第3章 第1节 细胞膜的结构和功能-【金版新学案】2024-2025学年新教材高一生物必修1 分子与细胞同步课堂高效讲义配套课件（人教版2019 多选）

第1节 细胞膜的结构和功能 　 第3章　细胞的基本结构 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。 知识点一　细胞膜的功能 1 知识点二　对细胞膜结构的探索 2 知识点三　流动镶嵌模型的基本内容 3 课时测评 6 学习小结 4 内容索引 随堂达标演练 5 细胞膜的功能 知识点一 返回 新知导学 1．将细胞与外界环境分隔开 (1)对细胞本身的意义：保障细胞__________的相对稳定，并成为________的系统。 (2)在进化方面的意义：________是生命起源过程中至关重要的阶段，产生了原始的细胞。 内部环境 相对独立 膜的出现 2．控制物质进出细胞 抗体、激素 3．进行细胞间的信息交流 方式 过程 举例 化学物质 (间接交流) 信号分子通过____运输到全身各处，和靶细胞的细胞膜表面的____结合传递信息 激素的调节 直接接触 两个细胞的______接触，信息从一个细胞传递给另一个细胞 ____________的识别和结合 形成通道 相邻两个细胞间________，携带信息的物质通过通道进入另一个细胞 高等植物细胞之间通过________相互连接 血液 受体 细胞膜 精子和卵细胞 形成通道 胞间连丝 (教材P40“问题探讨”)台盼蓝染色法常用于鉴别动物细胞活性。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。依据的原理是细胞膜具有___________________的功能。 精通教材 控制物质进出细胞 任务　结合实例分析细胞膜的功能 1．阅读材料，回答问题。 材料1　生长在水底淤泥中的莲藕“出淤泥而不染”，它能从水和淤泥中吸收所需的营养物质，并排出代谢废物，而莲藕不需要的物质却不会轻易进入莲藕细胞。 材料2　将正常玉米种子横切后滴一小滴红墨水，2 min后用 清水冲洗后，观察发现种子胚的部分呈白色而胚乳部分呈红 色；若以煮熟的玉米种子进行上述实验，则发现胚和胚乳都 被染成红色。 合作探究 (1)材料1莲藕“出淤泥而不染”和材料2中新鲜玉米胚细胞不能被染色，体现了细胞膜具有__________________的功能。 (2)材料2中，红墨水中的颗粒物质不能通过细胞膜进入细胞内，胚乳和煮熟的玉米胚能够被染色，原因是____________________________________ ________________________________________________________________ _____。 控制物质进出细胞 红墨水中的颗粒物质不能自由通过细胞膜进入细胞，而胚乳细胞和煮熟的胚细胞已经死亡，细胞膜失去了控制作用 2．结合教材P41“图3-2　细胞间信息交流的方式举例”回答下列问题。 (1)图中①②③④的物质或结构的名称分别是__________________________ _________________________________。 (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图__________(填图编号)。 ①信号分子；②受体； ③与膜结合的信号分子；④胞间连丝 C、A、B (3)在进行细胞间信息交流时受体和信号分子的结合________(填“有”或“没有”)特异性，细胞间信息交流是否都依赖于细胞膜上的受体蛋白？举例说明。______________________________________________________ ________________________________________________________________ ______________________________。 有 不一定，如通过细胞通道的信息交流方式不需要受体蛋白，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的信息交流方式都依赖于细胞膜上的受体蛋白 应用1．(2023·广东深圳高一期末)如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①在生命起源过程中具有关键作用 B．胰岛素发挥作用需依赖细胞膜的功能③ C．功能②可以表示某些对细胞有利的大分子进出细胞 D．功能④可表示某些物质在高等植物相邻细胞间运输 √ 边界为细胞膜，细胞膜的出现使细胞与外界环境分隔开，功能①在生命起源过程中具有关键作用，A正确；③表示受体接受信号进行信息交流，胰岛素需要与膜上受体结合后才能发挥作用，故胰岛素发挥作用需依赖细胞膜的功能③，B正确；功能②中细胞膜对物质进出细胞具有选择透过性，运输的是小分子，不是大分子，C错误；功能④可表示相邻细胞间通过物质交换通道进行信息交流，可表示某些物质在高等植物相邻细胞间运输，D正确。 应用2．(2023·山东青岛期中)细胞间有多种信息交流的方式。下列说法正确的是(多选) A．人体内分泌腺细胞分泌的激素通过血液运输作用将信息传递给靶细胞 B．流感病毒通过与宿主细胞膜上的受体相结合，实现了细胞间的信息交流 C．精子与卵细胞通过细胞膜直接接触，信息从一个细胞传递给另一个细胞 D．小麦细胞之间通过胞间连丝相互连接形成通道，实现了细胞间的信息交流 √ √ √ 人体内分泌腺细胞分泌的激素通过血液运输作用将信息传递给靶细胞，这属于细胞间信息的间接交流，A正确；病毒无细胞结构，其与宿主细胞膜上的受体相结合，不能体现细胞间的信息交流，B错误；精子与卵细胞通过细胞膜直接接触，信息从一个细胞传递给另一个细胞，体现了细胞间信息的直接交流，C正确；植物还可通过形成通道进行信息交流，如小麦细胞之间通过胞间连丝相互连接，形成通道，实现了细胞间的信息交流，D正确。 易错提醒 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不需要受体蛋白。　　 返回 对细胞膜结构的探索 知识点二 返回 1．对细胞膜成分的探索 新知导学 欧文顿 脂质 脂质 磷脂 胆固醇 磷脂 2 两 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，______的种类与数量就越多。 脂质 　磷脂 蛋白质 糖类 蛋白质 3．对细胞膜结构的探索 暗—亮—暗 蛋白质—脂质—蛋 白质 静态 小鼠 人 流动镶嵌 1．哺乳动物的红细胞在发育成熟的过程中，细胞核和各种细胞器逐渐退化，为携带氧的血红蛋白腾出空间。制取动物细胞的细胞膜进行研究时，选择哺乳动物成熟的红细胞为材料的优点是__________________________ ____________________________。 2．(教材P44“科学方法”)提出假说的一般过程是根据已有的知识和信息提出________________________________，再用进一步的____________对已建立的假说进行修正和补充。 精通教材 除了细胞膜外没有其他的膜 结构，可以获得纯净的细胞膜 解释某一生物学问题的一种假说 观察与实验 任务一　分析细胞膜成分的探究实验 1．科学研究磷脂分子的结构如下图，结合磷脂分子的结构特点推测。 合作探究 (1)磷脂分子在水—空气界面的正确排布方式是________。 A (2)磷脂分子在水环境中的正确排布方式是________(填“A”或“B”)。 B 2．结合所学知识，验证细胞膜中含有蛋白质：在制得的细胞膜样液中加入________试剂鉴定，如果产生________，即可证明细胞膜成分中含有蛋白质。 双缩脲 紫色反应 3．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 22 77 1 变形虫细胞膜 54 42 4 小鼠肝细胞膜 44 52 4 人红细胞膜 49 43 8 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种类和数量有关。 任务二　分析细胞膜结构的探究历程 4．阅读教材P43，回答下列问题。 (1)1959年，罗伯特森提出“暗—亮—暗”三层结构模型，其中“暗”“亮”分别代表什么物质？该模型的不足是什么？ 提示：“暗”代表蛋白质，“亮”代表脂质分子。该模型是静态的结构，无法解释细胞的生长、变形虫的变形运动等现象。 (2)科学家测定细胞膜的厚度是7～8 nm，恰好是单层磷脂膜厚度的2倍，而按照“三明治”模型，加上两侧的蛋白质，膜的总厚度应当超过 20 nm。物理学家将细胞膜冰冻处理后用冷刀断开，升温后暴露两层磷脂之间的断裂面，复膜后在电镜下观察断裂面的形态结构如图所示。通过上述实验结果，你认为蛋白质在细胞膜中是怎样分布的？ 提示：蛋白质在膜结构内外分布是不对称的，蛋白质镶嵌、贯穿于磷脂双分子层中。 5．在罗伯特森三层结构模型的基础上，科学家应用荧光标记技术进行了小鼠细胞和人细胞融合实验，如教材P43图3-4。 (1)融合细胞表面两种荧光染料最终均匀分布的原因是什么？这表明细胞膜具有什么结构特点？ 提示：因为构成膜的磷脂分子可以运动，膜中蛋白质大多也能运动，所以融合细胞表面两种荧光染料最终均匀分布。这表明细胞膜的结构特点是具有流动性。 (2)若在20 ℃条件下进行该实验，细胞融合后两种荧光染料平均分布的时间大大延长，若在1 ℃条件下，两种荧光染料便难以平均分布，这说明了什么？ 提示：说明温度影响细胞膜的流动速度。 应用1．(2023·安徽高一期中)下面为与细胞相关的一些现象：①脂溶性物质极易通过细胞膜，并且细胞膜很容易被脂溶性物质所溶解；②细胞的表面张力明显低于油—水界面的表面张力(油脂滴表面若吸附有蛋白质成分表面张力会降低)；③用清水清洗刚采摘的红苋菜时清水不呈红色，将红苋菜置于沸水中一段时间后，汤呈红色；④人的成熟红细胞中全部磷脂分子铺成单分子层后的面积约为红细胞表面积的2倍。下列相关分析正确的是 A．①说明细胞膜中的磷脂分子是对称均匀分布的 B．②说明细胞膜中脂质的含量多于蛋白质的含量 C．③可说明任何细胞的细胞膜都具有控制物质进出的功能 D．若④中为人口腔上皮细胞，则其全部磷脂分子铺成单分子层后的面积大于细胞表面积的2倍 √ ①说明细胞膜的组成成分中有脂质，A错误；②说明细胞膜除含脂质分子外，可能还附有蛋白质，与含量无关，B错误；③可说明活细胞的细胞膜具有控制物质进出的功能，C错误；因为人口腔上皮细胞含细胞核和具膜细胞器，除了细胞膜以外，还有其他生物膜，故若④中为人口腔上皮细胞，则其全部磷脂分子铺成单分子层后的面积大于细胞表面积的2倍，D正确。 应用2．(2023·河南南阳高一期中)如图是由磷脂分子构成的脂质体，可以作为药物的运载体，将其运送到特定的细胞中发挥作用。下列相关叙述错误的是  A．图中A药物为水溶性药物，B药物为脂溶性药物 B．不同种药物的包裹位置与膜上蛋白质的位置有关 C．脂质体能够与细胞膜融合利用了膜的流动性这一结构特点 D．在脂质体膜上镶嵌某种蛋白质，可使脂质体与特定细胞结合，可能实现靶向药物治疗 √ 图中A是水溶性药物，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，图中B是脂溶性药物，A正确；不同种药物的包裹位置根据的是相似相溶的原理，与膜上蛋白质的位置无关，B错误；脂质体膜也具有与细胞膜相同的结构特点，即一定的流动性，可以与细胞膜发生融合，C正确；在脂质体膜上镶嵌某种蛋白质，作为信号分子，使脂质体与特定细胞的特定结构起作用，D正确。 返回 流动镶嵌模型的基本内容 知识点三 返回 1．结构模型 新知导学 磷脂双分子层 可以侧向自由移动 蛋白质分子 嵌入 贯穿 运动 外　 识别 信息传递 2．结构特点——流动性 (1)表现：构成膜的磷脂分子可以 ， 分子大多也能运动。 (2)意义：对于细胞完成 等功能有重要意义。 侧向自由移动 蛋白质 物质运输、生长、分裂、运动 (教材P45“旁栏思考”)膜内部分是疏水的，但水分子能跨膜运输通过细胞膜，原因是____________________________________________________； _____________________________________________________。 精通教材 水分子极小，可以通过由于磷脂分子运动而产生的间隙 细胞膜上存在水通道蛋白，水分子可以通过通道蛋白通过膜 任务　细胞膜流动镶嵌模型的分析 目前，细胞膜的流动镶嵌模型已被大多数人所接受，下图就是流动镶嵌模型的示意图。   (1)图中[⑥]________的基本组成单位是________。构成细胞膜基本支架的是[④]_________________。 (2)与细胞膜的识别功能有关的结构是[③]________。 (3)位于细胞膜外侧的是__(填“A”或“B”)判断的依据是____________。 合作探究 蛋白质 氨基酸 磷脂双分子层 糖蛋白 A　 A侧有糖蛋白 (4)根据细胞膜的流动镶嵌模型，膜上的蛋白质分子是如何排布的？这种排布是对称的吗？ 提示：膜上的蛋白质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，还有的贯穿于整个磷脂双分子层。不对称。 (5)实验发现，在一定温度条件下，细胞膜中的脂质分子均垂直排列于膜表面，当温度上升到一定程度时，细胞膜的脂质分子有75%排列不整齐，细胞膜的厚度变小，表面积扩大。请根据细胞膜的流动镶嵌模型解释上述现象。 提示：细胞膜具有一定的流动性。 应用1．(2023·河南郑州期中)如图为细胞膜的液态流动镶嵌模型示意图，有关叙述错误的是   A．a是指磷脂分子的“尾”部，具有疏水性 B．糖蛋白在细胞膜的内外侧均有分布 C．c是指磷脂分子的“头”部，具有亲水性 D．细胞膜的选择透过性与b、d的种类和数量有关 √ 磷脂分子具有疏水性“尾”部a，因此“尾”部排列在内侧，A正确；糖蛋白分布在细胞膜外侧，B错误；磷脂分子具有亲水性的“头”部c，因此“头”部排列在外侧，C正确；蛋白质是细胞膜的主要组成成分之一，细胞膜的选择透过性与膜上蛋白质(b、d)的种类和数量有关，D正确。 应用2.脂筏是细胞膜上富含胆固醇和鞘磷脂(与常见的甘油磷脂结构相似)的微结构域，大小约70 nm，是一种动态结构。脂筏的组成成分和结构特点有利于蛋白质之间相互作用和构象变化，一些信号传导单元可以在脂筏中组装。下列有关说法错误的是(多选) A．蛋白质分子可以镶嵌在磷脂双分子层中 B．鞘磷脂具有亲水的“尾”和疏水的“头” C．脂筏可以参与细胞之间的信息传递 D．各种细胞的细胞膜上均含有胆固醇 √ √ 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，有的贯穿整个磷脂双分子层，可见蛋白质以不同的方式镶嵌在磷脂双分子层中，A正确；根据题意，鞘磷脂与常见的甘油磷脂结构相似，属于磷脂的一种，因此也具有疏水的“尾”和亲水的“头”，B错误；由题意可知，一些信号传导单元可以在脂筏中组装，推测脂筏可以参与细胞之间的信息传递，C正确；动物细胞的细胞膜上才含有胆固醇，而植物等细胞的细胞膜上没有胆固醇，D错误。 返回 学　习　小　结 返回 思维导图 要语必背 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；功能越复杂的细胞膜，蛋白质的种类和数量就越多。 3．磷脂双分子层构成生物膜的基本支架，蛋白质镶嵌或者贯穿其中，细胞膜外侧具有糖被。 4．细胞膜的结构特点是具有流动性：构成生物膜的磷脂分子和大多数蛋白质分子是可以运动的。 返回 随　堂　达　标　演　练 返回 1．(2023·江苏期中)下列关于细胞膜功能的叙述，错误的是 A．功能越复杂的细胞膜，蛋白质种类和数量越多 B．相邻两个细胞的信息交流必须依赖细胞膜的直接接触 C．细胞间的信息交流使多细胞生物体作为一个整体完成生命活动 D．细胞膜能控制物质进出细胞，这种功能是相对的 蛋白质是生命活动的承担者，功能越复杂的细胞膜，蛋白质种类和数量越多，A正确；相邻细胞间直接接触只是细胞间进行信息交流的一种形式，相邻细胞之间还可以通过胞间连丝联系，B错误；细胞间的信息交流使多细胞生物体作为一个整体完成生命活动，C正确；细胞膜能够控制物质进出细胞，但这种功能是相对的，环境中的一些有害物质有可能进入细胞，如病毒，D正确。 √ 2．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．高等植物细胞间有胞间连丝，是高等植物细胞进行信息交流的方式 √ 将细胞与外界环境分隔开，保证内部环境的相对稳定，不属于细胞间的信息交流，C错误。 3．下列关于细胞膜的探索历程中相关实验与结论之间对应关系错误的是 选项 实验 结论 A 人红细胞膜中脂质铺成单分子层后是细胞表面积的2倍 细胞膜由双层脂质分子构成 B 荧光标记的人—鼠细胞融合实验 证明了细胞膜的流动镶嵌模型 C 蛋白酶处理细胞膜后其通透性改变 细胞膜中含有蛋白质 D 脂溶性物质更易通过细胞膜 细胞膜中含有脂质 √ 人红细胞膜中脂质铺展成单分子层后是红细胞表面积的2倍，说明细胞膜中的脂质分子排列为连续的两层，A正确；荧光标记的人—鼠细胞融合实验，说明了细胞膜具有流动性，B错误；蛋白酶可水解蛋白质，蛋白酶处理细胞膜后其通透性改变，说明细胞膜中含有蛋白质，C正确；脂溶性物质更易通过细胞膜，根据相似相溶原理可推知细胞膜中含有脂质，D正确。 4．(2023·河南南阳月考)如图是细胞膜的亚显微结构模型示意图，关于细胞膜的流动镶嵌模型叙述错误的是   A．③是磷脂双分子层，构成了膜的基本支架，这个支架不是静止的，有流动性 B．①是糖蛋白，糖蛋白位于细胞的内表面 C．蛋白质分子有的镶嵌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，有的横跨整个磷脂双分子层 D．大多数蛋白质分子是可以运动的 √ ③是磷脂双分子层，构成了膜的基本支架，这个支架不是静止的，而是流动性的，A正确；①是糖蛋白，位于细胞的外表面，B错误；蛋白质分子有的镶嵌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，有的横跨整个磷脂双分子层，C正确；大多数蛋白质分子是可以运动的，D正确。 5．(2023·湖北武汉期中)温度降低时膜的流动性减小，最后磷脂处于紧密排列的状态，膜于是固化，好像温度降低，猪油或牛油变成固态一样。膜固化后，其通透性发生变化，其中的酶(蛋白质)也活性降低。膜固化的温度决定于组成它的脂质的类型，如胆固醇温度低时可以阻止液晶的形成，保持其流动性。与其结构相似的豆固醇为大豆细胞的成分，不能被人体肠道吸收，饭后服用豆固醇能抑制肠黏膜对胆固醇的吸收。下列关于固醇的说法不正确的是 A．豆固醇可以作为降低人体内胆固醇含量的药物 B．肠道能吸收胆固醇，不能吸收豆固醇，体现了细胞膜控制物质进出细胞的功能 C．豆固醇与糖类、磷脂的组成元素相同 D．胆固醇参与构成动物细胞膜 √ 题意显示，饭后服用豆固醇能抑制肠黏膜对胆固醇的吸收，豆固醇可以作为降低人体内胆固醇含量的药物，A正确；肠道细胞能吸收胆固醇，不能吸收豆固醇，这说明细胞膜具有控制物质进出细胞的功能，也说明细胞膜为选择透过性膜，B正确；豆固醇与糖类组成元素相同，均为C、H、O，而磷脂的组成元素为C、H、O、N、P，C错误；胆固醇是动物细胞膜的重要组成成分，也参与脂质在血液中的运输，D正确。 6．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。下列说法正确的是(多选) A．该技术说明细胞膜上的磷脂分子也处于运动之中 B．淬灭部位荧光再现，是膜蛋白质分子运动的综合表现，因此该技术很难测定膜上单个特定蛋白质的流动速率 C．适当升高实验温度，漂白区域荧光强度恢复到F2的时间将缩短 D．理论分析，漂白区域恢复足够长的时间，荧光强度F2等于F1 √ √ √ 该技术能说明细胞膜具有流动性，实际上磷脂分子和大多数蛋白质都可以运动，A正确；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正确；温度会影响分子的运动，所以提高实验温度，漂白区域荧光强度恢复到F2的时间将缩短，C正确；经过激光照射后导致部分荧光消失，理论上漂白区域恢复足够长的时间，荧光强度F2仍小于F1，D错误。 返回 课　时　测　评 返回 知识点一　细胞膜的功能 1．(2023·山东烟台高一期中)如图是一种细胞间信息交流过程示意图，相关实例通过图示方式进行信息传递的是  A．同种生物的精子与卵细胞识别 B．相邻植物细胞间物质和信息的传递 C．胰岛素运输并作用于肝脏细胞 D．睾丸分泌的某些肽调节自身功能 √ 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 1 15 分析题图可知，A 细胞和 B细胞通过信息分子完成 间接交流，由于两者距离较远，通过血液运送信息 分子完成信息交流，而精子与卵细胞的识别和结合， 是通过两个细胞的细胞膜接触进行信息交流，A不符合题意；高等植物细胞通过胞间连丝相互连接，进行信息交流，B不符合题意；胰岛素由胰岛B细胞分泌，经血液运输到肝脏起作用，C符合题意；睾丸分泌的某些肽，是睾丸器官自身细胞分泌，分泌后作用于本身器官，以用来调节自身功能，并未通过血液运送信息分子用以完成信息交流，D不符合题意。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 1 15 2．(2023·江苏扬州高一期末)能体现细胞膜控制物质进出细胞的是 ①细胞需要的营养物质可以从外界进入细胞　②细胞产生的代谢产物能排出细胞　③细胞内的核酸等重要成分不会流出细胞　④环境中一切有害的物质都不能通过细胞膜进入细胞 A．①②③ B．①②④ C．②③④ D．①③④ √ 环境中某些有害的物质有可能通过细胞膜进入细胞内，④错误，能体现的是①②③，A正确。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 1 15 3．超滤净水器既能彻底滤除水中的细菌、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。此净水器试图模拟细胞膜的 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．保护功能 D．进行细胞间信息交流的功能 √ 根据题干信息，“超滤净水器既能彻底滤除水中的细菌、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”，说明此净水器模拟了细胞膜能控制物质进出细胞的功能，B正确。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 1 15 知识点二　细胞膜的结构和流动镶嵌模型 4．(2023·河南高一期中)物质X是构成细胞膜的重要成分，其结构如图所示。下列相关叙述错误的是  A．物质X一般含有C、H、O、N、P B．细胞膜只由物质X组成 C．甲具有亲水性，乙具有疏水性 D．细胞膜的流动性与物质X密切相关 √ X是磷脂，含有C、H、O、N、P五种元素，A正确；细胞膜主要由磷脂和蛋白质分子构成，B错误；X的甲部分属于亲水性“头”部，乙属于疏水性的“尾”部，C正确；构成细胞膜的磷脂分子和大多数蛋白质分子是可以运动的，所以细胞膜具有一定的流动性，即细胞膜的流动性与物质X磷脂密切相关，D正确。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 1 15 5．从细胞膜上提取了某种成分，用非酶法处理后，加入双缩脲试剂出现紫色；若加入斐林试剂并加热，出现砖红色。该成分是 A．糖脂 B．磷脂 C．糖蛋白 D．脂蛋白 酶的作用是水解细胞膜上的某些物质，用非酶法处理，表明细胞膜上的物质没有被破坏。双缩脲试剂可检测蛋白质，斐林试剂可检测还原糖，根据题意可知该成分能够分别和双缩脲试剂、斐林试剂出现颜色反应，说明该成分既有蛋白质，又有糖类，即糖蛋白，C正确。 √ 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 1 15 6．(2023·河南南阳高一期中)有关细胞膜的流动镶嵌模型的叙述，正确的是 A．罗伯特森利用电子显微镜观察提出的“亮—暗—亮”的三层结构是一种静态模型 B．利用放射性同位素标记法将小鼠和人细胞膜上的蛋白质分子做标记的实验，证明了细胞膜具有一定的流动性 C．欧文顿利用“相似相溶原理”解释了脂溶性物质容易进入细胞的原因是细胞膜上具有大量的脂质 D．细胞膜具有流动性，原因是所有磷脂分子和蛋白质分子都可以运动 √ 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 1 15 罗伯特森利用电子显微镜提出了“暗—亮—暗”的三层结构是一种静态模型，A错误；科学家用不同颜色的荧光染料分别标记人和鼠细胞的膜蛋白后，进行细胞融合实验，该实验说明两种细胞的膜具有流动性，B错误；欧文顿利用了化学上的“相似相溶原理”解释了脂溶性物质为什么更容易进入细胞，是因为细胞膜上具有脂质，C正确；细胞膜上绝大多数的蛋白质是可以运动的，磷脂双分子层是可以运动的，说明细胞膜具有一定的流动性，D错误。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 1 15 7．下图表示细胞膜的结构，其中乙侧有三种信号分子。下列有关分析错误的是   A．图中乙侧是细胞膜的外侧，甲侧是细胞膜的内侧 B．图示体现了细胞膜具有控制物质进出细胞的功能 C．图中结构A是磷脂双分子层，具有一定的流动性 D．图中所示的受体蛋白能与信号分子结合 √ 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 1 15 图中乙侧有糖蛋白，是细胞膜的外侧，甲侧是细胞膜的内侧，A正确；图示体现了细胞膜具有信息交流的功能，没有体现细胞膜具有控制物质进出的功能，B错误；细胞膜的基本支架是磷脂双分子层，具有一定的流动性，C正确；图中显示出三种信号分子中的一种能与图中的受体蛋白特异性结合，D正确。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 1 15 8．如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 √ 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 1 15 构成细胞膜的成分有脂质、蛋白质和糖类， 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；细胞膜中脂质和蛋白质的含量变化 与细胞膜的功能有关，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，该图没有涉及细胞间的信息交流功能与蛋白质的关系，D错误。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 1 15 9．将一个细胞中的磷脂成分全部提取出来，将其在空气—水界面上铺成单分子层，结果测得单分子层的表面积相当于原来细胞表面积的2倍。下列细胞实验与此结果最相符的是 A．人的肝细胞 B．蛙的红细胞 C．洋葱鳞片叶表皮细胞 D．大肠杆菌细胞 √ 人的肝细胞、蛙的红细胞、洋葱鳞片叶表皮细胞中除含有细胞膜外，还含有其他的膜结构，将磷脂成分全部提取出来，在空气—水界面上铺成单分子层，测得单分子层的表面积大于细胞表面积的2倍；大肠杆菌属于原核细胞，只有细胞膜，没有其他膜结构，所以磷脂分子的面积是细胞表面积的2倍，D正确。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 1 15 10．(2023·河南高一期中)高温条件下，细胞膜会呈现无序的流动状态，随着温度降低到一定程度，细胞膜会转变为固化的凝胶态，即细胞膜发生相变，此时的温度即为该细胞膜的相变温度。细胞膜中脂肪酸链的不饱和程度越高，细胞膜的相变温度越低。胆固醇分子与磷脂分子相结合既能限制磷脂分子的热运动，又能将磷脂分子相隔开使其更易流动。下列有关叙述错误的是 A．组成细胞膜的磷脂分子和蛋白质均可以自由移动 B．一定范围内，提高温度可以增大细胞膜的流动性 C．耐寒植物细胞膜中脂肪酸链不饱和程度高，相变温度低 D．细胞膜中胆固醇的存在可能使其对温度的适应范围变大 √ 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 1 15 细胞膜具有流动性的原因是组成膜的所有磷脂分子和大部分蛋白质均可以运动，而不是自由移动，A错误；温度影响分子的运动速度，一定范围内，温度升高时，磷脂分子和蛋白质的运动性相对增强，细胞膜流动性更强，B正确；耐寒植物细胞膜中脂肪酸链不饱和程度高，凝固点越低，相变温度低，膜的流动性越强，越能适应低温环境，植物耐寒性越强，C正确；胆固醇分子与磷脂分子相结合既能限制磷脂分子的热运动，又能将磷脂分子相隔开使其更易流动，说明胆固醇可以调节动物生物膜的流动性，胆固醇的存在可能会使细胞膜对高温的适应性加强，使生物膜适应温度的范围变大，D正确。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 1 15 11．(2023·河南高一期中)1970年，科学家做了人、鼠细胞的融合实验(如图所示)。分别用红色荧光物质和绿色荧光物质将人和鼠细胞表面的蛋白质分子作标记，在细胞融合剂的诱导下，人鼠细胞进行融合，观察发现了4个实验现象：①开始时，融合细胞的一半发红色荧光，另一半发绿色荧光；②在37 ℃条件下培养40 min后，两种颜色的荧光均匀分布；③在20 ℃条件下进行时，两种颜色的荧光均匀分布所需时间远远多于40 min；④在1 ℃条件下，两种颜色的荧光难以均匀地分布。 下列相关叙述错误的是   A．实验现象①②可证实关于细胞膜结构“模型”的流动性观点是成立的 B．由实验现象②可知在37 ℃条件下构成细胞膜的全部蛋白质都处于运动状态 C．由实验现象③可知随环境温度的降低，膜上蛋白质分子的运动速度减慢 D．由实验现象④可知，环境温度很低时，膜上蛋白质分子的运动几乎停止 √ 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 1 15 实验①②表明组成细胞膜的蛋白质分子可以运动，说明细胞膜具有流动性，因此，实验现象①②可证实关于细胞膜结构“模型”的流动性观点是成立的，A正确；人鼠细胞的融合实验可证明构成细胞膜的部分蛋白质是运动的，B错误；温度降低，蛋白质和磷脂分子的运动速度减慢，故细胞融合实验若在20 ℃条件下进行，则两种颜色的荧光均匀分布的时间大大延长，若在1 ℃条件下，两种颜色的荧光便难以均匀地分布，这又说明环境温度很低时，膜上蛋白质分子的运动几乎停止了，C、D正确。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 1 15 12．在流动镶嵌模型提出后，研究人 员又提出了脂筏模型：脂筏是细胞膜 上富含胆固醇和鞘磷脂的微结构区域， 其中的胆固醇就像胶水一样，对鞘磷 脂亲和力很高，并特异吸收或排除某 些蛋白质，形成一些特异蛋白聚集的区域，结构模型如图所示，下列叙述正确的是(多选) A．细胞膜具有信息交流功能 B．脂筏的存在会影响膜的流动性 C．破坏胆固醇可能会导致脂筏结构解体 D．细胞膜的运输功能与脂筏结构无关 √ √ √ 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 1 15 细胞膜具有信息交流功能，A正确；脂筏中的胆固醇就像胶水一样，对鞘磷脂亲和力很高，并特异吸收或排除某些蛋白质，形成一些特异蛋白聚集的区域，会影响膜的流动性，B正确；破坏胆固醇就像破坏了胶水，可能会导致脂筏结构解体，C正确；脂筏结构中的鞘磷脂、转运蛋白等都与细胞膜的选择透过性密切相关，D错误。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 1 15 13．科学家对哺乳动物红细胞细胞膜 上不同种类的磷脂(SM、PC、PS、PE、 PI、CI)进行了研究，结果如图所示。 下列相关叙述错误的是(多选) A．组成细胞膜的磷脂分子在磷脂双分 子层中的分布是对称的 B．SM和PC主要分布在靠细胞膜外侧 的磷脂分子层中 C．形成细胞膜时，这些磷脂分子疏水的“头”部朝外，亲水的“尾”部朝内 D．细胞膜上有些多糖与外侧的磷脂相连，形成糖脂 √ √ 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 1 15 不同磷脂在细胞膜内外两侧分布的百 分比不同，说明细胞膜的成分在膜上 的分布是不对称的，A错误；由图可 知，SM和PC主要分布在靠细胞膜外 侧的磷脂分子层中，B正确；细胞膜 中磷脂分子的“头”部是亲水的， “尾”部是疏水的，C错误；细胞膜 上有些多糖与蛋白质结合形成糖蛋白，有些多糖与外侧的磷脂相连形成糖脂，D正确。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 1 15 14．(15分)(2023·浙江杭州高一期中)如甲图表示细胞膜的亚显微结构；脂筏是动物细胞膜上富含胆固醇和鞘磷脂(磷脂的一种)的微结构域，它位于细胞膜的外侧(如乙图)。脂筏就像一个蛋白质停泊的平台，与膜的信号转导有密切的关系。 甲图中①为糖蛋白，由多糖和蛋白质构成，具有识别和信息交流功能。 (1)结构①是________，具有____________________功能。 糖蛋白 细胞识别和信息交流 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 1 (2)③__________________是细胞膜的基本支架，构成它的分子特点是有________的脂肪酸“尾”部和________的磷酸“头”部。 ③是磷脂双分子层，是构成细胞膜的基本支架，这种双分子层的排列方式为两层分子“尾”部相对，与其磷脂分子“头”部的亲水性和“尾”部的疏水性有密切关系。 磷脂双分子层 疏水 亲水 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 1 (3)组成动物细胞膜的主要成分除磷脂和蛋白质外，还含有少量的________ _______(答出两种)。 细胞膜的主要成分是蛋白质和脂质，脂质中磷脂较多，同时还含有少量的糖类。胆固醇是构成动物细胞膜的重要成分，所以组成动物细胞膜的主要成分是磷脂和蛋白质，还含有少量的糖类和胆固醇。 糖类和 胆固醇 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 1 (4)鞘磷脂与脂肪都含有的化学元素是____________；胆固醇可以提高细胞膜的________。 鞘磷脂的化学元素是C、H、O、N、P，脂肪含有的化学元素是C、H、O，所以鞘磷脂与脂肪都含有的化学元素是C、H、O；胆固醇是构成动物细胞膜的重要成分，可以提高细胞膜的稳定性。 C、H、O 稳定性 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 1 (5)在乙图所示结构中，可以根据______________判断细胞膜的内外侧。 乙图为脂筏结构，可以根据脂筏和糖链判断细胞膜的内外侧。 脂筏和糖链 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 1 (6)研究细胞生物膜有重要的应用价值，科学家将磷脂制成包裹药物的小球，通过小球膜与细胞膜的融合，将药物送入细胞，该过程体现了细胞膜具有________________的结构特点。 科学家将磷脂制成包裹药物的小球，通过小球膜与细胞膜的融合，将药物送入细胞，该过程类似于细胞进行的胞吞过程，体现了细胞膜具有一定的流动性的结构特点。 一定的流动性 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 1 15．(15分)(2023·河南郑州月考)一个世纪以来，细胞膜的结构研究仍停留在模型假说阶段。中科院课题组对多种细胞膜结构进行了系统深入的研究，结合多种模型观点，阐明了细胞膜的多种特征。如图为该课题组提出的哺乳动物组织细胞膜模型。回答下列问题： (1)哺乳动物有核组织细胞膜外多了一层致密的蛋白层，而细胞膜内侧相对粗糙，由此可推测图中________侧为细胞膜的外侧。 A 图中A侧有致密的蛋白层，B侧较粗糙，A侧是细胞膜外侧，B是细胞膜内侧。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 1 (2)现提取细胞线粒体膜成分中的磷脂，将其铺在空气—水界面上，测得磷脂占据的面积为S，预测线粒体表面积的值________(填“＞”、“＝”或“＜”)S/4。若将一个细胞中的磷脂成分全部抽提出来，并将它在空气—水界面上铺成单分子层，结果发现这个单分子层的表面积相当于原来细胞表面积的2倍，这个细胞很可能是________________(填“鸡的红细胞”、“羊的红细胞”或“人的口腔上皮细胞”)。 ＜ 羊的红细胞 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 1 线粒体是双层膜，4层磷脂分子，由于内膜折叠成嵴，所以线粒体表面积的值小于S/4。人或其他哺乳动物的成熟红细胞中没有众多有膜的细胞器和细胞核，只有细胞膜一种生物膜，细胞膜的磷脂分子在空气—水界面上的单层面积恰好是细胞表面积的2倍，所以选羊的红细胞。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 1 (3)研究者用荧光物质标记某动物细胞膜上的蛋白质，使膜发出荧光。再用高强度激光照射细胞膜的某区域，使其荧光淬灭(淬灭后荧光物质不再发光)，随后该淬灭区域荧光逐渐恢复。如果用特定方法去除细胞膜中的胆固醇，淬灭区域荧光恢复的时间缩短，这说明胆固醇对细胞膜中分子的运动具有________(填“促进”或“抑制”)作用。 抑制 去除胆固醇发现淬灭区恢复荧光时间缩短，说明胆固醇对细胞膜中分子运动有抑制作用。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 1 (4)为了探究温度对细胞膜流动性的影响，有人做了下述实验：分别用红色和绿色荧光物质标记人和鼠细胞膜上的蛋白质，然后让两个细胞在37 ℃条件下融合，发现40 min后，融合细胞膜上的红色和绿色荧光物质均匀相间分布。请指出该探究实验设计上的不足之处并完善实验设计思路。 ①不足之处：____________________________________________________ ______________________。 应该加设多个不同温度的组别(10 ℃，20 ℃，30 ℃、40 ℃， 50 ℃，60 ℃等)　 不足之处：应该加设多个不同温度的组别(10 ℃，20 ℃，30 ℃、 40 ℃，50 ℃，60 ℃等)。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 1 ②实验设计思路：________________________________________________ ________________________________________________________________ ____________________________。 设置三个不同的温度梯度(17 ℃、37 ℃、57 ℃)，让三个组的细胞在不同温度下融合培养，观察并记录融合的细胞膜上红、绿荧光物质分布均匀所用的时间 实验设计思路：设置三个不同的温度梯度(17 ℃、37 ℃、57 ℃)，让三个组的细胞在不同温度下融合培养，观察并记录融合的细胞膜上红、绿荧光物质分布均匀所用的时间。 返回 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 1 谢 谢 观 看 ！ 第 3 章 细 胞 的 基 本 结 构 (2)图中b $$