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1、科学家用显微注射器将一种叫做伊红的物质注入变形虫体内 伊红很快扩散到整个细胞 却不能逸出细胞 材料 任何系统都有边界 细胞作为一个基本的生命系统 它的边界就是细胞膜 细胞膜的成分 结构和功能 考纲要求 1 细胞膜的结构和功能 2 物质出入细胞的方式 基础梳理 1 细胞壁 1 化学成分 主要是 和 2 功能 对植物细胞有 和 作用 2 细胞膜主要是 约占细胞膜总量的50 和 约占细胞膜总量的40 还有少量的 约占细胞膜总量的2 10 保护 脂质 蛋白质 糖类 纤维素 果胶 支持 3 细胞膜的功能 将细胞与分隔开 控制物质 进行细胞间的 外界环境 信息交流 进出细胞 一 细胞膜的成分 相似相溶 酶
2、解法 非酶解法等 1 不同种类的细胞 细胞膜的成分及含量不完全相同 如动物细胞膜中含有一定量的胆固醇 而植物细胞膜中没有 2 细胞膜的组分并不是不可变的 例如 细胞癌变过程中 细胞膜组分发生变化 糖蛋白含量下降 产生甲胎蛋白 AFP 癌胚抗原 CEA 等物质 癌细胞膜成分产生甲胎蛋白 AFP 癌胚抗原 CEA 同时糖蛋白减少 黏性下降 细胞膜主要是由脂质和蛋白质组成 一 细胞膜的成分 1 海南卷 能使植物细胞壁和细胞膜结构均破坏的一组酶是 A 淀粉酶 纤维素酶 溶菌酶B 纤维素酶 果胶酶 蛋白酶C 果胶酶 溶菌酶 纤维素酶D 磷脂酶 淀粉酶 蛋白酶 对点练习 B 2 山东卷 从细胞膜上提取了某
3、种成分 用非酶法处理后 加入双缩脲试剂出现紫色 若加入斐林试剂或班氏试剂并加热 出现砖红色 该成分是 A 糖脂B 磷脂C 糖蛋白D 脂蛋白 C 二 细胞膜的结构 1 用丙酮从人的红细胞中提取出脂质 在空气 水的界面上铺展成单分子层 其面积为红细胞表面积的二倍 这能说明什么 为什么出现这种情况 2 电镜下观察到的细胞膜暗 亮 暗的三层结构后 细胞可能具有什么样的结构 3 静态模型能否解释所有的生物现象 5 因此1972年桑格和尼克森共同提出什么模型 4 吞噬细胞 变形虫的变形过程 细胞膜是怎样完成行为变化的 怎样能使微小的物质运动变得可见 思考与分析一 流动镶嵌模型 细胞膜中的脂质排列为连续的双
4、层 蛋白质 脂质 蛋白质 三明治模型 二 细胞膜的结构 1 对生物膜结构的探索历程 冰冻蚀刻电子显微法标本用干冰等冰冻 后用冷刀断开 升温后暴露断裂面 蛋白质镶在 嵌入 横跨在磷脂双分子层中 科学新进展 2 生物膜的流动镶嵌模型 2 生物膜的流动镶嵌模型 结构特点 具有一定的流动性 蛋白质和脂质 磷脂双分子层 流动性 蛋白质分子 蛋白质分子 糖蛋白 糖脂 流动性 选择透过性 1 生物膜的结构特点 具有一定的流动性 1 结构基础 构成膜的磷脂分子和大多数蛋白质分子是运动的 2 实验验证 人鼠细胞融合实验 3 实例证明 质壁分离与复原 变形虫运动 胞吞和胞吐 白细胞吞噬细菌等 2 生物膜的流动性与
5、选择透过性的关系 1 区别 流动性是生物膜的结构特点 选择透过性是生物膜的功能特性 2 联系 流动性是选择透过性的基础 膜只有具有流动性 才能实现选择透过性 2 生物膜的流动镶嵌模型 3 组成 结构 功能关系图解 特别提醒 只有活细胞才具有膜的流动性和选择透过性 膜的流动性受温度影响 在一定温度范围内 随温度升高 膜的流动性增强 生物膜结构模型示意图 2 生物膜的流动镶嵌模型 构成细胞膜的化学元素有C H O N P等 糖蛋白和糖脂分布在膜的外表面 因此 根据糖蛋白的分布 可以判断细胞膜的内外侧 糖蛋白 又叫糖被 有保护和润滑作用 还与细胞识别作用有密切关系 各种膜所含蛋白质与脂质的比例同膜的
6、功能有关 功能复杂的膜 其蛋白质含量和种类较多 各种蛋白质在膜上的分布是不对称的 细胞膜上的蛋白质种类很多 如运输物质的载体 识别作用的糖蛋白 接受信号的受体 体现病原体特异性的抗原以及催化作用的酶等 正常细胞癌变后 细胞膜上产生甲胎蛋白和癌胚抗原等物质 以此可以作为细胞是否癌变的指标之一 物质能否通过细胞膜 并不完全取决分子大小 而是根据细胞生命活动是否需要 如木糖分子比葡萄糖分子小 但细胞能吸收葡萄糖不能吸收木糖 对点练习 1 2009年北京卷 细胞膜在细胞的生命活动中具有重要作用 下列相关叙述不正确的是 A 细胞膜的糖被在细胞间具有识别作用B 细胞膜对膜两侧物质的进出具有选择性C 细胞膜
7、内外两侧结合的蛋白质种类有差异D 载体蛋白是镶在细胞膜内外表面蛋白质2 当具有蛋白质衣壳的SARS病毒侵入人体后 体内淋巴细胞就能识别这一异物 并产生相应的抗体 淋巴细胞之所以能识别SARS病毒 这是因为细胞膜上具有 A 磷脂分子B 糖被C 蛋白质D 抗体 D B 共建概念图 质膜 结构特点 功能特点 结构组成 结构探究历程 决定 流动性 选择透性 脂双层 膜蛋白 四 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3 进行细胞间的信息交流 垂体对甲状腺的控制 精子和卵细胞之间的识别和结合 胞间连丝 细胞膜的功能 将细胞与外界环境分开 保证细胞内部环境的相对稳定控制物质进出细胞进行
8、细胞之间的信息交流 细胞膜的结构 决定 细胞膜 结构 功能 流动性 选择透过性 决定 特点 特点 对点练习 3 2007 上海高考 下图是神经细胞的细胞膜结构模式图 正确的是 4 2010 新创题 有关 细胞膜 系统的边界 叙述正确的是 A 同一生物体内的细胞之间 细胞膜上糖蛋白均完全相同 以便于细胞识别B 细胞对大分子物质的吸收体现了细胞膜的流动性 而对K 的吸收则与流动性无关C 抗体与病毒囊膜上的抗原物质结合 体现了细胞膜的信息功能D 温度 pH等条件可改变细胞膜的流动速度 影响其信息功能的发挥 A D A 图1所示生物膜最可能是细胞膜 细胞器膜和核膜B 物质通过离子通道不需要消耗AT P
9、C 由图1和图2可知 膜脂和膜蛋白在细胞膜上的分布是不对称的D 若丁是受体 则丁的化学本质为糖蛋白 A 五 细胞壁生物细胞的细胞壁也有信息交流的作用 其主要成分为纤维素和果胶 它们都属于多糖类物质 1 植物和藻类的细胞壁主要是由纤维素组成的 水分子和其他分子都极易通过纤维之间的间隙 所以细胞壁与细胞的透性无关 主要起保护和支持的作用 2 真菌的细胞壁由壳多糖 是氨基葡萄糖的多聚体 组成 又称为几丁质 它也是虾 蟹等的外壳和昆虫外骨胳的主要成分 根霉细胞壁的重要成分是几丁质 3 细菌的细胞壁主要由肽聚糖 多肽和多糖的聚合物 组成 科研上鉴别死细胞和活细胞 常用 染色排除法 例如 用台盼蓝染色 死
10、的动物细胞会被染成蓝色 而活的动物细胞不着色 从而判断细胞是否死亡 你能解释 染色排除法 的原理吗 拓展题 活细胞的细胞膜具有控制物质进出的能力 染色剂无法进入细胞内 所以活细胞不会被染色 当细胞死亡后 细胞膜随之失去控制物质进出的能力 染色剂进入细胞 细胞被染成蓝色 根据细胞是否被染色来细胞是否具有活力 体验制备细胞膜的方法 实验 1 选择材料 2 实验原理 3 实验过程 猪成熟的红细胞 红细胞吸水胀破 4 用离心从混合液中分离出纯度较高的细胞膜 思考 如何将盖玻片下的生理盐水换成蒸馏水 磷脂是一种由甘油 脂肪酸和磷酸所组成的分子 磷酸 头 部是亲水的 脂肪酸 尾 部是疏水的 认识磷脂 蛋白
11、质 脂质 蛋白质 三明治模型 生物膜的结构特点 具有一定的流动性 1 结构基础 构成膜的磷脂分子和大多数蛋白质分子是运动的 2 实验验证 人鼠细胞融合实验 3 实例证明 质壁分离与复原 变形虫运动 胞吞和胞吐 白细胞吞噬细菌等 三 物质进出细胞的方式 进出方式 小分子 离子 被动运输 主动运输 自由扩散 协助扩散 大分子物质 胞吞 胞吐 1 自由扩散 协助扩散和主动运输的比较 高浓度 低浓度 高浓度 低浓度 低浓度 高浓度 不需要 需要 需要 不消耗 不消耗 消耗 2 大分子物质出入细胞的方式 大分子物质是通过胞吞和胞吐来运输的 胞吞和胞吐不属于跨膜运输的方式 1 胞吞和胞吐进行的结构基础是细
12、胞膜的流动性 2 胞吞和胞吐与主动运输一样也需要能量供应 如果分泌细胞中的ATP合成受阻 则胞吐作用不能继续进行 3 影响自由扩散 协助扩散 主动运输的因素 1 影响自由扩散的因素 2 影响协助扩散的因素 3 影响主动运输的因素 细胞膜内外物质的浓度差 细胞膜内外物质的浓度差 细胞膜上载体的种类和数量 载体 能量 凡能影响细胞内产生能量的因素 都能影响主动运输 如氧气浓度 温度等 1 载体是细胞膜上的一类蛋白质 它具有特异性 不同物质的载体不同 不同生物细胞膜上的载体的种类和数量也不同 2 载体具有饱和现象 当细胞膜上的载体达到饱和时 细胞吸收该载体运载的物质的速率不再随物质的浓度的增大而增大
13、 3 要确定某种物质的运输方式 必须抓三个关键 分析被运输的物质是否通过细胞膜 明确被运输物质微粒的性质 大分子 小分子 离子 分析物质通过细胞膜的转运方向 高浓度 低浓度 低浓度 高浓度 是否需要载体协助 是否需要消耗能量 特别提醒 对点练习 1 将萎蔫的菜叶放入清水中 菜叶细胞中的水分能够得到恢复的原因 属于 A 主动吸水B 主动运输C 自由扩散和主动运输D 自由扩散2 分析以下资料回答问题 K 和Na 均不能通过磷脂双分子层的人工膜 缬氨霉素是一种脂溶性抗生素 在人工膜上加入少量缬氨霉素 K 可以透过人工膜 下列叙述不正确的是 A 缬氨霉素的作用类似于载体蛋白B 缬氨霉素与离子的结合具有特异性C 本实验在于研究细胞膜的选择透过性D K 透过人工膜的方式属于主动运输 D D 高浓度 低浓度 高浓度 低浓度 载体蛋白 高浓度 低浓度 载体蛋白 能量 5
