1、温馨提示： 此套题为Word版，请按住Ctrl,滑动鼠标滚轴，调节合适的观看比例，答案解析附后。关闭Word文档返回原板块。第3章 细胞的基本结构第1节细胞膜的结构和功能一、细胞膜的功能1.将细胞与外界环境分隔开:使细胞成为相对独立的系统,保障细胞内部环境的相对稳定。2.控制物质进出细胞:3.进行细胞间的信息交流:通过化学物质交流、通过细胞膜相互接触交流、通过通道交流。二、对细胞膜成分的探索1.探究过程:时间(人物)实验依据结论或假说1895年,欧文顿对植物细胞进行通透性实验,发现可以溶于脂质的物质更容易通过细胞膜细胞膜是由脂质组成的20世纪初对成熟的哺乳动物红细胞的细胞膜进行化学分析组成细胞
2、膜的脂质有磷脂和胆固醇,其中磷脂含量最多1925年,荷兰科学家将从人的红细胞中提取的脂质铺成单分子层。其面积是红细胞表面积的2倍细胞膜中的磷脂分子必然排列为连续的两层1935年,丹尼利和戴维森细胞的表面张力明显低于油水界面的表面张力细胞膜除含脂质分子外,可能还附有蛋白质2.各成分的比例及功能:(1)脂质(约占50%):主要含磷脂,在动物细胞膜上还有胆固醇。(2)蛋白质(约占40%):与细胞膜的功能密切相关,功能越复杂的细胞膜,蛋白质的种类与数量就越多。(3)糖类(2%10%):与蛋白质分子或脂质结合。 植物细胞膜上没有胆固醇。三、对细胞膜结构的探索时间实例(实验)结论(假说)1959年电镜下细
3、胞膜呈清晰的暗亮暗的三层结构罗伯特森认为所有的细胞膜都由蛋白质脂质蛋白质三层结构构成1970年人、鼠细胞融合实验细胞膜具有流动性1972年流动镶嵌模型辛格和尼科尔森提出了细胞膜的流动镶嵌模型四、流动镶嵌模型的基本内容1.基本内容:(1)基本骨架:磷脂双分子层。(2)蛋白质的分布:以不同方式镶嵌在磷脂双分子层中。2.结构特点:具有一定的流动性。3.功能特性:选择透过性。 蛋白质在细胞膜上的分布是不均匀的。某同学学习细胞膜后,总结出以下结论:细胞膜是细胞的保护性屏障。构成膜的脂质主要是磷脂、脂肪和胆固醇。细胞膜上的蛋白质种类和数量多少决定了细胞膜功能的复杂程度。构成细胞膜的磷脂分子具有流动性,而蛋
4、白质是固定不动的。科学技术的进步在生物膜的流动镶嵌模型建立过程中发挥了重要作用。你的判断:正确的结论有1.“看取莲花净,应知不染心。”莲花“出淤泥而不染”体现了细胞膜的什么功能?提示:控制物质进出细胞的功能。2. 细胞膜的“控制物质进出”功能和“将细胞与外界环境分隔开”功能是矛盾的吗?为什么?提示:不矛盾。细胞生命活动需要的物质可以通过细胞膜,细胞不需要的物质不易通过细胞膜,体现了细胞膜的选择透过性。教材P42 “在水中形成的磷脂双分子层模式图”拓展问题:细胞中的脂肪滴被磷脂包围,会是下列哪种情况?提示:因为脂肪是疏水的,磷脂包围它,应该是疏水的尾朝脂肪滴,亲水的头朝外侧,所以A正确。学习任务
5、一:细胞膜的功能和成分植物传粉后,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。思考:雌蕊柱头和花粉是通过细胞膜上的什么结构相识别的?这体现了该结构的什么功能?提示:通过细胞膜上的受体相识别,体现了细胞膜进行细胞间信息交流的功能。 (生命观念结构与功能观)1.细胞间信息交流的三种方式:方式1:通过信息分子间接交流内分泌细胞分泌的激素随血液到达全身各处,与靶细胞的细胞膜表面的受体结合,将信息传递给靶细胞。方式2:细胞间直接交流相邻两个细胞的细胞膜接触,信息从一个细胞传递给另一个细胞。如精子和卵细胞之间的识别和结合。方式3:经特殊通道交流相邻两个细胞之间形成通道进行
6、传递信息,如高等植物细胞之间形成的胞间连丝。探讨:细胞膜具有识别作用的受体,本质是什么?细胞间的信息交流一定需要受体吗?提示:糖被,不一定,如高等植物细胞通过胞间连丝进行信息传递。2.细胞膜组成成分的鉴定方法:细胞膜成分鉴定试剂(方法)结果磷脂脂溶剂处理细胞膜被溶解磷脂酶处理细胞膜被破坏脂溶性物质透过实验脂溶性物质优先通过蛋白质双缩脲试剂紫色蛋白酶处理细胞膜被破坏【易错陷阱】误认为信息交流的方式是细胞内的信息交流。三种信息交流方式是发生于细胞与细胞之间的,而不是细胞内的信息交流。【知识拓展】1.细胞膜功能图解2.细胞膜功能的探究(1)控制物质进出细胞功能的验证(2)识别功能的验证(2021安庆
7、高一检测)如图为人体内细胞间信息交流的某些方式的示意图。下列叙述错误的是()A.图甲中a可能是分泌的激素进行传递信息B.图中靶细胞都通过受体接收信号分子C.从图中可以看出细胞间的信息交流方式多样D.多细胞生物依赖细胞间的信息传递就能够保持功能协调【思维流程】【解析】选D。图甲中细胞分泌的物质通过血液运输到靶细胞,所以图甲可以表示通过激素传递信息,A正确;图甲、乙中,靶细胞都是通过受体接收信号分子的,B正确;从图中可以看出细胞间的信息交流方式多种多样,C正确;多细胞生物细胞间功能的协调不仅依赖信息传递,还必须有物质和能量的交换,D错误。【素养迁移】(1)图甲和图乙中的信号分子与各种受体都能结合吗
8、?提示:不是,信号分子与受体结合具有特异性。(2)植物细胞间的信息交流也是只有这两种情况吗?提示:不是,植物细胞间的信息交流还可以通过胞间连丝进行。【题后反思】细胞间信息交流的总结(1)植物细胞间通过胞间连丝进行信息交流的同时,还可以进行物质交换。(2)细胞之间的信息交流大多与细胞膜的结构有关。【典题加练】1.水溶性染色剂(PI)能与核酸结合使细胞核着色,可应用于细胞死活的鉴别。细胞浸泡在一定浓度的PI中,仅有死亡细胞的细胞核会被染色,活细胞则不会着色,如果将PI注射到活细胞中,则细胞核会着色。利用PI鉴别死细胞与活细胞的基本原理是()A.死细胞与活细胞的核酸结构不同B.死细胞与活细胞的核酸含
9、量不同C.活细胞能分解染色剂PID.活细胞的细胞膜能阻止PI的进入【解析】选D。活细胞的细胞膜可选择物质出入细胞,维持正常的生命活动。水溶性染色剂(PI)不是细胞所需物质,因而不能通过活细胞的细胞膜。细胞死亡后,细胞膜及其他生物膜的选择透过性丧失,溶于水中的物质(如PI)都可以通过,而使细胞核着色。2.如图表示生物体内细胞间信息交流的3种方式,下列有关叙述正确的是()A.是活细胞分泌的具有调节作用的物质,这种物质一般可作用于机体所有细胞B.是靶细胞对信息接收的结构基础受体,因其具有特定的空间结构而具有特异性C.是指与膜结合的信号分子,信号分子与受体空间结构相同,因而可以特异性识别D.的信息传递
10、方式与相同,都是通过直接接触进行信息传递【解析】选B。图中是细胞分泌的信号分子,一般作用于特定的细胞,A错误。特异性识别的结构基础就是特定的空间结构,B正确。信号分子与受体分子之间的特异性识别,主要是它们的空间结构具有互补性,能够契合,而不是空间结构相同,C错误。是通过体液传送信号分子来进行信息交流的,这与的直接接触不同,D错误。学习任务二:细胞膜的结构及其探究历程如图为细胞膜的流动镶嵌模型,结合图示探究: (科学思维模型与建模)1.三层结构模型与流动镶嵌模型的比较:项目三层结构模型流动镶嵌模型不同点蛋白质分子均匀分布在脂质分子的两侧蛋白质分子在细胞膜中的分布是不均匀的细胞膜是静止结构组成细胞
11、膜的分子是可以运动的相同点组成细胞膜的主要物质是蛋白质和脂质2.细胞膜结构特点与功能特性的区别与联系:(1)区别:项目结构特点流动性功能特点选择透过性基础磷脂分子和大多数蛋白质分子都是运动的磷脂分子既亲水,又疏水;膜上具有糖被意义保证细胞的物质需要、信息交流、分裂和融合等生命活动的进行控制物质进出表现分泌蛋白的分泌、变形虫的变形、吞噬细胞的吞噬有些物质可进入细胞,有些物质不能进入(2)联系:探讨:1970年人鼠细胞融合实验实验方法是荧光标记法。本实验能得出什么结论?提示:细胞膜具有一定的流动性。【易错陷阱】细胞膜流动镶嵌模型的三个误区(1)误认为细胞膜中的脂质全为磷脂。动物细胞膜中除了磷脂外还
12、有胆固醇。(2)误认为细胞膜外表面的糖类分子全部形成糖蛋白。还可以与脂质结合形成糖脂。(3)误认为细胞膜一定具有选择透过性。只有活细胞的细胞膜才具有选择透过性,死细胞的细胞膜不具有选择透过性。(2021阜阳高一检测)如图表示细胞膜的流动镶嵌模型示意图,下列叙述错误的是()A.细胞膜的基本支架是B.细胞膜的功能复杂程度主要与有关C.不同细胞膜中所含的比例是有区别的D.是静止的,但是运动的,所以细胞膜具有流动性【思维流程】【解析】选D。图中是蛋白质、糖蛋白,是磷脂分子,磷脂双分子层是细胞膜的基本骨架,A正确;细胞膜的功能复杂程度主要与蛋白质有关,B正确;功能越复杂的细胞,其膜上蛋白质的种类、数量越
13、多,因此不同细胞膜中所含的的比例是有区别的,C正确;磷脂分子都是运动的,蛋白质分子多数是运动的,所以细胞膜具有流动性,D错误。【题后反思】判断细胞膜内侧与外侧的技巧(1)依据:细胞膜中的糖类与蛋白质或脂质结合形成糖蛋白或糖脂,糖蛋白或糖脂只分布于细胞膜外侧。(2)方法:有糖被的一侧为细胞膜的外侧,另一侧为细胞膜的内侧。【典题加练】1.流动镶嵌模型是受大多数人接受的细胞膜结构模型。下列不符合细胞膜的流动镶嵌模型的说法是()A.磷脂双分子层是轻油般的流体,具有流动性B.每个磷脂分子的疏水端都向内C.嵌入磷脂双分子层的蛋白质分子大多都能运动D.细胞膜中的磷脂分子和蛋白质分子之间没有联系,所以才具有流
14、动性【解析】选D。细胞膜中的磷脂分子和蛋白质分子大都能运动,这使整个细胞膜具有流动性。细胞膜是一个整体,它上面的各种分子相互作用、密切联系才维持了细胞膜的整体性。2.利用冷冻蚀刻技术处理细胞膜,并用电镜观察,观察结果如图所示,有关叙述错误的是()A.BS侧是细胞膜的外侧B.BF侧和PF侧都是亲水侧C.图中蛋白质的分布是不对称的D.该图表明细胞膜的基本支架是磷脂双分子层【解析】选B。有糖被的一侧(BS)是细胞膜的外侧,A正确;磷脂分子的“头部”(BS、PS侧)具有亲水性,“尾部”(BF、PF侧)具有疏水性,B错误;据图可以看出,蛋白质分子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
15、,有的贯穿整个磷脂双分子层,其分布是不对称的,C正确;图示为细胞膜的流动镶嵌模型,其中构成细胞膜的基本支架是磷脂双分子层,D正确。1. (水平1概念检测)很多科学家参与了细胞膜成分及结构的探索,下列是关于细胞膜探索历程及结构和成分的叙述,合理的是_。19世纪末,欧文顿通过对红细胞细胞膜成分的分析,得出细胞膜的成分是脂质和蛋白质用苏丹对细胞膜成分染色,会出现橘黄色细胞膜的脂质结构使溶于脂质的物质容易通过细胞膜科学家罗伯特森用光学显微镜观察到了细胞膜暗亮暗的三层结构磷脂分子由亲水“头”部和疏水“尾”部构成,含C、H、O、N、P五种元素细胞膜内外侧结构具有不对称性【解析】选。欧文顿发现细胞膜的成分含
16、有脂质,并没有发现蛋白质,不正确;苏丹能将脂肪染成橘黄色,而不是磷脂,不正确;罗伯特森用电子显微镜观察到细胞膜的三层结构,不正确。2.(水平2)(2021宁波高一月考)据最新研究发现,内皮素在皮肤中分布不均,是造成色斑的主要原因。内皮素拮抗剂进入皮肤,可以和黑色素细胞膜的受体结合,使内皮素失去作用。分析上述材料体现了细胞膜的哪项功能()A.细胞膜具有选择透过性B.细胞膜作为系统的边界,能将细胞与外界环境分隔开C.细胞膜能严格控制物质进出细胞D.细胞膜具有信息交流的功能【解析】选D。根据题干信息“内皮素拮抗剂进入皮肤,可以和黑色素细胞膜的受体结合,使内皮素失去作用”,可知内皮素只有与细胞膜上相应
17、的受体结合后才能发挥作用。细胞膜上的受体识别并与相应的信号分子结合来完成信息传递的过程,属于细胞膜的信息交流功能。3.(水平1)流动镶嵌模型是为大多数人接受的细胞膜结构模型,以下不符合其基本内容的是()A.磷脂分子排列成双分子层,构成细胞膜的基本支架B.膜上蛋白质分子对称分布在膜的内外两侧C.膜上磷脂分子和大多数蛋白质分子都是可以运动的D.膜功能复杂程度取决于蛋白质的种类和数量【解析】选B。细胞膜的流动镶嵌模型中,磷脂双分子层构成细胞膜的基本支架,A正确;细胞膜上蛋白质分子的分布是不对称的,B错误;细胞膜中的磷脂分子和大多数蛋白质分子都是可以运动的,C正确;细胞膜上蛋白质的种类和数量越多,细胞
18、膜的功能越复杂,D正确。4.(水平2) 异体器官移植成功最大的障碍是异体细胞间的排斥,从细胞膜的角度看这是因为()A.细胞膜由脂质和蛋白质等组成B.细胞膜能控制物质进出细胞C.细胞膜具有一定的流动性和选择透过性D.细胞膜的外表面有识别功能的糖被【解析】选D。细胞膜的主要成分是脂质和蛋白质,此外还有少量的糖类,但这不是细胞膜有识别作用的物质基础,A错误;细胞膜能控制物质进出细胞,但不是细胞膜有识别作用的物质基础,B错误;细胞膜具有一定的流动性,这是细胞膜的结构特点,细胞膜具有选择透过性,这是细胞膜的功能特性,但都不是其有识别作用的物质基础,C错误;细胞膜的外表面有与蛋白质、脂质结合成糖蛋白、糖脂
19、的糖类,叫作糖被,这是细胞膜有识别作用的物质基础,D正确。5.(水平2)透析型人工肾的关键材料是一种人工合成的膜材料血液透析膜,当病人的血液流经人工肾时,血液透析膜把病人的代谢废物透析掉,然后干净的血液返回病人体内。这是模拟的细胞膜的什么功能()A.将细胞与外界环境分隔开B.控制物质进出细胞C.免疫作用D.进行细胞间的信息交流【解析】选B。由题意可知,透析型人工肾的作用是把病人血液中的代谢废物透析掉,其他物质保留在血液内,这模拟了细胞膜控制物质进出细胞的功能,B正确。6.(水平1、2)如图表示细胞膜的亚显微结构,请据图回答下列问题:(1)细胞膜的基本支架是_。(2)该结构的基本功能是_,与此相
20、关的对生命活动至关重要的特性是_。(3)细胞识别、物质的跨膜运输等与图中_ (填图中字母)有关。(4)叶绿体和线粒体等细胞结构中均有此结构,但执行的具体功能有很大区别,具体原因是由于图中_(填图中字母)不同所致。(5)有人发现,在一定温度条件下,细胞膜中的脂质分子均垂直排列于膜表面。当温度上升到一定程度时,细胞膜的脂质分子有75%排列不整齐。细胞膜厚度变小,而膜表面积扩大。对于膜的上述变化,合理的解释是_。【解析】(1)磷脂双分子层是细胞膜的基本支架。(2)细胞膜具有控制物质进出细胞的功能,与此相关的特性是具有选择透过性。(3)细胞识别、物质的跨膜运输与图中A有关,A表示膜蛋白质。(4)细胞膜
21、上的蛋白质不同,它们功能就有很大的区别。(5)构成细胞膜的脂质分子和蛋白质分子大都可以运动,影响脂质运动的因素有多种,温度是其中的重要因素,在一定范围内升高温度,能增强脂质分子的流动性。 答案:(1)B磷脂双分子层(2)控制物质进出细胞选择透过性(3)A(4)A(5)细胞膜具有流动性【能力挑战题组】1.如图是细胞膜的物质组成示意图,甲、乙、丙表示三种有机物,丁是乙的基本组成单位。下列叙述错误的是()A.甲、丙可分别表示磷脂和糖类B.精子和卵细胞之间的识别与乙有关C.功能越复杂的细胞膜,乙的种类和数量往往越多D.丁和丁的连接方式会影响乙的结构从而影响细胞膜功能【解析】选D。由分析可知,甲、丙可分
22、别表示磷脂和糖类,A正确;精子和卵细胞之间的识别与糖蛋白有关,乙是蛋白质,B正确;功能越复杂的细胞膜,乙(蛋白质)的种类和数量往往越多,C正确;丁为氨基酸,氨基酸形成多肽链的方式相同,都是脱水缩合,不会影响乙的结构,D错误。2.作为系统的边界,细胞膜在细胞的生命活动中有多种功能。有关如图模型的叙述错误的是()A.图示信息主要体现了细胞膜能进行细胞间信息交流的功能B.甲细胞分泌物质a与细胞膜控制物质进出的功能有关C.乙细胞上识别物质a的受体b可以识别所有的信息分子D.物质b的主要成分是蛋白质【解析】选C。图示体现了细胞间进行信息交流的一种方式,A正确;甲细胞分泌物质a也是细胞膜控制物质出入细胞的
23、一个实例,B正确;不同的信息分子具有不同的受体,所以受体b不能识别所有的信息分子,C错误;b的化学本质是糖蛋白,其主要成分是蛋白质,D正确。 3.(2021荆州高一检测)在人类对细胞膜结构的探索历程中,罗伯特森提出的三层结构模型与流动镶嵌模型的相同点是()A.两种模型都认为组成细胞膜的主要物质是蛋白质和脂质B.两种模型都认为蛋白质分子均匀排列在脂质分子的两侧C.两种模型都认为磷脂双分子层是构成膜的基本支架D.两种模型都认为组成细胞膜的磷脂分子和大多数蛋白质分子是可以运动的【解析】选A。不论是三层结构模型还是流动镶嵌模型都是建立在细胞膜主要由蛋白质和脂质组成这一基础之上的,A正确;蛋白质分子均匀
24、排列在脂质分子的两侧是三层结构模型的内容,B错误;磷脂双分子层是构成膜的基本支架是流动镶嵌模型的内容,C错误;三层结构模型是静态统一模型,流动镶嵌模型认为组成细胞膜的磷脂分子和大多数蛋白质分子是可以运动的,D错误。治疗艾滋病的新思路艾滋病是对人类危害极大的一种传染病,迄今我们仍然没有找到有效治疗艾滋病的方法。引发艾滋病的HIV专性寄生在人体T淋巴细胞内,病毒的大量增殖会导致患者免疫机能崩溃,使人最终死于各种病原体的感染或恶性肿瘤。HIV表面有一种名为gp41-gp120的蛋白质复合体,它能与T淋巴细胞表面的CD4蛋白发生特异性结合,再在T淋巴细胞细胞膜中的CCR5蛋白辅助下,使病毒包膜与细胞膜
25、融合,遗传物质最终进入T淋巴细胞。布朗是一名艾滋病患者,后来又不幸患上了白血病。为了治疗白血病,布朗在2007年接受了造血干细胞移植。幸运的是,干细胞捐献者正是一位CCR5基因突变者,布朗的白血病和艾滋病都被治愈了。(1)HIV与人体细胞在结构上最大的区别是什么?提示:HIV是病毒,没有细胞结构。(2)HIV表面的gp41-gp120蛋白质复合体,与T淋巴细胞表面的CD4蛋白发生特异性结合,请你推测CD4蛋白的作用是识别(或信息传递)。(3)艾滋病病毒包膜与细胞膜融合,遗传物质最终进入T淋巴细胞,体现了细胞膜的结构特点是流动性。(4)请你依据材料提出一个治疗艾滋病的新思路?提示:破坏艾滋病患者T淋巴细胞的CCR5基因,对质膜进行改造,就有望治愈艾滋病。【拓展阅读】乙炔细胞膜识别器据报道一种聚联乙炔细胞膜识别器已问世,它是通过物理力把类似于细胞膜上具有分子识别功能的物体镶嵌到聚联乙炔囊泡中,组装成纳米尺寸的生物传感器。它在接触细菌、病毒时可以发生颜色变化,用于检测细菌、病毒等。探究:(1)聚联乙炔细胞膜识别器模拟了细胞膜的什么功能?提示:信息交流。(2)这类被镶嵌进去的物质很可能含有什么成分?提示:糖类。因为细胞膜外的糖类分子与蛋白质分子结合形成的糖蛋白,或与脂质结合形成的糖脂,这些糖类分子具有识别功能。关闭Word文档返回原板块
