3.1 细胞膜的结构和功能（原卷版）.docx

第1节细胞膜的结构和功能

【学习目标】

1.生命观念——通过分析细胞膜的结构和功能特点,体会结构与功能相适应的观点。

2.科学思维——结合细胞膜的结构模型,掌握流动镶嵌模型的基本内容。

3.科学探究——通过分析细胞膜成分和结构的探索历程,掌握科学探究的一般方法。

目标一细胞膜的功能

1.细胞膜的主要功能

(1)将细胞与外界环境分隔开

使细胞成为相对独立的系统,保障细胞内部环境的相对稳定。

(2)控制物质进出细胞

小提醒:台盼蓝染色法常用于鉴别动物细胞活性。用它染色时,死细胞会被染成蓝色,而活细胞不着色。

(3)进行细胞间的信息交流

探讨借助实例,分析细胞膜的功能

1.阅读材料,回答问题:

材料1生长在水底淤泥中的莲藕“出淤泥而不染”,它能从水和淤泥中吸收所需的营养物质,并排出代谢废物,而莲藕不需要的物质却不会轻易进入莲藕细胞。

材料2

将正常玉米种子横切后滴一小滴红墨水,2min后用清水冲洗后,观察发现种子胚的部分呈白色而胚乳部分呈红色;若以煮熟的玉米种子进行上述实验,则发现胚和胚乳都被染成红色。

(1)材料1莲藕“出淤泥而不染”和材料2中新鲜玉米胚细胞不能被染色,体现了细胞膜具有的功能。?

(2)材料2中,红墨水中的颗粒物质不能通过细胞膜进入细胞内,胚乳和煮熟的玉米胚能够被染色,原因是。?

2.结合教材“细胞间信息交流的方式举例”回答下列问题:

(1)图中①②③④所表示的物质或结构的名称分别是。?

(2)高等植物细胞间的胞间连丝、人体内胰岛素的作用过程、精子和卵细胞之间的识别和结合分别属于上面的图(填图编号)。?

【习题巩固】

1．如图表示细胞膜的功能模式图。据图分析，下列说法不正确的是()

A．功能①在生命起源过程中具有重要作用

B．功能②表示进入细胞的物质对细胞都是有利的

C．胰岛素调控生命活动可用图中③表示

D．相邻的植物细胞可通过功能④进行信息交流

2．(2023·河北张家口高一期中)如图为细胞间信息交流的三种方式，下列有关叙述错误的是()

A．这三种方式中都需要信号分子与细胞膜上的受体进行识别与结合

B．图甲可表示胰岛素经血液运输到靶细胞对其生命活动进行调节

C．图乙可表示同种动物精子和卵细胞之间的识别和结合

D．图丙可表示高等植物细胞间通过胞间连丝相互连接并进行信息交流

目标二、对细胞膜结构的探索

1.对细胞膜成分的探索

2.细胞膜的成分

小提醒:细胞膜成分与功能的关系：功能越复杂的细胞膜，蛋白质的种类与数量就越多。

3.对细胞膜结构的探索

小提醒:(1)哺乳动物的成熟红细胞中没有细胞核和众多的细胞器,可获得较为纯净的细胞膜。

(2)细胞膜的组成成分并不是不可变的。

(3)人细胞和小鼠细胞融合实验只能证明细胞膜上的蛋白质能够运动,还要结合其他实验才能证明细胞膜具有流动性。

探索细胞膜的结构

1.分析细胞膜中磷脂分子的排布特点(磷脂分子的结构如图所示)

(1)将磷脂放入盛有水的容器中，下列能正确反映其分布特点的是_____。

(2)若细胞内外均为水环境，细胞膜中的磷脂分子应如何分布？请画图表示。

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2．分析细胞膜中蛋白质分子的排布特点

资料1关于电镜成像：电子束照射大分子物质，散射度高，呈暗带；照射小分子物质，散射度低，呈亮带。

(1)请根据资料1，分析罗伯特森在电镜下看到细胞膜清晰的暗—亮—暗的三层结构中蛋白质的分布方式。

提示蛋白质—脂质—蛋白质。

资料2按照“蛋白质—脂质—蛋白质”模型，细胞膜的厚度应该是单层磷脂厚度的两倍，加上两侧的蛋白质，膜的总厚度应当超过20nm。但是罗伯特森电镜下的细胞膜的厚度约为7～8nm。

(2)请根据资料2指出“蛋白质—脂质—蛋白质”模型的不足之处，并对细胞膜的结构进行合理推测。

提示资料2表明：“蛋白质—脂质—蛋白质”模型中蛋白质平铺在磷脂双分子层表面形成的膜厚度与真实所测不符。因此，蛋白质不会只覆盖在磷脂双分子层两侧，可能会有蛋白质嵌入磷脂双分子层。

资料320世纪60年代，冰冻蚀刻技术得到了应用。科学家将细胞进行快速低温冷冻，用冷刀将细胞标本骤然冲断开。这时，磷脂双分子层的疏水端裂开，从而显示出蛋白质颗粒在膜之中的真实分布情况。通过一定的技术处理，科学家在电子显微镜下观察到，细胞膜的外层磷脂和内层磷脂表面都有凸起的蛋白质颗粒，

(3)通过冰冻蚀刻实验结果，你可以得出什么结论？

提示蛋白质分子镶嵌、部分或全部嵌入、贯穿于磷脂双分子层。

拓展延伸哺乳动物的红细胞在发育成熟的过程中，细胞核逐渐退化，为携带氧的血红蛋白腾出空间。成熟的红细胞一般不含细胞器且取材方便，因此，哺乳动物成熟的红细胞是获得纯净细胞膜的好材料。

【习题巩