最新高中生物-生物膜的流动镶嵌模型和物质跨膜运输的方式 精品

细胞膜的成分和功能自主梳理一、细胞膜的成分细胞是最基本的生命系统，其边界是细胞膜。

(1)主要成分是脂质和蛋白质，另外还有少量的糖类。

(2)细胞膜成分中含量最多的是脂质，该成分含量最丰富的是磷脂。

(3)与细胞膜功能复杂程度有关的是蛋白质的种类和数量。

二、细胞膜的制备1．选材：哺乳动物成熟的红细胞。

2．原理：红细胞放入清水中，水会进入红细胞，导致红细胞胀破，使细胞膜内的物质流出来，从而得到细胞膜。

3．过程(1)将红细胞稀释液制成临时装片。

(2)在高倍镜下观察，在盖玻片一侧滴加蒸馏水，另一侧用吸水纸吸引。

(3)红细胞凹陷消失，体积增大，最后导致细胞破裂。

(4)利用差速离心法，获得纯净细胞膜。

感悟拓展在用红细胞制备细胞膜时，为什么要稀释？稀释的时候为什么用生理盐水？[提示] 稀释可以减少血液中的血浆蛋白等杂物。

用生理盐水是为了保持渗透压，防止在稀释的时候发生细胞破裂。

三、细胞膜的功能1．将细胞与外界环境分隔开，保障了细胞内部环境的相对稳定。

2．控制物质进出细胞：对进出细胞的物质进行严格的“检查”。

(1)细胞需要的营养物质进入细胞，细胞不需要或有害的物质不能进入。

(2)细胞产生的抗体、激素和废物排到细胞外，但细胞内的核酸等重要成分不会流失到细胞外。

(3)细胞膜的控制作用是相对的，环境中一些对细胞有害的物质如有些病毒、病菌等也能侵入细胞，使生物体患病。

3．进行细胞间的信息交流(1)作用：多细胞生物的各个细胞之间保持功能的协调，不仅依赖于物质和能量交换，也有赖于信息的交流。

细胞间的信息交流，大多与细胞膜的结构和功能有关。

(2)细胞间信息交流的方式①通过细胞分泌的化学物质间接传递信息，如受体与靶细胞的细胞膜表面的激素结合，将信息传递给靶细胞。

②通过相邻两细胞的细胞膜直接接触传递信息，如精子和卵细胞的识别和结合。

③通过相邻两细胞形成通道进行信息交流，如高等植物之间通过胞间连丝连接，也有信息交流的作用。

四、植物细胞壁的成分和作用1．化学成分：主要是纤维素和果胶。

2．作用：支持和保护。

[互动探究] 1.细胞膜上与功能密切相关的成分为什么是蛋白质？2．植物细胞等有细胞壁，在细胞最外层，为什么说细胞膜是边界呢？[提示] 1.磷脂双分子层是作为细胞膜的骨架，而蛋白质则负责细胞膜的信号传导、物质运输等功能，不仅仅是在细胞膜上，整个细胞的各种功能都是通过蛋白质来完成的，蛋白质的种类很多，可以组成各种不同的结构来完成不同的功能。

2．由细胞膜的屏障功能所决定，细胞膜不但有保护作用还具有选择透过性，而细胞壁是全透性的。

要点归纳一、细胞膜的成分和功能1．细胞膜的成分2.细胞膜的功能(1)将细胞与外界环境分隔开细胞膜将细胞与外界环境隔开，保障了细胞内环境的相对稳定。

①对于原始生命，膜的出现起到至关重要的作用，它将生命物质与非生命物质分隔开，成为相对独立的系统。

②对于原生生物，如草履虫，它属于单细胞生物，它与外界环境的分界面也是细胞膜。

(2)控制物质进出细胞包括细胞膜控制作用的普遍性和控制作用的相对性两个方面，如图所示：感悟拓展1．各种膜所含蛋白质与脂质的比例同膜的功能有关，功能越复杂的膜，其蛋白质含量和种类越多。

2．糖蛋白(也叫糖被)有保护和润滑作用，还与细胞识别作用有密切关系。

3．正常细胞癌变后，细胞膜上产生甲胎蛋白和癌胚抗原等物质，以此可以作为细胞是否癌变的指标之一。

4．细胞膜的组成元素有C、H、O、N、P。

5．能否通过细胞膜，并不是取决分子大小，而是根据细胞生命活动是否需要。

如木糖分子比葡萄糖分子小，但细胞能吸收葡萄糖不能吸收木糖。

典例导悟1下列关于细胞膜的叙述，不正确的是( )A．细胞膜主要由脂质和蛋白质组成B．不同功能的细胞，其细胞上蛋白质的种类和数量相同C．组成细胞膜的脂质中，磷脂最丰富D．癌细胞的恶性增殖和转移与癌细胞膜成分的改变有关解析研究发现，细胞主要由脂质和蛋白质组成；在组成细胞的脂质中，磷脂最丰富；蛋白质在细胞行使功能时起重要作用，功能越复杂的细胞膜，其蛋白质的种类和数量越多；癌细胞的恶性增殖和转移与细胞膜成分的改变有关。

答案 B下列哪一项不属于细胞膜的生理功能 ( )A．保护性屏障B．控制物质进出细胞C．信息的接收和传递D．能量的储存和释放答案 D解析细胞膜将细胞与外界环境分隔开，保证了细胞内部环境的相对稳定，起到了保护性屏障的作用，能控制物质进出细胞，进行细胞间的信息交流，能量的储存和释放不属于细胞膜的功能。

二、体验制备生物膜的方法1．实验中选用哺乳动物成熟的红细胞作为实验材料的原因(1)哺乳动物成熟的红细胞无细胞壁。

(2)哺乳动物成熟的红细胞无各种细胞器(膜)和细胞核(核膜)，所提取到的膜都是非常纯净的细胞膜。

(3)红细胞单个存在，便于制成悬浮液。

2．实验中利用吸水胀破使红细胞破裂。

因为细胞非常微小，利用常规的方法是不行的，如果实验在试管中进行，细胞破裂后，还需差速离心才能获得较为纯净的细胞膜。

3．红细胞稀释液的制备：将少量新鲜血液注入生理盐水中，摇匀。

4．实验步骤选材：猪(或牛、羊、人)的新鲜的红细胞稀释液制作装片：用滴管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―→高倍)↓滴清水：在盖玻片的一侧滴，在另一侧用吸水纸吸引↓观察：持续观察细胞的变化↓结果：凹陷消失，体积增大，细胞破裂，内容物流出，获得细胞膜感悟拓展我们一般选择哺乳动物成熟的红细胞作为制备细胞膜的材料，原因有二：(1)动物细胞外面没有细胞壁，制备细胞膜相对比较容易。

①避免了分离细胞壁与细胞膜的麻烦。

②没有细胞壁的保护、支持，动物细胞易吸水涨破，将细胞内容物流出，即可得到细胞膜。

(2)哺乳动物的成熟红细胞具有以下优点：①细胞内无细胞核和各种具有膜的细胞器，避免了细胞膜与细胞器膜的分离所带来的麻烦，经过离心就可得到较纯净的细胞膜。

②红细胞的数量多，材料易得。

典例导悟2下列可以作为制备纯净的细胞膜的材料的是( )A．神经细胞B．洋葱根尖分生区细胞 C．洋葱鳞片叶表皮细胞D．人的成熟红细胞解析植物细胞具有细胞壁，细胞壁与细胞膜紧贴在一起不易分离，因此洋葱根尖分生区细胞、洋葱鳞片叶表皮细胞不能作为实验材料。

神经细胞里有细胞核和许多细胞器，它们的膜与细胞膜混在一起，不易分开，因此神经细胞不可以作为制备纯净的细胞膜的材料。

答案 D科学家常用哺乳动物的红细胞作为材料来研究细胞膜的组成，这是因为 ( )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解析研究细胞膜的组成时，大都用动物细胞、红细胞、神经髓质等作为研究材料。

哺乳动物红细胞在发育成熟的过程中，核膜逐渐退化，并从细胞中排出，因此成熟的红细胞中没有核膜，同时红细胞中线粒体膜等膜结构缺乏，使红细胞的结构比较简单，用蒸馏水处理后容易得到成分较单一的细胞膜。

自主梳理一、细胞核的结构1．核膜：双层膜，具有核孔，作用是把核内物质与细胞质分开，使核既保持相对独立，又实现核质之间的物质交换和信息交流。

2．核孔：实现核质之间频繁的物质交换和信息交流。

3．核仁：与某种RNA的合成以及核糖体的形成有关。

4．染色质(1)组成：DNA和蛋白质。

(2)功能：其中的DNA是遗传信息的载体。

(3)形态：染色质染色体。

二、细胞核的功能1．资料分析(1)黑白两种美西螈实验说明：细胞核控制体色遗传。

(2)蝾螈受精卵横缢实验说明：细胞核控制细胞分裂和分化。

(3)变形虫切割实验说明：变形虫的分裂、生长、再生、应激性是由细胞核控制。

(4)伞藻嫁接实验说明：伞帽的形状是由细胞核控制的。

2．细胞核的功能归纳(1)细胞核是真核细胞最重要的细胞结构，细胞核控制着细胞的代谢和遗传，是细胞的“控制中心”。

(2)是遗传物质储存和复制的主要场所，是遗传信息库。

[互动探究] 既然物质可以通过核孔进出细胞核，那核膜还具有选择透过性吗？[提示] 具有。

通过核孔进出的物质只是某些大分子物质，如蛋白质和mRNA等，离子和小分子物质仍通过跨膜运输进出细胞核，因此，核膜仍具有选择透过性。

三、模型建构1．模型：为了某种特定目的而对认识对象所作的一种简化的概括性的描述。

2．描述特点：定性的、定量的、具体实物或其他形象化手段、抽象形式等。

3．类型：物理模型、概念模型、数学模型等。

四、细胞在生命系统中的地位细胞作为基本的生命系统，其结构复杂而精巧；各组分之间分工合作成为一个整体，使生命活动能在变化的环境中自我调控、高度有序地进行。

细胞既是生物体结构的基本单位，也是生物体代谢和遗传的基本单位。

[互动探究] 细胞为什么是最基本的生命系统？[提示] 因为所有的生命都是以细胞为基础，细胞是所有生命的结构和功能的基本单位，就连没有细胞结构的病毒，也不得不依靠活的细胞来生存。

要点归纳1．结构及相应功能2．染色质与染色体的关系同种物质在不同时期细胞中的两种状态，变化如下：染色质(间、末期)染色体(前、中、后期)3．核仁、核膜在细胞周期中的变化在细胞分裂前期消失，末期重现。

4．细胞核的功能细胞核是遗传信息库，是细胞代谢和遗传的控制中心。

(1)细胞核是遗传物质(DNA)储存和复制的场所，DNA携带遗传信息，并通过复制由亲代传给子代，保证了遗传信息的连续性。

(2)细胞核控制着物质合成、能量转换和信息交流，使生物体能够进行正常的细胞代谢。

DNA可以控制蛋白质的合成，从而决定生物的性状。

[提醒] ①凡是无核细胞，既不能生长也不能分裂，如哺乳动物和人的成熟红细胞(植物的筛管细胞)；人工去核的细胞一般也不能存活太久。

②有些细胞不只具有一个细胞核，如双小核草履虫有两个细胞核，人的骨骼肌细胞中细胞核多达数百个。

感悟拓展1．转录的产物RNA和在核糖体上合成但到细胞核内发挥作用的蛋白质，一般都是大分子物质。

因为通过核孔进出细胞核，不经核膜，故通过0层膜。

2．关于伞藻嫁接与核移植实验分析(1)图甲解读①将A中的伞帽1、1′去掉得B。

②将B中的伞柄2、2′交换位置移植得C。

③继续培养C得D。

[提醒] 细胞核控制伞帽的形状，与伞柄无关。

(2)图乙解读①将F的伞帽和细胞核去掉。

②将E的细胞核取出，并移植到F中去。

③继续培养移植核后的F得G。

说明伞藻的伞帽形状由细胞核控制，与伞柄无关。

总结①图乙是对图甲实验的补充，进一步验证细胞核的功能；②生物体形态结构的构建，主要与细胞核有关。

典例导悟3下列关于细胞核的叙述正确的是( )A．真核细胞的核膜上有大量的多种酶，有利于多种化学反应的顺利进行B．在显微镜下观察分裂间期的真核细胞，可以看到细胞核的主要结构有核膜、核仁和染色体C．真核细胞的核膜上有核孔，脱氧核糖核酸等大分子物质可以通过核孔进入细胞质D．原核细胞的拟核除没有核膜外，其他方面与真核细胞的细胞核没有差别解析B中用显微镜无法观察到核膜，在间期遗传物质以染色质状态存在，不能观察到染色体；C中脱氧核糖核酸即DNA不能出来；D中原核细胞既无核膜又无核仁。