第二节 细胞——生命活动的基本单位
第1课时 细胞质膜将细胞与外界环境分开
[学习目标] 1.概述细胞质膜的成分和结构。
2.简述细胞质膜的功能。
一、细胞质膜的成分和结构
1．探索过程
(1)1895年，欧文顿做了上万次实验，证明细胞质膜是由脂质构成的。
(2)1925年，戈特和格伦德尔用丙酮提取红细胞质膜，结果脂质在水面上铺成单分子层，其面积大约是红细胞表面积的2倍。证明脂质呈双分子层排布。
(3)1959年，罗伯特森通过电子显微镜观察，发现细胞质膜显示“暗—明—暗”三条带。据此，他确认细胞质膜为脂质双分子层的“单位膜模型”。
2．细胞质膜的成分
细胞质膜主要由脂质和蛋白质组成。其中，脂质约占细胞质膜总重量的50%，蛋白质约占40%。在组成细胞质膜的脂质中，含量最高的是磷脂。
3．细胞质膜的结构
(1)1970年，人、鼠细胞融合实验
(2)流动镶嵌模型的基本内容
①图中a
②图中b
③图中c
(3)细胞质膜的结构特点：具有一定的流动性。
判断正误
(1)脂质和蛋白质是组成细胞质膜的主要物质( )
(2)细胞质膜的基本支架是磷脂双分子层( )
(3)细胞质膜上的蛋白质均匀分布于磷脂双分子层的内侧和外侧( )
(4)糖链绝大多数位于细胞质膜的外侧( )
(5)构成细胞质膜的磷脂分子具有流动性，而蛋白质固定不动( )
答案 (1)√ (2)√ (3)× (4)√ (5)×
任务一：分析细胞质膜的成分和结构
1．1959年，罗伯特森在电子显微镜下观察到细胞质膜的“暗—明—暗”三层结构，提出了怎样的细胞质膜结构模型？该模型主要的不足是什么？
提示 罗伯特森提出了“单位膜模型”的假说：所有的细胞质膜都由蛋白质—脂质—蛋白质三层结构构成。单位膜模型的主要不足在于：把膜结构描述成静止的，细胞质膜的功能难以实现，无法解释变形虫的运动、细胞生长等现象。
2．“人、鼠细胞融合实验”中，人、鼠细胞质膜蛋白最终均匀分布说明了什么问题？若适当降低温度，膜蛋白最终均匀分布的时间会延长，由此说明了什么？
提示 膜蛋白是运动的，即细胞质膜具有一定的流动性。温度能影响细胞质膜的流动性。
3．如图是由磷脂分子构成的脂质体，它可以作为药物的运载体，将其运送到特定的细胞发挥作用。在脂质体中，水溶性药物被包在双分子层中，脂溶性的药物被包在两层磷脂分子之间。
(1)为什么两类药物的包裹位置各不相同？
提示 由两层磷脂分子构成的脂质体，两层磷脂分子之间的部分是疏水的，脂溶性药物能被稳定地包裹在其中；脂质体的内部是水溶液的环境，水溶性药物可被稳定地包裹在其中。
(2)请推测：脂质体到达细胞后，药物将如何进入细胞内发挥作用？
提示 由于脂质体是由磷脂双分子层构成的，到达细胞后可能会与细胞的细胞质膜发生融合，将药物送入细胞，从而使药物在细胞内发挥作用。
4．实验表明，将两种不同的海绵动物的细胞分散成单个的细胞，然后将这些细胞掺在一起混合培养，发现只有同种的细胞才能结合，在这里起识别作用的是细胞质膜上的何种物质？如何判断细胞质膜的外侧和内侧？
提示 糖蛋白。有糖链的一侧为细胞质膜的外侧。
1．磷脂分子及其分布状况分析
(1)磷脂分子的结构如图：
(2)细胞内外均为水环境，磷脂分子的分布如图：
(3)磷脂分子置于水—苯混合溶剂中的分布如图：
2．细胞质膜的成分
成分 所占比例 在细胞质膜构成中的作用
脂质 约50% 其中磷脂是构成细胞质膜的重要成分，另外还有少量糖脂、胆固醇
蛋白质 约40% 细胞质膜的功能主要由其上的蛋白质来行使，功能越复杂的膜，其蛋白质的种类和数量越多
糖类 约2%～10% 与膜蛋白或膜脂结合成糖蛋白或糖脂，分布在细胞质膜的外表面，与细胞的信息交流有关
1．下列有关细胞质膜的叙述，不正确的是( )
A．细胞质膜主要由脂质和蛋白质组成
B．不同功能的细胞，其细胞质膜中蛋白质的种类和数量相同
C．组成细胞质膜的脂质中，磷脂最丰富
D．磷脂分子在水里能自发地形成双分子层
答案 B
解析 蛋白质在细胞质膜行使功能时起重要作用，功能越复杂的细胞质膜，蛋白质的种类和数量越多，B错误。
2．如图是细胞质膜亚显微结构模式图，请据图回答下列问题：
(1)图中[B]________的基本组成单位是________。构成细胞质膜基本支架的结构是[ ]______________。
(2)与细胞质膜的识别功能有关的结构是____________________________________________。
(3)吞噬细胞吞噬细菌的过程体现了细胞质膜具有____________性，这是因为______________________________________________________________________________
______________________________________________________________________________。
(4)不同细胞细胞质膜的生理功能不同，主要取决于细胞质膜上的什么结构？________(填字母)。
(5)细胞质膜的这种结构模型被称为________________________________________________
____________________。
答案 (1)蛋白质 氨基酸 D 磷脂双分子层 (2)糖蛋白 (3)一定的流动 组成细胞质膜的磷脂分子和蛋白质分子具有一定的流动性 (4)B (5)流动镶嵌模型
二、细胞质膜的功能
1．细胞质膜的功能
(1)细胞质膜控制细胞与周围环境的物质交换
(2)完成细胞间的信息交流
细胞之间的信息交流通常依靠细胞质膜上的蛋白质分子完成。
①细胞质膜表面的糖蛋白和糖脂在细胞之间的信息交流中具有重要作用。细胞质膜上的受体大多是糖蛋白，能识别信号分子并与之结合，实现细胞识别和信息传递的功能。
②相邻细胞之间的细胞质膜相互接触，信息传递可通过信号分子与受体的结合而完成。相距较远的细胞，信号分子的传递需借助于体液。
③在某些植物中，相邻细胞之间可通过胞间连丝传递信息。
(3)细胞质膜将细胞与周围环境分隔开，维持着细胞内部环境的相对稳定。
2．细胞壁
(1)植物细胞壁的主要成分是多糖(如纤维素和果胶)，与细菌和真菌的细胞壁的成分和结构差异明显。
(2)作用：植物细胞壁具有维持细胞形态和保护细胞内部结构等作用。
判断正误
(1)细胞质膜是细胞的保护性屏障( )
(2)细胞质膜可以控制物质进出，任何对细胞有害的物质都不能进入细胞( )
(3)植物细胞之间的胞间连丝具有物质运输的作用( )
答案 (1)√ (2)× (3)√
任务二：分析细胞质膜的功能
1．莲藕“出淤泥而不染”体现了细胞质膜的什么功能？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对代谢废物的排出，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 通过细胞质膜相识别。体现了细胞质膜进行细胞间信息交流的功能。
1．细胞质膜结构特点和功能特性
(1)区别：流动性是细胞质膜的结构特点，此特点主要受温度影响，在一定范围内，温度越高，细胞质膜的流动性越大；而选择透过性是细胞质膜的功能特性，影响此特性的内因是细胞质膜上蛋白质的种类和数量。
(2)联系：细胞质膜的流动性是表现其选择透过性的结构基础。因为只有细胞质膜具有流动性，细胞才能完成其各项生理功能，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。
2．不同类型细胞的细胞壁成分
细胞类型 细胞壁成分
植物细胞 主要成分是多糖(如纤维素和果胶)
细菌 主要成分有肽聚糖、磷壁酸、脂质和蛋白质
真菌细胞 主要成分是多糖，还有少量蛋白质和脂质。不同的真菌，其细胞壁所含多糖的种类不同，如低等真菌细胞壁以纤维素为主，酵母菌以葡聚糖为主，高等陆生真菌以几丁质为主
3．实验室中鉴别细胞死活，常用“染色排除法”。例如：用台盼蓝染色，死细胞会被染成蓝色，而活细胞不着色，从而判断细胞死活。该实验所利用的细胞质膜特性或功能是( )
A．进行细胞间的信息交流
B．控制细胞与周围环境的物质交换
C．流动性
D．保护细胞内部结构
答案 B
4．(多选)细胞之间通过信息交流，保证细胞间功能的协调。下列关于信息交流的说法正确的是( )
A．a细胞分泌的物质可以表示某种激素，通过血液运送到b细胞
B．图2可以表示精子与卵细胞的识别
C．b细胞与乙细胞上接收信息的是受体(糖蛋白)
D．细胞质膜上的受体是细胞间信息交流所必需的结构
答案 ABC
解析 a细胞产生的信号分子进入血液，通过血液运输到靶细胞并作用于靶细胞的受体，A正确；图2表示细胞之间通过相互接触直接识别，可以表示精子与卵细胞的识别，B正确；b细胞与乙细胞上的受体都能识别相应的信号分子，其化学本质是糖蛋白，C正确；有些细胞间的信息交流可以不经过细胞质膜上的受体，如植物细胞通过胞间连丝进行信息交流，动物细胞的性激素的受体存在于细胞内，D错误。(共33张PPT)
第二章 第二节 细胞——生命活动的基本单位
细胞质膜将细胞与外界环境分开
第1课时
学习目标
1.概述细胞质膜的成分和结构。
2.简述细胞质膜的功能。
一、细胞质膜的成分和结构
内容索引
课时对点练
二、细胞质膜的功能
一
细胞质膜的成分和结构
教材梳理
1.探索过程
(1)1895年，欧文顿做了上万次实验，证明细胞质膜是由_____构成的。
(2)1925年，戈特和格伦德尔用丙酮提取红细胞质膜，结果脂质在水面上铺成单分子层，其面积大约是红细胞表面积的_倍。证明脂质呈________排布。
(3)1959年，罗伯特森通过___________观察，发现细胞质膜显示“暗—明—暗”三条带。据此，他确认细胞质膜为脂质双分子层的“_________
_____”。
脂质
双分子层
电子显微镜
2
单位膜
模型
2.细胞质膜的成分
细胞质膜主要由脂质和_______组成。其中，脂质约占细胞质膜总重量的50%，_______约占40%。在组成细胞质膜的脂质中，含量最高的是_____。
蛋白质
蛋白质
磷脂
3.细胞质膜的结构
(1)1970年，人、鼠细胞融合实验
绿色荧光
红色荧光
红色荧光
绿色荧光
均匀分布
一定的流动性
名称：_____________
作用：细胞质膜的基本支架
名称：_______
(2)流动镶嵌模型的基本内容
磷脂双分子层
①图中a
蛋白质
②图中b
三种位置
Ⅰ.镶在磷脂双分子层的内侧或外侧
Ⅱ.部分或全部_____磷脂双分子层中
Ⅲ._____整个磷脂双分子层
嵌入
贯穿
名称：_____
位置：绝大多数位于细胞质膜的外侧
糖链
③图中c
(3)细胞质膜的结构特点：_________________。
具有一定的流动性
(1)脂质和蛋白质是组成细胞质膜的主要物质( )
(2)细胞质膜的基本支架是磷脂双分子层( )
(3)细胞质膜上的蛋白质均匀分布于磷脂双分子层的内侧和外侧( )
(4)糖链绝大多数位于细胞质膜的外侧( )
(5)构成细胞质膜的磷脂分子具有流动性，而蛋白质固定不动( )
×
×
√
√
√
任务一：分析细胞质膜的成分和结构
1.1959年，罗伯特森在电子显微镜下观察到细胞质膜的“暗—明—暗”三层结构，提出了怎样的细胞质膜结构模型？该模型主要的不足是什么？
核心探讨
提示 罗伯特森提出了“单位膜模型”的假说：所有的细胞质膜都由蛋白质—脂质—蛋白质三层结构构成。单位膜模型的主要不足在于：把膜结构描述成静止的，细胞质膜的功能难以实现，无法解释变形虫的运动、细胞生长等现象。
2.“人、鼠细胞融合实验”中，人、鼠细胞质膜蛋白最终均匀分布说明了什么问题？若适当降低温度，膜蛋白最终均匀分布的时间会延长，由此说明了什么？
提示 膜蛋白是运动的，即细胞质膜具有一定的流动性。温度能影响细胞质膜的流动性。
3.如图是由磷脂分子构成的脂质体，它可以作为药物的运载体，将其运送到特定的细胞发挥作用。在脂质体中，水溶性药物被包在双分子层中，脂溶性的药物被包在两层磷脂分子之间。
(1)为什么两类药物的包裹位置各不相同？
提示 由两层磷脂分子构成的脂质体，两层磷脂分子之间的部分是疏水的，脂溶性药物能被稳定地包裹在其中；脂质体的内部是水溶液的环境，水溶性药物可被稳定地包裹在其中。
(2)请推测：脂质体到达细胞后，药物将如何进入细胞内发挥作用？
提示 由于脂质体是由磷脂双分子层构成的，到达细胞后可能会与细胞的细胞质膜发生融合，将药物送入细胞，从而使药物在细胞内发挥作用。
4.实验表明，将两种不同的海绵动物的细胞分散成单个的细胞，然后将这些细胞掺在一起混合培养，发现只有同种的细胞才能结合，在这里起识别作用的是细胞质膜上的何种物质？如何判断细胞质膜的外侧和内侧？
提示 糖蛋白。有糖链的一侧为细胞质膜的外侧。
核心归纳
1.磷脂分子及其分布状况分析
(1)磷脂分子的结构如图：
(2)细胞内外均为水环境，磷脂分子的分布如图：
核心归纳
(3)磷脂分子置于水—苯混合溶剂中的分布如图：
核心归纳
2.细胞质膜的成分
成分 所占比例 在细胞质膜构成中的作用
脂质 约50% 其中磷脂是构成细胞质膜的重要成分，另外还有少量糖脂、胆固醇
蛋白质 约40% 细胞质膜的功能主要由其上的蛋白质来行使，功能越复杂的膜，其蛋白质的种类和数量越多
糖类 约2%～10% 与膜蛋白或膜脂结合成糖蛋白或糖脂，分布在细胞质膜的外表面，与细胞的信息交流有关
1.下列有关细胞质膜的叙述，不正确的是
A.细胞质膜主要由脂质和蛋白质组成
B.不同功能的细胞，其细胞质膜中蛋白质的种类和数量相同
C.组成细胞质膜的脂质中，磷脂最丰富
D.磷脂分子在水里能自发地形成双分子层
典题应用
√
蛋白质在细胞质膜行使功能时起重要作用，功能越复杂的细胞质膜，蛋白质的种类和数量越多，B错误。
2.如图是细胞质膜亚显微结构模式图，请据图回答下列问题：
(1)图中[B]________的基本组成单位是
_______。构成细胞质膜基本支架的结
构是[ ]______________。
(2)与细胞质膜的识别功能有关的结构
是________。
(3)吞噬细胞吞噬细菌的过程体现了细胞质膜具有___________性，这是因为___________________________________________________。
蛋白质
氨基酸
D
磷脂双分子层
糖蛋白
一定的流动
组成细胞质膜的磷脂分子和蛋白质分子具有一定的流动性
(4)不同细胞细胞质膜的生理功能不同，主要取决于细胞质膜上的什么结构？___(填字母)。
(5)细胞质膜的这种结构模型被称为_____________。
B
流动镶嵌模型
二
细胞质膜的功能
教材梳理
1.细胞质膜的功能
(1)细胞质膜控制细胞与周围环境的物质交换
营养物质
抗体
废物
核酸
(2)完成细胞间的信息交流
细胞之间的信息交流通常依靠细胞质膜上的___________完成。
①细胞质膜表面的_______和______在细胞之间的信息交流中具有重要作用。细胞质膜上的受体大多是_______，能识别信号分子并与之结合，实现细胞识别和信息传递的功能。
②相邻细胞之间的细胞质膜_________，信息传递可通过信号分子与受体的结合而完成。相距较远的细胞，信号分子的传递需借助于______。
③在某些植物中，相邻细胞之间可通过_________传递信息。
(3)细胞质膜将细胞与周围环境分隔开，维持着细胞________的相对稳定。
蛋白质分子
糖蛋白
糖脂
糖蛋白
相互接触
体液
胞间连丝
内部环境
2.细胞壁
(1)植物细胞壁的主要成分是______(如______________)，与细菌和真菌的细胞壁的成分和结构差异明显。
(2)作用：植物细胞壁具有______细胞形态和______细胞内部结构等作用。
多糖
纤维素和果胶
维持
保护
(1)细胞质膜是细胞的保护性屏障( )
(2)细胞质膜可以控制物质进出，任何对细胞有害的物质都不能进入细胞( )
(3)植物细胞之间的胞间连丝具有物质运输的作用( )
×
√
√
任务二：分析细胞质膜的功能
1.莲藕“出淤泥而不染”体现了细胞质膜的什么功能？这种功能的具体体现是什么？
核心探讨
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对代谢废物的排出，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 通过细胞质膜相识别。体现了细胞质膜进行细胞间信息交流的功能。
核心归纳
1.细胞质膜结构特点和功能特性
(1)区别：流动性是细胞质膜的结构特点，此特点主要受温度影响，在一定范围内，温度越高，细胞质膜的流动性越大；而选择透过性是细胞质膜的功能特性，影响此特性的内因是细胞质膜上蛋白质的种类和数量。
(2)联系：细胞质膜的流动性是表现其选择透过性的结构基础。因为只有细胞质膜具有流动性，细胞才能完成其各项生理功能，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。
核心归纳
2.不同类型细胞的细胞壁成分
细胞类型 细胞壁成分
植物细胞 主要成分是多糖(如纤维素和果胶)
细菌 主要成分有肽聚糖、磷壁酸、脂质和蛋白质
真菌细胞 主要成分是多糖，还有少量蛋白质和脂质。不同的真菌，其细胞壁所含多糖的种类不同，如低等真菌细胞壁以纤维素为主，酵母菌以葡聚糖为主，高等陆生真菌以几丁质为主
3.实验室中鉴别细胞死活，常用“染色排除法”。例如：用台盼蓝染色，死细胞会被染成蓝色，而活细胞不着色，从而判断细胞死活。该实验所利用的细胞质膜特性或功能是
A.进行细胞间的信息交流
B.控制细胞与周围环境的物质交换
C.流动性
D.保护细胞内部结构
典题应用
√
4.(多选)细胞之间通过信息交流，保证细胞间功能的协调。下列关于信息交流的说法正确的是
A.a细胞分泌的物质可以表示某种激
素，通过血液运送到b细胞
B.图2可以表示精子与卵细胞的识别
C.b细胞与乙细胞上接收信息的是受体(糖蛋白)
D.细胞质膜上的受体是细胞间信息交流所必需的结构
√
√
√
a细胞产生的信号分子进入血液，
通过血液运输到靶细胞并作用于
靶细胞的受体，A正确；
图2表示细胞之间通过相互接触直接识别，可以表示精子与卵细胞的识别，B正确；
b细胞与乙细胞上的受体都能识别相应的信号分子，其化学本质是糖蛋白，C正确；
有些细胞间的信息交流可以不经过细胞质膜上的受体，如植物细胞通过胞间连丝进行信息交流，动物细胞的性激素的受体存在于细胞内，D错误。
网络构建
