人教版高中生物必修1分子與細胞第3章第1節(jié)細胞膜的結構和功能課件

第1節(jié)細胞膜的結構和功能第3章細胞的基本結構1．將細胞與外界環(huán)境分隔開使細胞成為________的系統(tǒng)，保障了細胞________的相對穩(wěn)定。知識點1細胞膜的功能相對獨立內(nèi)部環(huán)境2．控制物質(zhì)進出細胞(1)細胞膜的控制作用具有普遍性：細胞需要的________可以從外界進入細胞；細胞______的物質(zhì)不容易進入細胞；抗體、激素等物質(zhì)在細胞內(nèi)合成后，分泌到細胞外，細胞產(chǎn)生的____也要排到細胞外。(2)細胞膜的控制作用具有____性：環(huán)境中______________的物質(zhì)有可能進入；有些病毒、病菌也能侵入細胞，使生物體患病。營養(yǎng)物質(zhì)不需要廢物相對一些對細胞有害3．進行細胞間的信息交流(1)圖甲表示細胞之間通過______________傳遞信息，該方式中通過細胞分泌物與靶細胞的細胞膜表面的受體結合，將信息傳遞給靶細胞。(2)圖乙可表示精子和卵細胞之間的識別和結合，該方式中相鄰兩個細胞的______接觸，信息從一個細胞傳遞給另一個細胞。(3)圖丙表示高等植物細胞之間通過________相互連接，具有信息交流的作用，該方式中相鄰兩個細胞之間形成通道，攜帶信息的物質(zhì)通過通道進入另一個細胞。信號分子的運輸細胞膜胞間連絲蓮花“出淤泥而不染”體現(xiàn)了細胞膜的什么功能？提示：控制物質(zhì)進出細胞的功能?；趯毎すδ艿睦斫?，判斷下列相關表述是否正確。1．動植物細胞中，系統(tǒng)的邊界都是細胞膜。

(

)提示：高等植物細胞之間可通過胞間連絲進行信息交流，不需要細胞膜上的受體。2．膜的出現(xiàn)是生命起源過程中至關重要的階段。

(

)3．細胞之間的信息交流必須依賴于細胞膜表面的受體。

(

)√√×4．細胞膜的功能并不是由它的成分和結構決定的。

(

)提示：細胞膜的功能是由它的成分和結構決定的。5．沒有信息交流，多細胞生物體也能完成生命活動。

(

)提示：多細胞生物體通過信息交流完成各項生命活動。××材料1

下圖表示細胞膜的功能模式圖。材料2將正常玉米種子縱切后滴一小滴紅墨水，2min后用清水沖洗后，觀察發(fā)現(xiàn)種子胚的部分呈白色而胚乳部分呈紅色；若以煮熟的玉米種子進行上述實驗，則發(fā)現(xiàn)胚和胚乳都被染成紅色。請根據(jù)細胞膜的功能解釋以上現(xiàn)象。1．功能①屏障作用在原始海洋的生命起源過程中具有重要作用，請談談你的理解。提示：細胞膜將生命物質(zhì)與外界環(huán)境分隔開，產(chǎn)生了原始的細胞，并成為相對獨立的系統(tǒng)，保障了細胞內(nèi)部環(huán)境的相對穩(wěn)定。2．功能②運輸作用是否能夠保證環(huán)境中的物質(zhì)對細胞都有利？提示：不能保證。因為環(huán)境中一些對細胞有害的物質(zhì)有可能進入細胞；有些病毒、病菌也能侵入細胞，使生物體患病，即細胞膜的控制作用是相對的。3．功能③④都屬于信息交流的方式，試比較二者的異同。提示：二者都需要信號分子傳遞信息，但是功能③通過信號分子與細胞膜上的受體結合傳遞信息，功能④信號分子通過胞間連絲傳遞信息，無需細胞膜上的受體。4．請根據(jù)細胞膜的功能解釋材料2的實驗現(xiàn)象。提示：胚乳和煮熟的玉米胚能夠被染色，原因是正常情況下紅墨水中的顆粒物質(zhì)不能自由通過細胞膜進入細胞，而胚乳細胞和煮熟的胚細胞已經(jīng)死亡，細胞膜失去了控制作用。[深化歸納]1．控制物質(zhì)進出細胞功能的驗證(1)染色劑進入實驗(2)色素透出實驗2．進行細胞間信息交流功能的驗證[對點練習]1．下列關于細胞膜功能的敘述，不正確的是(

)A．科研上鑒別死細胞和活細胞常用臺盼藍染色法，死細胞會被染成藍色B．由于細胞膜能控制物質(zhì)進出細胞，因此，細胞內(nèi)有用的成分不會流到細胞外C．將玉米花粉細胞內(nèi)部與外界環(huán)境分隔開的結構是細胞膜D．精子和卵細胞，胰島細胞和肝臟細胞之間進行信息交流的方式是不相同的√B

[科研上鑒別死細胞和活細胞常用臺盼藍染色法，死細胞會被染成藍色，原因是死細胞的細胞膜失去了選擇透過性，A正確；由于細胞膜能控制物質(zhì)進出細胞，但細胞膜控制物質(zhì)進出的能力是相對的，因此，細胞內(nèi)有用的成分也可能流到細胞外，B錯誤；細胞膜作為系統(tǒng)的邊界，能將細胞與外界環(huán)境分隔開，據(jù)此可推測，將玉米花粉細胞內(nèi)部與外界環(huán)境分隔開的結構是細胞膜，C正確；精子和卵細胞，胰島細胞和肝臟細胞之間進行信息交流的方式是不相同的，前者通過細胞膜的直接接觸實現(xiàn)信息交流，后者通過血液的傳送進行細胞間的信息交流，D正確。]2．水溶性染色劑PI能與核酸結合而使細胞核著色，可將其應用于細胞死活的鑒別。細胞浸泡于一定濃度的PI中，僅有死亡細胞的細胞核會被染色，活細胞則不著色，但將PI注射到活細胞后，該細胞核會著色，利用PI鑒別細胞的基本原理是(

)A．死細胞與活細胞的核酸結構不同B．死細胞的核酸含量改變C．活細胞的細胞膜能阻止PI的進入D．活細胞能分解染色劑PI√C

[死細胞與活細胞的核酸結構是相同的，A錯誤；死細胞的核酸含量不變，B錯誤；活細胞的細胞膜可以阻止染色劑PI進入細胞，C正確；染色劑PI對活細胞來說是細胞不需要的物質(zhì)，細胞不會吸收，D錯誤。]1．對細胞膜成分的探索(1)探索過程知識點2對細胞膜成分和結構的探索歐文頓脂質(zhì)磷脂膽固醇磷脂脂質(zhì)2兩

蛋白質(zhì)(2)細胞膜的成分①細胞膜的成分

②細胞膜成分與功能的關系：功能越復雜的細胞膜，______的種類與數(shù)量就越多。脂質(zhì)磷脂蛋白質(zhì)糖類蛋白質(zhì)2．對細胞膜結構的探索暗—亮—暗

蛋白質(zhì)—脂質(zhì)—蛋白質(zhì)靜態(tài)流動鑲嵌若將磷脂分子置于水—苯的混合溶劑中，磷脂分子將會如何分布？提示：磷脂的“頭部”將與水接觸，“尾部”與苯接觸，磷脂分子分布成單層。基于對細胞膜成分探索的理解，判斷下列表述是否正確。1．細胞膜是靜態(tài)的觀點無法解釋變形蟲的變形運動。

(

)2．人鼠細胞融合實驗利用了同位素標記法。

(

)提示：人鼠細胞融合實驗利用了熒光標記法。3．細胞膜上的蛋白質(zhì)種類和數(shù)量的多少決定了細胞膜功能的復雜程度。

(

)√×√4．變形蟲和草履蟲的細胞膜基本組成成分不同。

(

)提示：變形蟲和草履蟲的細胞膜基本組成成分相同。5．細胞的表面張力明顯低于油—水界面的表面張力。

(

)×√材料1

20世紀初，利用哺乳動物成熟的紅細胞制備出細胞膜，進行化學分析，得知組成細胞膜的脂質(zhì)有磷脂和膽固醇，其中磷脂含量最多。磷脂分子的結構：磷脂的一端為親水的頭，兩個脂肪酸一端為疏水的尾，多個磷脂分子在水中總是自發(fā)地形成雙分子層。磷脂分子的結構式圖和示意圖如圖所示。材料2

許多有關細胞膜化學組成的資料，都來自細胞膜(尤其是紅細胞膜)的研究。下表是豬的幾種細胞的細胞膜組成成分。細胞膜的種類主要成分含量蛋白質(zhì)脂質(zhì)糖類成熟的紅細胞膜42%53%5%肌細胞膜36%60%4%小腸絨毛上皮細胞膜50%44%6%材料3

科學家用熒光分子標記細胞的膜蛋白，然后用高能激光束照射細胞膜的某一區(qū)域，使該區(qū)域內(nèi)的熒光分子發(fā)生不可逆的破壞，這一區(qū)域稱為光漂白區(qū)。繼續(xù)觀察，可以發(fā)現(xiàn)光漂白區(qū)逐漸重新出現(xiàn)熒光(如圖)。1．結合材料1中磷脂分子的結構特點，試以示意圖的形式分別畫出多個磷脂分子在水—空氣界面和細胞膜上的排布狀態(tài)，并分析其原因。提示：示意圖如下所示。因為磷脂分子的“頭部”親水，“尾部”疏水，所以在水—空氣界面磷脂分子“頭部”向下與水面接觸，“尾部”則朝向空氣一面；而細胞膜內(nèi)外均為水環(huán)境，依據(jù)磷脂分子“頭部”親水，“尾部”疏水的特點，故呈現(xiàn)出圖中所示狀態(tài)。2．上述表格中小腸絨毛上皮細胞膜蛋白含量最高，功能也最復雜，這說明什么？提示：功能越復雜的細胞膜，蛋白質(zhì)的種類和數(shù)量越多，說明蛋白質(zhì)在細胞膜行使功能時起重要作用。3．光漂白區(qū)重新出現(xiàn)熒光的原因是什么？細胞膜是靜態(tài)的還是具有一定流動性的？提示：光漂白區(qū)重新出現(xiàn)熒光是由于細胞膜上其他區(qū)域的蛋白質(zhì)流動到光漂白區(qū)。細胞膜是具有一定流動性的。

2．細胞膜成分的鑒定方法細胞膜成分鑒定試劑(方法)結果分析磷脂脂溶劑處理細胞膜被溶解，證明含有磷脂磷脂酶處理細胞膜被破壞，證明含有磷脂脂溶性物質(zhì)通過實驗脂溶性物質(zhì)能優(yōu)先通過細胞膜，證明含有磷脂蛋白質(zhì)雙縮脲試劑呈現(xiàn)紫色，證明含有蛋白質(zhì)蛋白酶處理細胞膜被破壞，證明含有蛋白質(zhì)[對點練習]3．科學家們對細胞膜成分和結構的探索經(jīng)歷了漫長的歷程，下列敘述錯誤的是(

)A．歐文頓通過對細胞膜成分的提取和化學分析，提出細胞膜的主要組成成分中有脂質(zhì)B．羅伯特森在電鏡下看到細胞膜是清晰的暗—亮—暗結構，認為細胞膜由蛋白質(zhì)—脂質(zhì)—蛋白質(zhì)三層結構構成C．熒光標記的小鼠細胞和人體細胞融合實驗的實驗結果說明細胞膜具有流動性D．提取人的紅細胞的脂質(zhì)鋪展成的單分子層面積是紅細胞表面積的2倍，說明細胞膜中的磷脂分子排列為連續(xù)的兩層√A

[歐文頓發(fā)現(xiàn)凡是可以溶于脂質(zhì)的物質(zhì)，比不能溶于脂質(zhì)的物質(zhì)更容易通過細胞膜進入細胞，根據(jù)相似相溶原理他提出：細胞膜的主要組成成分中有脂質(zhì)，可見歐文頓沒有對膜成分進行提取和化學分析，A錯誤；羅伯特森在電鏡下觀察到細胞膜呈清晰的暗—亮—暗三層結構，據(jù)此推測細胞膜是由蛋白質(zhì)—脂質(zhì)—蛋白質(zhì)三層結構構成的，B正確；科學家通過熒光標記的小鼠細胞和人細胞的融合實驗，證明細胞膜具有流動性，C正確；哺乳動物成熟的紅細胞中只有細胞膜這一種膜結構，因此，根據(jù)提取人的紅細胞的脂質(zhì)鋪展成的單分子層的面積是該紅細胞表面積的2倍，推測細胞膜中的磷脂分子排列為連續(xù)的兩層，D正確。]4．提取生物膜中的磷脂分子，將其放入水中可以形成雙層磷脂分子的球形脂質(zhì)體(見下圖所示)，它可作為運載體將攜帶藥物米托蒽醌(不易溶于水)進入腫瘤細胞，進而抑制腫瘤細胞的增殖。下列說法錯誤的是(

)A．磷脂分子在水中能自發(fā)形成磷脂雙分子層是因為其具有親水頭部和疏水尾部B．腫瘤細胞細胞膜上的兩層磷脂分子并不是完全對稱的C．米托蒽醌應被包載在脂質(zhì)體的①處，以更好地進入腫瘤細胞D．脂質(zhì)體能與細胞膜發(fā)生融合使藥物進入細胞√C

[磷脂分子的結構中有親水性的頭部和疏水性的尾部，因此，磷脂分子在水中能自發(fā)形成磷脂雙分子層，A正確；磷脂雙分子層中的兩層是不完全相同的，如細胞膜的外側含有糖蛋白，內(nèi)側沒有，腫瘤細胞也不例外，B正確；米托蒽醌(不易溶于水)，因而可以包載在脂質(zhì)體的②處，以更好地進入腫瘤細胞，C錯誤；脂質(zhì)體與腫瘤細胞的融合依賴于磷脂雙分子層的流動性，進而可以將藥物送到相應的部位，D正確。]1．結構模型知識點3流動鑲嵌模型的基本內(nèi)容

2．結構特點蛋白質(zhì)流動性磷脂分子蛋白質(zhì)分子在細胞膜中的分布是對稱的嗎？提示：不對稱。蛋白質(zhì)分子以不同方式鑲嵌在磷脂雙分子層中或表面，因此蛋白質(zhì)分子在細胞膜中的分布是不對稱的?；趯α鲃予偳赌Ｐ突緝?nèi)容的理解，判斷下列相關表述是否正確。1．細胞膜的基本支架是磷脂分子。

(

)2．向細胞內(nèi)注射物質(zhì)后，細胞膜上會留下一個孔洞。

(

)提示：細胞膜的基本支架是磷脂雙分子層。提示：細胞膜具有流動性，注射藥物后，細胞膜上不會留下一個孔洞?！痢?．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。

(

)提示：構成細胞膜的蛋白質(zhì)分子大多數(shù)能運動。4．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。

(

)5．糖被就是糖蛋白。

(

)提示：構成糖蛋白或糖脂的糖類分子稱為糖被?！痢獭敛牧?有人在實驗時發(fā)現(xiàn)：在一定溫度下，細胞中的脂質(zhì)分子均垂直排列于膜表面；當溫度升高到一定程度時，細胞膜中的脂質(zhì)分子有75%排列不整齊，細胞膜的厚度變小、表面積擴大，對離子和分子的通透性提高。材料2科學家測定細胞膜的厚度是7～8nm，恰好是單層磷脂膜厚度的兩倍，而按照“三明治”模型，加上兩側的蛋白質(zhì)，膜的總厚度應當超過20nm。物理學家將細胞膜冰凍處理后用冷刀斷開，升溫后暴露兩層磷脂之間的斷裂面，復膜后在電鏡下觀察斷裂面的形態(tài)結構如圖所示。通過上述實驗結果，你認為蛋白質(zhì)在細胞膜中是怎樣分布的？1．根據(jù)材料1相關內(nèi)容解釋上述現(xiàn)象。提示：溫度影響分子的運動，進而影響細胞膜的流動性。2．由材料2的實驗結果分析蛋白質(zhì)在細胞膜中的分布情況。提示：蛋白質(zhì)在膜結構內(nèi)外分布是不對稱的，蛋白質(zhì)鑲嵌、貫穿于磷脂雙分子層中。[深化歸納]1．三層結構模型與流動鑲嵌模型的比較項目三層結構模型流動鑲嵌模型不同點蛋白質(zhì)分子均勻分布在脂質(zhì)分子的兩側蛋白質(zhì)分子在細胞膜中的分布是不均勻的細胞膜是靜止結構組成細胞膜的分子是可以運動的相同點組成細胞膜的主要物質(zhì)是蛋白質(zhì)和脂質(zhì)2．細胞膜的結構特點和功能特性(1)區(qū)別項目結構特點——流動性功能特性——選擇透過性基礎磷脂分子和大多數(shù)蛋白質(zhì)分子都是運動的膜上含有轉運蛋白意義保證細胞的物質(zhì)運輸、信息交流、分裂和融合等生命活動的進行控制物質(zhì)進出表現(xiàn)分泌蛋白的分泌、變形蟲的運動、吞噬細胞的吞噬有些物質(zhì)可進入細胞，有些物質(zhì)不能進入(2)聯(lián)系細胞膜的流動性是其表現(xiàn)選擇透過性的結構基礎。只有細胞膜具有流動性，細胞才能完成各項生理功能，才能表現(xiàn)出選擇透過性。事實上，只有活細胞才具有膜的流動性和選擇透過性。[對點練習]5．下圖是動物質(zhì)膜的流動鑲嵌模型，①～④表示構成質(zhì)膜的物質(zhì)，下列敘述正確的是(

)A．這是電鏡下觀察到的質(zhì)膜流動鑲嵌的結構B．②的尾部和③一起存在于脂雙層的內(nèi)部C．質(zhì)膜中都存在③，③的存在使得質(zhì)膜比較“堅實”D．質(zhì)膜具有選擇透過性是由②體現(xiàn)出來的√B

[這是質(zhì)膜的流動鑲嵌模型，不是電鏡下看到的結構，A錯誤；③膽固醇與②磷脂的非極性尾部一起存在于脂雙層內(nèi)部，使質(zhì)膜既具有一定的流動性，又比較“堅實”，B正確；并不是所有質(zhì)膜都有膽固醇，膽固醇是動物細胞膜的重要成分，C錯誤；細胞膜的選擇透過性與構成膜的磷脂分子和④蛋白質(zhì)分子都有關，D錯誤。]6．在流動鑲嵌模型提出后，研究人員又提出了脂筏模型：脂筏是細胞膜上富含膽固醇和鞘磷脂的微結構區(qū)域，其中的膽固醇就像膠水一樣，對鞘磷脂親和力很高，并特異性的吸收或排出某些蛋白質(zhì)，形成一些特異蛋白聚集的區(qū)域，結構模型如圖所示，下列敘述錯誤的是(

)A．細胞膜具有信息交流的功能B．脂筏的存在會影響膜的流動性C．破壞膽固醇可能會導致脂筏結構解體D．細胞膜的運輸功能與脂筏結構無關√D

[細胞膜具有信息交流的功能，A正確；脂筏中的膽固醇就像膠水一樣，對鞘磷脂親和力很高，并特異性的吸收或排出某些蛋白質(zhì)，形成一些特異蛋白聚集的區(qū)域，會影響膜的流動性，B正確；破壞膽固醇就像破壞了膠水，可能會導致脂筏結構解體，C正確；脂筏結構中的鞘磷脂、轉運蛋白等都與細胞膜的選擇透過性密切相關，D錯誤。]易錯警示細胞膜的組成和結構的注意事項(1)細胞膜組成的三個注意事項①細胞膜中的脂質(zhì)并不全為磷脂，動物細胞膜中除了磷脂外還有膽固醇。②細胞膜外表面的糖類分子并不都與蛋白質(zhì)分子結合形成糖蛋白，還可以與脂質(zhì)結合形成糖脂。③糖蛋白只分布于細胞膜的外表面，與細胞識別作用有關。(2)細胞膜結構的三個注意事項①結構決定功能：細胞膜的流動性是選擇透過性的基礎，只有膜具有流動性，才能表現(xiàn)出選擇透過性。②只有活細胞的細胞膜才具有選擇透過性，死細胞的細胞膜不具有選擇透過性。③影響細胞膜流動性的因素：溫度、pH等。1．細胞膜的主要功能(1)將細胞與外界環(huán)境分隔開。(2)控制物質(zhì)進出細胞。(3)進行細胞間的信息交流。2．細胞膜主要由脂質(zhì)和蛋白質(zhì)組成。功能越復雜的細胞膜，蛋白質(zhì)的種類與數(shù)量越多。3．脂溶性物質(zhì)優(yōu)先通過細胞膜，說明細胞膜中含有脂質(zhì)。4．構成生物膜的磷脂和大多數(shù)蛋白質(zhì)分子是可以運動的。5．細胞膜的外表面還有糖類分子，它和蛋白質(zhì)分子結合形成糖蛋白，或與脂質(zhì)結合形成糖脂，這些糖類分子叫作糖被。6．提出假說是首先根據(jù)已有的知識和信息提出解釋某一生物學問題的一種假說，再用進一步的觀察與實驗對已建立的假說進行修正和補充。1．細胞之間通過信息交流，保證細胞間功能的協(xié)調(diào)。下列關于細胞間信息交流的說法，錯誤的是(

)課堂檢測素養(yǎng)測評243題號15A．B細胞膜與乙細胞膜上受體的化學本質(zhì)都是糖蛋白B．圖2可以表示精子與卵細胞的識別C．激素隨血液運輸?shù)饺砀魈?，與靶細胞的細胞膜表面的受體結合，將信息傳遞給靶細胞D．細胞膜上的受體是細胞間信息交流必不可少的結構243題號15D

[高等植物細胞可以通過胞間連絲傳遞信息，D錯誤。]√2．某研究小組發(fā)現(xiàn)植物種子細胞以小油滴的方式貯油，每個小油滴都由磷脂膜包被著，該膜最可能的結構是(

)A．由兩層磷脂分子構成，兩層磷脂的頭部相對B．由兩層磷脂分子構成，結構與細胞膜完全相同C．由單層磷脂分子構成，磷脂的頭部向著油滴內(nèi)D．由單層磷脂分子構成，磷脂的尾部向著油滴內(nèi)√243題號15D

[小油滴由磷脂膜包被，存在于細胞質(zhì)的水環(huán)境中，應由單層磷脂分子構成，且磷脂的尾部向著油滴內(nèi)，D符合題意。]3．細胞膜的流動鑲嵌模型是基于實驗證據(jù)提出的。下列實驗事實與結論對應關系錯誤的是(

)A．脂質(zhì)更容易通過細胞膜可推測細胞膜的主要組成成分中有脂質(zhì)B．細胞的表面張力顯著低于油—水界面的表面張力可推測細胞膜中附有蛋白質(zhì)C．電鏡下細胞膜的暗—亮—暗的三層結構可推測細胞膜由蛋白質(zhì)—脂質(zhì)—蛋白質(zhì)組成D．熒光標記的小鼠細胞和人細胞融合實驗結果可推測細胞膜具有選擇透過性√243題號15D

[熒光標記的小鼠細胞和人細胞融合實驗結果可推測細胞膜具有流動性，D錯誤。]243題號154．如圖所示，圖甲為細胞膜的亞顯微結構模式圖，圖乙為圖甲細胞膜的磷脂分子結構模式圖，下列有關描述錯誤的是(

)A．圖甲中的①②③共同為細胞的生命活動提供相對穩(wěn)定的內(nèi)部環(huán)境B．圖乙分子可識別“自己”和“非己”的成分C．圖甲中①②可作為氣味分子的受體并完成信息的傳遞D．將圖乙平展在水面上，a部分與水面接觸243題號15√B

[圖甲中①表示多糖，②表示蛋白質(zhì)，③表示磷脂雙分子層，①②③共同構成了細胞膜，為細胞的生命活動提供了相對穩(wěn)定的內(nèi)部環(huán)境，A正確；細胞膜上的糖蛋白具有識別作用，圖乙為磷脂分子，磷脂分子無此功能，B錯誤；圖甲中①②為糖蛋白，糖蛋白具有識別功能，可作為氣味分子的受體并完成信息的傳遞，C正確；圖乙中a是親水性“頭”部，b是疏水性“尾”部，因此將圖乙平展在水面上，a部分與水面接觸，D正確。]243題號155．下圖甲是按照“流動鑲嵌模型”繪制的細胞膜結構示意圖，①②③代表某種物質(zhì)。圖乙是圖甲中物質(zhì)③的示意