2019-2020年高中生物《細(xì)胞膜的結(jié)構(gòu)與功能》教案2 中圖版必修1.doc

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2019-2020年高中生物《細(xì)胞膜的結(jié)構(gòu)與功能》教案2 中圖版必修1 科學(xué)工作者曾用綠色和紅色熒光染料分別標(biāo)記鼠和人的細(xì)胞膜上的蛋白質(zhì)。當(dāng)將兩個(gè)細(xì)胞融合成一個(gè)細(xì)胞后，起初，一般膜發(fā)綠色熒光，另一般摸發(fā)紅色熒光，在37℃下保溫40分鐘后，良種顏色的因光點(diǎn)均勻分布，這個(gè)實(shí)驗(yàn)會(huì)得出什么結(jié)論？學(xué)了本節(jié)內(nèi)容你自然會(huì)知道啦！ ?研習(xí)教材重難點(diǎn) & 教材文本研習(xí) 研習(xí)點(diǎn)1 細(xì)胞膜的分子結(jié)構(gòu)（理解） 1）細(xì)胞膜的成分主要由脂類(lèi)、蛋白質(zhì)和糖類(lèi)組成。 2）細(xì)胞膜的分子結(jié)構(gòu)以磷脂雙分子層為基本骨架，支持著許多蛋白質(zhì)分子。 細(xì)胞膜上的蛋白質(zhì)分子分為兩類(lèi)：一另是排布在磷脂雙分子層的外側(cè)，即鑲在膜的表層；另一類(lèi)蛋白質(zhì)分子是嵌插在磷脂雙分子層中或貫穿在整個(gè)磷脂雙分子層中。 在細(xì)胞膜的外表有糖被，即細(xì)胞膜的糖與某些蛋白質(zhì)結(jié)合形成糖蛋白，在生命活動(dòng)中有重要功能，具有保護(hù)、潤(rùn)滑、細(xì)胞識(shí)別、細(xì)胞通訊等功能。 3）細(xì)胞膜的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是具有一定的流動(dòng)性。構(gòu)成細(xì)胞膜的磷脂分子和蛋白質(zhì)分子不是靜止不動(dòng)的，而是能夠作相對(duì)的運(yùn)動(dòng)。這種特點(diǎn)對(duì)于細(xì)胞完成各種生理功能是非常重要的。 【領(lǐng)悟整合】 1、根據(jù)對(duì)細(xì)胞膜和細(xì)胞中其他各種膜的微量化學(xué)分析結(jié)果（下表）來(lái)看，膜主要含有脂類(lèi)和蛋白質(zhì)兩大類(lèi)物質(zhì)，蛋白質(zhì)約占膜干重的20%～70%，脂類(lèi)紅占30%～80%。各種膜所含的蛋白質(zhì)與脂類(lèi)的比例同膜的功能有關(guān)，機(jī)能活動(dòng)較旺盛的膜，其蛋白質(zhì)含量較高，因?yàn)槟さ墓δ苤饕怯傻鞍踪|(zhì)來(lái)承擔(dān)的。此外，細(xì)胞膜上還含有約10%的碳水化合物，但是碳水化合物都是和膜蛋白質(zhì)或脂合成糖蛋白或糖脂，分布在細(xì)胞膜的外表面。 各種膜的基本組成 成 分 髓鞘 (包在神經(jīng)纖維外) 紅細(xì)胞 細(xì)胞膜 肝細(xì)胞 細(xì)胞膜 心 肌 線(xiàn)粒體 葉綠體 片 層 大腸桿菌 細(xì) 胞 膜 蛋白質(zhì) 22 60 60 76 50 75 總脂類(lèi) 78 40 40 24 50 25 磷 脂 33 24 26 22 6 25 糖 脂 22 微量 0 微量 20 0 膽固醇 17 9 13 1 0 0 其他脂類(lèi) 6 7 1 1 24 0 2、糖被具有保護(hù)和潤(rùn)滑作用，如消化道、呼吸道上皮細(xì)胞表面的糖蛋白有保護(hù)作用和潤(rùn)滑。人的血型與糖蛋白有關(guān)，在人紅細(xì)胞膜的凝集原就是糖蛋白，主要有兩種：A凝集原和B凝集原，具有A凝集原的為A型血，具有B凝集原的為B型，同時(shí)有A、B兩種凝集原的為AB型，沒(méi)有凝集原的為O型。如果B型血的紅細(xì)胞進(jìn)入A型的血液中，A凝集原就會(huì)被A型血的血清中的凝集素識(shí)別而發(fā)生免疫反應(yīng)，紅細(xì)胞凝集成團(tuán)，使血液循環(huán)出現(xiàn)障礙。 3、構(gòu)成細(xì)胞膜的磷脂分子和蛋白質(zhì)分子不是靜止不動(dòng)的，而是能夠作相對(duì)的運(yùn)動(dòng)，細(xì)胞膜的結(jié)構(gòu)始終處于動(dòng)態(tài)的變化之中。其中的脂類(lèi)分子可以自由移動(dòng)，蛋白質(zhì)分子也可能在磷脂雙分子層中作橫向移動(dòng)。細(xì)胞膜的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)對(duì)于完成各種生理功能是非常重要的。細(xì)胞膜流動(dòng)性的大小與溫度存在著一定的聯(lián)系，一般情況下，溫度高流動(dòng)性大，有利于生命活動(dòng)的進(jìn)行，但溫度過(guò)高，膜的流動(dòng)性過(guò)大，甚至破壞膜的結(jié)構(gòu)，就不利于生命流動(dòng)的正常進(jìn)行；溫度低，膜的流動(dòng)性下降，粘度增加，附著在其上的酶等將會(huì)失去活性，膜運(yùn)輸?shù)墓δ芤矊⒊蔀椴豢赡?。所以?xì)胞膜的這種結(jié)構(gòu)模式稱(chēng)為“流動(dòng)鑲嵌模型”。 【聯(lián)想發(fā)散】 1、磷酸分子中脂肪酸鏈的不飽和性與細(xì)胞膜流動(dòng)性的關(guān)系。在磷脂分子中脂肪酸鏈上有雙鍵存在時(shí)，在這個(gè)雙鍵處有一個(gè)折彎，并在雙鍵可發(fā)生旋轉(zhuǎn)，使磷脂雙分子層中的各脂肪酸難以組合在一起，因而對(duì)于脂雙層的流動(dòng)性是非常重要的。磷脂分子中短鏈的脂肪酸鏈有增進(jìn)流動(dòng)性的作用。在人體內(nèi)，脂肪酸鏈中的不飽和雙鍵是不能合成的，它只能來(lái)自于植物脂肪，如菜油、亞麻油等。所以在人的食物結(jié)構(gòu)中，植物油是不能少的，也是人體所必需的。 2、膽固醇。膽固醇只存在于動(dòng)物細(xì)胞中，細(xì)菌、藍(lán)藻等原核生物和植物細(xì)胞中一般沒(méi)有膽固醇。在動(dòng)物細(xì)胞中，膽固醇占有較大的比例，特別是動(dòng)物細(xì)胞中，幾乎和磷脂分子一樣多。膽固醇也是極性分子，具有防止磷脂中的脂肪酸鏈互相接觸或結(jié)晶，因而可使的流動(dòng)性不致在溫度降低時(shí)而下降，保證膜流動(dòng)性的穩(wěn)定性。 3、細(xì)胞膜的兩側(cè)是不對(duì)稱(chēng)的。在膜內(nèi)側(cè)的蛋白質(zhì)與外側(cè)的蛋白質(zhì)有很大的不同，膜上糖蛋白一般只分布在膜的外側(cè)。 【遷移 體驗(yàn)】 典例1：（xx上海卷）葡萄糖經(jīng)小腸粘膜上皮進(jìn)入毛細(xì)血管，需透過(guò)的磷脂分子層數(shù)是（ ） A．4層 B．6層 C．8層 D．10層 研析：小腸粘膜上皮是由一層上皮細(xì)胞組成的，毛細(xì)血管也是由一層上皮細(xì)胞圍成的，葡萄糖經(jīng)小腸粘膜上皮進(jìn)入毛細(xì)血管，實(shí)際穿過(guò)兩層細(xì)胞，即四層細(xì)胞膜，共8層磷脂分子。本題用到初中知識(shí)，學(xué)生必需了解小腸上皮、毛細(xì)血管的結(jié)構(gòu)，否則無(wú)從下手。由此可見(jiàn)，高考涉及的知識(shí)面是很廣的，任何一個(gè)小常識(shí)、小知識(shí)都可作為命題的素材。 答案：C 典例2：細(xì)胞膜具有流動(dòng)性，這種結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是指 （ ） A．整個(gè)細(xì)胞膜具有流動(dòng)性 B．細(xì)胞膜上磷脂是靜止的，蛋白質(zhì)具有流動(dòng)性 C．細(xì)胞膜中磷脂和蛋白質(zhì)都具有流動(dòng)性 D．細(xì)胞膜上蛋白質(zhì)是靜止的，磷脂具有流動(dòng)性 研析：結(jié)構(gòu)與功能的統(tǒng)一貫穿于整個(gè)生物界。細(xì)胞膜的流動(dòng)性的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)是細(xì)胞膜中的磷脂和蛋白質(zhì)都具有流動(dòng)性。解本題要明晰物質(zhì)的物理特性和結(jié)構(gòu)特性的關(guān)系，認(rèn)識(shí)細(xì)胞膜的流動(dòng)性不是細(xì)胞膜的物理特性而是其結(jié)構(gòu)特性。 答案：C 研習(xí)點(diǎn)2 細(xì)胞膜的主要功能（理解） 1）細(xì)胞膜的生理功能很復(fù)雜，它與細(xì)胞的物質(zhì)交換、細(xì)胞識(shí)別、分泌、排泄、免疫等都有密切的關(guān)系。 2）細(xì)胞膜的二種跨膜運(yùn)輸方式的聯(lián)系與區(qū)別： 運(yùn)輸方式 跨膜運(yùn)輸?shù)姆较? 是否需要載體 是否耗能量 實(shí) 例 自由擴(kuò)散 高濃度→低濃度 不需要 不消耗 O2、CO2、甘油、乙醇、苯、水等 主動(dòng)運(yùn)輸 低濃度→高濃度 需 要 消 耗 K+、Na+、葡萄糖、氨基酸等 3）細(xì)胞膜的功能特性——選擇透過(guò)性。細(xì)胞膜能讓水分子自由通過(guò)，細(xì)胞要選擇吸收的離子和小分子也或以通過(guò)，而其他的離子、小分子和大分子則不能通過(guò)。細(xì)胞膜的選擇透過(guò)性可以從兩個(gè)方面理解：一是磷脂雙分子層對(duì)某些物質(zhì)的不透性；二是運(yùn)輸物質(zhì)的載體具有專(zhuān)一性。 細(xì)胞是生物體內(nèi)最基本的結(jié)構(gòu)和功能單位，但細(xì)胞功能的完成必須由細(xì)胞各結(jié)構(gòu)的配合才能進(jìn)行，必須強(qiáng)調(diào)細(xì)胞是一個(gè)完整的整體。下圖表示的是細(xì)胞在完成分泌活動(dòng)時(shí)細(xì)胞各結(jié)構(gòu)的配合情況。 細(xì)胞膜既是細(xì)胞與外界的一個(gè)分界線(xiàn)，也是控制內(nèi)外物質(zhì)交換的重要結(jié)構(gòu)，它是一個(gè)選擇透過(guò)性膜，其功能的實(shí)現(xiàn)依賴(lài)于細(xì)胞膜的流動(dòng)性和其上的載體蛋白。 【歸納整理】 1、自由擴(kuò)散是指被吸收的物質(zhì)從濃度高的一側(cè)通過(guò)細(xì)胞膜向濃度低的一側(cè)轉(zhuǎn)運(yùn)。這種運(yùn)輸過(guò)程不消耗新陳代謝過(guò)程中釋放的能量。但從物理學(xué)的角度分析，物質(zhì)的運(yùn)輸必定要消耗的能量的。自由擴(kuò)散過(guò)程中分子運(yùn)動(dòng)的能量來(lái)自于膜兩側(cè)的濃度著中所蘊(yùn)藏的勢(shì)能。能夠通過(guò)自由擴(kuò)散方式完成跨膜動(dòng)物的物質(zhì)，一般都能溶于磷脂雙分子層中，具有一定的脂溶性。自由擴(kuò)散是細(xì)胞膜的一種簡(jiǎn)單的運(yùn)輸方式，通過(guò)這種方式吸收物質(zhì)是被動(dòng)的，主要取決于膜兩側(cè)的濃度差如下左圖所示。自由擴(kuò)散的速度與膜兩側(cè)該物質(zhì)的濃度差成正比，如下右圖所示。自由擴(kuò)散的速度還與該物質(zhì)分子的大小和脂溶性程度的大小有關(guān)。一般而言，分子越小，擴(kuò)散速度越快，脂溶性越大，擴(kuò)散速度越快。 細(xì)胞膜 外 內(nèi) → → 自由擴(kuò)散 運(yùn)輸速度 物質(zhì)濃度 主動(dòng)運(yùn)輸?shù)奶攸c(diǎn)是被選擇吸收的物質(zhì)是從濃度低的一側(cè)，通過(guò)細(xì)胞膜運(yùn)輸?shù)綕舛雀叩囊粋?cè)，必須有載體蛋白質(zhì)的協(xié)助才能完成，同時(shí)需要消耗新陳代謝所釋放的能量（即ATP），其原理如下左圖所示。如輪藻細(xì)胞中K+的含量比它所生存的水環(huán)境中K+的濃度要高出30倍，而紅細(xì)胞中Na的濃度卻是血漿中的1/6。從中可以看出，不論是輪藻細(xì)胞還是人的紅細(xì)胞，都是不斷地積累K+和運(yùn)出Na+，不會(huì)使細(xì)胞膜內(nèi)外的K+和Na+的濃度達(dá)到平衡。再如海帶細(xì)胞中的碘濃度是海水的1000倍，但海帶細(xì)胞還在不斷地從海水中吸收碘。這種將物質(zhì)在膜的低濃度一側(cè)運(yùn)輸?shù)礁邼舛龋仨氂葾TP水解釋放能量來(lái)推動(dòng)，主動(dòng)地從環(huán)境中吸收所需要的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，排出新陳代謝產(chǎn)生的廢物和對(duì)細(xì)胞有害的物質(zhì)。主動(dòng)運(yùn)輸對(duì)于活細(xì)胞完成各項(xiàng)生理活動(dòng)具有重要作用。以主動(dòng)運(yùn)輸方式運(yùn)輸物質(zhì)的速度與該物質(zhì)的濃度的關(guān)系可用下右圖所示。在一定的濃度范圍內(nèi)，主動(dòng)運(yùn)輸?shù)乃俣入S濃度的升高而增高，但達(dá)到一定濃度后，運(yùn)輸?shù)乃俣染筒辉僭黾恿?，原因是?xì)胞膜的運(yùn)輸該物質(zhì)的載體數(shù)量有限，當(dāng)載體飽和后，運(yùn)輸?shù)乃俣纫簿筒辉黾恿恕? → → 主動(dòng)運(yùn)輸 物質(zhì)濃度 運(yùn)輸速度 K+ K+ K+ K+ K+ K+ K+ K+ K+ K+ K+ K+ 左 右 磷脂雙分子層 2、細(xì)胞膜的選擇透過(guò)性可以從兩個(gè)方面理解：一是磷脂雙分子層對(duì)某些物質(zhì)的不透性；二是運(yùn)輸物質(zhì)的載體具有專(zhuān)一性。這可以通過(guò)下面的實(shí)驗(yàn)得到證實(shí)：用帶有 一個(gè)小孔的隔板把水槽分成左右兩室，把磷脂分子引入隔板小孔， 使之成為一層薄膜。水槽左室是不加K+的溶液，右室是加入含大 量K+的溶液，如右圖所示。發(fā)現(xiàn)K+不能從右室通過(guò)磷脂雙分子層 進(jìn)入到左室。但在膜上加入少量的纈氨酶素（一種由12個(gè)氨基酸 組成的多肽），K+就能從右室進(jìn)入左室。這說(shuō)明纈氨酶素起到K+的 載體作用。如果在右室的溶液中加入Na+，則Na+不能從右室通過(guò)膜 進(jìn)入左室，這說(shuō)明纈氨酶素不能作為Na+的載體，說(shuō)明載體具有專(zhuān) 一性，即一種載體只有運(yùn)輸同一種物質(zhì)或同一類(lèi)的物質(zhì)。 【遷移 體驗(yàn)】 典例3：右圖表示植物細(xì)胞的質(zhì)膜對(duì)物質(zhì)的轉(zhuǎn)運(yùn)。 物質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)的方向如箭頭所示，黑點(diǎn)的數(shù)量代表物質(zhì) 的濃度，該物質(zhì)可能是： A、葉綠素 B、花青素 C、生長(zhǎng)素 D、尿素 研析：從圖中可看出，該物質(zhì)的轉(zhuǎn)運(yùn)從低濃度到高濃度，需載體蛋白質(zhì)，需消耗能量，是主動(dòng)運(yùn)輸。而題中葉綠素和花青素是大分子物質(zhì)，尿素通過(guò)自由擴(kuò)散轉(zhuǎn)運(yùn)，生長(zhǎng)素通過(guò)主動(dòng)運(yùn)輸轉(zhuǎn)運(yùn)。 答案：C 典例4：如圖所示，在法囊藻的細(xì)胞液中，對(duì)各種離子濃度的分析表明，細(xì)胞液中的成分與海水的成分很不相同。據(jù)圖回答： （1）K+和Cl–在細(xì)胞內(nèi)積累，而Na+在細(xì)胞液中的含 量低于在海水中的含量。這表明：_______________ _______________________________。 （2）從Na+、Ca2+在細(xì)胞內(nèi)外濃度看，它們有吸收方 式叫______________，進(jìn)入細(xì)胞的轉(zhuǎn)運(yùn)方向是_________________， 這種吸收方式需要的兩個(gè)基本條件是___________和____________。 （3）法囊藻的細(xì)胞液中各種離子濃度與海水中各種離子濃度不成比例，其結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)是_________________。 研析：解本題的關(guān)鍵是先看清圖，然后用主動(dòng)運(yùn)輸?shù)母拍钐攸c(diǎn)去思考和分析。 答案：（1）法囊藻細(xì)胞對(duì)K+和Cl–的吸收具有選擇性 （2）主動(dòng)運(yùn)輸 從低濃度向高濃度 載體協(xié)助 消耗能量 （3）細(xì)胞膜上的載體種類(lèi)和數(shù)量 研習(xí)點(diǎn)3 細(xì)胞的內(nèi)吞和外排作用 1）內(nèi)吞作用：是不能穿過(guò)細(xì)胞膜的一些大分子物質(zhì)、顆粒性物質(zhì)和蛋白質(zhì)等進(jìn)入細(xì)胞內(nèi)的一種方式。 內(nèi)吞作用的過(guò)程是：大分子物質(zhì)或顆粒性物質(zhì)或蛋白質(zhì)先附著在細(xì)胞膜上，由于細(xì)胞膜內(nèi)陷形成小囊，這些物質(zhì)就被包圍在小囊內(nèi)，然后小囊從細(xì)胞膜上分離下來(lái)而形成小泡，并且進(jìn)入細(xì)胞內(nèi)部。如初中曾經(jīng)學(xué)過(guò)的變形蟲(chóng)吞食食物顆粒的過(guò)程是內(nèi)吞作用的一種典型形式，如下圖所示。 變形蟲(chóng)吞噬食物的過(guò)程 2）外排作用：與內(nèi)吞作用相反，有些物質(zhì)在細(xì)胞膜內(nèi)被一層膜所包圍，形成小泡，小泡逐漸移到細(xì)胞表面，小泡膜與細(xì)胞膜融合在一起，并且向細(xì)胞外張開(kāi)，使內(nèi)含物質(zhì)排出細(xì)胞外。細(xì)胞通過(guò)外排作用向外分泌物質(zhì)。 【歸納整理】 1、內(nèi)吞作用與外排作用屬于主動(dòng)運(yùn)輸，因?yàn)樗鼈兣c其他主動(dòng)運(yùn)輸一樣，也需要能量供應(yīng)。有實(shí)驗(yàn)證明，如果氧化磷酸化被抑制，巨噬細(xì)胞的吞噬作用就會(huì)停止，如果是糖酵解被抑制則無(wú)阻礙作用。內(nèi)吞與外排作用的一個(gè)重要特征，是細(xì)胞攝入的或分泌的大分子被收入在小囊泡中，而不與細(xì)胞中其他大分子或細(xì)胞器混合。小囊泡快速地大規(guī)模地形成和融合，是所有真核細(xì)胞的特征之一。 2、大分子物質(zhì)通過(guò)內(nèi)吞作用進(jìn)入胞內(nèi)，是通過(guò)受體分子介導(dǎo)的。首先，大分子結(jié)合到細(xì)胞表面特定的受體上，受體所處的細(xì)胞膜稱(chēng)為有被小窩。大分子與受體結(jié)合后，這部分細(xì)胞膜內(nèi)陷，并最終從膜上脫落下來(lái)形成小囊泡，由于受體與大分子特異性結(jié)合，加之膜內(nèi)陷與形成囊泡的速度極快，囊泡中含有的胞外液非常少。 3、細(xì)胞內(nèi)合成的一些大分子若需轉(zhuǎn)運(yùn)到細(xì)胞外，首先包裹在囊泡中，然后轉(zhuǎn)移到細(xì)胞膜并與細(xì)胞膜融合，囊泡中的物質(zhì)排出細(xì)胞外，組成囊泡的膜成為細(xì)胞膜的一部分。胞外基質(zhì)中的糖蛋白就是通過(guò)這種途徑運(yùn)到胞外的。對(duì)于一些特殊的細(xì)胞，它們分泌的產(chǎn)物如激素、神經(jīng)遞質(zhì)等，也是通過(guò)這種方式釋放到細(xì)胞外。但是，分泌產(chǎn)物的釋放是受特定信號(hào)調(diào)節(jié)的。首先是分泌分子由囊泡包裹，移向細(xì)胞膜，當(dāng)細(xì)胞接受到分泌信號(hào)后，囊泡與細(xì)胞膜融合，將分泌分子釋放到胞外。 【遷移 體驗(yàn)】 典例5：變形蟲(chóng)的任何部位都能伸出偽足。人體內(nèi)的一些白細(xì)胞可以吞噬病菌和異物。上述生理過(guò)程的完成都依賴(lài)于細(xì)胞膜的（ ） A、選擇透過(guò)性 B、流動(dòng)性 C、保護(hù)性 D、主動(dòng)運(yùn)輸 研析：變形蟲(chóng)的任何部位都能伸出偽足，人體內(nèi)的一些白細(xì)胞可以吞噬病菌和異物，這是細(xì)胞的內(nèi)吞作用，而細(xì)胞的內(nèi)吞和外排作用都利用細(xì)胞膜的流動(dòng)性。 答案：B & 閱讀材料研習(xí) 旁欄思考題（P22） （1）比較圖2-2與圖2-3,動(dòng)物細(xì)胞和植物細(xì)胞的結(jié)構(gòu)有什么不同？ 答：植物細(xì)胞具有細(xì)胞壁、液泡和葉綠體，而動(dòng)物細(xì)胞沒(méi)有。低等植物細(xì)胞、動(dòng)物細(xì)胞具有中心體，而高等植物細(xì)胞沒(méi)有。 旁欄思考題（P25） （2）人體的白細(xì)胞能吞噬入侵的細(xì)菌、細(xì)胞碎片及衰老的紅細(xì)胞,這是細(xì)胞的什么作用?對(duì)于人體有什么意義嗎？ 答：白細(xì)胞能吞噬體內(nèi)入侵的細(xì)菌、細(xì)胞碎片及衰老的紅細(xì)胞這是細(xì)胞的內(nèi)吞作用，對(duì)人體的等有積極的意義。。 ▲ 小資料（P23） 細(xì)胞膜成分與分析方法 組成細(xì)胞膜的成分可分為三大類(lèi)，即膜脂、膜蛋白和糖類(lèi)。幾種成分所占的比例，依據(jù)膜類(lèi)型的不同，細(xì)胞類(lèi)型的不同，生物類(lèi)型的不同以及細(xì)胞不同的發(fā)育時(shí)期而發(fā)生變化，如肝細(xì)胞膜中蛋白質(zhì)與脂質(zhì)的比例明顯高于紅細(xì)胞。 膜脂是細(xì)胞膜的基本成分，約占膜成分的50%，它又包括三大類(lèi)脂質(zhì)分子，即磷脂、糖脂和膽固醇。磷脂含有極性的磷酸基團(tuán)，以及非極性的烴鏈，即包括極性的頭部和非極性的尾部，屬雙型性分子。糖脂也是雙型性分子，它的結(jié)構(gòu)與鞘磷脂很相似，僅由一個(gè)或多個(gè)糖基代替了磷脂酰膽堿。膽固醇分子包括三部分：作為極性頭部的羥基、類(lèi)固醇環(huán)和一個(gè)非極性的碳?xì)湮膊俊? 膜蛋白是構(gòu)成細(xì)胞膜的重要組分，膜的大部分功能主要由膜蛋白完成。膜蛋白約占膜成分的40%。根據(jù)膜蛋白與膜脂的結(jié)合方式，膜蛋白可分為內(nèi)在蛋白（或稱(chēng)跨膜蛋白）和外周蛋白。 膜中的糖類(lèi)約占膜成分的2%～10%，它們通常與膜脂結(jié)合形成糖脂，或與蛋白結(jié)合形成糖蛋白。其中的糖類(lèi)分子有單糖，也有多糖。 對(duì)于組成細(xì)胞膜的基本成分，最初是通過(guò)用脂質(zhì)溶劑和蛋白酶處理細(xì)胞膜來(lái)確定的。用脂質(zhì)溶劑處理細(xì)胞，發(fā)現(xiàn)細(xì)胞膜被溶解，脂質(zhì)分子進(jìn)入到溶劑中，說(shuō)明膜中含有脂質(zhì)分子；用蛋白酶處理細(xì)胞也能破壞膜結(jié)構(gòu)，說(shuō)明細(xì)胞膜的化學(xué)組成中除了脂質(zhì)還有蛋白質(zhì)。對(duì)于一些具體的組成成分，可采用相應(yīng)酶的處理來(lái)確定。例如，用卵磷脂酶處理細(xì)胞，可破壞細(xì)胞膜，證明膜中有卵磷脂的存在。對(duì)于膜中某種蛋白質(zhì)功能的分析，有很多方法，其中一種是將這種蛋白質(zhì)分離純化出來(lái)，將它摻入到磷脂小泡中，形成只含一種蛋白質(zhì)的磷脂小泡，然后檢測(cè)蛋白質(zhì)的功能。 ▲ 小資料（P24） 糖 蛋 白 糖蛋白是一類(lèi)復(fù)合糖或一類(lèi)結(jié)合蛋白質(zhì)。糖蛋白中的糖鏈很少含多于15個(gè)單糖單位的，因此這里講的糖鏈也稱(chēng)寡糖鏈或聚糖鏈。 許多膜蛋白和分泌蛋白都是糖蛋白。細(xì)胞膜中的免疫球蛋白、病毒和激素等的膜受體也常是糖蛋白；消化道上皮細(xì)胞分泌的黏液主要成分是糖蛋白；從細(xì)胞分泌到胞外體液中的蛋白質(zhì)也多是糖蛋白，這些糖蛋白包括血液中存在的激素蛋白、血漿蛋白等。作為胞外基質(zhì)的結(jié)構(gòu)蛋白質(zhì)，膠原蛋白，也是糖蛋白。糖蛋白和糖脂中的糖鏈序列是多變的，結(jié)構(gòu)信息豐富，甚至超過(guò)核酸和蛋白質(zhì)。 糖蛋白的糖鏈參與肽鏈的折疊和締合；參與糖蛋白的轉(zhuǎn)運(yùn)和分泌；還參與分子識(shí)別和細(xì)胞識(shí)別，這可能是它最重要的生物學(xué)作用。分子識(shí)別是通過(guò)兩個(gè)分子各自的結(jié)合部位來(lái)實(shí)現(xiàn)的。結(jié)合部位結(jié)構(gòu)互補(bǔ)，相應(yīng)的基團(tuán)間產(chǎn)生足夠的作用力，使兩個(gè)分子結(jié)合在一起。分子識(shí)別是一種普遍的生物學(xué)現(xiàn)象。糖鏈、 蛋白質(zhì)、核酸和脂質(zhì)各自間以及它們相互之間都存在分子識(shí)別。細(xì)胞識(shí)別實(shí)際上就是細(xì)胞表面分子的相互識(shí)別。例如，哺乳動(dòng)物的卵細(xì)胞外面有一層透明的糖蛋白外衣，稱(chēng)透明帶，由三種糖蛋白組成，糖鏈能被精子表面上的受體識(shí)別，精卵識(shí)別引發(fā)精子頭部釋放蛋白酶和透明質(zhì)酸酶，使透明帶水解，精子和卵細(xì)胞的細(xì)胞膜融合，精子核進(jìn)入卵細(xì)胞內(nèi)。 & 教材習(xí)題研習(xí)復(fù)習(xí)題（P22） 一、填空題 1、脂質(zhì)分子和蛋白質(zhì)分子 2、選擇透過(guò)性 二、選擇題 1．D 2． D 三、簡(jiǎn)答題 出入細(xì)胞的物質(zhì)舉例 物質(zhì)出入細(xì)胞的方式 細(xì)胞膜內(nèi)、外物質(zhì)的濃度的高低 是否需要載體 是否消耗細(xì)胞內(nèi)的能量 甘油 自由擴(kuò)散 膜外濃度高、膜內(nèi)濃度低 不需要 不消耗 進(jìn)入紅細(xì)胞的K+ 主動(dòng)運(yùn)輸 膜外濃度低、膜內(nèi)濃度高 需 要 消 耗 【知識(shí)鏈接】 細(xì)胞壁的結(jié)構(gòu)和功能 細(xì)胞壁是在植物細(xì)胞外層形成的一種較堅(jiān)硬的結(jié)構(gòu)，它包圍著內(nèi)部的原生質(zhì)體。植物體的分生組織區(qū)如莖尖和根尖，其組成的細(xì)胞具有較強(qiáng)的增殖能力，所產(chǎn)生的新細(xì)胞一般比較小，其外層具有一圈細(xì)胞壁，稱(chēng)為初生細(xì)胞壁。初生細(xì)胞壁比較薄，具有一定的彈性，以適應(yīng)細(xì)胞的生長(zhǎng)。高等植物的初生細(xì)胞壁在不同植物、不同器官組織和不同發(fā)育時(shí)期，成分和結(jié)構(gòu)都有很大差異，但基本組成和結(jié)構(gòu)是相似的，即以纖維素微纖絲為骨架，以半纖維素和果膠以及糖蛋白為基質(zhì)，通過(guò)共價(jià)鍵和非共價(jià)鍵的結(jié)合，交叉形成一種高度復(fù)雜的、抗張力強(qiáng)的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。細(xì)胞壁中存在多種酶，如過(guò)氧化物酶、磷酸酯酶、蘋(píng)果酸脫氫酶等，在衰老和果實(shí)成熟時(shí)，還產(chǎn)生自溶酶，如纖維素酶、果膠酶等。 隨著細(xì)胞的分化，植物體產(chǎn)生各類(lèi)具有特殊功能的細(xì)胞、組織和器官，為適應(yīng)其特殊生理功能的需要，其細(xì)胞壁也發(fā)生各種不同的次生修飾，如木質(zhì)部中的導(dǎo)管和管胞，以及纖維和木纖維細(xì)胞的細(xì)胞壁都發(fā)生次生加厚。 植物細(xì)胞壁的形成，首先對(duì)細(xì)胞具有保護(hù)作用，還由于細(xì)胞壁具有較堅(jiān)韌的支撐性，因此它對(duì)植物體起著骨架作用。細(xì)胞壁雖是細(xì)胞外層的一種堅(jiān)韌的結(jié)構(gòu)，但它并未將相鄰細(xì)胞完全隔離，細(xì)胞間存在著一種穿過(guò)細(xì)胞壁的特殊結(jié)構(gòu)，即胞間連絲，它使細(xì)胞間能進(jìn)行物質(zhì)和信息的交流。同時(shí)細(xì)胞壁還具有運(yùn)輸功能。特化的細(xì)胞一般都產(chǎn)生具有某種相應(yīng)功能的細(xì)胞壁。 ?探究解題新思路 & 基礎(chǔ)思維探究 ▲ 基礎(chǔ)發(fā)散型 【例1】食醋中醋酸分子是活細(xì)胞所不選擇的小分子物質(zhì)，蔗糖是被選擇的大分子物質(zhì)用食醋和蔗糖可將新鮮蒜頭腌制成糖醋蒜頭，這是因?yàn)椋? ） A、醋酸和蔗糖分子均存在于活細(xì)胞的間隙中 B、醋酸和蔗糖分解后被吸收 C、腌制時(shí)間長(zhǎng)，兩種物質(zhì)緩慢地滲入細(xì)胞內(nèi)部 D、醋酸殺死細(xì)胞，使細(xì)胞膜失去選擇透過(guò)性 解析：細(xì)胞膜具有選擇透過(guò)性，當(dāng)細(xì)胞膜失去活性，其選擇透過(guò)性也就喪失，膜內(nèi)外大分子物質(zhì)也可自由出入。題中醋酸殺死細(xì)胞，使細(xì)胞膜失去選擇透過(guò)性，蔗糖可進(jìn)入細(xì)胞。 答案：D 誤點(diǎn)警示：解本題的關(guān)鍵是理解細(xì)胞膜具有選擇透過(guò)性的功能特點(diǎn)。 變式拓展 （1）葡萄糖可以通過(guò)細(xì)胞膜進(jìn)入細(xì)胞內(nèi)。假設(shè)葡萄糖在進(jìn)入紅細(xì)胞之前必須先與細(xì)胞膜上的載體結(jié)合，這種結(jié)合的速率會(huì)影響葡萄糖進(jìn)入細(xì)胞的快慢。下圖中a、b、c分別代表甲、乙丙三種不同的細(xì)胞其葡萄糖的吸收曲線(xiàn)。那么，在葡萄糖濃度較低的情況下，這三種細(xì)胞對(duì)葡萄糖吸收快慢的程度是（ ） A．甲細(xì)胞的吸收最快，乙細(xì)胞次之 B．乙細(xì)胞的吸收最快，丙細(xì)胞次之 C．丙細(xì)胞的吸收最快，甲細(xì)胞次之 D．三種細(xì)胞的吸收速率相似 ▲ 基礎(chǔ)拓展型 D 氣味分子 【例2】xx年諾貝爾生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)，授予美國(guó)科學(xué)家理查德 ．阿克塞爾和琳達(dá)．巴克，以表彰兩人在氣味受體和嗅覺(jué)系統(tǒng)組織方式研究中作出的貢獻(xiàn)?，F(xiàn)在我們已知道，一種嗅覺(jué)受體細(xì)胞只擁有一種類(lèi)型的氣味受體，每個(gè)單獨(dú)的嗅覺(jué)受體細(xì)胞只表達(dá)一種并且只有一種氣味受體基因。氣味受體有多少，就有多少類(lèi)型的嗅覺(jué)受體細(xì)胞。每一種受體能探測(cè)到有限數(shù)量的氣味物質(zhì)。當(dāng)氣味物質(zhì)分子流動(dòng)到我們的鼻端黏膜處的嗅覺(jué)受體細(xì)胞處時(shí)，氣味物質(zhì)分子可以粘附于細(xì)胞膜上特殊的氣味受體上；我們基因的3％被用來(lái)編碼嗅覺(jué)受體細(xì)胞細(xì)胞膜上的不同氣味受體。右上圖為嗅覺(jué)受體細(xì)胞膜模式圖(局部)。請(qǐng)據(jù)圖回答： （1）該圖表明氣味物質(zhì)是否已進(jìn)入嗅細(xì)胞?________ _____，作出這一答案的依據(jù)是 。組成A的主要礦質(zhì)元素是___________，C代表 。 （2）氣味物質(zhì)分子首先要與圖中[ ] 結(jié)合，才有產(chǎn)生嗅覺(jué)的可能。 （3）圖中A具有特異性，這種特異性最終是由 決定的。 （4）某些有機(jī)溶劑如苯酚，可溶解B造成膜的損傷，使嗅覺(jué)分辨能力下降，B的完整化學(xué)名稱(chēng)是 。 （5）某同學(xué)認(rèn)為圖中D最可能是水分子通過(guò)細(xì)胞膜的“通道”，作出為一判斷的最可能依據(jù)是B具有_______________特性，水不能通過(guò)僅由B組成的分子層。 解析：：解本題的關(guān)鍵是從細(xì)胞膜的結(jié)構(gòu)及其功能入手。①認(rèn)真分析細(xì)胞膜亞顯微結(jié)構(gòu)模式圖，掌握其分子（磷脂分子、蛋白質(zhì)分子、糖被等）結(jié)構(gòu)，理解其流動(dòng)性及其在細(xì)胞識(shí)別（信息傳遞）中的作用；②掌握教材中物質(zhì)跨膜運(yùn)輸示意圖中，各種符號(hào)的含義。 答案：（1）沒(méi)有 圖示表明氣味分子仍存在于細(xì)胞膜外側(cè) N 多糖 （2）[A]氣味受體 （3）DNA（或基因、遺傳物質(zhì)） （4）磷脂雙分子層 (5)疏水特性 誤點(diǎn)警示：本題以書(shū)本中細(xì)胞膜的模式圖為載體，考查學(xué)生圖文轉(zhuǎn)化的能力。識(shí)圖時(shí)，要根據(jù)糖鏈先判斷細(xì)胞膜的內(nèi)外側(cè)。 變式拓展 （2）處理污水時(shí)，人們?cè)O(shè)計(jì)出一種膜結(jié)構(gòu)有選擇地將有毒重金屬阻擋在膜的一側(cè)，以降低有毒重金屬離子對(duì)水的污染，這試圖模擬生物膜的（ ） A、選擇性功能 B、流動(dòng)性功能 C、主動(dòng)運(yùn)輸 D、選擇透過(guò)性 & 綜合思維探究 ▲ 學(xué)科內(nèi)綜合型 【例3】根據(jù)細(xì)胞膜的結(jié)構(gòu)和功能特點(diǎn)，分析回答下列問(wèn)題： ⑴1985年Orerton在研究各種未受精卵細(xì)胞的透性時(shí)，發(fā)現(xiàn)脂溶性物質(zhì)容易透過(guò)細(xì)胞膜，不溶于脂類(lèi)的物質(zhì)透過(guò)細(xì)胞膜十分困難。這表明組成細(xì)胞的主要成分中有 。 ⑵有實(shí)驗(yàn)表明，將兩種不同的海綿動(dòng)物的細(xì)胞分散成單個(gè)的，然后將這些細(xì)胞摻在一起混合培養(yǎng)，發(fā)現(xiàn)只有同種的細(xì)胞才能結(jié)合，在這細(xì)胞識(shí)別過(guò)程中,起作用的是細(xì)胞膜上的__________。 ⑶1925年Gorter Grendel用丙酮提取細(xì)胞膜的脂,并將它在空氣--水界面上展開(kāi)時(shí)，這個(gè)單層分子的面積相當(dāng)于原來(lái)細(xì)胞表面積的兩倍,由此可以認(rèn)為細(xì)胞膜由_____組成。如單層脂分子的面積為S，則該細(xì)胞表面積為_(kāi)_____。 ⑷科學(xué)家在研究鈉通過(guò)細(xì)胞膜的運(yùn)輸方式時(shí)，做了下述實(shí)驗(yàn)：先向槍烏賊神經(jīng)纖維內(nèi)注入微量的放射性同位素24Na,不久可測(cè)得神經(jīng)纖維周?chē)芤褐写嬖?4Na。如果在神經(jīng)纖維周?chē)芤褐屑尤胍种泼富顒?dòng)的藥物，則24Na外流迅速停止。當(dāng)向神經(jīng)纖維內(nèi)注射新鮮ATP（能量）時(shí)，24Na又重新透出，直到ATP用完。以上實(shí)驗(yàn)證明：24Na通過(guò)神經(jīng)纖維內(nèi)注射新鮮ATP（能量）時(shí)，24Na又重新透出，直到ATP用完。以上實(shí)驗(yàn)證明：24Na通過(guò)神經(jīng)纖維膜的方式是__________，原因是__________。被抑制的酶是催化__________的酶。 解析：本題取材于書(shū)外，原理卻在書(shū)內(nèi)，以細(xì)胞膜的結(jié)構(gòu)和功能為核心，結(jié)合呼吸作用、ATP、糖蛋白及常識(shí),綜合性較強(qiáng)。根據(jù)化學(xué)上的"相似相溶"原理可知,材料一證明了組成細(xì)胞膜的主要成分中有脂類(lèi)物質(zhì)。細(xì)胞識(shí)別主要是由細(xì)胞膜上的糖被即糖蛋白質(zhì)有關(guān)，糖蛋白被稱(chēng)為“細(xì)胞語(yǔ)言”。材料三，由題意可推知細(xì)胞膜由２層脂分子組成，表面積為S/2。材料四說(shuō)明了24Na的外流需要消耗能量即ATP，因此它的外流是主動(dòng)運(yùn)輸方式。呼吸作用的酶被抑制后，不能提供ATP，因此24Na外流停止。 答案：（1）脂類(lèi)物質(zhì) （2）糖蛋白質(zhì) （3）２層脂分子 S/2 （4）主動(dòng)運(yùn)輸 需要消耗能量 呼吸作用 誤點(diǎn)警示：純粹單一知識(shí)點(diǎn)的習(xí)題現(xiàn)在較少見(jiàn)，一般都是綜合性的，常結(jié)合一些日常知識(shí)或其他學(xué)科知識(shí)，這類(lèi)題目的難度不大，只要能抓隹題意即可，如本題的中心是細(xì)胞膜的結(jié)構(gòu)和功能特點(diǎn)。 變式拓展 （3）取兩種不同的海綿動(dòng)物，使其細(xì)胞分散。然后將這些細(xì)胞摻在一起混合培養(yǎng)，發(fā)現(xiàn)只有同種細(xì)胞才能結(jié)合。這一事實(shí)體現(xiàn)了（ ） A．細(xì)胞的接觸抑制 B．細(xì)胞識(shí)別 C．細(xì)胞免疫 D．細(xì)胞融合 ▲ 實(shí)驗(yàn)探究型 【例4】水是否真能“自由”通過(guò)細(xì)胞膜？科學(xué)家開(kāi)展了深入的研究。 （1）彼得阿格雷利用純的磷脂通過(guò)一定方法制成“脂質(zhì)體”（一種只由磷脂雙分子層構(gòu)成的泡狀結(jié)構(gòu)），作為細(xì)胞模型。將“脂質(zhì)體”置于清水中，一段時(shí)間后發(fā)現(xiàn)，脂質(zhì)體的形態(tài)、體積沒(méi)有變化，這一事實(shí)表明_____________________________。進(jìn)一步根據(jù)細(xì)胞膜的化學(xué)成份分析推測(cè)，水分子的跨膜運(yùn)輸不是真正的自由，它最可能與膜上__________（化合物）有關(guān)。 （2）彼得阿格雷從人紅細(xì)胞及腎小管壁細(xì)胞的細(xì)胞膜中分離出一種分子量為28道爾頓的膜蛋白---CHIP28，并證明它就是一種“水通道蛋白”。選擇這兩種細(xì)胞為實(shí)驗(yàn)材料的主要依據(jù)是________________________________。 （3）簡(jiǎn)述證明CHIP—28確實(shí)與水分子運(yùn)輸有關(guān)的實(shí)驗(yàn)基本思路。 解析：通過(guò)對(duì)比知道水不是真能“自由”通過(guò)細(xì)胞膜，而細(xì)胞膜的主要成分是磷脂和蛋白質(zhì)，由此判斷水分子的跨膜運(yùn)輸不是真正的自由，它最可能與膜上的蛋白質(zhì)有關(guān)。在設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)時(shí)要遵循對(duì)照原則和單一變量原則。 答案：（1）水分子不能通過(guò)純粹的磷脂雙分子層 蛋白質(zhì) （2）紅細(xì)胞、腎小管壁細(xì)胞所處的環(huán)境中含水豐富（水分子進(jìn)出這些細(xì)胞頻繁，膜上與水進(jìn)出有關(guān)的蛋白質(zhì)豐富） （3）在脂質(zhì)體中加入CHIP28，并置于清水中。相同時(shí)間后，觀(guān)察并比較試驗(yàn)組和對(duì)照組脂質(zhì)體體積變化情況 誤點(diǎn)警示：第一題中后置信息“化合物”是分析的著眼點(diǎn)，平時(shí)解題時(shí)既要抓問(wèn)題前面的信息，也要考慮后置信息。 變式拓展 （4）異體器官移植手術(shù)往往很難成功，最大的障礙就是異體細(xì)胞間的排斥，這主要是由于細(xì)胞膜具有識(shí)別作用，這種生理功能的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)是（ ） A、細(xì)胞膜由磷脂分子和蛋白質(zhì)分子構(gòu)成 B、細(xì)胞膜的外面有糖被 C、細(xì)胞膜具有一定的流動(dòng)性 D、細(xì)胞膜具一定的選擇透過(guò)性 & 創(chuàng)新思維探究 ▲ 信息遷移型 【例5】閱讀以下材料后回答問(wèn)題： 科學(xué)家在進(jìn)行細(xì)胞膜化學(xué)成分的分析時(shí)，需制備較純凈的細(xì)胞膜。從真核細(xì)胞分離出純的細(xì)胞膜較為困難，因?yàn)闀?huì)有細(xì)胞內(nèi)其他膜的混雜。而哺乳動(dòng)物(或人)的成熟的紅細(xì)胞，沒(méi)有內(nèi)膜，沒(méi)有細(xì)胞核，將其特殊處理后，造成紅細(xì)胞破裂發(fā)生溶血現(xiàn)象，再將溶出細(xì)胞外的物質(zhì)沖洗掉，剩下的結(jié)構(gòu)就是較純凈的細(xì)胞膜，在生物學(xué)上稱(chēng)為“血影”。對(duì)“血影”的分析得知其化學(xué)組成如下：蛋白質(zhì)49%，脂類(lèi)43%，糖類(lèi)8%。 有的科學(xué)家將“血影”中的脂類(lèi)提取出來(lái)，使其在空氣—水界面上鋪展成單分子層，所形成的薄膜面積是原來(lái)細(xì)胞整個(gè)表面積的2倍。 (1)哺乳動(dòng)物細(xì)胞內(nèi)其他的膜有哪些?________________________。 (2)如何處理紅細(xì)胞才能使其發(fā)生溶血現(xiàn)象?__________________________ (3)紅細(xì)胞溶血后，溶出細(xì)胞外的物質(zhì)應(yīng)該是_______________，這種物質(zhì)的特性是______________，因而使紅細(xì)胞具有__________________的功能。 (4)“血影”的化學(xué)成分中的脂類(lèi)主要是哪一類(lèi)?_______________。它是構(gòu)成細(xì)胞膜的___________。 (5)脂類(lèi)單分子層的面積是細(xì)胞表面積的2倍，這說(shuō)明了______________。 解析：解本題的關(guān)鍵是從細(xì)胞膜的結(jié)構(gòu)和功能著手。細(xì)胞膜的基本骨架是磷脂雙分子層，所以細(xì)胞膜在空氣—水界面上鋪展成單分子層的面積是其膜面積的2倍。 答案：(1)核膜、線(xiàn)粒體膜、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜、高爾基體膜 (2)將紅細(xì)胞置于蒸餾水中使其滲透吸水而脹破 (3)血紅蛋白；容易與氧結(jié)合，也容易與氧分離；運(yùn)輸氧的功能 (4)磷脂；基本骨架 (5)磷脂在細(xì)胞膜中是雙分子層 誤點(diǎn)警示：本題給出一定的材料，通過(guò)對(duì)材料的分析，提取有用的信息來(lái)回答問(wèn)題。答題時(shí)，思路要清晰，力求聯(lián)系書(shū)本的知識(shí)點(diǎn)，用該知識(shí)點(diǎn)去解決問(wèn)題。 變式拓展 （5）科學(xué)家在制備較純凈的細(xì)胞膜時(shí)，一般不選用植物細(xì)胞，其原因是（ ） ①植物細(xì)胞細(xì)胞液中的有機(jī)酸會(huì)溶解膜結(jié)構(gòu) ②光學(xué)顯微鏡下觀(guān)察，植物細(xì)胞看不到細(xì)胞膜 ③植物細(xì)胞的細(xì)胞膜較薄 ④植物細(xì)胞有細(xì)胞壁，提取細(xì)胞膜的過(guò)程比較繁瑣 ⑤植物細(xì)胞內(nèi)會(huì)有其他膜結(jié)構(gòu)干擾 A．①④ B．②③ C．②⑤ D．④⑤ & 高考思維探究 【例6】(xx年廣東、河南高考試題) 物質(zhì)進(jìn)入細(xì)胞都要穿過(guò)細(xì)胞膜。不同物質(zhì)穿過(guò)細(xì)胞膜的方式不同，下列各圖表示在一定范圍內(nèi)細(xì)胞膜外物質(zhì)進(jìn)人細(xì)胞膜內(nèi)的三種不同情況。回答下列問(wèn)題： （1）據(jù)圖指出A、B、C所表示的物質(zhì)運(yùn)輸方式，A是 ，B是 ，C是 。 （2）上述三種運(yùn)輸方式中，哪一種加入呼吸抑制劑后曲線(xiàn)會(huì)發(fā)生什么變化?為什么? （3）乙醇、C02、氨基酸進(jìn)入細(xì)胞的方式分別是 、 、 。 解析：本題考查考生的圖文信息轉(zhuǎn)化能力，在物質(zhì)出入細(xì)胞的三種方式中，自由擴(kuò)散和協(xié)助擴(kuò)散屬被動(dòng)擴(kuò)散，主動(dòng)運(yùn)輸屬主動(dòng)擴(kuò)散。三者區(qū)別是： 擴(kuò)散方向 是否需要載體 是否耗能 自由擴(kuò)散 高濃度→低濃度 否 否 協(xié)助擴(kuò)散 高濃度→低濃度 需 否 主動(dòng)運(yùn)輸 高濃度→低濃度（主要） 低濃度→高濃度（也存在） 需 需 三圖明確各自橫坐標(biāo)和縱坐標(biāo)區(qū)別后，可得結(jié)論。 答案（1）自由擴(kuò)散 協(xié)助擴(kuò)散 主動(dòng)運(yùn)輸 （2）主動(dòng)運(yùn)輸 主動(dòng)運(yùn)輸需要呼吸作用提供能量 （3）自由擴(kuò)散 自由擴(kuò)散 主動(dòng)運(yùn)輸 誤點(diǎn)警示：圖文信息轉(zhuǎn)化的關(guān)鍵是了解坐標(biāo)與曲線(xiàn)間的關(guān)系，細(xì)胞內(nèi)外的濃度是解題題眼。但主動(dòng)運(yùn)輸不一定非要由低濃度到高濃度一側(cè)。 考向指南 本題考查學(xué)生對(duì)基礎(chǔ)知識(shí)的識(shí)記、理解和進(jìn)行知識(shí)遷移的能力，在學(xué)習(xí)過(guò)程中對(duì)基礎(chǔ)知識(shí)、基本概念進(jìn)行區(qū)別比較，理解后才記憶。考查學(xué)生對(duì)圖文信息的轉(zhuǎn)化能力是高考的一個(gè)方向。 變式拓展 （6）用呼吸抑制劑處理紅細(xì)胞，其對(duì)下列物質(zhì)吸收量顯著減少的一組是（ ） A、甘油、CO2 B、K+、氨基酸 C、O2、H2O D、甘油、脂肪酸 ?開(kāi)拓學(xué)習(xí)新視野 & 教材知識(shí)拓展 【課題研究】生物體內(nèi)的細(xì)胞代謝效率與物質(zhì)擴(kuò)散的速度有關(guān)。同種物質(zhì)雖然在細(xì)胞中擴(kuò)散的速度基本相同，但細(xì)胞大小不同，擴(kuò)散發(fā)生的快慢會(huì)有差異。有人設(shè)計(jì)了一種模型，用于研究這一問(wèn)題。 實(shí)驗(yàn)?zāi)康模海裕? 實(shí)驗(yàn)材料：（略） 實(shí)驗(yàn)步驟： a.用小刀將瓊脂塊（內(nèi)含酚酞）切成三塊邊長(zhǎng)分別為3cm、2cm和1cm的立方體； b.將以上三種瓊脂塊樣品，浸入0.1%NaOH溶液中，處理10分鐘； c.取出瓊脂塊樣品，吸干浮液后，分別將每一樣品切成兩半，觀(guān)察切面，測(cè)量每一切面上NaOH擴(kuò)散的深度，記錄結(jié)果并分析。 （1）請(qǐng)你為此研究擬定一個(gè)課題名稱(chēng) 。 （2）該研究中所用的細(xì)胞模型是 ，考慮在樣品中加入酚酞是為了檢測(cè)NaOH在瓊脂塊中的擴(kuò)散深度，原因是 。 （3）計(jì)算得出樣品相關(guān)數(shù)據(jù)如下表： 瓊脂塊樣品 表面積 （cm2） 體積 （cm3） 比值 （表面積：體積） 1號(hào)樣品 （3cm） 54 27 2：1 2號(hào)樣品 （2cm） 24 8 3：1 3號(hào)樣品 （1cm） 6 1 6：1 通過(guò)上表比值分析，你的結(jié)論是 ，據(jù)此推測(cè)三個(gè)樣品中NaOH擴(kuò)散深度依次為 。 （4）通常情況下，細(xì)胞邊長(zhǎng)小于0.1cm。根據(jù)上述模型研究，可以對(duì)細(xì)胞大小與物質(zhì)擴(kuò)散之間的關(guān)系作出合理解釋?zhuān)? 。 研析：本題是為了研究細(xì)胞代謝效率與物質(zhì)擴(kuò)散速度之間的關(guān)系，而細(xì)胞大小不同，物質(zhì)的擴(kuò)散速度也有差異。因此可以確定課題名稱(chēng)為：細(xì)胞大小與物質(zhì)擴(kuò)散快慢之間關(guān)系的研究。研究計(jì)劃及相關(guān)的數(shù)據(jù)題干中已顯示。實(shí)驗(yàn)步驟a中所用的邊長(zhǎng)不等的立方體其實(shí)就是細(xì)胞模型，分別把他們侵入等濃度的NaOH溶液中等時(shí)，利用 NaOH遇酚變紅色這一原理，在瓊脂塊中加入酚酞，這樣將瓊脂樣品切開(kāi)，會(huì)看到樣品紅色的程度，即可知NaOH擴(kuò)散的深度。對(duì)瓊脂樣品的相關(guān)數(shù)據(jù)表分析可知：細(xì)胞邊長(zhǎng)越小，則其表面積與體積之比越大，反之則越小。因此可推知，在三個(gè)樣品中，NaOH擴(kuò)散深度最深的應(yīng)為3號(hào)，其次為2號(hào)，最淺的為1號(hào)，也即可得出相應(yīng)的結(jié)論：細(xì)胞表面積與體積之比大，則物質(zhì)擴(kuò)散發(fā)生得快，細(xì)胞的代謝效率高。課題研究是近年高考的一個(gè)重點(diǎn)，主要考查學(xué)生科學(xué)研究的能力，試題的靈活性、開(kāi)放性較大，對(duì)學(xué)生的能力要求較高。研究性課題的實(shí)施過(guò)程包括：明確研究問(wèn)題、制定研究計(jì)劃、確定研究方法、實(shí)施研究計(jì)劃、統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)、得出結(jié)論、交流表達(dá)展示成果。 答案：（1）細(xì)胞大小與物質(zhì)擴(kuò)散快慢之間關(guān)系的研究；（2）不同大小的瓊脂塊，酚酞遇NaOH變紅色；（3）細(xì)胞邊長(zhǎng)越大，其表面積與體積之比越小 深度為3號(hào) >2號(hào)>1號(hào)；（4）當(dāng)細(xì)胞的邊長(zhǎng)為0.1cm左右時(shí)，表面積與體積之比較大，物質(zhì)擴(kuò)散發(fā)生得快，細(xì)胞的代謝效率高。 & 多彩生物漫步 細(xì)胞膜的主要功能 細(xì)胞膜對(duì)于細(xì)胞整個(gè)結(jié)構(gòu)的完整性以及細(xì)胞的正常生命活動(dòng)都是至關(guān)重要的。其功能概括起來(lái)有以下幾個(gè)方面。 （1）細(xì)胞的界膜這是細(xì)胞膜最重要的功能。無(wú)論是真核細(xì)胞還是原核細(xì)胞，都必定有一個(gè)由一定膜結(jié)構(gòu)形成的界膜，不然的話(huà)就不會(huì)有細(xì)胞存在。細(xì)胞膜的出現(xiàn)使生命起源到了細(xì)胞的形式，也保證了細(xì)胞生命活動(dòng)的正常進(jìn)行。細(xì)胞膜的出現(xiàn)使各種生物大分子集中到一個(gè)相對(duì)穩(wěn)定的微環(huán)境中，這樣有利于細(xì)胞的物質(zhì)和能量代謝，也有利于細(xì)胞的生長(zhǎng)發(fā)育。 （2）物質(zhì)的跨膜運(yùn)輸膜的存在使細(xì)胞成為一個(gè)相對(duì)獨(dú)立的系統(tǒng)，但細(xì)胞不是一個(gè)封閉的系統(tǒng)，細(xì)胞的生存、生長(zhǎng)和發(fā)育依賴(lài)于細(xì)胞內(nèi)外的物質(zhì)交流。膜對(duì)于物質(zhì)的運(yùn)輸具有選擇性，只有在需要時(shí)，物質(zhì)才會(huì)被運(yùn)轉(zhuǎn)。物質(zhì)既可以從濃度高的一側(cè)轉(zhuǎn)運(yùn)到濃度低的一側(cè)，也可以從濃度低的一側(cè)轉(zhuǎn)運(yùn)到濃度高的一側(cè)。前者屬被動(dòng)運(yùn)輸，不需要細(xì)胞提供代謝能量；后者屬主動(dòng)運(yùn)輸，需要細(xì)胞提供代謝能量。對(duì)于大分子的運(yùn)輸，細(xì)胞采用的是內(nèi)吞與外排的方式，通過(guò)將物質(zhì)包裹在囊泡中進(jìn)行轉(zhuǎn)運(yùn)。 （3）信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)膜上的某些蛋白屬于信號(hào)受體蛋白，這些蛋白與胞外信號(hào)分子相結(jié)合被激活，然后將信號(hào)轉(zhuǎn)入胞內(nèi)，再通過(guò)胞內(nèi)信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)分子沿信號(hào)通路傳遞，最終產(chǎn)生特定的生物學(xué)效應(yīng)。例如，某些信號(hào)分子激活細(xì)胞膜上的受體后，可促進(jìn)細(xì)胞增殖。 （4）胞間連接與通訊多細(xì)胞生物體內(nèi)，細(xì)胞通過(guò)細(xì)胞膜進(jìn)行細(xì)胞間的多種相互作用。動(dòng)物細(xì)胞間有多種連接方式，概括起來(lái)為：緊密連接、錨定連接和間隙連接，植物細(xì)胞間主要是通過(guò)細(xì)胞壁連接在一起。有些細(xì)胞連接方式主要是為細(xì)胞間的通訊提供結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)，如動(dòng)物細(xì)胞的間隙連接，在相鄰細(xì)胞間形成孔道結(jié)構(gòu)；植物細(xì)胞間的胞間連絲，也成為細(xì)胞間物質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)和信息交流的通道。 （5）胞間的識(shí)別識(shí)別是指細(xì)胞對(duì)同種或異種細(xì)胞、同源或異源細(xì)胞以及對(duì)自己或異己分子的認(rèn)識(shí)和鑒別。通過(guò)細(xì)胞表面受體與胞外信號(hào)分子的選擇性相互作用，導(dǎo)致一系列的生理生化反應(yīng)，從而實(shí)現(xiàn)信號(hào)傳遞。細(xì)胞識(shí)別是細(xì)胞發(fā)育和分化過(guò)程中一個(gè)十分重要的環(huán)節(jié)，細(xì)胞通過(guò)識(shí)別和黏著形成不同類(lèi)型的組織。 結(jié)合以上信息，請(qǐng)完成以下探究： 1、（多選）下列與細(xì)胞膜功能有關(guān)的是（ ） A、識(shí)別和分泌 B、排泄和免疫 C、內(nèi)吞和外排 D、支持和遺傳 2、科學(xué)家在研究鈉通過(guò)細(xì)胞膜的運(yùn)輸方式時(shí)，做了下述實(shí)驗(yàn)：先向槍烏賊神經(jīng)纖維里注入微量的放射性同位素24Na，不久可測(cè)得神經(jīng)纖維周?chē)芤褐写嬖?4Na。如果在神經(jīng)纖維膜外溶液中先后加入某藥物和ATP，測(cè)得周?chē)芤褐?4Na的量如下圖實(shí)線(xiàn)所示。據(jù)圖作出下列推斷，錯(cuò)誤的是 （ ） A．“某藥物”的作用機(jī)理是抑制細(xì)胞呼吸 B．若將縱坐標(biāo)改為“細(xì)胞內(nèi)24Na的量”，則對(duì)應(yīng)圖中虛線(xiàn)所示曲線(xiàn)（注入神經(jīng)纖維中24Na的總量為2.2） C．神經(jīng)纖維排出24Na需要消耗ATP，24Na通過(guò)細(xì)胞膜的方式是主動(dòng)運(yùn)輸 D．加入“某藥物”后，溶液中24Na的量不再增加，加入ATP后，細(xì)胞中24Na的量增加 ?優(yōu)化考題新演練 一、理解與應(yīng)用（共55分） 1．構(gòu)成細(xì)胞膜的基本骨架是（ ） A、蛋白質(zhì)分子 B、核酸雙分子層 C、脂肪分子 D、磷脂雙分子層 2．在下列物質(zhì)的離子和分子中，以自由擴(kuò)散方式轉(zhuǎn)移的是（ ） A、CO2、O2、H2O B、Na+、K+、Ca+ C、葡萄糖、氨基酸 D、尿素、氨基酸和甘油 3．關(guān)于細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)的“流動(dòng)鑲嵌模型”的下述論點(diǎn)中，揭示出不同的膜物質(zhì)分子之間排列關(guān)系的論述是（ ） A、磷脂排列成雙分子層 B、球蛋白分子覆蓋或鑲嵌于脂雙層 C、兩側(cè)膜物質(zhì)分子排列不對(duì)稱(chēng) D、膜物質(zhì)分子的運(yùn)動(dòng)使其有流動(dòng)性 4．細(xì)胞膜上與細(xì)胞的識(shí)別、免疫反應(yīng)、信息傳遞和血型決定有著密切關(guān)系的化學(xué)物質(zhì)是（ ） A、糖蛋白 B、磷脂 C、脂肪 D、核酸 5．蛋白質(zhì)是細(xì)胞膜的重要組成成分，下列能體現(xiàn)膜蛋白功能的是：（ ） A、細(xì)胞膜上的載體 B、A型血的人紅細(xì)胞表面的凝集原是A C、B型血的人血清中的有凝集素A D、甲狀腺細(xì)胞上接受促甲狀腺激素的受體 6．如果植物細(xì)胞膜由選擇透過(guò)膜變成了全透性膜，則細(xì)胞將（ ） A、縮小 B、膨脹 C、死亡 D、生長(zhǎng) 7．對(duì)細(xì)胞內(nèi)各種生物膜的結(jié)構(gòu)和組成的敘述錯(cuò)誤的是（ ） A、 主要由蛋白質(zhì)、脂類(lèi)和少數(shù)糖類(lèi)組成 B、 磷脂雙分子層是各種生物膜的基本骨架 C、不同生物膜上的蛋白質(zhì)的種類(lèi)和數(shù)量不同 D、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜上能生成高爾基體膜，說(shuō)明兩者化學(xué)組成完全相同 8．線(xiàn)粒體的外膜中的磷脂比內(nèi)膜高2倍～3倍，你認(rèn)為下列解釋中正確的是（ ） A、內(nèi)膜上蛋白質(zhì)分子多，占用空間大，所以磷脂含相對(duì)少 B、內(nèi)膜的磷脂分子只有一層，所以磷脂分子相對(duì)少 C、內(nèi)膜上有許多小孔，占用相當(dāng)大的空間，所以磷脂分子相對(duì)少 D、內(nèi)膜的磷脂分子被其它脂類(lèi)替代 9．下列特性與細(xì)胞壁的功能有關(guān)的是（ ） A、流動(dòng)性 B、保護(hù)性 C、選擇通過(guò)性 D、相對(duì)穩(wěn)定性 10．以下哪一項(xiàng)是主動(dòng)運(yùn)輸?shù)睦樱? ） A、CO2由細(xì)胞進(jìn)入血液 B、鈉在腎小管遠(yuǎn)端的重吸收 C、氧由肺泡進(jìn)入血液的運(yùn)動(dòng) D、肌纖維中氧的運(yùn)動(dòng) 11．水溶性指示劑（PI）能與核酸結(jié)合而使細(xì)胞核著色，可將其應(yīng)用于細(xì)胞死活的鑒別。細(xì)胞浸泡于一定濃度的PI中，僅有死亡細(xì)胞的核會(huì)被染色，但將PI注射到細(xì)胞中，則細(xì)胞核都會(huì)被著色，利用PI鑒別細(xì)胞死活的基本原理是： A、死細(xì)胞與活細(xì)胞的核酸結(jié)構(gòu)不同 B、死細(xì)胞與活細(xì)胞的核酸含量不同 C、死細(xì)胞能分解染色劑PI D、活細(xì)胞的細(xì)胞膜阻止PI的進(jìn)入 12．細(xì)胞膜脂質(zhì)雙分子層中，鑲嵌蛋白質(zhì)分子分布在（ ） A、僅在表面 B、僅在兩層之間 C、僅在內(nèi)表面與外表面 D、兩層之間、內(nèi)表面與外表面都有 二、拓展與創(chuàng)新（共35分） A B 13．右圖表示細(xì)胞膜的亞顯微結(jié)構(gòu)，根據(jù)圖回答： （1）圖中的A是 ，B是 。 （2）細(xì)胞膜的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是 。 （3）細(xì)胞膜的生理特性是 。 （4）細(xì)胞膜的基本功能是 。 （5）細(xì)胞識(shí)別、物質(zhì)的跨膜運(yùn)動(dòng)等與圖中什么有關(guān)？ 14．根據(jù)細(xì)胞膜的結(jié)構(gòu)和功能特點(diǎn)，分析回答下列問(wèn)題： （1）1985年Orerton在研究各種未受精卵細(xì)胞的透性時(shí)，發(fā)現(xiàn)脂溶性物質(zhì)容易透過(guò)細(xì)胞膜，不溶于脂類(lèi)的物質(zhì)透過(guò)細(xì)胞膜十分困難。這表明組成細(xì)胞的主要成分中有 。 （2）有實(shí)驗(yàn)表明，將兩種不同的海綿動(dòng)物的細(xì)胞分散成單個(gè)的，然后將這些細(xì)胞摻在一起混合培養(yǎng)，發(fā)現(xiàn)只有同種的細(xì)胞才能結(jié)合，在這細(xì)胞識(shí)別過(guò)程中,起作用的是細(xì)胞膜上的__________。 （3）1925年Gorter Grendel用丙酮提取細(xì)胞膜的脂,并將它在空氣--水界面上展開(kāi)時(shí),這個(gè)單層分子的面積相當(dāng)于原來(lái)細(xì)胞表面積的兩倍,由此可以認(rèn)為細(xì)胞膜由_____組成。如單層脂分子的面積為S,則該細(xì)胞表面積為_(kāi)________。 （4）科學(xué)家在研究鈉通過(guò)細(xì)胞膜的運(yùn)輸方式時(shí)，做了下述實(shí)驗(yàn)：先向槍烏賊神經(jīng)纖維內(nèi)注入微量的放射性同位素24Na,不久可測(cè)得神經(jīng)纖維周?chē)芤褐写嬖?4Na。如果在神經(jīng)纖維周?chē)芤褐屑尤胍种泼富顒?dòng)的藥物，則24Na外流迅速停止。當(dāng)向神經(jīng)纖維內(nèi)注射新鮮ATP（能量）時(shí)，24Na又重新透出，直到ATP用完。以上實(shí)驗(yàn)證明：24Na通過(guò)神經(jīng)纖維內(nèi)注射新鮮ATP（能量）時(shí)，24Na又重新透出，直到ATP用完。以上實(shí)驗(yàn)證明：24Na通過(guò)神經(jīng)纖維膜的方式是 ，原因是 。被抑制的酶是催化 的酶。 三、綜合與探究（共10分） 15．生物學(xué)家做了下列實(shí)驗(yàn)：①用紅色熒光染料標(biāo)記人細(xì)胞膜上的蛋白質(zhì)；②用綠色熒光染料標(biāo)記鼠細(xì)胞膜上的抗原；③把人和鼠的細(xì)胞融合為一，此細(xì)胞一半發(fā)紅色熒光，另一半發(fā)綠色熒光。然后把此細(xì)胞在37℃下培養(yǎng)40分鐘，再檢查，兩種顏色的熒光均勻分布在整個(gè)細(xì)胞表面。根據(jù)上述實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象回答下列問(wèn)題： 人 細(xì)胞 鼠 細(xì)胞 融合細(xì)胞 融合細(xì)胞 促融劑 37℃ 40min 人抗原 小鼠抗原 （1）人和鼠的細(xì)胞能夠融合為一體，是因?yàn)槠浼?xì)胞膜的基本結(jié)構(gòu)是 。 （2）上述細(xì)胞表面的兩類(lèi)熒光染料最終呈均勻分布狀態(tài)，這是由于細(xì)胞具有 的結(jié)果。 （3）這個(gè)實(shí)驗(yàn)證明構(gòu)成細(xì)胞膜的 分子和 分子大都是可以 的，不是靜止固定的。 （4）人和鼠細(xì)胞膜表面的抗原屬于構(gòu)成膜結(jié)構(gòu)的 。 答案與解析研讀 【變式拓展】 （1）A （2）D（提示：生物膜的生理功能是選擇透過(guò)性。） （3）B （4）B（提示：糖被有識(shí)別功能） （5）D （6）B（提示：主動(dòng)運(yùn)輸需消耗呼吸作用產(chǎn)生的能量） 【多彩生物漫步】 1．ABC 2．D 創(chuàng)新訓(xùn)練 1．D，解析：磷脂雙分子層構(gòu)成了細(xì)胞膜的基本骨架。 2．A，解析：CO2、O2、H2O、尿素和甘油自由擴(kuò)散方式轉(zhuǎn)移而Na+、K+、Ca+ 、葡萄糖、氨基酸以主動(dòng)運(yùn)輸?shù)姆绞睫D(zhuǎn)移。 3．D，解析：組成細(xì)胞膜的蛋白質(zhì)分子和磷脂分子都可以運(yùn)動(dòng)，使其有一定的流動(dòng)性。 4．A，解析：細(xì)胞膜上與細(xì)胞的識(shí)別、免疫反應(yīng)、信息傳遞和血型決定有著密切關(guān)系的化學(xué)物質(zhì)是糖蛋白。 5．ABD，解析：凝集素存在于血清中，不屬于膜蛋白。 6．C，解析：細(xì)胞膜的選擇透過(guò)性失去，則細(xì)胞內(nèi)的生命物質(zhì)可以流出，細(xì)胞不需要的外界物質(zhì)也可流進(jìn)，細(xì)胞將死亡。 7．D，解析：內(nèi)質(zhì)網(wǎng)與高爾基體是兩種不同的細(xì)胞器，因此兩者的化學(xué)組成不可能完全相同。 8．A，解析：從上述材料中可以看出內(nèi)膜上的蛋白質(zhì)比外膜上的多，占去空間大，所以磷脂雙分子所占的比例就小，磷脂的含也就雙外膜少。 9．B，解析：變形蟲(chóng)的任何部位都能伸出偽足，人體內(nèi)的一些白細(xì)胞可以吞噬病菌和異物，說(shuō)明細(xì)胞膜具有一定的流動(dòng)性。 10．B，解析：CO2由細(xì)胞進(jìn)入血液、氧由肺泡進(jìn)入血液的運(yùn)動(dòng) 、肌纖維中氧的運(yùn)動(dòng)是自由擴(kuò)散，而鈉在腎小管遠(yuǎn)端的重吸收，是主動(dòng)運(yùn)輸，需消耗能量。 11．D、解析：活細(xì)胞的細(xì)胞膜具有選擇透過(guò)性。 12．D，解析：細(xì)胞膜脂質(zhì)雙分子層中，鑲嵌蛋白質(zhì)分子在磷脂雙分子層之間、內(nèi)表面與外表面都有。 13．（1）蛋白質(zhì) 磷脂 （2）一定的流動(dòng)性 （3）選擇透過(guò)性 （4）保護(hù)和控制物質(zhì)出入細(xì)胞 （5）A 14．（1）脂類(lèi)物質(zhì) （2）糖蛋白質(zhì) （3）２層脂分子