细胞膜基本结构和功能.ppt

第三章 细胞的基本结构,细胞膜-系统的边界,细胞壁,细胞膜,叶绿体,细胞核,液 泡,细胞质,细胞膜,细胞质,细胞核,线粒体,细胞的显微结构,细胞亚显微结构,一、细胞壁,植物细胞有细胞壁，动物细胞则没有,结构成分：纤维素、果胶,功能：支持和保护，维持细胞的正常形态,植物细胞,细胞壁,注意：原核细胞也有，但成分不同：糖类和蛋白质 真菌的细胞壁成分：几丁质,特点：全透性,任何系统都有边界 人体的边界 人体内部与外界分隔的皮肤和黏膜 国家也有边界-国界 细胞作为一个基本的生命系统,它的边界是 细胞膜 细胞膜由什么组成? 研究细胞膜的化学组成，首先要把细胞膜与细胞的其他组分分开。 如何获得细胞膜？,二、细胞膜的结构和功能,（一）、细胞膜的制备：,、选材,2、制备方法：,原因：动物细胞细胞膜外没有细胞壁,易涨破; 哺乳动物红细胞没有细胞核和线粒体等细胞器, 易离心分离得到纯净的细胞膜.,-选择哺乳动物成熟的红细胞作为材料,利用渗透吸水涨破红细胞的方法,红细胞核到哪里去了？p41,（二）、细胞膜的化学成分,脂质,蛋白质,糖类,约50%,约40%,约2%10%,大多数是磷脂,细胞膜上的功能主要由其上的蛋白质来行使，功能越复杂，其蛋白质的种类和数量越多,与膜蛋白和膜脂形成糖蛋白和糖脂，分布在细胞膜外表面，与细胞的信息交流有关,细胞膜主要由脂质和蛋白质组成,控制物质进出细胞,将细胞与外界环境隔开,由于细胞膜的存在，使细胞既是一个“封闭”的系统，又是一个“开放”的系统。,细胞膜将每个细胞与周围环境隔离开，维持 了细胞自身的相对稳定。,进行细胞间的信息交流,细胞间的信息交流，大多与细胞膜的结构和 功能相关。,（三）、细胞膜的功能,细胞通过细胞膜有选择地从周围环境中获 取养料，排出代谢废物。,控制物质进出细胞,控制物质进出细胞,营养物质,废物,分泌物,病毒、细菌,控制的相对性,易,发出信号的细胞,靶细胞,与膜结合的 信号分子,相邻两个细胞的细胞膜接触，信息从一个细胞传递给另一个细胞。例如：精子和卵细胞的识别和结合,相邻两个细胞之间形成通道，携带信息的物质通过通道进入另一个细胞。例如，高等植物细胞之间通过胞间连丝相互连接，也有信息交流的作用,彩图二 胞间连丝切片（黑枣）,练习,1、将红细胞放在质量分数为9%的食盐溶液中，红细胞的状态变化是 A、不能判断 B、正常状态 C、细胞膜破裂 D、细胞皱缩 2、下列对细胞膜化学组成表达最全面的是 A、蛋白质、糖类、固醇 B、糖蛋白、脂质 C、蛋白质、糖类、脂质 D、蛋白质、磷脂,D,C,3、在哺乳动物受精的过程中，精子能够与卵细胞相互识别，体现了细胞膜的 A、能够保障细胞内部的相对稳定 B、能够控制物质进出细胞 C、有利于卵细胞摄入所需要的精子 D、能够进行细胞间的信息交流,D,实验一：19世纪末，欧文顿的实验 20世纪初，膜的分离实验 课本65页,细胞膜结构的发现史 :,水,实验二：1925年两位荷兰科学家用丙酮从人的红细胞膜中提取脂质，在空气水界面上铺展成单层分子，测得单分子层的面积恰为红细胞表面积的2倍。,细胞膜结构的发现史 :,实验三： Danielli和Harvey分别于1931年和1935年发现细胞膜的表面张力显著低于油水界面的表面张力，已知脂滴表面如吸附有蛋白质成分时，表面张力则降低。,细胞膜结构的发现史 :,科学家提出两种模型假说：P66,（四）、细胞膜的结构,1959年，罗伯森特提出三层静态模型：,1972年，桑格和尼克森提出流动镶嵌型模型,1959年,罗伯特森电镜下观察细胞膜有“暗-亮-暗”结构图像,提出三层静态模型：蛋白质磷脂蛋白质,不少科学家提出了质疑P6667,1970年,人-鼠融合实验：P67,说明细胞膜的流动性,该实验反映了细胞膜有什么特点？,（1）实验结果说明细胞膜的结构特点是具有 ，这是因为 。 （2）若在两个细胞融合成一个细胞后，将融合细胞置于0条件下保持40min，则融合细胞仍是一半膜发绿色荧光，另一半膜发红色荧光，这说明 。,实验分析,一定的流动性,细胞膜的磷脂分子和蛋白质分子大多数是可以运动的。,膜的流动性受温度的影响,1972年，桑格和尼克森提出流动镶嵌型模型,流动镶嵌型模型为大多数人所接受。,连接,磷脂,蛋白质,流动镶嵌型模型的基本内容,糖被:蛋白质与多糖结合形成的糖蛋白,作用：有保护和润滑 细胞膜表面的识别,细胞膜的结构特点：,表现:组成细胞膜的磷脂分子和蛋白质分子都是可以流动的,实例：变形虫的运动、人体吞噬细胞吞噬细菌；内吞、外排作用；受精作用；动物细胞融合；,具有一定的流动性,意义:与物质运输、细胞识别、细胞融合、细胞表面受体功能调节等有关,尝试画出细胞膜结构的简图，并注明主要分子的名称。,（五）物质的跨膜运输的方式,什么是扩散？ 什么是被动运输？ 什么是主动运输？,一、被动运输,被动运输：物质进出细胞，顺浓度梯度的扩散方式。,自由扩散：,协助扩散：,物质通过简单的扩散作用进出细胞。,进出细胞的物质借助载体蛋白的扩散。,1、自由扩散：,特征：,顺浓度梯度运输,1.,2.,不需要载体,3.,不需要消耗能量,4.,实例：水、氧气、二氧化碳、甘油和脂肪酸等,自由扩散,2、协助扩散：,特征：,顺浓度梯度运输,1.,需要载体参与,2.,不需要消耗能量,3.,4.,实例：葡萄糖进入红细胞,协助扩散,二、主动运输：,物质从低浓度一侧运输到高浓度的一侧，需要载体蛋白的协助，同时还需要消耗细胞内化学反应所释放的能量，这种方式叫做主动运输。,主动运输,特征：,逆浓度梯度运输,1.,需要载体,2.,需要消耗能量,3.,4.,实例：葡萄糖、氨基酸通过小肠上皮细胞膜；离子通过细胞膜等,主动运输,对比,比较三种物质运输方式的异同：,顺浓度梯度,顺浓度梯度,逆浓度梯度,不需要,需要,需要,不消耗,不消耗,需要消耗,氧气、水、二氧化碳等通过细胞膜,葡萄糖通过红细胞,葡萄糖、氨基酸通过小肠上皮细胞膜；离子通过细胞膜等,细胞膜可以让水分子自由通过，细胞要选择吸收的离子和小分子也可通过，其它的离子、小分子和大分子则不能通过.,细胞膜的功能特性：选择透过性,三、胞吞和胞吐,一些大分子或物质团块的运输，是通过胞吞和胞吐作用来实现的。,胞吞：物质以囊泡包裹的形式通过细胞膜，从细胞外进入细胞内的过程。（如果进入的是固态物质，称为吞噬；如果进入的是液态物质，称为胞饮。）,胞吐：物质以囊泡的形式通过细胞膜，从细胞内排到细胞外的过程。,内吞作用： 大分子物质和颗粒性物质附着在细胞膜上，由细胞膜 内陷形成小囊，这些物质就被包入小囊内，然后，小囊从 细胞膜上脱离下来形成小囊泡，进入细胞内部，这种现象 叫做内吞作用。,外排作用： 有些物质在细胞膜内被一层膜所包围，形成小囊泡， 囊泡膜与细胞膜融合在一起，小囊泡逐渐移到细胞表面， 并且向细胞外张开，使内含物质排出细胞外，这种现象 叫做外排作用。,胞吞和胞吐,细胞摄取或排出大分子和颗粒物质的方式,细胞膜的流动性,物质通过小泡转移，需要消耗能量，不需要载体,细胞外到细胞内,细胞内到细胞外,变形虫吞食食物颗粒、白细胞吞噬病菌,胰腺细胞分泌胰岛素,物质跨膜运输的方式,注意：细胞识别、分泌、排泄、免疫,（五）物质的跨膜运输,下列最容易通过细胞膜的物质是 （） A淀粉 B脂肪酸 C糖类 D核酸,海带体内的碘浓度远大于海水的浓度，但它仍能不断地从海水中吸收碘，这种碘通过细胞膜进入海带体内的方式是 （） A自由扩散 B渗透作用 C主动运输 D被动运输,细胞膜的结构特征是 （） A具有一定的流动性 B有保护细胞内部的作用 C一种半透性膜 D一种选择透过性膜,下列跨膜运输的生理活动，属于主动运输的是（） A酒精进人胃黏膜细胞 B二氧化碳由静脉血进人肺泡内 C原尿中的葡萄糖进入肾小管上皮细胞 D水分子出入细胞,水分为例 扩散： 物质从相对含量高的部位移动到相对含量低的部位 渗透： 水分子（或其他溶剂分子）通过半透膜的扩散 水分子的自由扩散即为渗透作用 观察渗透作用装置,物质跨膜运动实例,渗透作用装置,半透膜是一类可以让小分子物质通过而大分子物质不能通过的一类薄膜的总称,低浓度溶液,渗透作用吸水,半透膜的两侧的溶液具有浓度差。,渗透作用 发生的条件：,具有半透膜。,水分渗透 方向：,高浓度溶液,实验现象,结果分析,漏斗中液面上升,单位体积清水中水分子数比单位体积蔗糖溶液中水分子数多，因此，根据扩散作用的原理，在单位时间内，水分子由烧杯透过半透膜进入漏斗内的数量，多于水分子由漏斗透过半透膜进入烧杯内的数量，导致漏斗内液面上升。,动植物细胞符合渗透系统,动物细胞 半透膜：细胞膜 浓度差：细胞质与外界溶液,细胞质,细胞膜,液泡膜,原生质层,细胞壁,细胞液,（1）一个成熟的植物细胞可构成一个渗透系统，发生渗透作用,植物细胞,A、理论分析,半透膜,外界溶液,浓度差,质壁分离和复原实验,质壁分离,质壁分离复原,正常细胞,质壁分离细胞,液泡大小与颜色的变化以及原生质层与细胞壁的分离情况。,B、实验证实：质壁分离与复原实验,将洋葱表皮细胞置于0.3g/ml的蔗糖溶液中,实验方法,质壁分离观察,质壁分离结果分析,质壁分离复原结果及分析,复原实验方法,将已经发生质壁分离的洋葱表皮细胞置于清水中,取一小块洋葱鳞茎的紫色外表皮，放在载玻片的中央。,镜检观察自然状态下的紫色洋葱外表皮细胞的结构。,从载物台上取下装片，用对侧引流法加入质量浓度为0.3g/ml的蔗糖溶液，再次镜检。观察浸浴在蔗糖溶液中的表皮细胞有何变化。 （与自然状态下的表皮细胞比较）,1、植物对水分的吸收,主要的器官是：,最活跃的区域是：,根,根尖成熟区的表皮细胞,吸胀作用,渗透作用,吸水方式,无大液泡的细胞,有大液泡的细胞,思考根尖各个部分细胞的吸水方式？,渗透作用,吸胀作用,2、水分的运输、利用和散失,意义,（1）运输动力:,（2）利用,蒸腾散失(95-99%),（3）散失,散失方式:,散失的主要器官:,(1)是植物吸收水分和促使水分在体内运输的重要动