1、新教材高中生物必修一第3章 第1节 细胞膜的结构和功能第1节细胞膜的结构和功能一、细胞膜的功能1将细胞与外界环境分隔开使细胞成为相对独立的系统，保障细胞内部环境的相对稳定。2控制物质进出细胞3进行细胞间的信息交流方式实例化学物质(间接交流)激素随血液将信息传递给靶细胞直接接触精子和卵细胞之间的识别和结合形成通道高等植物细胞之间的胞间连丝(1)细胞膜是细胞的一道屏障，只有细胞需要的物质才能进入细胞，而对细胞有害的物质则不能进入()(2)植物细胞之间的胞间连丝具有物质运输的作用()(3)细胞膜上的受体是细胞间信息交流所必需的结构()答案(1)(2)(3)易错警示对细胞间信息交流的两个认知误区(1)
2、三种信息交流方式是发生于细胞与细胞之间的，而不是细胞内的信息交流。(2)细胞间信息交流并非都依赖于细胞膜上的受体蛋白，如通过细胞通道的信息交流方式，而某些通过化学物质传递信息和通过细胞膜接触传递信息都依赖于细胞膜上的受体蛋白。1鉴别动物细胞是否死亡常用台盼蓝染液。用它染色时，死的动物细胞会被染成蓝色，而活的动物细胞不着色。为什么活细胞不能被染色，而死细胞能被染色？据此推测，细胞膜具有什么功能？提示活细胞的细胞膜可控制物质进出细胞，台盼蓝染料是细胞不需要的物质，不易通过细胞膜，因此活细胞不能被染色，死细胞的细胞膜不能控制物质进出细胞，台盼蓝能通过细胞膜进入细胞，死细胞能被染成蓝色。据此推测：细胞
3、膜具有控制物质进出细胞的功能。2请结合以下实例进行分析：(1)胰岛B细胞通过分泌胰岛素促进肝细胞合成肝糖原。(2)向某高等植物的一个细胞中注入荧光染料(能发出荧光的染料)，染料迅速扩散到相邻的细胞内。(3)海洋或河流中存在着很多不同物种的精子和卵细胞，只有同一物种的精子与卵细胞才能发生结合。上述实例说明细胞膜还具备什么功能？上述实例分别是通过何种方式来完成这项功能的？提示进行细胞间的信息交流。(1)通过细胞分泌的化学物质(如激素)间接传递信息；(2)通过相邻两个细胞之间形成通道传递信息；(3)通过相邻两个细胞的细胞膜直接接触传递信息。规律方法判断细胞是否具有活性的方法及依据(1)判断方法：科研
4、上鉴别死细胞和活细胞，常用“染色排除法”。(2)判断依据：只有活细胞的细胞膜才能控制物质进出细胞。二、对细胞膜结构的探索1对细胞膜成分的探索(1)1895年，欧文顿对植物细胞的通透性进行实验现象：溶于脂质的物质，容易穿过细胞膜。结论：细胞膜是由脂质组成的。(2)科学家利用哺乳动物的红细胞制备出细胞膜，进行化学分析，得知组成细胞膜的脂质有磷脂和胆固醇，其中磷脂含量最多。(3)1925年，两位荷兰科学家用丙酮从人的红细胞中提取脂质，将其在空气水界面上铺展成单分子层。现象：其面积是红细胞表面积的2倍。结论：细胞膜中的磷脂分子必然排列为连续的两层。(4)1935年，英国学者丹尼利和戴维森研究了细胞膜的
5、张力。现象：发现细胞的表面张力明显低于油水界面的表面张力。结论：细胞膜除含脂质分子外，可能还附有蛋白质。2细胞膜的成分(1)细胞膜的成分(2)细胞膜成分与功能的关系：功能越复杂的细胞膜，蛋白质的种类与数量就越多。3对细胞膜结构的探索(1)1959年，罗伯特森方法：在电子显微镜下观察细胞膜。现象：细胞膜呈现清晰的暗亮暗的三层结构。结论：所有的细胞膜都由蛋白质脂质蛋白质三层结构构成，是一种静态的统一结构。(2)1970年人鼠细胞融合实验方法：荧光标记法(如图)现象a开始：一半发绿色荧光，另一半发红色荧光。b在37 下经过40 min后两种颜色的荧光均匀分布。c结论：细胞膜具有流动性。(3)1972
6、年，辛格和尼科尔森方法：新的观察和实验证据。结果：提出为大多数人所接受的流动镶嵌模型。(1)构成细胞膜的脂质主要是磷脂、脂肪、胆固醇()(2)罗伯特森在高倍显微镜下看到了细胞膜清晰的暗亮暗的三层结构()(3)罗伯特森提出的细胞膜的静态结构模型不能解释细胞的生长现象()答案(1)(2)(3)1材料科学研究磷脂分子的结构如下图：将磷脂放入盛有水的容器中，下列能正确反映其分布的是A。2用图示表示细胞内外均为水环境，磷脂分子应如何分布？如果将磷脂分子置于水苯混合溶剂中，会如何分布？提示如图31925年，戈特和格伦德尔的实验结果是磷脂单分子层的面积是红细胞膜表面积的2倍，与磷脂分子在水环境中的分布的猜测
7、一致(填“一致”或“不一致”)，于是得出“细胞膜中的磷脂排列为两层”。41935年，由丹尼利和戴维森的实验结果，你的推论是细胞膜除了含脂质分子外，可能还附有蛋白质。5科学家陆续测定了不同细胞的细胞膜组成，请概述细胞膜的组成成分及细胞膜功能的复杂程度主要与哪种成分相关联？成分种类蛋白质(%)脂质(%)糖类(%)神经髓鞘22771变形虫细胞膜54424小鼠肝细胞膜44524人红细胞膜49438提示细胞膜主要由脂质和蛋白质组成，此外，还有少量的糖类。细胞膜功能的复杂程度主要与蛋白质有关。拓展延伸哺乳动物的红细胞在发育成熟的过程中，细胞核逐渐退化，为携带氧的血红蛋白腾出空间。成熟的红细胞一般不含细胞器
8、且取材方便。因此哺乳动物成熟的红细胞细胞质简单，是获得纯净细胞膜的好材料。三、流动镶嵌模型的基本内容1结构模型(1)图中(2)图中(3)图中名称：糖蛋白2结构特点(1)向细胞内注射物质后，细胞膜上会留下一个孔洞()(2)构成细胞膜的磷脂分子具有流动性，而蛋白质是固定不动的()(3)细胞膜的脂质结构使溶于脂质的物质，容易通过细胞膜()(4)糖被在细胞膜上呈对称分布()答案(1)(2)(3)(4)(1)有人在实验时发现：在一定温度下，细胞中的脂质分子均垂直排列于膜表面；当温度升高到一定程度时，细胞膜中的脂质分子有75%排列不整齐，细胞膜的厚度变小，表面积扩大，对离子和分子的通透性提高，据有关内容解
9、释上述现象。提示细胞膜具有流动性，温度可影响膜的流动性。(2)如何判断膜的内侧和外侧？提示根据糖蛋白的分布情况，有糖蛋白的一侧为膜的外侧，无糖蛋白的一侧则为膜内侧。1细胞膜的主要功能：(1)将细胞与外界环境分隔开；(2)控制物质进出细胞；(3)进行细胞间的信息交流。2细胞膜主要由脂质和蛋白质组成。3功能越复杂的细胞膜，蛋白质的种类和数量就越多。4磷脂双分子层构成生物膜的基本支架。5构成生物膜的磷脂分子和蛋白质分子大多数是可以运动的。6糖被只分布于细胞膜的外表面，与细胞表面的识别、细胞间信息传递等功能有密切关系。7细胞膜的结构特点是具有流动性。1对玉米种子的实验处理和观察现象如下，该实验结果说明
10、()实验处理将玉米种子浸泡15小时，从中央纵切后，用稀释红墨水染色将浸泡的玉米种子煮熟，从中央纵切后，用稀释红墨水染色实验现象胚细胞着色浅胚细胞着色深A.细胞膜具有流动性B红墨水能自由进出玉米细胞C细胞膜具有全透性D活的细胞膜具有控制物质进出的作用答案D解析活细胞的细胞膜具有控制物质进出细胞的功能，可以按照生命活动的需要有选择地吸收物质。红墨水不是胚细胞生长的必需物质，所以不能或很少通过活细胞膜进入胚细胞，胚细胞着色浅；而煮熟的胚细胞已经死亡，其细胞膜失去控制物质进出的作用，红墨水进入细胞，所以胚细胞着色深，故选D。2(2020天津高一期末)下列不属于细胞间信息交流方式的有()A精子和卵细胞相
11、互接触完成受精作用B内分泌细胞分泌的激素经血液运输并作用于组织细胞C细胞膜将细胞与外界环境分隔开D植物细胞间有胞间连丝，是植物细胞进行信息交流的方式答案C解析将细胞与外界环境分隔开，保证内部环境的相对稳定，属于细胞膜的功能，不属于细胞间的信息交流，C错误。3对细胞膜成分和结构的探索经历了漫长的过程，下列结论或假说对应错误的是()A根据脂溶性物质更易通过细胞膜推测细胞膜是由脂质组成的B根据提取哺乳动物成熟红细胞的脂质铺展成的单分子层的面积是该红细胞表面积的2倍，推测细胞膜中的磷脂分子排列为连续的两层C根据电镜下细胞膜呈清晰的暗亮暗三层结构，罗伯特森认为所有的细胞膜都由脂质蛋白质脂质三层结构构成D
12、小鼠细胞人细胞融合实验可证明细胞膜具有流动性答案C解析根据电镜下细胞膜呈清晰的暗亮暗三层结构，罗伯特森认为所有的细胞膜都由蛋白质脂质蛋白质三层结构构成，C错误。4(2019临沂第十九中学高一月考)超滤净水器既能彻底滤除掉水中的细菌、铁锈、胶体等有害物质，又能保留水中原有的微量元素和矿物质，补充我们日常所需。这是试图模拟细胞膜的()A将细胞与外界环境分隔开的功能B控制物质进出细胞的功能C细胞膜的保护功能D进行细胞间信息交流的功能答案B解析超滤净水器既能彻底滤除掉水中的细菌、铁锈、胶体等有害物质，又能保留水中原有的微量元素和矿物质，补充我们日常所需。这是试图模拟细胞膜的控制物质进出细胞的功能。5科
13、学家在用电子显微镜清晰地观察到细胞膜之前，已经能够确定细胞膜的存在了。下列实验现象中，不能证明细胞膜存在的是()A显微镜下观察到动物细胞具有明确的边界B将红细胞置于清水中，一段时间后发生溶血现象C向某细胞中注入伊红(一种大分子红色染料)后观察发现细胞外始终不呈红色D植物细胞有明显的固定的形态答案D解析细胞膜具有控制物质进出细胞的功能，大分子物质，如血红蛋白、伊红等，不能透过细胞。动物细胞的边界是细胞膜，而植物细胞的形态主要由位于细胞膜外的细胞壁来维持。A组基础对点练题组一细胞膜的功能1(2019山东济南一中期中)细胞膜具有控制物质进出细胞的功能。下列有关这一功能的理解，不正确的是()A细胞需要
14、的营养物质可以进入细胞B细胞不需要或对细胞有害的物质一般不能进入细胞C细胞中的重要成分(如核酸等)不会流失到细胞外D由于细胞膜的存在，致病的病毒、细菌等都不能进入细胞答案D解析细胞膜控制物质进出细胞的能力是相对的，如病毒、细菌也可侵入细胞，D错误。2红萝卜细胞的液泡中含有紫红色的花青素。将红萝卜切成小块放到水中，水的颜色无明显变化。若进行加热，随着水温的升高，水的颜色逐渐变红。其原因是()A细胞壁在加温后受到破坏B水温升高，花青素的溶解度加大C加温使细胞膜和液泡膜失去了控制物质进出的功能D加温使花青素分子的活性加大而容易透过细胞膜答案C解析加热可以破坏细胞膜和液泡膜的活性，使这些生物膜的通透性
15、增大，控制物质进出的能力丧失。所以原来存在于液泡内的花青素就可以自由地进出细胞了。3下列关于细胞膜功能的叙述，不正确的是()A细胞间的信息交流，大多与细胞膜的结构有关B细胞间的信息交流使生物体作为一个整体完成生命活动C相邻两个细胞的信息交流只能靠细胞间直接接触D细胞膜保障了细胞内部环境的相对稳定答案C解析相邻两个细胞的信息交流除了靠细胞间直接接触，还可以通过细胞间的通道完成，如植物细胞的胞间连丝，C错误。题组二对细胞膜结构的探索4(2020山东高一期末)细胞膜非常薄，使用高倍显微镜也难以看清它的真面目，人们对细胞膜化学成分与结构的认识经历了很长的过程。下列关于细胞膜成分和结构探索历程的叙述正确
16、的是()A欧文顿通过对膜成分的提取和化学分析提出膜是由脂质组成的B对细胞膜表面张力的研究推测出膜中附有蛋白质C尼科尔森提出电镜下观察到的细胞膜都由蛋白质脂质蛋白质三层结构构成D流动镶嵌模型认为细胞膜的磷脂分子和蛋白质分子都是可以运动的答案B解析欧文顿结合大量的物质通透性实验，推测细胞膜是由脂质组成的，A错误；1935年，英国学者丹尼利和戴维森研究了细胞膜的张力，推测细胞膜除含脂质外，可能还附有蛋白质，B正确；罗伯特森根据电镜下看到的细胞膜清晰的暗亮暗三层结构，结合其他科学家的工作提出蛋白质脂质蛋白质三层结构模型，C错误；流动镶嵌模型表明，组成细胞膜的磷脂分子和大多数蛋白质分子都是可以运动的，D
17、错误。5(2019辽宁高一开学考试)科学家将哺乳动物或人的成熟红细胞放进蒸馏水中，造成红细胞破裂出现溶血现象，再将溶出细胞外的物质冲洗掉，剩下的结构在生物学上称为“血影”，那么，血影的主要成分有()A无机盐、蛋白质 B蛋白质、糖类C脂肪、蛋白质 D脂质、蛋白质答案D解析据题干分析，“哺乳动物或人的成熟红细胞放进蒸馏水中，造成红细胞破裂出现溶血现象，再将溶出细胞外的物质冲洗掉”，剩下的结构是细胞膜，主要成分是磷脂和蛋白质，其中细胞膜的基本骨架是磷脂双分子层，蛋白质或镶在磷脂双分子层表面，或嵌入磷脂双分子层中，或贯穿于磷脂双分子层中。6(2019天津一中高一期中)下图表示各种细胞膜组成成分的含量，
18、图示能说明的是()A构成细胞膜的主要成分是蛋白质、脂质和糖类B细胞膜中的脂质和蛋白质含量的变化与细胞膜的功能有关C细胞膜的功能越简单，所含蛋白质的数量越多D蛋白质在进行细胞间的信息交流中具有重要作用答案B解析细胞膜的成分有脂质、蛋白质和糖类，但脂质和蛋白质在膜成分中占的比例很大，是细胞膜的主要成分，糖类不是主要成分，A错误；膜中脂质和蛋白质的含量变化与膜的功能有关，功能越复杂的生物膜，蛋白质的种类和数量越多，B正确；图中所给的细胞中，髓鞘的功能最简单，蛋白质的数量最少，C错误；分析题图可知，该图没有涉及细胞的信息交流功能与蛋白质的关系，D错误。题组三流动镶嵌模型的基本内容7如图表示细胞膜的结构
19、，下列叙述错误的是()A此图在普通光学显微镜下是无法观察到的B此图无法判断哪侧是膜内，哪侧是膜外C大多数与可以运动，所以形成的细胞膜具有流动性D若用荧光对细胞膜进行标记，一般标记在上答案D解析是蛋白质，是磷脂双分子层，用荧光对细胞膜标记时一般标记在上，D错误。8.如图为细胞膜的流动镶嵌模型。下列各项中，不是细胞膜中磷脂分子形成双层结构原因的是()A磷脂分子有亲水的头部B磷脂分子有疏水的尾部C细胞膜内外环境都是水环境D使细胞膜结构更加坚固答案D解析磷脂分子具有亲水的头部和疏水的尾部而细胞膜内外环境都是水，使亲水的头部朝外，疏水的尾部朝内，形成了双层结构，A、B、C不符合题意。细胞膜由磷脂双分子层
20、构成基本支架，使细胞膜更加坚固，是磷脂双分子层形成膜结构基本支架的意义，不是原因，此题选D。9科学家通过实验发现：将分散的小鼠组织细胞和人组织细胞进行混合培养，同种细胞之间会出现“识别”现象，最终导致小鼠组织细胞黏连在一起，人组织细胞黏连在一起，对此现象合理的解释是()A两种细胞膜所含的主要成分不一样B两种细胞膜的结构不一样C两种细胞膜上糖蛋白的种类不一样D两种细胞所需要的营养物质不一样答案C解析两种不同种的细胞混合培养，只有同种的细胞才能聚合在一起，与细胞膜的识别作用有关，细胞膜上与识别作用直接有关的是糖蛋白。两种细胞膜上糖蛋白的种类不一样，故小鼠组织和人组织细胞不能黏连在一起，C正确。10
21、如图是细胞膜亚显微结构模式图，请据图回答：(1)图中B_的基本组成单位是_。构成细胞膜基本支架的结构是_。(2)与细胞膜的识别功能有关的结构是_。(3)吞噬细胞吞噬细菌的过程体现了细胞膜具有_性，这是因为_。(4)不同细胞细胞膜的生理功能不同，主要取决于细胞膜上的什么结构？_(填写标号)。(5)细胞膜的这种结构模型被称为_。答案(1)蛋白质氨基酸D磷脂双分子层(2)糖被(3)流动组成细胞膜的磷脂分子和大多数蛋白质分子是可以运动的(4)B(5)流动镶嵌模型B组综合强化练1(2019天津一中高一月考)下图表示细胞膜部分功能模式图。据图分析，下列说法错误的是()A功能在生命起源中具有关键作用B功能表
22、示进入细胞的物质对细胞都有利C胰岛素调控生命活动可用图中表示D相邻的植物细胞可通过功能进行信息交流答案B解析功能是控制物质进出细胞，但具有一定的限度，进入细胞的物质对细胞不一定都有利。2磷脂是组成细胞膜的重要成分，这与磷脂分子的头部亲水、尾部疏水的性质有关。某研究小组发现植物种子细胞以小油滴的方式存油，每个小油滴都由磷脂膜包被着，该膜最可能的结构是()A由单层磷脂分子构成，磷脂的头部向着油滴内B由单层磷脂分子构成，磷脂的尾部向着油滴内C由两层磷脂分子构成，结构与细胞膜完全相同D由两层磷脂分子构成，两层磷脂的头部相对答案B3人、鼠细胞融合实验中用带有不同荧光染料的抗体标记两种细胞的膜蛋白，一段时
23、间后两种膜蛋白能在杂种细胞膜上均匀分布形成嵌合体。如图是相关实验结果的记录，据此不能得出的结论是()A温度超过15 ，细胞膜流动性开始增强B该实验证明膜蛋白能够运动C温度对膜蛋白的运动有影响D融合时间越长形成的嵌合体越多答案D解析分析题图可知，嵌合体形成的多少与温度有关，但图中数据无法说明与融合时间的关系，D错误。4(2019北京高一期中)细胞膜的特性和功能是由其结构决定的。下列相关叙述错误的是()A细胞膜的脂质结构使溶于脂质的物质容易通过细胞膜B由于磷脂双分子层内部是疏水的，因此水分子不能通过细胞膜C细胞膜的蛋白质分子有识别功能D细胞的生长现象不支持细胞膜的静态结构模型答案B5(2020辽宁
24、高一期末)下图是细胞膜的模式图，下列有关说法正确的是()A细胞膜的基本支架是B的种类和数量决定了细胞膜功能的复杂程度C具有的一侧为细胞膜内侧D不同细胞膜中的种类不同答案B解析细胞膜的基本支架是磷脂双分子层，不是蛋白质，A错误；蛋白质是生命活动的主要承担者，细胞膜功能的复杂程度与的种类和数量密切相关，B正确；具有的一侧为细胞膜外侧，C错误；不同细胞膜中的种类相同，D错误。6荧光漂白恢复技术在细胞生物学中有着非常重要的应用，包括三个步骤：将绿色荧光蛋白共价结合在膜蛋白上，细胞膜呈现一定强度的绿色；激光照射淬灭(漂白)膜上部分区域绿色荧光，被照射部分荧光蛋白将不会再发出荧光；检测淬灭部位激光照射前后
25、荧光强度的变化情况。实验过程如图甲，结果如图乙。下列说法错误的是()A图乙结果说明细胞膜具有流动性B应用该技术可以测定膜上单个蛋白质的流动速率C降低实验温度，漂白区域荧光强度恢复到F2的时间将延长D理论分析，漂白区域恢复足够长的时间荧光强度F2仍小于F1答案B解析应用该技术不能测定膜上单个蛋白质的流动速率，只能测定群体蛋白质的流动速率，B错误。7(2019盘锦市第二高级中学高一月考)以下是细胞间信息交流的三种形式，请据图回答问题：(1)A是_，需要通过_的运输到达B_。(2)C的化学本质是_，它可以接受另一细胞发出的_。(3)E是_，能使植物细胞相互连接，也具有信息交流的作用。精子和卵细胞之间
26、的识别和结合相当于甲、乙、丙中的图_。(4)细胞膜含有_等成分，B细胞膜与D细胞膜的功能差异，主要与_成分有关。(5)除信息交流外，细胞膜还具有_、_等功能。答案(1)激素血液靶细胞(2)糖蛋白(蛋白质)信息(3)胞间连丝乙(4)蛋白质、脂质和糖类蛋白质(5)将细胞与外界环境分隔开控制物质进出细胞解析(1)图甲所示的细胞通讯中，进行细胞间信息交流的物质是内分泌腺分泌的A激素，该物质通过血液运输到达B靶细胞，并与靶细胞上的受体结合，引起靶细胞的代谢变化。(2)C是细胞膜上的受体，化学本质是糖蛋白，它可以接受另一细胞发出的信息，实现两细胞间的信息交流。(3)E表示相邻植物细胞之间形成的通道，即胞间
27、连丝，能使植物细胞相互连接，也具有信息交流的作用。精子和卵细胞之间的识别依靠细胞膜的直接接触完成，如图乙。(4)细胞膜主要由脂质和蛋白质组成，还含有少量的糖类。蛋白质是生命活动的主要承担者，细胞膜的功能主要取决于膜上蛋白质的种类和数量，故B细胞膜与D细胞膜的功能差异，主要与膜上蛋白质有关。(5)除信息交流外，细胞膜还具有将细胞与外界环境分隔开、控制物质进出细胞等功能。8.如图为细胞膜结构示意图。回答下列问题：(1)请写出细胞膜的“流动镶嵌模型”的主要观点：_。(2)图中物质所具有的与其在细胞膜中排布方式有关的性质是_；除外，细胞膜中另一种脂质物质是_，该物质对于维持细胞膜的稳定性具有重要作用；
28、为_。(3)细胞学研究常用“染色排除法”鉴别细胞的生命力。例如，用台盼蓝染液处理动物细胞时，活细胞不着色，死细胞则被染成蓝色。“染色排除法”依据的原理是：_。某同学为验证“染色排除法”的原理，用紫色洋葱鳞片叶内表皮及台盼蓝染液等进行相关实验。实验操作步骤如下：步骤一：取洋葱鳞片叶内表皮，分成两组：一组将洋葱鳞片叶内表皮细胞杀死，另一组对洋葱鳞片叶内表皮不做处理。步骤二：用相同浓度的台盼蓝染液染色相同时间，然后制作洋葱鳞片叶内表皮细胞的_。步骤三：使用_观察_。答案(1)磷脂双分子层构成细胞膜的基本支架；蛋白质分子镶在表面、嵌入或贯穿磷脂双分子层；细胞膜两侧具有不对称性；细胞膜具有流动性(2)头部具有亲水性，尾部具有疏水性胆固醇蛋白质(3)活细胞的细胞膜具有控制物质进出细胞的功能，死细胞失去此功能临时装片显微镜细胞是否被染成蓝色解析(1)细胞膜的“流动镶嵌模型”的主要观点是：磷脂双分子层构成细胞膜的基本支架；蛋白质分子镶在表面、嵌入或贯穿磷脂双分子层；细胞膜两侧具有不对称性；组成细胞膜的磷脂分子和大多数蛋白质分子是可以运动的，细胞膜具有流动性。(2)图中物质为磷脂分子，与磷脂分子在细胞膜中排布方式有关的性质是具有亲水性的头部和疏水性的尾部；除
