一细胞膜的结构和功能.doc

1、一细胞膜的结构和功能复习目标： 1、细胞膜的分子结构和主要功能2 、物质出入细胞的三种方式复习重点： 1、细胞膜的分子结构和主要功能2、细胞膜内外物质交换的主动运输方式基础知识回顾：_ 是生物体结构和功能的基本单位分类分类依据：根据细胞的特点和复杂程度的不同种类真核细胞：绝大多数生物的细胞原核细胞：构成细菌、蓝藻、放线菌等的细胞细胞是进行一切生命活动的基础，因为细胞有非常精细的结构和复杂的自控功能细胞的亚显微结构：是在电子显微镜下看到的细胞结构细胞膜的主要成分：_结构：基本支架是_蛋白质分子 _ ；有的 _细胞膜的外表有一层_，与细胞表面的_有密切关系结构特点 ： _思考：变形虫能伸出伪足，这

2、是由什么原因引起的功能特性： _大分子和颗粒性物质的交换方式：_ 。思考： 影响自由扩散速率的因素是什么？_ 。影响主动运输的因素有_ 等。总结：自由扩散和主动运输的比较运输方向是否需要载体是否消耗能量实例自由扩散主动运输细胞壁：位置：细胞膜的外面化学成分：主要由纤维素和果胶组成功能：对于植物细胞有支持和保护作用重难点知识梳理：一、 细胞膜的成分及分子结构化学成分：利用纯净的细胞膜（如何获得？）为材料，进行化学分析，其化学组成主要是磷脂和蛋白质两大类物质。各种膜所含的蛋白质与脂类的比例同膜的功能有关，机能活动较旺盛的膜，其含量较高。细胞膜也称生物膜或质膜。是由类脂、 蛋白质和糖类组成。质膜中的

3、类脂也称膜脂，是质膜的基本骨架，膜蛋白质是膜功能的主要体现者。类脂种类很多，但最主要的是磷脂，超过膜脂总量的50。有些磷脂分子中的两条脂肪酸链， 一条链是饱和的，另一条链是不饱和的。 不饱和的脂肪酸链对于维持质膜的流动性是非常重要的。质膜的流动性对细胞正常的生命活动是至关重要的。 质膜流动性的大小与温度有一定的关系，一般而言， 温度高流动性大，温度低流动性小， 如果流动性下降过多， 质膜黏度增加， 附着在其上的酶将会失去活性， 质膜的各种活动如主动运输、协助扩散等过程将难于进行。而质膜中的不饱和脂肪酸对维持质膜流动性的稳定，特别是低温下的流动性是非常重要的。在动物细胞细胞膜中还有胆固醇，但在原

4、核生物和植物细胞中没有。胆固醇是一种极性分子， 在动物细胞的质膜中占有一定的比例，它可以稳定膜的流动性，使膜的流动性不会因温度的变化而发生较大的波动，以维持细胞正常的生理功能。质膜中的蛋白质是膜功能的主要体现者，其中有的与物质的运输有关，如载体，在主动运输过程中，载体还兼有ATP 水解酶的作用；有的是酶，能催化与膜有关的生化反应； 有的是激素或其他有生物活性物质的受体。不同膜上的蛋白质的具体种类是不同的，所以其生理功能也不同，如叶绿体膜。线粒体膜、内质网膜等。细胞膜对物质的运输具有选择性是由其上的蛋白质载体决定的，载体蛋白具有专一性。质膜中的糖类是少量的， 主要与蛋白质或脂类结合形成糖蛋白质或

5、糖脂， 是质膜上的标记物， 与细胞的识别有关， 如红细胞膜上的凝集原即为糖蛋白， 还与免疫反应、信息传递和血型决定等有着密切关系。思考题： 在作特殊处理后，造成红细胞破裂出现溶血现象，再将溶出细胞外的物质冲洗掉，剩下的结构就是比较纯净的细胞膜， 在生物学上称为“血影” 。对“血影”的分析得知，其化学组成如下：蛋白质 49，脂类 43，糖类 8。有的科学家将”血影”中的脂类提取出来，使其在空气水界面上铺成单分子层，所形成的薄膜面积是原来细胞整个表面积的二倍。 (1)如何处理红细胞才能使其发生溶血现象?_(2) 细胞溶血后，溶出细胞外的物质应该是_，这种物质的特征是_，因而使红细胞具有 _ 的功能

6、 。(3) “血 影 ”的化学成分中 的脂类 主要 是哪一类 ?_它是构成细胞膜的 _。 (4)脂类单分子层的面积是细胞表面积的二倍。这说明了 _(1)放在蒸馏水中(2)血红蛋白；容易和氧结合，又容易和氧分离；运输氧(3)磷脂；基本骨架(4)细胞膜是由两层磷脂分子组成的包括人类在内的各种生物都是由细胞组成的。细胞如同一个由城墙围起来的微小城镇，有用的物质不断被运进来，废物被不断运出去。早在100 多年前，人们就猜测细胞这一微小城镇的城墙中存在着很多“城门”，它们只允许特定的分子或离子出入。2003年诺贝尔化学奖表彰的就是有关这些“城门”的研究成果。瑞典皇家科学院8 日宣布，将2003年诺贝尔化

7、学奖授予美国科学家彼得阿格雷和罗德里克麦金农，分别表彰他们发现细胞膜水通道，以及对离子通道结构和机理研究作出的开创性贡献。他们研究的细胞膜通道就是人们以前猜测的“城门”。20 世纪 50 年代中期，科学家发现，细胞膜中存在着某种通道只允许水分子出入，人们称之为水通道。因为水对于生命至关重要，可以说水通道是最重要的一种细胞膜通道。尽管科学家发现存在水通道，但水通道到底是什么却一直是个谜。20 世纪 80 年代中期， 美国科学家彼得阿格雷研究了不同的细胞膜蛋白，经过反复研究，他发现一种被称为水通道蛋白的细胞膜蛋白就是人们寻找已久的水通道。为了验证自己的发现，阿格雷把含有水通道蛋白的细胞和去除了这种

8、蛋白的细胞进行了对比试验，结果前者能够吸水，后者不能。为进一步验证，他又制造了两种人造细胞膜，一种含有水通道蛋白，一种则不含这种蛋白。他将这两种人造细胞膜分别做成泡状物，然后放在水中，结果第一种泡状物吸收了很多水而膨胀，第二种则没有变化。这些充分说明水通道蛋白具有吸收水分子的功能，就是水通道。2000 年，阿格雷与其他研究人员一起公布了世界第一张水通道蛋白的高清晰度立体照片。照片揭示了这种蛋白的特殊结构只允许水分子通过。水通道的发现开辟了一个新的研究领域。目前，科学家发现水通道蛋白广泛存在于动物、植物和微生物中，它的种类很多，仅人体内就有 11 种。它具有十分重要的功能，比如在人的肾脏中就起着

9、关键的过滤作用。通常一个成年人每天要产生 170 升的原尿，这些原尿经肾脏肾小球中的水通道蛋白的过滤，其中大部分水分被人体循环利用，最终只有约升的尿液排出人体。早在 1890 年，威廉奥斯特瓦尔德（ 1909 年诺贝尔化学奖获得者）就推测离子进出细胞会传递信息。 20 世纪 20 年代，科学家证实存在一些供离子出入的细胞膜通道。 50 年代初，阿兰霍奇金和安德鲁哈克斯利发现，离子从一个神经细胞中出来进入另一个神经细胞可以传递信息。为此，他们获得了 1963 年诺贝尔生理学或医学奖。不过，那时科学家并不知道离子通道的结构和工作原理。1988 年，罗德里克麦金农利用射线晶体成像技术获得了世界第一张

10、离子通道的高清晰度照片，并第一次从原子层次揭示了离子通道的工作原理。这张照片上的离子通道取自青链霉菌，也是一种蛋白。麦金农的方法是革命性的，它可以让科学家观测离子在进入离子通道前的状态，在通道中的状态，以及穿过通道后的状态。对水通道和离子通道的研究意义重大。很多疾病，比如一些神经系统疾病和心血管疾病就是由于细胞膜通道功能紊乱造成的，对细胞膜通道的研究可以帮助科学家寻找具体的病因，并研制相应药物。另外，利用不同的细胞膜通道，可以调节细胞的功能，从而达到治疗疾病的目的。中药的一个重要功能是调节人体体液的成分和不同成分的浓度，这些成分可以通过不同细胞膜通道调节细胞的功能。有专家认为，对细胞膜通道的研

11、究可以为揭示中医药的科学原理提供重要的途径。二、细胞膜的结构特点实验验证： 用红色荧光染料来给人的细胞膜上的蛋白质染色，用绿色荧光染料给老鼠的细胞膜的蛋白质染色，把人和鼠的细胞进行融合，融合后的细胞一半 ( 人的细胞 ) 呈红色，另一半 ( 老鼠的细胞 )呈绿色，然后放入 37 度的环境中培养 40 分钟，结果发现两种颜色均匀地分布在细胞的表面，请分析回答以下问题：(1) 细胞融合的实验表明了组成细胞膜的_ 分子是可以运动的， 由此也证明了细胞膜具有 _的特点。(2) 在细胞融合实验中一种抗体只能与相应的抗原结合，说明了这类物质在分子结构上具有_ 性。(3) 细胞融合实验若在20 度条件下进行

12、，则两种表面抗原平均分布的时间大大延长，这说明 _。(1) 蛋白质一定的流动性(2)特异性(3) 温度影响膜的流动性思考题：白细胞能吞噬绿脓杆菌，变形虫的任何部位都可以伸出伪足，与这一现象有关的是。三、细胞膜的功能及特性物质出入细胞的方式A ：通过细胞膜出入细胞的两种方式及比较出入方式浓度走向载体蛋白质耗能实例自由扩散主动运输说明： a 由于自由扩散不需要消耗能量，所以和主动运输相对地称为被动运输 ；b 自由扩散的原理有两种， 一种是溶于膜上的磷脂分子中而通过，如一些脂溶性物质， 所以 脂类物质优先通过细胞膜，由于磷脂分子的两极是一极是亲水性的，另一极是疏水性的，所以疏水性物质也较易通过。c

13、主动运输对活细胞完成各项生命活动的特殊意义：d 主动运输方向也可由高浓度一侧运至低浓度一侧。膜上载体在主动运输中有特异性。e 两种方式可说明：细胞膜是，这种膜可以让_自由通过，细胞要也可以通过，而其它的则不能通过。思考题： 食醋中的醋酸分子是活细胞不需要的小分子物质，蔗糖是活细胞需要的大分子物质， 用糖和醋来腌制糖醋蒜，其原因是：醋酸能杀死细胞，使其失去了选择透过性，从而蔗糖分子进入了细胞内B：大分子和颗粒物质出入细胞的方式方式：_，原理：，物质通过过程：，实例：如：单细胞生物草履虫、 变形虫等可以吞噬细菌等其它食物颗粒；人体白细胞可以吞噬细菌、 细胞碎片和衰老的红细胞； 单细胞的原生动物把食

14、物残渣排出体外； 人体内细胞自身合成的一些大分子物质如酶原，也是通过外排作用而排出的。 是否消耗细胞内的能量。例 1 对法囊藻 （一种海藻） 细胞液中各种离于浓度的分析表明，细胞液的成分与海水的成分很不相同（如右下图所示） 。和 Cl在细胞内积累，而2等在细胞液（ 1）KNa、 Ca中的含量低于海水中的含量。这表明_。（ 2）K 和 Cl 进入细胞的转运方向是，这种吸收方式叫做，这种吸收方式需要的两个基本条件是和。（ 3 ） Na和2进入细胞的转运方向是它们的吸收方式属于Ca_。（ 4）法囊藻细胞液中的各种高于浓度与海水中各种离子浓度不成比例，其结构基础是_。（1）法囊藻对矿物质元素的吸收具有

15、选择性（2）从低浓度到高浓度主动运输ATP载体（3）从高浓度到低浓度主动运输（4）细胞膜上不同离子的载体数量例 2 右图表示细胞膜的亚显微结构，请据图回答：(1) 该结构对细胞的生命活动至关重要的特性是 _ 。(2) 有些有机溶剂如苯酚，可溶解 B 造成膜的损伤， B 的完整化学名称是 _(3) 正在研制中的预防艾滋病的疫苗， 能够使人体淋巴细胞产生特异性的 A ，这种 A 叫做 _。(4) 细胞识别、物质的跨膜运动等与图中_(填字母 )有关 ?(5) 叶绿体和线粒体等细胞器中均具有此结构，但执行的具体功能却有很大的区别，其原因是由于图中 _( 填字母 )不同所致。(6) 图示 A 的性质最终

16、是由 _决定的。(7) 下列有关对图示结构的叙述，错误的一项是_。A、适当提高温度，能使A 和 B 的相对运动加快、透性增加，有利于生命活动的进行B、在动物细胞中B 的不饱和程度比植物要高C、该结构的选择透过性与A 的载体转运作用有关D、甘油分子能迅速通过该结构，是由于甘油能溶于B 层结构中（ 1）具有一定的流动性（ 2）磷脂双分子层（3）抗体（4） A（ 5）A（ 6）遗传物质（ 7）B检测题一、选择题：1、若用呼吸酶抑制剂处理小肠绒毛上皮，则会明显影响其细胞吸收的物质是cA 、氧气、甘油B 、脂肪酸、水C、 K +、氨基酸D、葡萄糖、水2、组成细胞膜的磷脂和蛋白质分子的排布有下述特点，其中

17、描述细胞膜基本支架特征的是 -（ b）A 、膜两侧的分子结构和性质不尽相同 B 、磷脂分子排布成双分子层C、蛋白质分子附着和镶嵌于脂质分子层中D、蛋白质分子和磷脂分子具有相对侧向流动性3、侧芽生长素的浓度总是高于顶芽，但顶芽产生的生长素仍大量往侧芽部位积累。生长素的这种运输方式必须具备哪些基本条件（多选题）-（ ab）A 、载体蛋白质B 、ATP 供能 C、从高浓度到低浓度D 、从低浓度到高浓度4、氧气进入细胞膜的机制属于 -（ a）A 、自由扩散B、内吞作用C、主动运输D、与 A 、B、C 均无关5、下列跨膜运输的生理活动，属于主动运输的是（ c）A 、酒精进入胃黏膜细胞B、二氧化碳由静脉血

18、进入肺泡内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6、与人体血浆中的进入红细胞有密切关系的细胞器是（多选题）（ cd ）KA 、高尔基体B 、中心体C、线粒体D、核糖体7、下列结构中属细胞亚显微结构的是（ a）A 、基粒和核孔B 、液泡和叶绿体 C、细胞核和染色体D 、细胞壁和细胞膜8、某科学家将一种细胞，分离其质膜进行化学分析，得到糖脂、磷脂、胆固醇，由此可判定该细胞是（ c）A 、蓝藻细胞B 、植物细胞C、动物细胞D、大肠杆菌9、大气中 O2 要与人的血红蛋白结合，至少要穿过几层磷脂分子？（ d）A、 3层B、 5层C、 6层D、 10层10、人体下列生理活动，需要消耗能量

19、的是（ c）（ 1）小肠绒毛上皮细胞吸收 K 、 Na（ 2）葡萄糖由肾小球过滤到肾小囊腔内（3）肾小管对葡萄糖的重吸收（4）血液中的葡萄糖进入红细胞A 、（ 1）（ 2）B 、（2）（ 3）（4）C、（ 1）（ 3）D 、（ 1）（ 2）（ 3）11、物质进出细胞的过程中，需消耗能量，但不需要载体的一项是（ d）A 、根吸收矿质元素离子B、红细胞保钾排纳C、小肠对 Ca、 P 的吸收D 、腺细胞分泌的酶排出细胞12、H2O 和乙醇等条水性小分子物质是通过单纯扩散进出细胞膜的。这是因为细胞膜（ c）A 、具有转运这些物质的蛋白质B、基本结构是磷脂双分子层C、具有小于 1.0nm 的小孔D 、具有内吞作用13、人体组织细胞从组织液中吸收甘油的量主要取决于（ a）A 、组织液中甘油的浓度B 、细胞膜上的载体数量C、细胞中 ATP 的数量D、细胞膜上的某载体数量二、简答题：1、右表表示某海洋植物细胞中和海