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3.1细胞膜的结构和功能学案
【学习目标】
1.概述细胞膜的主要功能。
2.分析细胞膜结构的探索过程，领悟科学的过程和方法。
3.了解流动镶嵌模型的基本内容。
【学习重难点】
1．举例说出细胞膜的功能。
2．说出细胞膜的化学组成。
3．了解细胞膜结构的探究历程和方法。
4．简述细胞膜的流动镶嵌模型的内容。
【预习新知】
细胞膜的功能
1.细胞膜的功能
（1）__________________________，保障__________________________。
（2）__________________________。一般来说，细胞____________可以从外界进入细胞；细胞______________不容易进入细胞。
（3）__________________________ 。
2.细胞间的信息交流的方式：
(1)图A表示通过细胞分泌的化学物质，随①________到达全身各处，与靶细胞表面的②________结合，将信息传递给靶细胞。
(2)图B表示通过相邻两细胞的____________，使信息从一个细胞传递给另一个细胞，图中③表示______________________，请举出图B所示信息交流方式的一个实例：
________________________________________________________________________。
(3)图C表示相邻两植物细胞之间形成__________，携带信息的物质从一个细胞传递给另一个细胞，图中④表示________。
(4)在多细胞生物体内，各个细胞之间都维持功能的协调，才能使生物体健康地生存。这种协调性的实现不仅依赖于物质交换和能量的转化，也依赖于信息的交流，这种交流大多与________________有关。
对细胞膜结构的探索
1．静态结构模型的提出
(1)时间：1959年。
(2)科学家：罗伯特森。
(3)依据：电镜下看到了细胞膜清晰的暗—亮—暗的三层结构。
(4)模型假说：所有的细胞膜都由蛋白质—脂质—蛋白质三层结构构成，电镜下看到的中间的亮层是脂质分子，两边的暗层是蛋白质分子。
(5)模型缺点：细胞膜为静态的统一结构，细胞膜功能将难以实现，无法解释细胞的生长、变形虫的变形运动。,
2.新技术带来新模型
(1)人—鼠细胞融合实验
(2)动态结构模型的提出
时间 1972年
科学家 辛格和尼科尔森
模型名称 流动镶嵌模型
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】
1．细胞膜的结构特点——具有一定的流动性
(1)结构基础：构成膜的磷脂分子和大多数蛋白质分子是可以运动的。
(2)实例：质壁分离与复原、变形虫的变形运动、胞吞和胞吐、白细胞的吞噬作用等。
(3)生理意义：对于细胞完成物质运输、生长、分裂、运动等功能非常重要。
(4)影响因素：膜的流动性受温度影响，在一定温度范围内，随温度升高，膜的流动性加快；但温度高出一定范围，则会导致膜结构被破坏。
2．细胞膜的功能特点——选择透过性
(1)具体表现：水分子可以自由通过，细胞需要的离子和小分子可以通过，而其他的离子、小分子和大分子不能通过。
(2)实例证明：植物根对矿质元素的选择性吸收、小肠对营养物质的吸收、肾小管的重吸收作用等。
(3)结构基础：细胞膜上具有专一性的蛋白质。
(4)生理意义：控制物质进出。
【巩固训练】
1.科学家们对细胞膜成分和结构的探索经历了漫长的历程，下列结论或假说错误的是( )
A.欧文顿通过对膜成分的提取和化学分析，提出膜是由脂质组成的
B.提取人红细胞的脂质铺展成单分子层是其表面积的2倍，说明细胞膜中的磷脂分子排列为连续的两层
C.通过发现细胞表面张力明显低于油—水界面的表面张力，推测细胞膜中还附有蛋白质
D.罗伯特森在电镜下看到细胞膜是清晰的暗—亮—暗结构，认为细胞膜由蛋白质—脂质—蛋白质三层结构构成
2.如图是细胞膜功能的漫画，该图不能体现的是( )
A. 细胞需要的营养物质可以从外界进入细胞
B. 激素等物质在细胞内合成后分泌到细胞外
C. 细胞膜能进行细胞间的信息交流
D. 病毒等有害物质不易进入细胞
3.下图表示多细胞生物体内不同细胞间的关系，图中甲、乙、丙、丁表示四种不同的分子，下列与图示信息相关的分析，正确的是( )
A. 甲肯定是细胞需要的物质，而乙肯定是细胞不需要的物质
B. 精子和卵细胞的识别和结合是通过丙和丁结合的方式实现的
C. 多细胞生物体细胞间功能的协调只需图示信息交流方式就可实现
D. 甲、乙、丙进出细胞的情况可以说明细胞膜可控制物质进出细胞
4.在人-鼠细胞融合实验基础上，有人做了补充实验：用药物抑制细胞能量转换和蛋白质合成途径，对膜蛋白运动没有影响。但是当降低温度时，膜蛋白的扩散速率降低至原来的1/20～1/10。下列有关细胞膜的推测，不正确的是( )
A.膜蛋白的合成不影响其运动 B.膜蛋白的运动不需要消耗ATP的能量
C.温度不影响磷脂分子的运动 D.膜蛋白的扩散与磷脂分子运动相关
5.多细胞生物的各细胞之间必须进行物质、能量的交换、信息交流，才能使生物体健康地生存。如图表示细胞间信息交流的三种基本方式，下列叙述错误的是( )
A.图甲的A所表示的激素可以是胰岛素
B.图乙可以表示精子和卵细胞之间的识别和结合
C.生物体内靶细胞接受信号分子的受体均在细胞膜上
D.图丙中植物细胞之间可依靠胞间连丝进行信息交流
6.下图为细胞膜的流动镶嵌模型示意图，有关叙述正确的是( )
A.a指磷脂分子的尾部，具有亲水性 B.c指磷脂分子的头部，具有亲脂性
C.a、b和d都具有分子运动性 D.e在细胞膜的内外侧均有分布
参考答案
1.答案：A
解析：A、欧文顿发现凡是可以溶于脂质的物质，比不能溶于脂质的物质更容易通过细胞膜进入细胞，根据相似相溶原理他提出：膜是由脂质组成的，可见欧文顿没有对膜成分进行提取和化学分析，A错误；
B、哺乳动物成熟的红细胞中只有细胞膜这一种膜结构，因此，根据提取人的红细胞的脂质铺展成的单分子层的面积是该红细胞表面积的2倍，推测细胞膜中的磷脂分子排列为连续的两层，B正确；
C、通过发现细胞表面张力明显低于油-水界面的张力，同时发现油滴如果吸附蛋白质成分则表面张力会降低，因此推测细胞膜可能还附有蛋白质，C正确；
D、罗伯特森在电镜下观察到细胞膜呈清晰的暗—亮—暗三层结构，据此推测细胞膜是由蛋白质—脂质—蛋白质三层结构构成，D正确。
故选A。
2.答案：C
解析：
3.答案：D
解析：A、据图分析可知，甲物质进入了细胞，乙物质未能进入细胞，但细胞控制物质进出的能力是有限，不一定能进入细胞都是需要的，A错误；
B、精子和卵细胞的识别是通过细胞膜的直接接触和糖蛋白进行细胞间的信息交流和识别，B错误；
C、多细胞生物体细胞间功能的协调除了以上的方式，还有细胞间的直接接触和形成通道相互交流等方式，C错误；
D、甲、乙、丙进出细胞的情况，即甲能进入细胞，乙不能，丙可以出细胞，细胞选择性吸收某些物质，说明细胞膜可控制物质进出细胞，D正确。
故选D。
4.答案：C
解析：A、“用药物抑制细胞能量转换、蛋白质合成等代谢途径，对膜蛋白质的运动没有影响”，说明膜蛋白的数量不影响其运动，A正确;B、“用药物抑制细胞能量转换、蛋白质合成等代谢途径，对膜蛋白质的运动没有影响”，说明膜蛋白的运动不需细胞消耗能量，B正确;C、由题干知降低温度后膜蛋白扩散速率发生变化，说明温度会影响磷脂分子的运动，C错误;D、蛋白质分子有的镶嵌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，有的横跨整个磷脂双分子层，因此膜蛋白的扩散与磷脂分子运动相关，D正确。
5.答案：C
解析：A、图甲的A所表示的激素可以是胰岛素，其靶细胞的受体位于细胞膜上，A正确;
B、图乙能表示精子和卵细胞之间的识别和结合，为细胞间进行信息的直接交流，B正确;
C、生物体内靶细胞的受体不都在细胞膜上，有些信号分子的受体位于细胞内，C错误;
D、相邻细胞间可形成通道，通过通道进行信息交流。如果图丙中植细胞之间依靠专门的通道胞间连丝进行信息交流，D正确。
6.答案：C
解析：A、a指磷脂分子的尾部，具有疏水性，A错误;B、c指磷脂分子的头部，具有亲水性，B错误;C、b和d都表示蛋白质，磷脂分子和蛋白质分子都具有分子运动性，C正确;D、e表示糖蛋白，碳糖蛋白分布在细胞膜的外表面，D错误。

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