1、第1节细胞膜的结构和功能学习目标核心素养1.理解细胞膜的功能。2.概述细胞膜的成分、含量及作用。3.了解科学家建立生物膜模型的过程。4.简述生物膜的流动镶嵌模型的基本内容。1.生命观念：分析细胞膜的结构和功能，认同世界的结构和功能相适应的观点。2.科学思维：分析细胞膜的成分和结构探索历程，了解细胞膜成分，建立生物膜的流动镶嵌模型。3.科学探究：通过体验用哺乳动物红细胞制备细胞膜的方法和过程，掌握科学探究的基本思路和方法。知识点一细胞膜的功能1细胞膜：也称质膜，它是细胞的边界。2功能(1)将细胞与外界环境分隔开，保障了细胞内部环境的相对稳定。(2)控制物质进出细胞可“进”的物质：细胞需要的营养物
2、质。不容易“进”的物质：细胞不需要或对细胞有害的物质，以及有些病毒、病菌。可“出”的物质：抗体、激素等物质和细胞产生的废物。不会轻易“出”的物质：细胞内有用的成分，如核酸。总结：细胞膜能控制物质进出细胞，且这种控制作用是相对的。(3)进行细胞间的信息交流鉴别动物细胞是否死亡常用台盼蓝染液，用它染色时，死细胞会被染成蓝色，而活细胞不会着色，尝试解释原因？推测细胞膜作为系统边界，应具有什么功能？提示：活细胞具有控制物质进出细胞的功能，台盼蓝是细胞不需要的，故不能进入细胞，死细胞失去了控制物质进出的功能，故台盼蓝可以进入。控制物质进出细胞的功能。细胞间的信息交流都依赖于信息分子和受体吗？提示：一定依
3、赖于信息分子传递信息，但不一定需要受体，如高等植物的胞间连丝。题型一细胞膜功能的考查例1春天，很多植物同时开花，花粉在空气中传播后，也很容易黏附到其他植物的柱头上，但这些花粉不能萌发，而落到同种植物柱头上的花粉可以萌发。这依赖于()A细胞分泌物的信息传递B花粉和柱头细胞的细胞膜之间信号分子与受体的识别C花粉与柱头细胞间的胞间连丝D花粉与柱头细胞中核酸的一致性解题分析花粉和柱头细胞的细胞膜含有特定的信号分子和受体，这样可以使得在植物的柱头上只有同种植物的花粉可以萌发，保证了物种的正常延续。答案B例2细胞间信息交流的方式有多种。在哺乳动物卵巢细胞分泌的雌激素作用于乳腺细胞的过程中，以及精子进入卵细
4、胞的过程中，细胞间信息交流的实现分别依赖于()A血液运输，突触传递 B淋巴运输，突触传递C淋巴运输，胞间连丝传递D血液运输，细胞间直接接触解题分析雌激素属于信号分子，由哺乳动物卵巢细胞分泌后通过血液运输到乳腺并作用于乳腺细胞，实现细胞间的信息交流；精子进入卵细胞前需要通过直接接触的方式进行信息交流。答案D知识点二细胞膜的成分 1对细胞膜成分的探索(1)最初对细胞膜成分的探究(2)细胞膜中脂质成分实验探究(3)磷脂分子在细胞膜中排列方式探究研究细胞膜选用哺乳动物成熟红细胞的原因？提示：哺乳动物成熟红细胞含有的膜结构只有细胞膜，无其他膜干扰。根据磷脂分子特点，解释为什么磷脂在空气水界面上铺展成单分
5、子层？提示：因为磷脂分子头部亲水，所以在空气水界面磷脂分子是头部向下，与水面接触，尾部则朝向空气一面。(4)细胞膜中是否还含有其他成分的探究2细胞膜成分(结合P43第一自然段写出细胞膜的成分及特点) (2)特点：功能越复杂的细胞膜，蛋白质的种类和数量越多。, 将人的肝细胞中的磷脂全部提取出来，铺成单分子层，其面积是肝细胞表面积的2倍吗？为什么？提示：大大超过2倍，肝细胞具有多种具膜的细胞器和细胞核。根据磷脂分子特点，推测其在组成细胞膜的双层分子如何排列。提示：细胞内、外两侧均以水为主，需要亲水端与之接触，亲水头部朝向两侧，疏水尾部排在中间(尾尾相对、头部朝向两侧)。题型二细胞膜成分的考查例3下
6、列说法与生物膜发现史不一致的是()A欧文顿在实验基础上提出：膜是由脂质组成的B荷兰科学家用丙酮从人的红细胞中提取脂质，在空气水界面上铺展成单分子层，测得单分子层的面积为红细胞表面积的2倍。他们由此推出：细胞膜中的脂质分子必然排列为连续的两层C科学家通过对动物的卵细胞等细胞膜的成分分析，推测细胞膜的脂质有磷脂和胆固醇D丹尼利和戴维森通过显色实验证明细胞膜中含有蛋白质解题分析丹尼利和戴维森研究了细胞膜的张力，发现细胞的表面张力明显低于油水界面的表面张力，推测细胞膜上附有蛋白质，D错误。答案D例4下列有关细胞膜成分的叙述，错误的是()A细胞膜的主要成分是蛋白质和脂质B细胞膜上蛋白质的种类和数量越多，
7、功能越复杂C脂质在细胞膜中的含量比蛋白质要少D动物细胞膜中不仅含有磷脂，还有少量的胆固醇解题分析细胞膜的主要成分是蛋白质和脂质，其中蛋白质约占40%，脂质约占50%，此外还含有少量的糖类，A正确，C错误；蛋白质是生命活动的主要承担者，其种类与数量越多，细胞膜功能越复杂，B正确；组成动物细胞膜的脂质中含量最丰富的是磷脂，此外还含有少量的胆固醇，D正确。答案C知识点三对细胞膜结构的探索 1静态结构模型的提出(1)时间：1959年。(2)科学家：罗伯特森。(3)依据：电镜下看到了细胞膜清晰的暗亮暗的三层结构。(4)模型假说：所有的细胞膜都由蛋白质脂质蛋白质三层结构构成，电镜下看到的中间的亮层是脂质分
8、子，两边的暗层是蛋白质分子。(5)模型缺点：细胞膜为静态的统一结构，细胞膜功能将难以实现，无法解释细胞的生长、变形虫的变形运动。,2.新技术带来新模型(1)人鼠细胞融合实验(2)动态结构模型的提出时间1972年科学家辛格和尼科尔森模型名称流动镶嵌模型科学方法提出假说1提出假说根据已有的知识和信息解释某一生物学问题。2修正和补充假说。3假说被接受或被否定，取决于它是否能与以后不断得到的观察和实验结果相吻合。在人鼠细胞融合的实验中，将温度维持在0 ，与37 相比，实验现象有什么变化？提示：0 条件下，所有蛋白质分子平均运动速率比37 下要低，故蛋白质分子需要更长的时间才能分布均匀。题型三对生物膜结
9、构的探究历程的分析例5下列说法与生物膜结构发现史不一致的是()A罗伯特森在电镜下看到细胞膜清晰的暗亮暗的三层结构，提出所有的生物膜都是由磷脂蛋白质磷脂三层结构构成的B科学家将不同荧光染料标记的人细胞和小鼠细胞进行融合，证明了细胞膜的流动性C辛格和尼科尔森提出的流动镶嵌模型D罗伯特森把细胞膜描述为静态的结构，与许多现象不符解题分析罗伯特森在电镜下看到细胞膜的暗亮暗的三层结构，提出生物膜是由蛋白质脂质蛋白质三层结构构成的，A错误；科学家用不同荧光染料标记人、小鼠细胞表面的蛋白质分子，两种细胞融合一段时间后，两种颜色的荧光均匀分布，证明了细胞膜具有流动性，B正确；辛格和尼科尔森根据已有的知识和信息提
10、出的流动镶嵌模型，C正确；罗伯特森提出的细胞膜是静态的观点，受到很多质疑，因为它与细胞的生长、变形虫的运动等很多现象相矛盾，D正确。答案A例6对某动物细胞进行荧光标记实验，基本过程如下：用某种荧光染料标记该动物细胞，细胞表面出现荧光斑点。用激光束照射该细胞表面的某一区域，该区域荧光消失。停止激光束照射一段时间后，该区域的荧光逐渐恢复，即又出现了斑点。上述实验不能说明的是()A细胞膜具有流动性B荧光染料能与细胞膜组成成分结合C根据荧光恢复的速率可推算出物质跨膜运输的速率D根据荧光恢复的速率可推算出膜的流动速率解题分析根据图示信息，激光束照射时荧光消失，停止照射时荧光恢复，说明荧光物质并没有跨膜运
11、输，过段时间后别处的荧光物质又流动过来，因此能推算膜的流动速率而不能推算出物质跨膜运输速率。答案C知识点四流动镶嵌模型的基本内容 1流动镶嵌模型的基本内容仔细观察辛格和尼科尔森建构的流动镶嵌模型，它是对称模型吗？提示：不对称。因为构成细胞膜的蛋白质分子的分布是不均匀的。你能快速判断出哪个是细胞膜的内侧和外侧吗？提示：根据糖蛋白的分布情况判断，有糖蛋白存在的一侧为细胞膜外侧。2.生物膜的结构特性具有一定的流动性(1)原因：构成生物膜的磷脂分子可以侧向自由移动，大多数蛋白质分子也是可以运动的。(2)生理意义：对于细胞完成物质运输、生长、分裂、运动等功能具有重要意义。3.生物膜的功能特性选择透过性(
12、1)结构基础：膜上具有载体蛋白。(2)生理意义：控制物质进出细胞。体现生物膜具有流动性的实例。提示：变形虫变形；细胞融合；分泌蛋白的传递分泌。题型四对生物膜的流动镶嵌模型基本内容的考查例7如图表示细胞膜的亚显微结构模式图，请据图回答：(1)图中_的基本组成单位是_。构成细胞膜基本支架的结构是_。(2)与细胞膜的识别功能有关的结构是_。(3)吞噬细胞吞噬细菌的过程体现了细胞膜具有_性。这是因为_。(4)不同的细胞，其细胞膜的生理功能不同，主要取决于细胞膜上的_。(填写标号)(5)细胞膜的外侧是_(填“”或“”)侧，判断的依据是_。(6)细胞膜的这种结构模型被称为_。答案(1)蛋白质氨基酸磷脂双分
13、子层(2)糖被(3)流动组成细胞膜的磷脂分子可以侧向自由移动，膜中的蛋白质大多也能运动(4)(5)侧有多糖与蛋白质结合形成的糖蛋白，糖蛋白位于细胞膜外侧(6)流动镶嵌模型1细胞膜具有控制物质进出细胞的功能。下列有关这一功能的理解，不正确的是()A细胞需要的物质可以进入细胞B细胞不需要或对细胞有害的物质一般不能进入细胞C细胞中的某些成分如核酸等不会流失到细胞外D由于细胞膜的存在，致病的病毒、细菌等都不能进入细胞答案D解析细胞膜控制物质进出的功能表现在细胞需要的物质可以进入细胞，不需要的或对细胞有害的物质一般不能进入细胞，细胞内的核酸等重要成分不能流失到细胞外，A、B、C正确；但细胞膜控制物质进出
14、的功能具有相对性，有些致病的病毒、细菌等也可能进入细胞，D错误。2典型的细胞膜最可能具有下列哪种组成(质量分数)()A35%脂质、50%蛋白质、5%糖类、10%RNAB50%脂质、45%蛋白质、5%糖类、0%RNAC25%脂质、75%蛋白质、0%糖类、0%RNAD60%脂质、30%蛋白质、0%糖类、10%RNA答案B解析细胞膜主要由脂质和蛋白质构成，还有少量的糖类，但是不含RNA。其中脂质约占细胞膜总量的50%，蛋白质约占40%，糖类占2%10%。3能进行细胞间的信息交流是细胞膜的重要功能，下列实例中不能体现该项功能的是()A胰高血糖素作用于肝细胞促进肝糖原分解B同种生物的精子与卵细胞的相互识
15、别C一个细胞中的无机盐离子进入相邻的细胞D高等植物细胞之间，通过胞间连丝相互连接答案C解析细胞间的信息交流过程至少要涉及两个细胞。胰高血糖素作用于肝细胞，与其细胞膜上的胰高血糖素受体结合，进而促进肝糖原分解，进行了细胞间的信息交流，A不符合题意；同种生物的精子与卵细胞的相互识别，离不开精子与卵细胞的细胞膜接触进行信息交流，B不符合题意；一个细胞中的无机盐离子进入相邻的细胞，是无机盐离子进行跨膜运输，没有进行细胞间的信息交流，C符合题意；高等植物细胞的胞间连丝在相邻的两个细胞间形成通道，携带信息的物质可以通过该通道进入另一个细胞，进行了细胞间的信息交流，D不符合题意。4下列关于生物膜结构的探索历
16、程的说法，不正确的是()A人鼠细胞融合实验证明了细胞膜具有流动性B三层结构模型认为生物膜为静态的结构C1972年，桑格和尼克森提出流动镶嵌模型，认为构成生物膜的磷脂分子和大多数蛋白质分子可以运动D三层结构模型和流动镶嵌模型都认为蛋白质分子在膜中的分布是不均匀的答案D解析人鼠细胞融合实验证明了细胞膜具有流动性，A正确；罗伯特森认为生物膜是由蛋白质脂质蛋白质三层结构构成的，而且是静态的结构，B正确；流动镶嵌模型认为构成生物膜的磷脂分子和大多数蛋白质分子可以运动，说明生物膜具有一定的流动性，C正确；三层结构模型认为蛋白质分子在膜中的分布是均匀的、固定的，而流动镶嵌模型认为蛋白质分子在膜中的分布是不均
17、匀的，D错误。5如图表示细胞膜的结构，据此回答问题(在中填序号)。(1)细胞膜的这种结构模型被称为_。细胞膜的基本支架是。(2)胆固醇、维生素D等物质能优先通过细胞膜，这是由于细胞膜上具有_(填成分)。(3)由图可知，该结构的_(填“上方”或“下方”)是细胞膜的外侧。(4)精子和卵细胞能够通过该结构相互识别并结合，说明细胞膜具有_功能。与此相关的物质是。(5)细胞膜在控制物质进出细胞时具有_(填特性)。答案(1)流动镶嵌模型(2)脂质(磷脂)(3)上方(4)细胞间的信息交流(细胞识别)(5)选择透过性解析由图示可知：是糖蛋白，是蛋白质，是磷脂双分子层，是糖被。(1)细胞膜的这种结构模型被称为流动镶嵌模型。细胞膜的基本支架是磷脂双分子层。(2)胆固醇、维生素D等物质能优先通过细胞膜，这是由于细胞膜上具有脂质(磷脂)成分。(3)由图可知，该结构的上方是细胞膜的外侧，因为糖蛋白位于细胞膜的外侧。(4)精子和卵细胞能够通过该结构相互识别并结合，说明细胞膜具有细胞间的信息交流(细胞识别)功能。与此相关的物质是糖被。(5)细胞膜在控制物质进出细胞时具有选择透过性。