第2单元 第1课时 细胞膜的结构和功能（word教师用书）-【高考领航】2025年高考生物大一轮复习

第1课时　细胞膜的结构和功能 　1.基于对细胞膜、细胞核结构与功能的认识，理解其结构与功能的统一。(生命观念)　2.基于对细胞膜结构与成分探究历程的认知，培养分析和处理信息的能力。(科学思维) 考点一　细胞膜的功能 1.细胞膜的功能 　(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，所以活细胞不被染色，而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。 2.细胞膜的功能特性 高考情境探究 如图是细胞间的三种信息交流方式，据图分析回答： (1)图中物质或结构的名称：①受体；②信号分子；③胞间连丝。 (2)图中受体的化学本质是什么？受体和信号分子的结合有没有特异性？ 提示：受体的化学本质是糖蛋白，受体和信号分子的结合具有特异性。 (3)是否所有信号分子的受体都在细胞膜上？并说明理由。 提示：不是，有些小分子如脂溶性的信号分子(如性激素)的受体在细胞内部。 重点难点阐释 1.细胞膜功能的探究 (1)控制物质进出功能的验证 (2)识别功能的验证 2.归纳四种常考的“膜蛋白” 1.如图是细胞膜部分功能模式图。据图分析，下列说法不正确的是(　　) A.功能①在生命起源过程中具有关键作用 B.功能②表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③表示 D.相邻的高等植物细胞可通过功能④进行信息交流 解析：B　功能①是指细胞膜具有将细胞与外界环境分隔开的功能，在生命起源过程中具有关键作用，A正确；进入细胞的物质对细胞不一定都有利，B错误；③表示细胞膜上的受体与相应的信号分子结合完成信息传递的过程，胰岛素调控生命活动可用图中③表示，C正确；相邻的高等植物细胞可通过功能④(如胞间连丝)进行信息交流，D正确。 2.膜蛋白是细胞膜的重要组成部分，如图所示为膜上各种蛋白及其功能。下列相关叙述不正确的是(　　) 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 解析：B　协助扩散也需要转运蛋白的协助，不需要消耗能量，B错误。 3.MTT法是一种检测细胞是否存活的方法，MTT是一种接受氢离子的染料，活细胞内线粒体中的琥珀酸脱氢酶能将淡黄色的MTT还原为蓝紫色的结晶，而死细胞无此功能。下列相关叙述错误的是(　　) A.MTT是可以通过细胞膜的一种染料 B.检测MTT结晶的量一般可间接反映活细胞数量 C.MTT与台盼蓝检测细胞是否存活的原理相同 D.MTT法不能检测哺乳动物成熟红细胞是否存活 解析：C　活细胞内线粒体中的琥珀酸脱氢酶能将淡黄色的MTT还原为蓝紫色的结晶，而死细胞无此功能，可见MTT是可以通过细胞膜的一种染料，故检测MTT结晶的量一般可间接反映活细胞数量，A、B正确；结合分析可知，MTT检测的原理是酶催化产生有颜色物质，而台盼蓝检测细胞活性的原理是膜的选择透过性，显然二者检测的原理不同，C错误；哺乳动物成熟红细胞内没有线粒体，也就没有琥珀酸脱氢酶，不能将淡黄色的MTT还原为蓝紫色的结晶，D正确。 考点二　细胞膜的组成和结构 1.细胞膜的成分 (1)对细胞膜成分的探索 　(1)(必修1 P42思考·讨论，拓展)磷脂是一种由甘油、脂肪酸、磷酸等组成的分子，磷酸“头部”是亲水的，两个脂肪酸一端为疏水的“尾”部。 (2)(必修1 P42思考·讨论，拓展)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2倍肝细胞表面积。这是由于肝细胞具有核膜和多种细胞器膜。 (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 　糖被一般位于细胞膜的外侧，细胞器膜和细胞膜内侧上不存在，故可用于确定细胞膜的内外侧。 (3)归纳细胞膜的结构特点 　(必修1 P45旁栏思考，改编)虽然细胞膜内部分是疏水的，水分子仍能跨膜运输的原因为一是水分子极小，可以通过由于磷脂分子运动而产生的间隙；二是细胞膜上存在水通道蛋白，水分子可以通过通道蛋白通过细胞膜。 高考情境探究 1.如图是由磷脂分子构成的脂质体，它可以作为药物的运载体，将其运送到特定的细胞发挥作用。在脂质体中，能在水中结晶的药物被包在双分子层中，脂溶性的药物被包在两层磷脂分子之间。 (1)脂质体表面抗体的作用是什么？可用激素替代吗？ 提示：作为引导物，能特异性与靶器官结合；由于激素也能作用于特定的靶器官或靶细胞，因此可以用激素替代。 (2)为什么两类药物的包裹位置各不相同？ 提示：由双层磷脂分子构成的脂质体，两层磷脂分子之间的部分是疏水的，脂溶性药物能被稳定地包裹在其中；脂质体的内部是水溶液的环境，水溶性药物结晶可稳定地被包裹其中。 (3)请推测：脂质体到达细胞后，药物将如何进入细胞内发挥作用？ 提示：由于脂质体是由磷脂双分子层构成的，到达细胞后可能会与细胞的细胞膜发生融合，也可能会以胞吞的方式进入细胞，从而使药物在细胞内发挥作用。 2.某研究小组发现植物种子细胞以小油滴的方式贮存油，每个小油滴都由磷脂膜包被着，该膜最可能的结构是由单(填“单”或“双”)层磷脂分子构成的，判断的依据是磷脂分子由亲水性头部和疏水性尾部组成，由于磷脂分子头部亲水，尾部疏水，而细胞中的小油滴疏水，外部溶液亲水，所以磷脂膜应该由单层磷脂分子构成。 重点难点阐释 1.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.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 提取细胞膜结构中的磷脂分子，铺在水面上，测得磷脂单分子占有面积，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，分别用红、绿色荧光染料标记两种动物细胞膜上的蛋白质，进行融合实验，观察在细胞融合过程中两种颜色的荧光在细胞膜上的分布情况 3.三个“决定”解读细胞膜的组成、结构与功能的统一性 1.(2024·河北石家庄模拟)关于细胞膜的叙述，正确的是(　　) A.流动镶嵌模型认为蛋白质分子是细胞膜的基本支架 B.蛋白质—脂质—蛋白质结构模型能很好地解释细胞的变形运动 C.细胞膜内、外表面的糖类分子叫作糖被 D.膜蛋白可能与物质运输、信息交流等功能有关 解析：D　流动镶嵌模型认为磷脂双分子层是细胞膜的基本支架，A错误；生物膜的“蛋白质—脂质—蛋白质”静态结构模型不能很好地解释细胞的变形运动，B错误；糖被分布在细胞膜的外侧，C错误；膜蛋白可能与物质运输(如载体蛋白)、信息交流(如糖蛋白)等功能有关，D正确。 2.(2024·烟台高三月考)荧光漂白恢复技术在细胞生物学中具有重要的应用，包括三个步骤：绿色荧光染料与膜上的蛋白质结合，细胞膜上呈现一定强度的绿色；激光照射淬灭(漂白)膜上部分绿色荧光；检测淬灭部位荧光再现速率。实验过程如图甲，结果如图乙。下列说法错误的是(　　) 甲　　　　　　　　　乙 A.该技术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 解析：B　由实验可知，该技术的理论基础是细胞膜具有流动性，A正确；应用该技术只能测定群体蛋白质的流动速率，B错误；降低温度，膜的流动性降低，漂白区域荧光强度恢复到F2的时间延长，C正确；由实验过程中一部分荧光消失可知，即使漂白区域恢复足够长的时间，荧光强度仍将小于漂白前，D正确。 3.(2024·海南海口模拟)细胞膜中的脂筏是一些由特殊脂质和蛋白质组成的微区，微区内陷可形成囊泡，具有低流动性，富含胆固醇和鞘磷脂(磷脂的一种)。脂筏内存在与信号转导有关的蛋白质。下列有关说法正确的是(　　) A.脂筏可能与细胞的识别作用有关 B.脂筏的存在使细胞膜的流动性增大 C.脂筏广泛存在于植物细胞的细胞膜中 D.鞘磷脂有一个疏水的头和两个亲水的尾 解析：A　由题意可知，脂筏内存在与信号转导有关的蛋白质，推测脂筏可以参与细胞之间的信息传递，A正确；根据“脂筏是一些由特殊脂质和蛋白质组成的微区，微区内陷可形成囊泡，具有低流动性”可知，脂筏会降低细胞膜的流动性，B错误；植物细胞膜无胆固醇不会有脂筏，C错误；鞘磷脂是磷脂中的一种，具有两个疏水的尾和一个亲水的头，D错误。 1.(2022·河北卷)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.细胞膜上多种蛋白质参与细胞间信息交流 解析：C　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协助不同的离子跨膜运输，B正确。膜蛋白在磷脂双分子层的分布是不对称、不均匀的，或镶、或嵌、或贯穿于磷脂双分子层，C错误。细胞膜上多种蛋白质与糖类结合，形成糖蛋白。糖蛋白与细胞表面的识别功能有密切关系，参与细胞间的信息交流，D正确。 2.(2023·海南卷)不同细胞的几种生物膜主要成分的相对含量见表。 生物膜 膜主 要成分　　 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，二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二者膜上的糖类有关 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 解析：C　细胞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，这个支架是可以流动的，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；糖蛋白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二者膜上的糖类有关，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高，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。 3.(2021·浙江6月选考)质膜的流动镶嵌模型如图所示。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 解析：D　脂双层是指磷脂双分子层，是在有水的环境中自发形成的，由磷脂分子的物理性质和化学性质决定的，但具有识别作用的糖脂分子只分布在质膜的外侧，故脂双层是不完全对称的，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，且由于胆固醇是“刚性的”，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；有些膜蛋白起着细胞标志物的作用，能识别并接受来自细胞内外的化学信号，D正确。 4.(经典高考题)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 类囊体薄膜 功能 (2)　　 (3)　　 控制物质 进出细胞 作为能 量转换 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)　 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，该过程体现了细胞膜参与信息传递的功能。(3)由分析可知，在分泌蛋白的合成和分泌过程中，高尔基体对来自内质网的蛋白质做进一步的修饰加工，然后由高尔基体膜形成包裹着蛋白质的囊泡。囊泡转运到细胞膜，与细胞膜融合，将蛋白质分泌到细胞外。(4)由分析可知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。 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薄膜上 学科网（北京）股份有限公司 $$