2.2.1 细胞生命活动的基本单位-细胞质膜将细胞与外界环境分开(共42)苏教版必修一

第二节细胞——生命活动的基本单位第1课时细胞质膜将细胞与外界环境分开针对特定的生物学现象，进行观察、提问。体现了科学探究的核心素养。用显微注射器将一种叫做伊红的物质注入变形虫体内伊红为什么不会逸出细胞？此实验说明了什么？变形虫概述细胞都由质膜包裹，质膜将细胞与其生活环境分开，能控制物质进出，并参与细胞间的信息交流1.结合教材，了解科学家对细胞质膜成分和结构的探索历程。（科学探究）2.通过模型识记细胞质膜的结构、磷脂双分子层和蛋白质分子的分布特点。（科学思维）3.通过实例理解细胞质膜的结构特点（生命观念）4.结合实例记忆并理解细胞质膜的功能。（生命观念）

体会课堂探究的乐趣，汲取新知识的营养，让我们一起吧！进走课堂怎样区分显微镜视野中的气泡和细胞？光学显微镜下能看见细胞质膜吗？提示：气泡是光亮的，里面只有空气。细胞是一个具有细胞质膜、细胞核和细胞质的复杂结构，而且是一个立体的结构，在显微镜下，通过调节焦距可以观察到细胞的不同层面。光学显微镜下不能看见细胞质膜，但是能够观察到细胞与外界环境之间是有界限的。1.19世纪末，欧文顿（E.Overton）发现：不溶于脂质的物质溶于脂质的物质细胞质膜一、生物质膜成分和结构【思考】欧文顿的实验发现了什么？提出假说：膜是由脂质组成的。（一）对生物质膜成分的探索针对实验中的生物学现象，进行观察并提出问题，体现了科学探究的核心素养。亲水疏水2.1925年,荷兰科学家戈特和格伦德尔用丙酮从人的红细胞中提取脂质，在空气—水界面上铺展成单分子层，测得单分子层的面积恰为红细胞表面积的2倍。3.1935年，英国学者丹尼利和戴维森研究了细胞质膜的张力。他们发现细胞的表面张力明显低于油—水界面的表面张力。

由于人们已发现了油脂滴表面如果吸附有蛋白质成分则表面张力会降低，因此丹尼利和戴维森推测细胞质膜除含脂质分子外，可能还附有蛋白质。【归纳总结】成分所占比例在细胞质膜构成中的作用脂质约50%其中磷脂是构成细胞质膜的重要成分，另外还有少量糖脂、胆固醇细胞质膜的成分蛋白质约40%细胞质膜的功能主要由其上的蛋白质来行使，功能越复杂的质膜，其蛋白质的种类和数量越多【例1】科学家将细胞质膜中的磷脂成分提取出来，并将它在空气－水界面上铺成单分子层，发现这个单分子层的表面积相当于原细胞质膜表面积的两倍。这说明磷脂分子在细胞质膜上的分布状况是（）A．单层排列B．均匀稀疏排列C．双层排列D．均匀紧密排列C单层磷脂分子的表面积是细胞表面积的2倍。1.1959罗伯特森（J.D.Robertsen）在电镜下看到细胞质膜由“暗—亮—暗”的三层结构构成【思考】“单位膜模型”结构模型有什么不足？无法解释细胞的生长、变形虫的变形运动把细胞质膜描述为静态的刚性结构，这显然与膜功能的多样性相矛盾。细胞质膜是由“蛋白质—脂质—蛋白质”的三层结构构成的静态统一结构（单位膜模型）提出假说：（二）对生物质膜结构的探索绿色荧光标记的抗体红色荧光标记的抗体细胞融合人细胞鼠细胞人鼠杂交细胞细胞融合初期37℃、40min细胞融合2.1970年将人和鼠的细胞质膜蛋白质用不同荧光染料标记后融合结论：蛋白质分子是可以运动的,说明细胞质膜具有一定的流动性流动镶嵌模型的基本内容（1）细胞质膜主要是由磷脂分子和蛋白质分子构成的。（2）磷脂双分子层是膜的基本支架，其内部是磷脂分子的疏水端，水溶性分子或离子不能自由通过，因此具有屏障作用。（3）蛋白质分子以不同方式镶嵌在磷脂双分子层中：有的镶在磷脂双分子层表面，有的部分或全部嵌入磷脂双分子层中，有的贯穿于整个磷脂双分子层。蛋白质分子在物质运输等方面具有重要作用。（4）细胞质膜不是静止不动的，而是具有一定的流动性，主要表现为构成膜的磷脂分子可以侧向自由移动，膜中的蛋白质大多也能运动。（5）细胞质膜的外表面还有糖类分子，它和蛋白质分子结合形成的糖蛋白，或与脂质结合形成的糖脂，这些糖类分子叫作糖被(glycocalyx)。糖被在细胞生命活动中具有重要的功能。例如，糖被与细胞表面的识别、细胞间的信息传递等功能有密切关系。4.细胞质膜的结构特点:具有一定的流动性细胞质膜的流动性对于细胞完成物质运输、生长、分裂、运动等功能都是非常重要的。【例2】下列关于细胞质膜的探索历程中相关实验与结论之间对应关系,错误的是()A荧光标记的人鼠细胞融合实验说明细胞质膜具有一定的流动性。选项实

验结

论A荧光标记的人鼠细胞融合实验细胞质膜具有选择透过性B红细胞质膜中脂质铺展成单分子层后是红细胞表面积的2倍细胞质膜中的脂质分子排列为连续的两层C蛋白酶处理细胞质膜后细胞质膜通透性改变细胞质膜中含蛋白质D脂溶性物质更易通过细胞质膜细胞质膜是由脂质组成的

细胞质膜控制物质进出细胞具有普遍性和相对性细胞质膜细胞外细胞内营养物质细胞内核酸对细胞有害物质病毒、病菌抗体、激素、代谢废物1.控制着细胞与周围环境的物质交换二、细胞质膜的功能2.将细胞与周围环境分隔开细胞质膜将每个细胞与周围环境分隔开，维持着细胞内部环境的相对稳定。3.进行细胞间的信息交流

（1）发挥作用分子：细胞质膜表面的糖蛋白和糖脂。（2）作用机理：细胞质膜上的受体大多是糖蛋白，它们能识别信号分子(能与受体结合并传递信息的分子)并与之结合，实现细胞识别和信息传递的功能。（3）作用方式①相距较远的细胞通过细胞分泌化学物质间接传递信息。内分泌细胞分泌的激素（如胰岛素）随血液到达全身各处，与靶细胞的细胞质膜表面的受体结合，将信息传递给靶细胞。靶细胞是指能识别某种特定激素并与之特异性结合而产生某种生物效应的细胞。你能举出若干种靶细胞吗？②相邻细胞的细胞质膜相互接触直接传递信息相邻两个细胞之间形成通道，携带信息的物质通过通道进入另一个细胞。例如，高等植物细胞之间通过胞间连丝相互连接，也有信息交流的作用。③相邻两细胞之间形成通道，来传递信息细胞质膜的功能是由它的成分和结构决定的生长在水底淤泥中的莲藕“出淤泥而不染”。莲藕“出淤泥而不染”的事例说明细胞质膜具有什么功能？这种功能的具体体现是什么？提示：控制物质进出细胞的功能。主要体现在对营养物质的吸收及有害废物的排出，防止病菌、病毒的侵入等方面。植物传粉后，同种和不同种的花粉都会落到雌蕊的柱头上，同种的花粉能萌发，异种的花粉不能萌发。雌蕊和花粉是通过什么相识别的？这体现了该结构的什么功能？提示：通过细胞质膜相识别。体现了细胞质膜进行细胞间信息交流的功能。细胞质膜结构特点和功能特性(1)区别：一定的流动性是细胞质膜的结构特点，此特点主要受温度影响，在一定范围内，温度越高，细胞质膜的流动性越大；而选择透过性是细胞质膜的功能特性，影响此特性的内因是细胞质膜上蛋白质的种类和数量。(2)联系：细胞质膜的流动性是表现其选择透过性的结构基础。因为只有细胞质膜具有流动性，细胞才能完成其各项生理功能，才能表现出选择透过性。事实上，只有活细胞才具有膜的流动性和选择透过性。【归纳提升】对细胞质膜的结构特点和功能特性进行比较，体现了科学思维的核心素养。【易错提醒】1.细胞质膜上的受体并不是细胞间的信息交流所必需的结构。如高等植物细胞之间是通过胞间连丝信息交流的，而不需要膜上的受体。2.细胞间的信息交流发生在细胞与细胞之间，不是发生在细胞内。3.细胞质膜对于物质的进出具有选择性，细胞质膜的功能特性是选择透过性。【例3】“某些病毒、病菌能侵入细胞，使生物体患病”，这一事实说明（）A．细胞质膜不能将细胞与外界环境分隔开B．细胞质膜可控制物质进出细胞C．细胞质膜对物质进出的控制作用是相对的D．细胞质膜是进行细胞间信息交流的结构基础C细胞质膜将细胞与外界环境隔开，保证细胞内部环境的相对稳定，细胞质膜能阻止病菌和病毒侵入细胞，但“某些病毒、病菌能侵入细胞，使生物体患病”，说明细胞质膜具有相对性。三、细胞壁1．植物细胞的细胞壁(1)主要成分：多糖(如_

_____、____)(2)功能：具有维持________、保护____________等作用。纤维素果胶细胞形态细胞内部结构2．细菌细胞壁(1)主要成分：______、磷壁酸、脂质和蛋白质。(2)细菌对青霉素的敏感性：①肽聚糖为____的细菌，对机械力抗性__，对青霉素____。②肽聚糖为____的细菌，对机械力抗性__，对青霉素______。肽聚糖多层强

敏感

单层

弱不敏感3．真菌细胞壁(1)主要成分：____，还有少量的______和____。(2)低等真菌的细胞壁成分以______为主，酵母菌以______为主，高等陆生真菌以______为主。多糖蛋白质脂质纤维素

葡聚糖几丁质

【例4】下列哪项是没有细胞壁的细胞（）A.花粉

B.红细胞

C.大肠杆菌

D.流感病毒B花粉细胞是植物细胞，植物细胞均有细胞壁，主要组成为纤维素和果胶；而大肠杆菌属细菌类，有由肽聚糖构成的细胞壁；流感病毒无细胞结构，不属于“细胞”范畴；红细胞是动物细胞，无细胞壁，故选B。细胞质膜功能组成成分流动镶嵌模型将细胞与外界环境分隔开控制物质进出细胞进行细胞间的信息交流脂质：以磷脂为主蛋白质：决定了细胞质膜的功能糖类：形成糖蛋白和糖脂主要内容结构特点基本支架：磷脂双分子层蛋白质：镶嵌或贯穿在磷脂分子层中糖类：形成糖蛋白或糖脂具有一定的流动性1.科学家在实验中发现，脂溶性物质能够优先通过细胞质膜，并且细胞质膜会被溶解脂质的溶剂溶解，也会被蛋白酶分解。这些事实说明了组成细胞质膜的物质中有（）A．糖类和脂质 B．糖类和蛋白质 C．蛋白质和脂质 D．蛋白质和核酸C脂溶性物质能够优先通过细胞质膜，并且细胞质膜会被溶解脂类物质的溶剂溶解，说明细胞质膜中有脂质；会被蛋白酶溶解，说明细胞质膜中有蛋白质，所以细胞质膜中的物质有脂质和蛋白质。2.实验室中鉴别细胞死活，常用“染色排除法”。例如：用台盼蓝染色，死细胞会被染成蓝色，而活细胞不着色，从而判断细胞死活。该实验所利用的细胞质膜特性或功能是(

)A．进行细胞间的信息交流B．保护细胞内部结构C．流动性D．选择透过性D流动性为细胞质膜的结构特点，选择透过性为细胞质膜的功能特性。活细胞具有选择透过性，但死细胞会丧失选择透过性。3.血管紧张素Ⅱ受体是一种膜蛋白。当血液中的血管紧张素Ⅱ与该受体结合时，可激活细胞内的第二信使Ca2+等，进而调节细胞的代谢活动，例如使血管壁平滑肌收缩，导致血压升高。这所体现的细胞质膜的功能是（）A.分隔细胞与环境B.信息交流C.控制物质的进出D.具有一定的流动性B血管紧张素Ⅱ与细胞质膜上的受体蛋白结合，进而调节细胞的代谢活动，体现了细胞质膜的信息传递功能。4.（2024·湖南高考）细胞膜上的脂类具有重要的生物学功能。下列叙述错误的是（）A．耐极端低温细菌的膜脂富含饱和脂肪酸B．胆固醇可以影响动物细胞膜的流动性C．糖脂可以参与细胞表面识别D．磷脂是构成细胞膜的重要成分饱和脂肪酸的熔点较高,容易凝固,不饱和脂肪酸的熔点较低，不容易凝固，因此耐极端低温细菌的膜脂富含不饱和脂肪酸,A错误;胆固醇是构成动物细胞膜的重要成分,其对于调节膜的流动性具有重要作用，B正确;细胞膜表面的糖类分子可与蛋白质、脂质结合形成糖蛋白和糖脂,这些糖类分子与细胞表面的识别、细胞间的信息传递等功能密切相关,C正确;磷脂双分子层是细胞膜的基本支架，所以磷脂是构成细胞膜的重要成分,D正确。A5.细胞质膜具有控制物质进出细胞的功能。下列有关这一功能的理解,不正确的是()A.细胞需要的物质可以进出细胞B.细胞不需要或对细胞有害的物质一般不能进入细胞C.细胞中的成分如核酸等不会流失到细胞外D.由于细胞质膜的存在,致病的病毒、细菌等不能进入细胞D细胞质膜具有控制物质进出细胞的功能，这一功能主要体现在两方面：细胞需要的物质进入细胞，细胞不需要的物质一般不能进入细胞;细胞代谢产生的废物排出细胞，细胞中重要的物质和结构不能排出细胞。细胞质膜有控制物质进出细胞的功能，但这种控制作用是相对的，一些对细胞有害的细菌或病毒也能进入细胞。6．