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)和功能課標(biāo)要點(diǎn)學(xué)法指導(dǎo)1．理解細(xì)胞膜的功能2．概述細(xì)胞膜的成分、含量及作用3．了解科學(xué)家建立生物膜模型的過程4．簡述生物膜的流動鑲嵌模型的基本內(nèi)容1．生命觀念：分析細(xì)胞膜的結(jié)構(gòu)和功能，認(rèn)同世界的結(jié)構(gòu)和功能相適應(yīng)的觀點(diǎn)2．科學(xué)思維：分析細(xì)胞膜的成分和結(jié)構(gòu)探索歷程，了解細(xì)胞膜成分，建立生物膜的流動鑲嵌模型知識導(dǎo)圖課前·新知導(dǎo)學(xué)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_________的相對穩(wěn)定。2．控制物質(zhì)進(jìn)出細(xì)胞細(xì)胞膜(又叫質(zhì)膜)的功能相對獨(dú)立內(nèi)部環(huán)境【答案】營養(yǎng)物質(zhì)抗體廢物核酸3．進(jìn)行細(xì)胞間的信息交流(1)通過細(xì)胞分泌的__________等“信息分子”交流。如：__________。(2)通過________相互接觸交流。如：精子和卵細(xì)胞之間的識別和結(jié)合。(3)通過通道交流。如：植物細(xì)胞的_________。激素胰島素細(xì)胞膜胞間連絲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(zhì)，并排出代謝廢物，而蓮藕不需要的物質(zhì)卻不會輕易進(jìn)入蓮藕細(xì)胞。蓮藕“出淤泥而不染”的事例說明細(xì)胞膜具有什么功能？這種功能的具體體現(xiàn)是什么？提示：細(xì)胞膜有控制物質(zhì)進(jìn)出細(xì)胞的功能。主要體現(xiàn)在對營養(yǎng)物質(zhì)的吸收及有害廢物的排出，防止病菌、病毒的侵入等方面。微思考

細(xì)胞膜對物質(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流出細(xì)胞④環(huán)境中一切有害的物質(zhì)都不能通過細(xì)胞膜進(jìn)入細(xì)胞A．①②③ B．①②④C．②③④ D．①③④【答案】A

【解析】環(huán)境中的有害物質(zhì)也可能通過細(xì)胞膜進(jìn)入細(xì)胞，如重金屬離子、病毒、病菌等。1．對細(xì)胞膜成分的探索(1)對生物膜成分早期的探索歷程細(xì)胞膜成分和結(jié)構(gòu)的探究歷程歷程探索內(nèi)容結(jié)論或假說1895年歐文頓對植物細(xì)胞進(jìn)行通透性實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)__________的物質(zhì)更容易穿過細(xì)胞膜細(xì)胞膜是由________組成的溶于脂質(zhì)脂質(zhì)歷程探索內(nèi)容結(jié)論或假說20世紀(jì)初分離出哺乳動物紅細(xì)胞的細(xì)胞膜，進(jìn)行化學(xué)分析組成動物細(xì)胞膜的脂質(zhì)有磷脂和膽固醇，其中磷脂含量最多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年英國學(xué)者丹尼利和戴維森研究了細(xì)胞膜的張力推測細(xì)胞膜除含脂質(zhì)分子外，可能還附有蛋白質(zhì)連續(xù)的兩層磷脂膽固醇種類和數(shù)量脂質(zhì)或蛋白質(zhì)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________，融合速度受溫度影響細(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________模型蛋白質(zhì)—脂質(zhì)—蛋白質(zhì)靜態(tài)融合實(shí)驗(yàn)流動性流動鑲嵌

下列有關(guān)細(xì)胞膜成分的敘述，錯誤的是(

)A．細(xì)胞膜的主要成分是蛋白質(zhì)和脂質(zhì)B．細(xì)胞膜上蛋白質(zhì)的種類和數(shù)量越多，功能越復(fù)雜C．脂質(zhì)在細(xì)胞膜中的含量比蛋白質(zhì)要少D．動物細(xì)胞膜中不僅含有磷脂，還有少量的膽固醇【答案】C

【解析】細(xì)胞膜的主要成分是蛋白質(zhì)和脂質(zhì)，其中蛋白質(zhì)約占40%，脂質(zhì)約占50%，此外還含有少量的糖類，A正確，C錯誤；蛋白質(zhì)是生命活動的主要承擔(dān)者，其種類與數(shù)量越多，細(xì)胞膜功能越復(fù)雜，B正確；組成動物細(xì)胞膜的脂質(zhì)中含量最豐富的是磷脂，此外還含有少量的膽固醇，D正確。1．化學(xué)組成：主要是___________和___________。2．結(jié)構(gòu)模型流動鑲嵌模型的基本內(nèi)容磷脂分子蛋白質(zhì)分子磷脂雙分子層流動3．結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：具有一定的________。蛋白質(zhì)分子嵌入貫穿運(yùn)動糖蛋白細(xì)胞識別流動性

如圖是動物體內(nèi)某組織細(xì)胞的質(zhì)膜結(jié)構(gòu)模式圖，據(jù)你所掌握的膜結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，請確認(rèn)A～D中正確的是(

)【答案】B

【解析】磷脂雙分子層中，親水頭部位于膜的內(nèi)外表面，糖蛋白的糖基團(tuán)位于膜的外表面，故B正確。課堂·素養(yǎng)初培1．細(xì)胞膜的功能圖解細(xì)胞膜的功能[知識歸納]2．細(xì)胞間信息交流的三種方式3．細(xì)胞膜功能的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證(1)控制物質(zhì)進(jìn)出功能的驗(yàn)證4．科學(xué)方法——提出假說細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)模型的探索過程，反映了提出假說這一科學(xué)方法的作用?？茖W(xué)假說是人們將認(rèn)識從已知推向未知，進(jìn)而變未知為已知的必不可少的思維方法，是科學(xué)發(fā)展的一種重要形式?？茖W(xué)家首先根據(jù)已有的知識和信息提出解釋某一生物學(xué)問題的一種假說，再用進(jìn)一步的觀察與實(shí)驗(yàn)對已建立的假說進(jìn)行修正和補(bǔ)充。假說的提出要有實(shí)驗(yàn)和觀察的依據(jù)，同時還需要嚴(yán)謹(jǐn)?shù)耐评砗痛竽懙南胂?。一種假說最終被接受或被否定，取決于它是否能與以后不斷得到的觀察和實(shí)驗(yàn)結(jié)果相吻合。【易錯點(diǎn)撥】對細(xì)胞間信息交流的兩個認(rèn)知誤區(qū)：(1)三種信息交流方式是發(fā)生于細(xì)胞與細(xì)胞之間的，而不是細(xì)胞內(nèi)的信息交流。(2)并非細(xì)胞間信息交流都依賴于細(xì)胞膜上的受體蛋白，如通過細(xì)胞通道的信息交流方式，而通過激素傳遞信息和通過細(xì)胞膜接觸傳遞信息都依賴于細(xì)胞膜上的受體蛋白。1．觀察下圖，控制物質(zhì)進(jìn)出細(xì)胞主要體現(xiàn)在對營養(yǎng)物質(zhì)的吸收及有害廢物的排出，防止病菌、病毒的侵入等方面。推測該功能可能與細(xì)胞膜上的__________________有關(guān)。提示：蛋白質(zhì)2．圖A中的酵母細(xì)胞浸在含有藍(lán)色染料的溶液中。注意酵母細(xì)胞的顏色和周圍染料的顏色。圖B中的酵母細(xì)胞也浸在含有藍(lán)色染料的溶液中。但是這些細(xì)胞在放入染料之前經(jīng)過10分鐘煮沸。注意酵母細(xì)胞的顏色和周圍染料的顏色，請思考：(1)煮沸對酵母細(xì)胞有什么影響？(2)為什么細(xì)胞在不同條件下會呈現(xiàn)不同的顏色？(3)本實(shí)驗(yàn)可得出何種結(jié)論？提示：(1)煮沸可殺死酵母細(xì)胞，其質(zhì)膜將喪失對物質(zhì)進(jìn)出細(xì)胞的控制作用。(2)活細(xì)胞質(zhì)膜對物質(zhì)出入細(xì)胞具嚴(yán)格的控制作用，從而將細(xì)胞不需要的藍(lán)色染料拒之膜外，然而當(dāng)細(xì)胞被殺死后，質(zhì)膜的這種控制作用將喪失，故藍(lán)色染料得以進(jìn)入膜內(nèi)，呈現(xiàn)與膜外相似的顏色。(3)該實(shí)驗(yàn)結(jié)果說明活酵母細(xì)胞的質(zhì)膜能控制物質(zhì)進(jìn)入細(xì)胞。1．下圖為人體內(nèi)細(xì)胞間信息交流的某些方式的示意圖。以下敘述錯誤的是(

)[對點(diǎn)精練]A．在A、B、C三圖中，靶細(xì)胞都通過細(xì)胞膜上的受體接受信號分子B．從圖中可以看出細(xì)胞間的信息交流方式多種多樣C．細(xì)胞膜上有信息接受功能的物質(zhì)很可能為糖蛋白D．細(xì)胞間都是通過相鄰細(xì)胞的細(xì)胞膜的接觸傳遞信息【答案】D

【解析】在A、B、C三圖中，靶細(xì)胞都是通過細(xì)胞膜上的受體接受信號分子的，A正確；從圖中可以看出細(xì)胞間的信息交流方式多種多樣，B正確；細(xì)胞膜上有信息接受功能的物質(zhì)很可能為糖蛋白，C正確；細(xì)胞間可以通過相鄰細(xì)胞的細(xì)胞膜的接觸傳遞信息，可以在相鄰細(xì)胞間形成通道使細(xì)胞相互溝通，還可以通過激素來間接完成交流，D錯誤。2．下列關(guān)于細(xì)胞膜控制物質(zhì)進(jìn)出這一功能的敘述中，正確的是(

)A．對細(xì)胞有害的物質(zhì)不能進(jìn)入細(xì)胞B．細(xì)胞膜對物質(zhì)進(jìn)出的控制作用是相對的C．細(xì)胞內(nèi)合成的大分子物質(zhì)不會被排放到細(xì)胞外D．細(xì)胞代謝過程中產(chǎn)生的尿素不會排出細(xì)胞【答案】B

【解析】細(xì)胞膜對物質(zhì)進(jìn)出的控制作用是相對的，如病毒、病菌等對細(xì)胞有害的物質(zhì)也有可能侵入細(xì)胞，A錯誤，B正確；抗體、某些激素等細(xì)胞內(nèi)合成的大分子物質(zhì)，會被排放到細(xì)胞外發(fā)揮作用，C錯誤；尿素屬于代謝廢物，對機(jī)體具有毒害作用，因此必須排出細(xì)胞，D錯誤。1．流動鑲嵌模型(1)細(xì)胞膜中的脂質(zhì)除磷脂外，還有一些糖脂和膽固醇。(2)脂質(zhì)和蛋白質(zhì)分子并不是均勻分布的，而是呈不對稱性分布。細(xì)胞膜的流動鑲嵌模型[知識歸納]2．細(xì)胞膜兩大特點(diǎn)的比較(1)區(qū)別項(xiàng)目結(jié)構(gòu)特點(diǎn)——流動性功能特點(diǎn)——選擇透過性基礎(chǔ)磷脂分子和大多數(shù)蛋白質(zhì)分子都是運(yùn)動的膜上具有轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白意義保證細(xì)胞的物質(zhì)需要、信息交流、分裂和融合等生命活動的進(jìn)行控制物質(zhì)進(jìn)出表現(xiàn)分泌蛋白的分泌、變形蟲的變形、吞噬細(xì)胞的吞噬有些物質(zhì)可進(jìn)入細(xì)胞，有些物質(zhì)不能進(jìn)入(2)聯(lián)系①圖示②分析：細(xì)胞膜的流動性是其選擇透過性的基礎(chǔ)，具有流動性才能表現(xiàn)出選擇透過性。例如，轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白可以運(yùn)動是其能運(yùn)輸物質(zhì)的基礎(chǔ)。具有糖蛋白的一側(cè)為細(xì)胞膜的外側(cè)還是內(nèi)側(cè)？提示：糖蛋白位于細(xì)胞膜的外側(cè)，因此具有糖蛋白的一側(cè)為細(xì)胞膜的外側(cè)。1．如圖為某細(xì)胞細(xì)胞膜的結(jié)構(gòu)模型示意圖，下列相關(guān)敘述不正確的是(

)[對點(diǎn)精練]A．①表示糖被，與細(xì)胞識別有關(guān)B．圖中④是糖蛋白，是判斷細(xì)胞膜內(nèi)外的依據(jù)C．圖中③表示蛋白質(zhì)，其含量和種類越多，膜功能越復(fù)雜D．圖中②和⑥組成磷脂分子，其中②表示親水性的頭部，圖中⑤表示磷脂雙分子層，一層細(xì)胞膜包括兩層磷脂雙分子【答案】D

【解析】分析題圖，①表示糖被，與細(xì)胞識別有關(guān)，A正確；圖中④是糖蛋白，其只分布在細(xì)胞膜的外表面，是判斷細(xì)胞膜內(nèi)外的依據(jù)，B正確；圖中③表示蛋白質(zhì)，其含量和種類越多，膜功能越復(fù)雜，C正確；圖中②為磷脂分子的親水性頭部，⑥為磷脂分子的疏水性尾部，②和⑥組成磷脂分子，⑤表示磷脂雙分子層，一層細(xì)胞膜＝一層磷脂雙分子＝兩層磷脂分子，D錯誤。2．在蘿卜的紫色塊根細(xì)胞內(nèi)，液泡中含有紫紅色的花青素。將塊根切成小塊放入清水中，水的顏色無明顯變化。若進(jìn)行加溫，隨著水溫的升高，水的顏色逐漸變紅。其主要原因是(

)A．細(xì)胞壁在加溫中受到破壞B．水溫升高，花青素的溶解度加大C．加溫使細(xì)胞膜和液泡膜失去了控制物質(zhì)進(jìn)出的作用D．加溫使水中的物質(zhì)發(fā)生了化學(xué)反應(yīng)【答案】C

【解析】只有活細(xì)胞的細(xì)胞膜、液泡膜才能夠控制物質(zhì)的進(jìn)出，而加熱可使細(xì)胞致死。課堂·延伸提分易錯易混：關(guān)于細(xì)胞膜的幾個提醒1．細(xì)胞間信息交流的兩個提醒(1)三種信息交流方式均發(fā)生于細(xì)胞與細(xì)胞之間，而不是細(xì)胞內(nèi)的信息交流。(2)通過激素等“信息分子”傳遞信息和通過細(xì)胞膜接觸傳遞信息都依賴于細(xì)胞膜上的受體蛋白。2．有關(guān)生物膜結(jié)構(gòu)的三點(diǎn)提醒(1)分析實(shí)例體現(xiàn)的特點(diǎn)時，一定要看清要求是體現(xiàn)出“功能特點(diǎn)”還是“結(jié)構(gòu)特點(diǎn)”。(2)只有活細(xì)胞的生物膜才能體現(xiàn)選擇透過性，因此可以利用此原理判斷細(xì)胞的死活。(3)生物膜中的糖類不是全部和蛋白質(zhì)結(jié)合形成糖蛋白，有的和脂質(zhì)結(jié)合形成糖脂，作為細(xì)胞表面的標(biāo)志物質(zhì)，部分參與細(xì)胞間的信息交流。例1下列關(guān)于細(xì)胞膜的功能的敘述，不正確的是(

)A．細(xì)胞間的信息交流，大多與細(xì)胞膜的結(jié)構(gòu)和功能有關(guān)B．細(xì)胞間的信息交流使生物體作為一個整體完成生命活動C．相鄰兩個細(xì)胞的信息交流全靠細(xì)胞間接觸D．細(xì)胞膜能控制物質(zhì)進(jìn)出細(xì)胞，這種功能是相對的錯因分析：一是不了解細(xì)胞間信息交流的三種方式及其適用范圍；二是不了解細(xì)胞膜的結(jié)構(gòu)與細(xì)胞間信息交流的聯(lián)系?！敬鸢浮緾

【解析】細(xì)胞膜的功能包括：將細(xì)胞與外界環(huán)境分隔開；控制物質(zhì)進(jìn)出細(xì)胞；進(jìn)行細(xì)胞間的信息交流。解題技巧：結(jié)構(gòu)模式題的答題方法例2如圖是真核細(xì)胞膜的亞顯微結(jié)構(gòu)模式圖，①～③表示物質(zhì)。下列有關(guān)說法，錯誤的是(

)A．①②③在細(xì)胞膜上大多不是靜止的B．細(xì)胞識別與①有關(guān)C．②在細(xì)胞膜上的分布是不均勻的D．③的單分子層面積等于該細(xì)胞所有膜面積的兩倍審題流程：第一步解讀題干和圖像，提取信息。分析題干和圖像內(nèi)容，概括信息主旨。題干“如圖是真核細(xì)胞膜的亞顯微結(jié)構(gòu)模式圖，①～③表示物質(zhì)。”可根確定①②③應(yīng)該是組成細(xì)胞膜的主要成分，①為糖蛋白，該側(cè)為細(xì)胞膜外側(cè)；②其他蛋白質(zhì)分子，③為磷脂分子(磷脂雙分子層)。第二步對接教材，遷移知識。弄清考查的知識點(diǎn)，對應(yīng)教材中的相關(guān)章節(jié)。根據(jù)題干和圖像，與教材中第3章第1節(jié)“細(xì)胞膜的結(jié)構(gòu)和功能”密切相關(guān)：生物膜的流動鑲嵌模型(1)細(xì)胞膜中的脂質(zhì)除磷脂外，還有一些糖脂和膽固醇。(2)糖脂和糖蛋白都分布于細(xì)胞膜的外表面。(3)脂質(zhì)和蛋白質(zhì)分子并不是均勻分布的，而是呈不對稱性分布。第三步各項(xiàng)擊破，正確解答。逐個選項(xiàng)分析，結(jié)合教材知識判斷正誤?！敬鸢浮緿

【解析】組成細(xì)胞膜的磷脂分子和蛋白質(zhì)分子大都可以運(yùn)動，A正確；細(xì)胞識別與糖蛋白①有關(guān)，B正確；蛋白質(zhì)分子②或鑲或嵌或貫穿磷脂雙分子層，C正確；該圖是細(xì)胞膜的結(jié)構(gòu)模式圖，③的單分子層面積等于該細(xì)胞的細(xì)胞膜面積的兩倍，但細(xì)胞中除細(xì)胞膜外，還有核膜、線粒體膜、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜等，D錯誤，故選D。小練·素養(yǎng)達(dá)成1．下圖是細(xì)胞膜的模式圖，下列有關(guān)說法正確的是(

)A．細(xì)胞膜的基本支架是②B．②的種類和數(shù)量決定了細(xì)胞膜功能的復(fù)雜程度C．具有①的一側(cè)為細(xì)胞膜內(nèi)側(cè)D．不同細(xì)胞膜中③的種類不同【答案】B

【解析】細(xì)胞膜的基本支架是磷脂雙分子層，不是②蛋白質(zhì)，A錯誤；蛋白質(zhì)是生命活動的體現(xiàn)者，細(xì)胞膜功能的復(fù)雜程度與②蛋白質(zhì)的種類和數(shù)量密切相關(guān)，B正確；具有①糖蛋白的一側(cè)為細(xì)胞膜外側(cè)，C錯誤；不同細(xì)胞膜中③磷脂的種類相同，D錯誤。2．下列對細(xì)胞膜成分的敘述，錯誤的是(

)A．細(xì)胞膜的主要成分是蛋白質(zhì)和脂質(zhì)B．細(xì)胞膜中的脂質(zhì)主要是磷脂C．細(xì)胞膜上的糖類很少，所以其作用不重要D．細(xì)胞膜中蛋白質(zhì)的種類和數(shù)量決定細(xì)胞膜功能的復(fù)雜程度【答案】C

【解析】糖類和某些蛋白質(zhì)結(jié)合成糖蛋白，對細(xì)胞間的信息交流具有重要的作用。3．科學(xué)家揭示出電壓控制的鉀通道，這些通道是負(fù)責(zé)K＋進(jìn)出細(xì)胞的看門蛋白質(zhì)，它們在神經(jīng)和肌肉細(xì)胞上的作用，與晶體管在計(jì)算機(jī)中的作用一樣。這一成果從另一側(cè)面證明了細(xì)胞膜具有(

)A．免疫功