生命觀念之生物膜核心素養(yǎng)串講1思維導(dǎo)圖·以點(diǎn)帶面建體系【素養(yǎng)體現(xiàn)】與生物膜相關(guān)的生命觀念主要體現(xiàn)角度1.結(jié)構(gòu)與功能觀:不同種類(lèi)生物膜膜蛋白種類(lèi)和數(shù)量不同,執(zhí)行不同的功能。2.物質(zhì)與能量觀:類(lèi)囊體薄膜上色素和酶能夠?qū)⒐饽苻D(zhuǎn)化為活躍的化學(xué)能;線粒體內(nèi)膜上的ATP合成酶能夠?qū)崿F(xiàn)能量的轉(zhuǎn)化。3.進(jìn)化與適應(yīng)觀:不同的生物膜具有相似的化學(xué)組成和結(jié)構(gòu)特征;生活在不同環(huán)境中的生物,其生物膜執(zhí)行不同的功能以適應(yīng)環(huán)境。命題解讀·素養(yǎng)提升串關(guān)聯(lián)4.穩(wěn)態(tài)與平衡觀:植物細(xì)胞內(nèi)部環(huán)境的穩(wěn)定依靠液泡發(fā)揮作用——對(duì)吸水、失水進(jìn)行調(diào)節(jié);人體穩(wěn)態(tài)通過(guò)神經(jīng)—體液—免疫調(diào)節(jié)來(lái)實(shí)現(xiàn)——細(xì)胞之間的識(shí)別、激素與靶細(xì)胞的識(shí)別和發(fā)揮作用、神經(jīng)調(diào)節(jié)過(guò)程中興奮的產(chǎn)生和傳遞等都與生物膜有關(guān)?！久}視角】1.基于生物膜結(jié)構(gòu)和功能的實(shí)驗(yàn)探究考查分析;2.借助類(lèi)囊體薄膜和線粒體內(nèi)膜考查細(xì)胞代謝和物質(zhì)運(yùn)輸;3.以“細(xì)胞自噬”“囊泡運(yùn)輸”為背景,考查生物膜的結(jié)構(gòu)和相關(guān)功能;4.以生物膜為中心,進(jìn)行細(xì)胞結(jié)構(gòu)、細(xì)胞代謝、穩(wěn)態(tài)調(diào)節(jié)等知識(shí)的串聯(lián)。熱點(diǎn)一生物膜的結(jié)構(gòu)和功能1.(2021·鄭州模擬)下列有關(guān)生物膜中膜蛋白的敘述,錯(cuò)誤的是 (

)A.膜上載體蛋白和受體蛋白均具有特異性B.載體蛋白和通道蛋白在跨膜運(yùn)輸物質(zhì)時(shí)均消耗ATPC.線粒體內(nèi)膜上的蛋白質(zhì)種類(lèi)和數(shù)量都多于外膜D.膜蛋白的產(chǎn)生可能需要內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、高爾基體、細(xì)胞膜的參與熱點(diǎn)預(yù)測(cè)·精練題組提能力【解析】選B。載體蛋白與運(yùn)輸?shù)奈镔|(zhì)之間,以及信號(hào)分子與受體蛋白之間均能特異性識(shí)別,故膜上載體蛋白和受體蛋白均具有特異性,A正確;通道蛋白進(jìn)行的跨膜運(yùn)輸是協(xié)助擴(kuò)散,不需要消耗ATP,B錯(cuò)誤;線粒體內(nèi)膜是進(jìn)行有氧呼吸第三階段的場(chǎng)所,內(nèi)膜上含有與有氧呼吸有關(guān)的酶,所以線粒體內(nèi)膜比外膜功能復(fù)雜,內(nèi)膜上的蛋白質(zhì)種類(lèi)和數(shù)量都比外膜多,C正確;膜蛋白在核糖體上合成,經(jīng)過(guò)內(nèi)質(zhì)網(wǎng)和高爾基體的加工,高爾基體分泌的囊泡與細(xì)胞膜融合,使蛋白質(zhì)分布到細(xì)胞膜上,D正確。2.下列甲、乙、丙三圖分別表示三種生物膜上所進(jìn)行的生理活動(dòng),下列分析中錯(cuò)誤的是 (

)A.甲圖可表示內(nèi)質(zhì)網(wǎng)上所進(jìn)行的蛋白質(zhì)的加工處理B.乙、丙生物膜分別是類(lèi)囊體薄膜和線粒體內(nèi)膜C.乙、丙生物膜上反應(yīng)所生成的[H]的類(lèi)型相同D.乙、丙生物膜上所進(jìn)行的生理活動(dòng)中可合成ATP【解析】選C。由圖可知,甲圖中能對(duì)肽鏈進(jìn)行修飾加工的是內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜;乙圖上進(jìn)行水的光解,是類(lèi)囊體薄膜,生成的[H]是還原型輔酶ⅡNADPH;丙圖上進(jìn)行的是有氧呼吸第三階段水的生成過(guò)程,是線粒體內(nèi)膜,生成的[H]是還原型輔酶ⅠNADH。三種生物膜執(zhí)行的功能不同,所含有的蛋白質(zhì)也不同,A、B正確,C錯(cuò)誤;甲生物膜上進(jìn)行的生理活動(dòng)不能合成ATP,乙和丙可以,D正確。3.(2021·吉林模擬)如圖中野生型是分泌正常的酵母菌,甲、乙型突變體是部分細(xì)胞器膜結(jié)構(gòu)異常、分泌過(guò)程出現(xiàn)障礙的酵母菌,另有丙型突變體是線粒體缺陷型酵母菌。圖中分泌蛋白需經(jīng)內(nèi)質(zhì)網(wǎng)和高爾基體加工成熟。下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是 (

)A.分泌蛋白的合成與分泌體現(xiàn)了細(xì)胞是一個(gè)統(tǒng)一的整體B.甲型突變體在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)中積累大量具有活性的蛋白質(zhì)C.乙型突變體的高爾基體因功能障礙導(dǎo)致膜面積異常增大D.丙型突變體分泌蛋白的合成和運(yùn)輸速率將受到影響【解析】選B。本題考查細(xì)胞器之間的協(xié)調(diào)配合。分泌蛋白的合成與分泌需要細(xì)胞內(nèi)各結(jié)構(gòu)的協(xié)調(diào)配合,體現(xiàn)了細(xì)胞是一個(gè)統(tǒng)一的整體,A項(xiàng)正確;根據(jù)題干中“分泌蛋白需經(jīng)內(nèi)質(zhì)網(wǎng)和高爾基體加工成熟”可知,在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)中大量積累的蛋白質(zhì)不具有活性,B項(xiàng)錯(cuò)誤;乙型突變體的高爾基體因功能障礙導(dǎo)致膜面積異常增大,C項(xiàng)正確;丙型突變體是線粒體缺陷型酵母菌,由于沒(méi)有線粒體提供能量,因此丙型突變體分泌蛋白的合成和運(yùn)輸速率將受到影響,D項(xiàng)正確。熱點(diǎn)二生物膜與不同的物質(zhì)運(yùn)輸方式4.(2020·江蘇高考)如圖①～⑤表示物質(zhì)進(jìn)、出小腸上皮細(xì)胞的幾種方式,下列敘述正確的是 (

)A.葡萄糖進(jìn)、出小腸上皮細(xì)胞方式不同B.Na+主要以方式③運(yùn)出小腸上皮細(xì)胞C.多肽以方式⑤進(jìn)入細(xì)胞,以方式②離開(kāi)細(xì)胞D.口服維生素D通過(guò)方式⑤被吸收【解析】選A。本題主要考查了物質(zhì)跨膜運(yùn)輸?shù)膸追N方式。葡萄糖進(jìn)入小腸上皮細(xì)胞的方式為主動(dòng)運(yùn)輸,運(yùn)出小腸上皮細(xì)胞的方式為協(xié)助擴(kuò)散,A正確;由圖示可知,Na+主要以②主動(dòng)運(yùn)輸?shù)姆绞竭\(yùn)出小腸上皮細(xì)胞,B錯(cuò)誤;多肽以⑤胞吞的方式進(jìn)入細(xì)胞,以胞吐方式離開(kāi)細(xì)胞,C錯(cuò)誤;維生素D屬于固醇類(lèi),進(jìn)入細(xì)胞的方式為④自由擴(kuò)散,D錯(cuò)誤。

【易錯(cuò)警示】(1)本題中物質(zhì)進(jìn)出細(xì)胞的方式要依據(jù)圖示,結(jié)合跨膜運(yùn)輸特點(diǎn)來(lái)確定,如葡萄糖、Na+進(jìn)出細(xì)胞的方式不同,而不能誤認(rèn)為都是主動(dòng)運(yùn)輸。(2)維生素D為固醇類(lèi),與性激素一樣,進(jìn)入細(xì)胞的方式為自由擴(kuò)散,而不能誤認(rèn)為是協(xié)助擴(kuò)散。5.(2021·湖北適應(yīng)性測(cè)試)擬南芥液泡膜上存在Na+/H+反向轉(zhuǎn)運(yùn)載體蛋白,它可利用液泡內(nèi)外H+的電化學(xué)梯度(電位和濃度差)將H+轉(zhuǎn)出液泡,同時(shí)將Na+由細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)轉(zhuǎn)入液泡。部分物質(zhì)跨液泡膜轉(zhuǎn)運(yùn)過(guò)程如圖所示,據(jù)圖判斷,下列敘述錯(cuò)誤的是 (

)A.Na+在液泡中的積累有利于提高擬南芥的耐鹽能力B.Na+以主動(dòng)運(yùn)輸?shù)姆绞接杉?xì)胞質(zhì)基質(zhì)進(jìn)入液泡C.Cl-以協(xié)助擴(kuò)散的方式由細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)進(jìn)入液泡D.H2O以自由擴(kuò)散的方式進(jìn)出液泡【解析】選D。本題主要考查物質(zhì)運(yùn)輸?shù)南嚓P(guān)理解運(yùn)用。由圖可知,Na+在液泡中積累,可以提高細(xì)胞液的濃度,有利于提高其耐鹽特性,A正確;根據(jù)圖像可知,H+由細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)進(jìn)入液泡需要載體,消耗能量,為主動(dòng)運(yùn)輸,可判斷液泡內(nèi)的H+濃度高于細(xì)胞質(zhì)基質(zhì),根據(jù)反向轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白的性質(zhì),運(yùn)輸?shù)膬煞N離子,一方為順濃度梯度,一方為逆濃度梯度,Na+/H+反向轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白利用H+順濃度梯度運(yùn)出液泡的化學(xué)能(即勢(shì)能),將Na+逆濃度梯度運(yùn)進(jìn)液泡,故為主動(dòng)運(yùn)輸,B正確;Cl—由細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)進(jìn)入液泡需要“通道蛋白”,而不消耗能量,為協(xié)助擴(kuò)散,C正確;由圖可知,水借助通道蛋白進(jìn)出液泡,屬于協(xié)助擴(kuò)散,D錯(cuò)誤。6.Ca2+參與神經(jīng)沖動(dòng)的傳遞、肌肉細(xì)胞的收縮等多種生理過(guò)程,血液中Ca2+濃度穩(wěn)態(tài)的維持具有重要意義。如圖為維生素D促進(jìn)血液中Ca2+濃度升高的示意圖,TRPV5、TRPV6為Ca2+通道轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白,PMCA為Ca2+載體轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白。下列相關(guān)敘述正確的是 (

)A.細(xì)胞膜上TRPV6和TRPV5的增加分別可以促進(jìn)Ca2+的吸收和重吸收B.血液中Ca2+濃度的升高,可以促進(jìn)Ca2+的吸收和重吸收C.維生素D在小腸和腎小管上皮細(xì)胞中調(diào)控的基因不同,但都能促進(jìn)血液中Ca2+濃度降低D.TRPV6和PMCA分布在細(xì)胞的腔面膜和底面膜,是因?yàn)樾∧c上皮細(xì)胞膜沒(méi)有流動(dòng)性【解析】選A。TRPV5、TRPV6為Ca2+通道轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白,其運(yùn)輸方式為協(xié)助擴(kuò)散,不需要消耗能量,增加通道蛋白的數(shù)量可促進(jìn)物質(zhì)的運(yùn)輸,故細(xì)胞膜上TRPV6和TRPV5的增加分別可以促進(jìn)Ca2+的吸收和重吸收,A正確;當(dāng)血鈣高時(shí),可抑制甲狀旁腺激素的分泌和刺激甲狀腺C細(xì)胞分泌降鈣素,抑制腎小管對(duì)鈣的重吸收,同時(shí)抑制腸道對(duì)Ca2+的吸收,故血液中Ca2+濃度的升高,不能促進(jìn)Ca2+的吸收和重吸收,B錯(cuò)誤;由圖可知,維生素D在小腸上皮細(xì)胞和腎小管上皮細(xì)胞中與受體VDR結(jié)合后,調(diào)控的基因不同,但都能促進(jìn)血液中Ca2+濃度升高,C錯(cuò)誤;TRPV6和PMCA分布在細(xì)胞的腔面膜和底面膜,是因?yàn)樗鼈儼l(fā)揮作用的部位不相同,小腸上皮細(xì)胞膜具有流動(dòng)性,D錯(cuò)誤。熱點(diǎn)三以“細(xì)胞自噬”“囊泡”為背景,考查生物膜的結(jié)構(gòu)和相關(guān)功能7.如圖為細(xì)胞中某分泌蛋白的加工和運(yùn)輸?shù)牟糠诌^(guò)程示意圖,下列有關(guān)分析錯(cuò)誤的是 (

)A.分泌蛋白的運(yùn)輸過(guò)程體現(xiàn)了生物膜的流動(dòng)性B.囊泡與高爾基體的融合不需要消耗細(xì)胞代謝產(chǎn)生的能量C.在化學(xué)成分上,內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜和高爾基體膜具有相似性D.分泌蛋白合成越旺盛的細(xì)胞,其高爾基體膜成分的更新速度越快【解析】選B。據(jù)圖示可知,囊泡由內(nèi)質(zhì)網(wǎng)形成,與高爾基體融合,體現(xiàn)了生物膜的流動(dòng)性;囊泡與高爾基體的融合需要消耗能量;內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜和高爾基體膜在成分上具有很大的相似性;由圖可知,在分泌蛋白的合成和分泌過(guò)程中,通過(guò)囊泡的形成和運(yùn)輸,高爾基體膜成分實(shí)現(xiàn)了更新,且分泌蛋白合成越旺盛的細(xì)胞,高爾基體膜更新的速度越快。8.(2021·八省聯(lián)考遼寧卷)如圖表示細(xì)胞內(nèi)自噬體的產(chǎn)生以及溶酶體參與自噬的過(guò)程。下列分析不正確的是 (

)A.受損的線粒體可能參與形成自噬體B.自噬體被溶酶體胞吞后被降解C.溶酶體內(nèi)有多種水解酶降解自噬體D.溶酶體參與自噬的過(guò)程能體現(xiàn)膜結(jié)構(gòu)具有流動(dòng)性【解析】選B。由題圖可知,受損的線粒體可能參與形成自噬體,并與溶酶體融合,溶酶體中的水解酶降解自噬體,A、C兩項(xiàng)正確,B項(xiàng)不正確;溶酶體與自噬體融合能體現(xiàn)膜結(jié)構(gòu)具有流動(dòng)性,D項(xiàng)正確。9.我國(guó)科學(xué)家首次闡明超細(xì)大氣顆粒物(PM)引發(fā)呼吸道疾病與細(xì)胞自噬(依賴(lài)溶酶體對(duì)細(xì)胞內(nèi)受損、變性的蛋白質(zhì)和衰老的細(xì)胞器進(jìn)行降解的過(guò)程)有關(guān),如圖所示。下列說(shuō)法不正確的是 (

)A.若能夠增強(qiáng)細(xì)胞的自噬作用,就能有效降低呼吸道疾病反應(yīng)B.圖中各種囊泡的膜結(jié)構(gòu)相似,各種囊泡的融合都依賴(lài)膜的流動(dòng)性C.PM主要以胞吞的方式進(jìn)入呼吸道上皮細(xì)胞D.細(xì)胞自噬被維持在一定水平,能確保細(xì)胞內(nèi)的穩(wěn)態(tài)【解析】選A。由圖可知,若能夠增強(qiáng)細(xì)胞的自噬作用,將激活體內(nèi)有關(guān)免疫反應(yīng),引起氣道炎癥和黏液大量分泌,引發(fā)呼吸道疾病,A錯(cuò)誤;圖中各種囊泡的膜結(jié)構(gòu)相似,都是由磷脂和蛋白質(zhì)組成,各種囊泡的融合都依賴(lài)膜的流動(dòng)性,B正確;由圖可知,PM主要以胞吞的方式進(jìn)入呼吸道上皮細(xì)胞,C正確;細(xì)胞自噬被維持在一定水平,將激活體內(nèi)有關(guān)免疫反應(yīng),確保和維持細(xì)胞內(nèi)的穩(wěn)態(tài),D正確。10.(2021·長(zhǎng)沙模擬)自噬作用是細(xì)胞對(duì)胞質(zhì)蛋白和細(xì)胞器進(jìn)行降解和再利用的一種過(guò)程。某些情況下,細(xì)胞可通過(guò)自噬作用降解自身的非必需成分來(lái)提供營(yíng)養(yǎng)和能量。為探究B蛋白對(duì)細(xì)胞的自噬作用的影響,研究人員進(jìn)行了相關(guān)實(shí)驗(yàn),實(shí)驗(yàn)的處理及結(jié)果如圖所示。(1)與細(xì)胞自噬密切相關(guān)的細(xì)胞器是

,它在細(xì)胞中的作用是

。

(2)上述實(shí)驗(yàn)中作為對(duì)照組的是

組,由a、b、c三組得出的結(jié)論是

。

(3)d組與c組相比,自噬體數(shù)目較少的原因是

。

【解析】(1)溶酶體中含多種水解酶,與細(xì)胞自噬密切相關(guān),它在細(xì)胞中的作用是分解衰老、損傷的細(xì)胞器,吞噬并殺死侵入細(xì)胞的病毒或病菌。(2)上述實(shí)驗(yàn)中作為對(duì)照組的是a