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3.1细胞膜的结构和功能学案
【学习目标】
1.从系统与环境角度，阐释细胞膜作为系统的边界所具有的功能（系统观）。
2.通过对细胞膜的成分的探索历程资料分析，基于事实、证据进行推理并归纳出细胞膜的组成成分。
3.通过分析细胞膜结构模型建立过程资料，基于事实和证据进行推理和论证，体会“提出假说→观察、实验探究证实或证伪→修正、完善假说”的过程，加深对“模型与建模”的理解，感悟探索精神、科学思维、实验探究和技术的进步对于科学发展的推动作用。
【学习重难点】
重点：1.细胞膜的功能； 2.流动镶嵌模型的主要内容。
难点：1.细胞膜的结构与其组成成分的内在联系； 2.对细胞膜结构的探索过程。
【预习新知】
对细胞膜结构的探索
1.资料一：时间：19世纪末 1895年
人物：欧文顿（E.Overton）
实验：用500多种物质对植物细胞进行上万次的通透性实验，发现脂质更容易通过细胞膜。
欧文顿的结论是 。
2.资料二：20世纪初科学家第一次将膜从_______________中分离出来。化学分析表明：
膜的脂质有___________ ___ 和 __________ 。
3.资料三：时间：1925年
人物：荷兰科学家Gorter和Grendel
实验：用丙酮从人的红细胞的细胞膜中提取脂质（磷脂），在空气—水界面上铺成单层分子，
发现单分子层面积是细胞膜表面积的2倍。
结论：______________________________________________________________。
5.对细胞膜成分的研究发现,细胞膜主要是由_______和_______组成的。此外,还有少量的糖类。其中脂质约占细胞膜总质量的_______,蛋白质约占_______,糖类占_______。在组成细胞膜的脂质中, _______最丰富,此外还有少量的胆固醇。蛋白质在细胞膜行使功能方面起着重要的作用,因此功能越_______的细胞膜,蛋白质的种类与数量就越多。
6.资料四：时间：二十世纪50年代，电子显微镜的诞生，1959年，科学家用它观察细胞膜
人物：罗伯特森（J.D.Robertsen）
实验：在电镜下看到细胞膜暗—亮—暗的三层结构，大胆提出生物膜的模型：
所有的生物膜 ________ 。
他把生物膜描述为 结构。又称三明治结构。
这一模型的直接证据来自电子显微镜的观察,但这一模型解释不了膜的许多生理功能。
7.资料六：时间：1970年
人物：Larry Frye等
实验：将人和鼠的细胞膜用不同的荧光抗体标记后，让两种细胞融合，杂交细胞的
一半发红色荧光、另一半发绿色荧光，放置一段时间后发现两种荧光抗体均匀分布。
提出假说：细胞膜具有 ____ ____ 。
8.资料七：时间：1972年
人物：桑格和 尼克森
提出：细胞膜结构的 _____ 模型。
（一）流动镶嵌模型的基本内容
1.流动镶嵌模型认为，细胞膜主要是由 构成的。 （1）磷脂： 是膜的 。
（2）蛋白质：
有的 。
有的 。
有的 。
这些蛋白质分子在 等方面具有重要作用。
（3）糖类（糖被）：
糖类和蛋白质结合形成 。
糖类和脂质结合形成 。
糖蛋白的功能：与识别，润滑，保护，粘着性，信息传递等有关。
细胞膜的特点（结构特点）：
细胞膜不是 的。而是具有 。主要表现为构成膜的磷脂分子可以 。膜中的 大多也能运动。细胞膜的流动性对于细胞完成 等功能都是非常重要的。
【易错提示】
细胞膜的组成和结构的注意事项
(1)组成的三个注意事项
①细胞膜中的脂质并不全为磷脂，动物细胞膜中除了磷脂外还有胆固醇。
②细胞膜外表面的糖类分子并不都与蛋白质分子结合形成糖蛋白，还可以与脂质结合形成糖脂。
③糖蛋白只分布于细胞膜的外表面，与细胞识别作用有关。
(2)细胞膜结构的三个注意事项
①结构决定功能：细胞膜的流动性是选择透过性的基础，只有膜具有流动性，才能表现出选择透过性。
②只有活细胞的细胞膜才具有选择透过性，死细胞的细胞膜不具有选择透过性。
③影响细胞膜流动性的因素：温度、pH等。
【巩固训练】
1.细胞间信息交流的方式有多种。在哺乳动物卵巢细胞分泌的雌激素作用于乳腺细胞的过程中，以及精子进入卵细胞的过程中，细胞间信息交流的实现分别依赖于( )
A.血液运输，突触传递 B.淋巴运输，突触传递
C.淋巴运输，胞间连丝传递 D.血液运输，细胞间直接接触
2.下列生命现象中,没有直接涉及膜蛋白的是( )
A.肝细胞吸收葡萄糖
B.细胞呼吸过程中[H]的生成
C.肾小管.集合管对水的重吸收
D.癌细胞的扩散和转移
3.如图X、Y、Z是细胞中的三种有机化合物，X是细胞生命活动所需的主要能源物质，Y为构成细胞膜的成分，下列有关说法正确的是( )
A.X被人的红细胞吸收过程中需要载体蛋白，不需要能量
B.胆固醇可优先通过细胞膜进入细胞内，与Y有关
C.细胞膜会被蛋白酶分解，说明组成细胞膜的物质中有Z
D.细胞膜上的Z是可以运动的，而Y是静止的
4.下列说法中，与细胞膜组成和结构的探索历程不一致的是( )
A.欧文顿在实验的基础上提出，细胞膜是由脂质组成的
B.罗伯特森在电镜下看到细胞膜清晰的亮—暗—亮的三层结构，提出所有的细胞膜都是由脂质一蛋白质一脂质三层结构构成的
C.荷兰科学家用丙酮从人的红细胞中提取脂质，在空气—水界面上铺展成单分子层，测得单分子层面积为红细胞表面积的2倍。他们由此得出结论：细胞膜中的脂质分子必然排列为连续的两层
D.辛格和尼科尔森提出的流动镶嵌模型为大多数人所接受
5.下列哪项不是细胞膜的重要功能( )
A.保障细胞内部环境的相对稳定 B.与细胞的物质交换关系密切
C.与细胞的遗传有重要关系 D.与细胞识别、分泌、免疫等有密切关系
参考答案
1.答案：D
解析：本题考查细胞间信息交流的相关内容。哺乳动物卵巢细胞分泌的雌激素随血液到达全身各处,可以和乳腺细胞的细胞膜表面相应的受体结合,将信息传递给乳腺细胞;精子进入卵细胞通过相邻的两个细胞的细胞膜直接接触,将信息从一个细胞传递给另一个细胞。
2.答案：B
解析：A、肝细胞吸收葡萄糖的方式为主动运输，主动运输需要载体蛋白的协助，A错误;B、细胞呼吸过程中[H]的生成发生在细胞质基质、线粒体基质，不需要膜蛋白的参与，B正确;C、肾小管、集合管对水的重吸收是通过通道蛋白运输的，与膜蛋白有关，C错误;D、由于癌细胞表面的糖蛋白减少，导致癌细胞容易扩散和转移，即与膜蛋白有关，D错误。
3.答案：A
解析：题中所述细胞生命活动所需的主要能源物质是葡萄糖，葡萄糖进入红细胞的方式是协助扩散，需要载体蛋白， 不需要能量，A正确；构成细胞膜的主要成分是蛋白质和磷脂， 图中Y为蛋白质，Z为磷脂，胆固醇属于脂质，其优先通过细胞膜进入细胞内，与磷脂有关，B错误；磷脂分子(Z)不会被蛋白酶水解，C错误；细胞膜中的大多数蛋白质和磷脂分子都是可以运动的，D错误。
4.答案：B
解析：罗伯特森在电镜下看到了细胞膜清晰的暗一亮一暗的三层结构,提出所有的细胞膜都是由蛋白质一脂质一蛋白质三层结构构成的。
5.答案：C
解析：细胞膜能够保障细胞内部环境的相对稳定，A正确；细胞膜还可以控制物质的进出，B正确；细胞膜外有糖蛋白， 与细胞的识别、分泌、免疫有关，D正确。

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