資源簡介

3.1細胞膜的結構和功能學案
【學習目標】
1.簡述細胞膜功能,解釋細胞膜在維持細胞結構和功能中的重要作用。
2.認同細胞膜作為系統的邊界,及對于細胞這個生命系統的重要意義。
3.簡述生物膜的成分和結構。
4.探討建立生物膜模型的過程如何體現結構與功能相適應的觀點。
【學習重難點】
1．細胞膜的成分和功能。
2．流動鑲嵌模型的基本內容
3．探討建立生物膜模型的過程如何體現結構與功能相適應的觀點。
【預習新知】
細胞膜的功能
1．將細胞與外界環境分隔開
細胞膜將生命物質與外界環境分隔開，使細胞成為相對獨立的系統，保障了細胞內部環境的相對穩定。
2．控制物質進出細胞
3．進行細胞間的信息交流
(1)通過化學物質交流，如激素的作用。
(2)通過細胞膜相互接觸交流，如精子和卵細胞之間的識別和結合。
(3)通過通道交流，如高等植物細胞的胞間連絲。
對細胞膜結構的探索
1．提出暗—亮—暗的三層結構
(1)科學家：羅伯特森。
(2)模型假說：
①所有的細胞膜都由蛋白質—脂質—蛋白質三層結構構成。
②把細胞膜描述為靜態的統一結構。
2．對靜態結構提出質疑：20世紀60年代以后，科學家對細胞膜是靜態的觀點提出質疑。
3．1970年熒光標記細胞膜實驗
4．科學方法——提出假說
科學家首先根據已有的知識和信息提出解釋某一生物學問題的一種假說，再用進一步的觀察與實驗對已建立的假說進行修正和補充。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驗結果相吻合。
流動鑲嵌模型的基本內容
1．發現者：辛格和尼科爾森。
2．流動鑲嵌模型的基本內容
(1)化學組成：主要是磷脂分子和蛋白質分子。
(2)兩種物質組成細胞膜的方式如圖，據圖填寫表格
名稱 分布 特點
a 磷脂雙分子層 膜的基本支架 具有流動性
b 蛋白質分子 ①鑲在磷脂雙分子層表面 ②部分或全部嵌入磷脂雙分子層中 ③貫穿于整個磷脂雙分子層 大多數是可以運動的
c 糖被 細胞膜的外表面 保護、潤滑和細胞識別等
3．細胞膜的結構特點：流動性。
4．細胞膜的功能特性：選擇透過性。
【易錯提示】
（1）19世紀末，歐文頓通過對紅細胞膜化學成分的分析得出細胞膜的成分是脂質和蛋白質（ ）
（2）提取雞紅細胞的脂質在空氣-水界面上鋪成單層，測得單層分子的面積是其紅細胞膜面積的兩倍（ ）
（3）磷脂分子由親水“頭”部和疏水“尾”部構成，含C、H、O、N、P五種元素（ ）
（4）科學家羅伯特森用光學顯微鏡觀察到了細胞膜暗一亮-暗的三層結構（ ）
（5）功能越復雜的細胞膜上磷脂含量就越高（ ）
答案：（1）×（2）×（3）√（4）×（5）×
【鞏固訓練】
1.如圖表示細胞間信息交流的三種方式，敘述不正確的是( )
A.精子和卵細胞受精時要發生圖B所示的信息交流方式
B.圖C中植物細胞依靠胞間連絲交流信息
C.圖A、圖B、圖C中靶細胞表面上的受體與信號分子結合，從而接受信息
D.胰島素調節血糖的過程中，信息交流方式與圖A所示相同
2.下列有關細胞膜的敘述，正確的是( )
A.細胞膜是細胞的邊界，也是細胞最外層的結構
B.組成細胞膜的磷脂分子和大多數蛋白質分子是運動的
C.細胞間的信息交流一定是在細胞膜的參與下完成的
D.原核生物細胞膜上沒有蛋白質
3.細胞膜像海關或邊防檢查站，對進出細胞的物質進行嚴格的“檢查”。細胞需要的營養物質可以從外界進入細胞，一般細胞不需要或者對細胞有害的物質不容易進入細胞。這些事實體現的細胞膜的功能是( )
A.具有一定的流動性 B.控制物質進出細胞
C.進行細胞間的信息交流 D.將細胞與外界環境分隔開
4.人類對生物膜結構的探索經歷了漫長的歷程,下列結論(假說)錯誤的是( )
A.脂溶性物質更易通過細胞膜說明細胞膜是由脂質組成的
B.提取哺乳動物成熟紅細胞的脂質鋪展成的單分子層的面積是紅細胞表面積的2倍,說明細胞膜中的脂質分子排列為連續的兩層
C.電鏡下細胞膜呈清晰的暗—亮—暗三層結構,羅伯特森認為生物膜由脂質—蛋白質—脂質三層結構構成
D.人—鼠細胞融合實驗證明細胞膜具有流動性
5.下列對細胞膜的敘述，錯誤的是( )
A.哺乳動物紅細胞的細胞膜在光學顯微鏡下清晰可見
B.細胞膜與細胞間信息交流有關
C.不同細胞膜上的蛋白質種類和數量不同
D.主要由蛋白質、脂質和少量糖類組成
6.脂質錨定膜蛋白與內在蛋白、外周蛋白并列為細胞膜上三大類蛋白，脂質錨定蛋白分布于細胞膜外表面，內在蛋白部分或全部嵌入細胞膜內，外周蛋白與膜內、外表面弱結合。下列關于三大類蛋白的敘述錯誤的是( )
A.內在蛋白可能存在大量疏水性基團
B.外周蛋白可能與膜上磷脂頭部結合
C.合成蛋白質都需要核糖體參與
D.只有脂質錨定蛋白需內質網、高爾基體加工
7.人體白細胞能進行變形運動，穿出毛細血管壁，吞噬侵入人體的病菌，這個過程的完成依靠細胞膜的( )
A.選擇透過性 B.保護作用 C.流動性 D.擴散
8.細胞膜是細胞這一生命系統的邊界。下列關于細胞膜的敘述，錯誤的是( )
A.細胞膜控制物質進出細胞的作用是相對的
B.細胞膜將細胞與外界環境分隔開
C.膜蛋白在細胞膜兩側是均勻分布的
D.細胞膜外表面的糖類可與脂質結合成糖脂
9.1972年桑格和尼克森提出的流動鑲嵌模型普遍為人們所接受，它能很好地解釋生物膜的動態功能，如圖是細胞膜的模式圖，以下有關說法正確的是( )
A.物質進出細胞與②有關，與②無關
B.生物膜上的②不能運動，③可以自由移動
C.生物膜上的①可以具有識別、保護等作用
D.制作的生物膜流動鑲嵌模型和DNA雙螺旋結構模型都是概念模型
10.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
參考答案
1.答案：C
解析：A、圖B表示直接接觸方式，精子和卵細胞受精時要發生圖B所示的信息交流方式，A正確；B、圖C表示高等植物細胞之間通過胞間連絲相互連接，有信息交流的作用，B正確；C、圖A表示間接接觸方式，圖B表示直接接觸方式，兩圖中靶細胞表面上的受體與信號分子結合，從而接受信息，但C是胞間連絲傳遞信息，通過通道傳遞信息，C錯誤；D、胰島素調節血糖的過程中，胰島B細胞分泌胰島素，胰島素通過血液運輸作用于靶細胞，其信息交流方式與圖A所示相同，D正確。故選C。
2.答案：B
解析：A、細胞膜是細胞的邊界，對植物細胞來說細胞壁是細胞最外層的結構，A錯誤;B、組成細胞膜的主要成分是脂質和蛋白質，磷脂分子和大多數蛋白質分子是運動的，B正確;C、植物細胞通過胞間連絲進行信息交流不需要細胞膜的參與，C錯誤;D、原核生物細胞膜上有蛋白質，D錯誤。
3.答案：B
解析：細胞膜像海關或邊防檢查站,對進出細胞的物質進行嚴格的“檢查”。一般來說,細胞需要的營養物質可以從外界進入細胞;細胞不需要的物質不容易進入細胞,這體現了細胞膜具有控制物質進出細胞的功能,B正確。
4.答案：C
解析：A.根據相似相溶的原理，脂溶性物質更易通過細胞膜，說明細胞膜是由脂質組成的，A正確；
B、哺乳動物成熟紅細胞的膜結構中只有一層細胞膜，無其它細胞器膜和核膜，脂質鋪展成的單分子層的面積是紅細胞表面積的2倍，說明細胞膜中的脂質分子排列為連續的兩層，B正確；
C、電鏡下細胞膜呈清晰的暗—亮—暗三層結構，羅伯特森認為所有的生物膜由蛋白質—脂質—蛋白質三層結構構成，C錯誤；
D、科學家用綠色和紅色熒光染料標記小鼠和人細胞表面的蛋白質，并使之融合，發現兩種顏色的熒光均勻分布，再根據這一實驗及其他相關實驗表明細胞膜具有流動性，故人—鼠細胞融合實驗以及相關的其他實驗證據表明，細胞膜具有流動性，D正確。
故選C。
5.答案：A
解析：A、細胞膜屬于亞顯微結構，在光學顯微鏡下看不清，需要用電子顯微鏡觀察，A錯誤；
B、細胞膜的功能之一就是進行細胞間的信息交流，B正確；
C、不同細胞膜的功能有所不同，是因為細胞膜上的蛋白質種類和數量不同，功能越復雜的蛋白質種類和數量越多，C正確；
D、細胞膜主要由蛋白質、脂質(主要為磷脂)和少量的糖類組成，D正確。
故選A。
6.答案：D
解析：A、內在蛋白部分或全部嵌入細胞膜內，磷脂雙分子層內部是疏水的，因此內在蛋白可能存在大量疏水性基團，A正確;B、外周蛋白與膜內、外表面弱結合，由此推測外周蛋白可與磷脂分子頭部結合，B正確;C、核糖體是生產蛋白質的機器，合成膜上三類蛋白都需要核糖體參與，C正確;D、細胞膜上三類蛋白都需內質網、高爾基體加工，D錯誤。
7.答案：C
解析：人體白細胞能進行變形運動，穿出毛細血管壁，并以胞吞的形式吞噬侵入人體的病菌，這些過程均依賴于細胞膜的流動性，但不涉及物質的穿膜運輸，與細胞膜的選擇透過性無關。
故答案為：C。
8.答案：C
解析：A、一般來說，細胞膜控制物質進出的能力有限，細胞需要的營養物質可以從外界進入細胞，細胞不需要的物質不容易進入細胞，但仍會有一些對細胞有害的物質可能進入細胞，A正確;B、細胞膜的功能之一是將細胞與外界環境分隔開，B正確;C、膜蛋白在細胞膜兩側并不是均勻分布的，與細胞膜的功能有關，C錯誤;D、細胞膜的外表面還有糖類分子，它和蛋白質分子結合形成的糖蛋白，或與脂質結合形成的糖脂，D正確。
9.答案：C
解析：A、蛋白質的種類和數量與細胞膜的功能的復雜程度有關，磷脂分子具有屏障的作用，物質進出細胞與②(蛋白質)和③(磷脂)均有關系，A錯誤;
B、生物膜上的②(蛋白質)也是能運動的，③為磷脂雙分子層，構成了生物膜的基本支架，B錯誤;
C、生物膜上的①為糖蛋白，組成糖被覆蓋在細胞膜的外側，具有識別、保護和潤滑等作用，C正確;
D、制作的生物膜流動鑲嵌模型和 DNA雙螺旋結構模型都是物理模型，D錯誤;
10.答案：C
解析：

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