3.1細胞膜的結構和功能 2021-2022學年高一上學期生物人教版（2019）必修一

3復習回顧：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.目前臨床應用的胰島素，是如何獲得的？第3章細胞的基本結構

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

（是細胞的邊界）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)生了原始細胞，并成為相對獨立的系統(tǒng)。細胞膜保障了

。膜細胞內(nèi)部環(huán)境的相對穩(wěn)定1.1

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

活細胞的細胞膜具有選擇透過性（死細胞的細胞膜失去選擇透過性）。

細胞膜具有②控制物質(zhì)進出細胞的功能。

如何分辨動物細胞是否死亡？2、控制物質(zhì)進出細胞(1)細胞需要的

可以從外界進入細胞。細胞不需要的物質(zhì)不容易進入。(2)細胞產(chǎn)生的

、

和

排到細胞外。有用的成分不會輕易流失。(3)細胞膜的控制作用是

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

。細胞間信息的交流，大多與

有關。P41物質(zhì)和能量的交換信息的交流細胞膜的結構細胞膜的功能：③

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

（通過受體接受信號分子）進行細胞間的信息交流？1.3進行細胞間的信息交流受體：1、化學本質(zhì)：糖蛋白2、作用：接受激素等化學物質(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)）受體血管細胞信息交流方式1：（內(nèi)分泌）細胞分泌的信號分子（如激素），隨體液到達全身各處，與靶細胞的（細胞膜表面的）受體結合，將信息傳遞給靶細胞。發(fā)出信號的細胞靶細胞信號分子通過相鄰細胞的細胞膜直接接觸傳遞信息。例如：精子和卵細胞之間的識別和結合。1.3進行細胞間的信息交流細胞信息交流方式2：胞間連絲相鄰兩個細胞之間形成

，攜帶信息的物質(zhì)通過其進入另一個細胞。

例如，高等植物細胞之間通過

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

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

思考探究：

控制物質(zhì)進出細胞。進行細胞間的信息交流控制物質(zhì)進出細胞。進行細胞間的信息交流細胞膜的功能是由什么決定的？細胞膜的功能是由它的成分和結構決定的。Year1895年1.歐文頓（E.Overton）實驗細胞膜現(xiàn)象：推論：細胞膜是由脂質(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，即分子結構越相似的物質(zhì)，越是容易相互溶解。

二、對細胞膜成分的探索2022/11/8

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

，其中

含量最多。

探究歷程Year20世紀初對細胞膜成分的探索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)磷酸對細胞膜成分的探索2022/11/8膽堿

探究歷程Year對細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對細胞膜分子排布的探索3.荷蘭科學家戈特E.Gorter和格倫德爾F.Grendel用丙酮從紅細胞中提取脂質(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胞表面積的2倍推論：細胞膜中的脂質(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)磷脂分子的結構特點，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對細胞膜成分的探索1935年

探究歷程4.英國學者丹尼利(J.F.Danielli)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細胞膜除含脂質(zhì)分子外，可能還附有蛋白質(zhì)。細胞膜成分脂質(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雜的細胞膜，蛋白質(zhì)的種類和數(shù)量越多。二、細胞膜的成分二、細胞膜的成分細胞膜主要由

和

組成，此外，還含有少量的

。在組成細胞膜的脂質(zhì)中，

最豐富，此外還有少量的

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

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、

對細胞膜結構的探索1、1959年羅伯特森在

下看到了細胞膜清晰的

的三層結構。電鏡暗—亮—暗假說：不足：所有細胞膜都是由蛋白質(zhì)-脂質(zhì)-蛋白質(zhì)三層結構所構成。靜態(tài)的統(tǒng)一結構三、

對細胞膜結構的探索2、用熒光標記的小鼠細胞和人細胞融合實驗。結論：

。細胞膜具有流動性科學方法——提出假說根據(jù)已有的知識和信息提出解釋某一生物學問題的一種假說，再用進一步的觀察與實驗對已建立的假說進行修正和補充。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果相吻合.P44三、

對細胞膜結構的探索

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、細胞膜不是靜止不動的，而是具有流動性，主要表現(xiàn)為構成膜的磷脂分子可以側向自由移動，膜中的蛋白質(zhì)大多也能運動。細胞膜的流動性對于細胞完成物質(zhì)運輸、生長、分裂、運動等功能都是非常重要的。細胞膜的外表面還有糖類分子，它和蛋白質(zhì)分子結合形成的糖蛋白，或與脂質(zhì)結合形成的糖脂，這些糖類分子叫作糖被(glycocalyx)。糖被在細胞生命活動中具有重要的功能。例如，糖被與細胞表面的識別、細胞間的信息傳遞等功能有密切關系。。細胞膜的結構特點、功能特性及相互關系流動性和選擇透過性的關系

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，膜只有具有_______，才能實現(xiàn)___________。流動性原理——構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：細胞融合、受精作用、變形蟲變形、白細胞吞噬細菌(胞吞)、分泌蛋白的分泌(胞吐)、溫度改變時膜的厚度改變、動物細胞吸水膨脹或失水皺縮等。結構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？小結功能特點：選擇透過性課堂練習：1、下列元素最可能構成細胞膜的一組是AC、H、OBC、H、O、NCC、H、O、FeDC、H、O、N、P2、下圖是神經(jīng)細胞的細胞模結構式，其中正確的是3、人體淋巴細胞膜的主要成分是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)某組織細胞的細胞膜結構模式圖，據(jù)你所掌握的膜結構特點，請確認①～④哪一項正確？ 。②4、如圖為細胞膜的液態(tài)流動鑲嵌模型示意圖，有關敘述錯誤的是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、糖蛋白在細胞膜的內(nèi)外側均有分布D、細胞有選擇性透過性主要與載體蛋白的種類和數(shù)量有關5、下列有關膜蛋白的敘述，錯誤的是A、均與物質(zhì)轉動有關B、能與某些糖結合，形成細胞與細胞間聯(lián)絡的結構C、與神經(jīng)遞質(zhì)結合，影響細胞的興奮或抑制D、膜蛋白的結構具有特異性CA

判斷正誤

(1)細胞膜組成成分包括：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細胞分泌胰島素依賴于細胞膜的流動性 (5)構成膜的脂質(zhì)主要是磷脂、脂肪和膽固醇

(6)功能越復雜的細胞膜，蛋白質(zhì)的種類和數(shù)量越多

√×√√×√１．下圖是某生物細胞(局部)和細胞中某結構的亞顯微結構模式圖，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)生在膜上的化學反應

C．作為受體，接受膜表面的化學信息

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

(3)若圖甲細胞的分泌物是抗體,則圖甲表示人體的

細胞，其來源于什么細胞?

。(4)若圖甲所示的細胞進入衰老狀態(tài)，圖甲中哪些結構會發(fā)生什么變化?

。(5)簡述a過程與c過程的主要區(qū)別：

，細胞核被染成綠色，細胞質(zhì)被染成紅色漿(效應B)B細胞和記憶細胞細胞核體積增大；核膜內(nèi)折；染色質(zhì)收縮；細胞膜通透性改變a過程需要消耗ATP(細胞代謝產(chǎn)生的能量)，而c過程不需要消耗能量ATP(細胞代謝產(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)能識別豬細胞上的某種物質(zhì)，從而發(fā)生強烈的排異反應。該物質(zhì)所處的位置和化學成分分別是

A.細胞膜膽固醇

B.細胞膜糖與蛋白質(zhì)的復合物

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

)A.精子與卵細胞的結合B.興奮在神經(jīng)元之間的傳遞C.吞噬細胞吞噬細菌D.核糖體上合成分泌蛋白BD4．下圖表示人體內(nèi)化學物質(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、外膜的化學組成大致相同

D、內(nèi)膜表面積大，導致蛋白質(zhì)含量高成分線粒體膜蛋白質(zhì)（質(zhì)量分數(shù)／％）脂類（質(zhì)量分數(shù)／％）外膜5248內(nèi)膜7624DC7.生物膜上的蛋白質(zhì)通常與多糖結合成糖蛋白。糖蛋白在細胞的識別以及細胞內(nèi)外的信息傳導中有重要的功能。下列生物膜結構中，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(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜C8．水溶性染色劑（PI）能與核酸結合而使細胞核著色，可將其用于鑒定細胞的死活。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鑒別細胞死活的原理是A．死細胞與活細胞的核酸結構不一樣B．活細胞能分解染色劑PIC．死細胞與活細胞的核酸含量不一樣D．活細胞的細胞膜能阻止PI的進入D9.下列哪一項不是細胞間信息交流的方式()A.胰島細胞形成的胰島素通過血液運送作用于組織細胞B.精子和卵細胞相互接觸完成受精作用C.細胞膜將細胞與環(huán)境分割開D.高等植物細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胞的間隙里B.醋酸和蔗糖分解后被細胞吸收C.腌制時間長，兩種物質(zhì)緩慢地進入細胞內(nèi)部D.醋酸殺死細胞，使細胞膜失去選擇透過性D5、離體培養(yǎng)的小腸絨毛上皮細胞，經(jīng)紫外線誘變處理后，對甘氨酸的吸收功能喪失，且這種特性在細胞多次分裂后仍能保持。下列分析中，正確的是

A.細胞對氨基酸的需求發(fā)生變化

B.細胞膜上的載體蛋白缺失