人教版高中生物必修1分子与细胞第3章第1节细胞膜的结构和功能课件

第1节细胞膜的结构和功能第3章细胞的基本结构1．将细胞与外界环境分隔开使细胞成为________的系统，保障了细胞________的相对稳定。知识点1细胞膜的功能相对独立内部环境2．控制物质进出细胞(1)细胞膜的控制作用具有普遍性：细胞需要的________可以从外界进入细胞；细胞______的物质不容易进入细胞；抗体、激素等物质在细胞内合成后，分泌到细胞外，细胞产生的____也要排到细胞外。(2)细胞膜的控制作用具有____性：环境中______________的物质有可能进入；有些病毒、病菌也能侵入细胞，使生物体患病。营养物质不需要废物相对一些对细胞有害3．进行细胞间的信息交流(1)图甲表示细胞之间通过______________传递信息，该方式中通过细胞分泌物与靶细胞的细胞膜表面的受体结合，将信息传递给靶细胞。(2)图乙可表示精子和卵细胞之间的识别和结合，该方式中相邻两个细胞的______接触，信息从一个细胞传递给另一个细胞。(3)图丙表示高等植物细胞之间通过________相互连接，具有信息交流的作用，该方式中相邻两个细胞之间形成通道，携带信息的物质通过通道进入另一个细胞。信号分子的运输细胞膜胞间连丝莲花“出淤泥而不染”体现了细胞膜的什么功能？提示：控制物质进出细胞的功能。基于对细胞膜功能的理解，判断下列相关表述是否正确。1．动植物细胞中，系统的边界都是细胞膜。

(

)提示：高等植物细胞之间可通过胞间连丝进行信息交流，不需要细胞膜上的受体。2．膜的出现是生命起源过程中至关重要的阶段。

(

)3．细胞之间的信息交流必须依赖于细胞膜表面的受体。

(

)√√×4．细胞膜的功能并不是由它的成分和结构决定的。

(

)提示：细胞膜的功能是由它的成分和结构决定的。5．没有信息交流，多细胞生物体也能完成生命活动。

(

)提示：多细胞生物体通过信息交流完成各项生命活动。××材料1

下图表示细胞膜的功能模式图。材料2将正常玉米种子纵切后滴一小滴红墨水，2min后用清水冲洗后，观察发现种子胚的部分呈白色而胚乳部分呈红色；若以煮熟的玉米种子进行上述实验，则发现胚和胚乳都被染成红色。请根据细胞膜的功能解释以上现象。1．功能①屏障作用在原始海洋的生命起源过程中具有重要作用，请谈谈你的理解。提示：细胞膜将生命物质与外界环境分隔开，产生了原始的细胞，并成为相对独立的系统，保障了细胞内部环境的相对稳定。2．功能②运输作用是否能够保证环境中的物质对细胞都有利？提示：不能保证。因为环境中一些对细胞有害的物质有可能进入细胞；有些病毒、病菌也能侵入细胞，使生物体患病，即细胞膜的控制作用是相对的。3．功能③④都属于信息交流的方式，试比较二者的异同。提示：二者都需要信号分子传递信息，但是功能③通过信号分子与细胞膜上的受体结合传递信息，功能④信号分子通过胞间连丝传递信息，无需细胞膜上的受体。4．请根据细胞膜的功能解释材料2的实验现象。提示：胚乳和煮熟的玉米胚能够被染色，原因是正常情况下红墨水中的颗粒物质不能自由通过细胞膜进入细胞，而胚乳细胞和煮熟的胚细胞已经死亡，细胞膜失去了控制作用。[深化归纳]1．控制物质进出细胞功能的验证(1)染色剂进入实验(2)色素透出实验2．进行细胞间信息交流功能的验证[对点练习]1．下列关于细胞膜功能的叙述，不正确的是(

)A．科研上鉴别死细胞和活细胞常用台盼蓝染色法，死细胞会被染成蓝色B．由于细胞膜能控制物质进出细胞，因此，细胞内有用的成分不会流到细胞外C．将玉米花粉细胞内部与外界环境分隔开的结构是细胞膜D．精子和卵细胞，胰岛细胞和肝脏细胞之间进行信息交流的方式是不相同的√B

[科研上鉴别死细胞和活细胞常用台盼蓝染色法，死细胞会被染成蓝色，原因是死细胞的细胞膜失去了选择透过性，A正确；由于细胞膜能控制物质进出细胞，但细胞膜控制物质进出的能力是相对的，因此，细胞内有用的成分也可能流到细胞外，B错误；细胞膜作为系统的边界，能将细胞与外界环境分隔开，据此可推测，将玉米花粉细胞内部与外界环境分隔开的结构是细胞膜，C正确；精子和卵细胞，胰岛细胞和肝脏细胞之间进行信息交流的方式是不相同的，前者通过细胞膜的直接接触实现信息交流，后者通过血液的传送进行细胞间的信息交流，D正确。]2．水溶性染色剂PI能与核酸结合而使细胞核着色，可将其应用于细胞死活的鉴别。细胞浸泡于一定浓度的PI中，仅有死亡细胞的细胞核会被染色，活细胞则不着色，但将PI注射到活细胞后，该细胞核会着色，利用PI鉴别细胞的基本原理是(

)A．死细胞与活细胞的核酸结构不同B．死细胞的核酸含量改变C．活细胞的细胞膜能阻止PI的进入D．活细胞能分解染色剂PI√C

[死细胞与活细胞的核酸结构是相同的，A错误；死细胞的核酸含量不变，B错误；活细胞的细胞膜可以阻止染色剂PI进入细胞，C正确；染色剂PI对活细胞来说是细胞不需要的物质，细胞不会吸收，D错误。]1．对细胞膜成分的探索(1)探索过程知识点2对细胞膜成分和结构的探索欧文顿脂质磷脂胆固醇磷脂脂质2两

蛋白质(2)细胞膜的成分①细胞膜的成分

②细胞膜成分与功能的关系：功能越复杂的细胞膜，______的种类与数量就越多。脂质磷脂蛋白质糖类蛋白质2．对细胞膜结构的探索暗—亮—暗

蛋白质—脂质—蛋白质静态流动镶嵌若将磷脂分子置于水—苯的混合溶剂中，磷脂分子将会如何分布？提示：磷脂的“头部”将与水接触，“尾部”与苯接触，磷脂分子分布成单层。基于对细胞膜成分探索的理解，判断下列表述是否正确。1．细胞膜是静态的观点无法解释变形虫的变形运动。

(

)2．人鼠细胞融合实验利用了同位素标记法。

(

)提示：人鼠细胞融合实验利用了荧光标记法。3．细胞膜上的蛋白质种类和数量的多少决定了细胞膜功能的复杂程度。

(

)√×√4．变形虫和草履虫的细胞膜基本组成成分不同。

(

)提示：变形虫和草履虫的细胞膜基本组成成分相同。5．细胞的表面张力明显低于油—水界面的表面张力。

(

)×√材料1

20世纪初，利用哺乳动物成熟的红细胞制备出细胞膜，进行化学分析，得知组成细胞膜的脂质有磷脂和胆固醇，其中磷脂含量最多。磷脂分子的结构：磷脂的一端为亲水的头，两个脂肪酸一端为疏水的尾，多个磷脂分子在水中总是自发地形成双分子层。磷脂分子的结构式图和示意图如图所示。材料2

许多有关细胞膜化学组成的资料，都来自细胞膜(尤其是红细胞膜)的研究。下表是猪的几种细胞的细胞膜组成成分。细胞膜的种类主要成分含量蛋白质脂质糖类成熟的红细胞膜42%53%5%肌细胞膜36%60%4%小肠绒毛上皮细胞膜50%44%6%材料3

科学家用荧光分子标记细胞的膜蛋白，然后用高能激光束照射细胞膜的某一区域，使该区域内的荧光分子发生不可逆的破坏，这一区域称为光漂白区。继续观察，可以发现光漂白区逐渐重新出现荧光(如图)。1．结合材料1中磷脂分子的结构特点，试以示意图的形式分别画出多个磷脂分子在水—空气界面和细胞膜上的排布状态，并分析其原因。提示：示意图如下所示。因为磷脂分子的“头部”亲水，“尾部”疏水，所以在水—空气界面磷脂分子“头部”向下与水面接触，“尾部”则朝向空气一面；而细胞膜内外均为水环境，依据磷脂分子“头部”亲水，“尾部”疏水的特点，故呈现出图中所示状态。2．上述表格中小肠绒毛上皮细胞膜蛋白含量最高，功能也最复杂，这说明什么？提示：功能越复杂的细胞膜，蛋白质的种类和数量越多，说明蛋白质在细胞膜行使功能时起重要作用。3．光漂白区重新出现荧光的原因是什么？细胞膜是静态的还是具有一定流动性的？提示：光漂白区重新出现荧光是由于细胞膜上其他区域的蛋白质流动到光漂白区。细胞膜是具有一定流动性的。

2．细胞膜成分的鉴定方法细胞膜成分鉴定试剂(方法)结果分析磷脂脂溶剂处理细胞膜被溶解，证明含有磷脂磷脂酶处理细胞膜被破坏，证明含有磷脂脂溶性物质通过实验脂溶性物质能优先通过细胞膜，证明含有磷脂蛋白质双缩脲试剂呈现紫色，证明含有蛋白质蛋白酶处理细胞膜被破坏，证明含有蛋白质[对点练习]3．科学家们对细胞膜成分和结构的探索经历了漫长的历程，下列叙述错误的是(

)A．欧文顿通过对细胞膜成分的提取和化学分析，提出细胞膜的主要组成成分中有脂质B．罗伯特森在电镜下看到细胞膜是清晰的暗—亮—暗结构，认为细胞膜由蛋白质—脂质—蛋白质三层结构构成C．荧光标记的小鼠细胞和人体细胞融合实验的实验结果说明细胞膜具有流动性D．提取人的红细胞的脂质铺展成的单分子层面积是红细胞表面积的2倍，说明细胞膜中的磷脂分子排列为连续的两层√A

[欧文顿发现凡是可以溶于脂质的物质，比不能溶于脂质的物质更容易通过细胞膜进入细胞，根据相似相溶原理他提出：细胞膜的主要组成成分中有脂质，可见欧文顿没有对膜成分进行提取和化学分析，A错误；罗伯特森在电镜下观察到细胞膜呈清晰的暗—亮—暗三层结构，据此推测细胞膜是由蛋白质—脂质—蛋白质三层结构构成的，B正确；科学家通过荧光标记的小鼠细胞和人细胞的融合实验，证明细胞膜具有流动性，C正确；哺乳动物成熟的红细胞中只有细胞膜这一种膜结构，因此，根据提取人的红细胞的脂质铺展成的单分子层的面积是该红细胞表面积的2倍，推测细胞膜中的磷脂分子排列为连续的两层，D正确。]4．提取生物膜中的磷脂分子，将其放入水中可以形成双层磷脂分子的球形脂质体(见下图所示)，它可作为运载体将携带药物米托蒽醌(不易溶于水)进入肿瘤细胞，进而抑制肿瘤细胞的增殖。下列说法错误的是(

)A．磷脂分子在水中能自发形成磷脂双分子层是因为其具有亲水头部和疏水尾部B．肿瘤细胞细胞膜上的两层磷脂分子并不是完全对称的C．米托蒽醌应被包载在脂质体的①处，以更好地进入肿瘤细胞D．脂质体能与细胞膜发生融合使药物进入细胞√C

[磷脂分子的结构中有亲水性的头部和疏水性的尾部，因此，磷脂分子在水中能自发形成磷脂双分子层，A正确；磷脂双分子层中的两层是不完全相同的，如细胞膜的外侧含有糖蛋白，内侧没有，肿瘤细胞也不例外，B正确；米托蒽醌(不易溶于水)，因而可以包载在脂质体的②处，以更好地进入肿瘤细胞，C错误；脂质体与肿瘤细胞的融合依赖于磷脂双分子层的流动性，进而可以将药物送到相应的部位，D正确。]1．结构模型知识点3流动镶嵌模型的基本内容

2．结构特点蛋白质流动性磷脂分子蛋白质分子在细胞膜中的分布是对称的吗？提示：不对称。蛋白质分子以不同方式镶嵌在磷脂双分子层中或表面，因此蛋白质分子在细胞膜中的分布是不对称的。基于对流动镶嵌模型基本内容的理解，判断下列相关表述是否正确。1．细胞膜的基本支架是磷脂分子。

(

)2．向细胞内注射物质后，细胞膜上会留下一个孔洞。

(

)提示：细胞膜的基本支架是磷脂双分子层。提示：细胞膜具有流动性，注射药物后，细胞膜上不会留下一个孔洞。××3．构成细胞膜的磷脂分子具有流动性，而蛋白质是固定不动的。

(

)提示：构成细胞膜的蛋白质分子大多数能运动。4．细胞膜的脂质结构使溶于脂质的物质容易通过细胞膜。

(

)5．糖被就是糖蛋白。

(

)提示：构成糖蛋白或糖脂的糖类分子称为糖被。×√×材料1有人在实验时发现：在一定温度下，细胞中的脂质分子均垂直排列于膜表面；当温度升高到一定程度时，细胞膜中的脂质分子有75%排列不整齐，细胞膜的厚度变小、表面积扩大，对离子和分子的通透性提高。材料2科学家测定细胞膜的厚度是7～8nm，恰好是单层磷脂膜厚度的两倍，而按照“三明治”模型，加上两侧的蛋白质，膜的总厚度应当超过20nm。物理学家将细胞膜冰冻处理后用冷刀断开，升温后暴露两层磷脂之间的断裂面，复膜后在电镜下观察断裂面的形态结构如图所示。通过上述实验结果，你认为蛋白质在细胞膜中是怎样分布的？1．根据材料1相关内容解释上述现象。提示：温度影响分子的运动，进而影响细胞膜的流动性。2．由材料2的实验结果分析蛋白质在细胞膜中的分布情况。提示：蛋白质在膜结构内外分布是不对称的，蛋白质镶嵌、贯穿于磷脂双分子层中。[深化归纳]1．三层结构模型与流动镶嵌模型的比较项目三层结构模型流动镶嵌模型不同点蛋白质分子均匀分布在脂质分子的两侧蛋白质分子在细胞膜中的分布是不均匀的细胞膜是静止结构组成细胞膜的分子是可以运动的相同点组成细胞膜的主要物质是蛋白质和脂质2．细胞膜的结构特点和功能特性(1)区别项目结构特点——流动性功能特性——选择透过性基础磷脂分子和大多数蛋白质分子都是运动的膜上含有转运蛋白意义保证细胞的物质运输、信息交流、分裂和融合等生命活动的进行控制物质进出表现分泌蛋白的分泌、变形虫的运动、吞噬细胞的吞噬有些物质可进入细胞，有些物质不能进入(2)联系细胞膜的流动性是其表现选择透过性的结构基础。只有细胞膜具有流动性，细胞才能完成各项生理功能，才能表现出选择透过性。事实上，只有活细胞才具有膜的流动性和选择透过性。[对点练习]5．下图是动物质膜的流动镶嵌模型，①～④表示构成质膜的物质，下列叙述正确的是(

)A．这是电镜下观察到的质膜流动镶嵌的结构B．②的尾部和③一起存在于脂双层的内部C．质膜中都存在③，③的存在使得质膜比较“坚实”D．质膜具有选择透过性是由②体现出来的√B

[这是质膜的流动镶嵌模型，不是电镜下看到的结构，A错误；③胆固醇与②磷脂的非极性尾部一起存在于脂双层内部，使质膜既具有一定的流动性，又比较“坚实”，B正确；并不是所有质膜都有胆固醇，胆固醇是动物细胞膜的重要成分，C错误；细胞膜的选择透过性与构成膜的磷脂分子和④蛋白质分子都有关，D错误。]6．在流动镶嵌模型提出后，研究人员又提出了脂筏模型：脂筏是细胞膜上富含胆固醇和鞘磷脂的微结构区域，其中的胆固醇就像胶水一样，对鞘磷脂亲和力很高，并特异性的吸收或排出某些蛋白质，形成一些特异蛋白聚集的区域，结构模型如图所示，下列叙述错误的是(

)A．细胞膜具有信息交流的功能B．脂筏的存在会影响膜的流动性C．破坏胆固醇可能会导致脂筏结构解体D．细胞膜的运输功能与脂筏结构无关√D

[细胞膜具有信息交流的功能，A正确；脂筏中的胆固醇就像胶水一样，对鞘磷脂亲和力很高，并特异性的吸收或排出某些蛋白质，形成一些特异蛋白聚集的区域，会影响膜的流动性，B正确；破坏胆固醇就像破坏了胶水，可能会导致脂筏结构解体，C正确；脂筏结构中的鞘磷脂、转运蛋白等都与细胞膜的选择透过性密切相关，D错误。]易错警示细胞膜的组成和结构的注意事项(1)细胞膜组成的三个注意事项①细胞膜中的脂质并不全为磷脂，动物细胞膜中除了磷脂外还有胆固醇。②细胞膜外表面的糖类分子并不都与蛋白质分子结合形成糖蛋白，还可以与脂质结合形成糖脂。③糖蛋白只分布于细胞膜的外表面，与细胞识别作用有关。(2)细胞膜结构的三个注意事项①结构决定功能：细胞膜的流动性是选择透过性的基础，只有膜具有流动性，才能表现出选择透过性。②只有活细胞的细胞膜才具有选择透过性，死细胞的细胞膜不具有选择透过性。③影响细胞膜流动性的因素：温度、pH等。1．细胞膜的主要功能(1)将细胞与外界环境分隔开。(2)控制物质进出细胞。(3)进行细胞间的信息交流。2．细胞膜主要由脂质和蛋白质组成。功能越复杂的细胞膜，蛋白质的种类与数量越多。3．脂溶性物质优先通过细胞膜，说明细胞膜中含有脂质。4．构成生物膜的磷脂和大多数蛋白质分子是可以运动的。5．细胞膜的外表面还有糖类分子，它和蛋白质分子结合形成糖蛋白，或与脂质结合形成糖脂，这些糖类分子叫作糖被。6．提出假说是首先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。1．细胞之间通过信息交流，保证细胞间功能的协调。下列关于细胞间信息交流的说法，错误的是(

)课堂检测素养测评243题号15A．B细胞膜与乙细胞膜上受体的化学本质都是糖蛋白B．图2可以表示精子与卵细胞的识别C．激素随血液运输到全身各处，与靶细胞的细胞膜表面的受体结合，将信息传递给靶细胞D．细胞膜上的受体是细胞间信息交流必不可少的结构243题号15D

[高等植物细胞可以通过胞间连丝传递信息，D错误。]√2．某研究小组发现植物种子细胞以小油滴的方式贮油，每个小油滴都由磷脂膜包被着，该膜最可能的结构是(

)A．由两层磷脂分子构成，两层磷脂的头部相对B．由两层磷脂分子构成，结构与细胞膜完全相同C．由单层磷脂分子构成，磷脂的头部向着油滴内D．由单层磷脂分子构成，磷脂的尾部向着油滴内√243题号15D

[小油滴由磷脂膜包被，存在于细胞质的水环境中，应由单层磷脂分子构成，且磷脂的尾部向着油滴内，D符合题意。]3．细胞膜的流动镶嵌模型是基于实验证据提出的。下列实验事实与结论对应关系错误的是(

)A．脂质更容易通过细胞膜可推测细胞膜的主要组成成分中有脂质B．细胞的表面张力显著低于油—水界面的表面张力可推测细胞膜中附有蛋白质C．电镜下细胞膜的暗—亮—暗的三层结构可推测细胞膜由蛋白质—脂质—蛋白质组成D．荧光标记的小鼠细胞和人细胞融合实验结果可推测细胞膜具有选择透过性√243题号15D

[荧光标记的小鼠细胞和人细胞融合实验结果可推测细胞膜具有流动性，D错误。]243题号154．如图所示，图甲为细胞膜的亚显微结构模式图，图乙为图甲细胞膜的磷脂分子结构模式图，下列有关描述错误的是(

)A．图甲中的①②③共同为细胞的生命活动提供相对稳定的内部环境B．图乙分子可识别“自己”和“非己”的成分C．图甲中①②可作为气味分子的受体并完成信息的传递D．将图乙平展在水面上，a部分与水面接触243题号15√B

[图甲中①表示多糖，②表示蛋白质，③表示磷脂双分子层，①②③共同构成了细胞膜，为细胞的生命活动提供了相对稳定的内部环境，A正确；细胞膜上的糖蛋白具有识别作用，图乙为磷脂分子，磷脂分子无此功能，B错误；图甲中①②为糖蛋白，糖蛋白具有识别功能，可作为气味分子的受体并完成信息的传递，C正确；图乙中a是亲水性“头”部，b是疏水性“尾”部，因此将图乙平展在水面上，a部分与水面接触，D正确。]243题号155．下图甲是按照“流动镶嵌模型”绘制的细胞膜结构示意图，①②③代表某种物质。图乙是图甲中物质③的示意