2022-2023學(xué)年人教版（2019）必修一 3.1細胞膜的結(jié)構(gòu)和功能 學(xué)案

第1節(jié)細胞膜的結(jié)構(gòu)和功能課前自主預(yù)習(xí)案一、細胞膜的功能1．將細胞與外界環(huán)境分隔開使細胞成為相對獨立的系統(tǒng)，保障細胞內(nèi)部環(huán)境的相對穩(wěn)定。2．控制物質(zhì)進出細胞3．進行細胞間的信息交流[連線]二、對細胞膜成分的探索1．細胞膜成分的探索過程(1)材料19世紀末，歐文頓用500多種化學(xué)物質(zhì)對植物細胞進行的通透性實驗，發(fā)現(xiàn)可以溶于脂質(zhì)的物質(zhì)更容易通過細胞膜。結(jié)論：膜是由脂質(zhì)組成的。根據(jù)相似相溶原理，苯(非極性)和Na＋(極性)中，苯更容易通過細胞膜。(2)材料科學(xué)研究磷脂分子的結(jié)構(gòu)如右圖水是一種極性溶劑，根據(jù)磷脂分子的結(jié)構(gòu)特點在下圖畫出它在水—空氣界面上的分布情況(用●表示磷脂分子)。答案：(3)材料1925年，兩位荷蘭科學(xué)家從細胞膜中提取的脂質(zhì)鋪成的單分子層面積是細胞膜表面積的2倍。結(jié)論：細胞膜中的脂質(zhì)為連續(xù)的兩層。(4)1935年，英國學(xué)者丹尼利和和戴維森(H.Davson)研究了細胞膜的張力。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。由于人們已發(fā)現(xiàn)了油脂滴表面如果吸附有蛋白質(zhì)成分則表面張力會降低，因此丹尼利和戴維森推測細胞膜除含脂質(zhì)分子外，可能還附有蛋白質(zhì)。2．細胞膜的成分3．細胞膜成分與功能的關(guān)系功能越復(fù)雜的細胞膜，蛋白質(zhì)的種類和數(shù)量越多。三、對細胞膜結(jié)構(gòu)的探索1．1959年，羅伯特森在電鏡下看到細胞膜清晰的暗—亮—暗的結(jié)構(gòu)，他結(jié)合其他科學(xué)家的工作，提出細胞膜模型的假說：所有生物膜都由蛋白質(zhì)—脂質(zhì)—蛋白質(zhì)構(gòu)成，電鏡下看到的中間的亮層是脂質(zhì)分子，兩邊的暗層是蛋白質(zhì)分子。他把細胞膜描述為靜態(tài)的統(tǒng)一結(jié)構(gòu)。2．熒光標(biāo)記細胞膜實驗[填圖]3．辛格和尼科爾森的結(jié)論在新的觀察和實驗證據(jù)的基礎(chǔ)上，提出的流動鑲嵌模型為大多數(shù)人所接受。四、生物膜的流動鑲嵌模型1．結(jié)構(gòu)模型[據(jù)圖填空](1)eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(名稱：磷脂雙分子層,作用：細胞膜的基本支架,特點：具有一定的流動性))(2)eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(名稱：蛋白質(zhì)分子,位置\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(鑲在磷脂雙分子層的表面,部分或全部嵌入磷脂雙分子層中,貫穿于整個磷脂雙分子層)),特點：大多數(shù)蛋白質(zhì)分子是可以運動的))(3)eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(名稱：糖蛋白,位置：分布于細胞膜的外表,功能：保護、潤滑和細胞識別等))2．結(jié)構(gòu)特點生物膜的結(jié)構(gòu)特點是具有一定的流動性。1.判斷下列關(guān)于細胞膜成分的說法的正誤(1)功能越復(fù)雜的細胞膜，它的脂質(zhì)成分越復(fù)雜()(2)功能越復(fù)雜的細胞膜，它的糖脂越多()(3)在組成細胞膜的脂質(zhì)中，磷脂最為豐富()解析：功能越復(fù)雜的細胞膜，蛋白質(zhì)的種類和數(shù)量越多，故(1)(2)錯誤；在組成細胞膜的脂質(zhì)中，磷脂最為豐富，(3)正確。答案：(1)×(2)×(3)√2．判斷下列敘述的正誤(1)不同細胞的形態(tài)相對固定，主要是由細胞膜決定的，因為構(gòu)成細胞膜的蛋白質(zhì)和磷脂分子都是相對固定不動的()(2)不同細胞膜的磷脂分子是相同的，而蛋白質(zhì)分子是不同的()(3)細胞間的信息交流都是通過細胞膜的直接接觸來完成的()答案：(1)×(2)√(3)×3．下列關(guān)于生物膜結(jié)構(gòu)探索歷程的敘述，不正確的是()A．最初的探索是通過對現(xiàn)象的推理分析得出細胞膜是由脂質(zhì)組成的B．三層結(jié)構(gòu)模型認為生物膜為靜態(tài)的統(tǒng)一結(jié)構(gòu)C．流動鑲嵌模型認為構(gòu)成生物膜的磷脂分子和大多數(shù)蛋白質(zhì)分子是可以運動的D．三層結(jié)構(gòu)模型和流動鑲嵌模型都認為蛋白質(zhì)分子在膜中的分布是不均勻的解析：羅伯特森提出的三層結(jié)構(gòu)模型認為生物膜結(jié)構(gòu)是蛋白質(zhì)—脂質(zhì)—蛋白質(zhì)，電鏡下觀察到的中間亮層是脂質(zhì)分子，兩邊的暗層是蛋白質(zhì)分子，認為蛋白質(zhì)的分布是均勻的、固定的。答案：D課堂互動探究案【課程標(biāo)準】概述細胞都由細胞膜包裹，細胞膜將細胞與其生活環(huán)境分開，能控制物質(zhì)進出，并參與細胞間的信息交流【素養(yǎng)達成】1．基于科學(xué)家的研究資料進行演繹推理，通過生物膜模型的構(gòu)建過程，理解生物膜的結(jié)構(gòu)和功能相適應(yīng)。(生命觀念)2．簡述細胞膜的成分和功能。(科學(xué)思維)3．結(jié)合生物膜的結(jié)構(gòu)模型，掌握流動鑲嵌模型的基本內(nèi)容。(科學(xué)思維)4．認同細胞膜作為系統(tǒng)的邊界，對于細胞這個生命系統(tǒng)的重要意義。(社會責(zé)任)

是誰，隔開了原始海洋的動蕩，是誰，為我日夜守邊防，是誰，為我傳信報安康。沒有你，我——一個小小的細胞會是何等模樣？同學(xué)們，詩中的“你”是指什么呢？這幅圖代表什么呢？探究點一細胞膜的功能【師問導(dǎo)學(xué)】1．細胞膜作為系統(tǒng)的邊界，有著非常重要的功能，結(jié)合下列材料和教材P41圖3－2分析回答。(1)材料一用顯微注射器將一種叫做伊紅的物質(zhì)注入變形蟲體內(nèi)，伊紅很快擴散到整個細胞，卻不能很快逸出細胞；在光學(xué)顯微鏡下看到，用微針觸碰細胞表面時，細胞表面有彈性，可以伸展；用微針插入細胞內(nèi)，細胞表面有一層結(jié)構(gòu)被刺破；如果細胞表面結(jié)構(gòu)受損面過大，細胞會死亡。上述材料說明：細胞膜將生命物質(zhì)和________分開，保障了細胞內(nèi)部環(huán)境的________。(2)材料二細胞膜控制物質(zhì)進出細胞示意圖據(jù)圖看出，細胞膜能__________，細胞需要的物質(zhì)才能進入細胞，但是對細胞有害的病菌和病毒有時候也能進入細胞，說明這種控制作用是________的。答案：(1)外界環(huán)境相對穩(wěn)定(2)控制物質(zhì)進出細胞相對2．細胞膜有多種功能，請分析：(1)細胞膜將細胞和外界環(huán)境分隔開，是單純的隔離作用嗎？(2)生長在污泥中的蓮能“出污泥而不染”，它能吸收污泥中的有益礦質(zhì)元素，而一般不會吸收不需要的物質(zhì)，這體現(xiàn)了細胞膜的什么功能？答案：(1)不是，細胞膜不僅可以將細胞和外界環(huán)境分隔開，從而保障細胞內(nèi)部環(huán)境的相對穩(wěn)定，還能控制物質(zhì)進出細胞，細胞需要的物質(zhì)才能進入細胞，不需要的物質(zhì)或有害的物質(zhì)不容易進入細胞。(2)體現(xiàn)了細胞膜具有控制物質(zhì)進出細胞的功能。3．如圖是細胞間的三種信息交流方式，請據(jù)圖分析回答下列問題：(1)圖中①②③④的物質(zhì)或結(jié)構(gòu)的名稱分別是什么？(2)植物細胞間的胞間連絲、人體內(nèi)胰島素的作用過程、精子和卵細胞之間的識別和結(jié)合分別屬于上面的哪種方式？(3)細胞間進行信息交流時往往需要受體，受體的化學(xué)本質(zhì)是什么？受體和信號分子的結(jié)合有沒有特異性？答案：(1)①信號分子；②受體；③與膜結(jié)合的信號分子；④胞間連絲。(2)分別屬于圖C、圖A、圖B。(3)受體的本質(zhì)是糖蛋白，和信號分子的結(jié)合具有特異性?！局峭抗P記】對細胞間信息交流的兩個認知誤區(qū)(1)三種信息交流方式是發(fā)生于細胞與細胞之間的，而不是細胞內(nèi)的信息交流。(2)并非細胞間信息交流都依賴于細胞膜上的受體蛋白，如通過細胞通道的信息交流方式，而通過化學(xué)物質(zhì)傳遞信息和通過細胞膜接觸傳遞信息都依賴于細胞膜上的受體蛋白。[方法規(guī)律]判斷細胞是否具有活性的方法(1)判斷依據(jù)：只有活細胞的細胞膜才能夠控制物質(zhì)進出細胞。(2)判斷方法：能夠控制物質(zhì)進出→活細胞；不能夠控制物質(zhì)進出→死細胞。【師說核心】1．細胞膜的功能圖解2．細胞間信息交流的三種方式(1)一些細胞如分泌細胞分泌一些物質(zhì)如激素，通過血液的傳遞運送到作用部位的細胞(靶細胞)，被靶細胞的細胞膜上的受體(成分為糖蛋白)識別，引起靶細胞的生理反應(yīng)(圖示如下)。(2)相鄰兩個細胞的細胞膜直接接觸，通過糖蛋白識別，將信息從一個細胞傳遞給另一個細胞(圖示如下)。(3)高等植物細胞間的識別主要是通過植物細胞間的胞間連絲來實現(xiàn)的(圖示如下)。3．細胞膜功能的實驗驗證(1)控制物質(zhì)進出功能的驗證：(2)識別功能的驗證：【檢測反饋】1．(合格必考)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．具有免疫的功能解析：“有選擇地將有毒重金屬離子阻擋在膜的一側(cè)”體現(xiàn)了細胞膜控制物質(zhì)進出細胞的功能。答案：B2．(合格必考)在哺乳動物受精過程中，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，當(dāng)一個精子進入后，細胞發(fā)生變化，不再讓其他精子進入。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解析：細胞膜具有多種重要功能，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；能控制物質(zhì)進出細胞；能夠進行細胞間的信息交流。精卵之間的相互識別與結(jié)合，靠的是細胞膜上對應(yīng)的糖蛋白即信息分子，這是一種信息交流方式。答案：D3．(等級選考)水溶性染色劑(PI)能與核酸結(jié)合而使細胞核著色，可將其應(yīng)用于細胞死活的鑒別。細胞浸泡于一定濃度的PI中，僅有死亡細胞的核會被染色，活細胞則不著色，但將PI注射到活細胞中，則細胞核會著色。利用PI鑒別細胞死活的基本原理是()A．死細胞與活細胞的核酸結(jié)構(gòu)不同B．死細胞與活細胞的核酸含量不同C．活細胞能分解染色劑PID．活細胞的細胞膜能阻止PI的進入解析：死細胞的細胞膜對物質(zhì)進出細胞失去了控制作用。答案：D探究點二對細胞膜成分和結(jié)構(gòu)的探索【師問導(dǎo)學(xué)】1．許多有關(guān)細胞膜化學(xué)組成的資料，都來自細胞膜(尤其是紅細胞膜)的研究。下表是豬的幾種細胞的細胞膜組成成分，回答問題：細胞膜的種類主要成分含量蛋白質(zhì)脂質(zhì)糖類成熟的紅細胞膜42%53%5%肌細胞膜36%60%4%小腸絨毛上皮細胞膜50%44%6%(1)我們常用豬的成熟的紅細胞作為細胞膜制備的材料，可否用雞的紅細胞做細胞膜的制備實驗?zāi)兀?2)不同細胞的細胞膜各種成分的含量完全相同嗎？(3)上述幾種細胞膜中哪種脂質(zhì)含量最豐富？(4)小腸絨毛上皮細胞膜蛋白質(zhì)含量最高，功能也最復(fù)雜，這說明什么？答案：(1)不可以。雞不是哺乳動物，其紅細胞內(nèi)含有細胞核和眾多的細胞器，不易獲得較純凈的細胞膜。(2)不完全相同。(3)磷脂最豐富。(4)說明蛋白質(zhì)在細胞膜行使功能時起重要作用。2．根據(jù)閱讀獲得的信息，思考下列問題：資料1電鏡照片顯示出質(zhì)膜具有3層結(jié)構(gòu)，兩側(cè)著色較深，稱為暗帶，均厚約2nm；中間層著色較淺，稱為亮帶，厚約3.5nm(圖1)。利用冷凍蝕刻電鏡技術(shù)觀察質(zhì)膜的斷裂面，可以看到蛋白質(zhì)像鵝卵石一樣鑲嵌在質(zhì)膜中(圖2)。【智涂筆記】磷脂分子的性質(zhì)使它在水－空氣界面上總是以親水的頭部朝向水，而在水溶液中，疏水的尾部相互結(jié)合形成雙層結(jié)構(gòu)才能穩(wěn)定存在；細胞膜上的蛋白質(zhì)是可以運動的，一定范圍內(nèi)溫度升高，這種運動會加快?！編熣f核心】1．細胞膜的成分及功能分析2．構(gòu)成生物膜的磷脂分子分析(1)結(jié)構(gòu)：由磷酸、甘油和脂肪酸構(gòu)成，其中磷酸作為親水性的“頭部”、脂肪酸作為疏水性的“尾部”。(2)排列方式：“尾部”相對、“頭部”朝外構(gòu)成磷脂雙分子層(如圖)，作為生物膜的支架。磷脂分子的這種排列方式符合生物膜兩側(cè)均為水環(huán)境的事實。3．細胞膜成分及結(jié)構(gòu)的探索歷程資料2科學(xué)家用熒光分子標(biāo)記細胞的膜蛋白，然后用高能激光束照射質(zhì)膜的某一區(qū)域，使該區(qū)域內(nèi)的熒光分子發(fā)生不可逆的破壞，這一區(qū)域稱為光漂白區(qū)。繼續(xù)觀察，可以發(fā)現(xiàn)光漂白區(qū)逐漸重新出現(xiàn)熒光(圖3)。(1)資料1中的質(zhì)膜電鏡觀察結(jié)果說明蛋白質(zhì)分子在質(zhì)膜中是怎么排布的？而在冷凍蝕刻電鏡下觀察到的圖示中又是怎么排布的？(2)資料2中光漂白區(qū)重新出現(xiàn)熒光的原因是什么？質(zhì)膜是靜態(tài)的還是具有一定流動性的？答案：(1)電鏡觀察結(jié)果說明蛋白質(zhì)分子在質(zhì)膜中是分層排布的；冷凍蝕刻電鏡下顯示蛋白在細胞膜表面或者穿透，而不是在兩層之間。(2)是由于質(zhì)膜上其它區(qū)域的蛋白質(zhì)流動光漂白區(qū)呈現(xiàn)的熒光。質(zhì)膜是具有一定的流動性的。3．有人在實驗時發(fā)現(xiàn)：在一定溫度下，細胞中的脂質(zhì)分子均垂直排列于膜表面；當(dāng)溫度升高到一定程度時，細胞膜中的脂質(zhì)分子有75%排列不整齊，細胞膜的厚度變小，表面積擴大，對離子和分子的通透性提高。據(jù)有關(guān)內(nèi)容解釋上述現(xiàn)象。答案：細胞膜具有一定的流動性，溫度可影響膜的流動性。【檢測反饋】1．(合格必考)科學(xué)家在實驗中發(fā)現(xiàn)，脂溶性物質(zhì)能夠優(yōu)先通過細胞膜，并且細胞膜會被溶解脂質(zhì)的溶劑溶解，也會被蛋白酶分解。這些事實說明了組成細胞膜的物質(zhì)中有()A．糖類和脂質(zhì)B．糖類和蛋白質(zhì)C．蛋白質(zhì)和脂質(zhì)D．蛋白質(zhì)和核酸解析：eq\b\lc\\rc\}(\a\vs4\al\co1(事實1：脂溶性物質(zhì)優(yōu)先通過細胞膜，,且細胞膜被脂溶性溶劑溶解,原理：相似相溶))eq\o(→,\s\up7(確定))eq\a\vs4\al\co1(細胞膜中含,有脂質(zhì)分子)eq\b\lc\\rc\}(\a\vs4\al\co1(事實2：細胞膜被蛋白酶分解,原理：酶作用的底物專一))eq\o(→,\s\up7(確定))eq\a\vs4\al\co1(細胞膜中含有,蛋白質(zhì)分子)答案：C2．(合格必考)典型的細胞膜最可能具有下列哪種組成(質(zhì)量分數(shù))()A．35%脂質(zhì)、50%蛋白質(zhì)、5%糖類、10%RNAB．50%脂質(zhì)、45%蛋白質(zhì)、5%糖類、0%RNAC．25%脂質(zhì)、75%蛋白質(zhì)、0%糖類、0%RNAD．60%脂質(zhì)、30%蛋白質(zhì)、0%糖類、10%RNA解析：細胞膜的成分主要是脂質(zhì)和蛋白質(zhì)，還含有少量的糖類，不含RNA。答案：B3．(合格必考)生物膜的“蛋白質(zhì)—脂質(zhì)—蛋白質(zhì)”靜態(tài)結(jié)構(gòu)模型不能解釋下列哪種現(xiàn)象()A．細胞膜是細胞的邊界B．溶于脂質(zhì)的物質(zhì)能夠優(yōu)先通過細胞膜C．變形蟲的變形運動D．細胞膜中的磷脂分子呈雙層排列在膜中解析：這種模型的主要不足在于認為蛋白質(zhì)和脂質(zhì)都是固定不變的，是靜態(tài)的，這種結(jié)構(gòu)無法解釋細胞膜具有的多種功能，如細胞生長、膜的擴大、變形蟲的變形運動等。答案：C4．(等級選考)科學(xué)工作者用不同顏色的熒光染料分別標(biāo)記人和鼠細胞的膜蛋白后，進行細胞融合實驗(如圖所示)。該實驗說明()A．膜蛋白是可以移動的B．兩種細胞的膜蛋白種類相同C．膜蛋白可以起生物催化作用D．膜蛋白能控制某些物質(zhì)出入細胞解析：用發(fā)紅色熒光的染料標(biāo)記人細胞的膜蛋白，用發(fā)綠色熒光的染料標(biāo)記鼠細胞的膜蛋白，然后誘導(dǎo)二者融合。開始時融合細胞的一半發(fā)紅色熒光，一半發(fā)綠色熒光，一段時間后，兩種顏色的熒光均勻分布。這說明膜蛋白是可以運動的。答案：A探究點三生物膜的流動鑲嵌模型【師問導(dǎo)學(xué)】下圖是細胞膜的亞顯微結(jié)構(gòu)示意圖，請分析回答下列問題：1．圖中的4是哪種成分？為什么在細胞膜中是兩層的？答案：4是磷脂分子。因為細胞膜兩側(cè)都是水溶液，磷脂分子頭部親水，尾部疏水，只有形成雙分子層結(jié)構(gòu)，才能穩(wěn)定。2．圖中2、5、6在4上的存在方式有什么不同？答案：2、5、6分別鑲在、貫穿、嵌入磷脂雙分子層中。3．A、B中哪面是細胞膜的外側(cè)，判斷的依據(jù)是什么？答案：A是細胞膜的外側(cè)，因為具有糖蛋白(糖被)。4．試舉幾個能夠體現(xiàn)細胞膜具有一定流動性的實例？答案：細胞融合、變形蟲變形運動、白細胞吞噬病菌等。【智涂筆記】膜的內(nèi)、外側(cè)判斷技巧：根據(jù)糖蛋白的分布情況，有糖蛋白的一側(cè)為膜的外側(cè)，無糖蛋白的一側(cè)則為膜的內(nèi)側(cè)。生物膜的結(jié)構(gòu)除了具有流動性的特點外，還具有：(1)鑲嵌性：膜的基本結(jié)構(gòu)是由磷脂雙分子層鑲嵌蛋白質(zhì)構(gòu)成的。(2)不對稱性：膜兩側(cè)的分子性質(zhì)和結(jié)構(gòu)不相同，如糖被只存在于外表面?！編熣f核心】1．生物膜的流動鑲嵌模型(1)細胞膜中的脂質(zhì)除磷脂外，還有一些糖脂和膽固醇。(2)糖脂和糖蛋白都分布于細胞膜的外表面。(3)脂質(zhì)和蛋白質(zhì)分子并不是均勻分布的，而是呈不對稱性分布。2．生物膜的結(jié)構(gòu)特點——具有一定的流動性(1)結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)：構(gòu)成膜的磷脂分子和大多數(shù)蛋白質(zhì)分子是運動的。(2)實例證明：質(zhì)壁分離與復(fù)原、變形蟲運動、胞吞和胞吐、白細胞的吞噬作用等。(3)膜的流動性受溫度影響，在一定溫度范圍內(nèi)，隨溫度升高，膜的流動性加快。3．結(jié)構(gòu)特點和功能特性的關(guān)系【檢測反饋】1．(合格必考)如圖表示細胞膜的流動鑲嵌模型，下列有關(guān)敘述不正確的是()A．具有①的一側(cè)為細胞膜的外側(cè)B．①與細胞表面的識別有關(guān)C．②是構(gòu)成細胞膜的基本支架D．細胞膜的選擇透過性與①的種類和數(shù)量有關(guān)解析：圖中①是糖蛋白，②是磷脂雙分子層，③是蛋白質(zhì)分子。糖蛋白主要與細胞的信息交流和識別有關(guān)，磷脂雙分子層構(gòu)成生物膜的基本支架，蛋白質(zhì)是生物膜中的功能分子，細胞膜的選擇透過性主要與膜上的蛋白質(zhì)有關(guān)。答案：D2．(等級選考)下列關(guān)于細胞膜的敘述中，不正確的是()A．細胞膜的結(jié)構(gòu)特點對它完成各種生理功能非常重要B．細胞膜表面的糖蛋白具有特異性C．細胞膜與細胞內(nèi)其他膜結(jié)構(gòu)有結(jié)構(gòu)和功能上的聯(lián)系D．細胞膜的功能特性是具有流動性解析：細胞膜的結(jié)構(gòu)特點是具有一定的流動性，該特點與細胞分泌蛋白的分泌等生理功能有關(guān)。細胞膜表面的糖蛋白具有識別作用，具有特異性。細胞膜與內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜可以直接相互轉(zhuǎn)化，細胞膜與高爾基體膜之間可以通過囊泡進行間接轉(zhuǎn)化。細胞膜的功能特性是具有選擇透過性。答案：D【網(wǎng)絡(luò)建構(gòu)】【主干落實】1．細胞膜的主要成分是脂質(zhì)和蛋白質(zhì)，還含少量糖類。2．功能越復(fù)雜的細胞膜中，蛋白質(zhì)的種類和數(shù)量越多。3．細胞膜的主要功能：(1)將細胞與外界環(huán)境分隔開。(2)控制物質(zhì)進出細胞。(3)進行細胞間的信息交流。4．細胞間信息交流的方式有三種：通過化學(xué)物質(zhì)傳遞信息；細胞間直接接觸傳遞信息；通過細胞通道傳遞信息。5．脂溶性物質(zhì)能優(yōu)先通過細胞膜，說明細胞膜中含有脂質(zhì)。6．流動鑲嵌模型認為：磷脂雙分子層構(gòu)成膜的基本支架，蛋白質(zhì)分子覆蓋、鑲嵌或貫穿于磷脂雙分子層中。7．細胞膜的結(jié)構(gòu)特點是具有一定的流動性，功能特性是具有選擇透過性。8．糖蛋白只分布于細胞膜的外表面，具有細胞識別作用。課后分層檢測案8細胞膜的結(jié)構(gòu)和功能授課提示：對應(yīng)學(xué)生用書143頁【合格考全員做】(學(xué)業(yè)水平一、二)1．下列各項中，對生物膜化學(xué)成分的表述，最全面的是()A．蛋白質(zhì)、糖類、脂肪B．糖蛋白、脂質(zhì)C．蛋白質(zhì)、糖類、脂質(zhì)D．脂質(zhì)、蛋白質(zhì)解析：細胞膜主要由脂質(zhì)和蛋白質(zhì)組成，還有少量的糖類。答案：C2．對于同一棵玉米來說，下列細胞中，其細胞膜的成分中蛋白質(zhì)的種類和數(shù)量最多的是()A．導(dǎo)管B．根成熟區(qū)細胞C．莖表皮細胞D．葉表皮細胞解析：功能越復(fù)雜的細胞膜，蛋白質(zhì)的種類和數(shù)量越多。而上述細胞中，成熟區(qū)細胞的功能最復(fù)雜。答案：B3．心肌細胞和小腸絨毛上皮細胞在細胞膜上的不同主要體現(xiàn)在()A．磷脂的含量高低B．蛋白質(zhì)的含量及種類不同C．糖類的含量及種類不同D．脂質(zhì)的含量及種類不同解析：細胞具有多樣性，不同細胞的結(jié)構(gòu)不同，導(dǎo)致功能存在差異。細胞膜的不同主要體現(xiàn)在蛋白質(zhì)的種類和含量的不同。答案：B4．肝細胞和甲狀腺細胞的功能差異較大，其主要原因是構(gòu)成細胞膜的成分中()A．脂質(zhì)不同B．磷脂不同C．蛋白質(zhì)不同D．水不同解析：決定細胞膜功能復(fù)雜程度的是蛋白質(zhì)的種類和含量，不同細胞膜功能差別較大，就是由蛋白質(zhì)的種類和含量不同引起的。答案：C5．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(xiàn)只有同種的細胞才能結(jié)合。與這種現(xiàn)象密切相關(guān)的細胞膜成分是()A．蛋白質(zhì)B．磷脂分子C．糖蛋白D．糖脂解析：將兩種細胞融合時發(fā)現(xiàn)只有同種的細胞才能結(jié)合，說明細胞之間能夠識別其他細胞是同種還是異種細胞，而與細胞之間的識別有關(guān)的物質(zhì)是細胞膜表面的糖蛋白。答案：C6．下列關(guān)于細胞膜結(jié)構(gòu)的流動鑲嵌模型的論述中，錯誤的是()A．磷脂排列成雙分子層B．蛋白質(zhì)分子覆蓋、鑲嵌或貫穿在磷脂雙分子層中C．膜物質(zhì)是固定不動的D．膜物質(zhì)的運動使其具有流動性解析：在細胞膜結(jié)構(gòu)的流動鑲嵌模型的論點中，磷脂排列成雙分子層，蛋白質(zhì)分子覆蓋、鑲嵌或貫穿在磷脂雙分子層中，構(gòu)成生物膜的磷脂和蛋白質(zhì)的運動使其具有流動性。答案：C7．異體器官移植手術(shù)往往很難成功，最大的障礙就是異體細胞間的排斥，這主要是由于細胞膜具有識別作用，這種生理功能的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)是()A．細胞膜由磷脂分子和蛋白質(zhì)分子構(gòu)成B．細胞膜的外表面有糖蛋白C．細胞膜具有一定的流動性D．細胞膜具有選擇透過性解析：細胞識別與細胞膜上的糖蛋白密切相關(guān)。答案：B8．人體白細胞能進行變形運動，穿出毛細血管壁，吞噬侵入人體的病菌，這個過程的完成依靠細胞膜的()A．選擇透過性B．保護作用C．流動性D．?dāng)U散解析：變形運動是由結(jié)構(gòu)特點決定的，結(jié)構(gòu)特點主要指流動性。答案：C9．將一個細胞中的磷脂成分全部提取出來，并將其在空氣—水界面上鋪成單分子層，結(jié)果測得單分子層的表面積相當(dāng)于原來細胞膜表面積的兩倍。用下列細胞作實驗材料，與此結(jié)果最相符的是()A．人的肝細胞B．蛙的紅細胞C．洋蔥鱗片葉表皮細胞D．大腸桿菌細胞解析：大腸桿菌細胞中只有細胞膜，沒有其他膜結(jié)構(gòu)，磷脂在細胞膜中呈雙層排列，因此形成單層膜時表面積相當(dāng)于原來細胞膜表面積的兩倍。而人的肝細胞、蛙的紅細胞、洋蔥鱗片葉表皮細胞除細胞膜外還有核膜、各種細胞器膜。答案：D10．[2019·石景山高一期末]哺乳動物成熟的紅細胞中，沒有細胞器和細胞核。1925年，荷蘭科學(xué)家為研究細胞膜中脂質(zhì)分子的排布方式，用有機溶劑抽提哺乳動物一定量血液中的紅細胞膜中的脂質(zhì)，進行相關(guān)測定。部分實驗內(nèi)容及結(jié)果如下表所示：動物紅細胞總表面積(用a表示)提取脂質(zhì)被鋪成單分子層的面積(用b表示)狗31.362羊2.955.9兔5.4610.2人0.470.92回答下列問題：(1)成熟的紅細胞是由造血干細胞經(jīng)過________過程產(chǎn)生的。哺乳動物成熟的紅細胞是研究細胞膜中脂質(zhì)分子分布的理想材料，原因是________________________。(2)將哺乳動物成熟的紅細胞放入________中，一段時間后細胞將________。(3)經(jīng)過(2)的實驗步驟后，可用________方法獲得純凈的細胞膜。A．靜置1分鐘B．加熱至沸騰C．適當(dāng)轉(zhuǎn)速離心D．用紗布過濾(4)若要得到一定量血液中紅細胞的總表面積數(shù)據(jù)，首先要通過測定得到________和單位體積血液中的紅細胞數(shù)量這兩個數(shù)據(jù)。(5)本實驗結(jié)果顯示________________，從而可以得出的結(jié)論是________________________________________。解析：(1)哺乳動物成熟的紅細胞是由造血干細胞經(jīng)過細胞分化形成的，其只有細胞膜，沒有其他含膜的結(jié)構(gòu)，因此可排除細胞中其他膜結(jié)構(gòu)對研究的干擾，是研究細胞膜中脂質(zhì)分子分布的理想材料。(2)將哺乳動物成熟的紅細胞放入蒸餾水或清水中，一段時間后細胞將吸水漲破。(3)哺乳動物成熟的紅細胞吸水漲破后，通過適當(dāng)轉(zhuǎn)速離心，可以將細胞膜與血紅蛋白分離，進而獲得純凈的細胞膜，故選C。(4)紅細胞的總表面積＝每一個紅細胞的表面積×紅細胞的數(shù)量，因此若要得到一定量血液中紅細胞的總表面積數(shù)據(jù)，必須獲得單位體積血液中的紅細胞數(shù)量和每一個紅細胞的直徑(或表面積)這兩個數(shù)據(jù)。(5)根據(jù)表格分析可知，提取的脂質(zhì)被鋪成單分子層的面積約為紅細胞表面積的2倍，說明紅細胞膜中，脂質(zhì)分子呈雙層排列。答案：(1)細胞分化哺乳動物成熟紅細胞沒有其他含膜的結(jié)構(gòu)，只有細胞膜，因此可排除細胞中其他膜結(jié)構(gòu)對研究的干擾(2)蒸餾水(或清水)漲破(3)C(4)每個紅細胞的直徑(表面積)(5)提取的脂質(zhì)被鋪成單分子層的面積約為紅細胞表面積的2倍(或b/a≈2)紅細胞膜中，脂質(zhì)分子呈雙層排列【等級考選學(xué)做】(學(xué)業(yè)水平三、四)11．對某動物細胞進行熒光標(biāo)記實驗，如圖所示，其基本過程：①用某種熒光染料標(biāo)記該動物細胞，細胞表面出現(xiàn)熒光斑點；②用激光束照射該細胞表面的某一區(qū)域，該區(qū)域熒光淬滅(消失)；③停止激光束照射一段時間后，該區(qū)域的熒光逐漸恢復(fù)，即又出現(xiàn)了斑點。上述實驗不能說明的是()A．細胞膜具有流動性B．熒光染料能與細胞膜組成成分結(jié)合C．根據(jù)熒光恢復(fù)的速率可推算出跨膜運輸?shù)乃俾蔇．根據(jù)熒光恢復(fù)的速率可推算出膜中蛋白質(zhì)或脂質(zhì)的流動速率解析：本實驗是細胞膜具有一定流動性的經(jīng)典實驗，可根據(jù)熒光恢復(fù)的速率推算出膜中蛋白質(zhì)或脂質(zhì)的流動速率，但是不能反映物質(zhì)跨膜運輸?shù)乃俾?。停止激光束照射后，該區(qū)域中又出現(xiàn)斑點，說明其他區(qū)域的被標(biāo)記的物質(zhì)移動到該區(qū)域里來，體現(xiàn)了細胞膜的流動性。答案：C12．如圖表示各種細胞膜的組成成分含量，圖示能說明的是()A．構(gòu)成細胞膜的主要成分是蛋白質(zhì)、脂質(zhì)和糖類B．細胞膜中的蛋白質(zhì)含量的變化與細胞膜的功能有關(guān)C．細胞膜的功能越簡單，所含蛋白質(zhì)的數(shù)量越多D．蛋白質(zhì)在進行細胞間的信息交流中具有重要作用解析：細胞膜的主要成分是脂質(zhì)和蛋白質(zhì)，還含有少量的糖類；細胞膜的功能與蛋白質(zhì)的種類和含量有關(guān)；細胞膜的功能越簡單，所含蛋白質(zhì)的數(shù)量就越少；D選項的描述是正確的，但不能從圖示中得到這個結(jié)論。答案：B13．如圖是真核細胞膜的亞顯微結(jié)構(gòu)模式圖，①～③表示物質(zhì)。下列有關(guān)說法，錯誤的是()A．①②③在細胞膜上大多不是靜止的B．細胞識別與①有關(guān)C．②在細胞膜上的分布是不均勻的D．③的單分子層面積等于該細胞所有膜面積的兩倍解析：該圖是細胞膜的結(jié)構(gòu)模式圖，③的單分子層面積等于該細胞的細胞膜面積的兩倍，但細胞中除細胞膜外，還有核膜、線粒體膜、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜等。答案：D14．人、鼠細胞融合實驗中，是用帶有不同熒光染料的抗體標(biāo)記兩種細胞的膜蛋白，一段時間后兩種膜蛋白能在雜種細胞膜上均勻分布形成嵌合體。如圖是相關(guān)實驗記錄，據(jù)此不能得到的結(jié)論是()A．當(dāng)溫度增加到15℃以上B．該實驗證明膜蛋白能夠在膜表面運動C．溫度對膜蛋白的擴散有影響D．圖中數(shù)據(jù)說明融合時間越長形成的嵌合體越多解析：由圖示可知，在低溫時形成嵌合體的比例較小，溫度適宜時形成嵌合體的比例較高；15答案：D15．脂質(zhì)體是根據(jù)磷脂分子可在水中形成穩(wěn)定的脂質(zhì)雙層膜的原理而制備的人工膜。單層脂分子鋪展在水面上時，極性端(親水)與非極性端(疏水)排列是不同的，攪拌后形成雙層脂分子的球形脂質(zhì)體。(如下圖)(1)將脂質(zhì)體置于清水中，一段時間后發(fā)現(xiàn)，脂質(zhì)體的形態(tài)、體積沒有變化。這一事實說明脂質(zhì)體在結(jié)構(gòu)上具有一定的________。(2)下列圖中能正確表示細胞膜的亞顯微結(jié)構(gòu)模式圖的是()(3)由脂質(zhì)體的形成原因及特點分析細胞膜的基本支架是________，同時也可推測水分子的跨膜運輸不是真正的物質(zhì)擴散，它最可能與膜上的________成分有關(guān)。美國科學(xué)家阿格雷試圖從人血紅細胞上尋找這種蛋白質(zhì)——CHIP28。他以這種細胞為實驗材料的最可能原因是_________________________________________________________________________________________