人教版 (2019)必修1《分子与细胞》第1节 细胞膜的结构和功能课后复习题

3.1  细胞膜的结构和功能  

知识点(一)  细胞膜的功能

1．将细胞与外界环境分隔开

细胞膜将生命物质与外界环境分隔开，使细胞成为相对独立的系统，保障了细胞内部环境的相对稳定。

2．控制物质进出细胞

3．进行细胞间的信息交流

(1)通过化学物质交流，如激素的作用。

(2)通过细胞膜相互接触交流，如精子和卵细胞之间的识别和结合。

(3)通过通道交流，如高等植物细胞的胞间连丝。

知识点(二)  对细胞膜成分和结构的探索

1．对细胞膜成分的探索

(1)探索过程

(2)各成分的比例及功能

①脂质(约占50%)

②蛋白质(约占40%)：与细胞膜的功能密切相关，蛋白质的种类和数量越多，细胞膜的功能越复杂。

③糖类(2%～10%)：与脂质或蛋白质结合。

2．对细胞膜结构的探索

(1)提出暗—亮—暗的三层结构

①科学家：罗伯特森。

②模型假说

(2)对静态结构提出质疑：20世纪60年代以后，科学家对细胞膜是静态的观点提出质疑。

3．1970年荧光标记的细胞融合实验

知识点(三)  流动镶嵌模型的基本内容

1．发现者：辛格和尼科尔森。

2．流动镶嵌模型的基本内容

(1)化学组成：主要是磷脂分子和蛋白质分子。

(2)两种物质组成细胞膜的方式如图：

①图中a

②图中b

③图中c

3．细胞膜的结构特点：流动性。

4．细胞膜的功能特性：选择透过性。

培优第一阶——基础过关练

 1．细胞膜具有控制物质进出细胞的功能。下列有关这一功能的理解，错误的是(　　)

A．细胞需要的物质可以进入细胞

B．细胞不需要或对细胞有害的物质一般不能进入细胞

C．细胞中的成分如核酸等不会流失到细胞外

D．由于细胞膜的存在，致病的病毒、细菌等都不能进入细胞

【答案】D

【解析】细胞膜控制物质进出的功能表现在细胞需要的物质可以进入细胞，不需要的或对细胞有害的物质一般不能进入细胞，细胞内的核酸等重要成分不能流失到细胞外。但细胞膜控制物质进出的功能具有相对性，有些致病的病毒、细菌等也可能进入细胞。

2．如图表示各种细胞膜组成成分的含量，图示能说明的是(　　)

A．构成细胞膜的主要成分是蛋白质、脂质和糖类

B．细胞膜中脂质和蛋白质含量的变化与细胞膜的功能有关

C．细胞膜的功能越简单，所含蛋白质的数量越多

D．蛋白质在进行细胞间的信息交流中具有重要作用

【答案】B

【解析】构成细胞膜的成分有脂质、蛋白质和糖类，但脂质和蛋白质在膜成分中占的比例很大，是细胞膜的主要成分，A不符合题意；膜中脂质和蛋白质的含量不同与膜的功能有关，功能越复杂的细胞膜，蛋白质的种类和数量越多，B符合题意，C不符合题意；该图不能体现蛋白质在进行细胞间的信息交流中的作用，D不符合题意。

3．下列关于细胞膜结构的探索历程的说法，错误的是(　　)

A．最初通过对现象的推理分析得出细胞膜是由脂质组成的

B．三层结构模型认为细胞膜为静态的结构

C．流动镶嵌模型认为构成细胞膜的磷脂分子和大多数蛋白质分子可以运动

D．三层结构模型和流动镶嵌模型都认为蛋白质分子在膜中的分布是不均匀的

【答案】D

【解析】脂溶性物质更易通过细胞膜，由此推测细胞膜是由脂质组成的，A正确；罗伯特森认为生物膜由蛋白质—脂质—蛋白质三层结构组成，而且是静态的结构，B正确；流动镶嵌模型认为构成细胞膜的磷脂分子和大多数蛋白质分子可以运动，说明细胞膜具有一定的流动性，C正确；三层结构模型认为蛋白质在膜中的分布是均匀的、固定的，而流动镶嵌模型认为蛋白质分子在膜中的分布是不均匀的，D错误。

4．水溶性染色剂PI，能与核酸结合而使细胞核着色，可将其应用于细胞死活的鉴别。细胞浸泡于一定浓度的PI中，仅有死亡细胞的细胞核会被染色，活细胞则不着色，但将PI注射到活细胞后，该细胞核会着色，利用PI鉴别细胞的基本原理是(　　)

A．死细胞与活细胞的核酸结构不同

B．死细胞的核酸含量改变

C．活细胞的细胞膜阻止PI的进入

D．活细胞能分解染色剂PI

【答案】C

【解析】死细胞与活细胞的核酸结构是相同的，A不符合题意；死细胞核酸含量不变，B不符合题意；活细胞的细胞膜可以阻止对细胞有害的染色剂PI进入细胞，C符合题意；染色剂PI对活细胞来说是有害物质，细胞不会吸收，D不符合题意。

5．科学家发现了电压控制的钾通道，这些通道是负责K＋进出细胞的“看门”蛋白质，这一成果从另一侧面证明了细胞膜具有(　　)

A．免疫功能

B．识别功能

C．控制物质进出细胞的功能

D．进行细胞间的信息交流的功能

【答案】C

【解析】分析题意可知，K＋进出细胞需要借助蛋白质构成的专门通道，说明细胞膜具有控制物质进出细胞的功能，C正确。

  培优第二阶——拓展培优练

1．在处理污水时，人们设计出一种膜结构，有选择地将有毒重金属离子阻挡在膜的一侧，以降低有毒重金属离子对水的污染，这是试图模拟生物膜的(　　)

A．全透性功能 B．流动性功能

C．主动运输功能 D．选择透过性功能

【答案】D

【解析】人工膜有选择地将有毒重金属离子阻挡在膜的一侧，降低有毒重金属离子对水的污染，模拟细胞膜控制物质进出细胞的功能，体现了生物膜的功能特点——选择透过性，可以让水分子自由通过，选择吸收的离子和小分子也可以通过，而其他的离子、小分子和大分子则不能通过。

2．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．花粉和柱头细胞的细胞膜之间信号分子与受体的识别

C．花粉与柱头细胞间的胞间连丝

D．花粉与柱头细胞中核酸的一致性

【答案】B

【解析】花粉和柱头细胞的细胞膜含有特定的信号分子和受体，这样可以保证在植物的柱头上只有同种植物的花粉可以萌发，保证了物种的正常延续。

3．将一个细胞中的磷脂成分全部提取出来，并将其在空气—水界面上铺成单分子层，结果测得单分子层的表面积相当于原来细胞膜表面积的两倍。用下列细胞实验，与此结果最相符的是(　　)

A．人的肝细胞 B．蛙的红细胞

C．洋葱鳞片叶表皮细胞 D．大肠杆菌细胞

【答案】D

【解析】人的肝细胞、蛙的红细胞和洋葱鳞片叶表皮细胞均含有细胞器膜和核膜，将细胞中的所有磷脂提取出来，铺成单分子层的面积均大于细胞膜表面积的两倍，A、B、C错误；大肠杆菌属于原核细胞，只有细胞膜，没有其他膜结构，所以从中提取的磷脂分子铺成的单分子层的表面积相当于细胞膜表面积的两倍，D正确。

4．对玉米种子的实验处理和观察现象如下，该实验结果说明(　　)

A．细胞膜具有流动性

B．红墨水能自由进出玉米细胞

C．细胞膜具有全透性

D．活的细胞膜具有选择透过性

【答案】D

【解析】活细胞的细胞膜具有选择透过性，可以按照生命活动的需要有选择地吸收物质，红墨水不是细胞生长的必需物质，所以几乎不能通过活细胞膜进入胚细胞，胚细胞着色浅；而煮熟的胚细胞已经死亡，其细胞膜失去选择透过性变为全透性，红墨水进入细胞，所以胚细胞着色深。

5．生物体细胞内的膜具有一定的选择透过性，即水分子可以自由通过，细胞要选择吸收的离子和小分子也可以通过，而其他离子、小分子和大分子则不能通过。请根据以下所提供的条件探究细胞膜的选择透过性。

实验材料和用具：①新鲜的红色康乃馨，②烧杯，③玻璃铅笔，④质量分数为15%的盐酸，⑤清水，⑥量筒。

(1)简要说明膜的成分与选择透过性的关系。_____________________________________

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(2)康乃馨的红色部分是指细胞哪一结构？______________________________________

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(3)完善下列实验设计，验证膜具有选择透过性。

第一步：选两只大小相同的烧杯，用玻璃铅笔标上A和B。

第二步：___________________________________________________________________

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第三步：____________________________________________________________________

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结果预测：_________________________________________________________________

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原因分析：_________________________________________________________________

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(4)此实验体现的最主要的实验思想是什么？运用这一实验思想设计实验时应特别注意什么？从实验结果分析，此实验的关键是什么？_____________________________________

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(5)此实验主要验证了哪些膜的选择透过性？____________________________________

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【答案】(1)膜的选择透过性主要取决于膜的组成成分中的载体蛋白的种类和数量

(2)康乃馨红色部分是指液泡

(3)第二步：在A、B两只烧杯中，分别加入等量的15%的盐酸和清水

第三步：选等量的红色康乃馨花瓣，分别放入A、B两只烧杯中，经过一段时间后观察

结果预测：清水中的花瓣仍为红色，清水仍呈无色；盐酸中的花瓣红色逐渐变浅，而盐酸溶液变红

原因分析：盐酸对活细胞具有很强的伤害作用，它可以将细胞杀死使其丧失选择透过性，而清水对活细胞无伤害作用

(4)体现的最主要的实验思想为设计对照实验。在设计对照实验时，要特别注意遵循等量原则，即向烧杯中分别加入等量的盐酸和清水；选等量的康乃馨；处理相同时间。此实验的关键是用盐酸还是用清水处理康乃馨花瓣

(5)此实验主要验证了液泡膜和细胞膜的选择透过性

【解析】康乃馨的红色部分位于其细胞的液泡中，正常情况下其色素分子是不能透过细胞膜的，若用盐酸处理其细胞，则细胞膜的选择透过性将改变，这是实验设计的出发点。

  培优第三阶——高考沙场点兵

 1.（2021浙江高考）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脂双层是完全对称的

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转运过程与膜蛋白无关

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】 A、脂双层是指磷脂双分子层，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质膜的外侧，故脂双层是不完全对称的， A错误；B、磷脂的尾部与胆固醇一起存在于脂双层内部，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；C、物质进出细胞方式中的被动转运包括扩散、渗透和易化扩散，其中易化扩散需要载体蛋白，即与膜蛋白有关，C错误；D、有些膜蛋白起着细胞标志物的作用，能识别并接受来自细胞内外的化学信号，D正确。故选D。