细胞膜的结构

考点2 细胞膜的结构与功能

[高考考点]

1．细胞的基本结构（C） 2．细胞膜的分子结构和主要功能（C）

一、单项选择题

1. 人体淋巴细胞细胞膜的主要成分是

（ ）

A．蛋白质和多糖 B．多糖和脂质 C．脂质和核酸 D．蛋白质和脂质

2. 下列不属于磷脂的生物学功能的是

（ ）

A．是各种生物膜的基本骨架 B．构成生物体表面的保护层

C．在人体内有利于对脂类物质的运输 D．是合成脂蛋白的重要原料

3. 细胞膜是细胞必不可少的结构，下列关于其功能的叙述不正确的是

（ ）

A．控制细胞内外物质交换 B．代谢控制中心

C．保证细胞内进行各种生化代谢 D．信息传递

4. 下图是神经细胞的细胞结构模式图，正确的是

（ ）

5. 下列与细胞识别无关的化学物质是

（ ）

A．神经递质 B．限制性内切酶 C．抗体 D．抗原决定簇

6. 右图所示细胞膜对物质的运输。物质运输的方向如箭头所示，黑点的数量代表物质的浓度，该物质可能是

（ ）

A．胰岛素 B．孕激素

C．生长素 D．维生素D

7. 细胞膜的结构特点是具有一定的流动性，下列实例中能反映该特点的是

（ ）

①高尔基体形成的小泡与细胞膜融合 ②吞噬细胞吞噬病菌

③小肠绒毛上皮细胞对Na+、K+的吸收 ④核糖体中合成的蛋白质进入细胞核

⑤变形虫能伸出伪足

A．①②④ B．②③④ C．①②错误！未找到引用源。 D．①②③错误！未找到引用源。

8. 细胞膜的一定流动性是动植物细胞完成多种生理功能的结构基础，下列哪项与它关系最小

（ ）

A．肌细胞排出二氧化碳 B．白细胞吞噬细菌

C．动物细胞细胞分裂 D．植物细胞质壁分离

1 细胞膜的结构和功能

【学习目标】

1．理解细胞膜的化学成分、分子结构以及流动性的结构特点。

2．理解细胞膜的主要功能、物质出入膜的两种方式及功能特点。

3．建立细胞膜的结构模型，了解细胞膜的其他功能。

4．能用膜的流动性、选择透过性等特点进行分析和解释相关的现象。

【学习障碍】

1．理解障碍

如何理解细胞膜的结构以及结构特点；如何理解膜的结构与功能之间的关系；如何理解膜的结构特点与功能特性之间的联系。

2．解题障碍

用膜的结构特点以及膜的选择透过性的原理去分析解释有关细胞的融合、物质出入细胞(包括内吞与外排、主动运输等)等相关的生命现象。

【学习策略】

1．理解障碍的突破

(1)用“模型法”理解细胞膜的结构。

生命是物质的，生命活动需要一定的结构来保障，因此，学习过程中经常会遇到生物体的结构问题，尤其是更微观层次上的结构，这就要求学习者能将微观问题转变成宏观的问题，而建立一个简单、直观的模型来辅助，为思维创建一些支点，是解决此类问题的有效方法之一。这就是所谓的“模型法”。如下图。

在细胞膜中每一个磷脂分子头部因含有磷酸和碱基，极性强，是亲水性的；尾部的碳氢链为非极性的，具疏水性。如通过实验将磷脂加入水中，在一定浓度下，磷脂分子相互聚集，亲水性的极性头部朝向水相，而疏水的非极性尾部则避开水向内聚集，从而形成微小的球形磷脂分子团。若继续用超声波处理，则形成不易溶于水且在水相对稳定存在的磷脂双分子层结构。因此，膜中的磷脂分子正如模型中的那样排列。而磷脂分子的这种性质对于构成稳定的膜结构具有重要意义。

从模型中还可以看出，磷脂双分子层是细胞膜的主要结构支架；膜蛋白为球蛋白，分布于磷脂双分子层表面或嵌入磷脂分子中，有的甚至横跨整个磷脂双分子层；组成细胞膜的各种成分在膜中的分布是不均匀的，即具有不对称性。例如：膜蛋白在磷脂双分子层中不对称地、不同程度地嵌入磷脂双分子层中或分布于膜表面。同时不同部位膜蛋白的种类和数量也不同；另外，细胞膜上的糖被只存在于膜外表面，与外层蛋白质结合形成糖蛋白。所以，糖类在细胞膜中的分布具有显著的不对称性。这些特点对于膜的功能的实现具有更直接的意义。

细胞膜结构与功能

细胞膜是细胞的外包膜，是细胞内部与外部环境之间的重要分界线。它不仅给细胞提供了形态特征，还起着保护细胞内部结构、调节物质进出以及维持细胞内外环境稳定的关键作用。本文将详细介绍细胞膜的结构和功能，并探讨其重要性和相关研究进展。

一、细胞膜的结构

细胞膜主要由磷脂双层构成，其中磷脂分子是由疏水性的脂肪酸尾部和亲水性的磷酸甘油头部组成。磷脂的排列使得疏水性尾部面向内部形成双层平行排列的疏水区域，而亲水性头部面向外部形成双层平行排列的亲水区域。这种磷脂双层结构是细胞膜内外环境之间选择性通透的基础。

除了磷脂，细胞膜还含有大量的膜蛋白。膜蛋白分为两类：一类是与磷脂双层相互结合的内在膜蛋白，它们主要参与细胞内外物质的传输和通讯；另一类是悬浮在脂质双层表面的外在膜蛋白，它们主要负责细胞与细胞之间的相互作用和信号传导。这些膜蛋白的存在使得细胞膜具有更加复杂和多样化的功能。

二、细胞膜的功能

1. 细胞膜的物质通透性

细胞膜的磷脂双层结构赋予了它选择性通透的能力，即它可以控制物质进出细胞的过程。这主要通过膜蛋白实现。其中，载体蛋白可以帮助大分子物质（如葡萄糖和氨基酸）跨越膜，离子通道蛋白则负责调节离子的进出，使细胞维持正常的离子浓度差。

2. 细胞膜的受体功能

细胞膜上的受体蛋白可以感受到外界的信号物质，启动细胞内信号传导的级联反应，最终调控细胞的生理功能。这些受体蛋白可以与特定的信号分子结合，例如激素、神经递质等，通过改变细胞内的代谢、增殖、分化等，实现对外界环境的适应。

3. 细胞膜的细胞识别功能

细胞膜表面的糖蛋白和糖组分形成的糖（糖链）可以作为细胞的识别标志，参与细胞与细胞之间的识别和黏附。这对于多细胞生物中的个体发育、免疫反应等过程非常重要。

4. 细胞膜的细胞内外环境稳定性维持

细胞膜不仅可以控制物质的进出，还可以维持细胞内外环境的稳定。细胞膜上的离子泵和离子通道可以调节细胞内的离子浓度，维持细胞内外的离子平衡；而细胞膜上的酶和功能蛋白可以参与细胞代谢等重要功能，从而维持细胞内外环境的稳定。

细胞膜的结构模型

细胞膜是细胞的重要组成部分，它起着保护细胞内部结构、控制物质进出的作用。细胞膜由多种分子组成，其结构模型主要包括流动模型和液晶模型。

1. 流动模型

流动模型也被称为液态模型，是由美国科学家辛格尔和尼科尔森在1972年提出的。该模型认为细胞膜是由磷脂双分子层构成的，磷脂分子在水中形成类似液滴的形态。磷脂分子具有疏水的疏水头部和亲水的亲水尾部，使得它们在水中自动排列成双层结构。这种双层结构可以自由流动，因此细胞膜被比喻为液体面团。

流动模型还认为细胞膜中有大量的蛋白质分子，这些蛋白质分子嵌入到磷脂双层中，形成了一个复杂的网络结构。蛋白质分子在细胞膜中负责传递信号、运输物质和维持细胞膜的完整性。这些蛋白质分子可以在细胞膜上自由扩散，因此细胞膜的结构是动态的。

2. 液晶模型

液晶模型是由英国科学家辛格尔和斯宾塞在1997年提出的。该模型认为细胞膜是由磷脂分子和胆固醇分子组成的液晶体。磷脂分子和胆固醇分子在水中形成一个稳定的结构，类似于液晶显示器中的液晶分子排列方式。

液晶模型认为细胞膜中的磷脂分子和胆固醇分子排列成了一种有序的结构，这种结构使得细胞膜具有了一定的稳定性。磷脂分子的疏水头部朝向内部，亲水尾部朝向外部，而胆固醇分子则插入到磷脂双层中，增强了细胞膜的稳定性。

细胞膜的液晶模型还考虑到了蛋白质分子的存在，这些蛋白质分子嵌入到磷脂和胆固醇的双层中，形成了一个复杂的网络结构。蛋白质分子在细胞膜中起着非常重要的作用，它们可以传递信号、运输物质和参与细胞膜的修复和重建。

细胞膜的结构模型不仅仅是理论上的研究，也得到了实验证据的支持。通过电子显微镜和其他生物物理技术的发展，科学家们能够观察和研究细胞膜的结构。实验证据表明细胞膜确实由磷脂双层和蛋白质分子组成，并且具有流动和液晶的特性。

细胞膜的结构模型对于理解细胞的功能和机制非常重要。细胞膜不仅仅是细胞内外物质交换的媒介，还参与到细胞的信号传递、细胞黏附和细胞运动等过程中。因此，深入研究细胞膜的结构模型，有助于揭示细胞的内部机制，推动生物医学和生命科学的发展。