1、细胞膜的结构和功能第1节细胞膜的结构和功能学习目标1.简述细胞膜的功能。2.体会科学家探索细胞膜结构的过程。3.简述细胞膜流动镶嵌模型的基本内容。素养要求1.生命观念：通过分析细胞膜的功能和结构特点，体会结构与功能相适应的观点。2.科学思维：结合细胞膜的结构模型，掌握流动镶嵌模型的基本内容。3.科学探究：通过分析细胞膜成分和结构的探索历程，掌握科学探究的一般方法。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
2、高等植物细胞之间的胞间连丝判断正误(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)细胞间的信息交流都依赖于信息分子与受体的识别()(3)高等植物的胞间连丝也能使细胞间进行物质交换()答案(1)(2)(3)探讨点细胞膜的功能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，台盼蓝染液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
3、胞膜进入细胞，死细胞能被染成蓝色。据此推测：细胞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。核心归纳1利
4、用图解法理解细胞膜的功能2细胞间的信息交流示意图方式过程举例通过体液运输细胞信号分子体液靶细胞受体靶细胞激素调节细胞间直接接触细胞细胞精子和卵细胞之间的识别和结合细胞间形成通道细胞细胞高等植物细胞之间通过胞间连丝相互连接易错警示对细胞间信息交流的两个认知误区(1)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下图表示细胞膜的功能模式图。据图分析，下列说法不正确的是()A功能在生命起源过程中具有重要作用B功能表示进入
5、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解析功能表示细胞膜将细胞与外界环境分隔开，在生命起源过程中具有重要作用，将生命物质与外界环境分隔开，产生了原始的细胞，并成为相对独立的系统，A正确；功能表示物质进出细胞，一般是吸收有利物质，但有些有害物质也能进入细胞，说明细胞膜控制物质进出细胞是相对的，B错误；功能表示进行细胞间的信息交流，激素通过与靶细胞膜上相应物质识别来调控生命活动，C正确；相邻的植物细胞可通过功能进行信息交流，D正确。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精子和卵细胞相互接触完成受精作用B内分泌细
6、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。二、对细胞膜结构的探索1对细胞膜成分的探索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判断正误(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)(
7、2)(3)探讨点细胞膜的成分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？提示如图所示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表面积的2倍，与磷脂分子在水环境中的分布的猜测一致(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
8、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。核心归纳1细胞膜的成分及功能分析2构成生物膜的磷脂分子分析(1)结构：由磷酸、甘油和脂肪酸构成，其中磷酸作为亲水性的“头部”、脂肪酸作为疏水性的“尾部”。(2)排列方式：“尾部”相对、“头部”朝外构成磷脂双分子层(如图)，作为生物膜的基本支架。磷脂分子的这种排列方式符合生物膜两侧均为水环境的事实。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
9、白腾出空间。成熟的红细胞一般不含细胞器且取材方便。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。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
10、构构成，C错误。4(2020辽宁高一期末)提取生物膜中的磷脂分子，将其放入水中可以形成双层磷脂分子的球形脂质体(下图所示)，它载入药物后可以将药物送入相应细胞，下列关于细胞膜和脂质体的叙述，错误的是()A磷脂分子在水中能自发形成磷脂双分子层是因为其具有亲水的“头部”和疏水的“尾部”B在a处嵌入水溶性药物，利用脂质体与细胞膜融合的特点将药物送入细胞C在b处嵌入脂溶性药物，利用脂质体与细胞膜融合的特点将药物送入细胞D该脂质体与细胞膜融合是利用它们都具有流动性这一功能特点答案D解析磷脂分子在水中能自发形成磷脂双分子层是因为其具有亲水的头部和疏水的尾部，A正确；球形脂质体的双层磷脂分子的亲水端朝外，疏
11、水端朝内，所以在a处嵌入水溶性药物，利用脂质体与细胞膜融合的特点将药物送入细胞，B正确；球形脂质体的双层磷脂分子的亲水端朝外，疏水端朝内，所以在b处嵌入脂溶性药物，利用脂质体与细胞膜融合的特点将药物送入细胞，C正确；该脂质体与细胞膜融合是利用它们都具有流动性这一结构特点，D错误。三、流动镶嵌模型的基本内容1结构模型(1)图中a(2)图中b (3)图中c名称：糖蛋白。2结构特点判断正误(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()答案(1)(2)(3)探讨点生物膜的流动镶
12、嵌模型(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，据相关内容解释上述现象。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。核心归纳细胞膜的特点(1)不对称性：膜两侧的分子性质和结构不相同，如糖蛋白只分布在细胞膜外侧。(2)结构特点流动性：组成细胞膜的磷脂分子可以侧向自由移动，膜中的蛋白质大多也能运动。5(2020永丰县永丰中学高一期中)下图是人体
13、肝脏细胞的细胞膜的亚显微结构模式图，表示物质。有关说法错误的是()A在细胞膜上都不是静止的B在细胞膜上的分布是不均匀的C与细胞间的信息交流功能有密切关系D将该细胞中的这种物质全部提取出来，发现其单分子层面积等于该细胞膜面积的两倍答案D解析将该细胞中的磷脂双分子层这种物质全部提取出来，因为该细胞中除了细胞膜还有多种膜结构，因此其单分子层面积大于该细胞膜面积的两倍，D错误。6(2021江苏常州市常州高级中学高一期中)如图为细胞膜的结构模型示意图，A、B表示细胞膜的两侧。下列有关说法错误的是()A细胞膜因具有图中1表示的基本支架而具有对称性B动物细胞吸水时，图中1的厚度会变小C图中A侧具有糖蛋白，是
14、细胞膜的外侧D细胞膜具有流动性与图中1、3都有关答案A解析细胞膜两侧的分布不具有对称性，A错误；动物细胞吸水时细胞膨胀，1磷脂双分子层的厚度会变小，B正确；图中A侧具有糖蛋白，是细胞膜的外侧，与细胞的识别功能有关，C正确；细胞膜具有流动性依赖于1磷脂双分子层能够流动和大多数3蛋白质可以运动，D正确。题组一细胞膜的功能1(2020山东师大附中高一期中)以下哪项不属于细胞膜的功能()A将细胞与外界环境分隔开B控制物质进出细胞C进行细胞间的信息交流D促进物质的运输答案D2细胞之间通过信息交流，保证细胞间功能的协调。关于细胞间信息交流的说法错误的是()AB细胞膜与乙细胞膜上受体的化学本质都是糖蛋白B图
15、2可以表示精子与卵细胞的识别C激素随血液运输到全身各处，与靶细胞的细胞膜表面的受体结合，将信息传递给靶细胞D细胞膜上的受体是细胞间信息交流必不可少的结构答案D解析植物细胞可以通过胞间连丝传递信息，D错误。3(2020山东烟台高一期中)硝苯地平是一种常见的降压药，它的作用机理是通过抑制细胞膜上的Ca2通道，使流入细胞的Ca2减少，从而导致血压降低。这体现了()A细胞膜能将细胞与外界环境分隔开B细胞膜能保护细胞内部的结构C细胞膜可以控制物质进出细胞D功能越复杂的细胞膜，蛋白质的数量越多答案C题组二对细胞膜结构的探索4(2020重庆市杨家坪中学高一月考)下列关于细胞膜探索历程的叙述，错误的是()A欧
16、文顿在实验基础上提出膜是由脂质组成的B罗伯特森通过电子显微镜发现了细胞膜的流动镶嵌模型C人体细胞与小鼠细胞融合实验使用了荧光标记法来研究细胞膜的流动性D荷兰科学家用丙酮从人的红细胞中提取脂质，在空气水界面上铺展成单分子层，测得单分子层面积为红细胞表面积的2倍，由此推测细胞膜中的脂质分子为连续的两层答案B解析罗伯特森在电镜下看到了细胞膜清晰的暗亮暗的三层结构，并大胆地提出所有的细胞膜都由蛋白质脂质蛋白质三层结构构成，他把细胞膜描述为静态的统一结构，B错误。5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
17、，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。6下图表示各种细胞膜组成成分的含量，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
18、，A错误；膜中脂质和蛋白质的含量变化与膜的功能有关，功能越复杂的细胞膜，蛋白质的种类和数量越多，B正确，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。7(2021新蔡县第一高级中学高一期末)下列现象不能体现细胞膜的流动性的是()A人、鼠细胞融合 B变形虫的变形运动C细胞的生长 D脂溶性物质进出细胞答案D解析脂溶性物质容易进出细胞是由于细胞膜中含有脂质成分，依据的是化学中的相似相溶原理，不能体现细胞膜的流动性，D正确。题组三流动镶嵌模型的基本内容81972年，辛格和尼科尔森在新的观察和实验证据的基础上，提出了关于细胞膜的分子结构模型，即流动镶嵌模型。下列不符合细胞膜
19、的流动镶嵌模型的说法的是()A构成膜的磷脂分子可以侧向自由移动B每个磷脂分子的疏水端都向内C嵌入磷脂双分子层的蛋白质分子大多能运动D细胞膜中的磷脂分子和蛋白质分子之间没有联系，所以才具有流动性答案D解析蛋白质分子有的镶在磷脂双分子层表面，有的部分或全部嵌入磷脂双分子层中，有的贯穿于整个磷脂双分子层，膜中的蛋白质大多也能运动，D错误。9如图所示，图甲为细胞膜的亚显微结构模式图，图乙为图甲细胞膜的磷脂分子结构模式图，下列有关描述错误的是()A图甲中的共同为细胞的生命活动提供相对稳定的内部环境B图乙分子可识别“自己”和“非己”的成分C图甲中可作为气味分子的受体并完成信息的传递D将图乙平展在水面上，a
20、部分与水面接触答案B解析图甲中表示多糖，表示蛋白质，表示磷脂双分子层。共同构成了细胞膜，为细胞的生命活动提供了相对稳定的内部环境；细胞膜上的糖蛋白具有识别作用，磷脂分子无此功能；图乙中a是亲水性“头”部，b是疏水性“尾”部。10如图表示细胞膜的结构，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。11能体现细胞膜控制物质进出细胞的是()细胞需要的营养物质可以从外界进入细胞细胞产生的代谢产
21、物能排出细胞细胞内的核酸等重要成分不会流出细胞环境中一切有害的物质都不能通过细胞膜进入细胞A B C D答案A解析环境中某些有害的物质有可能通过细胞膜进入细胞内。12研究发现，内皮素在皮肤中分布不均，是形成色斑的主要原因。内皮素拮抗剂进入皮肤，可以和黑色素细胞膜的受体结合，使内皮素失去作用，这为美容研究机构带来了福音。上述材料体现了细胞膜的哪项功能()A细胞膜中磷脂含量越高，功能越复杂B细胞膜作为系统的边界，严格控制物质进出细胞C细胞膜具有信息交流的功能D细胞膜的组成成分主要为磷脂和蛋白质答案C解析细胞膜受体的化学本质为糖蛋白，具有细胞识别功能，可接受外界信息，因此该材料体现了细胞膜具有信息交
22、流的功能，故选C。13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B14人、鼠细胞融合实验中用不同的荧光染料标记两种细胞的膜蛋白，一段时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
23、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。15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
24、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。16新型冠状病毒(2019nCoV)外有包膜结构，主要来源于宿主细胞膜，包膜上含有病毒自身的糖蛋白S，该糖蛋白S可以与人体某些细胞表面的蛋白ACE2结合，使病毒的包膜与宿主细胞膜融合，进而侵入宿主细胞。下列相关说法中，不正确的是()A新型冠状病毒外包膜的基本支架为磷脂双分子层B新型冠状病毒进入细胞的过程依赖于膜的流动性C高温变性的2019nCoV蛋白质与双缩脲试剂会发生紫色反应D糖蛋白S与受体蛋白ACE2结合过程体现了细胞膜可以进行细胞间的信息交流答案D解析新型冠状病毒外包
25、膜主要来源于宿主细胞膜，因此其成分与宿主细胞膜相同，其基本支架为磷脂双分子层，A正确；新型冠状病毒进入细胞需要经过膜的融合，依赖于膜的流动性，B正确；高温变性不会使蛋白质肽键断裂，故能够与双缩脲试剂发生紫色反应，即高温变性的2019nCoV蛋白质与双缩脲试剂会发生紫色反应，C正确；新型冠状病毒没有细胞结构，结合过程不能体现细胞膜可以进行细胞间的信息交流的功能，D错误。17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。精子和卵细胞之间的识别和结合
26、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，即胞间连丝，能使植
27、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。18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，动物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；为_。(
28、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
