第1節(jié)細(xì)胞膜的結(jié)構(gòu)和功能高中生物一輪復(fù)習(xí)：第3章細(xì)胞的基本結(jié)構(gòu)第1節(jié)細(xì)胞膜的結(jié)構(gòu)和功能內(nèi)容標(biāo)準(zhǔn)要求核心素養(yǎng)對(duì)接學(xué)業(yè)質(zhì)量水平1.概述細(xì)胞膜的主要功能。2.分析細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)的探索過(guò)程，領(lǐng)悟科學(xué)的過(guò)程和方法。3.了解流動(dòng)鑲嵌模型的基本內(nèi)容。1.生命觀念——通過(guò)對(duì)細(xì)胞膜的學(xué)習(xí)建立生命的結(jié)構(gòu)與功能觀。水平二2.科學(xué)探究——領(lǐng)悟細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)探索過(guò)程的科學(xué)方法。水平一3.科學(xué)思維——流動(dòng)鑲嵌模型及其解讀。水平一相對(duì)獨(dú)立細(xì)胞膜的功能研讀教材·梳理探究———————————————知識(shí)梳理————————————1.將細(xì)胞與外界環(huán)境分隔開使細(xì)胞成為____________的系統(tǒng)，保障細(xì)胞____________的相對(duì)穩(wěn)定。內(nèi)部環(huán)境2.控制物質(zhì)進(jìn)出細(xì)胞病毒、病菌分泌物3.進(jìn)行細(xì)胞間的信息交流靶細(xì)胞因?yàn)橹挥邪屑?xì)胞的細(xì)胞膜上才有識(shí)別該信息分子的“受體”(糖蛋白)，故信息只能傳遞給靶細(xì)胞———————————————素養(yǎng)提升———————————————科學(xué)探究——探究質(zhì)膜對(duì)物質(zhì)進(jìn)出細(xì)胞具“控制”作用下列為鑒別細(xì)胞活性的染色排除法流程。(1)請(qǐng)依次填出①～③相關(guān)內(nèi)容①________

②________

③________(2)請(qǐng)解釋染色排除法原理：_____________________________________________________________________________________________________。提示(1)不呈紅色呈紅色控制物質(zhì)進(jìn)出細(xì)胞(2)“染色排除法”利用了活細(xì)胞的細(xì)胞膜能夠控制物質(zhì)進(jìn)出細(xì)胞的原理。染色劑是細(xì)胞不需要的物質(zhì)，不能通過(guò)細(xì)胞膜進(jìn)入細(xì)胞，所以活細(xì)胞不被染色。而死細(xì)胞的細(xì)胞膜不再具有控制物質(zhì)進(jìn)出細(xì)胞的功能，所以染色劑能夠進(jìn)入死細(xì)胞內(nèi)，使其被染色生命觀念——細(xì)胞間的信息交流下圖是細(xì)胞間的3種信息交流方式，請(qǐng)據(jù)圖思考：(1)圖A表示通過(guò)細(xì)胞分泌的化學(xué)物質(zhì)，隨①____________到達(dá)全身各處，與靶細(xì)胞表面的②________結(jié)合，將信息傳遞給靶細(xì)胞。(2)圖B表示通過(guò)相鄰兩細(xì)胞的________________，使信息從一個(gè)細(xì)胞傳遞給另一個(gè)細(xì)胞，圖中③表示________________，請(qǐng)舉一個(gè)例子：________________。(3)圖C表示相鄰兩植物細(xì)胞之間形成________，攜帶信息的物質(zhì)從一個(gè)細(xì)胞傳遞給另一個(gè)細(xì)胞，圖中④表示________。(4)由以上分析可知：在多細(xì)胞生物體內(nèi)，各個(gè)細(xì)胞之間都維持功能的協(xié)調(diào)，才能使生物體健康地生存。這種協(xié)調(diào)性的實(shí)現(xiàn)不僅依賴于物質(zhì)和能量的交換，也有賴于________的交流。提示(1)血液(或“血漿”)受體(2)細(xì)胞膜接觸與膜結(jié)合的信號(hào)分子精子和卵細(xì)胞之間的識(shí)別和結(jié)合(3)通道胞間連絲(4)信息[典例1]

細(xì)胞膜對(duì)物質(zhì)進(jìn)出細(xì)胞的控制主要體現(xiàn)在哪些方面(

)①細(xì)胞需要的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)可以從外界進(jìn)入細(xì)胞②細(xì)胞產(chǎn)生的代謝廢物可以排出細(xì)胞③細(xì)胞內(nèi)核酸等重要成分不會(huì)流出細(xì)胞④環(huán)境中一切有害的物質(zhì)都不能通過(guò)細(xì)胞膜進(jìn)入細(xì)胞A.①②③

B.①②④

C.②③④

D.①③④解析環(huán)境中的有害物質(zhì)也可能通過(guò)細(xì)胞膜進(jìn)入細(xì)胞，如重金屬離子、病毒、病菌等。答案

A[典例2]

下列有關(guān)細(xì)胞間的信息交流的敘述，正確的是(

)A.激素與靶細(xì)胞膜上的載體蛋白結(jié)合，將信息傳遞給靶細(xì)胞B.受精作用、白細(xì)胞吞噬病菌都與細(xì)胞識(shí)別有關(guān)C.高等植物細(xì)胞之間的胞間連絲只起物質(zhì)運(yùn)輸通道的作用D.多細(xì)胞生物體細(xì)胞間功能協(xié)調(diào)性的實(shí)現(xiàn)完全依賴于信息交流解析激素與靶細(xì)胞膜上的受體蛋白結(jié)合，將信息傳遞給靶細(xì)胞；受精作用首先要經(jīng)過(guò)精子與卵細(xì)胞的識(shí)別作用，白細(xì)胞吞噬病菌，也與細(xì)胞的識(shí)別作用有關(guān)；高等植物細(xì)胞之間的胞間連絲不僅使相鄰細(xì)胞的細(xì)胞膜、細(xì)胞質(zhì)、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)交融在一起，而且也是植物細(xì)胞間物質(zhì)運(yùn)輸和傳遞信息的重要渠道；信息交流是多細(xì)胞生物體內(nèi)細(xì)胞間功能協(xié)調(diào)性實(shí)現(xiàn)的條件之一。答案B聯(lián)想質(zhì)疑★細(xì)胞膜控制物質(zhì)的進(jìn)出：營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)可以進(jìn)入細(xì)胞，細(xì)胞產(chǎn)生的抗體、激素等可排出細(xì)胞，對(duì)細(xì)胞有害的物質(zhì)不易進(jìn)入細(xì)胞?！锉恢筮^(guò)的種子細(xì)胞膜失去了生物活性、無(wú)法控制物質(zhì)進(jìn)出，全部都染紅?！锞炎R(shí)別依靠細(xì)胞膜的信息交流功能。植物細(xì)胞最外層是細(xì)胞壁，為什么“系統(tǒng)的邊界”是細(xì)胞膜？提示：“系統(tǒng)”指的是生命系統(tǒng)，細(xì)胞壁并不具有生命活性，是全透性的，不能控制物質(zhì)進(jìn)出細(xì)胞。溶于脂質(zhì)的物質(zhì)細(xì)胞膜成分和結(jié)構(gòu)的探究歷程———————————————知識(shí)梳理———————————————1.細(xì)胞膜成分的探索

歷程探索內(nèi)容結(jié)論或假說(shuō)1895年歐文頓對(duì)植物細(xì)胞進(jìn)行通透性實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)_________________更容易穿過(guò)細(xì)胞膜細(xì)胞膜是由_______組成的20世紀(jì)初分離出哺乳動(dòng)物紅細(xì)胞的細(xì)胞膜，進(jìn)行化學(xué)分析組成動(dòng)物細(xì)胞膜的脂質(zhì)有磷脂和膽固醇，其中磷脂含量最多脂質(zhì)1925年兩位荷蘭科學(xué)家戈特和格倫德爾提取人紅細(xì)胞中的脂質(zhì)鋪展成單分子層，其面積為紅細(xì)胞表面積的2倍細(xì)胞膜中的磷脂分子必然排列為___________1935年英國(guó)學(xué)者丹尼利和戴維森研究了細(xì)胞膜的張力推測(cè)細(xì)胞膜除含脂質(zhì)分子外，可能還附有蛋白質(zhì)連續(xù)的兩層2.細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)的探索歷程探索內(nèi)容結(jié)論或假說(shuō)1959年羅伯特森電鏡下看到細(xì)胞膜清晰的暗—亮—暗的三層結(jié)構(gòu)所有的細(xì)胞膜都由______________________三層結(jié)構(gòu)構(gòu)成，且為_______的統(tǒng)一結(jié)構(gòu)1970年用熒光染料標(biāo)記的小鼠細(xì)胞和人細(xì)胞進(jìn)行細(xì)胞膜具有________1972年辛格和尼科爾森新的觀察和實(shí)驗(yàn)證據(jù)提出細(xì)胞膜的__________模型融合實(shí)驗(yàn)融合速度受溫度影響蛋白質(zhì)—脂質(zhì)—蛋白質(zhì)靜態(tài)流動(dòng)性流動(dòng)鑲嵌—————————————素養(yǎng)提升—————————————科學(xué)探究——生物膜組成及結(jié)構(gòu)的探究采用熒光標(biāo)記法標(biāo)記小鼠細(xì)胞與人細(xì)胞，做如圖實(shí)驗(yàn)。請(qǐng)思考：該實(shí)驗(yàn)否定了羅伯特森的“三層結(jié)構(gòu)”生物膜模型，因?yàn)樵撃Ｐ驼J(rèn)為生物膜是靜止的。假若生物膜是靜止的，細(xì)胞無(wú)法融合，更無(wú)法實(shí)現(xiàn)兩種顏色熒光的均勻分布。(1)本研究所采用的方法是什么？(2)由本實(shí)驗(yàn)結(jié)果可推出何種結(jié)論？(3)如圖是相關(guān)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的記錄，據(jù)此哪項(xiàng)結(jié)論不能成立？①溫度增加到15℃以上，細(xì)胞膜流動(dòng)性增強(qiáng)②該實(shí)驗(yàn)證明膜蛋白能夠運(yùn)動(dòng)③溫度對(duì)膜蛋白的運(yùn)動(dòng)有影響④圖中數(shù)據(jù)說(shuō)明融合時(shí)間越長(zhǎng)形成的嵌合體越多提示(1)熒光標(biāo)記法(2)細(xì)胞膜具有一定的流動(dòng)性(3)④[典例3]

對(duì)某動(dòng)物細(xì)胞進(jìn)行熒光標(biāo)記實(shí)驗(yàn)，如下圖所示，其基本過(guò)程：①用某種熒光材料標(biāo)記該動(dòng)物細(xì)胞，細(xì)胞表面出現(xiàn)熒光斑點(diǎn)。②用激光束照射該細(xì)胞表面的某一區(qū)域，該區(qū)域熒光淬滅(消失)。③停止激光束照射一段時(shí)間后，該區(qū)域的熒光逐漸恢復(fù)，即又出現(xiàn)了熒光斑點(diǎn)。該實(shí)驗(yàn)不能說(shuō)明(

)A.細(xì)胞膜具有流動(dòng)性B.熒光染料能與細(xì)胞膜組成成分結(jié)合C.根據(jù)熒光恢復(fù)的速率可推算出物質(zhì)跨膜運(yùn)輸?shù)乃俾蔇.根據(jù)熒光恢復(fù)的速率可推算出膜中蛋白質(zhì)或脂質(zhì)的流動(dòng)速率解析剛開始消失，過(guò)一段時(shí)間后熒光又出現(xiàn)，說(shuō)明細(xì)胞膜具有流動(dòng)性，也能說(shuō)明熒光染料能與細(xì)胞膜組成成分結(jié)合，A、B正確；根據(jù)熒光恢復(fù)的速率只能推算出膜中蛋白質(zhì)或脂質(zhì)的流動(dòng)速率，因?yàn)樵搶?shí)驗(yàn)過(guò)程并沒(méi)有發(fā)生物質(zhì)的跨膜運(yùn)輸，故不能推算出物質(zhì)跨膜運(yùn)輸?shù)乃俾?，C錯(cuò)誤，D正確。答案C[典例4]

下圖表示各種細(xì)胞膜的組成成分含量，圖示能說(shuō)明的是(

)A.構(gòu)成細(xì)胞膜的成分其含量是不變的細(xì)胞膜的成分并不是不可變的，如癌變過(guò)程中，細(xì)胞膜組分發(fā)生變化，糖蛋白含量下降，有的產(chǎn)生甲胎蛋白，癌胚抗原等物質(zhì)。B.細(xì)胞膜中的脂質(zhì)和蛋白質(zhì)含量的變化與細(xì)胞膜的功能有關(guān)C.細(xì)胞膜的功能越簡(jiǎn)單，所含蛋白質(zhì)的數(shù)量越多D.蛋白質(zhì)在進(jìn)行細(xì)胞間的信息交流中具有重要作用解析由圖可知，不同細(xì)胞膜中相同成分其含量不一定相同；髓鞘只是起保護(hù)作用，功能簡(jiǎn)單，蛋白質(zhì)含量少，而人紅細(xì)胞膜、小鼠肝細(xì)胞膜和變形蟲細(xì)胞膜功能相對(duì)復(fù)雜，蛋白質(zhì)含量多；圖中信息不能說(shuō)明蛋白質(zhì)在信息交流中的作用。答案

B聯(lián)想質(zhì)疑★磷脂分子有一個(gè)親水磷酸“頭部”和一個(gè)疏水脂肪酸“尾部”，在水中磷脂分子排成“尾部”相對(duì)的雙層結(jié)構(gòu)?！锟梢岳昧字肿拥臉O性特點(diǎn)去油污。【巧記助學(xué)】巧記細(xì)胞膜的“一、二、三”研究發(fā)現(xiàn)，人的肝細(xì)胞膜的功能要比人紅細(xì)胞膜的復(fù)雜，從細(xì)胞膜的成分分析，其原因是什么？提示：人的肝細(xì)胞膜上的蛋白質(zhì)種類和數(shù)量多于人的紅細(xì)胞膜。流動(dòng)鑲嵌生物膜的流動(dòng)鑲嵌模型———————————————知識(shí)梳理———————————————1.辛格和尼科爾森的結(jié)論在新的觀察和實(shí)驗(yàn)證據(jù)的基礎(chǔ)上，提出的____________模型為大多數(shù)人所接受。2.結(jié)構(gòu)模型磷脂蛋白質(zhì)磷脂雙分子層3.結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及原因(1)特點(diǎn)：具有一定的流動(dòng)性。證明膜流動(dòng)性的實(shí)例有：細(xì)胞的融合、變形蟲的運(yùn)動(dòng)，溫度影響膜的厚度改變，細(xì)胞吸水膨脹失水皺縮、植物細(xì)胞的質(zhì)壁分離現(xiàn)象等。(2)原因：組成膜的___________和___________大都是可以運(yùn)動(dòng)的。磷脂分子蛋白質(zhì)分子[典例5]

細(xì)胞膜的流動(dòng)鑲嵌模型如圖所示，①～④表示其中的物質(zhì)。下列敘述正確的是(

)A.①在細(xì)胞膜的內(nèi)外側(cè)均有分布，與細(xì)胞間的識(shí)別有關(guān)B.②可自發(fā)形成雙層結(jié)構(gòu)，親水部位在中間C.③分布于細(xì)胞膜中，能催化細(xì)胞膜中發(fā)生的生化反應(yīng)D.④有脂溶性和水溶性兩部分，可控制某些離子出入細(xì)胞解析①是糖蛋白，分布于細(xì)胞膜外側(cè)面，A錯(cuò)誤；②是磷脂分子，在水溶性介質(zhì)中可自發(fā)形成雙層結(jié)構(gòu)，疏水部位在中間，B錯(cuò)誤；③是膽固醇，分布于質(zhì)膜中，使得細(xì)胞膜既有一定的流動(dòng)性，又比較堅(jiān)實(shí)，而催化生化反應(yīng)的是酶(其本質(zhì)為蛋白質(zhì)或RNA)，C錯(cuò)誤；④是膜蛋白，其和磷脂分子一樣，有水溶性部分和脂溶性部分，某些膜蛋白可作為轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白控制離子出入細(xì)胞，D正確。答案D[變式訓(xùn)練]

如圖為生物膜流動(dòng)鑲嵌模型的模式圖。下列有關(guān)敘述，正確的是(

)A.若該生物膜表示動(dòng)物細(xì)胞膜，則其脂質(zhì)成分就是圖中的a(磷脂)B.若該生物膜表示細(xì)胞膜，則在結(jié)構(gòu)上其存在雙層膜C.若該生物膜表示某動(dòng)物細(xì)胞膜，則a種類的多樣性決定了膜功能的多樣性D.若該生物膜表示動(dòng)物細(xì)胞膜，則b可能具有識(shí)別的作用解析圖中a表示磷脂分子，b表示糖蛋白，c表示蛋白質(zhì)。若該生物膜表示動(dòng)物細(xì)胞膜，則其脂質(zhì)成分除磷脂外，還應(yīng)該有膽固醇等，A錯(cuò)誤；若該生物膜表示細(xì)胞膜，則其在結(jié)構(gòu)上具有磷脂雙分子層，而不是具有雙層膜，