内容正文:
第5讲
细胞膜的结构与功能
1.概述细胞都由质膜包裹,质膜将细胞与其生活环境分开,能控制物质进出,并参与细胞间的信息交流。
课标要求
考点一 细胞膜的功能
1.细胞膜的三大主要功能
外界环境
选择透过性
化学物质
接触
细胞的边界
控制物质进出细胞
进行细胞间的信息交流
提醒:植物细胞系统的边界是细胞膜,而不是细胞壁。
考点一 细胞膜的功能
1.细胞膜的功能——细胞交流
④ 化学突触
①需要通过血液运输(远距离)
②、③、④不需要血液运输,通过组织液运输(近距离)
体液运输
考点一 细胞膜的功能
1.细胞膜的功能——细胞交流
发出信号的细胞
靶细胞
与膜结合的信号分子
相邻两个细胞的细胞膜接触,信息从一个细胞传递到另一个细胞
胞间识别(如精、卵结合)
胞间连丝
考点一 细胞膜的功能
2.细胞膜的功能特点
选择透过
种类和数量
台盼蓝染色法
水分子、被选择的离子和小分子可以通过,大分子、不被选择的离子和小分子不能通过
考点一 细胞膜的功能
1.(必修1 P40问题探讨)台盼蓝染液不能将活细胞染色,而可以使死细胞染色的原因是活细胞的细胞膜具有 ,细胞不需要的物质,不易通过细胞膜;死细胞的细胞膜失去 的功能,台盼蓝染液能通过细胞膜进入细胞。
细读教材
选择透过性
控制物质进出细胞
考点一 细胞膜的功能
3.细胞膜的功能鉴定
(1)控制物质进出—染色剂进入细胞实验(也可用台盼蓝等颗粒染色剂代替)
正常玉米胚细胞不呈红色
煮熟玉米胚细胞呈红色
细胞膜具有控制物质进出的功能
(2)识别功能验证
只有同种生物的精子和卵细胞才能识别并结合
细胞膜具有识别功能(糖蛋白的作用)
考点一 细胞膜的功能
C
命题角度一 细胞膜的功能
1.(2022·河北卷)下列关于细胞膜的叙述,错误的是( )
A.细胞膜与某些细胞器膜之间存在脂质、蛋白质的交流
B.细胞膜上多种载体蛋白协助离子跨膜运输
C.细胞膜的流动性使膜蛋白均匀分散在脂质中
D.细胞膜上多种蛋白质参与细胞间信息交流
考点一 细胞膜的功能
C
命题角度二 细胞膜功能的实验探究
3.(2024·贵州卷)将台盼蓝染液注入健康家兔的血管中,一段时间后,取不同器官制作切片观察,发现肝和淋巴结等被染成蓝色,而脑和骨骼肌等未被染色。下列叙述错误的是( )
A.实验结果说明,不同器官中毛细血管通透性有差异
B.脑和骨骼肌等未被染色,是因为细胞膜能控制物质进出
C.肝、淋巴结等被染成蓝色,说明台盼蓝染液进入了细胞
D.靶向治疗时,需要考虑药物分子大小与毛细血管通透性
考点二 细胞膜的组成和结构
1.细胞膜的成分
磷脂
糖类
成分
(2)组成成分
脂质:主要是 ;动物细胞膜含有 。
蛋白质:与膜的功能有关,功能越复杂的细胞膜,蛋白质的
越多;
(少量):主要在细胞膜 ,与蛋白质、脂质结合形成 ,这些糖类分子被称为 ,与 等作用有关。
糖蛋白、糖脂
胆固醇
种类与数量
糖被
(1)组成元素: 。
C、H、O、N、P
外侧
细胞识别
2.细胞膜的成分-鉴定
细胞膜成分 鉴定试剂(方法) 结果
磷脂 脂溶剂处理
磷脂酶处理
脂溶性物质透过实验
蛋白质 双缩脲试剂
蛋白酶处理
细胞膜被溶解
细胞膜被破坏
脂溶性物质优先通过
紫色
细胞膜被破坏
考点二 细胞膜的组成和结构
3.生物膜成分和结构的探索历程
考点二 细胞膜的组成和结构
4.流动镶嵌模型的基本内容
(1)细胞膜的结构模型示意图
①依次写出A、B、C、D的名称:
_______________________________________。
②蛋白质分子在磷脂双分子层中的镶嵌方式:
有的镶在 ,有的部分或全部 中,有的贯穿于 。
③膜的基本支架是图中__(填字母),它具有屏障作用的原因是其内部是__________________________,水溶性分子或离子不能自由通过。
④图中A的糖类分子叫作_____,它与细胞表面的 等功能有密切关系。
糖蛋白、磷脂双分子层、磷脂分子、蛋白质
磷脂双分子层表面
嵌入磷脂双分子层
整个磷脂双分子层
B
磷脂分子的疏水端
糖被
识别、细胞间的信息传递
考点二 细胞膜的组成和结构
具有 ;
构成膜的 和 大都是可以运动的;
、变形虫运动、 、白细胞的吞噬作用等;
温度:一定范围内,温度升高,膜的流动性 。
4.流动镶嵌模型的基本内容
(2)细胞膜的结构特点分析
结构特点与功能特性的联系:细胞膜的流动性是其表现选择透过性的结构基础。只有细胞膜具有流动性,细胞才能完成各项生理功能,才能表现出选择透过性。事实上,只有活细胞才具有膜的流动性和选择透过性。
流动性
磷脂分子
蛋白质分子
质壁分离
胞吞和胞吐
增强
考点二 细胞膜的组成和结构
考点二 细胞膜的组成和结构
2.(必修1 P42思考·讨论)磷脂是一种由 等组成的分子,磷脂的一端为 ,两个脂肪酸一端为 。
甘油、脂肪酸、磷酸
亲水的头
疏水的尾
细读教材
3.(必修1 P45旁栏思考)虽然膜内部分是疏水的,水分子仍能跨膜运输的原因:一是水分子极小,可以通过由于 运动而产生的间隙;二是细胞膜上存在 ,水分子可以经 通过细胞膜。
磷脂分子
通道蛋白
通道蛋白
1.(2025·广东卷,3)罗伯特森(J.D.Robertson)提出了“蛋白质—脂质—蛋白质”的细胞膜结构模型。下列不属于该模型提出的基础的是( )
A.化学分析表明细胞膜中含有磷脂和胆固醇
B.据表面张力研究推测细胞膜中含有蛋白质
C.电镜下观察到细胞膜暗—亮—暗三层结构
D.细胞融合实验结果表明细胞膜具有流动性
D
考点二 细胞膜的组成和结构
命题角度一 细胞膜的组成成分
1959年,罗伯特森提出细胞膜都由蛋白质—脂质—蛋白质三层结构构成;1970年,科学家通过小鼠细胞和人细胞的融合实验,证明细胞膜具有流动性。
2.(2026 广东一模. 4)在流动镶嵌模型提出之前,罗伯特森曾提出“蛋白质一脂质一蛋白质”的细胞膜结构模型。下列实验中最能体现这两种细胞膜模型差异的是( )
A.欧文顿用多种物质对植物细胞的通透性进行实验
B.科学家制备出纯净的细胞膜并对其进行化学分析
C.科学家用丙酮提取脂质测量单层脂质分子的面积
D.荧光标记的小鼠细胞和人细胞融合实验
D
考点二 细胞膜的组成和结构
命题角度一 细胞膜的组成成分
3.(2025·广州模拟)膜蛋白是一类结构独特的蛋白质,它镶嵌于膜脂的特性使这一蛋白处于细胞与外界的交界部位,如图是细胞膜上3种膜蛋白与磷脂双分子层之间的直接相互作用模式。下列相关叙述错误的是( )
A.若蛋白A具有信息传递功能,则该
蛋白可能是胰岛素的受体
B.若蛋白B具有物质运输功能,则该
蛋白能选择性控制物质进出
C.若蛋白C有催化功能,则其活性的
高低受温度、pH等因素的影响
D.蛋白A和蛋白B的跨膜区段的氨基酸很可能具有较强的亲水性
D
考点二 细胞膜的组成和结构
命题角度二 细胞膜的结构与功能
蛋白A和蛋白B的跨膜区段位于磷脂双分子层中,磷脂双分子层内部是疏水的。
[解题思维建模]
[典例] 科学家做过这样的实验:准备好含Ca2+、Mg2+和SiO的培养液,将番茄和水稻分别放在上述培养液中培养。一段时间后,培养液中各离子浓度变化如图所示。据图回答下列问题:
(1)该实验的自变量是
____________________。
(2)一段时间后水稻培养液中Ca2+、Mg2+
浓度升高可能的原因是
_____________________________________________________。
(3)分析水稻和番茄培养液中各离子浓度变化,据此可说明___________________________________________________________。
植物种类、离子种类
水稻吸收水分的相对速度大于吸收Ca2+、Mg2+
不同植物对同一离子(无机盐)的吸收具有选择性(或同一植物对不同离子的吸收具有选择性)
考点二 细胞膜的组成和结构
请根据以下所提供的条件完善下列实验设计,验证膜具有选择透过性。
实验材料和用具:①新鲜的红色康乃馨(提示:康乃馨的红色部分是指具有膜结构的液泡),②烧杯,③玻璃铅笔,④质量分数为15%的盐酸,⑤清水,⑥量筒。
(1)实验步骤:
第一步:选两只大小相同的烧杯,用玻璃铅笔标上A和B。
第二步:在A、B两只烧杯中,______________________________________。
第三步:选________的红色康乃馨花瓣,分别放入A、B两只烧杯中,_________________________________________________________________。
(2)结果预测:____________________________________________________。
(3)原因分析:在酸性环境中,________和__________失去____________,液泡中的色素进入盐酸溶液中。
分别加入等量的质量分数为15%的盐酸和清水
等量
经过一段时间后观察烧杯中颜色变化
B烧杯中的花瓣仍为红色,水仍无色;A烧杯中花瓣的颜色逐渐变浅,而溶液变红
细胞膜
液泡膜
选择透过性
考点二 细胞膜的组成和结构
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