3.1细胞膜的结构和功能 2021-2022学年高一上学期生物人教版（2019）必修一

3复习回顾：1.蛋白质多样性的原因？2.能用人工方法合成具有生物活性的蛋白质吗？P333.目前临床应用的胰岛素，是如何获得的？第3章细胞的基本结构

3第3章细胞的基本结构我确信哪怕一个最简单的细胞，也比迄今为止设计出的任何智能电脑更精巧。-------翟中和（院士）本节聚焦：1.细胞膜有哪些主要功能？2.流动镶嵌模型的基本内容是什么？3.通过对细胞膜结构的探索过程，你对科学的过程和方法有哪些领悟？第1节细胞膜的结构和功能1.成分：纤维素和果胶2.功能：支持和保护3.特点：全透性植物细胞的细胞壁1.人体最大的细胞？地球上最大的细胞？2.一个鸡蛋就是一个卵细胞吗？3.为什么鸡蛋打碎后，还有成型的蛋黄？说明细胞膜有何功能？细胞膜：①将细胞与外界环境分隔开。

（是细胞的边界）推测的原始海洋景观想象图

的出现是生命起源过程中至关重要的阶段，它将生命物质与外界环境分隔开，产生了原始细胞，并成为相对独立的系统。细胞膜保障了

。膜细胞内部环境的相对稳定1.1

将细胞与外界环境分隔开2022/11/8台盼蓝染液染色法。？问题探讨讨论：1．为什么活细胞不能够被染色，而死细胞却会被染色？2．由此推测出，细胞膜作为细胞的边界，应该具有什么样的功能？

活细胞的细胞膜具有选择透过性（死细胞的细胞膜失去选择透过性）。

细胞膜具有②控制物质进出细胞的功能。

如何分辨动物细胞是否死亡？2、控制物质进出细胞(1)细胞需要的

可以从外界进入细胞。细胞不需要的物质不容易进入。(2)细胞产生的

、

和

排到细胞外。有用的成分不会轻易流失。(3)细胞膜的控制作用是

的。营养物质抗体激素废物相对2022/11/8选择透过性植物细胞的边界是细胞膜还是细胞壁？（1）细胞是一个有机体，一切动植物都由细胞发育而来，并由细胞和细胞产物所构成；（2）细胞是一个相对独立的单位，既有它自己的生命，又对与其他细胞共同组成的整体生命起作用；（3）新细胞是由老细胞分裂产生的。温故知新：细胞学说的基本内容：在多细胞生物体内，各个细胞并不是孤立存在的，它们之间必须保持功能的协调，才能使生物体健康地生存。这种协调性的实现不仅依赖于

，也有赖于

。细胞间信息的交流，大多与

有关。P41物质和能量的交换信息的交流细胞膜的结构细胞膜的功能：③

。信息传递的三要素：①信源②信道③信宿细胞间的信息传递：①信源：发出信号的细胞（产生信号分子）②信道：③信宿：接受信号的细胞（靶细胞）

（通过受体接受信号分子）进行细胞间的信息交流？1.3进行细胞间的信息交流受体：1、化学本质：糖蛋白2、作用：接受激素等化学物质的

信号3、特点：专一性（一种受体只能

识别一种或者一类物质）受体血管细胞信息交流方式1：（内分泌）细胞分泌的信号分子（如激素），随体液到达全身各处，与靶细胞的（细胞膜表面的）受体结合，将信息传递给靶细胞。发出信号的细胞靶细胞信号分子通过相邻细胞的细胞膜直接接触传递信息。例如：精子和卵细胞之间的识别和结合。1.3进行细胞间的信息交流细胞信息交流方式2：胞间连丝相邻两个细胞之间形成

，携带信息的物质通过其进入另一个细胞。

例如，高等植物细胞之间通过

相互连接，也有信息交流的作用。1.3进行细胞间的信息交流细胞信息交流方式3：通道胞间连丝

以下实验分别说明细胞膜具有什么功能？①用红墨水处理，灭活的玉米种子胚细胞呈红色，而活的胚细胞不呈红色。②油菜花粉传播到桃花雌蕊上无法萌发。③小肠上皮细胞能吸收葡萄糖而不能直接吸收蔗糖。④效应T细胞和靶细胞密切接触，激活靶细胞的溶酶体酶使靶细胞裂解死亡。

思考探究：

控制物质进出细胞。进行细胞间的信息交流控制物质进出细胞。进行细胞间的信息交流细胞膜的功能是由什么决定的？细胞膜的功能是由它的成分和结构决定的。Year1895年1.欧文顿（E.Overton）实验细胞膜现象：推论：细胞膜是由脂质组成的。非脂溶性物质脂溶性物质小资料相似相溶原理：通俗的讲，即分子结构越相似的物质，越是容易相互溶解。

二、对细胞膜成分的探索2022/11/8

2.实验验证：科学家第一次将细胞膜从哺乳动物的红细胞中分离出来。红细胞的细胞膜化学分析表明：组成细胞膜的脂质有

，其中

含量最多。

探究历程Year20世纪初对细胞膜成分的探索2022/11/8磷脂和胆固醇磷脂

探究历程Year

磷脂分子的头部是亲水的，尾部是疏水的。CHCH2CH2OC=OCH-CH2CH2CH2CH2CH2CH2C=OCH2OCH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2=CHCH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2ˉN+（CH）33OOO=PˉO甘油脂肪酸尾部头部(亲水)(疏水)磷酸对细胞膜成分的探索2022/11/8胆碱

探究历程Year对细胞膜成分的探索多个磷脂分子在水中总是自发地形成双分子层。2022/11/8

探究历程Year对细胞膜分子排布的探索3.荷兰科学家戈特E.Gorter和格伦德尔F.Grendel用丙酮从红细胞中提取脂质，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倍推论：细胞膜中的脂质分子必然排列为连续的两层！1925年2022/11/8思考探究：根据磷脂分子的结构特点，画图分析：1.为什么磷脂分子在空气—水界面铺展成单分子层？2.为什么细胞膜中的磷脂分子必然排列为连续的两层？如果将磷脂分子置于水—苯的混合溶剂中，磷脂分子将如何分布？Year对细胞膜成分的探索1935年

探究历程4.英国学者丹尼利(J.F.Danielli)和戴维森(H.Davson)研究了细胞膜的张力。他们发现细胞的表面张力明显低于油一水界面的表面张力。

已知：

油脂滴表面如果吸附有蛋白质成分则表面张力会降低。推论：2022/11/8细胞膜除含脂质分子外，可能还附有蛋白质。细胞膜成分脂质(50%)蛋白质(40%)少量的糖类(2%~10%)磷脂最丰富，此外动物还有少量的胆固醇功能越复杂的细胞膜，蛋白质的种类和数量越多。二、细胞膜的成分二、细胞膜的成分细胞膜主要由

和

组成，此外，还含有少量的

。在组成细胞膜的脂质中，

最丰富，此外还有少量的

。蛋白质在细胞膜行使功能方面起着重要作用，因此功能越复杂的细胞膜，

越多。P43脂质蛋白质糖类磷脂胆固醇蛋白质的种类和数量三、

对细胞膜结构的探索1、1959年罗伯特森在

下看到了细胞膜清晰的

的三层结构。电镜暗—亮—暗假说：不足：所有细胞膜都是由蛋白质-脂质-蛋白质三层结构所构成。静态的统一结构三、

对细胞膜结构的探索2、用荧光标记的小鼠细胞和人细胞融合实验。结论：

。细胞膜具有流动性科学方法——提出假说根据已有的知识和信息提出解释某一生物学问题的一种假说，再用进一步的观察与实验对已建立的假说进行修正和补充。一种假说最终被接受被否定，取决于它是否能与以后不断得到的观察和试验结果相吻合.P44三、

对细胞膜结构的探索

3、1972年辛格（S.J.Singer）和尼克尔森（G.Nicolson）———

模型。流动镶嵌基本内容？1、细胞膜主要由磷脂分子和蛋白质组成，还有少量的糖类。2.3流动镶嵌模型的基本内容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，具有屏障作用。3、蛋白质分子以不同的方式镶嵌在磷脂分子中：有的镶在磷脂双分子层的表面，有的部分或者全部嵌入磷脂双分子层,有的贯穿整个磷脂双分子层。4、细胞膜不是静止不动的，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。细胞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。细胞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。。细胞膜的结构特点、功能特性及相互关系流动性和选择透过性的关系

a.区别：流动性是生物膜的_________，选择透过性是生物膜的_________。

b.联系：_______是___________的基础，膜只有具有_______，才能实现___________。流动性原理——构成膜的磷脂分子和蛋白质分子大多数是_______；选择透过性原理——膜上载体蛋白的_____________。流动性的实例：细胞融合、受精作用、变形虫变形、白细胞吞噬细菌(胞吞)、分泌蛋白的分泌(胞吐)、温度改变时膜的厚度改变、动物细胞吸水膨胀或失水皱缩等。结构特点功能特性流动性选择透过性选择透过性流动性运动的种类和数量比较流动性和选择透过性？小结功能特点：选择透过性课堂练习：1、下列元素最可能构成细胞膜的一组是AC、H、OBC、H、O、NCC、H、O、FeDC、H、O、N、P2、下图是神经细胞的细胞模结构式，其中正确的是3、人体淋巴细胞膜的主要成分是A、蛋白质和多糖B、多糖和脂质C、脂质和核酸D、蛋白质和脂质DA3.下图是动物体内某组织细胞的细胞膜结构模式图，据你所掌握的膜结构特点，请确认①～④哪一项正确？ 。②4、如图为细胞膜的液态流动镶嵌模型示意图，有关叙述错误的是A、a指磷脂分子的尾部，具有疏水性B、c指磷脂分子的头部，具有亲水性C、糖蛋白在细胞膜的内外侧均有分布D、细胞有选择性透过性主要与载体蛋白的种类和数量有关5、下列有关膜蛋白的叙述，错误的是A、均与物质转动有关B、能与某些糖结合，形成细胞与细胞间联络的结构C、与神经递质结合，影响细胞的兴奋或抑制D、膜蛋白的结构具有特异性CA

判断正误

(1)细胞膜组成成分包括：脂质、蛋白质、糖类

(2)变形虫和草履虫的细胞膜基本组成成分不同 (3)生物膜的特定功能主要由膜蛋白决定

(4)胰岛B细胞分泌胰岛素依赖于细胞膜的流动性 (5)构成膜的脂质主要是磷脂、脂肪和胆固醇

(6)功能越复杂的细胞膜，蛋白质的种类和数量越多

√×√√×√１．下图是某生物细胞(局部)和细胞中某结构的亚显微结构模式图，请据图回答问题：(1)图乙中A所示的这类物质在细胞膜上可具有的功能是

A．作为载体蛋白，起物质运输作用

B．作为酶，催化发生在膜上的化学反应

C．作为受体，接受膜表面的化学信息

D．作为细胞表面的标志，被其他细胞识别ABCD(2)若用吡罗红和甲基绿混合染液对图甲细胞染色，在显微镜下看到的现象是：

(3)若图甲细胞的分泌物是抗体,则图甲表示人体的

细胞，其来源于什么细胞?

。(4)若图甲所示的细胞进入衰老状态，图甲中哪些结构会发生什么变化?

。(5)简述a过程与c过程的主要区别：

，细胞核被染成绿色，细胞质被染成红色浆(效应B)B细胞和记忆细胞细胞核体积增大；核膜内折；染色质收缩；细胞膜通透性改变a过程需要消耗ATP(细胞代谢产生的能量)，而c过程不需要消耗能量ATP(细胞代谢产生的能量)(1分)；a过程是将物质从低浓度往高浓度运输，而c过程将物质从高浓度向低浓度运输(1分)2、美、英研究人员在2002年相继宣布，“敲除排斥基因”的猪已经降生。人们可望利用这种猪大量“生产”适用于移植手术的器官。在此之前如果把猪器官移植给人体，人类的免疫系统能识别猪细胞上的某种物质，从而发生强烈的排异反应。该物质所处的位置和化学成分分别是

A.细胞膜胆固醇

B.细胞膜糖与蛋白质的复合物

C.细胞质蛋白质D.细胞核脱氧核糖核酸3、下列各种生理现象中，没有直接涉及到细胞间信息交流的是(

)A.精子与卵细胞的结合B.兴奋在神经元之间的传递C.吞噬细胞吞噬细菌D.核糖体上合成分泌蛋白BD4．下图表示人体内化学物质传输信息的3种方式。神经递质和性激素的传输方式依次是

A．①②B．②③C．①③D．②①D5.结合表中数据，指出下列叙述错误的是

A、内膜含有许多与有氧呼吸有关的酶

B、内膜比外膜具有更多的功能

C、内膜、外膜的化学组成大致相同

D、内膜表面积大，导致蛋白质含量高成分线粒体膜蛋白质（质量分数／％）脂类（质量分数／％）外膜5248内膜7624DC7.生物膜上的蛋白质通常与多糖结合成糖蛋白。糖蛋白在细胞的识别以及细胞内外的信息传导中有重要的功能。下列生物膜结构中，糖蛋白含量可能最多的是A.类囊体的膜 B.线粒体的膜 C.细胞膜D.内质网膜C8．水溶性染色剂（PI）能与核酸结合而使细胞核着色，可将其用于鉴定细胞的死活。细胞浸泡于一定浓度的PI中，仅有死亡细胞的核会被染色，活细胞则不着色，但将PI注射到活细胞中，则细胞核会着色。利用PI鉴别细胞死活的原理是A．死细胞与活细胞的核酸结构不一样B．活细胞能分解染色剂PIC．死细胞与活细胞的核酸含量不一样D．活细胞的细胞膜能阻止PI的进入D9.下列哪一项不是细胞间信息交流的方式()A.胰岛细胞形成的胰岛素通过血液运送作用于组织细胞B.精子和卵细胞相互接触完成受精作用C.细胞膜将细胞与环境分割开D.高等植物细胞之间通过胞间连丝相互连接.C8.食醋中的醋酸分子是活细胞所不选择的小分子物质，蔗糖是被选择的大分子物质。用食醋和蔗糖可将新鲜蒜头腌制成糖醋蒜，这是因为A.醋酸和蔗糖分子均存在于活细胞的间隙里B.醋酸和蔗糖分解后被细胞吸收C.腌制时间长，两种物质缓慢地进入细胞内部D.醋酸杀死细胞，使细胞膜失去选择透过性D5、离体培养的小肠绒毛上皮细胞，经紫外线诱变处理后，对甘氨酸的吸收功能丧失，且这种特性在细胞多次分裂后仍能保持。下列分析中，正确的是

A.细胞对氨基酸的需求发生变化

B.细胞膜上的载体蛋白缺失