第3章 02 第1节 第2课时 对细胞膜结构的探索、流动镶嵌模型的基本内容 （课时作业）-【学而思】2026-2027学年高一生物学必修一课时作业（人教版）

第2课时　对细胞膜结构的探索、流动镶嵌模型的基本内容 考点1　对细胞膜结构的探索 1.[2026·山东泰安高一期中] 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“亮—暗—亮”的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 2.下图是探究温度对细胞膜流动性的影响的实验,观察在40 min内,两种颜色荧光膜蛋白融合情况,下列说法错误的是 (　) A.该实验需设置一系列温度梯度的多个实验组进行 B.该实验也可以观察两种颜色膜蛋白均匀分布所需时间 C.图示膜蛋白因为是细胞膜的基本支架才能运动 D.该实验否定了罗伯特森描述的细胞膜的静态统一结构假说 3.冰冻蚀刻技术可以用来进行细胞膜蛋白的定位与分析。先将标本置于干冰中进行冰冻,然后用冰刀将其断开。升温时,干冰在真空条件下升华,暴露出断裂面的结构,处理后在电镜下观察。下列说法正确的是 (　) A.该技术可用于观察和分析不同细胞器的膜蛋白 B.可观察到蛋白质均匀地分布在磷脂双分子层中 C.电镜下可观察到细胞膜具有流动性 D.不同生物细胞的膜蛋白种类和数量均相同 4.[2026·江西赣州高一月考] 哺乳动物成熟红细胞是研究膜结构功能的常用材料,请根据你所学的知识,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。在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)在1972年辛格和尼科尔森提出了细胞膜的　　　　　模型。科学家探索过程中应用了　　　　(填“提出假说”或“不完全归纳法”)这一科学方法。  (3)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 考点2　流动镶嵌模型的基本内容 5.[2026·安徽芜湖高一期中] 下列对细胞膜结构的探索和流动镶嵌模型基本内容的叙述,正确的是 (　) A.罗伯特森根据电镜观察结果,提出细胞膜由“脂质—蛋白质—脂质”三层结构构成 B.b 构成了细胞膜的基本支架,由于 c 是疏水的,因此水分子不能通过细胞 C.a 在细胞膜的外侧,细胞间的信息交流不一定都需要依赖细胞膜上的 a 才能实现 D.利用放射性同位素标记的人细胞和小鼠细胞融合的实验,得出细胞膜上的 d 具有流动性 6.[2025·四川成都高一期中] 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,此时的温度即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.细胞膜的流动性对细胞的生长、分裂至关重要 7.[2025·山西晋城高一月考] 图示为在流动镶嵌模型基础上提出来的脂筏模型,脂筏是一种相对稳定、分子排列较紧密的结构。①②为存在于细胞膜上的两种脂质。下列叙述错误的是 (　) A.磷脂双分子层构成脂筏的基本骨架 B.①②的流动性决定了细胞膜的结构特点 C.脂筏结构的存在会降低细胞膜的流动性 D.脂筏模型与细胞膜的流动镶嵌模型都属于物理模型 8.[2025·重庆万州区高一月考] 金黄色葡萄球菌是一种致病菌,可引起人食物中毒或皮肤感染,甚至死亡。已知脂肪酸是合成细胞膜上各种磷脂的关键成分,细菌既可通过FASⅡ通路合成脂肪酸,也可从环境中获取脂肪酸。下列叙述错误的是(　) A.向富含脂肪酸的培养基中添加抑制FASⅡ通路的药物可杀死金黄色葡萄球菌 B.金黄色葡萄球菌细胞膜控制物质进出的作用是相对的,一些有害物质可能会进入细胞 C.金黄色葡萄球菌合成的脂肪酸构成磷脂分子的尾部,具有疏水性 D.金黄色葡萄球菌细胞膜中的蛋白质分子以不同方式镶嵌在磷脂双分子层中 9.科学家发现一种能在细胞膜上钻孔的单分子“纳米机器”——分子转子,经光激活后能以每秒200万~300万转的转速进行旋转,从而打开细胞膜(如图)。经过设计,分子转子能识别并凿通特定癌细胞的细胞膜,通过运送治疗药物或破坏细胞膜来杀死癌细胞。下列叙述错误的是 (　) A.分子转子可能通过改变细胞膜的分子排布而完成钻孔 B.分子转子能否与靶细胞结合,主要取决于细胞膜上的糖蛋白 C.钻孔后才能将药物送入,说明细胞膜能控制物质进出细胞 D.将治疗药物运送到细胞中,分子转子需要钻开两层生物膜 10.[2026·广东汕头高一期中] 糖类能与蛋白质结合形成糖蛋白、与脂质结合形成糖脂,该过程称为糖基化。细胞膜上的glycoRNA(糖基化RNA)是一种新发现的生物分子,它由一小段RNA(核糖核酸)为支架,上面连着聚糖(多糖类分子)。研究发现,glycoRNA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glycoRNA等构成的 B.细胞膜上含有磷元素的物质不仅有磷脂,还有glycoRNA C.glycoRNA与细胞间的信息传递、细胞表面的识别等无关 D.细胞膜功能的复杂程度主要与glycoRNA的种类和数量有关 11.下图为生物膜的流动镶嵌模型示意图,①~⑤表示组成生物膜的物质。回答下列问题: (1)图中②　　　　　　　(填名称)是细胞膜的基本支架,构成它的分子特点是有 　　　　的脂肪酸尾部和　　　　的磷酸头部;生物膜功能的复杂程度与　　　 　　　　　　　　　　　有关;该结构控制着某些分子和离子的出入,使生物膜具有　　　　　　　　的功能特点。  (2)若图中结构为动物细胞膜的一部分,其成分除磷脂和蛋白质外,还含有少量的糖类与　　　　　;若此生物膜为植物细胞膜的一部分,则细胞壁位于图中的　　　　(填“A侧”或“B侧”)。  (3)研究细胞生物膜有重要的应用价值,科学家将磷脂制成包裹药物的小球,通过小球膜与细胞膜的融合,将药物送入细胞,该过程体现了细胞膜具有　　　　　　　　的结构特点,生物膜具有该特点的原因是　　　　　　　　　　　　　　　　。  12.[2025·云南昆明高一期中] 去垢剂是一端亲水、一端疏水的小分子,是分离膜蛋白的常用试剂。去垢剂与蛋白质结合时,会破坏蛋白质中的离子键与氢键。去垢剂的浓度不同会导致其作用方式及膜蛋白的分离效果不同,如下图所示。下列叙述错误的是 (　) A.去垢剂可以分离膜蛋白而使细胞膜崩解 B.组成细胞膜的磷脂和大部分蛋白质可运动 C.为获得纯度和活性较高的膜蛋白,应选用高浓度的去垢剂 D.膜的功能越复杂,分离得到的膜蛋白种类和数量越多 13.[2026·广东珠海高一期中] 港珠澳大桥海底隧道采用新型生物防护涂层,可抑制海洋生物(如藤壶)附着。该涂层含有的“糖链阻断剂”能干扰藤壶幼虫细胞膜表面糖蛋白与大桥表面物质的识别。为验证其作用,对比涂层处理组与对照组藤壶幼虫的细胞膜参数,结果如下表。下列叙述错误的是 (　) 组别 细胞膜表面糖蛋白含量/(μg/mg) 细胞膜流动性/相对值 幼虫附着率/% 对照组 28.5 65.2 82 涂层处理组 12.3 64.8 15 A.藤壶幼虫的附着依赖细胞膜的信息交流功能,该功能与糖蛋白有关 B.涂层处理组糖蛋白含量下降,推测“糖链阻断剂”可能抑制糖蛋白的合成或加工 C.两组细胞膜流动性差异极小,说明涂层一定不影响细胞膜中磷脂双分子层的结构 D.若增加“糖链阻断剂”浓度,推测在一定范围内糖蛋白含量下降,幼虫附着率下降 [2025·河南郑州高一月考] 组成细胞膜的磷脂分子可以从脂双层一侧翻转至另一侧,发生这种翻转运动时,磷脂的亲水头部基团需克服内部疏水区的阻力,有些细胞含有磷脂翻转酶,能促进磷脂从膜脂的一侧脂单层翻转到另一侧脂单层。下图为磷脂分子的几种翻转方式:图甲的翻转方式不需要酶的催化,图乙的翻转方式需要磷脂翻转酶催化。下列叙述错误的是 (　) A.磷脂分子的翻转体现了细胞膜的流动性 B.磷脂分子翻转后疏水尾部在膜内部 C.与磷脂翻转前相比,磷脂翻转后,两层磷脂分子不对称 D.磷脂分子的翻转可能与细胞膜控制物质进出细胞的功能有关 学科网（北京）股份有限公司 $ 第2课时　对细胞膜结构的探索、流动镶嵌模型的基本内容 1.B　[解析] ①鸡的成熟红细胞有细胞核膜和细胞器膜,提取的脂质铺展成单分子层面积应远大于细胞表面积的两倍,只有哺乳动物成熟红细胞(无细胞核及细胞器)符合该描述,①错误;②细胞表面张力低于油—水界面,推测细胞膜含有蛋白质(可降低表面张力),符合科学史实,②正确;③罗伯特森通过电子显微镜观察到“暗—亮—暗”结构并提出静态模型,③错误;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,根据荧光染料的分布推测膜流动情况,④正确。②④正确,故选B。 2.C　[解析] 该实验是探究温度对细胞膜流动性的影响的实验,温度是自变量,因此需设置一系列温度梯度的多个实验组进行对照,A正确;膜上蛋白质的运动速率可表示细胞膜的流动速率,因此该实验也可以观察两种颜色膜蛋白均匀分布所需时间,B正确;细胞膜的基本支架是磷脂双分子层,具有流动性,细胞膜上的大多数蛋白质也是可以运动的,C错误;该实验证明了细胞膜具有一定的流动性,否定了罗伯特森描述的细胞膜的静态统一结构假说,D正确。 3.A　[解析] 冰冻蚀刻技术可以用来进行细胞膜蛋白的定位与分析,故该技术可用于观察和分析不同细胞器的膜蛋白,A正确;蛋白质分子以不同方式镶嵌在磷脂双分子层中,并不是均匀分布,B错误;活细胞的细胞膜具有一定的流动性,而超低温下细胞膜被冻结,细胞膜上的磷脂分子和蛋白质分子失去了运动能力,故冰冻蚀刻技术冻结的细胞膜不再具有流动性,C错误;不同生物细胞的膜蛋白种类和数量一般不相同,D错误。 4.(1)BC (2)流动镶嵌　提出假说 (3)(一定的)流动性　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　E和F [解析] (1)细胞膜的主要成分是脂质和蛋白质。脂溶性的物质容易通过细胞膜,因此脂肪酸、胆固醇更容易通过。B、C符合题意,A、D错误。(2)在1972年辛格和尼科尔森提出了细胞膜的流动镶嵌模型,科学家探索过程中应用了提出假说这一科学方法。(3)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。细胞膜的流动性对于细胞完成物质运输、生长、分裂、运动等功能是非常重要的。 试剂甲处理后,无E、F,血影的形态变得不规则,而用试剂乙处理后,无A、B,有E、F,血影的形态仍能保持规则,由此判断E、F蛋白质对维持血影形态起重要作用。 5.C　[解析] 罗伯特森在电子显微镜下观察到细胞膜暗—亮—暗的三层结构,认为生物膜由蛋白质—脂质—蛋白质三层结构构成,把生物膜描述为静态的统一结构,A错误;b是磷脂双分子层,构成细胞膜的基本支架,磷脂分子由亲水头部和疏水尾部组成,题图中c表示疏水尾部,但水分子可以通过细胞膜,B错误;a为糖蛋白,细胞间的信息交流不一定都需要依赖细胞膜上的 a 才能实现,如高等植物细胞可通过胞间连丝进行信息交流,C正确;d是蛋白质分子,利用荧光标记法标记融合的人细胞和小鼠细胞的实验,得出细胞膜上的 d 具有流动性,D错误。 6.C　[解析] 细胞膜中的磷脂和大多数蛋白质都可以运动,体现了细胞膜具有流动性,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;细胞膜中不饱和脂肪酸含量越高,膜的流动性越强,越能适应低温环境,植物耐寒性越强,因此相比普通植物而言,耐寒植物细胞膜中脂肪酸链不饱和程度较高,C错误;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。 7.B　[解析] 脂筏区域属于生物膜,其基本骨架为磷脂双分子层,A正确;①为磷脂分子,②为胆固醇,构成膜的磷脂分子能运动,膜中的蛋白质大多也能运动,膜中的磷脂和蛋白质的流动性决定了细胞膜具有流动性的结构特点,B错误;根据题干中“脂筏是一种相对稳定、分子排列较紧密的结构”,结合图示胆固醇分子的存在,可知脂筏会降低细胞膜的流动性,C正确;脂筏模型与细胞膜的流动镶嵌模型都属于人为构建的物理模型,便于人们对细胞膜结构的认识,D正确。 8.A　[解析] 细菌既可通过FASⅡ通路合成脂肪酸,也可从环境中获取脂肪酸,向富含脂肪酸的培养基中添加抑制FASⅡ通路的药物,会阻断金黄色葡萄球菌的FASⅡ通路,不能阻断其从环境中获取脂肪酸,不可杀死金黄色葡萄球菌,A错误;细胞膜具有控制物质进出细胞的功能,金黄色葡萄球菌细胞膜控制物质进出的作用是相对的,一些有害物质可能会进入细胞,B正确;磷脂分子的尾部含有脂肪酸,具有疏水性,C正确;金黄色葡萄球菌细胞膜中的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的表面,有的嵌入磷脂双分子层中,有的贯穿整个磷脂双分子层,D正确。 9.D　[解析] 细胞膜的基本支架是磷脂双分子层,分子转子能够打开细胞膜,可能是通过改变细胞膜上的分子排布完成钻孔的,A正确;根据分子转子能识别并凿通特定癌细胞的细胞膜可知,分子转子能否与靶细胞结合,可能与细胞膜上的糖蛋白有关,B正确;细胞膜具有控制物质进出细胞的功能,只有钻孔后才能将药物送入细胞杀死癌细胞,C正确;细胞膜是单层膜,将治疗药物运送到细胞中,需要穿过细胞膜,分子转子需要钻开一层生物膜,D错误。 10.B　[解析] 细胞膜上的糖被是指细胞膜表面的糖类分子,A错误;磷脂的化学组成中含有磷元素,glycoRNA以一小段RNA为支架,RNA的基本组成单位是核糖核苷酸,也含磷元素,B正确;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,C错误;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。 11.(1)磷脂双分子层　疏水　亲水　膜上蛋白质的种类和数量　选择透过性 (2)胆固醇　A侧 (3)一定的流动性　组成生物膜的磷脂和大多数蛋白质是可以运动的 [解析] (1)图中②磷脂双分子层是细胞膜的基本支架,构成它的分子磷脂具有的特点是有疏水性的脂肪酸尾部和亲水性的磷酸头部,因而细胞膜中的磷脂只能以磷脂双分子层的形式存在;生物膜功能的复杂程度与膜上蛋白质的种类和数量有关,因为蛋白质是生命活动的主要承担者;该结构控制着某些分子和离子的出入,使生物膜具有选择透过性的功能特点。(2)若图中结构为动物细胞膜的一部分,其成分除磷脂和蛋白质外,还含有少量的糖类与胆固醇;若此生物膜为植物细胞膜的一部分,则细胞壁位于图中的“A侧”,因为图示细胞膜结构中糖蛋白位于A侧,而糖蛋白位于细胞膜外侧。(3)研究细胞生物膜有重要的应用价值,科学家将磷脂制成包裹药物的小球,通过小球膜与细胞膜的融合,将药物送入细胞,该过程依赖膜的流动性实现,即细胞膜的结构特点表现为具有一定的流动性,生物膜具有该特点的原因是组成生物膜的磷脂分子是可以自由侧向移动的,而其中的蛋白质分子大多也是可以运动的,因而细胞膜具有一定的流动性。 12.C　[解析] 去垢剂是一端亲水、一端疏水的两性小分子,据图可知,去垢剂能与细胞膜上蛋白质结合,破坏细胞膜结构,使细胞膜崩解,A正确;组成细胞膜的磷脂和大部分蛋白质可运动,所以细胞膜具有一定的流动性,B正确;去垢剂与蛋白质结合时,会破坏蛋白质中的离子键与氢键,进而影响蛋白质的空间结构,因此,为获得纯度和活性较高的膜蛋白,应选用低浓度的去垢剂,因为低浓度去垢剂与蛋白质结合的较少,因而对蛋白质结构影响较小,C错误;膜的功能越复杂,其中含有的膜蛋白种类和数量就越多,因此,分离得到的膜蛋白种类和数量越多,D正确。 13.C　[解析] 藤壶幼虫附着过程涉及细胞间的识别,细胞膜上的糖蛋白具有识别功能,藤壶幼虫的附着依赖细胞膜的信息交流功能,该功能与糖蛋白相关,A正确;涂层处理组糖蛋白含量下降,推测“糖链阻断剂”可能抑制糖蛋白的合成或加工,从而使糖蛋白含量降低,B正确;两组细胞膜流动性差异极小,但不能就此说明涂层一定不影响细胞膜中磷脂双分子层的结构,因为细胞膜流动性受多种因素影响,即使磷脂双分子层结构有一定改变,也可能因其他因素使得流动性变化不大,C错误;从表中数据可知,涂层处理组糖蛋白含量低,附着率也低,若增加涂层“糖链阻断剂”浓度,推测细胞膜表面糖蛋白含量可能会进一步下降,且附着率与糖蛋白含量呈正相关,则幼虫附着率也下降,D正确。 提升选做题 C　[解析] 磷脂分子的翻转实现了磷脂分子从脂双层的一侧运动到另一侧,这体现了细胞膜的流动性,A正确;磷脂分子翻转后疏水尾部仍在膜内部,B正确;磷脂翻转前后,两层磷脂分子均不对称,C错误;磷脂分子的翻转可能与细胞膜控制物质进出细胞的功能有关,D正确。 学科网（北京）股份有限公司 $