内容正文:
第1节 细胞膜的结构和功能
[学习目标] 1.简述细胞膜的功能。 2.体会科学家探索细胞膜结构的过程。 3.简述细胞膜流动镶嵌模型的基本内容。 4.通过分析细胞膜成分和结构的探索历程,掌握科学探究的一般方法。
知识点一 细胞膜的功能
1.将细胞与外界环境分隔开
使细胞成为相对独立的系统,保障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
方式
实例
化学物质(间接交流)
激素随血液将信息传递给靶细胞
直接接触
精子和卵细胞之间的识别和结合
形成通道
高等植物细胞之间的胞间连丝
[概念检测]
(1)细胞膜难以杜绝所有对细胞有害物质的进入,说明其控制物质进出的能力是有限的。(√)
(2)植物细胞之间的胞间连丝具有物质运输的作用。(√)
(3)细胞间的信息交流都依赖于信息分子和受体的识别。(×)
1.鉴别动物细胞是否死亡常用台盼蓝染液。用它染色时,死的动物细胞会被染成蓝色,而活的动物细胞不着色。为什么活细胞不能被染色,而死细胞能被染色?据此推测,细胞膜具有什么功能?
提示: 活细胞的细胞膜可控制物质进出细胞,台盼蓝染液是细胞不需要的物质,不易通过细胞膜,因此活细胞不能被染色,死细胞的细胞膜不能控制物质进出细胞,台盼蓝能通过细胞膜进入细胞,死细胞能被染成蓝色。据此推测:细胞膜具有控制物质进出细胞的功能。
2.如图是细胞间的三种信息交流方式,请据图分析回答下列问题:
(1)图中①②③④的物质或结构的名称分别是什么?
提示: ①信号分子;②受体;③与膜结合的信号分子;④胞间连丝。
(2)植物细胞间的胞间连丝、人体内胰岛素的作用过程、精子和卵细胞之间的识别和结合分别属于上面的哪种方式?
提示: 分别属于图C、图A、图B。
(3)细胞间进行信息交流时往往需要受体,受体的化学本质是什么?受体和信号分子的结合有没有特异性?
提示: 受体是糖蛋白,和信号分子的结合具有特异性。
研究发现,内皮素在皮肤中分布不均,是形成色斑的主要原因。内皮素拮抗剂进入皮肤,可以和色素细胞膜的受体结合,使内皮素失去作用,这为美容研究机构带来了福音。上述材料体现了细胞膜的哪项功能( )
A.细胞膜中的蛋白质含量越高,功能越复杂
B.控制物质进出细胞
C.细胞膜具有信息交流的功能
D.将细胞与外界环境分开
C [根据题干信息“可以和色素细胞膜的受体结合,使内皮素失去作用”可知这体现了细胞膜具有信息交流功能。故选:C。]
下图表示细胞膜的功能模式图。据图分析,下列说法不正确的是( )
A.功能①在生命起源过程中具有重要作用
B.功能②表示进入细胞的物质对细胞都有利
C.胰岛素调控生命活动可用图中③表示
D.相邻的植物细胞可通过功能④进行信息交流
B [功能①表示细胞膜将细胞与外界环境分隔开,在生命起源过程中具有重要作用,将生命物质与外界环境分隔开,产生了原始的细胞,并成为相对独立的系统,A正确;功能②表示物质进出细胞,一般是吸收有利物质,但有些有害物质也能进入细胞,说明细胞膜控制物质进出细胞是相对的,B错误;功能③表示进行细胞间的信息交流,激素通过与靶细胞膜上相应物质识别来调控生命活动,C正确;相邻的植物细胞可通过功能④进行信息交流,D正确。]
对细胞间信息交流的两个认知误区
(1)三种信息交流方式是发生于细胞与细胞之间的,而不是细胞内的信息交流。
(2)细胞间信息交流并非都依赖于细胞膜上的受体蛋白,如通过细胞通道的信息交流方式,而某些通过化学物质传递信息和通过细胞膜接触传递信息都依赖于细胞膜上的受体蛋白。
知识点二 对细胞膜结构的探索
1.对细胞膜成分的探索
(1)对细胞膜成分的早期探索历程
时间(人物)
实验依据
结论或假说
1895年,欧文顿
对植物细胞进行通透性实验,发现可以溶于脂质的物质更容易通过细胞膜
细胞膜是由脂质组成的
部分科学家
对哺乳动物红细胞的细胞膜进行化学分析
细胞膜的脂质有磷脂和胆固醇,其中磷脂含量最多
1925年,荷兰科学家戈特和格伦德尔
将从人的红细胞中提取的脂质铺成单分子层。其面积是红细胞表面积的2倍
细胞膜中的磷脂分子必然排列为连续的两层
1935年,英国学者丹尼利和戴维森
细胞的表面张力明显低于油—水界面的表面张力
细胞膜除含脂质分子外,可能还附有蛋白质
(2)细胞膜的成分
①细胞膜主要由脂质和蛋白质组成,此外,还有少量的糖类。在组成细胞膜的脂质中,磷脂最丰富,此外还有少量的胆固醇。
②蛋白质在细胞膜行使功能方面起重要作用,功能越复杂的细胞膜,蛋白质的种类与数量就越多。
2.对细胞膜结构的探索
时间
实例(实验)
结论(假说)
1959年
电镜下细胞膜呈清晰的暗—亮—暗的三层结构
罗伯特森认为所有的细胞膜都由蛋白质—脂质—蛋白质三层结构构成