第2单元 第1课时 细胞膜的结构和功能（Word教参）-【优化指导】2025年高考生物一轮复习高中总复习·第1轮（人教不定项版）

第1课时　细胞膜的结构和功能 目标导航 1．分析细胞膜的功能和结构特点，认同结构与功能相统一的观念。(生命观念) 2．建立细胞膜的结构模型，掌握流动镶嵌模型的基本内容。(科学思维) 3．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。(科学探究) 考点一　细胞膜的功能 [对应学生用书P25] 1．细胞膜的功能 提醒：任何细胞的边界都是细胞膜，细胞壁是全透性的，不能控制物质进出细胞。 2．细胞膜的功能特性 1．易错辨析——规避高频误区(正确的画“√”，错误的画“×”) (1)在生命起源过程中，膜的出现至关重要，保障了细胞内部环境的独立和相对稳定。(　　√　　) (2)没有信息交流，多细胞生物体也能完成生命活动。(　　×　　) (3)细胞膜上的受体是细胞间信息交流所必需的结构。(　　×　　) (4)生物膜的特定功能主要由膜蛋白决定。(　　√　　) 2．思维延伸——长句表达专练 (1)在原始海洋中，生命起源过程中至关重要的阶段是膜的出现。这一观点的重要依据是什么？ 提示：细胞膜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，保障了细胞内部环境的相对稳定。 (2)(必修1 P40“问题探讨”改编)台盼蓝染色法是鉴别死细胞和活细胞的常用方法，其原理是什么？ 提示：活细胞的细胞膜有控制物质进出细胞的功能，台盼蓝是细胞不需要的物质，不能进入细胞，活细胞不被染色；死细胞的细胞膜失去控制物质进出细胞的功能，台盼蓝可进入细胞内，细胞被染色。 (3)最新研究发现，内皮素在皮肤中分布不均是产生色斑的主要原因。内皮素拮抗剂可以进入皮肤并和细胞膜上的黑色素受体结合，使内皮素失去作用。该研究说明细胞膜具有进行细胞间的信息交流的功能。 1．(2024·安徽蚌埠模拟)图1、图2是与细胞膜相关的2个图示，依据图示信息判断，下列叙述错误的是(　　) A．图1说明细胞膜是细胞的边界 B．图1说明细胞膜可以保持内部环境的相对稳定 C．图2说明细胞膜允许脂溶性物质通过 D．图1和图2说明细胞可主动吸收所需的物质 D　解析：向变形虫体内注射伊红后观察发现细胞外不能很快呈红色，说明伊红不能运出细胞膜，这说明细胞膜是细胞的边界，A正确；图1说明细胞膜是细胞的边界，能够将细胞与外界环境分隔开，因而可以保持细胞内部环境的相对稳定，B正确；图2中溶于脂质的物质能进入细胞，而不溶于脂质的物质不能进入细胞，说明细胞膜允许脂溶性物质通过，C正确；图1和图2没有体现细胞可主动吸收所需要的物质，D错误。 2．(2024·河南安阳模拟)春天，很多植物同时开花，花粉在空气中传播后，也很容易黏附到其他植物的柱头上，但这些花粉不能萌发，而落到同种植物柱头上的花粉可以萌发。这依赖于(　　) A．细胞分泌物的信息传递 B．花粉与柱头细胞间的胞间连丝 C．花粉与柱头细胞中核酸的一致性 D．花粉和柱头细胞的细胞膜之间信号分子与受体的识别 D　解析：花粉黏附在柱头上授粉，是直接接触识别，不是通过细胞分泌物进行信息传递，A错误；花粉与柱头细胞来源于不同组织，两者间没有胞间连丝，B错误；花粉可能来源于植物自身，也可能来源于另一同种植物，故与柱头细胞中核酸不一定存在一致性，C错误；花粉和柱头细胞的细胞膜含有特定的信号分子和受体，直接接触识别，故只有同种植物的花粉可以萌发，保证物种的正常延续，D正确。 考点二　细胞膜的成分和结构 [对应学生用书P26] 1．细胞膜的成分 (1)对细胞膜成分的探索 (2)细胞膜的成分 2．细胞膜的结构 (1)对细胞膜结构的探索 (2)流动镶嵌模型的基本内容 提醒：糖被一般位于细胞膜的外侧，细胞膜内侧上不存在，故可用于确定细胞膜的内外侧。 (3)细胞膜的结构特点 1．易错辨析——规避高频误区(正确的画“√”，错误的画“×”) (1)功能越复杂的细胞膜中磷脂的含量越多。(　　×　　) (2)构成细胞膜的蛋白质分子是运动的，磷脂分子是静止的。(　　×　　) (3)细胞膜的基本支架是由磷脂分子和蛋白质分子共同形成的。(　　×　　) (4)向细胞内注射某物质后，细胞膜上会留下一个空洞。(　　×　　) 2．思维延伸——长句表达专练 (1)将人的肝细胞中的磷脂全部提取并铺展成单层分子，其面积的大小与肝细胞表面积的2倍有何关系？为什么？ 提示：大于肝细胞表面积的2倍，这是由于肝细胞具有核膜和多种细胞器膜。 (2)(必修1 P45“边栏思考”改编)虽然细胞膜内部分是疏水的，但水分子仍能跨膜运输，原因是什么？ 提示：一方面水分子极小，可以通过由于磷脂分子运动而产生的间隙；另一方面细胞膜上存在水通道蛋白，水分子可以通过水通道蛋白进行跨膜运输。 1．(2024·河南洛阳模拟)下列关于证明脂质是细胞膜组成成分的实验，不正确的是(　　) A．用磷脂酶处理细胞膜，细胞膜被破坏 B．用脂溶剂处理细胞膜，细胞膜被溶解 C．欧文顿提取了细胞膜并证明了膜是由脂质组成的 D．比较细胞膜对脂溶性物质与非脂溶性物质的通透性 C　解析：磷脂双分子层构成细胞膜的基本支架，用磷脂酶处理细胞膜，细胞膜被破坏，A正确；磷脂双分子层构成细胞膜的基本支架，磷脂属于脂质，用脂溶剂处理细胞膜，细胞膜被溶解，B正确；1895年，欧文顿发现可以溶于脂质的物质比不能溶于脂质的物质更容易通过细胞膜进入细胞，据此推测细胞膜是由脂质组成的，但后人证明细胞膜的主要成分是磷脂和蛋白质，C错误；磷脂双分子层构成细胞膜的基本支架，根据相似相溶的原理，脂溶性物质比非脂溶性物质更容易穿过细胞膜，D正确。 细胞膜成分的鉴定方法 细胞膜成分 鉴定试剂(方法) 结果 磷脂 脂溶剂处理 细胞膜被溶解 磷脂酶处理 细胞膜被破坏 脂溶性物质 透过实验 脂溶性物质 优先通过 蛋白质 双缩脲试剂 紫色 蛋白酶处理 细胞膜被破坏 2．(2024·黑龙江绥化校考)人、鼠细胞融合实验中，是用带有不同荧光染料的抗体标记两种细胞的膜蛋白，一段时间后两种膜蛋白能在杂种细胞膜上均匀分布形成嵌合体。下图是相关实验记录，据此无法得到的结论是(　　) A．当温度增加到15 ℃以上，细胞膜的流动性发生变化 B．该实验证明膜蛋白能够在膜表面运动 C．温度对膜蛋白的扩散有影响 D．图中数据说明融合时间越长形成的嵌合体越多 D　解析：细胞膜具有流动性，其流动性与温度有关，温度增加到15 ℃以上，细胞膜的流动性发生变化，形成嵌合体的百分比增大，A正确；人、鼠细胞融合实验中，两种膜蛋白能在杂种细胞膜上均匀分布形成嵌合体，证明膜蛋白能够在膜表面运动，B正确；在0～15 ℃，形成嵌合体的百分比很低且几乎不变，在15～35 ℃，形成嵌合体的百分比增大，说明温度对膜蛋白的扩散有影响，C正确；图中横坐标是温度，即自变量是温度，所以图中数据不能说明融合时间越长形成的嵌合体越多，D错误。 探究细胞膜结构与功能特性的实验设计 项目 设计思路 细胞膜磷脂双分子层的鉴定 提取细胞膜中的磷脂分子，铺在水面上，测得磷脂单分子层的面积，与细胞膜面积对比分析 细胞膜流动性的鉴定 取A、B两种动物细胞进行融合，并分别用红、绿色荧光染料标记两种动物细胞细胞膜上的蛋白质，观察融合细胞中两种颜色的荧光在细胞膜上的分布情况 3．（不定项）膜蛋白是细胞膜的重要组成部分，下图为膜上各种蛋白及其功能。下列相关叙述正确的是(　　) A．跨膜蛋白的疏水区和亲水区分别位于磷脂双分子层内部和两侧 B．转运蛋白协助各种物质进出细胞，此过程均需消耗能量 C．膜蛋白的种类和含量决定了细胞膜功能的复杂程度 D．受体能结合某些激素分子实现细胞间的信息交流 ACD　解析：细胞膜的基本支架是磷脂双分子层，且亲水性头部位于两侧，疏水性尾部位于内部，因此跨膜蛋白的疏水区和亲水区也分别位于磷脂双分子层内部和两侧，A正确；转运蛋白协助物质进出细胞的过程不一定需要消耗能量，如协助扩散过程中，转运蛋白协助物质进出细胞不需要消耗能量，B错误；膜蛋白的种类和含量决定了细胞膜功能的复杂程度，膜上蛋白质的种类和数量越多，其功能越复杂，C正确；受体能结合某些激素分子实现细胞间的信息交流，D正确。 五种常考的“膜蛋白” [对应学生用书P28] 1．(2023·海南卷，T3)不同细胞的几种生物膜主要成分的相对含量见表。 膜主要成分 生物膜 红细胞 质膜 神经鞘细 胞质膜 高尔基 体膜 内质 网膜 线粒体 内膜 蛋白质(%) 49 18 64 62 78 脂质(%) 43 79 26 28 22 糖类(%) 8 3 10 10 少 下列有关叙述错误的是(　　) A．蛋白质和脂质是生物膜不可或缺的成分，两者的运动构成膜的流动性 B．高尔基体和内质网之间的信息交流与两者膜上的糖类有关 C．哺乳动物红细胞的质膜与高尔基体膜之间具有膜融合现象 D．表内所列的生物膜中，线粒体内膜的功能最复杂，神经鞘细胞质膜的功能最简单 C　解析：生物膜主要由脂质和蛋白质组成，磷脂双分子层构成膜的基本支架，这个支架是可以运动的，大多数蛋白质也是可以运动的，因此蛋白质和脂质的运动构成膜的流动性，A正确；糖被与细胞识别作用有密切关系，因此高尔基体和内质网之间的信息交流与两者膜上的糖类有关，B正确；哺乳动物成熟的红细胞没有高尔基体，C错误；功能越复杂的细胞膜，蛋白质的种类和数量越多，由表格内容可知，线粒体内膜的蛋白质相对含量最多，其功能最复杂，神经鞘细胞质膜的蛋白质相对含量最少，其功能最简单，D正确。 2．(2022·河北卷，T1)关于细胞膜的叙述，错误的是(　　) A．细胞膜与某些细胞器膜之间存在脂质、蛋白质的交流 B．细胞膜上多种载体蛋白协助离子跨膜运输 C．细胞膜的流动性使膜蛋白均匀分散在脂质中 D．细胞膜上多种受体蛋白参与细胞间信息交流 C　解析：在分泌蛋白的合成和分泌过程中，高尔基体膜形成的囊泡融合到细胞膜中，此过程细胞膜与高尔基体膜之间存在脂质、蛋白质的交流，A正确；载体蛋白具有专一性，所以细胞膜上多种载体蛋白可协助不同的离子跨膜运输，B正确；膜蛋白在磷脂双分子层中的分布是不均匀的，C错误；细胞膜上多种受体蛋白参与细胞间的信息交流，D正确。 3．(2021·浙江6月卷，T4)质膜的流动镶嵌模型如下图所示。下列叙述正确的是(　　) A．磷脂和糖脂分子形成的脂双层是完全对称的 B．胆固醇镶嵌或贯穿在膜中利于增强膜的流动性 C．物质进出细胞方式中的被动运输过程与膜蛋白无关 D．有些膜蛋白能识别并接受来自细胞内外的化学信号 D　解析：具有识别作用的糖类分子只分布在质膜的外侧，故脂双层是不对称的，A错误；磷脂的尾部与胆固醇一起存在于脂双层内部，而非镶嵌或贯穿在膜中，且胆固醇会限制膜的流动性，B错误；物质进出细胞方式中的被动运输包括自由扩散和协助扩散，其中协助扩散需要转运蛋白，即与膜蛋白有关，C错误；有些膜蛋白能识别并接受来自细胞内外的化学信号，D正确。 4．(2020·全国 Ⅰ 卷，T29)真核细胞的膜结构具有重要功能。请参照表中内容完成下表。 结构 名称 突触 高尔基体 (1)______ 叶绿体的 类囊体膜 功能 (2)______ ________ ________ (3)______ ________ ________ 控制物质 进出细胞 作为能 量转化 的场所 膜的主 要成分 (4)________________ 功能 举例 在缩手反 射中参与 兴奋在神 经元之间 的传递　 参与豚鼠 胰腺腺泡 细胞分泌 蛋白的形 成过程　 参与K＋从 土壤进入 植物根细 胞的过程 (5)______ ________ ________ ________ ________ 答案：(1)细胞膜 (2)参与信息传递 (3)对蛋白质进行加工修饰 (4)脂质和蛋白质 (5)叶肉细胞进行光合作用时，光能转化为化学能的过程发生在类囊体膜上 解析：(1)K＋进入植物根细胞的过程为主动运输，体现了细胞膜控制物质进出细胞的功能。(2)兴奋在神经元之间是通过突触传递的，当兴奋传递到突触小体时，突触前膜释放神经递质进入突触间隙，与突触后膜上的受体结合，使突触后膜发生兴奋或抑制，该过程体现了突触参与信息传递的功能。(3)在分泌蛋白的合成和分泌的过程中，高尔基体对来自内质网的蛋白质进行加工修饰后，高尔基体膜形成囊泡，最终将蛋白质分泌到细胞外。(4)生物膜的主要成分是脂质和蛋白质。(5)类囊体薄膜上分布着光合色素和多种酶，是绿色植物进行光反应的场所，可以将光能转化为化学能。 5．研究者用荧光染料对细胞膜上某些分子进行处理，使膜发出荧光后，再用高强度激光照射细胞膜的某区域，发现该区域瞬间被“漂白”(荧光消失)，一段时间后，该漂白区域荧光逐渐恢复，如图甲所示。图乙是该区域荧光强度随时间的变化而得到的荧光漂白恢复曲线。 [设问1] 围绕细胞膜的结构特点，考查发散思维能力 (1)根据人鼠细胞融合实验可知，荧光染料通常标记的是细胞膜上的_________(填一种化合物)，细胞膜上被漂白区域的荧光强度逐渐恢复，推测其可能的原因有________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 [设问2] 围绕细胞膜的结构特点，考查实验分析能力 (2)由图乙可知，以上推测原因中比较合理的是____________________________________ ____________________________________________________________________________________________________________。 [设问3] 围绕细胞膜的结构特点，考查逻辑推理能力 (3)研究发现，如果用特定方法去除细胞膜中的胆固醇，膜结构上蛋白质分子停泊的“平台”拆解，漂白区域荧光恢复的时间缩短，说明胆固醇对膜中分子运动具有________作用。 答案：(1)蛋白质　①被漂白物质的荧光会自行恢复；②被漂白区域内外膜蛋白分子相互运动 (2)被漂白区域内外膜蛋白分子相互运动 (3)限制 解析：(1)细胞膜的主要成分是蛋白质和脂质，还含有少量糖类，荧光染料通常标记的是细胞膜上的蛋白质。细胞膜上被漂白区域的荧光强度得以恢复，推测其可能的原因有：①被漂白物质的荧光会自行恢复；②被漂白区域内外膜蛋白分子相互运动。(2)由图乙可知，漂白区域荧光逐渐恢复，但是最终相对荧光强度低于高强度激光照射前的相对荧光强度，故以上推测原因中比较合理的是被漂白区域内外膜蛋白分子相互运动。(3)用特定方法去除细胞膜中的胆固醇，导致膜结构上蛋白质分子停泊的“平台”拆解，漂白区域荧光恢复的时间缩短，说明胆固醇对膜中分子运动具有限制作用。 学科网（北京）股份有限公司 $$