细胞膜和流动镶嵌模型汇编

1、 8/1/20212 第第5讲讲 细胞膜细胞膜系统的边界系统的边界 生物膜的流动镶嵌模型生物膜的流动镶嵌模型 本考点主要考查几个方面：本考点主要考查几个方面： 1、细胞膜的物质组成（蛋白质、脂质和糖类）和结构、细胞膜的物质组成（蛋白质、脂质和糖类）和结构、 结构特点；结构特点； 2、细胞膜的功能、功能特点（特别是如何控制物质的、细胞膜的功能、功能特点（特别是如何控制物质的 进出与控制细胞间的信息交流）；进出与控制细胞间的信息交流）； 3、对生物膜结构的探索历程；、对生物膜结构的探索历程； 4、流动镶嵌模型的基本内容；、流动镶嵌模型的基本内容； 5、细胞膜的提取实验（注意实验的材料、实验的注意、

2、细胞膜的提取实验（注意实验的材料、实验的注意 事项）。事项）。 8/1/20213 一、提取细胞膜的实验一、提取细胞膜的实验（P19P19体验制备细胞膜的方法）体验制备细胞膜的方法） （1）材料）材料哺乳动物的成熟红细胞哺乳动物的成熟红细胞 （2）优点：无核膜和各种细胞器膜；）优点：无核膜和各种细胞器膜； 无细胞壁，细胞易吸水涨破。无细胞壁，细胞易吸水涨破。 （3）原理方法：渗透作用；）原理方法：渗透作用； 放入清水中吸水涨破，放入清水中吸水涨破，离心分离离心分离提纯。提纯。 （4）注意）注意: A、不能用鸡的红细胞、不能用鸡的红细胞,必须用哺乳动物的成熟红细胞。必须用哺乳动物的成熟红细胞。

3、B、实验第、实验第2步用步用“引流法引流法”滴加蒸馏水时滴加蒸馏水时全过程均必全过程均必 须在载物台上进行，并持续观察红细胞的变化：须在载物台上进行，并持续观察红细胞的变化：凹陷凹陷 消失，细胞体积增大，细胞破裂，内容物流出。消失，细胞体积增大，细胞破裂，内容物流出。 8/1/20214 二、细胞膜的成分二、细胞膜的成分 成分成分比例比例作用作用 蛋白质蛋白质约约40% 细胞膜的功能主要由其上的蛋白质行使细胞膜的功能主要由其上的蛋白质行使 脂质脂质约约50%构成细胞膜的重要成分构成细胞膜的重要成分 糖类糖类约约10% 与蛋白质形成糖蛋白，有与蛋白质形成糖蛋白，有识别识别功能功能 重点关注：重点

4、关注： （1）细胞膜的成分）细胞膜的成分至少至少有有4种（蛋白质、磷脂、胆固醇种（蛋白质、磷脂、胆固醇 和多糖），但和多糖），但主要成分主要成分只有只有2种：蛋白质和磷脂分子。种：蛋白质和磷脂分子。 （2）不同细胞膜的）不同细胞膜的成分种类相同成分种类相同,但各组分的含量不同但各组分的含量不同, 这与细胞的功能有关这与细胞的功能有关,如功能越复杂的膜中如功能越复杂的膜中,蛋白质种类和蛋白质种类和 数量越多。所以蛋白质的数量越多。所以蛋白质的种类及含量的多少种类及含量的多少是区分膜功是区分膜功 能复杂程度的重要依据。能复杂程度的重要依据。 8/1/20215 (3)(3)糖类在细胞膜中分布很少，

5、并且与蛋白质或脂质结合糖类在细胞膜中分布很少，并且与蛋白质或脂质结合 成成糖蛋白或糖脂，分布在膜的糖蛋白或糖脂，分布在膜的外表面，外表面，都与细胞识别作用都与细胞识别作用 有关。有关。因此，根据糖蛋白或糖脂的分布，可以判断细胞膜因此，根据糖蛋白或糖脂的分布，可以判断细胞膜 的内外侧。的内外侧。 (4)(4)脂质和蛋白质在膜上的分布是不对称的。脂质和蛋白质在膜上的分布是不对称的。 （5 5）细胞膜的组分）细胞膜的组分并不是不可变的并不是不可变的, ,如细胞癌变过程中如细胞癌变过程中, , 细胞膜组分发生变化细胞膜组分发生变化, ,糖蛋白含量下降糖蛋白含量下降, ,产生甲胎蛋白产生甲胎蛋白 (AF

6、P)(AFP)、癌胚抗原、癌胚抗原(CEA)(CEA)等物质等物质。医学上常以此可以作为细。医学上常以此可以作为细 胞是否癌变的指标之一。胞是否癌变的指标之一。 （6 6）分析细胞膜成分的探究：）分析细胞膜成分的探究： 8/1/20216 细胞膜成分细胞膜成分鉴定试剂鉴定试剂(方法方法)结果结果 磷脂磷脂 脂溶剂处理脂溶剂处理细胞膜被溶解细胞膜被溶解 磷脂酶处理磷脂酶处理细胞膜被破坏细胞膜被破坏 脂溶性物质透过脂溶性物质透过 实验实验 脂溶性物质优先通脂溶性物质优先通 过过 蛋白质蛋白质 双缩脲试剂双缩脲试剂紫色紫色 蛋白酶处理蛋白酶处理细胞膜被破坏细胞膜被破坏 8/1/20217 三、细胞膜

7、的结构及特点三、细胞膜的结构及特点 1 1、细胞膜结构的探究历程、细胞膜结构的探究历程 时间时间实例实例(实验实验)结论结论(假说假说) 19世世 纪末纪末 脂溶性物质更易通脂溶性物质更易通 过细胞膜过细胞膜 欧文顿认为膜是由欧文顿认为膜是由 _组成的组成的 20世世 纪初纪初 将膜分离提纯，并将膜分离提纯，并 进行化学分析进行化学分析 膜的主要成分是膜的主要成分是 _ 1925 年年 红细胞膜中脂质铺红细胞膜中脂质铺 展成单分子层后是红展成单分子层后是红 细胞表面积的细胞表面积的2倍倍 细胞膜中的脂质分子细胞膜中的脂质分子 _ 脂质脂质 脂质和蛋白质脂质和蛋白质 排列为连续的两层排列为连续的

8、两层 8/1/20218 19591959 年年 电镜下细胞膜呈电镜下细胞膜呈 清晰的暗清晰的暗亮亮暗暗 的三层结构的三层结构 罗伯特森认为生物膜罗伯特森认为生物膜 由由_ 三层结构构成三层结构构成 19701970 年年 人鼠细胞杂交实人鼠细胞杂交实 验验 细胞膜具有细胞膜具有_ 19721972 年年 流动镶嵌模型流动镶嵌模型 桑格和尼克森提出了桑格和尼克森提出了 生物膜的生物膜的 _ 蛋白质蛋白质脂质脂质蛋白质蛋白质 流动性流动性 流动镶嵌模型流动镶嵌模型 注意：注意：两条暗带的主要成分是蛋白质；两条暗带的主要成分是蛋白质；明带的主要成明带的主要成 分是磷脂，也有蛋白质。分是磷脂，也有蛋

9、白质。 8/1/20219 糖被糖被 位置：位于细胞膜的位置：位于细胞膜的_表面表面 成分：是一层由蛋白质与多糖结合形成的成分：是一层由蛋白质与多糖结合形成的_ 功能：具有保护、润滑和功能：具有保护、润滑和_作用。作用。 外外 糖蛋白糖蛋白 识别识别 结构特点：结构特点：具有具有 一定的流动性一定的流动性 原因：构成细胞膜的原因：构成细胞膜的_和和_大多数是可大多数是可 以流动的。以流动的。 磷脂分子磷脂分子蛋白质分子蛋白质分子 2、生物膜的结构、生物膜的结构流动镶嵌模型流动镶嵌模型 8/1/202110 细胞膜的细胞膜的“流动性流动性”的理解的理解 含义：含义：构成细胞膜的磷脂分子和蛋白质分

10、子构成细胞膜的磷脂分子和蛋白质分子大都是大都是可可 以运动的。以运动的。 影响因素：影响因素：温度。在一定的范围内，随温度的升高，分温度。在一定的范围内，随温度的升高，分 子的运动加快，流动性增强。子的运动加快，流动性增强。 表现：表现：细胞融合（植物体细胞杂交，动物细胞融合）、细胞融合（植物体细胞杂交，动物细胞融合）、 受精作用、变形虫捕食和伪足的形成、胞吞与胞吐、分受精作用、变形虫捕食和伪足的形成、胞吞与胞吐、分 泌蛋白的产生和分泌过程、载体对相应物质的转运等泌蛋白的产生和分泌过程、载体对相应物质的转运等 意义：意义：为细胞完成各种生命活动提供了基础。为细胞完成各种生命活动提供了基础。 8

11、/1/202111 提醒提醒 ： 磷脂分子结构如图所示：磷脂分子结构如图所示： 单层磷脂分子层水界面排列及搅拌后图解如下：单层磷脂分子层水界面排列及搅拌后图解如下： 在水在水空气界面上展开后的表面积是细胞膜表面积的空气界面上展开后的表面积是细胞膜表面积的两倍两倍。 8/1/202112 课堂练习课堂练习1 1：下列关于细胞膜的叙述，不正确的是下列关于细胞膜的叙述，不正确的是 ( () ) A A细胞膜主要由脂质和蛋白质组成细胞膜主要由脂质和蛋白质组成 B B不同功能的细胞，其细胞上蛋白质的种类和数不同功能的细胞，其细胞上蛋白质的种类和数 量相同量相同 C C组成细胞膜的脂质中，磷脂最丰富组成细

12、胞膜的脂质中，磷脂最丰富 D D癌细胞的恶性增殖和转移与癌细胞膜成分的改癌细胞的恶性增殖和转移与癌细胞膜成分的改 变有关变有关 解析解析 研究发现，细胞膜主要由脂质和蛋白质组研究发现，细胞膜主要由脂质和蛋白质组 成；在组成细胞的脂质中，磷脂最丰富；成；在组成细胞的脂质中，磷脂最丰富；蛋白质蛋白质 在细胞行使功能时起重要作用，功能越复杂的细在细胞行使功能时起重要作用，功能越复杂的细 胞膜，其蛋白质的种类和数量越多；胞膜，其蛋白质的种类和数量越多；癌细胞的恶癌细胞的恶 性增殖和转移与细胞膜成分的改变有关。性增殖和转移与细胞膜成分的改变有关。 B 8/1/202113 四、细胞膜的功能及功能特性四、

13、细胞膜的功能及功能特性 1、功能：、功能： 8/1/202114 重点关注重点关注1：细胞间的信息交流：细胞间的信息交流 实行细胞间的信息交流的物质主要是实行细胞间的信息交流的物质主要是细胞膜上的糖蛋细胞膜上的糖蛋 白。白。但细胞膜上的受体并非是细胞间信息交流所必需的，但细胞膜上的受体并非是细胞间信息交流所必需的， 因为有的受体在细胞内，比如性激素的受体在细胞内。因为有的受体在细胞内，比如性激素的受体在细胞内。 动物细胞间的动物细胞间的信息交流的方式信息交流的方式主要有两种：主要有两种： a物质传递：物质传递：一些细胞如分泌细胞分泌一些物质如激一些细胞如分泌细胞分泌一些物质如激 素，通过血液的

14、传递运送到作用部位的细胞素，通过血液的传递运送到作用部位的细胞(靶细胞靶细胞)，被，被 靶细胞的细胞膜上的受体靶细胞的细胞膜上的受体(成分为糖蛋白成分为糖蛋白)识别，引起靶细识别，引起靶细 胞生理反应。胞生理反应。 8/1/202115 b接触传递：接触传递：相邻两个细胞的相邻两个细胞的细胞膜直接接触细胞膜直接接触， 通过糖蛋白识别，将信息从一细胞传递给另一细通过糖蛋白识别，将信息从一细胞传递给另一细 胞。胞。 通道传递：通道传递：植物细胞间的识别主要是通过植物细胞间的识别主要是通过植物植物 细胞间的胞间连丝细胞间的胞间连丝来实现的。来实现的。 8/1/202116 课堂练习课堂练习2 2：下

15、列各种生理现象中，没有涉及细胞间信下列各种生理现象中，没有涉及细胞间信 息交流的是息交流的是( () ) A A精子和卵细胞相互接触完成受精作用精子和卵细胞相互接触完成受精作用 B B肝细胞表面的糖蛋白结合胰岛素肝细胞表面的糖蛋白结合胰岛素 C C高等植物细胞之间通过胞间连丝相互连接高等植物细胞之间通过胞间连丝相互连接 D D兴奋在神经纤维上的传导兴奋在神经纤维上的传导 D 解析解析 精子和卵细胞相互识别，进行融合完成受精作用。精子和卵细胞相互识别，进行融合完成受精作用。 胰岛素由胰岛胰岛素由胰岛B细胞分泌，因此肝细胞表面的糖蛋白和细胞分泌，因此肝细胞表面的糖蛋白和 胰岛素结合属于胰岛胰岛素结

16、合属于胰岛B细胞和肝细胞之间的信息交流。细胞和肝细胞之间的信息交流。 胞间连丝是植物细胞之间信息交流的通道。胞间连丝是植物细胞之间信息交流的通道。兴奋在神经兴奋在神经 纤维上的传导，是神经纤维上钠离子和钾离子通道开放纤维上的传导，是神经纤维上钠离子和钾离子通道开放 和关闭的结果，与其他细胞无关。和关闭的结果，与其他细胞无关。 8/1/202117 课堂练习课堂练习3：（：（2013天津卷）天津卷） 1. 下列过程未体现生物膜信息传递功能的是（下列过程未体现生物膜信息传递功能的是（ ） A.蔗糖溶液使洋葱表皮细胞发生质壁分离蔗糖溶液使洋葱表皮细胞发生质壁分离 B.抗原刺激引发记忆细胞增殖分化抗原

17、刺激引发记忆细胞增殖分化 C.胰岛素调节靶细胞对葡萄糖的摄取胰岛素调节靶细胞对葡萄糖的摄取 D.传出神经细胞兴奋引起肌肉收缩传出神经细胞兴奋引起肌肉收缩 A 【解析】【解析】蔗糖溶液渗透压较高，使洋葱表皮细胞渗透失蔗糖溶液渗透压较高，使洋葱表皮细胞渗透失 水发生质壁分离，该过程不涉及信息传递；记忆细胞与水发生质壁分离，该过程不涉及信息传递；记忆细胞与 抗原具有特异性识别作用，该过程与细胞膜上的糖蛋白抗原具有特异性识别作用，该过程与细胞膜上的糖蛋白 有关；靶细胞膜表面的受体能与胰岛素结合，从而使胰有关；靶细胞膜表面的受体能与胰岛素结合，从而使胰 岛素发挥作用；传出神经细胞兴奋引起肌肉收缩的过程岛

18、素发挥作用；传出神经细胞兴奋引起肌肉收缩的过程 中有神经递质与相应受体的结合，中有神经递质与相应受体的结合，B、C、D 项均体现了项均体现了 生物膜的信息传递功能。生物膜的信息传递功能。 8/1/202118 重点关注重点关注2 2：细胞膜成分、结构及功能的关系：细胞膜成分、结构及功能的关系 8/1/202119 重点关注重点关注3 3：细胞膜的结构特点和功能特性的区别：细胞膜的结构特点和功能特性的区别 和联系和联系 细胞膜的结构特点细胞膜的结构特点细胞膜的功能特性细胞膜的功能特性 含义含义具有一定的流动性具有一定的流动性具有选择透过性具有选择透过性 原理原理 膜结构膜结构分子的运动分子的运动

19、 性性，它包括膜磷脂分，它包括膜磷脂分 子的运动和膜蛋白的子的运动和膜蛋白的 运动运动 水分子可以自由通过，细水分子可以自由通过，细 胞要选择吸收的离子和小分胞要选择吸收的离子和小分 子也可以通过，而其他的离子也可以通过，而其他的离 子、小分子和大分子则不能子、小分子和大分子则不能 通过，这通过，这取决于膜上载体蛋取决于膜上载体蛋 白的种类和数量白的种类和数量 联系联系 流动性是选择透过性的基础，流动性是选择透过性的基础，因为只有细胞膜具因为只有细胞膜具 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，细胞膜失去了选择透过性，现出

20、选择透过性；相反，细胞膜失去了选择透过性， 也就意味着细胞已死亡也就意味着细胞已死亡 8/1/202120 课堂练习课堂练习3 3： 下列关于细胞膜的流动性和选择透过性的下列关于细胞膜的流动性和选择透过性的 叙述叙述, ,不正确的是不正确的是( ( ) ) A.A.流动性的基础是组成细胞膜的磷脂分子和蛋白质分子流动性的基础是组成细胞膜的磷脂分子和蛋白质分子 大多是流动的大多是流动的 B.B.选择透过性的基础是细胞膜上的载体蛋白和磷脂分子选择透过性的基础是细胞膜上的载体蛋白和磷脂分子 具有特异性具有特异性 C.C.细胞的胞吞和胞吐体现了细胞膜的流动性细胞的胞吞和胞吐体现了细胞膜的流动性 D.D.

21、钾离子通过主动运输的形式进入细胞体现了细胞膜的钾离子通过主动运输的形式进入细胞体现了细胞膜的 选择透过性选择透过性 B 解析：解析：细胞膜的选择透过性的基础是细胞膜上的载体细胞膜的选择透过性的基础是细胞膜上的载体 蛋白具有特异性。蛋白具有特异性。磷脂分子没有特异性。磷脂分子没有特异性。 8/1/202121 典例训练典例训练 1.1.如图表示细胞膜的亚显微结构如图表示细胞膜的亚显微结构, ,下列叙述错误下列叙述错误 的是的是( () ) A.A.细胞膜的基本骨架是细胞膜的基本骨架是 B.B.细胞膜的功能复杂程度主要与细胞膜的功能复杂程度主要与有关有关 C.C.是静止的是静止的, ,但但是运动的

22、是运动的, ,所以细胞膜具有流所以细胞膜具有流 动性动性 D.COD.CO2 2、H H2 2O O通过细胞膜的方式相同通过细胞膜的方式相同 C 8/1/202122 2.(20132.(2013山东临沂沂水高三模拟山东临沂沂水高三模拟) )如图表示细胞膜功能结构如图表示细胞膜功能结构 模式图模式图, ,据图分析下列说法不正确的是据图分析下列说法不正确的是( () ) A.A.图中功能图中功能在生命起源过程中具有重要作用在生命起源过程中具有重要作用 B.B.功能功能表示的运输方式有主动运输、被动运输和胞吞、表示的运输方式有主动运输、被动运输和胞吞、 胞吐胞吐 C.C.激素调控生命活动与图中功能

23、激素调控生命活动与图中功能有关有关 D.D.植物细胞通过胞间连丝进行相邻的细胞间通讯植物细胞通过胞间连丝进行相邻的细胞间通讯 B 解析：解析：中有载体蛋白中有载体蛋白, 运输方式为主动运输和被运输方式为主动运输和被 动运输动运输,没有胞吞和胞吐没有胞吞和胞吐, 二者不属于跨膜运输二者不属于跨膜运输; 8/1/202123 典例训练典例训练 3.3.如图为细胞膜的液态流动镶嵌模型示意图如图为细胞膜的液态流动镶嵌模型示意图, ,有关叙述错有关叙述错 误的是误的是( () ) A.aA.a指磷脂分子的尾部指磷脂分子的尾部, ,具有疏水性具有疏水性 B.cB.c指磷脂分子的头部指磷脂分子的头部, ,具

24、有亲水性具有亲水性 C.C.糖蛋白在细胞膜的内外侧均有分布糖蛋白在细胞膜的内外侧均有分布 D.D.细胞膜的选择透过性与细胞膜的选择透过性与b b、d d的种类和数量有关的种类和数量有关 C 8/1/202124 4.(20144.(2014安徽安徽“江南十校江南十校”联考联考) )下列有关生物膜的叙述下列有关生物膜的叙述 不正确的是不正确的是( () ) A.A.原生质体融合成杂合体细胞与生物膜的特点有关原生质体融合成杂合体细胞与生物膜的特点有关 B.B.在叶绿体类囊体膜上能实现能量的转换在叶绿体类囊体膜上能实现能量的转换 C.C.细胞分化以后细胞分化以后, ,其细胞膜的通透性不会改变其细胞膜

25、的通透性不会改变 D.D.细胞内的细胞内的ATPATP有的是在生物膜上合成的有的是在生物膜上合成的 C 【解析】【解析】 原生质体融合成杂合体细胞与细胞膜有一定的原生质体融合成杂合体细胞与细胞膜有一定的 流动性有关流动性有关,A项正确。在叶绿体类囊体膜上有光能项正确。在叶绿体类囊体膜上有光能电能电能 化学能的转换化学能的转换,B项正确。细胞内的项正确。细胞内的ATP有的是在生物膜有的是在生物膜 上合成的上合成的,比如线粒体内膜上合成比如线粒体内膜上合成ATP,D项正确。细胞分化项正确。细胞分化 以后以后,形态、功能发生改变形态、功能发生改变,其细胞膜的通透性也会随之改其细胞膜的通透性也会随之改

26、 变变,C项不正确。项不正确。 8/1/202125 题组演练题组演练科学高效科学高效 题组一细胞膜的成分及功能题组一细胞膜的成分及功能 1.(20131.(2013广东六校第二次联考广东六校第二次联考) )一种聚联乙炔细胞膜识别器一种聚联乙炔细胞膜识别器 已问世已问世, ,它是通过物理力把类似于细胞膜上具有分子识别它是通过物理力把类似于细胞膜上具有分子识别 功能的物质镶嵌到聚联乙炔囊泡中功能的物质镶嵌到聚联乙炔囊泡中, ,组装成纳米尺寸的生组装成纳米尺寸的生 物传感器。它在接触到细菌、病毒时可以发生颜色变化物传感器。它在接触到细菌、病毒时可以发生颜色变化, , 用以检测细菌、病毒。这类被镶嵌

27、进去的物质很可能含有用以检测细菌、病毒。这类被镶嵌进去的物质很可能含有 ( ( ) ) A.A.磷脂和蛋白质磷脂和蛋白质 B.B.多糖和蛋白质多糖和蛋白质 C.C.胆固醇和多糖胆固醇和多糖 D.D.胆固醇和蛋白质胆固醇和蛋白质 B 解析解析:细胞膜的主要组成成分包括磷脂和蛋白质细胞膜的主要组成成分包括磷脂和蛋白质,但细胞但细胞 膜上具有识别作用的糖蛋白组成成分是糖类和蛋白质。膜上具有识别作用的糖蛋白组成成分是糖类和蛋白质。 8/1/202126 2.(20142.(2014上海奉贤区一模上海奉贤区一模) )蝴蝶将一株油菜的花粉带到另一蝴蝶将一株油菜的花粉带到另一 株油菜花的柱头上后株油菜花的柱头上后, ,即可发生花粉萌发、花粉管伸长、即可发生花粉萌发、花粉管伸长、 释放精子、精卵融合等一系列生理反应释放精子、精卵融合等一系列生理反应; ;若将一株油菜的若将一株油菜的 花粉带到一朵桃花的柱头上则不会发生这一系列反应。该花粉带到一朵桃花的柱头上则不会发生这一系列反应。该 现象能很好地说明细胞膜现象能很好地说明细胞膜( ( ) ) A.A.主要由脂质和蛋白质组成主要由脂质和蛋白质组成 B.B.可将细胞与外界环境分隔开可将细胞与外界环境分隔开 C.C.控制物质出入细胞的作用是相对的控制物质出入细胞的作用是相对的 D.D.进行细胞间的信息交流进行细胞间的信息