人教版高中生物必修一知识讲解，巩固练习（教学资料，补习资料）：04细胞的结构：细胞壁和细胞膜

细胞的结构：细胞壁和细胞膜
【学习目标】
1、掌握制备细胞膜的方法、原理
2、理解细胞膜的功能，明确结构与功能的相关性
3、了解细胞壁的结构和功能
4、重点：细胞膜的成分、功能及重要意义
5、难点：红细胞膜制备的方法及重要意义
【要点梳理】　
知识点一：细胞膜的成分
1、体验制备细胞膜的方法
（1）实验原理
细胞内的物质具有一定的浓度。把细胞放入清水中，细胞由于吸水而涨破，除去细胞内的其他物质，得到细胞膜。
（2）实验材料
①材料：人或其他哺乳动物成熟的红细胞 。
②原因：这样的细胞中没有细胞壁和细胞核及众多细胞器。
（3）实验流程
选材：猪（或牛、羊、人）的新鲜的红细胞稀释液

制作装片：用滴管吸取一滴红细胞稀释液滴在载玻片上，盖上盖玻片

观察：用显微镜观察红细胞形态（由低倍镜→高倍镜）

滴清水：在盖玻片的一侧滴蒸馏水，在另一侧用吸水纸吸引（引流法）
观察：持续观察细胞的变化

结果：凹陷消失，细胞体积增大，细胞破裂，内容物流出，获得细胞膜。
要点诠释：
(1)利用哺乳动物的成熟红细胞制备细胞膜是生物学上的经典实验之一。从这个实验可以看出生物实验中实验材料的选择对实验结果取得的关键作用
(2)哺乳动物的成熟红细胞会吸水胀破是因为细胞中溶液的渗透压要高于细胞外，故细胞会吸水。由于动物细胞细胞膜韧性有限，所以当细胞吸水到一定程度时细胞就会胀破，排出细胞内容物，从而得到细胞膜。植物细胞外包围着一层细胞壁，可以限制细胞膨胀的程度，所以可以吸水，但不会胀破。
2、细胞膜的成分
细胞膜主要由 脂质和蛋白质 组成，此外，还有少量糖类。其中，脂质占细胞膜总量的50%，蛋白质占40%，糖类占2%——10%。从细胞膜的组成成分看，脂质（主要是磷脂）含量最多，由它构成了细胞膜的骨架，但细胞膜的功能主要由其上的 蛋白质 行使，所以，结构和功能不同的细胞的细胞膜上的蛋白质的种类和数量也不同。
知识点二：细胞膜的功能
1、将细胞与外界环境分隔开，保障了细胞内环境的相对稳定
（1）对于原始生命，膜的出现有至关重要的作用：将生命物质与非生命物质分隔开，成为相对独立的系统。
（2）细胞膜也是单细胞生物与外界环境的分界面，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
模式
图示
特点及举例
依靠“信息分子”间接实现“内分泌细胞”与“靶细胞”间信息交流。
细胞分泌的化学物质（如激素），随血液到达全身各处，与靶细胞的细胞膜表面的受体结合，将信息传递给靶细胞。（突触前膜释放递质，将信息传递至突触后膜也属此类）。此部分内容将在必修3将会详细讲到，下面的几个例子也是。
两相邻细胞依靠“膜接触”直接实现信息传递
相邻两个细胞的细胞膜接触，信息从一个细胞传递给另一个细胞。例如：精子与卵细胞之间的识别和结合；效应T细胞与靶细胞之间的识别与结合。
两相邻细胞间先形成通道，携带信息的物质经通道进入另一细胞
高等植物细胞间通过“胞间连丝”相互连接实现信息交流。
要点诠释：
细胞膜是细胞的边界，是细胞存在的基础，学习时要把握这一主题去理解。细胞膜的所有功能都是对这个主题的延伸。
（1）细胞膜使细胞与外界隔开，保障了细胞内部环境的稳定，若没有它的存在，生命物质与外界环境之间通过扩散而达到平衡，细胞就不复存在了。
（2）物质进出细胞必须经过细胞膜。它控制物质进出的特性，使细胞以膜为单位形成一个基本单位，保持一定独立性。
（3）细胞与细胞之间可以通过受体、直接接触、形成细胞通道等方式建立联系，这些都需要有细胞膜的参与。
（4）细胞膜是一种选择透过性膜，只有活细胞具有这种特性。细胞膜选择透过性表现在如下几点：除水以外，只有被细胞选择的离子和小分子才能通过；大分子物质除特殊情况以外，不能通过细胞膜。细胞膜的选择透过性是生命活动的一种体现，是判断细胞死活的标准之一。
知识点三：细胞壁【细胞壁和细胞膜】
植物细胞壁的主要成分是 纤维素和果胶 ，起 支持和保护 作用。
细菌细胞壁的主要成分是 肽聚糖 ，保护 支持作用 。
真菌细胞壁的主要成分是几丁质，保护 支持作用 。
【典型例题】　
类型一：细胞膜的成分
例1、（2018海南高考）细胞膜是细胞的重要结构。关于细胞膜的叙述，错误的是（ ）
A．细胞膜是一种选择透过性膜 B．乙醇通过细胞膜需要消耗ATP
C．氨基酸借助膜蛋白可通过细胞膜 D．蛋白质分子可以嵌入磷脂双分子层中
【答案】B
【解析】活细胞的细胞膜对物质的进出具有选择性，A项正确；乙醇通过细胞膜的方式为自由扩散，不消耗ATP，B项错误；氨基酸通过细胞膜需要载体蛋白协助，C项正确：流动镶嵌模型认为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，有的贯穿于整个磷脂双分子层，D项正确。
【总结升华】本题主要考查细胞膜结构和功能的相关知识。
【举一反三】：
【变式一】
某科学家将一种细胞的最外层进行化学分析，得到糖类、磷脂、蛋白质，由此可以判断该细胞是 （　 ）
A．蓝藻细胞　　B．植物细胞　　C．动物细胞　　D．大肠杆菌
【答案】C
【解析】细胞膜的主要成分是糖类、脂质、蛋白质，最外层的化学成分由这三种物质组成，说明该细胞最外层是细胞膜，不可能有细胞壁。A、B、D三种生物的细胞最外层都有细胞壁。
【变式二】
构成细胞膜的主要成分是（ ）
　　A.蛋白质和糖类 　　　B.蛋白质和糖脂 　　　C.糖类和磷脂 　　　D.磷脂和蛋白质
【答案】D
类型二：细胞膜的功能
例2、（2018北京西城二模）下列关于生物膜的叙述不正确的是（ ）
A．温度会影响磷脂和膜蛋白分子运动
B．膜蛋白是生物膜功能的主要承担者
C．有载体蛋白参与的物质跨膜运输方式即为主动运输
D．T细胞对抗原的识别与细胞膜上特异的蛋白分子有关
【答案】C
【解析】有载体参与的物质跨膜运输可能为主动运输或协助扩散，主动运输还需消耗能量，且是逆浓度运输；蛋白质在执行生物功能过程中起重要作用，膜蛋白是生物膜功能的主要承担者，如T细胞对抗原的识别与细胞膜上的糖蛋白有关；温度可影响磷脂分子和蛋白质分子的运动。
【总结升华】本题主要考察的是细胞膜的生物功能。
【举一反三】：
【变式一】
取细胞膜上糖蛋白成分相同的两种海绵动物，将其细胞都分散成单个后混合培养，发现这两种细胞能够结合在一起；但将细胞膜上糖蛋白成分不相同的两种海绵动物的细胞分散后培养，会发现这两种细胞不能结合在一起。这一实验现象说明细胞膜上的糖蛋白与（　　　）．
　 A、细胞间的相互识别有关
B、细胞间的免疫作用有关
C、细胞的分泌作用有关
D、细胞间物质交流有关
【答案】A
【解析】本题属材料信息题，要求学生讷讷感从材料中准确提取有用信息，得出正确答案。从题目中的现象分析
可知糖蛋白与细胞的识别有关。
【变式二】
细胞膜上与识别、免疫反应、信息传递和血型决定有密切关系的化学物质是
　　A．糖蛋白　　　 B．磷脂 　　　C．脂肪　　　 D．核酸
【答案】A
【变式三】
下列哪项不是生物膜的功能
　　A．信息传递　　　B．能量交换　　　C．分泌蛋白的合成　　　D．物质的转运
【答案】C
【巩固练习】
单项选择题：
1. 用哺乳动物的红细胞制备用细胞膜的方法正确的是（ ）。
A. 把细胞放在清水里，胀破细胞
B. 用针孔破细胞
C. 用镊子把细胞膜剥下来
D. 用石英砂研靡细胞
2.（2018北京东城）下列关于生物膜的叙述，不正确的是（ ）
A．都只存在丁真核细胞中 B．都有磷脂双分子层
C．都具有选择透过性 D．都主要由膜蛋白实现功能
3.细胞膜具有控制物质进出细胞的功能。下列有关这一功能的理解，不正确的是（ ）
A. 细胞需要的物质可以进出细胞
B. 细胞不需要或对细胞有害的物质一般不能进入细胞
C. 细胞中的成分如核酸等不会流失到细胞外
D. 由于细胞膜的存在，致病的病毒、细菌等不能进入细胞
4. 水溶性染色剂 PI ，能与核酸结合而使细胞核着色，可将其应用于细胞死活的鉴别。细胞浸泡于一定浓度的 PI 中，仅有死亡细胞的细胞核会被染色，活细胞则不着色。但将 PI 注射到活细胞后，该细胞核会着色。利用 PI 鉴别细胞的基本原理是（　　　）。
A. 死细胞与活细胞的核酸结构不同
B. 死细胞与活细胞的核酸含量不同
C. 活细胞能分解染色剂 PI
D. 活细胞的细胞膜阻止 PI 的进入
5. 下列结构中，所有高等植物细胞都具有的是（ ）
A. 大液泡 B. 中心体 C. 细胞壁 D. 叶绿体
6.植物细胞具有一定的强度，这是其由于存在着（ ）
A. 细胞膜 B. 叶绿体 C. 液泡 D. 细胞壁
7.下列生物中无叶绿体，但有细胞壁的生物是（ ）
A. 噬菌体 B. 大肠杆菌 C. 衣藻 D. 草履虫
8. 多细胞动物进行细胞之间的信息传递，可分为直接传递和间接传递两种。下列哪类物质在细胞之间起着间接传递信息的作用（ ）
A．激素 B．维生素 C．糖类 D．脂肪
9.（2018江苏单科，16，2分）下图为白细胞与血管内皮细胞之间识别、黏着后，白细胞迁移并穿过血管壁进入炎症组织的示意图，下列叙述错误的是（ ）

A．内皮细胞识别结合白细胞膜上的糖蛋白使白细胞黏着
B．白细胞在血管内黏着、迁移需要消耗ATP
C．黏着、迁移过程中白细胞需进行基因的选择性表达
D．白细胞利用细胞膜的选择透过性穿过血管壁进入炎症组织
10. 下列不属于细胞间信息交流实例的是 （ ）
A．胰岛B细胞产生的胰岛素通过血液运输到肝脏，与肝细胞膜表面的受体结合
B．吞噬细胞对抗原处理后，以亲密接触方式将抗原呈递给T细胞
C．高等植物细胞之间通过胞间连丝进行物质运输和信息交流
D．细胞内通过蛋白质纤维组成的网架结构进行物质运输、能量转换和信息传递
非选择题
1.（2018北京海淀一模）科学家利用细胞融合技术研究细胞膜的特性，进行了下列实验。
（1）将鼠细胞和人细胞在CO2培养箱中培养一段时间，用________处理，获取实验用的单个细胞。
（2）将两种细胞在37℃下混合培养，在培养液中加入________诱导融合，形成融合细胞。
（3）细胞膜的主要成分是________和蛋白质。将连接了荧光染料的抗体与融合细胞在一定条件下培养，抗体与融合细胞的膜蛋白（抗原）特异性结合，其目的是________膜蛋白，以便于显微镜观察。用荧光显微镜观察融合细胞表面荧光的颜色和________。开始时，鼠的细胞为绿色，人的细胞为红色，两种颜色不混合；一段时间后，可观察到红绿荧光交替分布的“嵌合体”。统计________，结果如图所示。

（4）科学家据此提出两种解释嵌合体形成的假说。假说一：融合细胞合成了新的膜蛋白；假说二：原有膜蛋白在细胞膜平面上运动。
①使用________抑制剂和ATP合成抑制剂分别处理融合细胞，均对嵌合体形成没有显著影响，这个结果否定了假说一。
②在15℃、20℃和26℃的培养温度下重复上述实验，这些实验的结果为________，为假说二提供了证据支持。
（5）上述实验表明，细胞膜结构具有________。
2. 下图是细胞间的三种信息交流方式，请据图回答：
　　　　　　　
(1)图A表示通过细胞分泌的化学物质，随①________到达全身各处，与靶细胞表面的②受体结合，将信息传递给靶细胞。
(2)图B表示通过相邻两细胞的____________________，使信息从一个细胞传递给另一个细胞，图中③表示________________，请举一个例子：________________。　　(3)图C表示相邻两植物细胞之间通过④________形成________，携带信息的物质可以从一个细胞传递给另一个细胞。
(4)由以上分析可知：在多细胞生物体内，各个细胞之间要维持功能的协调，才能使生物体健康地生存。这种协调性的实现不仅依赖于物质和能量的交换，也有赖于___________的交流，这种交流大多与________有关。
3. 物质通过细胞膜与膜的流动性有密切关系，为了探究温度对膜流动性的影响，做了下述实验：分别用红色、绿色荧光剂标记人和鼠细胞膜上的蛋白质，然后让两个细胞在37℃下融合，40分钟后，发现融合后细胞膜上的红色和绿色均匀相间分布。有人认为该实验没有完成，请你继续完成探究实验：
①补充未完成步骤：_______________________________________________________。
②请指出可以从哪两个方面来观察实验结果：
　　　a _______________________________________________________；
　　　b _______________________________________________________。
③请预测该实验最可能得出的结论：_______________________________________________________。
4. 某研究性学习小组欲研究细胞膜的结构和成分，如果你是课题组成员，请你设计一个简易实验得到较纯净的细胞膜，并对其成分进行鉴定。
（1）应选取人的哪种细胞做实验？（ ），其原因是 。
A．成熟红细胞 B．神经细胞 C．白细胞 D．口腔上皮细胞
（2）将选取的上述材料放入 中，由于渗透作用，一段时间后细胞将破裂。
（3）经过（2）的实验步骤后，再用___________法获得纯净的细胞膜，将膜成分分离提纯后，用__________试剂可鉴定其中的蛋白质，具体现象是____ ________。
（4）若将细胞膜的磷脂提取后放入盛有水的容器中，下列能正确反应其分布的图是（ ）
（5）通过有关方法，测得多种膜的化学成分，如下表：
根据表格中数据，分析构成细胞膜与细胞器膜的化学物质组成上的共同点是 ；
化学物质组成的主要区别是 。
物质种类
蛋白质（%）
脂质（主要是磷脂%）
糖类（%）
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
线粒体内膜
76
24
0
叶绿体片层膜
70
30
0
5. 科学家在进行细胞膜化学成分的分析时，需制备较纯净的细胞膜。从真核细胞分离出纯净的细胞膜较为困难，因为会有细胞内其他膜的混杂。而哺乳动物（或人）的成熟红细胞没有内膜，没有细胞核，将其特殊处理后，造成红细胞破裂发生溶血现象，再将流出细胞外的物质冲洗掉，剩下的结构就是较纯净的细胞膜，在生物学上称为“血影”。对“血影”的分析得知其他化学组成如下：蛋白质４９﹪，脂类４３﹪，糖类８﹪。
有的科学家将“血影”中的脂类提取出来，使其在空气－水界面上铺展成单分子层，所形成的薄膜面积是原来细胞整个表面积的二倍。
(1)如何处理红细胞才能使其发生溶血现象？
(2)红细胞溶血后，溶出细胞外的物质应该是　　 ，这种物质的特性是
　　　　　　　　　　　，因而使红细胞具有 的功能。
　 （3）脂质单分子层的面积是细胞表面积的二倍，这说明了　　 　
【答案与解析】
一、单选题
1【答案】A
【解析】细胞太小，用 B 、 C 、 D 三种方法皆不可取。细胞内物质有一定浓度，动物细胞在清水中时，水会通过渗透作用进入细胞，将细胞胀破，细胞内的物质流出，由此可得到细胞膜。
2【答案】A
【解析】原核细胞的细胞膜也属于生物膜：生物膜都以磷脂双分子层作为基本骨架。蛋白质分子镶、嵌或横跨磷脂双分子层，生物膜的功能取决于膜蛋白的种类和数量。
3【答案】D
【解析】有些病毒、细菌也能侵入细胞，使生物体患病。
4【答案】D
【解析】活细胞的细胞膜具有控制物质进出细胞的作用，不允许染色剂 PI 这种大分子化合物进入细胞，因此不能被染上色；死细胞的细胞膜丧失了这项功能，染色剂进入细胞，细胞核被染色。
5【答案】 C
【解析】只有成熟植物细胞才有大液泡；只有低等植物细胞才有中心体；根尖等非绿色植物细胞没有叶绿体；所有植物细胞都有细胞壁。
6【答案】 D
【解析】植物细胞的细胞壁由于纤维素和果胶组成，对植物细胞起支持和保持作用，使植物细胞具有一定的强度。
7 【答案】 B
【解析】噬菌体为病毒，没有叶绿体也没有细胞壁；衣藻为低等植物细胞，细胞内含叶绿体和细胞壁；草履虫为单细胞动物不含叶绿体和细胞壁；大肠杆菌为原核生物，具有细胞壁，但只含有核糖体一种细胞器。
8【答案】A
【解析】 激素由分泌细胞产生，然后再作用于靶细胞发挥作用。
9.【答案】D
【解析】细胞间的识别、黏着是依靠糖蛋白来完成的，A正确；白细胞在血管内黏着、迁移是耗能过程，需要消耗ATP，B正确；黏着、迁移过程中自细胞需进行基因的选择性表达，C正确；白细胞穿过血管壁是通过血管内皮细胞间隙进入炎症组织的，没有穿过膜结构，白细胞的变形利用了细胞膜的流动性，D错误。
10【答案】D
【解析】A、B、C三个选项中，属于细胞间的信息交流，而D答案属于细胞内的信息交流。
二、非选择题：
1【答案】
（1）胰蛋白酶
（2）（灭活的）病毒
（3）磷脂 标记 分布 嵌合体比例
（4）①蛋白质合成 ②随着温度增加，嵌合体比例增加（或“随着温度降低．嵌合体比例降低”）
（5）（一定的）流动性
【解析】（1）胰蛋白酶可以水解动物细胞间的胶原蛋白，将动物细胞离散，获得单个细胞。（2）通常采用灭活病毒诱导动物细胞融合。（3）细胞膜的主要成分是磷脂和蛋白质分子，另外还有少量的糖类。膜蛋白与连接荧光染料的抗体特异性结合，可以实现对膜蛋白的标记。（4）若“嵌合体”是通过合成新的膜蛋白形成的，使用蛋白质合成抑制剂和ATP合成抑制剂会对“嵌合体”形成有明显影响。若不同温度下，相同时间得到的“嵌合体比例不同”且随实验温度的升高，“嵌合体”比例增加，则支持假说二。（5）以上实验说明了细胞膜具有一定的流动性。
2【答案】
（1）血液
（2）细胞膜接触 与膜结合的信号分子 精子和卵子之间的识别和结合
（3）胞间连丝 通道
（4）信息 细胞膜的结构和功能
【解析】本题考查细胞间的识别作用
3【答案】
①分别将细胞放在温度低于37℃（如0℃）、高于37℃（如60℃）的条件下重复上述实验
②a.相同时间之后，观察红色和绿色荧光物质在细胞膜上分布的情况
　b.比较红色和绿色荧光物质在细胞膜上均匀分布时所需要的时间
③在一定温度范围内，随着温度的升高，细胞膜的流动性加强。
【解析】本题综合再现制备细胞膜并探究其成分的方法，旨在感悟实验材料的正确选取对于科学研究的重要性；体验制备细胞膜的过程中所蕴涵的生物学原理和科学方法
4【答案】
（1）A 成熟的红细胞除细胞膜外无其他的膜结构
（2）清水
（3）离心 双缩脲 溶液出现紫色
（4）A
（5）主要由蛋白质和脂质组成；细胞器膜蛋白质含量较高，脂类含量较低；细胞膜都含有糖类，而细胞器膜不含糖类。
5【答案】
(1）将红细胞置于蒸馏水中，使其渗透吸水而涨破
（2）血红蛋白　　容易与氧结合，也容易与氧分离　　运输氧气
（3）磷脂在细胞膜中是双分子层
【解析】细胞膜是由双层磷脂分子组成的，放在蒸馏水中会吸水胀破，放出的物质是运输氧气的血红蛋白，血红
蛋白的特点是容易与氧结合，也容易与氧分离。