2022高考生物一轮复习 第4课时 细胞膜和细胞膜的流动镶嵌模型精品学案

第二单元细胞的结构和功能
课标考纲要求
考纲分析解读和复习指导
1、复习细胞的结构和功能时，要树立两个基本观点：
（1）结构与功能相适应的观点：如细胞膜的结构与流动性、细胞膜的结构与物质运输、叶绿体与光合作用、细胞核与遗传和代谢的控制中心等。

（2）细胞是一个统一的整体的观点：细胞的生物膜系统、线粒体为其它细胞结构提供能量、核糖体为其它结构提供酶、细胞核控制着细胞的代谢和遗传等。

2、复习细胞的结构和功能，首先是要掌握重要的细胞结构和功能，如细胞膜、线粒体、叶绿体、内质网、高尔基体、核糖体、细胞核，复习过程中要理解结构和功能的联系，不但要注意结构与功能之间的联系，如内质网增大了细胞内的膜面积，有利于细胞内反应的进行，而且要注意物质与功能之间的联系，如叶绿体内含有能进行光合作用的色素，是进行光合作用的场所等。

其次，再去分析理解某种细胞器与其它细胞器的联系，如复习线粒体时，要总结一下哪些过程需要能量，这些过程发生在哪些细胞结构上（中）。

3、其它结构的功能也需要基本掌握，如细胞质基质、液泡、溶酶体、中心体。

4、物质跨膜运输一章的重点是水出入细胞和主动运输。

全面理解动植物细胞的吸水和失水，理解它们的共同点和差异。

关于主动运输，要根据实例解释和判断主动运输，能根据条件判断是否为主动运输，能解释主动运输的曲线。

5、复习第三章细胞膜的结构时，结合第四章细胞膜的流动镶嵌模型对细胞膜进行整体复习。

第4课时细胞膜和细胞膜的流动镶嵌模型
知识网络
基础梳理
一、细胞膜
1、细胞膜的成分
（1）细胞膜的主要成分是_____________，另有少量的糖类这些糖类一般是和________结合在一起组成________。

（2）研究细胞的成分，先要制备出细胞膜。

制备细胞膜一般采用___________动物的__________细胞。

（3）制备细胞膜的方法是把细胞置于___________中，细胞发生___________。

2、细胞膜的功能
细胞膜的功能主要有______________________、控制物质进出细胞和进行细胞间的信息交流。

（1）控制物质进出细胞：细胞能根据自己的需要，选择让对细胞有用的物质进入细胞及需要排出的物质排出细胞，同时阻止细胞有用的物质排出细胞及无用的物质进入细胞。

其中，细胞需要排出的物质大分子，一般通过____ ______方式排出，同样，细胞需要的大分子物质也可以通过_________进入细胞。

若是小分子物质，则可以通过___ ________或_________进出细胞，这个过程与细胞膜上的________有关。

这可以说明细胞膜具有___________性。

（2）细胞间的信息交流有三种情况：（1）细胞分泌的化学物质，随血液循环运输到全身各处，与靶细胞表面的受体结合，将信息传递给靶细胞。

其中的化学物质主要是指__________。

（2）相邻两个细胞直接接触，信息从一个细胞传给另一个细胞。

如_________________。

（3）相邻两个细胞间形成通道，携带信息的物质通过通道进入另一个细胞。

如高等植物细胞之间
通过_________传递信息。

二、细胞膜的流动镶嵌模型
1、在制备细胞膜对细胞的成分进行化学分析之前，欧文顿就已提出，细胞膜是由脂质组成的，依据是__________ ________________。

2、细胞膜中脂质分子排成两层，做出这个判断的依据是_______________________________________________。

3、证明细胞膜具有流动性的实验是用两种不同的荧光染料分别标记人和小鼠细胞的___________________，两个细胞融合后一段时间，两种颜色的荧光______分布。

4、流动镶嵌模型是1972年同桑格和尼克森提出的，其基本内容是，__________构成了膜的基本支架，这个支架具有____________性，蛋白质分子有的镶在____________的表面，有的部分或全部嵌入___________中，有的贯穿于整个磷脂双分子层。

组成细胞膜的蛋白质分子也是可以______________的。

考点突破
考点一：细胞膜的化学组成
组成细胞膜的化学成分主要是蛋白质和脂质，另有少量的糖类。

糖类往往和蛋白质结合形成糖蛋白，细胞的识别就与糖蛋白有关。

脂质主要是磷脂，此外还有胆固醇等。

（1）糖蛋白仅位于细胞膜的外侧，因此，可以根据糖蛋白的位置确定细胞膜的内侧与外侧。

（2）有关细胞器的膜及核膜上无糖蛋白，它们与细胞识别、接受受体等功能无关。

例1、下列关于真核细胞生物膜的叙述，正确的是（）
A．生物膜的特定功能主要由膜蛋白决定
B．构成膜的脂质主要是磷脂、脂肪和胆固醇
C．有氧呼吸及光合作用产生AT2RNA不具有膜结构，核糖体也无膜结构，因此二者的结合
不依赖膜的流动性，其它三项都与细胞
膜流动性有关。

【答案】B
考点三、细胞流动镶嵌模型
1、人们对细胞膜结构的认识发展是在发现现象，提出推测假设，并在前人已有的成就上进一步发展，或对前人提出的不合理的假设推翻，提出新的假说的过程。

时间实例（实验）结论（假说）
19世纪
脂溶性物质更易通过细胞膜欧文顿认为膜是由脂质组成的
末
20世纪
初
将膜分离提纯，并进行化学分析膜的主要成分是蛋白质和脂质（发展欧文的观点）
1925年红细胞膜中脂质铺展成单分子
层后是红细胞表面积的2倍
细胞膜中的脂质分子排成连续的两层
1959年电镜下细胞膜呈清晰的暗—亮
—暗三层结构
罗伯特森认为生物膜由蛋白质—脂质—蛋白质三层
结构构成，膜是静态的
1970年人鼠细胞杂交实验细胞膜具有流动性（推翻了罗伯特森关于膜是静态的观点）
1972年经不断观察及实验数据分析桑格和尼克森提出了生物膜的流动镶嵌模型（重新定义了蛋白质分子和磷脂分子的位置关系）
（1）强调了磷脂双分子层组成基本支架
（2）蛋白质以各种方式镶嵌在磷脂双分子层上
3、不同情况下磷脂分子的排列
（1）磷脂单分子层
在水面上，尾部向上，头部向下（图1）；
在油面上，头部向上，尾部向下（图2）。

（2）磷脂双分子层的排列
在水溶液中，亲水的头部靠外，疏水的尾部靠内，形成“尾对尾”的结构形式（图3）；
在有机溶剂中，应是亲水的头部靠内，疏水的尾部靠外，形成“头对头”的结构形式（图4）。

例3、下图是神经细胞的细胞膜结构模式图，正确的是（）
A B C D
【解析】组成细胞膜的磷脂双分子层，是亲水的头部向两侧靠外，而疏水的尾部向内，这样
可以细胞内外都是水溶液的环境中有更稳定的结构。

【答案】A
变式3、对某动物细胞进行荧光标记实验，如下示意图所示，其基本过程：①用某种荧光染料标记该动物细胞，细胞表面出现荧光斑点。

②用激光束照射该细胞表现的某一区域，该区域荧光淬灭（消失）。

③停止激光束照射一段时间后，该区域的荧光逐渐恢复，即又出现了斑点。

上述实验不能说明的是
A．细胞膜具有流动性
B．荧光染料能与细胞膜组成成分结合
C．根据荧光恢复的速率可推算出物质跨膜运输的速率
D．根据荧光恢复的速率可推算出膜中蛋白质或脂质的流动速率
【解析】这个实验是研究膜的流动性的，与物质跨膜运输无关。

【答案】C
课时作业
1．科学家在制备较纯净的细胞膜时，一般不选用植物细胞，其原因是（）
①植物细胞细胞液中的有机酸会溶解膜结构②光学显微镜下观察植物细胞，看不到细胞膜③植物细胞的细胞膜较薄④植物细胞有细胞壁，提取细胞膜的过程比较繁琐⑤植物细胞内会有其他膜结构干扰
A．①④B．②③
C．②⑤D．④⑤
【解析】制备较纯净的细胞膜时，所选材料的细胞容易破裂，同时不含各种细胞器膜，植物细胞不符合要求。

【答案】D
2．制备细胞膜的实验时，用来稀释血液的液体是（）
A．生理盐水B．％的氯化钠溶液
C．蒸馏水D．mL的葡萄糖溶液
【解析】稀释过程中不能让细胞破裂或皱缩，应使用等渗溶液。

【答案】A
3．细胞膜功能的复杂程度，主要取决于膜上的（）
A．磷脂含量B．蛋白质的种类和数量
C．糖的种类D．水含量
【解析】蛋白质在细胞膜行使功能时起重要作用，因此，功能越复杂的细胞膜，蛋白质的种类和数量越多。

【答案】B
4下列各种生理现象中，没有直接涉及到细胞间信息交流的是（）
A．精子与卵细胞的结合
B．肝细胞表面的糖蛋白结合胰岛素
C．吞噬细胞吞噬细菌
D．兴奋在神经纤维上的传导
【解析】兴奋在神经纤维上传导，仅是一个细胞的生命活动，与细胞间信息交流无关。

【答案】D
5．关于细胞间信息交流的叙述，不正确的是（）
A．信号分子与靶细胞的识别与结合具有专一性
B．与不同激素分子结合的受体是不同的
C．与胰岛素和甲状腺激素结合的受体可能相同，也可能不同
D．细胞间的信息交流，大多与细胞膜的结构和功能有关
【解析】不同信息分子的受体具有专一性，保证了信息分子作用的特异性。

【答案】C
6据研究发现，胆固醇、小分子脂肪酸、维生素D等物质较容易优先通过细胞膜，这是因为A．细胞膜具有一定流动性
B．细胞膜具有选择透过性
C．细胞膜的结构是以磷脂双分子层为基本骨架
D．细胞膜上镶嵌有各种蛋白质分子
【解析】脂溶性物质出入细胞，是因为细胞膜的成分和它们相似。

【答案】C
7生物膜的流动镶嵌模型不能合理解释（）
A．变形虫的变形运动
B．植物细胞的质壁分离和复原
C．脂质可以优先通过细胞膜
D．细胞内代谢的有序进行
【解析】流动镶嵌模型是解释说明细胞膜结构的，与细胞内部结构功能无关。

【答案】D
8．下列最能正确表示细胞膜结构的是（）
【解析】构成膜的磷脂分子以“脂双层”形式排布，且脂双层中均以磷脂分子“头部”向外、“尾部”向内的形式排列；膜的“外侧”有糖蛋白内侧无糖蛋白，故A～D中只有C符合膜的流动镶嵌模型特点。

【答案】C
9下列四项生理过程中，细胞膜发生的变化相同的是（）
①胰岛素的分泌②抗体识别抗原
③神经递质的释放④钙离子的吸收
A①③B②③C①④D②④
【解析】胰岛素的分泌和神经递质的释放属于胞吐，抗体识别抗原属于信息交流，吸收钙离子属于跨膜运输。

【答案】A
10实验室中鉴别细胞死活，常用“染色排除法”。

例如：用台盼蓝染色，死细胞会被染成蓝色，而活细胞不着色，从而判断细胞死活。

该实验所利用的细胞膜特性或功能是（）保护细胞内部结构
选择透过性
【解析】用台盼蓝染色，台盼蓝为细胞不需要的物质，活细胞不吸收，死细胞膜失去了活性，丧失选择透过性功能，台盼蓝进入细胞，细胞才会被染成蓝色，所以该实验所利用的是细胞膜选择透过性。

【答案】D
11．在处理污水时，人们设计出一种膜结构，有选择地将重金属离子阻挡在膜的一侧，以降低重金属离子对水的污染。

这是试图模拟细胞膜的（）
A．将细胞与外界环境分隔开的功能
B．控制物质进出细胞的功能
C．进行细胞间信息交流的功能
D．具有免疫作用的功能
【解析】这是细胞膜控制物质进出细胞功能的应用。

【答案】B
12．下列关于细胞膜的叙述中，不正确的是（）
A．细胞膜在细胞与外部环境进行物质运输、能量转换和信息传递中起决定性作用
B．细胞膜表面的糖蛋白具有特异性
C．细胞膜与细胞内其他膜结构有结构和功能上的联系
D．细胞膜的功能特性是具有流动性
【解析】细胞膜的流动性特点对于它完成各种生理功能非常重要；细胞膜外表面的糖蛋白具有识别功能，细胞的识别具有特异性，各种生物膜在结构和功能上具有直接或间接的联系。

流动性是细胞膜的结构特点，而细胞膜的功能特性是选择透过性。

【答案】D
13为获得纯净的细胞膜用于研究其结构与功能。

请完成下列实验设计并分析有关问题。

1选用成熟红细胞作为该实验材料的理由是_________________________________。

2将选取的上述材料放入_______________中，一段时间后细胞将破裂。

3经过2的实验步骤后，可用下列哪一方法获得纯净的细胞膜（）
加热
C．离心D．过滤
4通过有关方法，测得多种膜的化学成分，如下表：
物质种类
蛋白质％脂质％主要是磷脂糖类％
膜的类别
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
70 30 0
菠菜叶绿体
片层膜
①依据上表数上的共同点是____________________。

②化学物质组成的主要区别有_______________________________________________________________________________ ______________。

【答案】（1）没有细胞核用其它有膜的细胞器
（2）蒸馏水（3）A
（4）主要成分都是蛋白质和脂质，细胞膜含有糖类，细胞器膜不含糖类
14在人和鼠的细胞融合实验中，用两种荧光物分别标记两种抗体，使之分别结合到鼠和人
的细胞膜表面抗原物质上（如下图）。

实验结果
表明，细胞开始融合时，人、鼠细胞的表面抗原“泾渭分明”，各自只分布于各自的细胞表面；但在融合之后，两种抗原就平均地分布在融合细胞的表面了。

请分析回答下面的问题。

（1）细胞融合的实验表明了组成细胞膜的_________分子是可以运动的，由此也证明了细胞膜具有_________的特点。

（2）在细胞融合实验中，一种抗体只能与相应的抗原结合，说明了这类物质在分子结构上具有_________性。

（3）细胞融合实验若在20℃条件下进行，则两种表面抗原平均分布的时间大大延长，这说明___________________________。

若在1℃条件下，两种表面抗原便难以平均地分布，这又说明___________________________。

【答案】（1）蛋白质（2）特异性（3）随环境温度的降低，膜上蛋白质分子的运动速度减慢环境温度很低时，膜上蛋白质分子的运动几乎停止
15．人们已通过化学实验证明了细胞膜中含有磷脂分子。

现在请你设计一个实验验证细胞膜中含有蛋白质成分。

1实验课题：________________________________________________________________________。

2实验目的：利用化学试剂检测细胞膜中的蛋白质成分。

3实验原理：________________________________________________________________________。

4实验材料：细胞膜样液、蒸馏水、洁净试管、滴管、双缩脲试剂等。

5实验步骤
第一步：取洁净的试管2支，编号甲、乙。

第二步：向甲试管中滴加2mL的细胞膜样液，_____________________________________ ________________________________________________________________________。

第三步：____________________________________________________
________________________________________________________________________。

6实验现象：_________________________________________________________。

7实验结论：________________________________________________________。

【解析】本题考查学生的实验设计能力和实验分析能力。

本实验利用蛋白质与双缩脲试剂反应的原理，设置对照组，证明细胞膜中含有蛋白质成分。

蛋白质与双缩脲试剂反应显紫色，
蒸馏水与双缩脲试剂无紫色反应。

【答案】1验证细胞膜中含有蛋白质成分
3蛋白质与双缩脲试剂反应显紫色
5向乙试管中滴加2mL的蒸馏水向甲、乙试管中各滴加3～4滴双缩脲试剂，振荡摇匀，观察颜色变化
6甲试管中液体变为紫色，乙试管中液体无颜色变化
7细胞膜中含有蛋白质成分。