第2課時(shí)細(xì)胞質(zhì)膜將細(xì)胞與外界環(huán)境分開(kāi)

【課標(biāo)要求】概述細(xì)胞都由細(xì)胞質(zhì)膜包裹，細(xì)胞質(zhì)膜將細(xì)胞與其生活環(huán)境分開(kāi)，能控制物質(zhì)進(jìn)

出，并參與細(xì)胞間的信息交流。

■梳理歸納夯實(shí)必備知識(shí)

1.細(xì)胞質(zhì)膜的成分

(1)細(xì)胞質(zhì)膜成分的探索

科學(xué)家實(shí)驗(yàn)方法或現(xiàn)象實(shí)驗(yàn)結(jié)論

溶于脂質(zhì)的物質(zhì)，容易穿過(guò)細(xì)胞質(zhì)膜；不溶于脂質(zhì)的證明細(xì)胞質(zhì)膜是由

歐文頓

物質(zhì)，不容易穿過(guò)細(xì)胞質(zhì)膜脂質(zhì)構(gòu)成的

戈特和格用內(nèi)酮提取紅細(xì)胞質(zhì)膜，結(jié)果脂質(zhì)在水面上鋪成單分證明脂質(zhì)呈雙分子

倫德?tīng)栕訉樱涿娣e大約為紅細(xì)胞表面積的1倍層排布

細(xì)胞質(zhì)膜的表面張力明顯低于“油一水”界面的表面認(rèn)為細(xì)胞質(zhì)膜中應(yīng)

—

張力含有蛋白質(zhì)成分

I思維發(fā)散】不同動(dòng)物的紅細(xì)胞比較

邈■儲(chǔ)存血紅蛋白，運(yùn)輸O,

結(jié)構(gòu)無(wú)細(xì)胞核，無(wú)各種細(xì)胞器，高度分

一化，不再分裂

/滲透吸水、失水實(shí)驗(yàn)

哺乳實(shí)驗(yàn)用丙酮提取其磷脂分子鋪展于水

動(dòng)物

不I面上，探知磷脂分子在膜中呈理

同蝮分布

動(dòng)紅細(xì)

物胞

呼吸只進(jìn)行產(chǎn)乳酸的無(wú)氧呼吸,不產(chǎn)

的

紅生co?

細(xì)

胞.因基因突變可導(dǎo)致血紅蛋白異常,

從而表現(xiàn)出鐮狀細(xì)胞貧血

疾病

因缺Fe?+可導(dǎo)致血紅蛋白減少，

表現(xiàn)為缺鐵性貧血，進(jìn)而導(dǎo)致運(yùn)

.輸。2不足，出現(xiàn)乳酸中毒

妹的紅細(xì)胞有細(xì)胞核，可通過(guò)無(wú)絲攵裂進(jìn)行增殖

維有較大細(xì)胞核，及各種細(xì)胞器

雞的(線粒體尤為豐富)

紅細(xì)胞生號(hào)可用于粗提取DNA

（2）細(xì)胞質(zhì)膜成分組成

I-脂質(zhì)：主要是磷脂,動(dòng)物細(xì)胞膜還有膽固醇

C蛋白質(zhì)：在細(xì)胞質(zhì)膜行使功能時(shí)起重要作

成

一-用，功能越復(fù)雜的細(xì)胞質(zhì)膜，蛋白質(zhì)的秋

分

類(lèi)和數(shù)量越多

糖類(lèi)（少量）：與蛋白質(zhì)（脂質(zhì)）結(jié)合形成

糖蛋白（糖脂）

【拓展延伸】磷脂是一種由甘油、脂肪酸、磷酸及其衍生物組成的分子，磷酸“頭部”是親

水的，兩個(gè)脂肪酸一端為疏水的“尾”部。

磷脂分子的結(jié)構(gòu)如下圖：

]親水

[“頭”部

\、疏水

JJ“尾”部

2.細(xì)胞質(zhì)膜的結(jié)構(gòu)

（1）對(duì)細(xì)胞質(zhì)膜結(jié)構(gòu)的探索（連線）

實(shí)例（實(shí)驗(yàn)）結(jié)論（假說(shuō)）

①用丙酮提取紅細(xì)胞a.脂質(zhì)分子呈雙分子

質(zhì)膜，在水面上鋪成層排布

單分子層，測(cè)得其面

積恰是紅細(xì)胞表面積

的2倍

②小鼠細(xì)胞與人細(xì)胞b.提出流動(dòng)鑲嵌模型

融合實(shí)驗(yàn)以及相關(guān)的'

其他實(shí)驗(yàn)證據(jù)

③1972年,辛格和尼科＜、.細(xì)胞質(zhì)膜具有一定

爾森不斷觀察和實(shí)驗(yàn)的流動(dòng)性

④1959年，羅伯特森d.細(xì)胞質(zhì)膜為脂質(zhì)雙

通過(guò)電子顯微鏡觀察「分子層的“單位膜模

發(fā)現(xiàn)細(xì)胞質(zhì)膜顯示“暗型“

一明一暗”三條帶

（2）流動(dòng)鑲嵌模型示意圖

糖蛋門(mén)

糖類(lèi)磷脂雙分子層：構(gòu)

成膜的基本支架

蛋門(mén)質(zhì)分子:

行使膜的主要

功能

-教材隱性知識(shí)?

源于必修1P42“正文部分”：細(xì)胞質(zhì)膜外表面糖類(lèi)分子與蛋白質(zhì)結(jié)合形成糖蛋白,與脂

質(zhì)結(jié)合形成糖脂,其與細(xì)胞表面的識(shí)別、細(xì)胞間的信息傳遞等功能有關(guān)。

（3）細(xì)胞質(zhì)膜的結(jié)構(gòu)和功能特點(diǎn)

一四.?具有一定的流動(dòng)性

原因蛋白質(zhì)分子和磷脂分子具有一定的

*流動(dòng)性

實(shí)例質(zhì)壁分離、變形蟲(chóng)運(yùn)動(dòng)、胞吞和胞

一吐、細(xì)胞融合、白細(xì)胞的吞噬作用等

影響因素溫度：一定范圍內(nèi)，溫度升高，膜流

f動(dòng)性加快

內(nèi)容

具有選擇透過(guò)性

水分子、被選擇的離子和小分子可

以通過(guò)，大分子、不被選擇的離子

和小分子不能通過(guò)

遺傳性?一載體的種類(lèi)和數(shù)量

-----?選擇性

3.細(xì)胞質(zhì)膜的功能

將細(xì)胞與外界環(huán)境分隔開(kāi),維持細(xì)胞內(nèi)部環(huán)境

的相對(duì)穩(wěn)定

進(jìn)

被動(dòng)1化學(xué)物質(zhì)傳遞

控制(行

細(xì)

運(yùn)

輸（如激素）

細(xì)

細(xì)胞胞

胞

質(zhì)

與.周間通道傳遞

膜類(lèi)

痼環(huán)(的,（如胞間連絲）

信

功型

境的

息

I2能

?接觸傳遞（如精卵

二

物質(zhì)交

流結(jié)合

I交換

?教材隱性知識(shí)

必修1P43“旁欄問(wèn)題及問(wèn)題與討論”：靶細(xì)胞是能識(shí)別信號(hào)分子，并與之特異性結(jié)合而

產(chǎn)生某種生物效應(yīng)的細(xì)胞。靶細(xì)胞細(xì)胞質(zhì)膜表面一般有接受信號(hào)分子的受林，信號(hào)分子種類(lèi)

很多，包括各種激素、細(xì)胞因子等。如甲狀腺激素、腎上腺素、生長(zhǎng)激素、胰島素的靶細(xì)胞

幾乎是全身所有細(xì)胞，而胰高血糖素的靶細(xì)胞主要是肝臟細(xì)胞，抗利尿激素的靶細(xì)胞是腎小

管、集合管細(xì)胞。

4.植物細(xì)胞的細(xì)胞壁（不是植物細(xì)胞“系統(tǒng)的邊界”）

成分主要是多糖（纖維索和果膠）

剖析合成場(chǎng)所與高爾基體有關(guān)

植物

-去除方法酶解法（纖維素酶和果膠酶）

細(xì)胞一

的細(xì)功能維持細(xì)胞形態(tài)，保護(hù)細(xì)胞內(nèi)

胞壁部結(jié)構(gòu)

特性全透性

提醒不同生物細(xì)胞壁的主要成分不同，植物細(xì)胞壁的主要成分是纖維素和果膠，細(xì)菌細(xì)胞

壁的主要成分有肽聚糖、磷壁酸、脂質(zhì)和蛋白質(zhì)，而真菌細(xì)胞壁的主要成分是包，還有少

量的蛋白質(zhì)和脂質(zhì)。溶菌酶可以水解肽聚糖而不能水解多糖，所以溶菌酶能殺死細(xì)菌，卻對(duì)

真菌基本沒(méi)作用。

■考向突破強(qiáng)化關(guān)鍵能力

考向一細(xì)胞質(zhì)膜的成分、結(jié)構(gòu)和功能

1.人肺上皮細(xì)胞的細(xì)胞質(zhì)膜上有與新冠病毒結(jié)合的蛋白受體。研究人員將此細(xì)胞質(zhì)膜套在納

米粒子（一種可降解的高分子有機(jī)物）外，研制出一種可以“吸走”新冠病毒的細(xì)胞納米海綿。

實(shí)驗(yàn)顯示新冠病毒無(wú)法區(qū)分細(xì)胞納米海綿和人肺上皮細(xì)胞。這一結(jié)果體現(xiàn)細(xì)胞質(zhì)膜具有

（）

A.流動(dòng)性B.選擇透過(guò)性

C.屏障作用D.信息交流作用

答案D

2.膜蛋白是細(xì)胞質(zhì)膜的重要組成部分，下圖所示為質(zhì)膜上各種蛋白及其功能。下列相關(guān)敘述

不正確的是（）

A.跨膜蛋白的疏水區(qū)和親水區(qū)分別位于磷脂雙分子層內(nèi)部和兩側(cè)

B.載體協(xié)助各種物質(zhì)進(jìn)出細(xì)胞，此過(guò)程均需消耗能量

C.膜蛋白的種類(lèi)和含量決定了細(xì)胞質(zhì)膜功能的復(fù)雜程度

D.受體能結(jié)合某些激素分子實(shí)現(xiàn)細(xì)胞間的信息交流

答案B

解析協(xié)助擴(kuò)散也需要載體的協(xié)助，不需要消耗能量，B錯(cuò)誤。

【歸納總結(jié)】?？嫉摹澳さ鞍住?/p>

五

種

膜

蛋

白

用于細(xì)胞與細(xì)胞間相互識(shí)別的糖

識(shí)別蛋白

蛋白（如精卵細(xì)胞間的識(shí)別、免

疫細(xì)胞對(duì)抗原的特異性識(shí)別等）

3.（多選）近年來(lái)，科研人員對(duì)多種細(xì)胞質(zhì)膜結(jié)構(gòu)進(jìn)行了系統(tǒng)深入研究，統(tǒng)一了多種模型觀點(diǎn),

闡明細(xì)胞質(zhì)膜的多種特征，如磷脂雙分子層結(jié)構(gòu)、流動(dòng)鑲嵌性、內(nèi)外膜非對(duì)稱(chēng)性、不同功能

細(xì)胞質(zhì)膜的差異性等。下圖為科研人員提出的哺乳動(dòng)物組織的細(xì)胞質(zhì)膜模型，研究發(fā)現(xiàn)，哺

乳動(dòng)物有核組織細(xì)胞質(zhì)膜外多了一層致密的蛋白層，而細(xì)胞質(zhì)膜內(nèi)側(cè)相對(duì)粗糙，下列相關(guān)敘

述正確的是（）

A.圖中③為該模型的基本支架，具有一定的流動(dòng)性

B.圖中a側(cè)為細(xì)胞質(zhì)膜的外側(cè)，該側(cè)還應(yīng)該含有糖類(lèi)分子

C.圖中①為通道蛋白，是部分離子和小分子物質(zhì)自由進(jìn)出細(xì)胞的通道

D.哺乳動(dòng)物有核組織的細(xì)胞質(zhì)膜與紅細(xì)胞質(zhì)膜在結(jié)構(gòu)上可能存在差異

答案ABD

解析細(xì)胞質(zhì)膜具有選擇透過(guò)性，離子和小分子物質(zhì)不能自由進(jìn)出細(xì)胞，C錯(cuò)誤。

考向二細(xì)胞質(zhì)膜的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和功能特性

4.光脫色恢復(fù)技術(shù)是細(xì)胞學(xué)上研究膜蛋白或膜的特性的基本實(shí)驗(yàn)技術(shù)之一。用熒光素標(biāo)記細(xì)

胞質(zhì)膜蛋白或膜脂，然后用激光束照射細(xì)胞表面某一區(qū)域，使被照射區(qū)的熒光淬滅變暗形成

一個(gè)漂白斑。一段時(shí)間后，淬滅區(qū)域的亮度逐漸增加，最后恢復(fù)到與周?chē)臒晒鈴?qiáng)度相等。

下列相關(guān)說(shuō)法錯(cuò)誤的是（）

A.該技術(shù)與熒光標(biāo)記的人一鼠細(xì)胞融合實(shí)驗(yàn)都能證明細(xì)胞質(zhì)膜具有一定的流動(dòng)性

B.根據(jù)熒光恢復(fù)的速度可以推算出細(xì)胞質(zhì)膜蛋白擴(kuò)散速度，且改變溫度，不會(huì)影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果

C.若用藥物抑制細(xì)胞能量轉(zhuǎn)換而對(duì)熒光恢復(fù)速度沒(méi)有影響，則說(shuō)明細(xì)胞質(zhì)膜蛋白的運(yùn)動(dòng)不

需要細(xì)胞代謝提供能量

D.若用熒光抗體標(biāo)記特異的細(xì)胞質(zhì)膜蛋白，則有的漂白斑可以恢復(fù)亮度，有的不能

答案B

5.下圖為細(xì)胞質(zhì)膜上承擔(dān)物質(zhì)運(yùn)輸?shù)膬深?lèi)蛋白質(zhì)及其功能示意圖。兩類(lèi)蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)或功能的

不同是（）

鉀通道

A.氨基酸種類(lèi)、數(shù)目、排列順序

B.結(jié)構(gòu)貫穿細(xì)胞質(zhì)膜內(nèi)外

C.進(jìn)行離子的跨膜運(yùn)輸

D.具有選擇透過(guò)性

答案A

解析從題圖中得出，二者均為貫穿膜內(nèi)外的蛋白，B不符合題意；鈉鉀泵運(yùn)輸鈉、鉀離子,

鉀通道運(yùn)輸鉀離子，均可進(jìn)行離子跨膜運(yùn)輸，C不符合題意：二者均只能運(yùn)輸特定離子，體

現(xiàn)了選擇透過(guò)性，D不符合題意。

重溫高考真題演練

1.（2021?浙江6月選考，4改編）細(xì)胞質(zhì)膜的流動(dòng)鑲嵌模型如圖所示。下列敘述正確的是（）

A.磷脂和糖脂分子形成的磷脂雙分子層是完全對(duì)稱(chēng)的

B.膽固醇鑲嵌或貫穿在膜中利于增強(qiáng)膜的流動(dòng)性

C.物質(zhì)進(jìn)出細(xì)胞方式中的被動(dòng)運(yùn)輸過(guò)程與膜蛋白無(wú)關(guān)

D.有些膜蛋白能識(shí)別并接受來(lái)自細(xì)胞內(nèi)外的化學(xué)信號(hào)

答案D

解析磷脂雙分子層不包括膜蛋白，是在有水的環(huán)境中自發(fā)形成的，由磷脂分子的物理性質(zhì)

和化學(xué)性質(zhì)決定的，但具有識(shí)別作用的糖脂分子只分布在細(xì)胞質(zhì)膜的外側(cè)，故磷脂雙分子層

是不完全對(duì)稱(chēng)的，A錯(cuò)誤；磷脂的尾部與膽固醇一起存在于磷脂雙分子層的內(nèi)部，而非鑲嵌

或貫穿在膜中，且由于膽固醇是“剛性的”，會(huì)限制膜的流動(dòng)性，B錯(cuò)誤；物質(zhì)進(jìn)出細(xì)胞方

式中的被動(dòng)運(yùn)輸包括簡(jiǎn)單擴(kuò)散和協(xié)助擴(kuò)散，其中協(xié)助擴(kuò)散需要通道蛋白或載體蛋白，即與膜

蛋白有關(guān)，C錯(cuò)誤。

2.（2018?天津，3）生物膜上不同類(lèi)型的蛋白質(zhì)行使不同的功能。下表中依據(jù)膜蛋白功能，對(duì)

其類(lèi)型判斷錯(cuò)誤的是（）

選項(xiàng)膜蛋白的位置、功能膜蛋白的類(lèi)型

A位于突觸后膜，識(shí)別并結(jié)合神經(jīng)遞質(zhì)受體

B位于靶細(xì)胞質(zhì)膜，識(shí)別并結(jié)合激素載體

C位于類(lèi)囊體膜，催化ATP合成酶

D位于癌細(xì)胞質(zhì)膜，引起特異性免疫抗原

答案B

解析膜蛋白的功能多種多樣，位于突觸后膜上的受體可識(shí)別并結(jié)合神經(jīng)遞質(zhì)；位于靶細(xì)胞

質(zhì)膜上的受體可以識(shí)別并結(jié)合激素；位于類(lèi)囊體膜上的酶可以催化ATP的合成；位于癌細(xì)胞

質(zhì)膜上的抗原可以引發(fā)機(jī)體產(chǎn)生特異性免疫。

3.（2016?全國(guó)ΠI,1）下列有關(guān)細(xì)胞質(zhì)膜的敘述，正確的是（）

A.細(xì)胞質(zhì)膜兩側(cè)的離子濃度差是通過(guò)簡(jiǎn)單擴(kuò)散實(shí)現(xiàn)的

B.細(xì)胞質(zhì)膜與線粒體膜、核膜中所含蛋白質(zhì)的功能相同

C.分泌蛋白分泌到細(xì)胞外的過(guò)程存在膜脂的流動(dòng)現(xiàn)象

D.膜中的磷脂分子是由膽固醇、脂肪酸和磷酸組成的

答案C

解析主動(dòng)運(yùn)輸可以使離子從低濃度一側(cè)向高濃度一側(cè)運(yùn)輸，以保證活細(xì)胞能夠按照生命活

動(dòng)的需要，主動(dòng)選擇吸收所需要的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，排出代謝廢物和對(duì)細(xì)胞有害的物質(zhì)，所以細(xì)胞

質(zhì)膜兩側(cè)的離子濃度差是通過(guò)主動(dòng)運(yùn)輸實(shí)現(xiàn)的，A項(xiàng)錯(cuò)誤；細(xì)胞質(zhì)膜與線粒體膜、核膜中所

含蛋白質(zhì)的功能不完全相同，例如細(xì)胞質(zhì)膜上有糖蛋白，線粒體膜上有與有氧呼吸有關(guān)的酶

等，B項(xiàng)錯(cuò)誤；膜中的磷脂分子是由甘油、脂肪酸和磷酸等組成的，膽固醇屬于固醇類(lèi)物質(zhì)，

固醇與磷脂都屬于脂質(zhì)，D項(xiàng)錯(cuò)誤。

4.（多選）（2021?遼寧，18）肝癌細(xì)胞中的M2型丙酮酸激酶（PKM2）可通過(guò)微囊泡的形式分泌，

如下圖所示。微囊泡被單核細(xì)胞攝取后，PKM2進(jìn)入單核細(xì)胞內(nèi)既可催化細(xì)