細(xì)胞膜和細(xì)胞壁公開課

1、第二節(jié)細(xì)胞膜和細(xì)胞壁第二節(jié)細(xì)胞膜和細(xì)胞壁煮過(guò)的玉米種子的胚被染成了紅色，未煮過(guò)的玉米種子沒有煮過(guò)的玉米種子的胚被染成了紅色，未煮過(guò)的玉米種子沒有被染成紅色被染成紅色該實(shí)驗(yàn)說(shuō)明：死細(xì)胞吸收物質(zhì)不具有該實(shí)驗(yàn)說(shuō)明：死細(xì)胞吸收物質(zhì)不具有選擇性，活細(xì)胞吸收物質(zhì)具有選擇性。選擇性，活細(xì)胞吸收物質(zhì)具有選擇性。細(xì)細(xì)胞胞細(xì)胞膜細(xì)胞膜細(xì)胞質(zhì)細(xì)胞質(zhì)細(xì)胞核細(xì)胞核細(xì)胞壁細(xì)胞壁（高等植物、真菌、細(xì)菌等生物細(xì)胞）（高等植物、真菌、細(xì)菌等生物細(xì)胞）一、細(xì)胞膜有一、細(xì)胞膜有選擇透性選擇透性( (細(xì)胞膜的功能特點(diǎn)）細(xì)胞膜的功能特點(diǎn)）1.1.質(zhì)膜：細(xì)胞膜又叫質(zhì)膜質(zhì)膜：細(xì)胞膜又叫質(zhì)膜2.2.透性：質(zhì)膜有允許某種物質(zhì)透過(guò)的特性，稱為透

2、性：質(zhì)膜有允許某種物質(zhì)透過(guò)的特性，稱為質(zhì)膜對(duì)該物質(zhì)的透性。質(zhì)膜對(duì)該物質(zhì)的透性。時(shí)間：時(shí)間：1919世紀(jì)末（世紀(jì)末（18951895年）年）實(shí)驗(yàn)：歐文頓實(shí)驗(yàn)：歐文頓(E.Overton)(E.Overton)用用500500多種化學(xué)物質(zhì)對(duì)植物細(xì)胞的多種化學(xué)物質(zhì)對(duì)植物細(xì)胞的通透性進(jìn)行上萬(wàn)次實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)細(xì)胞膜對(duì)不同物質(zhì)的通透性是通透性進(jìn)行上萬(wàn)次實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)細(xì)胞膜對(duì)不同物質(zhì)的通透性是不一樣的：可以溶于脂質(zhì)的物質(zhì)比不能溶于脂質(zhì)的物質(zhì)更容不一樣的：可以溶于脂質(zhì)的物質(zhì)比不能溶于脂質(zhì)的物質(zhì)更容易通過(guò)細(xì)胞膜。易通過(guò)細(xì)胞膜。 科學(xué)家在實(shí)驗(yàn)中還發(fā)現(xiàn)：細(xì)胞膜不但會(huì)被溶解科學(xué)家在實(shí)驗(yàn)中還發(fā)現(xiàn)：細(xì)胞膜不但會(huì)被溶解脂質(zhì)的物質(zhì)溶

3、解，也會(huì)被脂質(zhì)的物質(zhì)溶解，也會(huì)被蛋白酶蛋白酶( (能專一地分解蛋能專一地分解蛋白質(zhì)的物質(zhì)白質(zhì)的物質(zhì)) )分解。分解。 根據(jù)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象根據(jù)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象, ,你對(duì)膜化學(xué)成分在種類上認(rèn)識(shí)是你對(duì)膜化學(xué)成分在種類上認(rèn)識(shí)是否還有新的結(jié)論否還有新的結(jié)論? ? 問(wèn)題探討問(wèn)題探討：得出結(jié)論：得出結(jié)論： 推測(cè)膜中還含有蛋白質(zhì)推測(cè)膜中還含有蛋白質(zhì)3 3、對(duì)生物膜組分的探索、對(duì)生物膜組分的探索蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)資料資料 實(shí)驗(yàn)：科學(xué)家將膜從哺乳動(dòng)物的紅細(xì)胞中分實(shí)驗(yàn)：科學(xué)家將膜從哺乳動(dòng)物的紅細(xì)胞中分離出來(lái)，然后用蛋白酶處理。離出來(lái)，然后用蛋白酶處理。（已知蛋白酶能專一性的催化蛋白質(zhì)的分解）（已知蛋白酶能專一性的催化蛋白質(zhì)的分解）實(shí)驗(yàn)

4、現(xiàn)象：細(xì)胞膜被破壞實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：細(xì)胞膜被破壞得出得出結(jié)論結(jié)論: 推測(cè)膜中還含有蛋白質(zhì)推測(cè)膜中還含有蛋白質(zhì)應(yīng)用化學(xué)手段分析表明：應(yīng)用化學(xué)手段分析表明： 膜的主要成分是膜的主要成分是脂質(zhì)和蛋白質(zhì)脂質(zhì)和蛋白質(zhì) 組成膜的脂質(zhì)中組成膜的脂質(zhì)中磷脂磷脂含量最多含量最多細(xì)胞膜的成分二、細(xì)胞膜的成分 功能越復(fù)雜的細(xì)胞膜，蛋白質(zhì)的種類和數(shù)量越多。脂質(zhì)（磷脂最豐富）大約占50%蛋白質(zhì) 大約占40%糖類 大約占2%10% 脂質(zhì)和蛋白質(zhì)是怎樣有機(jī)結(jié)合脂質(zhì)和蛋白質(zhì)是怎樣有機(jī)結(jié)合構(gòu)成膜的呢？構(gòu)成膜的呢？磷脂分子磷脂分子B B：根據(jù)磷脂分子的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，猜想根據(jù)磷脂分子的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，猜想: :磷脂分子在水磷脂分子在水空氣界面中以及

5、水溶液中的排布方式？空氣界面中以及水溶液中的排布方式？二、質(zhì)膜的結(jié)構(gòu)模型二、質(zhì)膜的結(jié)構(gòu)模型(流動(dòng)鑲嵌模型）流動(dòng)鑲嵌模型）磷脂分子可以在空氣和水的界面上磷脂分子可以在空氣和水的界面上展開為一層展開為一層時(shí)間：時(shí)間：19251925年年實(shí)驗(yàn)：兩位荷蘭科學(xué)家用丙酮（一種有實(shí)驗(yàn)：兩位荷蘭科學(xué)家用丙酮（一種有機(jī)溶劑，可以溶解脂質(zhì)）從人的紅細(xì)胞機(jī)溶劑，可以溶解脂質(zhì)）從人的紅細(xì)胞膜中提取脂質(zhì)，在空氣水界面上鋪展膜中提取脂質(zhì)，在空氣水界面上鋪展成單分子層，測(cè)得單分子層的面積恰好成單分子層，測(cè)得單分子層的面積恰好為紅細(xì)胞表面積的為紅細(xì)胞表面積的2 2倍。倍。 得出結(jié)得出結(jié)論：論：細(xì)胞膜中的脂質(zhì)分子必然排列為連續(xù)

6、的兩層細(xì)胞膜中的脂質(zhì)分子必然排列為連續(xù)的兩層！畫一畫：細(xì)胞膜中畫一畫：細(xì)胞膜中磷脂雙分子層磷脂雙分子層的排布模型的排布模型 排布特點(diǎn)：排布特點(diǎn)： 頭部朝兩側(cè)，尾部相對(duì)頭部朝兩側(cè)，尾部相對(duì)資料資料5：羅伯特森的：羅伯特森的“蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)-脂質(zhì)脂質(zhì)-蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)”三明治結(jié)三明治結(jié)構(gòu)模型構(gòu)模型蛋白質(zhì)位于磷脂雙分子層的什么位置呢？蛋白質(zhì)位于磷脂雙分子層的什么位置呢？1959年，羅伯特森年，羅伯特森用用超薄切片技術(shù)在電子顯微鏡下觀察到細(xì)超薄切片技術(shù)在電子顯微鏡下觀察到細(xì)胞膜由胞膜由“暗暗-亮亮-暗暗”的三層結(jié)構(gòu)構(gòu)成，于的三層結(jié)構(gòu)構(gòu)成，于是認(rèn)為所有的生物膜是由是認(rèn)為所有的生物膜是由“蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)-脂質(zhì)脂質(zhì)

7、-蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)”構(gòu)成的三層靜態(tài)統(tǒng)一結(jié)構(gòu)。構(gòu)成的三層靜態(tài)統(tǒng)一結(jié)構(gòu)。透射電鏡下透射電鏡下“兩暗夾一明兩暗夾一明”因蛋白質(zhì)電子密度高，故顯暗帶，因蛋白質(zhì)電子密度高，故顯暗帶，磷脂分子電子密度低則呈亮帶。磷脂分子電子密度低則呈亮帶。這種模型的特點(diǎn)：靜態(tài)的剛性結(jié)構(gòu)這種模型的特點(diǎn)：靜態(tài)的剛性結(jié)構(gòu) 蛋白質(zhì)分子都蛋白質(zhì)分子都覆蓋覆蓋在磷脂雙分子層的兩側(cè)。在磷脂雙分子層的兩側(cè)。構(gòu)成細(xì)胞膜的蛋白質(zhì)分子和磷脂分子都是構(gòu)成細(xì)胞膜的蛋白質(zhì)分子和磷脂分子都是靜止不動(dòng)靜止不動(dòng)的。的。“蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)-脂質(zhì)脂質(zhì)-蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)”三層靜態(tài)統(tǒng)一結(jié)構(gòu)三層靜態(tài)統(tǒng)一結(jié)構(gòu) 標(biāo)本用干冰等標(biāo)本用干冰等冰凍冰凍。后用冷刀。后用冷刀斷開，升溫后暴露

8、斷裂面。斷開，升溫后暴露斷裂面。蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)鑲嵌，貫穿，覆蓋鑲嵌，貫穿，覆蓋在在磷脂雙分子層中磷脂雙分子層中。蛋白質(zhì)在膜中的分布是蛋白質(zhì)在膜中的分布是不對(duì)稱不對(duì)稱的的誘導(dǎo)融合人細(xì)胞人細(xì)胞鼠細(xì)胞鼠細(xì)胞熒光標(biāo)記 蛋白質(zhì)40分鐘后370C實(shí)驗(yàn)結(jié)論:細(xì)胞膜具有流動(dòng)性（1）磷脂雙分子層構(gòu)成膜的基本支架，）磷脂雙分子層構(gòu)成膜的基本支架，（2）蛋白質(zhì)分子有的）蛋白質(zhì)分子有的鑲在鑲在磷脂雙分子層表面，有的部分或全部磷脂雙分子層表面，有的部分或全部嵌入嵌入磷脂雙分子層中，有的磷脂雙分子層中，有的橫跨橫跨整個(gè)磷脂雙分子層（體現(xiàn)了膜結(jié)構(gòu)內(nèi)外的整個(gè)磷脂雙分子層（體現(xiàn)了膜結(jié)構(gòu)內(nèi)外的不對(duì)稱性）。不對(duì)稱性）。1972年，年

9、， Singer和和Nicolson ，細(xì)胞膜的流動(dòng)鑲嵌模型，細(xì)胞膜的流動(dòng)鑲嵌模型（3 3）磷脂是可以運(yùn)動(dòng)的，具有流動(dòng)性。）磷脂是可以運(yùn)動(dòng)的，具有流動(dòng)性。資料資料8：桑格和尼克森在新的觀察和實(shí)驗(yàn)證據(jù)的基礎(chǔ)：桑格和尼克森在新的觀察和實(shí)驗(yàn)證據(jù)的基礎(chǔ)上提出流動(dòng)鑲嵌模型上提出流動(dòng)鑲嵌模型三、細(xì)胞膜的功能三、細(xì)胞膜的功能（1）屏障作用：將細(xì)胞與外界環(huán)境分隔開，使細(xì)胞有一個(gè)相）屏障作用：將細(xì)胞與外界環(huán)境分隔開，使細(xì)胞有一個(gè)相對(duì)穩(wěn)定的內(nèi)環(huán)境。對(duì)穩(wěn)定的內(nèi)環(huán)境。原始地球環(huán)境原始地球環(huán)境膜的出現(xiàn)是生命起源過(guò)膜的出現(xiàn)是生命起源過(guò)程中至關(guān)重要的階段。程中至關(guān)重要的階段。載體蛋白（2 2）物質(zhì)運(yùn)輸：控制物質(zhì)進(jìn)出細(xì)胞（質(zhì)

10、膜的功能特）物質(zhì)運(yùn)輸：控制物質(zhì)進(jìn)出細(xì)胞（質(zhì)膜的功能特點(diǎn)是具有選擇透過(guò)性）。點(diǎn)是具有選擇透過(guò)性）。細(xì)胞外細(xì)胞外細(xì)胞內(nèi)細(xì)胞內(nèi)細(xì)胞膜細(xì)胞膜（3 3）細(xì)胞識(shí)別：進(jìn)行細(xì)胞間的信息交流（和細(xì)胞膜）細(xì)胞識(shí)別：進(jìn)行細(xì)胞間的信息交流（和細(xì)胞膜上的糖蛋白緊密相關(guān)）。上的糖蛋白緊密相關(guān)）。通過(guò)分泌化學(xué)物質(zhì)如激素通過(guò)分泌化學(xué)物質(zhì)如激素細(xì)胞直接接觸，如精子與卵細(xì)胞直接接觸，如精子與卵細(xì)胞結(jié)合細(xì)胞結(jié)合細(xì)胞間連接成通道如胞細(xì)胞間連接成通道如胞間連絲間連絲細(xì)胞外被（糖被，糖萼）：細(xì)胞外被（糖被，糖萼）：由多糖與質(zhì)膜中的蛋白質(zhì)結(jié)合而成，由多糖與質(zhì)膜中的蛋白質(zhì)結(jié)合而成，具有保護(hù)和識(shí)別作用。具有保護(hù)和識(shí)別作用。細(xì)胞連接細(xì)胞連接內(nèi)外

11、信息跨膜傳遞內(nèi)外信息跨膜傳遞物質(zhì)運(yùn)輸物質(zhì)運(yùn)輸邊界和屏障，提供相邊界和屏障，提供相對(duì)穩(wěn)定的內(nèi)環(huán)境對(duì)穩(wěn)定的內(nèi)環(huán)境組成細(xì)胞內(nèi)的生組成細(xì)胞內(nèi)的生物膜結(jié)構(gòu)物膜結(jié)構(gòu)概念圖概念圖生物膜生物膜結(jié)構(gòu)特點(diǎn)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)功能特點(diǎn)功能特點(diǎn)結(jié)構(gòu)組成結(jié)構(gòu)組成結(jié)構(gòu)探究歷程結(jié)構(gòu)探究歷程決定決定 流動(dòng)性流動(dòng)性選擇透過(guò)性選擇透過(guò)性磷脂雙分子層磷脂雙分子層蛋白質(zhì)分子蛋白質(zhì)分子三.細(xì)胞壁： 成分：纖維素和果膠成分：纖維素和果膠 功能：支持和保護(hù)功能：支持和保護(hù)1 1、變形蟲的任何部位都能伸出偽足，這一變形蟲的任何部位都能伸出偽足，這一生理過(guò)程的完成依賴于細(xì)胞膜的生理過(guò)程的完成依賴于細(xì)胞膜的 A A 、保護(hù)作用、保護(hù)作用 B B、 一定的流

12、動(dòng)性一定的流動(dòng)性C C 、全透性、全透性 D D、信息交流、信息交流3 3、科學(xué)家將一個(gè)細(xì)胞的的細(xì)胞膜中的磷脂成分抽提出來(lái)，、科學(xué)家將一個(gè)細(xì)胞的的細(xì)胞膜中的磷脂成分抽提出來(lái)，并將它在空氣并將它在空氣水界面上鋪成單分子層，發(fā)現(xiàn)這個(gè)單分水界面上鋪成單分子層，發(fā)現(xiàn)這個(gè)單分子層的表面積，相當(dāng)于原來(lái)細(xì)胞膜表面積的兩倍。這說(shuō)明子層的表面積，相當(dāng)于原來(lái)細(xì)胞膜表面積的兩倍。這說(shuō)明磷脂分子在細(xì)胞膜上的分布狀況是（磷脂分子在細(xì)胞膜上的分布狀況是（ ） A A、單層排列、單層排列 B B、均勻稀疏排列、均勻稀疏排列 C C、雙層排列、雙層排列 D D、均勻緊密排列、均勻緊密排列 4.4.構(gòu)成玉米細(xì)胞的細(xì)胞膜的主要化學(xué)成分是（構(gòu)成玉米細(xì)胞的細(xì)胞膜的主要化學(xué)成分是（ ） A A、蛋白質(zhì)和磷酸、蛋白質(zhì)和磷酸 B B、蛋白質(zhì)和脂肪、蛋白質(zhì)和脂肪 C C、氨基酸和磷脂、氨基酸和磷脂 D D、蛋白質(zhì)和磷脂、蛋白質(zhì)和磷脂5.5.動(dòng)物細(xì)胞與植物細(xì)胞細(xì)胞膜的功能差異較大，其主要?jiǎng)游锛?xì)胞與植物細(xì)胞細(xì)胞膜的功能差異較大，其主要原因是構(gòu)成細(xì)胞膜的成分中原因是構(gòu)成細(xì)胞膜的成分中 A A、脂質(zhì)不同、脂質(zhì)不同 B B、磷脂不同、磷脂不同 C C、蛋白質(zhì)不同、蛋白質(zhì)不同 D D、水不同、水不同6.6.下列有關(guān)細(xì)胞膜功能的敘述中下列有關(guān)細(xì)胞膜功能的敘述中, ,錯(cuò)誤的是錯(cuò)誤的是( )( )A.A.將細(xì)胞與外界環(huán)