资源简介

第5讲　细胞膜
【课标要求】 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。
考点1　对细胞膜的探究历程
考 点 剖 析
1．对细胞膜成分的探索
时间、人物 实验依据 结论或假说
1895年， 欧文顿 对植物细胞进行通透性实验，发现溶于脂质的物质更容易通过细胞膜 推测：细胞膜是由__脂质__组成的
科学家 利用哺乳动物的红细胞，制备纯净的细胞膜进行化学分析 组成细胞膜的脂质有__磷脂和胆固醇__，其中__磷脂__含量最多
1925年， 戈特和格伦德尔 用丙酮从红细胞中提取脂质，铺展成单分子层，单层分子的面积是红细胞表面积的__2__倍 细胞膜中的磷脂分子必然__排列为连续的两层__
1935年， 丹尼利和戴维森 发现细胞表面的张力明显低于油—水界面的表面张力 细胞膜可能还附有__蛋白质__
2．对细胞膜结构的探索
时间、人物 实验依据 结论或假说
1959年， 罗伯特森 在电镜下看到细胞膜清晰的暗—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，是静态的结构
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 新的观察和实验证据 提出为大多数人所接受的细胞膜的__流动镶嵌__模型
思辨小练
1．判断下列说法的正误：
(1)细胞膜上的蛋白质分子均能运动。(　×　)
(2)磷脂分子的头部是亲水的，尾部是疏水的，导致细胞膜中磷脂双分子层的形成。(　√　)
(3)胰岛B细胞分泌胰岛素依赖细胞膜的流动性。(　√　)
(4) 生物膜的结构特点是功能特点的基础。(　√　)
2．科学家利用荧光染料标记细胞膜上的蛋白质分子，利用了__抗原—抗体特异性结合__原理。
典 题 精 析
考向　细胞膜的成分和结构的探究
(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是(　D　)
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
解析：在罗伯特森提出“蛋白质—脂质—蛋白质”细胞膜结构模型之前，已经有对细胞膜成分的研究，A、B、C项所述都发生在罗伯特森理论提出之前；1970年的细胞融合实验结果表明细胞膜具有流动性，是在罗伯特森提出的“蛋白质—脂质—蛋白质”细胞膜结构模型之后，不属于该模型提出的基础。
考点2　细胞膜的结构和功能
考 点 剖 析
知识1　细胞膜的结构
1．细胞膜(细胞质膜或质膜)的制备
材料 人或其他哺乳动物__成熟的红细胞__
选材原因 无__细胞核__和众多的__细胞器__，易制得纯净的细胞膜
无__细胞壁__，细胞易吸水涨破
制备细胞膜 的原理 哺乳动物的红细胞__吸水涨破__→离心→获得细胞膜
2．细胞膜的成分
(1)不同种类的细胞，细胞膜的成分及含量不完全相同。膜上的蛋白质也不是一成不变的。
(2)细胞膜的组分是会变化的。如细胞癌变过程中，细胞膜组分发生变化，糖蛋白含量下降。
3．流动镶嵌模型
(1)基本内容
(2)结构特点
特点 具有__一定的流动性__
原因 构成膜的磷脂双分子可以__侧向__自由移动，大多数蛋白质分子也是可以__运动__的
意义 对细胞完成__物质运输__、生长、分裂、运动等功能都是非常重要的
实例 质壁分离、变形虫运动、__胞吞和胞吐__、巨噬细胞的__吞噬__作用等
知识2　细胞膜的功能
1．细胞膜的三大功能
注：细胞膜是系统的边界——细胞的边界(因为细胞膜具有较强的选择透过性，是细胞正常生命活动的保障)。
2．功能特点
特点 具有__选择透过性__
表现 水分子、被选择的离子和小分子可以通过，大分子、不被选择的离子和小分子不能通过
主要 原因 基因决定转运蛋白的__种类和数量__，使细胞膜对运输的物质具有选择性
? 深 度 指 津
五种常考的“膜蛋白”及其功能
(1)部分信号分子(如激素、细胞因子、神经递质)的受体蛋白——蛋白质或糖蛋白。
(2)膜上的载体蛋白：膜上用于协助扩散和主动运输的载体蛋白，如主动运输的钠钾泵。
(3)膜上的通道蛋白：如用于水协助扩散的水通道蛋白，与Na＋内流相关的Na＋通道蛋白，与K＋外流相关的K＋通道蛋白。
(4)具有催化作用的酶：如好氧型细菌的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，可用于主动运输等)。
(5)识别蛋白：用于细胞与细胞间相互识别的糖蛋白(如免疫细胞对抗原的特异性识别等)。
知识3　植物细胞壁
1．主要成分：__纤维素和果胶__。
2．主要功能：对植物细胞有__支持和保护__作用。
思辨小练
1．判断下列说法的正误：
(1)细胞膜是细胞的边界，细胞间信息传递都是通过细胞膜上的受体完成的。(　×　)
(2)糖蛋白与糖脂构成糖被，分布在细胞膜的外侧。(　×　)
(3)动物细胞间的黏着性与细胞膜上的糖蛋白有关。(　√　)
(4)生物膜的特定功能主要由膜蛋白决定。(　√　)
(5)细胞膜是一层膜、2层磷脂双分子层，由3类物质(脂质最多)组成。(　×　)
提示：磷脂双分子层就是一层膜，应该是“2层磷脂分子”。
(6)植物细胞壁主要成分是纤维素和果胶，也含少量蛋白质(如酶)，其形成与高尔基体和线粒体等有关。(　√　)
2．透析型人工肾利用了一种人工合成的膜材料，这是模仿了生物膜的__选择透过__性。
典 题 精 析
考向1　细胞膜的成分、结构及其特性
(2025·徐州模拟)细胞膜作为系统的边界，保障了细胞内部环境的相对稳定，下列有关细胞膜的叙述，错误的是(　C　)
A．细胞膜主要由脂质和蛋白质组成，还含有少量的糖类
B．脂质中的磷脂分子可侧向移动，有利于细胞完成分裂和生长
C．去除细胞膜中的蛋白质，细胞膜的表面张力会降低
D．细胞间的信息交流可能与细胞膜上的糖类有关
解析：细胞膜的主要成分是脂质和蛋白质，糖类以糖蛋白或糖脂形式少量存在，A正确；磷脂分子的侧向移动是细胞膜具有流动性的基础，而膜的流动性是细胞分裂和生长(如膜面积扩展)的必要条件，B正确；去除蛋白质后，细胞膜仅剩磷脂层，其结构更松散，表面张力应升高(蛋白质可降低表面张力)，C错误；细胞膜上的糖被参与细胞识别和信息传递，D正确。
(2025·海安中学)外泌体(如图)是生物体内多种细胞分泌的直径在40～100 nm的盘状囊泡，其中含有细胞特异蛋白、脂质和核酸，能作为信号分子传递给其他细胞从而改变其他细胞的功能。相关叙述错误的是(　C　)
A．外泌体脱离细胞依赖于细胞膜的流动性
B．外泌体依赖于膜上的糖蛋白识别受体细胞
C．外泌体内容物以主动运输方式进入受体细胞
D．可以利用差速离心法从细胞外液中提取外泌体
解析：据题图可知，外泌体内容物以胞吞方式进入受体细胞。
考向2　细胞膜的功能及其特性
(2025·常州前黄中学)细胞膜膜蛋白的70%～80%为整合膜蛋白，整合膜蛋白均为跨膜蛋白，其肽链可一次或反复多次穿越膜脂质双层，在结构上可分为胞质外结构域、跨膜结构域和胞质内结构域三个组成部分，具有物质运输和信息传递等功能。下列说法正确的是(　C　)
A．大分子物质进入细胞时，此物质首先要与整合膜蛋白结合
B．某些整合膜蛋白胞质内结构域的疏水区域具有催化作用
C．整合膜蛋白的存在是细胞膜具有选择透过性的结构基础
D．用放射性同位素15N标记氨基酸可追踪膜蛋白的合成与运输途径
解析：当细胞摄取大分子时，首先是大分子与膜上的蛋白质结合(不一定是整合膜蛋白)，从而引起这部分细胞膜内陷形成小囊，包围着大分子，A错误；胞质内是水溶液环境，胞质内结构域应该是亲水区域，B错误；细胞膜具有选择透过性，与膜上蛋白质的种类和数量有关，细胞膜膜蛋白的70%～80%为整合膜蛋白，所以整合膜蛋白的存在是细胞膜具有选择透过性的结构基础，C正确；15N不具有放射性，D错误。
一、 单项选择题
1．下列生理活动与生物膜功能无直接关系的是(　B　)
A．胰岛B细胞分泌胰岛素
B．原核生物氨基酸脱水缩合形成多肽
C．神经递质在神经元之间传递信息
D．受精作用的完成
解析：氨基酸脱水缩合形成肽链的过程在核糖体进行，核糖体不具有膜结构。
2．(2026·兴化开学考改编)下列有关细胞结构和功能的叙述，正确的是(　C　)
A．细胞膜具有双层磷脂，膜外侧亲水，膜内侧疏水
B．构成生物膜的磷脂分子和蛋白质分子均可以自由运动
C．胆固醇可参与构成细胞膜
D．植物细胞系统的边界是细胞壁，动物细胞系统的边界是细胞膜
解析：细胞膜为磷脂双层结构，其亲水头部朝向外侧(细胞外液和细胞质基质)，疏水尾部朝向内侧，形成内外均为亲水环境的结构，A错误；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，B错误；细胞系统的边界均为细胞膜，植物细胞壁主要起支持保护作用，不能控制物质进出，D错误。
3．生物膜的流动镶嵌模型可以合理解释 (　A　)
A．变形虫的变形运动
B．生物细胞不能无限长大的原因
C．细胞核是代谢遗传的控制中心
D．细胞内代谢的有序进行
4．(2025·天津卷)关于细胞膜组成与功能的探究，推论正确的是(　D　)
A．细胞膜与双缩脲试剂反应呈紫色，表明细胞膜含有糖类
B．同位素标记的固醇类物质可以穿过细胞膜，表明细胞膜含有胆固醇
C．细胞膜上聚集的荧光标记蛋白能均匀分散开，表明细胞膜具有信息传递功能
D．植物细胞能发生质壁分离和复原，表明细胞膜具有选择透过性
解析：双缩脲试剂与蛋白质反应呈紫色，若细胞膜与双缩脲试剂反应呈紫色，表明细胞膜含有蛋白质，而非糖类，A错误；固醇类物质能穿过细胞膜，是因为细胞膜的基本支架是磷脂双分子层，根据“相似相溶”原理，固醇类(脂质)易通过，不能据此表明细胞膜含有胆固醇，B错误；荧光标记蛋白均匀分散体现了细胞膜的流动性(结构特点)，与信息传递功能无关，C错误；植物细胞能发生质壁分离和复原，是因为细胞膜允许水分子自由通过，而对蔗糖等物质的通过具有选择性，这表明细胞膜具有选择透过性(功能特性)，D正确。
5．细胞作为一个基本的生命系统，它有边界。下列有关该边界的叙述，正确的是(　D　)
A．信号分子必须与该边界上的受体结合才能进行信息交流
B．白细胞能吞噬细菌，该过程依赖于该边界控制物质进出的作用
C．由于该边界的屏障作用，有害的物质均不能进入细胞
D．该边界将细胞与外界环境分隔开，保障细胞内部环境的相对稳定
解析：细胞的边界为细胞膜，信号分子并非必须与细胞膜上的受体结合，例如脂溶性激素(如性激素)可直接进入细胞与细胞内受体结合，A错误；白细胞吞噬细菌属于胞吞作用，依赖细胞膜的流动性(结构特点)，而非控制物质进出的功能(选择透过性)，B错误；细胞膜的控制作用是相对的，某些有害物质(如病毒、病菌)仍可能进入细胞，C错误；细胞膜作为边界，将细胞与外界环境分隔开，保障细胞内部环境的相对稳定，这是细胞膜的基本功能之一，D正确。
6．红豆杉中的紫杉醇具有抗肿瘤活性，能有效抑制肿瘤细胞的增殖。紫杉醇难溶于水，易溶于丙酮等有机溶剂。脂质体是一种类似于细胞膜结构的微型囊泡体，如图所示。将紫杉醇药物包裹在脂质体内部，能减少药物的使用剂量和降低药物的毒副作用。下列叙述错误的是(　C　)
A．应将紫杉醇嵌入脂质体的磷脂双分子层之间(图中b处)
B．图示脂质体膜和细胞膜的最大区别在于无蛋白质
C．脂质体与细胞膜的融合体现了生物膜的信息交流功能
D．在脂质体表面加上靶向信号分子可以实现定向药物输送
解析：由于紫杉醇难溶于水，易溶于丙酮等有机溶剂，因此，应将紫杉醇嵌入脂质体的磷脂双分子层之间，即b处，A正确；脂质体膜没有蛋白质，而细胞膜中有蛋白质成分，因此，图示脂质体膜和细胞膜的最大区别在于前者无蛋白质，B正确；脂质体膜与细胞膜发生融合，依赖于膜结构的流动性，没有体现生物膜的信息交流功能，C错误；在脂质体表面加上靶向信号分子可以实现定向药物输送，进而实现药物的靶向治疗，减少药物的毒副作用，D正确。
7．膜蛋白在生物体的许多生命活动中起着重要作用，相关叙述错误的是(　B　)
A．肝脏细胞的细胞膜上具有胰高血糖素的受体蛋白
B．肾小管上皮细胞的细胞膜上具有主动运输水分子的转运蛋白
C．甲状腺细胞的细胞膜上具有促甲状腺激素的受体蛋白
D．肺部细胞的细胞膜上具有新型冠状病毒S蛋白识别的受体蛋白
解析：水分子跨膜方式为被动运输，运输水分子的蛋白质是水通道蛋白，B错误。
8．(2025·徐州期初)研究发现，生物膜融合存在以下机制：不同生物膜上的蛋白质相互作用形成螺旋状的复合蛋白，使磷脂分子失去稳定，进而重排形成融合孔，最后实现生物膜的相互融合，过程如图所示。下列叙述正确的是(　B　)
A．蛋白质是生物膜的基本支架
B．膜蛋白1和膜蛋白2形成螺旋结构涉及自身构象的变化
C．抑制浆细胞融合孔的形成，不影响抗体的分泌过程
D．生物膜融合的过程能体现生物膜的功能特性
解析：磷脂双分子层是生物膜的基本支架，A错误；抗体分泌过程中发生生物膜的融合，若抑制浆细胞融合孔的形成，可能会抑制抗体的分泌，C错误；生物膜融合的过程体现了生物膜具有流动性的结构特性，D错误。
9．下图为植物的胞间连丝结构示意图，下列叙述错误的是(　A　)
A．①由多糖组成，不含蛋白质，其形成与高尔基体有关
B．②主要由脂质和蛋白质组成，具有一定的流动性
C．某些植物病毒可通过胞间连丝进入另一个细胞
D．内质网参与形成的胞间连丝体现了细胞间的信息交流功能
解析：①表示细胞壁，植物细胞壁主要由纤维素和果胶组成，纤维素和果胶均属于多糖，也含少量蛋白质，如与细胞壁形成有关的酶，细胞壁的形成与高尔基体有关，A错误；由题图可知，②表示细胞膜，主要由脂质和蛋白质组成，由于脂质和绝大部分蛋白质可以移动，故细胞膜具有一定的流动性，B正确；高等植物细胞之间通过胞间连丝相互连接，某些植物病毒可通过胞间连丝进入另一个细胞，C正确；胞间连丝由内质网参与形成，能够进行细胞间的信息交流，D正确。
二、 多项选择题
10．(2026·东台一中)细胞膜的流动镶嵌模型如下图所示，①～④表示物质。下列叙述正确的有(　ACD　)
A．①分布在细胞膜的外侧，与细胞间的识别有关
B．②在空气—水界面也形成双层结构
C．③是胆固醇，可以增加或减缓细胞膜的流动性
D．细胞膜功能的复杂程度取决于④的种类和数量
解析：①是糖蛋白，分布在细胞膜的外侧，与细胞间的识别有关，A正确；②是磷脂分子，在空气—水界面自然铺展为单分子层，B错误：③是胆固醇，胆固醇对膜的流动性具有调节作用，可以增加或减缓细胞膜的流动性，C正确；④是蛋白质，蛋白质是生命活动的主要承担者，细胞膜的功能复杂性主要与④的种类和数量有关，即细胞结构和功能越复杂，其细胞膜中蛋白质的种类和数量越多，D正确。
11．下图表示真核生物细胞膜的组成与结构，下列与此相关的叙述，正确的有(　ACD　)
A．图中物质甲可表示③，物质丙可表示部分②
B．细胞膜的信息交流与①有关，与②③无关
C．③在不同细胞的细胞膜中种类不完全相同
D．全部的②和大多数的③是可以运动的
解析：信息交流不但与膜上的糖蛋白有关，也与膜上的脂质有关，B错误。
12．下图为在流动镶嵌模型基础上提出的脂筏模型，脂筏是一种相对稳定、分子排列较紧密及流动性较低的结构，其面积可能占膜面积的一半以上，与细胞识别、细胞凋亡等生理过程都有一定的关系。①②为存在于细胞膜上的两种脂质。下列叙述正确的有(　ABD　)
A．B侧含有糖类与脂质结合形成的糖脂，所以它代表的是细胞膜的外表面
B．脂筏模型表明脂质在膜上的分布是不均匀、不对称的
C．④蛋白跨膜区段的氨基酸应具有较强的亲水性
D．脂筏模型与细胞膜的流动镶嵌模型都属于物理模型
解析：由图可知，在该脂筏模式图中，B 侧具有糖脂，与识别功能有关，应该是细胞膜的外侧，A正确；由图示脂筏模型可以看出，脂质在膜上的分布是不均匀、不对称的，B正确；磷脂分子的头部具有亲水性，尾部具有疏水性，④的跨膜区段的氨基酸位于磷脂分子尾部区域，因此具有疏水性，C错误；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。

展开更多......

收起↑