第三章細胞的基本結構第1節細胞膜的結構和功能【本節聚焦】1.細胞膜有哪些主要功能？2.流動鑲嵌模型的基本內容是什么？3.通過對細胞膜結構的探索過程的分析，你對科學的過程和方法有哪些領悟？一個系統總有它的邊界國家的邊界：國界人體的邊界：皮膚和黏膜細胞的邊界：細胞膜【思考】植物細胞有細胞壁，其邊界是什么？細胞膜（質膜）細胞壁具有全透性，無法創造一個穩定的內部環境一、細胞膜的功能【材料1】用手輕觸或針扎雞蛋黃，感受卵黃膜的柔軟度、顏色等，感受細胞膜的存在。通過“卵黃膜”的體驗活動，思考細胞膜在細胞的生命活動中起什么作用呢？（一）將細胞與外界環境分隔開《必修1》P40保障了細胞內部環境的相對穩定產生了原始的細胞膜的出現是生命起源過程中至關重要階段【材料2】取等量的新鮮菠菜葉片，分別放在等量的冷水和沸水中，幾分鐘后觀察現象。為何沸水呈現綠色，而冷水依舊無色？這體現了細胞膜的什么功能？

沸水中菠菜呈現綠色是因為熱水破壞了菠菜細胞膜，細胞中的色素進入水中；而冷水對細胞膜沒有破壞作用，色素不會滲透出來。（二）控制物質進出細胞細胞細胞需要的_________細胞產生的_____抗體、激素等分泌物一些對細胞有害的物質、病菌、病毒等營養物質廢物水、無機鹽、氨基酸、葡萄糖等CO2、尿素、多余的無機鹽等細胞膜的控制作用是相對的

細胞需要的營養物質可以進入，有害物質不容易進入；細胞產生廢物要排出細胞外，有用成分不會輕易流失；有害物質也可能進入細胞膜控制物質具有普遍性和相對性細胞膜的功能特性：選擇透過性【材料3】鼻子接觸精油分子，而在大腦皮層產生“香”的感覺，說明細胞膜還要具備什么功能？（三）進行細胞間的信息交流1.交流方式一：體液的傳送內分泌細胞分泌的激素與靶細胞膜上的受體結合，將信息傳遞給靶細胞靶細胞靶細胞通過細胞分泌化學物質完成（如激素）（間接傳遞）《必修1》P41（三）進行細胞間的信息交流2.交流方式二：通過相鄰細胞膜接觸（直接傳遞）如：精子和卵細胞的識別和結合3.交流方式三：形成通道胞間連絲

高等植物細胞之間通過胞間連絲相互連接，也有信息交流的作用【小結】細胞膜的功能（一）將細胞與外界環境分隔開（二）控制物質進出細胞（三）進行細胞間的信息交流①通過細胞分泌化學物質完成信息傳遞②通過細胞膜直接接觸完成信息傳遞③通過形成通道（如胞間連絲）完成信息傳遞練一練《金版》P37【例1】【例1】下列不屬于細胞膜功能的是()A.控制某些分子和離子出入細胞B.細胞識別、細胞與環境之間的物質交換C.使細胞具有相對穩定的內部環境D.控制合成細胞內所需要的各種物質D練一練《金版》P37【例2】【例2】觀察下圖，有關說法正確的是()A.精子與卵細胞的識別方式如圖丙所示B.進行細胞間的信息交流是細胞膜的功能之一C.高等植物細胞之間通過胞間連絲相互連接的方式如圖乙所示D.圖中靶細胞都是通過細胞膜上的受體接收信號分子的B

信息交流使生物體能作為一個整體完成生命活動。細胞間的信息交流，大多與細胞膜的結構有關。細胞膜的功能是由它的成分和結構決定的。二、對細胞膜成分的探究

細胞膜非常薄，即使在高倍顯微鏡下依然難以看清它的面目。人們對細胞膜化學成分與結構的認識經歷了很長的時間。《必修1》P42【思考.討論】

分析、討論教材第42頁“思考·討論”內容，概述科學家對細胞膜成分的探索歷程，說出細胞膜的主要成分感悟科學探究的基本思路和方法。【實驗一】科學家：___________實驗內容：用500多種物質對植物細胞的通透性進行上萬次的實驗。發現易溶于脂質的物質，容易穿過細胞膜；不溶于脂質的物質，不容易穿過細胞膜。推測結論：細胞膜是由__________組成的。歐文頓脂質最初對細胞膜成分的認識，是通過對現象的推理分析【實驗二】科學家制備細胞膜、進行化學分析：組成細胞的脂質有________和________，其中________含量最多。磷脂膽固醇磷脂【實驗三】科學家：________________實驗內容：利用丙酮從人的紅細胞中提取脂質，在空氣—水界面上鋪展成單分子層，測得單分子的面積恰為紅細胞表面積的2倍。推測結論：細胞膜中的磷脂分子排列為連續的______層戈特、格倫德爾兩頭部親水尾部疏水[思考1]請構建出細胞膜中磷脂分子排列為連續兩層的模型。×√×[思考2]如果將磷脂分子置于水—苯的混合溶劑中，磷脂分子將會如何排布？

磷脂的“頭部”將與水接觸，“尾部”與苯接觸，磷脂分子分布成單層。[思考3]戈特、格倫德爾若不是選擇人的紅細胞而是選擇雞的紅細胞做實驗，測得單分子的面積依舊為紅細胞表面積的2倍嗎？大于2倍。哺乳動物成熟的紅細胞無細胞核以及眾多的細胞器。【實驗四】科學家：________________實驗內容：研究了細胞膜的張力實驗，發現細胞的張力明顯低于油-水界面的表面張力。且當時人們已發現了油脂滴表面如果吸附有蛋白質成分則表面張力會降低。推測結論：細胞膜除了脂質外還可能有_________丹尼利、戴維森蛋白質【科學思維—推理】

推理是由一個或幾個已知的判斷推出一個新的判斷的思維形式。推理在科學研究中具有極其重要的作用。

如果不能考察某類事物的全部對象，而只根據部分對象作出的推理，不一定完全可靠。對細胞膜成分的探究脂質【歸納】細胞膜的成分成分_____（約50%）：磷脂最豐富的，還有少量的___________（約40%）：與細胞膜的功能密切相關糖類（2-10%）膽固醇蛋白質功能越復雜的細胞膜，蛋白質的種類和數量就越多《必修1》P43練一練《金版》P37【例3】【例3】下列有關細胞膜的敘述，錯誤的是 ()A.細胞膜主要由脂質和蛋白質組成B.功能不同的細胞，細胞膜蛋白質的種類和數量相同C.組成細胞膜的脂質中，磷脂最豐富D.蛋白質種類和數量多的細胞膜功能復雜D三、對細胞膜結構的探究▌生物膜是由“蛋白質—脂質—蛋白質”構成的三層靜態的統一結構（三明治模型）。質疑：靜態模型無法解釋細胞生長和變形【實驗一】20世紀50年代電鏡誕生，羅伯特森觀察細胞膜，觀察到暗—亮—暗三層。蛋白質電子密度高，電鏡下顯暗帶，磷脂分子電子密度低呈亮帶。兩層暗層：蛋白質一層明層：磷脂三明治模型《必修1》P43白細胞吞噬病菌過程【實驗二】

熒光染料標記人和鼠細胞表面的蛋白質后細胞融合人細胞鼠細胞熒光標記膜蛋白誘導融合370C40分鐘▌結合其他實驗得出結論：膜上蛋白質和磷脂分子可以運動，細胞膜具有一定的流動性細胞膜的結構特點：具有一定的流動性熒光標記法

在

基礎上，1972年辛格和尼科爾森提出了_________________被多數人所接受。新的觀察和實驗證據的流動鑲嵌模型《必修1》P44▌思考：對細胞膜結構的探索利用的是什么科學方法？

提出假說---科學家首先根據已有的知識和信息提出解釋某一生物學問題的一種假說。（不一定可信）四、流動鑲嵌模型的基本內容

磷脂雙分子層屏障鑲在嵌入貫穿物質運輸流動性1.__________________是膜的基本支架，具有_______作用；2.蛋白質分子有的_______在磷脂雙分子層表面，有的_______磷脂雙分子層中，有的_______整個磷脂雙分子層。具有__________作用；3.細胞膜具有_________。主要表現在構成膜的磷脂分子側向自由移動，膜中的蛋白質大多數也能運動。對細胞完成運輸、生長、分裂、運動等功能非常重要。蛋白質在細胞膜上的分布是不對稱的進一步研究發現：細胞膜的外表面還有糖類分子，它和蛋白質結合形成________，或與脂質結合形成_______。這些糖類分子叫做_______，其與細胞表面的_________、細胞間的____________等功能有密切關系。糖蛋