内容正文:
第二节 细胞——生命活动的基本单位
知识点(一) 细胞质膜的成分和结构
[教材知识梳理]
1.细胞质膜的探索历程
人物
实验依据
结论或假说
欧文顿
采用500多种化学物质,做了上万次实验
细胞质膜是由脂质构成的
戈特和格伦德尔
用丙酮提取红细胞质膜,脂质在水面上铺成单分子层,其面积大约是红细胞表面积的2倍
脂质呈双分子层排布
丹尼利和戴维森
发现细胞质膜的表面张力比“油—水”界面的张力低得多
细胞质膜中应含有蛋白质成分
罗伯特森
通过电子显微镜观察,发现细胞质膜显示“暗—明—暗”三条带
细胞质膜为脂质双分子层的“单位膜模型”
2.细胞质膜的成分
细胞质膜主要由脂质和蛋白质组成。其中,脂质约占细胞质膜总重量的50%,蛋白质约占40%。在组成细胞质膜的脂质中,含量最高的是磷脂。
3.细胞质膜的结构
(1)1970年,人、鼠细胞融合实验
①先用红色、绿色荧光素分别标记人和鼠的抗体,再将被标记的抗体分别和人、鼠细胞质膜上相应的抗原结合,使人细胞呈红色,鼠细胞呈绿色。
②实验示意图
(2)流动镶嵌模型的基本内容
①图中a
②图中b
③图中c
(3)细胞质膜的结构特点:具有一定的流动性。
[微提醒]
1细胞质膜中的脂质除磷脂外,还有一些糖脂和胆固醇。
2糖脂和糖蛋白分布于细胞质膜的表面。
3脂质和蛋白质分子并不是均匀分布的,而是呈不对称性分布。)
[核心要点点拨]
1.图解磷脂分子及其分布状况
(1)磷脂分子的结构如下图
(2)细胞内外均为水环境,磷脂分子分布如下图1;磷脂分子置于水—苯混合溶剂中分布如下图2
2.归纳细胞质膜的成分及作用
成分
所占比例
在细胞质膜构成中的作用
脂质
约50%
其中磷脂是构成细胞质膜的重要成分,另外还有少量糖脂、胆固醇
蛋白质
约40%
细胞质膜的功能主要由其上的蛋白质来行使,功能越复杂的膜,其蛋白质的种类和数量越多
糖类
约2%~10%
与膜蛋白或膜脂结合成糖蛋白或糖脂,分布在细胞质膜的外表面,与细胞的信息交流有关
3.细胞质膜的结构特点
(1)镶嵌性:膜的基本结构是由磷脂双分子层及镶嵌在其上的蛋白质构成的。
(2)不对称性:膜两侧的分子性质和结构不相同,如糖蛋白或糖脂分布在细胞质膜外侧。
(3)流动性:组成细胞质膜的各种成分都是运动的,而不单纯是磷脂双分子层是运动的。
(4)影响细胞质膜流动性的因素:主要受温度影响,适当温度范围内,随外界温度升高,膜的流动性增大;但当温度超出一定范围,会导致膜被破坏。
[经典考题探究]
[典例] (多选)下图为人体细胞质膜亚显微结构模式图,其中①~④表示相关物质。相关叙述正确的是( )
A.①是磷脂,不能运动
B.细胞质膜主要含有C、H、O、N、P五种元素
C.②是蛋白质,具有一定的运动性
D.④是糖蛋白,位于细胞质膜的外侧
[解析] ①表示磷脂,能运动,A错误;细胞质膜主要成分有磷脂和蛋白质,组成磷脂的元素为C、H、O、N、P,组成蛋白质的主要元素为C、H、O、N,故细胞质膜主要含有C、H、O、N、P五种元素,B正确;②是蛋白质,具有一定的运动性,C正确;④表示糖蛋白,位于细胞质膜的外侧,D正确。
[答案] BCD
[方法规律] 巧判细胞质膜的内侧与外侧
(1)依据:细胞质膜中的糖类与蛋白质或脂质结合形成糖蛋白或糖脂,糖蛋白或糖脂分布于细胞质膜外侧。
(2)方法:有糖蛋白或糖脂的一侧为细胞质膜的外侧,另一侧为细胞质膜的内侧。
[层级训练评价]
(一)澄清概念
1.判断下列叙述的正误
(1)动物细胞的系统边界是细胞质膜,植物细胞的系统边界是细胞壁(×)
(2)细胞质膜的基本支架是磷脂双分子层(√)
(3)脂质和蛋白质是组成细胞质膜的主要物质(√)
(4)细胞质膜上的蛋白质均匀分布于磷脂双分子层的内侧和外侧(×)
(5)构成细胞质膜的磷脂分子具有流动性,而蛋白质固定不动(×)
(6)糖链绝大多数位于细胞质膜的外侧(√)
(二)落实知能
2.(2023·江苏扬州期中)细胞质膜常常被脂质溶剂和蛋白酶处理后溶解,由此可以推断细胞质膜的化学成分主要是以下四项中的( )
①核酸 ②蛋白质 ③多糖 ④脂质
A.①③ B.②③ C.①② D.②④
答案:D
3.对生物膜结构的探索经历了漫长的历程,下列叙述错误的是( )
A.罗伯特森根据暗—明—暗的电镜照片,提出细胞质膜是由脂质—蛋白质—脂质三层构成
B.欧文顿对植物细胞的通透性进行上万次实验,最终推测膜上含有脂质
C.在观察和实验证据的基础上,科学家提出了细胞质膜的流动镶嵌模型
D.戈特和格伦德尔用丙酮提取红细胞质膜,结果脂质在水面上铺成单分子层是红细胞表面积的2倍
解析:选A 罗伯特森在电镜下看到