3.1細(xì)胞膜的結(jié)構(gòu)和功能 2021-2022學(xué)年高一上學(xué)期生物人教版（2019）必修一

3復(fù)習(xí)回顧：1.蛋白質(zhì)多樣性的原因？2.能用人工方法合成具有生物活性的蛋白質(zhì)嗎？P333.目前臨床應(yīng)用的胰島素，是如何獲得的？第3章細(xì)胞的基本結(jié)構(gòu)

3第3章細(xì)胞的基本結(jié)構(gòu)我確信哪怕一個最簡單的細(xì)胞，也比迄今為止設(shè)計出的任何智能電腦更精巧。-------翟中和（院士）本節(jié)聚焦：1.細(xì)胞膜有哪些主要功能？2.流動鑲嵌模型的基本內(nèi)容是什么？3.通過對細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)的探索過程，你對科學(xué)的過程和方法有哪些領(lǐng)悟？第1節(jié)細(xì)胞膜的結(jié)構(gòu)和功能1.成分：纖維素和果膠2.功能：支持和保護3.特點：全透性植物細(xì)胞的細(xì)胞壁1.人體最大的細(xì)胞？地球上最大的細(xì)胞？2.一個雞蛋就是一個卵細(xì)胞嗎？3.為什么雞蛋打碎后，還有成型的蛋黃？說明細(xì)胞膜有何功能？細(xì)胞膜：①將細(xì)胞與外界環(huán)境分隔開。

（是細(xì)胞的邊界）推測的原始海洋景觀想象圖

的出現(xiàn)是生命起源過程中至關(guān)重要的階段，它將生命物質(zhì)與外界環(huán)境分隔開，產(chǎn)生了原始細(xì)胞，并成為相對獨立的系統(tǒng)。細(xì)胞膜保障了

。膜細(xì)胞內(nèi)部環(huán)境的相對穩(wěn)定1.1

將細(xì)胞與外界環(huán)境分隔開2022/11/8臺盼藍(lán)染液染色法。？問題探討討論：1．為什么活細(xì)胞不能夠被染色，而死細(xì)胞卻會被染色？2．由此推測出，細(xì)胞膜作為細(xì)胞的邊界，應(yīng)該具有什么樣的功能？

活細(xì)胞的細(xì)胞膜具有選擇透過性（死細(xì)胞的細(xì)胞膜失去選擇透過性）。

細(xì)胞膜具有②控制物質(zhì)進(jìn)出細(xì)胞的功能。

如何分辨動物細(xì)胞是否死亡？2、控制物質(zhì)進(jìn)出細(xì)胞(1)細(xì)胞需要的

可以從外界進(jìn)入細(xì)胞。細(xì)胞不需要的物質(zhì)不容易進(jìn)入。(2)細(xì)胞產(chǎn)生的

、

和

排到細(xì)胞外。有用的成分不會輕易流失。(3)細(xì)胞膜的控制作用是

的。營養(yǎng)物質(zhì)抗體激素廢物相對2022/11/8選擇透過性植物細(xì)胞的邊界是細(xì)胞膜還是細(xì)胞壁？（1）細(xì)胞是一個有機體，一切動植物都由細(xì)胞發(fā)育而來，并由細(xì)胞和細(xì)胞產(chǎn)物所構(gòu)成；（2）細(xì)胞是一個相對獨立的單位，既有它自己的生命，又對與其他細(xì)胞共同組成的整體生命起作用；（3）新細(xì)胞是由老細(xì)胞分裂產(chǎn)生的。溫故知新：細(xì)胞學(xué)說的基本內(nèi)容：在多細(xì)胞生物體內(nèi)，各個細(xì)胞并不是孤立存在的，它們之間必須保持功能的協(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

，也有賴于

。細(xì)胞間信息的交流，大多與

有關(guān)。P41物質(zhì)和能量的交換信息的交流細(xì)胞膜的結(jié)構(gòu)細(xì)胞膜的功能：③

。信息傳遞的三要素：①信源②信道③信宿細(xì)胞間的信息傳遞：①信源：發(fā)出信號的細(xì)胞（產(chǎn)生信號分子）②信道：③信宿：接受信號的細(xì)胞（靶細(xì)胞）

（通過受體接受信號分子）進(jìn)行細(xì)胞間的信息交流？1.3進(jìn)行細(xì)胞間的信息交流受體：1、化學(xué)本質(zhì)：糖蛋白2、作用：接受激素等化學(xué)物質(zhì)的

信號3、特點：專一性（一種受體只能

識別一種或者一類物質(zhì)）受體血管細(xì)胞信息交流方式1：（內(nèi)分泌）細(xì)胞分泌的信號分子（如激素），隨體液到達(dá)全身各處，與靶細(xì)胞的（細(xì)胞膜表面的）受體結(jié)合，將信息傳遞給靶細(xì)胞。發(fā)出信號的細(xì)胞靶細(xì)胞信號分子通過相鄰細(xì)胞的細(xì)胞膜直接接觸傳遞信息。例如：精子和卵細(xì)胞之間的識別和結(jié)合。1.3進(jìn)行細(xì)胞間的信息交流細(xì)胞信息交流方式2：胞間連絲相鄰兩個細(xì)胞之間形成

，攜帶信息的物質(zhì)通過其進(jìn)入另一個細(xì)胞。

例如，高等植物細(xì)胞之間通過

相互連接，也有信息交流的作用。1.3進(jìn)行細(xì)胞間的信息交流細(xì)胞信息交流方式3：通道胞間連絲

以下實驗分別說明細(xì)胞膜具有什么功能？①用紅墨水處理，滅活的玉米種子胚細(xì)胞呈紅色，而活的胚細(xì)胞不呈紅色。②油菜花粉傳播到桃花雌蕊上無法萌發(fā)。③小腸上皮細(xì)胞能吸收葡萄糖而不能直接吸收蔗糖。④效應(yīng)T細(xì)胞和靶細(xì)胞密切接觸，激活靶細(xì)胞的溶酶體酶使靶細(xì)胞裂解死亡。

思考探究：

控制物質(zhì)進(jìn)出細(xì)胞。進(jìn)行細(xì)胞間的信息交流控制物質(zhì)進(jìn)出細(xì)胞。進(jìn)行細(xì)胞間的信息交流細(xì)胞膜的功能是由什么決定的？細(xì)胞膜的功能是由它的成分和結(jié)構(gòu)決定的。Year1895年1.歐文頓（E.Overton）實驗細(xì)胞膜現(xiàn)象：推論：細(xì)胞膜是由脂質(zhì)組成的。非脂溶性物質(zhì)脂溶性物質(zhì)小資料相似相溶原理：通俗的講，即分子結(jié)構(gòu)越相似的物質(zhì)，越是容易相互溶解。

二、對細(xì)胞膜成分的探索2022/11/8

2.實驗驗證：科學(xué)家第一次將細(xì)胞膜從哺乳動物的紅細(xì)胞中分離出來。紅細(xì)胞的細(xì)胞膜化學(xué)分析表明：組成細(xì)胞膜的脂質(zhì)有

，其中

含量最多。

探究歷程Year20世紀(jì)初對細(xì)胞膜成分的探索2022/11/8磷脂和膽固醇磷脂

探究歷程Year

磷脂分子的頭部是親水的，尾部是疏水的。CHCH2CH2OC=OCH-CH2CH2CH2CH2CH2CH2C=OCH2OCH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2=CHCH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2ˉN+（CH）33OOO=PˉO甘油脂肪酸尾部頭部(親水)(疏水)磷酸對細(xì)胞膜成分的探索2022/11/8膽堿

探究歷程Year對細(xì)胞膜成分的探索多個磷脂分子在水中總是自發(fā)地形成雙分子層。2022/11/8

探究歷程Year對細(xì)胞膜分子排布的探索3.荷蘭科學(xué)家戈特E.Gorter和格倫德爾F.Grendel用丙酮從紅細(xì)胞中提取脂質(zhì)，在空氣—水界面上鋪展成單分子層，測得：單分子層的面積恰為紅細(xì)胞表面積的2倍推論：細(xì)胞膜中的脂質(zhì)分子必然排列為連續(xù)的兩層！1925年2022/11/8思考探究：根據(jù)磷脂分子的結(jié)構(gòu)特點，畫圖分析：1.為什么磷脂分子在空氣—水界面鋪展成單分子層？2.為什么細(xì)胞膜中的磷脂分子必然排列為連續(xù)的兩層？如果將磷脂分子置于水—苯的混合溶劑中，磷脂分子將如何分布？Year對細(xì)胞膜成分的探索1935年

探究歷程4.英國學(xué)者丹尼利(J.F.Danielli)和戴維森(H.Davson)研究了細(xì)胞膜的張力。他們發(fā)現(xiàn)細(xì)胞的表面張力明顯低于油一水界面的表面張力。

已知：

油脂滴表面如果吸附有蛋白質(zhì)成分則表面張力會降低。推論：2022/11/8細(xì)胞膜除含脂質(zhì)分子外，可能還附有蛋白質(zhì)。細(xì)胞膜成分脂質(zhì)(50%)蛋白質(zhì)(40%)少量的糖類(2%~10%)磷脂最豐富，此外動物還有少量的膽固醇功能越復(fù)雜的細(xì)胞膜，蛋白質(zhì)的種類和數(shù)量越多。二、細(xì)胞膜的成分二、細(xì)胞膜的成分細(xì)胞膜主要由

和

組成，此外，還含有少量的

。在組成細(xì)胞膜的脂質(zhì)中，

最豐富，此外還有少量的

。蛋白質(zhì)在細(xì)胞膜行使功能方面起著重要作用，因此功能越復(fù)雜的細(xì)胞膜，

越多。P43脂質(zhì)蛋白質(zhì)糖類磷脂膽固醇蛋白質(zhì)的種類和數(shù)量三、

對細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)的探索1、1959年羅伯特森在

下看到了細(xì)胞膜清晰的

的三層結(jié)構(gòu)。電鏡暗—亮—暗假說：不足：所有細(xì)胞膜都是由蛋白質(zhì)-脂質(zhì)-蛋白質(zhì)三層結(jié)構(gòu)所構(gòu)成。靜態(tài)的統(tǒng)一結(jié)構(gòu)三、

對細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)的探索2、用熒光標(biāo)記的小鼠細(xì)胞和人細(xì)胞融合實驗。結(jié)論：

。細(xì)胞膜具有流動性科學(xué)方法——提出假說根據(jù)已有的知識和信息提出解釋某一生物學(xué)問題的一種假說，再用進(jìn)一步的觀察與實驗對已建立的假說進(jìn)行修正和補充。一種假說最終被接受被否定，取決于它是否能與以后不斷得到的觀察和試驗結(jié)果相吻合.P44三、

對細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)的探索

3、1972年辛格（S.J.Singer）和尼克爾森（G.Nicolson）———

模型。流動鑲嵌基本內(nèi)容？1、細(xì)胞膜主要由磷脂分子和蛋白質(zhì)組成，還有少量的糖類。2.3流動鑲嵌模型的基本內(nèi)容2、磷脂雙分子層是膜的基本支架，其內(nèi)部是磷脂分子的疏水端，水溶性分子或離子不能自由通過，具有屏障作用。3、蛋白質(zhì)分子以不同的方式鑲嵌在磷脂分子中：有的鑲在磷脂雙分子層的表面，有的部分或者全部嵌入磷脂雙分子層,有的貫穿整個磷脂雙分子層。4、細(xì)胞膜不是靜止不動的，而是具有流動性，主要表現(xiàn)為構(gòu)成膜的磷脂分子可以側(cè)向自由移動，膜中的蛋白質(zhì)大多也能運動。細(xì)胞膜的流動性對于細(xì)胞完成物質(zhì)運輸、生長、分裂、運動等功能都是非常重要的。細(xì)胞膜的外表面還有糖類分子，它和蛋白質(zhì)分子結(jié)合形成的糖蛋白，或與脂質(zhì)結(jié)合形成的糖脂，這些糖類分子叫作糖被(glycocalyx)。糖被在細(xì)胞生命活動中具有重要的功能。例如，糖被與細(xì)胞表面的識別、細(xì)胞間的信息傳遞等功能有密切關(guān)系。。細(xì)胞膜的結(jié)構(gòu)特點、功能特性及相互關(guān)系流動性和選擇透過性的關(guān)系

a.區(qū)別：流動性是生物膜的_________，選擇透過性是生物膜的_________。

b.聯(lián)系：_______是___________的基礎(chǔ)，膜只有具有_______，才能實現(xiàn)___________。流動性原理——構(gòu)成膜的磷脂分子和蛋白質(zhì)分子大多數(shù)是_______；選擇透過性原理——膜上載體蛋白的_____________。流動性的實例：細(xì)胞融合、受精作用、變形蟲變形、白細(xì)胞吞噬細(xì)菌(胞吞)、分泌蛋白的分泌(胞吐)、溫度改變時膜的厚度改變、動物細(xì)胞吸水膨脹或失水皺縮等。結(jié)構(gòu)特點功能特性流動性選擇透過性選擇透過性流動性運動的種類和數(shù)量比較流動性和選擇透過性？小結(jié)功能特點：選擇透過性課堂練習(xí)：1、下列元素最可能構(gòu)成細(xì)胞膜的一組是AC、H、OBC、H、O、NCC、H、O、FeDC、H、O、N、P2、下圖是神經(jīng)細(xì)胞的細(xì)胞模結(jié)構(gòu)式，其中正確的是3、人體淋巴細(xì)胞膜的主要成分是A、蛋白質(zhì)和多糖B、多糖和脂質(zhì)C、脂質(zhì)和核酸D、蛋白質(zhì)和脂質(zhì)DA3.下圖是動物體內(nèi)某組織細(xì)胞的細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)模式圖，據(jù)你所掌握的膜結(jié)構(gòu)特點，請確認(rèn)①～④哪一項正確？ 。②4、如圖為細(xì)胞膜的液態(tài)流動鑲嵌模型示意圖，有關(guān)敘述錯誤的是A、a指磷脂分子的尾部，具有疏水性B、c指磷脂分子的頭部，具有親水性C、糖蛋白在細(xì)胞膜的內(nèi)外側(cè)均有分布D、細(xì)胞有選擇性透過性主要與載體蛋白的種類和數(shù)量有關(guān)5、下列有關(guān)膜蛋白的敘述，錯誤的是A、均與物質(zhì)轉(zhuǎn)動有關(guān)B、能與某些糖結(jié)合，形成細(xì)胞與細(xì)胞間聯(lián)絡(luò)的結(jié)構(gòu)C、與神經(jīng)遞質(zhì)結(jié)合，影響細(xì)胞的興奮或抑制D、膜蛋白的結(jié)構(gòu)具有特異性CA

判斷正誤

(1)細(xì)胞膜組成成分包括：脂質(zhì)、蛋白質(zhì)、糖類

(2)變形蟲和草履蟲的細(xì)胞膜基本組成成分不同 (3)生物膜的特定功能主要由膜蛋白決定

(4)胰島B細(xì)胞分泌胰島素依賴于細(xì)胞膜的流動性 (5)構(gòu)成膜的脂質(zhì)主要是磷脂、脂肪和膽固醇

(6)功能越復(fù)雜的細(xì)胞膜，蛋白質(zhì)的種類和數(shù)量越多

√×√√×√１．下圖是某生物細(xì)胞(局部)和細(xì)胞中某結(jié)構(gòu)的亞顯微結(jié)構(gòu)模式圖，請據(jù)圖回答問題：(1)圖乙中A所示的這類物質(zhì)在細(xì)胞膜上可具有的功能是

A．作為載體蛋白，起物質(zhì)運輸作用

B．作為酶，催化發(fā)生在膜上的化學(xué)反應(yīng)

C．作為受體，接受膜表面的化學(xué)信息

D．作為細(xì)胞表面的標(biāo)志，被其他細(xì)胞識別ABCD(2)若用吡羅紅和甲基綠混合染液對圖甲細(xì)胞染色，在顯微鏡下看到的現(xiàn)象是：

(3)若圖甲細(xì)胞的分泌物是抗體,則圖甲表示人體的

細(xì)胞，其來源于什么細(xì)胞?

。(4)若圖甲所示的細(xì)胞進(jìn)入衰老狀態(tài)，圖甲中哪些結(jié)構(gòu)會發(fā)生什么變化?

。(5)簡述a過程與c過程的主要區(qū)別：

，細(xì)胞核被染成綠色，細(xì)胞質(zhì)被染成紅色漿(效應(yīng)B)B細(xì)胞和記憶細(xì)胞細(xì)胞核體積增大；核膜內(nèi)折；染色質(zhì)收縮；細(xì)胞膜通透性改變a過程需要消耗ATP(細(xì)胞代謝產(chǎn)生的能量)，而c過程不需要消耗能量ATP(細(xì)胞代謝產(chǎn)生的能量)(1分)；a過程是將物質(zhì)從低濃度往高濃度運輸，而c過程將物質(zhì)從高濃度向低濃度運輸(1分)2、美、英研究人員在2002年相繼宣布，“敲除排斥基因”的豬已經(jīng)降生。人們可望利用這種豬大量“生產(chǎn)”適用于移植手術(shù)的器官。在此之前如果把豬器官移植給人體，人類的免疫系統(tǒng)能識別豬細(xì)胞上的某種物質(zhì)，從而發(fā)生強烈的排異反應(yīng)。該物質(zhì)所處的位置和化學(xué)成分分別是

A.細(xì)胞膜膽固醇

B.細(xì)胞膜糖與蛋白質(zhì)的復(fù)合物

C.細(xì)胞質(zhì)蛋白質(zhì)D.細(xì)胞核脫氧核糖核酸3、下列各種生理現(xiàn)象中，沒有直接涉及到細(xì)胞間信息交流的是(

)A.精子與卵細(xì)胞的結(jié)合B.興奮在神經(jīng)元之間的傳遞C.吞噬細(xì)胞吞噬細(xì)菌D.核糖體上合成分泌蛋白BD4．下圖表示人體內(nèi)化學(xué)物質(zhì)傳輸信息的3種方式。神經(jīng)遞質(zhì)和性激素的傳輸方式依次是

A．①②B．②③C．①③D．②①D5.結(jié)合表中數(shù)據(jù)，指出下列敘述錯誤的是

A、內(nèi)膜含有許多與有氧呼吸有關(guān)的酶

B、內(nèi)膜比外膜具有更多的功能

C、內(nèi)膜、外膜的化學(xué)組成大致相同

D、內(nèi)膜表面積大，導(dǎo)致蛋白質(zhì)含量高成分線粒體膜蛋白質(zhì)（質(zhì)量分?jǐn)?shù)／％）脂類（質(zhì)量分?jǐn)?shù)／％）外膜5248內(nèi)膜7624DC7.生物膜上的蛋白質(zhì)通常與多糖結(jié)合成糖蛋白。糖蛋白在細(xì)胞的識別以及細(xì)胞內(nèi)外的信息傳導(dǎo)中有重要的功能。下列生物膜結(jié)構(gòu)中，糖蛋白含量可能最多的是A.類囊體的膜 B.線粒體的膜 C.細(xì)胞膜D.內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜C8．水溶性染色劑（PI）能與核酸結(jié)合而使細(xì)胞核著色，可將其用于鑒定細(xì)胞的死活。細(xì)胞浸泡于一定濃度的PI中，僅有死亡細(xì)胞的核會被染色，活細(xì)胞則不著色，但將PI注射到活細(xì)胞中，則細(xì)胞核會著色。利用PI鑒別細(xì)胞死活的原理是A．死細(xì)胞與活細(xì)胞的核酸結(jié)構(gòu)不一樣B．活細(xì)胞能分解染色劑PIC．死細(xì)胞與活細(xì)胞的核酸含量不一樣D．活細(xì)胞的細(xì)胞膜能阻止PI的進(jìn)入D9.下列哪一項不是細(xì)胞間信息交流的方式()A.胰島細(xì)胞形成的胰島素通過血液運送作用于組織細(xì)胞B.精子和卵細(xì)胞相互接觸完成受精作用C.細(xì)胞膜將細(xì)胞與環(huán)境分割開D.高等植物細(xì)胞之間通過胞間連絲相互連接.C8.食醋中的醋酸分子是活細(xì)胞所不選擇的小分子物質(zhì)，蔗糖是被選擇的大分子物質(zhì)。用食醋和蔗糖可將新鮮蒜頭腌制成糖醋蒜，這是因為A.醋酸和蔗糖分子均存在于活細(xì)胞的間隙里B.醋酸和蔗糖分解后被細(xì)胞吸收C.腌制時間長，兩種物質(zhì)緩慢地進(jìn)入細(xì)胞內(nèi)部D.醋酸殺死細(xì)胞，使細(xì)胞膜失去選擇透過性D5、離體培養(yǎng)的小腸絨毛上皮細(xì)胞，經(jīng)紫外線誘變處理后，對甘氨酸的吸收功能喪失，且這種特性在細(xì)胞多次分裂后仍能保持。下列分析中，正確的是

A.細(xì)胞對氨基酸的需求發(fā)生變化

B.細(xì)胞膜上的載體蛋白缺失