高中生物人教版（2019）必修一备考期末-《细胞的基本结构》-“细胞膜结构和功能”章节重点归纳&典例示范学案（含答案）

《细胞的基本结构》
“细胞膜结构和功能”章节重点归纳&典例示范
【基础归纳】
【对细胞膜结构与成分的探索历程】
时间（人物） 探究历程 实验依据 结论
1895年（欧文顿） 膜成分研究 膜成分探究 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 化学分析实验 对生物膜进行化学分析 细胞膜的脂质有磷脂和胆固醇
1925 年（两位荷兰科学家） 膜静态模型的建立 单位膜模型 用丙酮从人的红细胞中提取的脂质，在空气—水界面上铺展成单分子层的面积为红细胞表面积的2 倍 细胞膜中的脂质分子为连续的两层
1935年（丹尼利和戴维森） 细胞膜张力 细胞表面张力明显低于油—水界面的表面张力 细胞膜除含脂质分子外，可能还附有蛋白质
1959 年（罗伯特森）观察 电镜下 在电镜下看到了细胞膜清晰的暗—亮—暗的三层结构 生物膜都由蛋白质—脂质—蛋白质三层结构构成
1970 年 膜动态模型的建立 人鼠细胞融合实验 荧光标记的小鼠细胞与人细胞融合实验 细胞膜具有流动性
1972 年 桑格、尼克森模型 新的观察和实验证据 提出了生物膜的流动镶嵌模型
【特别提示】
能体现生物膜的流动性但膜静态模型不能解释的现象举例
细胞的生长、变形虫的变形运动、受精时精子与卵细胞的融合过程、白细胞吞噬病菌、植物细胞的质壁分离及复原现象。
典例示范
用不同的荧光染料标记人和小鼠细胞的细胞膜上的一种抗原（HLA 抗原和H-2 抗原均为蛋白质）进行融合实验，下列有关叙述错误的是 （　　）
A. 人和小鼠细胞膜表面的抗原属于细胞膜的结构成分
B. 融合细胞表面两类荧光染料分布的动态变化，体现了细胞膜上的分子能够运动
C. 融合细胞表面两类荧光染料最终均匀分布，体现了细胞膜具有一定的流动性，是细胞膜的功能特点
D. 若在0 ℃下培养40 min，则会发现细胞仍然保持一半发红色荧光，另一半发绿色荧光。这一现象的合理解释是细胞膜的流动性只有在适宜的条件下才能体现
【答案】C
科学家将人的红细胞的细胞膜中磷脂成分提取出来，并将它置于烧杯中的空气—水界面上，在一定温度条件下，该膜面积相当于原来细胞膜表面积的两倍。此膜在实验过程中磷脂分子的排列方式最可能是下图中的 （　　）
【答案】C
【流动镶嵌模型】
细胞膜的结构（如下图）
细胞膜主要由磷脂分子和蛋白质分子构成，另外还有少量糖类，脂质和大多数蛋白质分子可以运动。
磷脂双分子层是细胞膜的基本支架，亲水的头部排在外侧， 疏水的尾部排在内侧，这个支架不是静止的，而是流动的。
蛋白质分子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。蛋白质在细胞膜上的分布具有不对称性。载体蛋白决定膜的选择透过性。糖类与蛋白质结合构成糖被（即糖蛋白），与某些脂质结合构成糖脂。糖被有识别、信息交流、保护、润滑和免疫等作用。
【注意】
（1）细胞膜中的脂质除磷脂外，动物细胞膜中还含有胆固醇，但细胞膜中没有没有脂肪。
（2）糖蛋白和糖脂都分布于细胞膜的外侧，这是判断细胞膜内外表面的重要指标。
（3）不同细胞膜上所含蛋白质的种类和数量不同，功能越复杂的细胞膜，其上蛋白质的种类和数量就越多。
结构特点——流动性
原因：膜结构中大部分的蛋白质分子和脂质分子都是可以运动的。
实验验证——细胞融合实验（如图）。
影响因素：主要是温度。
在适当的温度范围内，随外界温度的升高，膜的流动性增强；
若温度高出一定范围，将导致膜的结构被破坏。
实例
1. 植物细胞的质壁分离和复原实验。
2. 变形虫捕食和运动时伪足的形成。
3. 白细胞吞噬细菌。
典例示范
科学家对哺乳动物红细胞的细胞膜上不同种类的磷脂（SM、PC、PS、PE、PI、CI）进行了研究，结果如下图所示。下列叙述中错误的是 （　　）
A. 组成细胞膜的磷脂分子在脂双层中分布是不对称的
B. SM 和 PC 主要分布在靠细胞膜外侧的磷脂分子层中
C. 形成细胞膜时，这些磷脂分子非极性的头部均朝外，极性的尾部均朝内，从而形成一个亲脂的小环境
D. 细胞膜上，有些多糖与外侧的磷脂相连，形成糖脂
【答案】C
下图是真核细胞膜的亚显微结构模式图， ①～③表示物质。下列有关叙述错误的是 （　　）
A. ①与细胞识别有关
B. ②在细胞膜上的分布是对称的
C. ②③在细胞膜上都不是静止的
D. ③的成分有甘油、脂肪酸、磷酸等物质
【答案】B
【细胞膜的成分】
【特别提示】
（1）构成细胞膜的化学元素有C、H、O、N、P 等。
（2）蛋白质在细胞膜行使功能时起重要作用，功能越复杂的细胞膜，蛋白质的种类和数量越多。
（3）脂质中的磷脂是细胞膜的结构性物质，构成了膜的基本支架。糖类与蛋白质结合，主要起信息传递的作用。
（4）不同种类的细胞及同一细胞不同的生长发育时期，细胞膜的成分及含量不完全相同。
典例示范
科学家将哺乳动物成熟的红细胞放入蒸馏水中，造成红细胞破裂，出现溶血现象，再将溶出细胞外的物质冲洗掉，剩下的结构在生物学上称为“血影”，其主要成分是（　　）
无机盐、蛋白质
B. 蛋白质、糖类
C. 脂肪、蛋白质
D. 脂质、蛋白质
【答案】D
生物膜上的蛋白质称为膜蛋白。下列有关膜蛋白的叙述，不正确的是 （　　）
A. 部分膜蛋白具有催化作用
B. 细胞膜上的膜蛋白是都可以运动的
C. 部分膜蛋白的种类决定细胞运输物质的种类
D. 膜蛋白的种类和数量决定了生物膜功能的复杂程度
【答案】B
【细胞膜的功能】
将细胞与外界环境分隔开
细胞膜使细胞成为一个相对独立的系统，保障了细胞内部环境的相对稳定。
控制物质进出细胞
细胞膜选择性地允许物质进出细胞，从而保证了细胞正常代谢的进行。
1. 进入细胞的物质
（1）细胞需要的营养物质，如葡萄糖、氨基酸、无机盐离子等可以进入细胞。
（2）细胞不需要的或有害的物质，如细菌的外毒素等不易进入细胞。
2. 排出细胞的物质
（1）细胞合成的物质，如抗体、激素分泌到细胞外。
（2）细胞产生的废物，如尿素、尿酸等排到细胞外。
【特别提示】
（1）物质能够通过细胞膜，是根据生命活动的需要，并不完全取决于物质分子的大小。
（2）只有活细胞的细胞膜才能控制物质出入细胞，死细胞的细胞膜是全透性的。
（3）细胞膜的控制作用是相对的，环境中一些对细胞有害的物质有可能进入细胞，有些病毒、病菌等也能进入细胞，使生物体患病。
进行细胞间的信息交流
如下表所示，细胞间信息交流的方式有三种：
典例示范
如图所示为某生理活动的一个过程，这一过程体现出细胞膜的哪一项功能？（　　）
A. 控制物质进出细胞
B. 将细胞与外界环境分隔开
C. 促进物质的运输
D. 进行细胞间的信息交流
答案：D
下列有关细胞膜功能的叙述，正确的是（　　）
A. 细胞膜中磷脂含量越高，功能越复杂
B. 细胞膜作为系统的边界，严格控制物质进出细胞，细胞内的物质不能流失到细胞外面，细胞外的物质也不能进入
C. 相邻细胞间的信息交流全靠细胞接触
D. 细胞间的信息交流使生物体作为一个整体完成生命活动
答案： D
将小麦种子浸泡在红墨水中10 min 后，取出剖开，发现胚为白色，胚乳为红色，这说明（　　）
A. 胚有活性，胚乳死亡
B. 胚已死亡，胚乳有活性
C. 胚和胚乳均有活性
D. 胚和胚乳均死亡
答案：A
细胞膜在细胞的生命活动中有多种功能。右图所示的模型主要体现了细胞膜的哪种功能？（　　）
A. 将细胞与外界环境分隔开
B. 把细胞分隔成许多小区室
C. 进行细胞间的信息交流
D. 促进物质在血液中的运输
【答案】C
【知识拓展】
【细胞膜成分与功能之间的联系】
细胞膜的成分与功能关系密切
因为细胞膜含磷脂、蛋白质和糖类，因此其含有的化学元素有C、H、O、N、P 等。
糖蛋白（蛋白质与糖类结合而成）和糖脂（糖类与脂质结合而成）分布在膜的外表面。因此，根据糖蛋白和糖脂的分布，可以判断细胞膜的内外侧。
糖蛋白（又叫糖被）有保护和润滑作用，还与细胞识别作用有密切关系。
各种膜所含蛋白质与脂质的比例和膜的功能有关。功能越复杂的膜，其蛋白质的种类和数量就越多。
细胞膜上的蛋白质种类很多，如运输物质的载体、起识别作用的糖蛋白、接受信号的受体、体现病原体特异性的抗原及膜的结构蛋白等。
正常细胞发生癌变后，细胞膜的成分发生改变，有的产生甲胎蛋白（AFP）和癌胚抗原（CEA）等物质，这可以作为判断细胞是否癌变的指标。
物质能否通过细胞膜，并不完全取决于分子大小，而是由细胞生命活动的需要决定。例如，木糖分子比葡萄糖分子小， 但细胞能吸收葡萄糖，却不吸收木糖。
【注意】
细胞膜的功能特点主要与细胞膜的成分有关，特别是膜上蛋白质的种类和数量。
这体现了结构决定功能的原理。
典例示范
下列真核细胞的结构与成分，对应有误的是（　　）
A. 细胞膜：脂肪、蛋白质、糖类
B. 染色体：DNA、蛋白质
C. 细胞壁：纤维素、果胶
D. 细胞核：核酸、蛋白质
【答案】A
下列关于细胞膜的叙述中，不正确的是（　　）
A. 构成细胞膜的主要成分是磷脂和蛋白质，由于磷脂和蛋白质大都可以运动，所以细胞膜具有流动性
B. 模拟生物膜可以处理污水、淡化海水
C. 细胞膜控制物质进出细胞，这取决于细胞膜上的受体
D. 细胞膜上的糖蛋白起识别作用
【答案】C