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2023届高考生物一轮复习专题 细胞膜的结构和功能
（2019新人教版必修一第三章第一节）
内容要求
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
2.阐明遗传信息主要储存在细胞核中
学业要求
建构并使用细胞模型,阐明细胞各部分结构通过分工与合作,形成相互协调的有机整体,实现细胞水平的各项生命活动(生命观念、科学思维、科学探究)
考点一　细胞膜的结构和功能
一、细胞膜的结构
1. 细胞膜的成分
成分 在细胞膜中的作用
脂质 ①磷脂含量丰富,是构成细胞膜的主要成分 ②有少量的胆固醇
蛋白质 ①在细胞膜行使功能方面具有重要作用 ②功能越复杂的细胞膜,蛋白质的种类与数量越多
糖类 常与蛋白质、脂质结合形成糖蛋白、糖脂,糖被与 细胞表面的识别、细胞间信息传递等功能有关
2. 生物膜结构的探索历程
(1)生物膜结构的探索历程
时间 科学家或实验 结论
19世 纪末 欧文顿发现脂溶性物质更容易通过细 胞膜 膜是由脂质组成的
20世 纪初 将膜分离提纯,并进行化学分析 组成细胞膜的脂质有磷脂和胆固醇,其中磷脂的含量最多
1925年 戈特和格伦德尔发现红细胞膜中脂质铺成单分子层后面积是红细胞表面积的2倍 细胞膜中的脂质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膜表面张力低于油—水界面的表面张力 膜中含有蛋白质
1959年 罗伯特森,电镜下细胞膜呈清晰的暗—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
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 辛格和尼科尔森不断观察和分析实验数据 提出生物膜的流动镶嵌模型模型
(2)人—鼠细胞融合的实验
a.人—鼠细胞的两种荧光最终均匀分布的原因是细胞膜上的蛋白质是可以运动的
b.在人—鼠细胞融合的实验中,将温度维持在0 ℃,与37 ℃相比,实验现象的变化是两种荧光不能均匀分布,或者需要更长的时间才能分布均匀,原因是温度降低影响了蛋白质运动的速度。
c.该实验以及相关的其他实验证据表明,细胞膜具有流动性性。
3. 细胞膜的结构——流动镶嵌模型
(1)[1]磷脂双分子层是膜的基本支架。
(2)[2]蛋白质是生物膜功能的行使者,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。
(3)在细胞膜的外表面,有一层由细胞膜上的[2]蛋白质与[3]糖类结合形成的糖蛋白。另外,细胞膜上还有[3]糖类和脂质分子结合形成的糖脂。这些糖类分子叫作糖被。糖被与细胞表面的识别、细胞间的信息传递有密切联系。
4. 结构特点
二、细胞膜的功能
1.功能
2. 功能特性:
具有选择透过性
【易错辨析】
(1)细胞膜不是植物细胞的边界。( × )
[解析] 植物细胞的边界也是细胞膜。
(2)细胞膜中磷脂双分子层是静止的,而蛋白质分子是可以运动的。( × )
[解析]细胞膜中的磷脂分子可以侧向自由移动,而蛋白质分子大多数也是可以运动的。
(3)动物细胞膜的组成成分中含有糖蛋白、糖脂、磷脂和胆固醇等。( √ )
(4)用台盼蓝染色鉴别细胞死活的方法利用的是细胞膜具有一定的流动性。( × )
[解析] 用台盼蓝染色鉴别细胞死活的方法利用的是细胞膜具有选择透过性。
(5)改变细胞膜上某种蛋白质的结构可能会影响细胞间的信息交流。( √ )
(6)细胞膜上的受体是细胞间信息交流所必需的结构。( × )
[解析]高等植物细胞之间通过胞间连丝进行信息交流,不依赖于受体。
【教材拾遗】
(1)鉴别动物细胞是否死亡常用台盼蓝染液。用它染色时,死细胞会被染成蓝色,而活细胞不会着色。[教材 必修1 P40]
(2)磷脂双分子层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。[教材 必修1 P45]
2. 细胞膜的结构特点和功能特性的比较
细胞膜的结构特点 细胞膜的功能特性
内容 具有一定的流动性 选择透过性
原因 构成细胞膜的磷脂分子和大多数蛋白质分子是可以运动的 遗传特性 转运蛋白种类、数量 选择透过性
实例 变形虫的变形运动、细胞融合、胞吞、胞吐 植物对离子的选择性吸收,神经细胞对K+的吸收和对Na+的排出,肾小管的重吸收作用等
影响因素 温度(在一定范围内,温度越高,细胞膜的流动性越大) ①内因:细胞膜上载体的种类和数量 　②外因:温度、pH、O2等影响呼吸作用的 因素
联系 流动性是选择透过性的基础之一,细胞膜的流动性对于细胞完成物质运输是非常重要的
命题角度
角度一　考查细胞膜的组成、结构及功能
1.图是细胞膜的结构模型,关于细胞膜的结构及功能的叙述,正确的是( 　)
A.线粒体膜、叶绿体膜是由双层磷脂分子构成的,细胞膜是由单层磷脂分子构成的
B.动物细胞融合与Na+、K+进出细胞均依赖于细胞膜的选择透过性
C.膜上的糖蛋白具有信息传递的作用,能够将信息分子转移到细胞内发挥作用
D.胆固醇是构成动物细胞膜的重要成分,在人体内还参与血液中脂质的运输
【答案】D
[解析]
线粒体、叶绿体具有双层膜(四层磷脂分子),细胞膜是由双层磷脂分子构成的,A错误;
动物细胞融合依赖于细胞膜的流动性,Na+、K+进出细胞依赖于细胞膜的选择透过性,B错误;
膜上的糖蛋白具有信息传递的作用,但不能将信息分子转移到细胞内,C错误;
胆固醇是构成动物细胞膜的重要成分,在人体内还参与血液中脂质的运输,D正确。
2. [不定选]图为人体内细胞间信息交流的某些方式的示意图。以下叙述正确的是( 　)
A.在A、B、C三图中,靶细胞都是通过细胞膜上的受体接收信号分子的
B.从图中可以看出细胞间的信息交流方式多种多样
C.细胞膜上有信息接收功能的物质很可能为糖蛋白
D.细胞间都是通过相邻细胞的细胞膜的接触传递信息的
【答案】ABC
[解析] A、B、C三图中,靶细胞都是通过细胞膜上的受体接收信号分子的,A正确;
从图中可以看出,细胞间的信息交流方式多种多样,B正确;
细胞膜上有信息接收功能的物质很可能是糖蛋白,C正确;
细胞间的信息传递形式有三种类型:
一是通过化学物质,二是通过细胞膜直接接触,三是通过通道传递,所以细胞间的信息交流不都是通过相邻细胞的细胞膜的接触传递信息的,D错误。
【知识归纳】
4种常考的“膜蛋白”及其功能区分
(1)糖蛋白:信号分子(如激素、细胞因子、神经递质)的受体蛋白。
(2)转运蛋白:协助跨膜运输(协助扩散和主动运输)。
(3)具催化作用的酶:如好氧型细菌的于主动运输等)。
(4)识别蛋白:用于细胞与细胞间相互识别的糖蛋白(如精卵细胞间的识别、免疫细胞对抗原的特异性识别等)。
角度二　考查细胞膜的相关实验探究
3.MTT法是一种检测细胞是否存活的方法,MTT是一种接受氢离子的染料,活细胞内线粒体中的琥珀酸脱氢酶能将淡黄色的MTT还原为蓝紫色的结晶,而死细胞无此功能。下列相关叙述错误的是( 　)
A.MTT是一种可以通过细胞膜的染料
B.检测MTT结晶的量一般可间接反映活细胞数量
C.MTT与台盼蓝检测细胞是否存活的原理相同
D.MTT法不能检测哺乳动物成熟红细胞是否存活
【答案】C
[解析] 活细胞内线粒体中的琥珀酸脱氢酶能将淡黄色的MTT还原为蓝紫色的结晶,而死细胞无此功能,可见MTT是一种可以通细胞膜上可附着与有氧呼吸相关的酶,此外,细胞膜上还可存在ATP水解酶(催化ATP水解,用过细胞膜的染料,A正确;
活细胞内线粒体中的琥珀酸脱氢酶能将淡黄色的MTT还原为蓝紫色的结晶,故检测MTT结晶的量一般可间接反映活细胞数量,B正确;
用台盼蓝染色,死细胞会被染成蓝色,而活细胞不着色,MTT法则是活细胞内线粒体中的琥珀酸脱氢酶将淡黄色的MTT还原为蓝紫色的结晶,而死细胞无此功能,二者鉴别细胞死活的原理不同,C错误;
哺乳动物成熟红细胞内没有线粒体,也就不能用MTT法检测哺乳动物成熟红细胞是否存活,D正确。
4.[不定选]荧光漂白恢复技术在细胞生物学中具有重要的应用,包括三个步骤:绿色荧光染料与膜上的蛋白质结合,细胞膜上呈现一定强度的绿色;激光照射淬灭(漂白)膜上部分绿色荧光;检测淬灭部位荧光再现速率。实验过程如图甲,结果如图乙所示。下列说法
错误的是 ( )
A.该技术说明细胞膜具有流动性
B.应用该技术可以测定膜上单个蛋白质的流动速率
C.降低实验温度,漂白区域荧光强度恢复到F2的时间将变短
D.理论分析,漂白区域恢复足够长的时间,荧光强度F2仍小于F1
【答案】BC
[解析]由实验可知,该技术的理论基础是细胞膜具有流动性;应用该技术只能测定群体蛋白质的流动速率;降低温度,细胞膜的流动性降低,荧光强度的恢复时间延长;由于实验时,一部分荧光消失,因此漂白区域恢复足够长的时间,荧光强度F2仍小于漂白前荧光强度F1。

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