第3章 第1节 细胞膜的结构和功能-【新课程能力培养】2026-2027学年高中生物必修1 分子与细胞学习手册（人教版）

高中生物学必修1（人教版) "第5节核酸是遗传信息的携带者 知识点一核酸的种类及其分布 【知识梳理】 一、1.脱氧核糖核酸RNA 2.细胞核叶绿体细胞质 二、1.(1)核酸含氮的碱基(2)五碳糖脱氧核糖 核苷酸 2.(1)碱基种类TU(2)脱氧核糖核苷酸核 糖核苷酸两 3.(1)DNA分子排列顺序(2)RNA 知识点二核酸的功能 【知识梳理】 1.携带遗传信息 2.遗传 知识点三生物大分子以碳链为骨架 【知识梳理】 1.多糖基本单位 2.碳链 【教材拓展】 提示：(I)DNA、RNA、蛋白质脱氧核苷酸、核糖 核苷酸、氨基酸(2)58(3)d能水解为m、f和 n:e为氨基酸，不能水解。 【要点精析】 变式训练A【解析】生物大分子包括多糖、蛋白质 和核酸等，细胞内的糖类是重要的能源物质，A错误；多 糖、蛋白质等生物大分子都以碳链为基本骨架，体现了 “碳是生命的核心元素”，D正确。 第3章细胞的基本结构 "第1节细胞膜的结构和功能 知识点一细胞膜的功能 【知识梳理】 1.质膜边界 2.(1)外界环境(2)相对的不易进入细胞 (3)靶细胞识别和结合胞间连丝 72 知识点二对细胞膜成分、结构的探索 【知识梳理】 一、1.（1)脂质(2)哺乳动物成熟的红细胞 (3)连续的两层(4)油一水界面蛋白质 2.(1)磷脂胆固醇(2)种类与数量(3)蛋 白质分子 二、(1)暗一亮一暗(2)流动性(3)流动镶嵌 【要点精析】 变式训练D【解析】在水中磷脂分子会排列成尾部 在内侧、头部在外侧的双分子层，D错误。 知识点三流动懷嵌模型的基本内容 【知识梳理】 (1)磷脂分子(2)①基本支架水溶性分子②镶在 嵌入贯穿③外表面细胞识别(3)侧向自由移 动蛋白质 "第2节细胞器之间的分工合作 知识点一细胞质和细胞器 【知识梳理】 一、1.(1)细胞质基质溶胶差速离心(2)蛋白质 纤维细胞的形态细胞运动 2.(1)液泡植物(2)叶绿体光合作用(3)线 粒体有氧呼吸(4)内质网蛋白质脂质(5)核 糖体蛋白质(6)高尔基体加工(7)中心体 中心粒有丝分裂动物(8)溶酶体细胞器 知识点二细胞器之间的协调配合 【知识梳理】 (1)细胞内细胞外(2)内质网高尔基体线 粒体脱水缩合加工 【教材拓展】 提示：(1)①内质网②高尔基体③细胞膜(2)高 尔基体先得到来自内质网的部分生物膜，所以面积增大； 随后又提供出一部分生物膜形成囊泡运输至细胞膜，所以 面积又减少。 【要点精析】 变式训练1B【解析】由题图可知，①为游离的核糖 体，②为附着在内质网上的核糖体，③为内质网，④为高 尔基体。①上合成的呼吸酶是胞内蛋白，不分泌到细胞外： ②上合成的蛋白质可以分泌到细胞外：合成分泌蛋白的过N 高中生物学必修1 （人教版) 第3章 细胞的基本结构 第1节细胞膜的结构和功能 核心素养 1.通过对细胞膜的学习，建立生命的结构与功能观。（生命观念） 2.领悟细胞膜结构探索过程的科学方法，并能设计简单实验验证细胞膜能控制物质进 出细胞。（科学探究) 3.通过分析比较不同细胞膜结构模型的建立过程，阐明流动镶嵌模型。（科学思维) 知识点一 细胞膜的功能 要点精析 1. 系统边界—细胞膜也叫质膜 知识梳理 2. 细胞膜的功能分析 1.细胞膜（也叫 是细胞的 「将细胞与外界环境分隔开 「物质传递 方式 2.细胞膜的三大功能 功能 进行细胞间的信息交流 接触传递 控制物质进出细胞 通道传递 (1)将细胞与 分隔开，保障了细 3. 细胞膜对物质控制作用的普遍性和相对性 胞内部环境的相对稳定。 细胞外 细胞膜 细胞内 (2)控制物质进出细胞，不过细胞膜的控制 A营养物质 作用是 营养物质可以进入细 对细胞有害的物质 3 如病毒、病菌 胞，细胞产生的抗体、激素等可以排出 抗体、激素 废物 细胞，对细胞有害的物质 细胞内的核酸D (3)进行细胞间的信息交流，方式有三种： 正常情况下，图中A、C可以进出细胞 方式 实例 膜，而B、D不能进出细胞膜，说明了细胞 化学物质 膜控制物质作用的普遍性，但在一些情况 激素随血液将信息传递给 (间接交流) 下，B也能进入细胞，这说明了细胞膜对物 直接接触 精子和卵细胞之间的 质作用的相对性。 例1细胞膜是细胞的边界，它的结构和功 形成通道 高等植物细胞之间的 能正常才能保证细胞正常生命活动的进行。 第3草细胞的基本结构。 下列关于细胞膜的叙述，错误的是() 息的物质通过通道进入另一细胞，如高等植 A.组成细胞膜的成分中含量最多的是蛋白质 物细胞之间通过胞间连丝相互连接，也有信 B.细胞膜不是静止不动的，具有流动性 息交流的作用，C错误；图中的B细胞和D C.细胞膜外表面有糖类和蛋白质结合形成 细胞分别是1和3作用的靶细胞，D正确。 的糖蛋白 例3进行如图所示的信息交流的过程中， D.细胞膜不能完全阻止有害物质进入细胞 不需要细胞膜上的受体参与的是( 答案：A 解析：细胞膜中含量最多的有机化合物是脂 质，A错误；细胞膜不是静止不动的，具有 一定的流动性，B正确；有些糖类可以与蛋白 血管靶细胞 ① 质结合形成糖蛋白，糖蛋白与细胞识别有关， C正确；细胞膜控制物质进出细胞是相对的， 免疫 卵细胞 细胞 不能完全阻止有害物质进入细胞，D正确。 例2（不定项）图甲、乙表示细胞间信息 病毒 精子 交流的两种方式，图中1~4分别表示不同 ③ ④ 的物质或结构。下列有关说法正确的是 A. ①：胰岛素将信息传递给靶细胞 ( B. ②：胞间连丝 C.③：病毒与免疫细胞接触并提供信息 C细胞 D细胞 A细胞(0： D.④：精子和卵细胞之间的识别 B细胞 答案：B 解析：图①表示内分泌细胞分泌的激素 A.图中的1、3表示信号分子，2、4表示 (如胰岛素)，随血液到达全身各处，与靶 细胞膜上的受体 细胞的细胞膜表面的受体结合，将信息传递 B.精子和卵细胞的识别可以通过图乙所示 给靶细胞，因此该过程需要细胞膜上的受体 方式进行 参与，A错误；图②表示相邻两个植物细胞 C.细胞间的信息交流都是通过图示两种方 之间形成通道，携带信息的物质通过通道进 式进行的 入另一个细胞，高等植物细胞之间可以依靠 D.图中的B细胞和D细胞分别是1和3作 胞间连丝相互连接，进行细胞间的信息交 用的靶细胞 流，不需要依赖细胞膜上的受体，B正确； 答案：ABD 图③中病毒上的抗原可与免疫细胞上的受体 解析：图中的1、3表示信号分子，2、4表 结合，激活免疫细胞产生免疫反应，该过程 示靶细胞细胞膜表面的受体，A正确；精子 需要细胞膜上的受体参与，C错误；精子和 和卵细胞的识别是细胞膜接触，发生信息的 卵细胞之间的识别和结合是通过图④细胞膜 传递，B正确；细胞间的信息交流方式中， 的直接接触完成的，该过程需要细胞膜上的 相邻两个细胞之间还可以形成通道，携带信受体参与，D错误。 35 高中生物学必修1 （人教版) (3)1972年，在新的观察和实验证据的基 知识点三 对细胞膜成分、结构的探索 础上，辛格和尼科尔森提出了细胞膜 的 模型。 知识梳理 教材拓展 一、 细胞膜的成分 1.对细胞膜成分的探索 用“》 表示磷脂分子，“”表示 (1)1895年，欧文顿发现细胞膜对不同物 质的通透性不一样，溶于脂质的物质 蛋白质分子，“心， 表示糖蛋白，请构建 更容易穿过细胞膜，据此推测细胞膜 细胞膜的结构模型。 是由 组成的。 9oo (2)科学家利用 制备出 提示：如图所示 细胞膜，得知组成细胞膜的脂质有磷 脂和胆固醇，其中磷脂含量最多。 要点精析 (3)1925年，荷兰科学家发现，细胞膜中 的磷脂分子排列为 1. 对细胞膜成分的探索 (4)1935年，英国学者丹尼利和戴维森研 2. 磷脂分子（如图所示) 头部的成分是磷酸基团 究细胞膜的张力，发现细胞表面张力 特性为亲水性 明显低于 的表面张 尾部的成分是脂肪酸 力，据此推测细胞膜中除含有脂质分 特性为亲脂性 子外，可能还附有 3. 细胞膜两大特点的比较 2.细胞膜各成分的比例和功能 项 功能特点—一选择 (1)脂质（约占50%）： 含量最 结构特点—流动性 透过性 丰富， 是构成动物细胞膜的 磷脂分子既亲水， 重要成分。 基 磷脂分子和大多数蛋 又疏水；膜上具有 (2)蛋白质（约占40%）：与细胞膜的功 白质分子都是运动的 载体蛋白 能密切相关，功能越复杂的细胞膜， 保证细胞的物质需要 蛋白质的 就越多。 意 义 信息交流、分裂和融 控制物质进出 (3)糖类(2%~10%)：与 或脂质结合。 合等生命活动的进行 二、 细胞膜的结构 分泌蛋白的分泌、变 有些物质可进入细 表 对细胞膜结构的探索 形虫的变形、吞噬细 胞，有些物质不能 (1)1959年，电镜下细胞膜呈清晰的 胞的吞噬 进入 的三层结构，罗伯 例4 (不定项)细胞膜成分的探索经历了 特森认为所有的细胞膜都由蛋白质一 长期的实验探究历程。下列有关细胞膜的探 脂质一蛋白质三层结构构成。 索历程与结构的叙述，错误的是（) (2)1970年，通过人、鼠细胞融合实验证 A. 荧光标记的人鼠细胞融合实验证明细胞 实细胞膜具有 d 膜中所有的成分都有流动性 36 第3章细胞的基本结构 B.罗伯特森通过电镜观察提出的细胞膜模 解析：由实验可知，该技术的理论基础是细 型假说可以解释细胞生长现象 胞膜具有一定的流动性，A正确；应用该技 C.细胞的表面张力明显低于油一水界面的 术只能测定群体蛋白质的流动速率，B错 表面张力，这说明细胞膜中含有蛋白质 误；降低温度，膜的流动性降低，漂白区域 D.科学家发现溶于脂质的物质不容易通过细 荧光强度恢复到F,的时间延长，C正确； 胞膜，由此推测细胞膜是由脂质组成的 由于实验过程中一部分荧光消失，所以漂白 答案：ABD 区域恢复足够长的时间后荧光强度小于漂白 解析：荧光标记的人鼠细胞融合实验证明了 前，D正确。 细胞膜中的蛋白质具有流动性，A错误；罗 伯特森通过电镜观察提出细胞膜模型假说， B变式训练 认为细胞膜是静态统一的结构，但这不能解 某研究小组利用哺乳动物成熟的红细胞 释细胞生长现象，B错误；细胞的表面张力 制备出细胞膜，用一定手段从细胞膜中提取 明显低于油一水界面的表面张力，这表明细 出所有磷脂分子，将磷脂分子依次放在空气 胞膜中存在降低表面张力的成分，而蛋白质 一水界面上、水一苯的混合溶剂中以及水 具有这样的作用，这说明细胞膜上有蛋白 中，观察磷脂分子铺展的情况。下列相关说 质，C正确；科学家发现溶于脂质的物质容 法错误的是( 易通过细胞膜，不溶于脂质的物质不容易通A. 哺乳动物成熟的红细胞内无细胞核和各 过细胞膜，可以推测细胞膜是由脂质组成 种膜性的细胞器 的，D错误。 B. 空气一水界面上的磷脂分子面积应为红 例5荧光漂白恢复技术在细胞生物学中具 细胞表面积的2倍 有重要的应用，包括三个步骤：绿色荧光染 C. 水一苯的混合溶剂中磷脂分子会形成头 料与膜上的蛋白质结合，细胞膜上呈现一定 部与水接触、尾部与苯接触的单分子层 强度的绿色；激光照射猝灭（漂白）膜上 ；D. 水中磷脂分子会排列成尾部在外侧、头 部分绿色荧光；检测猝灭部位荧光再现速 部在内侧的双分子层 率。实验过程如图甲，结果如图乙。下列说 法错误的是( I知识点三 流动镶嵌模型的基本内容1 ○⊙ 知识梳理 流动镶嵌模型的基本内容 时间 (1)化学组成：主要是 和蛋白质 A.该技术说明细胞膜具有一定的流动性 分子。 B.应用该技术可以测定膜上单个蛋白质的 (2)物质分布情况 流动速率 ①磷脂双分子层是膜的 其内部是 C.降低实验温度，漂白区域荧光强度恢复 磷脂分子的疏水端 或离子不能 到F,的时间将延长 自由通过，因此具有屏障作用。 D.理论分析，漂白区域恢复足够长的时间 ②蛋白质分子有的 磷脂双分子层表 后荧光强度F,仍小于F 面，有的部分或全部 磷脂双分子 答案：B 层中，有的 于整个磷脂双分子层。 高中生物学必修1 (人教版) ③糖被分布于细胞膜的 有保护、 例6如图为细胞膜的结构模式图，下列叙 润滑和 等作用。 述正确的是( (3)流动性：主要表现为构成膜的磷脂分 子可以 膜中的 大多也能运动。 要点精析 1.膜中各种组分的作用 A. a在细胞膜的内侧，与细胞识别有关 (1)脂双层：控制细胞物质出入（流动性） B. 细胞膜的流动性只与c有关 (2)膜蛋白：控制细胞物质出入（载体蛋白） C.d的种类和数量越多，细胞的功能越复杂 (3)生物催化剂：酶 D.b的头部疏水，尾部亲水 (4)细胞识别：糖蛋白 答案：C 2.流动性是细胞膜结构的固有属性，无论 解析：a表示糖蛋白，在细胞膜的外侧，与 细胞是否与外界发生物质交换，流动性 细胞识别、保护、润滑等有关，A错误；细 总是存在的，而选择透过性只在完成物 胞膜的流动性与C磷脂分子、d蛋白质均有 质交换功能时才能体现出来。 关，B错误；d表示蛋白质，蛋白质在细胞 3.细胞膜中的部分蛋白质起载体蛋白的作 膜行使功能时起重要作用，因此功能越复杂 用，其特异性和数量的多少，决定了其 的细胞膜，蛋白质的种类和数量越多，C正 运输物质的种类和数量。 确；b是磷脂双分子层，磷脂分子的头部亲 4.只有活细胞的膜才具有流动性和选择透 水，尾部疏水，D错误。 过性。 例7如图所示，图甲是按照“流动镶嵌模 5. 细胞膜成分、结构、功能相关的实验设计 型”绘制的细胞膜结构示意图，①②③代 项目 设计思路 ! 表某种物质。图乙是图甲中物质③的示意 细胞膜磷 提取细胞膜结构中的磷脂分子，铺在 图，a、b分别表示该分子的头部和尾部。 脂双分子 水面上，测得磷脂单分子占有面积， 回答下列问题： 层的鉴定 与细胞膜面积对比分析 取A、B两种动物细胞，分别用红、 细胞膜流 绿色荧光染料标记两种动物细胞膜上 动性的 的蛋白质，进行融合实验，观察在细 鉴定 胞融合过程中两种颜色的荧光在细胞 膜上的分布情况 (1)图甲中细胞膜的外侧是 (填 细胞膜 将大量的同种生物和亲缘关系较远的 “I”或“Ⅱ”)侧，判断的依据是 识别作用 生物精子和卵细胞混合在一起，观察 探究 精子和卵细胞的结合情况 (2)图甲中的③是 ；在图乙中， 细胞膜 可利用有颜色的植物组织，将其放入 具有亲水性的部位是 (填图 控制物质 无色溶液中，然后用高温、强酸或强 中字母)。若将多个图乙所示分子放在 进出细胞 碱处理，观察处理前后溶液颜色是否 盛有水的容器中，最终的排列方式最 探究 发生变化 可能为下图的 38 第3章细跑的基本结构。 空气H I侧为细胞膜外侧。(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 A B 磷脂分子的特性可知，若将多个图乙所示分 (3)图甲中②的化学本质是 这 子放在盛有水的容器中，由于磷脂分子的头 类物质在细胞膜上的存在方式除了镶 部是亲水的，因而最终的排列方式最可能为 在细胞膜表面之外，还有 图中的B。(3)图甲中②（通道蛋白）的 (写出两种存在方式)。 化学本质是蛋白质，蛋白质分子以不同方式 (4)细胞膜的结构特点是 其原 镶嵌在磷脂双分子层中：有的镶在表面，有 因是 科研上 的嵌入其中，有的贯穿于整个磷脂双分子 鉴别动物细胞是否死亡常用台盼蓝染 层。(4)细胞膜中的磷脂分子可以侧向移 液，进行染色时，死细胞会被染成蓝 动，其中的蛋白质分子绝大多数也是可以运 色，而活细胞不会着色，这说明活细 动的，因而细胞膜的结构特点是具有一定的 胞的细胞膜具有 的作用。 :流动性。由于细胞膜具有控制物质进出细胞 答案：(1)II侧有糖蛋白(2)磷脂 的作用，因而科研上鉴别动物细胞是否死亡 分子aB（3)蛋白质有的嵌入其 常用台盼蓝染液，进行染色时，死细胞会被 中，有的贯穿整个磷脂双分子层（4)一 定的流动性构成细胞膜的磷脂分子和大多 染成蓝色，而活细胞不会着色，证明活细胞 的细胞膜具有控制物质进出细胞的作用。 数蛋白质分子可以运动控制物质进出细胞 解析：（1)由于图甲中的I侧有糖蛋白，故 第2节 细胞器之间的分工合作 核心素养 1.通过对分泌蛋白合成、加工和运输的学习，建立部分与整体的生物学观点；运用普 遍联系的观点分析生物膜之间的联系。（生命观念） 2.通过构建数学模型和物理模型，加深对分泌蛋白合成、加工和运输相关过程的理解。 (科学思维) 3.用科学的方法观察细胞中的叶绿体和细胞质流动。（科学探究） 川知识点一细胞质和细胞器 （1)细胞质主要由 和细胞器组成， 其中细胞质基质呈 状。分离 细胞器最常用的方法是 知识梳理 法。 (2)细胞骨架是由 组成的网架结 一、细胞器之间的分工 构，维持着 ,锚定并支撑着 1.细胞质的组成及细胞骨架 许多细胞器，与 、分裂、分 学 39 N