3.1 细胞膜的结构和功能（第2课时）学案（含解析）高一上学期生物人教版必修1

3.1 细胞膜的结构和功能 第2课时
教学目标 核心素养
1、细胞膜的功能（重点）。 2、流动镶嵌模型的基本内容（重点）。 3、细胞膜的结构与其组成成分的内在联系（难点）。 4、对细胞膜结构的探索过程（难点）。 生命观念：结构与功能观。 科学思维：科学方法：提出假说。 科学探究：制备细胞膜的方法及细胞膜成分的鉴定。 社会责任：科学发现的艰难，为科学奉献精神。
[基础知识梳理]：（阅读教材，完成下列填空，在教材相应位置进行标注后，识记相关内容）
一、对细胞膜结构的探索
1.细胞膜主要由__________和_________组成，还有少量的糖类。细胞膜的脂质中，______最丰富，还有少量的胆固醇。蛋白质在细胞膜行使功能方面起着重要的作用，功能越复杂的细胞膜，______的种类与数量就越多。
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 电子显微镜下看到细胞膜清晰的 暗—亮—暗的三层结构 所有的生物膜都由蛋白质—脂质—蛋白质三层结构构成，细胞膜被描述为_____________________结构
1970年 标记的小鼠细胞和人细胞融合实验 细胞膜具有
1972年辛格和尼科尔森 新的观察、实验证据 提出为大多数人所接受的
二、流动镶嵌模型的基本内容
(1)细胞膜主要是由______________分子构成的。
(2)　　　 是膜的基本支架。
(3)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表面，有的部分或全部嵌入磷脂双分子层中，有的　　　于整个磷脂双分子层。
(4)细胞膜不是静止不动的，而是具有　　　性，主要表现为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。
（5）糖被分布在细胞膜的　　　 ，包括　　　 和　　　 中的糖类分子，与细胞表面的__　　　 和细胞间的　　　 等功能有密切关系。
[合作探究、深度思考]：
学习目标一：细胞膜的成分有哪些？蛋白质与细胞膜的功能有什么关系？
学习目标二：阐述对细胞膜结构的探索历程，归纳细胞膜的结构特点
学习目标三：流动镶嵌模型的基本内容
学习目标四：细胞膜的结构特性、形成的原因、该特性对于细胞的意义和影响因素？
学习目标五：什么叫作糖被？糖被在细胞生命活动中起什么作用？
P46概念检测题
学习目标六：自学检测（选择题20题，每小题4分共80分，1到15题为单选题，16到20题为不定项选择题，选全得4分，选对但不全的2分，综合题21题，20分）
1．细胞膜的主要成分由蛋白质和（ ）组成。
A．磷脂 B．多糖 C．核酸 D．磷酸
2．下列物质中，容易通过细胞膜的是（ ）
A．淀粉 B．甘油 C．蛋白质 D．糖类
3．下列关于细胞膜的叙述，错误的是（　　）
A．细胞膜的主要成分包括蛋白质、脂肪和糖类
B．构成细胞膜的磷脂亲水端朝外侧，疏水端朝内侧
C．细胞膜功能的复杂程度取决于细胞膜上蛋白质的种类和含量
D．细胞膜控制物质进出的作用是相对的，病毒也能进入细胞
4．异体器官移植手术很难成功，最大的障碍就是异体细胞间的排斥，这主要是由于细胞膜具有识别作用，这种生理功能的结构基础是（ ）
A．细胞膜由磷脂分子和蛋白质构成 B．细胞膜的外面有糖被
C．细胞膜具有一定的流动性 D．细胞膜具有一定的选择透过性
5．下列有关细胞膜的叙述，错误的是（ ）
A．细胞膜的静态结构模型不能解释细胞的生长现象
B．细胞膜上的有些蛋白质分子具有物质运输功能
C．水分子因为磷脂双分子层内部疏水而不能通过细胞膜
D．在电镜下可以看到细胞膜具有“暗—亮—暗”的三层结构
6．细胞膜上与细胞识别、免疫反应、信息传递和血型决定有着密切关系的化学物质是（ ）
A．糖脂 B．磷脂 C．蛋白质 D．糖蛋白
7．如图为荧光标记的小鼠细胞和人细胞融合实验示意图。下列有关该实验的叙述，错误的是（ ）
A．小鼠细胞和人细胞的细胞膜主要成分都是脂质和蛋白质
B．温度会影响不同荧光染料标记的膜蛋白的运动速率
C．该实验证明了细胞膜具有选择透过性的功能特性
D．该实验可证明细胞膜上的一些蛋白质分子是可以运动的
8．科学家将小鼠细胞和人细胞成功融合，这一事实说明细胞膜具有（ ）
A．选择透过性 B．一定的流动性
C．全透性 D．保护作用
9．下面是生物膜模式图，下列相关描述，正确的是（ ）
A．精子细胞和卵细胞相互接触进行信息交流的部位是④
B．生物膜的流动性主要表现为磷脂分子可以侧向、纵向自由移动
C．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上万次实验，他的实验结果是：细胞膜是由40％的蛋白质构成
D．从膜的结构成分看，功能越复杂的细胞膜，蛋白质的种类和数量就越多
10．下列关于生物膜结构的叙述，错误的是（ ）
A．罗伯特森认为细胞膜是静态的统一结构
B．磷脂排列成双分子层与磷脂分子头部的亲水性和尾部的疏水性有关
C．蛋白质在膜两侧的分布不均体现了生物膜的功能
D．利用荧光标记法可验证生物膜的选择透过性
11．用不同染料标记细胞膜，将红色荧光染料标记的小鼠细胞与绿色荧光染料标记的人细胞融合后，放在-10℃低温条件下中培育40min。最可能的结果和合理的结论分别是（　　）
A．两种荧光点均匀分布；细胞膜具有一定的选择透过性
B．两种荧光点均匀分布；细胞膜流动性不受温度影响
C．两种荧光点不均匀分布；细胞膜具有识别功能
D．两种荧光点不均匀分布；细胞膜流动性受温度影响
12．细胞膜的特性和功能是由其结构所决定，下列有关叙述错误的是（ ）
A．细胞膜的脂质结构使溶于脂质的物质容易通过细胞膜
B．细胞膜的功能复杂性主要取决于蛋白质的种类和数量
C．细胞的生长现象不支持细胞膜的静态结构
D．糖蛋白在细胞膜的内外侧均有分布
13．下列有关细胞膜及其功能的叙述，错误的是
A．细胞膜功能的复杂程度主要由膜上蛋白质的种类和数量决定
B．细胞膜可以控制物质进出细胞，对细胞有害的物质都不能进入
C．构成细胞膜的磷脂分子头部含有磷元素，其头部具有亲水性
D．高等植物细胞之间可以通过胞间连丝相互连接，也有信息交流的作用
14．胆固醇分子在细胞膜上的分布会影响磷脂分子排列的紧密程度，进而影响磷脂分子层的流动性。胆固醇在细胞膜中的分布情况如图所示。下列相关叙述错误的是
A．动物细胞膜的流动性与胆固醇分子在细胞膜中的分布相关
B．胆固醇和磷脂构成了细胞膜的基本支架
C．细胞膜中胆固醇的含量减少可能导致细胞膜的稳定性下降
D．胆固醇和磷脂的组成元素中都含有C、H、O
15．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。下列相关叙述错误的是（ ）
A．③是特异性抗体，有助于药物作用于靶细胞以减轻药物的副作用
B．被包裹的药物能进入靶细胞需依赖于脂质体和质膜的流动性
C．DNA、干扰素可被包在①处，被包在②处的是水溶性药物
D．脂质体中加入胆固醇可降低其通透性，从而减少药物渗漏
16．（不定项选择）科学家从细胞膜成分入手探索生物膜结构，提出生物膜的流动镶嵌模型。下列关于该模型的叙述，错误的是（ ）
A．磷脂双分子层构成膜的基本支架 B．蛋白质分子均匀排列在磷脂分子的两侧
C．构成生物膜的磷脂分子可以运动 D．构成生物膜的大多数蛋白质分子可以运动
17．（不定项选择）脂筏是细胞膜上富含胆固醇和鞘磷脂（磷脂中的一种）的微结构域，大小约70nm，是一种动态结构。脂筏的组分和结构特点有利于蛋白质之间相互作用和构象变化，一些信号转导单元可以在脂筏中组装。下列有关说法正确的是（ ）
A．蛋白质分子可以镶嵌在磷脂双分子层中 B．鞘磷脂具有两个疏水的尾和一个亲水的头
C．脂筏可以参与细胞之间的信息传递 D．各种细胞的细胞膜上均含有胆固醇
18．（不定项选择）下列有关叙述正确的是（ ）
A．电镜下拍摄到的细胞器的结构图像不属于物理模型
B．利用荧光标记法可验证生物膜的功能特性
C．细胞膜具有选择透过性，对细胞有害的物质一般不能进入细胞
D．罗伯特森在电镜下看到了细胞膜清晰的暗—亮—暗的三层结构，提出所有的生物膜都是由磷脂—蛋白质—磷脂三层结构构成的
19．（不定项选择）下列有关细胞膜结构或功能的分析，正确的是（ ）
A.动物细胞膜含有的脂质有磷脂、胆固醇等 B.人鼠细胞融合实验说明细胞膜具有流动性
C.蛋白质和磷脂相互交替构成细胞膜的基本骨架 D.膜的选择透过性与蛋白质的种类和结构有关系
20．（不定项选择）下列有关细胞膜结构与功能的叙述，不正确的是（　　）
A．疏水基团排列在磷脂双分子层的外侧 B．糖蛋白只分布于细胞膜的外表面
C．构成细胞膜的脂质只有磷脂 D．细胞间的信息交流必须依赖于细胞膜的接触
21．磷脂是组成细胞膜的重要成分，请回答下列问题：
(1)某研究小组发现植物种子细胞以小油滴的方式贮存油，每个小油滴都由磷脂膜包被着，该膜最可能的结构是由_____（填“单”或“双”）层磷脂分子构成的，磷脂的尾部向着油滴_____（填“内”或“外”）侧。
(2)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”“人的红细胞”或“人的口腔上皮细胞”）。
(3)下图是细胞膜的亚显微结构图。
①图中1表示____________，它构成膜的基本支架。
②如果这是肝细胞的细胞膜，细胞膜上的胰岛素受体具有信息传递功能，胰岛素受体与胰岛素特异性结合后，能加快细胞摄取葡萄糖的速率。葡萄糖进入细胞的方向是____________→____________（用图中字母表示）。上述过程体现了细胞膜具有控制物质进出和____________的功能。
22．（附加题）下图为细胞膜结构模型示意图，请回答问题
(1)该模型的名称是________________模型。图中[2]表示_________________，它构成细胞膜的_____________。
(2)图中 [3]是____________，它与细胞之间的相互___________________有关；图中B侧是该细胞膜的________(“内”或“外”)侧。
(3)细胞膜功能的复杂程度主要取决于图中[ ]______________的种类和数量。
(4)人体白细胞吞噬细菌时能够变形，这与细胞膜的____________性有关。
第3章 第1 节 细胞膜的结构和功能 第2课时 答案
基础知识梳理：
脂质 蛋白质 磷脂 蛋白质 静态的统一 荧光染料 流动性 流动镶嵌模型 磷脂和蛋白质 磷脂双分子层 贯穿 流动性 外表面 糖蛋白 糖脂 识别 信息传递
1.【答案】A 【详解】细胞膜的主要成分是蛋白质和脂质（磷脂）组成，其中磷脂双分子层构成了其基本支架。
2.【答案】B 【详解】细胞膜的基本支架是磷脂双分子层，利用相似相溶原理，脂溶性物质容易穿过细胞膜；不溶于脂质的物质，不容易穿过细胞膜，甘油是脂溶性物质，淀粉、蛋白质、糖类均不是脂溶性物质，B正确，ACD错误。
3.【答案】A 【详解】A、细胞膜的主要成分包括脂质（磷脂）、蛋白质，另含少量的糖类，A错误；B、磷脂由甘油、脂肪酸、磷酸等结合形成，构成细胞膜的磷脂亲水端朝外侧，脂肪酸疏水端朝内侧，B正确；C、蛋白质是生命活动的承担者，细胞膜的功能复杂程度取决于细胞膜上蛋白质的种类和含量，C正确；D、细胞膜控制物质进出的作用是相对的，如病毒、某些细菌也能进入细胞，D正确。
4.【答案】B 【详解】异体器官移植手术往往很难成功，最大的障碍就是异体细胞间的排斥，细胞排成的前提是生物体识别“自己”和“非己”，这种识别作用主要依赖于细胞膜上的糖蛋白（糖被）．
5.【答案】C 【详解】A、细胞的生长现象说明细胞膜具有流动性，其不支持细胞膜的静态结构模型，A正确；B、细胞膜的某些蛋白质分子具有物质运输功能，如载体蛋白，B正确；C、水分子可以通过自由扩散方式通过细胞膜，C错误；D、罗伯特森在电镜下看到细胞膜的“暗-亮-暗”三层结构，D正确。6.【答案】D 【详解】细胞膜表面上的蛋白质和糖类结合形成的糖蛋白与细胞的识别、免疫、保护、润滑以及信息传递、血型决定等都有关，D正确；细胞膜上其他物质都不具有或不完全具有以上这些功能，A、B、C均错误。
7.【答案】C 【详解】A、人细胞和小鼠细胞的细胞膜主要成分都是脂质和蛋白质，A项正确；B、温度适当提高，蛋白质分子运动速率会加快，B项正确；C、该实验可以证明细胞膜上的蛋白质分子是可以运动的。细胞膜具有一定的流动性，不能证明细胞膜具有选择透过性，C项错误，D、荧光标记的小鼠细胞和人细胞融合实验,可证明细胞膜上的一些蛋白质分子是可以运动的,D项正确。
8.【答案】B 【详解】科学家将小鼠细胞和人细胞成功融合，这一事实说明细胞膜具有一定的流动性，B符合题意，故选B。
9.【答案】D 【详解】精子细胞和卵细胞相互接触进行信息交流的部位是细胞膜上的糖蛋白①，A错误；由于磷脂分子可以侧向自由移动，膜中的蛋白质分子也是可以运动的，因此细胞膜具有一定的流动性，B错误；欧文顿曾用500多种化学物质对植物细胞的通透性进行了上万次试验，发现细胞膜对不同物质的通透性不一样，凡是脂溶性物质比不能溶于脂的更容易通过细胞膜进入细胞，他提出的结论是：膜是由脂质组成的，C错误；蛋白质是生命活动的主要承担者，从膜的结构成分看，功能越复杂的细胞膜，蛋白质的种类和数量就越多，D正确。
10.【答案】D 【详解】在细胞膜结构模型的探索过程，罗伯特森认为细胞膜是静态的统一结构， A正确;磷脂排列成双分子层与磷脂分子头部的亲水性和尾部的疏水性有关，B正确;蛋白质是生命活动的体现者，蛋白质在膜两侧的分布不均体现了生物膜的功能，C正确;利用荧光标记法标记膜上的蛋白质分子，可验证生物膜具有一定的流动性的结构特性，D错误。
11.【答案】D 【详解】虽然细胞膜具有一定的流动性，但是由于温度低，分子的运动慢，所以两种荧光点分布不均匀，A错误；虽然细胞膜具有一定的流动性，但是由于温度低，分子的运动慢，因而两种荧光点分布不均匀，且细胞膜的流动性受温度的影响，B错误；细胞膜具有一定的流动性，因为温度太低，导致两种荧光点不均匀分布，不能体现细胞膜具有识别功能，C错误；因为细胞膜具有一定的流动性，所以两种荧光点的分布混合，但分布均匀，是因为温度太低，所以温度会影响细胞膜的流动性，D正确。
12.【答案】D 【详解】根据相似相溶原理，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；蛋白质是生命活动的主要承担者，一般而言，蛋白质含量越多细胞膜的功能越复杂，B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，C正确；糖蛋白只在细胞膜的外侧分布，D错误；
13.【答案】B 【详解】细胞膜功能的复杂程度取决于膜上的蛋白质，蛋白质的种类和数量越多，膜的功能越复杂，A正确；细胞膜可以控制物质进出细胞，即选择透过性是细胞膜的功能特点，细胞膜并不能把所有有害的物质都阻挡在细胞外，B错误；构成细胞膜的磷脂分子头部含有磷元素，其头部具有亲水性，C正确；高等植物细胞之间通过胞间连丝相互连接，也有信息交流的作用，D正确。
14.【答案】B 【详解】胆固醇分子在细胞膜上的分布会影响磷脂分子排列的紧密程度，进而影响磷脂分子层的流动性，动物细胞膜的流动性与胆固醇分子在细胞膜中的分布相关，A正确；磷脂双分子层构成了细胞膜的基本支架，B错误；细胞膜中胆固醇的含量减少，会影响磷脂分子排列的紧密程度，可能导致细胞膜的稳定性下降，C正确；胆固醇的元素有C、H、O，磷脂的组成元素有C、H、O、N、P，两种都含有C、H、O，D正确。
15.【答案】C 【详解】③是特异性抗体，与靶细胞上的抗原特异性结合，有助于药物作用于靶细胞以减轻药物的副作用，A正确；被包裹的药物能进入靶细胞需依赖于脂质体和质膜的流动性，B正确；①处于磷脂分子亲水性头部结合，②处是磷脂疏水性尾部，DNA、干扰素可被包在①处，被包在②处的是脂溶性药物，C错误；胆固醇结构刚化，有降低细胞膜流动性、稳定细胞膜结构的作用。脂质体中加入胆固醇可降低其通透性，从而减少药物渗漏，D正确。
16.【答案】B 【详解】磷脂双分子层构成膜的基本支架，A正确；蛋白质分子不是均匀排列在磷脂分子的两侧，而是以不同的方式镶嵌、贯穿在磷脂双分子层中，B错误；构成生物膜的磷脂分子都可以运动，构成生物膜的大多数蛋白质分子也可以运动，故细胞膜具有一定的流动性，CD正确。
17.【答案】ABC 【详解】蛋白质分子有的镶嵌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，有的贯穿整个磷脂双分子层，可见蛋白质以不同的方式镶嵌在磷脂双分子层中，A正确；根据题意，鞘磷脂属于磷脂的一种，因此也具有两个疏水的尾和一个亲水的头，B正确；由题意可知，一些信号转导单元可以在脂筏中组装，推测脂筏可以参与细胞之间的信息传递，C正确；动物细胞的细胞膜上才含有胆固醇，而植物等细胞的细胞膜上没有胆固醇，D错误。
18.【答案】AC 【详解】电镜下拍摄到的细胞器的结构图像属于实物，不属于物理模型，A正确；利用荧光标记法可验证生物膜的结构特点即具有一定的流动性，B错误；细胞膜具有控制物质进出细胞的作用，对细胞有害的物质一般不会进入细胞，C正确；罗伯特森在电镜下看到细胞膜清晰的暗—亮—暗的三层结构，提出所有的生物膜都是由蛋白质—脂质—蛋白质三层结构构成的，D错误。
19.【答案】ABD 【详解】动物细胞膜中含有的脂质有磷脂、胆固醇等，A正确；分别用不同的荧光物质标记人、鼠细胞表面的蛋白质，人、鼠细胞融合后，不同荧光物质在融合细胞表面均匀分布，该实验说明细胞膜具有流动性，B正确；磷脂分子相互连接形成磷脂双分子层，构成细胞膜的基本骨架，蛋白质嵌插在其中，镶嵌在表面，或贯穿于整个磷脂双分子层，C错误；细胞膜具有选择透过性的结构基础是蛋白质的种类和结构的差异导致的，D正确。
20【答案】ACD 【详解】生物膜中疏水基团排列在磷脂双分子层的内侧，亲水基团排列在磷脂双分子层的外侧，A错误；糖蛋白分布在细胞膜的外表面，因此可以根据糖蛋白来判断细胞内外，有保护、润滑和识别的作用，B正确；构成动物细胞膜的脂质还有胆固醇，C错误；有的细胞间信息交流不需要细胞膜的接触，如高等植物细胞间可以形成传递信息的通道--胞间连丝，D错误。
21【答案】(1)单 外 (2)人的红细胞 (3)磷脂双分子层 A B 进行细胞间的信息交流
【分析】由题图可知，4是糖蛋白，2、3是蛋白质，1是磷脂双分子层，磷脂双分子层是细胞膜的基本支架。膜的功能主要由蛋白质承担，功能越复杂的细胞膜，蛋白质的种类和数量越多。细胞膜的结构特点是具有一定的流动性。细胞膜的功能特点是具有选择透过性。（1）磷脂分子由亲水性头部和疏水性尾部组成，由于磷脂分子头部亲水，尾部疏水，而细胞中的小油滴疏水，外部溶液亲水，所以磷脂膜应该由单层磷脂分子构成，头部在外，尾部向着油滴的外侧；（2）生物膜为磷脂双分子层构成，口腔上皮细胞和鸡的红细胞中的提取出来的脂质，除了细胞膜中的外，细胞器和核膜中也有脂质，因此单分子层的表面积大于原来细胞膜表面积的两倍 。而人的（成熟）红细胞没有细胞器和细胞核，提取出来的脂质只有细胞膜的脂质，故单分子层的表面积相当于原来细胞膜表面积的两倍；（3）①图中[1]表示磷脂双分子层，它构成膜的基本支架；②糖蛋白具有识别作用，如果这是肝细胞的细胞膜，细胞膜上的胰岛素受体最可能是图中的[4]糖蛋白，胰岛素受体与胰岛素特异性结合后，能加快细胞摄取葡萄糖的速率。糖蛋白分布在细胞膜的外侧，故A侧为细胞膜外侧，B侧为细胞膜内侧，故葡萄糖进入细胞的方向是A→B。上述过程体现了细胞膜进行细胞间的信息交流和控制物质进出的功能；
22.【答案】(1)流动镶嵌 磷脂双分子层 基本支架 (2)糖蛋白 识别(信息交流/信息传递) 内
(3)1蛋白质 (4)流动
【分析】据图分析，1表示蛋白质，2表示磷脂双分子层，3表示糖蛋白，糖蛋白存在于细胞膜外侧，故A侧是细胞的外侧，B侧是细胞的内侧。(1)图为细胞膜结构模型示意图，该模型的名称是流动镶嵌模型，细胞膜的主要组成成分为磷脂和蛋白质，图中2表示磷脂双分子层，它构成膜的基本支架。(2)图中3是糖蛋白，与细胞之间相互识别有关，糖蛋白存在于细胞膜外侧，因此B侧是该细胞膜的内侧。(3)蛋白质是生命活动的主要承担者，细胞膜功能的复杂程度主要取决于膜中1蛋白质的种类和数量。
(4)人体白细胞吞噬细菌时能够变形，这与细胞膜的流动性有关。