例谈生物膜系统

汪桂清++童志华

生物膜系统在细胞的生命活动中发挥着极其重要的作用。细胞的许多重要的化学反应都在生物膜内或者膜表面进行。因此，弄清生物膜的组成、结构和功能对于高中生物知识的学习有着重要意义。

例1 下列有关生物膜系统的说法正确的是（ ）

A. 生物体内的所有膜都属于生物膜系统。

B. 所有的酶都在生物膜上，没有生物膜生物就无法进行各种代谢活动

C. 生物膜的组成成分和结构都是一样的，在结构和功能上紧密联系

D. 细胞内的生物膜把各种细胞器分隔开，使细胞内的化学反应不会互相干扰

解析 生物膜系统是在细胞这个层面提出的，生物膜是指细胞膜或者是细胞器膜、核膜等，起着划分和分隔细胞和细胞器作用的膜结构，并不包括耳膜、胸膜、角膜、小肠粘膜等这些膜组织，所以A错。并不是所有的酶都在生物膜上，比如消化酶就在消化道口腔、胃、小肠里。细胞内大部分反应发生在细胞质基质中。细胞质基质、核糖体、细胞核中都有酶分布，都能进行各种代谢活动。B错。并不是所有的生物膜结构都一样。有些膜是单层的有些膜是双层的。比如单层膜的结构有：细胞膜、内质网、高尔基体、溶酶体、液泡。双层膜的结构有：核膜、叶绿体、线粒体。也不是所有的生物膜组成成分都一样，各种生物膜的蛋白质的种类和数目不同。C错。

答案 D

点拨 生物膜系统的概念、生物膜的成分、结构、功能要掌握清楚。

（1）生物膜系统是指细胞中细胞膜、细胞器膜和核膜等结构。囊泡、叶绿体类囊体薄膜都属于生物膜系统。

（2）生物膜的组成成分和结构很相似，但不完全相同。生物膜的主要成分是蛋白质和脂质，脂质主要是磷脂，还有少量胆固醇。磷脂为双分子层，构成生物膜的基本支架，蛋白质的种类和数量决定生物膜的功能复杂程度。细胞膜表面还有少量糖类与蛋白质构成糖蛋白，有识别、保护、润滑作用。而其他生物膜无糖蛋白。

（3）生物膜系统的功能主要是：首先，细胞膜不仅使细胞具有一个相对稳定的内部环境，同时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着决定性的作用。第二，细胞的许多重要的化学反应都在生物膜内或者膜表面进行。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。第三，细胞内的生物膜把细胞分隔成一个个小的区室，如各种细胞器，这样就使得细胞内能够同时进行多种化学反应，而不会相互干扰，保证了细胞的生命活动高效、有序地进行。

例2 下列关于生物膜的叙述，不正确的是（ ）

A. 细胞完成分化以后，其细胞的通透性稳定不变

B. 核膜上的核孔不可以让DNA进入细胞质

C. 特异性免疫系统通过细胞膜表面的分子识别“自己”和“非己”。

D. 能分泌性激素的细胞内质网比较发达

解析 细胞的分化是细胞形态结构和功能发生变化的过程。细胞完成分化后，细胞的形态和功能基本稳定，但不是稳定不变的。细胞膜的通透性与膜分子的成分（如磷脂的不饱和性、蛋白质种类和含量等）、外界环境（如温度）有关。不同的细胞所需要的营养物质不同，所以选择透过性也不同。选A。核膜上的核孔只能让mRNA进入细胞质，而不能让DNA进入细胞质。特异性免疫系统通过细胞膜表面的糖蛋白识别“自己”和“非己”，是信息分子。性激素属于固醇类激素，内质网是合成脂质的“车间”，故能分泌性激素的细胞内质网比较发达。

答案 A

点拨 核膜上的核孔是核质之间频繁的物质交换和信息交流的通道。核孔数目越多，核质之间物质交换和信息交流越频繁。但核孔不是全透性的，而是通过核孔复合物起选择作用。核内转录的mRNA、tRNA、rRNA可以通过核孔进入细胞质，细胞质核糖体合成的染色体蛋白质、解旋酶、DNA聚合酶、RNA聚合酶可通过核孔进入细胞核，而核中染色体上的DNA却不能通过核孔进入细胞质。能分泌性激素的细胞内质网比较发达，而产生分泌蛋白的细胞，如产生消化酶的腺细胞、产生蛋白质类激素的腺细胞、产生抗体的浆细胞和分泌乳汁的乳腺细胞高尔基体比较发达。

例3 大气中的1个氧分子进入人组织细胞利用，至少需要穿过几层磷脂分子（ ）

A.10层 B.11层

C.16层 D.22层

解析 大气中的氧分子首先通过呼吸运动吸气进入肺泡，然后透过肺泡壁（一层上皮细胞，进、出各穿过一层细胞膜），透过肺泡外毛细血管壁（一层上皮细胞，进、出各穿过一层细胞膜），进入血浆，由血浆自由扩散到红细胞（一层细胞膜）与血红蛋白结合成氧合血红蛋白在血液中运输。在组织细胞附近，红细胞中的氧分子与血红蛋白分离，从红细胞中出来（一层细胞膜），透过组织处的毛细血管壁（一层上皮细胞，进、出各穿过一层细胞膜），到达组织液，由组织液自由扩散到组织细胞（一层细胞膜）再到组织细胞的线粒体内膜（两层膜）与〔H〕结合生成水，至少需要穿过11层生物膜，每层生物膜有2层磷脂分子，共22层磷脂分子。

答案 D

点拨 穿膜这类题目，首先要弄清该物质经过的途径，利用的场所，然后要注意哪些是单层膜，哪些是双层膜。氧分子或二氧化碳分子通过线粒体、叶绿体都要穿过双层膜，而大分子（RNA、蛋白质）物质通过核孔，不穿膜，胞吞、胞吐依赖生物膜的流动性，也不穿膜。

解析 （1）通过图1，2H++1/2O2→H2O，并且图1过程中产生了ATP，可知为发生在线粒体内膜的有氧呼吸第三阶段，合成的ATP为生命活动供能。

（2）一处受体只能与特定的信号分子相结合，说明了受体蛋白具有特异性，促甲状腺激素释放激素作用的靶器官为垂体，促进垂体合成和分泌促甲状腺激素。

（3）图3通过吸收光能合成ATP，为光合作用的光反应阶段，合成的ATP用于暗反应中固定CO2的还原。endprint

（4）光合作用是叶肉细胞特有的，有氧呼吸第三阶段和生物膜的信息传递是叶肉细胞和人体肝脏细胞共有的，所以叶肉细胞与肝细胞都有的膜结构是图1、2。

（5）生物膜主要由蛋白质和磷脂组成，而生物膜主要的功能活动由蛋白质来参与完成，所以生物膜功能不同是含有的蛋白质不同。

答案 （1）有氧呼吸第三阶段 为生命活动供能（2）受体蛋白具有特异性 垂体

（3）暗反应 （4）1、2 （5）含有的蛋白质不同（6）跨膜运输、信息交流、能量转换等

点拨 细胞中的代谢有些是发生在生物膜内，有些是发生在生物膜上，一定要弄清代谢发生的具体场所。发生在生物膜上的有：细胞膜上跨膜运输；细胞膜的胞吞、胞吐；细胞膜的融合；激素、神经递质与细胞膜上特异性受体结合；线粒体内膜的有氧呼吸第三阶段反应；叶绿体类囊体薄膜的光反应；内质网膜上将核糖体合成的多肽链加工成空间结构以及高尔基体膜上将葡萄糖合成纤维素参与植物细胞壁的形成等。

1.下列关于生物膜系统结构与功能的叙述中，正确的是（ ）

A.囊泡、叶绿体类囊体薄膜不属于生物膜系统

B.细胞膜上的受体是细胞间信息交流所必需的结构

C.核膜上的核孔可以让蛋白质和RNA自由进出

D.肌细胞的细胞膜上有协助葡萄糖跨膜运输的载

2.下图为下丘脑某神经细胞的部分膜结构示意图，下列叙述正确的是（ ）

D.动作电位的形成与膜上的②、④等载体有关，A面为正电位，B面为负电位

3.请根据有关生物膜系统概念图作答（图中末行文字表示具有相关生物膜的细胞器中进行的反应）。

[细胞生物膜系统][a][b][d][e][f][g][h][g][c][s][q][p][n][m][合成性激素][清除 无用的生物大分子][ADP+Pi→ATP][H2O→2H++[12]O2]

（1）对生物膜结构的探究经历一系列的观察和实验过程，1972年桑格和尼克森提出的 模型为大多数人接受。

（2）请依次指出图中c、s、m、g所表示的结构称： 、 、 、 。

（3）抗体在 细胞的核糖体上合成后，依次经过图中 （填图中标号）分泌到细胞外，这个过程体现的是生物膜的 性。

（4）从进化的角度看，首先是由于 （填图中标号）的出现，才诞生了相对独立的生命系统。

（5）图中区分原核和真核细胞的主要结构是 （填字母）

（6）写出不具有膜结构的两种细胞器的名称 、 。

（7）同时发生在p上的有氧气参与的另一项物质变化是 。

1.D 2.B

3. （1）流动镶嵌

（2）细胞膜 溶酶体膜 类囊体膜 囊泡膜

（3）浆 f、（g）、h、（g）、c 流动性

（4）c （5）a （6）核糖体 中心体

（7）〔H〕+O2→H2Oendprint

（4）光合作用是叶肉细胞特有的，有氧呼吸第三阶段和生物膜的信息传递是叶肉细胞和人体肝脏细胞共有的，所以叶肉细胞与肝细胞都有的膜结构是图1、2。

（5）生物膜主要由蛋白质和磷脂组成，而生物膜主要的功能活动由蛋白质来参与完成，所以生物膜功能不同是含有的蛋白质不同。

答案 （1）有氧呼吸第三阶段 为生命活动供能（2）受体蛋白具有特异性 垂体

（3）暗反应 （4）1、2 （5）含有的蛋白质不同（6）跨膜运输、信息交流、能量转换等

点拨 细胞中的代谢有些是发生在生物膜内，有些是发生在生物膜上，一定要弄清代谢发生的具体场所。发生在生物膜上的有：细胞膜上跨膜运输；细胞膜的胞吞、胞吐；细胞膜的融合；激素、神经递质与细胞膜上特异性受体结合；线粒体内膜的有氧呼吸第三阶段反应；叶绿体类囊体薄膜的光反应；内质网膜上将核糖体合成的多肽链加工成空间结构以及高尔基体膜上将葡萄糖合成纤维素参与植物细胞壁的形成等。

1.下列关于生物膜系统结构与功能的叙述中，正确的是（ ）

A.囊泡、叶绿体类囊体薄膜不属于生物膜系统

B.细胞膜上的受体是细胞间信息交流所必需的结构

C.核膜上的核孔可以让蛋白质和RNA自由进出

D.肌细胞的细胞膜上有协助葡萄糖跨膜运输的载

2.下图为下丘脑某神经细胞的部分膜结构示意图，下列叙述正确的是（ ）

D.动作电位的形成与膜上的②、④等载体有关，A面为正电位，B面为负电位

3.请根据有关生物膜系统概念图作答（图中末行文字表示具有相关生物膜的细胞器中进行的反应）。

[细胞生物膜系统][a][b][d][e][f][g][h][g][c][s][q][p][n][m][合成性激素][清除 无用的生物大分子][ADP+Pi→ATP][H2O→2H++[12]O2]

（1）对生物膜结构的探究经历一系列的观察和实验过程，1972年桑格和尼克森提出的 模型为大多数人接受。

（2）请依次指出图中c、s、m、g所表示的结构称： 、 、 、 。

（3）抗体在 细胞的核糖体上合成后，依次经过图中 （填图中标号）分泌到细胞外，这个过程体现的是生物膜的 性。

（4）从进化的角度看，首先是由于 （填图中标号）的出现，才诞生了相对独立的生命系统。

（5）图中区分原核和真核细胞的主要结构是 （填字母）

（6）写出不具有膜结构的两种细胞器的名称 、 。

（7）同时发生在p上的有氧气参与的另一项物质变化是 。

1.D 2.B

3. （1）流动镶嵌

（2）细胞膜 溶酶体膜 类囊体膜 囊泡膜

（3）浆 f、（g）、h、（g）、c 流动性

（4）c （5）a （6）核糖体 中心体

（7）〔H〕+O2→H2Oendprint

（4）光合作用是叶肉细胞特有的，有氧呼吸第三阶段和生物膜的信息传递是叶肉细胞和人体肝脏细胞共有的，所以叶肉细胞与肝细胞都有的膜结构是图1、2。

（5）生物膜主要由蛋白质和磷脂组成，而生物膜主要的功能活动由蛋白质来参与完成，所以生物膜功能不同是含有的蛋白质不同。

答案 （1）有氧呼吸第三阶段 为生命活动供能（2）受体蛋白具有特异性 垂体

（3）暗反应 （4）1、2 （5）含有的蛋白质不同（6）跨膜运输、信息交流、能量转换等

点拨 细胞中的代谢有些是发生在生物膜内，有些是发生在生物膜上，一定要弄清代谢发生的具体场所。发生在生物膜上的有：细胞膜上跨膜运输；细胞膜的胞吞、胞吐；细胞膜的融合；激素、神经递质与细胞膜上特异性受体结合；线粒体内膜的有氧呼吸第三阶段反应；叶绿体类囊体薄膜的光反应；内质网膜上将核糖体合成的多肽链加工成空间结构以及高尔基体膜上将葡萄糖合成纤维素参与植物细胞壁的形成等。

1.下列关于生物膜系统结构与功能的叙述中，正确的是（ ）

A.囊泡、叶绿体类囊体薄膜不属于生物膜系统

B.细胞膜上的受体是细胞间信息交流所必需的结构

C.核膜上的核孔可以让蛋白质和RNA自由进出

D.肌细胞的细胞膜上有协助葡萄糖跨膜运输的载

2.下图为下丘脑某神经细胞的部分膜结构示意图，下列叙述正确的是（ ）

D.动作电位的形成与膜上的②、④等载体有关，A面为正电位，B面为负电位

3.请根据有关生物膜系统概念图作答（图中末行文字表示具有相关生物膜的细胞器中进行的反应）。

[细胞生物膜系统][a][b][d][e][f][g][h][g][c][s][q][p][n][m][合成性激素][清除 无用的生物大分子][ADP+Pi→ATP][H2O→2H++[12]O2]

（1）对生物膜结构的探究经历一系列的观察和实验过程，1972年桑格和尼克森提出的 模型为大多数人接受。

（2）请依次指出图中c、s、m、g所表示的结构称： 、 、 、 。

（3）抗体在 细胞的核糖体上合成后，依次经过图中 （填图中标号）分泌到细胞外，这个过程体现的是生物膜的 性。

（4）从进化的角度看，首先是由于 （填图中标号）的出现，才诞生了相对独立的生命系统。

（5）图中区分原核和真核细胞的主要结构是 （填字母）

（6）写出不具有膜结构的两种细胞器的名称 、 。

（7）同时发生在p上的有氧气参与的另一项物质变化是 。

1.D 2.B

3. （1）流动镶嵌

（2）细胞膜 溶酶体膜 类囊体膜 囊泡膜

（3）浆 f、（g）、h、（g）、c 流动性

（4）c （5）a （6）核糖体 中心体

（7）〔H〕+O2→H2Oendprint