第二章 第二节 细胞膜控制细胞与周围环境的联系-【优化探究】2023-2024学年新教材高中生物必修第一册同步导学案配套教参（浙科版）

第二节　细胞膜控制细胞与周围环境的联系 [任务驱动] 1．概述细胞膜的结构模型的基本内容，体会建立模型是解决问题的科学方法之一。 2．举例说明细胞膜有选择透过性。 3．说出细胞膜各组成成分的生理作用。 4．说出植物细胞壁的组成成分和生理作用。 5．实验：通过模拟实验探究膜的透过性。 授课提示：对应学生用书第29页 一 细胞膜具有选择透过性 1．细胞膜：也称质膜，是围绕在细胞外层，将细胞与周围环境区分开的结构。 2．细胞膜功能 细胞膜是细胞对外界环境的屏障，控制着物质的进出，保证了细胞内部环境的相对稳定，使细胞内的生命活动有序进行。 3．通过模拟实验探究膜的透过性 (1)半透膜：一些膜具有一定大小的孔径，水等小分子和离子可以自由通过，而蛋白质、淀粉等大分子则无法通过，这种膜称为半透膜。 (2)葡萄糖分子和碘可以通过透析膜，而淀粉分子无法通过。所以，透析膜对分子的进出具有半透性。 4．细胞膜的选择透过性：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 　细胞膜主要由磷脂和蛋白质组成，除此之外，还含有少量糖类。动物细胞膜中还含一定量的胆固醇。 1．磷脂 (1)磷脂含有C、H、O、P四种元素，有些磷脂还含有N元素。 ①极性：磷脂一端含有P元素，形成磷脂的“头”，具有亲水性，也称极性。 ②非极性：磷脂另一端含有2条长长的脂肪酸链，形成磷脂的2个“尾”，具有疏水性，也称非极性。 (2)磷脂双分子层构成了细胞膜的基本骨架。 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；而亲水性的头部则朝向外侧，与水接触。所以，磷脂分子在水中可形成双层结构，称为磷脂双分子层。 2．膜蛋白 (1)细胞膜上的蛋白质统称为膜蛋白。膜蛋白也有水溶性部分和脂溶性部分。 (2)细胞膜的功能主要通过膜蛋白来实现。通常细胞的功能越多，其膜蛋白的种类和数量越多。 ①转运蛋白：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某些膜蛋白接收外界信息或刺激，激活细胞内相应生理生化反应，在细胞与外界的信息交流和细胞识别中发挥重要作用，如胰岛素受体。 3．胆固醇 (1)分布及含量：胆固醇存在于动物细胞膜中，占细胞膜所有脂质的10%～30%。植物细胞膜一般不含胆固醇。 (2)位置：胆固醇分子主要位于磷脂双分子层的疏水环境中，具有一个很小的亲水基团，与磷脂头部连接。 (3)功能：胆固醇能保持细胞膜的稳定性。 (4)调节作用：胆固醇对细胞膜中磷脂分子的活动具有双重调节作用。 ①一方面，胆固醇通过与磷脂脂肪酸链的相互作用，具有限制其运动、增加其有序性的作用。 ②另一方面，也能将磷脂分子分隔开以增强其运动性。 ③这种双重的调节作用取决于环境和胆固醇的数量。 4．生物膜 (1)含义：细胞内所有的膜称为生物膜。 (2)细胞内不同部位的膜功能有所不同，但它们都具有相似的物质组成和空间结构。 三 生物膜具有流动性 1．1970年，科学家进行了著名的人鼠细胞融合实验。 (1)实验方法：荧光标记法。 (2)实验过程：先通过一些方法使人和小鼠的细胞融合成一个细胞，再用绿色荧光染料标记小鼠细胞表面的蛋白质分子，用红色荧光染料标记人细胞表面的蛋白质分子。置于37 ℃的环境下培养，观察记录实验现象。 (3)实验结果：开始时，融合的细胞一半呈现绿色，一半呈现红色。在37 ℃下培养40 min后，两种颜色的荧光在整个细胞中都呈均匀分布。 (4)实验结论：细胞膜的蛋白质是呈流动状态的。 2．1972年，辛格和尼克尔森提出生物膜的流动镶嵌模型。该理论主要包括： (1)磷脂双分子层构成了生物膜的基本支架。 (2)蛋白质分子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，体现了膜内外结构的不对称性。 (3)磷脂和蛋白质的位置不是固定的，生物膜具有一定的流动性。 3．生物膜具有一定的流动性的原因 磷脂双分子层中间的疏水层通常情况下呈液态，磷脂分子在膜中的位置并不固定，使得磷脂分子及附着于其上的蛋白质分子发生运动。因此，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．成分 (1)植物细胞壁主要由纤维素组成，此外，还含有果胶等多种物质。 (2)真菌和大多数原核细胞的细胞壁组成物质和结构与植物不同。 2．细胞壁具有全透性，与细胞的选择透过性无关。 3．细胞壁的作用 (1)细胞壁的重要作用是保护细胞，维持细胞形态，加强细胞的机械强度。 (2)细胞壁也参与细胞间的相互粘连，是激素等化学信号传递的介质和通路。 预习诊断—————————————————