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第1讲 细胞膜的结构和功能
课标要求：
概述细胞都由细胞膜包裹，细胞膜将细胞与其生活环境分开，能控制物质进出，并参与细胞间的信息交流。
第二单元 细胞的基本结构和物质运输　
河源中学 刘少梅老师 QQ：609073376
被动运输
主动运输
胞吞、胞吐
本节聚焦：
1.细胞膜的功能？(3点）P40-41
2.流动镶嵌模型的基本内容是什么？
（组成成分？结构？结构特点？）P44-45
3.分析“细胞膜结构的探索过程”，分清“事实与推测、假说”P42-43
4.科学方法：提出假说P44
生态系统的能量流动
考 点
10分钟，牢记以下内容，
并完成大本P21-22
动物细胞
细胞膜
细胞核
细胞质
植物细胞
细胞壁
细胞膜
细胞核
细胞质
真核细胞的结构
基本结构
细胞膜（质膜）
细胞质
细胞核
细胞质基质
细胞骨架
细胞器
细胞壁
————系统的边界
————————系统的控制中心
——系统的代谢中心
（植物、真菌）
植物细胞的边界？
细胞膜，而不是细胞壁
进入
可能
进入
细胞膜的功能
营养物质
________
分泌物
排出
胞内组成
不能
排出
普遍性
病原体等
相对性
被动运输
主动运输
________
方式
代谢废物
胞吞胞吐
将细胞与外界环境分隔开
激素等
胞间连丝
精卵结合
如何验证细胞膜具有控制物质进出的功能
a.台盼蓝染色法
b.质壁分离与复原
进行细胞间的信息交流一定需要受体吗？
受体一定位于细胞膜上吗？
细胞膜的功能
1
控制物质进出细胞
参与胞间信息交流
①1895年欧文顿：对植物细胞通透性进行研究，发现溶于脂质的物质，容易穿过细胞膜，不易溶于脂质的物质，不容易穿过细胞膜。
推测：膜是由脂质组成的。
②用哺乳动物成熟的红细胞，制备纯净的细胞膜，进行化学分析
结论：组成细胞膜的脂质有磷脂和胆固醇，其中磷脂含量最多。
③1925年戈特和格伦德尔：从人的红细胞中提取脂质，进行铺展实验。
测得单层分子的面积恰为红细胞表面积的2倍。
推断：细胞膜中的磷脂分子必然排列为连续的两层
④1935年丹尼利和戴维森细胞膜的张力实验：细胞膜的表面张力明显低于油—水界面的表面张力。
推测：细胞膜除含脂质分子外，可能还附着蛋白质。
对细胞膜成分的探索
能用其动物细胞做该实验吗？
用植物细胞可以吗？
2
细胞膜的成分：
脂质
50%
蛋白质
40%
糖类
2%-10%
磷脂的含量最为丰富，
动物细胞膜还有少量的胆固醇
功能越复杂的细胞膜，
蛋白质的 和 越多
糖类+蛋白质→糖蛋白糖类+脂质→糖脂
脂 质
>
蛋白质
>
糖 类
（少量）
>
脂质和蛋白质等成分是如何组成细胞膜的呢？
对细胞膜成分的探索
2
种类
数量
①1959年罗伯特森：通过电镜观察到暗-亮-暗结构。
假说：细胞膜都是由蛋白质—脂质—蛋白质三层结构构成（静态）。
③1972年辛格和尼科尔森：
提出：流动镶嵌模型
科学探究的基本思路和方法：
先根据观察到的现象，作出推测或提出假说，再进行验证、补充和完善。
事实vs推测、假说
科学探索永无止境，科学理论是在不断修正的过程中建立和完善的，需要探索精神、科学思维和技术手段的结合。
思考：罗伯特森的"三明治"模型有什么不足？
思考：思考在必修模块中有哪些实验可以反驳罗伯特森的"三明治"模型？
对细胞膜结构的探索
3
②1970年科学家：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
磷脂分子
磷脂双分子层
（基本支架）
蛋白质
糖蛋白
糖脂
糖被（细胞的识别、细胞间的信息传递）
细胞膜外
细胞膜内
流动镶嵌模型的基本内容
4
（镶在表面、部分或全部嵌入、贯穿）
功能：转运蛋白、具有催化作用的酶、具有识别作用的受体蛋白
动物细胞膜还有胆固醇，如何分布呢？
胆固醇：调节膜的流动性，增加了膜的稳定性。
①细胞膜主要是由磷脂分子和蛋白质分子构成的。
②磷脂双分子层是膜的基本支架，其内部是疏水端，水溶性分子或离子不能自由通过，具有屏障作用。
③蛋白质分子以不同方式镶嵌在磷脂双分子层中：有的镶在磷脂双分子层表面，有的部分或全部嵌入磷脂双分子层中，有的贯穿于整个磷脂双分子层中。这些蛋白质分子在物质运输等方面具有重要作用。
④细胞膜的外表面还有糖类分子，
与蛋白质结合→糖蛋白
与脂 质结合→糖脂
糖被（分布在细胞膜外表面）
与细胞表面的识别、细胞间的信息传递等功能密切相关。
流动镶嵌模型的基本内容
4
具有流动性(原因？)
具有选择透过性
流动镶嵌模型的基本内容
4
细胞膜功能特点——
细胞膜结构特点——
细胞膜具有流动性，主要表现在构成膜的磷脂分子可以侧向自由移动，膜中的蛋白质分子大多也能运动。细胞膜的流动性有利于完成物质运输、生长、分裂、运动等生命活动。
在一定范围内，温度升高，膜的流动性 。
加快
【思考】
1.制备纯净的细胞膜，材料为什么要选用哺乳动物成熟的红细胞？
如何处理材料？
2.电镜下观察到的“暗—亮—暗”三层结构的本质是什么？
哺乳动物成熟的红细胞没有细胞核和众多的细胞器，避免了核膜、细胞器膜等膜的干扰。
暗——蛋白质
亮——磷脂双分子层
暗——蛋白质
把红细胞放在清水中，让红细胞吸水涨破
3.既然膜内部是疏水的，水分子为什么能跨膜运输呢？（课本P45旁思）
①水分子极小，可以通过由于磷脂分子运动而产生的间隙
②膜上存在水通道蛋白，水分子可以通过通道蛋白通过膜（主要）
4.线粒体内膜的蛋白质种类和数量比外膜 , 从结构与功能观角度分析,原因是？
功能越复杂的生物膜，蛋白质的种类和数量就越多。线粒体内膜进行有氧呼吸第三阶段的场所，功能复杂，所以蛋白质的数量和种类多。
高
P46 练习与应用：
2.右下图是由磷脂分子构成的脂质体，它可以作为药物的运载体，将其运送到特定的细胞发挥作用。在脂质体中，能在水中结晶的药物被包在 中，脂溶性的药物被包在 。
（1）为什么两类药物的包裹位置各不相同？
（2）请推测：脂质体到达细胞后，药物将如何进入细胞内发挥作用？
两层磷脂分子之间的部分是疏水的，脂溶性的药物能被稳定包裹其中
脂质体的内部是水溶液的环境，能在水中结晶的药物可稳定包裹其中
脂质体与细胞膜融合或被细胞以胞吞的方式进入细胞。
例7. P46拓展应用：由磷脂分子构成的脂质体，它可以作为药物的运载体，将其运送到特定的细胞发挥作用。在脂质体中，能在水中结晶的药物被包在 中，脂溶性的药物被包在 之间。由于脂质体是 构成的，到达细胞后可能会与细胞的细胞膜发生 ，也可能会以的_____方式进入细胞，从而使药物在细胞内发挥作用。
双分子层
两层磷脂分子
磷脂双分子层
融合
胞吞
双分子层
两层磷脂分子之间
2.膜蛋白是细胞膜的重要组成部分，下图所示为膜上各种蛋白及其功能。下列相关叙述不正确的是
A.跨膜蛋白的疏水区和亲水区分别
　位于磷脂双分子层内部和两侧
B.转运蛋白协助各种物质进出细胞，
　此过程均需消耗能量
C.膜蛋白的种类和含量决定了细胞膜功能的复杂程度
D.受体能结合某些激素分子实现细胞间的信息交流
考向一　细胞膜的成分、结构和功能
B
【福建理综高考】细胞的膜蛋白具有物质运输、信息传递、免疫识别等重要生理功能。下列图中，可正确示意不同细胞的膜蛋白及其相应功能的是(　　)
D
血红蛋白在红细胞内部
抗体主要分布在血清
胰高血糖素受体
1.能控制物质进出的物质是：
2.物质进出细胞的方式有：
②③
被动运输（自由扩散、协助扩散）
主动运输
胞吞、胞吐
3.近年来，科研人员对多种细胞膜结构进行了系统深入研究，统一了多种模型观点，阐明细胞膜的多种特征，如磷脂双分子层结构、流动镶嵌性、内外膜非对称性、不同功能细胞膜的差异性等。下图为科研人员提出的哺乳动物组织的细胞膜模型，研究发现，哺乳动物有核组织细胞膜外多了一层致密的蛋白层，而细胞膜内侧相对粗糙，下列相关叙述不正确的是
A.图中③为该模型的基本支架，具有一定的流动性
B.图中a侧为细胞膜的外侧，该侧还应该含有糖类分子
C.图中①为通道蛋白，是部分离子和小分子物质自由进出细胞的通道
D.哺乳动物有核组织的细胞膜与红细胞膜在结构上可能存在差异
C
考向二　细胞膜的结构特点和功能特性
4.光脱色恢复技术是细胞学上研究膜蛋白或膜的特性的基本实验技术之一。用荧光素标记细胞膜蛋白或膜脂，然后用激光束照射细胞表面某一区域，使被照射区的荧光淬灭变暗形成一个漂白斑。一段时间后，淬灭区域的亮度逐渐增加，最后恢复到与周围的荧光强度相等。下列相关说法错误的是
A.该技术与荧光标记的人－鼠细胞融合实验都能证明细胞膜具有流动性
B.根据荧光恢复的速度可以推算出细胞膜蛋白扩散速度，且改变温度，不会影
　响实验结果
C.若用药物抑制细胞能量转换而对荧光恢复速度没有影响，则说明细胞膜蛋白
　的运动不需要细胞代谢提供能量
D.若用荧光抗体标记特异的细胞膜蛋白，则有的漂白斑可以恢复亮度，有的不能
B
5.下图为细胞膜上承担物质运输的两类蛋白质及其功能示意图。两类蛋白质结构或功能的不同是
A.氨基酸种类、数目、排列顺序
B.结构贯穿细胞膜内外
C.进行离子的跨膜运输
D.具有选择透过性
A
易错辨析
1.在细胞膜的控制下，对细胞有害的物质都不能进入细胞(　　)
2.生物膜的特定功能主要由膜蛋白决定(　　)
3.细胞膜的成分是恒定不变的(　　)
4.细胞膜上的受体是细胞间信息交流所必需的结构(　　)
5.细胞膜上的大多数蛋白质是可以运动的(　　)
6.胰岛B细胞分泌胰岛素依赖于细胞膜的流动性(　　)
×
×
×
√
√
√
1.(2021·浙江6月选考，4改编)细胞膜的流动镶嵌模型如图所示。下列叙述正确的是
A.磷脂和糖脂分子形成的磷脂双分子层是完全对称的
B.胆固醇镶嵌或贯穿在膜中利于增强膜的流动性
C.物质进出细胞方式中的被动运输过程与膜蛋白无关
D.有些膜蛋白能识别并接受来自细胞内外的化学信号
D
在两层磷脂分子层之间
真题再现
植物细胞的细胞壁(不是植物细胞“系统的边界”)
纤维素
支持与保护
果胶
高尔基体
纤维素酶
果胶酶
全透性
生物类型 成分 起作用的酶或物质
植物
真菌
原核生物(除支原体等)
细胞壁
几丁质(壳多糖)
几丁质酶
肽聚糖
溶菌酶、青霉素等
纤维素+果胶
纤维素酶 、果胶酶
【对点训练】列关于细胞膜的说法正确的是（ ）
A.脂质和蛋白质是组成细胞膜的主要物质
B.构成膜的脂质主要是磷脂、脂肪和胆固醇，且胆固醇最丰富
C.生物膜中的磷脂分子是由胆固醇、脂肪酸和磷酸等组成的
D.膜蛋白在细胞膜上的分布是不对称的，不同功能的细胞膜上的蛋白质的种类和数量相同
E.细胞膜上的糖类既可与蛋白质结合，又可与脂质分子结合
F.细胞都具有细胞膜但不一定具有磷脂双分子层
G.有些膜蛋白能识别并接受来自细胞内外的化学信号
H.物质进出细胞方式中的被动运输过程与膜蛋白无关
I.动、植物细胞实现细胞间的信息交流都必须依赖于细胞膜表面的受体
J.癌细胞转移与细胞膜上糖蛋白减少有关
K.用台盼蓝染色法鉴别细胞死活的方法利用的是细胞膜具有一定的流动性
AEGJ
协助扩散需要转运蛋白
√
√
√
√
4．哺乳动物成熟红细胞没有细胞核和具膜的细胞器，是研究膜结构功能的常用材料。当成熟红细胞破裂时，仍然保持原本的基本形态和大小，这种结构称为红细胞影，其部分结构如图所示。下列有关叙述错误的是(　　)
A．构成红细胞膜的基本支架是磷脂双分子层，它是轻油般的流体，具有流动性B．红细胞膜上有多种蛋白质，其中B蛋白与多糖结合，与信息交流有关C．膜上G蛋白与跨膜运输有关，同时兼有催化功能D．当血浆中胆固醇浓度升高，会导致更多的胆固醇插入到红细胞膜上，使细胞膜流动性增大
D

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