧
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