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1、细胞膜的结构和功能,一、细胞膜的功能 作为系统的边界,细胞膜在细胞的生命活动中发挥重要 的作用,关于其功能的描述合理的是:_。 生命物质有了细胞膜,才成为相对独立的系统。 细胞膜保障了细胞内部环境的绝对稳定。,细胞膜控制物质进出细胞时具有选择性。 对细胞有害的物质不可能进入细胞。 精子和卵细胞之间通过直接接触来识别。 植物细胞之间,可以通过胞间连丝进行物质运输。 细胞之间的信息交流是单向的。 细胞分泌的化学物质,只会运输到靶细胞附近。,二、对细胞膜成分的探索 1.探索过程:,脂质,磷脂,胆固醇,磷脂,2,蛋白质,2.各成分的比例及功能:,(2)蛋白质(约占40%):与细胞膜的功能密切相关,蛋白
2、 质的_越多,细胞膜的功能越复杂。 (3)糖类(2%10%):与_结合。,种类和数量,脂质或蛋白质,三、对细胞膜结构的探索 1.提出暗亮暗的三层结构: (1)科学家:罗伯特森。 (2)模型假说: 所有的细胞膜都由_三层结构 构成。 把细胞膜描述为_的统一结构。,蛋白质脂质蛋白质,静态,2.对静态结构提出质疑:20世纪60年代以后,科学家对细胞膜是静态的观点提出质疑。,3.1970年荧光标记细胞膜实验: (1)实验流程。,(2)结合实验操作及结论,判断下列说法的正误。 荧光标记的成分是细胞膜上的磷脂。 ( ) 提示:标记的是蛋白质。,温度越高,荧光物质扩散得越快,实验效果越好。 ( ) 提示:高
3、温会损伤细胞,实验效果不一定好。 本实验为细胞膜的流动性提供了有力证据。 ( ),四、流动镶嵌模型的基本内容 1.发现者:_。 2.流动镶嵌模型的基本内容: (1)化学组成:主要是_。,辛格和尼科尔森,磷脂分子和蛋白质,(2)两种物质组成细胞膜的方式如图:,3.细胞膜的结构特点:_。 4.细胞膜的功能特性:_。,流动性,选择透过性,知识点一 细胞膜的功能和成分 1.细胞膜的功能及其特点: (1)功能图解:,(2)功能特点:选择透过性。,2.细胞膜成分的探索: (1)提出问题:为什么细胞能控制物质的进出?这与细胞膜的结构有什么关系? (2)实验观察:细胞膜对不同物质的通透性不同,脂质更容易通过。
4、 (3)提出假说:细胞膜是由脂质组成的。,(4)实验验证: 提取细胞膜:从哺乳动物的红细胞中分离出来。 化学分析:细胞膜的脂质有磷脂和胆固醇,其中磷脂的含量最多。 (5)引出问题:磷脂分子在细胞膜中是怎样排布的呢? (6)实验观察:磷脂分子在水中总是自发地形成双分子层。,(7)提出假设:磷脂分子在细胞膜上也是排列成连续的两层。 (8)实验验证: 实验材料:用丙酮提取人的红细胞中的脂质。 现象分析:脂质在空气水界面上铺展成单分子层,面积恰为红细胞表面积的2倍。 结论:细胞膜中的磷脂分子排列为连续的两层。,(9)提出问题:细胞膜的成分中除脂质外还有没有其他物质? (10)实验现象:细胞的表面张力明
5、显低于油水界面的表面张力。 (11)推测:细胞膜除含脂质分子外,可能还附有蛋白质。,【思考讨论】 1.细胞膜的成分提取出来后,根据前面所学习的知识,可以用哪些方法来分析细胞膜的化学成分?(科学探究) 提示:用双缩脲试剂检测细胞膜是否含有蛋白质;用斐林试剂检测细胞膜中是否含有还原糖;用苏丹检测细胞膜中是否含有脂肪。,2.取两种不同的海绵动物细胞,使其分散成单个,然后掺在一起混合培养,发现只有同种的细胞才能融合,这一现象体现了细胞膜的什么功能?(生命观念) 提示:进行细胞间的信息交流。,【素养案例】 细胞膜作为系统的边界,对其成分的探索很多科学家做出了非常突出的贡献。下列与细胞膜有关的叙述错误的是
6、 ( ) A.细胞膜和DNA分子共有的元素有C、H、O、N、P B.组成细胞膜的主要成分是脂质和蛋白质,C.哺乳动物成熟的红细胞膜中的磷脂分子在空气水界面上铺成单层的面积是其细胞表面积的2倍 D.英国学者丹尼利和戴维森用双缩脲试剂鉴定出细胞膜中含有蛋白质,【解析】选D。细胞膜主要是由脂质、蛋白质和少量糖 组成的,脂质主要含有C、H、O三种元素,有的含有N、P, 蛋白质主要含C、H、O、N,有的含P、S等,糖由C、H、O 三种元素组成。DNA的组成元素是C、H、O、N、P,故细 胞膜和DNA共有的元素有C、H、O、N、P,A项正确;在组 成细胞膜的各种成分中,脂质约占50%,其中最丰富的是,磷脂
7、,蛋白质约占40%,糖类占2%10%,B项正确;哺乳动物成熟的红细胞的膜成分都来自细胞膜,磷脂分子排成单层的面积是其细胞表面积的2倍,C项正确;英国学者丹尼利和戴维森研究细胞膜的表面张力,结合人们已发现的油脂滴表面如果吸附有蛋白质成分则表面张力会降低,推测细胞膜除含脂质分子外,可能还附有蛋白质,D项错误。,【素养迁移】 如图表示各种细胞膜组成成分的含量,图示能说明的是 ( ),A.构成细胞膜的主要成分是蛋白质、脂质和糖类 B.细胞膜中的脂质和蛋白质含量的变化与细胞膜的功能有关 C.细胞膜的功能越简单,所含蛋白质的数量越多 D.蛋白质在进行细胞间的信息交流中具有重要作用,【解析】选B。从题图中可
8、以看出,构成细胞膜的主要成分是蛋白质和脂质,蛋白质是生命活动的主要承担者,不同膜的蛋白质和脂质的含量不同,其与细胞膜的功能有关,A错误、B正确;细胞膜的功能越复杂,其所含蛋白质的数量越多,C错误;蛋白质在进行细胞间的信息交流中具有重要作用,这句话本身正确,但从图中不能获取此信息,D错误。,【补偿训练】 如图表示生物体内细胞间信息交流的3种方式,下列有关叙述正确的是 ( ),A.是活细胞分泌的具有调节作用的物质,这种物质一般可作用于机体所有细胞 B.是靶细胞对信息接收的结构基础受体,因其具有特定的空间结构而具有特异性 C.是指与膜结合的信号分子,信号分子与受体特异性相同,因而可以识别,D.的信息
9、传递方式与相同,都是通过直接接触进行信息传递,【解析】选B。图中是细胞分泌的信号分子,一般作用于特定的细胞,A错误。特异性识别的结构基础就是特定的空间结构,B正确。信号分子与受体分子之间的特异性识别,主要是它们的空间结构具有互补性,能够契合,而不是空间结构相同,C错误。是通过体液传送信号分子来进行信息交流的,这与的直接接触不同,D错误。,知识点二 流动镶嵌模型的基本内容 1.构成细胞膜的三种物质:,2.细胞膜两大特点的比较: (1)区别:,(2)联系: 图示:,分析:结构决定功能,细胞膜的结构特点流动性和其特有的蛋白质成分,是细胞膜的功能特点选择透过性的基础。 (3)影响细胞膜流动性的因素:温
10、度、pH等。,【思考讨论】 1.温度影响细胞膜物质运输功能的原因是什么?(科学思维) 提示:温度影响磷脂分子的运动;温度影响细胞膜上蛋白质的活性;温度影响细胞内线粒体的功能,从而影响细胞膜的物质运输功能。,2.变形虫依靠伪足进行运动,这依赖细胞膜的什么特性?简要说明其在细胞生命活动中的作用。(生命观念) 提示:依赖细胞膜的流动性。流动性具有重要的生理意义,与物质运输、细胞识别、细胞融合等有关。,【素养案例】 如图为细胞膜的流动镶嵌模型,下列说法正确的是 ( ),A.根据图示我们无法判断膜内和膜外 B.中分子的排列方向是随机而不是必然的 C.组成细胞膜的都是可以运动的 D.的形成与核糖体、内质网
11、都有关系,【解题导引】 (1)准确辨认图中都是哪些分子。有头部和尾部的是磷脂;块状的是蛋白质;块状连着链状结构的是糖蛋白。 (2)正确理解与细胞膜的结构特性、功能特性、信息交流功能的关系。,【解析】选D。是糖蛋白,只分布在细胞膜的外表面,A项错误;由于细胞内外均为水环境,磷脂分子头向外且向内,必然需要两层磷脂分子,磷脂分子的排列方向具有必然性,B项错误;组成细胞膜的大部分都是可以运动的,不是全部,C项错误;的合成需要核糖体和内质网参与,D项正确。,【方法规律】判断细胞膜内侧与外侧的技巧 (1)依据:细胞膜中的糖类与蛋白质或脂质结合形成糖蛋白或糖脂,糖蛋白或糖脂只分布于细胞膜外侧。 (2)方法:
12、有糖蛋白的一侧为细胞膜的外侧,另一侧为细胞膜的内侧。,【素养探究】母题追问 (1)生命观念结构与功能观 只分布在细胞膜外,体现了细胞膜的哪项功能? 提示:细胞间的信息交流。,(2)科学思维分析与综合 水稻吸收的 多Ca2+少,而番茄吸收的Ca2+多 少,这主要与图中的哪种结构有关? 提示:与蛋白质有关。细胞膜的选择透过性与蛋白质 有关,而不同矿物质离子的吸收量取决于膜的选择透过 性,所以水稻、番茄对Ca2+、 吸收量取决于细胞膜上 蛋白质的种类和数量。,【素养迁移】 如图表示细胞膜的亚显微结构,下列叙述错误的是 ( ),A.在细胞膜中是不均匀分布的 B.是细胞膜的基本支架 C.分子的头部是亲水的 D.是运动的,但是静止的,所以细胞膜具有流动性,【解析】选D。图中代表的是蛋白质,细胞膜的外表面有糖蛋白,内表面没有,A项正确;为磷脂双分子层,是细胞膜的基本支架,B项正确;磷脂的一端为亲水的头,两个脂肪酸一端为疏水的尾,C项正确;组成细胞膜的大多是可以运动的,D项错误。,【课堂回眸】,