【同步课件】第3章 细胞的基本结构 1细胞膜的结构和功能

(共61张PPT)
第3章　细胞的基本结构
课标要点 学法指导
1．理解细胞膜的功能
2．概述细胞膜的成分、含量及作用
3．了解科学家建立生物膜模型的过程
4．简述生物膜的流动镶嵌模型的基本内容 1．生命观念：分析细胞膜的结构和功能，认同世界的结构和功能相适应的观点
2．科学思维：分析细胞膜的成分和结构探索历程，了解细胞膜成分，建立生物膜的流动镶嵌模型
知识导图
1．将细胞与外界环境分隔开
使细胞成为_________的系统，保障细胞_________的相对稳定。
2．控制物质进出细胞
细胞膜(又叫质膜)的功能
相对独立　
内部环境　
【答案】
营养物质　抗体　
废物　核酸
3．进行细胞间的信息交流
(1)通过细胞分泌的__________等“信息分子”交流。如：__________。
(2)通过________相互接触交流。如：精子和卵细胞之间的识别和结合。
(3)通过通道交流。如：植物细胞的_________。
激素　
胰岛素　
细胞膜　
胞间连丝　
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。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：细胞膜有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。
微思考
细胞膜对物质进出细胞的控制主要体现在哪些方面(　　)
①细胞需要的营养物质可以从外界进入细胞
②细胞产生的代谢废物可以排出细胞
③细胞内核酸等重要成分不会流出细胞
④环境中一切有害的物质都不能通过细胞膜进入细胞
A．①②③　　 B．①②④　　　
C．②③④　　 D．①③④
【答案】A　
【解析】环境中的有害物质也可能通过细胞膜进入细胞，如重金属离子、病毒、病菌等。
1．对细胞膜成分的探索
(1)对生物膜成分早期的探索历程
细胞膜成分和结构的探究历程
历程 探索内容 结论或假说
1895年
欧文顿 对植物细胞进行通透性实验，发现__________的物质更容易穿过细胞膜 细胞膜是由________组成的
溶于脂质　
脂质　
历程 探索内容 结论或假说
20世纪初 分离出哺乳动物红细胞的细胞膜，进行化学分析 组成动物细胞膜的脂质有磷脂和胆固醇，其中磷脂含量最多
1925年两位荷兰科学家戈特和格伦德尔 提取人红细胞中的脂质铺展成单分子层，其面积为红细胞表面积的2倍 细胞膜中的磷脂分子必然排列为_________
1935年英国学者丹尼利和戴维森 研究了细胞膜的张力 推测细胞膜除含脂质分子外，可能还附有蛋白质
连续的两层　
磷脂　
胆固醇　
种类和数量　
脂质或蛋白质　
2．细胞膜结构的探索
历程 探索内容 结论或假说
1959年罗伯特森 电镜下看到细胞膜清晰的暗—亮—暗的三层结构 所有的细胞膜都由_________________________三层结构构成，且为________的统一结构
1970年 用荧光染料标记的小鼠细胞和人细胞进行________，融合速度受温度影响 细胞膜具有__________
1972年辛格和尼科尔森 新的观察和实验证据 提出细胞膜的________模型
蛋白质—脂质—蛋白质　
静态　
融合实验　
流动性　
流动镶嵌　
下列有关细胞膜成分的叙述，错误的是(　　)
A．细胞膜的主要成分是蛋白质和脂质
B．细胞膜上蛋白质的种类和数量越多，功能越复杂
C．脂质在细胞膜中的含量比蛋白质要少
D．动物细胞膜中不仅含有磷脂，还有少量的胆固醇
【答案】C　
【解析】细胞膜的主要成分是蛋白质和脂质，其中蛋白质约占40%，脂质约占50%，此外还含有少量的糖类，A正确，C错误；蛋白质是生命活动的主要承担者，其种类与数量越多，细胞膜功能越复杂，B正确；组成动物细胞膜的脂质中含量最丰富的是磷脂，此外还含有少量的胆固醇，D正确。
1．化学组成：主要是___________和___________。
2．结构模型
流动镶嵌模型的基本内容
磷脂分子　
蛋白质分子　
磷脂双分子层　
流动　
3．结构特点：具有一定的________。
蛋白质分子　
嵌入　
贯穿　
运动　
糖蛋白　
细胞识别　
流动性　
如图是动物体内某组织细胞的质膜结构模式图，据你所掌握的膜结构特点，请确认A～D中正确的是(　　)
【答案】B　
【解析】磷脂双分子层中，亲水头部位于膜的内外表面，糖蛋白的糖基团位于膜的外表面，故B正确。
1．细胞膜的功能图解
细胞膜的功能
[知识归纳]
2．细胞间信息交流的三种方式
3．细胞膜功能的实验验证
(1)控制物质进出功能的验证
4．科学方法——提出假说
细胞膜结构模型的探索过程，反映了提出假说这一科学方法的作用。科学假说是人们将认识从已知推向未知，进而变未知为已知的必不可少的思维方法，是科学发展的一种重要形式。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。
假说的提出要有实验和观察的依据，同时还需要严谨的推理和大胆的想象。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。
【易错点拨】对细胞间信息交流的两个认知误区：
(1)三种信息交流方式是发生于细胞与细胞之间的，而不是细胞内的信息交流。
(2)并非细胞间信息交流都依赖于细胞膜上的受体蛋白，如通过细胞通道的信息交流方式，而通过激素传递信息和通过细胞膜接触传递信息都依赖于细胞膜上的受体蛋白。
1．观察下图，控制物质进出细胞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。推测该功能可能与细胞膜上的__________________有关。
提示：蛋白质
2．图A中的酵母细胞浸在含有蓝色染料的溶液中。注意酵母细胞的颜色和周围染料的颜色。
图B中的酵母细胞也浸在含有蓝色染料的溶液中。但是这些细胞在放入染料之前经过10分钟煮沸。注意酵母细胞的颜色和周围染料的颜色，请思考：
(1)煮沸对酵母细胞有什么影响？
(2)为什么细胞在不同条件下会呈现不同的颜色？
(3)本实验可得出何种结论？
提示：(1)煮沸可杀死酵母细胞，其质膜将丧失对物质进出细胞的控制作用。
(2)活细胞质膜对物质出入细胞具严格的控制作用，从而将细胞不需要的蓝色染料拒之膜外，然而当细胞被杀死后，质膜的这种控制作用将丧失，故蓝色染料得以进入膜内，呈现与膜外相似的颜色。
(3)该实验结果说明活酵母细胞的质膜能控制物质进入细胞。
1．下图为人体内细胞间信息交流的某些方式的示意图。以下叙述错误的是(　　)
[对点精练]
A．在A、B、C三图中，靶细胞都通过细胞膜上的受体接受信号分子
B．从图中可以看出细胞间的信息交流方式多种多样
C．细胞膜上有信息接受功能的物质很可能为糖蛋白
D．细胞间都是通过相邻细胞的细胞膜的接触传递信息
【答案】D　
【解析】在A、B、C三图中，靶细胞都是通过细胞膜上的受体接受信号分子的，A正确；从图中可以看出细胞间的信息交流方式多种多样，B正确；细胞膜上有信息接受功能的物质很可能为糖蛋白，C正确；细胞间可以通过相邻细胞的细胞膜的接触传递信息，可以在相邻细胞间形成通道使细胞相互沟通，还可以通过激素来间接完成交流，D错误。
2．下列关于细胞膜控制物质进出这一功能的叙述中，正确的是
(　　)
A．对细胞有害的物质不能进入细胞
B．细胞膜对物质进出的控制作用是相对的
C．细胞内合成的大分子物质不会被排放到细胞外
D．细胞代谢过程中产生的尿素不会排出细胞
【答案】B　
【解析】细胞膜对物质进出的控制作用是相对的，如病毒、病菌等对细胞有害的物质也有可能侵入细胞，A错误，B正确；抗体、某些激素等细胞内合成的大分子物质，会被排放到细胞外发挥作用，C错误；尿素属于代谢废物，对机体具有毒害作用，因此必须排出细胞，D错误。
1．流动镶嵌模型
(1)细胞膜中的脂质除磷脂外，还有一些糖脂和胆固醇。
(2)脂质和蛋白质分子并不是均匀分布的，而是呈不对称性分布。
细胞膜的流动镶嵌模型
[知识归纳]
2．细胞膜两大特点的比较
(1)区别
项目 结构特点——流动性 功能特点——选择透过性
基础 磷脂分子和大多数蛋白质分子都是运动的 膜上具有转运蛋白
意义 保证细胞的物质需要、信息交流、分裂和融合等生命活动的进行 控制物质进出
表现 分泌蛋白的分泌、变形虫的变形、吞噬细胞的吞噬 有些物质可进入细胞，有些物质不能进入
(2)联系
①图示
②分析：细胞膜的流动性是其选择透过性的基础，具有流动性才能表现出选择透过性。例如，转运蛋白可以运动是其能运输物质的基础。
具有糖蛋白的一侧为细胞膜的外侧还是内侧？
提示：糖蛋白位于细胞膜的外侧，因此具有糖蛋白的一侧为细胞膜的外侧。
1．如图为某细胞细胞膜的结构模型示意图，下列相关叙述不正确的是(　　)
[对点精练]
A．①表示糖被，与细胞识别有关
B．图中④是糖蛋白，是判断细胞膜内外的依据
C．图中③表示蛋白质，其含量和种类越多，膜功能越复杂
D．图中②和⑥组成磷脂分子，其中②表示亲水性的头部，图中⑤表示磷脂双分子层，一层细胞膜包括两层磷脂双分子
【答案】D　
【解析】分析题图，①表示糖被，与细胞识别有关，A正确；图中④是糖蛋白，其只分布在细胞膜的外表面，是判断细胞膜内外的依据，B正确；图中③表示蛋白质，其含量和种类越多，膜功能越复杂，C正确；图中②为磷脂分子的亲水性头部，⑥为磷脂分子的疏水性尾部，②和⑥组成磷脂分子，⑤表示磷脂双分子层，一层细胞膜＝一层磷脂双分子＝两层磷脂分子，D错误。
2．在萝卜的紫色块根细胞内，液泡中含有紫红色的花青素。将块根切成小块放入清水中，水的颜色无明显变化。若进行加温，随着水温的升高，水的颜色逐渐变红。其主要原因是(　　)
A．细胞壁在加温中受到破坏
B．水温升高，花青素的溶解度加大
C．加温使细胞膜和液泡膜失去了控制物质进出的作用
D．加温使水中的物质发生了化学反应
【答案】C　
【解析】只有活细胞的细胞膜、液泡膜才能够控制物质的进出，而加热可使细胞致死。
易错易混：关于细胞膜的几个提醒
1．细胞间信息交流的两个提醒
(1)三种信息交流方式均发生于细胞与细胞之间，而不是细胞内的信息交流。
(2)通过激素等“信息分子”传递信息和通过细胞膜接触传递信息都依赖于细胞膜上的受体蛋白。
2．有关生物膜结构的三点提醒
(1)分析实例体现的特点时，一定要看清要求是体现出“功能特点”还是“结构特点”。
(2)只有活细胞的生物膜才能体现选择透过性，因此可以利用此原理判断细胞的死活。
(3)生物膜中的糖类不是全部和蛋白质结合形成糖蛋白，有的和脂质结合形成糖脂，作为细胞表面的标志物质，部分参与细胞间的信息交流。
例1　下列关于细胞膜的功能的叙述，不正确的是(　　)
A．细胞间的信息交流，大多与细胞膜的结构和功能有关
B．细胞间的信息交流使生物体作为一个整体完成生命活动
C．相邻两个细胞的信息交流全靠细胞间接触
D．细胞膜能控制物质进出细胞，这种功能是相对的
错因分析：一是不了解细胞间信息交流的三种方式及其适用范围；二是不了解细胞膜的结构与细胞间信息交流的联系。
【答案】C　
【解析】细胞膜的功能包括：将细胞与外界环境分隔开；控制物质进出细胞；进行细胞间的信息交流。
解题技巧：结构模式题的答题方法
例2　如图是真核细胞膜的亚显微结构模式图，①～③表示物质。下列有关说法，错误的是(　　)
A．①②③在细胞膜上大多不是静止的
B．细胞识别与①有关
C．②在细胞膜上的分布是不均匀的
D．③的单分子层面积等于该细胞所有膜面积的两倍
审题流程：
第一步　解读题干和图像，提取信息。
分析题干和图像内容，概括信息主旨。
题干“如图是真核细胞膜的亚显微结构模式图，①～③表示物质。”可根确定①②③应该是组成细胞膜的主要成分，①为糖蛋白，该侧为细胞膜外侧；②其他蛋白质分子，③为磷脂分子(磷脂双分子层)。
第二步　对接教材，迁移知识。
弄清考查的知识点，对应教材中的相关章节。
根据题干和图像，与教材中第3章第1节“细胞膜的结构和功能”密切相关：
生物膜的流动镶嵌模型
(1)细胞膜中的脂质除磷脂外，还有一些糖脂和胆固醇。
(2)糖脂和糖蛋白都分布于细胞膜的外表面。
(3)脂质和蛋白质分子并不是均匀分布的，而是呈不对称性分布。
第三步　各项击破，正确解答。
逐个选项分析，结合教材知识判断正误。
【答案】D　
【解析】组成细胞膜的磷脂分子和蛋白质分子大都可以运动，A正确；细胞识别与糖蛋白①有关，B正确；蛋白质分子②或镶或嵌或贯穿磷脂双分子层，C正确；该图是细胞膜的结构模式图，③的单分子层面积等于该细胞的细胞膜面积的两倍，但细胞中除细胞膜外，还有核膜、线粒体膜、内质网膜等，D错误，故选D。
1．下图是细胞膜的模式图，下列有关说法正确的是(　　)
A．细胞膜的基本支架是②
B．②的种类和数量决定了细胞膜功能的复杂程度
C．具有①的一侧为细胞膜内侧
D．不同细胞膜中③的种类不同
【答案】B　
【解析】细胞膜的基本支架是磷脂双分子层，不是②蛋白质，A错误；蛋白质是生命活动的体现者，细胞膜功能的复杂程度与②蛋白质的种类和数量密切相关，B正确；具有①糖蛋白的一侧为细胞膜外侧，C错误；不同细胞膜中③磷脂的种类相同，D错误。
2．下列对细胞膜成分的叙述，错误的是(　　)
A．细胞膜的主要成分是蛋白质和脂质
B．细胞膜中的脂质主要是磷脂
C．细胞膜上的糖类很少，所以其作用不重要
D．细胞膜中蛋白质的种类和数量决定细胞膜功能的复杂程度
【答案】C　
【解析】糖类和某些蛋白质结合成糖蛋白，对细胞间的信息交流具有重要的作用。
3．科学家揭示出电压控制的钾通道，这些通道是负责K＋进出细胞的看门蛋白质，它们在神经和肌肉细胞上的作用，与晶体管在计算机中的作用一样。这一成果从另一侧面证明了细胞膜具有(　　)
A．免疫功能
B．识别功能
C．控制物质进出细胞的功能
D．进行细胞间信息交流的功能
【答案】C　
【解析】从题干信息可知，该看门蛋白质的作用是负责K＋进出细胞，故C项正确。
4．关于细胞膜的组成、结构、功能之间的关系，逻辑顺序正确的是(　　)
①膜主要由磷脂分子和蛋白质分子构成
②具有流动性
③具有选择透过性
④膜内大多数蛋白质分子和磷脂分子是运动的
⑤物质运输得以正常进行
A．①④②⑤③　　 B．①②④③⑤
C．①④②③⑤　　 D．①②④⑤③
【答案】C　
【解析】本题的推理过程是很重要的，由细胞的组成结构分子到分子运动才能体现出结构的流动性特点，再由结构到控制细胞内外的物质交换功能，使其具有选择透过性，进而得出能进行正常物质运输。
5．(2021·广东学业水平考试)下列关于细胞膜结构和功能特征的叙述，错误的是(　　)
A．脂溶性物质更易进入细胞，说明细胞膜含有脂质
B．白细胞能吞噬某些细菌，说明细胞膜具有流动性
C．植物细胞发生质壁分离，说明细胞膜具有选择透过性
D．胞间连丝能传递信息，说明细胞膜具有识别功能
【答案】D　
【解析】脂溶性物质更易进入细胞，说明细胞膜含有脂质，A正确；白细胞能吞噬某些细菌，说明细胞膜具有流动性，B正确；植物细胞发生质壁分离，说明细胞膜具有选择透过性，C正确；植物细胞壁中有小的开口，相邻细胞的细胞膜伸入孔中，彼此相连，两个细胞的光面内质网也彼此相连，构成胞间连丝，胞间连丝能传递信息，说明细胞膜具有信息传递功能，D错误。