細(xì)胞膜的成分、結(jié)構(gòu)和功能課件

科學(xué)家用顯微注射器將一種叫做伊紅的物質(zhì)注入變形蟲(chóng)體內(nèi),伊紅很快擴(kuò)散到整個(gè)細(xì)胞,卻不能逸出細(xì)胞。材料伊紅為什么不會(huì)逸出細(xì)胞？此實(shí)驗(yàn)說(shuō)明了什么？動(dòng)動(dòng)腦筋任何系統(tǒng)都有邊界。細(xì)胞作為一個(gè)基本的生命系統(tǒng)，它的邊界就是細(xì)胞膜。細(xì)胞膜的成分、結(jié)構(gòu)和功能考綱要求：1、細(xì)胞膜的結(jié)構(gòu)和功能（Ⅱ）2、物質(zhì)出入細(xì)胞的方式（Ⅱ）基礎(chǔ)梳理1.細(xì)胞壁（1）化學(xué)成分：主要是__________和__________；（2）功能：對(duì)植物細(xì)胞有__________和__________作用。2.細(xì)胞膜主要是__________（約占細(xì)胞膜總量的50％）和__________（約占細(xì)胞膜總量的40％），還有少量的__________（約占細(xì)胞膜總量的2%～10%）。保護(hù)脂質(zhì)蛋白質(zhì)糖類(lèi)纖維素果膠支持高濃度低濃度高濃度低濃度載體蛋白高濃度低濃度載體蛋白能量5、一、細(xì)胞膜的成分思考與分析一1、我們有哪些手段來(lái)分析細(xì)胞膜的組成成分？2、蛋白質(zhì)在行使功能時(shí)起重要作用，細(xì)胞膜的功能越復(fù)雜，蛋白質(zhì)的種類(lèi)和數(shù)量是越多還是越少？為什么？3、癌細(xì)胞的惡性增殖和轉(zhuǎn)移與癌細(xì)胞膜成分的改變有關(guān)嗎？癌細(xì)胞膜成分產(chǎn)生甲胎蛋白（AFP）、癌胚抗原（CEA），同時(shí)糖蛋白減少，黏性下降。相似相溶、酶解法、非酶解法等癌細(xì)胞膜成分產(chǎn)生甲胎蛋白（AFP）、癌胚抗原（CEA），同時(shí)糖蛋白減少，黏性下降。細(xì)胞膜主要是由脂質(zhì)和蛋白質(zhì)組成。一、細(xì)胞膜的成分二、細(xì)胞膜的結(jié)構(gòu)1、用丙酮從人的紅細(xì)胞中提取出脂質(zhì)，在空氣—水的界面上鋪展成單分子層，其面積為紅細(xì)胞表面積的二倍，這能說(shuō)明什么，為什么出現(xiàn)這種情況？2、電鏡下觀察到的細(xì)胞膜暗—亮—暗的三層結(jié)構(gòu)后，細(xì)胞可能具有什么樣的結(jié)構(gòu)?3、靜態(tài)模型能否解釋所有的生物現(xiàn)象？5、因此1972年桑格和尼克森共同提出什么模型?4、吞噬細(xì)胞、變形蟲(chóng)的變形過(guò)程，細(xì)胞膜是怎樣完成行為變化的？怎樣能使微小的物質(zhì)運(yùn)動(dòng)變得可見(jiàn)？思考與分析一流動(dòng)鑲嵌模型細(xì)胞膜中的脂質(zhì)排列為連續(xù)的雙層“蛋白質(zhì)-脂質(zhì)-蛋白質(zhì)”三明治模型二、細(xì)胞膜的結(jié)構(gòu)1、對(duì)生物膜結(jié)構(gòu)的探索歷程冰凍蝕刻電子顯微法標(biāo)本用干冰等冰凍。后用冷刀斷開(kāi)，升溫后暴露斷裂面。蛋白質(zhì)鑲在、嵌入、橫跨在磷脂雙分子層中?？茖W(xué)新進(jìn)展生物膜結(jié)構(gòu)模型示意圖2、生物膜的流動(dòng)鑲嵌模型

磷脂雙分子層構(gòu)成了膜的基本支架，這個(gè)支架不是靜止的。磷脂雙分子層是輕油般的流體，具有流動(dòng)性。蛋白質(zhì)分子有的鑲在磷脂雙分子表面，有的部分或全部嵌入磷脂雙分子層中，有的橫跨整個(gè)磷脂雙分子層。多數(shù)蛋白質(zhì)分子也是可以運(yùn)動(dòng)的。2、生物膜的流動(dòng)鑲嵌模型結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：具有一定的流動(dòng)性（1）生物膜的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)——具有一定的流動(dòng)性 (1)結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)：構(gòu)成膜的磷脂分子和大多數(shù)蛋白質(zhì)分子是運(yùn)動(dòng)的。 (2)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證——人鼠細(xì)胞融合實(shí)驗(yàn)(3)實(shí)例證明：質(zhì)壁分離與復(fù)原、變形蟲(chóng)運(yùn)動(dòng)、胞吞和胞吐、白細(xì)胞吞噬細(xì)菌等。（2）生物膜的流動(dòng)性與選擇透過(guò)性的關(guān)系

(1)區(qū)別：流動(dòng)性是生物膜的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，選擇透過(guò)性是生物膜的功能特性。 (2)聯(lián)系：流動(dòng)性是選擇透過(guò)性的基礎(chǔ)，膜只有具有流動(dòng)性，才能實(shí)現(xiàn)選擇透過(guò)性。2、生物膜的流動(dòng)鑲嵌模型①構(gòu)成細(xì)胞膜的化學(xué)元素有C、H、O、N、P等。②糖蛋白和糖脂分布在膜的外表面。因此，根據(jù)糖蛋白的分布，可以判斷細(xì)胞膜的內(nèi)外側(cè)。③糖蛋白(又叫糖被)有保護(hù)和潤(rùn)滑作用，還與細(xì)胞識(shí)別作用有密切關(guān)系。④各種膜所含蛋白質(zhì)與脂質(zhì)的比例同膜的功能有關(guān)，功能復(fù)雜的膜，其蛋白質(zhì)含量和種類(lèi)較多。⑤各種蛋白質(zhì)在膜上的分布是不對(duì)稱的。細(xì)胞膜上的蛋白質(zhì)種類(lèi)很多，如運(yùn)輸物質(zhì)的載體、識(shí)別作用的糖蛋白、接受信號(hào)的受體、體現(xiàn)病原體特異性的抗原以及催化作用的酶等。⑥正常細(xì)胞癌變后，細(xì)胞膜上產(chǎn)生甲胎蛋白和癌胚抗原等物質(zhì)，以此可以作為細(xì)胞是否癌變的指標(biāo)之一。⑦物質(zhì)能否通過(guò)細(xì)胞膜，并不完全取決分子大小，而是根據(jù)細(xì)胞生命活動(dòng)是否需要。如木糖分子比葡萄糖分子小，但細(xì)胞能吸收葡萄糖不能吸收木糖。對(duì)點(diǎn)練習(xí)1.（2009年北京卷）細(xì)胞膜在細(xì)胞的生命活動(dòng)中具有重要作用。下列相關(guān)敘述不正確的是()A.細(xì)胞膜的糖被在細(xì)胞間具有識(shí)別作用B.細(xì)胞膜對(duì)膜兩側(cè)物質(zhì)的進(jìn)出具有選擇性C.細(xì)胞膜內(nèi)外兩側(cè)結(jié)合的蛋白質(zhì)種類(lèi)有差異D.載體蛋白是鑲在細(xì)胞膜內(nèi)外表面蛋白質(zhì)2、當(dāng)具有蛋白質(zhì)衣殼的SARS病毒侵入人體后，體內(nèi)淋巴細(xì)胞就能識(shí)別這一異物，并產(chǎn)生相應(yīng)的抗體。淋巴細(xì)胞之所以能識(shí)別SARS病毒，這是因?yàn)榧?xì)胞膜上具有（）A、磷脂分子B、糖被C、蛋白質(zhì)D、抗體DB三、物質(zhì)進(jìn)出細(xì)胞的方式進(jìn)出方式小分子、離子被動(dòng)運(yùn)輸主動(dòng)運(yùn)輸自由擴(kuò)散協(xié)助擴(kuò)散大分子物質(zhì)胞吞胞吐1．自由擴(kuò)散、協(xié)助擴(kuò)散和主動(dòng)運(yùn)輸?shù)谋容^物質(zhì)出入細(xì)胞的方式被動(dòng)運(yùn)輸主動(dòng)運(yùn)輸自由擴(kuò)散協(xié)助擴(kuò)散運(yùn)輸方向是否需要載體是否消耗能量圖例舉例O2、CO

2、H2O、甘油、乙醇、苯等出入細(xì)胞紅細(xì)胞吸收葡萄糖小腸吸收葡萄糖、氨基酸、無(wú)機(jī)鹽等高濃度→低濃度高濃度→低濃度低濃度→高濃度不需要需要需要不消耗不消耗消耗2.大分子物質(zhì)出入細(xì)胞的方式大分子物質(zhì)是通過(guò)胞吞和胞吐來(lái)運(yùn)輸?shù)?。胞吞和胞吐不屬于跨膜運(yùn)輸?shù)姆绞健?1)胞吞和胞吐進(jìn)行的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)是細(xì)胞膜的流動(dòng)性。(2)胞吞和胞吐與主動(dòng)運(yùn)輸一樣也需要能量供應(yīng)，如果分泌細(xì)胞中的ATP合成受阻，則胞吐作用不能繼續(xù)進(jìn)行。(1)載體是細(xì)胞膜上的一類(lèi)蛋白質(zhì)，它具有特異性，不同物質(zhì)的載體不同，不同生物細(xì)胞膜上的載體的種類(lèi)和數(shù)量也不同；(2)載體具有飽和現(xiàn)象，當(dāng)細(xì)胞膜上的載體達(dá)到飽和時(shí)，細(xì)胞吸收該載體運(yùn)載的物質(zhì)的速率不再隨物質(zhì)的濃度的增大而增大。(3)要確定某種物質(zhì)的運(yùn)輸方式，必須抓三個(gè)關(guān)鍵：①分析被運(yùn)輸?shù)奈镔|(zhì)是否通過(guò)細(xì)胞膜；②明確被運(yùn)輸物質(zhì)微粒的性質(zhì)(大分子、小分子、離子)；③分析物質(zhì)通過(guò)細(xì)胞膜的轉(zhuǎn)運(yùn)方向（高濃度→低濃度，低濃度→高濃度），是否需要載體協(xié)助，是否需要消耗能量。特別提醒：對(duì)點(diǎn)練習(xí)1、將萎蔫的菜葉放入清水中，菜葉細(xì)胞中的水分能夠得到恢復(fù)的原因，屬于()

A.主動(dòng)吸水B.主動(dòng)運(yùn)輸C.自由擴(kuò)散和主動(dòng)運(yùn)輸D.自由擴(kuò)散2、分析以下資料回答問(wèn)題：①K＋和Na＋均不能通過(guò)磷脂雙分子層的人工膜；②纈氨霉素是一種脂溶性抗生素；③在人工膜上加入少量纈氨霉素，K＋可以透過(guò)人工膜。下列敘述不正確的是()A．纈氨霉素的作用類(lèi)似于載體蛋白B．纈氨霉素與離子的結(jié)合具有特異性C．本實(shí)驗(yàn)在于研究細(xì)胞膜的選擇透過(guò)性D．K＋透過(guò)人工膜的方式屬于主動(dòng)運(yùn)輸DD細(xì)胞膜的功能將細(xì)胞與外界環(huán)境分開(kāi)，保證細(xì)胞內(nèi)部環(huán)境的相對(duì)穩(wěn)定控制物質(zhì)進(jìn)出細(xì)胞進(jìn)行細(xì)胞之間的信息交流細(xì)胞膜的結(jié)構(gòu)決定細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)功能流動(dòng)性選擇透過(guò)性決定特點(diǎn)特點(diǎn)五、細(xì)胞壁

生物細(xì)胞的細(xì)胞壁也有信息交流的作用，其主要成分為纖維素和果膠，它們都屬于多糖類(lèi)物質(zhì)。1.植物和藻類(lèi)的細(xì)胞壁主要是由纖維素組成的，水分子和其他分子都極易通過(guò)纖維之間的間隙，所以細(xì)胞壁與細(xì)胞的透性無(wú)關(guān)，主要起保護(hù)和支持的作用。2.真菌的細(xì)胞壁由殼多糖(是氨基葡萄糖的多聚體)組成，又稱為幾丁質(zhì)，它也是蝦、蟹等的外殼和昆蟲(chóng)外骨胳的主要成分，根霉細(xì)胞壁的重要成分是幾丁質(zhì)。3.細(xì)菌的細(xì)胞壁主要由肽聚糖(多肽和多糖的聚合物)組成。

科研上鑒別死細(xì)胞和活細(xì)胞，常用“染色排除法”。例如，用臺(tái)盼藍(lán)染色，死的動(dòng)物細(xì)胞會(huì)被染成藍(lán)色，而活的動(dòng)物細(xì)胞不著色，從而判斷細(xì)胞是否死亡。你能解釋“染色排除法”的原理嗎？拓展題

活細(xì)胞的細(xì)胞膜具有控制物質(zhì)進(jìn)出的能力，染色劑無(wú)法進(jìn)入細(xì)胞內(nèi)，所以活細(xì)胞不會(huì)被染色；當(dāng)細(xì)胞死亡后，細(xì)胞膜隨之失去控制物質(zhì)進(jìn)出的能力，染色劑進(jìn)入細(xì)胞，細(xì)胞被染成藍(lán)色。根據(jù)細(xì)胞是否被染色來(lái)細(xì)胞是否具有活力。體驗(yàn)制備細(xì)胞膜的方法實(shí)驗(yàn):1.選擇材料:2.實(shí)驗(yàn)原理:3.實(shí)驗(yàn)過(guò)程豬成熟的紅細(xì)胞紅細(xì)胞吸水脹破4.用離心從混合液中分離出純度較高的細(xì)胞膜思考：如何將蓋玻片下的生理鹽水換成蒸餾水?親水頭部疏水尾部磷脂是一種由甘油，脂肪