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(共93张PPT)
第1节　细胞膜的结构和功能
导学聚焦 1.生命观念——通过分析细胞膜的结构和功能特点,体会结构与功能相适应的观点。
2.科学思维——结合细胞膜的结构模型,掌握流动镶嵌模型的基本内容。
3.科学探究——通过分析细胞膜成分和结构的探索历程,掌握科学探究的一般方法。
知识探究·研教材
01
素养发展·再升华
02
达标测评·验成果
03
梯级训练·提素能
04
CONTENTS
目录
01
知识探究·研教材

知识点(一)　细胞膜的功能
1.细胞膜的主要功能
(1)将细胞与外界环境分隔开
使细胞成为 　相对独立　 的系统,保障细胞 　内部环境　 的相对稳定。
(2)控制物质进出细胞
相对独立　
内部环境　
小提醒:台盼蓝染色法常用于鉴别动物细胞活性。用它染色时,死细胞会被染成蓝色,而活细胞不着色。
(3)进行细胞间的信息交流
2.判断下列相关表述的正误
(1)细胞膜是细胞的一道屏障,只有细胞需要的物质才能进入细胞,而对细胞有害的物质则不能进入。 (　×　)
(2)细胞间的信息交流都依赖于信息分子与受体的识别。 (　×　)
(3)高等植物的胞间连丝也能使细胞间进行物质交换。 (　√　)
×
×
√

探讨　借助实例,分析细胞膜的功能
1.阅读材料,回答问题:
材料1　生长在水底淤泥中的莲藕“出淤泥而不染”,它能从水和淤泥中吸收所需的营养物质,并排出代谢废物,而莲藕不需要的物质却不会轻易进入莲藕细胞。
材料2　
将正常玉米种子横切后滴一小滴红墨水,2 min 后用清水冲洗后,观察发现种子胚的部分呈白色而胚乳部分呈红色;若以煮熟的玉米种子进行上述实验,则发现胚和胚乳都被染成红色。
(1)材料1莲藕“出淤泥而不染”和材料2中新鲜玉米胚细胞不能被染色,体现了细胞膜具有 　　　　　　　　 的功能。
提示:控制物质进出细胞
(2)材料2中,红墨水中的颗粒物质不能通过细胞膜进入细胞内,胚乳和煮熟的玉米胚能够被染色,原因是 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 。
提示:红墨水中的颗粒物质不能自由通过细胞膜进入细胞,而胚乳细胞和煮熟的胚细胞已经死亡,细胞膜失去了控制作用
2.结合教材“细胞间信息交流的方式举例”回答下列问题:
(1)图中①②③④所表示的物质或结构的名称分别是 　　　　　　　　　　 。
提示:①激素;②受体;③与膜结合的信号分子;④胞间连丝
(2)高等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图 　　　　 (填图编号)。
提示:C、A、B

1.细胞间有多种信息交流的方式。下列说法错误的是(　　)
A.人体内分泌腺细胞分泌的激素通过血液运输作用将信息传递给靶细胞
B.流感病毒通过与宿主细胞膜上的受体相结合,实现了细胞间的信息交流
C.精子与卵细胞通过细胞膜直接接触,信息从一个细胞传递给另一个细胞
D.小麦细胞之间通过胞间连丝相互连接,形成通道,实现了细胞间的信息交流
解析:B　人体内分泌腺细胞分泌的激素通过血液运输作用将信息传递给靶细胞,这属于细胞间信息的间接交流,A正确;病毒无细胞结构,其与宿主细胞膜上的受体相结合,不能体现细胞间的信息交流,B错误;精子与卵细胞通过细胞膜直接接触,信息从一个细胞传递给另一个细胞,体现了细胞间信息的直接交流,C正确;高等植物还可通过形成通道进行信息交流,如小麦细胞之间通过胞间连丝相互连接,形成通道,实现了细胞间的信息交流,D正确。
易错提醒
对细胞间信息交流的两个认知误区
(1)三种信息交流方式是发生于细胞与细胞之间的,而不是细胞内的信息交流。
(2)细胞间信息交流并非都依赖于细胞膜上的受体蛋白,如通过细胞通道的信息交流方式,而某些通过化学物质传递信息和通过细胞膜接触传递信息的方式都依赖于细胞膜上的受体蛋白。
2.如图表示细胞膜的功能模式图。据图分析,下列说法不正确的是(　　)
A.功能①在生命起源过程中具有重要作用
B.功能②表示进入细胞的物质对细胞都有利
C.胰岛素调控生命活动可用功能③表示
D.相邻的高等植物细胞可通过功能④进行信息交流
解析:B　功能①表示细胞膜将生命物质与外界环境分隔开,产生了原始的细胞,并成为相对独立的系统,在生命起源过程中具有重要作用,A正确;功能②表示物质进出细胞,一般是吸收有利物质,但有些有害物质也能进入细胞,说明细胞膜控制物质进出细胞是相对的,B错误;功能③表示进行细胞间的信息交流,激素通过与靶细胞膜上相应受体识别来调控生命活动,C正确;相邻的高等植物细胞可通过功能④进行信息交流,D正确。
知识点(二)　对细胞膜成分和结构的探索
1.对细胞膜成分的探索
2.细胞膜的成分
3.对细胞膜结构的探索
小提醒:(1)哺乳动物的成熟红细胞中没有细胞核和众多的细胞器,可获得较为纯净的细胞膜。
(2)细胞膜的组成成分并不是不可变的。
(3)人细胞和小鼠细胞融合实验只能证明细胞膜上的蛋白质能够运动,还要结合其他实验才能证明细胞膜具有流动性。

探讨一　分析细胞膜成分的探究,提高实验探究能力
1.科学研究磷脂分子的结构如图,结合磷脂分子的结构特点推测:
(1)磷脂分子在水—空气界面的正确排布方式是 　A　 。
A　
(2)磷脂分子在水环境中的正确排布方式是 　B　 (填“A”或“B”)。
B　
2.结合所学知识,验证细胞膜中含有蛋白质:在制得的细胞膜样液中加入 　双缩脲　 试剂鉴定,如果产生 　紫色反应　 ,即可证明细胞膜成分中含有蛋白质。
3.科学家陆续测定了不同细胞的细胞膜组成,请概述细胞膜的组成成分及细胞膜功能的复杂程度主要与哪种成分相关联
双缩
脲　
紫色反应　
　　　成分 种类　　　 蛋白质(%) 脂质(%) 糖类(%)
神经髓鞘 22 77 1
变形虫细胞膜 54 42 4
小鼠肝细胞膜 44 52 4
人红细胞膜 49 43 8
提示:细胞膜主要由脂质和蛋白质组成,此外,还有少量的糖类。细胞膜功能的复杂程度主要与蛋白质有关。
探讨二　分析细胞膜结构的探究,提高模型构建能力
1.阅读教材,回答下列问题:
(1)1959年,罗伯特森提出暗—亮—暗三层结构模型,其中“暗”“亮”分别代表什么物质 该模型的不足是什么 该模型与流动镶嵌模型的相同点体现在什么方面
提示:“暗”代表蛋白质,“亮”代表脂质分子。该模型是静态的结构,无法解释细胞的生长、变形虫的变形运动等现象。两种模型都认为组成生物膜的主要物质是蛋白质和脂质。
(2)科学家测定细胞膜的厚度是7~8 nm,恰好是单层磷脂膜厚度的两倍,而按照“三明治”模型,加上两侧的蛋白质,膜的总厚度应当超过20 nm。物理学家将细胞膜冰冻处理后用冷刀断开,升温后暴露两层磷脂之间的断裂面,覆膜后在电镜下观察断裂面的形态结构如图所示。
通过上述实验结果,你认为蛋白质在细胞膜中是怎样分布的
提示:蛋白质在膜结构内外分布是不对称的,蛋白质镶嵌、贯穿于磷脂双分子层中。
2.在罗伯特森三层结构模型的基础上,科学家应用荧光标记技术进行了小鼠细胞和人细胞融合实验,如教材P43图3-4:
(1)融合细胞表面两种荧光染料最终均匀分布的原因是什么 这表明细胞膜具有什么结构特点
提示:因为构成膜的磷脂分子可以运动,膜中蛋白质大多也能运动,所以融合细胞表面两种荧光染料最终均匀分布。这表明细胞膜的结构特点是具有流动性。
(2)若在20 ℃条件下进行该实验,细胞融合后两种荧光染料平均分布的时间大大延长,若在1 ℃条件下,两种荧光染料便难以平均分布,这说明了什么
提示:说明温度影响细胞膜的流动速度。

1.细胞膜非常薄,使用高倍显微镜也难以看清它的真面目,人们对细胞膜化学成分与结构的认识经历了很长的过程。下列关于细胞膜成分和结构的探索历程的叙述错误的是(　　)
A.根据脂溶性物质容易穿过细胞膜证实细胞膜是由脂质组成的
B.对细胞膜表面张力的研究推测出膜中附有蛋白质
C.电镜下观察到的细胞膜都由脂质—蛋白质—脂质三层结构构成
D.流动镶嵌模型认为细胞膜的磷脂和蛋白质大多是可以运动的
解析:C　欧文顿发现溶于脂质的物质比不溶于脂质的物质更容易通过细胞膜进入细胞,证实细胞膜是由脂质组成的,A正确;1935年,英国学者丹尼利和戴维森研究了细胞膜的张力,发现细胞的表面张力明显低于油—水界面的表面张力,由于人们已发现了油脂滴表面如果吸附有蛋白质成分,则表面张力会降低,因此丹尼利和戴维森推测细胞膜除含脂质外,可能还附有蛋白质,B正确;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错误;流动镶嵌模型表明,组成细胞膜的磷脂分子和大多数蛋白质分子都是可以运动的,D正确。
2.用磷脂双分子层做成的脂质体可以将药物包裹成小球,通过小球膜与细胞膜的融合将药物送入细胞,从而达到治疗疾病的目的。如图是携有特异性抗体的脂质体,它可作为靶向药物的运载体。下列说法错误的是(　　)
A.小球膜与细胞膜的融合与膜的流动性有关
B.脂质体上加入抗体有助于药物作用于靶细胞
C.①处可加入脂溶性药物,②处可加入水溶性药物
D.利用脂质体包裹,通过缓释可降低某些药物对人体的毒副作用
解析:C　用磷脂双分子层做成的脂质体可以将药物包裹成小球,通过小球膜与细胞膜的融合将药物送入细胞,小球膜与细胞膜的融合与生物膜具有一定的流动性有关,A正确;为了定向把药物运送到靶细胞起作用,需要在脂质体的磷脂分子层上插入靶细胞膜特定抗原的抗体,便于脂质体与靶细胞识别并结合,利于药物定向运送到靶细胞内,B正确;磷脂分子的头部亲水,而尾部疏水,药物有脂溶性和水溶性之分,用脂质体运送药物时,水溶性药物需要放在①脂质体内部,而脂溶性药物需要放到②两层磷脂分子之间,C错误;利用脂质体包裹,通过缓释可降低某些药物对人体的毒副作用,D正确。
知识点(三)　流动镶嵌模型的基本内容
1.结构模型
小提醒:糖被是糖蛋白或糖脂中的糖类分子,与细胞识别和信息传递有关。
2.结构特点
3.判断下列相关表述的正误
(1)磷脂分子构成细胞膜的基本支架。 (　×　)
(2)组成细胞膜的蛋白质分子是可以运动的,而磷脂分子是静止的。 (　×　)
(3)变形虫依靠伪足进行运动体现了细胞膜具有一定的流动性。 (　√　)
(4)细胞膜内、外侧结构具有不对称性。 (　√　)
×
×
√
√

探讨　分析细胞膜的流动镶嵌模型,提高模型构建能力
　目前,细胞膜的流动镶嵌模型已被大多数人所接受,如图就是流动镶嵌模型的示意图。
(1)图中[①] 　蛋白质　 的基本组成单位是 　氨基酸　 。构成细胞膜基本支架的是[④] 　磷脂双分子层　 。
(2)与细胞膜的识别功能有关的结构是[③] 　糖蛋白　 。
(3)位于细胞膜外侧的是 　A　 (填“A”或“B”),判断的依据是 　A侧有糖蛋白　 。
(4)根据细胞膜的流动镶嵌模型,分析膜上的蛋白质分子是如何排布的 这种排布是对称的吗
蛋白质　
氨基酸　
磷脂双分子层　
糖蛋白　
A　
A侧有糖蛋白　
提示:膜上的蛋白质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,还有的贯穿于整个磷脂双分子层。不对称。
(5)细胞中的其他生物膜均有与此相似的结构,但执行的具体功能却有很大区别,其主要原因是什么
提示:膜结构中的蛋白质的种类和数量不同。
1.细胞膜的流动镶嵌模型
(1)细胞膜中的脂质除磷脂外,还有一些糖脂和胆固醇。
(2)糖脂和糖蛋白都分布于细胞膜的外表面。
(3)脂质和蛋白质分子并不是均匀分布的,而是呈不对称性分布。
2.细胞膜的结构特点和功能特性
(1)区别
项目 结构特点——流动性 功能特性——选择透过性
基础 磷脂分子和大多数蛋白质分子都是运动的 膜上含有转运蛋白
意义 保证细胞的物质运输、信息交流、分裂和融合等生命活动的进行 控制物质进出
表现 分泌蛋白的分泌、变形虫的运动、吞噬细胞的吞噬 有些物质可进入细胞,有些物质不能进入
(2)联系
细胞膜的流动性是其表现选择透过性的结构基础。只有细胞膜具有流动性,细胞才能完成各项生理功能,才能表现出选择透过性。事实上,只有活细胞才具有膜的流动性和选择透过性。

1.如图是动物细胞膜结构模式图,下列说法错误的是(　　)
A.图中①为糖被,位于细胞膜的外表面
B.图中②为胆固醇,在人体内还可以参与血液中脂质的运输
C.图中③为蛋白质,其含量和种类越多,细胞膜的功能越复杂
D.图中⑤为磷脂亲水性的尾部,决定水溶性物质容易穿过细胞膜
解析:D　图中①是糖被,位于细胞膜的外表面,起到识别作用,A正确;图中②为胆固醇,是构成动物细胞膜的重要成分,在人体内还可以参与血液中脂质的运输,B正确;图中③为蛋白质,蛋白质是生命活动的主要承担者,细胞的功能复杂程度与细胞膜上蛋白质的种类和数量有关,功能越复杂的细胞,蛋白质的种类和数量越多,C正确;图中④为磷脂亲水性的头部,脂溶性物质容易穿过细胞膜,D错误。
2.科学家设计了仅1纳米宽的分子转子,该转子由紫外光驱动,能以每秒200万~300万的转速进行旋转,从而在单个细胞的膜上钻孔。当分子转子与特定的靶细胞结合后,有望将治疗试剂运送到这些细胞中,或者直接诱导这些细胞死亡。如图为分子转子钻孔过程的示意图,有关说法不正确的是(　　)
A.将治疗试剂运送到细胞中,分子转子需要钻开两层磷脂分
子层
B.钻孔后才可以运送治疗试剂,说明了细胞膜具有选择透过性
C.该过程体现出磷脂分子具有流动性,而蛋白质分子无流动性
D.一个细胞是否能成为靶细胞,很可能与表面的糖蛋白有关
解析:C　细胞膜是由两层磷脂分子组成的单层膜结构,将治疗试剂运送到细胞中,分子转子需要钻开两层磷脂分子层,A正确;正常情况下,治疗试剂不能进入细胞,而钻孔破坏细胞膜后,治疗试剂能进入细胞,说明细胞膜具有选择透过性,B正确;该过程没有体现磷脂分子具有流动性,也没有体现蛋白质分子无流动性,C错误;糖蛋白具有识别功能,分子转子与特定靶细胞的识别依靠细胞膜上的糖蛋白,D正确。
拓展归纳
磷脂分子、磷脂双分子层和细胞膜的关系
(1)结构关系
磷脂分子 磷脂双分子层 细胞膜
(2)数量关系
1层细胞膜 1层磷脂双分子层 2层磷脂分子
02
素养发展·再升华

科学探究——细胞膜结构和功能的实验探究
1.细胞膜成分的鉴定
2.细胞膜功能的实验验证
(1)控制物质进出功能的验证
(2)识别功能的验证
3.细胞膜具有流动性
(1)实验技术:荧光标记技术。
(2)实验验证:小鼠细胞和人细胞融合实验(如图所示)。
(3)影响因素:细胞膜的流动性主要受温度影响,在适宜的温度范围内,随外界温度升高,细胞膜的流动性增强,但温度超出一定范围,会导致细胞膜被破坏。

1.从细胞膜上提取了某种成分,用非酶法处理后,加入双缩脲试剂出现紫色;若加入斐林试剂并加热,出现砖红色。该成分是(　　)
A.糖脂 B.磷脂
C.糖蛋白 D.脂蛋白
解析:C　酶的作用是水解细胞膜上的各种物质,用非酶法处理,表明细胞膜上的物质没有被破坏。双缩脲试剂可检测蛋白质,斐林试剂可检测可溶性还原糖。根据题意可知,该成分能够分别和双缩脲试剂、斐林试剂反应,说明该成分既有蛋白质,又有糖类,即糖蛋白。
2.以玉米籽粒为实验材料进行验证活细胞吸收物质的选择性活动。下列叙述错误的是(　　)
A.实验前将玉米籽粒放在20~25 ℃温水中浸泡适当时间
B.先用红墨水染色玉米籽粒,然后纵切并观察其颜色变化
C.未煮熟的玉米胚比煮熟的染色浅,说明活细胞吸收物质具有选择性
D.煮过的玉米胚乳与未煮过的均被染成红色,说明胚乳细胞是死细胞
解析:B　实验前将玉米籽粒放在 20~25 ℃温水中浸泡适当时间,增加细胞的活性,A正确;先纵切玉米籽粒,再用红墨水染色,冲洗后观察其颜色变化,B错误;胚细胞是活细胞,由于细胞膜具有选择透过性,不易染上颜色,煮熟的细胞失去活性,被染色,说明活细胞吸收物质具有选择性,C正确;胚乳细胞是死细胞,煮过的玉米胚乳与未煮过的均被染成红色,D正确。
3.科学家用两种荧光染料分别标记人和小鼠细胞表面的蛋白质分子,将这两种标记细胞进行融合。细胞刚发生融合时,两种荧光染料在融合细胞表面对等分布(即各占半边),最后在融合细胞表面均匀分布。这一实验现象支持的结论是(　　)
A.膜蛋白能自主翻转 B.细胞膜具有流动性
C.细胞膜具有选择透过性 D.膜蛋白可以作为载体蛋白
解析:B　用两种荧光染料分别标记人和小鼠细胞表面的蛋白质分子,将这两种标记细胞进行融合。细胞刚发生融合时,两种荧光染料在融合细胞表面对等分布(即各占半边),最后在融合细胞表面均匀分布。说明小鼠细胞膜和人细胞膜相融合,这一实验证明细胞膜具有一定的流动性。
4.荧光漂白恢复技术主要包括三个步骤: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荧光→激光照射淬灭(漂白)膜上部分绿色荧光→计算淬灭(漂白)部位荧光再次出现的速率。下列说法正确的是(　　)
A.被激光照射淬灭部分的细胞膜失去流动性
B.该技术可以测定组成膜的蛋白质或脂质的运动速率
C.升高实验温度,漂白部位荧光再现的时间不受影响
D.该技术可以证明膜蛋白能自主翻转或贯穿磷脂双分子层
解析:B　被激光照射淬灭部位过段时间荧光再现,表明被激光照射淬灭部分的细胞膜仍具有流动性,A错误;从荧光消失到恢复的这段过程可以计算出荧光恢复的速率,同时也可以根据荧光恢复的速率推算出膜中蛋白质或脂质的流动速率,B正确;升高实验温度,膜上的蛋白质分子运动速率加快,漂白部位荧光强度再现时间缩短,C错误;该技术能证明细胞膜具有一定的流动性,不能证明膜蛋白能自主翻转或贯穿磷脂双分子层,D错误。
03
达标测评·验成果

(1)将人的肝细胞中的磷脂全部提取并铺成单层分子,其面积是肝细胞表面积的2倍吗 请解释原因: 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 。
提示:不是,大大超过2倍,因为肝细胞具有细胞核及多种具膜的细胞器
(2)膜内部是疏水的,但水分子能跨膜运输通过细胞膜,原因是 　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 。
提示:水分子极小,可以通过由于磷脂分子运动而产生的间隙;细胞膜上存在水通道蛋白,水分子可以通过通道蛋白跨膜运输
(3)有人发现,在一定温度条件下,细胞膜中的磷脂分子均垂直排列于膜表面,当温度上升到一定程度时,细胞膜的磷脂分子有75%排列不整齐,细胞膜厚度变小,而膜的表面积扩大,膜对离子和分子的通透性提高。对上述实验现象进行合理的解释。
提示:温度升高到一定程度后,原来垂直排列在膜表面的磷脂分子有75%排列不整齐,膜的表面积变大,这是因为构成细胞膜的磷脂分子可以侧向自由移动,细胞膜具有一定的流动性。

知识点一　细胞膜的功能
1.下列关于细胞膜功能的叙述,错误的是(　　)
A.功能越复杂的细胞膜,蛋白质种类和数量越多
B.相邻两个细胞的信息交流必须依赖细胞膜的直接接触
C.细胞间的信息交流使多细胞生物体作为一个整体完成生命活动
D.细胞膜能控制物质进出细胞,这种功能是相对的
解析:B　蛋白质是生命活动的承担者,功能越复杂的细胞膜,蛋白质种类和数量越多,A正确;相邻细胞直接接触只是细胞间进行信息交流的一种形式,相邻细胞之间还可以通过胞间连丝联系,B错误;细胞间的信息交流使生物体作为一个整体完成生命活动,C正确;细胞膜能够控制物质进出细胞,但这种功能是相对的,环境中的一些有害物质有可能进入,如病毒,D正确。
2.下列不属于细胞间信息交流方式的有(　　)
A.精子和卵细胞相互接触完成受精作用
B.内分泌细胞分泌的激素经血液运输并作用于组织细胞
C.细胞膜将细胞与外界环境分隔开
D.高等植物细胞间有胞间连丝,是高等植物细胞进行信息交流的方式
解析:C　将细胞与外界环境分隔开,保证内部环境的相对稳定,不属于细胞间的信息交流。
知识点二　细胞膜的组成和结构
3.根据在细胞膜上定位的不同,膜蛋白分为外周蛋白和内在蛋白。外周蛋白与磷脂分子头部或内在蛋白结合,分布在磷脂双分子层内外表面上。下列说法正确的是(　　)
A.外周蛋白在膜两侧的分布是对称的
B.外周蛋白上与磷脂分子结合的部位具有亲水性
C.内在蛋白贯穿或部分嵌入磷脂双分子层中
D.与糖被结合的蛋白质都属于外周蛋白
解析:B　外周蛋白在膜两侧的分布是不对称的,A错误;外周蛋白可与磷脂分子头部结合,而磷脂分子头部具有亲水性,所以外周蛋白上与磷脂分子结合的部位具有亲水性,B正确;内在蛋白贯穿磷脂双分子层,C错误;与糖被结合的蛋白质不都属于外周蛋白,D错误。
4.研究发现呼吸道合胞病毒的蛋白质外壳外存在一层病毒包膜,该包膜主要来源于病毒最后所在宿主的细胞膜。病毒包膜上存在很多糖蛋白,其中糖蛋白可与人体细胞表面的受体蛋白结合,从而使病毒识别并侵入其宿主细胞,下列说法错误的是(　　)
A.病毒包膜的主要成分为磷脂和蛋白质,其结构特征符合流动镶嵌模型
B.糖蛋白与受体蛋白结合的过程体现了细胞膜可以进行细胞间的信息交流
C.呼吸道合胞病毒进入细胞的过程体现了细胞膜控制物质进出细胞的功能具有一定的局限性
D.受体蛋白的作用体现了细胞膜表面的糖蛋白有识别功能
解析:B　病毒包膜主要来源于宿主细胞膜,故病毒包膜的主要成分为磷脂和蛋白质,其结构特征符合流动镶嵌模型,A正确;呼吸道合胞病毒没有细胞结构,病毒与宿主细胞的结合过程不能体现细胞膜可以进行细胞间的信息交流,B错误;细胞膜能控制物质进出细胞,但呼吸道合胞病毒能进入细胞体现了细胞膜控制物质进出细胞的功能具有一定的局限性,C正确;受体蛋白是糖蛋白,病毒通过与受体蛋白结合而后进入宿主细胞的过程能体现细胞膜表面糖蛋白的识别功能,D正确。
5.如图是细胞膜的结构模式图,①~③表示构成细胞膜的物质。回答下列问题:
(1)目前被大多数人所接受的细胞膜的结构模型是 　　　　　　　　 。细胞膜的基本支架是[　] 　　　　　　　　 。
解析:(1)目前被大多数人所接受的细胞膜的结构模型是流动镶嵌模型。③磷脂双分子层是细胞膜的基本支架。
答案:(1)流动镶嵌模型　③　磷脂双分子层　
(2)与细胞表面的识别有关的是 　　　　 (填图中标号)。
解析:(2)细胞膜上的①糖被与细胞表面的识别有关。
答案:(2)①　
(3)为什么磷脂分子的“头部”朝向细胞膜内外两侧
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 。
解析:(3)磷脂分子的“头部”是亲水的,“尾部”是疏水的,而细胞膜内外两侧都是水环境,所以磷脂分子的“头部”朝向细胞膜内外两侧,而“尾部”相对排在内侧,形成磷脂双分子层。
答案:(3)磷脂分子的“头部”是亲水的,“尾部”是疏水的,而细胞膜内外两侧都是水环境,所以细胞膜中磷脂分子的“头部”朝向膜内外两侧　
(4)细胞膜的主要功能是 　　　　　　　　　　　　　　　　 。(至少写出三个)
解析:(4)细胞膜的三大主要功能:将细胞与外界环境分隔开、控制物质进出细胞、进行细胞间的信息交流。
答案:(4)将细胞与外界环境分隔开、控制物质进出细胞、进行细胞间的信息交流
04
梯级训练·提素能

1.细胞膜作为系统的边界,下列关于细胞膜的成分和功能的说法中,不正确的是(　　)
A.主要成分是脂质和蛋白质,动物细胞膜还含有少量胆固醇
B.作为系统的边界,维持细胞内部环境的相对稳定
C.精子和卵细胞之间的识别与结合是通过细胞膜来实现的
D.不同功能的细胞,其细胞膜上蛋白质的种类和数量相同
解析:D　细胞膜主要由脂质和蛋白质组成,还有少量的糖类,脂质主要是磷脂,还含有少量胆固醇,A正确;细胞膜作为系统的边界,将细胞与外界环境分开,维持细胞内部环境的相对稳定,B正确;精子和卵细胞之间的识别和结合是通过细胞膜的信息交流实现的,C正确;蛋白质是生命活动的主要承担者,不同功能的细胞,其细胞膜上蛋白质的种类和数量不同,D错误。
2.超滤净水器既能彻底滤除水中的细菌、铁锈、胶体等有害物质,又能保留水中原有的微量元素和矿物质,补充我们日常所需。此净水器试图模拟细胞膜的(　　)
A.将细胞与外界环境分隔开的功能
B.控制物质进出细胞的功能
C.保护功能
D.进行细胞间信息交流的功能
解析:B　根据题干信息,“超滤净水器既能彻底滤除水中的细菌、铁锈、胶体等有害物质,又能保留水中原有的微量元素和矿物质,补充我们日常所需”,说明此净水器试图模拟细胞膜能控制物质进出细胞的功能。
3.细胞膜成分和结构的探索历程,凝聚着多位科学家的智慧和心血。下列相关叙述正确的是(　　)
A.丹尼利和戴维森发现细胞的表面张力明显低于油—水界面,推测细胞膜可能还附有蛋白质
B.欧文顿发现溶于脂质的物质容易穿过细胞膜,推测细胞膜上含有大量蛋白质
C.罗伯特森利用光学显微镜观察到细胞膜的暗—亮—暗三层结构是一种静态的模型
D.科学家用荧光标记物质标记了细胞膜上的磷脂分子,完成了人鼠细胞杂交实验
解析:A　1935年,英国学者丹尼利和戴维森研究了细胞膜的张力,他们发现细胞的表面张力明显低于油—水界面的表面张力。由于人们已经发现了油脂滴表面如果吸附有蛋白质成分则表面张力会降低,因此丹尼利和戴维森推测细胞膜中可能还附有蛋白质,A正确;欧文顿发现溶于脂质的物质容易穿过细胞膜,提出“细胞膜是由脂质组成的”,B错误;罗伯特森在电镜下看到了细胞膜的清晰的暗—亮—暗的三层结构,他结合其他科学家的工作,提出的假说是所有的生物膜都由蛋白质—脂质—蛋白质三层结构构成。他把细胞膜描述为静态的统一结构,C错误;科学家用发绿色荧光的染料标记小鼠细胞表面的蛋白质,用发红色荧光的染料标记人细胞表面的蛋白质,将小鼠细胞和人的细胞融合,在37 ℃下经过40分钟,两种颜色的荧光均匀分布,D错误。
4.将一个细胞中的磷脂成分全部提取出来,将其在空气—水界面上铺成单分子层,结果测得单分子层的表面积相当于原来细胞膜表面积的两倍。下列细胞实验与此结果最相符的是(　　)
A.人的肝细胞 B.蛙的红细胞
C.洋葱鳞片叶表皮细胞 D.大肠杆菌细胞
解析:D　人的肝细胞、蛙的红细胞、洋葱鳞片叶表皮细胞中除含有细胞膜外,还含有其他的膜结构,将磷脂成分全部提取出来,在空气—水界面上铺成单分子层,测得单分子层的表面积大于细胞膜表面积的两倍;大肠杆菌属于原核细胞,只有细胞膜,没有其他膜结构,所以磷脂分子的面积是细胞膜表面积的两倍。
5.在流动镶嵌模型提出后,研究人员又提出了脂筏模型:脂筏是细胞膜上富含胆固醇和鞘磷脂的微结构区域,其中的胆固醇就像胶水一样,对鞘磷脂亲和力很高,并特异吸收或排除某些蛋白质,形成一些特异蛋白聚集的区域,结构模型如图所示,下列叙述错误的是(　　)
A.细胞膜具有信息交流功能
B.脂筏的存在会影响膜的流动性
C.破坏胆固醇可能会导致脂筏结构解体
D.细胞膜的运输功能与脂筏结构无关
解析:D　细胞膜具有信息交流功能,A正确;脂筏中的胆固醇就像胶水一样,对鞘磷脂亲和力很高,并特异吸收或排除某些蛋白质,形成一些特异蛋白聚集的区域,会影响膜的流动性,B正确;破坏胆固醇就像破坏了胶水,可能会导致脂筏结构解体,C正确;脂筏结构中的鞘磷脂、转运蛋白等都与细胞膜的选择透过性密切相关,D错误。
6.温度降低时膜的流动性减小,最后磷脂处于紧密排列的状态,膜固化,就像温度降低,猪油或牛油变成固态一样。膜固化后,其透性发生变化,其中的酶(蛋白质)也失去活性。膜固化的温度决定于组成它的脂质的类型,如胆固醇温度低时可以阻止液晶的形成,保持其流动性。与其结构相似的豆固醇为大豆细胞的成分,不能被人体肠道吸收,饭后服用豆固醇能抑制肠黏膜对胆固醇的吸收。下列关于细胞膜结构和特性的叙述错误的是(　　)
A.细胞膜的流动性受温度的影响
B.细胞膜固化影响物质进出细胞
C.细胞膜中的磷脂和蛋白质分子可以运动
D.细胞膜固化能够加强细胞内部的稳定性
解析:D　温度会影响分子运动,细胞膜的流动性受温度的影响,一般温度越高,流动性越大,A正确;细胞膜具有选择透过性,细胞膜固化后,其透性发生变化,其中的酶(蛋白质)也失去活性,因此,细胞膜固化影响物质进出细胞,不利于维持细胞内部的稳定性,B正确,D错误;细胞膜中的磷脂和蛋白质分子可以运动,使得细胞膜具有一定的流动性,C正确。
7.细胞膜的特性和功能是由其结构决定的,下列相关叙述错误的是(　　)
A.细胞膜的脂质结构使溶于脂质的物质易通过细胞膜
B.由于磷脂双分子层内部是疏水端,所以水分子不能通过细胞膜
C.双缩脲试剂不能进入细胞与蛋白质发生颜色反应,而苏丹Ⅲ染液可以进入,体现了细胞膜的选择透过性
D.细胞的生长现象不支持细胞膜的静态结构模型
解析:B　根据相似相溶原理可知,细胞膜的脂质结构使溶于脂质的物质容易通过细胞膜,A正确;水分子可以通过细胞膜,一是因为水分子极小,可以通过由于磷脂分子运动而产生的间隙,二是由于细胞膜中含有水通道蛋白,可以允许水分子通过,B错误;双缩脲试剂不能进入细胞与蛋白质发生颜色反应,而苏丹Ⅲ染液可以进入,说明细胞可以控制物质进出细胞,体现了细胞膜的选择透过性,C正确;细胞的生长过程中,细胞膜面积不断增大,故其生长现象不支持细胞膜的静态结构模型,D正确。
8.农业生产中经常将玉米和大豆套种在一起,能充分利用环境资源,提升经济效益,玉米的花粉从雄花落到雌花上,即可发生花粉萌发、花粉管伸长、释放精子、精卵融合等一系列生理反应,但玉米的花粉落到大豆的柱头上则不会发生这一系列反应。该现象能很好地说明细胞膜(　　)
A.主要由脂质和蛋白质组成
B.可将细胞与外界环境分隔开
C.能进行细胞间的信息交流
D.控制物质出入细胞的作用是相对的
解析:C　根据题意中“玉米的花粉从雄花落到雌花上,即可发生花粉萌发、花粉管伸长、释放精子、精卵融合等一系列生理反应,但玉米的花粉落到大豆的柱头上则不会发生这一系列反应”说明细胞膜能进行细胞间的信息传递。
9.膜脂是生物膜上脂类的统称,主要包括磷脂、糖脂和胆固醇三种类型,其分子排列呈连续或双层,具伸缩性,其性质决定生物膜的一般性质。下列说法错误的是(　　)
A.磷脂、糖脂和胆固醇的分子结构相似,元素组成不完全相同
B.磷脂具有亲水的头和疏水的尾,决定了其分子排列呈连续或双层
C.糖脂与细胞表面的识别、细胞间的信息传递等功能有密切关系
D.胆固醇是构成动物细胞膜的重要成分,参与人体血液中脂质的运输
解析:A　磷脂中含有C、H、O、N、P元素,糖脂是由糖类和磷脂结合形成的,其元素组成与磷脂相同,而胆固醇的元素组成是C、H、O,磷脂、糖脂和胆固醇的功能各不相同,则它们的分子结构不相似,A错误;磷脂的头部含有离子,具有亲水性,尾部是脂肪酸长链,具有疏水的特性,这种性质导致其排列呈连续或双层,B正确;糖脂与细胞表面的识别、细胞间的信息传递等功能有关,C正确;胆固醇参与构成动物细胞膜,还参与人体血液中脂质的运输,D正确。
10.科学家分别用红色、绿色荧光染料标记人和小鼠细胞的细胞膜表面蛋白,使两种细胞分别发出红色和绿色荧光,现用某种方法促使两个细胞相融合,在37 ℃下保温40分钟,两种颜色的荧光在融合后的细胞上呈现均匀分布,如图2所示,请据图回答下列问题:
(1)细胞膜的主要成分是 　　　　　　 ,细胞膜的基本支架是 　　　　　　　 。
解析:(1)细胞膜的主要成分是脂质和蛋白质,另外还有少量的糖类。磷脂双分子层构成细胞膜的基本支架。
答案:(1)脂质和蛋白质　磷脂双分子层　
(2)若用丙酮抽提哺乳动物成熟红细胞的磷脂后,将它在空气—水界面上铺成单分子层,发现这时磷脂分子的排列方向是 　　　　　　 (据图1回答)。
解析:(2)磷脂分子具有亲水的头部和疏水的尾部,将一个细胞中的所有磷脂提取出来,在空气—水界面上铺成单分子层,磷脂分子的极性头部(或亲水端)向下浸在水中,尾部向上暴露在空气中。
答案:(2)极性头部向下浸在水中,非极性尾部向上暴露在空气中　
(3)如果从一正常上皮细胞中提取磷脂且将它在空气—水界面上铺成单分子层的面积为S1,则S1 　　　　　 (填“大于”“等于”或“小于”)该细胞细胞膜表面积的2倍,原因是 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 。
解析:(3)正常上皮细胞中除了细胞膜含有磷脂,还有其他具膜细胞器也有磷脂,以及核膜也含有磷脂,因此从正常上皮细胞中提取磷脂且将它在空气—水界面上铺成单分子层的面积为S1,则S1大于该细胞细胞膜表面积的2倍。
答案:(3)大于　正常上皮细胞除了细胞膜含有磷脂外,其他具膜的细胞器也含有磷脂　
(4)在0 ℃下培养45分钟,发现完全融合的细胞表面荧光仍为一半红色、一半绿色,如何解释这一现象 　　　　　　　　 。
解析:(4)若将融合细胞置于0 ℃下培养45分钟,发现融合细胞依然一半发绿色荧光,另一半发红色荧光,这说明温度影响细胞膜的流动性,环境温度降低,膜上蛋白质分子的运动速率减慢(或细胞膜的流动性只有在适宜条件下才能体现)。
答案:(4)细胞膜的流动性受温度影响,温度降低,膜上蛋白质分子的运动速度减慢

11.正常温度时,生物膜既可保持正常的结构,又具有较强的流动性,称为液晶态;温度很低时,生物膜的流动性急剧降低,转变为凝胶态;如果环境温度很高,则变成无序的液体状态。胆固醇分子与磷脂分子相结合既能限制磷脂分子的热运动又能将磷脂分子相隔开使其更易流动。下列叙述错误的是(　　)
A.胆固醇可以调节动物生物膜的流动性,使生物膜适应温度的范围变小
B.高温会破坏生物膜中蛋白质的空间结构,会导致生物膜变成无序状态
C.生物膜的流动性表现在组成膜的磷脂分子和大多数蛋白质分子能运动
D.胆固醇分子除构成动物细胞膜外,在人体内还参与血液中脂质的运输
解析:A　胆固醇可以调节动物生物膜的流动性,使生物膜适应温度的范围变大,A错误;根据题意“如果环境温度很高,则变成无序的液体状态”可推知,高温会破坏生物膜中蛋白质的空间结构,导致生物膜变成无序状态,B正确;由于组成膜的磷脂分子和大多数蛋白质分子能运动,因此生物膜具有一定的流动性,C正确;胆固醇是构成动物细胞膜的重要成分,在人体内参与血液中脂质的运输,D正确。
12.如图表示小肠上皮细胞膜蛋白的功能亚显微结构示意图。下列相关叙述错误的是(　　)
A.该结构中蛋白质分子的运动是膜流动性特点的体现
B.磷脂分子和蛋白质分子是细胞膜的主要成分
C.细胞膜的功能是由它的结构和成分决定的,与蛋白质数量无关
D.若蛋白E能将二糖分解为单糖,说明蛋白质具有催化功能
解析:C　该结构中蛋白质分子的运动是膜流动性特点的体现,A正确;磷脂双分子层构成该结构的基本支架,脂质和蛋白质是细胞膜的主要成分,B正确;细胞膜的功能是由它的结构和成分决定的,功能复杂程度与蛋白质的种类和数量有关,C错误;若蛋白E能将二糖分解为单糖,说明蛋白质具有催化功能,D正确。
13.糖脂普遍存在于细胞膜上,不同的细胞中糖脂的种类不同,下面是人ABO血型红细胞表面的糖脂的结构示意图,据图判断下列有关叙述错误的是(　　)
A.糖脂是由糖类和脂质分子结合而成的
B.糖脂位于细胞膜内表面
C.糖脂和糖蛋白都具有识别作用
D.人的ABO血型的不同在于红细胞表面组成糖脂中的糖的种类和排列顺序的不同
解析:B　糖脂具有识别作用,应位于细胞膜的外表面。
14.胆固醇属于脂质类物质,如图为不同温度下胆固醇对人工脂双层膜微粘度(与流动性呈负相关)的影响的曲线图。下列叙述错误的是(　　)
A.胆固醇是构成动物细胞膜的重要成分
B.人体中胆固醇可参与血液中脂质的运输
C.35 ℃时,对比两条曲线可知,胆固醇可以提高人工膜的流动性
D.一定范围内,人工膜的流动性随着温度升高而逐渐增大
解析:C　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,A、B正确;35 ℃时,对比两条曲线可知,含胆固醇的人工膜微粘度更高,说明胆固醇可以降低人工膜的流动性,C错误;分析题图可知,人工膜的微粘度随温度的升高而逐渐降低,即其流动性逐渐增大,D正确。
15.一个世纪以来,细胞膜的结构研究仍停留在模型假说阶段。中科院课题组对多种细胞膜结构进行了系统深入的研究,结合多种模型观点,阐明了细胞膜的多种特征。如图为该课题组提出的哺乳动物组织细胞膜模型。回答下列问题:
(1)哺乳动物有核组织细胞膜外多了一层致密的蛋白层,而细胞膜内侧相对粗糙,由此可推测图中 　　　　 侧为细胞膜的外侧。
解析:(1)图中A侧有致密的蛋白层,B侧较粗糙,则A侧是细胞膜外侧,B侧是细胞膜内侧。
答案:(1)A　
(2)现提取细胞线粒体膜成分中的磷脂,将其铺在空气—水界面上,测得磷脂占据的面积为S,预测线粒体表面积的值 　　　　　 (填“＞”“＝”或“＜”)S/4。若将一个细胞中的磷脂成分全部抽提出来,并将它在空气—水界面上铺成单分子层,结果发现这个单分子层的表面积相当于原来细胞膜表面积的两倍,这个细胞很可能是 　　　　　　　　　　 (填“鸡的红细胞”“羊的红细胞”或“人的口腔上皮细胞”)。
解析:(2)线粒体具有双层膜,4层磷脂分子,由于内膜折叠成嵴,所以线粒体表面积的值小于S/4。人或其他哺乳动物中的成熟红细胞中没有具膜细胞器和细胞核,所以只有细胞膜一种生物膜,这种细胞的磷脂分子在空气—水界面上的单层面积恰好是膜面积的两倍,所以这个细胞很可能是羊的红细胞。
答案:(2)＜　羊的红细胞　
(3)研究者用荧光物质标记某动物细胞膜上的蛋白质,使膜发出荧光。再用高强度激光照射细胞膜的某区域,使其荧光淬灭(淬灭后荧光物质不再发光),随后该淬灭区域荧光逐渐恢复。如果用特定方法去除细胞膜中的胆固醇,淬灭区域荧光恢复的时间缩短,这说明胆固醇对细胞膜中分子的运动具有 　　　　　 (填“促进”或“抑制”)作用。
解析:(3)去除胆固醇后发现淬灭区域恢复荧光时间缩短,说明胆固醇对细胞膜中分子运动有抑制作用。
答案:(3)抑制　
(4)为了探究温度对细胞膜流动性的影响,有人做了下述实验:分别用红色和绿色荧光物质标记人和鼠细胞膜上的蛋白质,然后让两个细胞在37 ℃条件下融合,40 min后,发现融合细胞膜上的红色和绿色荧光物质均匀相间分布。请指出该探究实验设计上的不足之处并完善实验设计思路。
①不足之处: 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 。
②实验设计思路: 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 。
解析:(4)不足之处:应该加设多个不同温度的组别。实验设计思路:设置三个不同的温度梯度(17 ℃、37 ℃、57 ℃),让三个组的细胞在不同温度下融合培养,观察并记录融合的细胞膜上红色和绿色荧光物质分布均匀所用的时间。
答案:(4)应该加设多个不同温度的组别　设置三个不同的温度梯度(17 ℃、37 ℃、57 ℃),让三个组的细胞在不同温度下融合培养,观察并记录融合的细胞膜上红色和绿色荧光物质分布均匀所用的时间
感谢

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