2024届苏教版高考生物一轮复习细胞质膜将细胞与外界环境分开学案

第2课时　细胞质膜将细胞与外界环境分开

课标要求　概述细胞都由细胞质膜包裹，细胞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。

1．细胞质膜的成分

(1)细胞质膜成分的探索

思维发散　不同动物的红细胞比较

(2)细胞质膜成分组成

拓展延伸　磷脂是一种由甘油、脂肪酸、磷酸及其衍生物组成的分子，磷酸“头部”是亲水的，两个脂肪酸一端为疏水的“尾”部。

磷脂分子的结构如图：

2．细胞质膜的结构

(1)对细胞质膜结构的探索(连线)

(2)流动镶嵌模型示意图

源于必修1 P42“正文部分”：细胞质膜外表面糖类分子与蛋白质结合形成糖蛋白，与脂质结合形成糖脂，其与细胞表面的识别、细胞间的信息传递等功能有关。

(3)细胞质膜的结构和功能特点

3．细胞质膜的功能

必修1 P43“旁栏问题及问题与讨论”：靶细胞是能识别信号分子，并与之特异性结合而产生某种生物效应的细胞。靶细胞细胞质膜表面一般有接受信号分子的受体，信号分子种类很多，包括各种激素、细胞因子等。如甲状腺激素、肾上腺素、生长激素、胰岛素的靶细胞几乎是全身所有细胞，而胰高血糖素的靶细胞主要是肝脏细胞，抗利尿激素的靶细胞是肾小管、集合管细胞。

4．植物细胞的细胞壁(不是植物细胞“系统的边界”)

提醒　不同生物细胞壁的主要成分不同，植物细胞壁的主要成分是纤维素和果胶，细菌细胞壁的主要成分有肽聚糖、磷壁酸、脂质和蛋白质，而真菌细胞壁的主要成分是多糖，还有少量的蛋白质和脂质。溶菌酶可以水解肽聚糖而不能水解多糖，所以溶菌酶能杀死细菌，却对真菌基本没作用。

考向一　细胞质膜的成分、结构和功能

1．(2023·江苏徐州高三模拟)下列有关细胞质膜结构和功能的叙述，正确的是(　　)

A．构成细胞质膜的蛋白质分子均匀地分布在膜的两侧

B．向细胞内注射物质后，细胞质膜上会留下一个空洞

C．细胞质膜内部是亲水的，因此水分子可以通过细胞质膜

D．细胞质膜的选择透过性与载体蛋白空间结构的多样性有关

答案　D

解析　组成细胞质膜的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，不是均匀地分布在膜的两侧，A错误；细胞质膜具有流动性，磷脂和大部分蛋白质可以运动，细胞质膜上不会留下一个空洞，B错误；细胞质膜内部是疏水的，C错误；细胞质膜具有选择透过性是因为不同细胞质膜上载体蛋白种类和数量不同，与载体蛋白空间结构的多样性有关，D正确。

2．(2023·江苏泰州高三模拟)膜蛋白在生物体的许多生命活动中起着重要作用，下列相关叙述错误的是(　　)

A．肝细胞的细胞质膜上具有胰高血糖素的受体蛋白

B．肾小管上皮细胞的细胞质膜上具有主动运输水分子的转运蛋白

C．甲状腺细胞的细胞质膜上具有促甲状腺激素的受体蛋白

D．肺部细胞的细胞质膜上具有新冠病毒S蛋白识别的受体蛋白

答案　B

解析　胰高血糖素可催化肝糖原水解为葡萄糖，说明肝细胞质膜上有其相应的受体蛋白，A正确；水分子的跨膜运输属于被动运输，B错误；促甲状腺激素的靶细胞是甲状腺细胞，甲状腺细胞的细胞质膜上具有促甲状腺激素的受体蛋白，C正确；新冠病毒主要攻击人的肺部，肺部细胞是其靶细胞，其细胞质膜上具有新冠病毒S蛋白识别的受体蛋白，D正确。

归纳总结　常考的“膜蛋白”

3．(多选)近年来，科研人员对多种细胞质膜结构进行了系统深入研究，统一了多种模型观点，阐明细胞质膜的多种特征，如磷脂双分子层结构、流动镶嵌性、内外膜非对称性、不同功能细胞质膜的差异性等。下图为科研人员提出的哺乳动物组织的细胞质膜模型，研究发现，哺乳动物有核组织细胞质膜外多了一层致密的蛋白层，而细胞质膜内侧相对粗糙，下列相关叙述正确的是(　　)

A．图中③为该模型的基本支架，具有一定的流动性

B．图中a侧为细胞质膜的外侧，该侧还应该含有糖类分子

C．图中①为通道蛋白，是部分离子和小分子物质自由进出细胞的通道

D．哺乳动物有核组织的细胞质膜与红细胞质膜在结构上可能存在差异

答案　ABD

解析　细胞质膜具有选择透过性，离子和小分子物质不能自由进出细胞，C错误。

考向二　细胞质膜的结构特点和功能特性

4．光脱色恢复技术是细胞学上研究膜蛋白或膜的特性的基本实验技术之一。用荧光素标记细胞质膜蛋白或膜脂，然后用激光束照射细胞表面某一区域，使被照射区的荧光淬灭变暗形成一个漂白斑。一段时间后，淬灭区域的亮度逐渐增加，最后恢复到与周围的荧光强度相等。下列相关说法错误的是(　　)

A．该技术与荧光标记的人－鼠细胞融合实验都能证明细胞质膜具有一定的流动性

B．根据荧光恢复的速度可以推算出细胞质膜蛋白扩散速度，且改变温度，不会影响实验结果

C．若用药物抑制细胞能量转换而对荧光恢复速度没有影响，则说明细胞质膜蛋白的运动不需要细胞代谢提供能量

D．若用荧光抗体标记特异的细胞质膜蛋白，则有的漂白斑可以恢复亮度，有的不能

答案　B

5．下图为细胞质膜上承担物质运输的两类蛋白质及其功能示意图。两类蛋白质结构或功能的不同是(　　)

A．氨基酸种类、数目、排列顺序

B．结构贯穿细胞质膜内外

C．进行离子的跨膜运输

D．具有选择透过性

答案　A

解析　从题图中得出，二者均为贯穿膜内外的蛋白，B不符合题意；钠钾泵运输钠、钾离子，钾通道运输钾离子，均可进行离子跨膜运输，C不符合题意；二者均只能运输特定离子，体现了选择透过性，D不符合题意。

1．(2021·浙江6月选考，4改编)细胞质膜的流动镶嵌模型如图所示。下列叙述正确的是(　　)

A．磷脂和糖脂分子形成的磷脂双分子层是完全对称的

B．胆固醇镶嵌或贯穿在膜中利于增强膜的流动性

C．物质进出细胞方式中的被动运输过程与膜蛋白无关

D．有些膜蛋白能识别并接受来自细胞内外的化学信号

答案　D

解析　磷脂双分子层不包括膜蛋白，是在有水的环境中自发形成的，由磷脂分子的物理性质和化学性质决定的，但具有识别作用的糖脂分子只分布在细胞质膜的外侧，故磷脂双分子层是不完全对称的，A错误；磷脂的尾部与胆固醇一起存在于磷脂双分子层的内部，而非镶嵌或贯穿在膜中，且由于胆固醇是“刚性的”，会限制膜的流动性，B错误；物质进出细胞方式中的被动运输包括简单扩散和协助扩散，其中协助扩散需要通道蛋白或载体蛋白，即与膜蛋白有关，C错误。

2．(2018·天津，3)生物膜上不同类型的蛋白质行使不同的功能。下表中依据膜蛋白功能，对其类型判断错误的是(　　)

答案　B

解析　膜蛋白的功能多种多样，位于突触后膜上的受体可识别并结合神经递质；位于靶细胞质膜上的受体可以识别并结合激素；位于类囊体膜上的酶可以催化ATP的合成；位于癌细胞质膜上的抗原可以引发机体产生特异性免疫。

3．(2016·全国Ⅲ，1)下列有关细胞质膜的叙述，正确的是(　　)

A．细胞质膜两侧的离子浓度差是通过简单扩散实现的

B．细胞质膜与线粒体膜、核膜中所含蛋白质的功能相同

C．分泌蛋白分泌到细胞外的过程存在膜脂的流动现象

D．膜中的磷脂分子是由胆固醇、脂肪酸和磷酸组成的

答案　C

解析　主动运输可以使离子从低浓度一侧向高浓度一侧运输，以保证活细胞能够按照生命活动的需要，主动选择吸收所需要的营养物质，排出代谢废物和对细胞有害的物质，所以细胞质膜两侧的离子浓度差是通过主动运输实现的，A项错误；细胞质膜与线粒体膜、核膜中所含蛋白质的功能不完全相同，例如细胞质膜上有糖蛋白，线粒体膜上有与有氧呼吸有关的酶等，B项错误；膜中的磷脂分子是由甘油、脂肪酸和磷酸等组成的，胆固醇属于固醇类物质，固醇与磷脂都属于脂质，D项错误。

4．(多选)(2021·辽宁，18)肝癌细胞中的M2型丙酮酸激酶(PKM2)可通过微囊泡的形式分泌，如下图所示。微囊泡被单核细胞摄取后，PKM2进入单核细胞内既可催化细胞呼吸过程中丙酮酸的生成，又可诱导单核细胞分化成为巨噬细胞。巨噬细胞分泌的各种细胞因子进一步促进肝癌细胞的生长增殖和微囊泡的形成。下列有关叙述正确的是(　　)

A．微囊泡的形成依赖于细胞质膜的流动性

B．单核细胞分化过程中进行了基因的选择性表达

C．PKM2主要在单核细胞的线粒体基质中起催化作用

D．细胞因子促进肝癌细胞产生微囊泡属于正反馈调节

答案　ABD

解析　微囊泡是细胞质膜包裹PKM2形成的囊泡，该过程依赖于细胞质膜的流动性，A正确；分化的实质为基因的选择性表达，B正确；PKM2可催化细胞呼吸过程中丙酮酸的生成，故主要在单核细胞的细胞质基质中起催化作用，C错误。

一、易错辨析

1．在细胞质膜的控制下，对细胞有害的物质都不能进入细胞(　×　)

2．生物膜的特定功能主要由膜蛋白决定(　√　)

3．细胞质膜的成分是恒定不变的(　×　)

4．细胞质膜上的受体是细胞间信息交流所必需的结构(　×　)

5．细胞质膜上的大多数蛋白质是可以运动的(　√　)

6．胰岛B细胞分泌胰岛素依赖于细胞质膜的流动性(　√　)

二、填空默写

1．(必修1 P41)细胞质膜主要由脂质和蛋白质组成，此外还有少量糖类；功能越复杂的细胞质膜，蛋白质的种类与数量越多。

2．(必修1 P42)细胞质膜的结构特点是具有一定的流动性，主要表现为蛋白质分子和磷脂分子具有一定的流动性。

3．(必修1 P42～43)细胞质膜的功能：将细胞与外界环境分隔开；控制细胞与周围环境的物质交换；完成细胞间的信息交流。