3.1細胞膜的結(jié)構(gòu)與功能（1）目標(biāo)導(dǎo)航目標(biāo)導(dǎo)航1.通過類比，說明細胞膜是系統(tǒng)的邊界。2.通過實例了解細胞膜的主要功能，了解細胞膜出現(xiàn)的必要意義。3.分析對細胞膜成分的探索歷程，提升科學(xué)思維能力。知識精講知識精講知識點01細胞膜的功能1.細胞膜將細胞與外界環(huán)境分隔開，保障了細胞內(nèi)部環(huán)境的相對穩(wěn)定。2.細胞膜控制物質(zhì)進出細胞，一般來說，細胞需要的營養(yǎng)物質(zhì)可以從外界進入細胞；細胞不需要的物質(zhì)不容易進入細胞。3.進行細胞間信息交流多細胞生物體內(nèi)，各個細胞功能的協(xié)調(diào)依賴于物質(zhì)和能量的交換，也有賴于信息的交流。圖例信息交流方式示例[a]內(nèi)分泌細胞分泌的[c]激素隨血液到達全身各處，與[b]靶細胞膜表面的[d]受體結(jié)合，將信息傳遞給[b]靶細胞。胰島細胞分泌胰島素，隨血液運輸?shù)礁闻K細胞，與肝臟細胞膜上的胰島素受體結(jié)合，將信息傳遞給肝細胞。相鄰兩個細胞的細胞膜接觸，信息（[f]信號分子）從一個細胞（[e]發(fā)出信號的細胞）傳遞給另一個細胞。精子和卵細胞之間的識別與結(jié)合。相鄰兩個細胞之間形成通道，攜帶信息的物質(zhì)通過通道進入另一個細胞。高等植物細胞之間通過胞間連絲相互連接，進行信息交流?！疽族e提醒】①細胞是最基本的生命系統(tǒng)結(jié)構(gòu)層次，細胞膜是細胞的系統(tǒng)邊界，對于植物細胞來說，細胞壁不是細胞邊界，細胞膜是細胞的邊界。②細胞膜的控制作用是相對的，對細胞有害的物質(zhì)有可能進入，有些病毒、病菌也可能侵入細胞。③用臺盼藍染色，臺盼藍為細胞不需要的物質(zhì)，活細胞不吸收，死細胞膜失去了活性，喪失控制物質(zhì)進出細胞的功能，臺盼藍進入細胞，細胞才會被染成藍色。【知識拓展】①細胞壁的主要成分：植物-纖維素和果膠；細菌-肽聚糖；真菌-幾丁質(zhì)。②主要功能：保護，支持，植物細胞壁對于植物體起著骨架的作用，以維持細胞的正常形態(tài)。知識點02對細胞膜成分的探索1.歐文頓實驗1895年，歐文頓實驗發(fā)現(xiàn)細胞膜對不同物質(zhì)的通透性不一樣：溶于脂質(zhì)的物質(zhì)，容易穿過細胞膜；不溶于脂質(zhì)的物質(zhì)，不容易穿過細胞膜。據(jù)此推測：細胞膜是由脂質(zhì)組成的。（2）戈特和格倫德爾實驗1925年，戈特和格倫德爾用丙酮從人的紅細胞中提取脂質(zhì)，在空氣—水界面上鋪展成單分子層，測得單層分子的面積恰為紅細胞表面積的2倍。他們由此推斷：細胞膜中的磷脂分子必然排列為連續(xù)的兩層。（3）丹尼利和戴維森實驗1935年，丹尼利和戴維森他們發(fā)現(xiàn)細胞的表面張力明顯低于油—水界面的表面張力。因此推測細胞膜除含脂質(zhì)分子外，可能還附有蛋白質(zhì)。能力拓展能力拓展考法01細胞膜控制物質(zhì)進出細胞細胞膜控制物質(zhì)進出細胞的普遍性和相對性。1.細胞膜控制物質(zhì)進出細胞的普遍性體現(xiàn)在：①細胞需要的營養(yǎng)物質(zhì)如水、無機鹽、氨基酸、葡萄糖等可以從外界進入細胞；細胞不需要的物質(zhì)不容易進入細胞。②細胞產(chǎn)生的廢物可以通過細胞膜排到細胞外；抗體、激素等物質(zhì)在細胞內(nèi)合成后，分泌到細胞外，細胞內(nèi)有用的成分不會流失到細胞外。2.細胞膜控制物質(zhì)進出細胞的相對性指：有些對細胞沒用甚至有害的物質(zhì)有可能進入細胞，如有些病毒、病菌也能進入細胞，使生物體患病?！疽族e警示】細胞膜的控制作用是相對的，環(huán)境中一些對細胞有害的物質(zhì)也有可能進入細胞，某些病毒、病菌也能侵入細胞，使生物體患病。【典例1】下列關(guān)于細胞膜控制物質(zhì)進出這一功能的敘述中,錯誤的是（）A．對細胞有害的物質(zhì)不能進入細胞B．細胞對物質(zhì)的控制作用是相對的C．細胞內(nèi)合成抗體分泌到細胞外D．細胞產(chǎn)生的代謝廢物排出細胞外【答案】A【解析】細胞膜可以控制物質(zhì)進出細胞，細胞需要的營養(yǎng)物質(zhì)可以從外界進入細胞，細胞對物質(zhì)的控制作用是相對的，環(huán)境中一些對細胞有害的物質(zhì)有可能進入細胞，有些病毒、病菌也能侵入細胞，A錯誤、B正確；抗體、激素等大分子物質(zhì)在細胞內(nèi)合成后，通過胞吐作用分泌到細胞外，C正確；細胞產(chǎn)生的廢物排出細胞外，D正確?？挤?2細胞間的信息交流方式1.細胞分泌的化學(xué)物質(zhì)（如激素，神經(jīng)遞質(zhì)），隨體液（如血液）到達全身各處，與靶細胞的細胞膜表面的受體結(jié)合，將信息傳遞給靶細胞。這是高等動物和人最常見的信息交流方式，如體液調(diào)節(jié)和神經(jīng)調(diào)節(jié)通過信息分子作用于靶細胞，通過細胞膜上的受體完成信息交流。如下圖所示：2.相鄰兩個細胞的細胞膜接觸，信息從一個細胞傳遞給另一個細胞。

如精子和卵細胞之間的識別和結(jié)合。如下圖所示：3.相鄰兩個細胞之間形成通道，攜帶信息的物質(zhì)通過通道進入另一個細胞。如高等植物細胞之間通過胞間連絲相互連接，也有信息交流的作用。胞間連絲貫穿兩個相鄰的植物細胞的細胞壁，并連接兩個原生質(zhì)體的胞質(zhì)絲。它們使相鄰細胞的原生質(zhì)連通，是植物物質(zhì)運輸、信息傳導(dǎo)的特有結(jié)構(gòu)。如下圖所示：【典例2】如圖表示細胞間信息交流的三種方式，敘述不正確的是（）

A．圖C中植物細胞依靠胞間連絲交流信息，但不能進行物質(zhì)交換B．精子和卵細胞受精時要發(fā)生圖B所示的信息交流方式C．圖A、圖B中靶細胞表面上的受體與信號分子結(jié)合，從而接受信息D．胰島素調(diào)節(jié)過程中，信息交流方式與圖A所示相同【答案】A【解析】高等植物細胞間通過胞間連絲進行信息交流，也可以交換某些物質(zhì)，A錯誤；精子和卵細胞依靠膜上糖蛋白的識別，靠細胞與細胞的直接接觸進行信息傳遞，B正確；圖A中信息分子通過血液到達全身各處，與靶細胞表面上的受體結(jié)合，圖B相鄰兩個細胞的靶細胞上的受體直接與另一個細胞發(fā)出信號分子結(jié)合，從而接信息，C正確；內(nèi)分泌細胞胰島B細胞分泌的化學(xué)物質(zhì)胰島素隨血液流到全身各處，與靶細胞表面的受體結(jié)合進行信息傳遞，如圖A、D正確?？挤?3構(gòu)成細胞膜的成分科學(xué)家在進行細胞膜化學(xué)成分分析時，常采用哺乳動物或人的紅細胞作為實驗材料。將其特殊處理使細胞破裂發(fā)生溶血現(xiàn)象，一些物質(zhì)溶出，再將溶出細胞外的物質(zhì)洗掉，即可得到純凈的細胞膜?！镜淅?】某研究性學(xué)習(xí)小組欲研究細胞膜的結(jié)構(gòu)和成分，如果你是課題組成員，請你設(shè)計一個簡易實驗制備較純凈的細胞膜，并對其成分進行鑒定。（1）選用的最好材料是___________，其原因是_______________。（2）在制得的膜成分中加入雙縮脲試劑，如果產(chǎn)生_________反應(yīng)，即可證明細胞膜成分中含有_________。（3）研究發(fā)現(xiàn)，脂溶性物質(zhì)容易透過細胞膜，非脂溶性物質(zhì)透過細胞膜十分困難，這表明組成細胞膜的主要成分中是_________。（4）該實驗表明，組成細胞膜的主要成分有______________?！敬鸢浮浚?）哺乳動物成熟的紅細胞沒有細胞核和具膜結(jié)構(gòu)的細胞器，容易獲得較為純凈的細胞膜放在蒸餾水中讓其吸水漲破（2）紫色蛋白質(zhì)（3）脂質(zhì)（4）脂質(zhì)和蛋白質(zhì)【解析】（1）哺乳動物成熟的紅細胞，沒有細胞核和具膜結(jié)構(gòu)的細胞器，可制備純凈的細胞膜。（2）蛋白質(zhì)遇雙縮脲試劑呈現(xiàn)紫色，依據(jù)此原理可以鑒別細胞膜成分中有無蛋白質(zhì)。（3）根據(jù)相似相溶原理，脂溶性物質(zhì)容易通過細胞膜，非脂溶性物質(zhì)透過細胞膜十分困難，說明組成細胞膜的主要成分中有脂質(zhì)。（4）上述兩個實驗表明組成細胞膜的主要成分有脂質(zhì)和蛋白質(zhì)。分層提分分層提分題組A基礎(chǔ)過關(guān)練1．“江村垂柳綿，白鷺上長天。裊裊炊煙軟，徐徐落日圓?！痹娭械牧鴺淙~細胞和白鷺肌肉細胞的邊界分別是（）A．細胞膜和細胞壁 B．細胞壁和細胞膜 C．細胞膜和細胞膜 D．細胞壁和細胞壁2．用臺盼藍對細胞染色，被染成藍色的是死細胞，不著色的是活細胞。做出以上判斷主要是依據(jù)細胞膜的哪種功能（）A．將細胞與外界環(huán)境分隔開 B．控制物質(zhì)進出細胞C．控制細胞的代謝和遺傳 D．實現(xiàn)細胞與外界環(huán)境的能量轉(zhuǎn)換3．以下實驗體現(xiàn)了細胞膜具有哪項功能（）A．將細胞與外界環(huán)境隔開B．細胞代謝的主要場所C．進行細胞間的信息交流D．控制物質(zhì)進出細胞4．在哺乳動物的受精過程中，精子能夠與卵細胞相互識別，精子將其頭部鉆入卵細胞中，與卵細胞發(fā)生結(jié)合。這一現(xiàn)象體現(xiàn)出細胞膜能夠（）A．保障細胞內(nèi)部環(huán)境的相對穩(wěn)定 B．控制物質(zhì)進出細胞C．使卵細胞攝入所需要的精子 D．進行細胞間的信息交流5．作為系統(tǒng)的邊界，細胞質(zhì)膜在細胞的生命活動中有多種功能。下圖主要表示了細胞質(zhì)膜的何種功能（）

A．將細胞與外界環(huán)境分開 B．控制物質(zhì)進出細胞C．進行細胞間信息交流 D．促進物質(zhì)的運輸6．高等植物細胞之間是通過什么結(jié)構(gòu)相互連接以實現(xiàn)信息交流的（）A．細胞膜B．兩個細胞的細胞膜接觸C．細胞壁 D．胞間連絲題組B能力提升練7．在處理污水時，人們設(shè)計出一種膜結(jié)構(gòu)，有選擇地將有毒重金屬離子阻擋在膜的一側(cè)，以降低有毒重金屬離子對水的污染。這是試圖模擬細胞膜的()A．將細胞與外界環(huán)境分隔開的功能 B．控制物質(zhì)進出細胞的功能C．進行細胞間信息交流的功能 D．具有免疫作用的功能8．作為系統(tǒng)的邊界，細胞膜在細胞的生命活動中具有重要作用。下列相關(guān)敘述正確的是（）A．細胞膜保證了對細胞有害的物質(zhì)都不能進入細胞B．細胞膜上的受體是細胞間進行信息交流的必需結(jié)構(gòu)C．細胞膜將細胞與外界環(huán)境分隔開D．動物細胞放在清水環(huán)境中會吸水脹破，這說明細胞膜不能控制水的進出9．如圖表示細胞間進行信息交流的一種方式，下列有關(guān)敘述錯誤的是（）A．圖中b表示細胞膜上的信號分子B．圖中乙表示靶細胞C．圖中a表示信號分子（如激素）D．圖中反映了細胞膜具有細胞間信息交流的功能10.細胞與細胞之間、細胞與其他分子之間，存在一種互相聯(lián)絡(luò)用的“文字”或“語言”，下列最可能體現(xiàn)這一功能的是（）A．組成細胞膜的膽固醇 B．組成細胞膜的糖蛋白C．組成細胞膜的磷脂分子 D．組成細胞膜的氨基酸分子11.下圖是細胞間的3種信息交流方式，請據(jù)圖分析回答下列問題。（1）圖A表示通過細胞分泌的化學(xué)物質(zhì)，隨①____________到達全身各處，與靶細胞表面的②________結(jié)合，將信息傳遞給靶細胞。（2）通過相鄰兩細胞的_______接觸，使信息從一個細胞傳遞給另一個細胞，圖______所示的信息交流方式就屬于這種情況。如精子和卵細胞之間的______和結(jié)合。（3）圖中③表示____________________。（4）圖C表示相鄰兩植物細胞之間形成________，攜帶信息的物質(zhì)從一個細胞傳遞給另一個細胞，圖中④表示____________。（5）在多細胞生物體內(nèi)，各個細胞之間都維持功能的協(xié)調(diào)，才能使生物體健康地生存。這種協(xié)調(diào)性的實現(xiàn)不僅依賴于物質(zhì)和能量的交換，也依賴于細胞間的_________，這種交流大多與______________的結(jié)構(gòu)和功能有關(guān)。（6）植物細胞最外層的結(jié)構(gòu)是_________，其主要成分是_________________，該結(jié)構(gòu)對植物細胞有_________________作用。12.紅細胞溶血是指紅細胞破裂后，血紅蛋白滲出的現(xiàn)象?？蒲腥藛T將人的紅細胞分別置于蒸餾水和幾種等滲溶液中，測定紅細胞溶血所需的時間，實驗結(jié)果如下圖所示。（1）紅細胞膜主要由_______________________構(gòu)成，具有將細胞與外界環(huán)境分隔開、進行細胞間的___________________和控制物質(zhì)出入細胞的功能。（2）由實驗結(jié)果可知，人的紅細胞在________中發(fā)生溶血所需時間最短。在氯化銨溶液中的溶血時間明顯長于甘油、乙醇、丙酮三種溶液，說明________（脂溶性/水溶性）分子更容易通過細胞膜。甘油、乙醇、丙酮進入紅細胞的速度大小關(guān)系為___________________________。題組C培優(yōu)拔尖練13.（2017·全國高考真題）細胞間信息交流的方式有多種。在晡乳動物卵巢細胞分泌的雌激素作用于乳腺細胞的過程中，以及精子進卵細胞的過程中，細胞間信息交流的實現(xiàn)分別依賴于（）A．血液運輸，突觸傳遞B．淋巴運輸，突觸傳遞C．淋巴運輸胞間連絲傳遞D．血液運輸，細胞間直接接觸14.如圖表示細胞間信息交流的兩種方式，下列相關(guān)說法不正確的是（）A．①是與膜結(jié)合的信號分子，②是膜上接收信號的受體B．A細胞是發(fā)出信號的細胞，B細胞是接收信號的細胞C．高等植物細胞之間有不同于圖中所示的信息交流方式D．細胞與細胞之間的信息交流都必須依賴于膜上的受體15.下列關(guān)于細胞膜控制物質(zhì)進出細胞的功能的表述中，不正確的是（）A．細胞需要的營養(yǎng)物質(zhì)可以從外界進入細胞B．細胞合成的物質(zhì)如抗體、激素等可以分泌到細胞外C．細胞內(nèi)的核酸等重要成分不會流失到細胞外D．環(huán)境中對細胞有害的物質(zhì)不能進入細胞16.（2021·河南高二期末）下面是某生物興趣小組的一個問題探究實例，請將所探究的結(jié)論補充完整。材料分析1925年，高特和戈來格爾用丙酮提取出紅細胞膜上的磷脂，并將它在空氣和水界面上鋪成單分子層，發(fā)現(xiàn)這個單分子層的面積相當(dāng)于原來紅細胞表面積的2倍。據(jù)此，得出了細胞膜是由連續(xù)的兩層磷脂分子組成的推論。提出問題細胞膜上的磷脂分子應(yīng)該怎么排列呢?背景知識磷脂分子的頭部親水，尾部疏水（如下圖中的圖1所示）。探究1如果把一滴油滴在水面上，形成“油—水”界面，“油—水”界面上磷脂分子的排列是什么樣的呢?結(jié)果