必修1-4单元综合提升

二、与细胞膜相关的实验探究 1． 细胞膜的流动性 ． (1)实验证据：科学家用红、绿两种颜色的荧光染料分别标记人与 实验证据： 学家用红、 实验证据 小鼠细胞膜上的蛋白质，然后再将两种细胞融合成一个细胞， 小鼠细胞膜上的蛋白质，然后再将两种细胞融合成一个细胞，起 初用显微镜可观察到融合后的细胞一半呈红色，另一半呈绿色。 初用显微镜可观察到融合后的细胞一半呈红色，另一半呈绿色。 再过一段时间观察，发现细胞膜上红、绿荧光染料均匀分布。 再过一段时间观察，发现细胞膜上红、绿荧光染料均匀分布。 (2)细胞膜的流动性包括膜蛋白、磷脂的流动，还包括膜蛋白的自 细胞膜的流动性包括膜蛋白、磷脂的流动， 细胞膜的流动性包括膜蛋白 主流动。载体对物质的主动运输过程， 主流动。载体对物质的主动运输过程，可以认为是蛋白质运动的 一种形式。 一种形式。
A．5层 B．3层 C．6层 D．4层 ． 层 ． 层 ． 层 ． 层
解析：血浆中的葡萄糖分子进入组织细胞必须通过内环境 如图所示 如图所示)， 解析：血浆中的葡萄糖分子进入组织细胞必须通过内环境(如图所示 ， 葡萄糖首先要穿过毛细血管壁进入组织液， 葡萄糖首先要穿过毛细血管壁进入组织液，毛细血管壁由一层上皮 细胞组成，所以葡萄糖穿过这层细胞即穿过 层细胞膜 层细胞膜， 细胞组成，所以葡萄糖穿过这层细胞即穿过2层细胞膜，再进入组织 细胞共穿过3层细胞膜。进入组织细胞的葡萄糖在被彻底氧化分解时， 细胞共穿过 层细胞膜。进入组织细胞的葡萄糖在被彻底氧化分解时， 层细胞膜 首先要在细胞质基质中经过细胞呼吸的第一阶段， 首先要在细胞质基质中经过细胞呼吸的第一阶段，被分解成两
要设计对照实验，即两组中一组保留细胞膜的水通道蛋白， 要设计对照实验，即两组中一组保留细胞膜的水通道蛋白，另一组 去掉细胞膜上的该蛋白，观察两组细胞的吸水情况， 去掉细胞膜上的该蛋白，观察两组细胞的吸水情况，即可得出相应 结论。 两种人造细胞膜分别放在水中 两种人造细胞膜分别放在水中， 结论。 (2)两种人造细胞膜分别放在水中，一种能吸水膨胀必然含有 亲水性很强的水通道蛋白，另一种不吸水， 亲水性很强的水通道蛋白，另一种不吸水，说明只含疏水性很强的 磷脂分子。 磷脂分子。 答案： ③ 通道蛋白”就是“水通道” 答案 ： (1)③“ 水 通道蛋白 ” 就是 “ 水通道 ” 蒸馏水 ⑤ 不能吸水 不含“水通道蛋白” ④ 不含 “ 水通道蛋白 ”
注：图中黑色颗粒表示O2分子 图中黑色颗粒表示
从图乙可知， 在肺通气和肺泡内的气体交换过程中， 从图乙可知 ， 在肺通气和肺泡内的气体交换过程中 ， O2 要穿过 肺泡壁(一层上皮细胞 、 毛细血管壁(一层上皮细胞 一层上皮细胞)及红细胞膜 肺泡壁 一层上皮细胞)、毛细血管壁 一层上皮细胞 及红细胞膜 一层上皮细胞 (共计 层生物膜 ， 才能与血红蛋白结合 ； 从图丙可知 ， 经过组 共计5层生物膜 才能与血红蛋白结合； 从图丙可知， 共计 层生物膜)， 织里的气体交换， 进入骨骼肌细胞要透过红细胞膜、 织里的气体交换 ， O2 进入骨骼肌细胞要透过红细胞膜 、 毛细血 管壁(一层上皮细胞 和一层骨骼肌细胞膜 共计 层生物膜 ，再加 管壁 一层上皮细胞)和一层骨骼肌细胞膜 共计4层生物膜 一层上皮细胞 和一层骨骼肌细胞膜(共计 层生物膜)， 最终要进入线粒体参与有氧呼吸， 上 O2 最终要进入线粒体参与有氧呼吸 ， 而线粒体是具有双层膜 的细胞器，故共计6层膜 由此可见，外界空气中O 层膜。 的细胞器，故共计 层膜。由此可见，外界空气中 2进入人体骨 骼肌细胞被利用，至少要穿过的生物膜层数是 层 骼肌细胞被利用，至少要穿过的生物膜层数是11层。 答案： 答案：C
(2)为了进一步验证细胞膜上的“ 水通道蛋白 ” 就是“ 水通道 ”， 彼 为了进一步验证细胞膜上的“水通道蛋白”就是“水通道” 为了进一步验证细胞膜上的 阿格雷又制出两种人造细胞膜， 得·阿格雷又制出两种人造细胞膜，分别做成泡状物，然后放在水中， 阿格雷又制出两种人造细胞膜 分别做成泡状物，然后放在水中， 结果第一种泡状物吸收了很多水而膨胀，第二种则没有变化。 结果第一种泡状物吸收了很多水而膨胀 ， 第二种则没有变化 。 请指 出这两种人造细胞膜的化学成分的相同点和不同点。 出这两种人造细胞膜的化学成分的相同点和不同点。 __________________________________________________________。 。 解析： 实验假设肯定与材料中主要内容有关 实验假设肯定与材料中主要内容有关： 如何验证彼得·阿 解析：(1)实验假设肯定与材料中主要内容有关：“如何验证彼得 阿 格雷发现的水通道蛋白就是水通道。 格雷发现的水通道蛋白就是水通道 。 ” 作为实验要验证水通道蛋白 的存在并具有水通道功能， 的存在并具有水通道功能，必然
答案： 答案：B
界空气中O 进入人体骨骼肌细胞被利用， 【 例 3】 外 界空气中 2 进入人体骨骼肌细胞被利用 ， 至少要穿 】 过的生物膜层数是( 过的生物膜层数是 )
A．5层 B．10层 C．11层 D．12层 ． 层 ． 层 ． 层 ． 层 解析：组织细胞与外界环境进行气体交换的整个过程(如图 解析 ： 组织细胞与外界环境进行气体交换的整个过程 如图 甲所示)是通过内环境而间接进行的 ， 整个过程包括外呼 甲所示 是通过内环境而间接进行的， 是通过内环境而间接进行的 个环节。 吸、气体在血液中的运输和内呼吸3个环节。 气体在血液中的运输和内呼吸 个环节
解析： 分子 分子(CH2O)从叶肉细胞的线粒体基质中扩散出来， 进入相 从叶肉细胞的线粒体基质中扩散出来， 解析：1分子 从叶肉细胞的线粒体基质中扩散出来 邻细胞的叶绿体基质内(如图 ， 邻细胞的叶绿体基质内 如图)，因叶绿体和线粒体都是具有双层膜 如图 的细胞器，故共穿过的生物膜是6层 而每一层膜由2层磷脂分子构 的细胞器，故共穿过的生物膜是 层，而每一层膜由 层磷脂分子构 层磷脂分子层。 成，所以共穿过12层磷脂分子层。 所以共穿过 层磷脂分子层 答案：B 答案： 浆中的1个葡萄糖分子进入组织细胞被彻底氧化分解 个葡萄糖分子进入组织细胞被彻底氧化分解， 【例2】 血浆中的 个葡萄糖分子进入组织细胞被彻底氧化分解，需要 】 穿过几层细胞膜( 穿过几层细胞膜 )
(6)细胞融合技术 把两个同种或异种的细胞在融合剂的作用 细 胞融合技术(把两个同种或异种的细胞在融合剂的作用 下 ， 融合成一个杂种细胞的技术)就是利用细胞膜的流动性 融合成一个杂种细胞的技术 就是利用细胞膜的流动性 完成的。 完成的。 2．细胞膜的选择透过性的验证实验 ． (1) (2)
(3)含不同矿质元素的培养液＋不同植物 含不同矿质元素的培养液＋ 含不同矿质元素的培养液
从叶肉细胞的线粒体基质中扩散出来， 【 例 1】1分 子 (CH2O)从叶肉细胞的线粒体基质中扩散出来 ， 进入 】 分 从叶肉细胞的线粒体基质中扩散出来 一相邻细胞的叶绿体基质中， 至少” 一相邻细胞的叶绿体基质中，“至少”穿过的生物膜层数及磷 脂分子层数分别是( 脂分子层数分别是 )
A．5层和 层 B．6层和 层 ． 层和 层和10层 ． 层和 层和12层 C．7层和 层 D．8层和 层 ． 层和 层和7层 ． 层和 层和16层
②问题：水究竟怎样通过细胞膜？ 问题：水究竟怎样通过细胞膜？ ③假设：_________________________________________________。 假设： 。 实验： 把含“ 水通道蛋白” 的正常细胞和经过处理后________的 ④ 实验 ： 把含 “ 水通道蛋白 ” 的正常细胞和经过处理后 的 细胞放在________中。 中 细胞放在 ⑤结果：前者能吸水，后者________。 结果：前者能吸水，后者 。 ⑥结论：________________________________________________。 结论： 。
(3)膜的流动性与温度有关，温度越高，膜的流动性越大。一般情况 膜的流动性与温度有关，温度越高，膜的流动性越大。 膜的流动性与温度有关 温度高，流动性大，有利于生命活动的进行，但温度过高， 下，温度高，流动性大，有利于生命活动的进行，但温度过高，膜 的流动性过大，甚至破坏了膜的结构， 的流动性过大，甚至破坏了膜的结构，反而不利于生命活动的正常 进行；温度低，膜的流动性下降，膜的运输功能下降或完全丧失。 进行；温度低，膜的流动性下降，膜的运输功能下降或完全丧失。 (4)膜的流动性与磷脂分子中脂肪酸的不饱和程度有关，脂肪酸的不 膜的流动性与磷脂分子中脂肪酸的不饱和程度有关， 膜的流动性与磷脂分子中脂肪酸的不饱和程度有关 饱和程度越大，膜的流动性越大。依此推测， 饱和程度越大，膜的流动性越大。依此推测，热带生物的细胞膜中 脂肪酸饱和程度要高一些。 脂肪酸饱和程度要高一些。 (5)细胞膜的流动性是细胞膜最重要的结构特点。它对于完成各种生 细胞膜的流动性是细胞膜最重要的结构特点。 细胞膜的流动性是细胞膜最重要的结构特点 理功能如物质的透过、膜内外信息的传递等非常重要。 理功能如物质的透过、膜内外信息的传递等非常重要。
测定培养液中各矿质离子的初始浓度 培养一段时间 测定实验结束时培养液中各矿质离子浓度
比较同一植物吸收不同矿质离子及不同植物吸收同一矿质离子的情况
得出结论
年代， 【例4】 20世纪50年代，科学家发现，细胞膜中存在着某种只允许水分； 】 世 年代 科学家发现， 子出入的通道，人们称之为水通道， 子出入的通道，人们称之为水通道，但水通道到底是什么却一直是 个谜。 世纪 年代中期，美国科学家彼பைடு நூலகம்· 世纪50年代中期 个谜。20世纪 年代中期，美国科学家彼得·阿格雷研究了不同的 细胞膜蛋白，经过实验，他证明了一种被称为“水通道蛋白” 细胞膜蛋白，经过实验，他证明了一种被称为“水通道蛋白”的细 胞膜蛋白就是人们寻找已久的“水通道”。如何验证彼得·阿格雷 胞膜蛋白就是人们寻找已久的“水通道” 如何验证彼得· 发现的水通道蛋白就是水通道？ 发现的水通道蛋白就是水通道？请你完成下面的实验探 究并回答 下面的问题。 下面的问题。 (1)实验探究： 实验探究： 实验探究 ①观察：发现水分子能通过细胞膜。 发现水分子能通过细胞膜。