【学霸笔记：同步精讲】09　第3章　第1节　细胞膜的结构和功能 课件--高中生物学人教版必修1

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复习任务群一
现代文阅读Ⅰ
把握共性之“新”　打通应考之“脉”
第3章　细胞的基本结构
第1节　细胞膜的结构和功能
课 标 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．阐明细胞膜具有选择透过性。
知识点1　细胞膜的功能
1．将细胞与外界环境分隔开
使细胞成为____________的系统，保障了细胞____________的相对稳定。
相对独立
内部环境
2．控制物质进出细胞
(1)细胞膜的控制作用具有普遍性：细胞需要的____________可以从外界进入细胞；细胞_________的物质不容易进入细胞；抗体、激素等物质在细胞内合成后，分泌到细胞外，细胞产生的______也要排到细胞外。
(2)细胞膜的控制作用具有______性：环境中____________________的物质有可能进入；有些病毒、病菌也能侵入细胞，使生物体患病。
营养物质
不需要
废物
相对
一些对细胞有害
(P40问题探讨)台盼蓝染液常用于鉴别动物细胞活性。用它染色时，死的动物细胞会被染成蓝色，而活的动物细胞不着色。依据的原理是细胞膜具有__________________的功能。
提示：控制物质进出细胞
3．进行细胞间的信息交流
(1)图甲表示细胞之间通过_____________________传递信息，该方式中通过细胞分泌物与靶细胞的细胞膜表面的受体结合，将信息传递给靶细胞。
信号分子的运输
(2)图乙可表示精子和卵细胞之间的识别和结合，该方式中相邻两个细胞的_________接触，信息从一个细胞传递给另一个细胞。
(3)图丙表示高等植物细胞之间通过____________相互连接，具有信息交流的作用，该方式中相邻两个细胞之间形成通道，携带信息的物质通过通道进入另一个细胞。
细胞膜
胞间连丝
基于对细胞膜功能的理解，判断下列相关表述是否正确。
1．动植物细胞中，系统的边界都是细胞膜。 (　　)
2．膜的出现是生命起源过程中至关重要的阶段。　　 (　　)
3．细胞之间的信息交流必须依赖于细胞膜表面的受体。 (　　)
提示：高等植物细胞之间可通过胞间连丝进行信息交流，不需要细胞膜上的受体。
×
√
√
4．细胞膜的功能并不是由它的成分和结构决定的。　　 (　　)
提示：细胞膜的功能是由它的成分和结构决定的。
5．没有信息交流，多细胞生物体也能完成生命活动。　　 (　　)
提示：多细胞生物体通过信息交流完成各项生命活动。
×
×
任务一　细胞膜功能辨析及应用
材料1　下图表示细胞膜的功能模式图。
材料2　将正常玉米种子纵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。请根据细胞膜的功能解释以上现象。
提示：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，保障了细胞内部环境的相对稳定。
2．功能②运输作用是否能够保证细胞中的物质对细胞都有利？
提示：不能保证。因为环境中一些对细胞有害的物质有可能进入细胞；有些病毒、病菌也能侵入细胞，使生物体患病，即细胞膜的控制作用是相对的。
1．功能①屏障作用在原始海洋的生命起源过程中具有重要作用，请谈谈你的理解。
提示：二者都需要信号分子传递信息，但是功能③通过信号分子与细胞膜上的受体结合传递信息，功能④信号分子通过胞间连丝传递信息，无需细胞膜上的受体。
4．请根据细胞膜的功能解释材料2的实验现象。
提示：胚乳和煮熟的玉米胚能够被染色，原因是正常情况下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。
3．功能③④都属于信息交流的方式，试比较二者的异同。
[深化归纳]
1．控制物质进出细胞功能的验证
(1)染色剂进入实验
(2)色素透出实验
2．进行细胞间信息交流功能的验证
对点练习
1．下列关于细胞膜功能的叙述，不正确的是(　　)
A．科研上鉴别死细胞和活细胞常用台盼蓝染色法，死细胞会被染成蓝色
B．由于细胞膜能控制物质进出细胞，因此，细胞内有用的成分不会流到细胞外
C．将玉米花粉细胞内部与外界环境分隔开的结构是细胞膜
D．精子和卵细胞、胰岛细胞和肝脏细胞之间进行信息交流的方式是不相同的
√
B　[科研上鉴别死细胞和活细胞常用台盼蓝染色法，死细胞会被染成蓝色，原因是死细胞的细胞膜失去了选择透过性，A正确；由于细胞膜能控制物质进出细胞，但细胞膜控制物质进出的能力是相对的，因此，细胞内有用的成分也可能流到细胞外，B错误；细胞膜作为系统的边界，能将细胞与外界环境分隔开，据此可推测，将玉米花粉细胞内部与外界环境分隔开的结构是细胞膜，C正确；精子和卵细胞、胰岛细胞和肝脏细胞之间进行信息交流的方式是不相同的，前者通过细胞膜的直接接触实现信息交流，后者通过血液的传送进行细胞间的信息交流，D正确。]
2．镉是一种有毒的重金属，通过废水排入环境中，再通过灌溉进入水稻植株中，会导致生产的大米镉超标，人们若长期食用，镉会进入人体细胞引起“痛痛病”。这说明(　　)
A．细胞膜不具有将细胞与外界环境分隔开的功能
B．细胞膜的结构与细胞间的信息交流有关
C．细胞膜对物质进出细胞的控制作用是相对的
D．细胞膜使细胞内的物质不能流失到细胞外
√
C　[由题意可知，镉是对细胞有害的物质，长期食用镉超标的大米，镉会进入人体细胞，说明细胞膜对物质进出细胞的控制作用是相对的，C符合题意。]
知识点2　对细胞膜成分和结构的探索
1．对细胞膜成分的探索
(1)探索过程
脂质
磷脂
胆固
磷脂
2
两
蛋白质
醇
(P42思考·讨论)哺乳动物的红细胞在发育成熟的过程中，细胞核和各种细胞器逐渐退化，为携带氧的血红蛋白腾出空间。制取动物细胞的细胞膜进行研究时，选择哺乳动物成熟的红细胞为材料的优点是________________________________________________________
_________________________________________________________。
提示：除了细胞膜外没有其他的膜结构，可以获得纯净的细胞膜
(2)细胞膜的成分
①细胞膜的成分
②细胞膜成分与功能的关系：功能越复杂的细胞膜，_________的种类与数量就越多。
脂质
蛋白质
糖类
蛋白质
2．对细胞膜结构的探索
暗—
亮—暗
蛋白质—脂质—蛋白质
流动
镶嵌
提示：磷脂的“头部”将与水接触，“尾部”与苯接触，磷脂分子分布成单层。
若将磷脂分子置于水—苯的混合溶剂中，磷脂分子将会如何分布？
基于对细胞膜成分和结构探索的理解，判断下列表述是否正确。
1．细胞膜是静态的观点无法解释变形虫的变形运动。 (　　)
2．人、鼠细胞融合实验利用了同位素标记法。 (　　)
提示：人、鼠细胞融合实验利用了荧光标记法。
3．细胞膜上的蛋白质种类和数量的多少决定了细胞膜功能的复杂程度。 (　　)
√
×
√
4．变形虫和草履虫的细胞膜基本组成成分不同。 (　　)
提示：变形虫和草履虫的细胞膜基本组成成分相同。
5．细胞的表面张力明显低于油—水界面的表面张力。 (　　)
×
√
任务二　探究细胞膜的成分
1．20世纪初，科学家利用哺乳动物的红细胞制备出细胞膜，进行化学分析，得知组成细胞膜的脂质有磷脂和胆固醇，其中磷脂含量最多。磷脂分子的结构：磷脂的一端为亲水的头，两个脂肪酸一端为疏水的尾，多个磷脂分子在水中总是自发地形成双分子层。磷脂分子的结构式和示意图如图所示。
结合材料中磷脂分子的结构特点，试以示意图的形式分别画出多个磷脂分子在水—空气界面和细胞膜上的排布状态，并分析其原因。
提示：

因为磷脂分子的“头部”亲水，“尾部”疏水，所以在空气—水界面磷脂分子“头部”向下与水面接触，“尾部”则朝向空气一面；而细胞膜内外均为水环境，依据磷脂分子“头部”亲水，“尾部”疏水的特点，故呈现出图中所示状态。
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__________试剂鉴定，若产生________，即可证明细胞膜成分中含有蛋白质。
提示：双缩脲　紫色反应
3．许多有关细胞膜化学组成的资料，都来自细胞膜(尤其是红细胞膜)的研究。下表是猪的几种细胞的细胞膜组成成分。
细胞膜的种类 主要成分含量
蛋白质 脂质 糖类
成熟的红细胞膜 42% 53% 5%
肌细胞膜 36% 60% 4%
小肠绒毛上皮细胞膜 50% 44% 6%
提示：功能越复杂的细胞膜，蛋白质的种类和数量越多，说明蛋白质在细胞膜行使功能时起重要作用。
上述表格中小肠绒毛上皮细胞膜的蛋白质含量最高，功能也最复杂，这说明什么？
任务三　探究细胞膜的结构及特点
1．按照“蛋白质—脂质—蛋白质”模型，细胞膜的厚度应该是单层磷脂厚度的两倍，加上两侧的蛋白质，膜的总厚度应当超过20 nm，但是罗伯特森电镜下的细胞膜的厚度约为7～8 nm。
请根据上述材料指出“蛋白质—脂质—蛋白质”的不足之处，并对细胞膜的结构进行合理推测。
提示：资料表明“蛋白质—脂质—蛋白质”模型中蛋白质平铺在磷脂双分子层表面，形成的膜的厚度与真实所测不符，因此，蛋白质不会只覆盖在磷脂双分子层两侧，可能会有蛋白质嵌入磷脂双分子层中。
2．科学家用荧光分子标记细胞的膜蛋白，然后用高能激光束照射细胞膜的某一区域，使该区域内的荧光分子发生不可逆的破坏，这一区域称为光漂白区。继续观察，可以发现光漂白区逐渐重新出现荧光(如图)。
光漂白区重新出现荧光的原因是什么？细胞膜是静态的还是具有一定流动性的？
提示：光漂白区重新出现荧光是由于细胞膜上其他区域的蛋白质流动到光漂白区。细胞膜是具有一定流动性的。
[深化归纳]
1．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
2．细胞膜成分的鉴定方法
细胞膜成分 鉴定试剂(方法) 结果分析
脂质 脂溶剂处理 细胞膜被溶解，证明含有脂质
磷脂酶处理 细胞膜被破坏，证明含有磷脂
脂溶性物质通过实验 脂溶性物质能优先通过细胞膜，证明含有脂质
蛋白质 双缩脲试剂 呈现紫色，证明含有蛋白质
蛋白酶处理 细胞膜被破坏，证明含有蛋白质
对点练习
3．科学家们对细胞膜成分和结构的探索经历了漫长的历程，下列叙述错误的是(　　)
A．欧文顿通过对细胞膜成分的提取和化学分析，提出细胞膜的主要组成成分中有脂质
B．罗伯特森在电镜下看到细胞膜是清晰的暗—亮—暗结构，认为细胞膜由蛋白质—脂质—蛋白质三层结构构成
C．荧光标记的小鼠细胞和人体细胞融合实验的实验结果说明细胞膜具有流动性
D．提取人的红细胞的脂质铺展成的单分子层面积是红细胞表面积的2倍，说明细胞膜中的磷脂分子排列为连续的两层
√
A　[欧文顿发现凡是可以溶于脂质的物质，比不能溶于脂质的物质更容易通过细胞膜进入细胞，根据相似相溶原理他提出：细胞膜的主要组成成分中有脂质，可见欧文顿没有对膜成分进行提取和化学分析，A错误；罗伯特森在电镜下观察到细胞膜呈清晰的暗—亮—暗三层结构，据此推测细胞膜是由蛋白质—脂质—蛋白质三层结构构成的，B正确；科学家通过荧光标记的小鼠细胞和人细胞的融合实验，证明细胞膜具有流动性，C正确；哺乳动物成熟的红细胞中只有细胞膜这一种膜结构，因此，根据提取人的红细胞的脂质铺展成的单分子层的面积是该红细胞表面积的2倍，推测细胞膜中的磷脂分子排列为连续的两层，D正确。]
4．(链接P42思考·讨论)下列对细胞膜成分的探索历程的相关说法错误的是(　　)
A．细胞膜中的磷脂分子呈双层排列
B．磷脂分子置于水—苯的混合溶液中，磷脂的“头部”与苯接触，“尾部”与水接触
C．细胞膜的化学组成元素是C、H、O、N、P
D．丹尼利和戴维森推测细胞膜除含脂质分子外，还有蛋白质
√
B　[科学家发现，单层磷脂分子的面积恰为红细胞表面积的2倍，推测细胞膜中的磷脂分子呈双层排列，A正确；将磷脂分子置于水—苯的混合溶液中，磷脂分子亲水的“头部”与水接触，疏水的“尾部”与苯接触，B错误；细胞膜主要由蛋白质和磷脂组成，故细胞膜的化学组成元素是C、H、O、N、P，C正确；丹尼利和戴维森发现细胞的表面张力明显低于油—水界面的表面张力，推测细胞膜除含脂质分子外，可能还附有蛋白质，D正确。]
知识点3　流动镶嵌模型的基本内容
1．结构模型
磷脂双分子层
可侧向自由移动
蛋白质分子
嵌入
贯穿
运动
外
识别
信息传递
(P45旁栏思考)膜内部分是疏水的，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，水分子可以通过水通道蛋白通过细胞膜
2．结构特点
流动性
磷脂分子
蛋白质
提示：不对称。蛋白质分子以不同方式镶嵌在磷脂双分子层中或表面，因此蛋白质分子在细胞膜中的分布是不对称的。
蛋白质分子在细胞膜中的分布是对称的吗？
基于对流动镶嵌模型基本内容的理解，判断下列相关表述是否正确。
1．细胞膜的基本支架是磷脂分子。 (　　)
提示：细胞膜的基本支架是磷脂双分子层。
2．向细胞内注射物质后，细胞膜上会留下一个孔洞。　　 (　　)
提示：细胞膜具有流动性，注射药物后，细胞膜上不会留下一个孔洞。
×
×
提示：构成细胞膜的蛋白质分子大多数能运动。
4．糖被就是糖蛋白。 (　　)
提示：构成糖蛋白或糖脂的糖类分子称为糖被。
×
5．膜两侧的分子性质和结构不相同，如糖蛋白只分布在细胞膜外侧。 (　　)
×
3．构成细胞膜的磷脂分子具有流动性，而蛋白质是固定不动的。
　　 (　　)
√
任务四　分析细胞膜的结构模型及结构特点
1．目前，细胞膜的流动镶嵌模型已被大多数人接受，如图是细胞膜流动镶嵌模型示意图。
提示：A侧　磷酸双分子层　基本支架
(1)若此细胞为人的红细胞，则与血浆接触的一侧为图中的______________________________(填“A侧”或“B侧”)。图中③表示________________，它构成细胞膜的________________。
提示：具有选择透过性　②　蛋白质
(2)细胞膜可以控制物质进出细胞，说明细胞膜的功能特性是____________。膜的功能往往与[　]__________的种类和数量有关。
提示：膜上的蛋白质有的镶在磷脂双分子层的表面，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。不对称。
(3)根据细胞膜的流动镶嵌模型，膜上的蛋白质分子是如何排布的？这种排布是对称的吗？
2．有人在实验时发现：在一定温度下，细胞中的脂质分子均垂直排列于膜表面；当温度升高到一定程度时，细胞膜中的脂质分子有75%排列不整齐，细胞膜的厚度变小、表面积扩大，对离子和分子的通透性提高。请根据相关内容解释此现象。
提示：温度影响分子的运动，进而影响细胞膜的流动性。
[深化归纳]
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。
对点练习
5．(链接P44～45图3-5)细胞膜的流动镶嵌模型如下图所示，①～④表示其中的物质。下列叙述正确的是(　　)
A．①分布于细胞膜的内侧，与细胞间的识别有关
B．②可自发形成双层结构，与核糖体的形成有关
C．③是由②构成的固定不动的膜的基本支架
D．④有脂溶性和水溶性两部分，
可控制某些离子出入细胞　　
√
D　[由题图可知，①为糖蛋白，分布在细胞膜的外侧，与细胞间的识别有关，A错误；②为磷脂分子，在水溶性介质中可自发形成双层结构，与核糖体的形成无关，B错误；③是由②磷脂分子构成的磷脂双分子层，在结构上具有流动性，C错误；④是膜蛋白，其和磷脂分子一样，有水溶性和脂溶性两部分，某些膜蛋白可作为载体蛋白控制离子出入细胞，D正确。]
6．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，并特异性的吸收或排出某些蛋白质，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的功能
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
√
D　[细胞膜具有信息交流的功能，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，并特异性的吸收或排出某些蛋白质，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；脂筏结构中的转运蛋白等都与细胞膜的选择透过性密切相关，D错误。]
易错警示 细胞膜的组成和结构的注意事项
(1)细胞膜组成的三个注意事项
①细胞膜中的脂质并不全为磷脂，动物细胞膜中除了磷脂外还有胆固醇。
②细胞膜外表面的糖类分子并不都与蛋白质分子结合形成糖蛋白，还可以与脂质结合形成糖脂。
③糖蛋白只分布于细胞膜的外表面，与细胞识别作用有关。
(2)细胞膜结构的三个注意事项
①结构决定功能：细胞膜的流动性是选择透过性的基础，只有膜具有流动性，才能表现出选择透过性。
②只有活细胞的细胞膜才具有选择透过性。
③影响细胞膜流动性的因素：温度、pH等。
1．细胞膜的主要功能
(1)将细胞与外界环境分隔开。
(2)控制物质进出细胞。
(3)进行细胞间的信息交流。
2．细胞膜主要由脂质和蛋白质组成。功能越复杂的细胞膜，蛋白质的种类与数量就越多。
3．脂溶性物质优先通过细胞膜，说明细胞膜中含有脂质。
4．构成生物膜的磷脂和大多数蛋白质分子是可以运动的。
5．细胞膜的外表面还有糖类分子，它和蛋白质分子结合形成糖蛋白，或与脂质结合形成糖脂，这些糖类分子叫作糖被。
6．提出假说是首先根据已有的知识和信息提出解释某一生物学问题的一种假说，再用进一步的观察与实验对已建立的假说进行修正和补充。
课堂检测 素养测评
1．(链接P46概念检测T1)下列关于细胞膜功能的相关叙述，错误的是(　　)
A．细胞内的核酸等重要成分一般不会流失到细胞外
B．细胞膜的功能特点是流动性
C．能在细胞间传递信息的物质不都是激素
D．高等植物细胞间的胞间连丝有信息交流的作用
√
B　[活细胞的细胞膜对物质进出细胞具有相对控制作用，细胞内有用的成分一般不会轻易流失到细胞外，A正确；细胞膜的功能特点是选择透过性，B错误；能在细胞间传递信息的物质并不都是激素，C正确；高等植物细胞可通过胞间连丝进行信息交流，D正确。]
2．细胞膜的成分和结构探索，经历了很多科学家不断的提出假说和实验验证，最终得到了科学的结论。下列有关细胞膜成分和结构的探索历程的叙述，正确的是(　　)
A．高倍显微镜看不清细胞膜的结构但电子显微镜可观察到细胞膜由磷脂组成
B．细胞的生长等现象说明细胞膜是运动的，这与罗伯特森描述的模型完全相符
C．科学家发现细胞的表面张力明显低于油—水界面的表面张力，推测细胞膜上有蛋白质
D．可利用鸟类动物红细胞制备出纯净细胞膜，进行化学分析来得知细胞膜的组成成分
√
C　[电子显微镜可观察到细胞膜清晰的暗—亮—暗的三层结构，不能观察到细胞膜由磷脂组成，A错误；罗伯特森提出的蛋白质—脂质—蛋白质三层结构的静态模型，与“细胞的生长等现象说明细胞膜是运动的”不相符，B错误；科学家发现细胞的表面张力明显低于油—水界面的表面张力，推测细胞膜上可能还附有蛋白质，C正确；鸟类动物红细胞中含有细胞核和核糖体等细胞结构，可利用哺乳动物成熟红细胞制备出纯净细胞膜，进行化学分析来得知细胞膜的组成成分，D错误。]
3．(链接P43图3-4)下图为小鼠细胞和人细胞融合的过程，图中黑色圆圈和白色圆圈分别表示小鼠、人细胞膜表面的蛋白质。下列有关叙述错误的是(　　)
A．该实验证明，细胞膜具有流动性和选择透过性的结构特点
B．动物细胞膜除膜蛋白外，其组成成分还包括磷脂、胆固醇和少量糖类
C．通常细胞膜的功能越复杂，膜蛋白的种类和数量就越多
D．融合细胞表面两类膜蛋白最终均匀分布，原因是构成生物膜的蛋白质大多可以运动
√
A　[该实验只证明了细胞膜具有流动性的结构特点，并不能证明细胞膜具有选择透过性，A错误。]
4．(链接P46拓展应用T2)下图表示磷脂分子构成的脂质体，它可以作为药物(图中 表示药物)的运载体，将药物运送到特定的细胞发挥作用。下列叙述错误的是(　　)
A．当脂质体与靶细胞接触时，图a中的 进入靶细胞内与细胞膜的功能特性有关
B．可在脂质体膜上加入适量胆固醇，用来调节脂质体膜的流动性
C．可在脂质体膜上镶嵌某种糖蛋白，实现与细胞进行信息交流的作用
D．图a中的 是水溶性药物，图b中的 是脂溶性药物
√
A　[当脂质体与靶细胞接触时，图a中 通过脂质体与细胞膜融合的特点将药物送入细胞，这体现了细胞膜的结构特点，即具有一定的流动性，A错误；胆固醇是动物细胞膜的主要成分之一，在脂质体膜上加入适量胆固醇，可以用来调节脂质体膜的流动性，B正确；糖蛋白具有信息识别和交流的功能，可在脂质体膜上镶嵌某种糖蛋白，实现与细胞进行信息交流的作用，C正确；图中磷脂“头部”是亲水的，脂肪酸“尾部”是疏水的，图a中 是能在水中溶解的药物，图b中 是脂溶性药物，D正确。]
5．下图甲是按照“流动镶嵌模型”绘制的细胞膜结构示意图，①②③代表某种物质。图乙是图甲中物质③的示意图，a、b分别表示该分子的头部和尾部。回答下列问题：
(1)图甲中细胞膜的外侧是______(填“Ⅰ”或“Ⅱ”)侧，判断的依据是________________________________________。
(2)图甲中的③是________；在图乙中，b的化学成分是________。
(3)图甲中②的化学本质是________，这类物质在细胞膜上的存在方式除了镶在细胞膜表面之外，还有____________________________
__________________(写出两种存在方式)。
Ⅰ
Ⅰ侧有糖蛋白
磷脂分子
脂肪酸
蛋白质
有的嵌入其中，有的贯穿于整个磷脂双分子层
(4)细胞膜的结构特点是_____________________。科研上鉴别动物细胞是否死亡常用台盼蓝染液，进行染色时，死细胞会被染成蓝色，而活细胞不会着色，这说明活细胞的细胞膜具有____________________的作用。除此功能外，细胞膜还具有的功能是______________________________________________________。
具有一定的流动性
控制物质进出细胞
将细胞与外界环境分隔开、进行细胞间的信息交流
[解析]　(1)由于图甲中的Ⅰ侧有糖蛋白(具有识别、保护等作用)，故Ⅰ侧为细胞膜外侧。(2)分析图甲，③为磷脂分子，是细胞膜的主要成分之一，b的化学成分是脂肪酸。(3)图甲中②的化学本质是蛋白质，蛋白质分子以不同方式镶嵌在磷脂双分子层中：有的镶在表面，有的嵌入其中，有的贯穿于整个磷脂双分子层。(4)细胞膜的结构特点是具有一定的流动性。科研上鉴别动物细胞是否死亡常用台盼蓝染液，进行染色时，死细胞会被染成蓝色，而活细胞不会着色，这说明活细胞的细胞膜具有控制物质进出细胞的作用。细胞膜还具有的功能是将细胞与外界环境分隔开、进行细胞间的信息交流。
课时分层作业(8)　细胞膜的结构和功能
题号
1
3
5
2
4
6
8
7
9
题组一　细胞膜的功能
1．如图表示细胞间信息交流的三种方式，①～④表示相关的物质，下列对相关物质的判断正确的是(　　)
题号
1
3
5
2
4
6
8
7
9
A．①激素；②信号分子；③细胞膜表面的受体；④胞间连丝
B．①激素；②胞间连丝；③细胞膜表面的受体；④信号分子
C．①信号分子；②激素；③细胞膜表面的受体；④胞间连丝
D．①激素；②细胞膜表面的受体；③信号分子；④胞间连丝
√
题号
1
3
5
2
4
6
8
7
9
D　[据题图分析可知，甲方式中①可表示的是内分泌细胞分泌的一些化学物质(如激素)至细胞外，通过体液运输到靶细胞处与靶细胞膜上的②受体结合；乙方式中③表示的是信号分子，可直接与靶细胞膜上的②相应受体结合；丙方式中④表示高等植物细胞的胞间连丝传递信息，D正确。]
题号
1
3
5
2
4
6
8
7
9
2．人们常用台盼蓝进行染色来鉴别动物细胞的死活，用红墨水进行染色检测玉米种子(纵剖)的活力。下列有关叙述错误的是(　　)
A．被台盼蓝染成蓝色的均为死细胞
B．用红墨水对玉米种子进行染色，胚乳着色而胚不着色的种子是具有活力的
C．这两种方法的原理是活细胞的细胞膜具有一定的流动性
D．两种方法均体现细胞膜的选择透过性
√
题号
1
3
5
2
4
6
8
7
9
C　[用台盼蓝对动物细胞进行染色，凡被染成蓝色的均为死细胞，用红墨水对玉米种子进行染色，胚乳细胞是死细胞，胚乳着色而胚不着色的种子是具有活力的，体现了细胞膜能控制物质进出细胞的功能，A、B、D正确，C错误。]
题号
1
3
5
2
4
6
8
7
9
题组二　对细胞膜成分和结构的探索
3．科学家对细胞膜成分与结构的研究经历了漫长的过程，下列相关叙述正确的是(　　)
A．欧文顿通过对细胞膜成分的提取与检验得出“细胞膜的主要组成成分中有脂质”这一结论
B．用丙酮从蛙的红细胞中提取脂质，在空气—水界面上铺成单分子层，则单分子层的面积恰为红细胞膜表面积的2倍
题号
1
3
5
2
4
6
8
7
9
C．在荧光标记的人—鼠细胞融合实验过程中，若降低实验温度，两种荧光均匀分布的时间会增加
D．罗伯特森通过高倍镜观察到细胞膜清晰的“暗—亮—暗”三层结构
√
题号
1
3
5
2
4
6
8
7
9
C　[欧文顿通过大量物质通透性实验，推测出“细胞膜的主要组成成分中有脂质”这一结论，A错误；蛙的红细胞中除了细胞膜，还具备核膜、细胞器膜等其他膜结构，故其细胞中提取的脂质，在空气—水界面上铺成单分子层面积应大于其细胞膜表面积的2倍，B错误；若降低实验温度，分子运动的速度会变慢，故两种荧光均匀分布的时间会增加，C正确；罗伯特森通过电子显微镜观察到细胞膜清晰的“暗—亮—暗”三层结构，D错误。]
题号
1
3
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4．下列有关肝细胞膜成分的叙述，错误的是(　　)
A．组成细胞膜的磷脂的头部具有亲水性
B．构成细胞膜的脂质主要是磷脂，磷脂分子在空气—水的界面呈单层分布
C．组成细胞膜的蛋白质分布是对称的
D．细胞膜上存在某些运输水的膜蛋白
√
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C　[磷脂的头部是磷酸基团及其衍生物，具有亲水性，A正确；构成细胞膜的脂质主要是磷脂，磷脂分子的头部亲水，尾部疏水，磷脂分子在空气—水的界面呈单层分布，B正确；细胞膜内、外侧蛋白质的分布是不对称的，如糖蛋白只存在于细胞膜外侧，C错误；水分子可通过细胞膜上的水通道蛋白进行运输，D正确。]
题号
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5．如图是真核细胞膜的结构模式图，①～③表示物质。下列有关说法错误的是(　　)
A．②③在细胞膜上不都是静止的
B．细胞膜的外表面有①
C．②在细胞膜上的分布是不均匀的
D．人体小肠黏膜上皮细胞③的单分子层
面积等于该细胞所有膜面积的两倍
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D　[图中②是蛋白质，③是磷脂双分子层，膜结构中的磷脂和大多数蛋白质分子是可以运动的，A正确；①是糖蛋白，具有细胞识别、保护、润滑、免疫等作用，B正确；②蛋白质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，有的贯穿于整个磷脂双分子层，故其分布是不均匀的，C正确；人体小肠黏膜上皮细胞内含具膜结构的细胞器，故③的单分子层面积小于该细胞所有膜面积的两倍，D错误。]
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6．科学家发现一种能在细胞膜上钻孔的单分子“纳米机器”——分子转子。分子转子的化学本质是蛋白质，在接受能量的情况下可高速旋转并在靶细胞的细胞膜上钻孔，这有望将药物送入癌细胞而诱导癌细胞死亡。下列叙述错误的是(　　)
A．分子转子在细胞膜上旋转钻孔，说明蛋白质具有运动功能
B．分子转子能否与靶细胞结合，主要取决细胞膜上的糖蛋白
C．细胞膜能控制物质进出细胞，钻孔后才能将药物送入
D．将治疗药物运送到细胞中，分子转子需要钻开两层生物膜
√
题号
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D　[分子转子能高速旋转且化学本质为蛋白质，说明蛋白质具有运动功能，A正确；分子转子通过与靶细胞膜上特定糖蛋白结合，才能识别靶细胞，B正确；细胞膜能控制物质进出细胞，细胞不需要的药物类物质不能进入细胞，在细胞膜上钻孔后才能送入，C正确；将治疗药物运送到细胞中，分子转子需要钻开细胞膜，其由单层生物膜构成，D错误。]
题号
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7．细胞膜的状态与温度的关系如图所示。胆固醇与磷脂分子结合，既可以限制磷脂分子的自由运动，又可以将磷脂分子隔开使其更易流动。下列说法不正确的是(　　)
题号
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A．胆固醇是动植物细胞膜的重要成分，参与人体血液中脂质的运输
B．无序液体状态的形成可能与高温破坏了蛋白质的空间结构有关
C．低温时，细胞吸收蛋白质等大分子的效率可能会下降
D．胆固醇的存在可能会使细胞膜对高温的适应性加强
√
题号
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A　[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错误；温度很高会破坏膜中蛋白质的空间构象，使得蛋白质失去活性，从而使生物膜变成无序液体状态，B正确；低温时，细胞膜呈凝胶态，流动性降低，细胞吸收蛋白质等大分子的效率可能会下降，C正确；据题干信息，“胆固醇与磷脂分子结合，既可以限制磷脂分子的自由运动，又可以将磷脂分子隔开使其更易流动”，说明胆固醇可以调节动物生物膜的流动性，胆固醇的存在可能会使细胞膜对高温的适应性加强，使生物膜适应温度的范围变大，D正确。]
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8．糖脂普遍存在于细胞膜上，不同的细胞中糖脂的种类不同，下图是人红细胞表面的ABO血型糖脂的结构示意图，据图判断，下列有关叙述不正确的是(　　)
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A．糖脂是由糖类和脂质分子结合而成的
B．红细胞ABO血型的不同在于组成糖脂的糖的种类和排列顺序不同
C．糖脂没有识别作用，糖蛋白具有识别作用
D．糖脂位于细胞膜外表面
√
C　[糖类和脂质分子结合形成糖脂，A正确；题干图示红细胞ABO血型的不同在于组成糖脂的糖链不同，即糖的种类和排列顺序不同，B正确；糖脂和糖蛋白都具有识别作用，C错误；糖脂位于细胞膜外表面，D正确。]
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9．(16分)磷脂分子是组成生物膜的重要成分，请回答下列有关生物膜的探究问题：
(1)科学家将人口腔上皮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，结果发现这个单层分子的面积__________(填“大于”“小于”或“等于”)原来细胞膜表面积的2倍，原因是______________________________________________。
大于
细胞中还包含其他具膜(磷脂)结构
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(2)单层磷脂分子铺展在水面上时，极性端(亲水)与非极性端(疏水)排列是不同的，搅拌后可形成双层脂分子的球形脂质体(如下图)。
题号
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①该人工脂质体与细胞膜相比，不具备的成分主要是__________，该成分在细胞膜上的分布方式为：有的镶在表面、有的部分或全部嵌入、有的________________于磷脂双分子层。
②红豆杉中的紫杉醇具有抗肿瘤活性，可将紫杉醇药物包裹在脂质体的两层磷脂分子之间，并将其运送到肿瘤细胞发挥作用。紫杉醇药物属于_______(填“脂溶性”或“水溶性”)物质，你作出这个推测的依据是_______________________________________________。
蛋白质
贯穿
脂溶性
紫杉醇药物被包裹在脂质体的两层磷脂分子之间(2分)
题号
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③运送药物的过程中，脂质体膜上镶嵌的抗体能够特异性识别癌细胞并与之结合，以实现脂质体精确递送药物，这与癌细胞表面具有的____________有关，该过程体现了细胞膜具有____________的功能，脂质体能与癌细胞发生融合依赖于细胞膜的___________性。
④将脂质体放置于清水中，一段时间后发现，脂质体的体积基本不变，说明水分子不容易通过纯粹的脂质体，原因是_______________________
_______________________________________________________________
_____________________________________________________________。
糖蛋白
信息交流
流动
脂质体是由磷脂分子在水中形成的稳定双层膜结构，磷脂分子的尾部具有疏水性，而头部具有亲水性，这种结构使得水分子不能通过纯粹的磷脂双分子层(3分)
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⑤科学家推测水分子进出细胞可能与膜上的某种蛋白质有关，并成功分离出一种膜蛋白——CHIP28。请利用上述脂质体设置甲、乙两组对照实验，证明CHIP28是一种与水进出细胞有关的蛋白质。
实验思路：甲组在脂质体中加入CHIP28，乙组______________，一段时间后，观察并比较两组脂质体的体积的变化情况。
预期结果：______________________________________________。
实验结论：CHIP28是一种与水进出细胞有关的蛋白质。
不加CHIP28
甲组脂质体体积有变化，乙组脂质体体积基本不变(2分)
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[解析]　(1)由于人的口腔上皮细胞中还包含其他具膜结构，且它们的膜中都含有磷脂分子，故在空气—水界面平铺后得到的单层分子的面积大于原来细胞膜表面积的2倍。(2)①细胞膜主要由磷脂和蛋白质组成，而人工脂质体仅含磷脂，故其与细胞膜相比，不具备的成分主要是蛋白质；由细胞膜的流动镶嵌模型可知，该成分(蛋白质)在细胞膜上的分布方式为：有的镶在表面、有的部分或全部嵌入、有的贯穿于磷脂双分子层。②两层磷脂分子之间是磷脂的疏水端，为脂溶性的尾部，据题干信息“紫杉醇药物包裹在脂质体的两层磷脂分子之间”可知，紫杉醇药物脂溶性物质。③癌细胞细胞膜表面具有识别功能的糖蛋白，能与脂质体上镶嵌的抗体特异性结合；该过程体现了细胞膜具有信息交流的功能；脂
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质体能与癌细胞发生融合依赖于细胞膜在结构上具有一定的流动性。④脂质体是由磷脂分子在水中形成的稳定双层膜结构，磷脂分子的尾部具有疏水性，而头部具有亲水性，这种结构使得水分子不能通过纯粹的磷脂双分子层。⑤本实验的目的是证明膜蛋白CHIP28是一种水通道蛋白，实验设计应该遵循对照原则和单一变量原则，该实验的单一变量为是否加入CHIP28，因变量是为脂质体的体积变化，因此本实验的设计思路为：在甲组中加入CHIP28，作为实验组，乙组不加CHIP28，作为对照组，将两组脂质分别置于清水中放置相同时间后，观察并比较实验组和对照组脂质体体积变化情况；由于本实验为验证实验，故实验预期结果应为：甲组脂质体体积有变化，乙组脂质体体积基本不变，即甲组脂质体的体积大于乙组。
谢 谢！