2027届高三生物一轮复习讲义-第8课时-细胞膜的结构和功能

该高中生物学高考复习讲义围绕细胞膜的结构和功能核心考点，以“结构决定功能”为主线整合成分、流动镶嵌模型、功能及物质跨膜运输，通过考点系统梳理、易错警示指导、分层典例训练等环节，帮助学生构建知识网络，突破选择透过性、信息交流等难点。 资料突出考情导向与科学思维培养，如结合人鼠细胞融合实验分析膜流动性，通过“三选三不选”策略指导制备细胞膜实验，设置基础到提升分层典例。既强化结构与功能观等生命观念，又提升实验探究能力，为教师把控复习节奏、学生高效备战提供有力支持。

高三生物一轮复习讲义 · 第8课时 细胞膜的结构和功能 高三生物一轮复习讲义 必修1《分子与细胞》· 第3章 细胞的基本结构 第8课时 细胞膜的结构和功能 教材版本：人教版（2019新教材） 适用阶段：高三一轮复习 建议课时：1课时（45分钟） 难度等级：★★★☆☆ 一、考情分析与复习策略 （一）课程标准要求 阐明细胞膜具有选择透过性，举例说明有些物质顺浓度梯度进出细胞，不需要额外提供能量，有些物质逆浓度梯度进出细胞，需要能量和载体蛋白。能基于提出假说和验证假说的科学思维方法，分析细胞膜成分和结构的探索历程。 （二）命题趋势分析 细胞膜的结构和功能是高考必考考点，命题呈现以下趋势： · 高频考点：细胞膜的功能（选择透过性、信息交流）、流动镶嵌模型、物质跨膜运输方式（自由扩散、协助扩散、主动运输、胞吞胞吐）是高频考点。 · 命题形式：以选择题为主，非选择题常结合实验探究、图表分析、情境材料综合考查。 · 能力要求：注重理解层次，要求能分析实验现象、判断运输方式、解释生理现象。 （三）复习策略 复习本课时应把握「结构决定功能」的主线，从细胞膜的成分入手，理解流动镶嵌模型，进而掌握细胞膜的三大功能。物质跨膜运输方式是重点，需通过对比记忆四种运输方式的特点。建议结合实验探究（如体验制备细胞膜的方法）加深理解。 二、知识网络结构图 知识模块 核心内容 要点提示 细胞膜的成分 脂质（约50%）、蛋白质（约40%）、糖类（约2%~10%） 磷脂双分子层是基本骨架，蛋白质是功能承担者，糖蛋白起识别作用 细胞膜的结构 流动镶嵌模型：磷脂双分子层+蛋白质+糖被 磷脂双分子层具有流动性，蛋白质分子可运动 细胞膜的功能 ①将细胞与外界环境分隔开 ②控制物质进出 ③进行细胞间的信息交流 选择透过性是细胞膜功能的核心特征 物质跨膜运输 自由扩散、协助扩散、主动运输、胞吞胞吐 顺浓度梯度不耗能（自由/协助扩散），逆浓度梯度耗能（主动运输） 实验探究 体验制备细胞膜的方法（哺乳动物成熟红细胞） 利用渗透作用使红细胞吸水胀破，离心分离细胞膜 三、考点一 细胞膜的成分 1. 细胞膜的主要成分 细胞膜主要由脂质和蛋白质组成，此外还有少量糖类。各成分的含量和功能如下： 成分 含量 作用 脂质 约50% 磷脂双分子层构成细胞膜的基本骨架，胆固醇调节流动性 蛋白质 约40% 承担细胞膜的大部分功能（载体、受体、酶等） 糖类 约2%~10% 与蛋白质结合形成糖蛋白（糖被），与脂质结合形成糖脂，起识别作用 2. 磷脂分子的结构特点 磷脂分子是一种由甘油、脂肪酸和磷酸组成的脂质分子，具有「头部亲水、尾部疏水」的两亲性特征。这种结构特点决定了磷脂分子在水中会自发形成双分子层——亲水的头部朝向两侧的水环境，疏水的尾部朝向内侧相互靠近，从而构成细胞膜的基本骨架。 3. 糖被（糖蛋白）的功能 细胞膜外表面的糖类分子与蛋白质结合形成糖蛋白，或与脂质结合形成糖脂，这些糖类分子形成的「糖被」具有以下重要功能： · 细胞识别：糖被起着细胞间识别的作用，如红细胞膜上的血型抗原决定血型。 · 信息传递：糖蛋白可作为受体，接受化学信号（如激素），传递信息。 · 保护润滑：消化道和呼吸道上皮细胞表面的糖蛋白有保护和润滑作用。 易错警示 1. 细胞膜的成分中脂质含量最多（约50%），但功能主要由蛋白质承担，蛋白质种类和数量越多，细胞膜功能越复杂。 2. 糖被位于细胞膜的外表面，不是内表面。糖蛋白和糖脂都参与细胞识别。 3. 胆固醇是动物细胞膜的重要成分，植物细胞膜一般不含胆固醇。胆固醇可调节细胞膜的流动性。 四、考点二 细胞膜的结构——流动镶嵌模型 1. 流动镶嵌模型的基本要点 流动镶嵌模型由桑格和尼克森于1972年提出，是目前公认的细胞膜结构模型。其基本要点包括： ① 磷脂双分子层构成了膜的基本支架，磷脂分子的亲水性头部朝向两侧，疏水性尾部朝向内侧。 ② 蛋白质分子以不同深度镶嵌、贯穿或覆盖在磷脂双分子层中，是膜功能的主要承担者。 ③ 糖被位于细胞膜外表面，由糖蛋白和糖脂组成，起识别作用。 ④ 膜具有流动性，磷脂分子和蛋白质分子不是静止的，而是可以运动的，这是膜功能的基础。 2. 细胞膜的流动性 细胞膜的流动性是流动镶嵌模型的核心特征，主要表现在两个方面： · 磷脂分子的运动：磷脂分子可做侧向扩散、旋转运动、摆动运动等，以侧向扩散为主。 · 蛋白质分子的运动：镶嵌在磷脂双分子层中的蛋白质分子也可运动，如受体蛋白在膜上的移动。 影响细胞膜流动性的因素主要有温度和胆固醇含量：温度升高，流动性增强；胆固醇在高温时限制分子运动，在低温时阻止磷脂紧密排列，起到「双向调节」作用。 3. 流动性的实验证据 细胞膜流动性的经典实验证据包括： · 人鼠细胞融合实验：将人细胞和鼠细胞融合，标记的蛋白质在37℃下40分钟后均匀分布，证明膜蛋白具有流动性。 · 变形虫运动：变形虫的伪足形成依赖于细胞膜的流动性。 · 胞吞胞吐：大分子物质进出细胞的方式，依赖于细胞膜的流动性。 易错警示 1. 「流动性」是结构特点，「选择透过性」是功能特性。流动性是选择透过性的基础。 2. 细胞膜的流动性不是无限制的，温度过高会破坏膜结构，温度过低会使膜失去流动性。 3. 蛋白质分子的运动速度比磷脂分子慢，因为蛋白质分子较大，且可能与其他结构相连。 五、考点三 细胞膜的功能 1. 细胞膜的三大功能 细胞膜作为细胞的边界，具有以下三大功能： 功能 含义 意义 将细胞与外界环境分隔开 细胞膜将细胞与外界环境隔开，使细胞成为一个相对独立的系统 保障了细胞内部环境的相对稳定 控制物质进出细胞 细胞膜能让物质选择性地进出，包括营养物质进入和代谢废物排出 体现了细胞膜的选择透过性，但控制是相对的 进行细胞间的信息交流 细胞通过细胞膜上的受体等结构，与相邻细胞或远距离细胞进行信息交流 保证多细胞生物体协调统一 2. 细胞间的信息交流方式 多细胞生物体内细胞间的信息交流主要有以下三种方式： ① 通过化学物质传递信息：如激素通过血液运输到靶细胞，与靶细胞膜上的受体结合，传递信息（如胰岛素与靶细胞膜受体结合）。 ② 通过细胞膜直接接触传递信息：如精子和卵细胞通过细胞膜直接接触识别并结合；免疫细胞间的识别。 ③ 通过细胞通道传递信息：如植物细胞间通过胞间连丝进行物质交换和信息交流。 3. 细胞膜的选择透过性 细胞膜的选择透过性是指细胞膜可以让水分子自由通过，一些离子和小分子也可以通过，而其他的离子、小分子和大分子则不能通过。这种特性是细胞膜完成控制物质进出功能的基础。选择透过性的物质基础是膜上载体蛋白的特异性。 易错警示 1. 细胞膜控制物质进出是相对的，有些病毒、病菌也能进入细胞，不能将控制作用绝对化。 2. 细胞膜上的受体是糖蛋白，受体具有特异性，一种受体只能接受特定的信号分子。 3. 选择透过性的条件：活细胞才有选择透过性，死细胞的细胞膜失去选择透过性，成为全透性。 六、考点四 体验制备细胞膜的方法 1. 实验原理 利用渗透作用原理，将哺乳动物成熟的红细胞放入清水中，红细胞会吸水胀破，细胞内的物质流出，从而获得纯净的细胞膜。选用哺乳动物成熟红细胞的原因是：该细胞没有细胞核和众多细胞器，膜结构单一，便于获得纯净的细胞膜。 2. 实验步骤 ① 取材：取哺乳动物（如猪、牛、羊）的新鲜血液，加入抗凝剂。 ② 制片：取一滴血液制成临时装片，在显微镜下观察正常红细胞的形态。 ③ 引流：在盖玻片一侧滴加清水，在另一侧用吸水纸吸引，使清水替换血液。 ④ 观察：持续观察红细胞吸水胀破的过程，记录细胞形态变化。 ⑤ 分离：利用离心技术将细胞膜与其他细胞内容物分离，获得纯净的细胞膜。 3. 实验注意事项 · 材料选择：必须选用哺乳动物成熟红细胞，因为其无细胞核和细胞器，膜结构单一。 · 不能用植物细胞：植物细胞有细胞壁，吸水不会胀破，且有多种膜结构，难以分离。 · 不能用鸡红细胞：鸡是鸟类，其红细胞有细胞核和细胞器，膜结构复杂。 易错警示 1. 「哺乳动物成熟红细胞」是关键，必须是哺乳动物且必须是成熟红细胞。哺乳动物未成熟红细胞有细胞核。 2. 红细胞吸水胀破的原理是渗透作用，清水浓度低于细胞内液浓度，水分子进入细胞。 3. 分离细胞膜的方法是离心，利用不同结构密度的差异进行分离。 七、典例精析 【典例1】细胞膜成分（基础题） 下列关于细胞膜成分的叙述，正确的是（ ） A. 细胞膜中脂质的含量最多，因此脂质是细胞膜功能的主要承担者 B. 细胞膜上的蛋白质分子都贯穿于磷脂双分子层中 C. 细胞膜外表面的糖蛋白具有识别作用 D. 胆固醇是植物细胞膜的重要成分 解析 【答案】C 【考点】细胞膜的成分及其功能。 【思路】A项：脂质含量最多（约50%），但功能主要由蛋白质承担，错误；B项：蛋白质分子有镶嵌、贯穿、覆盖三种方式，错误；C项：糖蛋白（糖被）位于细胞膜外表面，具有识别作用，正确；D项：胆固醇是动物细胞膜的成分，植物细胞膜一般不含胆固醇，错误。 【易错】易混淆「含量最多」与「功能主要承担者」；易忽视蛋白质的三种存在方式；易将胆固醇误认为植物细胞膜成分。 【典例2】流动镶嵌模型（基础题） 下列关于流动镶嵌模型的叙述，错误的是（ ） A. 磷脂双分子层构成了细胞膜的基本支架 B. 蛋白质分子以不同深度镶嵌、贯穿或覆盖在磷脂双分子层中 C. 细胞膜上的磷脂分子和蛋白质分子都是静止的 D. 细胞膜的外表面有糖被，起识别作用 解析 【答案】C 【考点】流动镶嵌模型的基本要点。 【思路】A、B、D项均符合流动镶嵌模型的内容；C项：细胞膜具有流动性，磷脂分子和蛋白质分子不是静止的，可以运动，错误。 【易错】易忽视「流动」二字，将细胞膜理解为静态结构。 【典例3】细胞膜功能（能力题） 下列关于细胞膜功能的叙述，正确的是（ ） A. 细胞膜能严格控制物质进出，任何物质都不能随意进出 B. 细胞膜能将细胞与外界环境分隔开，使细胞成为一个相对独立的系统 C. 细胞间的信息交流必须通过细胞膜的直接接触 D. 细胞膜的控制作用是绝对的，病毒不能进入细胞 解析 【答案】B 【考点】细胞膜的功能。 【思路】A项：细胞膜控制物质进出是相对的，不是绝对的，错误；B项：细胞膜将细胞与外界环境分隔开，使细胞成为相对独立的系统，正确；C项：细胞间信息交流有三种方式（化学物质、直接接触、胞间连丝），错误；D项：控制作用是相对的，病毒也能进入细胞，错误。 【易错】易将细胞膜的控制作用绝对化；易忽视信息交流的多种方式。 【典例4】细胞膜流动性（能力题·高考改编） 下列现象中，能体现细胞膜具有流动性的是（ ） ①变形虫的伪足运动 ②白细胞吞噬病菌 ③细胞分裂 ④分泌蛋白的分泌 ⑤红细胞吸水胀破 A. ①②③ B. ①②③④ C. ①②③④⑤ D. ②③④⑤ 解析 【答案】C 【考点】细胞膜流动性的体现。 【思路】①变形虫伪足运动依赖膜流动性；②白细胞吞噬病菌是胞吞，依赖膜流动性；③细胞分裂时细胞膜缢裂，依赖膜流动性；④分泌蛋白分泌是胞吐，依赖膜流动性；⑤红细胞吸水胀破，细胞膜变形破裂，依赖膜流动性。全部体现流动性，选C。 【易错】易忽视红细胞吸水胀破也体现流动性；易遗漏胞吞胞吐依赖流动性。 【方法】判断流动性体现的关键：看是否有膜的变形、融合、分离等动态变化。 【典例5】制备细胞膜实验（提升题） 下列关于「体验制备细胞膜的方法」实验的叙述，正确的是（ ） A. 可选用鸡的红细胞作为实验材料 B. 实验原理是渗透作用，红细胞吸水胀破 C. 可选用植物细胞作为实验材料，因为植物细胞有细胞壁 D. 获得细胞膜后，可直接观察到细胞膜的亚显微结构 解析 【答案】B 【考点】制备细胞膜实验的原理和材料选择。 【思路】A项：鸡红细胞有细胞核和细胞器，膜结构复杂，错误；B项：实验原理是渗透作用，红细胞吸水胀破，正确；C项：植物细胞有细胞壁，吸水不会胀破，且膜结构复杂，错误；D项：光学显微镜下不能观察亚显微结构，需电子显微镜，错误。 【易错】易忽视「哺乳动物成熟红细胞」的关键限定；易混淆显微结构与亚显微结构。 【典例6】细胞膜信息交流（提升题） 下列关于细胞间信息交流的叙述，正确的是（ ） A. 胰岛素作用于靶细胞，是通过细胞膜直接接触实现的 B. 精子和卵细胞结合属于通过化学物质传递信息 C. 植物细胞的胞间连丝是细胞间信息交流的通道 D. 细胞间的信息交流都需要受体参与 解析 【答案】C 【考点】细胞间信息交流的方式。 【思路】A项：胰岛素通过血液运输到靶细胞，属于通过化学物质传递信息，错误；B项：精子和卵细胞结合是细胞膜直接接触，错误；C项：植物细胞胞间连丝是细胞通道，进行信息交流，正确；D项：胞间连丝方式不需要受体，错误。 【易错】易混淆三种信息交流方式；易误认为所有信息交流都需要受体。 八、方法总结 （一）细胞膜成分记忆法 方法归纳 细胞膜成分「三字诀」： 脂（脂质50%，磷脂双分子层为骨架）； 蛋（蛋白质40%，功能承担者）； 糖（糖类2%~10%，糖被识别）。 （二）流动性与选择透过性辨析 方法归纳 结构 vs 功能： 流动性是结构特点（磷脂和蛋白质可运动）； 选择透过性是功能特性（载体特异性决定）； 关系：流动性是选择透过性的基础。 （三）制备细胞膜实验要点 方法归纳 「三选三不选」： 选哺乳动物成熟红细胞（无核无细胞器）； 不选鸟类红细胞（有核）； 不选植物细胞（有细胞壁）； 不选哺乳动物未成熟红细胞（有核）。 （四）易错点归纳 ① 「脂质含量最多」≠「脂质是功能承担者」：脂质含量最多，但功能主要由蛋白质承担。 ② 「流动性」≠「选择透过性」：流动性是结构特点，选择透过性是功能特性。 ③ 「控制物质进出」≠「绝对控制」：控制是相对的，病毒等也能进入细胞。 ④ 「哺乳动物成熟红细胞」≠「所有红细胞」：必须是哺乳动物且必须是成熟红细胞。 本讲义配套《高三生物一轮复习练习·第8课时》使用 — 第 页 / 共 页 — 学科网（北京）股份有限公司 $