【课外阅读】生物膜的结构与功能1

生物膜的结构与功能

生物膜是细胞和各种细胞器表面所包裹的一层极薄的膜系结构，是具有高度选择性的半透性屏障。包括细胞质膜（细胞膜）、线粒体膜、内质网膜、高尔基复合体膜、溶酶体膜及核膜等。在电镜下，各种生物膜结构非常相似。生物膜除起物理屏障外，其主要功能有：物质转运功能；信息分子识别和信息传递；能量转换等。

生物膜的基本结构

一、生物膜的化学组成

包括脂类、蛋白质和少量的糖类，水及金属离子。

（一）脂类

包括磷脂（主）、胆固醇和糖脂。不同生物膜脂类的种类和含量差异较大，各种脂类物质分子结构不同，但有一共同的结构特点即其分子有两部分组成，即亲水的极性基团（头）和疏水的非极性基团（尾），膜脂的这种特性使其在膜中排列具有方向性，对形成膜的特殊结构有重要作用。

（二）蛋白质

细胞内20-25%的蛋白质与膜结构相联系，根据它们在膜上的定位可分为膜周边蛋白质和膜内在蛋白质（图）：

（1）外周蛋白质：分布在膜外表面，不深入膜内部。它们通过静电力或范德华力与膜脂连接。这种结合力弱，容易被分离出来，只要改变介质的PH、离子强度或鏊合计便可将其分离出来。约占膜蛋白的20-30%。

（2）内在蛋白：分布在膜内，有的插入膜中，有的埋在膜内，有的贯穿整个膜，有的一端两端暴露于膜外侧，或两端暴露，称跨膜蛋白。内在蛋白通过疏水键与膜脂比较牢固结合，分离较困难，只有用较剧烈的条件如：去垢剂、有机溶剂、超声波等才能抽提出来，因为它们具有水不溶性，除去萃取剂后又可重新聚合成不溶性物质。占70-80%。

（三）糖

生物膜中的糖以寡糖的形式存在，通过共价键与蛋白形成糖蛋白，少量还可与脂类形成糖脂。糖蛋白中的糖往往是膜抗原的重要部分，如决定血型A、B、O抗原之间的差别，只在于寡糖链末端的糖基不同。糖基在细胞互相识别和接受外界信息方面起重要作用，有人把糖蛋白中的糖基部分比喻为细胞表面的天线。

二、生物膜的结构特点

（一）生物膜的结构模型是脂质双层流动镶嵌模型

1972年提出的流动镶嵌模型受到广泛的支持。这种生物膜结构模型的主要特征是

1、流动性：流动性是生物膜的主要特征。大量研究结果表明，合适的流动性对生物膜表现正常功能具有十分重要的作用。例如能量

转换、物质运转、信息传递、细胞分裂、细胞融合、胞吞、胞吐以及激素的作用等都与膜的流动性有关。

生物膜的流动性表现在膜脂分子的不断运动。膜脂间运动可分为侧向运动和翻转运动。如图：

侧向运动是膜脂分子在单层内与临近分子交换位置，是一种经常发生的快运动。翻转运动是膜脂双分子层中的一层翻至另一层的运动，这种运动方式很少发生，对膜的流动性不大。

膜的流动性主要与膜脂中的脂肪酸碳链长短及饱和度有关。膜脂双层结构中的脂类分子，在一定温度范围内，可呈现即具有晶体的规律性排列，又具有液态的可流动性，即液晶态。在生理条件下，生物膜都处于此态，当温度低于某种限度时，液晶态即转化为晶态，此时，膜脂呈凝胶状态，粘度增大，流动性降低，生物膜功能逐渐丧失。

胆固醇是膜流动性的调节剂，它可以抑制温度所引起的相变，防止生物膜中的脂类转向晶态，防止低温时膜流动性急剧降低。生物膜的流动性是膜生物学功能所必需，许多药物的作用可能通过影响膜的流动性实现，如麻醉药的作用可能跟增强膜的流动性有关。

生物膜的流动性使膜上的蛋白质类似船在水上漂游，，但是蛋白质插入膜的深度并不改变。大部分膜脂与蛋白质没有直接作用，只有少部分膜脂与膜蛋白结合成脂蛋白，形成完整的功能复合物。

2、生物膜结构的两侧不对称性

（1）膜脂两侧分布不对称性这种不对称分布会导致膜两侧的

电荷数量、流动性等的差异。这种不对称分布与膜蛋白的定向分布及功能有关。

（2）膜糖基两侧分布不对称性质膜上的糖基分布在细胞表面，而细胞器膜上的糖基则分布全部朝向内腔。这种分布特点与细胞互相识别和接受外界信息有关。

（3）膜蛋白两侧分布不对称性膜蛋白是膜功能的主要承担者。不同的生物膜，由于所含的蛋白质不同而所表现出来的功能也不同。同一种生物膜，其膜内、外两侧的蛋白质分布不同，膜两侧功能也不同。膜两侧的蛋白分布不对称是绝对的，没有一种蛋白质同时存在于膜两侧。

生物膜结构上的两侧不对称性，保证了膜功能具有方向性，这是膜发挥作用所必须的。例如，物质和一些离子传递具有方向性，膜结构的不对称性保证了这一方向性能顺利进行。

生物膜与物质转运

生物膜的主要功能包括能量转换、物质运输、信息识别与传递。这里我们将重点介绍生物膜与物质运输的关系。

生物膜的通透性具有高度选择性，细胞能主动的从环境中摄取所需的营养物质，同时排除代谢产物和废物，使细胞保持动态的恒定，这对维持细胞的生命活动是极为重要，大量证据表明，生物界许多生命过程都直接或间接与物质的跨膜运输密切相关。如神经冲动传播、细胞行为，细胞分化等重要生命活动。

根据运输物质的分子大小，物质运输可分为小分子物质转运和大

分子物质转运两类。小分子物质转运可通过被动转运和主动转运方式通过生物膜。被动转运是指物质分子流动从高浓度向低浓度，不消耗能量。主动转运是指物质可逆浓度梯度方向进行，需耗能。大分子物质转运是生物膜结构发生改变的膜动转运。

一、小分子物质的转运

由于生物膜的脂双层结构含有疏水区，它对运输物质具有高度的选择通透性。

1、小分子物质的直接通透

生物膜上的膜脂分子是连续排布的，这样在脂分子间不存在裂口。但是膜脂分子是处于流动状态，在疏水去会出现暂时性间隙，间隙孔径0.8nm，可使一些小分子（如水分子0.3 nm）通过。但这种小分子物质的通过速度各不一样，通过速度取决于分子大小及其在生物膜上中的相对溶解度，一般来说，分子越小切且疏水性或非极性越强，通过膜较易。不带电荷的极性小分子有时也可通过，但速度慢，带电荷的小分子则不能直接通透。

2、通道蛋白运输

又称简单扩散。通道蛋白是一种膜运输蛋白，它在膜上形成液体通道，使分子大小和电荷适当的物质，借助扩散作用通过膜脂双分子层。如图：通道蛋白运输特点是：1）从高浓度到浓度；2）通道蛋白不与运输的物质发生结合反应，只起通道作用。

传输蛋白通道有的持续开放，有的间断开放。间断开放的通道受“闸门”控制。“闸门”通道根据其开启的特定条件可分为三类：1）

配体-闸门通道，细胞外的特定配体与膜表面特异受体结合时，通道开放；2）电势-闸门通道，只有膜电位发生改变时，通道开放；3）离子闸门通道，只有某种离子浓度达到一定浓度时，闸门开放。

3、载体蛋白被动运输

又称易化扩散或促进扩散。载体蛋白是一种膜转运蛋白，被转运的物质可与膜上的载体蛋白结合，使载体构象发生改变，从而将物质转运到低浓度的一侧。此运输特点：1）从高浓度到浓度；2）被转运的物质与载体发生可逆结合反应；3）运输过程不需能量。有些阴离子的运输如红细胞膜上存在着一种载体蛋白（带3蛋白），可参与HCO3、Cl-的运输。

4、载体蛋白主动运输

主动运输是被转运的物质与载体蛋白发生可逆的特异结合，使物质在膜两侧进行转运。特点：1）可逆浓度梯度进行；2）消耗能量，常见的是ATP提供能量。以Na+、K+-泵为例：Na+、K+-泵就是Na+、K+-ATP 酶，它是一种跨膜的载体蛋白，它对维持细胞内外Na+、K+浓度十分重要。此酶有两种构象，即亲钠构象和亲钾构象。亲钠构象的酶以脱磷酸形式存在，亲钾构象的酶以磷酸化形式存在，两种构象相互转化，便将Na+从细胞内泵到细胞外，同时又将K+从细胞外泵到细胞内。进行Na+、K+交换时，分解ATP，以供逆浓度梯度转运是所需的能量。

因此，Na+、K+-ATP酶的作用是主动向膜外泵出Na+，向膜内泵入K+，从而维持细胞膜内外离子浓度差，这种离子浓度差，对膜电位的维持十分重要，是神经兴奋、肌肉细胞活动的基础。

一些糖或氨基酸的主动运输不是靠直接水解ATP提供能量，而是依赖离子梯度形式储存的能量，形成这种离子梯度最常见的是Na+，由于膜外Na+浓度高，Na+顺电化学梯度流向膜内，葡萄糖便利用Na+梯度提供的能量，通过Na+推动的葡萄糖载体蛋白将葡萄糖转运入细胞，进入细胞内的Na+又可通过Na+、K+-ATP酶的作用，转运到细胞外。这样Na+梯度越大，葡萄糖越易进入。

二、大分子物质的转运

大分子物质的转运涉及膜结构的变化，又称膜动转运。膜动转运主要包括胞吐作用和胞吞作用。

1、胞吐作用

胞吐作用是细胞排放大分子物质的一种方式，被排放的大分子物质被包装成分泌小泡，分泌小泡与膜融合，融合的外侧面产生一个裂口，将排放物释放出去。如核糖体上合成的蛋白质，由内质网运输到高尔基体，经过加工改造，形成分泌小泡，以胞吐方式输送到细胞外。

2、胞吞作用

过程与胞吐作用相反。细胞将被摄取的物质，由质膜逐渐包裹，然后囊口封闭成细胞内小泡。一些多肽激素、低密度脂蛋白、转铁蛋白、上皮细胞增殖因子及毒素等都可经胞吞进入细胞内。

生物膜信息传递

生物膜对信息分子具有选择性，大部分信息分子难于通过生物膜。细胞外的信息分子要传如细胞，并予表达，主要依赖细胞膜上的专一性受体来完成。细胞膜上的受体首先与胞外的信息分子（第一信使）专一性结合，并使受体活化，活化的受体通过偶联蛋白（G蛋白）或直接使效应酶活化，在效应酶的催化下，细胞内产生相应的新的信息分子（称第二信使），在第二信使作用下，细胞内进行相应的生化级联反应，最终细胞作出相应的功能应答。可见细胞外的信息分子是通过细胞膜上的特殊信号转导系统，把信息传入细胞，使靶细胞作出应答反应。如图：

一、受体

（一）受体及其类型

1、受体受体是一类能够识别有生物活性的化学信号物质，并特异地与之结合，从而引起细胞一系列生化反应，最终导致细胞产生特定的生物学效应的生物大分子。目前已分离的受体的化学本质均为蛋白质，主要是糖蛋白和脂蛋白。如胰岛素的受体是糖蛋白。与受体特异性识别并结合的生物活性物质称配体。配体与受体结合后引起细胞某一特定结构产生生物学效应，这种特定的结构称效应器。

2、受体类型根据受体存在的部位不同，把受体分为细胞膜受体和细胞内受体。细胞膜受体镶嵌在质膜中，肽链的疏水区插入双层质膜中，而亲水部分露在质膜外侧。

（1）质膜受体按其机制可分为通道性受体、催化性受体、G 蛋白偶联受体等

通道受体是受神经递质调节的离子通道，受体本身是一种通道蛋白，当神经递质如乙酰胆碱与受体结合，通道打开或关闭，控制离子的进出。

催化性受体，其本身是一种跨膜结构的酶蛋白，胞外部分与配体结合后被激活，胞浆部分在激活后具有酪氨酸激酶的活性。如胰岛素及一些生长因子与细胞膜上的受体作用后，受体形成二聚体，同时使受体胞浆结构域的多个酪氨酸残基磷酸化。受体的胞浆部分具有酪氨酸激酶的活性，使受体形成二聚体相互磷酸化，因此激活从细胞膜传递到细胞核的信息通路，最终活化转入因子而启动细胞某些特异蛋白

质的生物合成。

G蛋白偶联受体由三部分组成：受体（R）在膜外侧，G蛋白与效应酶（腺苷酸环化酶C）在膜内侧，分别在膜上流动，当激素在膜外侧与相应受体结合，通过G蛋白的转导作用，即可改变腺苷酸环化酶的活性，从而调节cAMP的生成。

腺苷酸环化酶的活性G蛋白的调节，而G蛋白又受GTP调节。G 蛋白有激活型（G s）和抑制型（G i）两类，位于细胞膜中，当激素（H）与受体（G s激活型或抑制型G i）结合后，引起G s及G i与GTP结合，分别为G s-GTP或G i-GTP，前者能激腺苷酸环化酶，增加cAMP的生成，后者抑制激腺苷酸环化酶的活性，降低cAMP的生成。

G蛋白由α、β、γ亚基组成，G s及G i中的β、γ亚基结构相同，α亚基有激活型（αs）与抑制型（αi）两种结构，β、γ亚基能抑制α亚基的活性。

cAMP的生理作用主要是通过cAMP依赖性蛋白激酶来实现。这种蛋白激酶由两种亚基组成的四聚体。一种是催化亚基具有催化蛋白质磷酸化作用，另一种是调节亚基，是调节亚基的抑制剂。当调节亚基与催化亚基结合时，酶呈抑制状态。cAMP存在时，可与调节亚基结合使调节亚基变构而脱落，与催化亚基分开，从而催化亚基发挥作用使蛋白激酶活化。

蛋白激酶的作用：

1）酶的磷酸化：酶蛋白经磷酸化后，其活性可受到激活或抑制，如磷酸化酶B受蛋白激酶激活后，可利用ATP将无活性的磷酸化酶B

磷酸化，成为有活性的磷酸化酶A，从而促进糖原分解。

2）其它功能蛋白质的磷酸化：已发现许多蛋白质在cAMP-蛋白激酶作用下磷酸化而改变功能。如抗利尿激素可以通过cAMP激活肾小管细胞膜上的蛋白激酶，促进某种膜蛋白磷酸化，使细胞通透性改变，从而加速对水的重吸收。

3）cAMP使蛋白质磷酸化后可促进活化的转入因子的形成，控制特异基因转入，合成特异蛋白质，产生特异的细胞效应。

（2）细胞内受体可分为胞浆受体和核内受体。亲脂性信息分子可透过质膜进入细胞，并与胞浆或核内受体结合形成复合物，此复合物可与DNA的特定的调空区结合，改变基因表达，调节其它功能性蛋白合成。细胞中受体的数量与结构的异常，影响信息传递。

（二）受体与信息分子结合反应特点

受体与信息分子结合的结合类似与底物与酶的结合，其结合反应依赖与信息分子和受体的空间构象。结合特点：

1、特异性指受体对信息分子具有严格的选择性。不同的受体只能选择相应的信息分子结合。一般情况下，一种受体只能与其相对应的信息分子结合。传递特定的信息。

2、可饱和性一个细胞上特定受体的数目是有限的，因此配体与受体的结合具有饱和性。但在特殊的生理条件下或病理情况下，受体的数目会发生变化，调节受体数目的主要原因是配体本身，配体浓度或配体长时间与靶细胞作用可引起受体数目下降。

3、结合反应可逆性信息分子与受体之间是非共价结合，复合物解

离后的产物不是代谢产物而是配体本身。化学结构与信息分子相类似的化合物也能与信息分子的受体结合。

二、效应酶

其作用是将细胞外第一信使的信息转化为细胞内的第二信使（cAMP、Ca2+、cGMP、IP3、DGA等），通过第二信使调节各种生理效应。

常见的效应酶有：

1、腺苷酸环化酶可催化ATP分解产生cAMP。

如乙酰胆碱、α-肾上腺素等与特异的受体结合后，通过G i蛋白的介导，抑制腺苷酸环化酶的活性，从而降低细胞内cAMP的含量而实现生理效应。

2、磷脂酶C 可催化IP

3、DGA的产生。其作用在激素章介绍。

一细胞膜的结构和功能

2.1.1 细胞膜的结构和功能 二、教学目标 (1)细胞膜的分子结构(D:应用)。 (2)细胞膜的主要功能(D:应用)。 三、重点、难点 (1)重点:①细胞膜的分子结构；②细胞膜的主要功能。 (2)难点:细胞膜内外物质交换的主动运输方式。 四、教学程序 在初中阶段的学习中，我们学习了植物和动物的细胞结构。请同学们回顾一下，植物细胞和动物细胞各有哪些结构?(对这一问题，学生基本上可以回答正确。)现在我们又要学习细胞的结构和功能，高中阶段学习的细胞结构和功能是学习细胞的亚显微结构，亚显微结构是指在电子显微镜下观察到的微小结构，观察到的结构直径在0.2mm以下。这样我们可以看到细胞膜的结构组成，可以看到细胞质和细胞核中还有许多具有一定结构特征的物体，它们都有自己的生理功能。(展示动、植物细胞的亚显微结构示意图像，简单介绍图像中结构。) 从动、植物细胞的亚显微结构可以观察到，动、植物细胞结构不尽相同，它们有哪些不同?(引导学生观察动、植物细胞亚星微结构图，回答问题。) 在植物细胞最外层有一层细胞壁：它的化学成份主要是纤维素和果胶，对于物质的通透属于全透性的；它的主要功能是具有支持和保护的作用。 动、植物细胞外都有一层细胞膜：细胞借以细胞膜和外界环境分开，使细胞内部环境保持相对稳定。细胞膜有什么样的分子结构，它有什么生理功能呢?这是本次课学习的主要内容。 一、细胞膜的分子结构

经科学家研究分析，细胞膜是由蛋白质和磷脂分子组成。磷脂分子具有一个环状的头部和两条长链组成的尾部。(展示一个磷脂分子的结构简图，说明亲水的环状端和疏水的长链端。) 由于一个磷脂分子具有亲水端和疏水端，这样使磷脂分子在水溶液中能形成磷脂双分子层。磷脂双分子层的外侧(上、下或左右)为环状的亲水端，中间为两长链的疏水端。 磷脂双分子层组成细胞膜的中层，形成细胞膜的基本骨架，磷脂双分子层的两侧布满蛋白质分子，有的蛋白质游离表面，有的蛋白质镶嵌在磷脂双分子层之中，有的蛋白质贯穿磷脂分子的双分子层。(展示细胞膜的分子结构示意图像。) 科学家曾经做过一个人体细胞的融合实验：他将人体的某种细胞进行离体培养，再将红色萤光染料和绿色萤光染料分别对两个细胞染色，一个细胞染上红色，另一个细胞染上绿色。再用灭活的病毒(仙台病毒)来影响这两个细胞，使这两个细胞发生融合。在显微镜下观察其融合的过程，发现融合初期，细胞一边为红色，另一边为绿色，40min后观察发现红、绿细胞膜相互渗透，形成红、绿相间斑马状；再过40min后观察，发现细胞膜上红、绿较均匀分布。 这个实验充分说明细胞膜是可以流动的，组成细胞膜的蛋白质分子和磷脂分子都在不断的变化，这是细胞膜的结构特点：具有一定的流动性。 细胞膜的这一结构特点，对完成细胞膜的生理功能有重要作用。 在细胞膜的外表面还有一些多糖分子和细胞膜上蛋白质结合的糖蛋白，称为糖被。 请同学们思考细胞膜有什么生理功能(估计学生会回答具有保护的作用，这时应用过去学习过的知识，例如草履虫皮膜有什么作用，启发学生回答细胞膜具有控制物质交换的作用等。) 二、细胞膜的生理功能 细胞膜是具有许多重要功能的结构，这些功能可以归纳成两个大方面:一具有保护的功能，包括保护、支持、识别、免疫；二是具有控制物质进出细胞的功能，包括吸收、分泌、排泄。 我们常说的新陈代谢是指生物体与外界交换物质和能量，以及生物体内的物质和能量转换。细胞膜控制物质进出细胞就是一种新陈代谢现象，所以，细胞膜的这一功能是

细胞膜的结构与功能(含解析))

课时作业(十) [学业水平层次(A)] 1．科学家将哺乳动物的成熟红细胞放进蒸馏水中，造成红细胞破裂出现溶血现象，再将溶出细胞外的物质冲洗掉，剩下的结构在生物学上称为“血影”。其主要成分是() A．无机盐、蛋白质B．蛋白质、糖类 C．脂肪、蛋白质D．磷脂、蛋白质 【解析】哺乳动物的成熟红细胞无核，无各种细胞器。吸水涨破后，去除溶出细胞外的物质，剩下的结构为细胞膜。细胞膜的主要成分为蛋白质和磷脂。 【答案】 D 2．实验证明：细胞膜上磷脂基团的极性头部都浸入水中，推测头部在膜上的位置() A．全部在膜的外侧B．全部在膜的内侧 C．既在膜的外侧，又在膜内侧D．不确定 【解析】细胞膜具有磷脂双分子层，外层头部在膜外侧，内层头部在膜内侧。 【答案】 C 3．(2015·洛川高一测试)细胞膜功能的复杂程度，主要取决于膜上的() A．磷脂含量B．蛋白质的种类和数量 C．糖的种类D．水含量 【解析】蛋白质在细胞膜行使功能时起重要作用，功能越复杂的细胞膜，蛋白质的种类和数量越多。 【答案】 B 4．若将细胞膜的磷脂分子提取后放入盛水的容器中，磷脂分子的稳定分布方式为图中()

【解析】磷脂分子头部亲水，尾部疏水。 【答案】 B 5．(2015·鹤岗高一检测)一种聚联乙炔细胞膜识别器已问世，它是通过物理力把类似于细胞膜上具有分子识别功能的物质镶嵌到聚联乙炔囊泡中，组装成纳米尺寸的生物传感器。在接触到细菌、病毒时可以发生颜色变化，用以检测细菌、病毒。这类被镶嵌进去的物质很可能含有() A．磷脂和蛋白质B．胆固醇和蛋白质 C．胆固醇和多糖D．多糖和蛋白质 【解析】细胞膜的糖蛋白具有分子识别功能。 【答案】 D 6．下图表示细胞膜的结构模型示意图，请据图回答。 (1)图中[B]________的组成单位是________。构成细胞膜基本支架的结构是[]________。 (2)与细胞膜的识别功能有关的结构是[]________。 (3)吞噬细胞吞噬病菌的过程体现了细胞膜具有________的特点。 (4)不同细胞的细胞膜的生理功能不同，主要取决于细胞膜上的哪些结构的不同？_______________________________________________(填字母)。 (5)该种细胞膜的结构模型被称为_________________________________。 【解析】细胞膜的基本骨架是磷脂双分子层，使得细胞膜具有屏障作用。蛋白质镶嵌、贯穿、覆盖在磷脂双分子层上，是细胞膜功能的主要执行者，有的作为载体负责物质运输；有的和糖链构成糖蛋白，负责细胞识别，只能位于细胞膜外侧；有的和信号分子结合进行信号传导。 【答案】(1)蛋白质氨基酸[D]磷脂双分子层 (2)[E]糖蛋白(3)流动性(4)B、E (5)流动镶嵌模型 [能力提升层次(B)]

细胞膜的结构和功能

细胞膜的结构和功能 【学习目标】 1．理解细胞膜的化学成分、分子结构以及流动性的结构特点。 2．理解细胞膜的主要功能、物质出入膜的两种方式及功能特点。 3．建立细胞膜的结构模型，了解细胞膜的其他功能。 4．能用膜的流动性、选择透过性等特点进行分析和解释相关的现象。 【学习障碍】 1．理解障碍 如何理解细胞膜的结构以及结构特点；如何理解膜的结构与功能之间的关系；如何理解膜的结构特点与功能特性之间的联系。 2．解题障碍 用膜的结构特点以及膜的选择透过性的原理去分析解释有关细胞的融合、物质出入细胞(包括内吞与外排、主动运输等)等相关的生命现象。 【学习策略】 1．理解障碍的突破 (1)用“模型法”理解细胞膜的结构。 生命是物质的，生命活动需要一定的结构来保障，因此，学习过程中经常会遇到生物体的结构问题，尤其是更微观层次上的结构，这就要求学习者能将微观问题转变成宏观的问题，而建立一个简单、直观的模型来辅助，为思维创建一些支点，是解决此类问题的有效方法之一。这就是所谓的“模型法”。如下图。 在细胞膜中每一个磷脂分子头部因含有磷酸和碱基，极性强，是亲水性的；尾部的碳氢链为非极性的，具疏水性。如通过实验将磷脂加入水中，在一定浓度下，磷脂分子相互聚集，亲水性的极性头部朝向水相，而疏水的非极性尾部则避开水向内聚集，从而形成微小的球形磷脂分子团。若继续用超声波处理，则形成不易溶于水且在水相对稳定存在的磷脂双分子层结构。因此，膜中的磷脂分子正如模型中的那样排列。而磷脂分子的这种性质对于构成稳定的膜结构具有重要意义。 从模型中还可以看出，磷脂双分子层是细胞膜的主要结构支架；膜蛋白为球蛋白，分布于磷脂双分子层表面或嵌入磷脂分子中，有的甚至横跨整个磷脂双分子层；组成细胞膜的各种成分在膜中的分布是不均匀的，即具有不对称性。例如：膜蛋白在磷脂双分子层中不对称地、不同程度地嵌入磷脂双分子层中或分布于膜表面。同时不同部位膜蛋白的种类和数量也不同；另外，细胞膜上的糖被只存在于膜外表面，与外层蛋白质结合形成糖蛋白。所以，糖类在细胞膜中的分布具有显著的不对称性。这些特点对于膜的功能的实现具有更直接的意义。 [例1]根据细胞膜的化学成分和结构特点，分析下列材料并回答有关问题： (1)1895年Overton在研究各种未受精卵细胞的透性时，发现脂溶性物质容易透过细胞膜，不溶于脂质的物质透过细胞膜十分困难。这表明组成细胞膜的主要成分中有_________。 (2)1925年Gorter Grendel用丙酮提取红细胞膜的类脂，并将它在空气、水界面上展开时，这个单层分子的面积相当于原来红细胞表面积的两倍。由此可以认为细胞膜由_______________组成。 解析：用“联想对照法”来解。 答案：(1)脂质分子(2)两层磷脂分子 点评：此题以考查细胞膜的结构和功能为线索，兼学科内综合及跨学科知识于一体。取材于书外，回答的内容却在书内，即“题在书外，理在书内”，是一道科技含量高，分析推理较强的试题。 (2)用“借比法”理解膜的结构特点。 “借比法”就是把难于想象或很抽象的生物学内容，通过借助我们所熟知的一些事例或现象进行比喻，以达到对问题真正理解的一种科学思维方法。 根据细胞膜的结构，巧妙地利用“借比法”帮助理解。细胞膜的结构特点是具有一定的流动性。膜的流动性是细胞膜结构的基本特征之一，同时也是细胞膜表现其正常功能的必要条件。膜的流动性是指膜结构分子的运动性，它包括膜磷脂分子的运动和膜蛋白的运动。我们可以联想细胞就好比地球，假设地球上没有陆地而全被大海所覆盖，那么磷脂双分子层就好比海水，蛋白质分子就好比海上的各种船只，它们都是可以运动的，这样就很容易理解细胞膜的结构特点——具有一定的流动性。 (3)用“结构与功能相统一”的观点去理解细胞膜的结构与功能之间的关系、结构特点与功能特性之间的联系。 结构与功能相统一的观点包括两层意思：一是有一定的结构就必然有与之相对应的功能存在；二是任何功能都需要有一定的结构来完成。 细胞膜的基本结构是：①由磷脂双分子层构成细胞膜的基本支架，这种结构的存在就必然有与之相对应的功能存在——脂溶性物质能够以自由扩散的方式优先通过膜，其他不带电荷的小分子也可以以自由扩散的方式通过膜。②在磷脂双分子层中，镶嵌有蛋白质分子，这一结构的存在，也必然有与之相对应的功能存在——蛋白质可以作为物质运输的载体，从而使膜具有主动运输的功能；糖被的存在，与细胞保护、润滑、识别等

细胞膜的结构和功能教案

细胞膜的结构及功能 一、教材分析 高中生物必修1第二章第一节中“细胞膜的结构和功能”的内容是细胞知识的重要组成部分，本节内容要求学生通过细胞膜的亚显微结构的学习，认识细胞膜的化学组成，理解细胞膜结构和功能相适应的关系，为进一步学习物质的跨膜运输打基础。是在对前面“细胞的元素和化合物”学习的基础上进行的学习，同时也为后面学习细胞的结构和功能、新陈代谢、物质出入细胞、物质代谢、生物膜系统等内容作铺垫。所以本节内容起到承上启下的桥梁作用。 二、教学目标 1、知识目标： （1）说出细胞膜的化学成分和结构； （2）说出细胞膜有哪些重要功能； （3）说出细胞膜的“结构特性”和“功能特性”。 2、能力目标： 认识细胞膜的结构示意图，清楚细胞膜结构的功能特点。 三、教学重点 1、细胞膜的成分与结构特点：磷脂双分子层、蛋白质、糖类； 2、细胞膜的功能：物质交换、细胞识别、分泌、排泄、免疫。 四、教学难点 1、细胞膜上脂质和蛋白质都是运动的； 2、细胞膜怎样进行自由扩散和主动运输。 五、教学方法 讲解式教学法，融合直观教学法和讨论法等多种教学方法配合进行教学。 六、教学内容 1、导入 上节课我们学习了细胞的元素和化学组成，我们说了细胞是由哪几种元素组成的？首先是大量元素，有C、H、O、N、P、S、K、Ca、Mg等；然后是微量元素，有Fe、Cu、Zn、B、Mn 、Mo等，其中讲到C是细胞最基本的元素；接下来讲的是生物界和非生物界的统一性和差异性，他们的统一性是说生物界中的元素在非生物界里都有，而非生物界中的元素在生物界里也都有，差异性是说生物界和非生物界中的元素含量有很大的差异；最后我们将了组成细胞的化合物：有无机化合物和有机化合物，无机化合物有水、无机盐，有机化合物有糖类、脂质、蛋白质、核酸。那么，今天我们就来讲由化合物组成的细胞的结构和由结构决定的功能。说到细胞的结构，首先来看细胞的结构是什么，细胞由细胞膜、细胞质、细胞核组成，其中一些还有细胞壁，比如，植物细胞。所以我们先讲细胞膜的结构和功能。下面同学们用两分钟的时间看一下课本上“细胞的结构和功能”这节的内容，然后解决以下三个问题：1、细胞膜的元素和化合物组成是什么？2、细胞膜的结构是什么？3、细胞膜的功能是什么？ 板书课题：细胞膜的结构和功能 好的，时间差不多了，现在我们来看一下刚才说的问题：1、细胞膜的元素和化合物组成是什么？2、细胞膜的结构是什么？3、细胞膜的功能是什么？今天我们就是围绕这三个问题来讲细胞膜的结构和工能。下面我们开始学习。首先，我们一起来看一下细胞膜的成分。

18第十八章 生物膜的组成与结构

第十八章生物膜的组成和性质 1、细胞的外周膜（质膜）和内膜系统统称为生物膜。生物膜结构是细胞结构的基本形式。 生物膜主要由蛋白质（包括酶）、脂质（主要是磷脂）和糖类组成。生物膜的组分因膜的种类不同而不同，一般功能复杂或多样的膜，蛋白质比例较大，蛋白质：脂质比例可从1:4到4:1。 （一）膜脂：有磷脂、胆固醇和糖脂。 （1）磷脂：构成生物膜的基质，为生物膜主要成分。包括甘油磷脂和鞘磷脂，在生物膜中呈双分子排列，构成脂双层。 （2）糖脂：大多为鞘氨醇衍生物，如半乳糖脑苷脂和神经节苷脂。 （3）胆固醇：对生物膜中脂质的物理状态，流动性，渗透性有一定调节作用，是脊椎动物膜流动性的关键调节剂。 膜分子的相变温度T C 为膜的凝胶相和液晶相的相互转变温度。磷脂分子成膜后头基排 列整齐，在T C 以下时，尾链全部取反式构象（全交叉），排列整齐，为凝胶相；而在T C 以 上时，尾链成邻位交叉，形成“结”而变成流动态，为液晶相。 胆固醇的作用是：当t>T C ，胆固醇阻扰磷脂尾链中碳碳键旋转的分子异构化运动，阻止 向液晶态转化，使相变温度提高；而当t

【知识点】第3章 第1节 细胞膜结构和功能

第1节细胞膜的结构和功能 一、细胞膜的功能 1．将细胞与外界环境分隔开 细胞膜使细胞成为相对独立的系统，保障了细胞内部环境的相对稳定。 2．控制物质进出细胞 (1)细胞需要的营养物质可以从外界进入细胞；细胞不需要的物质不容易进入细胞。 (2)细胞内合成的抗体、激素等物质和代谢废物要排到细胞外，细胞内有用的成分不会轻易流失到细胞外。 (3)环境中一些对细胞有害的病菌和病毒有时候也能进入细胞，说明这种控制作用是相对的。 3．进行细胞间的信息交流 1．探索过程

多 1925年两位 荷兰科学家戈 特和格伦德尔 提取人红细胞中的脂质铺展成单 分子层，其面积为红细胞表面积 的2倍 细胞膜中的磷脂分子必然 排列为连续的两层 1935年英国 学者丹尼利和 戴维森 研究了细胞膜的张力 推测细胞膜除含脂质分子 外，可能还附有蛋白质 (1)脂质(约占细胞膜 总质量的50%)? ? ?磷脂(主要) 胆固醇(动物细胞膜) (2)蛋白质(约占40%)：与细胞膜的功能密度相关，功能越复杂的细胞膜，蛋白质的种类与数量就越多。 (3)糖类(2%～10%)：与蛋白质分子或脂质结合。 三、对细胞膜结构的探索 1．提出暗—亮—暗的三层结构 (1)科学家：罗伯特森。 (2)模型假说： ①所有的细胞膜都由蛋白质—脂质—蛋白质三层结构构成。 ②把细胞膜描述为静态的统一结构。 2．对静态结构提出质疑：20世纪60年代以后，科学家对细胞膜是静态的观点提出质疑。 3．1970年荧光标记细胞膜实验 4．科学方法——提出假说

科学家首先根据已有的知识和信息提出解释某一生物学问题的一种假说，再用进一步的观察与实验对已建立的假说进行修正和补充。一种假说最终被接受或被否定，取决于它是否能与以后不断得到的观察和实验结果相吻合。 四、流动镶嵌模型的基本内容 1．发现者： 辛格和尼科尔森。 2．流动镶嵌模型的基本内容 (1)化学组成：主要是磷脂分子和蛋白质分子。 (2)两种物质组成细胞膜的方式如图： ①图中a ? ? ?名称：磷脂双分子层 作用：膜的基本支架 特点：具有流动性 ②图中b ?? ? ? ?名称：蛋白质分子 三种位置 ? ? ?a.镶在磷脂双分子层表面 b.部分或全部嵌入磷脂双分子层中 c.贯穿于整个磷脂双分子层 特点：大多数蛋白质分子是可以运动的 ③图中c ? ? ?名称：糖被 位置：细胞膜的外表面 作用：保护、润滑和细胞识别等 3．细胞膜的结构特点：流动性。 4．细胞膜的功能特性：选择透过性。 1.细胞膜的功能图解

细胞膜的结构和功能

学科：生物 教学内容：细胞膜的结构和功能 【学习目标】 1．理解细胞膜的化学成分、分子结构以及流动性的结构特点。 2．理解细胞膜的主要功能、物质出入膜的两种方式及功能特点。 3．建立细胞膜的结构模型，了解细胞膜的其他功能。 4．能用膜的流动性、选择透过性等特点进行分析和解释相关的现象。 【学习障碍】 1．理解障碍 如何理解细胞膜的结构以及结构特点；如何理解膜的结构与功能之间的关系；如何理解膜的结构特点与功能特性之间的联系。 2．解题障碍 用膜的结构特点以及膜的选择透过性的原理去分析解释有关细胞的融合、物质出入细胞(包括内吞与外排、主动运输等)等相关的生命现象。 【学习策略】 1．理解障碍的突破 (1)用“模型法”理解细胞膜的结构。 生命是物质的，生命活动需要一定的结构来保障，因此，学习过程中经常会遇到生物体的结构问题，尤其是更微观层次上的结构，这就要求学习者能将微观问题转变成宏观的问题，而建立一个简单、直观的模型来辅助，为思维创建一些支点，是解决此类问题的有效方法之一。这就是所谓的“模型法”。如下图。 在细胞膜中每一个磷脂分子头部因含有磷酸和碱基，极性强，是亲水性的；尾部的碳氢链为非极性的，具疏水性。如通过实验将磷脂加入水中，在一定浓度下，磷脂分子相互聚集，亲水性的极性头部朝向水相，而疏水的非极性尾部则避开水向内聚集，从而形成微小的球形

磷脂分子团。若继续用超声波处理，则形成不易溶于水且在水相对稳定存在的磷脂双分子层结构。因此，膜中的磷脂分子正如模型中的那样排列。而磷脂分子的这种性质对于构成稳定的膜结构具有重要意义。 从模型中还可以看出，磷脂双分子层是细胞膜的主要结构支架；膜蛋白为球蛋白，分布于磷脂双分子层表面或嵌入磷脂分子中，有的甚至横跨整个磷脂双分子层；组成细胞膜的各种成分在膜中的分布是不均匀的，即具有不对称性。例如：膜蛋白在磷脂双分子层中不对称地、不同程度地嵌入磷脂双分子层中或分布于膜表面。同时不同部位膜蛋白的种类和数量也不同；另外，细胞膜上的糖被只存在于膜外表面，与外层蛋白质结合形成糖蛋白。所以，糖类在细胞膜中的分布具有显著的不对称性。这些特点对于膜的功能的实现具有更直接的意义。 [例1]根据细胞膜的化学成分和结构特点，分析下列材料并回答有关问题： (1)1895年Overton在研究各种未受精卵细胞的透性时，发现脂溶性物质容易透过细胞膜，不溶于脂质的物质透过细胞膜十分困难。这表明组成细胞膜的主要成分中有_________。 (2)1925年Gorter Grendel用丙酮提取红细胞膜的类脂，并将它在空气、水界面上展开时，这个单层分子的面积相当于原来红细胞表面积的两倍。由此可以认为细胞膜由_______________组成。 解析：用“联想对照法”来解。 答案：(1)脂质分子(2)两层磷脂分子 点评：此题以考查细胞膜的结构和功能为线索，兼学科内综合及跨学科知识于一体。取材于书外，回答的内容却在书内，即“题在书外，理在书内”，是一道科技含量高，分析推理较强的试题。 (2)用“借比法”理解膜的结构特点。 “借比法”就是把难于想象或很抽象的生物学内容，通过借助我们所熟知的一些事例或现象进行比喻，以达到对问题真正理解的一种科学思维方法。 根据细胞膜的结构，巧妙地利用“借比法”帮助理解。细胞膜的结构特点是具有一定的流动性。膜的流动性是细胞膜结构的基本特征之一，同时也是细胞膜表现其正常功能的必要条件。膜的流动性是指膜结构分子的运动性，它包括膜磷脂分子的运动和膜蛋白的运动。我们可以联想细胞就好比地球，假设地球上没有陆地而全被大海所覆盖，那么磷脂双分子层就好比海水，蛋白质分子就好比海上的各种船只，它们都是可以运动的，这样就很容易理解细胞膜的结构特点——具有一定的流动性。 (3)用“结构与功能相统一”的观点去理解细胞膜的结构与功能之间的关系、结构特点与功能特性之间的联系。 结构与功能相统一的观点包括两层意思：一是有一定的结构就必然有与之相对应的功能存在；二是任何功能都需要有一定的结构来完成。 细胞膜的基本结构是：①由磷脂双分子层构成细胞膜的基本支架，这种结构的存在就必然有与之相对应的功能存在——脂溶性物质能够以自由扩散的方式优先通过膜，其他不带电荷的小分子也可以以自由扩散的方式通过膜。②在磷脂双分子层中，镶嵌有蛋白质分子，这一结构的存在，也必然有与之相对应的功能存在——蛋白质可以作为物质运输的载体，从而使膜具有主动运输的功能；糖被的存在，与细胞保护、润滑、识别等功能有关。因此，细胞膜的结构使其具有保护、物质交换、识别、分泌、排泄、免疫等功能；而细胞膜的以上这些生理功能的实现必定有一定的结构来完成，这就是细胞膜磷脂双分子层。 细胞膜的结构特点是具有一定的流动性，细胞膜的功能特性是具有选择透过性，这是两个不同而又有联系的概念。膜的流动性的存在，就既可使膜中各种成分按需要调整其组合分布而利于控制物质进出细胞，又能使细胞经受一定程度的变形不至破裂而具有了保护细胞内

细胞膜的结构和功能

、细胞膜的结构和功能 （一）基础扫描 1 、生物体结构和功能的基本单位是，阐明细胞是一切动植物生命活动的基本单位的理论观点是。判断：细胞是生物体结构和功能的基本单位（）细胞是一切生物体结构和功能的基本单位（）细胞是一切动植物结构和功能的基本单位（） 2 、细胞的原核细胞：没有，如、细菌、蓝藻、放线菌 类型真核细胞：有，如绝大多数生物（酵母菌、衣藻、草履虫、变形虫） 判断：①成熟的哺乳动物的红细胞，因为没有细胞核，所以是原核细胞（） ②生物界可能存在这样的生物：体内既有原核细胞，又有真核细胞（） 3 、细胞膜的成分：含有、和，其中，和是主要成分 4、细胞膜的分子结构：层磷脂分子形成磷脂双分子层，是细胞膜的基本支架（磷脂分子的头部 是的，因此在表面；尾部是的，因此在中间）；蛋白质以不同深度结合在磷脂双分子层上。 5 、细胞膜的膜外结构：糖被（由组成），消化道和呼吸道上皮细胞表面的糖被有 和作用；糖被还与有关。（请课后试绘：细胞膜结构模式图） 结构特点是：构成细胞膜的磷脂和蛋白质分子不是静止的，而是流动 的 6 、细胞膜生理特性是：即水分子能自由通过（自由扩散）、细胞要选择吸收的离 的特点子（主动运输）、小分子（O2、CO2、甘油、乙醇、苯是自由扩散，葡萄糖 除进入红细胞以外是主动运输，氨基酸是主动运输）也可以通过，而其他的离子、 小分子、大分子则不能通过（指细胞膜总量不变的情况下） 7 、细胞壁：在植物细胞外表面有一层细胞壁，主要成分是和，起支持和保护作用，是全透性结构；一般的原核细胞的表面也有一层细胞壁，主要成分是。判断：在由细胞构成的生物中，只有人和动物的细胞外面才没有细胞壁（） 8 、细菌细胞的基本结构有：、、、 细菌细胞的特殊结构有：、、 （二）难点突破 1 、物质基础：构成生物体的和

生物膜总结

生物膜 1、生物膜的基本结构特征是什么？这些特征与它的生理功能有什么联系？ 2、从生物膜结构模型的演化谈谈人们对生物膜结构的认识过程。 3、何谓膜内在蛋白？膜内在蛋白以什么方式与膜脂相结合？ 4、比较主动输运与被动输运的特点及其生物学意义。 5、说明Na＋－K＋泵的工作原理及其生物学意义。 生物膜（bioligical membrane）：细胞和细胞器所有膜结构的总称，是镶嵌有蛋白质和糖类（统称糖蛋白）的磷脂双分子层，起着划分和分隔细胞和细胞器作用，并有大量的酶结合位点，也是与许多能量转化和细胞内通讯有关的重要部位。 流体镶嵌模型（fluid mosaic model）：针对生物膜的结构提出的一种模型。在这个模型中，生物膜被描述成镶嵌有蛋白质的流体脂双层，脂双层在结构和功能上都表现出不对称性。有的蛋白质“镶”在脂双层表面，有的则部分或全部嵌入其内部，有的则横跨整个膜。另外脂和膜蛋白可以进行横向扩散。 生物膜的功能： 跨膜运输 能量转换 信息识别与传递 运动和免疫 1答：生物的基本结构特征是膜的流动性和不对称性。生物膜的流动镶嵌模型：膜的共同结构特点是以液态的脂质双分子层为基架，其中镶嵌着具有不同分子结构，而具有不同生理功能的蛋白质。流动镶嵌模型主要强调（1）膜的流动性，膜蛋白和膜脂均可侧向运动；（2）膜蛋白镶嵌在脂类中表现出分布的不对称性，有的镶嵌在膜的内外表面，有的嵌入或横跨脂双分子层。膜的流动性是表现生物膜正常功能的必要条件，如通过膜的物资运输、细胞识别、细胞免疫、细胞分化及激素的作用等都与膜的流动性密切相关。膜的不对称性决定了生物膜内外表面功能的特异性。 从生物膜结构模型演化说明人们对生物膜结构的认识过程。 2答：对生物膜的分子结构的认识经历了四个发展阶段： （1）脂质双分子层模型：研究人员通过实验发现易溶于脂类的物质易通过膜，所以推测膜由脂质构成，有通过计算总面积，得出膜的模型是脂质双分子层，极性的亲水基团朝向外侧的水性环境。 （2）Davson-Danielli模型：即“蛋白质-脂质-蛋白质”三明治式的细胞膜分子结构模型，这个模型的提出是建立在人们对于蛋白质在细胞膜中作用有了初步认识的基础上。 （3）单位膜模型：即生物膜由蛋白质-脂质-蛋白质的单位膜构成，该模型继用了前两种模型的合理成分，但未正确解释蛋白质的位置 （4）流动镶嵌模型：该模型强调膜的流动性，膜蛋白和膜脂均可侧向运动，膜蛋白镶嵌在脂类中并表现出分布不对称性，而且是通过疏水和亲水相互作用维持膜的结构。该模型强调膜的流动性。生物膜的模型还在不断的完善中，从这一演化过程中可以看出，人们是通过不断的研究，不断地从实验中发现新现象，在前人的研究基础上不断地完善对于生物膜结构的认识。 1、生物膜的基本结构特征是什么？这些特征与它的生理功能有什么联系？ 生物膜的组成和特点： 膜主要是由脂类(lipid) 和蛋白质以非共价键相互作用结合而成的二维流动体系。 脂类分子呈连续的双分子层(bilayer)排列。 膜具有双亲性。 蛋白质相对于脂双层具有不同镶嵌方式。 生物膜中各种组分的分布是高度不对称的。 生物膜的基本功能： 它们是把细胞分割成一个个“小室”(compartment) 的物理屏障。

【高中生物】高中生物必修一细胞膜的结构和功能

（生物科技行业）高中生物必修一细胞膜的结构和功 能

第一节细胞的结构和功能 一细胞膜的结构和功能教学目的 1．细胞膜的分子结构（D：应用）。 2．细胞膜的主要功能（D：应用）。 重点和难点 1．教学重点 （1）细胞膜的分子结构。 （2）细胞膜的主要功能。 2．教学难点 细胞膜内外物质交换的主动运输方式。 教学过程 【板书】 细胞膜的分子结构 细胞膜的自由扩散 结构和功能细胞膜的主要功能 主动运输 【注解】细胞膜 原生质细胞质 真核细胞细胞核→真核生物 细胞绝大多数）细胞壁细胞生物 原核细胞（支原体、细菌、蓝藻、放线菌）→原核生物一细胞膜的结构和功能

（一）成分：磷脂分子、蛋白质分子和少量糖类（位于膜外侧） （参阅小资料中的表格，注意蛋白质和磷脂含量的大小关系） 【例析】 ．科学家在实验中发现：脂溶性物质能够优先通过细胞膜，并且细胞膜会被溶解脂类物质的溶剂溶解，也会被蛋白酶分解。这些事实说明，组成细胞膜的物质中有脂类和蛋白质。（二）结构：（观察图2-4，注意糖链的分布）（D） 1．磷脂双分子层是膜的基本骨架。 2．蛋白质分子镶在膜的表面，有的嵌插在磷脂双分子层中。 3．膜外表面的有些蛋白质与多糖结合形成糖蛋白——糖被。 【例析】 ．在研究细胞膜的化学组成时，为了获取纯净的细胞膜，最理想的材料是 A．神经细胞B．肌肉细胞C．成熟红细胞D．洋葱根尖细胞 （三）结构特点：具有一定的流动性（两种成分都可流动） （四）功能特性：选择透过性（选择透过性膜可以让水分子自由通过、细胞要选择吸收的离子和小分子也可以通过，而期他的离子、小分子和大分子则不能通过。注意与半透膜比较）（五）功能（D） 1．保护：与外环境隔开，维持细胞内部环境的稳定。 2．控制细胞内外物质的交换 （1）自由扩散：物质由高浓度→低浓度。如O2、CO2、甘油、乙醇、苯；HO2，脂溶性维生素（物质）。 影响速率的因素：浓度差或分压差。 （2）主动运输：物质由低浓度→高浓度，需载体、能量。

细胞膜的结构和功能

一、细胞膜的结构和功能 （一）基础扫描 1、生物体结构和功能的基本单位是 ，阐明细胞是一切动植物生命活动的基本单位的理论观点是 。 判断：细胞是生物体结构和功能的基本单位（ ） 细胞是一切生物体结构和功能的基本单位（ ） 细胞是一切动植物结构和功能的基本单位（ ） 2、细胞的 原核细胞：没有 ，如 、细菌、蓝藻、放线菌 类型 真核细胞：有 ，如绝大多数生物（酵母菌、衣藻、草履虫、变形虫） 判断：①成熟的哺乳动物的红细胞，因为没有细胞核，所以是原核细胞 （ ） ②生物界可能存在这样的生物：体内既有原核细胞，又有真核细胞（ ） 3、细胞膜的成分：含有 、 和 ，其中， 和 是主要成分 4、细胞膜的分子结构： 层磷脂分子形成磷脂双分子层，是细胞膜的基本支架（磷脂分子的头部是 的，因此在表面；尾部是 的，因此在中间）；蛋白质以不同深度结合在磷脂双分子层上。 5、细胞膜的膜外结构：糖被（由 组成），消化道和呼吸道上皮细胞表面的糖被有 和 作用；糖被还与 有关。 （请课后试绘：细胞膜结构模式图） 结构特点是 ：构成细胞膜的磷脂和蛋白质分子不是静止的，而是流动的 6、细胞膜 生理特性是 ：即水分子能自由通过（自由扩散）、细胞要选择吸收的离 的特点 子（主动运输）、小分子（O 2、CO 2、甘油、乙醇、苯是自由扩散，葡萄糖除 进入红细胞以外是主动运输，氨基酸是主动运输）也可以通过，而其他的离子、小分子、大分子则不能通过（指细胞膜总量不变的情况下） 7、细胞壁：在植物细胞外表面有一层细胞壁，主要成分是 和 ，起支持和保护作用，是全透性结构；一般的原核细胞的表面也有一层细胞壁，主要成分是 。 判断：在由细胞构成的生物中，只有人和动物的细胞外面才没有细胞壁（ ） 8、细菌细胞的基本结构有： 、 、 、 细菌细胞的特殊结构有： 、 、 （二）难点突破 1、 物质基础：构成生物体的 和 生命活动 结构基础：其基本单位是 的基础 （生理）基础：新陈代谢 调节基础：复杂的自控功能

第1节 细胞膜的结构和功能

第1节细胞膜的结构和功能内容标准要求 核心素养对接学业质量水平 1.概述细胞膜的主要功能。 2.分析细胞膜结构的探索过程，领悟科学的过程和方法。 3.了解流动镶嵌模型的基本内容。1.生命观念——通过对细胞膜的 学习建立生命的结构与功能观。 水平二2.科学探究——领悟细胞膜结构 探索过程的科学方法。 水平一3.科学思维——流动镶嵌模型及 其解读。 水平一研读教材·梳理探究 细胞膜的功能 ———————————————知识梳理———————————————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 3.进行细胞间的信息交流 因为只有靶细胞的细胞膜上才有识别该信息分子的“受体”(糖蛋白)，故信息只

能传递给靶细胞 ———————————————素养提升———————————————科学探究——探究质膜对物质进出细胞具“控制”作用 下列为鉴别细胞活性的染色排除法流程。 (1)请依次填出①～③相关内容 ①________②________③________ (2)请解释染色排除法原理：_____________________________________________ ___________________________________________________________________。提示(1)不呈红色呈红色控制物质进出细胞 (2)“染色排除法”利用了活细胞的细胞膜能够控制物质进出细胞的原理。染色剂是细胞不需要的物质，不能通过细胞膜进入细胞，所以活细胞不被染色。而死细胞的细胞膜不再具有控制物质进出细胞的功能，所以染色剂能够进入死细胞内，使其被染色 生命观念——细胞间的信息交流 下图是细胞间的3种信息交流方式，请据图思考： (1)图A表示通过细胞分泌的化学物质，随①____________到达全身各处，与靶细胞表面的②________结合，将信息传递给靶细胞。 (2)图B表示通过相邻两细胞的________________，使信息从一个细胞传递给另一个细胞，图中③表示________________，请举一个例子：________________。(3)图C表示相邻两植物细胞之间形成________，携带信息的物质从一个细胞传递给另一个细胞，图中④表示________。 (4)由以上分析可知：在多细胞生物体内，各个细胞之间都维持功能的协调，才能

生物膜的结构与功能

第四章生物膜的结构与功能 生物膜是细胞和各种细胞器表面所包裹的一层极薄的膜系结构，是具有高度选择性的半透性屏障。包括细胞质膜（细胞膜）、线粒体膜、内质网膜、高尔基复合体膜、溶酶体膜及核膜等。在电镜下，各种生物膜结构非常相似。生物膜除起物理屏障外，其主要功能有：物质转运功能；信息分子识别和信息传递；能量转换等。 第一节生物膜的基本结构 一、生物膜的化学组成 包括脂类、蛋白质和少量的糖类，水及金属离子。 （一）脂类 包括磷脂（主）、胆固醇和糖脂。不同生物膜脂类的种类和含量差异较大，各种脂类物质分子结构不同，但有一共同的结构特点即其分子有两部分组成，即亲水的极性基团（头）和疏水的非极性基团（尾），膜脂的这种特性使其在膜中排列具有方向性，对形成膜的特殊结构有重要作用。 （二）蛋白质 细胞内20-25%的蛋白质与膜结构相联系，根据它们在膜上的定位可分为膜周边蛋白质和膜内在蛋白质（图）： （1）外周蛋白质：分布在膜外表面，不深入膜内部。它们通过静电力或范德华力与膜脂连接。这种结合力弱，容易被分离出来，只要改变介质的PH、离子强度或鏊合计便可将其分离出来。约占膜蛋白的20-30%。

（2）内在蛋白：分布在膜内，有的插入膜中，有的埋在膜内，有的贯穿整个膜，有的一端两端暴露于膜外侧，或两端暴露，称跨膜蛋白。内在蛋白通过疏水键与膜脂比较牢固结合，分离较困难，只有用较剧烈的条件如：去垢剂、有机溶剂、超声波等才能抽提出来，因为它们具有水不溶性，除去萃取剂后又可重新聚合成不溶性物质。占70-80%。 （三）糖 生物膜中的糖以寡糖的形式存在，通过共价键与蛋白形成糖蛋白，少量还可与脂类形成糖脂。糖蛋白中的糖往往是膜抗原的重要部分，如决定血型A、B、O抗原之间的差别，只在于寡糖链末端的糖基不同。糖基在细胞互相识别和接受外界信息方面起重要作用，有人把糖蛋白中的糖基部分比喻为细胞表面的天线。 二、生物膜的结构特点 （一）生物膜的结构模型是脂质双层流动镶嵌模型 1972年提出的流动镶嵌模型受到广泛的支持。这种生物膜结构模型的主要特征是 1、流动性：流动性是生物膜的主要特征。大量研究结果表明，合适的流动性对生物膜表现正常功能具有十分重要的作用。例如能量转换、物质运转、信息传递、细胞分裂、细胞融合、胞吞、胞吐以及激素的作用等都与膜的流动性有关。 生物膜的流动性表现在膜脂分子的不断运动。膜脂间运动可分为侧向运动和翻转运动。如图：

人教版 必修一 细胞膜的结构和功能 教案

第1节细胞膜的结构和功能 内容标准要求核心素养对接学业质量水平 1.概述细胞膜的主要功能。 2.分析细胞膜结构的探索过程，领悟科学的过程和方法。 3.了解流动镶嵌模型的基本内容。1.生命观念——通过对细胞膜的 学习建立生命的结构与功能观。 水平二2.科学探究——领悟细胞膜结构 探索过程的科学方法。 水平一3.科学思维——流动镶嵌模型及 其解读。 水平一研读教材·梳理探究 细胞膜的功能 ———————————————知识梳理———————————————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

3.进行细胞间的信息交流 因为只有靶细胞的细胞膜上才有识别该信息分子的“受体”(糖蛋白)，故信息只能传递给靶细胞 ———————————————素养提升———————————————科学探究——探究质膜对物质进出细胞具“控制”作用 下列为鉴别细胞活性的染色排除法流程。

(1)请依次填出①～③相关内容 ①________②________③________ (2)请解释染色排除法原理：_____________________________________________ ___________________________________________________________________。提示(1)不呈红色呈红色控制物质进出细胞 (2)“染色排除法”利用了活细胞的细胞膜能够控制物质进出细胞的原理。染色剂是细胞不需要的物质，不能通过细胞膜进入细胞，所以活细胞不被染色。而死细胞的细胞膜不再具有控制物质进出细胞的功能，所以染色剂能够进入死细胞内，使其被染色 生命观念——细胞间的信息交流 下图是细胞间的3种信息交流方式，请据图思考：

【课外阅读】生物膜的结构与功能1

生物膜的结构与功能 生物膜是细胞和各种细胞器表面所包裹的一层极薄的膜系结构，是具有高度选择性的半透性屏障。包括细胞质膜（细胞膜）、线粒体膜、内质网膜、高尔基复合体膜、溶酶体膜及核膜等。在电镜下，各种生物膜结构非常相似。生物膜除起物理屏障外，其主要功能有：物质转运功能；信息分子识别和信息传递；能量转换等。 生物膜的基本结构 一、生物膜的化学组成 包括脂类、蛋白质和少量的糖类，水及金属离子。 （一）脂类 包括磷脂（主）、胆固醇和糖脂。不同生物膜脂类的种类和含量差异较大，各种脂类物质分子结构不同，但有一共同的结构特点即其分子有两部分组成，即亲水的极性基团（头）和疏水的非极性基团（尾），膜脂的这种特性使其在膜中排列具有方向性，对形成膜的特殊结构有重要作用。 （二）蛋白质 细胞内20-25%的蛋白质与膜结构相联系，根据它们在膜上的定位可分为膜周边蛋白质和膜内在蛋白质（图）：

（1）外周蛋白质：分布在膜外表面，不深入膜内部。它们通过静电力或范德华力与膜脂连接。这种结合力弱，容易被分离出来，只要改变介质的PH、离子强度或鏊合计便可将其分离出来。约占膜蛋白的20-30%。 （2）内在蛋白：分布在膜内，有的插入膜中，有的埋在膜内，有的贯穿整个膜，有的一端两端暴露于膜外侧，或两端暴露，称跨膜蛋白。内在蛋白通过疏水键与膜脂比较牢固结合，分离较困难，只有用较剧烈的条件如：去垢剂、有机溶剂、超声波等才能抽提出来，因为它们具有水不溶性，除去萃取剂后又可重新聚合成不溶性物质。占70-80%。 （三）糖 生物膜中的糖以寡糖的形式存在，通过共价键与蛋白形成糖蛋白，少量还可与脂类形成糖脂。糖蛋白中的糖往往是膜抗原的重要部分，如决定血型A、B、O抗原之间的差别，只在于寡糖链末端的糖基不同。糖基在细胞互相识别和接受外界信息方面起重要作用，有人把糖蛋白中的糖基部分比喻为细胞表面的天线。 二、生物膜的结构特点 （一）生物膜的结构模型是脂质双层流动镶嵌模型 1972年提出的流动镶嵌模型受到广泛的支持。这种生物膜结构模型的主要特征是 1、流动性：流动性是生物膜的主要特征。大量研究结果表明，合适的流动性对生物膜表现正常功能具有十分重要的作用。例如能量

《细胞膜的结构和功能》教学设计

《细胞膜的结构和功能》教学设计 1 教材分析 1.1 地位作用 “细胞膜的结构和功能”是生物第一册第二章“生命活动的基本单位”的内容。本节课的教学内容是在学习了细胞的化学组成的基础上进行的，所以学好本节内容既能帮助学生巩固前面的知识，又能为学生学习细胞的代谢作好铺垫，在教材中起着承上启下的桥梁作用。 1.2 主要内容 细胞膜是细胞中必不可少的结构。本节课主要讲述细胞膜的成分和功能。教材首先介绍了细胞膜的成分以及各种成分在膜上的排列方式即细胞膜的结构。并以“积极思维”的方式引出细胞膜的结构特点：具有一定的流动性。其次分析细胞膜的功能。学习完细胞膜的结构后再进一步认识结构和功能的统一性。 2 教学目标及重、难点 2.1 教学目标 知识目标：简述细胞膜的结构和功能。 能力目标：培养学生识别生物图的能力和分析归纳总结的能力；培养学生依据科学实验史料构建知识的能力。 情感目标：在学生理解生命活动物质基础和结构基础，建立起生命活动的物质性观点；树立结构和功能相适应的观点。 2.2 教学重点和难点 重点：细胞膜的结构和功能。 难点：细胞膜的功能；理解细胞膜对于细胞这个生命系统的重要意义。 3 课时安排 2课时 4 课前准备 真核细胞的亚显微结构挂图 5 教学过程 第一课时 （1）提出问题，创设情境，引入课题 教师活动：引导学生回顾细胞中糖类、蛋白质、核酸等化学物质的功能，提出问题：如果将细胞中的各种成分按照其在细胞中的比例混合于一容器中，该容器能否完成生命活动？ 学生活动：得出否定结论：不能。因为细胞和生物体绝对不是一些化合物的简单堆积，而是按照一定的方式有机地结合起来，并以细胞为最基本的结构形式形成统一的整体。 师生总结：除病毒外，生物体都是由细胞构成的，细胞的种类繁多，大小、形态多样且功能也不相同，并且形成了不同的组织。 学生活动：观察细胞和组织的模式图。 引出真核细胞和原核细胞。 细胞结构的特点原核细胞：支原体（尿道炎、宫颈炎）、细菌、蓝藻、放线菌 复杂程度的不同真核细胞：绝大多数生物，酵母菌 学生活动：观察动植物细胞的亚显微结构图。 教师活动：使学生明确，亚显微结构，是指能够在电子显微镜下看到的直径小于0.2μm 的细微结构。在电镜下，我们可以看到比在光镜下看到的更为清晰的结构。 通过观察、比较，总结出动植物细胞亚显微结构的不同点：