資源簡介

3.1細胞膜的結構和功能學案
【學習目標】
1.概述細胞膜的主要功能。
2.分析細胞膜結構的探索過程，領悟科學的過程和方法。
3.了解流動鑲嵌模型的基本內容。
【學習重難點】
1．舉例說出細胞膜的功能。
2．說出細胞膜的化學組成。
3．了解細胞膜結構的探究歷程和方法。
4．簡述細胞膜的流動鑲嵌模型的內容。
【預習新知】
細胞膜的功能
1.細胞膜的功能
（1）__________________________，保障__________________________。
（2）__________________________。一般來說，細胞____________可以從外界進入細胞；細胞______________不容易進入細胞。
（3）__________________________ 。
2.細胞間的信息交流的方式：
(1)圖A表示通過細胞分泌的化學物質，隨①________到達全身各處，與靶細胞表面的②________結合，將信息傳遞給靶細胞。
(2)圖B表示通過相鄰兩細胞的____________，使信息從一個細胞傳遞給另一個細胞，圖中③表示______________________，請舉出圖B所示信息交流方式的一個實例：
________________________________________________________________________。
(3)圖C表示相鄰兩植物細胞之間形成__________，攜帶信息的物質從一個細胞傳遞給另一個細胞，圖中④表示________。
(4)在多細胞生物體內，各個細胞之間都維持功能的協調，才能使生物體健康地生存。這種協調性的實現不僅依賴于物質交換和能量的轉化，也依賴于信息的交流，這種交流大多與________________有關。
對細胞膜結構的探索
1．靜態結構模型的提出
(1)時間：1959年。
(2)科學家：羅伯特森。
(3)依據：電鏡下看到了細胞膜清晰的暗—亮—暗的三層結構。
(4)模型假說：所有的細胞膜都由蛋白質—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。
(5)模型缺點：細胞膜為靜態的統一結構，細胞膜功能將難以實現，無法解釋細胞的生長、變形蟲的變形運動。,
2.新技術帶來新模型
(1)人—鼠細胞融合實驗
(2)動態結構模型的提出
時間 1972年
科學家 辛格和尼科爾森
模型名稱 流動鑲嵌模型
流動鑲嵌模型的基本內容
1.流動鑲嵌模型認為，細胞膜主要是由 構成的。 （1）磷脂： 是膜的 。
（2）蛋白質：
有的 。
有的 。
有的 。
這些蛋白質分子在 等方面具有重要作用。
（3）糖類（糖被）：
糖類和蛋白質結合形成 。
糖類和脂質結合形成 。
糖蛋白的功能：與識別，潤滑，保護，粘著性，信息傳遞等有關。
細胞膜的特點（結構特點）：
細胞膜不是 的。而是具有 。主要表現為構成膜的磷脂分子可以 。膜中的 大多也能運動。細胞膜的流動性對于細胞完成 等功能都是非常重要的。
【易錯提示】
1．細胞膜的結構特點——具有一定的流動性
(1)結構基礎：構成膜的磷脂分子和大多數蛋白質分子是可以運動的。
(2)實例：質壁分離與復原、變形蟲的變形運動、胞吞和胞吐、白細胞的吞噬作用等。
(3)生理意義：對于細胞完成物質運輸、生長、分裂、運動等功能非常重要。
(4)影響因素：膜的流動性受溫度影響，在一定溫度范圍內，隨溫度升高，膜的流動性加快；但溫度高出一定范圍，則會導致膜結構被破壞。
2．細胞膜的功能特點——選擇透過性
(1)具體表現：水分子可以自由通過，細胞需要的離子和小分子可以通過，而其他的離子、小分子和大分子不能通過。
(2)實例證明：植物根對礦質元素的選擇性吸收、小腸對營養物質的吸收、腎小管的重吸收作用等。
(3)結構基礎：細胞膜上具有專一性的蛋白質。
(4)生理意義：控制物質進出。
【鞏固訓練】
1.科學家們對細胞膜成分和結構的探索經歷了漫長的歷程，下列結論或假說錯誤的是( )
A.歐文頓通過對膜成分的提取和化學分析，提出膜是由脂質組成的
B.提取人紅細胞的脂質鋪展成單分子層是其表面積的2倍，說明細胞膜中的磷脂分子排列為連續的兩層
C.通過發現細胞表面張力明顯低于油—水界面的表面張力，推測細胞膜中還附有蛋白質
D.羅伯特森在電鏡下看到細胞膜是清晰的暗—亮—暗結構，認為細胞膜由蛋白質—脂質—蛋白質三層結構構成
2.如圖是細胞膜功能的漫畫，該圖不能體現的是( )
A. 細胞需要的營養物質可以從外界進入細胞
B. 激素等物質在細胞內合成后分泌到細胞外
C. 細胞膜能進行細胞間的信息交流
D. 病毒等有害物質不易進入細胞
3.下圖表示多細胞生物體內不同細胞間的關系，圖中甲、乙、丙、丁表示四種不同的分子，下列與圖示信息相關的分析，正確的是( )
A. 甲肯定是細胞需要的物質，而乙肯定是細胞不需要的物質
B. 精子和卵細胞的識別和結合是通過丙和丁結合的方式實現的
C. 多細胞生物體細胞間功能的協調只需圖示信息交流方式就可實現
D. 甲、乙、丙進出細胞的情況可以說明細胞膜可控制物質進出細胞
4.在人-鼠細胞融合實驗基礎上，有人做了補充實驗：用藥物抑制細胞能量轉換和蛋白質合成途徑，對膜蛋白運動沒有影響。但是當降低溫度時，膜蛋白的擴散速率降低至原來的1/20～1/10。下列有關細胞膜的推測，不正確的是( )
A.膜蛋白的合成不影響其運動 B.膜蛋白的運動不需要消耗ATP的能量
C.溫度不影響磷脂分子的運動 D.膜蛋白的擴散與磷脂分子運動相關
5.多細胞生物的各細胞之間必須進行物質、能量的交換、信息交流，才能使生物體健康地生存。如圖表示細胞間信息交流的三種基本方式，下列敘述錯誤的是( )
A.圖甲的A所表示的激素可以是胰島素
B.圖乙可以表示精子和卵細胞之間的識別和結合
C.生物體內靶細胞接受信號分子的受體均在細胞膜上
D.圖丙中植物細胞之間可依靠胞間連絲進行信息交流
6.下圖為細胞膜的流動鑲嵌模型示意圖，有關敘述正確的是( )
A.a指磷脂分子的尾部，具有親水性 B.c指磷脂分子的頭部，具有親脂性
C.a、b和d都具有分子運動性 D.e在細胞膜的內外側均有分布
參考答案
1.答案：A
解析：A、歐文頓發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，根據相似相溶原理他提出：膜是由脂質組成的，可見歐文頓沒有對膜成分進行提取和化學分析，A錯誤；
B、哺乳動物成熟的紅細胞中只有細胞膜這一種膜結構，因此，根據提取人的紅細胞的脂質鋪展成的單分子層的面積是該紅細胞表面積的2倍，推測細胞膜中的磷脂分子排列為連續的兩層，B正確；
C、通過發現細胞表面張力明顯低于油-水界面的張力，同時發現油滴如果吸附蛋白質成分則表面張力會降低，因此推測細胞膜可能還附有蛋白質，C正確；
D、羅伯特森在電鏡下觀察到細胞膜呈清晰的暗—亮—暗三層結構，據此推測細胞膜是由蛋白質—脂質—蛋白質三層結構構成，D正確。
故選A。
2.答案：C
解析：
3.答案：D
解析：A、據圖分析可知，甲物質進入了細胞，乙物質未能進入細胞，但細胞控制物質進出的能力是有限，不一定能進入細胞都是需要的，A錯誤；
B、精子和卵細胞的識別是通過細胞膜的直接接觸和糖蛋白進行細胞間的信息交流和識別，B錯誤；
C、多細胞生物體細胞間功能的協調除了以上的方式，還有細胞間的直接接觸和形成通道相互交流等方式，C錯誤；
D、甲、乙、丙進出細胞的情況，即甲能進入細胞，乙不能，丙可以出細胞，細胞選擇性吸收某些物質，說明細胞膜可控制物質進出細胞，D正確。
故選D。
4.答案：C
解析：A、“用藥物抑制細胞能量轉換、蛋白質合成等代謝途徑，對膜蛋白質的運動沒有影響”，說明膜蛋白的數量不影響其運動，A正確;B、“用藥物抑制細胞能量轉換、蛋白質合成等代謝途徑，對膜蛋白質的運動沒有影響”，說明膜蛋白的運動不需細胞消耗能量，B正確;C、由題干知降低溫度后膜蛋白擴散速率發生變化，說明溫度會影響磷脂分子的運動，C錯誤;D、蛋白質分子有的鑲嵌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，有的橫跨整個磷脂雙分子層，因此膜蛋白的擴散與磷脂分子運動相關，D正確。
5.答案：C
解析：A、圖甲的A所表示的激素可以是胰島素，其靶細胞的受體位于細胞膜上，A正確;
B、圖乙能表示精子和卵細胞之間的識別和結合，為細胞間進行信息的直接交流，B正確;
C、生物體內靶細胞的受體不都在細胞膜上，有些信號分子的受體位于細胞內，C錯誤;
D、相鄰細胞間可形成通道，通過通道進行信息交流。如果圖丙中植細胞之間依靠專門的通道胞間連絲進行信息交流，D正確。
6.答案：C
解析：A、a指磷脂分子的尾部，具有疏水性，A錯誤;B、c指磷脂分子的頭部，具有親水性，B錯誤;C、b和d都表示蛋白質，磷脂分子和蛋白質分子都具有分子運動性，C正確;D、e表示糖蛋白，碳糖蛋白分布在細胞膜的外表面，D錯誤。

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