3.1細胞膜的結構和功能學習目標學習目標1.通過體驗卵黃膜及資料分析，概述細胞膜作為系統(tǒng)邊界的功能。2.通過“細胞膜結構模型”的建構和分析，能基于事實和證據進行推理、論證，加深對“模型與建?！钡睦斫猓形蚩茖W在質疑與創(chuàng)新中不斷發(fā)展。3.通過“脂質體藥物模型”的構建和分析，體會科學知識與解決實問題之間的密切聯系，增強社會責任感。學習重難點學習重難點重點：1.細胞膜的功能；2.流動鑲嵌模型的主要內容。難點：1.細胞膜的結構與其組成成分的內在聯系；2.對細胞膜結構的探索過程。預習新知預習新知（一）細胞膜的功能1.將細胞與_________分隔開：保障了細胞內部環(huán)境的__________。2.__________進出細胞：（1）________的物質可以從外界進入細胞；___________的物質不容易進入細胞。（2）抗體、激素等物質在_________合成后，分泌到細胞外，細胞產生的_______也要排到細胞外；細胞內的________不會輕易流失到細胞外。（3）細胞膜的控制作用是__________的，環(huán)境中一些_________有可能進入；有些__________也能侵入細胞，使生物體惠病。3.進行細胞間的_________：多細胞生物體間的協(xié)調不僅依賴于__________，也有賴于__________。（1）內分泌腺分泌的激素通過________運輸到全身各處，與_______細胞的細胞膜表面的_______結合，將信息傳遞給靶細胞。（2）相鄰兩個細胞的______________，信息從一個細胞傳遞到另一個細胞。如：_________和____________之間的識別和結合。（3）相鄰兩個細胞之間形成__________，攜帶的信息的___________通過通道進入另一個細胞。如：高等植物細胞通過__________相互連接。（二）對細胞膜結構的探索1.資料一：時間：19世紀末1895年人物：歐文頓（E.Overton）實驗：用500多種物質對植物細胞進行上萬次的通透性實驗，發(fā)現脂質更容易通過細胞膜。歐文頓的結論是。2.資料二：20世紀初科學家第一次將膜從_______________中分離出來?；瘜W分析表明：膜的脂質有______________和__________。3.資料三：時間：1925年人物：荷蘭科學家Gorter和Grendel實驗：用丙酮從人的紅細胞的細胞膜中提取脂質（磷脂），在空氣—水界面上鋪成單層分子，發(fā)現單分子層面積是細胞膜表面積的2倍。結論：______________________________________________________________。5.對細胞膜成分的研究發(fā)現,細胞膜主要是由_______和_______組成的。此外,還有少量的糖類。其中脂質約占細胞膜總質量的_______,蛋白質約占_______,糖類占_______。在組成細胞膜的脂質中,_______最豐富,此外還有少量的膽固醇。蛋白質在細胞膜行使功能方面起著重要的作用,因此功能越_______的細胞膜,蛋白質的種類與數量就越多。6.資料四：時間：二十世紀50年代，電子顯微鏡的誕生，1959年，科學家用它觀察細胞膜人物：羅伯特森（J.D.Robertsen）實驗：在電鏡下看到細胞膜暗—亮—暗的三層結構，大膽提出生物膜的模型：所有的生物膜________。他把生物膜描述為結構。又稱三明治結構。這一模型的直接證據來自電子顯微鏡的觀察,但這一模型解釋不了膜的許多生理功能。7.資料六：時間：1970年人物：LarryFrye等實驗：將人和鼠的細胞膜用不同的熒光抗體標記后，讓兩種細胞融合，雜交細胞的一半發(fā)紅色熒光、另一半發(fā)綠色熒光，放置一段時間后發(fā)現兩種熒光抗體均勻分布。提出假說：細胞膜具有________。8.資料七：時間：1972年人物：桑格和尼克森提出：細胞膜結構的_____模型。（三）流動鑲嵌模型的基本內容1、化學組成：主要是分子和分子。2、模型結構名稱：圖中④地位：細胞膜的特點：磷脂分子可以名稱：鑲在磷脂雙分子層的表面（如②）圖中②⑤⑥位置部分或全部嵌入中（如）貫穿于整個磷脂雙分子層（如）特點：大多數可以運動名稱：，其中的⑦叫做（3）圖中③糖被位于細胞膜表面，故側是細胞膜外側作用：與細胞識別、信息間的信息傳遞有關（4）圖①中名稱：易錯提示易錯提示一、(1)不同種類的細胞，細胞膜的組成成分及其含量不完全相同，如癌細胞表面的糖蛋白含量較少。(2)細胞在不同時期，細胞膜的組成成分及其含量也會發(fā)生變化。(3)各種細胞膜所含蛋白質與脂質的比例與細胞膜的功能有關，功能越復雜的細胞膜，蛋白質種類和數量越多，如腎小管上皮細胞與口腔上皮細胞相比，前者細胞膜中蛋白質的含量高。(4)各種蛋白質在膜上的分布是不對稱的，不同的細胞膜，內外兩側蛋白質分布有差異。二、細胞膜的組成和結構的注意事項(1)組成的三個注意事項①細胞膜中的脂質并不全為磷脂，動物細胞膜中除了磷脂外還有膽固醇。②細胞膜外表面的糖類分子并不都與蛋白質分子結合形成糖蛋白，還可以與脂質結合形成糖脂。③糖蛋白只分布于細胞膜的外表面，與細胞識別作用有關。(2)細胞膜結構的三個注意事項①結構決定功能：細胞膜的流動性是選擇透過性的基礎，只有膜具有流動性，才能表現出選擇透過性。②只有活細胞的細胞膜才具有選擇透過性，死細胞的細胞膜不具有選擇透過性。③影響細胞膜流動性的因素：溫度、pH等。三、組成細胞膜的基本支架：是磷脂雙分子層而不是蛋白質。四、各種膜所含蛋白質與脂質比例同膜的功能有關：功能越復雜的細胞膜，其蛋白質的種類和數量越多。五、不同種類的細胞，細胞膜的成分及含量不完全相同六、細胞膜的成分并不是不可變的：如細胞癌變的過程中，細胞膜的成分發(fā)生變化，糖蛋白含量下降。七、糖類主要與蛋白質和脂質結合形成糖蛋白和糖脂，都與細胞識別作用有關。深化探究深化探究探究一：細胞膜的功能活動一：問題探討科學家用顯微注射器將一種叫做伊紅的物質注入變形蟲體內，伊紅很快擴散到整個細胞，卻不能逸出細胞。說明細胞作為一個完整的系統(tǒng)，它是有的2、科研上鑒別死細胞和活細胞，常用“染色排除法”。例如，用臺盼藍染色，死的動物細胞會被染成藍色，而活的動物細胞不著色，從而判斷細胞是否死亡。、你能解釋“染色排除法”的原理嗎？3、決定細胞膜功能的是什么？探究二：細胞膜的結構活動一：探索生物膜的結構討論最初對細胞膜成分的認識，是通過對現像的推理分析，還是通過對膜成分的提取與檢測？2根據磷脂分子的特點解釋，為什么磷脂在空氣一水界面上鋪展成單分子層？科學家是如何推導出“脂質在細胞膜中必然排列為連續(xù)的兩層”這一結論的？3磷脂分子在水中能自發(fā)地形成雙分子層，你如何解釋這一現象？由此，你能否就細胞膜是由磷脂雙分子層構成的原因作出分析4.如果將磷脂分子置于水一苯的混合客劑中，磷脂分子將會如何分布？探究三：流動鑲嵌模型的內容1、繪制細胞膜的流動鑲嵌模型圖并注明各部分的名稱流動鑲嵌模型的特點是什么3、什么是糖被？有什么作用？探究四：科學方法：歸納法：提出假說1、怎么提出假說？2、什么樣的假說會被肯定？3、本節(jié)中的各個科學家分別提出什么假說？最后都被接受了嗎探究五．細胞膜的成分提取出來后，根據前面所學習的知識，可以用哪些方法來分析細胞膜的化學成分？提示：用雙縮脲試劑檢測細胞膜是否含有蛋白質；用斐林試劑檢測細胞膜中是否含有還原糖；用蘇丹Ⅲ檢測細胞膜中是否含有脂肪。探究六．取兩種不同的海綿動物細胞，使其分散成單個，然后摻在一起混合培養(yǎng)，發(fā)現只有同種的細胞才能融合，這一現象體現了細胞膜的什么功能？提示：進行細胞間的信息交流。探究七．溫度影響細胞膜物質運輸功能的原因是什么？提示：溫度影響磷脂分子的運動；溫度影響細胞膜上蛋白質的活性；溫度影響細胞呼吸，從而影響細胞膜的物質運輸功能。探究八．變形蟲依靠偽足進行運動，這依賴細胞膜的什么特性？簡要說明其在細胞生命活動中的作用。提示：依賴細胞膜的流動性。流動性具有重要的生理意義，與物質運輸、細胞識別、細胞融合等有關。課后作業(yè)課后作業(yè)1．血管緊張素Ⅱ受體是一種膜蛋白。當血液中的血管緊張素Ⅱ與該受體結合時，可激活細胞內的第二信使Ca2+等，進而調節(jié)細胞的代謝活動，例如使血管壁平滑肌收縮，導致血壓升高。這所體現的細胞膜的功能是（

）A．分隔細胞與環(huán)境 B．信息交流C．控制物質的進出 D．具有流動性【答案】B【分析】細胞膜的功能：細胞膜作為細胞邊界，將細胞外與細胞內環(huán)境分開；細胞膜具有控制物質進出功能；細胞膜具有進行細胞間信息交流功能?！驹斀狻坑深}意知，血管緊張素Ⅱ與細胞膜上的受體蛋白結合，進而調節(jié)細胞的代謝活動，體現了細胞膜的信息交流功能。故選B。2．如圖為細胞膜流動鑲嵌模型示意圖，①~③表示物質，下列說法不正確的是（）

A．③與細胞表面的識別和細胞間信息傳遞有關B．①具有流動性，而②是固定不動的C．細胞膜的蛋白質有物質運輸的功能D．細胞膜的元素組成主要有C、H、O、N、P【答案】B【分析】本題考查細胞膜的結構與功能，③為多糖，①是磷脂雙分子層?！驹斀狻緼、③為糖被的糖鏈結構，糖鏈與細胞表面的識別和細胞間信息傳遞有關，A正確；B、①為磷脂雙分子層，②為蛋白質，磷脂分子具有流動性，膜上絕大多數蛋白質具有流動性，B錯誤；C、細胞膜的蛋白質可作為載體，有物質運輸的功能，C正確；D、細胞膜的主要成分是蛋白質和磷脂，磷脂的元素組成是C、H、O、N、P，D正確。故選B。3．下圖是構成細胞的某些化合物的元素組成情況。對①、②、③所表示的物質及其生理功能的推測，錯誤的是（

）

A．①可能是葉綠素，與光合作用有關B．①、②、③必為同一類物質C．③可能是磷脂，是細胞膜的組成成分D．②可能是血紅蛋白，有運輸氧的作用【答案】B【分析】蛋白質的主要元素組成是C、H、O、N，有的蛋白質含有Mg、Fe等；糖類和脂肪的主要元素組成是C、H、O，有些脂質還含有P和N。圖中的物質①為葉綠素，②為血紅蛋白、③為核酸、磷脂或ATP等。【詳解】A、①含有Mg，可能是葉綠素，能吸收光能進行光合作用，A正確；B、①、②、③未必是同一類物質，如可依次可表示葉綠素、血紅蛋白和磷脂（或核酸），B錯誤；C、磷脂的組成元素是C、H、O、N、P，因此，③可能是磷脂，是細胞膜的組成成分，C正確；D、②含有的元素是C、H、O、N、Fe，因而可能是血紅蛋白，有運輸氧的作用，D正確。故選B。4．用丙酮從雞的紅細胞中提取脂質，在空氣水界面上鋪成單分子層，測得單分子層面積為S1，設細胞膜表面積為S2，則S1與S2關系最恰當的是（）A．S1＝2S2 B．S1＞2S2C．S1＜2S2 D．S2＜S1＜2S2【答案】B【分析】生物膜系統(tǒng)是由細胞膜，核膜以及由膜圍成的細胞器組成的連續(xù)統(tǒng)一的膜系統(tǒng)?！驹斀狻苛字p分子層構成細胞膜的基本骨架，因此將細胞膜的磷脂分子鋪成單層的面積恰好是細胞膜表面積的2倍，但由于雞的紅細胞中除了細胞膜外，還要一些細胞器具有膜結構，細胞核也具有膜結構，因此雞的紅細胞中的脂質鋪成單層的面積大于細胞膜面積的2倍，綜上所述，B正確。故選B。5．細胞膜具有控制物質進出細胞的功能。下列有關這一功能的理解，不正確的是（）A．細胞需要的物質可以進入細胞B．細胞不需要或對細胞有害的物質一般不能進入細胞C．細胞中的成分如核酸等一般不會流失到細胞外D．由于細胞膜的存在，致病的病毒、細菌等絕對不能進入細胞【答案】D【分析】細胞膜具有控制物質進出的功能，一般來說，細胞需要的營養(yǎng)物質可以從外界進入細胞，細胞產生的抗體、激素和代謝廢物可以排出細胞外，細胞內有用的成分不會輕易流失到細胞外?！驹斀狻緼、細胞膜具有控制物質進出的功能，一般來說，細胞需要的營養(yǎng)物質可以從外界進入細胞，A正確；B、由于細胞膜的控制作用，細胞不需要或對細胞有害的物質一般不能進入細胞，B正確；C、一般來說，細胞膜控制著細胞內有用的成分不會輕易流失到細胞外，C正確；D、細胞膜的控制作用是相對的，環(huán)境中一些對細胞有害的物質有可能進入，有些細菌和病毒也能侵入細胞，使生物體患病，D錯誤。故選D。6．根據磷脂分子特性，將細胞膜上的磷脂提取后放入盛有水的容器中，圖示能正確反映其分布的是（

）A． B． C． D．【答案】A【分析】組成細胞膜的磷脂既有親水的極性部分（頭部），又有疏水的非極性部分（尾部）?！驹斀狻坑捎诮M成細胞膜的磷脂既有親水的極性部分，又有疏水的非極性部分。依相似相溶原理，磷脂在水和空氣的界面上，頭應朝向極性的水，尾朝向非極性的空氣，BCD錯誤，A正確。故選A。7．細胞膜在細胞的生命活動中具有重要作用。下列相關敘述正確的是（）A．細胞膜的選擇透過性保證了對細胞有害的物質都不能進入細胞B．細胞膜上的受體是細胞間進行信息交流的必需結構C．一切細胞均具有以磷脂雙分子層為骨架的細胞膜D．不同生物膜的膜蛋白種類和含量不同，但脂質的種類和含量相同【答案】C【分析】1.細胞膜的主要由脂質和蛋白質組成，還有少量的糖類。細胞膜的結構特點是流動性，功能特性是選擇透過性。2.細胞膜的功能：將細胞與外界環(huán)境分開；控制物質進出細胞；進行細胞間的物質交流?！驹斀狻緼、細胞膜控制物質進出細胞的作用是相對的，一些對細胞有害的物質有可能進入細胞，A錯誤；B、細胞間的信息交流有多種形式，不一定依賴細胞膜上的受體，如高等植物細胞之間可通過胞間連絲進行信息交流，B錯誤；C、一切細胞均具有細胞膜，且細胞膜都是以磷脂雙分子層為基本支架的，C正確；D、不同生物膜的膜蛋白種類和含量不同，因而功能不同，且脂質的種類和含量也有差異，如膽固醇是組成動物細胞膜的重要成分，D錯誤。故選C。8．如圖為細胞膜的結構模型示意圖，A、B表示細胞膜的兩側。下列有關說法錯誤的是（）A．細胞膜因具有圖中1表示的基本支架而具有對稱性B．動物細胞吸水時，圖中1的厚度會變小C．圖中A側具有糖蛋白，是細胞膜的外側D．細胞膜具有流動性與圖中1、3都有關【答案】A【分析】分析圖解：圖中1是磷脂雙分子層，構成了細胞膜的基本骨架；2是糖類和蛋白質構成的糖蛋白，與細胞的識別功能有關；3是蛋白質。由于糖蛋白存在于細胞膜的外表面，因此A表示細胞膜外，B表示細胞膜內側?！驹斀狻緼、細胞膜兩側的分布不具有對稱性，A錯誤；B、動物細胞吸水時細胞膨脹，1磷脂雙分子層的厚度會變小，B正確；C、圖中A側具有糖蛋白，是細胞膜的外側，與細胞的識別功能有關，C正確；D、細胞膜具有流動性依賴于1磷脂雙分子層能夠流動和大多數3蛋白質可以運動，D正確。故選A。9．對細胞膜成分和結構的探索經歷了漫長的過程，下列說法正確的是（

）A．丹尼利和戴維森發(fā)現，細胞的表面張力明顯低于油—水界面的表面張力，由此推測細胞膜可能還附有蛋白質B．歐文頓發(fā)現溶于脂質的物質容易穿過細胞膜，推測細胞膜上含有大量磷脂C．羅伯特森利用光學顯微鏡觀察到的細胞膜暗一亮一暗三層結構是一種靜態(tài)模型D．科學家用熒光標記物質標記了細胞膜上的磷脂分子，完成了人鼠細胞雜交實驗【答案】A【分析】人們對細胞膜的化學成分和結構的認識經歷了很長的過程：1859年歐文頓對膜通透性進行研究推測膜是由脂質組成的；科學家對哺乳動物紅細胞膜成分分析得出組成細胞膜的脂質有磷脂和膽固醇；1925年荷蘭科學家戈特和格倫德爾推測細胞膜中磷脂分子必然排列為連續(xù)的兩層；1935年英國丹尼利和戴維森研究細胞膜的張力推測細胞膜除含脂質分子外，可能還附有蛋白質?！驹斀狻緼、英國學者丹尼利和戴維森研究了細胞膜的張力。他們發(fā)現細胞的表面張力明顯低于油一水界面的表面張力。由于人們已經發(fā)現了油脂滴表面如果吸附有蛋白質成分則表面張力會降低，因此丹尼利和戴維森推測細胞膜中可能還附有蛋白質，A正確；B、歐文頓發(fā)現溶于脂質的物質容易穿過細胞膜，提出“膜是由脂質組成的”結論，B錯誤；C、羅伯特森在電鏡下看到了細胞膜的清晰的暗亮暗的三層結構，C錯誤；D、科學家用發(fā)綠色熒光的染料標記小鼠細胞表面的蛋白質，用紅色熒光的染料標記人細胞表面的蛋白質，將小鼠細胞和人的細胞融合，在37℃下經過40分鐘，兩種顏色的熒光均勻分布，D錯誤。故選A。10．下列有關細胞膜的敘述中，錯誤的是（

）A．動物細胞膜中不僅含有磷脂，還有少量的膽固醇B．功能越復雜的細胞膜，其蛋白質的種類和數量越多C．細胞膜能嚴格控制物質的進出，有毒有害物質和病毒細菌無法進入細胞D．多細胞生物細胞間物質和能量的交換以及信息交流大多與細胞膜的結構和功能有關【答案】C【分析】1、細胞膜的功能與磷脂和蛋白質有關，主要通過膜蛋白來實現，膜蛋白的種類和數量越多，細胞的功能越多。2、細胞膜可以控制物質進出，選擇性地吸收營養(yǎng)物質和排出代謝廢物；可以通過膜蛋白來接收外界信息或刺激，激活細胞內相應的生理生化變化?！驹斀狻緼、動物細胞膜中主要成分是蛋白質和磷脂，還有少量的膽固醇，A正確；B、細胞膜的功能主要通過膜蛋白來實現，一般而言，功能越復雜的細胞膜，其蛋白質的種類和數量越多，B正確；C、細胞膜控制物質出入細胞的能力是有一定限度的，超過這個限度，有毒有害物質和病毒細菌就可能進入細胞，C錯誤；D、多細胞生物細胞間物質和能量的交換，以及信息交流大多與細胞膜的結構和功能有關，D正確。故選C。11．春天，很多植物同時開花，花粉在空氣中傳播后，也很容易黏附到其他植物的柱頭上，但這些花粉不能萌發(fā)，而落到同種植物柱頭上的花粉可以萌發(fā)。這依賴于（

）A．細胞分泌物的信息傳遞B．花粉與柱頭細胞間的胞間連絲C．花粉與柱頭細胞中核酸的一致性D．花粉和柱頭細胞的細胞膜之間信號分子與受體的識別【答案】D【分析】細胞膜的功能之一是進行細胞間的信息交流：（1）細胞分泌的化學物質（如激素），隨血液到達全身各處，與靶細胞的細胞膜表面的受體結合，將信息傳給靶細胞；（2）相鄰兩個細胞的細胞膜接觸，信息從一個細胞傳遞給另一個細胞，例如，精子和卵細胞之間的識別和結合；（3）相鄰兩個細胞之間形成通道，攜帶信息的物質通過通道進入另一個細胞，例如，高等植物細胞之間通過胞間連絲相互連接，也有信息交流的作用。【詳解】A、花粉黏附在柱頭上授粉，是直接接觸識別，不是通過細胞分泌物進行信息傳遞，A錯誤；B、花粉與柱頭細胞來源于不同組織，二者沒有胞間連絲，B錯誤；C、花粉可能來源于植物自身，也可能來源于別的植物，故與柱頭細胞中核酸不一定存在一致性，C錯誤；D、花粉和柱頭細胞的細胞膜含有特定的信號分子和受體，直接接觸識別，故只有同種植物的花粉可以萌發(fā)，保證物種的正常延續(xù)，D正確。故選D。12．實驗員讓哺乳動物成熟紅細胞在清水中吸水漲破得到“血影”，下列對“血影”的描述，錯誤的是（

）A．“血影”由纖維素和果膠組成B．“血影”主要由脂質和蛋白質組成C．“血影”中有磷脂雙分子層作基本支架D．“血影”可使細胞成為一個相對獨立的系統(tǒng)【答案】A【分析】細胞膜的組成成分:主要是蛋白質和脂質，其次還有少量糖類,脂質中主要是磷脂，動物細胞膜中的脂質還有膽固醇；細胞膜的功能復雜程度與細胞膜的蛋白質的種類和數量有關，功能越復雜，膜蛋白的種類和數量越多?！驹斀狻緼、哺乳動物成熟紅細胞吸水漲破得到“血影”，實際上是細胞膜，主要成分是磷脂和蛋白質，A錯誤；B、“血影”即細胞膜，其主要由磷脂和蛋白質組成，有少部分的糖類，B正確；C、“血影”即細胞膜，以磷脂雙分子層作基本支架，C正確；D、“血影”即細胞膜，細胞膜的功能之一就是把細胞與外界環(huán)境分割開，使之形成相對獨立的系統(tǒng)，D正確。故選A。13．如圖為不同溫度下膽固醇對人工膜（人工合成的脂雙層膜）微粘度影響的曲線，膜的微粘度與膜的流動性呈負相關。據圖分析，下列關于膽固醇對膜流動性的作用的分析，正確的是（）

A．在溫度較高時，膽固醇可以降低膜的流動性B．在溫度較低時，膽固醇可以降低膜的流動性C．膽固醇的存在會使膜的流動性偏向不穩(wěn)定D．高濃度的膽固醇能使膜的流動性保持穩(wěn)定【答案】A【分析】流動鑲嵌模型認為，細細胞膜主要是由磷脂分子和蛋白質分子構成，磷脂雙分子層的基本支架其內部是磷脂分子的疏水端，水溶性分子或離子不能自由通過，因此具有屏障作用。蛋白質分子以不同方式鑲嵌在磷脂雙分子層中；有的鑲在磷脂雙分子層表面，有的部分或全部嵌入磷脂雙分子層中，有的貫穿于整個磷脂雙分子層。這些蛋白質分子在物質運輸等方面具有重要作用?！驹斀狻緼、由圖可知，在溫度較高時，含有膽固醇的人工膜微粘度高于不含膽固醇的人工膜，由于膜的微粘度與其流動性呈負相關，說明溫度較高時，含有膽固醇的人工膜流動性較低，即膽固醇可以降低膜的流動性，A正確；B、在溫度較低時，膽固醇又可以提高膜的流動性，B錯誤；C、膽固醇使細胞膜的流動性在較大溫度范圍內保持相對穩(wěn)定的狀態(tài)，C錯誤；D、圖中沒有不同濃度的膽固醇的對比，無法說明高濃度的膽固醇能使膜的流動性保持穩(wěn)定，D錯誤。故選A。14．下列有關質膜的流動鑲嵌模型的敘述，正確的是（）A．質膜基本支架內部是磷脂的親水端，水溶性分子或離子能自由通過B．質膜中的磷脂分子可以側向自由移動，蛋白質可以正向自由運動C．質膜中糖被的分布是不對稱的，糖被可參與細胞間的識別、信息傳遞D．水稻質膜上的膽固醇鑲嵌或貫穿膜中有利于增強膜的流動性【答案】C【分析】流動鑲嵌模型認為，細細胞膜主要是由磷脂分子和蛋白質分子構成，磷脂雙分子層的基本支架其內部是磷脂分子的疏水端，水溶性分子或離子不能自由通過，因此具有屏障作用。蛋白質分子以不同方式鑲嵌在磷脂雙分子層中；有的鑲在磷脂雙分子層表面，有的部分或全部嵌入磷脂雙分子層中，有的貫穿于整個磷脂雙分子層。這些蛋白質分子在物質運輸等方面具有重要作用?！驹斀狻緼、質膜的基本支架是磷脂雙分子層，其內部是磷脂分子的疏水端，水溶性分子或離子不能自由通過，A錯誤；B、質膜中的磷脂分子可以側向自由移動，蛋白質大多也能運動，但不是正向自由運動，B錯誤；C、質膜的外表面有糖類分子，它和蛋白質分子結合形成糖蛋白，或與脂質結合形成糖脂，這些糖類分子叫作糖被，糖被與細胞表面的識別、細胞間的信息傳遞等功能有密切關系，C正確；D、動物的質膜上含有膽固醇，其作用與膜的流動性有關，但植物的質膜上無膽固醇分布，D錯誤。故選C。15．細胞作為一個基本的生命系統(tǒng)，它的邊界就是細胞膜。下列關于細胞膜的認知，正確的是（

）A．鑒別動物細胞是否死亡常用臺盼藍染液染色，利用的是細胞膜具有控制物質進出細胞的功能B．羅伯特森通過觀察電鏡下細胞膜的結構，提出細胞膜都是由脂質—蛋白質—脂質三層結構構成C．構成細胞膜的磷脂分子具有流動性，而蛋白質分子大多是固定不動的D．細胞間進行信息交流通常與分布于細胞膜兩側的糖被密切相關【答案】A【分析】1、細胞膜的功能：將細胞與外界環(huán)境分開；控制物質進出細胞；進行細胞間的信息交流。2、流動性為細胞膜的結構特點，選擇透過性為細胞膜的功能特性，活細胞具有選擇透過性，能控制物質進出細胞，但死細胞會喪失選擇透過性。【詳解】A、用臺盼藍染色，臺盼藍為細胞不需要的物質，活細胞不吸收，死細胞膜失去了活性，喪失控制物質進出細胞的功能，臺盼藍進入細胞，細胞才會被染成藍色，所以該實驗所利用的是細胞膜控制物質進出功能，A正確；B、羅伯特森通過觀察電鏡下細胞膜的結構，看到暗亮暗三層結構，提出所有的生物膜都是由蛋白質脂質蛋白質三層結構構成，B錯誤；C、構成細胞膜的磷脂分子都具有流動性，而蛋白質分子大多是可以運動的，C錯誤；D、糖被分布于細胞膜的外側，D錯誤。故選A。16．結合案例分析細胞膜的功能：(1)在原始海洋中，生命起源過程中至關重要的階段是膜的出現。這一提法的重要依據是什么？(2)生長在水底淤泥中的蓮藕“出淤泥而不染”，它能從水和淤泥中吸收所需的營養(yǎng)物質，并排出代謝廢物，而蓮藕不需要的物質卻不會輕易進入蓮藕細胞。這一事例說明細胞膜具有什么功能？具體體現是什么？細胞膜的這種作用是絕對的嗎？(3)最新研究發(fā)現，內皮素在皮膚中分布不均是產生色斑的主要原因。內皮素拮抗劑可以進入皮膚并和細胞膜上的黑色素受體結合，使內皮素失去作用。該研究說明細胞膜具有的功能?！敬鸢浮?1)細胞膜將生命物質與外界環(huán)境分隔開，產生了原始的細胞，并成為相對獨立的系統(tǒng)，保障了細胞內部環(huán)境的相對穩(wěn)定(2)控制物質進出細胞的功能。主要體現在對營養(yǎng)物質的吸收及代謝廢物的排出，防止細菌、病毒的侵入等方面。細胞膜的這種控制作用是相對的，而不是絕對的(3)進行細胞間的信息交流【分析】細胞膜的功能：作為細胞邊界，將細胞與外界環(huán)境分開，保持細胞內部環(huán)境的相對穩(wěn)定；控制物質進出細胞；進行細胞間的信息傳遞。【詳解】（1）細胞膜將生命物質與外界環(huán)境分隔開，產生了原始的細胞，并成為相對獨立的系統(tǒng)，保障了細胞內部環(huán)境的相對穩(wěn)定，故在原始海洋中，生命起源過程中至關重要的階段是膜的出現。（2）生長在水底淤泥中的蓮藕“出淤泥而不染”，它能從水和淤泥中吸收所需的營養(yǎng)物質，并排出代謝廢物，而蓮藕不需要的物質卻不會輕易進入蓮藕細胞說明細胞膜具有控制物質進出細胞的功能；主要體現在對營養(yǎng)物質的吸收及代謝廢物的排出，防止細菌、病毒的侵入等方面；細胞膜的這種控制作用是相對的，而不是絕對的，故一些對細胞有害的細菌和病毒也能入侵細胞。（3）內皮素拮抗劑可以進入皮膚并和細胞膜上的黑色素受體結合，使內皮素失去作用，說明細胞膜具有進行細胞間的信息交流。17．下圖表示細胞膜的結構模型示意圖，請據圖回答：

(1)構成細胞膜基本骨架的結構是[

]。(2)吞噬細胞吞噬細菌的過程體現了細胞膜具有的特點。(3)不同細胞的細胞膜的生理功能不同，主要取決于膜蛋白的和不同。(4)細胞膜的外側是（選填“M”或“N”），判斷依據是。該種細胞膜的結構模型被稱為。(5)提取細胞膜的理想材料是哺乳動物（人）成熟紅細胞，原因是?！敬鸢浮?1)D磷脂雙分子層(2)（一定的）流動性(3)種類/數量數量/種類(4)M有糖蛋白（糖被），與細胞表面的識別、信息傳遞有關流動鑲嵌模型(5)哺乳動物成熟的紅細胞無任何帶膜細胞器和細胞核【分析】細胞膜的結構模型示意圖可知，A為多糖側鏈；B為蛋白質；C為磷脂分子；D為磷脂雙分子層；E為糖蛋白，分布于膜外；M代表膜外；N代表膜內?！驹斀狻浚?）在細胞膜中，D磷脂雙分子層構成細胞膜的基本支架。（2）吞噬細胞吞噬細菌以胞吞的形式，體現了細胞膜具有（一定的）流動性的結構特點。（3）不同細胞的細胞膜的生理功能不同，主要取決于細胞膜上蛋白質，細胞膜功能越復雜，蛋白質種類和數量越多。（4）細胞膜的外側是M；有糖蛋白（糖被），糖蛋白分布于細胞膜外，與細胞表面的識別、信息傳遞有關；該種細胞膜的結構模型被稱為流動鑲嵌模型。（5）提取細胞膜的理想材料是哺乳動物成熟的紅細胞，因為它無細胞壁、帶膜細胞器和細胞核，便于提取較純凈的細胞膜。18．通過有關方法，測得多種生物膜的化學成分如下表所示。請分析表中數據并回答問題：膜的類別物質種類蛋白質/%脂質/%(主要是磷脂)糖類/%變形蟲細胞膜54424小鼠肝細胞膜44524線粒體外膜5248含量很少線粒體內膜7624含量很少菠菜葉綠體類囊體膜7030含量很少從表中可以看出，各種生物膜在組成成分的種類和含量上有什么特點？【答案】在組成成分的種類上基本相同，都主要由蛋白質和脂質組成，但各組分的含量不同?！痉治觥考毎さ慕M成成分包括脂質（磷脂）、蛋白質和少量糖類；細胞膜的功能由膜蛋白決定，膜上蛋白質的種類和數量越多，膜的功能越復雜?！驹斀狻糠治霰砀窨芍毎ず图毎髂ぴ诨瘜W組成上的共同點是：都含有蛋白質和脂質（磷脂），即在組成成分的種類上基本相同；主要區(qū)別是蛋白質和脂質的含量不同。19．閱讀下列材料，并完成下列問題。材料11895年，歐文頓發(fā)現：凡溶于脂質的物質容易穿過細胞膜；不溶于脂質的物質不容易穿過細胞膜。(1)歐文頓根據實驗結果得出了“”的推論。(2)如何進一步研究確定細胞膜的脂質成分的類型？材料21953年，丹尼利和戴維森研究細胞膜表面張力，發(fā)現細胞膜表面張力明顯低于油—水界面的表面張力。由于人們發(fā)現油脂滴表面如果吸附蛋白質成分，則表面張力會降低。(3)推測：細胞膜除含脂質分子外，可能還附有。材料3科學家陸續(xù)測定了不同細胞的生物膜的化學組成如下表：生物膜蛋白質/%脂類/%糖類/%人的CNS髓鞘2079少人的紅細胞膜49438大鼠的肝細胞核膜59352.9內質網膜6733少線粒體外膜5248少線粒體內膜7624少(4)請概述細胞膜的組成成分？材料41917年，科學家朗繆爾把溶有膜脂的揮發(fā)性溶劑傾倒在水面上，溶劑揮發(fā)掉，而脂類分子可在水面上鋪開成一層，并且測出脂分子的極性一端被吸附在水分子上，而非極性一端直立在水面上（如圖）。(5)朗繆爾實驗說明組成細胞膜的脂質有何特點？(6)細胞內外均為水環(huán)境，磷脂分子應如何分布？材料51925年，戈特和格倫德爾用丙酮從人的紅細胞中提取脂質，在空氣—水界面上鋪展成單分子層，測得磷脂單分子層的面積恰為紅細胞表面積的2倍。(7)推論：細胞膜中的磷脂分子排列為。材料61959年，羅伯特森利用電子顯微鏡拍攝到了細胞膜的圖像為暗—亮—暗的三層結構，測定細胞膜的厚度為7～8nm，恰好是單層磷脂膜厚度的兩倍，而按照“三明治”模型，加上兩側的蛋白質，膜的總厚度應當超過20nm。材料7物理科學家在低溫下將細胞膜切開，升溫后暴露兩層磷脂之間的斷裂面（冰凍蝕刻法），發(fā)現蛋白質鑲嵌、貫穿于磷脂雙分子層中。(8)羅伯特森的蛋白質—脂質—蛋白質的靜態(tài)膜結構模型能解釋膜的哪些功能？不能解釋哪些功能？(9)根據電鏡照片和膜厚度的證據，請對細胞膜結構提出你的猜測。材料8人—鼠細胞融合實驗(10)人—鼠細胞融合實驗說明了什么？(11)基于以上材料，總結辛格和尼科爾森提出的流動鑲嵌模型的結構要點?！敬鸢浮?1)細胞膜是由脂質組成(2)利用哺乳動物成熟紅細胞制備出純凈的細胞膜，進行化學分析，得知細胞膜中的脂質有磷脂和膽固醇。其中，磷脂含量最多，膽固醇只存在于動物細胞中(3)蛋白質(4)細胞膜主要由脂質和蛋白質組成，此外，還有少量的糖類(5)朗繆爾發(fā)現組成細胞膜的脂質分子是兩性分子，有親水端和疏水端(6)細胞內外均為水環(huán)境，磷脂分子可能會這樣分布：由于磷脂分子有親水的“頭部”和疏水的“尾部”，在水溶液中，朝向水的是“頭部”，“尾部”受水的排斥。當磷脂分子的內外兩側均是水環(huán)境時，磷脂分子的“尾部”相對排列在內側，“頭部”則分別朝向兩側水環(huán)境，形成磷脂雙分子層。細胞的內外環(huán)境都是水溶液，所以細胞膜磷脂分子的“頭部”向著膜的內外兩側，而“尾部”相對排在內側，形成磷脂雙分子層(7)連續(xù)的兩層(8)能解釋蛋白質可以幫助物質運輸。不能解釋細胞的生長、膜的變形能力等(9)電鏡證據支持了磷脂雙分子層結構，否定了膜的“三明治”三層結構。猜測蛋白質鑲嵌在膜的雙分子層中，才能不過多增加膜的厚度(10)人—鼠細胞融合實驗說明細胞膜的流動性(11)①細胞膜主要有磷脂分子和蛋白質分子構成。②磷脂分子是細胞膜的基本支架，其內部是磷脂分子的疏水端，水溶性分子或離子不能自由通過，因此具有屏障作用。③蛋白質在磷脂雙分子層上的分布方式有三種：鑲嵌在磷脂雙分子層表面，部分或全部嵌入磷脂雙分子層中，有的貫穿于整個磷脂雙分子層。蛋白質分子在物質運輸等方面具有重要作用。④細胞膜具有流動性。主要表現為構成膜的磷脂分子可以側向自由移動，膜中的蛋白質大多也能運動。細胞膜的流動性對于細胞完成物質運輸、生長、分裂、運動等功能都是非常重要的（細胞膜的結構特性——流動性）。⑤糖類分布在細胞膜的外表面（用于區(qū)分胞內、胞外），糖類和蛋白質結合成糖蛋白，或糖類與脂質結合成糖脂。這些糖類分子叫作糖被。糖被與細胞表面的識別、細胞間的信息傳遞等功能密切相關（糖蛋白才能完成識別和信息傳遞，糖被無法獨立完成）【分析】1、19世紀末，歐文頓發(fā)現凡是可以溶于脂質的物質，比不能溶于脂質的物質更容易通過細胞膜進入細胞，于是他提出：膜是由脂質組成的。2、1925年，兩位荷蘭科學家用丙酮從人的紅細胞中提取脂質，在空氣—水的界面上鋪展成單分子層，測得單分子層的面積恰為紅細胞表面積的2倍。由此他們得出的結論是細胞膜中的脂質分子排列為連續(xù)的兩層。3、1959年，羅伯特森在電鏡下看到了細胞膜清晰的暗—亮—暗的三層結構，并大膽地提出生物膜的模型是所有的生物膜都由蛋白質—脂質—蛋白質三層結構構成，電鏡下看到的中間的亮層是脂質分子，兩邊的暗層是蛋白質分子，他把生物膜描述為靜態(tài)的統(tǒng)一結構?！驹斀狻浚?）歐文頓發(fā)現：凡溶于脂質的物質容易穿過細胞膜；不溶于脂質的物質不容易穿過細胞膜，歐文頓根據實驗結果得出了“細胞膜是由脂質組成”的推論。（2）為了進一步研究確定細胞膜的脂質成分的類型，可以提取出細胞膜中的脂質并分析其類型，因為哺乳動物成熟紅細胞無細胞壁、眾多細胞器膜和核膜，因此利用哺乳動物成熟紅細胞制備出純凈的細胞膜，進行化學分析，得知細胞膜中的脂質有磷脂和膽固醇。其中，磷脂含量最多，膽固醇只存在于動物細胞中。（3）由題意“人們發(fā)現油脂滴表面如果吸附蛋白質成分，則表面張力會降低”可推測，細胞膜除含脂質分子外，可能還附有蛋白質。（4）分析表格可知，每種膜結構都具有脂質，蛋白質和糖類，且糖類含量較少，所以細胞膜主要由脂質和蛋白質組成，此外，還有少量的糖類。（5）由題意可知，朗繆爾發(fā)現組成細胞膜的脂質分子是兩性分子，有親水端和疏水端。（6）由于磷脂分子有親水的“頭部”和疏水的“尾部”，在水溶液中，朝向水的是“頭部”，“尾部”受水的排斥。當磷脂分子的內外兩側均是水環(huán)境時，磷脂分子的“尾部”相對排列在內側，“頭部”則分別朝向兩側水環(huán)境，形成磷脂雙分子層。細胞的內外環(huán)境都是水溶液，所以細胞膜磷脂分子的“頭部”向著膜的內外兩側，而“尾部”相對排在內側，形成磷脂雙分子層。（7）人成熟紅細胞無眾多細胞器膜和核膜，所以只有細胞膜含有磷脂分子，由題意可知，細胞膜中的磷脂分子排列為連續(xù)的兩層，才能使在空氣—水界面上鋪展成單分子層，測得磷脂單分子層的面積恰為紅細胞表面積的2倍。（8）羅伯特森的蛋白質—脂質—蛋白質的靜態(tài)膜結構模型指出膜兩側具有蛋白質，可以解釋蛋白質可以幫助物質運輸。但他提出的靜態(tài)膜結構模型說明細胞膜不具有流動性，所以不能解釋細胞的生長、膜的變形能力等。（9）由題意“升溫后暴露兩層磷脂之間的斷裂面”可知，電鏡證據支持了磷脂雙分子層結構，否定了膜的“三明治”三層結構。由“測定細胞膜的厚度為7～8nm，恰好是單層磷脂膜厚度的兩倍，而按照“三明治”模型，加上兩側的蛋白質，膜的總厚度應當超過20nm”猜測蛋白質鑲嵌在膜的雙分子層中，才能不過多增加膜的厚度。（10）科學家用熒光標記的小鼠細胞和人細胞融合的實驗，以及相關的其他實驗證據表明細胞膜具有流動性。（11）辛格和尼科爾森提出