3.1細胞膜的結構和功能【知識精研+能力提升】高一上學期生物人教版（2019）必修1

第3章第1節(jié)問題探討鑒別動物細胞是否死亡常用臺盼藍染液。用它染色時，死細胞會被染成藍色，而活細胞不會著色。討論

1．為什么活細胞不能被染色，而死細胞能被染色？

2．據此推測，細胞膜作為細胞的邊界，應該具有什

么功能？死細胞活細胞太陽輻射病毒皮膚是人體的邊界古代國家的邊防建筑——長城細胞真的有細胞膜嗎？細胞膜?新鮮的莧菜葉泡進水中，水一般不會變紅，但高溫炒熟的莧菜中卻有紅紅的湯汁，這可能是因為什么？雞蛋中其實只有蛋黃才算真正的細胞，蛋清只是供受精卵發(fā)育的營養(yǎng)物質。當你打破一個雞蛋時，蛋清會迅速平攤在桌面，朝各個方向流去，蛋黃卻好像被包裹了起來，不會四處流動，由此你想到了什么？細胞有細胞膜321流動鑲嵌模型的基本內容細胞膜的功能對細胞膜結構的探索目錄一.細胞膜的功能講細胞與外界環(huán)境分隔開生命起源于原始地球——一盆“熱湯”中，膜的出現是生命起源過程中至關重要的階段，細胞膜將生命物質與外界環(huán)境分隔開，產生了原始的細胞，并成為相對獨立的系統(tǒng)。細胞膜保障了細胞內部環(huán)境的相對穩(wěn)定?？刂莆镔|進出細胞細胞膜對進出細胞的物質具有控制作用。細胞需要的的營養(yǎng)物質可以從外界進入細胞，細胞不需要的物質不容易進入細胞。與膜結合的信號分子發(fā)出信號的細胞靶細胞激素血管靶細胞靶細胞內分泌細胞分泌的激素（如胰島素），隨血液到達全身各處，與靶細胞的細胞膜表面的受體結合，將信息傳遞給靶細胞。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。進行細胞間的信息交流胞間連絲

相鄰兩個細胞之間形成通道，攜帶信息的物質通過通道進入另一個細胞。例如，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。321流動鑲嵌模型的基本內容細胞膜的功能對細胞膜結構的探索目錄

材料一

1、19世紀末（當時的技術條件下生物膜不易觀察）科學家歐文頓通過上萬次的實驗，發(fā)現：凡可以溶于脂質的物質，比不能溶于脂質的物質更容易通過細胞膜進入細胞。

2、科學家在實驗中發(fā)現:生物膜會被溶解脂質的溶劑溶解，也會被分解蛋白的酶分解.作出假說：組成生物膜的物質中有脂質和蛋白質20世紀初,科學家第一次將膜從哺乳動物的紅細胞中分離出來.化學分析表明,膜的主要成分是脂質和蛋白質作出假說實驗和觀察證據實驗和觀察依據驗證和完善推理和想象假如你作為一名學者來探究細胞膜的結構，你首先研究的內容會是什么？細胞膜的組成成分二.對細胞膜結構的探索活動主題一：利用你學過的知識推理和想象，提出許多磷脂分子在空氣和水界面上單分子排布的假說，并用畫圖來表達。甘油膽堿磷酸脂肪酸親水頭部疏水尾部活動主題二：利用你學過的知識推理和想象，提出許多磷脂分子在空氣和水界面上單分子排布后被攪動,在水溶液中形成的相對穩(wěn)定排布假說，并用畫圖來表達。獲得對膜組成成分的認識后，接下來應該研究什么？組成成分在膜中的排布方式攪動后水溶液中形成球狀的微團雙層脂分子的球形脂質體

空氣和水界面上單分子排布

材料二膜上的脂質也是這樣排列的嗎？

1925年兩位荷蘭科學家用丙酮從人的紅細胞中提取脂質，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胞表面積的2倍?？茖W家的結論是：膜中的脂質分子必然排列為連續(xù)的兩層1、若換成從肝細胞中提取脂質，則結果還相同嗎?為什么？2、請結合P42思考與討論”中關于磷脂的化學特性的知識，推測生物膜中磷脂雙分子層的排列方式。思考：

材料四20世紀50年代電子顯微鏡誕生。在電子顯微鏡下觀察蛋白質顯得灰暗，磷脂分子顯得光亮。1959年羅伯特森在電鏡下看到了細胞膜清晰的暗—亮—暗的三層結構。

所有的生物膜都由蛋白質—脂質—蛋白質三層結構構成,生物膜為靜態(tài)的對稱統(tǒng)一結構(“三明治”模型)蛋白質的排列方式又是如何的呢？材料三20世紀40年代有學者推測：蛋白質覆蓋在脂質的兩側

材料五隨著新的技術手段不斷運用于生物膜的研究，一些學者使用了更加先進的技術，運用紅外光譜等技術證明，膜蛋白主要為球形結構。冰凍蝕刻電鏡技術又證明，脂雙層中分布有蛋白質顆粒.科學家發(fā)現膜蛋白并不是全部平鋪在脂質表面,有的蛋白質是嵌入在脂質雙分子層中.活動主題三：利用以上材料，提出蛋白質在脂質雙分子層中的排布假說，并用畫圖來表達。細胞膜真的如“三明治”模型描述的那樣是對稱的？部分嵌入的蛋白質橫跨的蛋白質鑲在表面的蛋白質全部嵌入的蛋白質變形蟲正在吞噬一個草履蟲材料六２０世紀６０年代以后，人們對羅伯特森提出模型的異議增加了．不少科學家對于生物膜是靜態(tài)的觀點提出質疑：如果是這樣，細胞膜的復雜功能將難以實現，就連細胞的生長、變形蟲的變形運動這樣的現象都不好解釋

材料七1970年,科學家用發(fā)綠色熒光的染料標記小鼠細胞表面的蛋白質分子,用發(fā)紅色熒光的染料標記人細胞表面的蛋白質分子,將小鼠細胞和人細胞融合.

小鼠細胞與人細胞的融合實驗證明：膜蛋白的流動性這一實驗，以及相關的其他實驗證據表明生物膜具有流動性，1972年桑格和尼克森在新的觀察和實驗證據的基礎上提出了流動鑲嵌模型．生物膜不是靜態(tài)的結構是否有實驗證據呢？生物膜的結構模型示意圖321流動鑲嵌模型的基本內容細胞膜的功能對細胞膜結構的探索目錄1、磷脂雙分子層構成膜的基本支架。（其中磷脂分子的親水性頭部朝向兩側，疏水性的尾部朝向內側）蛋白質分子有的鑲在磷脂雙分子層表面，有的部分或全部嵌入磷脂雙分子層中，有的橫跨整個磷脂雙分子層。2、細胞膜具有一定的流動性-結構特點①磷脂分子是可以運動的，具有流動性。②大多數蛋白質分子也是可以運動的。4、在細胞膜的外表，有一層由細胞膜上的蛋白質與糖類結合形成的糖蛋白，叫做糖被。除糖蛋白外，細胞膜表面還有糖脂。（糖被與細胞表面識別、胞間信息交流等有密切聯(lián)系，有的還有保護和潤滑的作用）3、細胞膜結構內外具有不對稱性。三.流動鑲嵌模型的基本內容前者認為細胞膜是流動的、不對稱結構，后者認為是靜態(tài)的對稱結構。思考：該模型與“三明治”模型有何異同點？相同點是：不同點是：都認為主要由脂質和蛋白質組成；如圖表示細胞膜的結構示意圖,回答下列問題。(1)人體器官移植時,植入的器官常常被排斥,引起這種反應與圖中[

]

具有識別功能有關。

(2)在低溫下,結構②排列整齊,但溫度上升后,會出現排列不整齊現象,其厚度也會減小,這說明細胞膜的結構特點

。

①糖蛋白具有一定的流動性如圖表示細胞膜的結構示意圖,回答下列問題。(3)如果將細胞膜的各成分進行分離,用

試劑可以對③進行鑒定。

(4)流動鑲嵌模型認為,

構成膜的基本支架,其內部是磷脂分子的

端,水溶性分子或離子不能自由通過,因此具有屏障作用。蛋白質分子有的鑲在磷脂雙分子層表面,有的_______

磷脂雙分子層中,有的貫穿于整個磷脂雙分子層。

雙縮脲磷脂雙分子層疏水部分或全部嵌入

1、一分子CO2從葉肉細胞的線粒體基質中擴散出來，進入一相鄰細胞葉綠體基質內，共穿過的磷脂分子層層數是（）A6B8C10D122、細胞膜上與細胞識別、免疫反應、信息傳遞和血型決定有著密切關系的化學物質是（）A糖蛋白B磷脂C脂肪D核酸練習鞏固：DA3、變形蟲的任何部位都能伸出偽足，人體某些白細胞能吞噬病菌，這些生理過程的完成都依賴于細胞膜的（）A保護作用B一定的流動性C主動運輸D選擇透過性B6．細胞膜的功能特性和結構特性分別是()A．流動性、選擇透過性B．選擇透過性、流動性C．流動性、流動性D．選擇透過性、選擇透過性B4．將兩種海綿動物的細胞分散成單個，再進行混合培養(yǎng)，發(fā)現只有同種的細胞才能結合。與這種現象密切相關的細胞膜成分是()A．膽固醇B．磷脂分子C．糖蛋白D．糖脂C5、為了檢測麥種的質量，將100粒浸入紅墨水中，2h后用刀片縱剖開，發(fā)現胚乳被染紅95%，胚被染紅32%，因而斷定麥種的發(fā)芽率太低。下列對次檢測原理的最正確的解釋是（）A、胚和胚乳都具有選擇透過性，細胞不需要的色素即不會被吸收和吸附B、胚如果是活細胞，紅色素就不會被選擇吸收C、胚乳的活細胞少，對色素不具有選擇吸收作用D、胚乳沒有細胞結構，主要成分是淀粉，可吸附色素B7.一位科學家發(fā)現，當溫度升高到一定程度時，細胞膜的厚度變小而面積增大，這是由于細胞膜的什么特性所決定？()A.是選擇透過性膜B.具有一定的流動性C.具有專一性D.具有運輸物質的功能

8.生物膜上的蛋白質通常與多糖結合成糖蛋白。在細胞生命活動中，糖蛋白在細胞的識別以及細胞內外的信息傳導中有重要的功能。下列生物結構中，糖蛋白含量可能最多的是() A.類囊體的膜B.線粒體的膜C.細胞膜 D.內質網膜9.生物膜的流動鑲嵌模型認為生物膜是()