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

细胞的分化及其意义:

1、细胞的分化的概念：在个体发育中，相同细胞的后代，在形态、结构和生理功能上发生稳定性差异的过程。
2、细胞分化的基础和实质
(1)分化的基础：每个细胞都含有一套与受精卵完全相同的染色体，即携带有本物种的全部遗传信息。
(2)分化的实质：是在遗传物质的控制下合成特异性蛋白质的过程，即基因的选择性表达。
3、细胞分化的过程
（1）从细胞水平分析：细胞形态、结构和功能改变的结果。
（2）从亚显微结构水平分析：细胞器的数目及细胞质基质成分和功能改变的结果。
（3）从分子水平分析
①蛋白质角度：蛋白质种类、数量、功能改变的结果。
②基因角度：基因选择性表达的结果，这是细胞分化的根本原因。
4、细胞分化的特点
（1）持久性：细胞分化贯穿于生物体整个生命历程中，在胚胎期达到最大限度。
（2）不可逆性：一般来说，分化了的细胞将一直保持分化后的状态，直到死亡。
（3）普遍性：是生物界中普遍存在的生命现象，是生物个体发育的基础。
（4）遗传物质不变性：细胞分化是伴随着细胞分裂进行的，亲代与子代细胞的形态、结构或功能发生改变，但细胞内的遗传物质却不变。
5、细胞分化的结果：形成形态、结构和功能不同的组织和器官。
6、细胞分化的意义
（1）细胞分化是生物界普遍存在的生命现象，是生物个体发育的基础。
(2)细胞分化使多细胞生物体内的细胞趋向专门化，有利于提高各种生物功能的效率。

 

细胞增殖与细胞分化的区别分析：

	细胞增殖	细胞分化
细胞变化	数量增多	细胞形态、结构、生埋功能发生了稳定性差异，且这种差异是不可逆转的
发生时间	从受精卵开始，有些部位的细胞终生保持分裂能力，有的细胞发育到一定时期停止分裂	持久性变化，胚胎时期达最大限度
在个体发育中的意义	保持了亲代和子代间遗传物质的稳定性	没有细胞分化，生物体不能进行正常发育

细胞分化与细胞全能性的区别与联系：

	细胞分化	细胞全能性
原理	细胞内基因的选择性表达	含本物种全套遗传物质
特点	持久性、不可逆性、普遍性	①高度分化的植物体细胞表达全能性需要一定的条件；②动物已分化的体细胞的全能性受到限制，但细胞核仍具有全能性
结果	形成形态、结构、生理功能不同的细胞	形成新个体
大小比较	细胞分化程度有高低之分，如体细胞>生殖细胞>受精卵	细胞全能性有大小之分，如受精卵>生殖细胞>体细胞
关系		①两者的遗传物质都不发生变化 ②细胞的分化程度越高，全能性越小

知识点拨：

1、过程：受精卵→增殖为多细胞→分化为组织、器官、系统→发育为生物体
2、细胞分化程度由高至低的顺序是神经组织干细胞、骨髓造血干细胞、胚胎干细胞；造血干细胞还有可能分化成为其他组织的细胞，说明动物细胞也可能具有全能性，因为每个细胞都是由受精卵发育而来的，都具有全套的遗传物质。人们对干细胞的研究，可以对某些疾病进行治疗，可以进行医学上的组织修复，还可以帮助人们了解细胞的分化机制。

知识拓展：

1、细胞的分裂是细胞分化的基础。细胞的分裂与分化往往是相伴相随的，随着细胞分化程度的加深，细胞的分裂能力逐渐下降。
2、细胞分裂结束后，细胞生活有三种状态：一是继续分裂增殖，如根尖分生区细胞；二是暂不分裂增殖，如植株上受顶芽抑制的侧芽细胞；三是不再进入细胞周期而发生分化，如人体的红细胞、神经细胞等。 3、判断细胞全能性的表达与细胞分化的依据是二者的终点不同，细胞分化的终点是组织、器官；细胞全能性表达的终点是完整个体。
4、植物细胞的全能性易表现，动物细胞的全能性受限制，但动物细胞的细胞核仍具有全能性。
5、细胞全能性高低与分化的关系：细胞全能性高低与分化程度成负相关，分化程度越大，全能性越低。
6、管家基因与奢侈基因
（1）管家基因指所有细胞均要表达的一类基因，其产物是维持细胞基本生命活动所必需的，如呼吸酶基因。
（2）奢侈基因是指不同类型细胞特异性表达的基因，其严物赋予不同细胞特异的生理功能，如血红蛋白基因、胰岛素基因。

病毒：

1、病毒：（virus)是由一个核酸分子（DNA或RNA）与蛋白质构成的非细胞形态的靠寄生生活的生命体。
2、结构：病毒是比细菌还小、没有细胞结构、只能在细胞中增殖的微生物。由蛋白质和核酸组成。多数要用电子显微镜才能观察到。
3、其主要特点是：
①形体极其微小，一般都能通过细菌滤器，因此病毒原叫“滤过性病毒”，必须在电子显微镜下才能观察。 　　
②没有细胞构造，其主要成分仅为核酸和蛋白质两种，故又称“分子生物”； 　　
③每一种病毒只含一种核酸，不是DNA就是RNA。 　　
④既无产能酶系，也无蛋白质和核酸合成酶系，只能利用宿主活细胞内现成代谢系统合成自身的核酸和蛋白质成分。 　　
⑤以核酸和蛋白质等“元件”的装配实现其大量繁殖。 　　
⑥在离体条件下，能以无生命的生物大分子状态存在，并长期保持其侵染活力。 　　
⑦对一般抗生素不敏感，但对干扰素敏感。 　　
⑧有些病毒的核酸还能整合到宿主的基因组中，并诱发潜伏性感染。
4、病毒的分类：
（1）从遗传物质分类：DNA病毒、RNA病毒、蛋白质病毒（如：朊病毒） 　　
（2）从病毒结构分类：真病毒（Euvirus，简称病毒）和亚病毒（Subvirus，包括类病毒、拟病毒、朊病毒） 　　（3）从寄主类型分类：噬菌体（细菌病毒）、植物病毒（如烟草花叶病毒）、动物病毒（如禽流感病毒、天花病毒、HⅣ等） 　　
（4）从性质来分：温和病毒（HⅣ）、烈性病毒（狂犬病毒）。
5、病毒的形态：⑴球状病毒；⑵杆状病毒；⑶砖形病毒；⑷冠状病毒；⑸丝状病毒 ⑹链状病毒；⑺有包膜的球状病毒；⑻具有球状头部的病毒；⑼封于包含体内的昆虫病毒。
知识拓展：

1、病毒的复制过程叫做复制周期，其大致可分为连续的五个阶段：吸附、侵入、增殖、成熟（装配）、裂解（释放）。
2、主要危害：
致瘤作用：有病毒内部构造一些病毒能诱发良性肿瘤，如痘病毒科的兔纤维瘤病毒、人传染性软疣病毒和乳多泡病毒科的乳头瘤病毒；另有一些能诱发恶性肿瘤，按其核酸种类可分为DNA肿瘤病毒和RNA肿瘤病毒。
3、生物病毒的好处：
（1）噬菌体可以作为防治某些疾病的特效药，例如烧伤病人在患处涂抹绿浓杆菌噬菌体稀释液 　　
（2）在细胞工程中，某些病毒可以作为细胞融合的助融剂，例如仙台病毒 　　
（3）在基因工程中，病毒可以作为目的基因的载体，使之被拼接在目标细胞的染色体上 　　
（4）在专一的细菌培养基中添加的病毒可以除杂 　　
（5）病毒可以作为精确制导药物的载体 　
（6）病毒可以作为特效杀虫剂 　　
（7）病毒还在生物圈的物质循环和能量交流中起到关键作用． 　
（8）病毒还可以用来治疗疾病，比如癌症

动物细胞培养：

1、动物细胞的培养：动物细胞培养就是从动物机体中取出相关的组织，将它分散成单个细胞，然后放在适宜的培养基中，让这些细胞生长和繁殖。
2、动物细胞培养液的成分：葡萄糖、氨基酸、促生长因子、无机盐、微量元素等。
3、动物细胞培养液的特点：液体培养基含动物血清。
4、动物细胞培养需要满足以下条件
(1)充足的营养供给——微量元素、无机盐、糖类、氨基酸、促生长因子、血清等。
(2)适宜的温度：36.5℃±0.5℃；适宜的pH：7.2～7.4。
(3)无菌、无毒的环境：培养液应进行无菌处理。通常还要在培养液中添加一定量的抗生素，以防培养过程中的污染。此外，应定期更换培养液，防止代谢产物积累对细胞自身造成危害。
(4)气体环境：95%空气+5%CO₂。O₂是细胞代谢所必需的，CO₂的主要作用是维持培养液的pH。
5、动物细胞培养的过程：
取动物组织块（动物胚胎或幼龄动物的器官或组织）→剪碎→用胰蛋白酶或胶原蛋白酶处理分散成单个细胞→制成细胞悬液→转入培养瓶中进行原代培养→贴满瓶壁的细胞重新用胰蛋白酶或胶原蛋白酶处理分散成单个细胞继续传代培养。




植物组织培养和动物细胞培养：

项目		植物组织培养	动物细胞培养
理论基础		植物细胞的全能性	细胞增殖
培养基	类型	（半）固体培养基	液体培养基
	成分	水、矿质元素、维生素、蔗糖、氨基酸、琼脂	葡萄糖、氨基酸、无机盐、维生素、促生长因子、动物血清等
取材		植物幼嫩部位或花药等	动物胚胎或出生不久的幼龄动物的器官或组织
过程
结果		新的组织或植株个体，可以体现全能性	新的细胞系或细胞株，不形成个体，不体现全能性
应用		①植株快速繁殖 ②脱毒植株的培育 ③人工种子 ④生产药物、杀虫剂等 ⑤转基因植物的培育	①蛋白质坐物制品的生产 ②皮肤移植材料的培育 ③检测有毒物质 ④生理、病理、药理学研究
相同点		①两技术手段培养过程中都进行有丝分裂，都是无性繁殖，都可称克隆，都不涉及减数分裂 ②均需无菌操作，需要适宜的温度、pH等条件

知识点拨：

1、细胞贴壁和接触抑制：悬液中分散的细胞很快就贴附在瓶壁上，称为细胞贴壁。细胞数目不断增多，当贴壁细胞分裂生长到表面相互抑制时，细胞就会停止分裂增殖，这种现象称为细胞的接触抑制。
2、动物细胞培养技术的应用：制备病毒疫苗、制备单克隆抗体、检测有毒物质、培养医学研究的各种细胞。
3、细胞株传至50代后，不能再传下去，但有部分存活的细胞一般能够传到40～50代，这种传代细胞叫做细胞株。
4、细胞株细胞的遗传物质没有发生改变。当细胞株传至50代以后又会出现“危机”，不能再传下去。但是有部分细胞的遗传物质发生了改变，而且带有癌变的特点，有可能在培养条件下无限制地传代下去，这种传代细胞成为细胞系。

 知识拓展：

1、动物细胞培养技术的应用
(1)生产病毒疫苗、单克隆抗体、干扰素等。
(2)利用动物细胞培养技术中的细胞贴壁生长和接触抑制的特点，可用烧伤病人自己的健康皮肤细胞培养出大量的自身薄层皮肤细胞，以供植皮所需。
(3)培养的动物细胞用于检测有毒物质，判断某种物质的毒性。
2、用胰蛋白酶处理组织块，可使细胞分散开，这样做的目的是使细胞与组织液充分接触，这也说明了细胞间的主要物质是蛋白质。
3、当动物细胞培养超过50代后，少数细胞发生突变而持续分裂成为癌变细胞。癌细胞失去了接触抑制，可以在培养瓶中形成多层细胞。
4、动物细胞培养基成分特有的动物血清含有蛋白质、氨基酸、葡萄糖、激素等多种成分．
5、植物组织培养最终产生新个体，体现全能性；动物细胞培养产生大量细胞，不形成新个体，故不能体现全能性。