生物膜系统：

1、概念：细胞膜、核膜以及各种细胞器膜在组成成分和结构上很相似，在结构和功能上紧密联系，共同构成了细胞的生物膜系统。
2、作用：使细胞具有稳定内部环境物质运输、能量转换、信息传递为各种酶提供大量附着位点，是许多生化反应的场所把各种细胞器分隔开，保证生命活动高效、有序进行。
分泌蛋白和细胞内蛋白的比较：

		分泌蛋白	细胞内蛋白
不同点	作用部位	分泌到细胞外起作用	细胞内起作用
	合成部位	内质网上的核糖体	游离的核糖体
	举例	抗体、消化酶和一些激素	有氧呼吸酶、光合作用酶等
相同点		基本单位都是氨基酸，都是细胞内合成的；需要核糖体、内质网、高尔基体、线粒体等细胞器参与合成

知识点拨：

 2．各种生物膜在化学组成上的联系
(1)相似性：各种生物膜在化学组成上大致相同，都主要由脂质和蛋白质组成。
(2)差异性：不同生物膜的功能不同，组成成分的含量有差异，如代谢旺盛的生物膜（如线粒体内膜）蛋白质含量高；与细胞识别有关的细胞膜糖类含餐高。
3．在结构上的联系
(1)各种生物膜在结构上大致相同，都是由磷脂双分子层构成基本骨架，蛋白质分子分布其中，具有一定的流动性。
(2)在结构上具有一定的连续性：

 4．生物膜系统的功能

知识拓展：

1、分泌蛋白的合成、运输与分泌

 2、在分泌蛋白的加工、运输过程中，内质网、高尔基体和细胞膜的膜面积变化情况如下：内质网膜面积减少，高尔基体不变，细胞膜增多。

例如（1）腺泡细胞将蛋白分泌出细胞是通过胞吐的方式实现的，分泌蛋白首先在核糖体上合成，然后经内质网和高尔基体加工，最后分泌到细胞外，这一过程需要能量，不需要细胞膜上的载体。
（2）单克隆抗体是分泌蛋白，需要经过内质网、高尔基体加工，通过细胞膜分泌到细胞外；有氧呼吸过程中O₂与[H]结合生成H₂O是在线粒体内膜上进行的；细胞借助细胞膜完成与外界的物质与能量的交换；遗传信息转录成mRNA在细胞核、线粒体、叶绿体内进行，该过程与生物膜无关。
例下列有关生物膜系统的说法正确的是(   )
A．细胞膜、叶绿体的内膜与外膜、内质网膜与小肠黏膜都属于生物膜系统
B．所有的酶都在生物膜上，没有生物膜生物就无法进行各种代谢活动
C．生物膜的组成成分和结构都是一样的，在结构和功能上紧密联系
D．细胞内的生物膜把各种细胞器分隔开，使细胞内的化学反应不会互相干扰
答案D

细胞核的结构与功能：

1．分布：除植物成熟筛管细胞和哺乳动物成熟红细胞外，真核细胞都有细胞核。
2．细胞核的结构
 
核膜——是选择透过性膜，但不是半透膜。
染色质——DNA+蛋白质，染色质和染色体是细胞中同一种物质和不同时期的两种形态功能。
核孔——核质之间进行物质交换的孔道。
细胞是一个有机的统一整体：

1．从结构上看
(1)细胞核与细胞质通过核孔可以相互沟通。
(2)核膜、细胞器膜与细胞膜相互连接构成细胞完整的生物膜系统。
(3)内质网膜、高尔基体膜、细胞膜可通过具有膜的小泡相互转化。
2．从功能上看：细胞各部分相互联系、分工合作、协调一致地完成各项生命活动。细胞只有保持结构完整性才能完成正常的生命活动。
3．从调控上看：细胞核是遗传物质储存和复制的主要场所，是细胞遗传特性和代谢活动的控制中心。但细胞核所需的营养物质及能量都来自细胞质，二者相互依存，不可分割。
4．与外界的联系——不断地与外界进行物质交换和能量转换，与外界环境形成一个统一的整体。
知识拓展：

1、核膜与核孔都具有选择透过性，核膜也具有一定的流动性。
2、核孔的数量、核仁的大小与细胞代谢有关，代谢旺盛、蛋白质合成量大的细胞，核孔数量多，核仁较大。
3、不进行分裂的细胞染色后只看到染色质而看不到染色体。
例  以下关于细胞核结构与功能的叙述，正确的是(  )
A．核内存在易被碱性染料染成深色的物质
B．在不同的细胞内，核仁的大小和数量相同
C．核膜是单层膜，把核内物质与细胞质分开
D、核孑L是包括DNA在内的大分子物质任意通过的通道
答案A

细胞是一个有机的统一整体：

1、细胞主要由细胞膜、细胞质和细胞核组成，是生命活动的基本单位。
2、细胞能够正常完成各项生命活动的前提条件是细胞保持完整性。
3、植物细胞和动物细胞的区别是有液泡和细胞壁，动物细胞有中心体。植物细胞有叶绿体。
4、植物细胞的外面还有一层细胞壁，化学成分是纤维素和果胶。
5、植物细胞壁的功能是支持和保护的作用。
6、最能体现细胞与细胞之间功能差异的是：细胞器的种类和数量。
（1）细胞膜的结构：
①细胞膜主要成分：脂质和蛋白质，还有少量糖类；
②细胞膜成分特点：脂质中磷脂最丰富，功能越复杂的细胞膜，蛋白质种类和数量越多。
③欧文顿得出的结论是：细胞膜是由脂质组成的。科学家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的面积是红细胞表面积的2倍，得出的结论是：细胞膜中的脂质分子排列为连续的两层。科学家用发绿色荧光和红色荧光的染料标记小鼠细胞和人细胞表面的蛋白质分子，然后将两种细胞融合，得出的结论是：细胞膜具有流动性。
（2）细胞膜的功能：
①将细胞与环境分隔开，保证细胞内部环境的相对稳定；
②控制物质出入细胞；
③进行细胞间信息交流。
（3）细胞器的结构和功能：
细胞质基质富含水、无机盐、脂质、糖类、氨基酸、核苷酸和多种酶等，为细胞进行各种生理活动提供必需的物质条件，同时也可在其内进行多种化学反应，因此它是活细胞进行新陈代谢的主要场所。值得注意的是，细胞质基质中不含有DNA，而是含有RNA。
分泌蛋白的过程：

（4）细胞核的结构和功能：
①细胞核的结构：核膜、核仁、染色质核膜——是选择透过性膜，但不是半透膜。
染色质——DNA+蛋白质。
染色质和染色体是细胞中同一种物质和不同时期的两种形态功能。
核孔——核质之间进行物质交换的孔道。
②细胞核的功能：细胞核是遗传物质储存和复制的场所，是细胞遗传特性和细胞代谢活动的控制中心。细胞核在生命活动中起着决定作用。
（5）血细胞和血红蛋白：机体缺铁时，血红蛋白的合成量会减少；成熟红细胞中没有血红蛋白mRNA的合成；血红蛋白基因突变可导致镰刀型细胞贫血症。
血细胞的组成：红细胞和淋巴细胞
（6）神经细胞即神经元和神经胶质细胞胶质细胞的主要功能：
①支持作用；②绝缘作用；③屏障作用；④营养性作用；⑤修复和再生作用；⑥维持神经元周围的K⁺平衡；⑦摄取神经递质。
神经元的基本结构：可分为细胞体和突起两部分。胞体包括细胞膜、细胞质和细胞核；突起由胞体发出，分为树突（dendrite）和轴突（axon）两种。树突较多，粗而短，反复分支，逐渐变细；轴突一般只有一条，细长而均匀，中途分支较少，末端则形成许多分支，每个分支末梢部分膨大呈球状，称为突触小体。
（7）含核糖体和高尔基体均较多的细胞：胰腺细胞。
（8）动物细胞和植物细胞结构区别是植物细胞有细胞壁。由果胶和纤维素组成的，具有保护和支持的作用。动物细胞有中心体，是有丝分裂过程中的重要细胞器。

知识拓展：

细胞核和细胞质都不能单独成活。
1、细胞核不能脱离细胞质而独立生存，这是因为细胞核进行生命活动时所需的物质和能量均由细胞质提供，如几乎不含细胞质的精子寿命很短。
2、无核的细胞质也不能长期生存，这是由细胞的功能决定的。如哺乳动物成熟的红细胞无细胞核，其寿命较短。

物质跨膜运输的方式：

1、被动运输：物质进出细胞是顺浓度梯度的扩散，叫做被动运输，包括自由扩散和协助扩散。
（1）自由扩散：物质通过简单的扩散进出细胞的方式。(如：O₂)
（2）协助扩散：进出细胞的物质借助载蛋白的扩散方式。(葡萄糖进出细胞的方式)
2、主动运输：有能量消耗，并且需要有载体的帮助进出细胞的方式。(小分子物质、离子)
3、胞吞和胞吐：大分子颗粒物质进出细胞的方式。
物质进出细胞方式的比较：

1、小分子和离子进出细胞的方式

物质出入细胞的方式	被动运输		主动运输
	自由扩散	协助扩散
运输方向	高浓度到低浓度	高浓度到低浓度	低浓度到高浓度
是否需要载体	不需要	需要	需要
是否消耗能量	不消耗	不消耗	消耗
举例	O2、CO2、H2O、甘油乙醇、苯等出入细胞	红细胞吸收葡萄糖	小肠吸收葡萄糖、氨基酸、无机盐等

2、大分子物质和颗粒进出细胞的方式
 

(2)结构基础：细胞膜的流动性。
(3)条件：二者都需要消耗能量。
易错点拨：

1、上表中“高浓度”“低浓度”是指运输的离子或小分子本身的浓度，而不是它们所处溶液的浓度。
2、被动运输的动力来自于细胞内外物质的浓度差，主动运输的动力来自ATP。
3、胞吞和胞吐进行的结构基础是细胞膜的流动性。胞吞和胞吐与主动运输一样也需要能量供应，如果分泌细胞中的ATP合成受阻，则胞吐不能继续进行。
4、载体是细胞膜上的一种蛋白质，不同物质分子的运输载体不同，即载体具有专一性，不同生物细胞膜上的载体的种类和数目不同。
5、在低浓度时，物质通过细胞膜的速度，协助扩散要比自由扩散快得多，这是由于细胞膜上有载体蛋白能与特定的物质结合。
6、主动运输能够保证细胞按照生命活动的需要，主动地选择吸收所需要的物质，排出代谢所产生的废物和对细胞有害的物质，是一种对生命活动来说最重要的物质运输方式。
7、抑制某载体蛋白活性，则只会导致以该载体蛋白转运的物质运输停止，对其他物质运输不影响。
8、若抑制呼吸作用，所有以主动运输跨膜的物质运输都会受到抑制。

知识拓展：

一、影响物质跨膜运输的因素
1.自由扩散中物质运输速率和浓度梯度的关系
 
(1)甲图中物质从浓度高的一侧通过细胞膜向浓度低的一侧转运，不消耗能量也不需载体协助，所以此图是指物质通过细胞膜时的自由扩散过程。
(2)可以预测，甲图中随着细胞膜外物质浓度的降低，自由扩散的速率会越来越慢。
(3)甲图中箭头表示当细胞外物质的浓度高于细胞内时的物质转运方向。
(4)乙图表示物质的运输速率与物质浓度差呈正比关系，说明自由扩散过程只受物质浓度差的影响。

2．协助扩散中物质运输速率和浓度梯度的关系
 
(1)A图代表协助扩散过程，物质从高浓度向低浓度转运，不消耗能量，但需要载体蛋白协助。
(2)可以预测，A图中物质转运速率会受细胞膜上载体蛋白的制约，如B图ab段，即物质浓度再大，物质运输速率也不再增加。
(3)B图Oa段随浓度的升高，物质运输速率逐渐加快，说明此段的限制因素是物质浓度梯度，而载体蛋白是充足的。

 3．主动运输中物质的运输速率与氧分压的关系

(1)由A图可判断为主动运输，因为此物质的运输是由低浓度到高浓度，并且需要能量和载体蛋白。
(2)B图中，a点表示氧气浓度为零时，也可发生主动运输（所需能量来自无氧呼吸）；ab段表示随氧分压的升高，物质运输速率逐渐增加，此时，限制物质运输速率的直接因素是能量；bc段随氧分压的升高，物质运输速率不再增加，此时限制物质运输速率的直接因素是细胞膜上载体蛋白的数量。
(3)由C图可知，主动运输中物质运输的方式既可逆浓度梯度，也可顺浓度梯度。

二、物质跨膜运输层数的分析判断
1．物质在细胞内不同细胞器之间的跨膜分析
(1)线粒体与叶绿体之间的跨膜 O₂ 由产生场所到利用场所共跨4层膜。
(2)分泌蛋白形成过程中的跨膜问题
①内质网上核糖体合成肽链后，肽链直接进入内质网中加工，不跨膜；
②蛋白质在内质网中完成初步加工后，经“出芽”形成囊泡与高尔基体融合，不跨膜；
③高尔基体对蛋白质进一步加工后，成熟蛋白也以囊泡形式分泌，并与细胞膜融合，以胞吐方式分泌出细胞，整个过程均不跨膜。
2．血浆、组织液等内环境与细胞之间的跨膜分析
(1)几种由单层细胞形成的结构人体中有很多由单层细胞构成的管状或泡状结构，如毛细血管、毛细淋巴管、小肠绒毛、肺泡、肾小球和肾小管等，这些非常薄的结构有利于物质交换，物质透过这些管壁或泡壁时，要经过两层细胞膜。
(2)物质由血浆进入组织液的跨膜葡萄糖、氧气等物质从血浆进入组织液，经过组织处的毛细血管，至少要跨毛细血管壁（一层上皮细胞，共2层细胞膜）。
(3)物质由组织液进入细胞的跨膜物质由组织液进入细胞的跨膜，要分析该物质具体在细胞中被利用的场所，然后计算出跨膜层数。如葡萄糖利用的场所是细胞质基质，因此组织液中的葡萄糖只跨 1层膜，进入细胞质基质即被利用。氧气利用的场所在线粒体内膜上，它要跨3层膜，进入线粒体中被利用。
3．体外环境与血浆之间的跨膜分析
(l)物质由体外环境（肺泡、小肠等）进入血浆，至少要跨1层上皮细胞和1层毛细血管壁细胞，即要跨4层膜，才能进入到血浆中。
(2)物质进入血浆后，由循环系统转运到全身各处，该过程不是跨膜。

例   外界空气中0：进人人体细胞中被利用，至少要穿过的生物膜层数是(   )
A．5层  B．10层  C．11层  D．12层
思路点拨：氧气经过肺泡壁细胞（2层膜）+肺部毛细血管壁细胞（2层膜）+红细胞进和出（2层膜）+组织处毛细血管壁细胞（2层膜）+组织细胞膜（1层膜）+线粒体（2层膜） =11层。答案C

生物膜结构的探索历程：

1、19世纪末，欧文顿发现凡是可以溶于脂质的物质，比不能溶于脂质的物质更容易通过细胞膜进入细胞，于是他提出：膜是由脂质组成的。
2、20世纪初，科学家第一次将膜从哺乳动物的红细胞中分离出来，化学分析表明，膜的主要成分是脂质和蛋白质。
3、1925年，两位荷兰科学家用丙酮从人的红细胞中提取脂质，在空气一水界面上铺展成单分子层，测得单分子层的面积恰为红细胞表面积的2倍。由此他们得出的结论是细胞膜中的脂质分子排列为连续的两层。
4、1959年，罗伯特森在电镜下看到了细胞膜清晰的暗一亮一暗的三层结构，并大胆地提出生物膜的模型是所有的生物膜都由蛋白质--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，他把生物膜描述为静态的统一结构。
5、1970年，科学家用荧光标记的小鼠细胞和人细胞融合的实验，以及相关的其他实验证据表明细胞膜具有流动性。
6、1972年，桑格和尼克森提出的为流动镶嵌模型大多数人所接受。

生物膜的流动镶嵌模型：

1、生物膜的流动镶嵌模型图解：
 

①糖蛋白（糖被）：细胞识别、保护、润滑、免疫等。
②蛋白质分子：膜功能的主要承担着。
③磷脂双分子层：构成膜的基本支架。
2、基本内容
(1)脂质：构成细胞膜的主要成分是磷脂，磷脂双分子层构成膜的基本骨架。
①磷脂分子的状态：亲水的“头部”排在外侧，疏水的“尾部”排在内侧。
②结构特点：一定的流动性。
(2)蛋白质：膜的功能主要由蛋白质承担，功能越复杂的细胞膜，其蛋白质的含量越高，种类越多。
①蛋白质的位置：有三种。镶在磷脂双分子层表面；嵌入磷脂双分子层；贡穿于磷脂双分子层。
②种类： a．有的与糖类结合，形成糖被，有识别、保护、润滑等作用。 b．有的起载体作用，参与主动运输过程，控制物质进出细胞。 c．有的是酶，起催化化学反应的作用。
(3)特殊结构——糖被
①位置：细胞膜的外表。
②本质：细胞膜上的蛋白质与糖类结合形成的糖蛋白。
③作用：与细胞表面的识别有关；在消化道和呼吸道上皮细胞表面的还有保护和润滑作用。
(4) 细胞膜的特征：
①结构特征：具有一定的流动性。
②功能特征：具有选择透过性。
细胞膜的流动性与选择透过性的区分方法：

1．结构特点：具有一定的流动性。
（1）原因：膜结构中的蛋白质分子和脂质分子是可以运动的。
（2）表现：变形虫的变形运动、细胞融合、胞吞、胞吐及载体对相应物质的转运等。
（3）影响因素：主要受温度影响，适当温度范围内，随外界温度升高，膜的流动性增强，但温度超过一定范围，则导致膜的破坏。
2．功能特性：具有选择透过性。
（1）表现：植物根对矿质元素的选择性吸收，神经细胞对K⁺的吸收和对Na⁺的排出，肾小管的重吸收和分泌，小肠的吸收等。
（2）原因：遗传性决定载体种类、数量决定选择性。
3．二者的区别与联系
（1）区别：流动性是细胞膜结构方面的特性，选择透过性体现了细胞功能方面的特性，主动运输能充分说明选择透过性。
（2）联系：细胞膜的流动性是表现其选择透过性的结构基础。因为只有细胞膜具有流动性，细胞才能完成其各项生理功能，才能表现出选择透过性。相反，如果细胞膜失去了选择透过性，细胞可能已经死亡了。
易错点拨：

1、位于细胞膜外侧面的糖蛋白形成糖被，它是识别图中细胞膜内外侧的标志。
2、载体蛋白属于嵌入或贯穿磷脂双分子层的蛋白质。载体具有饱和现象，当细胞膜上的载体全部参与物质的运输时，细胞吸收该物质的速度不再随物质的浓度增大而增大。
3、磷脂双分子层数、生物膜层数与磷脂分子层数：磷脂双分子层数=生物膜层数=磷脂分子层数的一半 。

例  血浆中的1个葡萄糖分子进入组织细胞被彻底氧化分解，需要穿过几层磷脂分子(   )
A．5层  B．3层   C.6层   D．4层
思路点拨：葡萄糖首先要穿过毛细血管壁进入组织液，至少要跨毛细血管壁的一层上皮细胞，即穿过2层细胞膜，再进入组织细胞共穿过3层细胞膜，生物膜都是由磷脂双分子构成，故本题穿越的磷脂分子层数是6。答案C