2027届高三生物一轮复习课件 第5讲 细胞膜的结构和功能

该高中生物学高考复习课件聚焦“细胞膜的结构和功能”专题，依据高考评价体系梳理了细胞膜功能（边界、物质进出、信息交流）和结构探索（成分、流动镶嵌模型）两大核心考点，结合2022-2025年江苏、山东等真题分析，明确膜蛋白功能、流动镶嵌模型、信息交流方式为高频考查内容，归纳出选择题为主、结合科学史与生物膜系统综合考查的命题趋势。 课件亮点在于“考点溯源+真题研析+素养提升”的备考路径，如以2024山东真题“蛋白P胞吐与受体识别”为例，运用结构与功能观分析膜流动性，通过科学思维拆解实验设计，同步设置易错辨析（如“细胞膜成分恒定”等误区）和脂质体应用等探究实践题，帮助学生掌握答题逻辑，教师可据此精准定位薄弱点，实现高效复习冲刺。

01 细胞膜的功能 02 对细胞膜的成分和结构的探索 考点 第5讲 细胞膜的结构和功能 1 考点 由高考知核心知识点 预测 细胞膜的结构和功能 （2025·江苏）（2024·山东） 细胞膜的结构 （2023·海南）细胞膜和细胞器的成分和功能 （2023·山东） 细胞膜的结构 （2022·河北）细胞膜的组成成分 （2022·浙江）膜蛋白的种类和功能 （2022·浙江）流动镶嵌模型 题型：选择题 内容：①常结合课本内其他科学史综合考查 ②常结合生物膜系统相关知识综合考查 新旧教材对比 增：①确定细胞膜中脂质成分实验；②提出细胞膜成分中还含有少量胆固醇； ③明确提出磷脂双分子层和蛋白质的作用。 改：①体验制备细胞膜的方法；②癌细胞膜成分变化的验血报告单。 删：细胞膜的结构与功能和流动镶嵌模型内容进行了重新整合。 考点1 细胞膜的功能 1. 细胞膜： 也称质膜，是系统的边界 细胞的边界 细胞壁 细胞膜 全透性 纤维素和果胶 主要高尔基体 酶解法 支持和保护 植物细胞 注意：不是植物细胞“系统的边界” 考点1 细胞膜的功能 主要成分： 合成场所： 去除方法： 功能： 特性： 【拓展延伸】细胞壁相关知识总结（常考点） (1)不同生物细胞壁的主要成分不同，植物细胞壁的主要成分是纤维素和果胶，细菌细胞壁的主要成分是 ，真菌细胞壁的主要成分是 。溶菌酶可水解肽聚糖而不能水解几丁质，所以溶菌酶能杀死细菌，却对真菌基本没作用。 肽聚糖 几丁质 (2)酶解法除植物细胞壁（所用酶为纤维素酶和果胶酶）后的结构为原生质体。 P选三37 (3)从细胞壁的功能上理解，由于细胞壁是全透性的，对物质没有选择性，故细胞壁不是系统的边界，细胞膜才是系统的边界。P必一63 (4)主要形成时期及过程：形成于有丝分裂末期，细胞板向四周扩展形成新的细胞壁。P必113 考点1 细胞膜的功能 与植物细胞壁的合成有关的细胞器有线粒体(提供能量)和高尔基体(合成构成细胞壁的非纤维素多糖，如果胶、半纤维素等) 植物、真菌、细菌在清水中都不会涨破的原因：细胞壁起支持保护作用。 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 (保障细胞内部环境的相对稳定) 普遍性 相对性 功能特点：具有选择透过性 病毒、病菌 有害物质 营养物质 废物 抗体、激素 化学物质传递、通道传递、接触传递 问：细胞间的信息交流，一定需要受体吗？ 考点1 细胞膜的功能 携带信息的物质通过通道进入另一个细胞（不需要细胞膜上的受体） 7 细胞分泌的化学物质（如激素），随血液到达全身各处，与靶细胞膜上的特异性受体结合，将信息传递给靶细胞。 携带信息的物质通过通道 进入另一个细胞（不需要 细胞膜上的受体） 相邻细胞的细胞膜接 触，信息从一个细胞 传递到另一个细胞。 化学信号传递 接触传递 通道传递 ★例：激素、神经递质 ★例：精卵结合，靶细胞与细胞毒性T细胞接触 信号分子 ★例：高等植物细胞的胞间连丝。 考点1 细胞膜的功能 源于必修1 P41“图3-2”：细胞间的三种信息交流方式，据图分析回答： (1)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图中的哪种方式？ 分别属于图C、图A、图B 考点1 细胞膜的功能 (2)请写出图中物质或结构的名称： ①细胞膜上的受体；②信信号分子；③信胞间连丝。 细胞膜上的受体 信号分子 胞间连丝 化学物质传递 接触传递 通道传递 源于必修1 P41“图3-2”：细胞间的三种信息交流方式，据图分析回答： 考点1 细胞膜的功能 (3)细胞膜上的受体是细胞间信息交流所必需的结构吗？并说明理由。 不是，如高等植物细胞间通过胞间连丝，不需要细胞膜上的受体。 (4)是否所有信号分子的受体都在细胞膜上？请举例说明。 有些受体位于细胞膜上，如甲状腺激素受体位于细胞核中。 化学物质传递 接触传递 通道传递 蛋白质类激素（生长激素，胰岛素，肾上腺素，抗利尿激素，多种促激素释放激素，促激素等）不容易穿过细胞膜，其受体在靶细胞的细胞膜上，受体负责把细胞外信号转化为细胞内信号，从而改变细胞的代谢情况 甲状腺激素和固醇类激素（性激素）很容易穿过细胞膜，其信号受体在细胞质或细胞核中。激素和受体结合后，连接到DNA上，调控基因的转录，控制相关蛋白质的合成（例如某些酶） 考点1 细胞膜的功能 【拓展延伸】教材中生命系统信息传递的三类主体（常考点） 生态 系统 胞内 胞间 信号分子 激素、神经递质等 直接接触 精、卵细胞识别等 胞间连丝 存在于植物细胞间 遗传信息 第二信使 第三信使 DNA、RNA cAMP、cGMP 核内外信号转导的物质 化学信息 物理信息 行为信息 有机酸、生物碱、性外激素等 动物特定的行为动作 光、声、电、磁、温度、湿度等 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是将细胞与外界环境分隔开，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 保障了细胞内部环境的相对稳定，在生命起源过程中具有关键作用 进入细胞的物质对细胞不一定都有利 习题巩固 B 2. 膜蛋白在生物体的许多生命活动中起着重要作用，下列相关叙述错误的是（ ） A. 肝细胞的细胞膜上具有胰高血糖素的受体蛋白 B. 动植物细胞实现细胞间的信息交流都必须依赖于细胞膜表面的受体 C. 生物膜的特定功能主要由膜蛋白决定 D. 肺部细胞的细胞膜上具有新冠病毒S蛋白识别的受体蛋白 选择透过性、信息交流 新冠病毒主要攻击人的肺部，肺部细胞是其靶细胞，其细胞膜上具有新冠病毒S蛋白识别的受体蛋白 习题巩固 B 考点2 对细胞膜成分和结构的探索 欧文顿实验：对植物细胞进行了上万次的实验 1895年 化学分析实验： 20世纪初 戈特和格伦德尔实验：提取红细胞脂质平铺 1925年 丹尼利和戴维森实验： 1935年 推测细胞膜由脂质组成 推断细胞膜中的磷脂分子为连续的两层 推测细胞膜除脂质分子外，可能还有蛋白质 1. 细胞膜成分探索： 考点2 对细胞膜成分和结构的探索 细胞内外 均为水环境 细胞膜中的脂质有磷脂和胆固醇，磷脂含量最多 1. 细胞膜成分探索： 考点2 对细胞膜成分和结构的探索 用丙酮从人的胰岛B细胞中提取脂质，在空气—水界面上铺展成单 分子层，测得单层分子的面积远大于胰岛B细胞表面积的2倍。请分 析原因：__________________________________________________ _________________________。 胰岛B细胞中除含细胞膜外，还有核膜和各种细胞器膜，它们的膜中都含有磷脂分子 【教材隐性知识】 源于必修1 P42：磷脂是一种由 等组成的分子，磷酸“头部”是 ，两个脂肪酸一端为________________。 甘油、脂肪酸、磷酸 亲水的 疏水的“尾”部 1. 细胞膜成分探索： 考点2 对细胞膜成分和结构的探索 如果将磷脂分子置于水一苯的混合溶剂中，磷脂分子将会如何分布? 水 苯 磷脂的头部将与水接触，尾部与苯接触，磷脂分子分布成单层。 【教材隐性知识】 1. 细胞膜成分探索： 考点2 对细胞膜成分和结构的探索 水 空气 细胞内外均为水环境，磷脂分子的分布 水 水 水—苯混合溶剂中，磷脂分子应的分布 考点2 对细胞膜成分和结构的探索 【教材隐性知识】 20 2. 细胞膜成分总结： 考点2 对细胞膜成分和结构的探索 磷脂 种类和数量 约占40% 约占50% 约占2-10% 细胞膜的成分是一成不变的吗？ 注意：不是，如癌变的细胞，细胞膜表面糖蛋白减少(使癌细胞彼此之间的黏着性显著降低，容易在体内分散和转移)， 甲胎蛋白和癌胚抗原增加。 2. 细胞膜成分总结： 考点2 对细胞膜成分和结构的探索 3．下列关于真核细胞生物膜结构和功能的叙述，正确的是(　　 ) A．构成细胞膜的脂质主要是磷脂、脂肪和胆固醇 B．生物膜是细胞内所有化学反应进行的场所 C．细胞膜上的受体是细胞间信息交流所必需的结构 D．肌细胞的细胞膜上有协助葡萄糖跨膜运输的载体 构成细胞膜的脂质主要是磷脂和胆固醇，没有脂肪 生物体内的化学反应主要在细胞质基质和细胞器中进行 植物细胞之间的信息交流不通过细胞膜上的受体，而是通过胞间连丝 葡萄糖需要载体才能穿过细胞膜，而肌细胞进行呼吸作用需要葡萄糖，所以肌细胞的细胞膜上有协助葡萄糖跨膜运输的载体 习题巩固 (1)20世纪40年代： 有学者推测脂质两边各覆盖着蛋白质。 (2)1959年：罗伯特森实验 → 电镜下细胞膜呈暗-亮-暗三层结构 ↓ 提出假说：生物膜是由蛋白质-脂质-蛋白质三层结构构成，他把细胞膜描述为静态的统一结构。 3. 细胞膜结构探索： 考点2 对细胞膜成分和结构的探索 (3)20世纪60年代：人们对这一模型的异议增加了，不少科学家对于生物膜是静态的观点提出质疑。 膜静态模型不能解释：细胞的生长、分裂、变形虫的变形运动等现象都是难以实现的。把生物膜描述为静态的结构，与膜功能的多样性相矛盾。 3. 细胞膜结构探索： 考点2 对细胞膜成分和结构的探索 变形虫摄取草履虫 酵母菌出芽生殖 细胞分裂 实验方法：荧光标记法 (4)人—鼠细胞融合实验： 1970年，弗雷和埃迪登( Frye 和 Edidin ）等科学家用发绿色荧光的染料标记小鼠细胞表面的蛋白质分子，用发红色荧光的染料标记人细胞表面的蛋白质分子，将小鼠细胞和人细胞融合。 融合细胞 荧光均匀分布 细胞 融合 37℃ 40min 正在融合的细胞 红色荧光染料标记膜蛋白 绿色荧光染料标记膜蛋白 人细胞 小鼠细胞 证据表明：细胞膜具有流动性 聚乙二醇、电融合法和灭活的病毒诱导法等 3. 细胞膜结构探索： 考点2 对细胞膜成分和结构的探索 (5)1972年辛格(S.J.Singer)和尼科尔森(G.Nicolson)提出新的生物膜模型 ↓ 提出了流动镶嵌模型 源于必修1 P44“科学方法”：细胞膜结构模型的探索过程，反映了提出假说这一科学方法的作用。科学家首先根据已有的知识和信息提出 的一种假说，再用进一步的____________对已建立的假说进行 。 解释某一生物学问题 观察与实验 修正和补充 3. 细胞膜结构探索： 考点2 对细胞膜成分和结构的探索 假说演绎法：提出假说/问题 -作出假设-演绎推理-实验验证-得出结论 1. 下列关于生物膜的流动镶嵌模型的说法，正确的是( ) A. 罗伯特森通过光学显微镜观察，提出了“亮—暗—亮”的三明治结构是一种静态模型 B. 人—鼠细胞融合实验证明了细胞膜具有选择透过性 C. 欧文顿利用“相似相溶原理”解释了脂溶性物质更容易进入细胞是因为细胞膜上具有大量的磷脂和少量的胆固醇 D. 辛格和尼科尔森提出了生物膜的流动镶嵌模型 欧文顿发现溶于脂质的物质比不溶于脂质的物质，更容易通过细胞膜进入细胞，据此推测出细胞膜是由脂质组成的 习题巩固 D 4. 流动镶嵌模型的基本内容： 考点2 对细胞膜成分和结构的探索 磷脂双分子层 蛋白质分子 糖蛋白 糖脂 糖被 细胞膜外 细胞膜内 基本支架 承担膜的主要功能 (控制物质进出、进行信息交流) 不对称(镶在表面、部分/全部嵌、贯穿) 细胞膜的外表面上与蛋白质或脂质结合的糖类分子称为糖被 与细胞表面的识别、细胞间的信息传递等功能有关 流动性 磷脂分子 蛋白质分子 加快 4. 细胞膜的结构和功能特点： 考点2 对细胞膜成分和结构的探索 30 1 选择透过性 载体的种类和数量 4. 细胞膜的结构和功能特点： 考点2 对细胞膜成分和结构的探索 生物膜的流动性是表现其选择透过性的结构基础 31 常考：膜蛋白 4. 流动镶嵌模型的基本内容： 考点2 对细胞膜成分和结构的探索 易错辨析 (1)细胞膜的成分中含有脂质、蛋白质和糖类。(　　) (2)在组成细胞膜的脂质中，胆固醇最丰富。(　　) (3)动物细胞间的黏着性与细胞膜上的糖蛋白有关。(　　) (4)细胞膜的成分是恒定不变的。(　　) (5)细胞膜上的受体是细胞间信息交流所必需的结构。(　　) (6)细胞膜上的大多数蛋白质是可以运动的。(　　) (7)细胞膜的流动性与温度没有关系。(　　) √ × √ × × √ × 磷脂 并不是恒定不变的 高等植物细胞之间通过胞间连丝进行交流时,不需要细胞膜上的受体。 一定范围内，温度升高，膜流动性加快。 常考：膜蛋白 类别 实例 功能 受体蛋白 识别大部分信号分子(如激素蛋白、细胞因子、神经递质等) 识别蛋白(糖蛋白) 精卵间、APC与Th间、Tc与靶细胞相互识别 转运蛋白 载体蛋白 参与主动运输(如钠钾泵、钙泵) 参与协助扩散(如葡萄糖载体) 通道蛋白 参与协助扩散(如钾、钠、钙、水等多种通道) 膜附着的酶 ATP水解酶 催化ATP水解,用于主动运输、胞吞胞吐等 呼Ⅲ酶 用于好氧细菌的有氧呼吸第三阶段 主动运输 协助扩散 协助扩散 主动运输 好氧细菌 信号蛋白 4. 流动镶嵌模型的基本内容： 考点2 对细胞膜成分和结构的探索 【教材隐性知识】源于必修1P46“练习与应用·拓展应用”: 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 中,脂溶性的药物被包在 之间。由于脂质体是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 的方式进入细胞， 从而使药物在细胞内发挥作用。 胞吞 磷脂双分子层 两层磷脂分子 【知识扩展】脂质体的应用 水溶性药物——包裹在磷脂双分子层内部 脂溶性药物——包裹在两层磷脂分子之间 例. （必修1 P“拓展应用”T 改编）用磷脂组成的人造脂质体可以作为药物的运载体，将其运送到特定的细胞发挥作用。图中A和B表示被脂质体包裹的药物，下列叙述错误的是( ) A.组成人造脂质体的磷脂头部亲水，尾部疏水 B.药物A是脂溶性的，药物B是水溶性的 C.脂质体将药物运入细胞内依赖于细胞膜的流动性 D.在脂质体上加入某种蛋白质，可实现对药物的靶向作用 习题巩固 B 提升·真题研析 1．（2025·江苏·高考真题）关于蛋白质、磷脂和淀粉，下列叙述正确的是（     ） A．三者组成元素都有C、H、O、N B．蛋白质和磷脂是构成生物膜的主要成分 C．蛋白质和淀粉都是细胞内的主要储能物质 D．磷脂和淀粉都是生物大分子 蛋白质的组成元素为C、H、O、N（可能含S），磷脂含C、H、O、P，淀粉仅含C、H、O，淀粉不含N元素 植物的储能物质为淀粉和脂肪，动物的储能物质为糖原和脂肪 磷脂由甘油、脂肪酸和磷酸组成，属于小分子 习题巩固 B 习题巩固 2．（2024·湖南·高考真题）细胞膜上的脂类具有重要的生物学功能。下列叙述错误的是（　　） A．耐极端低温细菌的膜脂富含饱和脂肪酸 B．胆固醇可以影响动物细胞膜的流动性 C．糖脂可以参与细胞表面识别 D．磷脂是构成细胞膜的重要成分 A 饱和脂肪酸的熔点较高，容易凝固; 耐极端低温细菌的膜脂富含不饱和脂肪酸 3.（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. 细胞膜上多种蛋白质参与细胞间信息交流 习题巩固 C 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 4. （必修1 P“概念检测”T 改编）细胞膜的功能主要取决于膜蛋白的种类和数量。下列有关膜蛋白的叙述，正确的是( ) A. 蛋白质在细胞膜两侧的排布具有对称性 B. 由多糖和蛋白质形成的糖蛋白在细胞间具有识别作用 C. 膜外侧的受体蛋白对膜两侧物质的进出具有选择性 D. 细胞膜上的通道蛋白对物质的主动运输有重要作用 习题巩固 B 1.（源于必修1 P40“问题探讨”）鉴别动物细胞是否死亡常用________染液，用它染色时，死细胞会被染成______，而活细胞不会着色。这种鉴别动物细胞是否死亡的方法叫作“染色排除法”。 2.（源于必修1 P45“旁栏思考”）虽然细胞膜内部分是疏水的，水分子仍能跨膜运输的原因： 一是______________________________________________________； 二是_______________________________________________________________。 3. （源于必修1 P45“正文小字部分”）细胞膜外表面与蛋白质或脂质结合的 叫作糖被，其与 _________________________________等功能有关。 台盼蓝 蓝色 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细胞膜 糖类分子 细胞表面的识别、细胞间的信息传递 教材深挖拓展及长句表达 2-10% 40% 50% 1. 下图为某同学根据所学知识绘制的细胞膜流动镶嵌模型，有关叙述正确的是(　　) A. ①与细胞表面识别、细胞间的 信息传递等功能无关 B. ②构成了细胞膜的基本支架， 其内部亲水、外表疏水 C. 细胞膜具有流动性，膜上的蛋白质都可以自由移动 D. 物质进出细胞方式中的被动运输过程与膜蛋白有关 内部疏水、外表亲水 膜中的蛋白质大多也能运动，但并不是所有蛋白质都可以运动(比如锚定蛋白) D 习题巩固 2. 如图是由磷脂分子构成的脂质体，它可作为药物的运载体。下列相关说法错误的是（ ） A．脂质体上的抗体有利于将药物运输到相应的靶细胞 B．脂质体中运输的药物A、B通过自由扩散进入靶细胞 C．脂质体中运输的药物C属于脂溶性药物 D．脂质体还可用于将目的基因导入受体细胞 脂质体上有抗体，就能够与靶细胞上的受体特异性相结合，更有利于药物运输到相应的靶细胞 允许脂溶性小分子和水分子通过，不允许水溶性小分子和离子自由通过 习题巩固 B 3.（2024·山东·高考真题）某植物的蛋白P由其前体加工修饰后形成，并通过胞吐被排出细胞。在胞外酸性环境下，蛋白P被分生区细胞膜上的受体识别并结合，引起分生区细胞分裂。病原菌侵染使胞外环境成为碱性，导致蛋白P空间结构改变，使其不被受体识别。下列说法正确的是（　　） A．蛋白P前体通过囊泡从核糖体转移至内质网 B．蛋白P被排出细胞的过程依赖细胞膜的流动性 C．提取蛋白P过程中为保持其生物活性，所用缓冲体系应为碱性 D．病原菌侵染使蛋白P不被受体识别，不能体现受体识别的专一性 核糖体没有膜结构，不是通过囊泡从核糖体向内质网转移 胞吐 病原菌侵染使蛋白P不被受体识别，即受体结构改变后即不能识别，能体现受体识别的专一性 习题巩固 B $