3.1 细胞膜的结构和功能知识总结-2023-2024学年高一上学期生物人教版必修一

第三章 第1节 细胞膜的结构和功能 细胞膜，也叫质膜 1. 细胞膜的功能： 1) 将细胞与外界环境分隔开。 2) 控制物质进出细胞。（细胞膜的功能特性：选择透过性）-----控制作用是相对的 可进：营养物质（无机盐、氨基酸、葡萄糖等） 可出：分泌物（抗体、激素等），代谢废物（CO2、尿素等） 不易进：细胞不需要的物质和对细胞有害物质 不会轻易出：细胞内有用的成分（核酸等） 3) 进行细胞间的信息交流。 ①化学物质传递（如激素，神经递质，抗体等）------间接交流 ②接触传递（如精卵结合）-----------直接交流 ③通道传递（如高等植物细胞间的胞间连丝） 细胞膜还有细胞识别、保护细胞、参与细胞的运动、分泌等功能。 2. 细胞间的信息交流包括以下方式： ① 直接交流：通过细胞膜接触传递信息。需要受体 例：精卵细胞的识别与结合。 ② 间接交流：激素随血液运输，与靶细胞表面的受体结合。 例：胰岛素不需要受体 ③ 胞间连丝：高等植物细胞间形成通道传递信息。 3. 对细胞膜成分的探索过程： （1）1895年，欧文顿：发现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。由此推测：细胞膜由脂质组成。 （“相似相溶原理”） （2）利用哺乳动物成熟红细胞，制备纯净细胞膜，进行化学分析，确定： 组成细胞膜的脂质有磷脂和胆固醇，其中磷脂含量最多。 （3）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，测得单分子层的面积恰为红细胞的表面积的2倍，由此推断： 细胞膜中的磷脂分子必然排列为连续的两层。 例如：用丙酮从人的胰岛B细胞中提取脂质，在空气和水的界面铺展成单层，测得单分子层的面积应大于（“大于”、“等于”或“小于”）胰岛B细胞表面积的2倍。原因是？ 胰岛B细胞中除细胞膜外，还有核膜和各种细胞器膜，它们的膜中都含有磷脂分子。 注意： 1. 选择哺乳动物成熟红细胞制备纯净细胞膜的原因：它无细胞核，无众多细胞器。 2. 原核细胞也无细胞核，无众多细胞器。 3. （4）朗姆瓦指出磷脂分子：亲水性头部 ＋ 疏水性尾部 （如右图所示） （5）丹尼利和戴维森研究细胞膜张力，推测：细胞膜除含脂质分子外，可能还附有蛋白质 （6） 细胞膜的成分：脂质＞蛋白质＞糖类 即：细胞膜主要是由脂质和蛋白质组成的。 注意： 1.组成细胞膜的脂质中，磷脂最丰富，动物细胞膜中还有少量的胆固醇。 2.细胞膜上蛋白质的种类和数目，决定细胞膜功能的复杂程度。即：功能越复杂的细胞膜，蛋白质的种类与数量就越多。 4. 对细胞膜结构的探索过程： （1）1959年，罗伯特森：在电镜下观察到细胞膜呈“暗-亮-暗”三层结构。 提出假说：所有细胞膜是由“蛋白质-脂质-蛋白质”构成的静态统一结构。（电镜下看到的中间的亮层是脂质分子，两边的暗层是蛋白质分子。） （2）1970年，荧光标记的小鼠细胞和人细胞融合实验，证明： 细胞膜上的蛋白质可以运动 → 细胞膜具有一定的流动性。 （3）1972年，辛格和尼科尔森提出流动镶嵌模型。 5. 细胞膜的流动镶嵌模型： 胆固醇 （1）细胞膜的基本支架：磷脂双分子层 （2）蛋白质分子的镶嵌方式：①镶在表面；②部分或全部嵌入；③贯穿。 （3）细胞膜的外表面有糖类分子，称为糖被。（判断细胞膜的内侧和外侧） a.糖被的两种形式：① 与膜外侧蛋白质分子结合，形成糖蛋白； ② 与膜外侧磷脂分子结合，形成糖脂。 b.糖被的功能：与细胞表面的识别和细胞间的信息传递有关。（糖脂和糖蛋白，统称为糖被） 注意： ① 进行细胞间的信息交流：靶细胞表面的受体的化学本质即为糖蛋白。 ② 磷脂双分子层内部是疏水的，因此水分子主要通过膜上的水通道蛋白运输。 ③ 细胞膜具有一定的流动性的原因：磷脂分子和大多数蛋白质都可以运动。 ④有糖蛋白或糖脂的一侧为细胞膜的外侧，另一侧为细胞膜的内侧 ⑤蛋白质在细胞膜两侧呈不均匀分布（不对称性分布）。 ⑥磷脂双分子层：亲水性头部朝向两侧（外侧），疏水性尾部朝向内侧。 6. 细胞膜的特性： ① 结构特性：一定的流动性 ② 功能特性：选择透过性 7. 植物细胞壁： （1）成分：纤维素 ＋ 果胶 （2）特性：全透性 （不能控制物质的进出） （3）功能：对细胞起支持和保护作用。 8.证明细胞膜具有流动性的实例 1）白细胞吞噬细菌的过程； 2）变形虫的伪足运动现象； 3）受精时细胞的融合过程； 4）动物细胞分裂时细胞膜的缢裂过程； 5）动物细胞吸水膨胀和失水皱缩； 6）植物细胞的质壁分离等。 7）变形虫的变形运动、细胞融合、胞吞