3-1-細胞膜的結構和功能(解析版)

新人教版生物學必修1《分子與細胞》知識梳理第三章細胞的基本結構第1節(jié)細胞膜的結構和功能一、細胞膜的功能1.將細胞與外界環(huán)境分隔開：保障了細胞內(nèi)部環(huán)境的相對穩(wěn)定。2.控制物質(zhì)進出細胞：（1）細胞需要的營養(yǎng)物質(zhì)可以從外界進入細胞；細胞不需要（需要的、不需要的）的物質(zhì)不容易進入細胞。（2）抗體、激素等物質(zhì)要分泌到細胞外，細胞產(chǎn)生的廢物也要排到細胞外；細胞內(nèi)的有用的成分不會輕易流失到細胞外。（3）細胞膜的控制作用是相對的。3.進行細胞間的信息交流。（1）內(nèi)分泌細胞分泌的激素，隨血液到達全身各處，與靶細胞的細胞膜表面的受體結合。（2）相鄰兩個細胞的細胞膜直接接觸，信息從一個細胞傳遞到另一個細胞。如，精子和卵細胞之間的識別和結合。（3）是細胞間形成通道，攜帶信息的物質(zhì)通過通道進入另一個細胞，如高等植物細胞間通過胞間連絲相互連接。二、對細胞膜結構的探索1.細胞膜主要是由脂質(zhì)（50%）和蛋白質(zhì)（40%）組成。還有少量的糖類（2%～10%）。組成細胞膜的脂質(zhì)中，磷脂最豐富，此外還有少量的膽固醇。2.功能越復雜的細胞膜，蛋白質(zhì)的種類和數(shù)量就越多。3.對細胞膜成分和結構的探索內(nèi)容時間假設對細胞膜成分的探索1895年歐文頓提出細胞膜是由脂質(zhì)組成的20世紀初化學分析表明組成細胞膜的脂質(zhì)有磷脂和膽固醇，其中磷脂含量最多1925年荷蘭科學家戈特和格倫德爾推斷出細胞膜中的磷脂分子排列為連續(xù)的兩層1935年英國學者丹尼利和戴維森通過研究細胞膜張力，推測細胞膜除含脂質(zhì)分子外，可能還附有蛋白質(zhì)對細胞膜結構的探索20世紀40年代有學者推測脂質(zhì)兩邊各覆蓋著蛋白質(zhì)1959年羅伯特森在電鏡下看到了細胞膜清晰的暗-亮-暗三層結構，提出細胞膜由蛋白質(zhì)-脂質(zhì)-蛋白質(zhì)三層結構構成。1970年科學家用熒光標記法，完成人鼠細胞融合實驗，該實驗表明細胞膜具有流動性。1972年辛格和尼科爾森提出流動鑲嵌模型三、流動鑲嵌模型內(nèi)容1.基本支架：磷脂雙分子層。其內(nèi)部是磷脂分子的疏水端端，水溶性_性分子或離子不能自由通過，具有屏障作用。2.蛋白質(zhì)分子有的鑲在磷脂雙分子層表面，有的部分或全部嵌入磷脂雙分子層中，有的貫穿整個磷脂雙分子層。蛋白質(zhì)分子在物質(zhì)運輸方面有重要作用。3.生物膜的結構特點和功能特點：生物膜的流動性生物膜的選擇透過性結構基礎磷脂分子可以側向自由移動，大多數(shù)蛋白質(zhì)可以運動生物膜上的載體蛋白實例質(zhì)壁分離與復原、變形蟲運動、白細胞的吞噬作用等細胞能夠有選擇性地吸收細胞所需的離子聯(lián)系生物膜的流動性是選擇透過性的基礎（影響細胞膜流動性的因素：溫度，一定范圍內(nèi)，溫度升高，膜流動性加快）4.特殊結構——糖被①位置：細胞膜的外表面。②本質(zhì)：細胞膜上的蛋白質(zhì)與糖類結合形成的糖蛋白。③作用：與細胞表面的識別有關。④除糖蛋白外，細胞膜表面還有糖類和脂質(zhì)結合而成的糖脂。注：糖類在細胞膜中分布很少，并且與蛋白質(zhì)或脂質(zhì)分子結合成糖蛋白或糖脂，只分布在膜的外表面，因此根據(jù)糖類的分布，可以判斷細胞膜的內(nèi)外側。課后習題及答案一、概念檢測1.基于對細胞膜結構和功能的理解，判斷下列相關表述是否正確。（1）構成細胞膜的磷脂分子具有流動性，而蛋白質(zhì)是固定不動的。()（2）細胞膜是細胞的一道屏障，只有細胞需要的物質(zhì)才能進入，而對細胞有害的物質(zhì)則不能進入。()（3）向細胞內(nèi)注射物質(zhì)后，細胞膜上會留下一個空洞。()2.細胞膜的特性和功能是由其結構決定的。下列相關敘述錯誤的是（）A.細胞膜的脂質(zhì)結構使溶于脂質(zhì)的物質(zhì)，容易通過細胞膜B.由于磷脂雙分子層內(nèi)部是疏水的，因此水分子不能通過細胞膜C.細胞膜的蛋白質(zhì)分子有物質(zhì)運輸功能D.細胞的生長現(xiàn)象不支持細胞膜的靜態(tài)結構模型答案：1.×××2.B二、拓展應用1.在解釋不容易理解的陌生事物時，人們常用類比的方法，將陌生的事物與熟悉的事物作比較。有人在解釋細胞膜時，把它與窗紗進行類比：窗紗能把昆蟲擋在外面，同時窗紗的小洞又能讓空氣進岀。你認為這種類比有什么合理之處，有沒有不妥當?shù)牡胤?？【提示】把細胞膜與窗紗進行類比,合理之處是說明細胞膜與窗紗一樣可以允許一些物質(zhì)出入，阻擋其他物質(zhì)出入。這樣的類比也有不妥之處。例如，窗紗是一種簡單的剛性的結構，功能較單純，細胞膜的結構和功能要復雜得多；細胞膜是活細胞的重要組成部分，活細胞的生命活動是一個主動的過程，而窗紗是沒有生命的，它只能是被動地在起作用。2.下圖是由磷脂分子構成的脂質(zhì)體，它可以作為藥物的運載體，將其運送到特定的細胞發(fā)揮作用。在脂質(zhì)體中，能在水中結晶的藥物被包在雙分子層中，脂溶性的藥物被包在兩層磷脂分子之間。為什么兩類藥物的包裹位置各不相同？【答案】由雙層磷脂分子構成的脂質(zhì)體，兩層磷脂分子之間的部分是疏水的，脂溶性藥物能被穩(wěn)定地包裹在其中；脂質(zhì)體的內(nèi)部是水溶液的環(huán)境，能在水中結晶的藥物可穩(wěn)定地