内容正文:
第二节 细胞膜控制细胞与周围环境的联系
[课标要求]
1.阐明细胞膜的成分及功能特性,理解生物的物质性生命观。
2.概述生物膜流动镶嵌模型的基本内容,理解结构与功能相适应的生命观念。
3.认同细胞膜作为系统的边界,对于细胞这个生命系统的重要意义。
[主干知识梳理]
一、细胞膜具有选择透过性
1.细胞膜也称质膜,是将细胞与周围环境区分开的结构。
2.细胞膜可以控制物质进出,选择性地吸收营养物质和排出代谢产物,保持细胞内生化反应有序进行,这一特性称为细胞膜的选择透过性。
二、细胞膜主要由磷脂和蛋白质构成
1.磷脂
磷脂分子
结构模型
磷脂双分子层
在水中,不同磷脂分子疏水性的尾部相对排列,内部形成一个疏水的环境,亲水性的头部朝向外侧,与水接触,这种双层结构称为磷脂双分子层,构成了细胞膜的基本骨架
2.膜蛋白
特点
①和磷脂分子一样,有水溶性部分和脂溶性部分。
②通常细胞的功能越多,其膜蛋白的种类和数量就越多
功能
①有些膜蛋白选择性地吸收或排出特定物质,控制其进出细胞,这类膜蛋白称为转运蛋白;
②有些膜蛋白催化特定化学反应;
③同一组织的相邻细胞间通过某些膜蛋白紧密连接在一起;
④某些膜蛋白在细胞与外界的信息交流和细胞识别中发挥重要作用
3.胆固醇
部位
存在于动物细胞膜中,主要位于磷脂双分子层的疏水环境中
结构特点
具有一个很小的亲水基团,与磷脂头部连接
功能
①通过与磷脂脂肪酸链的相互作用,限制其运动、增加其有序性;②将磷脂分子分隔开以增强其运动性
三、生物膜具有流动性
1.生物膜的概念及特点
概念
细胞膜、细胞内其他的所有膜结构统称为生物膜
特点
不同部位的膜功能不同,但具有相似的物质组成和空间结构
2.生物膜的流动镶嵌模型
基本
模型
模型
分析
①磷脂双分子层构成了生物膜的基本骨架。
②蛋白质分子在膜上有的镶在磷脂双分子层表面,有的全部或部分嵌入磷脂双分子层,有的贯穿于整个磷脂双分子层,体现了膜内外结构的不对称性。
③蛋白质和磷脂的位置不是固定的,生物膜具有一定的流动性
四、细胞壁是植物、真菌和大多数原核细胞的外层结构
1.植物的细胞壁
主要成分
纤维素、果胶等
特点
具有全透性,与细胞的选择透过性无关,水、离子和其他分子都极易通过细胞壁的空隙
作用
①保护细胞,维持细胞的形态,加强细胞的机械强度;②参与细胞间的相互粘连;③是激素等化学信号传递的介质和通路
2.其他生物的细胞壁
真菌和大多数原核细胞同样具有细胞壁,但组成物质和结构与植物不同。
[预习效果自评]
1.判断下列叙述的正误
(1)动物细胞的边界是细胞膜,植物细胞的边界是细胞壁(×)
提示:各种细胞的边界均是细胞膜。
(2)细胞膜可以控制物质进出,任何对细胞有害的物质都不能进入细胞(×)
提示:细胞膜可以控制物质进出,但控制作用是有限度的,并不是任何对细胞有害的物质都不能进入细胞。
(3)细胞膜中的脂质主要指的是磷脂(√)
(4)磷脂分子、膜蛋白及胆固醇共同构成了生物膜的基本骨架(×)
提示:生物膜的基本骨架由磷脂双分子层构成。
(5)组成细胞膜的蛋白质分子是可以运动的,而磷脂分子是静止的(×)
提示:组成细胞膜的蛋白质分子和磷脂分子都是可以运动的。
2.将两种不同的海绵动物的细胞分散成单个细胞进行混合培养,发现只有同种海绵的细胞才能结合在一起,分析其原因是( )
A.不同海绵细胞表面的膜蛋白不同
B.不同海绵细胞表面的脂质成分不同
C.不同海绵细胞表面的磷脂种类不同
D.不同海绵细胞表面的胆固醇不同
解析:选A 糖蛋白具有特异性,位于细胞膜的外表面,与细胞表面的识别有关。
3.(2022·浙江S9联盟期中联考)下列生物细胞中容易找到纤维素的是( )
A.蓝细菌 B.大肠杆菌
C.小麦 D.酵母菌
解析:选C 植物细胞壁的主要组成成分为纤维素和果胶,A、B项为原核生物,细胞壁成分主要为肽聚糖,C项为植物,D项为真菌,细胞壁主要成分为壳多糖。
4.思考题
(1)【教材P30“小资料”】肥皂中两性分子能够去污的原理是什么?
提示:肥皂中两性分子的疏水端与油脂结合,包围油脂,亲水端与周围的水分子结合,被包裹的油脂在水中分散成乳浊液,被水冲掉。
(2)【教材P31“小资料”】细胞外被的组成成分有哪些?有何作用?
提示:细胞外被由多糖与细胞膜中的蛋白质或脂质结合而成,具有保护和细胞识别作用。
(3)【教材P34“小资料”】膳食纤维为什么能减少糖尿病的发生?
提示:膳食纤维能够减缓血糖等营养物质的吸收,避免血糖迅速升高,有利于维持血糖平衡。
(4)【教材P34“课外读”】罗伯逊提出的生物膜的单位膜模型与辛格和尼克尔森提出的流动镶嵌模型有何不同?
提示:单位膜模型是一种静态的刚性结构,而流动镶嵌