2026年三维设计一轮高中总复习生物教师用-第5讲　细胞膜的结构和功能

第5讲细胞膜的结构和功能课程标准概述细胞都由细胞膜包裹，细胞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。考点一细胞膜的功能1.细胞膜的功能2.细胞膜的功能特性提醒任何细胞的边界都是细胞膜，细胞壁有全透性，不能控制物质进出细胞。1.（必修1P40正文）在生命起源过程中，膜的出现至关重要，保障了细胞内部环境的独立和相对稳定。（√）2.（必修1P41正文）在细胞膜的控制下，对细胞有害的物质都不能进入细胞。（×）提示：细胞膜控制物质进出细胞的作用是相对的，一些对细胞有害的物质有可能进入细胞。3.（必修1P41正文）没有信息交流，多细胞生物体也能完成生命活动。（×）4.（必修1P41图3-2）细胞膜上的受体是细胞间信息交流所必需的结构。（×）提示：受体不一定分布于细胞膜上，有些受体分布于细胞质或细胞核中。1.（2025·山东潍坊一中月考）植物细胞具有坚韧的细胞壁，但相邻细胞间仍能进行细胞通讯，如高等植物细胞通过胞间连丝相互连接，如图是胞间连丝的结构示意图。下列推断错误的是（）A.代谢旺盛的细胞胞间连丝数目更多B.胞间连丝是粗面内质网形成的管状结构C.携带信息的物质可通过胞间连丝进入相邻细胞D.胞间连丝可能在协调基因表达过程中起重要作用解析：B胞间连丝可进行运输物质、传递信息，故代谢旺盛的细胞胞间连丝数目更多，A正确；胞间连丝是光面内质网形成的管状结构，B错误；胞间连丝可进行运输物质，所以携带信息的物质可通过胞间连丝进入相邻细胞，C正确；胞间连丝可进行细胞间的信息传递，可能在协调基因表达过程中起重要作用，D正确。2.（2024·河南安阳模拟）春天，很多植物同时开花，花粉在空气中传播后，也很容易黏附到其他植物的柱头上，但这些花粉不能萌发，而落到同种植物柱头上的花粉可以萌发。这依赖于（）A.细胞分泌物的信息传递B.花粉与柱头细胞间的胞间连丝C.花粉与柱头细胞中核酸的一致性D.花粉和柱头细胞的细胞膜之间信号分子与受体的识别解析：D花粉黏附在柱头上受粉，是直接接触识别，不是通过细胞分泌物进行信息传递，A错误；花粉与柱头细胞来源于不同组织，二者没有胞间连丝，B错误；花粉可能来源于植物自身，也可能来源于别的植物，故与柱头细胞中核酸不一定存在一致性，C错误；花粉和柱头细胞的细胞膜含有特定的信号分子和受体，直接接触识别，故只有同种植物的花粉可以萌发，保证物种的正常延续，D正确。考点二细胞膜的组成和结构1.对细胞膜成分和结构的探索【教材拾遗】①（必修1P42思考·讨论）磷脂是一种由甘油、脂肪酸、磷酸等组成的分子，磷酸“头部”是亲水的，两个脂肪酸一端为疏水的“尾部”。②（必修1P43图3－4）人鼠细胞融合实验采用荧光标记法，而非放射性同位素标记法。2.细胞膜的成分3.细胞膜的流动镶嵌模型（1）基本内容（2）归纳细胞膜的结构特点1.（必修1P43正文）功能越复杂的细胞膜中磷脂的含量越多。（×）提示：功能越复杂的细胞膜，蛋白质的种类和数量越多。2.（必修1P45正文）细胞膜上的蛋白质分子在膜上对称分布，大多可以运动。（×）提示：蛋白质分子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，故蛋白质在细胞膜上的分布是不对称的。3.（必修1P45正文）糖蛋白分布于细胞膜的内侧，细胞识别与糖蛋白中的蛋白质有关，与糖被无关。（×）提示：糖蛋白主要进行细胞间的信息传递，位于细胞膜的外侧，细胞识别与糖蛋白中蛋白质和糖被都有关。4.（必修1P44～45正文）细胞膜的基本支架是由磷脂分子和蛋白质分子共同形成的。（×）提示：磷脂双分子层是构成细胞膜的基本支架。1.（2024·河南洛阳模拟）下列关于证明脂质是细胞膜组成成分的实验，不正确的是（）A.用磷脂酶处理细胞膜，细胞膜被破坏B.用脂溶剂处理细胞膜，细胞膜被溶解C.欧文顿提取了细胞膜并证明了细胞膜的主要组成成分中有脂质D.比较细胞膜对脂溶性物质与非脂溶性物质的通透性解析：C磷脂双分子层构成细胞膜的基本支架，用磷脂酶处理细胞膜，细胞膜被破坏，A正确；磷脂双分子层构成细胞膜的基本支架，磷脂属于脂质，用脂溶剂处理细胞膜，细胞膜被溶解，B正确；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，于是他推测：细胞膜的主要组成成分中有脂质，C错误；磷脂双分子层构成细胞膜的基本支架，根据相似相溶的原理，脂溶性物质比非脂溶性物质更容易透过细胞膜，D正确。题后归纳细胞膜成分的鉴定方法细胞膜成分鉴定试剂（方法）结果磷脂脂溶剂处理细胞膜被溶解磷脂酶处理细胞膜被破坏脂溶性物质透过实验脂溶性物质优先通过蛋白质双缩脲试剂紫色蛋白酶处理细胞膜被破坏2.（2025·江苏泰州模拟改编）膜蛋白在生物体的许多生命活动中起着重要作用，下列相关叙述正确的是（）A.肝细胞的细胞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.甲状腺细胞的细胞膜上具有促甲状腺激素释放激素的受体蛋白D.肺部细胞的细胞膜上具有HIV病毒识别的受体蛋白解析：A胰高血糖素可催化肝糖原水解为葡萄糖，说明肝细胞的细胞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，甲状腺细胞的细胞膜上具有促甲状腺激素的受体蛋白，C错误；HIV病毒主要侵染T细胞，不会侵染肺部细胞，D错误。3.正常温度时，生物膜既可保持正常的结构，又具有较强的流动性，称为液晶态：温度很低时，生物膜的流动性急剧降低，转变为凝胶态；如果环境温度很高，则变成无序的液体状态。胆固醇分子与磷脂分子相结合既能限制磷脂分子的热运动又能将磷脂分子相隔开使其更易流动。下列叙述错误的是（）A.胆固醇可以调节动物生物膜的流动性，使生物膜适应温度的范围变小B.高温会破坏生物膜中蛋白质的空间结构，会导致生物膜变成无序状态C.生物膜的流动性表现在组成膜的磷脂分子和大多数蛋白质分子能流动D.胆固醇分子除构成动物细胞膜外，在人体内还参与血液中脂质的运输解析：A胆固醇可以调节动物生物膜的流动性，使生物膜适应温度的范围变大，A错误；根据题意“如果环境温度很高，则变成无序的液体状态”可推知高温会破坏生物膜中蛋白质的空间结构，会导致生物膜变成无序状态，B正确；由于组成膜的磷脂分子和大多数蛋白质分子能流动，因此生物膜具有流动性，C正确；胆固醇属于固醇，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，D正确。1.（2023·海南高考3题）不同细胞的几种生物膜主要成分的相对含量见表。生物膜膜主要成分红细胞质膜神经鞘细胞质膜高尔基体膜内质网膜线粒体内膜蛋白质（％）4918646278脂质（％）4379262822糖类（％）831010少下列有关叙述错误的是（）A.蛋白质和脂质是生物膜不可或缺的成分，二者的运动构成膜的流动性B.高尔基体和内质网之间的信息交流与二者膜上的糖类有关C.哺乳动物红细胞的质膜与高尔基体膜之间具有膜融合现象D.表内所列的生物膜中，线粒体内膜的功能最复杂，神经鞘细胞质膜的功能最简单解析：C细胞膜主要由脂质和蛋白质组成，磷脂双分子层构成膜的基本支架，这个支架是可以流动的，大多数蛋白质也是可以流动的，因此蛋白质和脂质的运动构成膜的流动性，A正确；糖蛋白与细胞识别作用有密切关系，因此高尔基体和内质网之间的信息交流与二者膜上的糖类有关，B正确；哺乳动物成熟的红细胞没有高尔基体，C错误；功能越复杂的细胞膜，蛋白质的种类和数量越多，由表格内容可知，线粒体内膜的蛋白质含量最高，其功能最复杂，神经鞘细胞质膜的蛋白质含量最少，其功能最简单，D正确。溯源教材（1）细胞膜主要是由脂质和蛋白质组成的，功能越复杂的膜，蛋白质的种类和数量就越多。（见必修1P43正文）（2）糖被与细胞间的信息传递有密切关系。（见必修1P45正文）（3）磷脂分子可以侧向自由移动，蛋白质大多能运动。（见必修1P45正文）2.（2022·河北高考1题）关于细胞膜的叙述，错误的是（）A.细胞膜与某些细胞器膜之间存在脂质、蛋白质的交流B.细胞膜上多种载体蛋白协助离子跨膜运输C.细胞膜的流动性使膜蛋白均匀分散在脂质中D.细胞膜上多种蛋白质参与细胞间信息交流解析：C在分泌蛋白的合成和分泌过程中，高尔基体膜形成的囊泡融合到细胞膜中，此过程细胞膜与某些细胞器膜之间存在脂质、蛋白质的交流，A正确；载体蛋白具有专一性，所以细胞膜上多种载体蛋白协助不同的离子跨膜运输，B正确；膜蛋白在磷脂双分子层的分布是不对称、不均匀的，或镶、或嵌、或贯穿于磷脂双分子层，C错误；细胞膜上多种蛋白质与糖类结合，形成糖蛋白。糖蛋白与细胞表面的识别功能有密切关系，参与细胞间的信息交流，D正确。3.（2024·湖南高考1题）细胞膜上的脂类具有重要的生物学功能。下列叙述错误的是（）A.耐极端低温细菌的膜脂富含饱和脂肪酸B.胆固醇可以影响动物细胞膜的流动性C.糖脂可以参与细胞表面识别D.磷脂是构成细胞膜的重要成分解析：A饱和脂肪酸的熔点较高，容易凝固，耐极端低温细菌的膜脂富含不饱和脂肪酸，A错误；胆固醇是构成动物细胞膜的重要成分，其对于调节膜的流动性具有重要作用，B正确；细胞膜表面的糖类分子可与脂质结合形成糖脂，糖脂与细胞表面的识别、细胞间的信息传递等功能密切相关，C正确；磷脂是构成细胞膜的重要成分，磷脂双分子层构成生物膜的基本支架，D正确。4.（经典高考题）真核细胞的膜结构具有重要功能。请参照表中内容完成下表。结构名称突触高尔基体（1）细胞膜叶绿体的类囊体膜功能（2）参与信息传递（3）对蛋白质进行加工修饰控制物质进出细胞作为能量转换的场所膜的主要成分（4）脂质和蛋白质功能举例在缩手反射中参与兴奋在神经元之间的传递参与豚鼠胰腺腺泡细胞分泌蛋白的形成过程参与K＋从土壤进入植物根细胞的过程（5）叶肉细胞进行光合作用时，光能转化为化学能的过程发生在类囊体膜上解析：（1）细胞膜是生命系统的边界，具有控制物质进出细胞的功能。（2）突触由突触前膜、突触间隙和突触后膜构成，是一个神经元与另一个神经元或另一细胞间相互接触的结构，可参与信息传递过程。（3）高尔基体是具有单层膜的细胞器，其主要功能是将来自内质网的蛋白质进行加工、分类与包装，然后送到细胞特定的部位或分泌到细胞外。（4）生物膜主要由脂质和蛋白质组成。（5）叶绿体的类囊体膜是光合作用中光反应（将光能转化为化学能）的场所，在光反应阶段，类囊体膜上的色素可以吸收、传递和转化光能，这些能量可以用于H2O的光解，产生O2和NADPH，也可以用于合成ATP。（1）将台盼蓝染液注入健康家兔的血管，一段时间后取不同器官制作切片观察，脑和骨骼肌等未被染色，是因为细胞膜能控制物质进出。（2024·贵州高考）（√）（2）囊泡与细胞膜的融合依赖于膜的选择透过性。（2023·浙江6月选考）（×）提示：依赖于膜的流动性。（3）细胞膜的成分都有脂质和蛋白质。（2021·福建高考）（√）一、选择题1.（2025·河南安阳一中质检）下列叙述不能体现细胞膜的功能的是（）A.活细胞不能被台盼蓝染色B.神经细胞内的K＋浓度明显高于细胞外C.高等植物细胞通过胞间连丝传递信号物质D.人、鼠细胞融合后两种荧光均匀分布解析：D人、鼠细胞融合后两种荧光均匀分布，体现了细胞膜的结构特点——具有流动性，不能体现细胞膜的功能特性。2.（2025·广东茂名调研）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（）A.人的白细胞 B.鸡的红细胞C.蛔虫的体细胞 D.细菌解析：D细菌属于原核细胞，其中只有细胞膜，没有其他膜结构，因此形成单层膜的表面积相当于原来细胞膜表面积的两倍；而人的白细胞、鸡的红细胞、蛔虫的体细胞除细胞膜外还有核膜、各种细胞器膜，形成单分子层的表面积大于原来细胞膜表面积的两倍。3.（2025·河南洛阳模拟）实验员让哺乳动物成熟红细胞在清水中吸水涨破得到“血影”，下列对“血影”的描述，错误的是（）A.“血影”由纤维素和果胶组成B.“血影”主要由脂质和蛋白质组成C.“血影”中有磷脂双分子层作基本支架D.“血影”可使细胞成为一个相对独立的系统解析：A哺乳动物成熟红细胞吸水涨破得到“血影”，实际上是细胞膜，主要成分是脂质和蛋白质，A错误，B正确；“血影”即细胞膜，以磷脂双分子层作基本支架，C正确；“血影”即细胞膜，细胞膜的功能之一就是把细胞与外界环境分隔开，使之形成相对独立的系统，D正确。4.（2025·湖南衡阳高三月考）作为系统的边界，细胞膜在细胞的生命活动中具有重要作用。下列相关叙述正确的是（）A.细胞膜的选择透过性保证了对细胞有害的物质都不能进入细胞B.细胞膜上的受体是细胞间进行信息交流的必需结构C.一切细胞均具有以磷脂双分子层为支架的细胞膜D.与动物细胞相比，植物细胞放在清水中不会涨破主要是细胞膜起重要作用解析：C细胞膜控制物质进出细胞的作用是相对的，一些对细胞有害的物质有可能进入细胞，A错误；细胞间的信息交流有多种形式，不一定依赖细胞膜上的受体，如高等植物细胞之间可通过胞间连丝进行信息交流，B错误；一切细胞均具有细胞膜，细胞膜的基本支架是磷脂双分子层，C正确；与动物细胞相比，植物细胞放在清水中不会涨破主要是细胞壁起重要作用，D错误。5.（2025·山东滨州期末）根据在细胞膜上定位的不同，膜蛋白分为外周蛋白和内在蛋白。外周蛋白与磷脂分子头部或内在蛋白结合，分布在磷脂双分子层内外表面上，内在蛋白贯穿膜内外。下列说法正确的是（）A.外周蛋白在膜两侧的分布是对称的B.外周蛋白上与磷脂分子结合的部位具有亲水性C.内在蛋白疏水区分布于膜两侧D.与糖被结合的蛋白质都属于外周蛋白解析：B外周蛋白在膜两侧的分布是不对称的，A错误；外周蛋白可与磷脂分子头部结合，而磷脂分子头部具有亲水性，所以外周蛋白上与磷脂分子结合的部位具有亲水性，B正确；内在蛋白贯穿磷脂双分子层，疏水区应位于磷脂双分子层内部，C错误；与糖被结合的蛋白质不都属于外周蛋白，D错误。6.（2025·山东济宁质检）去垢剂是一端亲水、一端疏水的两性小分子。如图为去垢剂处理细胞膜的过程，下列相关叙述错误的是（）A.细胞膜的基本支架是磷脂双分子层B.组成细胞膜的蛋白质和磷脂可以运动C.高浓度去垢剂不能破坏细胞膜的结构D.去垢剂可用于从细胞膜中分离膜蛋白解析：C细胞膜中的磷脂和大多数蛋白质都可以运动，体现了细胞膜具有流动性，B正确；高浓度去垢剂能破坏细胞膜结构，造成细胞膜损伤、功能丧失，甚至引起细胞死亡，C错误；由题图可知，去垢剂是同时具有亲水极性基团和疏水非极性基团的两性小分子，能够使细胞膜解体释放膜蛋白，并在溶液中与膜蛋白结合，为去膜状态下的膜蛋白提供疏水环境，因此去垢剂可用于从细胞膜中分离膜蛋白，D正确。7.（2025·安徽安庆模拟）如图为某细胞膜的结构模型示意图，下列相关叙述错误的是（）A.图中②和⑥组成的磷脂分子，是细胞膜组分中最丰富的脂质B.提取了图中脂质在空气—水界面上铺展成单分子层，是该细胞表面积的2倍C.图中③表示蛋白质，其含量和种类越多，膜的功能越复杂D.科学家的人、鼠细胞融合实验证明了磷脂分子是可以运动的解析：D②是磷脂分子头部，⑥是磷脂分子尾部，由图中②和⑥组成的磷脂分子，是细胞膜组分中最丰富的脂质，A正确；细胞膜是由双层磷脂分子构成的，提取图中脂质在空气—水界面上铺展成单分子层，是该细胞表面积的2倍，B正确；图中③表示蛋白质，蛋白质是生命活动的主要承担者，功能越复杂的细胞膜，蛋白质的种类和数量就越多，C正确；用荧光染料标记人、鼠细胞表面的蛋白质分子，并将两细胞融合，一段时间后，可见荧光蛋白均匀分布于细胞表面，从而说明膜中的蛋白质能够运动，D错误。8.（2025·安徽六安模拟）冰冻蚀刻技术是将在超低温下冻结的组织或细胞骤然断开，依照组织或细胞的断裂面制成复模，用于电镜观察的技术。科学家常用冰冻蚀刻技术观察细胞膜中蛋白质的分布和膜面结构。如图是正在进行冰冻蚀刻技术处理的细胞膜，有关分析错误的是（）A.BF和PF侧均为磷脂层的疏水侧B.因为BS侧分布有糖被，所以BS侧表示细胞膜外侧C.冰冻蚀刻技术冻结的细胞膜依旧具有一定的流动性D.由图可知，蛋白质分子以不同的方式镶嵌在磷脂双分子层中解析：C生物膜的磷脂双分子层中，磷脂疏水端在膜中央，亲水端在膜两侧，故BF和PF侧均为磷脂层的疏水侧，A正确；糖被分布于细胞膜外侧，BS侧分布有糖蛋白，因此图示中BS侧表示细胞膜外侧，PS侧表示细胞膜内侧，B正确；活细胞的细胞膜具有一定的流动性，而超低温下细胞膜被冻结，细胞膜上的磷脂分子和蛋白质分子失去了运动能力，故冰冻蚀刻技术冻结的细胞膜不再具有流动性，C错误；由图可知，蛋白质分子以不同的方式镶嵌在磷脂双分子层中，有的镶嵌在磷脂双分子层中的一侧，有的贯穿整个磷脂双分子层，D正确。9.（2025·大连模拟）如图是细胞膜结构模式图，相关叙述错误的是（）A.若该图表示动物细胞膜，则B面为细胞质基质B.①是蛋白质，与糖类结合形成糖蛋白，在细胞间的信息交流方面具有重要的作用C.②若为转运蛋白，在转运过程中，因其空间结构发生改变，会导致转运后丧失运输功能D.③是磷脂分子的头端，具有亲水性，④是磷脂分子的尾端，具有疏水性解析：C由于A面具有糖蛋白，所以A面为细胞膜的外侧，一般为组织液，B面为细胞膜的内侧，为细胞质基质，A正确；转运蛋白在介导物质跨膜运输的过程中空间结构可能会发生改变，运输完成后又恢复原状，不会丧失运输功能，C错误；③是磷脂分子的头端，具有亲水性，④是磷脂分子的尾端，具有疏水性，D正确。10.（2025·济南模拟）人鼠细胞融合实验是用发不同荧光的染料分别标记两种细胞的膜蛋白，一段时间后两种细胞的膜蛋白能在融合细胞膜上均匀分布。如图是相关实验记录，均匀分布指数越高，两种膜蛋白在融合细胞膜上分布得越均匀。据此不能得到的结论是（）A.当温度增加到15℃以上时，膜的流动性发生变化B.温度对膜蛋白的运动有影响C.图中数据说明融合时间越长，两种膜蛋白分布得越均匀D.该实验可证明部分膜蛋白是可以运动的解析：C膜蛋白的运动与细胞膜的流动性有关，由题图可知，当温度增加到15℃以上时，膜蛋白运动加快，表现为均匀分布指数增大，说明膜的流动性发生了变化，A不符合题意；在0～15℃，膜蛋白均匀分布指数几乎不变，在15～35℃，膜蛋白均匀分布指数逐渐增大，说明温度对膜蛋白的运动有影响，B不符合题意；图中横轴表示温度，也就是说该实验自变量是温度，所以根据图中数据不能说明融合时间越长，两种膜蛋白分布得越均匀，C符合题意；该实验可证明膜蛋白能够在膜表面运动，但没有证明膜上所有的蛋白质都可以运动，D不符合题意。二、非选择题11.（2025·广东揭阳期末）现有人的成熟红细胞、人的口腔上皮细胞、蛙的红细胞、鸡肝研磨液等生物材料及相关用具，请根据以上材料，完成下列实验设计并分析有关问题。（1）为获得纯