細(xì)胞膜和流動(dòng)鑲嵌模型

重點(diǎn)知識(shí)網(wǎng)絡(luò)細(xì)胞的結(jié)構(gòu)系統(tǒng)的邊界細(xì)胞膜功能脂質(zhì)、蛋白質(zhì)保護(hù)控制物質(zhì)交換信息交流系統(tǒng)的內(nèi)部環(huán)境細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)系統(tǒng)的分工合作細(xì)胞器無(wú)膜核糖體中心體蛋白質(zhì)合成細(xì)胞分裂線粒體內(nèi)質(zhì)網(wǎng)液泡光合作用蛋白質(zhì)加工、脂質(zhì)合成蛋白質(zhì)加工、包裝調(diào)節(jié)內(nèi)環(huán)境生物膜系統(tǒng)系統(tǒng)的控制中心細(xì)胞核結(jié)構(gòu)功能第3章細(xì)胞的基本結(jié)構(gòu)4/10/20241第5講細(xì)胞膜——系統(tǒng)的邊界生物膜的流動(dòng)鑲嵌模型本考點(diǎn)主要考查幾個(gè)方面：1、細(xì)胞膜的物質(zhì)組成（蛋白質(zhì)、脂質(zhì)和糖類）和結(jié)構(gòu)、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)；2、細(xì)胞膜的功能、功能特點(diǎn)（特別是如何控制物質(zhì)的進(jìn)出與控制細(xì)胞間的信息交流）；3、對(duì)生物膜結(jié)構(gòu)的探索歷程；4、流動(dòng)鑲嵌模型的基本內(nèi)容；5、細(xì)胞膜的提取實(shí)驗(yàn)（注意實(shí)驗(yàn)的材料、實(shí)驗(yàn)的注意事項(xiàng)）。4/10/20242一、提取細(xì)胞膜的實(shí)驗(yàn)（P19體驗(yàn)制備細(xì)胞膜的方法）（1）材料——哺乳動(dòng)物的成熟紅細(xì)胞（2）優(yōu)點(diǎn)：無(wú)核膜和各種細(xì)胞器膜；無(wú)細(xì)胞壁，細(xì)胞易吸水漲破。（3）原理方法：滲透作用；放入清水中吸水漲破，離心分離提純。（4）注意:A、不能用雞的紅細(xì)胞,必須用哺乳動(dòng)物的成熟紅細(xì)胞。B、實(shí)驗(yàn)第2步用“引流法”滴加蒸餾水時(shí)全過(guò)程均必須在載物臺(tái)上進(jìn)行，并持續(xù)觀察紅細(xì)胞的變化：凹陷消失，細(xì)胞體積增大，細(xì)胞破裂，內(nèi)容物流出。4/10/20243二、細(xì)胞膜的成分成分比例作用蛋白質(zhì)約40%細(xì)胞膜的功能主要由其上的蛋白質(zhì)行使脂質(zhì)約50%構(gòu)成細(xì)胞膜的重要成分糖類約10%與蛋白質(zhì)形成糖蛋白，有識(shí)別功能重點(diǎn)關(guān)注：（1）細(xì)胞膜的成分至少有4種（蛋白質(zhì)、磷脂、膽固醇和多糖），但主要成分只有2種：蛋白質(zhì)和磷脂分子。（2）不同細(xì)胞膜的成分種類相同,但各組分的含量不同,這與細(xì)胞的功能有關(guān),如功能越復(fù)雜的膜中,蛋白質(zhì)種類和數(shù)量越多。所以蛋白質(zhì)的種類及含量的多少是區(qū)分膜功能復(fù)雜程度的重要依據(jù)。4/10/20244(3)糖類在細(xì)胞膜中分布很少，并且與蛋白質(zhì)或脂質(zhì)結(jié)合成糖蛋白或糖脂，分布在膜的外表面，都與細(xì)胞識(shí)別作用有關(guān)。因此，根據(jù)糖蛋白或糖脂的分布，可以判斷細(xì)胞膜的內(nèi)外側(cè)。(4)脂質(zhì)和蛋白質(zhì)在膜上的分布是不對(duì)稱的。（5）細(xì)胞膜的組分并不是不可變的,如細(xì)胞癌變過(guò)程中,細(xì)胞膜組分發(fā)生變化,糖蛋白含量下降,產(chǎn)生甲胎蛋白(AFP)、癌胚抗原(CEA)等物質(zhì)。醫(yī)學(xué)上常以此可以作為細(xì)胞是否癌變的指標(biāo)之一。（6）分析細(xì)胞膜成分的探究：4/10/20245細(xì)胞膜成分鑒定試劑(方法)結(jié)果磷脂①脂溶劑處理細(xì)胞膜被溶解②磷脂酶處理細(xì)胞膜被破壞③脂溶性物質(zhì)透過(guò)實(shí)驗(yàn)脂溶性物質(zhì)優(yōu)先通過(guò)蛋白質(zhì)①雙縮脲試劑紫色②蛋白酶處理細(xì)胞膜被破壞4/10/20246三、細(xì)胞膜的結(jié)構(gòu)及特點(diǎn)1、細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)的探究歷程時(shí)間實(shí)例(實(shí)驗(yàn))結(jié)論(假說(shuō))19世紀(jì)末脂溶性物質(zhì)更易通過(guò)細(xì)胞膜歐文頓認(rèn)為膜是由______組成的20世紀(jì)初將膜分離提純，并進(jìn)行化學(xué)分析膜的主要成分是____________1925年紅細(xì)胞膜中脂質(zhì)鋪展成單分子層后是紅細(xì)胞表面積的2倍細(xì)胞膜中的脂質(zhì)分子______________脂質(zhì)脂質(zhì)和蛋白質(zhì)排列為連續(xù)的兩層4/10/202471959年電鏡下細(xì)胞膜呈清晰的暗—亮—暗的三層結(jié)構(gòu)羅伯特森認(rèn)為生物膜由__________________三層結(jié)構(gòu)構(gòu)成1970年人鼠細(xì)胞雜交實(shí)驗(yàn)細(xì)胞膜具有________1972年流動(dòng)鑲嵌模型桑格和尼克森提出了生物膜的_________________蛋白質(zhì)—脂質(zhì)—蛋白質(zhì)流動(dòng)性流動(dòng)鑲嵌模型注意：兩條暗帶的主要成分是蛋白質(zhì)；明帶的主要成分是磷脂，也有蛋白質(zhì)。4/10/20248糖被位置：位于細(xì)胞膜的_____表面成分：是一層由蛋白質(zhì)與多糖結(jié)合形成的_______功能：具有保護(hù)、潤(rùn)滑和_________作用。外糖蛋白識(shí)別結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：具有

一定的流動(dòng)性原因：構(gòu)成細(xì)胞膜的________和_________大多數(shù)是可以流動(dòng)的。磷脂分子蛋白質(zhì)分子2、生物膜的結(jié)構(gòu)——流動(dòng)鑲嵌模型4/10/20249細(xì)胞膜的“流動(dòng)性”的理解含義：構(gòu)成細(xì)胞膜的磷脂分子和蛋白質(zhì)分子大都是可以運(yùn)動(dòng)的。影響因素：溫度。在一定的范圍內(nèi)，隨溫度的升高，分子的運(yùn)動(dòng)加快，流動(dòng)性增強(qiáng)。表現(xiàn)：細(xì)胞融合（植物體細(xì)胞雜交，動(dòng)物細(xì)胞融合）、受精作用、變形蟲(chóng)捕食和偽足的形成、胞吞與胞吐、分泌蛋白的產(chǎn)生和分泌過(guò)程、載體對(duì)相應(yīng)物質(zhì)的轉(zhuǎn)運(yùn)等意義：為細(xì)胞完成各種生命活動(dòng)提供了基礎(chǔ)。4/10/202410提醒：①磷脂分子結(jié)構(gòu)如圖所示：②單層磷脂分子層水界面排列及攪拌后圖解如下：在水—空氣界面上展開(kāi)后的表面積是細(xì)胞膜表面積的兩倍。

4/10/202411課堂練習(xí)1：下列關(guān)于細(xì)胞膜的敘述，不正確的是()A．細(xì)胞膜主要由脂質(zhì)和蛋白質(zhì)組成B．不同功能的細(xì)胞，其細(xì)胞上蛋白質(zhì)的種類和數(shù)量相同C．組成細(xì)胞膜的脂質(zhì)中，磷脂最豐富D．癌細(xì)胞的惡性增殖和轉(zhuǎn)移與癌細(xì)胞膜成分的改變有關(guān)[解析]

研究發(fā)現(xiàn)，細(xì)胞膜主要由脂質(zhì)和蛋白質(zhì)組成；在組成細(xì)胞的脂質(zhì)中，磷脂最豐富；蛋白質(zhì)在細(xì)胞行使功能時(shí)起重要作用，功能越復(fù)雜的細(xì)胞膜，其蛋白質(zhì)的種類和數(shù)量越多；癌細(xì)胞的惡性增殖和轉(zhuǎn)移與細(xì)胞膜成分的改變有關(guān)。B4/10/202412四、細(xì)胞膜的功能及功能特性1、功能：4/10/202413重點(diǎn)關(guān)注1：細(xì)胞間的信息交流①實(shí)行細(xì)胞間的信息交流的物質(zhì)主要是細(xì)胞膜上的糖蛋白。但細(xì)胞膜上的受體并非是細(xì)胞間信息交流所必需的，因?yàn)橛械氖荏w在細(xì)胞內(nèi)，比如性激素的受體在細(xì)胞內(nèi)。②動(dòng)物細(xì)胞間的信息交流的方式主要有兩種：a．物質(zhì)傳遞：一些細(xì)胞如分泌細(xì)胞分泌一些物質(zhì)如激素，通過(guò)血液的傳遞運(yùn)送到作用部位的細(xì)胞(靶細(xì)胞)，被靶細(xì)胞的細(xì)胞膜上的受體(成分為糖蛋白)識(shí)別，引起靶細(xì)胞生理反應(yīng)。4/10/202414b．接觸傳遞：相鄰兩個(gè)細(xì)胞的細(xì)胞膜直接接觸，通過(guò)糖蛋白識(shí)別，將信息從一細(xì)胞傳遞給另一細(xì)胞。③通道傳遞：植物細(xì)胞間的識(shí)別主要是通過(guò)植物細(xì)胞間的胞間連絲來(lái)實(shí)現(xiàn)的。4/10/202415課堂練習(xí)2：下列各種生理現(xiàn)象中，沒(méi)有涉及細(xì)胞間信息交流的是()A．精子和卵細(xì)胞相互接觸完成受精作用B．肝細(xì)胞表面的糖蛋白結(jié)合胰島素C．高等植物細(xì)胞之間通過(guò)胞間連絲相互連接D．興奮在神經(jīng)纖維上的傳導(dǎo)D[解析]

精子和卵細(xì)胞相互識(shí)別，進(jìn)行融合完成受精作用。胰島素由胰島B細(xì)胞分泌，因此肝細(xì)胞表面的糖蛋白和胰島素結(jié)合屬于胰島B細(xì)胞和肝細(xì)胞之間的信息交流。胞間連絲是植物細(xì)胞之間信息交流的通道。興奮在神經(jīng)纖維上的傳導(dǎo)，是神經(jīng)纖維上鈉離子和鉀離子通道開(kāi)放和關(guān)閉的結(jié)果，與其他細(xì)胞無(wú)關(guān)。4/10/202416課堂練習(xí)3：（2013天津卷）1.下列過(guò)程未體現(xiàn)生物膜信息傳遞功能的是（）A.蔗糖溶液使洋蔥表皮細(xì)胞發(fā)生質(zhì)壁分離B.抗原刺激引發(fā)記憶細(xì)胞增殖分化C.胰島素調(diào)節(jié)靶細(xì)胞對(duì)葡萄糖的攝取D.傳出神經(jīng)細(xì)胞興奮引起肌肉收縮A【解析】蔗糖溶液滲透壓較高，使洋蔥表皮細(xì)胞滲透失水發(fā)生質(zhì)壁分離，該過(guò)程不涉及信息傳遞；記憶細(xì)胞與抗原具有特異性識(shí)別作用，該過(guò)程與細(xì)胞膜上的糖蛋白有關(guān)；靶細(xì)胞膜表面的受體能與胰島素結(jié)合，從而使胰島素發(fā)揮作用；傳出神經(jīng)細(xì)胞興奮引起肌肉收縮的過(guò)程中有神經(jīng)遞質(zhì)與相應(yīng)受體的結(jié)合，B、C、D項(xiàng)均體現(xiàn)了生物膜的信息傳遞功能。4/10/202417重點(diǎn)關(guān)注2：細(xì)胞膜成分、結(jié)構(gòu)及功能的關(guān)系4/10/202418重點(diǎn)關(guān)注3：細(xì)胞膜的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和功能特性的區(qū)別和聯(lián)系細(xì)胞膜的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)細(xì)胞膜的功能特性含義具有一定的流動(dòng)性具有選擇透過(guò)性原理膜結(jié)構(gòu)分子的運(yùn)動(dòng)性，它包括膜磷脂分子的運(yùn)動(dòng)和膜蛋白的運(yùn)動(dòng)水分子可以自由通過(guò)，細(xì)胞要選擇吸收的離子和小分子也可以通過(guò)，而其他的離子、小分子和大分子則不能通過(guò)，這取決于膜上載體蛋白的種類和數(shù)量聯(lián)系

流動(dòng)性是選擇透過(guò)性的基礎(chǔ)，因?yàn)橹挥屑?xì)胞膜具有流動(dòng)性，細(xì)胞才能完成其各項(xiàng)生理功能，才能表現(xiàn)出選擇透過(guò)性；相反，細(xì)胞膜失去了選擇透過(guò)性，也就意味著細(xì)胞已死亡4/10/202419課堂練習(xí)3：下列關(guān)于細(xì)胞膜的流動(dòng)性和選擇透過(guò)性的敘述,不正確的是()A.流動(dòng)性的基礎(chǔ)是組成細(xì)胞膜的磷脂分子和蛋白質(zhì)分子大多是流動(dòng)的B.選擇透過(guò)性的基礎(chǔ)是細(xì)胞膜上的載體蛋白和磷脂分子具有特異性C.細(xì)胞的胞吞和胞吐體現(xiàn)了細(xì)胞膜的流動(dòng)性D.鉀離子通過(guò)主動(dòng)運(yùn)輸?shù)男问竭M(jìn)入細(xì)胞體現(xiàn)了細(xì)胞膜的選擇透過(guò)性B解析：細(xì)胞膜的選擇透過(guò)性的基礎(chǔ)是細(xì)胞膜上的載體蛋白具有特異性。磷脂分子沒(méi)有特異性。4/10/202420典例訓(xùn)練1.如圖表示細(xì)胞膜的亞顯微結(jié)構(gòu),下列敘述錯(cuò)誤的是()A.細(xì)胞膜的基本骨架是②B.細(xì)胞膜的功能復(fù)雜程度主要與①有關(guān)C.②是靜止的,但①是運(yùn)動(dòng)的,所以細(xì)胞膜具有流動(dòng)性D.CO2、H2O通過(guò)細(xì)胞膜的方式相同C4/10/2024212.(2013山東臨沂沂水高三模擬)如圖表示細(xì)胞膜功能結(jié)構(gòu)模式圖,據(jù)圖分析下列說(shuō)法不正確的是()A.圖中功能①在生命起源過(guò)程中具有重要作用B.功能③表示的運(yùn)輸方式有主動(dòng)運(yùn)輸、被動(dòng)運(yùn)輸和胞吞、胞吐C.激素調(diào)控生命活動(dòng)與圖中功能④有關(guān)D.植物細(xì)胞通過(guò)胞間連絲進(jìn)行相鄰的細(xì)胞間通訊B解析：③中有載體蛋白,運(yùn)輸方式為主動(dòng)運(yùn)輸和被動(dòng)運(yùn)輸,沒(méi)有胞吞和胞吐,二者不屬于跨膜運(yùn)輸;

4/10/202422典例訓(xùn)練3.如圖為細(xì)胞膜的液態(tài)流動(dòng)鑲嵌模型示意圖,有關(guān)敘述錯(cuò)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(xì)胞膜的內(nèi)外側(cè)均有分布D.細(xì)胞膜的選擇透過(guò)性與b、d的種類和數(shù)量有關(guān)C4/10/2024234.(2014安徽“江南十?！甭?lián)考)下列有關(guān)生物膜的敘述不正確的是()A.原生質(zhì)體融合成雜合體細(xì)胞與生物膜的特點(diǎn)有關(guān)B.在葉綠體類囊體膜上能實(shí)現(xiàn)能量的轉(zhuǎn)換C.細(xì)胞分化以后,其細(xì)胞膜的通透性不會(huì)改變D.細(xì)胞內(nèi)的ATP有的是在生物膜上合成的C【解析】原生質(zhì)體融合成雜合體細(xì)胞與細(xì)胞膜有一定的流動(dòng)性有關(guān),A項(xiàng)正確。在葉綠體類囊體膜上有光能→電能→化學(xué)能的轉(zhuǎn)換,B項(xiàng)正確。細(xì)胞內(nèi)的ATP有的是在生物膜上合成的,比如線粒體內(nèi)膜上合成ATP,D項(xiàng)正確。細(xì)胞分化以后,形態(tài)、功能發(fā)生改變,其細(xì)胞膜的通透性也會(huì)隨之改變,C項(xiàng)不正確。4/10/202424題組演練·科學(xué)高效

題組一細(xì)胞膜的成分及功能1.(2013廣東六校第二次聯(lián)考)一種聚聯(lián)乙炔細(xì)胞膜識(shí)別器已問(wèn)世,它是通過(guò)物理力把類似于細(xì)胞膜上具有分子識(shí)別功能的物質(zhì)鑲嵌到聚聯(lián)乙炔囊泡中,組裝成納米尺寸的生物傳感器。它在接觸到細(xì)菌、病毒時(shí)可以發(fā)生顏色變化,用以檢測(cè)細(xì)菌、病毒。這類被鑲嵌進(jìn)去的物質(zhì)很可能含有()A.磷脂和蛋白質(zhì) B.多糖和蛋白質(zhì)C.膽固醇和多糖 D.膽固醇和蛋白質(zhì)B解析:細(xì)胞膜的主要組成成分包括磷脂和蛋白質(zhì),但細(xì)胞膜上具有識(shí)別作用的糖蛋白組成成分是糖類和蛋白質(zhì)。4/10/2024252.(2014上海奉賢區(qū)一模)蝴蝶將一株油菜的花粉帶到另一株油菜花的柱頭上后,即可發(fā)生花粉萌發(fā)、花粉管伸長(zhǎng)、釋放精子、精卵融合等一系列生理反應(yīng);若將一株油菜的花粉帶到一朵桃花的柱頭上則不會(huì)發(fā)生這一系列反應(yīng)。該現(xiàn)象能很好地說(shuō)明細(xì)胞膜()A.主要由脂質(zhì)和蛋白質(zhì)組成B.可將細(xì)胞與外界環(huán)境分隔開(kāi)C.控制物質(zhì)出入細(xì)胞的作用是相對(duì)的D.進(jìn)行細(xì)胞間的信息交流解析:本題考查細(xì)胞膜的成分和功能,題意說(shuō)明細(xì)胞膜具有識(shí)別的功能,即細(xì)胞膜有進(jìn)行細(xì)胞間的信息交流的功能。D4/10/202426題組二體驗(yàn)制備細(xì)胞膜的方法3.當(dāng)把因失水皺縮的紅細(xì)胞置于清水中時(shí),與植物細(xì)胞相比紅細(xì)胞復(fù)原后會(huì)因繼續(xù)吸水而漲破。產(chǎn)生這種現(xiàn)象的原因是()A.植物細(xì)胞的細(xì)胞膜比動(dòng)物細(xì)胞堅(jiān)韌B.植物細(xì)胞有液泡,紅細(xì)胞沒(méi)有C.植物細(xì)胞能對(duì)吸水進(jìn)行調(diào)節(jié)D.植物細(xì)胞有細(xì)胞壁,紅細(xì)胞沒(méi)有解析:植物細(xì)胞有細(xì)胞壁保