内容正文:
3.1细胞膜的结构和功能知识清单目录
一、基础知识
(一)细胞膜的功能
(二)细胞膜的组成成分
(三)对细胞膜结构的探索历程
(四)流动镶嵌模型的基本内容
二、易错易混知识
(一)细胞膜成分的易错辨析
(二)流动镶嵌模型的易错点
(三)信息交流方式的混淆
三、拓展知识
(一)细胞膜的制备
(二)细胞膜的流动性在实验中的应用
(三)细胞膜与疾病
典型实例辨析
3.1细胞膜的结构和功能知识清单
四大必备知识梳理+三大易错易混辨析+三大常考拓展知识
一、基础知识
(一)细胞膜的功能
(1)将细胞与外界环境分隔开:细胞膜使细胞成为一个相对独立的系统,保障了细胞内部环境的相对稳定。
(2)控制物质进出细胞:细胞膜具有选择透过性,既能控制对细胞有用的物质进入,又能阻止有害物质进入,同时能排出代谢废物。
(3)进行细胞间的信息交流:主要通过三种方式:
(1)直接接触:如精子和卵细胞的识别与结合,通过细胞膜上的信号分子和受体相互作用。
(2)间接传递:通过激素等化学物质(如胰岛素)随体液运输,与靶细胞上的受体结合。
(3)通道传递:相邻细胞之间形成胞间连丝,直接交流信息(如植物细胞)。
(二)细胞膜的组成成分
(1)主要成分:磷脂、蛋白质和少量糖类。
①磷脂:构成细胞膜的基本骨架——磷脂双分子层,头部亲水、尾部疏水。
②蛋白质:细胞膜功能的主要承担者,包括载体蛋白、通道蛋白、受体蛋白等。
③糖类:与蛋白质或脂质结合形成糖蛋白或糖脂,与细胞识别、细胞间的信息传递密切相关。
④脂质中含量最多的是磷脂,此外还有少量的胆固醇(动物细胞膜)。
(三)对细胞膜结构的探索历程
(1)欧文顿实验:发现脂溶性物质更容易通过细胞膜,推测细胞膜由脂质组成。
(2)戈特和格伦德尔实验:提取细胞膜中的脂质,在空气—水界面上铺成单分子层,面积约为细胞表面积的2倍,推测细胞膜中的磷脂排列成双分子层。
(3)丹尼利和戴维森实验:发现细胞膜的表面张力低于油—水界面,推测细胞膜中除脂质外还有蛋白质。
(4)罗伯特森实验:在电镜下看到细胞膜具有“暗—亮—暗”三层结构,提出单位膜模型(后来被修正)。
(5)荧光标记小鼠细胞和人细胞融合实验:证明细胞膜具有流动性。
(四)流动镶嵌模型的基本内容
(1)基本骨架:磷脂双分子层构成基本骨架,具有流动性。
(2)蛋白质的分布:有的镶在磷脂双分子层表面,有的部分或全部嵌入其中,有的贯穿整个双分子层(跨膜蛋白)。
(3)细胞膜的结构特点:具有一定的流动性(原因:磷脂分子和大多数蛋白质分子都是可以运动的)。
(4)细胞膜的功能特性:具有选择透过性(与载体蛋白的种类和数量有关)。
二、易错易混知识
(一)细胞膜成分的易错辨析
(1)“脂质”≠“磷脂”:细胞膜中的脂质包括磷脂和胆固醇(动物),但以磷脂为主。
(2)“糖蛋白”≠“糖脂”:两者都参与细胞识别,但糖蛋白是糖类与蛋白质结合,糖脂是糖类与脂质结合。
(3)“载体蛋白”和“通道蛋白”:都是跨膜蛋白,但载体蛋白需与被运输物质结合,构象改变;通道蛋白形成亲水通道,不与被运输物质结合。
(二)流动镶嵌模型的易错点
(1)“细胞膜的流动性”≠“选择透过性”:流动性是结构基础,选择透过性是功能特性,两者不能混淆。
(2)“蛋白质分子都是对称分布”:细胞膜中的蛋白质分布是不对称的,在膜内外两侧分布不同。
(3)“磷脂分子可以任意翻转”:磷脂在膜中横向运动较容易,但从一层翻转到另一层较困难。
(三)信息交流方式的混淆
(1)“直接接触”和“间接传递”:直接接触(如精卵识别)无需化学信号分子,间接传递需要激素等信号分子。
(2)“胞间连丝”与“突触”:胞间连丝是植物细胞间的通道,突触是动物神经细胞间的连接,两者结构不同。
⚠️特别提醒:①细胞膜的流动性是细胞融合、胞吞、胞吐等过程的结构基础;②细胞膜的功能复杂程度与蛋白质的种类和数量有关;③并非所有细胞的细胞膜都有糖蛋白(如成熟红细胞没有)。
三、拓展知识
(一)细胞膜的制备
(1)材料:常用哺乳动物成熟红细胞,因其没有细胞核和众多细胞器,便于获得纯净的细胞膜。
(2)方法:将细胞放入蒸馏水中,使细胞吸水涨破,通过离心分离获得细胞膜。
(二)细胞膜的流动性在实验中的应用
(1)荧光标记法:将小鼠细胞和人细胞表面蛋白质用荧光染料标记,融合后观察荧光分布,证明细胞膜具有流动性。
(2)胞吞和胞吐:大分子物质进出细胞依赖于细胞膜的流动性。
(三)细胞膜与疾病
(1)癌细胞:癌细胞的细胞膜上糖蛋白减少,使细胞之间的黏着性降低,容易扩散和转移。
(2)免疫排斥:器官移植时,异体细胞的细胞膜上的抗原(糖蛋白)会被免疫系统识别,引起排斥反应。
🧬典型实例辨析:人体成熟红细胞没有细胞核和众多细胞器,其细胞膜是研究膜成分和结构的理想材料。该细胞的细胞膜含有磷脂、蛋白质和少量糖类,但缺少胆固醇(因为胆固醇主要存在于动物细胞膜中,但红细胞膜含量较少,更常用的是用细胞膜提取脂质铺成单分子层,面积为红细胞表面积的2倍,证明磷脂双分子层结构)。
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