内容正文:
第1节 细胞膜的结构和功能
课标要求
素养要求
等级水平
1.概述细胞膜的功能。
2.简述细胞膜的流动镶嵌模型的内容。
3.阐明质膜具有选择透过性。
1.生命观念:从系统与环境的关系的角度,阐释细胞膜作为系统的边界所具有的功能。
2.生命观念:分析细胞膜组成成分与结构的关系,说明细胞膜结构的物质基础,概述流动镶嵌模型的主要内容。
3.科学思维:分析对细胞膜成分与结构的探索历程,认同科学理论的形成是一个科学精神、科学思维和技术手段结合下不断修正与完善的过程。
水平一
水平二
水平四
知识点一 细胞膜的功能
1.将细胞与外界环境分隔开
(1)是生命起源过程中的重要阶段。
(2)保障了细胞内部环境的相对稳定。
2.控制物质进出细胞
3.进行细胞间的信息交流
(1)通过化学物质交流,如:激素的作用。
(2)通过细胞膜相互接触交流,如:精子和卵细胞之间的识别和结合。
(3)通过通道交流,如:高等植物细胞的胞间连丝。
1.生长在水底淤泥中的莲藕“出淤泥而不染”,它能从水和淤泥中吸收所需的营养物质,并排出代谢废物,而莲藕不需要的物质却不会轻易进入莲藕细胞。莲藕“出淤泥而不染”的事例说明细胞膜具有什么功能?这种功能的具体体现是什么?
答案 控制物质进出细胞的功能。主要体现在对营养物质的吸收及有害废物的排出,以及防止病菌、病毒的侵入等方面。
2.有些病毒和病菌也能进入细胞,使生物体患病。这说明了什么?
答案 说明细胞膜控制作用的相对性。
3.植物细胞“系统的边界”是细胞膜而不是细胞壁的原因是什么?
答案 植物细胞最外层是细胞壁,其主要成分是纤维素和果胶,细胞壁不具有生命活性,是全透性的,故不能作为植物细胞“系统的边界”。
4.植物传粉后,同种和不同种的花粉都会落到雌蕊的柱头上,同种的花粉能萌发,异种的花粉不能萌发。雌蕊和花粉是通过什么相识别的?这体现了该结构的什么功能?
答案 通过细胞膜相识别,体现了细胞膜进行细胞间信息交流的功能。
【归纳总结】
1.细胞膜的功能图解
2.细胞间信息交流的三种方式
(1)一些细胞如分泌细胞分泌一些物质如激素,通过血液的传递运送到作用部位的细胞(靶细胞),被靶细胞的细胞膜上的受体(成分为糖蛋白)识别,引起靶细胞的生理反应(图示如下)。
(2)相邻两个细胞的细胞膜直接接触,通过糖蛋白识别,将信息从一个细胞传递给另一个细胞(图示如下)。
(3)植物细胞间的识别主要是通过植物细胞间的胞间连丝来实现的(图示如下)。
1.(2017·全国卷Ⅱ)细胞间信息交流的方式有多种。在哺乳动物卵巢细胞分泌的雌激素作用于乳腺细胞的过程中,以及精子进入卵细胞的过程中,细胞间信息交流的实现分别依赖于
A.血液运输,信号分子
B.信号分子,信号分子
C.信号分子,胞间连丝传递
D.血液运输,细胞膜直接接触
解析 哺乳动物卵巢分泌的雌激素通过血液循环作用于乳腺细胞,精子在输卵管内与卵细胞结合,进入卵细胞内完成受精作用,是直接接触。
答案 D
2.细胞之间通过信息交流,保证细胞间功能的协调,关于细胞间信息交流的说法错误的是
A.B细胞与乙细胞上受体化学本质都是蛋白质
B.图2可以表示精子与卵细胞的识别
C.细胞膜上的受体是细胞间信息交流必不可少的结构
D.激素随血液运输到全身各处,与靶细胞的细胞膜表面的受体结合,将信息传递给靶细胞
解析 受体的本质是糖蛋白,A正确;精子与卵细胞的相互识别是通过细胞间的直接接触完成的,可以用图2表示,B正确;信息分子的受体有的存在于细胞膜,有的不位于细胞膜上,例如性激素的受体在细胞内,C错误;激素随血液运输到全身各处,与靶细胞的细胞膜表面的受体结合,将信息传递给靶细胞,D正确。
答案 C
知识点二 细胞膜的成分和结构模型
1.对细胞膜成分的探索
时间
科学家或实验
结论
19世纪末
欧文顿
膜是由脂质组成的
20世纪初
膜的分离实验
膜的脂质有磷脂和胆固醇,磷脂头部亲水,尾部疏水
1925年
戈特和格伦德尔:脂质的提取实验
细胞膜中的脂质分子必然排列为连续的两层
1935年
丹尼利和戴维森:细胞膜的张力
细胞膜除含有脂质分子外,可能还附有蛋白质
2.细胞膜的成分
(2)成分与功能的关系:功能越复杂的细胞膜,蛋白质的种类和数量越多。
【提醒】 细胞膜成分中的脂质主要是磷脂,除此之外还有胆固醇。
3.对细胞膜结构的探索历程
时间
科学家或实验
结论
1959年
罗伯特森
所有的生物膜都由蛋白质-脂质-蛋白质三层结构构成
1970年
荧光标记的小鼠细胞和人细胞融合实验
细胞膜具有流动性
1972年
辛格和尼克尔森
生物膜的流动镶嵌模型
4.科学方法——提出假说
(1)首先根据已有的知识和信息提出解释某一生物学问题的一种假说。
(2)再进一步的观察与实