细胞膜和流动镶嵌模型

重点知识网络细胞的结构系统的边界细胞膜功能脂质、蛋白质保护控制物质交换信息交流系统的内部环境细胞质基质系统的分工合作细胞器无膜核糖体中心体蛋白质合成细胞分裂线粒体内质网液泡光合作用蛋白质加工、脂质合成蛋白质加工、包装调节内环境生物膜系统系统的控制中心细胞核结构功能第3章细胞的基本结构7/18/20231第5讲细胞膜——系统的边界生物膜的流动镶嵌模型本考点主要考查几个方面：1、细胞膜的物质组成（蛋白质、脂质和糖类）和结构、结构特点；2、细胞膜的功能、功能特点（特别是如何控制物质的进出与控制细胞间的信息交流）；3、对生物膜结构的探索历程；4、流动镶嵌模型的基本内容；5、细胞膜的提取实验（注意实验的材料、实验的注意事项）。7/18/20232一、提取细胞膜的实验（P19体验制备细胞膜的方法）（1）材料——哺乳动物的成熟红细胞（2）优点：无核膜和各种细胞器膜；无细胞壁，细胞易吸水涨破。（3）原理方法：渗透作用；放入清水中吸水涨破，离心分离提纯。（4）注意:A、不能用鸡的红细胞,必须用哺乳动物的成熟红细胞。B、实验第2步用“引流法”滴加蒸馏水时全过程均必须在载物台上进行，并持续观察红细胞的变化：凹陷消失，细胞体积增大，细胞破裂，内容物流出。7/18/20233二、细胞膜的成分成分比例作用蛋白质约40%细胞膜的功能主要由其上的蛋白质行使脂质约50%构成细胞膜的重要成分糖类约10%与蛋白质形成糖蛋白，有识别功能重点关注：（1）细胞膜的成分至少有4种（蛋白质、磷脂、胆固醇和多糖），但主要成分只有2种：蛋白质和磷脂分子。（2）不同细胞膜的成分种类相同,但各组分的含量不同,这与细胞的功能有关,如功能越复杂的膜中,蛋白质种类和数量越多。所以蛋白质的种类及含量的多少是区分膜功能复杂程度的重要依据。7/18/20234(3)糖类在细胞膜中分布很少，并且与蛋白质或脂质结合成糖蛋白或糖脂，分布在膜的外表面，都与细胞识别作用有关。因此，根据糖蛋白或糖脂的分布，可以判断细胞膜的内外侧。(4)脂质和蛋白质在膜上的分布是不对称的。（5）细胞膜的组分并不是不可变的,如细胞癌变过程中,细胞膜组分发生变化,糖蛋白含量下降,产生甲胎蛋白(AFP)、癌胚抗原(CEA)等物质。医学上常以此可以作为细胞是否癌变的指标之一。（6）分析细胞膜成分的探究：7/18/20235细胞膜成分鉴定试剂(方法)结果磷脂①脂溶剂处理细胞膜被溶解②磷脂酶处理细胞膜被破坏③脂溶性物质透过实验脂溶性物质优先通过蛋白质①双缩脲试剂紫色②蛋白酶处理细胞膜被破坏7/18/20236三、细胞膜的结构及特点1、细胞膜结构的探究历程时间实例(实验)结论(假说)19世纪末脂溶性物质更易通过细胞膜欧文顿认为膜是由______组成的20世纪初将膜分离提纯，并进行化学分析膜的主要成分是____________1925年红细胞膜中脂质铺展成单分子层后是红细胞表面积的2倍细胞膜中的脂质分子______________脂质脂质和蛋白质排列为连续的两层7/18/202371959年电镜下细胞膜呈清晰的暗—亮—暗的三层结构罗伯特森认为生物膜由__________________三层结构构成1970年人鼠细胞杂交实验细胞膜具有________1972年流动镶嵌模型桑格和尼克森提出了生物膜的_________________蛋白质—脂质—蛋白质流动性流动镶嵌模型注意：两条暗带的主要成分是蛋白质；明带的主要成分是磷脂，也有蛋白质。7/18/20238糖被位置：位于细胞膜的_____表面成分：是一层由蛋白质与多糖结合形成的_______功能：具有保护、润滑和_________作用。外糖蛋白识别结构特点：具有

一定的流动性原因：构成细胞膜的________和_________大多数是可以流动的。磷脂分子蛋白质分子2、生物膜的结构——流动镶嵌模型7/18/20239细胞膜的“流动性”的理解含义：构成细胞膜的磷脂分子和蛋白质分子大都是可以运动的。影响因素：温度。在一定的范围内，随温度的升高，分子的运动加快，流动性增强。表现：细胞融合（植物体细胞杂交，动物细胞融合）、受精作用、变形虫捕食和伪足的形成、胞吞与胞吐、分泌蛋白的产生和分泌过程、载体对相应物质的转运等意义：为细胞完成各种生命活动提供了基础。7/18/202310提醒：①磷脂分子结构如图所示：②单层磷脂分子层水界面排列及搅拌后图解如下：在水—空气界面上展开后的表面积是细胞膜表面积的两倍。

7/18/202311课堂练习1：下列关于细胞膜的叙述，不正确的是()A．细胞膜主要由脂质和蛋白质组成B．不同功能的细胞，其细胞上蛋白质的种类和数量相同C．组成细胞膜的脂质中，磷脂最丰富D．癌细胞的恶性增殖和转移与癌细胞膜成分的改变有关[解析]

研究发现，细胞膜主要由脂质和蛋白质组成；在组成细胞的脂质中，磷脂最丰富；蛋白质在细胞行使功能时起重要作用，功能越复杂的细胞膜，其蛋白质的种类和数量越多；癌细胞的恶性增殖和转移与细胞膜成分的改变有关。B7/18/202312四、细胞膜的功能及功能特性1、功能：7/18/202313重点关注1：细胞间的信息交流①实行细胞间的信息交流的物质主要是细胞膜上的糖蛋白。但细胞膜上的受体并非是细胞间信息交流所必需的，因为有的受体在细胞内，比如性激素的受体在细胞内。②动物细胞间的信息交流的方式主要有两种：a．物质传递：一些细胞如分泌细胞分泌一些物质如激素，通过血液的传递运送到作用部位的细胞(靶细胞)，被靶细胞的细胞膜上的受体(成分为糖蛋白)识别，引起靶细胞生理反应。7/18/202314b．接触传递：相邻两个细胞的细胞膜直接接触，通过糖蛋白识别，将信息从一细胞传递给另一细胞。③通道传递：植物细胞间的识别主要是通过植物细胞间的胞间连丝来实现的。7/18/202315课堂练习2：下列各种生理现象中，没有涉及细胞间信息交流的是()A．精子和卵细胞相互接触完成受精作用B．肝细胞表面的糖蛋白结合胰岛素C．高等植物细胞之间通过胞间连丝相互连接D．兴奋在神经纤维上的传导D[解析]

精子和卵细胞相互识别，进行融合完成受精作用。胰岛素由胰岛B细胞分泌，因此肝细胞表面的糖蛋白和胰岛素结合属于胰岛B细胞和肝细胞之间的信息交流。胞间连丝是植物细胞之间信息交流的通道。兴奋在神经纤维上的传导，是神经纤维上钠离子和钾离子通道开放和关闭的结果，与其他细胞无关。7/18/202316课堂练习3：（2013天津卷）1.下列过程未体现生物膜信息传递功能的是（）A.蔗糖溶液使洋葱表皮细胞发生质壁分离B.抗原刺激引发记忆细胞增殖分化C.胰岛素调节靶细胞对葡萄糖的摄取D.传出神经细胞兴奋引起肌肉收缩A【解析】蔗糖溶液渗透压较高，使洋葱表皮细胞渗透失水发生质壁分离，该过程不涉及信息传递；记忆细胞与抗原具有特异性识别作用，该过程与细胞膜上的糖蛋白有关；靶细胞膜表面的受体能与胰岛素结合，从而使胰岛素发挥作用；传出神经细胞兴奋引起肌肉收缩的过程中有神经递质与相应受体的结合，B、C、D项均体现了生物膜的信息传递功能。7/18/202317重点关注2：细胞膜成分、结构及功能的关系7/18/202318重点关注3：细胞膜的结构特点和功能特性的区别和联系细胞膜的结构特点细胞膜的功能特性含义具有一定的流动性具有选择透过性原理膜结构分子的运动性，它包括膜磷脂分子的运动和膜蛋白的运动水分子可以自由通过，细胞要选择吸收的离子和小分子也可以通过，而其他的离子、小分子和大分子则不能通过，这取决于膜上载体蛋白的种类和数量联系

流动性是选择透过性的基础，因为只有细胞膜具有流动性，细胞才能完成其各项生理功能，才能表现出选择透过性；相反，细胞膜失去了选择透过性，也就意味着细胞已死亡7/18/202319课堂练习3：下列关于细胞膜的流动性和选择透过性的叙述,不正确的是()A.流动性的基础是组成细胞膜的磷脂分子和蛋白质分子大多是流动的B.选择透过性的基础是细胞膜上的载体蛋白和磷脂分子具有特异性C.细胞的胞吞和胞吐体现了细胞膜的流动性D.钾离子通过主动运输的形式进入细胞体现了细胞膜的选择透过性B解析：细胞膜的选择透过性的基础是细胞膜上的载体蛋白具有特异性。磷脂分子没有特异性。7/18/202320典例训练1.如图表示细胞膜的亚显微结构,下列叙述错误的是()A.细胞膜的基本骨架是②B.细胞膜的功能复杂程度主要与①有关C.②是静止的,但①是运动的,所以细胞膜具有流动性D.CO2、H2O通过细胞膜的方式相同C7/18/2023212.(2013山东临沂沂水高三模拟)如图表示细胞膜功能结构模式图,据图分析下列说法不正确的是()A.图中功能①在生命起源过程中具有重要作用B.功能③表示的运输方式有主动运输、被动运输和胞吞、胞吐C.激素调控生命活动与图中功能④有关D.植物细胞通过胞间连丝进行相邻的细胞间通讯B解析：③中有载体蛋白,运输方式为主动运输和被动运输,没有胞吞和胞吐,二者不属于跨膜运输;

7/18/202322典例训练3.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.细胞膜的选择透过性与b、d的种类和数量有关C7/18/2023234.(2014安徽“江南十校”联考)下列有关生物膜的叙述不正确的是()A.原生质体融合成杂合体细胞与生物膜的特点有关B.在叶绿体类囊体膜上能实现能量的转换C.细胞分化以后,其细胞膜的通透性不会改变D.细胞内的ATP有的是在生物膜上合成的C【解析】原生质体融合成杂合体细胞与细胞膜有一定的流动性有关,A项正确。在叶绿体类囊体膜上有光能→电能→化学能的转换,B项正确。细胞内的ATP有的是在生物膜上合成的,比如线粒体内膜上合成ATP,D项正确。细胞分化以后,形态、功能发生改变,其细胞膜的通透性也会随之改变,C项不正确。7/18/202324题组演练·科学高效

题组一细胞膜的成分及功能1.(2013广东六校第二次联考)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质镶嵌到聚联乙炔囊泡中,组装成纳米尺寸的生物传感器。它在接触到细菌、病毒时可以发生颜色变化,用以检测细菌、病毒。这类被镶嵌进去的物质很可能含有()A.磷脂和蛋白质 B.多糖和蛋白质C.胆固醇和多糖 D.胆固醇和蛋白质B解析:细胞膜的主要组成成分包括磷脂和蛋白质,但细胞膜上具有识别作用的糖蛋白组成成分是糖类和蛋白质。7/18/2023252.(2014上海奉贤区一模)蝴蝶将一株油菜的花粉带到另一株油菜花的柱头上后,即可发生花粉萌发、花粉管伸长、释放精子、精卵融合等一系列生理反应;若将一株油菜的花粉带到一朵桃花的柱头上则不会发生这一系列反应。该现象能很好地说明细胞膜()A.主要由脂质和蛋白质组成B.可将细胞与外界环境分隔开C.控制物质出入细胞的作用是相对的D.进行细胞间的信息交流解析:本题考查细胞膜的成分和功能,题意说明细胞膜具有识别的功能,即细胞膜有进行细胞间的信息交流的功能。D7/18/202326题组二体验制备细胞膜的方法3.当把因失水皱缩的红细胞置于清水中时,与植物细胞相比红细胞复原后会因继续吸水而涨破。产生这种现象的原因是()A.植物细胞的细胞膜比动物细胞坚韧B.植物细胞有液泡,红细胞没有C.植物细胞能对吸水进行调节D.植物细胞有细胞壁,红细胞没有解析:植物细胞有细胞壁保