一、细胞膜的成分和功能 1．组成成分[判断正误] (1)红细胞中没有细胞核和众多的细胞器，可用作提取细胞 膜的材料。 (×) (2)细胞膜由脂质和蛋白质组成。 (×) (3)功能越复杂的细胞膜，蛋白质的种类和数量越多。 (√) (4)脂质中的磷脂和胆固醇都是组成膜的成分。 (√)

2．功能 (1)将细胞与外界环境分隔开，保障细胞内部环境的相对 稳定。 (2)控制物质 。[填空] (3)进行细胞间信息交流[连线] 进出细胞

二、对生物膜结构的探索历程[填表] 时间 实例(实验) 结论(假说) 19世 纪末 脂溶性物质更易通过细胞膜 欧文顿认为膜是由 组成的 20世 纪初 将膜分离提纯，并进行化学分析 膜的主要成分是 和 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列为 脂质 脂质 蛋白质 连续的两层

时间 实例(实验) 结论(假说) 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 三层结构构成 1970年 人鼠细胞杂交实验 细胞膜具有 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 蛋白质—脂质—蛋白质 流动性 流动镶嵌模型

三、流动镶嵌模型的基本内容 1．结构模型[填图]

2．结构特点[填空] (1)特点：具有一定的 。 (2)原因：组成膜的 和 大都是运动的。 流动性 磷脂分子 蛋白质分子

四、细胞核的结构和功能 1．结构[填图]

2．功能[填空] (1)细胞核是 。 (2)细胞核是细胞 的控制中心。 遗传信息库 代谢和遗传

1．组成、结构与功能的关系

2．功能分析

1．细胞膜具有识别作用的探究思路 将大量的同种生物和亲缘关系较远的生物的精子和卵细胞混合在一起，观察精子和卵细胞结合情况。

2．细胞膜的结构特点和功能特性 (1)结构特点和功能特性分析 项目 特点 原因 实例 影响因素 结构特点 一定的流动性 构成细胞膜的磷脂分子和蛋白质分子不是静止的，而是可以运动的 变形虫的变形运动，细胞融合、胞吞、胞吐、主动运输 温度，在一定范围内，温度越高，细胞膜的流动性越大

项目 特点 原因 实例 影响因素 功能特性 选择透过性 遗传特性 ↓决定 载体种类、数量 植物对离子的选择性吸收、神经细胞对K＋的吸收和Na＋的排出，肾小管的重吸收和分泌等 ①内因：细胞膜上载体的种类和数量； ②外因：温度、pH、O2等影响呼吸作用的因素

(2)实验验证 ①细胞融合实验——流动性

②植物对无机盐的吸收——选择透过性

[特别提醒]　 ①流动性是选择透过性的基础，只有具有流动性，才能 实现选择透过性。 ②决定糖蛋白识别作用的是糖类的不同。 ③膜上蛋白质具有物质运输(载体蛋白)、信息传递(受体)、 识别等作用。

1．(2011·海口模拟)下列有关糖蛋白的叙述，错误的是(　　) A．糖蛋白的构成元素中至少含有C、H、O、N元素 B．生物之间存在生殖隔离的物质基础是细胞膜上糖蛋白 的不同 C．依据细胞膜上糖蛋白的分布情况可判断细胞膜的内侧 和外侧 D．癌细胞表面糖蛋白较多，导致黏着性降低，故易扩散 和转移

解析：构成蛋白质的基本元素为C、H、O、N，构成糖的基本元素为C、H、O；细胞膜上糖蛋白具有识别作用，分布在细胞膜的外侧，是细胞(如精子和卵子)之间相互识别的基础，也就成了生殖隔离的物质基础。 答案：D

2．下图表示细胞膜的亚显微结构，其中a和b为物质的两 种运输方式，下列叙述不正确的是 (　　) .

A．细胞膜功能的复杂程度主要由③决定 B．神经细胞膜上识别递质的是① C．b可表示肌细胞向组织液中排出CO2 D．细胞膜的选择透过性与②有关，与③无关

解析：①为糖蛋白，具有识别作用。②为蛋白质，细胞膜功能的复杂程度主要由蛋白质的种类和数量决定，如细胞膜的选择透过性由载体蛋白决定。③为磷脂双分子层，a为主动运输，b为自由扩散，肌细胞向组织液中排出CO2属于自由扩散。 答案：A

1．结构与功能分析

探究细胞核功能的实验分析 序号 实验内容 实验过程与结果 得出结论 ① 黑白美西螈细胞核移植 美西螈皮肤颜色的遗传是由细胞核控制的　

变形虫的分裂、生长、再生、应激性是由细胞核控制的 序号 实验内容 实验过程与结果 得出结论 ② 横缢蝾螈受精卵 蝾螈的细胞分裂和分化是由细胞核控制的 ③ 变形虫切割实验 变形虫的分裂、生长、再生、应激性是由细胞核控制的

序号 实验内容 实验过程与结果 得出结论 ④ 伞藻嫁接与核移植 伞藻嫁接实验过程 伞藻“帽”的形状是由细胞核控制的

[特别提醒]　只有伞藻嫁接实验不能说明伞藻“帽”的形状是由细胞核控制的，因无法排除假根中其他物质的作用，伞藻嫁接和核移植实验共同说明该实验结论。

3．观察如图所示的模式图，相 关说法不正确的是 (　　) .

A．图中3为核仁，代谢旺盛的细胞核仁较大 B．图中2为核孔，通过该结构不仅可实现核质之间的 物质交换，还可实现信息交流 C．图中4为核模，它是一种双层生物膜，可将核内物 质与细胞质分开 D．图中1为染色质，该结构与原核细胞中拟核的化学 本质相同，均为DNA分子

解析：图中1是染色质，其主要成分是DNA和蛋白质，而原核细胞中拟核只有环状DNA分子，无蛋白质。图中2是核孔，3是核仁，4是核膜。

4．阅读材料：①分别将已分裂10次和分裂30次的成纤维细 胞的细胞核互换，重组成的“老核新质”和“新核老质”细胞能分别再分裂20次和40次。②鸟类红细胞有核，但不能复制和转录，癌细胞核很活跃，既能复制也能转录，现将鸟的红细胞核移入去核的癌细胞中，鸟的红细胞核开始复制和转录。以上实验不能说明的是 (　　) A．细胞分裂次数是由细胞核中物质决定的 B．细胞质中存在影响细胞分裂的物质 C．细胞分裂是由细胞核和细胞质共同控制的 D．只要有适当的细胞质，细胞核就能表现出全能性

解析：由材料①可知，选项A正确；由材料②可知，选项B正确；结合材料①、②可知选项C正确。 答案：D

命题角度——细胞膜的组成、结构和功能 (1)细胞膜的成分、结构特点和功能的关系一直是高考的热点， 如2010全国卷Ⅰ考查膜的流动性，2010年山东卷和安徽卷 都考查了膜的功能。 (2)结合“生物膜流动镶嵌模型”考查细胞膜的成分、结构和 功能特点，仍将是高考命题的热点。

图1是生物膜的流动镶嵌模型及物质跨膜运输示意图，其中离子通道是一种通道蛋白，通道蛋白是横跨质膜的亲水性通道，允许适当大小的离子顺浓度梯度通过。图2表示磷脂在细胞膜内外两侧分布的百分比。请据图分析下列叙述不正确的是 (　　) .

A．图1所示生物膜最可能是细胞膜，因为有糖蛋白丁 B．物质通过离子通道不需要消耗ATP C．由图1和图2可知，膜脂和膜蛋白在细胞膜上的分布是 不对称的 D．若丁是受体，则丁的化学成分为蛋白质

[解析]　图中丁是糖蛋白，分布于细胞膜外表面，故图1最可能为细胞膜。由题干信息可知，物质顺浓度梯度通过通道蛋白，因此不消耗ATP。由图1和图2可知，膜的成分在膜上的分布是不对称的。丁的化学成分应为糖蛋白。 [答案]　D

本讲实验——细胞膜成分的鉴定及功能验证 1．探究思路 获取细胞膜材料―→明确细胞膜的组成成分―→利用化学试剂和相关酶进行物质鉴定―→结合细胞融合和主动运输，推断细胞膜的结构和功能特点。

(3)细胞膜中磷脂成分的鉴定：①用溶解脂质的溶剂处理细 胞膜，细胞膜被溶解；②脂溶性物质能够优先通过细胞膜；③用磷脂酶处理细胞膜，细胞膜被破坏等。 (4)细胞膜中蛋白质成分的鉴定：①制备细胞膜样液，用双 缩脲试剂鉴定；②用蛋白酶处理细胞膜，细胞膜被破坏。 (5)细胞膜中磷脂双分子层的鉴定：将膜结构中的磷脂分子 提取出来，铺在水面上，测得磷脂占有面积，对比细胞 膜的面积进行分析。

(6)物质通过细胞膜方式的探究：①自由扩散：物质进入细胞 的速率随着该物质浓度的增大不断提高；②主动运输：物质进入细胞的方式受氧气浓度、呼吸抑制剂等因素的影响。 (7)细胞膜选择透过性的探究：利用有颜色的植物组织，放入 清水中，然后，再用高温、强酸、强碱处理，观察实验前后清水的颜色变化。 (8)温度影响物质的跨膜运输：测定不同的温度条件下，物质 进入细胞速率的变化。

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)为获得纯净的细胞膜，应选取上述材料中的_________ 做实验。选用该材料的原因是它_________________。

(2)将选取的上述材料放入________中，由于__________作 用，一段时间后细胞将破裂。 (3)科学家将膜结构中的磷脂分子提取出来，铺在水面上， 测得磷脂占有面积为S，那么该细胞膜的表面积约为____________。

(4)通过有关方法，测得多种膜的化学成分，如下表。 　　　　物质种类 膜的类别　　　　 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 人红细胞膜 49 43 8 线粒体内膜 76 24 菠菜叶绿体片层膜 70 30

上表数据显示，细胞膜与细胞器膜的化学物质组成上的共同点是______________________________________；主要区别是____________________________________。 (5)有人发现，在一定温度条件下，细胞膜中的磷脂分子均垂 直排列于膜表面。当温度上升到一定程度时，细胞膜的磷脂分子有75%排列不整齐，细胞膜厚度变小，而膜的表面积扩大，膜对离子和分子的通透性提高。对上述实验现象合理的解释是______________________________。

(6)生物膜具有控制物质进出的功能，请根据以下材料设计 实验，验证膜的选择透过性。 材料：红玫瑰、质量分数为15%的盐酸、蒸馏水、培养皿、量筒。 实验步骤： ①_____________________________________________。 ②_____________________________________________。 ③_____________________________________________。

[解析] (1)人成熟的红细胞不仅无细胞核，也无其他膜结构，因此，是获取纯净细胞膜的好材料。(2)人体细胞外液的渗透压相当于0 [解析]　(1)人成熟的红细胞不仅无细胞核，也无其他膜结构，因此，是获取纯净细胞膜的好材料。(2)人体细胞外液的渗透压相当于0.9%的生理盐水的渗透压，当红细胞放入蒸馏水中后，会因渗透作用吸水过多而破裂。(3)细胞膜的骨架是磷脂双分子层，因此，当磷脂分子层面积为S时，磷脂双分子层(细胞膜)面积为S/2。(4)由题中表格可看出各种膜的主要组成成分相同，都是由蛋白质和脂质组成；分别比较每种成分在不同膜中的含量，可得出细胞膜与细胞

器膜组成的主要区别。(5)磷脂分子由整齐的排列变得不整齐，导致细胞膜厚度改变，推测是细胞膜的骨架——磷脂分子运动造成的。因细胞膜具有一定的流动性，细胞膜的厚度才会改变。(6)活细胞的细胞膜具有选择透过性，细胞液中的色素不会从细胞中渗出；当细胞死亡时，细胞膜失去选择透过性，色素才会从细胞中渗出。由题干信息可知，杀死细胞的方法是用15%的盐酸处理。

[答案]　(1)人的成熟红细胞　除细胞膜外无其他膜结构　(2)蒸馏水(清水)　渗透　(3)S/2　(4)主要由蛋白质和脂质组成　细胞器膜蛋白质含量较高，脂质含量较低(蛋白质和脂质的比例不同；或细胞膜都含糖，而细胞器膜不含糖)　(5)构成细胞膜的磷脂分子是可以运动的，细胞膜具有一定的流动性　(6)实验步骤：①取适量的玫瑰花瓣叶片，均分为两部分，分别加入培养皿中，编号为A、B　②A组加入适量的蒸馏水，B组加入等量的质量分数为15%的盐酸　③观察A、B两组花瓣的颜色变化、溶液的颜色变化

1．(2010·全国卷Ⅰ)下列过程中，不直接依赖细胞膜的流动性 就能完成的是 (　　) A．胰岛B细胞分泌胰岛素 B．吞噬细胞对抗原的摄取 C．mRNA与游离核糖体的结合 D．植物体细胞杂交中原生质体融合

解析：A中胰岛素的分泌方式是外排；B中吞噬细胞对抗原的摄取是内吞；D中植物体细胞杂交中原生质体的融合首先需要细胞膜的融合；以上三项均直接依赖细胞膜的流动性。C中过程是在细胞内完成的，没有涉及生物膜。

2．(2010·山东高考)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ATP均在膜上进行 D．核糖体、内质网、高尔基体的膜都参与蛋白质的合成 与运输

解析：构成膜的脂质主要是磷脂和胆固醇。有氧呼吸的三个阶段均可以产生ATP，有氧呼吸的第一阶段在细胞质基质中进行，有氧呼吸的第二阶段在线粒体基质中进行，有氧呼吸的第三阶段在线粒体内膜上进行；光合作用的光反应阶段可以产生ATP，而该过程在叶绿体的类囊体膜(基粒)上进行。蛋白质的合成在核糖体上进行，但核糖体没有膜结构。 答案：A

3．(2010·安徽高考)下列关于生物膜结构和功能的叙述，正 确的是 (　　) A．肌细胞的细胞膜上有协助葡萄糖跨膜运输的载体 B．细胞膜上的受体是细胞间信息交流所必需的结构 C．线粒体内膜上只分布着合成ATP的酶 D．核膜上的核孔可以让蛋白质和RNA自由进出

解析：肌细胞的细胞膜上存在着协助葡萄糖运输的载体；细胞膜上的受体并非细胞间信息交流所必需的，如通过细胞通道的信息交流可不需要受体；线粒体的内膜上存在着与有氧呼吸第三阶段有关的酶，并不局限于合成ATP的酶；核孔也具有一定的选择性，并不能让蛋白质和RNA自由进出。 答案：A

4．(2009·浙江高考)对某动物细胞进行荧光标记实验，如图 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面的某一区域，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：根据图示信息，放射性的荧光物质激光束照射时荧光消失，停止照射荧光恢复说明荧光物质并没有跨膜运输。细胞膜具有流动性，激光束照射可加快细胞膜的流动性。 答案：C

5．(2009·山东高考)真核细胞单位面积的核孔数目与细胞 类型和代谢水平有关。以下细胞中核孔数目最少的是 (　　) A．胰岛细胞　　　　　　　 B．造血干细胞 C．效应B细胞(浆细胞) D．口腔上皮细胞

解析：核孔是某些大分子的运输孔道，如蛋白质和RNA等需经核孔进出，核孔的数目与代谢水平成正相关，口腔上皮细胞主要起保护作用，代谢水平在4种细胞中最低。 答案：D

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