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1、热点专题突破系列（一）生物膜的结构、功能及应用,【三年考情分析】近几年高考中经常出现生物膜结构和功能方面的试题，特别是生物膜功能的应用是考查的热点之一，现对近三年考情分析如下：,【分类突破通关】类型一 生物膜的结构和功能【通关典例】(2011四川高考)下列有关生物膜结构和功能的描述，不正确的是()A.植物原生质体的融合依赖于细胞膜的流动性B.合成固醇类激素的分泌细胞的内质网一般不发达C.分泌蛋白的修饰加工由内质网和高尔基体共同完成D.生物膜之间可通过具膜小泡的转移实现膜成分的更新,【解题指南】(1)理论基础：生物膜的结构决定其功能，不同的生物膜结构具有的功能也不同。(2)生物膜结构特点分析：生
2、物膜的结构特点是具有一定的流动性，原生质体的融合体现了膜的流动性；生物膜的功能之一是物质运输，而生物膜的功能特性是选择透过性。,【解析】选B。原生质体的融合需要以细胞膜的相互融合为基础，体现了细胞膜的流动性；分泌蛋白和固醇类激素的合成都与内质网有紧密联系；生物膜系统之间可以以具膜小泡的形式进行交流。,【通关锦囊】生物膜的结构和功能1.生物膜的组成及结构特点：(1)物质组成：生物膜的基本支架是磷脂双分子层，蛋白质在磷脂双分子层中不规则分布。蛋白质常与糖类结合形成糖蛋白，分布在细胞膜表面，起到信息识别作用。(2)结构特点：构成生物膜的磷脂分子和蛋白质分子是可以运动的，从而决定了生物膜具有一定流动性
3、的结构特点。,2.生物膜的功能特性及原因：生物膜的功能特性是选择透过性，这与载体蛋白的种类和数量有关。生物膜的选择透过性保证了协助扩散和主动运输的正常进行。3.生物膜的结构特点和功能特性的关系：生物膜的结构特点是具有一定的流动性，它是选择透过性的基础，对各种生物完成生命活动具有非常重要的意义，如变形虫运动、细胞融合、胞吐和神经递质的释放等。,4.生物膜功能特性归纳：(1)分隔、形成独立的细胞和细胞器：为细胞的生命活动提供相对稳定的内环境，保证了细胞的生命活动高效、有序地进行，如分泌蛋白的合成和分泌，各细胞器之间既有分工，又有合作。(2)在细胞与环境之间进行物质运输、能量交换和信息传递的过程中起
4、着决定性的作用，如精子与卵细胞结合时，生物膜上的糖蛋白起到信息识别作用。,(3)细胞内的广阔的膜面积为酶提供了大量的附着位点，为各种化学反应的顺利进行创造了有利条件，提高了代谢速率，如线粒体内膜折叠增加了膜面积，从而为反应所需的酶提供了广阔的附着空间。,【通关特训】1.(2014衡阳模拟)下列关于真核细胞生物膜的叙述，正确的是()A.生物膜的特定功能主要由膜蛋白决定B.构成膜的脂质主要是磷脂、脂肪和胆固醇C.有氧呼吸及光合作用产生ATP均在膜上进行D.核糖体、内质网、高尔基体的膜都参与蛋白质的合成与运输,【解析】选A。蛋白质不同，决定生物膜的功能不同；构成膜的脂质主要是磷脂和胆固醇；有氧呼吸第
5、一、二阶段都产生ATP，但都不是在膜上进行的；核糖体、内质网、高尔基体都参与蛋白质的合成与运输，但核糖体不具有膜结构。,2.(2014孝感模拟)下列有关生物膜系统的说法中，正确的是()A.细胞膜、叶绿体的内膜与外膜、内质网膜与小肠黏膜等都属于生物膜系统B.任何生物都具有生物膜系统，否则不能进行正常的生命活动C.生物膜的组成成分和结构完全一样，在结构和功能上紧密联系D.具有分泌功能的细胞中高尔基体比较发达,【解析】选D。细胞膜、叶绿体的内膜与外膜、内质网膜等都属于生物膜系统，但小肠黏膜不属于；病毒无细胞结构，也就不具有生物膜系统；生物膜的组成成分和结构相似，在结构和功能上紧密联系；由于高尔基体具
6、有分泌功能，因此，具有分泌功能的细胞中高尔基体比较发达。,3.用相同的完全培养液，在相同条件下分别培养水稻和番茄幼苗。在二者的吸水率几乎相同的情况下，72小时后原培养液中部分离子浓度发生了如下表的变化(表中数据为72小时后溶液中部分离子浓度占实验开始时的百分比)。分析下表不能得出的结论是(),A.不同植物对离子的需要量是不同的B.与番茄相比，水稻对SiO44-需要量大，对Ca2+需要量小C.不同植物根尖细胞膜上载体的种类和数量是不同的D.植物对各种离子的吸收速率与溶液中离子的浓度有关,【解析】选D。植物因其根细胞膜上载体的种类和数量不同，而表现出对矿质离子吸收的选择性。这种吸收是主动运输，表中
7、数据并不能体现出离子吸收速率与溶液中相应离子的浓度的关系。,4.据图回答相关问题：,(1)科学家用_解释了生物膜的结构，细胞中各生物膜的基本支架是_。(2)请依次指出图中m、g所表示的结构的名称：_、_。出现在原核生物中的结构为_。(3)在细胞间存在识别功能的是上述结构中的_(填字母)，其物质基础是_。能发生“fghgc”过程变化的结构基础是_，经该过程所运送的物质共穿过了_层生物膜。,【解析】(1)科学家用流动镶嵌模型解释了生物膜的结构，细胞中各生物膜的基本支架是磷脂双分子层。(2)由于m上进行的是光反应过程中水的光解过程，因此其发生部位是叶绿体类囊体膜；由f合成性激素，判断其为内质网;由图
8、分析知“fghgc”为分泌蛋白的运输和分泌功能，因此g表示的是囊泡膜。在原核生物中只有c细胞膜这一种膜结构。,(3)细胞间存在识别功能的物质基础是糖蛋白，其存在于c细胞膜上。能发生“fghgc”过程变化的结构基础是生物膜具有一定的流动性，经该过程运送物质是非跨膜运输，因此共穿过了0层生物膜。答案：(1)流动镶嵌模型 磷脂双分子层(2)类囊体膜 囊泡膜 c(3)c 糖蛋白 生物膜具有一定的流动性 0,类型二 生物膜的应用【通关典例】生物膜结构和功能的研究成果，在工农业生产和医学实践中有着重要的用途。下列有关生物膜的应用的叙述中，错误的是()A.模拟生物膜可以处理污水、淡化海水B.研究生物膜可以寻
9、找改善农作物品质的新途径C.模拟生物膜有助于人工合成人体的病变器官D.通过生物膜工程技术可以诊断、治疗疾病，改变细胞的遗传特性,【解题指南】解答本题的关键是：(1)理论基础：生物膜两大特性，即流动性和选择透过性。(2)解题指导：人工合成的膜材料与生物膜一样，也具有选择透过性。【解析】选D。人工合成的膜材料，其成分与生物膜基本相似，与生物膜具有相似性，因此它可以淡化海水、处理污水，也可用于诊断、治疗疾病等。但是目前的生物膜工程技术还不能改变细胞的遗传特性。,【通关锦囊】生物膜的应用1.应用基础：生物膜的结构特点是具有一定的流动性，功能特性是具有选择透过性。2.应用范围:(1)理论上：阐明细胞生命
10、活动规律，如蛋白质、糖类和脂质的人工合成与运输。(2)工业上：人工模拟生物膜功能，如海水淡化、污水处理。海水淡化滤去海水中的盐分。污水处理有选择地将有毒重金属离子阻挡在膜的一侧。,(3)农业上：改善作物品质，如从生物膜的结构和功能角度进行抗寒、抗旱、耐盐机理的研究。(4)医学上：人工膜代替病变器官，如透析型人工肾中的“血液透析膜”代替人体的病变器官，能将废物透析掉，而营养物质依旧留在血液里。,【通关特训】1.假药亮菌甲素注射液，其溶剂二甘醇进入人体后导致急性肾衰竭，临床上用血液透析治疗。血透机工作原理如图，所用的透析管膜应具有的特点是()A.全透性 B.半透性C.膜上有载体 D.允许蛋白质通过
11、,【解析】选B。利用血透机进行血液透析的目的是使血液中的代谢废物排至体外，而人体中的代谢废物属小分子物质，而对于人体比较重要的大分子不能通过，所以透析管膜应具有半透膜性质。二甘醇属于小分子，自由扩散运输，不需要载体。,2.人工肾能部分替代真正的肾脏起作用。患者的血液在中空纤维中向一侧流动，一种称为透析液的水溶液在中空纤维外向相反方向流动(如下图)。血液中的小分子废物通过血液透析膜(中空纤维壁)进入透析液中。血液从患者臂部或腿部的血管通路流入人工肾，经过人工肾净化后又流回静脉。下列有关说法错误的是(),A.为了防止蛋白质类等有用的物质随着废物离开血液，透析液中的蛋白质类等有用物质应与血液中的基本相同B.为了防止某些盐类等有用的物质随着废物离开血液，透析液的酸碱度和渗透压应与血液的基本相同C.患者的血液要流经人工肾许多次之后，才能除去大部分的小分子废物D.患者每隔一段时间就需要进行透析,【解析】选A。人工肾利用生物膜的选择透过性，大分子蛋白质等不能通过，A错误。而某些盐类等可以通过，所以酸碱度和渗透压应该与血液是相同的。患者透析时一次除去小分子废物的量是有限的，所以应该多次透析。患者透析完后机体进行正常代谢产生一定的代谢废物，由于患者本身的肾功能已损坏，所以当代谢废物积累到一定量时需要再次进行透析。,
