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第1课时
细胞膜的结构和功能
2024届生物一轮复习第二单元
课 标 要 求
概述细胞都由细胞膜包裹，细胞膜将细胞与外界环境分隔开，能控制物质进出细胞，并参与细胞间的信息交流。
考点一
细胞膜的功能
考点一 细胞膜的功能
1、细胞膜：
也称质膜，是细胞的边界
细胞的边界
细胞壁
细胞膜
特性：全透性
主要成分：纤维素和果胶
合成场所：主要高尔基体
去除方法：酶解法
功能：支持和保护
植物细胞
考点一 细胞膜的功能
2、细胞膜的功能：
保障了细胞内部
环境的相对稳定
被动运输
控制物质进出
方式
主动运输
胞吞胞吐
将细胞与外界
环境分隔开
鉴定细胞是否死亡方法
①台盼蓝染色（也称染色排除法），蓝色的是死细胞
②植物细胞：观察是否发生质壁分离及复原
考点一 细胞膜的功能
2、细胞膜的功能：
保障了细胞内部
环境的相对稳定
被动运输
控制物质进出
方式
细胞间的信息交流，
大多与细胞膜的结
构和功能有关。
主动运输
胞吞胞吐
将细胞与外界
环境分隔开
进行细胞间
的信息交流
考点一 细胞膜的功能
细胞分泌的化学物质（如激素），随血液到达全身各处，与靶细胞膜上的特异性受体结合，将信息传递给靶细胞。
携带信息的物质通过
通道进入另一个细胞，
例：高等植物细胞的
胞间连丝。
相邻细胞的细胞膜接
触，信息从一个细胞
传递到另一个细胞。
化学信号传递
接触传递
通道传递
★例：激素、神经递质
★例：精卵结合，靶细胞与细胞毒性T细胞接触
信号分子
考点一 细胞膜的功能
P222.如图是细胞间的三种信息交流方式，据图分析回答：
(1)图中物质或结构的名称：① ；② ；③ 。
(2)植物细胞间的胞间连丝、人体内胰岛素的作用过程、精子和卵细胞之间的识别和结合分别属于上面的哪种方式？
提示　分别属于图C、图A、图B所代表的方式。
受体
信号分子
胞间连丝
考点一 细胞膜的功能
(4)图中受体的化学本质是什么？受体和信号分子的结合有没有特异性？
提示　受体的化学本质是糖蛋白，受体和信号分子的结合具有特异性。
(3)细胞膜上的受体是细胞间信息交流所必需的结构吗？并说明理由。
提示　不是，如高等植物细胞间通过胞间连丝进行信息交流时不需要细胞膜上的受体。
考点一 细胞膜的功能
(5)是否所有信号分子的受体都在细胞膜上？并说明理由。
考点一 细胞膜的功能
蛋白质类（大分子）激素受体在靶细胞的细胞膜上
甲状腺激素和固醇类激素（性激素）受体在细胞质或细胞核中。
考点一 细胞膜的功能
例：
1、谷氨酸是一种重要的神经递质，其释放过程体现了细胞膜的 功能
2、精卵细胞的相互识别后结合，卵细胞膜将阻止其他精子的进入，这一现象说明了细胞膜具有的功能是 。
3、
甲物质体现了细胞膜的 功能，丙物质体现了细胞膜的 功能
进行细胞间的信息交流、控制物质进出
控制物质进出
控制物质进出
信息交流
考点一 细胞膜的功能
突破练P221.如图是细胞膜部分功能模式图。据图分析，下列说法不正确的是
A.功能①在生命起源过程中具有关键作用
B.功能②表示进入细胞
的物质对细胞都有利
C.胰岛素调控生命活动
可用图中③表示
D.相邻的高等植物细胞
可通过功能④进行信息交流
√
考点一 细胞膜的功能
2.(2023·江苏泰州高三模拟)膜蛋白在生物体的许多生命活动中起着重要作用，下列相关叙述错误的是
A.肝细胞的细胞膜上具有胰高血糖素的受体蛋白
B.肾小管上皮细胞的细胞膜上具有主动运输水分子的转运蛋白
C.甲状腺细胞的细胞膜上具有促甲状腺激素的受体蛋白
D.肺部细胞的细胞膜上具有新冠病毒S蛋白识别的受体蛋白
√
考点一 细胞膜的功能
四种常考的膜蛋白及其功能
(1)信号分子(如激素、细胞因子、神经递质)的受体蛋白：糖蛋白。
(2)膜转运蛋白：膜上用于协助扩散的通道蛋白和用于主动运输的载体蛋白。
(3)具有催化作用的酶：如好氧细菌细胞膜上可附着与有氧呼吸相关的酶，此外，细胞膜上还可存在ATP水解酶(催化ATP水解，用于主动运输等)。
(4)识别蛋白：用于细胞与细胞间相互识别的糖蛋白(如精子和卵细胞间的识别，免疫细胞对抗原的特异性识别等)。
典例．(2021·福建龙岩六校高三期中)ATP酶复合体存在于生物膜上，其主要功能是将生物膜一侧的H＋搬运到另一侧，并催化ATP的形成。右图表示ATP酶复合体的结构和主要功能，下列分析正确的是(　　) A．线粒体中含有的ATP酶复合体只分布在内膜上B．叶绿体中含有的ATP酶复合体参与光反应和暗反应C．ATP酶复合体的功能只有催化ATP形成的作用D．图中H＋从B侧运输到A侧的跨膜运输需要细胞代谢提供能量
考点一 细胞膜的功能
√
考点二
对细胞膜成分、结构的探索
考点二 对细胞膜成分、结构的探索
一、制备细胞膜的方法
2、原因
1、选材
3、原理
→人或其他哺乳动物的____________
②无_______，细胞易发生吸水涨破
①无________和各种________
→细胞吸水涨破
离心法
细胞核
细胞壁
成熟红细胞
细胞器
获得细胞膜
（即渗透作用）
考点二 对细胞膜成分、结构的探索
二、对细胞膜成分的探索
1、1895年·欧文顿
→脂溶性物质更易透过细胞膜
2、确定脂质成分的类型实验
↓
组成细胞膜的脂质有磷脂和胆固醇，其中磷脂含量最多
●
●
不溶于脂质的物质
细胞膜
溶于脂质的物质
→细胞膜是由脂质组成的
动物细胞膜
考点二 对细胞膜成分、结构的探索
二、对细胞膜成分的探索
亲水“头”部
（磷酸头）
疏水“尾”部
（脂肪酸尾）
△磷脂的结构
磷脂是一种由甘油、脂肪酸和磷酸等组成的分子
考点二 对细胞膜成分、结构的探索
二、对细胞膜成分的探索
细胞膜的两侧都有水环境存在，在这样的环境中，磷脂分子在细胞膜中可能是怎样排布的呢？
水
水 D
A
水 C
水
B
水
水 E
C
连续两层排列
考点二 对细胞膜成分、结构的探索
二、对细胞膜成分的探索
3、1925年 戈特，格伦德尔
实验：用丙酮从人的红细胞中抽提出脂质，在空气—水界面上铺展
成单分子层，测得单分子层的面积恰为红细胞表面积的两倍。
细胞膜中的磷脂分子必然排列为连续的两层
↓
用丙酮从人的胰岛B细胞中提取脂质，在空气和水的界面铺展成单层，测得单分子层的面积应 （“大于”、“等于”或“小于”）胰岛B细胞表面积的2倍。原因是？
大于
提示　胰岛B细胞中除细胞膜外，还有核膜和各种细胞器膜，它们的膜中都含有磷脂分子。
想一想，还有什么细胞也是这样？
考点二 对细胞膜成分、结构的探索
二、对细胞膜成分的探索
典例：将一个细胞中的磷脂成分全部提取出来，并将其在空一水界面上铺成单分子层，结果测得单分子层的表面积相当于原来细胞膜表面积的两倍。用下列细胞实验与此结果最相符的是( )
A.人的肝细胞
B.蛙的红细胞
C.洋葱鳞片叶表皮细胞
D.大肠杆菌细胞
√
考点二 对细胞膜成分、结构的探索
二、对细胞膜成分的探索
4、1935年 丹尼利和戴维森
实验：细胞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附有蛋白质成分则表面张力会降低）
细胞膜除含脂质分子外，可能还附有蛋白质
推测：
↓
考点二 对细胞膜成分、结构的探索
二、对细胞膜成分的探索
细胞膜的化学成分
成分 所占比例 在细胞膜中的作用
脂质 约50% 其中 是细胞膜的基本支架；______
是动物细胞膜的重要成分
蛋白质 约40% 承担细胞膜的主要功能，功能越复杂的细胞膜，蛋白质的 越多
糖类 2%～10% 被称作 ，与细胞膜上的 结合形成_____________
磷脂双分子层
胆固醇
种类和数量
糖被
蛋白质或脂质
糖蛋白或糖脂
(外表面）
考点二 对细胞膜成分、结构的探索
二、对细胞膜成分的探索
细胞膜的成分是一成不变的吗？
不是，如癌变的细胞，细胞膜表面糖蛋白减少， 甲胎蛋白和癌胚抗原增加
考点二 对细胞膜成分、结构的探索
三、对细胞膜结构的探索
1、1959年·罗伯特森
→电镜下细胞膜呈暗-亮-暗三层结构
↓
提出假说：生物膜是由蛋白质-脂质-蛋白质三层结构构成，他把细胞膜描述为静态的统一结构。
静态？
考点二 对细胞膜成分、结构的探索
三、对细胞膜结构的探索
20世纪60年代以后
质疑：科学家对细胞膜是静态的观点提出质疑：如果是这样，细胞膜的复杂功能将难以实现，就连细胞的生长、变形虫的运动这样的现象都难以解释。
考点二 对细胞膜成分、结构的探索
三、对细胞膜结构的探索
3、1970年
科学家用荧光染料标记的小鼠细胞和人细胞进行融合实验
证据表明：细胞膜具有流动性
融合细胞
细胞
融合
37℃
40min
正在融合的细胞
红色荧光染料标记膜蛋白
绿色荧光染料标记膜蛋白
人细胞
小鼠细胞
聚乙二醇、电融合法和灭活的病毒诱导法等
荧光标记法
考点二 对细胞膜成分、结构的探索
三、对细胞膜结构的探索
此实验中，若降低温度，细胞完全融合的时间会延长，为什么？
温度会影响分子运动，进而影响膜的流动性
考点二 对细胞膜成分、结构的探索
三、对细胞膜结构的探索
4、1972年 辛格、尼克森
↓
提出了流动镶嵌模型
考点二 对细胞膜成分、结构的探索
源于必修1 P44“科学方法”：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 的一种假说，再用进一步的____________对已建立的假说进行 。
解释某一生物学问题
观察与实验
修正和补充
考点二 对细胞膜成分、结构的探索
三、对细胞膜结构的探索
突破练P243.下列关于真核细胞生物膜结构和功能的叙述，正确的是
A.构成细胞膜的脂质主要是磷脂、脂肪和胆固醇
B.生物膜是细胞内所有化学反应进行的场所
C.细胞膜上的受体是细胞间信息交流所必需的结构
D.肌细胞的细胞膜上有协助葡萄糖跨膜运输的载体
√
考点二 对细胞膜成分、结构的探索
三、对细胞膜结构的探索
√
4.(2023·河北衡水高三检测)下列关于生物膜的流动镶嵌模型的说法，正确的是
A.罗伯特森通过光学显微镜观察，提出了“亮—暗—亮”的三明治结构
是一种静态模型
B.人—鼠细胞融合实验证明了细胞膜具有选择透过性
C.欧文顿利用“相似相溶原理”解释了脂溶性物质更容易进入细胞是因
为细胞膜上具有大量的磷脂和少量的胆固醇
D.辛格和尼科尔森提出了生物膜的流动镶嵌模型
考点三
流动镶嵌模型的基本内容
考点三 流动镶嵌模型的基本内容
一、结构模型（流动镶嵌模型）
→构成生物膜的基本支架
磷脂双分子层
特点：可以侧向自由移动
功能：屏障作用——水溶性分子或离子不能自由通过
脂质或脂溶性物质可以通过，如乙醇、甘油、苯等
考点三 流动镶嵌模型的基本内容
一、结构模型（流动镶嵌模型）
蛋白质
→镶、部分或全部嵌入、贯穿
特点：大多数蛋白质分子是可以运动的
功能：在物质运输等方面有重要作用
考点三 流动镶嵌模型的基本内容
一、结构模型（流动镶嵌模型）
糖被→位于细胞膜的外表面
与蛋白质结合→糖蛋白
功能：保护、润滑、识别、信息传递等
与脂质结合→糖脂
考点三 流动镶嵌模型的基本内容
二、结构特点
结构特点：
生物膜具有一定的______
流动性
构成细胞膜的磷脂分子可以侧向自由移动、大多数蛋白质可以运动
对于细胞完成物质运输、生长、分裂、运动等功能具有重要意义
原 因
生理 意义
实例：
细胞融合
变形虫的变形运动
分泌蛋白的传递分泌
考点三 流动镶嵌模型的基本内容
二、结构特点
结构特点：
生物膜具有一定的______
流动性
生理 意义
构成细胞膜的磷脂分子可以侧向自由移动、大多数蛋白质可以运动
对于细胞完成物质运输、生长、分裂、运动等功能具有重要意义
原 因
影响因素
主要受温度影响，在适当的温度范围内，随外界温度升高，膜的流动性增强，但温度超出一定范围，会导致膜的结构被破坏。
考点三 流动镶嵌模型的基本内容
三、功能特点：
代谢废物
(CO2、尿素)
抗体、激素
等分泌物
核酸等重要成分
病毒、细菌
有害物质
不需要物质
营养物质
具有选择透过性
1、表现：水分子、被选择的离子和小分子可以通过，大分子、不被选择的离子和小分子不能通过
（具有相对性）
2、原因：遗传性→结构基础：转运蛋白种类、数量或转运蛋白空间结构的变化→选择性
注意：选择透过性膜≠半透膜
3、影响因素：
内因：膜上蛋白质的种类和数量
外因：温度、pH、O2、浓度等
选择透过性膜一定是半透膜，半透膜不一定是选择透过性膜
考点三 流动镶嵌模型的基本内容
源于必修1 P45“旁栏思考”：虽然细胞膜内部分是疏水的，水分子仍能跨膜运输的原因：一是___________________________
_______________________；二是__________________________
________________________________。
水分子极小，可以通过由于磷
脂分子运动而产生的间隙
细胞膜上存在水通道蛋白，水
分子可以通过通道蛋白通过细胞膜
考点三 流动镶嵌模型的基本内容
△拓展：
脂质体是一种人工膜，是根据磷脂分子可在水中形成稳定磷脂双分子层的原理制成的，是很多药物的理想载体，其结构示意图如图所示。其中的胆固醇有比磷脂更长的尾部，可使膜的通透性降低，对于维持脂质体结构的稳定性有重要作用。
考点三 流动镶嵌模型的基本内容
△拓展：
(1)能在水中结晶的药物和脂溶性药物分别被包裹在何处？两类药物的包裹位置不相同的原因是什么？
水溶性药物——包裹在磷脂双分子层内部（甲）
(2)若脂质体运送的药物是抗癌药物，则抗体的作用是什么？
脂质体膜上的抗体能够特异性识别癌细胞，从而将药物定向运送到癌细胞。
脂溶性药物——包裹在两层磷脂分子之间（乙）
（原理：抗原抗体特异性结合）
考点三 流动镶嵌模型的基本内容
△拓展：
(3)脂质体到达靶细胞后，药物将如何进入细胞内发挥作用？该过程利用了膜的什么特点？
提示　脂质体与细胞膜结构相似，到达靶细胞后可能会与细胞膜发生融合，也可能以胞吞方式将携带的药物运入细胞。利用了膜的流动性。
考点三 流动镶嵌模型的基本内容
典例1：
（2020·广东江门·统考一模）如图是由磷脂分子构成的脂质体，它可作为药物的运载体。下列相关说法错误的是（ ）
A．脂质体上的抗体有利于将药物运输到相应的靶细胞B．脂质体中运输的药物A、B通过自由扩散进入靶细胞C．脂质体中运输的药物C属于脂溶性药物D．脂质体还可用于将目的基因导入受体细胞
√
考点三 流动镶嵌模型的基本内容
典例2：（2023·河南郑州·统考三模）脂质体是由磷脂双分子层形成的超微型球状粒子，可通过胞吞或与细胞膜融合等方式将携带的分子送进受体细胞，在生物技术中具有广泛的应用。回答下列问题。
(1)在基因工程中，将目的基因导入植物细胞最常用的方法是_______________，该方法一般不适用于___________植物。若用脂质体作为运载体则不受此限制，但需将受体植物细胞先用 酶处理再与脂质体混合，然后用____________作为诱导剂以提高导入效率。
农杆菌转化法
单子叶
纤维素酶和果胶
PEG
考点三 流动镶嵌模型的基本内容
典例2：(2)在疾病治疗中，脂质体可作为药物的运载体。在脂质体表面嵌入特定抗体，利用_____________________原理实现对病变细胞的定向杀伤。该抗体可从体外大规模培养的____________细胞培养液中获取，这类细胞的特点是____________
抗原-抗体特异性结合
杂交瘤
既能快速大量繁殖，又能产生特定抗体
考点三 流动镶嵌模型的基本内容
典例2：(3)在疾病预防中，可用脂质体将mRNA疫苗送入人体细胞。疫苗中的mRNA能在细胞内表达出____________（填“抗原”或“抗体”）分子，刺激人体免疫系统产生反应。已知mRNA需进入细胞才能发挥疫苗效应，人体血液中有RNA酶，直接注射mRNA往往不能发挥作用。据此分析制备RNA疫苗时，将RNA包裹在脂质体中的理由是：（答出一点)
。
抗原
脂质体包裹后的mRNA不会被血液中的RNA酶水解
（或脂质体可以与细胞膜融合，从而将RNA送入细胞）

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