第3章 第1节 细胞膜的结构和功能 讲义 【新教材】人教版高中生物必修第一册

第1节细胞膜的结构和功能

课标内容要求核心素养对接

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。

1.生命观念——通过对细胞膜的学习建立生命的

结构与功能观。

2．科学探究——领悟细胞膜结构探索过程的科学

方法。

3．科学思维——流动镶嵌模型及其解读。

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

(1)细胞需要的营养物质可以从外界进入细胞；细胞不需要的物质不容易进入细胞。

(2)细胞内合成的抗体、激素等物质和代谢废物要排到细胞外，细胞内有用的成分不会轻易流失到细胞外。

(3)环境中一些对细胞有害的病菌和病毒有时候也能进入细胞，说明这种控制作用是相对的。

3．进行细胞间的信息交流

方式过程

通过体液

的运输

信号分子通过血液的运输到达靶细胞，与靶细胞的细胞膜表面的受

体结合，将信息传递给靶细胞，如胰岛素

细胞间直信号分子和细胞膜结合在一起，只能和相邻细胞的细胞膜上的受体

1．探索过程

(1)脂质(约占细胞膜总质量的50%)⎩⎨⎧

磷脂(主要)胆固醇(动物细胞膜) (2)蛋白质(约占40%)：与细胞膜的功能密度相关，功能越复杂的细胞膜，蛋白质的种类与数量就越多。

(3)糖类(2%～10%)：与蛋白质分子或脂质结合。

三、对细胞膜结构的探索

1．提出暗—亮—暗的三层结构

(1)科学家：罗伯特森。

(2)模型假说：

①所有的细胞膜都由蛋白质—脂质—蛋白质三层结构构成。

②把细胞膜描述为静态的统一结构。 2．对静态结构提出质疑：20世纪60年代以后，科学家对细胞膜是静态的观点提出质疑。

3．1970年荧光标记细胞膜实验

4．科学方法——提出假说

科学家首先根据已有的知识和信息提出解释某一生物学问题的一种假说，再用进一步的观察与实验对已建立的假说进行修正和补充。一种假说最终被接受或被否定，取决于它是否能与以后不断得到的观察和实验结果相吻合。

四、流动镶嵌模型的基本内容

1．发现者：辛格和尼科尔森。

2．流动镶嵌模型的基本内容

(1)化学组成：主要是磷脂分子和蛋白质分子。

(2)两种物质组成细胞膜的方式如图：

①图中a ⎩⎨⎧ 名称：磷脂双分子层

作用：膜的基本支架

特点：具有流动性

②图中b ⎩⎪⎨⎪⎧ 名称：蛋白质分子三种位置⎩⎨⎧ a.

镶在磷脂双分子层表面b.部分或全部嵌入磷脂双分子层中

c.贯穿于整个磷脂双分子层特点：大多数蛋白质分子是可以运动的

③图中c ⎩⎨⎧ 名称：糖被

位置：细胞膜的外表面

作用：保护、润滑和细胞识别等

3．细胞膜的结构特点：流动性。

4．细胞膜的功能特性：选择透过性。

判断对错(正确的打“√”，错误的打“×”) 1．细胞间的信息交流都是通过细胞膜的直接接触来完成的。 ( )

2．细胞膜上的蛋白质种类和数量多少决定了细胞膜功能的复杂程度。

( )

3．构成膜的脂质主要是磷脂、脂肪和胆固醇。 ( )

4．变形虫和草履虫的细胞膜基本组成成分不同。

( ) 5．生物膜具有流动性是由于磷脂分子可以运动，从而带动了膜上的蛋白质运动。 ( )

6．细胞膜上的糖类都和蛋白质结合形成了具有识别作用的糖蛋白。

( )

7．罗伯特森提出的“三明治模型”的一大缺点就是认为膜是静止不动的。

( )

8．科学技术的进步在生物膜的流动镶嵌模型建立过程中发挥了重要作用。

( ) 提示：1.× 细胞间的信息交流也可通过化学物质和通道交流。

2．√

3．× 脂肪不是构成细胞膜的成分。

4．× 变形虫和草履虫的细胞膜基本组成成分相同。

5．× 蛋白质分子的运动并不是磷脂分子运动带动的。

6．× 有些糖类和脂质结合形成糖脂。

7．√ 8.√

细胞膜的功能

1．细胞膜的功能图解

2．细胞间信息交流的三种方式

(1)一些细胞如分泌细胞分泌一些物质如激素，通过血液的传递运送到作用部位的细胞(靶细胞)，被靶细胞的细胞膜上的受体(成分为糖蛋白)识别，引起靶细胞的生理反应(图示如下)。 内分泌细胞――→产生激素――→体液运输靶细胞 (2)相邻两个细胞的细胞膜接触，通过糖蛋白识别，将信息从一个细胞传递给另一个细胞(图示如下)。

(3)植物细胞间的识别主要是通过植物细胞间的胞间连丝来实现的(图示如下)。

实践应用：1.生长在水底淤泥中的莲藕“出淤泥而不染”。莲藕“出淤泥而不染”的事例说明细胞膜具有什么功能？这种功能的具体体现是什么？

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及有害废物

的排出，防止病菌、病毒的侵入等方面。

2．植物传粉后，同种和不同种的花粉都会落到雌蕊的柱头上，同种的花粉能萌发，异种的花粉不能萌发。雌蕊和花粉是通过什么相识别的？这体现了该结构的什么功能？

提示：通过细胞膜相识别，体现了细胞膜进行细胞间信息交流的功能。

1．水溶性染色剂(PI)能与核酸结合而使细胞核着色，可将其应用于细胞死活的鉴别。细胞浸泡于一定浓度的PI中，仅有死亡细胞的核会被染色，活细胞则不着色，但将PI注射到活细胞中，则细胞核会着色。利用PI鉴别细胞死活的基本原理是()

A．死细胞与活细胞的核酸结构不同

B．死细胞与活细胞的核酸含量不同

C．活细胞能分解染色剂PI

D．活细胞的细胞膜能阻止PI的进入

D[活细胞的细胞膜可选择出入细胞的物质，以维持正常的生命活动。水溶性染色剂(PI)不是细胞所需物质，因而不能通过活细胞的细胞膜。细胞死亡后，细胞膜及其他生物膜的选择透过性丧失，溶于水中的物质(如PI)都可以通过，从而使细胞核着色。]

2．如图为细胞间信息交流的一种方式，下列有关叙述不正确的是()

A．图中反映了细胞膜具有细胞间信息交流的功能

B．图中乙细胞表示靶细胞

C．图中a表示信号分子(如激素)

D．图中b表示细胞膜上的信号分子

D[题图为细胞间进行信息交流的间接传递方式。甲细胞为发出信号的细