1、第二节 细胞生命活动的基本单位 第1课时 细胞质膜将细胞与外界环境分开 针对特定的生物学现象，进行观察、提问。体现了科学探究的核心素养。用显微注射器将一种叫做伊红的物质注入变形虫体内 伊红为什么不会逸出细胞？此实验说明了什么？变形虫 概述细胞都由质膜包裹，质膜将细胞与其生活环境分开，能控制物质进出，并参与细胞间的信息交流 1.结合教材，了解科学家对细胞质膜成分和结构的探索历程。（科学探究）2.通过模型识记细胞质膜的结构、磷脂双分子层和蛋白质分子的分布特点。（科学思维）3.通过实例理解细胞质膜的结构特点（生命观念）4.结合实例记忆并理解细胞质膜的功能。（生命观念）体会课堂探究的乐趣，汲取新知识的
2、营养，让我们一起吧！进走课堂怎样区分显微镜视野中的气泡和细胞？光学显微镜下能看见细胞质膜吗？提示：气泡是光亮的，里面只有空气。细胞是一个具有细胞质膜、细胞核和细胞质的复杂结构，而且是一个立体的结构，在显微镜下，通过调节焦距可以观察到细胞的不同层面。光学显微镜下不能看见细胞质膜，但是能够观察到细胞与外界环境之间是有界限的。1.19世纪末，欧文顿（E.Overton）发现：不溶于脂质的物质 溶于脂质的物质 细胞膜 一、生物质膜成分和结构【思考】欧文顿的实验发现了什么？提出假说：膜是由脂质组成的。（一）对生物质膜成分的探索 针对实验中的生物学现象，进行观察并提出问题，体现了科学探究的核心素养。亲水
3、疏水 2.1925年,荷兰科学家戈特和格伦德尔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恰为红细胞表面积的2倍。3.1935年，英国学者丹尼利和戴维森研究了细胞质膜的张力。他们发现细胞的表面张力明显低于油水界面的表面张力。由于人们已发现了油脂滴表面如果吸附有蛋白质成分则表面张力会降低，因此丹尼利和戴维森推测细胞膜除含脂质分子外，可能还附有蛋白质。【归纳总结】成分 所占比例 在细胞质膜构成中的作用 脂质 约50%其中磷脂是构成细胞质膜的重要成分，另外还有少量糖脂、胆固醇 细胞质膜的成分 蛋白质 约40%细胞质膜的功能主要由其上的蛋白质来行使，功能越复杂的膜，其
4、蛋白质的种类和数量越多 糖类 约2%10%与膜蛋白或膜脂结合成糖蛋白或糖脂，分布在细胞质膜的外表面，与细胞的信息交流有关【例1】科学家将细胞质膜中的磷脂成分提取出来，并将它在空气水界面上 铺成单分子层，发现这个单分子层的表面积相当于原细胞质膜表面积的两 倍。这说明磷脂分子在细胞质膜上的分布状况是（）A单层排列 B均匀稀疏排列 C双层排列 D均匀紧密排列 C 单层磷脂分子的表面积是细胞表面积的2倍。1.1959罗伯特森（J.D.Robertsen）在电镜下看到细胞膜由“暗亮暗”的三层结构构成【思考】“三明治”结构模型有什么不足？无法解释细胞的生长、变形虫的变形运动 把生物膜描述为静态的刚性结构，
5、这显然与膜功能的多样性相矛盾。生物膜是由“蛋白质脂质蛋白质”的三层结构构成的静态统一结构 提出假说：（二）对生物质膜结构的探索 绿色荧光 标记的抗体 红色荧光 标记的抗体 细胞融合 人细胞 鼠细胞 人鼠杂交细胞 细胞融合初期 37、40min 细胞融合 2.1970年将人和鼠的细胞质膜蛋白质用不同荧光染料标记后融合 结论：蛋白质分子是可以运动的,说明细胞质膜具有一定的流动性 流动镶嵌模型的基本内容 1.细胞质膜主要是由磷脂分子和蛋白质分子构成的。2.磷脂双分子层是膜的基本支架，其内部是磷脂分子的疏水端，水溶性分子或离子不能自由通过，因此具有屏障作用。3.蛋白质分子以不同方式镶嵌在磷脂双分子层中
6、：有的镶在磷脂双分子层表面，有的部分或全部嵌入磷脂双分子层中，有的贯穿于整个磷脂双分子层。蛋白质分子在物质运输等方面具有重要作用。4.细胞质膜不是静止不动的，而是具有流动性，主要表现为构成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。5.细胞质膜的外表面还有糖类分子，它和蛋白质分子结合形成的糖蛋白，或与脂质结合形成的糖脂，这些糖类分子叫作糖被(glycocalyx)。糖被在细胞生命活动中具有重要的功能。例如，糖被与细胞表面的识别、细胞间的信息传递等功能有密切关系。细胞质膜的结构特点:具有一定的流动性 细胞质膜的流动性对于细胞完成物质运输、生长、分裂、运动等功能都是非常重要的。【例2】
7、科学家用两种荧光染料分别标记人和小鼠细胞表面的蛋白质分子,将 这两种标记细胞进行融合。细胞刚发生融合时,两种荧光染料在融合细胞表 面对等分布(即各占半边),最后在融合细胞表面均匀分布。这一实验现象支 持的结论是()A.膜蛋白能自主翻转 B.细胞质膜具有流动性 C.细胞质膜具有选择通透性 D.膜蛋白可以作为载体蛋白 B 人鼠细胞融合说明细胞质膜具有流动性。细胞膜控制物质进出细胞具有普遍性和相对性 细胞质膜 细胞外 细胞内 营养物质 细胞内 核酸 对细胞有害物质病毒、病菌 抗体、激素、代谢废物 1.控制着细胞与周围环境的物质交换 二、细胞质膜的功能 2.将细胞与外界环境分隔开 细胞质膜将每个细胞与
8、周围环境分隔开，维持着细胞内部环境的相对稳定。3.进行细胞间的信息交流 （1）发挥作用分子：细胞质膜表面的糖蛋白和糖脂。（2）作用机理：细胞质膜上的受体大多是糖蛋白，它们能识别信号分子(能与受体结合并传递信息的分子)并与之结合，实现细胞识别和信息传递的功能。（3）作用方式 通过细胞分泌化学物质间接传递信息。内分泌细胞分泌的激素（如胰岛素）随血液到达全身各处，与靶细胞的细胞质膜表面的受体结合，将信息传递给靶细胞。靶细胞是指能识别某种特定激素并与之特异性结合而产生某种生物效应的细胞。你能举出若干种靶细胞吗？通过相邻细胞的细胞质膜直接接触传递信息 相邻两个细胞之间形成通道，携带信息的物质通过通道进入
9、另一个细胞。例如，高等植物细胞之间通过胞间连丝相互连接，也有信息交流的作用。相邻两细胞之间形成通道，来传递信息 细胞膜的功能是由它的成分和结构决定的 生长在水底淤泥中的莲藕“出淤泥而不染”。莲藕“出淤泥而不染”的事例说明细胞质膜具有什么功能？这种功能的具体体现是什么？提示：控制物质进出细胞的功能。主要体现在对营养物质的吸收及有害废物的排出，防止病菌、病毒的侵入等方面。植物传粉后，同种和不同种的花粉都会落到雌蕊的柱头上，同种的花粉能萌发，异种的花粉不能萌发。雌蕊和花粉是通过什么相识别的？这体现了该结构的什么功能？提示：通过细胞质膜相识别。体现了细胞质膜进行细胞间信息交流的功能。细胞质膜结构特点和
10、功能特性(1)区别：流动性是细胞质膜的结构特点，此特点主要受温度影响，在一定范围内，温度越高，细胞质膜的流动性越大；而选择透过性是细胞质膜的功能特性，影响此特性的内因是细胞质膜上蛋白质的种类和数量。(2)联系：细胞质膜的流动性是表现其选择透过性的结构基础。因为只有细胞质膜具有流动性，细胞才能完成其各项生理功能，才能表现出选择透过性。事实上，只有活细胞才具有膜的流动性和选择透过性。【归纳提升】对细胞质膜的结构特点和功能特性进行比较，体现了科学思维的核心素养。【易错提醒】1.细胞质膜上的受体并不是细胞间的信息交流所必需的结构。如高等植物细胞之间是通过胞间连丝信息交流的，而不需要膜上的受体。2.细胞
11、间的信息交流发生在细胞与细胞之间，不是发生在细胞内。3.细胞质膜对于物质的进出具有选择性，细胞质膜的功能特性是选择透过性。【例3】“某些病毒、病菌能侵入细胞，使生物体患病”，这一事实说明（）A细胞膜不能将细胞与外界环境分隔开 B细胞膜可控制物质进出细胞 C细胞膜对物质进出的控制作用是相对的 D细胞膜是进行细胞间信息交流的结构基础 C 细胞膜将细胞与外界环境隔开，保证细胞内部环境的相对稳定，细胞膜能阻止病菌和病毒侵入细胞，但“某些病毒、病菌能侵入细胞，使生物体患病”，说明细胞膜具有相对性。三、细胞壁 1植物细胞的细胞壁(1)主要成分：多糖(如_ _、_)(2)功能：具有维持_、保护_等作用。纤维
12、素果胶细胞形态细胞内部结构2细菌细胞壁(1)主要成分：_、磷壁酸、脂质和蛋白质。(2)细菌对青霉素的敏感性：肽聚糖为_的细菌，对机械力抗性_，对青霉素_。肽聚糖为_的细菌，对机械力抗性_，对青霉素_。肽聚糖多层强敏感单层弱不敏感3真菌细胞壁(1)主要成分：_，还有少量的_和_。(2)低 等 真 菌 的 细 胞 壁 成 分 以 _ 为 主，酵 母 菌 以_为主，高等陆生真菌以_为主。多糖蛋白质 脂质纤维素葡聚糖几丁质【例4】下列哪项是没有细胞壁的细胞（）A.花粉 B.红细胞 C.大肠杆菌 D.流感病毒 B 花粉细胞是植物细胞，植物细胞均有细胞壁，主要组成为纤维素和果胶；而大肠杆菌属细菌类，有由肽
13、聚糖构成的细胞壁；流感病毒无细胞结构，不属于“细胞”范畴；红细胞是动物细胞，无细胞壁，故选B。细胞质膜 功能 组成成分 流动镶嵌模型 将细胞与外界环境分隔开 控制物质进出细胞 进行细胞间的信息交流 脂 质：以磷脂为主 蛋白质：决定了细胞质膜的功能 糖 类：形成糖蛋白和糖脂 主要内容 结构特点 基本支架：磷脂双分子层 蛋白质：镶嵌或贯穿在磷脂分子层中 糖类：形成糖蛋白或糖脂 具有一定的流动性 1.科学家在实验中发现，脂溶性物质能够优先通过细胞膜，并且细胞膜会被溶解脂质的溶剂溶解，也会被蛋白酶分解。这些事实说明了组成细胞膜的物质中有（）A糖类和脂质 B糖类和蛋白质 C蛋白质和脂质 D蛋白质和核酸
14、C 脂溶性物质能够优先通过细胞膜，并且细胞膜会被溶解脂类物质的溶剂溶解，说明细胞膜中有脂质；会被蛋白酶溶解，说明细胞膜中有蛋白质，所以细胞膜中的物质有脂质和蛋白质。2.如图所示脂质体是一种人工膜，主要由磷脂组成，下列说法不 正确是（）D 磷脂分子的特点是一个亲水基团的头和两个疏水基团的尾，所以磷脂的双分子层在水中的分布是亲水基团和水接触，疏水基团远离水。A、磷脂分子在水介质中可自动形成该脂质体 B、该脂质体可用作转基因研究 C、该脂质体表面交联抗体，能靶向给药治疗癌症 D、该脂质体交联胆固醇分子，可增强膜的流动性 3.血管紧张素受体是一种膜蛋白。当血液中的血管紧张素与该受体 结合时，可激活细胞
15、内的第二信使Ca2+等，进而调节细胞的代谢活动，例如使血管壁平滑肌收缩，导致血压升高。这所体现的细胞膜的功能是（）A.分隔细胞与环境 B.信息交流 C.控制物质的进出 D.具有流动性 B 血管紧张素与细胞膜上的受体蛋白结合，进而调节细胞的代谢活动，体现了细胞膜的信息传递功能。4.细胞膜上与细胞识别、免疫反应、信息传递和血 型的决定有着密切关系的化学物质是（）A.糖蛋白 B.磷脂 C.脂肪 D.核酸 A 细胞膜的主要成分是脂质和蛋白质，此外还含有少量的糖类。其中糖类与蛋白质结合形成糖蛋白，具有识别功能，能参加细胞间的信息识别、免疫反应、信息传递和血型决定等。5.实验室中鉴别细胞死活，常用“染色排
16、除法”。例如：用台盼蓝染色，死细胞会被染成蓝色，而活细胞不着色，从而判断细胞死活。该实验所利用的细胞膜特性或功能是()A进行细胞间的信息交流 B保护细胞内部结构 C流动性 D选择透过性 D 流动性为细胞膜的结构特点，选择透过性为细胞膜的功能特性。活细胞具有选择透过性，但死细胞会丧失选择透过性。6某科学家利用体外胆管上皮细胞感染模型，分析了隐孢子虫的子孢子侵入细胞内的全过程。结果发现，隐孢子虫的子孢子侵入宿主细胞膜内时，会诱发大量宿主细胞膜载体及水通道聚集，导致膜局部快速水内流，从而促使局部细胞膜伸展突起。据此回答：（1）上述材料说明细胞膜的结构具有 的特点。（2）下列哪些现象与细胞膜伸展突起相
17、关（）A肿瘤细胞的浸润转移 B白细胞吞噬异物 C葡萄糖进入小肠上皮细胞 D抗体的分泌（3）若要进一步证明水的快速内流是细胞膜水通道蛋白开放所致，可另设计一组对照实验，用_对_进行处理。一定的流动性 A、B、D 蛋白质抑制剂 水通道蛋白 细胞膜受到刺激可使细胞膜伸展突起，说明细胞膜具有一定的流动性；肿瘤细胞的浸润转移需进行变形运动，白细胞吞噬异物细胞膜要伸出伪足将异物包裹；抗体的分泌细胞膜要出芽外排，都与细胞膜伸展突起相关。葡萄糖进入小肠上皮细胞是通过细胞膜上载体的主动运输进行，与上皮细胞细胞膜伸展突起无关。要证明水的快速内流是水通道蛋白开放所致，自变量是细胞膜上水通道蛋白开放与否，因变量是水是否大量进入细胞，因此，用蛋白质抑制剂抑制水通道蛋白的活性作为对照即可。地球上一切美丽的东西都来源于太阳，而一切美好的东西都来源于人。普朗克
