新教高中生物必修一全册知识总结！高一高二必看！

第三章  细胞的基本结构

第1节   细胞膜的结构和功能

一、细胞膜的功能

（一）将细胞与外界环境分隔开：

1．意义：膜的出现是生命起源过程中至关重要的阶段，使细胞成为一个相对独立的系统。

2．功能：保障了细胞内部环境的相对稳定。

（二）控制物质进出细胞：

1．内容：

（1）进细胞的物质：①营养物质的进入；②细胞不需要的物质不容易进入；

（2）出细胞的物质：①细胞分泌物（如抗体、激素等）的分泌；②代谢废物的排出；

（3）有用的成分不会流失。

2．特点－相对性：

（1）环境中的有害物质可能进入；

（2）病毒、病菌的侵入，使生物体患病。

（三）进行细胞间的信息交流：

1．意义：在多细胞生物体内，各个细胞都不是孤立存在的，它们之间必须保持功能的协调，这种协调性的实现不仅依赖于物质和能量的交换，也依赖于信息的交流。

2．方式：

方式	内　　容	举　　例
物质 传递	细胞分泌物与靶细胞膜表面的受体结合，将信息传递给靶细胞。	内分泌细胞分泌的激素与靶细胞表面的受体结合。
接触 传递	相邻两个细胞膜的接触，信息从一个细胞传递给另一个细胞。	精子与卵细胞间的识别和结合
通道 传递	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。	高等植物细胞间的胞间连丝。

【知识解析】细胞膜表面的受体都是蛋白质，具有特异性。

二、细胞膜的结构

（一）成分：

1．膜成分的探究：

（1）脂质的推测：

①方法：1895年，欧文顿用500多种化学物质对植物细胞的通透性进行了上万次的实验。

②现象：溶于脂质的物质，容易穿过细胞膜；不溶于脂质的物质，不容易穿过细胞膜。

③结论：推测细胞膜是由脂质组成的。

【知识拓展】溶解脂质物质的溶剂会溶解细胞膜，该事实也可以证明细胞膜中含有脂质。

（2）脂质成分类型的确定：

①方法：科学家利用动物的卵细胞、红细胞、神经细胞等作为研究材料，并利用哺乳动物的红细胞，通过一定的方法制备出纯净的细胞膜，进行化学分析。

②结论：组成细胞膜的脂质有磷脂和胆固醇，其中磷脂含量最多。

（3）磷脂双分子层的推断：

①方法：1925年，两位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。

②现象：测得单层分子的面积为红细胞表面积的2倍。

③结论：推断细胞膜中的磷脂分子必然排列为连续的两层。

【知识拓展】1917年，Irving Langmuir完成了一项重要实验，他将磷脂溶于苯和水中，当苯挥发掉以后，磷脂依然保持着一种薄膜状态，而且其磷酸基团的极性头部浸入在水中。通过此实验可得出磷脂的头部具有亲水性，两个脂肪酸组成的尾部具有疏水性。细胞内外都有水，多个磷脂分子在水中总是自发地形成双分子层，即：两层磷脂分子的头部朝向两侧，尾部相对，如下图。

（4）蛋白质的推测：

①方法：1935年，英国学者丹尼利和戴维森研究了细胞膜的张力。

②现象：发现细胞的表面张力明显低于油—水界面的表面张力。（人们已发现油脂滴表面如果吸附有蛋白质成分则表面张力会降低）

③结论：推测细胞膜可能还附有蛋白质。

2．成分：主要由脂质和蛋白质组成。此外，还有少量的糖类。

3．含量：

①脂质：占细胞膜总量50％，其中磷脂最丰富。

②蛋白质：约占40％。

②糖类：约占2％～10％。

【知识拓展】动物细胞的细胞膜中还含有胆固醇，能增加细胞膜的坚韧性。

4．特点：功能越复杂的细胞膜，蛋白质的种类和数量越多。

（二）结构：

1．膜结构的探究：

（1）静态模型的建立：

①蛋白质分布方式的推测：20世纪40年代，曾经有学者推测脂质两边各覆盖着蛋白质。

②蛋白质分布方式的证明：

●方法：1959年，罗伯特森电镜观察。

●现象：看到了细胞膜清晰的暗—亮—暗的三层结构。

●结论：所有的细胞膜都由蛋白质—脂质—蛋白质三层结构构成，电镜下看到的中间的亮层是脂质分子，两边的暗层是蛋白质分子。

（2）动态模型的建立：

①质疑：20世纪60年代以后，不少科学家对于细胞膜是静态的观点提出质疑：如果是这样，细胞膜的复杂功能将难以实现，就连细胞的生长、变形虫的变形运动这样的现象都难以解释。

②细胞膜流动性的发现：

●方法：1970年，科学家用发绿色荧光的染料标记小鼠细胞表面的蛋白质分子，用发红色荧光的染料标记人细胞表面的蛋白质分子，将小鼠细胞和人细胞融合。

●现象：细胞刚融合时，融合细胞的一半发绿色荧光，另一半发红色荧光。在37℃下经过40min，两种颜色的荧光均匀分布。

●结论：细胞膜具有流动性。

【知识拓展】蛋白质镶嵌在脂质双分子层中的发现：

随着新的技术手段不断运用于细胞膜的研究，如冰冻蚀刻扫描电镜技术的应用，科学家发现膜蛋白并不是全部平铺在脂质表面，有的蛋白质是镶嵌在脂质双分子层中的，如下图。

③模型提出：1972年，辛格和尼科尔森提出了流动镶嵌模型。

【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。

2．流动镶嵌模型：

（1）基本内容：

①中间层：磷脂双分子层

●排布：其内部是磷脂分子的疏水端，

●作用：膜的基本支架；水溶性分子或离子不能自由通过，因此具有屏障作用。

②内外侧：

●蛋白质：

○排布：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。

○作用：这些蛋白质分子在物质运输等方面具有重要作用。

●糖被：

○排布：细胞膜的外表面

○组成：它和蛋白质分子结合形成糖蛋白，或与脂质结合形成糖脂。

○作用：与细胞表面的识别、细胞间的信息传递等功能有密切关系。

（2）结构特点：

①内容：具有流动性，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。

②意义：细胞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。

第2节  细胞器之间的分工合作

第3节  细胞核的结构和功能

第2节  细胞的分化

第3节  细胞的衰老和死亡

一、细胞的衰老

二、细胞的死亡

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