資源簡介

《細胞的基本結構》
“細胞膜結構和功能”章節重點歸納&典例示范
【基礎歸納】
【對細胞膜結構與成分的探索歷程】
時間（人物） 探究歷程 實驗依據 結論
1895年（歐文頓） 膜成分研究 膜成分探究 脂溶性物質更容易通過細胞膜 膜是由脂質組成的
20 世紀初 化學分析實驗 對生物膜進行化學分析 細胞膜的脂質有磷脂和膽固醇
1925 年（兩位荷蘭科學家） 膜靜態模型的建立 單位膜模型 用丙酮從人的紅細胞中提取的脂質，在空氣—水界面上鋪展成單分子層的面積為紅細胞表面積的2 倍 細胞膜中的脂質分子為連續的兩層
1935年（丹尼利和戴維森） 細胞膜張力 細胞表面張力明顯低于油—水界面的表面張力 細胞膜除含脂質分子外，可能還附有蛋白質
1959 年（羅伯特森）觀察 電鏡下 在電鏡下看到了細胞膜清晰的暗—亮—暗的三層結構 生物膜都由蛋白質—脂質—蛋白質三層結構構成
1970 年 膜動態模型的建立 人鼠細胞融合實驗 熒光標記的小鼠細胞與人細胞融合實驗 細胞膜具有流動性
1972 年 桑格、尼克森模型 新的觀察和實驗證據 提出了生物膜的流動鑲嵌模型
【特別提示】
能體現生物膜的流動性但膜靜態模型不能解釋的現象舉例
細胞的生長、變形蟲的變形運動、受精時精子與卵細胞的融合過程、白細胞吞噬病菌、植物細胞的質壁分離及復原現象。
典例示范
用不同的熒光染料標記人和小鼠細胞的細胞膜上的一種抗原（HLA 抗原和H-2 抗原均為蛋白質）進行融合實驗，下列有關敘述錯誤的是 （　　）
A. 人和小鼠細胞膜表面的抗原屬于細胞膜的結構成分
B. 融合細胞表面兩類熒光染料分布的動態變化，體現了細胞膜上的分子能夠運動
C. 融合細胞表面兩類熒光染料最終均勻分布，體現了細胞膜具有一定的流動性，是細胞膜的功能特點
D. 若在0 ℃下培養40 min，則會發現細胞仍然保持一半發紅色熒光，另一半發綠色熒光。這一現象的合理解釋是細胞膜的流動性只有在適宜的條件下才能體現
【答案】C
科學家將人的紅細胞的細胞膜中磷脂成分提取出來，并將它置于燒杯中的空氣—水界面上，在一定溫度條件下，該膜面積相當于原來細胞膜表面積的兩倍。此膜在實驗過程中磷脂分子的排列方式最可能是下圖中的 （　　）
【答案】C
【流動鑲嵌模型】
細胞膜的結構（如下圖）
細胞膜主要由磷脂分子和蛋白質分子構成，另外還有少量糖類，脂質和大多數蛋白質分子可以運動。
磷脂雙分子層是細胞膜的基本支架，親水的頭部排在外側， 疏水的尾部排在內側，這個支架不是靜止的，而是流動的。
蛋白質分子有的鑲在磷脂雙分子層表面，有的部分或全部嵌入磷脂雙分子層中，有的貫穿于整個磷脂雙分子層。蛋白質在細胞膜上的分布具有不對稱性。載體蛋白決定膜的選擇透過性。糖類與蛋白質結合構成糖被（即糖蛋白），與某些脂質結合構成糖脂。糖被有識別、信息交流、保護、潤滑和免疫等作用。
【注意】
（1）細胞膜中的脂質除磷脂外，動物細胞膜中還含有膽固醇，但細胞膜中沒有沒有脂肪。
（2）糖蛋白和糖脂都分布于細胞膜的外側，這是判斷細胞膜內外表面的重要指標。
（3）不同細胞膜上所含蛋白質的種類和數量不同，功能越復雜的細胞膜，其上蛋白質的種類和數量就越多。
結構特點——流動性
原因：膜結構中大部分的蛋白質分子和脂質分子都是可以運動的。
實驗驗證——細胞融合實驗（如圖）。
影響因素：主要是溫度。
在適當的溫度范圍內，隨外界溫度的升高，膜的流動性增強；
若溫度高出一定范圍，將導致膜的結構被破壞。
實例
1. 植物細胞的質壁分離和復原實驗。
2. 變形蟲捕食和運動時偽足的形成。
3. 白細胞吞噬細菌。
典例示范
科學家對哺乳動物紅細胞的細胞膜上不同種類的磷脂（SM、PC、PS、PE、PI、CI）進行了研究，結果如下圖所示。下列敘述中錯誤的是 （　　）
A. 組成細胞膜的磷脂分子在脂雙層中分布是不對稱的
B. SM 和 PC 主要分布在靠細胞膜外側的磷脂分子層中
C. 形成細胞膜時，這些磷脂分子非極性的頭部均朝外，極性的尾部均朝內，從而形成一個親脂的小環境
D. 細胞膜上，有些多糖與外側的磷脂相連，形成糖脂
【答案】C
下圖是真核細胞膜的亞顯微結構模式圖， ①～③表示物質。下列有關敘述錯誤的是 （　　）
A. ①與細胞識別有關
B. ②在細胞膜上的分布是對稱的
C. ②③在細胞膜上都不是靜止的
D. ③的成分有甘油、脂肪酸、磷酸等物質
【答案】B
【細胞膜的成分】
【特別提示】
（1）構成細胞膜的化學元素有C、H、O、N、P 等。
（2）蛋白質在細胞膜行使功能時起重要作用，功能越復雜的細胞膜，蛋白質的種類和數量越多。
（3）脂質中的磷脂是細胞膜的結構性物質，構成了膜的基本支架。糖類與蛋白質結合，主要起信息傳遞的作用。
（4）不同種類的細胞及同一細胞不同的生長發育時期，細胞膜的成分及含量不完全相同。
典例示范
科學家將哺乳動物成熟的紅細胞放入蒸餾水中，造成紅細胞破裂，出現溶血現象，再將溶出細胞外的物質沖洗掉，剩下的結構在生物學上稱為“血影”，其主要成分是（　　）
無機鹽、蛋白質
B. 蛋白質、糖類
C. 脂肪、蛋白質
D. 脂質、蛋白質
【答案】D
生物膜上的蛋白質稱為膜蛋白。下列有關膜蛋白的敘述，不正確的是 （　　）
A. 部分膜蛋白具有催化作用
B. 細胞膜上的膜蛋白是都可以運動的
C. 部分膜蛋白的種類決定細胞運輸物質的種類
D. 膜蛋白的種類和數量決定了生物膜功能的復雜程度
【答案】B
【細胞膜的功能】
將細胞與外界環境分隔開
細胞膜使細胞成為一個相對獨立的系統，保障了細胞內部環境的相對穩定。
控制物質進出細胞
細胞膜選擇性地允許物質進出細胞，從而保證了細胞正常代謝的進行。
1. 進入細胞的物質
（1）細胞需要的營養物質，如葡萄糖、氨基酸、無機鹽離子等可以進入細胞。
（2）細胞不需要的或有害的物質，如細菌的外毒素等不易進入細胞。
2. 排出細胞的物質
（1）細胞合成的物質，如抗體、激素分泌到細胞外。
（2）細胞產生的廢物，如尿素、尿酸等排到細胞外。
【特別提示】
（1）物質能夠通過細胞膜，是根據生命活動的需要，并不完全取決于物質分子的大小。
（2）只有活細胞的細胞膜才能控制物質出入細胞，死細胞的細胞膜是全透性的。
（3）細胞膜的控制作用是相對的，環境中一些對細胞有害的物質有可能進入細胞，有些病毒、病菌等也能進入細胞，使生物體患病。
進行細胞間的信息交流
如下表所示，細胞間信息交流的方式有三種：
典例示范
如圖所示為某生理活動的一個過程，這一過程體現出細胞膜的哪一項功能？（　　）
A. 控制物質進出細胞
B. 將細胞與外界環境分隔開
C. 促進物質的運輸
D. 進行細胞間的信息交流
答案：D
下列有關細胞膜功能的敘述，正確的是（　　）
A. 細胞膜中磷脂含量越高，功能越復雜
B. 細胞膜作為系統的邊界，嚴格控制物質進出細胞，細胞內的物質不能流失到細胞外面，細胞外的物質也不能進入
C. 相鄰細胞間的信息交流全靠細胞接觸
D. 細胞間的信息交流使生物體作為一個整體完成生命活動
答案： D
將小麥種子浸泡在紅墨水中10 min 后，取出剖開，發現胚為白色，胚乳為紅色，這說明（　　）
A. 胚有活性，胚乳死亡
B. 胚已死亡，胚乳有活性
C. 胚和胚乳均有活性
D. 胚和胚乳均死亡
答案：A
細胞膜在細胞的生命活動中有多種功能。右圖所示的模型主要體現了細胞膜的哪種功能？（　　）
A. 將細胞與外界環境分隔開
B. 把細胞分隔成許多小區室
C. 進行細胞間的信息交流
D. 促進物質在血液中的運輸
【答案】C
【知識拓展】
【細胞膜成分與功能之間的聯系】
細胞膜的成分與功能關系密切
因為細胞膜含磷脂、蛋白質和糖類，因此其含有的化學元素有C、H、O、N、P 等。
糖蛋白（蛋白質與糖類結合而成）和糖脂（糖類與脂質結合而成）分布在膜的外表面。因此，根據糖蛋白和糖脂的分布，可以判斷細胞膜的內外側。
糖蛋白（又叫糖被）有保護和潤滑作用，還與細胞識別作用有密切關系。
各種膜所含蛋白質與脂質的比例和膜的功能有關。功能越復雜的膜，其蛋白質的種類和數量就越多。
細胞膜上的蛋白質種類很多，如運輸物質的載體、起識別作用的糖蛋白、接受信號的受體、體現病原體特異性的抗原及膜的結構蛋白等。
正常細胞發生癌變后，細胞膜的成分發生改變，有的產生甲胎蛋白（AFP）和癌胚抗原（CEA）等物質，這可以作為判斷細胞是否癌變的指標。
物質能否通過細胞膜，并不完全取決于分子大小，而是由細胞生命活動的需要決定。例如，木糖分子比葡萄糖分子小， 但細胞能吸收葡萄糖，卻不吸收木糖。
【注意】
細胞膜的功能特點主要與細胞膜的成分有關，特別是膜上蛋白質的種類和數量。
這體現了結構決定功能的原理。
典例示范
下列真核細胞的結構與成分，對應有誤的是（　　）
A. 細胞膜：脂肪、蛋白質、糖類
B. 染色體：DNA、蛋白質
C. 細胞壁：纖維素、果膠
D. 細胞核：核酸、蛋白質
【答案】A
下列關于細胞膜的敘述中，不正確的是（　　）
A. 構成細胞膜的主要成分是磷脂和蛋白質，由于磷脂和蛋白質大都可以運動，所以細胞膜具有流動性
B. 模擬生物膜可以處理污水、淡化海水
C. 細胞膜控制物質進出細胞，這取決于細胞膜上的受體
D. 細胞膜上的糖蛋白起識別作用
【答案】C

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