第3章 第1节 细胞膜的结构和功能(Word教参)-【精讲精练】2025-2026学年高中生物必修第一册(人教版 多选)
第1节 细胞膜的结构和功能
学习目标 | 1.分析细胞膜的功能和结构特点,认同结构与功能的适应性。(生命观念) 2.建立细胞膜的结构模型,掌握流动镶嵌模型的基本内容。(科学思维) 3.分析细胞膜的成分和结构的探索历程,掌握科学探究的一般方法。(科学探究) 4.分析“脂质体药物”的作用原理,关注人体健康。(社会责任) |
一、细胞膜的功能
1.将细胞与外界环境分隔开
细胞膜将生命物质与外界环境分隔开,使细胞成为相对独立的系统,保障了细胞内部环境的相对稳定。
2.控制物质进出细胞
3.进行细胞间的信息交流
二、对细胞膜成分的探索
探究过程
时间,人物 | 实验依据 | 结论或假说 |
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1895年,欧文顿 | 对植物细胞进行通透性实验,发现可以溶于脂质的物质更容易通过细胞膜 | 细胞膜是由脂质组成的 |
20世纪初 | 对成熟的哺乳动物红细胞的细胞膜进行化学分析 | 组成细胞膜的脂质有磷脂和胆固醇,其中磷脂含量最多 |
1925年,荷兰科学家戈特和格伦德尔 | 将从人的红细胞中提取的脂质铺成单分子层,其面积是红细胞表面积的2倍 | 细胞膜中的磷脂分子必然排列为连续的两层 |
1935年,英国学者丹尼利和戴维森 | 细胞的表面张力明显低于油—水界面的表面张力 | 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.细胞膜的成分
2.探索过程
时间 | 实例(实验) | 结论(假说) |
1959年 | 电镜下细胞膜呈清晰的暗—亮—暗的三层结构 | 罗伯特森认为所有的细胞膜都由蛋白质—脂质—蛋白质三层结构构成 |
1970年 | 人—鼠细胞融合实验 | 细胞膜具有流动性 |
1972年 | 流动镶嵌模型 | 辛格和尼科尔森提出了细胞膜的流动镶嵌模型 |
四、流动镶嵌模型的基本内容
1.基本内容
(1)基本骨架:磷脂双分子层。
(2)蛋白质的分布:以不同方式镶嵌在磷脂双分子层中。
2.结构特点:具有一定的流动性。
3.功能特性:选择透过性膜。
聚联乙炔细胞膜识别器是通过物理力把类似于细胞膜上具有分子识别功能的物质镶嵌到聚联乙炔囊泡中,组装成纳米尺寸的生物传感器。它在接触细菌、病毒时可以发生颜色变化,用于检测细菌、病毒等。结合所学知识判断:
(1)聚联乙炔细胞膜识别器模拟了细胞膜的信息交流功能。(√)
(2)镶嵌到聚联乙炔囊泡中的物质具有识别功能。(√)
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(3)镶嵌的物质在细胞膜上称为糖蛋白。(×)
探究点一 细胞膜的功能
结合案例分析细胞膜的功能:
(1)在原始海洋中,生命起源过程中至关重要的阶段是膜的出现。这一提法的重要依据是什么?
提示:细胞膜将生命物质与外界环境分隔开,产生了原始的细胞,并成为相对独立的系统,保障了细胞内部环境的相对稳定。
(2)生长在水底淤泥中的莲藕“出淤泥而不染”,它能从水和淤泥中吸收所需的营养物质,并排出代谢废物,而莲藕不需要的物质却不会轻易进入莲藕细胞。这一事例说明细胞膜具有什么功能?具体体现是什么?细胞膜的这种作用是绝对的吗?
提示:控制物质进出细胞的功能。主要体现在对营养物质的吸收对代谢废物的排出,以及防止细菌、病毒的侵入等方面。细胞膜的这种控制作用是相对的,而不是绝对的。
(3)最新研究发现,内皮素在皮肤中分布不均是产生色斑的主要原因。内皮素拮抗剂可以进入皮肤并和细胞膜上的黑色素受体结合,使内皮素失去作用。该研究说明细胞膜具有进行细胞间的信息交流的功能。
1.对细胞膜控制物质进出功能的理解
(1)物质是否能通过细胞膜一般取决于细胞生命活动是否需要,而不完全取决于分子的大小。
(2)具有普遍性:细胞需要的营养物质可进入细胞;抗体、激素等物质在细胞内合成后,被分泌到细胞外;细胞产生的废物被排到细胞外。
(3)具有相对性:对细胞有害的物质有可能进入细胞;有些病毒、细菌等可以侵入细胞,使生物体患病。
2.细胞间的信息交流
示意图 | 方式 | 过程 | 举例 |
通过体液运输 | 细胞→信号分子→体液→靶细胞受体→靶细胞 | 激素调节 |
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