3.1细胞膜的结构和功能提升练习2026-2027学年高一上学期生物人教版必修1

3.1 细胞膜的结构和功能 1.如图为细胞膜部分功能的模式图。据图分析，下列说法错误的是（   ） A.功能①使细胞成为相对独立的系统，保障了细胞内部环境的相对稳定 B.功能②控制物质进出是相对的，进入细胞的物质对细胞不一定都有利 C.功能③中细胞膜上的受体大多是糖蛋白，能识别信号分子并与之结合 D.功能④在高等植物相邻细胞之间大都通过细胞膜的直接接触方式实现 2.冷冻蚀刻技术可用来观察膜表面和膜断裂面的形貌特征。通过快速低温冷冻法，细胞膜通常从某个部位断裂分开，如图所示。据图分析能推出的结论是（   ） A.利用光学显微镜可以观察到膜表面和膜断裂面的形貌特征 B.通过该技术细胞膜通常沿着膜结构中磷脂双分子层的疏水区断裂 C.蛋白质在a、b两侧不均匀分布，所有细胞膜a侧蛋白质均多于b侧 D.细胞膜功能的复杂程度完全取决于膜上蛋白质的种类 3.研究人员在脂质体外包裹上聚乙二醇保护层，并镶嵌上抗体，制造出一种能定向运送药物的“隐形脂质体”。已在癌症治疗中得到应用。下列分析错误的是（   ） A.“脂质体”表面不具备可供白细胞识别的糖被，能避免被白细胞识别和清除 B.“脂质体”膜上的抗体能特异性识别癌细胞从而将药物定向运送到癌细胞 C.“脂质体”的“膜”与细胞膜都是以磷脂双子层为基本支架 D.图中“脂质体”所运载的药物A为脂溶性药物，药物B为水溶性药物 4.红苋菜叶肉细胞中含有花青素，若将红苋菜叶片放在清水中，水的颜色无明显变化；若对其进行加热，随着水温升高，水颜色逐渐变成红色，原因是（   ） A.花青素在水等无机溶剂中难以溶解 B.水温升高使花青素的溶解度增大 C.加热使细胞壁失去了选择透过性 D.加热破坏了叶肉细胞的细胞膜等膜结构 5.人、鼠细胞融合实验是用不同荧光染料标记两种细胞的膜蛋白，一段时间后两种膜蛋白能在杂种细胞膜上均匀分布形成嵌合体，下图是相关实验记录，据此不能得到的结论是（   ） A.实验所用荧光染料标记物能与膜蛋白结合 B.实验证明膜蛋白能够运动 C.温度通过影响膜的流动性来影响嵌合体的形成 D.实验温度在10℃以下，细胞膜没有流动性 6.新型冠状病毒（SARS-CoV-2）外有包膜结构，主要来源于宿主细胞膜，包膜上含有病毒自身的糖蛋白S，该糖蛋白S可以与人体某些细胞表面的蛋白ACE2结合，使病毒的包膜与宿主细胞膜融合，进而侵入宿主细胞。下列相关说法错误的是（   ） A.新型冠状病毒外包膜的基本骨架为磷脂双分子层 B.新型冠状病毒进入细胞的过程依赖于生物膜的流动性 C.高温变性的SARS-CoV-2的蛋白质与双缩脲试剂不会发生紫色反应 D.糖蛋白S与受体蛋白ACE2结合的过程不能体现细胞膜可以进行细胞间的信息交流 7.罗伯特森（J.D.Robertson）提出了“蛋白质—脂质—蛋白质”的细胞膜结构模型。下列不属于该模型提出的基础的是（   ） A.化学分析表明细胞膜中含有磷脂和胆固醇 B.据表面张力研究推测细胞膜中含有蛋白质 C.电镜下观察到细胞膜暗—亮—暗三层结构 D.细胞融合实验结果表明细胞膜具有流动性 8.高温条件下，细胞膜呈可流动状态，当温度降低到一定程度时，细胞膜会转变为固化的凝胶态，即细胞膜发生相变，此时的温度为该细胞膜的相变温度。细胞膜中脂肪酸链的不饱和程度越高，细胞膜的相变温度越低。下列有关叙述错误的是（   ） A.组成细胞膜的磷脂分子和多数蛋白质都可以运动 B.一定范围内，提高温度可以增大细胞膜的流动性 C.相比普通植物而言，耐寒植物细胞膜中脂肪酸链不饱和程度较低 D.细胞膜的流动性对于细胞完成物质运输非常重要 9.科学家利用小鼠和人的细胞进行了如图所示的实验。下列相关分析错误的是（   ） A.两种细胞膜的基本骨架是磷脂双分子层，其不是静止不动的 B.细胞膜具有一定的流动性是荧光染料最终呈均匀分布状态的原因 C.该实验结果说明，构成细胞膜的蛋白质和磷脂分子是可以运动的 D.在不同温度下进行该实验，荧光染料分布均匀所需的时间不一样 10.下列关于细胞质膜成分和结构探索历程的叙述错误的是（   ） A.欧文顿采用几百种化学物质进行实验，证明细胞质膜是由脂质构成的 B.从对细胞质膜表面张力的研究中推测出膜中可能含有蛋白质成分 C.罗伯特森在电镜下观察到的细胞质膜显示：“暗一明一暗”三条带，其推测两侧的暗带为双层脂分子，中间的明带为蛋白质 D.流动镶嵌模型认为细胞质膜上的磷脂分子和蛋白质分子都具有一定的流动性 11.下图为细胞质膜结构模式图，下列有关叙述错误的是（   ） A.③是细胞质膜的基本支架 B.细胞质膜的流动性与③有关而与②无关 C.相邻细胞可通过①实现细胞间的信息交流 D.细胞质膜上②的种类和数目越多，功能越复杂 12.图甲为细胞膜的亚显微结构模式图，图乙为图甲细胞膜的磷脂分子结构模式图。下列有关叙述错误的是（   ） A.图乙分子的a部分不具有极性，因此亲水 B.将图乙平展在水面上，a部分与水面接触 C.图甲中的③是细胞膜的基本骨架，在所有细胞膜中其排列方式均相同 D.图甲中②与细胞的选择性吸收有关，①②可作为气味分子的受体并完成信息的传递 13.如图为细胞膜的流动镶嵌模型，下列叙述中结构与其功能相对应的是（   ） A.①是蛋白质，与糖类结合形成糖蛋白，具有信息交流作用 B.只通过②可判断出细胞膜的A面为膜外，B面为膜内 C.③是磷脂分子的疏水部分，将细胞与水环境分开 D.④是磷脂分子的脂肪酸链，流动性差以保证磷脂双分子层稳固不变 14.（Ⅰ）如图表示细胞膜的亚显微结构，其中a、b、c为物质进出细胞膜的方式 （1）细胞膜的基本支架是______（填序号）。细胞识别功能与图中______（填序号）有关。图中______（填“Ⅰ”或“Ⅱ”）表示细胞膜的外侧，判断依据是细胞膜的外侧含有____________（填文字）。 （2）不同物质以不同的方式进出细胞，体现了细胞具有__________________的功能特点，其特点主要是由细胞膜上的__________________决定的。 （Ⅱ）用不同的荧光染料标记的抗体，分别与人细胞和小鼠细胞的细胞膜上的一种抗原物质结合，使两类细胞分别产生绿色和红色荧光。当这两种细胞融合成一个细胞时，开始时一半呈绿色，一半呈红色。但在37℃下保温0.5h后，两种颜色的荧光就呈均匀分布（如下图）。请据图回答下列问题： （3）融合细胞表面两类荧光染料分布的动态变化，表明了组成细胞膜的____________是可以运动的，由此可以证实关于细胞膜结构的“流动镶嵌模型”中“膜物质分子可以运动”的观点是成立的。 （4）融合细胞表面两类荧光染料最终均匀分布，原因是___________________________，细胞膜的结构特点是具有__________________。 （5）如果该融合实验在20℃条件下进行，则两种表面抗原均匀分布的时间将大大延长，这说明_________________________________________________________。 15.研究者用荧光染料对细胞膜上某些分子进行处理，并使膜发出荧光，再用高强度激光照射细胞膜的某区域，使其瞬间被“漂白”，即荧光消失。一段时间后，该漂白区域荧光逐渐恢复，如图1。检测被激光照射的区域荧光强度随时间的变化，绘制得到荧光漂白恢复曲线，如图2。 （1）细胞膜以___________为基本支架，此外还含有蛋白质等成分，实验中通常对膜蛋白进行荧光标记。 （2）细胞膜上被漂白区域的荧光得以恢复，推测其可能的原因：①被漂白区域内细胞膜成分分子带有的荧光染料的荧光会_________；②被漂白区域内外的细胞膜成分分子_________。 （3）研究发现，如果用特定方法去除细胞膜中的胆固醇，使膜结构上蛋白质分子停泊的“平台”被拆解，漂白区域荧光恢复所需的时间缩短，说明胆固醇对组成细胞膜成分分子的运动具有________（填“促进”或“限制”）作用，该结果_________（填“支持”或“不支持”）推测②。此项研究说明细胞膜具有_________性。 （4）最终漂白区域恢复的荧光强度比初始强度低，推测可能的原因：①荧光染料的荧光强度会随着时间流逝自主____________；②漂白区域外某些被荧光染料标记的分子处于_________的状态。若要证明推测①的成立，可以设计一个对照组，该组用荧光染料对细胞膜进行相同的处理，再对细胞膜上某一区域进行高强度激光照射，同时____________，预期结果是_____________。 学科网（北京）股份有限公司 答案以及解析 1.答案：D 解析：A（√）功能①为将细胞与外界环境分隔开，细胞膜的出现使细胞成为相对独立的系统，保障了细胞内部环境的相对稳定；B（√）功能②为控制物质进出细胞，这种功能是相对的，进入细胞的物质对细胞不一定都有利；C（√）功能③中细胞膜上的受体大多是糖蛋白，能识别信号分子并与之结合，进而实现信号分子的调节作用；D（×）功能④在高等植物相邻细胞之间大都通过专门的通道（胞间连丝）相互连接，实现物质运输和信息交流，不是通过细胞膜直接接触实现的。 2.答案：B 解析：A（不能）利用电子显微镜可以观察到膜表面和膜断裂面的形貌特征，光学显微镜下观察不到；B（能）磷脂分子具有亲水的头部和疏水的尾部，由图可知，通过冷冻蚀刻技术，细胞膜通常从磷脂双分子层疏水区断裂；C（不能）由图可知，蛋白质在a、b两侧不均匀分布，但细胞膜a侧的蛋白质不一定多于b侧；D（不能）细胞膜功能的复杂程度主要取决于膜上蛋白质的种类和数量。 3.答案：D 解析：A（√）“隐形脂质体”在运送药物的过程中，能避免被白细胞识别和清除，原因可能是“脂质体”表面不具备可供白细胞识别的糖被。B（√）“脂质体”膜上镶嵌的抗体能够特异性识别癌细胞，从而将药物定向运送到癌细胞，以发挥作用。C（√）由图可知，“脂质体”的“膜”（脂双层）是由磷脂双分子层构成的，即“脂质体”的“膜”和细胞膜均以磷脂双分子层作为基本支架。D（×）磷脂分子的头部具有亲水性，尾部具有疏水性，“脂质体”既可以用于运载脂溶性药物，也可以用于运载水溶性药物，图中药物A位于脂质体内部，接近磷脂分子的头部，为水溶性药物；药物B位于磷脂双分子层中，接近磷脂分子的尾部，为脂溶性药物。 4.答案：D 解析：花青素能溶于水；水温升高，花青素的溶解度会增大，但是这不会导致色素流出细胞，A、B错误；细胞壁是全透性的，C错误；由于生物膜的选择透过性，活细胞的花青素无法扩散到细胞外，随着水温升高，生物膜失去选择透过性，花青素扩散到细胞外，使水的颜色逐渐变成红色，D正确。 5.答案：D 解析：人、鼠细胞融合实验是用不同荧光染料标记两种细胞的膜蛋白，一段时间后两种膜蛋白能在杂种细胞膜上均匀分布形成嵌合体，说明实验所用荧光染料标记物能与膜蛋白结合，且膜蛋白能够运动，A、B正确；由题图可知，在一定温度范围内，随着温度的变化，形成嵌合体的百分比在改变，温度通过影响膜的流动性来影响嵌合体的形成，C正确；由题图可知，实验温度在10℃以下时，形成嵌合体的百分比大于0，说明能形成嵌合体，细胞膜具有流动性，只是流动性较小，D错误。 6.答案：C 解析：新型冠状病毒外包膜主要来源于宿主细胞膜，因此其成分与宿主细胞膜相似，其基本骨架为磷脂双分子层，A正确；新型冠状病毒的糖蛋白S可以与人体某些细胞表面的蛋白ACE2结合，使病毒的包膜与宿主细胞膜融合，进而侵入宿主细胞，故新型冠状病毒进入细胞的过程依赖于生物膜的流动性，B正确；高温变性不会使蛋白质肽键断裂，故高温变性的蛋白质能够与双缩脲试剂发生紫色反应，C错误；新型冠状病毒没有细胞结构，糖蛋白S与受体蛋白ACE2的结合过程不能体现细胞膜可以进行细胞间的信息交流，D正确。 7.答案：D 解析：在罗伯特森提出“蛋白质一脂质一蛋白质”的细胞膜结构模型之后，科学家才通过荧光标记的小鼠细胞和人细胞融合实验证明细胞膜具有流动性，故该实验不属于该模型提出的基础，D符合题意。 8.答案：C 解析：细胞膜中的磷脂和大多数蛋白质都可以运动，使细胞膜具有流动性，A正确。高温条件下，细胞膜呈可流动状态，当温度降低到一定程度时，细胞膜会转变为固化的凝胶态，因此一定范围内，提高温度可以促进细胞膜中磷脂分子和蛋白质分子的运动，增大细胞膜的流动性，B正确。 细胞膜的流动性对于细胞完成物质运输、生长、分裂、运动等功能都非常重要，D正确。 9.答案：C 解析：磷脂双分子层是细胞膜的基本骨架，构成膜的磷脂分子可以运动，A正确；细胞膜具有一定的流动性，这使得荧光染料最终均匀分布，B正确；荧光染料标记的是细胞表面的蛋白质，而荧光染料最终均匀分布说明细胞膜的蛋白质是可以运动的，C错误；不同温度条件下，构成膜的磷脂分子及蛋白质分子的运动情况不同，荧光染料分布均匀所需的时间也不一样，D正确。 10.答案：C 解析：欧文顿采用500多种化学物质进行实验，证明细胞质膜是由脂质构成的，A正确；科学家通过对细胞质膜表面张力的研究，推测细胞质膜除含脂质分子外，可能还含有蛋白质成分，B正确；罗伯特森在电镜下观察到细胞质膜显示“暗一明一暗”三条带，其推测两侧的暗带为蛋白质，中间的明带为双层脂分子，C错误；流动镶嵌模型认为细胞质膜上的磷脂分子和蛋白质分子都具有一定的流动性，D正确。 11.答案：B 解析：A.③是磷脂双分子层，构成细胞质膜的基本支架，A正确； B.②是蛋白质，③是磷脂双分子层，细胞质膜的流动性是因为组成质膜的磷脂分子和大多数蛋白质分子是可以运动的，B错误； C.①是糖蛋白，相邻细胞间的信息交流可通过糖蛋白实现，C正确； D.②是蛋白质，蛋白质是生命活动的主要承担者，一般而言，细胞质膜上蛋白质的种类和数目越多，功能越复杂，D正确。 故选B。 12.答案：A 解析：细胞膜的成分包括磷脂、蛋白质以及糖类，题图甲中①表示细胞膜上的糖链，②表示膜蛋白，③表示磷脂双分子层：题图乙为图甲细胞膜的磷脂分子结构模式图，其中a部分表示亲水端，b部分表示疏水端。题图乙分子为磷脂分子，磷脂分子的“头”具有亲水性，也称极性，A错误；题图乙中的a部分表示亲水端，b部分表示疏水端，因此将题图乙磷脂分子平展在水面上，a部分与水面接触， B正确；题图甲中的③表示磷脂双分子层，是细胞膜的基本骨架，在所有细胞膜中其排列方式均相同，C正确；题图甲中②是蛋白质，可作为物质进入细胞的载体，与细胞的选择性吸收有关，①②是糖蛋白，可作为气味分子的受体并完成信息的传递，D正确。 13.答案：A 解析：分析题图可知，①是蛋白质，与糖类结合形成糖蛋白，具有信息交流作用，A正确；只通过②无法判断出膜内外，①连接糖链，称为糖蛋白，存在于细胞膜的外表面，由此可判断细胞膜的内外，B错误；③是磷脂分子的亲水部分，C错误；④是磷脂分子的脂肪酸链，流动性强，以保证磷脂双分子层的流动性，D错误。 14.答案：（1）③；①；Ⅰ；糖类分子（糖被） （2）选择透过性；蛋白质 （3）蛋白质分子 （4）构成细胞膜的磷脂分子和蛋白质分子大都是可以运动的；一定的流动性 （5）随环境温度的下降，膜上磷脂分子和蛋白质分子的运动速率减慢（或细胞膜分子的运动与温度有关） 解析：（1）③是磷脂双分子层，是构成细胞膜的基本支架。细胞识别功能与图中①糖蛋白有关。由于细胞膜的外侧含有糖类分子（糖被），所以Ⅰ代表细胞膜外侧。 （2）不同物质以不同的方式进出细胞，体现了细胞具有选择透过性的功能特点，这主要是由细胞膜上的蛋白质决定的。 （3）荧光染料标记的抗体与抗原蛋白结合，则荧光染料分布的动态变化，说明组成细胞膜的蛋白质分子可以运动，由此可以证实细胞膜中物质能够运动的观点是成立的。 （4）融合细胞表面两类荧光染料最终均匀分布，原因是构成细胞膜的磷脂分子和蛋白质分子大都是可以运动的，细胞膜的结构特点是具有一定的流动性。 （5）如果该融合实验在20℃条件下进行，该（低温）条件下膜上蛋白质分子均匀分布的时间延长，说明蛋白质分子运动速率随环境温度的下降，膜上磷脂分子和蛋白质分子的运动速率减慢（或细胞膜分子的运动与温度有关）。 15.答案：（1）磷脂双分子层 （2）自行恢复；位置互换 （3）限制；支持；流动 （4）下降；静止；限制细胞膜上分子的运动；漂白区域最终恢复的荧光强度比初始强度低 解析：（1）细胞膜以磷脂双分子层为基本支架，此外还含有蛋白质和糖类等成分。 （2）细胞膜上被漂白区域的荧光得以恢复，可能的原因：①被漂白区域内细胞膜成分分子上带有的荧光染料的荧光会自行恢复；②细胞膜具有一定的流动性，被漂白区域内外的细胞膜成分分子发生了位置互换。 （3）去除细胞膜中的胆固醇，使膜结构上蛋白质分子停泊的“平台”被拆解，则蛋白质分子运动加快，漂白区域荧光恢复所需的时间缩短，这说明胆固醇对膜中分子的运动具有限制作用，该结果支持推测②，此项研究结果说明细胞膜具有一定的流动性。 （4）漂白区域最终恢复的荧光强度比初始强度低，可能是因为随着时间流逝，荧光染料的荧光强度会自主下降，或漂白区域外某些被荧光染料标记的分子处于静止状态。为证明推测①的成立，对照组细胞膜用荧光染料进行相同处理后，应对细胞膜上的某一区域用高强度激光照射，同时限制细胞膜上分子的运动，预期结果是漂白区域最终恢复的荧光强度比初始强度低。 $