第08讲 细胞膜的功能及细胞膜的探究历程-【暑假自学课】2023年新高一生物暑假精品课（人教版2019必修1）

第08讲 细胞膜的功能及细胞膜的探索历程 【学习目标】 1.通过类比，说明细胞膜是系统的边界。 2.通过实例了解细胞膜的主要功能，了解细胞膜出现的必要意义。 3.分析对细胞膜成分的探索历程，提升科学思维能力。 【问题思考】 1.鉴别动物细胞死亡常用台盼蓝染液。用它染色时，死细胞全被染成蓝色，而或细胞不会着色。思考下面的问题： ①为什么活细胞不能被染色，而死细胞能被染色？ ②据此推理，细胞膜作为细胞的边界，应该具有什么功能？ 【提前预习】 一、细胞膜的功能 1.将细胞与环境分隔开 ①台盼蓝染色法是一种简便、快速区分活细胞和死细胞的方法。其原理是：正常的活细胞，细胞膜结构完整，能够排斥台盼蓝，使之不能够进入细胞内；而丧失活性或细胞膜不完整的细胞，细胞膜的通透性增加，可被台盼蓝染成蓝色。 ②用显微注射器将伊红注入变形虫，伊红会很快扩散到整个细胞，但伊红却不能逸出细胞。 ③把新鲜的红色玫瑰花瓣放入清水中清洗，清水不会变红；把新鲜的红色玫瑰花瓣放入清水中加热破坏玫瑰花瓣细胞的细胞膜后，水会变红色。 以上事实说明细胞膜的功能之一是 2.控制物质进出细胞 实验1. 实验2. 哺乳动物成熟的红细胞呈两面凹的圆饼形。把猪正常的红细胞置入清水中，红细胞吸水变为圆球形，进一步吸水导致红细胞开始破裂，血红蛋白逸出。如下图： （1）上述实验说明： （2）细胞膜控制物质进出细胞是相对的。一般来说，细胞需要的营养物质可以从外界进入细胞；细胞不需要的物质不容易进入细胞。可以表示为： 3.进行细胞间信息交流 多细胞生物体内，各个细胞功能的协调依赖于物质和能量的交换，也有赖于信息的交流。 图例 信息交流方式 示例 [a]内分泌细胞分泌的[c]激素随血液到达全身各处，与[b]靶细胞膜表面的[d]受体结合，将信息传递给[b]靶细胞。 胰岛细胞分泌胰岛素，随血液运输到肝脏细胞，与肝脏细胞膜上的胰岛素受体结合，将信息传递给肝细胞。 相邻两个细胞的细胞膜接触，信息（[f]信号分子）从一个细胞（[e]发出信号的细胞）传递给另一个细胞。 精子和卵细胞之间的识别与结合。 相邻两个细胞之间形成通道，携带信息的物质通过通道进入另一个细胞。 高等植物细胞之间通过胞间连丝相互连接，进行信息交流。 二、对细胞膜成分的探索 1.欧文顿实验 1895 年，欧文顿实验发现细胞膜对不同物质的通透性不一样：溶于脂质的物质，容易穿过细胞膜；不溶于脂质的物质，不容易穿过细胞膜。据此推测：细胞膜是由脂质组成的。 （2）戈特和格伦德尔实验 1925年，戈特和格伦德尔用丙酮从人的红细胞中提取脂质，在空气—水界面上铺展成单分子层，测得单层分子的面积恰为红细胞表面积的2倍。他们由此推断：细胞膜中的磷脂分子必然排列为连续的两层。 （3）丹尼利和戴维森实验 1935年，丹尼利和戴维森他们发现细胞的表面张力明显低于油—水界面的表面张力。因此推测细胞膜除含脂质分子外，可能还附有蛋白质。 三、对细胞膜结构的探索 1.细胞膜的双分子片层模型 1935年，丹尼利和戴维森他们发现细胞的表面张力明显低于油—水界面的表面张力。因此推测细胞膜除含脂质分子外，可能还附有蛋白质。此模型认为：细胞膜是由双层脂质分子和蛋白质构成的。 2.细胞膜静态结构模型 1959年,罗伯特森在电镜下看到了细胞膜的“暗一亮一暗”的三层结构,提出了所有的细胞膜都由“蛋白质一脂质一蛋白质”三层结构构成。细胞膜静态结构模型不能解释细胞膜的复杂功能，就连细胞的生长，变形虫的变形运动都难以解释。 3.细胞膜的流动镶嵌模型 细胞膜的基本支架是磷脂双分子层。蛋白质分子以不同方式镶嵌在其中，有的镶在磷脂双分子层表面，有的部分或全部嵌入磷脂双分子层中，有的贯穿于整个磷脂双分子层。细胞膜不是静止不动的，而是具有流动性，主要表现为构成膜的磷脂分子可以侧向自由移动，膜中的蛋白质大多也能运动。 三、细胞膜的流动性实验 1970年，科学家用发绿色荧光的染料和发红色荧光的染料分别标记小鼠细胞和人细胞表面的蛋白质分子，将小鼠细胞和人细胞融合。这两种细胞刚融合时，融合细胞的一半发绿色荧光，另一半发红色荧光。在37℃下经过40 min,两种颜色的荧光均匀分布。这一实验以及相关的其他实验证据表明，细胞膜具有流动性。 【预习检测】 一、单选题 1．（2021秋·高一课时练习）红心火龙果不仅甜度高，而且含具有解毒作用的黏胶状植物性蛋白，对人体有保健功效。下列有关叙述错误的是（    ） A．黏胶状植物性蛋白在核糖体中合成 B．切开时流出的红色果浆与液泡中的色素有关 C．红心火龙果甜度高与果肉细胞内中心体合成的糖类有关 D．丰富的膳食纤维主要来自细胞壁 2．（2022秋·高一课时练习）红萝卜细胞的液泡中含有紫红色的花青素。将