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一轮复习
第4讲 细胞膜和细胞核
（第一课时）
核心素养
细胞膜成分的探究——书P42
欧文顿
欧文顿用500多种化学物质对植物细胞的通透性进行了上万次的实验，发现细胞膜对不同物质的通透性不一样：
欧文顿据此猜测：
细胞膜是由脂质组成的
细胞膜成分的探究
20世纪初，为了进一步确定细胞膜中脂质成分的类型，科学家利用动物的卵细胞、红细胞、神经细胞等作为研究材料，并利用哺乳动物成熟的红细胞，通过一定的方法制备出纯净的细胞膜进行化学分析，得出组成细胞膜的脂质有磷脂和胆固醇，其中磷脂含量最多
20世纪初，为了进一步确定细胞膜中脂质成分的类型，科学家利用动物的卵细胞、红细胞、神经细胞等作为研究材料，并利用哺乳动物成熟的红细胞，通过一定的方法制备出纯净的细胞膜进行化学分析，得出组成细胞膜的脂质有磷脂和胆固醇，其中磷脂含量最多
如何利用哺乳动物红细胞制备细胞膜?
为什么选择哺乳动物成熟的红细胞?
将哺乳动物红细胞放在蒸馏水中吸水涨破，通过离心分离出细胞膜
①没有细胞壁，能够吸水涨破；
②没有细胞核和众多的细胞器，可获得较为纯净的细胞膜。
细胞膜成分的探究
磷脂分子
头部
尾部
（脂肪酸链）
亲水
疏水
细胞膜成分的探究
磷脂分子
根据磷脂分子的特点，推测并画出磷脂在水-空气界面上的排布方式。
细胞膜成分的探究
戈特和格伦德尔
1925年
戈特和格伦德尔用丙酮从人的红细胞中提取脂质，在水-空气界面上铺成单分子层，测得单层分子的面积恰为红细胞表面积的2倍
戈特和格伦德尔得出结论：
细胞膜中的磷脂分子必然排列为连续的两层
细胞膜成分的探究
根据磷脂分子的特点，推测并画出磷脂分子在水环境中的排布方式。
水
水
细胞膜成分的探究
磷脂双分子层
细胞膜成分的探究
1935年，英国学者丹尼利和戴维森研究了细胞膜的表面张力，他们发现细胞膜的表面张力明显低于油—水界面的表面张力。人们已经发现了油脂滴表面如果吸附有蛋白质成分则表面张力会降低。
细胞膜成分的探究
丹尼利和戴维森推测：
细胞膜中除了含有磷脂分子，可能还附有蛋白质。
糖蛋白一定在分布在膜外
细胞膜成分的探究
细胞膜结构的探究
1959年，科学家罗伯特森在电镜下观察细胞膜有“暗-亮-暗”结构。
罗伯特森把细胞膜描述为静态的统一结构
变形虫摄取草履虫
酵母菌出芽生殖
细胞膜结构的探究
资料：
电子显微镜下，细胞膜的厚度约为7~8nm，是单层磷脂厚度的两倍，加上两侧的蛋白质，膜的总厚度应当超过 20 nm。
人工合成的脂双层也呈现为“暗-亮-暗”结构。
细胞膜结构的探究——书P43
1970年人鼠细胞融合实验
①方法：
②现象：
③结论：
荧光标记法
开始一半发绿色荧光，另一半发红色荧光。在37 ℃下经过40 min后两种颜色的荧光均匀分布。
这一实验及相关的其他实验证据表明，细胞膜具有流动性。
细胞融合初期
人细胞
鼠细胞
人鼠杂交细胞
细胞融合
细胞融合
37°
培养40min
红色荧光素标记的抗体
绿色荧光素标记的抗体
荧光标记法是利用荧光蛋白或荧光蛋白基因作为标志物对研究对象进行分析的方法，常用的荧光蛋白有绿色和红色两种颜色。
（结构特点）
复习
科学家
实验方法或现象
实验结论






通透性实验
推测细胞膜是由脂质组成的
欧文顿
某些
科学家
利用哺乳动物成熟的红细胞制备细胞膜，进行化学分析
组成细胞膜的脂质有磷脂和胆固醇，其中磷脂含量最多






戈特、
格伦德尔
用丙酮提取脂质，铺展在空气－水界面上，测得其面积为红细胞表面积的2倍。
推断细胞膜中的磷脂分子必然排列为连续的两层
丹尼利和戴维森
研究细胞的表面张力，发现明显低于油－水界面的表面张力。
推测细胞膜除含脂质分子外，可能还附有蛋白质
复习
科学家
实验方法或现象
实验结论



-


电镜观察细胞膜有“暗-亮-暗”结构
提出“蛋白质-脂质-蛋白质”模型，把细胞膜描述为静态的统一结构
罗伯特森
1970年人鼠细胞融合实验
细胞膜具有流动性
细胞膜的结构特点
细胞膜的结构特点
细胞膜的功能特点
细胞膜结构的探究
在新的观察和实验证据的基础上，辛格和尼科尔森提出为大多数人所接受的流动镶嵌模型。
流动镶嵌模型
1.细胞膜的组成：
2.细胞膜的基本支架：
3.蛋白质分子存在形态：
4.细胞膜的结构特点：
主要由蛋白质和脂质组成
亲水性头部朝向两侧，
疏水性尾部朝向内侧
具有一定的流动性（磷脂分子和大多数蛋白质分子可以侧向运动）
磷脂双分子层
部分嵌入的蛋白质
贯穿的蛋白质
镶在表面的蛋白质
全部嵌入的蛋白质
体现膜结构的不对称性
糖被：细胞表面的识别、细胞间的信息传递等
⑦
⑥
③
④
⑧
①
②
⑤
流动镶嵌模型
磷脂双分子层
1.蛋白质分子以不同方式?______在磷脂双分子层中。
2.细胞膜具有流动性，主要表现为磷脂分子可以?______自由移动，蛋白质分子?
______也能运动。
镶嵌
侧向
大多
流动镶嵌模型
提出假说
细胞膜结构模型的探索过程，反映了提出假说这一科学方法的作用。科学家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。
一种假说最终被接受被否定，取决于它是否能与以后不断得到的观察和试验结果相吻合。
提出假说
细胞膜结构模型的探索过程，反映了提出假说这一科学方法的作用。科学家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。
一种假说最终被接受被否定，取决于它是否能与以后不断得到的观察和试验结果相吻合。
细胞壁
线粒体
细胞膜(也叫质膜)
1、定义：
细胞作为一个基本的生命系统，它的边界就是细胞膜。（细胞的边界）
注意：植物细胞、细菌和真菌的边界也是细胞膜，不是细胞壁，
因为细胞壁是全透性的。
判断--磷脂除了含有C、H、O外，还含有P甚至N，是植物细胞边界的
基本骨架（ ）
×
细胞膜(也叫质膜)
1、定义：
细胞作为一个基本的生命系统，它的边界就是细胞膜。（细胞的边界）
注意：植物细胞、细菌和真菌的边界也是细胞膜，不是细胞壁，
因为细胞壁是全透性的。
2、功能：
1.将细胞与外界环境分隔开
保障细胞内部环境的相对稳定
2.控制物质进出细胞
病毒、病菌
营养物质
代谢废物
抗体激素等分泌物
细胞内核酸等有用物质
可进
可出
可出
不易进
不易出
相对性
体现了
选择透过性（功能特点）
细胞膜(也叫质膜)
2、功能：
1.将细胞与外界环境分隔开
保障细胞内部环境的相对稳定
2.控制物质进出细胞
相对性
体现了
选择透过性（功能特点）
3.进行细胞间的信息交流
间接交流 直接接触 通道传递
细胞膜(也叫质膜)
2、功能：
1.将细胞与外界环境分隔开
保障细胞内部环境的相对稳定
2.控制物质进出细胞
相对性
体现了
选择透过性（功能特点）
3.进行细胞间的信息交流
间接交流 直接接触 通道传递
受体的本质：蛋白质（糖蛋白）
细胞膜(也叫质膜)
2、功能：
1.将细胞与外界环境分隔开
保障细胞内部环境的相对稳定
2.控制物质进出细胞
相对性
体现了
选择透过性（功能特点）
3.进行细胞间的信息交流
间接交流 直接接触 通道传递
细胞间的信息交流，一定需要受体吗？
×
细胞膜(也叫质膜)
2、功能：
1.将细胞与外界环境分隔开
保障细胞内部环境的相对稳定
2.控制物质进出细胞
相对性
体现了
选择透过性（功能特点）
3.进行细胞间的信息交流
间接交流 直接接触 通道传递
细胞膜(也叫质膜)
练习
【典例1】(2022·重庆冲刺)下图为生物膜的结构模式图，下列叙述错误的是 ( )。
A.若图示生物膜表示细胞膜，则在膜的两侧均有糖蛋白、糖脂的分布
B.将蛙红细胞中的磷脂分子全部提取出来并铺展成单层，其面积大于细胞表面积的2倍
C.图中组成生物膜的磷脂双分子层是轻油般的流体，具有流动性
D.生物膜的组成成分和结构很相似，在结构和功能上紧密联系
√
练习
【训练1】(2021·重庆月考)细胞用不同的方式彼此传递信号。下图是几种动物细胞
间信息传导方式，相关叙述错误的是( )。
图1 内分泌信号转导
图2 旁分泌信号转导
图3 神经元信号转导
图4 依赖接触的信号转导
A.图1中信号分子必须与细胞膜表面的受体结合
B.图2中细胞释放信号至附近的胞外介质中起局部作用的通讯方式是不需要进入血液的
C.图3中神经元信号传递的神经递质特异性地把信号传到靶细胞
D.图4的传递过程可用来表示精子、卵细胞的结合过程
√
练习
【典例2】(2021·菏泽月考)荧光漂白恢复技术在细胞生物学中具有重要的应用，包括三个步骤：绿色荧光染料与膜上的蛋白质结合，细胞膜上呈现一定强度的绿色；
激光照射猝灭（漂白）膜上部分绿色荧光；检测猝灭部位荧光再现速率。实验过程
如下图甲，结果如下图乙所示。下列说法错误的是( )。
A.该技术说明细胞膜具有流动性
B.应用该技术可以测定膜上单个蛋白质的流动速率
C.降低实验温度，漂白区域荧光强度恢复到 F2 的时间将延长
D.理论分析，漂白区域恢复足够长的时间，荧光强度 F2 仍小于 F1
?
√
练习
【训练2】(2022·福州期中)食醋中的醋酸是活细胞不需要的小分子物质，蔗糖则是
不易通过生物膜的物质，但用食醋和蔗糖可将新鲜的大蒜腌成糖醋蒜，其原因是
( )。
A.醋酸和蔗糖分子均能存在于活细胞的间隙中
B.醋酸和蔗糖分子均能被吸附在活细胞的表面
C.醋酸能杀死细胞，使细胞膜失去选择透过性
D.腌制时间过久，两种物质均慢慢地进入活细胞
C
练习
关于细胞膜的叙述，错误的是( )
A.细胞膜与某些细胞器膜之间存在脂质、蛋白质的交流
B.细胞膜上多种载体蛋白协助离子跨膜运输
C.细胞膜的流动性使膜蛋白均匀分散在脂质中
D.细胞膜上多种蛋白质参与细胞间信息交流
C
练习
对某动物细胞进行荧光标记实验，如图所示，其基本过程：①用某种荧光染料标记该动物细胞，细胞表面出现荧光斑点；②用激光束照射该细胞表面的某一区域，该区域荧光淬灭(消失)；③停止激光束照射一段时间后，该区域的荧光逐渐恢复,即又出现了斑点。上述实验不能说明的是( )
A.根据荧光恢复的速率可推算出物质跨膜运输的速率
B.荧光染料能与细胞膜的组成成分结合
C.细胞膜具有流动性 D.根据荧光恢复的速率可推算出膜中蛋白质或脂质的运动速率
A

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