細胞膜的結構和功能高一上學期生物人教版（2019）必修1

第1節(jié)細胞膜的結構與功能細胞膜的功能Functionofcellmembrane資料：

科學家用顯微注射器將一種叫作伊紅的物質(zhì)注入變形蟲體內(nèi)，伊紅很快擴散到整個細胞，卻不能逸出細胞。注入伊紅伊紅為什么不會逸出細胞？此實驗說明了什么？

細胞膜的功能Functionofcellmembrane1、將細胞與外界環(huán)境分隔開一、細胞膜的功能細胞膜的功能Functionofcellmembrane1.將細胞與外界環(huán)境分隔開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)生了原始的細胞，并成為_________的系統(tǒng)。膜的出現(xiàn)相對獨立相對穩(wěn)定細胞膜將生命物質(zhì)與外界環(huán)境分隔開，保障了細胞內(nèi)部環(huán)境的____________。（1）膜的出現(xiàn)在進化方面的意義：（2）膜的出現(xiàn)對細胞本身的意義：細胞膜的功能Functionofcellmembrane思考：問題探討不需要、有害的物質(zhì)（如細菌、病毒等）細胞膜的功能Functionofcellmembrane2、控制物質(zhì)進出細胞細胞膜的控制作用是相對的細胞營養(yǎng)物質(zhì)（氨基酸、無機鹽、葡萄糖等）廢物（CO2、尿素等）抗體、激素等細胞合成并分泌細胞代謝產(chǎn)生有用成分（DNA等）××細胞膜的功能Functionofcellmembrane思考細胞膜的其它功能在球場上，當發(fā)現(xiàn)足球快速向你頭部飛奔過來，你會迅速躲避或用胳膊阻擋。思考：1.哪些細胞參與完成了上述活動？它們發(fā)揮的具體作用是什么？2.眼部組織細胞、神經(jīng)細胞和肌肉細胞之間如何實現(xiàn)相互溝通呢？細胞膜的功能Functionofcellmembrane3、進行細胞間的信息交流①化學信號傳導（如激素）細胞膜的功能Functionofcellmembrane3、進行細胞間的信息交流②接觸傳遞（如精卵細胞的識別和結合）細胞膜的功能Functionofcellmembrane3、進行細胞間的信息交流③通道傳遞胞間連絲細胞膜的功能Functionofcellmembrane1、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細胞膜的功能分析1895年歐文頓的實驗，推測細胞膜的成分。對細胞膜成分的探索細胞膜的成分Cellmembranecomposition據(jù)此推測:細胞膜是由脂質(zhì)組成的

為了進一步確定細胞膜中的脂質(zhì)成分的類型，科學家通過一定的方法制備出純凈的細胞膜，進行化學分析，得知組成細胞膜的脂質(zhì)有_______和__________，其中________含量最多。

磷脂膽固醇磷脂細胞膜的成分Cellmembranecomposition細胞膜的成分Cellmembranecomposition1、選材請從下面細胞中選出符合提取細胞膜的細胞，并說明理由？哺乳動物成熟的紅細胞普通高等動物細胞高等植物細胞細菌細胞關于制備純凈的細胞膜細胞膜的成分Cellmembranecomposition

哺乳動物成熟的紅細胞沒有細胞核和其它眾多的具膜細胞器，可以避免其它膜的干擾,提取較純正的細胞膜。細胞膜的成分Cellmembranecomposition1、選材請從下面細胞中選出符合提取細胞膜的細胞，并說明理由哺乳動物成熟的紅細胞細菌細胞雞（禽類）血紅細胞有細胞核和細胞器，不能用于制備純凈細胞膜的材料。原核細胞沒有核膜和細胞器膜，但是有細胞壁（支原體除外），所以也不適用用于制備細胞膜。注細胞膜的成分Cellmembranecomposition2、簡單步驟紅細胞吸水漲破細胞內(nèi)容物流出分離出純凈的細胞膜細胞膜的成分Cellmembranecomposition親水頭部疏水尾部磷脂分子結構式磷脂分子模型磷脂分子示意圖觀察磷脂分子的結構并分析其特點細胞膜的成分Cellmembranecomposition材料:1917年朗繆爾將磷脂與水混合，觀察到磷脂分子在水---空氣界面的特殊分布。磷脂分子磷脂分子在水-空氣界面的分布細胞膜的成分Cellmembranecomposition根據(jù)磷脂分子的特點，推測并畫出磷脂分子在水環(huán)境中的排布方式。磷脂分子在水環(huán)境中的分布細胞膜的成分Cellmembranecomposition水環(huán)境AB磷脂分子在水環(huán)境中的分布細胞膜的成分Cellmembranecomposition水環(huán)境資料：1935年，丹尼利和戴維森研究細胞膜張力，發(fā)現(xiàn)細胞的表面張力明顯低于油-水界面的表面張力。由于人們已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了油脂表面如果附有蛋白質(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)。細胞膜的成分Cellmembranecomposition思考：如何驗證細胞膜上有蛋白質(zhì)？細胞膜的成分Cellmembranecomposition細胞膜的成分脂質(zhì)（大約占50%）蛋白質(zhì)（大約占40%）糖類（大約占2%—10%）功能越復雜的細胞膜，蛋白質(zhì)的_____和______越多

磷脂（主要）膽固醇（動物細胞膜）種類數(shù)目2.分析細胞膜中蛋白質(zhì)分子的排布特點資料1

關于電鏡成像：電子束照射大分子物質(zhì)，散射度高，呈暗帶；照射小分子物質(zhì)，散射度低，呈亮帶。(1)請根據(jù)資料1，分析羅伯特森在電鏡下看到細胞膜清晰的暗—亮—暗的三層結構中蛋白質(zhì)的分布方式。蛋白質(zhì)—脂質(zhì)—蛋白質(zhì)該模型可以解釋細胞的哪些功能？不能解釋哪些現(xiàn)象？蛋白質(zhì)在細胞膜兩側可以幫助細胞進行物質(zhì)運輸?shù)?但是錯誤的將細胞膜描述為靜態(tài)統(tǒng)一的結構，無法解釋細胞的生長和分裂、變形蟲的運動、受精時細胞融合等?！举Y料2】1970年，用不同顏色熒光染料標記分別標記人的細胞和鼠的細胞，然后將人—鼠細胞融合，一段時間后，不同顏色的熒光染料均勻分布在融合細胞膜表面。(2)通過人—鼠細胞融合的結果，可以得出什么結論？細胞膜具有流動性資料3

按照“蛋白質(zhì)—脂質(zhì)—蛋白質(zhì)”模型，細胞膜的厚度應該是單層磷脂厚度的兩倍，加上兩側的蛋白質(zhì)，膜的總厚度應當超過20nm。但是羅伯特森電鏡下的細胞膜的厚度約為7～8nm。(3)請根據(jù)資料2指出“蛋白質(zhì)—脂質(zhì)—蛋白質(zhì)”模型的不足之處，并對細胞膜的結構進行合理推測。

資料2表明：“蛋白質(zhì)—脂質(zhì)—蛋白質(zhì)”模型中蛋白質(zhì)平鋪在磷脂雙分子層表面形成的膜厚度與真實所測不符。因此，蛋白質(zhì)不會只覆蓋在磷脂雙分子層兩側，可能會有蛋白質(zhì)嵌入磷脂雙分子層。資料4

20世紀60年代，冰凍蝕刻技術得到了應用?？茖W家將細胞進行快速低溫冷凍，用冷刀將細胞標本驟然沖斷開。這時，磷脂雙分子層的疏水端裂開，從而顯示出蛋白質(zhì)顆粒在膜之中的真實分布情況。通過一定的技術處理，科學家在電子顯微鏡下觀察到，細胞膜的外層磷脂和內(nèi)層磷脂表面都有凸起的蛋白質(zhì)顆粒，還有蛋白質(zhì)隨著另一層磷脂離開之后留下的窟窿。冰凍蝕刻技術研究細胞膜結構(4)通過冰凍蝕刻實驗結果，你可以得出什么結論？

蛋白質(zhì)分子鑲嵌、部分或全部嵌入、貫穿于磷脂雙分子層。A.構成細胞膜的主要成分是蛋白質(zhì)、

脂肪和糖類B.細胞膜中的脂質(zhì)和蛋白質(zhì)含量的變

化與細胞膜的功能有關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3.如圖表示各種細胞膜組成成分的含量，圖示能說明的是√4.(2023·云南德宏高一統(tǒng)考)人類對生物膜結構的探索經(jīng)歷了漫長的歷程，下列結論(假說)錯誤的是A.脂溶性物質(zhì)更易通過細胞膜，由此推測細胞膜是由脂質(zhì)組成的B.熒光標記的小鼠細胞和人細胞融合，說明細胞膜具有流動性C.電鏡下細胞膜呈暗—亮—暗結構，羅伯特森認為生物膜由脂質(zhì)—蛋白

質(zhì)—脂質(zhì)構成D.提取人成熟紅細胞的脂質(zhì)鋪展成的單分子層，其面積是紅細胞表面積

的2倍，由此推測細胞膜中的磷脂分子排列為連續(xù)的兩層√

1972年辛格（S.J.Singer）和尼克爾森（G.Nicolson）總結前人的研究成果，并且在新的觀察和實驗證據(jù)的基礎上，提出了新的生物膜模型———流動鑲嵌模型，為多數(shù)人所接受。A

B

C

(1)圖中A名稱：____________作用：膜的__________

特點：______________磷脂雙分子層可側向自由移動基本支架結構模型2.1A

B

C

(2)圖中B名稱：___________三種位置鑲在磷脂雙分子層表面部分或全部_____磷脂雙分子層中_____于整個磷脂雙分子層特點：大多數(shù)蛋白質(zhì)分子是可以_____的蛋白質(zhì)分子嵌入貫穿運動結構模型2.1A

B

C

(3)圖中C

名稱：糖類分子(糖被)，能和蛋白質(zhì)結合(糖蛋白)或與脂質(zhì)結

合(糖脂)位置：細胞膜的____表面作用：與細胞表面的_____、細胞間的________等功能有密切關系外識別信息傳遞結構模型2.1流動性磷脂分子蛋白質(zhì)結構特點2.25.如圖為細胞膜的結構模型示意圖，a、b表示細胞膜的兩側。下列有關說法錯誤的是A.細胞膜因具有圖中①表示的基本支架而

具有對稱性B.動物細胞吸水時，圖中①的厚度會變小C.圖中a側具有糖蛋白，是細胞膜的外側D.細胞膜具有流動性與圖中①③都有關√6.磷脂分子構成的脂質(zhì)體可以作為藥物的運載體。在脂質(zhì)體中鑲嵌抗體，通過抗體與特定細胞