第2章 第2节 第1课时 细胞质膜将细胞与外界环境分开（Word教参）-【精讲精练】2025-2026学年高中生物必修第一册（苏教版）

第二节　细胞——生命活动的基本单位 第1课时　细胞质膜将细胞与外界环境分开 课标要求 概述细胞都由质膜包裹，质膜将细胞与其生活环境分开，能控制物质进出，并参与细胞间的信息交流。 知识点一　细胞质膜的成分和结构 1．对细胞质膜结构和功能的探索 时间 科学家或实验 结论 1895年 欧文顿 细胞质膜是由脂质构成的 1925年 戈特和格伦德尔：脂质的提取实验 脂质呈双分子层排布 1925年 细胞质膜的表面张力比“油—水”界面的张力低得多 细胞质膜中应含有蛋白质成分 1959年 罗伯特森：电子显微镜观察细胞质膜显示“暗—亮—暗”三条带 细胞质膜为脂质双分子层的“单位膜模型” 1970年 人鼠细胞融合实验 细胞质膜具有一定的流动性 1972年 桑格和尼克森 细胞质膜的流动镶嵌模型 2.细胞质膜的成分 (1)细胞质膜是指包被在细胞最外层的膜结构。 (2)细胞质膜主要由脂质(50%)和蛋白质(40%)组成。 (3)在组成细胞质膜的脂质中，含量最高的是磷脂。 [提醒] 细胞质膜成分中的脂质主要是磷脂，除此之外还有胆固醇。 3．细胞质膜的结构——流动镶嵌模型 (1)磷脂双分子层：构成细胞质膜的基本支架。 (2)蛋白质分子：有的镶在磷脂双分子层的内侧或外侧；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。 (3)糖链：绝大多数位于细胞质膜的外侧，与蛋白质或脂质分子结合，形成糖蛋白或糖脂。 (4)结构特性：具有一定的流动性。 1．在组成细胞质膜的脂质中，磷脂最丰富。(√) 2．变形虫和草履虫的细胞质膜基本组成成分相同。(√) 3．动物细胞质膜和植物细胞质膜所含脂质的种类相同。(×) 提示：胆固醇是构成动物细胞质膜的组成成分之一。 4．从所有动物细胞中提取脂质，在水面上铺成单分子层，其面积大约都是细胞表面积的2倍。(×) 提示：哺乳动物成熟的红细胞中只有细胞质膜一种膜结构，而其他动物细胞中除细胞质膜外，还有细胞器膜、核膜等其他膜结构，故从中提取的脂质，在水面上铺成单分子层，其面积一定大于细胞表面积的2倍。 5．不同细胞的形态相对固定，主要是由细胞质膜决定的，因为构成细胞质膜的蛋白质和磷脂分子都是相对固定不动的。(×) 提示：细胞质膜中蛋白质分子和磷脂分子具有一定的流动性。 6．具有一定的流动性是细胞质膜的功能特性，这一特性与细胞间的融合、细胞的变形运动等生理活动密切相关。(×) 提示：具有一定的流动性是细胞质膜的结构特性。 1．磷脂分子是由甘油、脂肪酸和磷酸等组成的，磷酸“头部”是亲水的，脂肪酸“尾部”是疏水的，如图所示。请思考以下问题： (1)将磷脂放入盛有水的容器中，下列能正确反映其分布的是哪一项(　　) 答案　A (2)细胞质膜中的磷脂是连续的两层，试分析细胞质膜中的两层磷脂分子最可能的排列方式是哪一种(　　) 答案　A 2．下图是人－鼠细胞融合的实验，请分析下列问题： (1)人－鼠细胞的两种荧光最终均匀分布的原因是什么？ 提示　细胞质膜上的蛋白质是可以运动的。 (2)在人－鼠细胞融合的实验中，将温度维持在0 ℃，与37 ℃相比，实验现象有什么变化？ 提示　两种荧光不能均匀分布，或者需要更长的时间才能分布均匀，因为温度降低影响了蛋白质运动的速度。 (3)温度可影响细胞质膜的流动性，如何利用“人－鼠细胞融合实验”证明这一观点。 提示　将刚融合的人－鼠杂交细胞放在不同温度条件下，根据两种颜色的荧光均匀分布所需的时间来判断。 3．下图是细胞质膜的亚显微结构示意图，请分析： (1)图中的4是哪种成分？为什么在细胞质膜中是两层的？ 提示　4是磷脂双分子层。因为细胞质膜两侧都是水溶液，磷脂分子头部亲水，尾部疏水，只有形成双分子层结构，才能稳定。 (2)2、5、6在4上的存在方式有什么不同？ 提示　2、5、6分别镶在、贯穿、嵌入磷脂双分子层中。 (3)A、B中哪面是细胞质膜的外侧，判断的依据是什么？ 提示　A是细胞质膜的外侧，因为具有糖蛋白。 1．(多选)下列有关细胞质膜成分、结构及其探索历程的叙述，错误的是(　　) A．罗伯特森利用电镜观察，发现细胞质膜显示“暗—明—暗”三条带，中间的明带为蛋白质分子 B．细胞质膜主要由蛋白质和脂质组成，组成动物细胞质膜的脂质有磷脂、胆固醇和脂肪 C．构成细胞质膜的蛋白质分子和磷脂分子具有一定的流动性，决定了细胞质膜具有一定的流动性 D．糖链都位于细胞质膜的外侧，且与蛋白质或脂质分子结合形成糖蛋白或糖脂 解析　罗伯特森发现的“暗—明—暗”三条带中间的明带为双层脂分子，A错误；动物细胞质膜的脂质有磷脂、胆固醇，不含有脂肪，B错误；糖链绝大多数位于细胞质膜的外侧，D错误。 答案　ABD 2．如图为细胞质膜结构示意图，A、B表示细胞质膜的两侧。请回答下列问题： (1)该结构模型为目前公认的细胞质膜模型，名称为________________。 (2)图中1表示________________，它是细胞质膜的基本骨架。 (3)图中2表示________，它可与蛋白质结合形成________分布在细胞质膜的外侧。 (4)图中3表示________，它在细胞质膜中的排布方式有_________________________ _________________________________________________________________________________________________________________________。 (5)细胞质膜的结构特性是具有________________。 解析　(1)分析题图可知，该结构模型是流动镶嵌模型。(2)图中1表示磷脂双分子层，它构成细胞质膜的基本支架。(3)图中2表示糖链，它可与蛋白质结合形成糖蛋白，分布在细胞质膜的外侧。(4)图中3表示蛋白质，有的镶在磷脂双分子层的内侧或外侧；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。(5)蛋白质分子和磷脂分子具有一定的流动性，故细胞质膜的结构特点是具有一定的流动性。 答案　(1)流动镶嵌模型　(2)磷脂双分子层　(3)糖链　糖蛋白　(4)蛋白质　有的镶在磷脂双分子层的内侧或外侧；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　(5)一定的流动性 知识点二　细胞质膜的功能 1．控制着细胞与周围环境的物质交换 2．完成细胞之间的信息交流 (1)功能越复杂的细胞，细胞质膜上的蛋白质种类和数量就越多。 (2)信息交流的方式 ①相邻细胞之间通过细胞质膜直接接触，如精子和卵细胞的相互识别； ②相距较远的细胞借助体液传递信号分子，如激素的作用； ③通过通道交流，如某些植物细胞的胞间连丝。 3．将细胞与周围环境分隔开 维持细胞内部环境的相对稳定。 4．植物细胞的细胞质膜外还有细胞壁 (1)主要成分：多糖。 (2)功能：维持细胞形态、保护细胞内部结构。 [拓展] 细菌和真菌的细胞壁 除植物外，细菌和真菌细胞也具有细胞壁，但两者细胞壁的成分和结构差异明显。细菌细胞壁的主要成分有肽聚糖、磷壁酸、脂质和蛋白质；真菌细胞壁的主要成分是多糖，还有少量的蛋白质和脂质。 1．细胞质膜可以控制物质的进出。(√) 2．细胞间的信息交流都是通过细胞质膜的直接接触来完成的。(×) 提示：细胞间的信息交流可以通过细胞质膜的直接接触，也可以通过体液传递信号分子，某些植物细胞还可以通过胞间连丝传递信息。 3．细胞之间协调性的实现有赖于信息的交流。(√) 4．不同细胞质膜的功能复杂程度不同，是因为所含蛋白质的种类和数量不同。(√) 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。莲藕“出淤泥而不染”的事例说明细胞质膜具有什么功能？这种功能的具体体现是什么？ 提示　控制细胞与周围环境的物质交换的功能。主要体现在对营养物质的吸收及有害废物的排出，以及防止病菌、病毒的侵入等方面。 2．有些病毒和病菌也能进入细胞，使生物体患病。这说明了什么？ 提示　说明细胞质膜控制作用的相对性。 3．植物细胞“系统的边界”是细胞质膜而不是细胞壁的原因是什么？ 提示　植物细胞最外层是细胞壁，其主要成分是纤维素和果胶，细胞壁不具有生命活性，是全透性的，仅具有维持细胞形态、保护细胞内部结构等作用，故不能作为植物细胞“系统的边界”。 4．植物传粉后，同种和不同种的花粉都会落到雌蕊的柱头上，同种的花粉能萌发，异种的花粉不能萌发。雌蕊和花粉是通过什么相识别的？这体现了该结构的什么功能？ 提示　通过细胞质膜相识别，体现了细胞质膜进行细胞间信息交流的功能。 1．细胞质膜的功能图解 2．细胞间信息交流的三种方式 (1)一些细胞如分泌细胞分泌一些物质如激素，通过血液的传递运送到作用部位的细胞(靶细胞)，被靶细胞的细胞质膜上的受体(成分为糖蛋白)识别，引起靶细胞的生理反应(图示如下)。 (2)相邻两个细胞的细胞质膜直接接触，通过糖蛋白识别，将信息从一个细胞传递给另一个细胞(图示如下)。 (3)某些植物细胞间的识别是通过胞间连丝来实现的(图示如下)。 3．细胞质膜两大特点的比较 (1)区别 项目 细胞质膜的结构特性——流动性 细胞质膜的功能特性——选择透过性 结构基础 磷脂分子和大多数蛋白质分子是可以运动的 ①磷脂分子既亲水又疏水 ②细胞质膜上具有载体蛋白 生理意义 保证了细胞的物质运输、信息交流、分裂和融合等生命活动正常的进行 控制细胞与周围环境的物质交换 表现及原因 分泌蛋白的分泌、细胞质膜厚度的改变、动物细胞吸水膨胀、失水皱缩、变形虫的运动等，都体现了细胞质膜的流动性 原因：某些离子和分子不能透过细胞质膜的磷脂双分子层，与细胞膜上载体蛋白的专一性有关。 (2)联系 ①图示： ②分析：细胞质膜的流动性是选择透过性的基础，具有流动性才能表现出选择透过性。例如，载体蛋白可以运动是其运输物质的基础。 (3)影响流动性的因素：主要包括温度、pH、重金属等。 1．下列有关细胞质膜功能和细胞壁的叙述，错误的是(　　) A．细胞质膜控制物质交换是相对的，而不是绝对的 B．细胞质膜表面的糖蛋白和糖脂在细胞间信息交流中具有重要作用 C．胞间连丝是植物细胞间物质运输和信息传递的重要通道 D．真菌细胞壁的主要成分有肽聚糖等，肽聚糖对青霉素敏感 解析　细菌细胞壁的主要成分有肽聚糖等，肽聚糖对青霉素敏感。 答案　D “两看法”判断细胞间信息交流类型 　 2.(多选)(2025·南京期末)如图是细胞间的3种信息交流方式，下列叙述正确的是(　　) A．图1内分泌细胞产生的化学物质，随血液运输到全身各处，作用于靶细胞 B．图2可表示精子与卵细胞之间的识别 C．图中a表示受体，细胞质膜上的受体是所有细胞间信息交流所必需的结构 D．图中b表示胞间连丝，是植物细胞间传递信息的通道 解析　有些细胞间的信息交流可以不经过细胞质膜上的受体，如高等植物细胞之间通过胞间连丝进行信息交流，C错误。 答案　ABD 1．胰岛细胞和神经元细胞在细胞质膜上的不同主要体现在(　　) A．磷脂的含量高低 B．蛋白质的含量及种类不同 C．糖类的含量及种类不同 D．脂质的含量及种类不同 解析　蛋白质是生命活动的主要承担者和体现者，胰岛细胞和神经元细胞的功能不同，细胞质膜上蛋白质的种类和数量不同。 答案　B 2．下列有关生物膜结构探索历程的叙述，错误的是(　　) A．“空气—水界面”实验表明脂质在细胞质膜中呈双分子层排布 B．在电子显微镜下能看到细胞质膜清晰的“明—暗—明”三条带 C．人细胞和鼠细胞的融合实验运用了荧光标记法 D．流动镶嵌模型认为，构成细胞质膜的磷脂和蛋白质是流动的 解析　“空气—水界面”实验中，脂质单分子层的面积大约是红细胞表面积的两倍，表明脂质在细胞质膜中呈双分子层排布，A正确；在电子显微镜下能看到细胞质膜清晰的“暗—明—暗”三条带，B错误；人细胞和鼠细胞的融合实验运用了荧光标记法，C正确；流动镶嵌模型认为，构成细胞质膜的磷脂和蛋白质是流动的，D正确。 答案　B 3．罗伯特森的单位膜模型的构建：细胞质膜都由蛋白质－脂质－蛋白质三层结构构成，电镜下看到的中间的亮层是脂质分子，两边的暗层是蛋白质分子。这一观点的局限性主要在于(　　) A．不能解释细胞质膜的化学组成 B．不能解释细胞质膜成分的相似性 C．不能解释脂质类物质较容易跨膜运输 D．不能解释变形虫的变形运动 解析　三层结构膜型认为细胞质膜为静态结构。 答案　D 4．(2025·南京期中)超滤净水器制出来的水既能彻底滤除掉水中的细菌、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。这是试图模拟细胞质膜的(　　) A．将细胞与周围环境分隔开的功能 B．控制细胞与周围环境的物质交换的功能 C．细胞质膜的保护功能 D．进行细胞间信息交流的功能 解析　根据题干信息“超滤净水器制出来的水既能彻底滤除掉水中的细菌、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”，说明模拟细胞质膜能控制细胞与周围环境的物质交换的功能。 答案　B 5．根据图解回答下面的问题： (1)图中反映的是细胞质膜的____________功能。 (2)图中甲表示的是____________的细胞，乙表示的是____________细胞。 (3)图中①表示__________，②表示________细胞质膜上的________。 (4)细胞之间除了通过直接接触传递信息外，还可间接传递信息，如内分泌细胞将__________分泌出来后，由____________________运输到全身各处，作用于远处的靶细胞。 (5)细胞质膜除了具备图中所示功能外，还具有__________________和________________的功能。 答案　(1)信息交流　(2)发出信号　靶　(3)与膜结合的信号分子　靶　受体　(4)激素　血液　(5)将细胞与周围环境分隔开　控制细胞与周围环境的物质交换 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $$