2.1 细胞膜的结构和功能(Word教参)-【正禾一本通】2025年高考生物高三一轮总复习高效讲义（人教版2019 不定项版）

第1课时　细胞膜的结构和功能　 【课标要求】概述细胞都由细胞膜包裹，细胞膜将细胞与外界环境分隔开，能控制物质进出细胞，并参与细胞间的信息交流。 考点1　细胞膜的功能 整合必备知识 [深挖教材]　 (必修1 P40“问题探讨”)鉴别动物细胞是否死亡的方法：常用台盼蓝染液，用它染色时，死细胞会被染成蓝色，而活细胞不会着色。这种鉴别方法利用的是细胞膜具有选择透过性。【易错辨析】　//////////////////////////////// (1)在细胞膜的控制下，对细胞有害的物质都不能进入细胞。(×) 提示：细胞膜的控制作用是相对的，环境中一些对细胞有害的物质有可能进入。 (2)相邻两个细胞的细胞膜接触可实现细胞间的信息传递。 (√) (3)膜蛋白选择性转运离子，有利于维持细胞内部环境的相对稳定。 (√) 提升关键能力 如图是细胞间的三种信息交流方式，据图分析并回答下列问题： (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)植物细胞间的胞间连丝、人体内胰岛素的作用过程、精子和卵细胞之间的识别和结合分别属于上面的哪种方式？ 提示：分别属于图C、图A、图B所代表的方式。 (3)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。 (4)是否所有信号分子的受体都在细胞膜上？请说明理由。 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。 (5)细胞膜上的受体是细胞间信息交流所必需的结构吗？请说明理由。 提示：不是。高等植物细胞间通过胞间连丝进行信息交流时不需要细胞膜上的受体。 落实素养题组 1.在植物细胞间存在胞间连丝，其结构如图。下列说法错误的是(　　) A.胞间连丝是细胞间物质运输和信息交流的通道 B.胞间连丝的化学成分为纤维素和果胶 C.相邻植物细胞的原生质体可通过胞间连丝连接成“大质体” D.植物导管细胞间不存在胞间连丝 解析：选B。胞间连丝是贯穿细胞壁沟通相邻细胞的细胞质连线，为细胞间物质运输与信息传递的重要通道，通道中有一连接两细胞的内质网，A正确；据图可知，植物细胞壁中小的开口，相邻细胞的细胞膜伸入孔中，彼此相连，两个细胞的光面内质网也彼此相连，构成胞间连丝，相邻植物细胞的原生质体可通过胞间连丝连接成“大质体”，膜结构的成分主要是磷脂和蛋白质，因此推测胞间连丝的化学成分主要为磷脂和蛋白质，细胞壁的成分主要是纤维素和果胶，B错误，C正确；植物体的各个细胞正是通过胞间连丝，彼此相互联系形成统一整体的，但某些成熟细胞之间有时并不存在这种结构，植物导管细胞间不存在胞间连丝，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。下列相关叙述错误的是(　　) A.跨膜蛋白的疏水区和亲水区分别位于磷脂双分子层的内部和两侧 B.转运蛋白协助各种物质进出细胞均需消耗能量 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：选B。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的内部和两侧，A正确；协助扩散需要转运蛋白的协助，但不需要消耗能量，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，细胞膜的功能越复杂，C正确；受体能结合某些激素分子(如胰岛素)实现细胞间的信息交流，D正确。 题后点击　常考的五种膜蛋白 考点2　对细胞膜成分、结构的探索 整合必备知识 1.对细胞膜成分的探索 [深挖教材] (1)(必修1 P42“思考·讨论”)磷脂的特点：磷脂的一端为亲水的头，两个脂肪酸一端为疏水的尾，多个磷脂分子在水中总是自发地形成双分子层。　 2.细胞膜成分与功能的关系 (1)细胞膜中含有脂质：脂溶性物质能够优先通过细胞膜。 (2)糖类与细胞膜外表面上的某些蛋白质或脂质构成糖蛋白或糖脂，具有细胞间识别和信息交流的功能。 (3)功能越复杂的细胞膜，蛋白质的种类和数量越多。 (4)细胞膜的组分并不是不可变的。如细胞癌变过程中，糖蛋白含量下降，细胞间黏着性降低，癌细胞易于扩散和转移。 3.对细胞膜结构的探索 [深挖教材]　 (2) (必修1 P44“科学方法”)提出假说：科学家首先根据已有的知识和信息提出解释某一生物学问题的一种假说，再用进一步的观察与实验对已建立的假说进行修正和补充。 【易错辨析】　//////////////////////////////// (1)在组成细胞膜的脂质中，胆固醇最丰富。 (×) 提示：在组成细胞膜的脂质中，磷脂最丰富。 (2)同一生物体的细胞膜中蛋白质的种类和数量相同。 (×) 提示：同一生物体不同种类的细胞的细胞膜中，蛋白质的种类和数量不完全相同。 (3)欧文顿提取了细胞膜并证明了细胞膜由脂质组成。 (×) 提示：欧文顿推测细胞膜由脂质组成，并没有提取细胞膜。 (4)罗伯特森提出细胞膜由脂质—蛋白质—脂质三层结构构成的假说。 (×) 提示：罗伯特森提出细胞膜由蛋白质—脂质—蛋白质三层结构构成的假说。 (5)利用放射性同位素标记法进行人—鼠细胞融合实验，证明细胞膜具有流动性。 (×) 提示：人—鼠细胞融合实验采用荧光标记法，而不是放射性同位素标记法。 落实素养题组 1.脂滴是细胞中储存脂质和能量的重要结构。中性脂首先在内质网的磷脂双分子层之间合成并累积膨大，最终从内质网上分离形成脂滴。脂滴生成后，内质网定位蛋白DFCP1会定位在脂滴的表面，标记新生成的脂滴结构，脂滴通过融合进一步变大，生成成熟脂滴。多种代谢性疾病，如肥胖、脂肪肝、心血管疾病等，往往都伴随着脂质贮存的异常。下列叙述错误的是(　　) A.包裹在脂滴表面的膜最可能具有两层磷脂分子 B.脂滴表面若附有蛋白质，则其表面张力会降低 C.脂滴通过融合变大，生成成熟脂滴的过程体现了膜的流动性 D.脂滴可以积累和贮存甘油三酯等，使细胞免受高脂的影响 解析：选A。脂滴在内质网的磷脂双分子层之间合成并累积膨大形成，包裹在脂滴表面的膜最可能具有单层磷脂分子，A错误；蛋白质对水的亲和性大于磷脂疏水头部对水的亲和性，因此若脂滴表面掺杂蛋白质，则其表面张力降低，B正确；由题干可知，脂滴通过融合进一步变大，生成成熟脂滴，脂滴融合即膜出现融合现象，因此可以体现膜的流动性，C正确；由题干可知，多种代谢性疾病，如肥胖、脂肪肝、心血管疾病等，往往都伴随着脂质贮存的异常，因此可以推测脂滴可以积累和贮存甘油三酯等，从而避免细胞受高脂的影响，D正确。 2.(2023·济南三模)在分别用红色荧光和绿色荧光标记的人、小鼠细胞融合实验中，当两种荧光分布均匀后继续观察，会发现荧光重新排布，聚集在细胞表面的某些部位(成斑现象)。在细胞中加入阻断细胞骨架形成的药物——细胞松弛素，膜蛋白流动性大大增加。下列叙述错误的是(　　) A.降低实验温度，红色荧光和绿色荧光混合均匀所用的时间可能会延长 B.在细胞中加入呼吸抑制剂会影响某些膜蛋白的流动性 C.成斑现象进一步证明了膜蛋白的流动性 D.膜蛋白与细胞内细胞骨架结合导致流动性增强 解析：选D。该实验中用红色荧光和绿色荧光分别标记人、鼠细胞膜上的蛋白质分子，由于温度会影响物质的运动，所以降低实验温度，蛋白质运动地慢，红色荧光和绿色荧光混合均匀所需时间可能会延长，A正确；由于某些膜蛋白参与物质的主动运输、胞吞、胞吐，这些过程都需要消耗细胞呼吸提供的能量，所以细胞中加入呼吸抑制剂会影响某些膜蛋白的流动性，B正确；两种荧光分布均匀后再观察，会发现荧光重新排布，聚集在细胞表面的某些部位(成斑现象)，这进一步说明了膜蛋白是可以运动的，具有流动性，C正确；由题可知，细胞中加入阻断细胞骨架形成的药物——细胞松弛素，膜蛋白流动性大大增加，所以膜蛋白与细胞骨架结合会导致膜蛋白流动性降低，D错误。 考点3　流动镶嵌模型的基本内容 整合必备知识 1.结构模型(流动镶嵌模型) 2.基本内容 3.结构特点：流动性。 (1)原因：构成生物膜的磷脂分子可以侧向自由移动、膜中的蛋白质分子大多也是可以运动的。 (2)生理意义：对于细胞完成物质运输、生长、分裂、运动等功能具有重要意义。 (3)实例：变形虫变形；细胞融合；分泌蛋白的分泌。 (4)影响因素：主要受温度影响。在适当的温度范围内，随外界温度升高，膜的流动性增强，但温度超出一定范围，会导致膜的结构被破坏。 4.功能特点：选择透过性。 (1)表现：水分子、被选择的离子和小分子可以通过，大分子、不被选择的离子和小分子不能通过。 (2)原因：转运蛋白种类、数量或转运蛋白空间结构的变化。 【易错辨析】　//////////////////////////////// (1)用台盼蓝染色鉴别细胞死活的方法利用的是细胞膜具有一定的流动性。 (×) 提示：利用的是细胞膜具有选择透过性。 (2)贯穿磷脂双分子层的膜蛋白，其跨膜中间区段主要由亲水性氨基酸构成。 (×) 提示：贯穿磷脂双分子层的膜蛋白，其跨膜中间区段主要由疏水性氨基酸构成。 (3)生物膜上的多糖分子具有识别、运输和保护等重要功能。 (×) 提示：生物膜上的多糖分子具有识别、信息传递和保护等重要功能，不能参与运输。 提升关键能力 脂质体是一种人工膜，是根据磷脂分子可在水中形成稳定磷脂双分子层的原理制成的，是很多药物的理想载体，其结构示意图如图所示。其中的胆固醇有比磷脂更长的尾部，可使膜的通透性降低，对于维持脂质体结构的稳定性有重要作用。请回答下列问题。 (1)能在水中结晶的药物和脂溶性药物分别被包裹在何处？两类药物的包裹位置不相同的原因是什么？ 提示：甲处、乙处。两层磷脂分子之间是疏水的，脂溶性药物能被稳定地包裹在其中；脂质体内部是水溶液，能在水中结晶的药物能被稳定地包裹在其中。 (2)若脂质体运送的药物是抗癌药物，则抗体的作用是什么？ 提示：脂质体膜上的抗体能够特异性识别癌细胞，从而将药物定向运送到癌细胞。 (3)脂质体到达靶细胞后，药物将如何进入细胞内发挥作用？该过程利用了膜的什么特点？ 提示：脂质体与细胞膜结构相似，到达靶细胞后可能会与细胞膜发生融合，也可能以胞吞方式将携带的药物运入细胞。利用了膜的流动性。 落实素养题组 1.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：选A。由题意可知，脂筏内存在与信号转导有关的蛋白质，推测脂筏可能与细胞的识别作用有关，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。 2.(2023·福州二模)人工磷脂膜渗透系统现已广泛用于模拟药物跨膜的研究。实验装置如图所示，将上层板套入下层板，一段时间后进行药物转移速率的检测。下列叙述错误的是(　　) A.测定上下层板的对应小管溶液浓度变化可计算转移速率 B.该实验装置适用于水溶性及大分子药物转移速率的测定 C.调整磷脂种类及比例、缓冲液等，可模拟不同组织对药物的吸收 D.在该模拟实验之后，还需进一步在细胞水平和个体水平开展实验 解析：选B。通过测定上下层板的对应小管溶液浓度变化可计算药物的转移速率，这是该实验的原理所在，A正确；该实验装置不适用于水溶性及大分子药物转移速率的测定，因为水溶性小分子无法穿过磷脂膜，大分子需要通过胞吞和胞吐的方式进出细胞，B错误；药物的吸收与人工磷脂膜中磷脂的种类和比例以及缓冲液有关，因此，调整磷脂种类及比例、缓冲液等，可模拟不同组织对药物的吸收，C正确；在该模拟实验之后，为了探究实验的应用价值，还需进一步在细胞水平和个体水平开展实验，D正确。 　　　　　　　　　　　　　　　　[高考真题·感悟试做]　　　　　　　　　　　　　　　　　 1.(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磷脂双分子层是完全对称的 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：选D。糖被只分布在细胞膜的外表面，故磷脂双分子层不是完全对称的，A错误；胆固醇是脂溶性的，是夹在脂肪酸链之间，增强质膜的“刚性”，B错误；被动运输包括自由扩散和协助扩散，协助扩散需要借助转运蛋白进行，C错误；有些膜蛋白是受体，可以接受来自膜内外的化学信号，D正确。 2.(2018·天津高考)生物膜上不同类型的蛋白质行使不同的功能。下表中依据膜蛋白功能，对其类型判断错误的是(　　) 选项 膜蛋白的位置、功能 膜蛋白的类型 A 位于突触后膜，识别并结合神经递质 受体 B 位于靶细胞膜，识别并结合激素 载体 C 位于类囊体薄膜，催化ATP合成 酶 D 位于癌细胞膜，引起特异性免疫 抗原 解析：选B。膜蛋白的功能多种多样，位于突触后膜上的受体可识别并结合神经递质，A正确；位于靶细胞膜上的受体可以识别并结合激素，B错误；位于类囊体薄膜上的酶可以催化ATP的合成，C正确；位于癌细胞膜上的抗原可以引发机体产生特异性免疫，D正确。 3.(2016·全国卷Ⅲ)下列有关细胞膜的叙述，正确的是(　　) A.细胞膜两侧的离子浓度差是通过自由扩散实现的 B.细胞膜与线粒体膜、核膜中所含蛋白质的功能相同 C.分泌蛋白分泌到细胞外的过程存在膜脂的流动现象 D.膜中的磷脂分子是由胆固醇、脂肪酸和磷酸组成的 解析：选C。主动运输可以使离子从低浓度一侧向高浓度一侧运输，以保证活细胞能够按照生命活动的需要，主动选择吸收所需要的营养物质，排出代谢废物和对细胞有害的物质，所以细胞膜两侧的离子浓度差是通过主动运输实现的，A错误；细胞膜与线粒体膜、核膜中所含蛋白质的功能不完全相同，例如细胞膜上有糖蛋白，线粒体膜上有与有氧呼吸有关的酶等，B错误；膜中的磷脂分子是由甘油、脂肪酸和磷酸等组成的，胆固醇属于固醇类物质，固醇与磷脂都属于脂质，D错误。 学科网（北京）股份有限公司 $$