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细胞的"边境线"|高中生物细胞膜全梳理
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每一个活细胞都被一层薄薄的"边境线"包围着,它就是细胞膜。细胞膜是必修一"细胞的基本结构"的开篇,也是选择题和实验题的高频考点:什么结构特点、什么功能特点、物质怎么进出、细胞间怎么交流,经常让人把"流动性"和"选择透过性"搞混。今天把细胞膜的结构与功能一次讲透。
一、细胞膜的功能:为什么它是"系统的边界"

图|细胞膜三大功能:分隔、控制物质进出、细胞间信息交流
细胞膜是细胞这个生命系统最外面的边界,它的功能主要有三个。
第一,将细胞与外界环境分隔开。细胞膜把细胞内部与外界环境隔开,保证了细胞内部环境的相对稳定。
第二,控制物质进出细胞。细胞膜能让对细胞有用的物质(如营养)进入,有害的物质一般不能进入,代谢废物能排出。注意:这种控制是相对的,不是绝对封闭。
第三,进行细胞间的信息交流。细胞间通过细胞膜进行信息交流的方式主要有:通过细胞分泌的化学物质(如激素)传递信息;通过细胞膜的直接接触传递信息(如精卵结合、免疫细胞识别);通过细胞间的通道(如高等植物细胞的胞间连丝)传递信息。
一句话:细胞膜是系统的边界,功能是分隔、控制和交流。
二、细胞膜的成分与结构:流动镶嵌模型

图|磷脂双分子层支架、蛋白质镶/嵌/贯穿、糖蛋白(糖被)位于外侧
细胞膜主要由脂质和蛋白质组成,还有少量糖类。其中脂质占约50%,主要是磷脂;蛋白质约占40%;糖类约占2%~10%。
科学家根据"细胞膜具有一定的流动性"等事实,提出了流动镶嵌模型,这是目前公认的细胞膜结构模型,由桑格和尼克森提出。
流动镶嵌模型的主要内容:磷脂双分子层构成了膜的基本支架,这个支架不是静止的,具有流动性;蛋白质分子有的镶在磷脂双分子层表面,有的部分或全部嵌入其中,有的贯穿于整个磷脂双分子层,各种蛋白质分子在膜上分布不对称;糖类与蛋白质结合形成糖蛋白(糖被),位于细胞膜的外侧,与细胞识别、信息交流有关。
细胞膜的结构特点是具有一定的流动性,功能特点是选择透过性。流动性是选择透过性的基础。
三、细胞膜结构模型的探索历程
这一节常考科学史,需要理清几个关键人物和观点。
欧文顿提出"相似相溶"原理:不溶于脂质的物质难以通过膜,推测细胞膜由脂质组成。
罗伯特森用电镜观察,提出细胞膜是"暗—亮—暗"三层静态结构,认为膜由三层组成(蛋白质—脂质—蛋白质),但把膜看成静态的,后来被否定。
桑格和尼克森提出流动镶嵌模型:认为细胞膜具有流动性,磷脂双分子层是基本支架,蛋白质镶入、嵌入或贯穿其中。
科学史做题要点:一个模型被修正,是因为新的实验事实与旧模型矛盾。流动镶嵌模型能解释细胞膜具有流动性这一事实,从而取代静态模型。
四、易混概念辨析:一字之差,分数拉开

图|结构特点=流动性,功能特点=选择透过性,流动性是选择透过性的基础
第一组,"结构特点"与"功能特点"。细胞膜的结构特点是具有一定的流动性,功能特点是选择透过性。
第二组,"细胞膜"与"细胞壁"。细胞膜是所有活细胞都有的、选择透过性;细胞壁是植物和原核等细胞外壁,全透性(不是选择透过),主要成分是纤维素和果胶(植物)。
第三组,"糖蛋白"与"糖类"。糖蛋白(糖被)位于细胞膜外侧,与细胞识别有关;糖类是组成成分之一。
第四组,"磷脂双分子层"与"蛋白质"。磷脂双分子层是基本支架,蛋白质镶/嵌/贯穿其上。
第五组,"细胞间信息交流"的三种方式。化学物质(激素)、细胞膜直接接触、胞间连丝(植物)。
第六组,"脂质"与"脂肪"。细胞膜中的脂质主要是磷脂,不是脂肪。
第七组,"流动性"与"选择透过性"的关系。流动性是选择透过性的基础,流动性的强弱影响选择透过性。
第八组,"细胞膜"与"核膜/细胞器膜"。细胞膜、细胞器膜、核膜共同构成生物膜系统;细胞膜是系统的边界。
五、真题陷阱大盘点:这些坑千万别踩
1. 细胞膜能控制所有物质的进出。错误。控制是相对的,不是绝对封闭。
2. 细胞膜的结构特点是选择透过性。错误。结构特点是流动性,选择透过性是功能特点。
3. 细胞膜的流动镶嵌模型认为膜是静止的。错误。该模型强调膜具有流动性。
4. 磷脂分子可以自由穿过细胞膜。错误。磷脂是膜的组成,不是穿过膜的物质。
5. 糖蛋白位于细胞膜内侧。错误。糖蛋白位于外侧,与识别有关。
6. 细胞壁具有选择透过性。错误。细胞壁是全透性,不是选择透过。
7. 细胞膜主要由糖类和蛋白质组成。错误。主要由脂质和蛋白质组成,糖类少量。
8. 细胞间信息交流只能通过化学物质。错误。还有直接接触和胞间连丝。
9. 细胞膜上的脂质主要是脂肪。错误。主要是磷脂。
10. 罗伯特森的模型正确解释了膜的流动性。错误。他把膜看成静态结构,被否定。
11. 没有细胞膜的细胞也能正常生存。错误。细胞膜是系统边界,所有活细胞都有。
12. 细胞膜不具有选择透过性。错误。细胞膜是选择透过性膜,活细胞的标志。
六、大题答题模板:直接背诵
问:细胞膜有哪些功能?
参考答案:细胞膜的功能有:将细胞与外界环境分隔开,保证细胞内部环境的相对稳定;控制物质进出细胞;进行细胞间的信息交流(通过化学物质、细胞膜直接接触、胞间连丝等)。
问:简述流动镶嵌模型的主要内容。
参考答案:磷脂双分子层构成膜的基本支架,具有流动性;蛋白质分子有的镶在表面、有的嵌入、有的贯穿,分布不对称;糖蛋白(糖被)位于细胞膜外侧,与细胞识别有关。细胞膜具有一定的流动性。
问:为什么说细胞膜具有选择透过性?
参考答案:细胞膜能让对细胞有用的物质进入、有害物质一般不能进入、代谢废物能排出,这种选择是由细胞膜的功能特点——选择透过性决定的,其基础是膜的流动性。
七、随堂小测:5道经典选择题(文末有答案)
建议先遮住解析独立作答,做完再核对答案。
1. 细胞膜的功能特点是指( )
A. 具有一定的流动性 B. 选择透过性 C. 全透性 D. 具有保护作用
2. 细胞膜中构成基本支架的物质是( )
A. 蛋白质 B. 磷脂双分子层 C. 糖蛋白 D. 纤维素
3. 与细胞识别、信息交流密切相关的细胞膜成分是( )
A. 磷脂 B. 糖蛋白(糖被) C. 胆固醇 D. 纤维素
4. 植物细胞间进行信息交流的结构是( )
A. 细胞膜 B. 胞间连丝 C. 核孔 D. 细胞壁
5. 下列关于细胞膜的说法正确的是( )
A. 细胞膜的结构特点是选择透过性
B. 细胞壁具有选择透过性
C. 细胞膜主要由脂质和蛋白质组成
D. 细胞膜不能进行细胞间信息交流
八、写在最后:细胞膜,生命系统的边界
细胞膜这一章,主线就是"一结构、两特点、三功能":一个结构(流动镶嵌模型),两个特点(结构特点流动性、功能特点选择透过性),三大功能(分隔、控制、交流)。把磷脂双分子层支架、糖蛋白识别、胞间连丝这几个点记牢,再分清流动性和选择透过性,就能稳稳拿分。
复习建议:第一,把流动镶嵌模型图画一遍,标清磷脂双分子层、镶/嵌/贯穿的蛋白质、外侧的糖蛋白;第二,用表格对比"结构特点/功能特点"和"细胞膜/细胞壁";第三,记下三大信息交流方式的例子。细胞膜是细胞结构的第一篇,下一篇细胞器、细胞核,把整个"细胞的基本结构"吃透,必修一的地基就更牢了。
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本文依据人教版高中生物必修一《分子与细胞》"细胞膜的结构和功能"章节编写。细胞膜三大功能(分隔、控制物质进出、细胞间信息交流及三种方式)、成分(脂质为主含磷脂、蛋白质、少量糖类)、流动镶嵌模型(磷脂双分子层基本支架、蛋白质镶/嵌/贯穿、糖蛋白)、结构特点流动性、功能特点选择透过性、结构模型探索历程(欧文顿、罗伯特森、桑格和尼克森),均按现行教材口径表述。文中未引用外部统计数据与案例,无虚构来源。
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1.答案:B。解析:细胞膜的功能特点是选择透过性,结构特点是具有一定的流动性。
2.答案:B。解析:磷脂双分子层构成细胞膜的基本支架,蛋白质镶/嵌/贯穿其上。
3.答案:B。解析:糖蛋白(糖被)位于细胞膜外侧,与细胞识别和信息交流有关。
4.答案:B。解析:高等植物细胞间通过胞间连丝进行信息交流。
5.答案:C。解析:细胞膜结构特点是流动性、功能特点是选择透过性;细胞壁是全透性;细胞膜能进行细胞间信息交流,故选C。















































































