“生物膜”考點及例題解析

徐艷梅+徐金鵬

生物膜包括細胞膜、細胞器膜和核膜等各種具膜結構.生物膜在組成成分和結構上具有相似性，在功能上具有協調性，在細胞生命歷程中具有可變性.相關內容是近年的高頻考點，為讓大家更好備考和迎考，下面結合實例進行考點分析.

一 、生物膜概念模型二、 生物膜考點例析

考點1生物膜的成分、結構模型和結構特點

1.組成成分：所有生物膜都含磷脂和蛋白質，功能越復雜的生物膜，其內蛋白質含量和種類越多.細胞膜外表面含糖蛋白，在癌細胞的表面糖蛋白等物質減少而使其易擴散和轉移.動物細胞膜中含少量膽固醇，以調節細胞膜的流動性.

2.結構模型：生物膜的流動鑲嵌模型是1972年由桑格和尼克森提出，其基本內容是：磷脂雙分子層構成生物膜的基本骨架，具有流動性.蛋白質分子以鑲在表面、不同程度嵌入及貫穿等形式分布在其中，大多數蛋白質分子可以運動.糖蛋白分布在細胞膜的外側，具有保護和潤滑、細胞識別及信息交流等功能.

3.結構特點：生物膜具有一定的流動性，其中細胞膜的流動性是細胞完成很多生命活動的必要條件，如變形蟲的運動、植物細胞的質壁分離和復原、紅細胞失水皺縮和分泌蛋白的胞吐等.

例1細胞膜在細胞的生命活動中具有重要作用.下列相關敘述不正確的是（ ）.

A.細胞膜的糖被在細胞間具有識別作用

B.吞噬細胞對抗原的攝取需依賴細胞膜的流動性

C.細胞膜內外兩側結合的蛋白質種類有差異

D.載體蛋白是鑲在細胞膜內外表面的蛋白質

答案:D

解析細胞間的識別由糖被來實現；吞噬細胞對抗原的攝取屬于胞吞作用，需依賴細胞膜的流動性；膜內外兩側的蛋白質種類有別，如糖蛋白只存在于細胞膜的外側；載體蛋白可協助物質跨膜運輸，應嵌插膜中，而不是鑲在細胞膜內外表面，故D錯.

考點2生物膜系統的結構和功能聯系

1.生物膜系統：指具有聯系的細胞膜、核膜及具膜的細胞器.真核細胞有生物膜系統，注意原核細胞和哺乳動物成熟紅細胞只有細胞膜，無生物膜系統.

2.不同生物膜特點：內質網膜在細胞中含量高、分布廣泛；細胞膜、內質網、高爾基體、液泡和溶酶體均為單層膜.葉綠體、線粒體和核膜均為雙層膜，葉綠體通過類囊體垛疊成基粒擴大內部膜面積，線粒體內膜折疊成嵴以擴大膜面積；核膜上有核孔，以實現核質間大分子物質選擇性和雙向性交換，可讓蛋白質進核和RNA出核，但不讓核DNA出核，代謝旺盛的細胞中核孔一般較多.

3.生物膜系統結構聯系：細胞中內質網膜向外連細胞膜，向內連外層核膜，有些細胞中還與線粒體膜相連；內質網與高爾基體間，高爾基體與細胞膜間可通過具膜小泡實現結構聯系.

4.生物膜功能聯系：分泌蛋白的加工和運輸與內質網、高爾基體、線粒體和細胞膜有關，注意：蛋白質合成場所是核糖體，其無膜結構，不屬于生物膜系統.（見下面圖）

例2下列有關生物膜結構和功能的描述，不正確的是（）.

A.植物原生質體的融合依賴于細胞膜的流動性

B.合成固醇類激素的分泌細胞的內質網一般不發達

C.分泌蛋白的修飾加工由內質網和高爾基體共同完成

D.生物膜之間可通過具膜小泡的轉移實現膜成分的更新

解析植物體細胞雜交中原生質體的融合依賴于細胞膜的流動性；光面內質網參與脂質的合成，因此合成固醇類激素的分泌細胞中的內質網一般比較發達；核糖體合成的多肽鏈經過內質網和高爾基體的修飾加工才形成分泌蛋白；在分泌蛋白的成熟過程中，內質網、高爾基體與細胞膜間通過具膜小泡來實現物質的轉運，這里實現了生物膜成分的更新.答案：B

考點3細胞膜的物質運輸功能和跨膜層數的計算

1．選擇透過性：細胞膜給細胞提供相對穩定的內部環境，其控制物質進出細胞，細胞膜是選擇透過性膜.細胞衰老后細胞膜的通透性發生變化，物質運輸功能降低.

2.小分子物質運輸方式：氣體分子（如O2、CO2等）、水、甘油、乙醇和苯等小分子物質跨膜運輸方式是自由擴散.氨基酸、葡萄糖及離子（如Na+、K+）等物質在細胞膜上載體蛋白協助下進行協助擴散；在膜上載體蛋白協助和消耗能量條件下進行逆濃度梯度的主動運輸.當甘氨酸、谷氨酸和天冬氨酸等作為神經遞質時，由突觸前膜通過胞吐方式排出，以增加神經遞質釋放量，加快興奮傳遞.

3.大分子物質運輸方式：大分子物質進出細胞需依靠細胞膜的流動性完成，如蛋白質通過胞吐排出細胞，細菌和病毒等顆粒型物質通過胞吞進入細胞.

4. 物質穿越膜層數的計算：（1）常涉及到的細胞結構的膜層數：線粒體和葉綠體均為2層膜，液泡、細胞膜均為1層膜，核糖體、核膜上的核孔均為0層膜等.（2）常涉及到結構和細胞：由于肺泡壁、毛細血管壁、毛細淋巴管壁、小腸粘膜上皮、腎小囊壁、腎小管壁細胞等均為單層上皮細胞，物質在穿越這些細胞時均穿越了兩層細胞膜.（3）常涉及到的生理過程：營養物質的吸收、分泌蛋白的合成與分泌、泌尿、血液循環、神經傳導、光合作用、呼吸作用等.

例3下圖為細胞膜結構及物質跨膜運輸示意圖，下列有關敘述正確的是（）.

A．O2和CO2以圖中a方式通過細胞膜

B．被動運輸過程一定不需要膜蛋白的參與

C．人小腸中的葡萄糖被吸收到體內成為肝糖原，至少需穿過7層圖示膜

D．圖中①②④都能運動，而③一般不能運動

解析由圖可知，①是糖蛋白，其外側是細胞外部，②④為蛋白質，③是磷脂雙分子層，a、c是蛋白質分子，為主動運輸過程；b、d為自由擴散過程；氧氣和二氧化碳是自由擴散過程，不需載體蛋白質參與，A錯誤；協助擴散是被動運輸過程，需載體蛋白參與，B錯誤；小腸中的葡萄糖需要穿過小腸絨毛壁和毛細血管壁才能進入血漿成為血糖.再經過血液循環，穿越毛細血管到達組織液，進入肝細胞內合成肝糖原,小腸絨毛壁和毛細血管壁都是由一層上皮細胞圍成，而穿過每一層細胞都需穿過2層細胞膜，因此此過程中葡萄糖至少穿過7層膜；圖中的①②③④具有一定流動性，D錯誤.答案:C

考點4細胞膜的信息交流功能

1.非受體介導：高等植物相鄰細胞的細胞質間存在胞間連絲，攜帶信息的物質可通過胞間連絲進入另一個植物細胞進行信息交流，此過程不需受體介導.

2.受體介導：信號分子（如激素、神經遞質和淋巴因子等）與受體結合具有特異性.細胞分泌的激素（如胰島素）隨血液到達全身各處，與靶細胞的細胞膜表面的受體結合，進而把信息傳遞給靶細胞；注意性激素和甲狀腺激素作用靶細胞時，其進入靶細胞內部并與細胞內受體結合完成信息傳遞.相鄰兩個細胞的細胞膜直接接觸，信息可從一個細胞傳遞給另一個細胞，如精子識別卵細胞，效應T細胞接觸靶細胞等；反射弧的突觸中，突觸前膜釋放的神經遞質經突觸間隙擴散到突觸后膜，進而和突觸后膜上特異性受體結合后完成信息傳遞.

例4眼可視物、舌可嘗鮮、鼻可嗅味，是因為這些感官細胞的細胞膜上分布著一類特殊蛋白質，統稱G蛋白耦聯受體(GPCR).美國科學家萊夫科維茨和克比爾卡因為突破性地揭示GPCR的內在工作機制而獲得2012年諾貝爾化學獎.下圖為評委會現場解釋他們的研究成果所展示的圖片之一，據此下列相關說法中錯誤的是（ ）.

A．信息分子主要是指激素和神經遞質

B．GPCR的化學本質是糖蛋白

C．信息分子與GPCR的結合不具有特異性

D．GPCR可將胞外信息傳遞給G蛋白

解析信息分子主要指激素和神經遞質，其和GPCR的結合具有特異性，結合后進而將胞外信息傳遞給G蛋白，進而調節靶細胞的生理功能.答案:C

例5下圖①②③表示人體細胞間信息傳遞的三種主要方式.下列描述錯誤的是（）.

A．方式①②的信息傳遞緩慢，方式③傳遞迅速

B．方式③的信息傳遞不通過體液

C．體溫調節可能涉及①②③三種傳遞方式

D．①②方式的信息傳遞都經過血液循環，存在反饋調節

解析圖中神經內分泌是下丘腦.方式③的信息傳遞要經過突觸，突觸間隙中是組織液，是體液成分.A選項符合激素調節與神經調節的異同，C選項考查體溫調節的過程，D選項考查激素調節的反饋調節.答案:B

三、變式訓練

1.真核細胞進行的下列活動中，不依賴于生物膜結構的是（B）.

A．合成有生物活性的胰島素B．形成乳酸

C．產生O2 D．傳導興奮

2.下列關于真核細胞生物膜的敘述，正確的是（A）.

A．生物膜的特定功能主要由膜蛋白決定

B．構成膜的脂質主要是磷脂、脂肪和膽固醇

C．有氧呼吸及光合作用產生ATP均在膜上進行

D．核糖體、內質網、高爾基體的膜部都參與蛋白質的合成與運輸

3.線粒體是真核細胞進行有氧呼吸產生ATP的主要場所，下列關于線粒體膜結構的分子模型，正確的是 (C).

4.下列關于生物膜結構和功能的敘述正確的是(A).

A.肌細胞的細胞膜上有協助葡萄糖跨膜運輸的載體

B.細胞膜上的受體是細胞間信息交流所必需的結構

C.線粒體內膜上只分布著合成ATP的酶

D.核膜上的核孔可以讓蛋白質和RNA自由進出

5.下列關于生物膜的敘述，不正確的是（A）.

A．細胞完成分化以后，其細胞膜的通透性穩定不變

B．膜的流動性是細胞生物膜相互轉化的基礎

C．特異性免疫系統通過細胞膜表面的分子識別"自己"和"非已"

D．分泌蛋白質合成越旺盛的細胞，其高爾基體膜成分的更新速度越快

6. 下圖是某一種植物的一個葉肉細胞中的兩種生物膜結構，以及在它們上發生的生化反應.下列有關的說法中，欠妥當的一項是（ C）.

A．①具有吸收、傳遞和轉換光能的功能，②的化學本質是蛋白質，

B．如果A中的O2被B利用，至少要穿過4層生物膜

C．B中的［H］是丙酮酸分解為CO2時產生的

D．B通過內膜向內折疊形成嵴以增大化學反應的膜面積，從而為適應其功能提供必要的條件

7. 有關生物膜結構與功能的敘述，正確的是(C).

A．膜載體蛋白的合成不需要ATP

B．葡萄糖跨膜運輸不需要載體蛋白

C．線粒體外膜與內膜的主要功能不同

D．變形蟲和草履蟲的細胞膜基本組成成分不同

(收稿日期：2013-10-05)

例5下圖①②③表示人體細胞間信息傳遞的三種主要方式.下列描述錯誤的是（）.

A．方式①②的信息傳遞緩慢，方式③傳遞迅速

B．方式③的信息傳遞不通過體液

C．體溫調節可能涉及①②③三種傳遞方式

D．①②方式的信息傳遞都經過血液循環，存在反饋調節

解析圖中神經內分泌是下丘腦.方式③的信息傳遞要經過突觸，突觸間隙中是組織液，是體液成分.A選項符合激素調節與神經調節的異同，C選項考查體溫調節的過程，D選項考查激素調節的反饋調節.答案:B

三、變式訓練

1.真核細胞進行的下列活動中，不依賴于生物膜結構的是（B）.

A．合成有生物活性的胰島素B．形成乳酸

C．產生O2 D．傳導興奮

2.下列關于真核細胞生物膜的敘述，正確的是（A）.

A．生物膜的特定功能主要由膜蛋白決定

B．構成膜的脂質主要是磷脂、脂肪和膽固醇

C．有氧呼吸及光合作用產生ATP均在膜上進行

D．核糖體、內質網、高爾基體的膜部都參與蛋白質的合成與運輸

3.線粒體是真核細胞進行有氧呼吸產生ATP的主要場所，下列關于線粒體膜結構的分子模型，正確的是 (C).

4.下列關于生物膜結構和功能的敘述正確的是(A).

A.肌細胞的細胞膜上有協助葡萄糖跨膜運輸的載體

B.細胞膜上的受體是細胞間信息交流所必需的結構

C.線粒體內膜上只分布著合成ATP的酶

D.核膜上的核孔可以讓蛋白質和RNA自由進出

5.下列關于生物膜的敘述，不正確的是（A）.

A．細胞完成分化以后，其細胞膜的通透性穩定不變

B．膜的流動性是細胞生物膜相互轉化的基礎

C．特異性免疫系統通過細胞膜表面的分子識別"自己"和"非已"

D．分泌蛋白質合成越旺盛的細胞，其高爾基體膜成分的更新速度越快

6. 下圖是某一種植物的一個葉肉細胞中的兩種生物膜結構，以及在它們上發生的生化反應.下列有關的說法中，欠妥當的一項是（ C）.

A．①具有吸收、傳遞和轉換光能的功能，②的化學本質是蛋白質，

B．如果A中的O2被B利用，至少要穿過4層生物膜

C．B中的［H］是丙酮酸分解為CO2時產生的

D．B通過內膜向內折疊形成嵴以增大化學反應的膜面積，從而為適應其功能提供必要的條件

7. 有關生物膜結構與功能的敘述，正確的是(C).

A．膜載體蛋白的合成不需要ATP

B．葡萄糖跨膜運輸不需要載體蛋白

C．線粒體外膜與內膜的主要功能不同

D．變形蟲和草履蟲的細胞膜基本組成成分不同

(收稿日期：2013-10-05)

例5下圖①②③表示人體細胞間信息傳遞的三種主要方式.下列描述錯誤的是（）.

A．方式①②的信息傳遞緩慢，方式③傳遞迅速

B．方式③的信息傳遞不通過體液

C．體溫調節可能涉及①②③三種傳遞方式

D．①②方式的信息傳遞都經過血液循環，存在反饋調節

解析圖中神經內分泌是下丘腦.方式③的信息傳遞要經過突觸，突觸間隙中是組織液，是體液成分.A選項符合激素調節與神經調節的異同，C選項考查體溫調節的過程，D選項考查激素調節的反饋調節.答案:B

三、變式訓練

1.真核細胞進行的下列活動中，不依賴于生物膜結構的是（B）.

A．合成有生物活性的胰島素B．形成乳酸

C．產生O2 D．傳導興奮

2.下列關于真核細胞生物膜的敘述，正確的是（A）.

A．生物膜的特定功能主要由膜蛋白決定

B．構成膜的脂質主要是磷脂、脂肪和膽固醇

C．有氧呼吸及光合作用產生ATP均在膜上進行

D．核糖體、內質網、高爾基體的膜部都參與蛋白質的合成與運輸

3.線粒體是真核細胞進行有氧呼吸產生ATP的主要場所，下列關于線粒體膜結構的分子模型，正確的是 (C).

4.下列關于生物膜結構和功能的敘述正確的是(A).

A.肌細胞的細胞膜上有協助葡萄糖跨膜運輸的載體

B.細胞膜上的受體是細胞間信息交流所必需的結構

C.線粒體內膜上只分布著合成ATP的酶

D.核膜上的核孔可以讓蛋白質和RNA自由進出

5.下列關于生物膜的敘述，不正確的是（A）.

A．細胞完成分化以后，其細胞膜的通透性穩定不變

B．膜的流動性是細胞生物膜相互轉化的基礎

C．特異性免疫系統通過細胞膜表面的分子識別"自己"和"非已"

D．分泌蛋白質合成越旺盛的細胞，其高爾基體膜成分的更新速度越快

6. 下圖是某一種植物的一個葉肉細胞中的兩種生物膜結構，以及在它們上發生的生化反應.下列有關的說法中，欠妥當的一項是（ C）.

A．①具有吸收、傳遞和轉換光能的功能，②的化學本質是蛋白質，

B．如果A中的O2被B利用，至少要穿過4層生物膜

C．B中的［H］是丙酮酸分解為CO2時產生的

D．B通過內膜向內折疊形成嵴以增大化學反應的膜面積，從而為適應其功能提供必要的條件

7. 有關生物膜結構與功能的敘述，正確的是(C).

A．膜載體蛋白的合成不需要ATP

B．葡萄糖跨膜運輸不需要載體蛋白

C．線粒體外膜與內膜的主要功能不同

D．變形蟲和草履蟲的細胞膜基本組成成分不同

(收稿日期：2013-10-05)