第二节细胞膜的分子结构
一、膜的亚微结构-单位膜
各种细胞膜和细胞内膜在电镜下均呈“两暗夹一明”的三层式结构,把这种结构称为单位膜（图2-5）。
图2-5
二、膜的分子结构
膜中的脂类、蛋白质及糖类在细胞膜上的位置,排列方式及它们之间的相互关系等问题的阐明,对于理解细胞膜的功能活动机制是十分必要的。因此,对细胞膜分子结构的研究,多年来一直是学者们最为重视的课题之一。
早在1925年,就有人曾提取红细胞膜的脂质,然后将脂质放在水面上制成由单层脂质分子构成的膜,发现此膜面积相当于红细胞的总面积的2倍,因而认为红细胞膜是由连续的双层脂质分子组成的,虽然这个研究中有两个错误的假设，一是丙酮没有抽提完所有的脂类，二是表面积的测量是根据干的样品，实际所测的值少于真实的湿的样品，但这一发现,第一次提出了双层脂质分子是细胞膜的基本结构的概念为人们进一步认识生物膜的分子结构奠定了科学基础,至今科学家们已先后提出了几十种不同的细胞膜分子结构模型,但脂类双层这一概念已为大部份模型所接受,下面介绍几种重要的模型。
1.片层结构模型
在1935年,人们发现细胞膜的表面张力明显低于油-水界面的表面张力,认为不可能单纯由脂类构成,可能还吸收附有蛋白质,提出了片层结构模型。
此模型认为,细胞膜中央是连续的磷脂双分子层,它们的亲水端朝向膜中央,球形蛋白分子吸附在内、外表面上,形成蛋白质-磷脂双层-蛋白质的片层。
此模型第一次用分子术语来描述膜的结构,并将膜的分子结构与所观察到的生物学理化性质联系起来,这时对细胞膜的研究给予了很大启示。此模型中所提出的脂质双层排列方式一直沿用至今。
2.单位膜模型
在1959年,Robertson利用电镜技术对各种细胞膜观察和研究发现它们厚度基本一致,约75A°,而且都有“两暗夹一明”的三层结构图象,便在片层结构模型的基础上提出了单位膜模型。
该模型认为“两暗夹一明”三层结构中的暗带,是对锇酸亲合力大的蛋白质层,而明带是双层脂类分子,蛋白质层并非是球形蛋白质(因为球形蛋白质的直径>2nm)。而是由单层肽链的β折叠形式的蛋白质,通过静电作用与磷酸极性端相结合。
该模型提出各种生物膜在形态上的共性,但无法说明膜的动态结构变化及功能特性的多样化,但该模型提出的单位膜的概念一直沿用至今。
3.液态镶嵌模型(fluid mosaic model)
60年代以后,在膜的研究中采用了一系列新技术和方法,获得了许多知识,相继又提出了许多模型,其中1972年提出的液态镶嵌模型,得到了广泛的支持。
该模型的主要论点是:流动的脂双层构成膜的连续主体,球形的膜蛋白质以各种镶嵌形式与脂双分子层相结合。构成膜的脂双层具有液晶态的特性,它既有晶
体的分子排列的有序性,又有液体的流动性（图2-6）。
该模型的突出特点是强调了膜的流动性和上述膜组分分布的不对称性,即膜的结构成份不是静止的,而是动态的。但该模型也有其不足之处,它忽视了蛋白质分子对脂类分子流动性的限制作用,忽视了膜各部分流动性的不均匀性等,从而使人们又提出了一些新的模型。
图2-6液态镶嵌模型
4.晶格镶嵌模型
1975年提出,该模型认为细胞膜所以具有流动性是由于脂类可逆地进行无序(液态)和有序(晶态)的相变过程,镶嵌蛋白对脂类分子的运动有控制作用,可使其周围的脂质分子形成界面脂,而不发生单独活动,两者合在一起构成膜中晶态部份(晶格)。流动的脂质是局部的,仅是小片的点状分布。
5.板块镶嵌模型
1977年提出,该模型认为,在流动的脂类双分层中存在许多大小不同,刚性较大,彼此独立移动的脂质区(有序结构的“板块”),期间被流动的脂质“板块”(无序的)所分割,这两种“板块”之间可能存在一种连续的动态平衡,因而细胞膜实际上是同时存在有不同流动性的板块镶嵌而成的动态态结构:这种结构使细胞膜的各部分
的流动性处于不均一状态,并可随生理状态和环境条件的变化而发生晶态和非晶态的相变化。
事实上,这两种模型与液态镶嵌模型并无本质差别,只不过是对膜的流动性的分子基础作了解释,因而是对液态镶嵌模型的补充。目前所流行的关于膜结构的基本观点,仍然是液态镶嵌模型。
二、膜的重要特性
生物膜具有两个显著的特性:膜的不对称性和膜的流动性。
(一)膜的不对称性:
细胞膜内外两层的组分分布和功能有很大的差异,人们称这种差异为膜的不对称性(asymmetry),各种膜结构都存在着不对称性。
1.膜蛋白分布的不对称性
膜蛋白的分布是绝对不对称的,膜两侧嵌入蛋白的数量、位置、种类不同,周围蛋白多在膜的内表面,酶蛋白有的只存在于外侧,有的只存在于内侧,就是贯穿膜全套的镶嵌蛋白,二个亲水端的长度和aa种类,顺序也不相同。
例如:血型糖蛋白分子伸向膜内,外侧面的氨基酸残基数目不对称（图2-7）。
红细胞膜内侧面分布有血影蛋白而外侧面没有。
冰冻蚀刻技术观察胞质面的蛋白质颗粒比细胞外侧面少（图2-8）。
图2-7 血型糖蛋白图2-8 冰冻蚀刻技术
2.膜脂的不对称性
膜脂不对称表现在两侧分布的各类脂的含量比例不同,在不同的细胞膜脂不对称性差异很大,不易改变,故脂分子在膜上翻转的机率是很小的。
例:血红细胞为例,含胆碱的磷脂,如磷脂酰胆碱、鞘磷脂则主要分布在外层;
含氨基酸的磷脂如磷脂酰丝aa,磷脂酰乙醇胺则主要分布在内层（图2-9）。
图2-9 人红细胞膜内外层磷脂的不对称分布
胆固醇的分布也是不对称的,它倾向集中于细胞膜的外层。
糖脂也主要分布于外层。
3.膜糖的不对称性
糖类主要分布于细胞膜的外表面,与膜脂和膜蛋白结合成糖脂和糖蛋白 。 综上所述,细胞膜内外两层的组成分布是不对称的,从而使膜的功能产生了方向性,使膜的两侧具有不同的功能,膜的不对称性具有重要的生物学意义。
(二)膜的流动性
膜的流动性是指组成膜的分子的运动性,包括膜脂的流动性和膜蛋白的运动性。
1.膜脂的流动性
在生理条件下(生理温度),膜脂质多是液晶态,当温度下降到某一点时,液晶态又变为晶态,温度上升时,晶态又溶解为液晶态,这种变化称为相变,这一引起相变 外层磷脂层 占磷脂总量的百分数 胞质面磷脂层 磷脂总量 神经磷脂 磷脂酰胆碱 磷脂酰丝氨酸 磷脂酰乙醇胺
的温度称为相变温度。
膜脂质分子在相变温度以上时,有以下几种主要的运动方式。
(1)分子内部烃链的旋转异构运动,烃链可以从全反式构象和歪扭构象之间产生旋转,即C-C键的旋转而引起的异构运动。随着温度的开放,歪扭构象增多,流动性加大。
(2)整个分子的旋转运动:即围绕与膜平面相垂直的铀进行旋转。
(3)脂肪酸链的伸缩、震荡运动。
(4)侧向扩散运动:各脂质分子沿膜平面不断侧向移动交换位置。
(5)翻转运动:脂分子在双分子层之间,由一层侧翻至另一层,这种运动极少发生。
2.膜蛋白的运动性
(1)蛋白分子的侧向扩散
1970年,Edidin用细胞融合法首先证明了膜蛋白质具有侧向移动的运动特点,他用发绿色萤光的萤光素标记小鼠细胞膜表面的抗体蛋白,使其与小鼠细胞膜表面的抗原结合。用发红色萤光的罗丹明标记人的抗体蛋白,使其与人红细胞膜上的抗原结合,当小鼠与人的两种细胞融合后,在萤光显微镜下观察膜表面一半呈红光绿色,另一半呈红色光,37℃保温40'后,两种颜色的萤光点在融合的新细胞膜上呈均匀分布（图2-10）。
图2-10 人-鼠细胞融合过程中膜蛋白的相互扩散运动有的实验以淋巴细胞为材料也得到了类似的结果,用抗淋巴细胞的专一抗体标记萤光,再用淋巴细胞的表面抗原结合,就可根据萤光的分布来追踪细胞抗原的位置变化。在刚开始结合时,抗原在细胞表面的分布很均匀,几分钟后,由均匀状态变为成簇分布。随之又成斑,最后全部集中到某一区域形成帽状结构,即成帽反应。
目前测定蛋白质的侧向扩散需采用光致漂白萤光恢复法,这种方法是利用激光,使膜上结合含有萤光的膜蛋白的某一微区不可逆地漂白,然后由于扩散运动,其他部位的膜蛋白进入这个微区时,萤光又重新恢复。可用其恢复速度计算蛋白
分子的侧向扩散系数和速率（图2-11）。
图2-11 光致漂白萤光恢复法
(2)旋转扩散:指蛋白分子围绕膜平面相垂直的轴进行旋转运动。
3.影响膜的流动性的因素
(1)脂肪酸链的长短不饱和程度:重要因素脂肪酸链越长,膜流动性越低,不饱和脂肪酸越多,膜流动性越高。
(2)胆固醇与磷脂的比例:胆固醇含量增加,膜脂的有序性增加,膜的流动性降低,但在低于相变温度时,膜脂处于晶态,胆固醇却又能扰乱膜脂有序性的出现，阻止晶态的形成。
(3)卵磷脂与鞘磷脂的比值:卵磷脂所含蛋白的不饱和脂肪酸高,相变温度低,而鞘磷脂相反,所含的脂肪酸不饱和程度低,所以鞘磷脂含量高则膜有流动性低。
(4)膜蛋白的影响:膜蛋白与膜脂结合后对流动性的影响因结合方式(静电结合,疏水结合等)的差异而不同,嵌入蛋白的量愈多,界面脂愈多,脂质层的流动性愈小。
膜蛋白的运动还受到细胞内部结构的控制,如红细胞膜内一种周围蛋白,形成了网架把膜蛋白的位置固定,不易扩散。
(5)其他:环境温度、pH、离子强度、金属离子等
膜流动性具有十分重要的生理意义,可以说一切膜的基本活动均在细胞膜的流动状态下进行。
高一人教版必修一生物细胞膜课时练习题(附答案) 人本身就是一种生物，所以，了解生物，了解生命活动的规律，对于我们自身而言具有重要的意义。准备了高一人教版必修一生物细胞膜课时练习题，具体请看以下内容。 一、选择题 1. 科学家常用哺乳动物的红细胞做材料来研究细胞膜的组成，是因为() A. 哺乳动物红细胞容易得到 B. 哺乳动物红细胞在水中容易涨破 C. 哺乳动物成熟的红细胞内没有核膜、线粒体膜等膜结构 D.哺乳动物红细胞的细胞膜在光学显微镜下容易观察到答案：C 解析：哺乳动物成熟的红细胞没有核，没有线粒体等复杂的细胞器，因此选它，否则就容易造成细胞膜、核膜、细胞器膜混在一起而无法分开的现象。 2. (2019?无锡一中期末考试)下列有关细胞膜功能的叙述错误的是() A. 将细胞与外界环境隔开，保证细胞内部环境的相对稳定 B.控制物质进出 细胞 C. 合成细胞壁的成分 D. 进行细胞间的信息交流 答案：C 3. (2019?无锡一中期末考试)在处理污水时，人们设计出一种膜结构，有选择地将重金属离子阻挡在膜的一侧，以降低重金属离子对水的污染。这是试图模拟细胞膜的() A. 将细胞与外界环境分隔开的功能
B. 控制物质进出细胞的功能 C. 进行细胞间信息交流的功能 D. 细胞膜的流动性 答案：B 4. (2019?福建龙岩一中)科学家在实验中发现，脂溶性物质能够优先通过细胞膜，并且细胞膜会被溶解脂质物质的溶剂溶解，也会被蛋白酶分解，这些事实说明了组成细胞膜的物质中有() A. 糖类和脂质B糖类和蛋白质 C.蛋白质和脂质 D.蛋白质和核酸 答案：C 5. (2019?邯郸高一期末考试)磷脂分子适于形成细胞膜的原因是() A. 它们是疏水的 B. 它们是亲水的 C. 它们迅速吸水 D. 它们既是亲水的又是疏水的 答案：D 6. 苋菜无论用清水怎么洗，清水中仍不见红色物质，但若放入沸水中一烫，水立刻变成红色，这是因为() A. 在清水中没有物质出入 B. 在清水中细胞膜没有选择透过性 C. 沸水中色素分解成小分子物质 D. 沸水使细胞膜失去选择透过性
细胞膜的结构和功能教案(教学设计)
细胞膜的结构和功能 教材分析：本节课是高中生物新课改生物学必修1分子与细胞第三章第一节的教学内容,本节课的教学内容是在学习了生物的物质基础和细胞的种类的基础上进行的，所以学好本节内容既能帮助学生巩固前面的知识，又能为学生学习动物和植物的代谢作好铺垫，它在教材中起着承上启下的桥梁作用。本节体现了结构决定功能的生物学观点，因此本节课在教学中起着至关重要的作用。本节包括三大部分内容：细胞膜的功能、科学家对细胞膜结构的探究历程和细胞膜的流动镶嵌模型的基本内容。本节着重用生活事例，将课本知识与生活实际联系起来，建立科学与生活之间的关系。 学情分析：基于必修1前两章的学习和初中相关的知识基础，学生已知道细胞的基本结构、组成细胞的成分和各成分的功能、细胞成分鉴定的一般方法，为本节知识的学习奠定了基础。学生虽然具备了一定的观察和分析能力，思维的连续性和逻辑性也已初步建立，但还不是很严密，对探索事物的过程与方法及结论的形成缺乏理性的思考，故此节课积极引导学生观察分析实验现象，大胆提出实验假设，让学生宛如亲历科学家探索科学历程，切身感受科学魅力。 教学目标： 【知识目标】 1．阐述细胞膜的成分和功能。 2．描述生物膜的结构。 3．举例说明生物膜具有流动性特点。 【能力目标】 1．通过分析科学家建立生物膜模型的过程，尝试提出问题，作出假设。 2．通过生物膜模型建立过程的一系列实验，培养学生根据实验现象进行分析推理的能力 【情感态度与价值观】 1．通过各实验的资料分析，使学生体验科学工作的方法和过程，增强学生探索新知识的欲望和创新意识。 2．探讨建立生物膜模型的过程中如何体现结构和功能相适应的关系。 教学重难点:
精品教学教案设计| Excellent teaching plan 教师学科教案[ 20–20学年度第__学期] 任教学科： _____________ 任教年级： _____________ 任教老师： _____________ xx市实验学校
高中生物细胞膜 - 系统的边界教学设计 教师行为 学生学习活动 设计意图 问题探讨，创设情境 1. 多媒体课件播放光镜下未经染色的动 物细胞 1. 学生观察课件中的显 通过问题探讨的方 微镜下的动物细胞图 式，创设情境，吸 片 引学生的注意力， 回顾已经学习过的 2. 小组讨论， 回答提出的 知识，进入新课 2. 讨论：怎样区分显微镜下的气泡和细 问题 胞？光学显微镜下能看清细胞膜吗？ 3. 小组汇报讨论结果 细胞膜的成分 1. 通过观察实 1. 播放体验制备细胞膜的方法Flash 验，培养学生 动画课件。 1. 学生观察课件 的观察能力， 切实体验细胞 膜的存在。 2. 引导学生理解 获取纯净的细 2. 胞膜的方法。 3. 让学生注意观察本实验的材料用 （胀破法，离 具，实验方法及显微镜下红细胞的 思考教师提出的问题 心法或过滤 形态。 2. 法）培养学生 4. 启发学生思考细胞膜的成分 小组讨论得出答案 分析问题能力 3. 引导学生思考 3. 细胞膜的成分 4. 帮助学生理解 4. 学生阅读教材，回答问 细胞膜的成分 5. 组织学生阅读教材 主要是脂质和 P41, 掌握细胞膜 题。 的成分 蛋白质，培养 6. 提问：本课与生活有什么联系？ 学生理论联系 实际的习惯。 细胞膜的功能 1. 教师引导学生继续探讨细胞膜有哪些 1. 学生阅读教材 p42 1. 引导学生通过阅 功能？ 2. 学生以小组为单位 读，讨论理解细
第3章细胞的基本结构单元测试题 一、选择题（每小题２分，共５０分。在每小题所给的四个选项中只有一个正确答案） 1．把人或哺乳动物的成熟红细胞做为获取细胞膜的实验材料的依据是（）A．人或哺乳动物的成熟红细胞容易获取 B．人或哺乳动物的成熟红细胞中没有任何物质 C．人或哺乳动物的成熟红细胞中没有任何细胞器 D．人或哺乳动物的成熟红细胞中只有核糖体，没有其他有膜细胞器 2．下列有关细胞膜功能的叙述错误的是（）A．将细胞与外界环境隔开，保证细胞内部环境的相对稳定 B．控制物质进出细胞 C．进行细胞间的信息交流 D．合成细胞膜的成分 3．在不损害高等植物细胞内部结构的情况下下列哪种物质适用于去除其细胞壁（）A．蛋白酶B．盐酸C．纤维素酶D．淀粉酶 4．细胞核中行使主要功能的重要结构是（）A．核膜B．核仁C．染色质D．核孔 5．下列哪种物质的形成与内质网及上面的核糖体、高尔基体和线粒体都有关（）A．血红蛋白B．呼吸氧化酶 C．胃蛋白酶原D．性激素 6．下列物质中在核糖体内合成的是（） ①性激素②K的载体③淀粉④淀粉酶⑤纤维素 A．②③B．②④C．②⑤D．①② 7．下列细胞中，同时含有叶绿体和中心体的是（）A．心肌细胞B．团藻细胞C．青菜叶肉细胞D．洋葱根细胞 8．在动植物细胞中都有，但生理功能不同的细胞器是（）A．线粒体B．核糖体C．高尔基体D．内质网 9．下列有关细胞结构与功能的叙述正确的是（）A．唾液腺细胞与汗腺细胞相比，核糖体数量较多 B．唾液腺细胞与心肌细胞相比，线粒体数量较多 C．生命活动旺盛的细胞与衰老的细胞相比，内质网不发达 D．叶肉细胞中的高尔基体数量一般比唾液腺细胞多 10．内质网膜与核膜、细胞膜相连,有利于与外界环境进行发生联系。这种结构特点表明内质网的重要功能之一是（） A．扩展细胞内膜，有利于酶的附着B．提供细胞内物质运输的通道 C．提供核糖体附着的支架D．参与细胞内某些代谢反应 11．下列说法不正确的是（）A．健那绿是一种活体染色剂B．健那绿具有专一性 C．健那绿可以把线粒体染成蓝绿色D．健那绿无法通过生物膜 12．下列关于生物膜转化的叙述中正确的是（）A．在细胞内的具膜结构中，膜的转化是不可逆的 B．小泡成为具膜结构的一部分要靠膜融合 C．一种结构的膜成为另一种结构膜的一部分与膜的流动性无关 D．生物膜的选择透过性是膜之间转化的前提条件 13．经研究发现,动物的唾液腺细胞中高尔基体较多,其主要原因是（）A．高尔基体可加工和转运蛋白质B．腺细胞合成大量的蛋白质 C．腺细胞生命活动需要大量的能量D．高尔基体与细胞膜的主动运输有关 14．某种毒素因妨碍细胞呼吸而影响生物体的生活,这种毒素可能作用于细胞的（） A．核糖体B．细胞核C．线粒体D．细胞膜 15．人的红细胞与精子的寿命都比较短, 这一事实体现了（）A．细胞核与细胞质相互依存B．环境因素对细胞的影响 C．特定的遗传物质起决定作用D．细胞的功能对其寿命起决定性作用 16．下列细胞器中，都具有色素的一组是 A．叶绿体、内质网B．线粒体、中心体 C．中心体、溶酶体D．液泡、叶绿体 17．染色质与染色体的关系与下列那个选项相似（）A．葡萄糖与果糖C．二氧化碳与干冰 C．声波与光波D．细胞板与赤道板 18．高等植物细胞与动物细胞在结构上的区别是高等植物细胞具有 ①液泡②中心体③叶绿体④细胞膜 A．①②④B．①②③C．②③④D．①③ 19．细胞核的主要功能是（）A．进行能量转换B．合成蛋白质 C．储存和复制遗传物质D．储存能量物质 20．有研究者将下列4种等量的细胞分别磨碎，然后放到4支离心试管内高速旋转离心，结果磨碎的液体分为4层，其中第三层存在的结构是有氧呼吸的主要场所。在下列各种材料中，第三层最厚的是A．衰老的皮肤细胞B．口腔上皮细胞 C．心肌细胞D．脂肪细胞 21．细胞能够正常地完成各项生命活动的前提是（）A．细胞核内有遗传物质B．细胞保持完整的结构 C．细胞膜的流动性D．线粒体提供能量 22．在1958年,有人对蝾螈的染色体进行分析,发现用DNA酶才能破坏染色体的长度,即破坏染色体的完整性,使它成为碎片,若改用蛋白酶则不能破坏染色体的长度。以上事实可以说明（） A．染色体的基本结构由蛋白质构成 B．染色体的基本结构由DNA构成 C．染色体由DNA和蛋白质构成 D．染色体中的DNA和蛋白质镶嵌排 23．将一黑色公绵羊的体细胞核移入到一白色母绵羊去除细胞核的卵细胞中，再将此细胞植入一黑色母绵羊的子宫内发育，生出的小绵羊即是“克隆绵羊”。那么此“克隆绵羊”为（） A．黑色公绵羊B．黑色母绵羊 C．白色公绵羊D．白色母绵羊 24．观察叶绿体或线粒体都需要制作临时装片，在制作临时装片时，必须先让盖玻片一侧先接触水滴，然后轻轻盖上，这样操作的主要目的是（） A．防止实验材料移动B．防止水溢出 C．避免出现气泡D．增加装片透明度 25．下面关于生物体结构的叙述错误的是（）A．生物体都有细胞结构 B．除病毒以外，生物体都是由细胞构成的 C．细胞是大多数生物体结构和功能的基本单位 D．细菌具有细胞结构 26.甲基绿使DNA呈现绿色，吡罗红使RNA呈现红色。利用含有这两种物质的混合染色剂对真核细胞 进行染色，显微观察可以发现 A．红色主要位于细胞核中B．绿色主要位于细胞核中 C．只有细胞核被染成红色D．只有细胞质被染成绿色 27.水溶性染色剂(PI)能与核酸结合而使细胞核着色，因此，可将其应用于鉴别细胞的死活。将细胞浸泡 于一定浓度的PI中，仅有死亡细胞的核会被染色，活细胞不会着色。但将PI注射到细胞中，则细
、细胞膜的结构和功能 （一）基础扫描 1 、生物体结构和功能的基本单位是，阐明细胞是一切动植物生命活动的基本单位的理论观点是。判断：细胞是生物体结构和功能的基本单位（）细胞是一切生物体结构和功能的基本单位（）细胞是一切动植物结构和功能的基本单位（） 2 、细胞的原核细胞：没有，如、细菌、蓝藻、放线菌 类型真核细胞：有，如绝大多数生物（酵母菌、衣藻、草履虫、变形虫） 判断：①成熟的哺乳动物的红细胞，因为没有细胞核，所以是原核细胞（） ②生物界可能存在这样的生物：体内既有原核细胞，又有真核细胞（） 3 、细胞膜的成分：含有、和，其中，和是主要成分 4、细胞膜的分子结构：层磷脂分子形成磷脂双分子层，是细胞膜的基本支架（磷脂分子的头部 是的，因此在表面；尾部是的，因此在中间）；蛋白质以不同深度结合在磷脂双分子层上。 5 、细胞膜的膜外结构：糖被（由组成），消化道和呼吸道上皮细胞表面的糖被有 和作用；糖被还与有关。（请课后试绘：细胞膜结构模式图） 结构特点是：构成细胞膜的磷脂和蛋白质分子不是静止的，而是流动 的 6 、细胞膜生理特性是：即水分子能自由通过（自由扩散）、细胞要选择吸收的离 的特点子（主动运输）、小分子（O2、CO2、甘油、乙醇、苯是自由扩散，葡萄糖 除进入红细胞以外是主动运输，氨基酸是主动运输）也可以通过，而其他的离子、 小分子、大分子则不能通过（指细胞膜总量不变的情况下） 7 、细胞壁：在植物细胞外表面有一层细胞壁，主要成分是和，起支持和保护作用，是全透性结构；一般的原核细胞的表面也有一层细胞壁，主要成分是。判断：在由细胞构成的生物中，只有人和动物的细胞外面才没有细胞壁（） 8 、细菌细胞的基本结构有：、、、 细菌细胞的特殊结构有：、、 （二）难点突破 1 、物质基础：构成生物体的和
人教版高中生物必修一 知识点梳理 重点题型（常考知识点）巩固练习 细胞的结构：细胞壁和细胞膜 【学习目标】 1、掌握制备细胞膜的方法、原理 2、理解细胞膜的功能，明确结构与功能的相关性 3、了解细胞壁的结构和功能 4、重点：细胞膜的成分、功能及重要意义 5、难点：红细胞膜制备的方法及重要意义 【要点梳理】 知识点一：细胞膜的成分 1、体验制备细胞膜的方法 （1）实验原理 细胞内的物质具有一定的浓度。把细胞放入清水中，细胞由于吸水而涨破，除去细胞内的其他物质，得到细胞膜。 （2）实验材料 ①材料：人或其他哺乳动物成熟的红细胞。 ②原因：这样的细胞中没有细胞壁和细胞核及众多细胞器。 （3）实验流程 选材：猪（或牛、羊、人）的新鲜的红细胞稀释液 制作装片：用滴管吸取一滴红细胞稀释液滴在载玻片上，盖上盖玻片 观察：用显微镜观察红细胞形态（由低倍镜→高倍镜） 滴清水：在盖玻片的一侧滴蒸馏水，在另一侧用吸水纸吸引（引流法） 观察：持续观察细胞的变化 结果：凹陷消失，细胞体积增大，细胞破裂，内容物流出，获得细胞膜。 要点诠释： (1)利用哺乳动物的成熟红细胞制备细胞膜是生物学上的经典实验之一。从这个实验可以看出生物实验中实验材料的选择对实验结果取得的关键作用 (2)哺乳动物的成熟红细胞会吸水胀破是因为细胞中溶液的渗透压要高于细胞外，故细胞会吸水。由于动物细胞细胞膜韧性有限，所以当细胞吸水到一定程度时细胞就会胀破，排出细胞内容物，从而得到细胞膜。植物细胞外包围着一层细胞壁，可以限制细胞膨胀的程度，所以可以吸水，但不会胀破。
2、细胞膜的成分 细胞膜主要由 脂质和蛋白质 组成，此外，还有少量糖类。其中，脂质占细胞膜总量的50%，蛋白质占40%，糖类占2%——10%。从细胞膜的组成成分看，脂质（主要是磷脂）含量最多，由它构成了细胞膜的骨架，但细胞膜的功能主要由其上的 蛋白质 行使，所以，结构和功能不同的细胞的细胞膜上的蛋白质的种类和数量也不同。 知识点二：细胞膜的功能 1、将细胞与外界环境分隔开，保障了细胞内环境的相对稳定 （1）对于原始生命，膜的出现有至关重要的作用：将生命物质与非生命物质分隔开，成为相对独立的系统。 （2）细胞膜也是单细胞生物与外界环境的分界面，将细胞与外界环境分隔开。 2 3、进行细胞间的信息交流 要点诠释： 细胞膜是细胞的边界，是细胞存在的基础，学习时要把握这一主题去理解。细胞膜的所有功能都是对这个主题的延伸。 （1）细胞膜使细胞与外界隔开，保障了细胞内部环境的稳定，若没有它的存在，生命物质与外界环境之间通过扩散而达到平衡，细胞就不复存在了。 （2）物质进出细胞必须经过细胞膜。它控制物质进出的特性，使细胞以膜为单位形成一个基本单位，保持一定独立性。
2019-2020年高一生物细胞膜系统的边界 一、教学目标： 1．简述细胞膜的成分和功能。 2．进行用哺乳动物红细胞制备细胞膜的实验。 3．认同细胞膜作为系统的边界，对于细胞这个生命系统的重要意义。 二、教学重点： 1．细胞膜的成分和功能。 2．细胞膜对于细胞这个生命系统的重要意义。 三、教学难点： 1．用哺乳动物红细胞制备细胞膜的方法。 2．细胞膜对于细胞这个生命系统的重要意义。 四、课时安排 1课时 五、教学过程： 可让学生回顾已有的对细胞的认识（注意引导。细胞的结构和细胞的成分等。）引出第三章课题。 然后问学生是否有拆卸机械东西、并装回去的经历，学生会七嘴八舌的说有或没有等。当人们对细胞有一定认识后，有人也尝试过想组装细胞，你们推测一下能否成功？细胞的结构比机械的东西可要复杂得多，所以到目前为止还没有人尝试成功。结论：系统不是其组分的简单堆砌，而是通过组分间结构和功能的密切联系，形成的统一整体。
每一个系统都有一定的边界，那么细胞是否也有边界呢？引入课题第1节细胞膜——系统的边界。 利用书中的问题探讨，给学生两分钟时间讨论，后提问学生，引导回答。 1.提示：气泡是光亮的，里面只有空气。细胞是一个具有细胞膜、细胞核和细胞质的复杂结构，而且是一个立体的结构，在显微镜下，通过调节焦距可以观察到细胞的不同层面。光学显微镜下不能看见细胞膜，但是能够观察到细胞与外界环境之间是有界限的。 2.提示：在电子显微镜诞生之前，科学家已经能够确定细胞膜的存在了。依据的实验事实主要有：进入活细胞的物质要通过一道选择性的屏障，并不是所有的物质都能进入细胞；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，却不能很快逸出细胞；在光学显微镜下看到，用微针触碰细胞表面时，细胞表面有弹性，可以伸展；用微针插入细胞内，细胞表面有一层结构被刺破；如果细胞表面结构受损面过大，细胞会死亡。 〖板书〗 一、细胞膜的成分 1.脂质（磷脂）：≈50﹪ 2.蛋白质：≈40﹪ 3.糖类： 2﹪～10﹪ 〖板书〗 〖实验〗体验制备细胞膜的方法
高中生物必修一细胞膜知识点梳理 高中生物必修一细胞膜知识点 第一节细胞膜------系统的边界 一、细胞膜的成分：主要是脂质(约50%)和蛋白质(约40%)，还有少量糖类(约2%--10%) 二、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 三、植物细胞还有细胞壁，主要成分是纤维素和果胶，对细胞有支持和保护作用;其性质是全透性的。 四、细胞膜的制备 1、选材：人或动物成熟的红细胞。 原因：没有细胞器没有细胞核没有细胞壁 其他材料：蒸馏水、滴管、吸水纸、载玻片、盖玻片、显微镜 2、原理：细胞内的物质有一定浓度。把红细胞放入清水中，水会进入红细胞，导致红细胞吸水涨破，使细胞膜内的物质流出来，除去细胞内的其他物质得到细胞膜。 3、方法和步骤 ⑴将红细胞稀释液制成装片。 ⑵在高倍镜下观察，盖玻片一侧滴加蒸馏水，在另一侧用吸水纸吸引。 ⑶红细胞凹陷消失，体积增大，最后导致细胞破裂，内容物流出。 ⑷利用离心法获得纯净的细胞膜。 第二节细胞器----系统内的分工合作 一、相关概念：
细胞质：在细胞膜以内、细胞核以外的原生质，叫做细胞质。 细胞质主要包括细胞质基质和细胞器。 细胞质基质：细胞质内呈液态的部分是基质。是细胞进行新陈代谢的主要场所。 细胞器：细胞质中具有特定功能的各种亚细胞结构的总称。 二、八大细胞器的比较： 1、线粒体：(呈粒状、棒状，具有双层膜，普遍存在于动、植物细胞中，内有少量DNA和RNA内膜突起形成嵴，内膜、基质和基粒中有许多种与有氧呼吸有关的酶)，线粒体是细胞进行有氧呼吸的主要场所，生命活动所需要的能量，大约95%来自线粒体，是细胞的“动力车间” 2、叶绿体：(呈扁平的椭球形或球形，具有双层膜，主要存在绿色植物叶肉细胞里)，叶绿体是植物进行光合作用的细胞器，是植物细胞的“养料制造车间”和“能量转换站”，(含有叶绿素和类胡萝卜素，还有少量DNA和RNA，叶绿素分布在基粒片层的膜上。在片层结构的膜上和叶绿体内的基质中，含有光合作用需要的酶)。 3、核糖体：椭球形粒状小体，有些附着在内质网上，有些游离在细胞质基质中。是细胞内将氨基酸合成蛋白质的场所。 4、内质网：由膜结构连接而成的网状物。是细胞内蛋白质合成和加工，以及脂质合成的“车间” 5、高尔基体：在植物细胞中与细胞壁的形成有关，在动物细胞中与蛋白质(分泌蛋白)的加工、分类运输有关。 6、中心体：每个中心体含两个中心粒，呈垂直排列，存在于动物细胞和低等植物细胞，与细胞的有丝分裂有关。 7、液泡：主要存在于成熟植物细胞中，液泡内有细胞液。化学成分：有机酸、
第三章细胞的基本结构 第一节细胞膜——系统的边界 一、教学目标： 1．简述细胞膜的成分和功能。 2．进行用哺乳动物红细胞制备细胞膜的实验。 3．认同细胞膜作为系统的边界，对于细胞这个生命系统的重要意义。 二、教学重点： 1．细胞膜的成分和功能。 2．细胞膜对于细胞这个生命系统的重要意义。 三、教学难点： 1．用哺乳动物红细胞制备细胞膜的方法。 2．细胞膜对于细胞这个生命系统的重要意义。 四、课时安排 1 五、教学过程： 可让学生回顾已有的对细胞的认识（注意引导。细胞的结构和细胞的成分等。）引出第三章课题。 然后问学生是否有拆卸机械东西、并装回去的经历，学生会七嘴八舌的说有或没有等。当人们对细胞有一定认识后，有人也尝试过想组装细胞，你们推测一下能否成功？细胞的结构比机械的东西可要复杂得多，所以到目前为止还没有人尝试成功。结论：系统不是其组分的简单堆砌，而是通过组分间结构和功能的密切联系，形成的统一整体。 每一个系统都有一定的边界，那么细胞是否也有边界呢？引入课题第1节细胞膜——系统的边界。 利用书中的问题探讨，给学生两分钟时间讨论，后提问学生，引导回答。 1.提示：气泡是光亮的，里面只有空气。细胞是一个具有细胞膜、细胞核和细胞质的复杂结构，而且是一个立体的结构，在显微镜下，通过调节焦距可以观察到细胞的不同层面。光学显微镜下不能看见细胞膜，但是能够观察到细胞与外界环境之间是有界限的。 2.提示：在电子显微镜诞生之前，科学家已经能够确定细胞膜的存在了。依据的实验事实主要有：进入活细胞的物质要通过一道选择性的屏障，并不是所有的物质都能进入细胞；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，却不能很快逸出细胞；在光学显微镜下看到，用微针触碰细胞表面时，细胞表面有弹性，可以伸展；用微针插入细胞内，细胞表面有一层结构被刺破；如果细胞表面结构受损面过大，细胞会死亡。 〖板书〗 一、细胞膜的成分 1.脂质（磷脂）：≈50﹪ 2.蛋白质：≈40﹪ 3.糖类： 2﹪～10﹪ 〖板书〗
第1节细胞膜---系统的边界 一、选择题 1．将红细胞放在质量分数为9%的食盐溶液中制成装片后，用显微镜观察，可以发现红细胞的状态变化是 A．不能判断 B．正常状态 C．胞膜破裂 D．细胞皱缩 2．组成细胞膜的主要成分是 A．糖被、蛋白质 B．磷脂、蛋白质 C．脂质、蛋白质、无机盐 D．磷脂、蛋白质、核酸 3．制备细胞膜的实验时，用来稀释血液的液体是 A．生理盐水 B．1．5%的氯化钠溶液 C．蒸馏水 D．0．3g/ml的葡萄糖溶液 4．下列哪一项不属于细胞膜的功能 A．控制物质进出细胞 B．将胰岛细胞形成的胰岛素，分泌到胰岛细胞外 C．提高细胞内化学反应的速率 D．作为系统的边界，维持细胞内的环境稳定 5．在多细胞生物内，各个细胞都不是孤立存在的，他们之间维持功能的协调，必须依赖于A．物质交换 B．能量交流 C．物质和能量交换 D．物质交换、能量交换、信息交流 6．细胞膜在行使功能时，起重要作用的物质是 A．脂质 B．蛋白质 C．糖类 D．脂质和蛋白质 7．下列关于细胞膜控制物质进出这一功能的叙述中，错误的是 A.细胞需要的营养物质可以从外界进入细胞，不需要的或对细胞有害的物质不能进入细胞 B.抗体、激素等物质在细胞内合成后，通过细胞膜分泌到细胞外 C.细胞产生的废物排出细胞外 D.细胞内的核酸等重要成分不会流失到细胞外 8．．植物细胞壁的化学成分主要是 A．脂质和蛋白质 B．纤维素和果胶 C．脂质、蛋白质和糖类 D．纤维素、果胶和蛋白质 二、填空题 1．1985年Overton在研究各种未受精卵细胞的透性时，发现脂溶性物质易透过细胞膜，不溶于脂质的物质透过细胞膜十分困难。这表明组成细胞膜的主要成分中有。后来，科学家还发现细胞膜除了会被溶解脂质的溶剂溶解，也会被蛋白酶分解，这说明组成细胞膜的物质中还有。 2．下列材料显示了研究人员对细胞膜成分及结构的研究情况。研究人员将哺乳动物（或人）的红细胞低渗处理，造成溶血现象，使血红蛋白和无机盐等溶出细胞外，剩下的“空壳”（称为血影），并对其进行化学组分的分析。通过血影研究以及其他方法，测得多种膜的化学成分，结果如下表。据图回答：
细胞膜的基本结构和物质转运功能 第二章细胞的基本功能 细胞是人体和其他生物体的基本结构单位。体内所有的生理功能和生化反应，都是在细胞及其产物（如细胞间隙中的胶原蛋白和蛋白聚糖）的物质基础上进行的。一百多年前，光学显微镜的发明促成了细胞的发现。此后对细胞结构和功能的研究，经历了细胞水平、亚细胞水平和分子水平等具有时代特征的研究层次，从细胞这个小小的单位里揭示出众多生命现象的机制，积累了极其丰富的科学资料。可以认为，离开了对细胞及构成细胞的各种细胞器的分子组成和功能的认识，要阐明物种进化、生物遗传、个体的新陈代谢和各种生命活动以及生长、发育、衰老等生物学现象。要阐明整个人体和各系统、器官的功能活动的机制，将是不可能的。事实上，细胞生理学和分子生物学的实验技术和理论，已经迅速地向基础医学和临床医学各部门渗透。因此，学习生理学应由细胞生理开始。 细胞生理学的主要内容包括：细胞膜和组成其他细胞器的膜性结构的基本化学组成和分子结构；不同物质分子或离子的跨膜转运功能；作为细胞接受外界影响或细胞间相互影响基础的跨膜信号转换功能；以不同带电离子跨膜运动为基础的细胞生物电和有关现象；以及肌细胞如何在细胞膜电变化的触发下出现机械性 收缩活动。 第一节细胞膜的基本结构和物质转运功能 一切动物细胞都被一层薄膜所包被，称为细胞膜或质膜（plasma membrane），它把细胞内容物细胞周围环境（主要是细胞外液）分隔开来，使细胞能相对地独立于环境而存在。很明显，细胞要维持正常的生命活动，不仅细胞的内容物不能流失，而且其化学组成必须保持相对稳定，这就需要在细胞和它所和的环境之间有起屏障作用的结构；但细胞在不断进行新陈代谢的过程中，又需要经常由外界得到氧气和营养物质。排出细胞的代谢产物，而这些物质的进入和排出，都必须经过细胞膜，这就涉及到物质的跨膜转运过程。因此，细胞膜必然是一个具有特殊结构和功能的半透性膜，它允许某些物质或离子有选择的通过，但又能严格地限制其他一些物质的进出，保持了细胞内物质成分的稳定。细胞内部也存在着类似细胞膜的膜性结构。组成各种细胞器如线粒体、内质网等的膜性部分，使它们与一般胞浆之间既存在某种屏障，也进行着某些物质转运。 膜除了有物质转运功能外，还有跨膜信息传递和能量转换功能，这些功能的机制是由膜的分子组成和结构决定的。膜成分中的脂质分子层主要起了屏障作用，而膜中的特殊蛋白质则与物质、能量和信息的跨膜转运和转换有关。 一、膜的化学组成和分子结构 从低等生物草履虫以至高等哺乳动物的各种细胞，都具有类似的细胞膜结构。在电镜下可分为三层，即在膜的靠内外两侧各有一条厚约2.5nm的电子致密带，中间夹有一条厚2.5nm的透明带，总厚度约7.0~7.5nm左右这种结构不仅见
细胞膜的结构和功能教案 细胞膜的结构和功能教案一、知识结构细胞膜的分子结构自由扩散主动运输二、教学目标(1) 细胞膜的分子结构(D:应用) 。 (2) 细胞膜的主要功能(D:应用) 。 三、重点、难点(1) 重点: ①细胞膜的分子结构；②细胞膜的主要功能。 (2) 难点: 细胞膜内外物质交换的主动运输方式。 四、教学程序在初中阶段的学习中，我们学习了植物和动物的细胞结构。 请同学们回顾一下，植物细胞和动物细胞各有哪些结构?(对这一问题，学生基本上可以回答正确。 ) 现在我们又要学习细胞的结构和功能，高中阶段学习的细胞结构和功能是学习细胞的亚显微结构，亚显微结构是指在电子显微镜下观察到的微小结构，观察到的结构直径在0. 2mm以下。 这样我们可以看到细胞膜的结构组成，可以看到细胞质和细胞核中还有许多具有一定结构特征的物体，它们都有自己的生理功能。 (展示动、植物细胞的亚显微结构示意图像，简单介绍图像中结构。 ) 从动、植物细胞的亚显微结构可以观察到，动、植物细胞结构不尽相同，它们有哪些不同?(引导学生观察动、植物细胞亚星微结构图，回答问题。 ) 在植物细胞最外层有一层细胞壁：
它的化学成份主要是纤维素和果胶，对于物质的通透属于全透性的；它的主要功能是具有支持和保护的作用。 动、植物细胞外都有一层细胞膜： 细胞借以细胞膜和外界环境分开，使细胞内部环境保持相对稳定。 细胞膜有什么样的分子结构，它有什么生理功能呢?这是本次课学习的主要内容。 一、细胞膜的分子结构经科学家研究分析，细胞膜是由蛋白质和磷脂分子组成。 磷脂分子具有一个环状的头部和两条长链组成的尾部。 (展示一个磷脂分子的结构简图，说明亲水的环状端和疏水的长链端。 ) 由于一个磷脂分子具有亲水端和疏水端，这样使磷脂分子在水溶液中能形成磷脂双分子层。 磷脂双分子层的外侧(上、下或左右) 为环状的亲水端，中间为两长链的疏水端。 磷脂双分子层组成细胞膜的中层，形成细胞膜的基本骨架，磷脂双分子层的两侧布满蛋白质分子，有的蛋白质游离表面，有的蛋白质镶嵌在磷脂双分子层之中，有的蛋白质贯穿磷脂分子的双分子层。 (展示细胞膜的分子结构示意图像。 ) 科学家曾经做过一个人体细胞的融合实验：
高中生物练习题1 第一节细胞膜——系统的边界 一、填空题 1．细胞作为一个基本的生命系统，它的边界就是。 2．细胞膜主要由和组成。此外，还有少量的。其中脂质约占细胞膜总量的50％，蛋白质约占40％，糖类占2％～10％。在组成细胞膜的脂质中，最丰富。蛋白质在细胞行使功能时起重要作用，因此，功能越的细胞膜，蛋白质的种类和数量越多。 3．哺乳动物在发育成熟过程中，红细胞的逐渐退化，并从细胞中排出，为能携带氧的腾出空间。 4．膜的出现是生命起源过程中至关重要的阶段，它将生命物质与分隔开，产生了原始的细胞，并成为相对独立的系统。细胞膜保障了细胞的相对稳定。 5．细胞膜能控制进出细胞，进行细胞间的交流，细胞间信息交流的方式多种多样，细胞分泌的
(如激素)随血液到达全身各处，与的细胞膜表面的受体结合，将信息传递给。 6．植物细胞在细胞膜的外面还有层，其化学物质主要是和，对植物细胞有和作用。 7.制备细胞膜最好采用哺乳动物作实验材料。该实验除教材介绍的方法外，实验也可在中进行，待细胞破裂后，可以采用的方法将细胞膜与其他物质分开，得到较纯的细胞膜。 例1 红萝卜细胞的液泡中含有紫红色的花青素。将红萝卜切成小块放到水中，水的颜色无明显变化。若进行加热，随水温的升高，水的颜色逐渐变红。其原因是（） A．细胞壁在加温后受到破坏 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功能 D．加温使花青素分子的活性加大而容易透过细胞膜二、选择题 1．任何系统都有边界，边界对系统的稳定至关重要。细胞作为一个基本的生命系统，它的边界是
( ) A．细胞壁 B．细胞膜 C．细胞核 D．细胞膜表面的蛋白质 2．将小麦种子浸泡在红墨水中10 min后，取出剖开，发 现胚为白色，胚乳为红色，这说明 A．胚成活，胚乳已死亡 B．胚已死亡，胚乳成活C．胚和胚乳均成活 D．胚和胚乳均死亡3．人的红细胞的渗透压与X浓度的食盐水相等。而浸在Y 浓度食盐水中的红细胞破裂，浸在Z浓度食盐水中的红细 胞收缩。则这三种食盐水的浓度大小依次为 ( ) A.X>Y>Z B.Y>X>Z C．Z＞Y＞X D．Z>X>Y 4．细胞膜功能的复杂程度，主要取决于膜上的 ( ) A.磷脂含量 B蛋白质的种类和数量 C．糖的种类 D．水含量 5．怀疑一个病人是否患肝癌，是根据下列哪种物质超标判 断的 ( ) A.胆固醇 B．甲胎蛋白 C．磷脂 D．球蛋白
一、细胞膜的结构和功能 （一）基础扫描 1、生物体结构和功能的基本单位是，阐明细胞是一切动植物生命活动的基本单位的理论观点是。判断：细胞是生物体结构和功能的基本单位（） 细胞是一切生物体结构和功能的基本单位（）细胞是一切动植物结构和功能的基本单位（） 2、细胞的原核细胞：没有，如、细菌、蓝藻、放线菌 类型真核细胞：有，如绝大多数生物（酵母菌、衣藻、草履虫、变形虫） 判断：①成熟的哺乳动物的红细胞，因为没有细胞核，所以是原核细胞（） ②生物界可能存在这样的生物：体内既有原核细胞，又有真核细胞（） 3、细胞膜的成分：含有、和，其中，和是主要成分 4、细胞膜的分子结构：层磷脂分子形成磷脂双分子层，是细胞膜的基本支架（磷脂分子的头部是的，因此在表面；尾部是的，因此在中间）；蛋白质以不同深度结合在磷脂双分子层上。 5、细胞膜的膜外结构：糖被（由组成），消化道和呼吸道上皮细胞表面的糖被有 和作用；糖被还与有关。（请课后试绘：细胞膜结构模式图）结构特点是：构成细胞膜的磷脂和蛋白质分子不是静止的，而是流动的 6、细胞膜生理特性是：即水分子能自由通过（自由扩散）、细胞要选择吸收的离 的特点子（主动运输）、小分子（O2、CO2、甘油、乙醇、苯是自由扩散，葡萄糖 除进入红细胞以外是主动运输，氨基酸是主动运输）也可以通过，而其他 的离子、小分子、大分子则不能通过（指细胞膜总量不变的情况下） 7、细胞壁：在植物细胞外表面有一层细胞壁，主要成分是和，起支持和保护作用，是全透性结构；一般的原核细胞的表面也有一层细胞壁，主要成分是。 判断：在由细胞构成的生物中，只有人和动物的细胞外面才没有细胞壁（） 8、细菌细胞的基本结构有：、、、 细菌细胞的特殊结构有：、、 （二）难点突破 1、物质基础：构成生物体的和
高中生物第二章细胞膜的结构和功能知识点 一切动物细胞都被一层薄膜所包被，称为细胞膜或质膜（plasma membrane），它把细胞内容物细胞周围环境（主要是细胞外液）分隔开来，使细胞能相对地独立于环境而存在。很明显，细胞要维持正常的生命活动，不仅细胞的内容物不能流失，而且其化学组成必须保持相对稳定，这就需要在细胞和它所和的环境之间有起屏障作用的结构；但细胞在不断进行新陈代谢的过程中，又需要经常由外界得到氧气和营养物质。排出细胞的代谢产物，而这些物质的进入和排出，都必须经过细胞膜，这就涉及到物质的跨膜转运过程。因此，细胞膜必然是一个具有特殊结构和功能的半透性膜，它允许某些物质或离子有选择的通过，但又能严格地限制其他一些物质的进出，保持了细胞内物质成分的稳定。细胞内部也存在着类似细胞膜的膜性结构。组成各种细胞器如线粒体、内质网等的膜性部分，使它们与一般胞浆之间既存在某种屏障，也进行着某些物质转运。细胞膜膜除了有物质转运功能外，还有跨膜信息传递和能量转换功能，这些功能的机制是由膜的分子组成和结构决定的。膜成分中的脂质分子层主要起了屏障作用，而膜中的特殊蛋白质则与物质、能量和信息的跨膜转运和转换有关。一、膜的化学组成和分子结构从低等生物草履虫以至高等哺乳动物的各种细胞，都具有类似的细胞膜结构。在电镜下可分为三层，即在膜的靠内外两侧各有一条厚约2.5nm的电子致密带,中间夹有一条厚2.5nm的透明带,总厚度约7.0~7.5nm左右这种结构不仅见于各种细胞的细胞膜，亦见于各种细胞器的膜性结构，如线粒体膜、
内质网膜、溶酶体膜等，因而它被认为是一种细胞中普遍存在的基本结构形式。各种膜性结构主要由脂质、蛋白质和糖类等物质组成；尽管不同来源的膜中各种物质的比例和组成有所不同，但一般是以蛋白质和脂质为主，糖类只占极少量。如以重量计算，膜中蛋白质约为脂质的1~4倍不等，但蛋白质的分子量比脂质大得多，故膜中脂质的分子数反较蛋白质分子数多得多，至少也超过蛋白质分子数100倍以上。各种物质分子在膜中的排列形式和存在，是决定膜的基本生物学特性的关键因素。分子生物学的研究成果表明，各种物质特别是生物大分子在各种生物结构中的特殊有序排列，是各种生命现象得以实现的基础。尽管目前还没有一种能够直接观察膜的分子结构的较方便的技术和方法，但根据对生物膜以及一些人工模拟膜特性的分析研究，从30年代以来就提出了各种有关膜的分子结构的假说，其中得到较多实验事实支持而目前仍为大多数人所接受的则70年代初期（Singer和Nicholson,1972）提出的液态镶嵌模型（fluid mosaic model）。这一假想模型的基本内容是：膜的共同结构特点是以液态的脂质双分子层为基架，其中镶嵌着具有不同分子结构、因而也具有不同生理功能的蛋白质，后者主要以а-螺旋或球形蛋白质的形式存在（一）脂质双分子层膜的脂质中以磷脂类为主，约占脂质总量的70%以上；其次是胆固醇，一般低于30%；还有少量属鞘脂类的脂质。磷脂的基本结构是：一分子甘油的两个羟基同两分子脂酸相结合，另一个羟基则与一分子磷酸结合，后者再同一个碱基结合。根据这个碱基的不同，动物细胞膜中的磷脂主要有四种：磷脂酰胆碱、磷
细胞的基本结构测试题及 解析 Prepared on 22 November 2020
第3章 综合测试 一、选择题(每小题2分，共60分) 1．下列组织是由死细胞构成的是 () A．筛管B．导管 C．根尖生长点D．叶片的表皮 答案：B 解析：生长点细胞具有分裂能力，是生活细胞；表皮细胞虽然向外一面细胞壁上有透明的、不易透水的角质层，但仍是生活细胞；筛管是由管状细胞上下连接而成，成熟后细胞核消失，细胞质仍存在，相邻细胞通过横壁上的筛孔彼此相通，所以构成筛管的细胞是活细胞；构成导管的细胞，细胞核和细胞质都消失了，是死细胞。 2．(2010·全国卷Ⅱ)下列关于高尔基体的叙述，错误的是 () A．高尔基体膜具有流动性 B．抗体从合成到分泌不经过高尔基体 C．高尔基体膜主要由磷脂和蛋白质构成 D．高尔基体具有对蛋白质进行加工的功能 答案：B 解析：抗体是分泌蛋白，其加工需要高尔基体。 3．组成细胞膜的磷脂和蛋白质分子的排布有下述特点，其中描述细胞膜基本支架特征的是 () A．膜两侧的分子结构和性质不尽相同 B．磷脂分子排布成双分子层 C．蛋白质分子附着和镶嵌于脂质分子层中 D．蛋白质和磷脂分子具有相对侧向流动性 答案：B 解析：细胞膜的主要成分是蛋白质和磷脂。其中，磷脂分子以疏水端相对，构成脂质双分子层，这是膜的基本支架。 4．某种毒素侵入人体后，妨碍了细胞呼吸而影响人体的正常生理活动，这种毒素可能作用于 () A．核糖体B．细胞核 C．细胞膜D．线粒体 答案：D 解析：首先应清楚选项中各结构的功能，然后再作出判断。核糖体是合成蛋白质的场所；细胞核是遗传物质储存和复制的场所；细胞膜具有控制物质出入细胞的作用；而线粒
2.1.1 细胞膜的结构和功能 教学目标 (1)细胞膜的分子结构(D:应用)。 (2)细胞膜的主要功能(D:应用)。 重点、难点 (1)重点:①细胞膜的分子结构；②细胞膜的主要功能。 (2)难点:细胞膜内外物质交换的主动运输方式。 教学程序 在初中阶段的学习中，我们学习了植物和动物的细胞结构。请同学们回顾一下，植物细胞和动物细胞各有哪些结构?(对这一问题，学生基本上可以回答正确。)现在我们又要学习细胞的结构和功能，高中阶段学习的细胞结构和功能是学习细胞的亚显微结构，亚显微结构是指在电子显微镜下观察到的微小结构，观察到的结构直径在0.2mm以下。这样我们可以看到细胞膜的结构组成，可以看到细胞质和细胞核中还有许多具有一定结构特征的物体，它们都有自己的生理功能。(展示动、植物细胞的亚显微结构示意图像，简单介绍图像中结构。) 从动、植物细胞的亚显微结构可以观察到，动、植物细胞结构不尽相同，它们有哪些不同?(引导学生观察动、植物细胞亚星微结构图，回答问题。) 在植物细胞最外层有一层细胞壁：它的化学成份主要是纤维素和果胶，对于物质的通透属于全透性的；它的主要功能是具有支持和保护的作用。 动、植物细胞外都有一层细胞膜：细胞借以细胞膜和外界环境分开，使细胞内部环境保持相对稳定。细胞膜有什么样的分子结构，它有什么生理功能呢?这是本次课学习的主要内容。 一、细胞膜的分子结构 经科学家研究分析，细胞膜是由蛋白质和磷脂分子组成。磷脂分子具有一个环状的头部和两条长链组成的尾部。(展示一个磷脂分子的结构简图，说明亲水的环状端和疏水的长链端。) 由于一个磷脂分子具有亲水端和疏水端，这样使磷脂分子在水溶液中能形成磷脂双分子层。磷脂双分子层的外侧(上、下或左右)为环状的亲水端，中间为两长链的疏水端。 磷脂双分子层组成细胞膜的中层，形成细胞膜的基本骨架，磷脂双分子层的两侧布满蛋白质分子，有的蛋白质游离表面，有的蛋白质镶嵌在磷脂双分子层之中，有的蛋白质贯穿磷脂分子的双分子层。(展示细胞膜的分子结构示意图像。) 科学家曾经做过一个人体细胞的融合实验：他将人体的某种细胞进行离体培养，再将红色萤光染料和绿色萤光染料分别对两个细胞染色，一个细胞染上红色，另一个细胞染上绿色。再用灭活的病毒(仙台病毒)来影响这两个细胞，使这两个细胞发生融合。在显微镜下观察其融合的过程，发现融合初期，细胞一边为红色，另一边为绿色，40min后观察发现红、绿细胞膜相互渗透，形成红、绿相间斑马状；再过40min 后观察，发现细胞膜上红、绿较均匀分布。 这个实验充分说明细胞膜是可以流动的，组成细胞膜的蛋白质分子和磷脂分子都在不断的变化，这是细胞膜的结构特点：具有一定的流动性。 细胞膜的这一结构特点，对完成细胞膜的生理功能有重要作用。 在细胞膜的外表面还有一些多糖分子和细胞膜上蛋白质结合的糖蛋白，称为糖被。 请同学们思考细胞膜有什么生理功能(估计学生会回答具有保护的作用，这时应用过去学习过的知识，例如草履虫皮膜有什么作用，启发学生回答细胞膜具有控制物质交换的作用等。) 二、细胞膜的生理功能 细胞膜是具有许多重要功能的结构，这些功能可以归纳成两个大方面:一具有保护的功能，包括保护、支持、识别、免疫；二是具有控制物质进出细胞的功能，包括吸收、分泌、排泄。 我们常说的新陈代谢是指生物体与外界交换物质和能量，以及生物体内的物质和能量转换。细胞膜控制物质进出细胞就是一种新陈代谢现象，所以，细胞膜的这一功能是其最重要的功能。 细胞膜完成控制物质进出的方式很多，有自由扩散、协助扩散、主动运输、内吞作用、外排作用等，其中常见的、最重要的方式是自由扩散和主动运输。 自由扩散这种物质转运的方式是根据物理扩散作用的原理进行的，被选择的物质从高浓度一侧转运到低浓度的一侧，按浓度梯度的大小进行，这种转运方式不需要消耗新陈代谢时产生的能量。属于自由扩散这种方法转运的物质有氧气、二氧化碳、甘油、乙醇等物质。(展示:物质出入膜示意图)主动运输是细胞转运物质的重要方式，被选择物质从低浓度一侧转运到高浓度一侧，转运的过程中，需要消耗细胞新陈代谢时产生的能量、同时还需要载体蛋白的协助、载体蛋白就是细胞膜上的一种蛋白