細胞膜的結(jié)構(gòu)和功能

1、12021/3/922021/3/9一、細胞膜的結(jié)構(gòu)一、細胞膜的結(jié)構(gòu)1.1.探究活動：細胞膜的研究簡史探究活動：細胞膜的研究簡史（1 1）18951895年年,Overton,Overton發(fā)現(xiàn)脂溶性物質(zhì)比非脂溶性物質(zhì)發(fā)現(xiàn)脂溶性物質(zhì)比非脂溶性物質(zhì)更容易透過細胞膜進入細胞中。更容易透過細胞膜進入細胞中。 2020年后，年后，紅細胞紅細胞細胞膜分離并化學分析。細胞膜分離并化學分析。結(jié)論：化學結(jié)論：化學分析表明，分析表明，細胞膜的主細胞膜的主要成分是磷要成分是磷脂和蛋白質(zhì)脂和蛋白質(zhì)32021/3/9補充：細胞膜的制備補充：細胞膜的制備1 1、選材、選材分離膜、質(zhì)分離膜、質(zhì)其他膜性結(jié)構(gòu)影響其他膜性結(jié)構(gòu)

2、影響細胞壁影響細胞壁影響 選動物細胞選動物細胞選哺乳動物紅細胞選哺乳動物紅細胞吸水漲破吸水漲破2 2、過程、過程低滲溶液低滲溶液細胞漲破細胞漲破離心離心胞外溶液濃度胞外溶液濃度低于胞內(nèi)，細低于胞內(nèi)，細胞吸水胞吸水溶血，細胞膜破溶血，細胞膜破裂，釋放出血紅裂，釋放出血紅蛋白等蛋白等42021/3/9（2 2）19171917年，年，LangmuirwaLangmuirwa將磷脂溶于苯和水中，苯揮將磷脂溶于苯和水中，苯揮發(fā)完以后，磷脂分子排列成了單層，而且其磷酸基團的發(fā)完以后，磷脂分子排列成了單層，而且其磷酸基團的極性頭部都浸在水中。極性頭部都浸在水中。如果換成苯溶液，如果換成苯溶液，應該是？應該

3、是？頭部：頭部：極性親水極性親水尾部：尾部：非極性非極性結(jié)論：結(jié)論：52021/3/9（3 3）19251925年年, ,荷蘭科學家荷蘭科學家GorterGorter和和GrendelGrendel用丙酮抽提用丙酮抽提了人的紅細胞膜的膜脂成分，并在水面上輔成了單分了人的紅細胞膜的膜脂成分，并在水面上輔成了單分子層，結(jié)果發(fā)現(xiàn)膜脂分子在水面的輔展面積是紅細胞子層，結(jié)果發(fā)現(xiàn)膜脂分子在水面的輔展面積是紅細胞表面積的表面積的2 2倍。倍。結(jié)論：結(jié)論：細胞膜由兩層磷脂分子組成細胞膜由兩層磷脂分子組成這兩層磷脂分子究竟該如何排列？這兩層磷脂分子究竟該如何排列？胞外胞外胞內(nèi)胞內(nèi)62021/3/92.2.辛格（

4、辛格（S.J.SingerS.J.Singer）：）： 流動鑲嵌模型流動鑲嵌模型（1 1）成分：）成分：72021/3/9存在形式：覆蓋、鑲嵌、貫穿存在形式：覆蓋、鑲嵌、貫穿物質(zhì)運輸：載體蛋白物質(zhì)運輸：載體蛋白信號傳導：糖蛋白（如信號傳導：糖蛋白（如 受體蛋白等）受體蛋白等）磷脂：磷脂：蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)主要成分主要成分脂質(zhì)脂質(zhì)膽固醇：膽固醇：磷脂雙分子層為基本骨架磷脂雙分子層為基本骨架糖脂：糖脂：功能：細胞膜功能的主要執(zhí)行者功能：細胞膜功能的主要執(zhí)行者82021/3/93.細胞膜的結(jié)構(gòu)特性：細胞膜的結(jié)構(gòu)特性：人人鼠細胞雜交實驗（弗雷、埃迪登）：膜蛋白的運動鼠細胞雜交實驗（弗雷、埃迪登）：膜蛋白的運

5、動磷脂分子的運動磷脂分子的運動另：變形蟲變形；精卵細胞融合；分泌蛋白的分泌等另：變形蟲變形；精卵細胞融合；分泌蛋白的分泌等流動性流動性92021/3/9三、細胞膜的功能三、細胞膜的功能1.1.功能功能（1 1）界膜，起屏障作用）界膜，起屏障作用（2 2）控制細胞與外界物質(zhì)交換）控制細胞與外界物質(zhì)交換（3 3）控制細胞之間的信息傳遞）控制細胞之間的信息傳遞保護細胞不受外來物質(zhì)的干擾和有害物質(zhì)的侵襲保護細胞不受外來物質(zhì)的干擾和有害物質(zhì)的侵襲吸收營養(yǎng)物質(zhì)，排出代謝廢物吸收營養(yǎng)物質(zhì)，排出代謝廢物細胞膜表面的糖蛋白具有識別作用細胞膜表面的糖蛋白具有識別作用2.2.功能特性：選擇透過性功能特性：選擇透過性

6、102021/3/9112021/3/9一、幾種運輸方式及比較一、幾種運輸方式及比較穿膜運輸穿膜運輸膜泡運輸膜泡運輸被動運輸被動運輸主動運輸主動運輸單純擴散單純擴散協(xié)助擴散協(xié)助擴散內(nèi)吞內(nèi)吞外排外排吞噬吞噬胞飲胞飲是否是否直接直接穿膜穿膜是否是否消耗消耗能量能量是否是否需要需要載體載體如水、如水、氣體氣體、甘油、甘油、尿素、酒精、脂肪酸尿素、酒精、脂肪酸如如葡萄糖進入紅細胞葡萄糖進入紅細胞如氨基酸、如氨基酸、無機鹽無機鹽、葡萄糖、葡萄糖大固體顆粒，如變形蟲的吞噬大固體顆粒，如變形蟲的吞噬小顆?；蛞后w，如腎小管上皮小顆?；蛞后w，如腎小管上皮細胞重吸收原尿中細胞重吸收原尿中蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)分子分子如分泌

7、蛋白如分泌蛋白122021/3/9膜泡運輸膜泡運輸跨膜運輸跨膜運輸被動運輸被動運輸主動運輸主動運輸單純擴散單純擴散協(xié)助擴散協(xié)助擴散內(nèi)吞（吞噬、內(nèi)吞（吞噬、胞飲）胞飲）外排外排高濃度到低濃度高濃度到低濃度低濃度到高濃度低濃度到高濃度細胞外到細胞內(nèi)細胞外到細胞內(nèi)細胞內(nèi)到細胞外細胞內(nèi)到細胞外需要需要不需不需需要需要不需不需需要需要不需不需需要需要不需不需需要需要不需不需氧、二氧化碳、水、氧、二氧化碳、水、甘油、乙醇、苯甘油、乙醇、苯紅細胞吸收葡萄糖紅細胞吸收葡萄糖葡萄糖、氨基酸、葡萄糖、氨基酸、無機鹽；無機鹽；分泌蛋白的釋放分泌蛋白的釋放吞噬細胞吞噬異物吞噬細胞吞噬異物變形蟲攝食變形蟲攝食？膜泡運輸

8、的過程中，物質(zhì)穿過了幾層膜？膜泡運輸?shù)倪^程中，物質(zhì)穿過了幾層膜？ 主動運輸?shù)倪^程體現(xiàn)了細胞膜的什么特性？主動運輸?shù)倪^程體現(xiàn)了細胞膜的什么特性？ 膜泡運輸?shù)倪^程建立在細胞膜的什么特性的基礎上？膜泡運輸?shù)倪^程建立在細胞膜的什么特性的基礎上？132021/3/9二、滲透作用二、滲透作用1.1.概念：水分子或其他溶劑分子通過半透膜的擴散。概念：水分子或其他溶劑分子通過半透膜的擴散。2.2.結(jié)構(gòu)基礎：結(jié)構(gòu)基礎： 半透膜半透膜 半透膜兩側(cè)的濃度差：半透膜兩側(cè)的濃度差：3.3.水：含量最多的化合物水：含量最多的化合物 自由水（自由流動）：各種代謝反應的介質(zhì)；溶劑自由水（自由流動）：各種代謝反應的介質(zhì)；溶劑

9、結(jié)合水（和其他物質(zhì)結(jié)合）：細胞的結(jié)構(gòu)成分結(jié)合水（和其他物質(zhì)結(jié)合）：細胞的結(jié)構(gòu)成分注注; ;自由水比例高表現(xiàn)為代謝旺盛；結(jié)合水比例高表現(xiàn)為抗逆性強自由水比例高表現(xiàn)為代謝旺盛；結(jié)合水比例高表現(xiàn)為抗逆性強過濾膜（直徑大小決定能否通過）：如過濾膜（直徑大小決定能否通過）：如 牛皮紙、玻璃紙、蛋殼膜牛皮紙、玻璃紙、蛋殼膜選擇透過性膜（生命需要決定能否通過）：如選擇透過性膜（生命需要決定能否通過）：如 細胞膜、細胞器膜、核膜等細胞膜、細胞器膜、核膜等 允許一部分物質(zhì)通過，不允許另一允許一部分物質(zhì)通過，不允許另一部分物質(zhì)通過的膜部分物質(zhì)通過的膜溶液濃度和溶劑濃度溶液濃度和溶劑濃度142021/3/9滲透滲透

10、系統(tǒng)系統(tǒng)模型模型4.滲透作用模型滲透作用模型？溶液濃度大小關(guān)系？溶液濃度大小關(guān)系？ 最后溶液不再升高后，內(nèi)外濃度一樣嗎？最后溶液不再升高后，內(nèi)外濃度一樣嗎？注：相關(guān)實驗變形注：相關(guān)實驗變形U形管等形管等152021/3/95.5.洋蔥鱗片葉表皮細胞的質(zhì)壁分離和復原實驗洋蔥鱗片葉表皮細胞的質(zhì)壁分離和復原實驗（1 1）原理：）原理：原生質(zhì)層原生質(zhì)層半透膜半透膜 細胞液與外界溶液濃度差異細胞液與外界溶液濃度差異濃度差濃度差 原生質(zhì)層與細胞壁的伸縮性差異原生質(zhì)層與細胞壁的伸縮性差異原生質(zhì)層原生質(zhì)層半透膜半透膜質(zhì)質(zhì)壁壁162021/3/9實驗材料及試劑：實驗材料及試劑： 紫色洋蔥鱗片葉表皮；紫色洋蔥鱗片葉表皮； 0.3g/ml的蔗糖溶液的蔗糖溶液 ？蔗糖溶液的濃度是任意的嗎？過低或過高各有？蔗糖溶液的濃度是任意的嗎？過低或過高各有什么影響？什么影響？實驗流程：見課