于伟东
在细胞中,许多具膜的细胞器,如高尔基体、内质网、线粒体等和细胞膜、核膜等结构,共同构成细胞的生物膜系统.生物膜系统在细胞的生命活动中作用极为重要.第一,细胞膜不仅使细胞具有一个相对稳定的内部环境,同时在细胞与外部环境进行物质运输、能量转换和信息传递的过程中起着决定性的作用.第二,许多重要的化学反应都在膜上进行,这些膜为酶提供大量的附着位点.第三,细胞内的生物膜把各种细胞器分隔开,保证了细胞生命活动高效、有序的进行.
在人教版生物必修一《分子与细胞》第41页中说到:蛋白质在细胞膜行使功能使起重要作用,因此,功能越复杂的细胞膜,蛋白质的种类和数量越多.现将膜蛋白的功能进行简单的归纳并总结所涉及的相关试题.
一、运输功能
有些膜蛋白可作为“载体”而将物质转运进出细胞.作为起到运输功能的蛋白可以分为载体蛋白和通道蛋白两种.例如葡萄糖进入红细胞、氨基酸,核苷酸等水溶性水分子以及无机盐离子如钙离子等的运输一般都由载体蛋白运载.而钾离子出神经细胞则是通过通道蛋白运载.
例1 (2012北京)科学家为了研究蛋白A的功能,选用细胞膜中缺乏此蛋白的非洲爪蟾卵母细胞进行实验,处理及结果见表1.
(1)将I组卵母细胞放入低渗溶液后,水分子经自由扩散(渗透)穿过膜的____进入卵母细胞.
(2)将蛋白A的mRNA注入卵母细胞一定时间后,该mRNA___的蛋白质进入细胞膜,使细胞在低渗溶液中体积____.
(3)与Ⅱ组细胞相比,Ⅲ组细胞对水的通透性____,说明HgC12对蛋白A的功能有___作用.比较Ⅲ、Ⅳ组的结果,表明试剂M能够使蛋白A的功能___.推测HgC12没有改变蛋白A的氨基酸序列,而是破坏了蛋白A的___.
(4)已知抗利尿激素通过与细胞膜上的___结合,可促进蛋白A插入肾小管上皮细胞膜中,从而加快肾小管上皮细胞对原尿中水分子的___.
(5)综合上述结果,可以得出__的推论.
参考答案:(1)磷脂双分子层 (2)翻译 迅速增大
(3)明显降低 抑制 部分恢复 空间结构(4)受体 重吸收
(5)蛋白A是水通道蛋白
例2 图1中电视屏幕上的图1图像引起猫大脑皮层视觉中枢兴奋,经插入脑内的电极记录神经膜电位变化,当兴奋产生时,对该电位变化正确的表述是( ).
A.神经膜离子分布内负外正
B.K+ Na+ 进入神经细胞均需ATP供能
C.K+大量进入神经细胞内
D.Na+大量进入神经细胞内
参考答案:D(Na+进入神经细胞是通过 Na+通道进入的,不需要ATP供能,故 B 项错误)
二、识别功能
起识别功能的受体蛋白多为糖蛋白,受体蛋白可以分为细胞膜表面受体蛋白和胞内受体蛋白,例如性激素的受体一般位于细胞内.
例3 细胞膜具有识别作用 这种生理功能的结构基础是( ).
A.细胞膜由磷脂分子和蛋白质分子构成
B.细胞膜外面有糖被
C.细胞膜具有一定流动性
D.细胞膜具有一定的选择透过性
参考答案:B
三、催化功能
膜表面有各种酶,使专一的化学反应能在膜上进行,如内质网膜上的能催化磷脂合成的膜蛋白等
例4 下列选项中,不属于膜蛋白功能的是( ).
A.控制分子和离子出入细胞
B.维持细胞形态
C.起生物催化剂的作用
D.运输物质功能
参考答案:B
四、保护、润滑和免疫功能
细胞膜上糖类和蛋白质结合形成糖蛋白也叫糖被,在细胞生命活动中具有重要的功能.例如,消化道和呼吸道上表皮细胞表面的糖蛋白有保护和润滑作用.又如癌细胞表面糖蛋白减少,黏着性下降,导致癌细胞易扩散和转移.有些细菌外生一层荚膜,主要成分是肽聚糖,糖和多肽的结合形成的复合物,具有保护作用.
例5 下列属于糖被作用的是( ).
A.控制物质进出 B.保护和润滑作用
C.识别作用
D.细胞和细胞之间的联络作用
参考答案:BCD(控制物质进出为细胞膜的功能,所以A错)
笔者通过对生物膜蛋白的分析和归纳有助于學生更好的学习膜蛋白在试题中出现的形式.