1、 第一章第一章 细胞的物质交换细胞的物质交换 第一节第一节 细胞膜的结构与功能细胞膜的结构与功能 目标导航 1.结合细胞膜认识过程的材料，说出细胞膜的成分、结构。2.结合实例分析，简 述细胞膜的功能。 一、细胞膜的结构(阅读 P4546) 1细胞膜结构的认识过程 (1)1895 年，欧瓦顿 实验：脂溶性物质比非脂溶性物质更容易透过细胞膜进入细胞。 结论：膜是由脂质组成的。 (2)1915 年 实验：分离哺乳动物的红细胞膜，进行化学分析。 结果：膜的主要成分是磷脂和蛋白质。 (3)1917 年，朗姆瓦 实验：将磷脂溶于苯和水中，其磷脂分子可排列成单层，其极性头部浸入水中。 结论：细胞膜中的脂质主
2、要是磷脂分子，它具有极性头部。 (4)1925 年，高特和格伦德 实验：磷脂分子排成单层后的面积恰好等于红细胞表面积的两倍。 结论：细胞膜具有磷脂双分子层结构。 (5)1970 年，弗雷和埃迪登 实验：科学家用荧光的染料标记小鼠细胞表面的蛋白质分子。 结论：细胞膜具有流动性。 (6)1972 年，辛格：提出流动镶嵌模型。 2流动镶嵌模型 (1)图中 a 名称：磷脂双分子层 地位：细胞膜的基本骨架 结构特点：具有一定的流动性 2图中 b 名称：蛋白质分子 位置：覆盖、镶嵌或贯穿于磷脂双分子层中 作用：细胞膜功能的主要执行者，作为载体 负责物质运输 特点：大多数蛋白质分子是可以运动的 (3)图中
3、c 名称：糖蛋白 位置：细胞膜的外表面 作用：与细胞识别有关 (4)结构特点：具有一定的流动性 原因：构成细胞膜的磷脂和蛋白质分子大多数是可以运动的。 二、细胞膜的功能(阅读 P4647) 1屏障作用，将细胞与外界环境分隔开。 2控制细胞与外界物质交换的功能。 3信息传递功能。如动物细胞膜表面的糖蛋白具有识别作用，就像细胞与细胞间以及细胞与 大分子物质间互相联络的语言。 判断正误： (1)细胞膜的组成成分为脂质和蛋白质。( ) (2)蛋白质在细胞膜行使功能中起重要作用。( ) (3)细胞膜的主要成分是脂质和蛋白质，此外还含有糖类。( ) (4)磷脂双分子层构成细胞膜的基本骨架，具有流动性。(
4、) (5)生物膜的流动镶嵌模型完美无缺。( ) (6)细胞膜的存在有利于细胞的新陈代谢。( ) (7)细胞膜有物质交换、信息传递的作用。( ) (8)不同细胞的细胞膜的主要组成成分相同。( ) 答案 (1) (2) (3) (4) (5) (6) (7) (8) 一、细胞膜结构的认识过程 实验 脂溶性物质比非脂溶性物质 更容易透过细胞膜进入细胞 红细胞膜包含磷脂和蛋白质 错误错误! ! 人鼠细胞杂交实验 结论 细胞膜由脂质组成 细胞膜的主要成分 是 磷脂和蛋白质 细胞膜具有双层磷 脂 分子，极性头部在外 侧 细胞膜具有一定的 流动性 提出流动镶嵌模型 1磷脂分子是由甘油、脂肪酸和磷酸等组成的，
5、磷酸“头部”是亲水的，脂肪酸“尾部”是 疏水的。请思考以下两个问题： (1)将磷脂放入盛有水的容器中，下列能正确反映其分布的是( ) (2)细胞膜中的磷脂是连续的两层，试分析细胞膜中的两层磷脂分子最可能的排列方式是 ( ) 答案 (1)A (2)A 2在人鼠细胞融合的实验中，如果温度维持在 0，和 37相比，有什么变化？ 答案 两种荧光不能均匀分布，或者需要更长的时间才能分布均匀，因为温度降低了蛋白质 运动的速度。 1下列说法正确的是( ) A欧瓦顿通过化学分析的方法提出了“膜是由脂质组成的” B高特和格伦德证明细胞膜具有双层磷脂分子 C流动镶嵌模型是由辛格和罗伯特森共同提出的 D建立生物膜模
6、型过程中，实验技术的进步起了关键性的推动作用 问题导析 (1)欧瓦顿通过实验提出了“膜是由脂质组成的”。 (2)20 世纪初才经化学分析表明膜的主要成分是磷脂和蛋白质。 (3)流动镶嵌模型由辛格提出。 答案 D 一题多变 判断正误： (1)科学家根据观察的现象和已有的知识提出解释某一生物学问题的假说或模型，用现象和实 验对假说或模型进行检验、修正和补充。( ) (2)一种模型最终能否被普遍接受，取决于它能否与以后的现象和实验结果相吻合，能否很好 地解释相关的现象。( ) (3)随着实验技术的不断创新和改进，对膜的研究更加细致入微，有利于更完善地解释细胞膜 的功能。( ) (4)流动镶嵌模型认为
7、蛋白质分子在膜中的分布是不均匀的。( ) 答案 (1) (2) (3) (4) 二、细胞膜的结构和功能 1细胞膜的流动镶嵌模型 (1)化学成分：主要由脂质和蛋白质组成。 (2)基本骨架： 磷脂双分子层(磷脂分子以疏水性的尾部相对， 亲水性的头部朝向两侧而构成)。 (3)蛋白质在膜上的排列方式：覆盖、镶嵌或贯穿于磷脂双分子层中。 (4)蛋白质的功能 作为载体，负责细胞内外物质运输。 信号转导作用，通过糖蛋白和信号分子结合进行。 特别提醒 (1)通过糖蛋白的位置可判断细胞膜的内侧和外侧。 (2)细胞膜上的脂质主要是磷脂，还有胆固醇和糖脂。 2生物膜的结构特点具有一定的流动性 (1)结构基础：构成膜
8、的磷脂分子和大多数蛋白质分子是可以运动的。 (2)实例证明：质壁分离与复原、变形虫运动、内吞和外排、白细胞吞噬细菌等。 (3)生理意义：物质运输、细胞识别、细胞融合、细胞膜表面受体功能调节等均与之相关。 3细胞膜的组成、结构、功能关系图解 1糖蛋白分布在细胞膜的哪一侧，有什么作用？ 答案 外侧。细胞识别、信息传递等。 2通过细胞膜排出的物质都是废物吗？ 答案 并非都是废物，如抗体、激素等。 2下列选项中不符合生物膜流动镶嵌模型观点的是( ) A磷脂双分子层是轻油般的流体，具有流动性 B糖蛋白有识别和信息传递作用 C嵌入磷脂双分子层的蛋白质大多能运动 D膜中的磷脂和蛋白质之间没有联系，所以才具有
9、流动性 问题导析 (1)膜中的磷脂分子和蛋白质分子大多数都不是静止的，都能发生一定的运动。 (2)糖蛋白有识别和信息传递的作用。 (3)生物膜是一个整体， 组成它的各种分子相互作用， 密切联系才维持了生物膜结构的整体性。 答案 D 一题多变 如图是细胞膜的亚显微结构模式图，据图判断对错。 (1)的组成单位是氨基酸。( ) (2)和全部都能运动。( ) (3)构成了细胞膜的基本骨架。( ) (4)物质进出细胞只与有关，与无关。( ) (5)细胞膜为细胞的生命活动提供相对稳定的内部环境。( ) (6)细胞膜的另一侧也应具有结构。( ) (7)与细胞信号传导有关。( ) 答案 (1) (2) (3)
10、 (4) (5) (6) (7) 1.人的红细胞没有细胞内膜，在溶血后，只剩下一层细胞膜外壳，称为血影。如果将血影中 的磷脂抽提出来，在水面上铺展开，并用板条将其推挤到一块，则测得的脂类面积约是红细 胞表面积的( ) A.1 2倍 B1 倍 C2 倍 D4 倍 答案 C 解析 细胞膜中的磷脂排列成双层，铺开后变为单层，其面积应为细胞表面积的 2 倍。 2.细胞膜完成各项生理功能极为重要的结构特点是( ) A磷脂排成双分子层 B两侧膜物质分子排列不对称 C蛋白质分子覆盖、镶嵌于磷脂双分子层中 D膜物质分子的运动使其具有一定的流动性 答案 D 解析 细胞膜的结构基础是磷脂双分子层和蛋白质分子，无论
11、磷脂分子还是蛋白质分子大都 是可以运动的，这样细胞膜就具有一定的流动性，与其完成各项生理功能相适应。 3.下列选项不属于细胞膜的生理功能的是( ) A保护性屏障 B控制物质进出细胞 C信息的接收和传递 D能量的储存和释放 答案 D 解析 细胞膜将细胞与外界环境分隔开，保障了细胞内部环境的相对稳定，起到了保护性屏 障的作用；能控制物质进出细胞；进行细胞间的信息交流；能量的储存和释放不属于细胞膜 的功能。 4.细胞膜上与细胞的识别、免疫、信息传递有着密切关系的化学物质是( ) A磷脂 B脂肪 C核酸 D蛋白质 答案 D 解析 细胞膜主要由脂质和蛋白质组成，其中蛋白质的种类很多，有的是运输物质的载体
12、， 有的是识别作用的糖蛋白，有的是接受信号的受体，有的是具有识别抗原的蛋白质，所以蛋 白质与细胞识别、免疫、信息传递有着密切关系。 5.用不同荧光染料标记的抗体，分别与小鼠和人细胞膜上的一种抗原相结合，使它们分别产 生绿色和红色荧光。将这两种细胞融合成一个细胞时，开始时一半呈绿色，另一半呈红色， 但在 37水浴中保温 40min 后，融合细胞上两种颜色的荧光点呈均匀分布，如图所示，请据 图回答问题。 (1)这个实验说明了细胞膜具有_性，这种特点是由于_。 (2)细胞在完成上述生理活动中还需要_(细胞器)为其提供能量。 (3)细胞外的物质不能随便进入细胞，细胞内的物质也不能随便从内部出去，这体现了细胞膜 的_作用。尽管如此，有机磷农药仍然可以迅速进入细胞内使人体中毒，其原因是 _。 答案 (1)一定的流动 组成细胞膜的磷脂分子和蛋白质分子大都是可以运动的 (2)线粒体 (3)屏障 有机磷农药属于脂溶性物质，容易透过细胞膜