細(xì)胞膜的結(jié)構(gòu)和功能高一上學(xué)期生物人教版（2019）必修1

第1節(jié)細(xì)胞膜的結(jié)構(gòu)與功能細(xì)胞膜的功能Functionofcellmembrane資料：

科學(xué)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(kuò)散到整個(gè)細(xì)胞，卻不能逸出細(xì)胞。注入伊紅伊紅為什么不會(huì)逸出細(xì)胞？此實(shí)驗(yàn)說明了什么？

細(xì)胞膜的功能Functionofcellmembrane1、將細(xì)胞與外界環(huán)境分隔開一、細(xì)胞膜的功能細(xì)胞膜的功能Functionofcellmembrane1.將細(xì)胞與外界環(huán)境分隔開是生命起源過程中至關(guān)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(xì)胞，并成為_________的系統(tǒng)。膜的出現(xiàn)相對(duì)獨(dú)立相對(duì)穩(wěn)定細(xì)胞膜將生命物質(zhì)與外界環(huán)境分隔開，保障了細(xì)胞內(nèi)部環(huán)境的____________。（1）膜的出現(xiàn)在進(jìn)化方面的意義：（2）膜的出現(xiàn)對(duì)細(xì)胞本身的意義：細(xì)胞膜的功能Functionofcellmembrane思考：?jiǎn)栴}探討不需要、有害的物質(zhì)（如細(xì)菌、病毒等）細(xì)胞膜的功能Functionofcellmembrane2、控制物質(zhì)進(jìn)出細(xì)胞細(xì)胞膜的控制作用是相對(duì)的細(xì)胞營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)（氨基酸、無機(jī)鹽、葡萄糖等）廢物（CO2、尿素等）抗體、激素等細(xì)胞合成并分泌細(xì)胞代謝產(chǎn)生有用成分（DNA等）××細(xì)胞膜的功能Functionofcellmembrane思考細(xì)胞膜的其它功能在球場(chǎng)上，當(dāng)發(fā)現(xiàn)足球快速向你頭部飛奔過來，你會(huì)迅速躲避或用胳膊阻擋。思考：1.哪些細(xì)胞參與完成了上述活動(dòng)？它們發(fā)揮的具體作用是什么？2.眼部組織細(xì)胞、神經(jīng)細(xì)胞和肌肉細(xì)胞之間如何實(shí)現(xiàn)相互溝通呢？細(xì)胞膜的功能Functionofcellmembrane3、進(jìn)行細(xì)胞間的信息交流①化學(xué)信號(hào)傳導(dǎo)（如激素）細(xì)胞膜的功能Functionofcellmembrane3、進(jìn)行細(xì)胞間的信息交流②接觸傳遞（如精卵細(xì)胞的識(shí)別和結(jié)合）細(xì)胞膜的功能Functionofcellmembrane3、進(jìn)行細(xì)胞間的信息交流③通道傳遞胞間連絲細(xì)胞膜的功能Functionofcellmembrane1、將細(xì)胞與外界環(huán)境分隔開2、控制物質(zhì)進(jìn)出細(xì)胞3、進(jìn)行細(xì)胞間的信息交流細(xì)胞膜的功能分析1895年歐文頓的實(shí)驗(yàn)，推測(cè)細(xì)胞膜的成分。對(duì)細(xì)胞膜成分的探索細(xì)胞膜的成分Cellmembranecomposition據(jù)此推測(cè):細(xì)胞膜是由脂質(zhì)組成的

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

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

哺乳動(dòng)物成熟的紅細(xì)胞沒有細(xì)胞核和其它眾多的具膜細(xì)胞器，可以避免其它膜的干擾,提取較純正的細(xì)胞膜。細(xì)胞膜的成分Cellmembranecomposition1、選材請(qǐng)從下面細(xì)胞中選出符合提取細(xì)胞膜的細(xì)胞，并說明理由哺乳動(dòng)物成熟的紅細(xì)胞細(xì)菌細(xì)胞雞（禽類）血紅細(xì)胞有細(xì)胞核和細(xì)胞器，不能用于制備純凈細(xì)胞膜的材料。原核細(xì)胞沒有核膜和細(xì)胞器膜，但是有細(xì)胞壁（支原體除外），所以也不適用用于制備細(xì)胞膜。注細(xì)胞膜的成分Cellmembranecomposition2、簡(jiǎn)單步驟紅細(xì)胞吸水漲破細(xì)胞內(nèi)容物流出分離出純凈的細(xì)胞膜細(xì)胞膜的成分Cellmembranecomposition親水頭部疏水尾部磷脂分子結(jié)構(gòu)式磷脂分子模型磷脂分子示意圖觀察磷脂分子的結(jié)構(gòu)并分析其特點(diǎn)細(xì)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(xì)胞膜的成分Cellmembranecomposition根據(jù)磷脂分子的特點(diǎn)，推測(cè)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(xì)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(xì)胞膜的成分Cellmembranecomposition水環(huán)境資料：1935年，丹尼利和戴維森研究細(xì)胞膜張力，發(fā)現(xiàn)細(xì)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(huì)降低，因此丹尼利和戴維森推測(cè)細(xì)胞膜除含脂質(zhì)分子外，可能還附有蛋白質(zhì)。細(xì)胞膜的成分Cellmembranecomposition思考：如何驗(yàn)證細(xì)胞膜上有蛋白質(zhì)？細(xì)胞膜的成分Cellmembranecomposition細(xì)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(fù)雜的細(xì)胞膜，蛋白質(zhì)的_____和______越多

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

關(guān)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(qǐng)根據(jù)資料1，分析羅伯特森在電鏡下看到細(xì)胞膜清晰的暗—亮—暗的三層結(jié)構(gòu)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(xì)胞的哪些功能？不能解釋哪些現(xiàn)象？蛋白質(zhì)在細(xì)胞膜兩側(cè)可以幫助細(xì)胞進(jìn)行物質(zhì)運(yùn)輸?shù)?但是錯(cuò)誤的將細(xì)胞膜描述為靜態(tài)統(tǒng)一的結(jié)構(gòu)，無法解釋細(xì)胞的生長(zhǎng)和分裂、變形蟲的運(yùn)動(dòng)、受精時(shí)細(xì)胞融合等?！举Y料2】1970年，用不同顏色熒光染料標(biāo)記分別標(biāo)記人的細(xì)胞和鼠的細(xì)胞，然后將人—鼠細(xì)胞融合，一段時(shí)間后，不同顏色的熒光染料均勻分布在融合細(xì)胞膜表面。(2)通過人—鼠細(xì)胞融合的結(jié)果，可以得出什么結(jié)論？細(xì)胞膜具有流動(dòng)性資料3

按照“蛋白質(zhì)—脂質(zhì)—蛋白質(zhì)”模型，細(xì)胞膜的厚度應(yīng)該是單層磷脂厚度的兩倍，加上兩側(cè)的蛋白質(zhì)，膜的總厚度應(yīng)當(dāng)超過20nm。但是羅伯特森電鏡下的細(xì)胞膜的厚度約為7～8nm。(3)請(qǐng)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(duì)細(xì)胞膜的結(jié)構(gòu)進(jìn)行合理推測(cè)。

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(shí)所測(cè)不符。因此，蛋白質(zhì)不會(huì)只覆蓋在磷脂雙分子層兩側(cè)，可能會(huì)有蛋白質(zhì)嵌入磷脂雙分子層。資料4

20世紀(jì)60年代，冰凍蝕刻技術(shù)得到了應(yīng)用?？茖W(xué)家將細(xì)胞進(jìn)行快速低溫冷凍，用冷刀將細(xì)胞標(biāo)本驟然沖斷開。這時(shí)，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(shí)分布情況。通過一定的技術(shù)處理，科學(xué)家在電子顯微鏡下觀察到，細(xì)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(shù)研究細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)(4)通過冰凍蝕刻實(shí)驗(yàn)結(jié)果，你可以得出什么結(jié)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(gòu)成細(xì)胞膜的主要成分是蛋白質(zhì)、

脂肪和糖類B.細(xì)胞膜中的脂質(zhì)和蛋白質(zhì)含量的變

化與細(xì)胞膜的功能有關(guān)C.細(xì)胞膜的功能越簡(jiǎn)單，所含蛋白質(zhì)

的數(shù)量越多D.蛋白質(zhì)在進(jìn)行細(xì)胞間的信息交流中

具有重要作用3.如圖表示各種細(xì)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(duì)生物膜結(jié)構(gòu)的探索經(jīng)歷了漫長(zhǎng)的歷程，下列結(jié)論(假說)錯(cuò)誤的是A.脂溶性物質(zhì)更易通過細(xì)胞膜，由此推測(cè)細(xì)胞膜是由脂質(zhì)組成的B.熒光標(biāo)記的小鼠細(xì)胞和人細(xì)胞融合，說明細(xì)胞膜具有流動(dòng)性C.電鏡下細(xì)胞膜呈暗—亮—暗結(jié)構(gòu)，羅伯特森認(rèn)為生物膜由脂質(zhì)—蛋白

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

的2倍，由此推測(cè)細(xì)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(jié)前人的研究成果，并且在新的觀察和實(shí)驗(yàn)證據(jù)的基礎(chǔ)上，提出了新的生物膜模型———流動(dòng)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(diǎn)：______________磷脂雙分子層可側(cè)向自由移動(dòng)基本支架結(jié)構(gòu)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(gè)磷脂雙分子層特點(diǎn)：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(yùn)動(dòng)結(jié)構(gòu)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(jié)合(糖蛋白)或與脂質(zhì)結(jié)

合(糖脂)位置：細(xì)胞膜的____表面作用：與細(xì)胞表面的_____、細(xì)胞間的________等功能有密切關(guān)系外識(shí)別信息傳遞結(jié)構(gòu)模型2.1流動(dòng)性磷脂分子蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)2.25.如圖為細(xì)胞膜的結(jié)構(gòu)模型示意圖，a、b表示細(xì)胞膜的兩側(cè)。下列有關(guān)說法錯(cuò)誤的是A.細(xì)胞膜因具有圖中①表示的基本支架而

具有對(duì)稱性B.動(dòng)物細(xì)胞吸水時(shí)，圖中①的厚度會(huì)變小C.圖中a側(cè)具有糖蛋白，是細(xì)胞膜的外側(cè)D.細(xì)胞膜具有流動(dòng)性與圖中①③都有關(guān)√6.磷脂分子構(gòu)成的脂質(zhì)體可以作為藥物的運(yùn)載體。在脂質(zhì)體中鑲嵌抗體，通過抗體與特定細(xì)胞