导学案--细胞膜的结构和功能
时间：2020-11-24 14:08 | 栏目：第1节 细胞膜的结构和功能 | 点击：次
1.细胞膜有什么功能?在功能上有什么特点?
（1）将细胞与外界环境分隔开；
（2）控制物质进出细胞；
（3）进行细胞间的信息交流。信息交流通过三种方式实现:①通过化学物质传递信息（如激素）；②通过细胞直接接触传递信息（如精卵细胞的识别和结合）；③相邻细胞形成通道传递信息（如植物细胞通过胞间连丝传递信息）。
功能特点：细胞膜具有选择透过性，可让水分子自由通过，一些离子和小分子可以通过，而其他离子、小分子和大分子则不能通过。
2.细胞间信息交流常见的化学信号分子有哪些？
根据化学信号作用的对象不同，细胞间信息交流的信号分子主要有激素、神经递质、细胞生长因子以及气体信号分子等四类。
3.细胞间的信息交流都依赖于细胞膜上的受体吗？
不是的。受体是指能与特定的生物活性物质选择性结合的生物大分子。一方面，教材中的插图也都只是把细胞质膜表面的受体体现出来，这使得学生误认为只有细胞质膜表面存在受体。实际上，根据受体所处位置不同，受体除了有细胞质膜表面受体外，还有细胞内受体，如性激素的受体就在靶细胞内部。另一方面，根据植物细胞通过形成胞间连丝进行信息交流可知，接收信息的受体也必然在细胞内。
4.细胞膜的功能是由它的成分和结构决定的。那么，细胞膜的主要成分是什么呢?功能越复杂的细胞膜哪种成分的种类和数量越多?换言之，哪种成分决定了细胞膜的功能？
细胞膜主要是由脂质和蛋白质组成的。此外，还有少量的糖类。在组成细胞膜的脂质中，磷脂最丰富，此外还有少量的胆固醇。蛋白质在细胞膜行使功能方面起着重要的作用，因此功能越复杂的细胞膜，蛋白质的种类与数量就越多。换言之，蛋白质决定了细胞膜的功能。
5.细胞膜各成分如何鉴定?如何分析细胞膜上蛋白质的功能？
对于组成细胞膜的基本成分，最初是通过用脂质溶剂和蛋白酶处理细胞膜来确定的。用脂质溶剂处理细胞，发现细胞膜被溶解，脂质分子进入溶剂中，说明膜中含有脂质分子；用蛋白酶处理细胞也能破坏膜结构，说明细胞膜的化学组成中除了脂质还有蛋白质。对于一些具体的组成成分，可采用相应酶的处理来确定。例如，用卵磷脂酶处理细胞，可破坏细胞膜，证明膜中有卵磷脂的存在。如下表：
对于膜中某种蛋白质功能的分析，有很多方法，其中一种是将这种蛋白质分离纯化出来，将它掺入到磷脂小泡中，形成只含一种蛋白质的磷脂小泡，然后检测蛋白质的功能。
6.目前为大多数人所接受的细胞膜的结构模型是什么？基本内容是什么？细胞膜在结构上有什么特点?试举几例。
目前为大多数人所接受的细胞膜的结构模型是流动镶嵌模型，由辛格（S.J.Singer）和尼科尔森（G.Nicolson）提出。其基本内容是：细胞膜主要是由磷脂分子和蛋白质分子构成的，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。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（如图）。这些蛋白质分子在物质运输等方面具有重要作用。
细胞膜在结构上的主要特点是：（1）细胞膜膜结构上具有不对称性和不均匀性。膜蛋白分为外在膜蛋白和内在膜蛋白，蛋白质在脂双层中的分布是不对称和不均匀的。（2）细胞膜具有一定的流动性。膜的结构成分不是静止的，而是动态的，生物膜是流动的脂质双分子层与镶嵌着的球蛋白按二维排列组成。如，变形虫的变形运动，吞噬细胞的吞噬作用，神经细胞突触前膜通过胞吐释放神经递质都体现了细胞膜具有一定的流动性。
7.细胞膜上糖蛋白分布在哪？有什么功能？
分布：组成细胞膜的糖类分子分布在细胞膜的外表面，它和蛋白质分子结合形成了糖蛋白。因此，可依据糖蛋白所处的位置区分细胞膜的内、外表面。
功能：糖蛋白在细胞生命活动中具有重要的功能。例如，消化道和呼吸道上皮细胞表面的糖蛋白有保护和润滑作用；糖蛋白还与细胞表面的识别、细胞间的信息传递等功能有密切关系。另外，细胞膜上的糖蛋白可作为细胞表面标志或表面抗原。例如，人体所有细胞的细胞膜上都有一种叫作主要组织相容性复合体（MHC）的分子标志，就是一种特异的糖蛋白。
8.胆固醇在细胞膜中有什么作用？
胆固醇是构成动物细胞膜的重要成分，胆固醇在调节膜的流动性，增加膜的稳定性以及降低水溶性物质的通透性等方面都起着重要的作用。胆固醇的分子结构不易变形，疏水性太强，自身不能形成脂质双分子层，只能插入磷脂分子之间。胆固醇与脂肪酸链的结合可限制脂质的流动，因此，膜脂中胆固醇的含量越高，膜的流动性越低。
（1）将细胞与外界环境分隔开；
（2）控制物质进出细胞；
（3）进行细胞间的信息交流。信息交流通过三种方式实现:①通过化学物质传递信息（如激素）；②通过细胞直接接触传递信息（如精卵细胞的识别和结合）；③相邻细胞形成通道传递信息（如植物细胞通过胞间连丝传递信息）。
功能特点：细胞膜具有选择透过性，可让水分子自由通过，一些离子和小分子可以通过，而其他离子、小分子和大分子则不能通过。
2.细胞间信息交流常见的化学信号分子有哪些？
根据化学信号作用的对象不同，细胞间信息交流的信号分子主要有激素、神经递质、细胞生长因子以及气体信号分子等四类。
3.细胞间的信息交流都依赖于细胞膜上的受体吗？
不是的。受体是指能与特定的生物活性物质选择性结合的生物大分子。一方面，教材中的插图也都只是把细胞质膜表面的受体体现出来，这使得学生误认为只有细胞质膜表面存在受体。实际上，根据受体所处位置不同，受体除了有细胞质膜表面受体外，还有细胞内受体，如性激素的受体就在靶细胞内部。另一方面，根据植物细胞通过形成胞间连丝进行信息交流可知，接收信息的受体也必然在细胞内。
4.细胞膜的功能是由它的成分和结构决定的。那么，细胞膜的主要成分是什么呢?功能越复杂的细胞膜哪种成分的种类和数量越多?换言之，哪种成分决定了细胞膜的功能？
细胞膜主要是由脂质和蛋白质组成的。此外，还有少量的糖类。在组成细胞膜的脂质中，磷脂最丰富，此外还有少量的胆固醇。蛋白质在细胞膜行使功能方面起着重要的作用，因此功能越复杂的细胞膜，蛋白质的种类与数量就越多。换言之，蛋白质决定了细胞膜的功能。
5.细胞膜各成分如何鉴定?如何分析细胞膜上蛋白质的功能？
对于组成细胞膜的基本成分，最初是通过用脂质溶剂和蛋白酶处理细胞膜来确定的。用脂质溶剂处理细胞，发现细胞膜被溶解，脂质分子进入溶剂中，说明膜中含有脂质分子；用蛋白酶处理细胞也能破坏膜结构，说明细胞膜的化学组成中除了脂质还有蛋白质。对于一些具体的组成成分，可采用相应酶的处理来确定。例如，用卵磷脂酶处理细胞，可破坏细胞膜，证明膜中有卵磷脂的存在。如下表：
| 细胞膜成分 | 鉴定试剂（方法） | 结果 | 结论 |
| 脂质 | 脂溶剂处理 | 细胞膜被溶解，脂质分子进入溶剂中 | 细胞膜中含有脂质分子 |
| 卵磷脂酶处理细胞 | 细胞膜被破坏 | 细胞膜中有卵磷脂的存在 | |
| 蛋白质 | 蛋白酶处理细胞 | 细胞膜被破坏 | 细胞膜中含有蛋白质 |
6.目前为大多数人所接受的细胞膜的结构模型是什么？基本内容是什么？细胞膜在结构上有什么特点?试举几例。
目前为大多数人所接受的细胞膜的结构模型是流动镶嵌模型，由辛格（S.J.Singer）和尼科尔森（G.Nicolson）提出。其基本内容是：细胞膜主要是由磷脂分子和蛋白质分子构成的，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。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（如图）。这些蛋白质分子在物质运输等方面具有重要作用。
细胞膜在结构上的主要特点是：（1）细胞膜膜结构上具有不对称性和不均匀性。膜蛋白分为外在膜蛋白和内在膜蛋白，蛋白质在脂双层中的分布是不对称和不均匀的。（2）细胞膜具有一定的流动性。膜的结构成分不是静止的，而是动态的，生物膜是流动的脂质双分子层与镶嵌着的球蛋白按二维排列组成。如，变形虫的变形运动，吞噬细胞的吞噬作用，神经细胞突触前膜通过胞吐释放神经递质都体现了细胞膜具有一定的流动性。
7.细胞膜上糖蛋白分布在哪？有什么功能？
分布：组成细胞膜的糖类分子分布在细胞膜的外表面，它和蛋白质分子结合形成了糖蛋白。因此，可依据糖蛋白所处的位置区分细胞膜的内、外表面。
功能：糖蛋白在细胞生命活动中具有重要的功能。例如，消化道和呼吸道上皮细胞表面的糖蛋白有保护和润滑作用；糖蛋白还与细胞表面的识别、细胞间的信息传递等功能有密切关系。另外，细胞膜上的糖蛋白可作为细胞表面标志或表面抗原。例如，人体所有细胞的细胞膜上都有一种叫作主要组织相容性复合体（MHC）的分子标志，就是一种特异的糖蛋白。
8.胆固醇在细胞膜中有什么作用？
胆固醇是构成动物细胞膜的重要成分，胆固醇在调节膜的流动性，增加膜的稳定性以及降低水溶性物质的通透性等方面都起着重要的作用。胆固醇的分子结构不易变形，疏水性太强，自身不能形成脂质双分子层，只能插入磷脂分子之间。胆固醇与脂肪酸链的结合可限制脂质的流动，因此，膜脂中胆固醇的含量越高，膜的流动性越低。
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