2027届高三生物人教版一轮复习课件第5讲 细胞膜的结构和功能

第二单元 第5讲 细胞膜的结构和功能 高三生物 陈君华 目录 01 考点一 细胞膜的功能 02 考点二 细胞膜的组成和结构 03 高考真题体验 [课程标准]　1.概述细胞都由细胞膜包裹，细胞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。2.分析细胞膜的组成成分与结构的关系，说明细胞膜结构的物质基础，简述流动镶嵌模型的主要内容。3.分析细胞膜成分与结构的探索历程。 细胞膜的功能 考点一 1.细胞膜的功能 营养物质 分泌 细 胞外 激素 胞间连丝 精卵结合 选择透过 2.细胞膜的功能特性 [特别提醒]　任何细胞的边界都是细胞膜，细胞壁有全透性，不能控制物质进出细胞。 1.(必修1 P40正文)在生命起源过程中，膜的出现至关重要，保障了细胞内部环境的独立和相对稳定。( ) 2.(必修1 P41正文)没有信息交流，多细胞生物体也能完成生命活动。( ) 3.(必修1 P41图3－2)细胞膜上的受体是细胞间信息交流所必需的结构。 ( ) 4.(必修1 P43正文)生物膜的特定功能主要由膜蛋白决定。( ) √ × × √ 概念检测 1.(2024·贵州卷)将台盼蓝染液注入健康家兔的血管，一段时间后，取不同器官制作切片观察，发现肝和淋巴结等被染成蓝色，而脑和骨骼肌等未被染色①。下列叙述错误的是(　　) A.实验结果说明，不同器官中毛细血管通透性有差异 B.脑和骨骼肌等未被染色，是因为细胞膜能控制物质进出 C.肝、淋巴结等被染成蓝色，说明台盼蓝染液进入了细胞 D.靶向治疗时，需要考虑药物分子大小与毛细血管通透性② C 关键信息 信息解读 ① 有的器官可以被台盼蓝染色，说明大分子物质可以进入组织液，而不能被台盼蓝染色的器官大分子不能进入组织液；脑和骨骼肌等未被染色，是因为台盼蓝染液未进入脑、骨骼肌细胞之间的组织液，且这些细胞的细胞膜能控制物质进出；肝、淋巴结等被染成蓝色，说明台盼蓝染液进入了肝、淋巴结细胞之间的组织液 ② 只有小分子物质才能进入脑和骨骼肌，靶向治疗时，需要考虑药物分子大小与毛细血管通透性 【名师赋能】 【解析】　由于毛细血管通透性不同，导致物质进出器官有差异，实验结果说明，不同器官中毛细血管通透性有差异，A正确。有的器官可以被台盼蓝染色，说明大分子物质可以进入组织液，而不能被台盼蓝染色的器官大分子不能进入组织液；脑和骨骼肌等未被染色，是因为台盼蓝染液未进入脑、骨骼肌细胞之间的组织液，且这些细胞的细胞膜能控制物质进出；肝、淋巴结等被染成蓝色，说明台盼蓝染液进入了肝、淋巴结细胞之间的组织液，B正确，C错误。根据题目信息可知，只有小分子物质才能进入脑和骨骼肌，靶向治疗时，需要考虑药物分子大小与毛细血管通透性，D正确。 2.(2026·河南新乡模拟)细胞膜是细胞的边界。下列关于细胞膜功能的叙述，错误的是(　　) A.少部分水分子进入肾小管细胞时需要水通道蛋白协助 B.神经细胞膜上的钠离子通道缺乏，会影响神经的兴奋性 C.吞噬细胞胞吞过程中，需要细胞膜上蛋白质的参与 D.细胞膜上的糖类分子与细胞间的信息传递有关 A 【解析】　肾小管细胞在重吸收水时，主要依赖水通道蛋白进行协助扩散，尤其在抗利尿激素作用下，大部分水通过通道蛋白进入细胞，A错误。钠离子通道是动作电位形成的关键，若缺乏则无法产生动作电位，导致神经兴奋性降低，B正确。胞吞过程依赖细胞膜的流动性，需膜蛋白参与识别和包裹物质，C正确。细胞膜上的糖蛋白(糖被)参与细胞识别和信息传递，D正确。 3.(2026·山东期中)如图表示细胞膜功能模式图，下列说法错误的 是(　 ) A.图中功能①体现膜的生理特性，在生命起源过程中具有重要作用 B.图中功能③与转运蛋白有关，保证了细胞生命活动的正常进行 C.图中功能④与糖蛋白有关，机体通过各种信息分子调控生命活动 D.图中功能⑤只存在于植物细胞，相邻细胞通过胞间连丝进行信息交流 D 【解析】　①是细胞膜作为边界不仅使生命进化到细胞的形式，也保证了细胞生命的正常进行，在进化中具有重要的作用，A正确。③表示细胞膜控制物质出入细胞的功能，体现了主动运输和被动运输中的协助扩散，因此功能③与转运蛋白有关，保证了细胞生命活动的正常进行，B正确。图中功能④信号检测需要信息分子与受体结合，受体的化学本质是糖蛋白，C正确。胞间连丝不仅仅存在于植物细胞中，某些真菌中也有，D错误。 细胞膜的组成和结构 考点2 1.对细胞膜成分和结构的探索 [教材拾遗]　(1)(必修1 P42思考·讨论)磷脂是一种由甘油、脂肪酸、磷酸等组成的分子，磷酸“头部”是亲水的，两个脂肪酸一端为疏水的“尾部”。 (2)(必修1 P43图3－4)人鼠细胞融合实验采用荧光标记法，而非放射性同位素标记法。 磷脂 种类和含量 外 2.细胞膜的成分 磷脂双 分子层 3.流动镶嵌模型 (1)基本内容 流动性 磷脂分子和蛋白质分子 (2)细胞膜的特点 1.(必修1 P43正文)功能越复杂的细胞膜中磷脂的含量越多。( ) 2.(必修1 P45正文)构成细胞膜的蛋白质分子是运动的，磷脂分子是静止的。( ) 3.(必修1 P45正文)向细胞内注射某物质后，细胞膜上会留下一个空洞。 ( ) 4.(必修1 P44～45正文)细胞膜的基本骨架是由磷脂分子和蛋白质分子共同形成的。( ) × × × × 概念检测 如图A、B、C是细胞间的三种信息交流方式，图D是人工膜形成的脂质体。据图分析回答： (1)图中物质或结构的名称：①______；②__________；③__________。 受体 信号分子 胞间连丝 概念深化 (2)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上面的哪种方式？ ______________________________________。 (3)图中受体的化学本质是什么？受体和信号分子的结合有没有特异性？ ________________________________________________________。 分别属于图C、图A、图B所代表的方式 受体的化学本质是蛋白质；受体和信号分子的结合具有特异性 (4)是否所有信号分子的受体都在细胞膜上？并说明理由。 ____________________________________________________________。 (5)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。有些小分子如脂溶性的信号分子(如性激素)的受体在细胞内部 不是。如高等植物细胞间通过胞间连丝进行信息交流时，不需要细胞膜上的受体 (6)图D中能在水中结晶的药物和脂溶性药物分别被包裹在何处？两类药物的包裹位置不相同的原因是什么？ ____________________________________________________________________________________________________________________________ _______________。 甲处、乙处。两层磷脂分子之间(乙处)是疏水的，脂溶性药物能被稳定地包裹在其中；脂质体内部(甲处)是亲水的，能在水中结晶的药物被稳定地包裹在其中 (7)若脂质体运送的药物是抗癌药物，则抗体的作用是什么？ ______________________________________________________________ ____。 脂质体膜上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 (8)脂质体到达靶细胞后，药物将如何进入细胞内发挥作用？该过程利用了膜的什么特点？ ______________________________________________________________________________________________________________________。 脂质体与细胞膜结构相似，到达靶细胞后可能会与靶细胞膜发生融合，也可能以胞吞方式将携带的药物运入细胞。利用了膜的流动性 1.(2025·四川成都一诊)戈特和格伦德尔用丙酮提取人类红细胞膜的脂质成分，在空气—水界面上铺展成单分子层，经过测量发现，单分子层的面积是红细胞表面积的2倍。欲在实验室重做该实验并得到预期结果，下列相关叙述错误的是(　　) A.可用酵母菌替代人类成熟红细胞作为实验材料 B.可用其他适合的有机溶剂替代丙酮作为提取液 C.单分子层中脂质分子排列的紧密程度是实验的误差来源之一 D.准确测量单分子层面积和红细胞表面积是实验成功的关键 A 【解析】　人类成熟红细胞没有细胞器膜和核膜，而酵母菌含有细胞膜、细胞器膜和核膜等多种生物膜，故不能用酵母菌替代人类成熟红细胞作为实验材料，A错误。脂质可以溶于有机溶剂，故可以用其他合适的有机溶剂代替丙酮作为提取液，B正确。单分子层中脂质分子排列的紧密程度会影响单分子层的面积，因此单分子层中脂质分子排列的紧密程度是实验的误差来源之一，C正确。科学家通过测量发现单分子层的面积是红细胞表面积的2倍，若测量不准确，会影响实验结果，因此准确测量单分子层面积和红细胞表面积是实验成功的关键，D正确。 2.(2025·广东深圳模拟)磷脂酰丝氨酸(简称PS)是一种天然磷脂，一般存在于正常细胞质膜的内侧(如图所示)。在细胞发生凋亡的早期，PS会外翻到细胞质膜的外侧，此时细胞会被吞噬细胞质膜上的特异性受体识别并被吞噬①。下列叙述错误的是(　　) A.PS可参与构成细胞质膜的基本支架② B.PS外翻过程不受基因的程序性调控 C.外翻后的PS参与了细胞间的信息交流 D.被病原体感染的细胞可能发生PS外翻 B 关键信息 信息解读 ① 在细胞发生凋亡的早期，PS会外翻到细胞质膜的外侧，说明该过程受基因调控；此时细胞会被吞噬细胞质膜上的特异性受体识别并被吞噬，所以外翻后的PS参与了细胞间的信息交流 ② PS是一种天然磷脂，磷脂双分子层构成细胞膜的基本支架 【名师赋能】 【解析】　PS是一种天然磷脂，磷脂双分子层构成细胞质膜的基本支架，A正确。在细胞发生凋亡的早期，PS会外翻到细胞质膜的外侧，说明是受基因调控的，B错误。在细胞发生凋亡的早期，PS会外翻到细胞质膜的外侧，此时细胞会被吞噬细胞质膜上的特异性受体识别并被吞噬，所以外翻后的PS参与了细胞间的信息交流，C正确。被病原体感染的细胞会被吞噬细胞吞噬，所以可能发生PS外翻，D正确。 3.(2025·湖北襄阳三模)细胞之间的连接方式主要包括封闭 连接、锚定连接和通信连接，相关结构如图所示。紧密连 接是封闭连接的典型，具有屏障功能，能阻止可溶性物质 通过细胞间隙来回扩散。典型的通信连接的结构单位是连接子(由六个相同或相似的跨膜蛋白环绕而成的亲水性孔道)，下列叙述错误的是(　　) A.膜的基本骨架内部是磷脂分子的疏水端，水溶性分子或离子不易通过 B.若将示踪物加入A侧，电镜观察示踪物不能进入B侧，能验证紧密连接的屏障功能 C.若连接子蛋白磷酸化，其通透性可能增强，允许离子、信息分子等物质通过 D.图中的通信连接方式与高等植物细胞间的结构胞间连丝相似 B 【解析】　细胞膜的基本骨架是磷脂双分子层，磷脂分子的头部是亲水端，尾部是疏水端，所以膜的基本骨架内部是磷脂分子的疏水端，这使得水溶性分子或离子不易通过，A正确。紧密连接具有屏障功能，能阻止可溶性物质通过细胞间隙来回扩散，若将示踪物加入A侧，电镜观察示踪物不能进入B侧，只能说明示踪物不能通过某种方式从A到B，但不能直接验证是紧密连接的屏障功能，因为有可能存在其他因素阻止示踪物通过，B错误。连接子是由六个相同或相似的跨膜蛋白环绕而成的亲水性孔道，若连接子蛋白磷酸化，其空间结构可能发生改变，从而导致通透性可能增强，允许离子、信息分子等物质通过，C正确。图中的通信连接是细胞间进行信息交流的一种方式，高等植物细胞间的胞间连丝也具有信息交流等功能，二者相似，D正确。 五种常考的膜蛋白及其功能 溯源教材 明确考法 高考真题体验 1.(2025·广东卷)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 D 【解析】　化学分析表明细胞膜中含有磷脂和胆固醇，该结论在罗伯特森用电镜观察之前，属于该模型提出的基础，A不符合题意。1935年，英国学者丹尼利和戴维森研究了细胞膜的张力，据表面张力研究推测细胞膜中含有蛋白质，该结论在罗伯特森用电镜观察之前，属于该模型提出的基础，B不符合题意。1959年，罗伯特森根据电镜下看到的细胞膜清晰的暗—亮—暗三层结构，结合其他科学家的工作提出蛋白质—脂质—蛋白质三层结构模型，C不符合题意。1970年，科学家通过荧光标记的小鼠细胞和人细胞的融合实验，证明细胞膜具有流动性，该结论在罗伯特森用电镜观察之后，不属于该模型提出的基础，D符合题意。 2.(2024·湖南卷)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 【解析】　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，A错误。胆固醇是构成动物细胞膜的重要成分，其对于调节细胞膜的流动性具有重要作用，B正确。细胞膜表面的糖类分子可与脂质结合形成糖脂，糖脂与细胞表面的识别、细胞间的信息传递等功能密切相关，C正确。磷脂是构成细胞膜的重要成分，磷脂双分子层构成生物膜的基本支架，D正确。 (1)饱和脂肪酸的熔点较高，容易凝固。(见必修1 P26小字部分) (2)细胞膜外表面的糖类分子可与脂质结合形成糖脂，糖被与细胞表面的识别、细胞间的信息传递等功能密切相关。(见必修1 P45小字部分) (3)细胞膜主要是由脂质和蛋白质组成的。在组成细胞膜的脂质中，磷脂最丰富。(见必修1 P43正文) 3.(2023·海南卷)不同细胞的几种生物膜主要成分的相对含量见表。 下列有关叙述错误的是(　　) A.蛋白质和脂质是生物膜不可或缺的成分，二者的运动构成膜的流动性 B.高尔基体和内质网之间的信息交流与二者膜上的糖类有关 C.哺乳动物红细胞的质膜与高尔基体膜之间具有膜融合现象 D.表内所列的生物膜中，线粒体内膜的功能最复杂，神经鞘细胞质膜的功能最简单 膜主要成分 红细胞质膜 神经鞘细胞质膜 高尔基体膜 内质网膜 线粒体内膜 蛋白质/％ 49 18 64 62 78 脂质/％ 43 79 26 28 22 糖类/％ 8 3 10 10 少 C 【解析】　细胞膜主要由脂质和蛋白质组成，磷脂双分子层构成膜的基本支架，这个支架是可以流动的，大多数蛋白质也是可以流动的，因此蛋白质和脂质的运动构成膜的流动性，A正确。糖蛋白与细胞识别作用有密切关系，因此高尔基体和内质网之间的信息交流与二者膜上的糖类有关，B正确。哺乳动物成熟的红细胞没有高尔基体，C错误。功能越复杂的细胞膜，蛋白质的种类和数量越多，由表格内容可知，线粒体内膜的蛋白质含量最高，其功能最复杂，神经鞘细胞质膜的蛋白质最少，其功能最简单，D正确。 (1)细胞膜主要是由脂质和蛋白质组成的。功能越复杂的细胞膜，蛋白质的种类和数量就越多。(见必修1 P43正文) (2)糖被与细胞间的信息传递有密切关系。(见必修1 P45小字部分) (3)磷脂分子可以侧向自由移动，蛋白质大多也能运动。(见必修1 P45正文) 4.(2022·河北卷)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 C 【解析】　在分泌蛋白的合成和分泌过程中，高尔基体膜形成的囊泡融合到细胞膜中，此过程细胞膜与某些细胞器膜之间存在脂质、蛋白质的交流，A正确。载体蛋白具有专一性，所以细胞膜上多种载体蛋白协助不同的离子跨膜运输，B正确。膜蛋白在磷脂双分子层的分布是不对称、不均匀的，或镶、或嵌、或贯穿于磷脂双分子层，C错误。细胞膜上多种蛋白质与糖类结合，形成糖蛋白。糖蛋白与细胞表面的识别功能有密切关系，参与细胞间的信息交流，D正确。 5.(2021·浙江6月选考)质膜的流动镶嵌模型如图所示。下列叙述正确的是(　　) A.磷脂和糖脂分子形成的脂双层是完全对称的 B.胆固醇镶嵌或贯穿在膜中利于增强膜的流动性 C.物质进出细胞方式中的被动转运过程与膜蛋白无关 D.有些膜蛋白能识别并接收来自细胞内外的化学信号 D 【解析】　脂双层是指磷脂双分子层，不包括膜蛋白，是在有水的环境中自发形成的，由磷脂分子的物理性质和化学性质决定，但具有识别作用的糖脂分子只分布在质膜的外侧，故脂双层是不完全对称的， A错误。磷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，B错误。物质进出细胞方式中的被动转运包括扩散、渗透和易化扩散，其中易化扩散需要载体蛋白，即与膜蛋白有关，C错误。有些膜蛋白起着受体的作用，能识别并接收来自细胞内外的化学信号，D正确。 谢谢 陈君华 $