3.1细胞膜的结构和功能（提升讲义）（5知识2难点7角度）生物人教版必修1

本高中生物学讲义聚焦细胞膜的结构和功能，系统梳理细胞膜的三大功能（分隔环境、控制物质进出、细胞间信息交流），追溯成分探索历程（脂质、蛋白质、磷脂双分子层的发现），最终构建流动镶嵌模型的基本内容。通过核心导图和教材拆解，形成从功能到结构的完整知识支架。 资料以科学史实验为线索（如欧文顿实验、人鼠细胞融合实验），通过表格对比和难点命题角度分析，培养学生科学思维和探究实践能力。流动镶嵌模型的结构与功能分析强化生命观念，限时训练和例题解析助力课中教学效率提升，课后精准查漏补缺。

第3章 细胞的基本结构 第1节 细胞膜的结构和功能 01 课程标准 以课标为纲，锚定学习核心方向 02 核心导图 梳理知识脉络，搭建系统知识体系 03 教材梳理 拆解教材知识点，夯实学习根基 知识一 细胞膜的功能 知识二 对细胞膜成分及结构的探索 知识三 流动镶嵌模型的基本内容 04 难点强化 突破学习难点，强化解题能力 难点一 对细胞膜的探索历程（2大命题角度） 难点二 细胞膜的结构和功能（5大命题角度） 05 限时必刷 限时45min训练，精准查漏补缺 1.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。 必会知识一 细胞膜的功能 1.将细胞与①____________分隔开（意义：保障了②_________________________________）。 2.控制物质进出细胞（细胞膜控制物质进出细胞且该控制作用是③__________）。 3.进行细胞间的信息交流 （1） （2） （3） (1)化学物质传递：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（激素、神经递质）。 (2)直接接触传递：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（精卵结合、细胞毒性T细胞与靶细胞接触）。 (3)通道传递：携带信息的物质通过通道进入另一个细胞（高等植物的④__________）（提醒：不需要细胞膜上受体）。 [例1]下图表示细胞膜的部分功能模式图。下列说法错误的是(　　) A.功能①在生命起源过程中具有重要作用 B.胰岛素调控生命活动可用图中③表示 C.功能②表示进入细胞的物质对细胞都有利 D.相邻的高等植物细胞可通过④进行信息交流 [例2]多细胞生物之所以是一个繁忙而有序的细胞“社会”，离不开细胞间的信息交流。下图表示细胞间信息交流的几种方式，下列相关叙述正确的是(　　) A.C为细胞膜上的受体，它是细胞间信息交流的必需结构 B.动物体内，细胞间进行信息交流的方式包括甲、乙、丙三种 C.A为靶细胞释放的信号分子，通过血液运输调节其他细胞的生理活动 D.细胞间的信息交流，大多与细胞膜的结构有关 [例3]细胞通过信息交流实现细胞间功能的协调。下列关于细胞间信息交流的说法，错误的是(　　) A.图1表示内分泌细胞分泌的物质随血液运输将信息传递给靶细胞 B.图2可以表示精子与卵细胞通过特异性识别实现信息交流 C.B细胞与乙细胞上都有接收信息的受体 D.细胞间协调性的实现依赖于信息交流，不需要物质和能量的交换 必会知识二 对细胞膜成分及结构的探索 1.对细胞膜成分的探索 (1)探索过程 实验一 实验方法 用500多种化学物质对植物细胞的通透性进行了上万次的实验 实验现象 溶于脂质的物质，容易穿过细胞膜；不溶于脂质的物质，不容易穿过细胞膜 实验结论 推测细胞膜是由①_________组成的 实验二 实验目的 探究细胞膜中脂质成分的类型 实验方法 利用②______________________，通过一定的方法制备出纯净的细胞膜，进行化学分析 实验结论 组成细胞膜的脂质有③___________________，其中磷脂含量最多 实验三 实验目的 用丙酮从④________________中提取脂质，在空气—水界面上铺展成单分子层 实验现象 测得单层分子的面积恰为红细胞表面积的⑤______倍 实验结论 细胞膜中的磷脂分子必然排列为⑥______________ 实验四 实验目的 研究细胞膜的张力 实验现象 细胞的表面张力明显低于油—水界面的表面张力 实验结论 推测细胞膜除含脂质分子外，可能还附有⑦___________ (2)细胞膜的成分 成分 所占比例 成分说明 脂质 约50% Ⅰ.组成细胞膜的成分中脂质含量最高； Ⅱ.组成细胞膜的脂质有磷脂和胆固醇(构成动物细胞膜的重要成分)； Ⅲ.组成细胞膜的脂质中磷脂含量最丰富 蛋白质 约40% Ⅰ.蛋白质在细胞膜行使功能方面起重要作用； Ⅱ.功能越复杂的细胞膜，蛋白质的⑧____________越多 糖类 2%～10% Ⅰ.与蛋白质或脂质结合成糖蛋白或糖脂； Ⅱ.分布在细胞膜的⑨____________ 2.对细胞膜结构的探索 实验一 实验方法 用⑩____________观察细胞膜 实验现象 观察到细胞膜清晰的⑪____________的三层结构 实验结论 所有的细胞膜都由⑫_________________三层结构构成，电镜下看到的中间的亮层是⑬___________分子，两边的暗层是⑭___________分子 实验二 实验方法 人-鼠细胞融合实验 实验过程 用绿色荧光染料标记小鼠细胞表面的蛋白质分子，用红色荧光染料标记人细胞表面的蛋白质分子，并将两个细胞进行融合 实验结论 细胞膜具有⑮___________ 实验三 实验过程 在新的观察和实验证据的基础上，提出模型 实验结论 提出⑯_________________ 3.小鼠细胞和人细胞融合实验 (1)方法：荧光标记技术，分别用发绿色荧光和红色荧光的染料标记小鼠细胞和人细胞表面的⑰__________分子。 (2)现象 Ⅰ.刚融合时，融合细胞的一半发绿色荧光，另一半发红色荧光。 Ⅱ.在37℃下经过40min，两种颜色的荧光均匀分布。 (3)实验结论：人、鼠细胞融合成一个细胞，说明膜上的磷脂分子是运动的。最终红色荧光和绿色荧光在整个细胞膜中均匀分布，说明细胞膜上的蛋白质分子是运动的，表明细胞膜具有流动性。 [例1]科学家将哺乳动物的成熟红细胞放进蒸馏水中，造成红细胞破裂出现溶血现象，再将溶出细胞外的物质冲洗掉，剩下的结构在生物学上称为“血影”。“血影”的主要成分是(　　) A．血红蛋白、水 B．脂质、蛋白质 C．蛋白质、糖类 D．糖类、脂质 [例2]科学探索永无止境，人们对细胞膜的化学成分和结构的认识经历了漫长的过程。下列有关叙述正确的有几项?(　　) ①从某细胞中提取脂质，在空气—水界面上铺展成单分子层，测得面积恰为细胞表面积的两倍，则该细胞可能是鸡的成熟红细胞 ②科学家通过发现细胞的表面张力低于油—水界面的表面张力，推测细胞膜可能附有蛋白质 ③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 ④用细胞融合的方法探究细胞膜流动性时，可用荧光染料标记膜蛋白 A.1项 B.2项 C.3项 D.4项 [例3科学家对于细胞膜成分和结构的探索经历了漫长的历程，在这个过程中科学家们经历了无数次提出假说和科学验证的过程。下列说法错误的是(　　) A.科学家利用哺乳动物成熟红细胞制备纯净细胞膜，是因为其没有细胞核和各类复杂的细胞器 B.戈特和格伦德尔将磷脂分子在空气—水界面上铺成单分子层，面积恰好和红细胞表面积相等 C.罗伯特森所描述的细胞膜的静态结构模型不能很好地解释细胞的生长等问题 D.科学家利用荧光标记技术证明了细胞膜具有流动性 必会知识三 流动镶嵌模型的基本内容 1．内容 (1)脂质：①________________构成膜的基本支架。 Ⅰ.磷脂分子的排布特点：亲水的“头部”排在②___________；疏水的“尾部”排在③___________。 Ⅱ.作用：具有屏障作用，因为水溶性的分子或离子不能自由通过。 Ⅲ.特点：具有一定的流动性 (2)蛋白质分子以不同方式镶嵌在磷脂双分子层中：有的④___________磷脂双分子层表面，有的⑤_____________________嵌入磷脂双分子层中，有的⑥___________整个磷脂双分子层。这些蛋白质分子在⑦_________________等方面具有重要作用。 (3)细胞膜不是静止不动的，而是具有流动性，主要表现为构成膜的磷脂分子可以侧向⑧_________________，膜中的蛋白质⑨_________________。 2．特点 (1)结构特点——具有⑩_________________。如质壁分离与复原、变形虫的变形运动、胞吞和胞吐、白细胞的吞噬作用等。（提醒：结构特点是功能特点的基础） 意义：对于细胞完成物质运输、生长、分裂、运动等功能都是非常重要的。 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。 (2)功能特点——⑪_________________：水分子、细胞需要的离子和小分子可以通过，而其他的离子、小分子和大分子不能通过。（提醒：台盼蓝染色法的原理） [例1]如图为某细胞膜的结构模型示意图，下列相关叙述正确的是(　　) A.细胞间进行信息交流都依赖于细胞膜上的糖蛋白 B.⑤表示磷脂双分子层，是膜的基本支架 C.图中②和⑥组成磷脂分子，其中⑥表示亲水端 D.图中③表示蛋白质，细胞膜的流动性使膜蛋白均匀分散在脂质中 [例2]冷冻蚀刻技术是将在超低温下冻结的组织或细胞骤然断开，依照组织或细胞的断裂面制成复模，用于电镜观察的技术。科学家常用冰冻蚀刻技术观察细胞膜中蛋白质的分布和膜面结构。下列有关分析错误的是(　　) A.BF和PF侧均为磷脂双分子层的疏水侧 B.BS侧表示细胞膜外侧，依据是其上有糖被 C.图中蛋白质的分布是不对称的，而磷脂的分布是对称的 D.由图可知，蛋白质分子以不同的方式分布在磷脂双分子层中 难点知识一 对细胞膜的探索历程 1．对细胞膜成分的探索 时间、人物 实验依据 结论或假说 1895年，欧文顿 对植物细胞进行通透性实验，发现溶于脂质的物质更容易通过细胞膜 推测：细胞膜是由脂质组成的 20世纪初，科学家 利用哺乳动物的红细胞，制备纯净的细胞膜进行化学分析 组成细胞膜的脂质有磷脂和胆固醇，其中磷脂含量最多 1925年，戈特和格伦德尔 用丙酮从红细胞中提取的脂质，铺展成单分子层，单层分子的面积是红细胞表面积的2倍 细胞膜中的磷脂分子必然排列为连续的两层 1935年，丹尼利和戴维森 发现细胞表面的张力明显低于油—水界面的表面张力 细胞膜可能还附有蛋白质 2．对细胞膜结构的探索 时间、人物 实验依据 结论或假说 1959年，罗伯特森 在电镜下看到细胞膜清晰的暗—亮—暗三层结构 所有的细胞膜都由蛋白质—脂质—蛋白质三层结构构成，是静态的结构 1970年 荧光标记的小鼠细胞和人细胞融合实验 细胞膜具有流动性 1972年，辛格和尼科尔森 新的观察和实验证据 提出为大多数人所接受的细胞膜的流动镶嵌模型 3．细胞膜成分的鉴定方法 细胞膜成分 鉴定试剂(方法) 结果 磷脂 脂溶剂处理 细胞膜被溶解 磷脂酶处理 细胞膜被破坏 脂溶性物质透过实验 脂溶性物质优先通过 蛋白质 双缩脲试剂 发生紫色反应 蛋白酶处理 细胞膜被破坏 4．细胞膜结构、功能的探究 项目 设计思路 细胞膜磷脂双分子层的鉴定 提取细胞膜中的磷脂分子，铺在水面上，测得磷脂单层分子占有面积，与细胞表面积对比分析 细胞膜流动性的鉴定 取A、B两种动物细胞，将两种细胞融合并分别用红、绿色荧光染料标记两种细胞表面的蛋白质分子，观察融合细胞两种颜色的荧光的分布情况 细胞膜识别作用的探究 将大量的同种生物和亲缘关系较远的生物的精子和卵细胞混合在一起，观察精子和卵细胞结合情况 细胞膜控制物质进出细胞的探究 可利用有颜色的植物组织，将其放入无色溶液中，然后用高温、强酸或强碱处理，观察处理前后溶液颜色是否发生变化 命题角度1 细胞膜成分的探索 1.下列关于细胞膜的叙述，正确的是（　　） A．细胞膜主要由脂质和蛋白质组成，蛋白质含量最多 B．功能越复杂的细胞膜，蛋白质的种类和数量就越多 C．细胞膜上的磷脂和蛋白质都可以运动，所以细胞膜具有流动性 D．细胞膜表面的糖类分子都只能与蛋白质结合 命题角度2 细胞膜结构的探索 2.关于细胞膜成分和结构的探索历程，下列叙述错误的是（　　） A．科学家利用化学分析法得知，组成细胞膜的脂质以磷脂为主 B．丹尼利等人通过对细胞膜表面张力的研究，推测细胞膜上可能还附有蛋白质 C．罗伯特森提出的静态结构模型，无法解释变形虫的变形运动等现象 D．荧光标记的小鼠细胞和人细胞的融合实验结果，表明细胞膜具有选择透过性 难点知识二 细胞膜的结构和功能 1．细胞膜（细胞质膜或质膜）的制备 材料 人或其他哺乳动物成熟的红细胞 选材原因 无细胞核和众多的细胞器，易制得纯净的细胞膜 无细胞壁，细胞易吸水涨破 制备细胞膜的原理 哺乳动物的红细胞吸水胀破→离心→获得细胞膜 2．细胞膜的成分 （1）脂质：磷脂最丰富，此外还有少量的胆固醇。 （2）蛋白质：在细胞膜行使功能方面起着重要的作用，功能越复杂的细胞膜，蛋白质的种类和数量越多。 ①不同种类的细胞，细胞膜的成分及含量不完全相同。膜上的蛋白质也不是一成不变的。 ②细胞膜的组分并不是不可变的。如细胞癌变过程中，细胞膜组分发生变化，糖蛋白含量下降。 （3）糖类（少量）：主要分布在细胞膜的外表面，和蛋白质分子结合形成糖蛋白，或与脂质结合形成糖脂，这些糖类分子被称为糖被。 3．流动镶嵌模型 （1）基本内容 ①流动镶嵌模型认为，细胞膜主要是由磷脂分子和蛋白质分子构成的。磷脂双分子层是膜的基本支架，其内部是磷脂分子的疏水端，水溶性分子或离子不能自由通过，因此具有屏障作用。蛋白质分子以不同方式镶嵌在磷脂双分子层中：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，有的贯穿于整个磷脂双分子层。这些蛋白质分子在物质运输等方面具有重要作用。 ②细胞膜的外表面还有糖类分子，它和蛋白质分子结合形成糖蛋白，或与脂质结合形成糖脂，这些糖类分子叫作糖被。糖被在细胞生命活动中具有重要功能，如与细胞表面的识别、细胞间的信息传递等功能有密切关系。 （2）结构特点 特点 具有一定的流动性 原因 构成膜的磷脂双分子可以侧向自由移动，大多数蛋白质分子也是可以运动的 意义 对细胞完成物质运输、生长、分裂、运动等功能都是非常重要的 实例 质壁分离、变形虫运动、胞吞和胞吐、巨噬细胞的吞噬作用等 4．细胞膜的三大功能 （1）将细胞与外界环境分隔开 ①保障细胞内部环境相对稳定； ②将生命物质与外界环境分隔开，产生原始的细胞，成为相对独立的系统 （2）控制物质进出细胞 ①方式：被动运输、主动运输和胞吞、胞吐 ②特点 1）普遍性：营养物质、代谢废物、分泌物等 2）选择性： 根本：细胞自身遗传特性。 直接：细胞膜上转运蛋白的种类、数量及其空间结构的变化。 3）相对性：病毒、病菌侵入细胞 （3）进行细胞间的信息交流 ①化学物质传递（如激素、递质） ②接触传递（如精卵结合、细胞毒性T细胞与靶细胞接触） ③通道传递（如胞间连丝） 注意：细胞膜是系统的边界——细胞的边界。 5．功能特点 特点 具有选择透过性 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 主要原因 基因决定转运蛋白的种类和数量，使细胞膜对运输的物质具有选择性 命题角度1 细胞膜的成分 3.红细胞血影（Erythrocyte Ghost）是将分离的红细胞放入低渗溶液中，水渗入到红细胞内部，红细胞膨胀、破裂，从而释放出血红蛋白，当红细胞的内容物渗漏之后，质膜可以重新封闭起来称为红细胞血影。则红细胞血影的主要组成成分是（　　） A．蛋白质 B．脂质 C．脂质和蛋白质 D．糖类和蛋白质 命题角度2 流动镶嵌模型 4.下图为细胞膜的亚显微结构模式图，相关叙述错误的是（　　） A．1与细胞表面识别有关 B．2构成细胞膜的基本支架 C．3具有一定的流动性 D．由于细胞膜有控制物质进出细胞的功能，则对细胞有害的物质均不能进入细胞 5.分散到水溶液中的磷脂分子会自发组装成球状小泡，称为脂质体，它可以作为药物的运载体，如图所示，A、B表示药物。下列叙述错误的是（　　） A．构成脂质体的磷脂分子属于脂肪 B．脂质体膜与细胞膜的基本支架相同 C．A代表水溶性的药物，B代表的是脂溶性药物 D．脂质体表面若镶嵌靶向信号分子，可将药物运送到特定的靶细胞 命题角度3 细胞膜的功能 6.细胞是基本的生命系统，它的边界是细胞膜。下列关于细胞膜功能的叙述，错误的是（　　） A．控制物质进出细胞 B．将细胞与外界环境分隔开 C．进行细胞间的信息交流 D．控制细胞的代谢和遗传 命题角度4 细胞膜的结构特点 7.研究发现，衰老或有缺陷细胞的细胞膜上，磷脂分子疏水的尾（脂肪酸一端）被“冻结”了，不能自由移动，在机械刺激或压迫等条件下，细胞膜容易出现裂隙。下列叙述错误的是（　　） A．在细胞膜上，磷脂分子疏水的尾均排列在磷脂双分子层的内部 B．细胞膜两侧的磷脂分子上可能连接着糖类分子 C．正常的细胞膜上，磷脂分子和大多数蛋白质分子的运动使细胞膜具有流动性 D．细胞膜出现裂隙不利于保持细胞内部环境的相对稳定 命题角度5 细胞膜的功能特点 8.“桃之夭夭，灼灼其华”出自《诗经·周南·桃夭》，是中国文学中描写桃花最经典的句子之一。经典的红粉桃花花瓣中含有花青素，若将红粉桃花放在清水中，水的颜色无明显变化；若对其进行加热，随着水温升高，水的颜色逐渐变成红色，其原因是（　　） A．水温升高使花青素的溶解度增大 B．加热使花瓣细胞的生物膜破坏 C．花青素在水等无机溶剂中难以溶解 D．加热使花瓣细胞壁失去了选择透过性 [要点回眸] [答题必备] 1．(必修1 P40～41)细胞膜的功能：将细胞与外界环境分隔开；控制物质进出细胞；进行细胞间的信息交流。 2．(必修1 P43)细胞膜主要是由脂质和蛋白质组成的，此外还有少量的糖类；功能越复杂的细胞膜，蛋白质的种类与数量越多。 3．(必修1 P45)细胞膜的结构特点是具有流动性，主要表现为构成膜的磷脂分子可以侧向自由移动，膜中的蛋白质大多也能运动。 4．(必修1 P45)糖被：细胞膜的外表面与蛋白质或脂质结合的糖类分子，其与细胞表面的识别、细胞间的信息传递等功能有密切关系。 一、单选题 1.将一个细胞中的磷脂分子全部提取出来，将其在空气—水界面上铺展成单分子层，结果测得单分子层的表面积相当于原来细胞膜表面积的两倍。下列细胞实验与此结果最相符的是(　　) A.水绵的细胞 B.鸡的红细胞 C.口腔上皮细胞 D.大肠杆菌细胞 2.科学家对细胞膜结构与功能的认识经历了很长的探索历程。下列有关说法错误的是(　　) A.脂溶性物质更易穿过细胞膜，推测细胞膜的主要组成成分中有脂质 B.荧光标记的人、鼠细胞融合实验说明细胞膜具有流动性 C.细胞膜除含有脂质分子外，还含有蛋白质和少量糖类 D.电镜下细胞膜呈清晰的暗—亮—暗三层结构，推测细胞膜由脂质—蛋白质—脂质三层结构构成 3.下列各项不属于细胞膜的功能的是(　　) A.用清水洗菠菜，清水不会出现绿色 B.大熊猫受精时，精子和卵细胞之间的识别和结合 C.控制合成细胞所需的各种物质 D.环境中的病原体不能轻易地侵入人体，使人患病 4.如图为某同学根据所学知识绘制的细胞膜流动镶嵌模型，下列有关叙述错误的是(　　) A.①与细胞表面识别、细胞间的信息传递等功能密切相关 B.②构成了细胞膜的基本支架，其外部亲水、内部疏水 C.细胞膜具有流动性，主要表现为膜上的蛋白质都可以自由移动 D.功能越复杂的细胞膜，③的种类和数目就越多 5.下列关于细胞膜的探索历程中相关实验与结论之间的对应关系，错误的是(　　) 选项 实验 结论 A 人成熟红细胞膜中的脂质在空气—水界面上铺展成单分子层后是细胞表面积的2倍 细胞膜中的磷脂分子必然排列为连续的两层 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 用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 脂溶性物质更易穿过细胞膜 细胞膜的主要组成成分中含有脂质 6.脂质体是以磷脂等物质制备的脂双层结构。将磷脂、胆固醇等加入DNA溶液中，通过处理后得到包裹DNA的脂质体，其可被受体细胞内吞而实现DNA转移。下列叙述错误的是(　　) A.脂质体介导DNA转移体现了膜的流动性 B.若以植物细胞作为介导DNA转移的受体，转移前应去除其细胞壁 C.构成脂质体的磷脂由甘油、脂肪酸、磷酸及其他衍生物组成 D.脂质体也可用来运输脂溶性药物，但不能运输能在水中结晶的药物 7.下列关于细胞膜的结构和组成的叙述，正确的是(　　) A.细胞膜上的大多数蛋白质是不可以运动的 B.在组成细胞膜的脂质中，胆固醇最丰富 C.同一生物体的所有细胞膜中蛋白质的种类和数量均相同 D.膜蛋白在细胞膜上的分布是不对称的 8.如图为某生物体内甲、乙细胞进行信息交流的示意图，相关叙述错误的是（　　） A．若甲、乙分别为精子和卵细胞，则它们之间的信息交流是通过直接接触实现的 B．若甲、乙为高等植物体内的相邻细胞，则它们可通过胞间连丝进行信息交流 C．细胞间的信息交流都需要细胞膜上受体参与 D．细胞间功能的协调离不开信息交流 9.细胞膜既是将细胞内部与外界隔开的屏障，也是细胞与外界进行物质交换的门户。下图为细胞膜的结构模式图。下列叙述错误的是（　　） A．①表示糖被，与细胞间信息交流密切相关 B．细胞膜及其他生物膜的主要成分都是②③ C．细胞膜上蛋白质的不对称分布，利于信息识别与传递 D．细胞膜上蛋白质的结构可能随温度、pH的改变而改变 10.2025年3月，国际顶尖学术期刊“Cell”重磅发布了我国科学家主导的深渊生命科研成果，研究聚焦深渊中的原核微生物、无脊椎动物（钩虾）和脊椎动物（鱼类）。深渊环境的显著特点就是低温和高压，该成果是人类首次系统性地研究深渊生命。下列关于深渊生命的推测，错误的是（　　） A．深渊中原核微生物、无脊椎动物的细胞膜的主要成分是脂质和蛋白质 B．深渊生物生活在黑暗环境中不能进行光合作用，因此细胞内不能合成有机物 C．深渊生物的细胞膜上蛋白种类和数量可能较多以适应高压下的物质运输需求 D．深渊生物的细胞膜上可能具有较多不饱和脂肪酸以适应低温环境 11.细胞膜上的（糖基化）是一种新发现的生物分子，它由一小段（核糖核酸）为支架，上面连着聚糖（多糖类分子）。研究发现，主要富集在活细胞的细胞膜外部，推测可能具有与细胞膜上的糖蛋白和糖脂类似的功能。下列相关叙述正确的是（　　） A．细胞膜上的糖被是由糖蛋白、糖脂和等构成的 B．与细胞间的信息传递、细胞表面的识别等无关 C．细胞膜上含有磷元素的物质不仅有磷脂，还有 D．细胞膜功能的复杂程度主要与的种类和数量有关 12.“荧光漂白恢复”是指用强激光照射使细胞内特定荧光标记区域的荧光淬灭，继而通过观察周围未被淬灭的荧光分子是否重新移动到该区域，以研究荧光恢复情况的实验技术。研究者利用该技术，观察到去除胆固醇的细胞膜中漂白区域荧光恢复时间显著短于正常细胞膜。下列相关叙述，正确的是（　　） A．胆固醇构成细胞膜的基本支架，参与血液中脂质的运输 B．胆固醇是合成膜蛋白的原料，去除后膜蛋白更容易移动 C．胆固醇是细胞膜的重要成分，对膜的流动性有限制作用 D．推测改变实验的温度条件，荧光恢复时间不会发生改变 二、多选题 13.图甲为动物细胞膜的亚显微结构模式图；图乙为不同温度下胆固醇对人工膜(人工合成的脂质膜)微粘度(与流动性呈负相关)影响的曲线。下列叙述正确的是(　　) 甲 乙 A.图甲属于描述细胞膜结构的物理模型 B.膜蛋白A可能与细胞膜具有信息交流的功能有关 C.胆固醇和磷脂是构成动物细胞细胞膜的重要成分 D.据图乙分析，胆固醇可以提高膜的流动性 14.科学家利用DNA分子制成了一种“分子钩”，可以稳定地钩在活细胞的细胞膜表面，用于标记和研究特定膜蛋白的运动。下列叙述正确的是(　　) A.“分子钩”与膜蛋白的结合具有特异性 B.该技术可用于观察细胞膜的流动性 C.该技术可在不影响膜蛋白功能的前提下追踪特定蛋白的运动 D.DNA是细胞膜的重要组成成分之一 15.研究人员在细胞膜上发现一种新型生物分子——糖RNA（如图），揭示了其在人类自身免疫性疾病中发挥的作用，下列说法错误的是（　　） A．图中细胞膜上的RNA含氢键的双链结构 B．组成RNA的基本单位是核糖核酸 C．图中糖RNA可能参与细胞间信息交流 D．细胞膜的功能主要取决于膜上的糖链的种类 16.脂质体是一种人工制备的微型囊泡，由磷脂双分子层构成，可通过对其进行表面抗体修饰实现其与靶细胞的融合，从而将脂质体所携带药物送入细胞。下列叙述正确的是（　　） A．脂质体可以运送水溶性药物或脂溶性药物 B．由脂质体与靶细胞融合可推测，靶细胞膜含有磷脂成分 C．脂质体与靶细胞的融合利用了抗体—抗原结合的特异性 D．脂质体与靶细胞的融合体现了细胞膜参与细胞间信息交流的功能 17.细胞作为一个基本的生命系统，其边界是细胞膜。下图为细胞膜的亚显微结构模式图，相关说法错误的是（　　） A．③是磷脂双分子层，组成其的分子头部疏水，尾部亲水 B．人—鼠细胞融合实验中，标记人—鼠细胞表面的①，证明了细胞膜的结构特点 C．病毒能够入侵细胞说明该细胞膜已经丧失了控制物质进出的能力 D．细胞膜的功能特性与④有关，膜的功能越复杂，④的种类和数量越多 三、解答题 18.下图是细胞间的三种信息交流方式，回答下列问题。 (1)图甲表示通过细胞分泌的化学物质，随　　　到达全身各处，与靶细胞表面的　　　　结合，将信息传递给靶细胞。 (2)图乙表示通过相邻两个细胞的　　　　　　　　　，将信息从一个细胞传递给另一个细胞。 (3)一般认为细胞识别的分子基础是受体。受体主要指细胞膜上的　　　　　　　　　　　，它与细胞外信号分子的结合有特异性。 (4)图丙表示相邻两个高等植物细胞之间形成　　　　　　　　　　，携带信息的物质从一个细胞传递给另一个细胞。 (5)多细胞生物体内，各细胞之间维持功能协调，才能使生物体健康地生存。这种协调性的实现不仅依赖于物质和能量的交换，也依赖于信息的交流，这种交流大多与　　　　　　　　　　有关。 19.哺乳动物成熟红细胞是研究膜结构功能的常用材料，请根据所学的知识，回答下列问题。 (1)科学家对细胞膜结构模型的探索经历了漫长的过程。1895年，欧文顿用500多种化学物质对植物细胞的通透性进行了实验。根据他的研究，下列物质中更容易穿过细胞膜的是　　　　　(多选)。 A.葡萄糖 B.脂肪酸 C.胆固醇 D.核苷酸 (2)1972年，辛格和尼科尔森提出了细胞膜的　　　　　模型，内容中指出细胞膜的基本支架是　　　　　　。科学家在探索过程中应用了　　　　　(填“提出假说”或“不完全归纳法”)这一科学方法。 (3)精子和卵细胞结合的过程体现了细胞膜的　　　　　　　　　　功能。 (4)成熟红细胞经低渗处理，细胞吸水膨胀后涨破。这个过程体现了细胞膜具有　　　　　　　　　的结构特点，具有该结构特点的原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　　。破裂后仍保持原有基本形态和大小的细胞膜结构，在生物学上称为“血影”。研究人员用不同试剂分别处理血影，结果如下表所示(“+”表示有，“-”表示无)。由表中结果推测，对维持血影形态起重要作用的蛋白质是　　　　(填字母)。 实验处理 蛋白质种类 处理后血影的形态 A B C D E F 试剂甲处理后 + + + + - - 变得不规则 试剂乙处理后 - - + + + + 仍能保持 20.下图为细胞膜结构示意图，A、B表示细胞膜的两侧。请回答下列问题。 (1)细胞膜的主要成分是 ，图中1表示 ，与植物细胞相比，动物细胞中还有的成分是 。图中的结构模型为目前被公认的细胞膜模型，称为 。 (2)图中 (填图中字母)侧是细胞膜的外侧，判断的理由是 。细胞膜上的糖被与 等功能有密切关系。 (3)胰岛B细胞分泌的胰岛素作用于靶细胞，加速其对血糖的摄取和利用，从而降低血糖浓度，胰岛素作用于靶细胞，需要与靶细胞膜表面的 结合，才能将信息传递到细胞内。除了通过激素传递信息之外，细胞间还可以通过 、 等方式传递信息。 21.下图甲是按照“流动镶嵌模型”绘制的细胞膜结构示意图，①②③代表某种物质。图乙是图甲中物质③的示意图，a、b分别表示该分子的头部和尾部。回答下列问题： (1)图甲中细胞膜的外侧是 （填“I”或“II”）侧。 (2)图甲中的③是 ；在图乙中，具有亲水性的部位是 （填图中字母）。若将多个图乙所示分子放在盛有水的容器中，最终的排列方式最可能为下图的 。 A． B． C． D． (3)细胞膜的结构特点是 。其原因是 。科研上鉴别动物细胞是否死亡常用台盼蓝染液，进行染色时，死细胞会被染成蓝色，而活细胞不会着色，这说明活细胞的细胞膜具有 的作用。 学科网（北京）股份有限公司1 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 $ 第3章 细胞的基本结构 第1节 细胞膜的结构和功能 01 课程标准 以课标为纲，锚定学习核心方向 02 核心导图 梳理知识脉络，搭建系统知识体系 03 教材梳理 拆解教材知识点，夯实学习根基 知识一 细胞膜的功能 知识二 对细胞膜成分及结构的探索 知识三 流动镶嵌模型的基本内容 04 难点强化 突破学习难点，强化解题能力 难点一 对细胞膜的探索历程（2大命题角度） 难点二 细胞膜的结构和功能（5大命题角度） 05 限时必刷 限时45min训练，精准查漏补缺 1.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。 必会知识一 细胞膜的功能 1.将细胞与①____________分隔开（意义：保障了②_________________________________）。 2.控制物质进出细胞（细胞膜控制物质进出细胞且该控制作用是③__________）。 3.进行细胞间的信息交流 （1） （2） （3） (1)化学物质传递：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（激素、神经递质）。 (2)直接接触传递：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（精卵结合、细胞毒性T细胞与靶细胞接触）。 (3)通道传递：携带信息的物质通过通道进入另一个细胞（高等植物的④__________）（提醒：不需要细胞膜上受体）。 [答案]①外界环境 ②细胞内部环境的相对稳定 ③相对的 ④胞间连丝 [例1]下图表示细胞膜的部分功能模式图。下列说法错误的是(　　) A.功能①在生命起源过程中具有重要作用 B.胰岛素调控生命活动可用图中③表示 C.功能②表示进入细胞的物质对细胞都有利 D.相邻的高等植物细胞可通过④进行信息交流 【答案】A 【详解】功能①即作为系统的边界，在生命起源过程中具有重要作用，它将生命物质与外界环境分隔开，产生了原始的细胞，并成为相对独立的系统，A项正确。激素调控生命活动需要靶细胞进行信号检测，故胰岛素调控生命活动可用图中③表示，B项正确。功能②表示控制物质进出细胞，细胞一般是吸收有利物质，但某些有害物质也能进入细胞，C项错误。相邻的两个高等植物细胞可通过细胞通道进行信息交流，D项正确。 [例2]多细胞生物之所以是一个繁忙而有序的细胞“社会”，离不开细胞间的信息交流。下图表示细胞间信息交流的几种方式，下列相关叙述正确的是(　　) A.C为细胞膜上的受体，它是细胞间信息交流的必需结构 B.动物体内，细胞间进行信息交流的方式包括甲、乙、丙三种 C.A为靶细胞释放的信号分子，通过血液运输调节其他细胞的生理活动 D.细胞间的信息交流，大多与细胞膜的结构有关 【答案】D 【详解】C为细胞膜上的受体，但细胞间的信息交流并非都依赖受体，如高等植物细胞之间通过胞间连丝进行信息交流，所以受体不是细胞间信息交流的必需结构，A项错误。动物体内，细胞间进行信息交流的方式主要是甲、乙，分别是通过化学物质传递信息、通过细胞膜直接接触传递信息，高等植物细胞通过丙，即通过胞间连丝传递信息，B项错误。由图甲可知，A是由内分泌细胞释放的信号分子，即激素，激素通过血液运输到全身各处，进而调节靶细胞的生理活动，而不是靶细胞释放的信号分子，C项错误。细胞间的信息交流，大多与细胞膜上的受体等结构有关，细胞膜在细胞间信息交流中起到关键作用，D项正确。 [例3]细胞通过信息交流实现细胞间功能的协调。下列关于细胞间信息交流的说法，错误的是(　　) A.图1表示内分泌细胞分泌的物质随血液运输将信息传递给靶细胞 B.图2可以表示精子与卵细胞通过特异性识别实现信息交流 C.B细胞与乙细胞上都有接收信息的受体 D.细胞间协调性的实现依赖于信息交流，不需要物质和能量的交换 【答案】D 【详解】图1表示内分泌细胞分泌的物质随血液运输将信息传递给靶细胞，此为细胞间信息交流的方式之一，A项正确。图2表示的是细胞膜直接接触，精子与卵细胞的识别就属于此种信息交流方式，B项正确。由图1和图2可知，B细胞与乙细胞膜上都有接收信息的受体，C项正确。细胞间协调性的实现依赖于信息交流，同时也需要物质和能量的交换，D项错误。 必会知识二 对细胞膜成分及结构的探索 1.对细胞膜成分的探索 (1)探索过程 实验一 实验方法 用500多种化学物质对植物细胞的通透性进行了上万次的实验 实验现象 溶于脂质的物质，容易穿过细胞膜；不溶于脂质的物质，不容易穿过细胞膜 实验结论 推测细胞膜是由①_________组成的 实验二 实验目的 探究细胞膜中脂质成分的类型 实验方法 利用②______________________，通过一定的方法制备出纯净的细胞膜，进行化学分析 实验结论 组成细胞膜的脂质有③___________________，其中磷脂含量最多 实验三 实验目的 用丙酮从④________________中提取脂质，在空气—水界面上铺展成单分子层 实验现象 测得单层分子的面积恰为红细胞表面积的⑤______倍 实验结论 细胞膜中的磷脂分子必然排列为⑥______________ 实验四 实验目的 研究细胞膜的张力 实验现象 细胞的表面张力明显低于油—水界面的表面张力 实验结论 推测细胞膜除含脂质分子外，可能还附有⑦___________ (2)细胞膜的成分 成分 所占比例 成分说明 脂质 约50% Ⅰ.组成细胞膜的成分中脂质含量最高； Ⅱ.组成细胞膜的脂质有磷脂和胆固醇(构成动物细胞膜的重要成分)； Ⅲ.组成细胞膜的脂质中磷脂含量最丰富 蛋白质 约40% Ⅰ.蛋白质在细胞膜行使功能方面起重要作用； Ⅱ.功能越复杂的细胞膜，蛋白质的⑧____________越多 糖类 2%～10% Ⅰ.与蛋白质或脂质结合成糖蛋白或糖脂； Ⅱ.分布在细胞膜的⑨____________ 2.对细胞膜结构的探索 实验一 实验方法 用⑩____________观察细胞膜 实验现象 观察到细胞膜清晰的⑪____________的三层结构 实验结论 所有的细胞膜都由⑫_________________三层结构构成，电镜下看到的中间的亮层是⑬___________分子，两边的暗层是⑭___________分子 实验二 实验方法 人-鼠细胞融合实验 实验过程 用绿色荧光染料标记小鼠细胞表面的蛋白质分子，用红色荧光染料标记人细胞表面的蛋白质分子，并将两个细胞进行融合 实验结论 细胞膜具有⑮___________ 实验三 实验过程 在新的观察和实验证据的基础上，提出模型 实验结论 提出⑯_________________ 3.小鼠细胞和人细胞融合实验 (1)方法：荧光标记技术，分别用发绿色荧光和红色荧光的染料标记小鼠细胞和人细胞表面的⑰__________分子。 (2)现象 Ⅰ.刚融合时，融合细胞的一半发绿色荧光，另一半发红色荧光。 Ⅱ.在37℃下经过40min，两种颜色的荧光均匀分布。 (3)实验结论：人、鼠细胞融合成一个细胞，说明膜上的磷脂分子是运动的。最终红色荧光和绿色荧光在整个细胞膜中均匀分布，说明细胞膜上的蛋白质分子是运动的，表明细胞膜具有流动性。 [答案]①脂质 ②哺乳动物的红细胞 ③磷脂和胆固醇 ④人的红细胞 ⑤2 ⑥连续的两层 ⑦蛋白质 ⑧种类和数量 ⑨外表面 ⑩电子显微镜 ⑪暗-亮-暗 ⑫蛋白质-脂质-蛋白质 ⑬脂质 ⑭蛋白质 ⑮流动性 ⑯流动镶嵌模型 ⑰蛋白质 [例1]科学家将哺乳动物的成熟红细胞放进蒸馏水中，造成红细胞破裂出现溶血现象，再将溶出细胞外的物质冲洗掉，剩下的结构在生物学上称为“血影”。“血影”的主要成分是(　　) A．血红蛋白、水 B．脂质、蛋白质 C．蛋白质、糖类 D．糖类、脂质 【答案】B 【详解】将哺乳动物的成熟红细胞放进蒸馏水中，造成红细胞破裂出现溶血现象，再将溶出细胞外的物质（血红蛋白等）冲洗掉，剩下的结构“血影”为细胞膜，其膜主要成分是脂质、蛋白质，B符合题意。 [例2]科学探索永无止境，人们对细胞膜的化学成分和结构的认识经历了漫长的过程。下列有关叙述正确的有几项?(　　) ①从某细胞中提取脂质，在空气—水界面上铺展成单分子层，测得面积恰为细胞表面积的两倍，则该细胞可能是鸡的成熟红细胞 ②科学家通过发现细胞的表面张力低于油—水界面的表面张力，推测细胞膜可能附有蛋白质 ③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 ④用细胞融合的方法探究细胞膜流动性时，可用荧光染料标记膜蛋白 A.1项 B.2项 C.3项 D.4项 【答案】C 【详解】鸡为鸟类，其成熟红细胞有细胞核和多种细胞器，故从其中提取的脂质铺展成单分子层后，面积应大于细胞表面积的2倍，该实验仅适用于哺乳动物成熟红细胞(无核、无细胞器)，①错误；油—水界面表面张力较高，细胞膜表面张力较低，丹尼利和戴维森推测细胞膜除含脂质分子外还附有蛋白质(蛋白质可降低表面张力)，该推测为后续膜蛋白的研究奠定了基础，②正确；罗伯特森在电镜下观察到细胞膜呈暗—亮—暗的三层结构，提出所有细胞膜都由蛋白质—脂质—蛋白质三层结构构成，且为静态模型，③正确；细胞融合实验中，用不同荧光染料标记人、鼠细胞膜蛋白，证明了细胞膜具有流动性，④正确。 [例3科学家对于细胞膜成分和结构的探索经历了漫长的历程，在这个过程中科学家们经历了无数次提出假说和科学验证的过程。下列说法错误的是(　　) A.科学家利用哺乳动物成熟红细胞制备纯净细胞膜，是因为其没有细胞核和各类复杂的细胞器 B.戈特和格伦德尔将磷脂分子在空气—水界面上铺成单分子层，面积恰好和红细胞表面积相等 C.罗伯特森所描述的细胞膜的静态结构模型不能很好地解释细胞的生长等问题 D.科学家利用荧光标记技术证明了细胞膜具有流动性 【答案】B 【详解】哺乳动物成熟红细胞无细胞核和细胞器，是制备纯净细胞膜的理想材料，A项正确。戈特和格伦德尔测得磷脂单分子层面积恰好为红细胞表面积的2倍，说明细胞膜中的磷脂分子必然排列为连续的两层，B项错误。罗伯特森的静态模型认为膜结构固定，但该模型无法解释细胞生长、变形虫运动等现象，C项正确。荧光标记的人、鼠细胞融合实验证实了细胞膜具有流动性，该实验运用了荧光标记技术，D项正确。 必会知识三 流动镶嵌模型的基本内容 1．内容 (1)脂质：①________________构成膜的基本支架。 Ⅰ.磷脂分子的排布特点：亲水的“头部”排在②___________；疏水的“尾部”排在③___________。 Ⅱ.作用：具有屏障作用，因为水溶性的分子或离子不能自由通过。 Ⅲ.特点：具有一定的流动性 (2)蛋白质分子以不同方式镶嵌在磷脂双分子层中：有的④___________磷脂双分子层表面，有的⑤_____________________嵌入磷脂双分子层中，有的⑥___________整个磷脂双分子层。这些蛋白质分子在⑦_________________等方面具有重要作用。 (3)细胞膜不是静止不动的，而是具有流动性，主要表现为构成膜的磷脂分子可以侧向⑧_________________，膜中的蛋白质⑨_________________。 2．特点 (1)结构特点——具有⑩_________________。如质壁分离与复原、变形虫的变形运动、胞吞和胞吐、白细胞的吞噬作用等。（提醒：结构特点是功能特点的基础） 意义：对于细胞完成物质运输、生长、分裂、运动等功能都是非常重要的。 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。 (2)功能特点——⑪_________________：水分子、细胞需要的离子和小分子可以通过，而其他的离子、小分子和大分子不能通过。（提醒：台盼蓝染色法的原理） [答案]①磷脂双分子层 ②外侧 ③内侧 ④镶在 ⑤部分或全部 ⑥贯穿于 ⑦物质运输 ⑧自由移动 ⑨大多也能运动 ⑩一定的流动性 ⑪选择透过性 [例1]如图为某细胞膜的结构模型示意图，下列相关叙述正确的是(　　) A.细胞间进行信息交流都依赖于细胞膜上的糖蛋白 B.⑤表示磷脂双分子层，是膜的基本支架 C.图中②和⑥组成磷脂分子，其中⑥表示亲水端 D.图中③表示蛋白质，细胞膜的流动性使膜蛋白均匀分散在脂质中 【答案】B 【详解】细胞间进行信息交流不一定都依赖于细胞膜上的糖蛋白，如相邻高等植物细胞之间可通过胞间连丝进行信息交流，A项错误。⑤表示磷脂双分子层，是膜的基本支架，B项正确。图中②和⑥组成磷脂分子，其中②表示亲水端，⑥表示疏水端，C项错误。图中③表示蛋白质，其在细胞膜上不均匀分布，D项错误。 [例2]冷冻蚀刻技术是将在超低温下冻结的组织或细胞骤然断开，依照组织或细胞的断裂面制成复模，用于电镜观察的技术。科学家常用冰冻蚀刻技术观察细胞膜中蛋白质的分布和膜面结构。下列有关分析错误的是(　　) A.BF和PF侧均为磷脂双分子层的疏水侧 B.BS侧表示细胞膜外侧，依据是其上有糖被 C.图中蛋白质的分布是不对称的，而磷脂的分布是对称的 D.由图可知，蛋白质分子以不同的方式分布在磷脂双分子层中 【答案】C 【详解】分析题图可知，BF和PF侧均为磷脂双分子层的疏水侧，A项正确。细胞膜的外表面还有糖类分子，它和蛋白质分子结合形成糖蛋白，或与脂质结合形成糖脂，这些糖类分子叫作糖被，图示中BS侧表示细胞膜外侧，其上有糖被，PS侧表示细胞膜内侧，B项正确。图中蛋白质的分布是不对称的，而磷脂的分布也是不对称的，C项错误。由图可知，蛋白质分子以不同方式镶嵌在磷脂双分子层中：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，有的贯穿于整个磷脂双分子层，D项正确。 难点知识一 对细胞膜的探索历程 1．对细胞膜成分的探索 时间、人物 实验依据 结论或假说 1895年，欧文顿 对植物细胞进行通透性实验，发现溶于脂质的物质更容易通过细胞膜 推测：细胞膜是由脂质组成的 20世纪初，科学家 利用哺乳动物的红细胞，制备纯净的细胞膜进行化学分析 组成细胞膜的脂质有磷脂和胆固醇，其中磷脂含量最多 1925年，戈特和格伦德尔 用丙酮从红细胞中提取的脂质，铺展成单分子层，单层分子的面积是红细胞表面积的2倍 细胞膜中的磷脂分子必然排列为连续的两层 1935年，丹尼利和戴维森 发现细胞表面的张力明显低于油—水界面的表面张力 细胞膜可能还附有蛋白质 2．对细胞膜结构的探索 时间、人物 实验依据 结论或假说 1959年，罗伯特森 在电镜下看到细胞膜清晰的暗—亮—暗三层结构 所有的细胞膜都由蛋白质—脂质—蛋白质三层结构构成，是静态的结构 1970年 荧光标记的小鼠细胞和人细胞融合实验 细胞膜具有流动性 1972年，辛格和尼科尔森 新的观察和实验证据 提出为大多数人所接受的细胞膜的流动镶嵌模型 3．细胞膜成分的鉴定方法 细胞膜成分 鉴定试剂(方法) 结果 磷脂 脂溶剂处理 细胞膜被溶解 磷脂酶处理 细胞膜被破坏 脂溶性物质透过实验 脂溶性物质优先通过 蛋白质 双缩脲试剂 发生紫色反应 蛋白酶处理 细胞膜被破坏 4．细胞膜结构、功能的探究 项目 设计思路 细胞膜磷脂双分子层的鉴定 提取细胞膜中的磷脂分子，铺在水面上，测得磷脂单层分子占有面积，与细胞表面积对比分析 细胞膜流动性的鉴定 取A、B两种动物细胞，将两种细胞融合并分别用红、绿色荧光染料标记两种细胞表面的蛋白质分子，观察融合细胞两种颜色的荧光的分布情况 细胞膜识别作用的探究 将大量的同种生物和亲缘关系较远的生物的精子和卵细胞混合在一起，观察精子和卵细胞结合情况 细胞膜控制物质进出细胞的探究 可利用有颜色的植物组织，将其放入无色溶液中，然后用高温、强酸或强碱处理，观察处理前后溶液颜色是否发生变化 命题角度1 细胞膜成分的探索 1.下列关于细胞膜的叙述，正确的是（　　） A．细胞膜主要由脂质和蛋白质组成，蛋白质含量最多 B．功能越复杂的细胞膜，蛋白质的种类和数量就越多 C．细胞膜上的磷脂和蛋白质都可以运动，所以细胞膜具有流动性 D．细胞膜表面的糖类分子都只能与蛋白质结合 【答案】B 【分析】细胞膜主要由脂质和蛋白质组成，还有少量的糖类。 【详解】A、细胞膜主要由脂质和蛋白质组成，但脂质含量最多，并非蛋白质含量最多，A错误； B、蛋白质是生命活动的承担者，功能越复杂的细胞膜，蛋白质的种类和数量就越多，B正确； C、细胞膜上的磷脂和大多数蛋白质都可以运动，C错误； D、细胞膜表面的糖类分子可与蛋白质、脂质结合形成糖蛋白和糖脂，D错误。 命题角度2 细胞膜结构的探索 2.关于细胞膜成分和结构的探索历程，下列叙述错误的是（　　） A．科学家利用化学分析法得知，组成细胞膜的脂质以磷脂为主 B．丹尼利等人通过对细胞膜表面张力的研究，推测细胞膜上可能还附有蛋白质 C．罗伯特森提出的静态结构模型，无法解释变形虫的变形运动等现象 D．荧光标记的小鼠细胞和人细胞的融合实验结果，表明细胞膜具有选择透过性 【答案】D 【详解】A、化学分析法表明细胞膜的主要脂质是磷脂，磷脂构成膜的基本支架，A正确； B、丹尼利等发现细胞膜表面张力低于油-水界面，推测膜上附有蛋白质以降低张力，B正确； C、罗伯特森的静态模型认为膜是固定结构，无法解释变形运动等依赖流动性的现象，C正确； D、荧光标记细胞融合实验证明细胞膜具有流动性，D错误。 难点知识二 细胞膜的结构和功能 1．细胞膜（细胞质膜或质膜）的制备 材料 人或其他哺乳动物成熟的红细胞 选材原因 无细胞核和众多的细胞器，易制得纯净的细胞膜 无细胞壁，细胞易吸水涨破 制备细胞膜的原理 哺乳动物的红细胞吸水胀破→离心→获得细胞膜 2．细胞膜的成分 （1）脂质：磷脂最丰富，此外还有少量的胆固醇。 （2）蛋白质：在细胞膜行使功能方面起着重要的作用，功能越复杂的细胞膜，蛋白质的种类和数量越多。 ①不同种类的细胞，细胞膜的成分及含量不完全相同。膜上的蛋白质也不是一成不变的。 ②细胞膜的组分并不是不可变的。如细胞癌变过程中，细胞膜组分发生变化，糖蛋白含量下降。 （3）糖类（少量）：主要分布在细胞膜的外表面，和蛋白质分子结合形成糖蛋白，或与脂质结合形成糖脂，这些糖类分子被称为糖被。 3．流动镶嵌模型 （1）基本内容 ①流动镶嵌模型认为，细胞膜主要是由磷脂分子和蛋白质分子构成的。磷脂双分子层是膜的基本支架，其内部是磷脂分子的疏水端，水溶性分子或离子不能自由通过，因此具有屏障作用。蛋白质分子以不同方式镶嵌在磷脂双分子层中：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，有的贯穿于整个磷脂双分子层。这些蛋白质分子在物质运输等方面具有重要作用。 ②细胞膜的外表面还有糖类分子，它和蛋白质分子结合形成糖蛋白，或与脂质结合形成糖脂，这些糖类分子叫作糖被。糖被在细胞生命活动中具有重要功能，如与细胞表面的识别、细胞间的信息传递等功能有密切关系。 （2）结构特点 特点 具有一定的流动性 原因 构成膜的磷脂双分子可以侧向自由移动，大多数蛋白质分子也是可以运动的 意义 对细胞完成物质运输、生长、分裂、运动等功能都是非常重要的 实例 质壁分离、变形虫运动、胞吞和胞吐、巨噬细胞的吞噬作用等 4．细胞膜的三大功能 （1）将细胞与外界环境分隔开 ①保障细胞内部环境相对稳定； ②将生命物质与外界环境分隔开，产生原始的细胞，成为相对独立的系统 （2）控制物质进出细胞 ①方式：被动运输、主动运输和胞吞、胞吐 ②特点 1）普遍性：营养物质、代谢废物、分泌物等 2）选择性： 根本：细胞自身遗传特性。 直接：细胞膜上转运蛋白的种类、数量及其空间结构的变化。 3）相对性：病毒、病菌侵入细胞 （3）进行细胞间的信息交流 ①化学物质传递（如激素、递质） ②接触传递（如精卵结合、细胞毒性T细胞与靶细胞接触） ③通道传递（如胞间连丝） 注意：细胞膜是系统的边界——细胞的边界。 5．功能特点 特点 具有选择透过性 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 主要原因 基因决定转运蛋白的种类和数量，使细胞膜对运输的物质具有选择性 命题角度1 细胞膜的成分 3.红细胞血影（Erythrocyte Ghost）是将分离的红细胞放入低渗溶液中，水渗入到红细胞内部，红细胞膨胀、破裂，从而释放出血红蛋白，当红细胞的内容物渗漏之后，质膜可以重新封闭起来称为红细胞血影。则红细胞血影的主要组成成分是（　　） A．蛋白质 B．脂质 C．脂质和蛋白质 D．糖类和蛋白质 【答案】C 【分析】细胞膜的主要成分是蛋白质和脂质，还含有少量的糖类。 【详解】由于哺乳动物或人的成熟红细胞没有细胞核和其他复杂的细胞器，只含有细胞膜一种膜结构，因此血影就是指细胞膜，细胞膜的主要成分为脂质和蛋白质。 综上所述，ABD不符合题意，C符合题意。 命题角度2 流动镶嵌模型 4.下图为细胞膜的亚显微结构模式图，相关叙述错误的是（　　） A．1与细胞表面识别有关 B．2构成细胞膜的基本支架 C．3具有一定的流动性 D．由于细胞膜有控制物质进出细胞的功能，则对细胞有害的物质均不能进入细胞 【答案】D 【分析】题图分析，图中1为糖蛋白，2为磷脂双分子层，3为蛋白质，4为跨膜的物质，该物质的运输过程是通过主动运输完成的，不仅消耗能量，还需要载体。 【详解】A、1为糖蛋白，与细胞表面识别有关，A正确； B、2为磷脂双分子层，构成细胞膜的基本支架，B正确； C、3是蛋白质，细胞膜上的大多数蛋白质是可以运动的，因而具有一定的流动性，C正确； D、细胞膜控制物质进出的能力是有限的，对细胞有害的物质也可能进入，D错误。 5.分散到水溶液中的磷脂分子会自发组装成球状小泡，称为脂质体，它可以作为药物的运载体，如图所示，A、B表示药物。下列叙述错误的是（　　） A．构成脂质体的磷脂分子属于脂肪 B．脂质体膜与细胞膜的基本支架相同 C．A代表水溶性的药物，B代表的是脂溶性药物 D．脂质体表面若镶嵌靶向信号分子，可将药物运送到特定的靶细胞 【答案】A 【详解】A、构成脂质体的磷脂分子属于脂质，脂肪也属于脂质，磷脂分子不属于脂肪，A错误； B、脂质体膜的基本支架和细胞膜一样，都是磷脂双分子层，二者能相互融合，药物以类似胞吞的方式进入细胞，B正确； C、图中A位于脂质体内部，接近磷脂分子的亲水头部，可载入水溶性药物，B在磷脂双分子层中，接近磷脂分子的尾部，可载入脂溶性药物，C正确； D、在脂质体表面镶嵌靶向信号分子，信号分子与受体特异性结合，可将药物运送到特定的靶细胞，D正确。 命题角度3 细胞膜的功能 6.细胞是基本的生命系统，它的边界是细胞膜。下列关于细胞膜功能的叙述，错误的是（　　） A．控制物质进出细胞 B．将细胞与外界环境分隔开 C．进行细胞间的信息交流 D．控制细胞的代谢和遗传 【答案】D 【详解】A、细胞膜能够控制物质进出细胞，如选择性地吸收营养物质并排出代谢废物，A正确； B、细胞膜将细胞与外界环境分隔开，形成相对独立的系统，保障内部环境的稳定，B正确； C、细胞膜通过受体、信号分子（如激素）或细胞间直接接触等方式进行信息交流，C正确； D、控制细胞代谢和遗传的结构是细胞核（DNA是遗传信息的载体），而非细胞膜，D错误。 命题角度4 细胞膜的结构特点 7.研究发现，衰老或有缺陷细胞的细胞膜上，磷脂分子疏水的尾（脂肪酸一端）被“冻结”了，不能自由移动，在机械刺激或压迫等条件下，细胞膜容易出现裂隙。下列叙述错误的是（　　） A．在细胞膜上，磷脂分子疏水的尾均排列在磷脂双分子层的内部 B．细胞膜两侧的磷脂分子上可能连接着糖类分子 C．正常的细胞膜上，磷脂分子和大多数蛋白质分子的运动使细胞膜具有流动性 D．细胞膜出现裂隙不利于保持细胞内部环境的相对稳定 【答案】B 【详解】A、磷脂双分子层中，疏水的尾部朝向内侧，亲水的头部朝向外侧，所有磷脂分子的尾均排列在内部，A正确； B、糖类与膜成分结合形成糖蛋白或糖脂，仅分布于细胞膜的外表面，故细胞膜两侧的磷脂分子不可能均连接糖类，B错误； C、正常细胞膜的磷脂分子和大多数蛋白质可运动，体现膜的流动性，C正确； D、细胞膜裂隙会破坏其选择透过性，导致物质进出失控，内部环境稳定性受损，D正确。 命题角度5 细胞膜的功能特点 8.“桃之夭夭，灼灼其华”出自《诗经·周南·桃夭》，是中国文学中描写桃花最经典的句子之一。经典的红粉桃花花瓣中含有花青素，若将红粉桃花放在清水中，水的颜色无明显变化；若对其进行加热，随着水温升高，水的颜色逐渐变成红色，其原因是（　　） A．水温升高使花青素的溶解度增大 B．加热使花瓣细胞的生物膜破坏 C．花青素在水等无机溶剂中难以溶解 D．加热使花瓣细胞壁失去了选择透过性 【答案】B 【分析】细胞膜的功能有：细胞膜可以控制物质进出细胞，细胞膜可以具有进行细胞间信息交流，细胞膜把细胞与外界环境分隔开来。 【详解】A、水温升高导致细胞膜被破坏，花青素释放出来，水变红，A错误； B、加热使花瓣细胞的生物膜（如细胞膜、液泡膜）结构被破坏，失去选择透过性，导致花青素从液泡中释放到水中，B正确； C、花青素是水溶性色素，可溶于水等无机溶剂，C错误； D、细胞壁本身具有全透性，选择透过性由细胞膜控制，D错误。 [要点回眸] [答题必备] 1．(必修1 P40～41)细胞膜的功能：将细胞与外界环境分隔开；控制物质进出细胞；进行细胞间的信息交流。 2．(必修1 P43)细胞膜主要是由脂质和蛋白质组成的，此外还有少量的糖类；功能越复杂的细胞膜，蛋白质的种类与数量越多。 3．(必修1 P45)细胞膜的结构特点是具有流动性，主要表现为构成膜的磷脂分子可以侧向自由移动，膜中的蛋白质大多也能运动。 4．(必修1 P45)糖被：细胞膜的外表面与蛋白质或脂质结合的糖类分子，其与细胞表面的识别、细胞间的信息传递等功能有密切关系。 一、单选题 1.将一个细胞中的磷脂分子全部提取出来，将其在空气—水界面上铺展成单分子层，结果测得单分子层的表面积相当于原来细胞膜表面积的两倍。下列细胞实验与此结果最相符的是(　　) A.水绵的细胞 B.鸡的红细胞 C.口腔上皮细胞 D.大肠杆菌细胞 【答案】D 【详解】水绵细胞含有叶绿体膜、核膜等多种生物膜，细胞中的总磷脂分子量超过细胞膜的两倍，A项不符合题意。鸡的红细胞为真核细胞，含有核膜和各种细胞器膜，细胞中的总磷脂分子量超过细胞膜的两倍，B项不符合题意。口腔上皮细胞含有线粒体膜、内质网膜及核膜等，细胞中的总磷脂分子量超过细胞膜的两倍，C项不符合题意。大肠杆菌为原核生物，其细胞中仅有细胞膜而无细胞器膜和核膜，将细胞中的磷脂分子在空气—水界面上铺展成单分子层后，测得的表面积约为细胞膜表面积的两倍，D项符合题意。 2.科学家对细胞膜结构与功能的认识经历了很长的探索历程。下列有关说法错误的是(　　) A.脂溶性物质更易穿过细胞膜，推测细胞膜的主要组成成分中有脂质 B.荧光标记的人、鼠细胞融合实验说明细胞膜具有流动性 C.细胞膜除含有脂质分子外，还含有蛋白质和少量糖类 D.电镜下细胞膜呈清晰的暗—亮—暗三层结构，推测细胞膜由脂质—蛋白质—脂质三层结构构成 【答案】D 【详解】根据相似相溶的原理，脂溶性物质更易穿过细胞膜，说明细胞膜的主要组成成分中有脂质，A项正确。科学家用绿色和红色荧光染料分别标记小鼠细胞和人细胞表面的蛋白质分子，并使两种细胞融合，发现融合细胞中两种颜色的荧光均匀分布，这一实验及其他相关实验表明细胞膜具有流动性，B项正确。细胞膜主要由脂质和蛋白质组成，此外，还含有少量的糖类，C项正确。电镜下细胞膜呈清晰的暗—亮—暗三层结构，罗伯特森认为所有的细胞膜都由蛋白质—脂质—蛋白质三层结构构成，D项错误。 3.下列各项不属于细胞膜的功能的是(　　) A.用清水洗菠菜，清水不会出现绿色 B.大熊猫受精时，精子和卵细胞之间的识别和结合 C.控制合成细胞所需的各种物质 D.环境中的病原体不能轻易地侵入人体，使人患病 【答案】C 【详解】用清水洗菠菜，清水不会出现绿色，这是因为细胞膜具有控制物质进出细胞的功能，阻止了细胞内的色素等物质大量渗到清水中，A项不符合题意。大熊猫受精时，精子和卵细胞之间的识别和结合，体现了细胞膜具有进行细胞间信息交流的功能，B项不符合题意。控制合成细胞所需的各种物质不是细胞膜的功能，C项符合题意。环境中的病原体不能轻易地侵入人体，使人患病，这是因为细胞膜能控制物质进出细胞，起到了屏障作用，D项不符合题意。 4.如图为某同学根据所学知识绘制的细胞膜流动镶嵌模型，下列有关叙述错误的是(　　) A.①与细胞表面识别、细胞间的信息传递等功能密切相关 B.②构成了细胞膜的基本支架，其外部亲水、内部疏水 C.细胞膜具有流动性，主要表现为膜上的蛋白质都可以自由移动 D.功能越复杂的细胞膜，③的种类和数目就越多 【答案】C 【详解】图中①是糖蛋白，与细胞表面识别、细胞间的信息传递等功能密切相关，A项正确。②是构成细胞膜基本支架的磷脂双分子层，外部亲水、内部疏水，B项正确。细胞膜具有流动性，主要表现为构成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能运动，但并不是所有蛋白质都可以自由运动(比如锚定蛋白)，C项错误。蛋白质是生命活动的主要承担者，一般而言，功能越复杂的细胞膜，其上③蛋白质的种类和数量越多，D项正确。 5.下列关于细胞膜的探索历程中相关实验与结论之间的对应关系，错误的是(　　) 选项 实验 结论 A 人成熟红细胞膜中的脂质在空气—水界面上铺展成单分子层后是细胞表面积的2倍 细胞膜中的磷脂分子必然排列为连续的两层 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 用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 脂溶性物质更易穿过细胞膜 细胞膜的主要组成成分中含有脂质 【答案】B 【详解】人红细胞膜中的脂质在空气—水界面上铺展成单分子层后是红细胞表面积的2倍，说明细胞膜中的磷脂分子必然排列为连续的两层，A项正确。荧光标记的人、鼠细胞融合实验以及相关的其他实验证据表明，细胞膜具有流动性，B项错误。蛋白酶可水解蛋白质，用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项正确。脂溶性物质更易穿过细胞膜，根据相似相溶原理，可推知细胞膜的主要组成成分中含有脂质，D项正确。 6.脂质体是以磷脂等物质制备的脂双层结构。将磷脂、胆固醇等加入DNA溶液中，通过处理后得到包裹DNA的脂质体，其可被受体细胞内吞而实现DNA转移。下列叙述错误的是(　　) A.脂质体介导DNA转移体现了膜的流动性 B.若以植物细胞作为介导DNA转移的受体，转移前应去除其细胞壁 C.构成脂质体的磷脂由甘油、脂肪酸、磷酸及其他衍生物组成 D.脂质体也可用来运输脂溶性药物，但不能运输能在水中结晶的药物 【答案】D 【详解】经处理后得到包裹DNA的脂质体，其可被受体细胞内吞而实现DNA转移，这体现了膜的流动性，A项正确。由于细胞壁对植物细胞有支持和保护作用，若以植物细胞作为受体细胞，转移前去除植物细胞的细胞壁可提高转移效率，B项正确。构成脂质体的磷脂由甘油、脂肪酸、磷酸及其他衍生物组成，C项正确。脂溶性药物可位于两层磷脂分子之间，水溶性药物可位于脂质体内部，故脂质体可运输脂溶性药物，也可以运输水溶性药物，D项错误。 7.下列关于细胞膜的结构和组成的叙述，正确的是(　　) A.细胞膜上的大多数蛋白质是不可以运动的 B.在组成细胞膜的脂质中，胆固醇最丰富 C.同一生物体的所有细胞膜中蛋白质的种类和数量均相同 D.膜蛋白在细胞膜上的分布是不对称的 【答案】D 【详解】构成膜的磷脂分子可以侧向自由移动，膜中的大多数蛋白质分子也是可以运动的，故细胞膜具有一定的流动性，A项错误。在组成细胞膜的脂质中，磷脂最丰富，B项错误。同一生物体的细胞膜中蛋白质的种类和数量不完全相同，细胞膜的功能复杂程度与细胞膜上的蛋白质的种类和数量有关，功能越复杂，膜蛋白的种类和数量越多，C项错误。膜蛋白在细胞膜上的分布是不对称的，D项正确。 8.如图为某生物体内甲、乙细胞进行信息交流的示意图，相关叙述错误的是（　　） A．若甲、乙分别为精子和卵细胞，则它们之间的信息交流是通过直接接触实现的 B．若甲、乙为高等植物体内的相邻细胞，则它们可通过胞间连丝进行信息交流 C．细胞间的信息交流都需要细胞膜上受体参与 D．细胞间功能的协调离不开信息交流 【答案】C 【详解】A、精子和卵细胞之间的识别和结合是通过直接接触实现信息交流的，A正确； B、高等植物相邻细胞之间可通过胞间连丝进行信息交流，B正确； C、细胞间的信息交流不一定都需要受体参与，例如植物细胞间通过胞间连丝进行信息交流时不需要受体，C错误； D、细胞间功能的协调离不开信息交流，细胞间的信息交流与物质运输、能量转换等生命活动密切相关，D正确。 9.细胞膜既是将细胞内部与外界隔开的屏障，也是细胞与外界进行物质交换的门户。下图为细胞膜的结构模式图。下列叙述错误的是（　　） A．①表示糖被，与细胞间信息交流密切相关 B．细胞膜及其他生物膜的主要成分都是②③ C．细胞膜上蛋白质的不对称分布，利于信息识别与传递 D．细胞膜上蛋白质的结构可能随温度、pH的改变而改变 【答案】A 【分析】分析题图：①表示糖蛋白；②表示蛋白质，③表示磷脂分子，④表示磷脂双分子层。 【详解】A、分析题图可知，①表示蛋白质和糖类分子构成的糖蛋白，而糖被是指细胞膜表面的糖类分子，A错误； B、②表示蛋白质，③表示磷脂分子，生物膜的主要成分是磷脂和蛋白质，B正确； C、细胞膜上蛋白质的不对称分布，利于信息识别与传递，C正确； D、温度、pH会影响蛋白质的结构，D正确。 10.2025年3月，国际顶尖学术期刊“Cell”重磅发布了我国科学家主导的深渊生命科研成果，研究聚焦深渊中的原核微生物、无脊椎动物（钩虾）和脊椎动物（鱼类）。深渊环境的显著特点就是低温和高压，该成果是人类首次系统性地研究深渊生命。下列关于深渊生命的推测，错误的是（　　） A．深渊中原核微生物、无脊椎动物的细胞膜的主要成分是脂质和蛋白质 B．深渊生物生活在黑暗环境中不能进行光合作用，因此细胞内不能合成有机物 C．深渊生物的细胞膜上蛋白种类和数量可能较多以适应高压下的物质运输需求 D．深渊生物的细胞膜上可能具有较多不饱和脂肪酸以适应低温环境 【答案】B 【详解】A、原核微生物的细胞膜和无脊椎动物的真核细胞膜主要成分均为脂质和蛋白质，符合细胞膜的基本结构，A正确； B、深渊生物虽无法进行光合作用，但部分微生物可能通过化能合成作用（如：利用硫化氢等氧化供能）合成有机物，因此“不能合成有机物”的结论错误，B错误； C、高压环境下物质运输效率可能降低，细胞膜增加转运蛋白的种类和数量可提高物质交换效率，C正确； D、不饱和脂肪酸的熔点较低，可维持细胞膜在低温下的流动性，这是低温适应的常见机制，D正确。 11.细胞膜上的（糖基化）是一种新发现的生物分子，它由一小段（核糖核酸）为支架，上面连着聚糖（多糖类分子）。研究发现，主要富集在活细胞的细胞膜外部，推测可能具有与细胞膜上的糖蛋白和糖脂类似的功能。下列相关叙述正确的是（　　） A．细胞膜上的糖被是由糖蛋白、糖脂和等构成的 B．与细胞间的信息传递、细胞表面的识别等无关 C．细胞膜上含有磷元素的物质不仅有磷脂，还有 D．细胞膜功能的复杂程度主要与的种类和数量有关 【答案】C 【详解】A、细胞膜上的糖被是指细胞膜表面的糖类分子，A错误； B、题干指出glycoRNA “可能具有与细胞膜上的糖蛋白和糖脂类似的功能”，而糖蛋白和糖脂的核心功能包括细胞间的信息传递、细胞表面的识别等。由此推测，glycoRNA应与这些功能相关，B错误； C、磷脂的化学组成中含有磷元素；glycoRNA以RNA为支架，RNA的基本组成单位是核糖核苷酸，也含磷元素，C正确； D、细胞膜功能复杂程度主要与膜蛋白的种类和数量有关，而非glycoRNA，D错误。 12.“荧光漂白恢复”是指用强激光照射使细胞内特定荧光标记区域的荧光淬灭，继而通过观察周围未被淬灭的荧光分子是否重新移动到该区域，以研究荧光恢复情况的实验技术。研究者利用该技术，观察到去除胆固醇的细胞膜中漂白区域荧光恢复时间显著短于正常细胞膜。下列相关叙述，正确的是（　　） A．胆固醇构成细胞膜的基本支架，参与血液中脂质的运输 B．胆固醇是合成膜蛋白的原料，去除后膜蛋白更容易移动 C．胆固醇是细胞膜的重要成分，对膜的流动性有限制作用 D．推测改变实验的温度条件，荧光恢复时间不会发生改变 【答案】C 【分析】本题通过“荧光漂白恢复”实验考查细胞膜成分与流动性的关系。胆固醇是细胞膜的重要成分，其存在会影响膜的流动性。去除胆固醇后荧光恢复时间缩短，说明胆固醇对膜流动性有限制作用。需结合选项逐一分析。 【详解】A、胆固醇不构成细胞膜的基本支架，基本支架是磷脂双层；胆固醇参与血液中脂质运输的描述正确，但前半句错误，A错误； B、胆固醇属于脂质，膜蛋白的合成原料是氨基酸，二者无直接关联；去除胆固醇可能增加膜流动性，但并非因“合成膜蛋白”导致，B错误； C、胆固醇是动物细胞膜的重要成分，其存在可限制膜的过度流动（如高温时），题干中去除后荧光恢复更快，说明其限制作用，C正确； D、温度会影响分子运动速率，进而改变荧光恢复时间（如高温加快恢复，低温减慢），D错误。 二、多选题 13.图甲为动物细胞膜的亚显微结构模式图；图乙为不同温度下胆固醇对人工膜(人工合成的脂质膜)微粘度(与流动性呈负相关)影响的曲线。下列叙述正确的是(　　) 甲 乙 A.图甲属于描述细胞膜结构的物理模型 B.膜蛋白A可能与细胞膜具有信息交流的功能有关 C.胆固醇和磷脂是构成动物细胞细胞膜的重要成分 D.据图乙分析，胆固醇可以提高膜的流动性 【答案】ABC 【详解】图甲属于描述细胞膜结构的物理模型，这种物理模型可以直观地展示细胞膜的结构组成等信息，A项正确。膜蛋白A与糖类分子结合形成的糖蛋白可以识别信号分子，体现了细胞膜具有信息交流的功能，B项正确。胆固醇和磷脂是构成动物细胞细胞膜的重要成分，C项正确。据图乙分析，温度较低时含胆固醇的人工膜微粘度比不含胆固醇的人工膜更低，说明温度较低时，胆固醇可以提高膜的流动性，而在温度较高时，不含胆固醇的人工膜微粘度比含胆固醇的人工膜更低，说明温度较高时，胆固醇可以降低膜的流动性，D项错误。 14.科学家利用DNA分子制成了一种“分子钩”，可以稳定地钩在活细胞的细胞膜表面，用于标记和研究特定膜蛋白的运动。下列叙述正确的是(　　) A.“分子钩”与膜蛋白的结合具有特异性 B.该技术可用于观察细胞膜的流动性 C.该技术可在不影响膜蛋白功能的前提下追踪特定蛋白的运动 D.DNA是细胞膜的重要组成成分之一 【答案】ABC 【详解】“分子钩”由DNA分子制成，通过特定结合位点识别目标膜蛋白，体现了分子间的特异性识别，A项正确。该技术通过标记膜蛋白的运动，可间接反映细胞膜的流动性，B项正确。“分子钩”稳定钩住膜蛋白但不破坏其结构，能在维持膜蛋白功能完整性的前提下追踪特定蛋白的运动，C项正确。细胞膜主要由磷脂、蛋白质和少量糖类组成，DNA存在于细胞核、线粒体等结构中，D项错误。 15.研究人员在细胞膜上发现一种新型生物分子——糖RNA（如图），揭示了其在人类自身免疫性疾病中发挥的作用，下列说法错误的是（　　） A．图中细胞膜上的RNA含氢键的双链结构 B．组成RNA的基本单位是核糖核酸 C．图中糖RNA可能参与细胞间信息交流 D．细胞膜的功能主要取决于膜上的糖链的种类 【答案】ABD 【详解】A、图中细胞膜上的RNA为单链结构，只是局部出现互补区域，A错误； B、组成RNA的基本单位是核糖核苷酸，DNA的基本单位是脱氧核苷酸，B错误； C、图中糖RNA可能参与信息识别，从而参与细胞间信息交流，C正确； D、细胞膜的功能主要取决于膜上的蛋白质的种类，D错误。 16.脂质体是一种人工制备的微型囊泡，由磷脂双分子层构成，可通过对其进行表面抗体修饰实现其与靶细胞的融合，从而将脂质体所携带药物送入细胞。下列叙述正确的是（　　） A．脂质体可以运送水溶性药物或脂溶性药物 B．由脂质体与靶细胞融合可推测，靶细胞膜含有磷脂成分 C．脂质体与靶细胞的融合利用了抗体—抗原结合的特异性 D．脂质体与靶细胞的融合体现了细胞膜参与细胞间信息交流的功能 【答案】ABC 【分析】磷脂“头”是亲水的，磷脂“尾”是疏水的，所以脂溶性药物分布在磷脂双分子层中，水溶性药物分布在脂质体内部。 【详解】A、脂质体的磷脂双分子层内部为疏水区域，可包裹脂溶性药物；其内部水性空间可携带水溶性药物，A正确； B、脂质体与靶细胞融合需膜结构的相容性，磷脂双分子层是细胞膜的基本支架，说明靶细胞膜含有磷脂成分，B正确； C、表面抗体修饰使脂质体通过抗原-抗体特异性识别靶细胞，从而定向传递药物，C正确； D、脂质体是人工结构而非细胞，其与靶细胞融合主要依赖膜的流动性，并非细胞间信息交流（如信号分子传递），D错误。 17.细胞作为一个基本的生命系统，其边界是细胞膜。下图为细胞膜的亚显微结构模式图，相关说法错误的是（　　） A．③是磷脂双分子层，组成其的分子头部疏水，尾部亲水 B．人—鼠细胞融合实验中，标记人—鼠细胞表面的①，证明了细胞膜的结构特点 C．病毒能够入侵细胞说明该细胞膜已经丧失了控制物质进出的能力 D．细胞膜的功能特性与④有关，膜的功能越复杂，④的种类和数量越多 【答案】ABC 【详解】A、细胞膜的基本支架是③磷脂双分子层，其头部亲水，尾部疏水，A错误； B、人-鼠细胞融合实验中，利用荧光标记人-鼠表面的是蛋白质，不是①（多糖），证明了细胞膜具有流动性，B错误； C、病毒能够侵入细胞说明细胞膜的控制作用是相对的，但并不意味着细胞膜失去了控制物质进出的能力，C错误； D、④为蛋白质，蛋白质在细胞膜功能方面起重要作用，因此功能越复杂，蛋白质种类和数量就越多，D正确。 三、解答题 18.下图是细胞间的三种信息交流方式，回答下列问题。 (1)图甲表示通过细胞分泌的化学物质，随　　　到达全身各处，与靶细胞表面的　　　　结合，将信息传递给靶细胞。 (2)图乙表示通过相邻两个细胞的　　　　　　　　　，将信息从一个细胞传递给另一个细胞。 (3)一般认为细胞识别的分子基础是受体。受体主要指细胞膜上的　　　　　　　　　　　，它与细胞外信号分子的结合有特异性。 (4)图丙表示相邻两个高等植物细胞之间形成　　　　　　　　　　，携带信息的物质从一个细胞传递给另一个细胞。 (5)多细胞生物体内，各细胞之间维持功能协调，才能使生物体健康地生存。这种协调性的实现不仅依赖于物质和能量的交换，也依赖于信息的交流，这种交流大多与　　　　　　　　　　有关。 【答案】(1)血液(体液) 受体 (2)细胞膜接触 (3)糖蛋白 (4)通道(或胞间连丝) (5)细胞膜的结构和功能 【解析】(1)图甲表示内分泌细胞分泌的化学物质随血液(体液)到达全身各处，与靶细胞表面的受体结合，将信息传递给靶细胞。(2)图乙表示的是相邻两个细胞的细胞膜直接接触来进行信息交流。(3)受体主要指细胞膜上的糖蛋白。(4)相邻的两个高等植物细胞之间可以通过建立特定的结构如通道(或胞间连丝)来传递信息。(5)多细胞生物体内，各个细胞之间信息的传递与交流，大多与细胞膜的结构和功能有关。 19.哺乳动物成熟红细胞是研究膜结构功能的常用材料，请根据所学的知识，回答下列问题。 (1)科学家对细胞膜结构模型的探索经历了漫长的过程。1895年，欧文顿用500多种化学物质对植物细胞的通透性进行了实验。根据他的研究，下列物质中更容易穿过细胞膜的是　　　　　(多选)。 A.葡萄糖 B.脂肪酸 C.胆固醇 D.核苷酸 (2)1972年，辛格和尼科尔森提出了细胞膜的　　　　　模型，内容中指出细胞膜的基本支架是　　　　　　。科学家在探索过程中应用了　　　　　(填“提出假说”或“不完全归纳法”)这一科学方法。 (3)精子和卵细胞结合的过程体现了细胞膜的　　　　　　　　　　功能。 (4)成熟红细胞经低渗处理，细胞吸水膨胀后涨破。这个过程体现了细胞膜具有　　　　　　　　　的结构特点，具有该结构特点的原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　　。破裂后仍保持原有基本形态和大小的细胞膜结构，在生物学上称为“血影”。研究人员用不同试剂分别处理血影，结果如下表所示(“+”表示有，“-”表示无)。由表中结果推测，对维持血影形态起重要作用的蛋白质是　　　　(填字母)。 实验处理 蛋白质种类 处理后血影的形态 A B C D E F 试剂甲处理后 + + + + - - 变得不规则 试剂乙处理后 - - + + + + 仍能保持 【答案】(1)BC (2)流动镶嵌 磷脂双分子层 提出假说 (3)进行细胞间的信息交流 (4)一定的流动性 细胞膜中的磷脂分子可以侧向移动，大多数蛋白质分子也能运动 E、F 【解析】(1)细胞膜的主要成分是脂质和蛋白质。脂溶性的物质容易穿过细胞膜，因此脂肪酸、胆固醇更容易穿过。 (2)1972年，辛格和尼科尔森提出了细胞膜的流动镶嵌模型，内容指出细胞膜的基本支架是磷脂双分子层，科学家在探索过程中应用了“提出假说”这一科学方法。 (3)精子和卵细胞结合的过程体现了细胞膜的进行细胞间的信息交流的功能。 (4)成熟红细胞经低渗处理，细胞吸水膨胀后涨破，这个过程体现了细胞膜具有一定的流动性的结构特点，具有该结构特点的原因是膜中的磷脂分子可以侧向移动，大多数蛋白质分子也能运动。由题表可知，用试剂甲处理后，无蛋白质E、F，血影的形态变得不规则，而用试剂乙处理后，无蛋白质A、B，有蛋白质E、F，血影的形态仍能保持规则，由此判断蛋白质E、F对维持血影形态起重要作用。 20.下图为细胞膜结构示意图，A、B表示细胞膜的两侧。请回答下列问题。 (1)细胞膜的主要成分是 ，图中1表示 ，与植物细胞相比，动物细胞中还有的成分是 。图中的结构模型为目前被公认的细胞膜模型，称为 。 (2)图中 (填图中字母)侧是细胞膜的外侧，判断的理由是 。细胞膜上的糖被与 等功能有密切关系。 (3)胰岛B细胞分泌的胰岛素作用于靶细胞，加速其对血糖的摄取和利用，从而降低血糖浓度，胰岛素作用于靶细胞，需要与靶细胞膜表面的 结合，才能将信息传递到细胞内。除了通过激素传递信息之外，细胞间还可以通过 、 等方式传递信息。 【答案】(1)脂质和蛋白质 磷脂双分子层 胆固醇 流动镶嵌模型 (2)A A侧有糖蛋白(糖被)，而糖蛋白(糖被)位于细胞膜的外侧 细胞表面的识别、细胞间信息传递 (3)受体 胞间连丝 接触传递(直接接触) 【分析】图示分析，该图是细胞膜的流动镶嵌模型，图中1是磷脂双分子层，构成了细胞膜的基本骨架；2是由糖类和蛋白质构成的糖蛋白，与细胞的识别功能有关；3是蛋白质；糖蛋白位于细胞膜外侧，因此A侧是细胞膜外侧，B侧是细胞膜内侧。 【详解】（1）细胞膜的主要成分是脂质和蛋白质，图中1表示细胞膜的基本骨架磷脂双分子层，分析图示可知，该结构模型是流动镶嵌模型。与植物细胞相比，动物细胞中还有的成分是胆固醇。图中的结构模型为目前被公认的细胞膜模型，称为流动镶嵌模型。 （2）糖蛋白位于细胞膜外侧，参与细胞的识别和信息交流，A侧含有糖蛋白，因此A侧是细胞膜外侧，B侧是细胞膜内侧。膜上的糖被与细胞的识别、细胞间信息传递功能有关。 （3）胰岛B细胞分泌的胰岛素作用于靶细胞，加速其对血糖的摄取和利用，从而降低血糖浓度，胰岛素作用于靶细胞，需要与靶细胞膜表面的（特异性）受体结合，才能将信息传递到细胞内。除了通过激素传递信息之外，细胞间还可以通过胞间连丝（有的植物细胞之间）和直接接触（如精子和卵细胞结合形成受精卵）。 21.下图甲是按照“流动镶嵌模型”绘制的细胞膜结构示意图，①②③代表某种物质。图乙是图甲中物质③的示意图，a、b分别表示该分子的头部和尾部。回答下列问题： (1)图甲中细胞膜的外侧是 （填“I”或“II”）侧。 (2)图甲中的③是 ；在图乙中，具有亲水性的部位是 （填图中字母）。若将多个图乙所示分子放在盛有水的容器中，最终的排列方式最可能为下图的 。 A． B． C． D． (3)细胞膜的结构特点是 。其原因是 。科研上鉴别动物细胞是否死亡常用台盼蓝染液，进行染色时，死细胞会被染成蓝色，而活细胞不会着色，这说明活细胞的细胞膜具有 的作用。 【答案】(1)Ⅰ (2)磷脂分子 a B (3)一定的流动性 构成细胞膜的磷脂分子和大多数蛋白质分子可以运动 控制物质进出细胞 【分析】题图分析，①为糖类，②是蛋白质，③为磷脂分子。其中I侧含有糖蛋白，故为细胞膜的外侧，Ⅱ为细胞膜内侧。a为磷脂分子亲水性的头部，b为磷脂分子疏水性的尾部。 【详解】（1） 由于图甲中的I侧有糖蛋白，故I为细胞膜外侧。 （2）图甲中③为磷脂分子。磷脂分子的头部是亲水的，尾部是疏水的，在图乙中具有亲水性的部位是a。根据磷脂分子的特性可知，若将多个图乙所示分子放在盛有水的容器中，由于磷脂分子的头部是亲水的，因而最终的排列方式最可能为图中的B。 （3）细胞膜中的磷脂分子可以侧向移动，其中的蛋白质分子绝大多数也是可以运动的，因而细胞膜的结构特点是一定的流动性。由于细胞膜具有控制物质进出细胞的作用，因而科研上鉴别动物细胞是否死亡常用台盼蓝染液，进行染色时，死细胞会被染成蓝色，而活细胞不会着色，该事实活细胞的细胞膜具有控制物质进出细胞的作用。 学科网（北京）股份有限公司1 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 $