细胞膜的成分、结构和功能(好)

1、 科学家用显微注射器将一种叫做科学家用显微注射器将一种叫做伊红的物质注入变形虫体内伊红的物质注入变形虫体内, ,伊红很快扩伊红很快扩散到整个细胞散到整个细胞, ,却不能逸出细胞。却不能逸出细胞。材料材料伊红为什么不会逸出细胞？伊红为什么不会逸出细胞？此实验说明了什么？此实验说明了什么？动动动动脑筋脑筋 任何系统都有边界。细胞作为一个基本任何系统都有边界。细胞作为一个基本的生命系统，它的边界就是细胞膜。的生命系统，它的边界就是细胞膜。细胞膜的成分、结构和功能细胞膜的成分、结构和功能考纲要求：考纲要求：1 1、细胞膜的结构和功能（、细胞膜的结构和功能（）2 2、物质出入细胞的方式（、物质出入细胞的

2、方式（）基础梳理基础梳理1.细胞壁细胞壁（1）化学成分：主要是）化学成分：主要是_和和_；（2）功能：对植物细胞有）功能：对植物细胞有_和和_作作用。用。 2.细胞膜主要是细胞膜主要是_（约占细胞膜总量的（约占细胞膜总量的50）和和_（约占细胞膜总量的（约占细胞膜总量的40），还有少量的），还有少量的_（约占细胞膜总量的（约占细胞膜总量的2%10%）。）。保护保护 脂质脂质蛋白质蛋白质糖类糖类纤维素纤维素果胶果胶支持支持3 3细胞膜的功能细胞膜的功能 将细胞与将细胞与 分隔开；分隔开； 控制物质控制物质_ _ _ _； 进行细胞间的进行细胞间的_ _。外界环境外界环境信息交流信息交流进出细胞进

3、出细胞一、细胞膜的成分一、细胞膜的成分思考与分析一思考与分析一1 1、我们有哪些手段来分析细胞膜的组成成分？、我们有哪些手段来分析细胞膜的组成成分？2 2、蛋白质在行使功能时起重要作用，细胞膜的功、蛋白质在行使功能时起重要作用，细胞膜的功能越复杂，蛋白质的种类和数量是越多还是越少？能越复杂，蛋白质的种类和数量是越多还是越少？为什么？为什么？相似相溶、酶解法、非酶解法等相似相溶、酶解法、非酶解法等(1)(1)不同种类的细胞，细胞膜的成分及含量不完全相同。如动物细胞膜中含不同种类的细胞，细胞膜的成分及含量不完全相同。如动物细胞膜中含有一定量的胆固醇，而植物细胞膜中没有。有一定量的胆固醇，而植物细胞

4、膜中没有。(2)(2)细胞膜的组分并不是不可变的。例如，细胞癌变过程中，细胞膜组分发细胞膜的组分并不是不可变的。例如，细胞癌变过程中，细胞膜组分发生变化，糖蛋白含量下降，产生甲胎蛋白生变化，糖蛋白含量下降，产生甲胎蛋白(AFP)(AFP)、癌胚抗原、癌胚抗原(CEA)(CEA)等物质。等物质。癌细胞膜成分产生甲胎蛋白（癌细胞膜成分产生甲胎蛋白（AFPAFP）、癌胚抗原（）、癌胚抗原（CEACEA），同时糖蛋白减少，），同时糖蛋白减少，黏性下降。黏性下降。细胞膜主要是由脂质和蛋白质组成。细胞膜主要是由脂质和蛋白质组成。一、细胞膜的成分一、细胞膜的成分1.（海南卷）能使植物细胞壁和细胞膜结构均破坏

5、的一组海南卷）能使植物细胞壁和细胞膜结构均破坏的一组酶是酶是( )A淀粉酶、纤维素酶、溶菌酶淀粉酶、纤维素酶、溶菌酶B纤维素酶、果胶酶、蛋白酶纤维素酶、果胶酶、蛋白酶C果胶酶、溶菌酶、纤维素酶果胶酶、溶菌酶、纤维素酶D磷脂酶、淀粉酶、蛋白酶磷脂酶、淀粉酶、蛋白酶对点练习对点练习B2.（山东卷）从细胞膜上提取了某种成分山东卷）从细胞膜上提取了某种成分,用非酶法处理后用非酶法处理后,加入双缩脲试剂出现紫色；若加入斐林试剂或班氏试剂并加入双缩脲试剂出现紫色；若加入斐林试剂或班氏试剂并加热，出现砖红色。该成分是加热，出现砖红色。该成分是( )A.糖脂糖脂 B.磷脂磷脂 C.糖蛋白糖蛋白 D.脂蛋白脂蛋

6、白C二、细胞膜的结构二、细胞膜的结构1 1、用丙酮从人的红细胞中提取出脂质，在空气、用丙酮从人的红细胞中提取出脂质，在空气水的界面水的界面上铺展成单分子层，其面积为红细胞表面积的二倍，这上铺展成单分子层，其面积为红细胞表面积的二倍，这能说明什么，为什么出现这种情况？能说明什么，为什么出现这种情况？ 2 2、电镜下观察到的细胞膜暗、电镜下观察到的细胞膜暗亮亮暗的三层结构后，细胞暗的三层结构后，细胞可能具有什么样的结构可能具有什么样的结构? ? 3 3、静态模型能否解释所有的生物现象？、静态模型能否解释所有的生物现象？5 5、因此、因此19721972年桑格和尼克森共同提出什么模型年桑格和尼克森共

7、同提出什么模型? ? 4 4、吞噬细胞、变形虫的变形过程，细胞膜是怎样完成、吞噬细胞、变形虫的变形过程，细胞膜是怎样完成 行为变化的？怎样能使微小的物质运动变得可见？行为变化的？怎样能使微小的物质运动变得可见？ 思考与分析一思考与分析一流动镶嵌模型流动镶嵌模型细胞膜中的脂质排列为连续的双层细胞膜中的脂质排列为连续的双层“蛋白质蛋白质- -脂质脂质- -蛋白质蛋白质”三明治模型三明治模型二、细胞膜的结构二、细胞膜的结构1 1、对生物膜结构的探索历程、对生物膜结构的探索历程冰冻蚀刻电子显微法冰冻蚀刻电子显微法标本用干冰等标本用干冰等冰冻冰冻。后用冷刀断开，升温。后用冷刀断开，升温后暴露断裂面。后暴

8、露断裂面。蛋白质蛋白质镶在镶在、嵌入嵌入、横跨横跨在在磷脂双分子层中磷脂双分子层中。2 2、生物膜的、生物膜的流动镶嵌模型流动镶嵌模型2 2、生物膜的、生物膜的流动镶嵌模型流动镶嵌模型结构特点：结构特点：具有一定的流动性具有一定的流动性蛋白质和脂质蛋白质和脂质磷脂双分子层磷脂双分子层流动性流动性蛋白质分子蛋白质分子蛋白质分子蛋白质分子糖蛋白糖蛋白糖脂糖脂流动性流动性选择透过性选择透过性（1 1）生物膜的结构特点）生物膜的结构特点具有一定的流动性具有一定的流动性(1)(1)结构基础：构成膜的磷脂分子和大多数蛋白质分子是运动的。结构基础：构成膜的磷脂分子和大多数蛋白质分子是运动的。(2)(2)实验

9、验证实验验证人鼠细胞融合实验人鼠细胞融合实验 (3)(3)实例证明：质壁分离与复原、变形虫运动、胞吞和胞吐、白细胞实例证明：质壁分离与复原、变形虫运动、胞吞和胞吐、白细胞吞噬细菌等。吞噬细菌等。（2 2）生物膜的流动性与选择透过性的关系）生物膜的流动性与选择透过性的关系(1)(1)区别：流动性是生物膜的结构特点，选择透过性是生物膜的功能特区别：流动性是生物膜的结构特点，选择透过性是生物膜的功能特性。性。(2)(2)联系：流动性是选择透过性的基础，膜只有具有流动性，才能实现联系：流动性是选择透过性的基础，膜只有具有流动性，才能实现选择透过性。选择透过性。2 2、生物膜的、生物膜的流动镶嵌模型流动

10、镶嵌模型（3）组成、结构、功能关系图解组成、结构、功能关系图解特别提醒：特别提醒：只有活细胞才具有膜的流动性和选择透过性。只有活细胞才具有膜的流动性和选择透过性。膜的流动性受温度影响，在一定温度范围内，随温度升高，膜的流动性受温度影响，在一定温度范围内，随温度升高，膜的流动性增强。膜的流动性增强。分布在脂双分布在脂双层的内部层的内部载体蛋白有运载体蛋白有运输功能，贯穿输功能，贯穿或镶嵌在细胞或镶嵌在细胞膜中膜中生物膜结构模型示意图生物膜结构模型示意图2 2、生物膜的、生物膜的流动镶嵌模型流动镶嵌模型膜外侧才膜外侧才有糖蛋白有糖蛋白受体的化学本受体的化学本质就是糖蛋白，质就是糖蛋白，具有识别功能

11、具有识别功能多糖与磷脂多糖与磷脂结合成糖脂结合成糖脂构成细胞膜的化学元素有构成细胞膜的化学元素有C、H、O、N、P等。等。糖蛋白和糖脂分布在膜的外表面。因此，根据糖蛋白的分布，糖蛋白和糖脂分布在膜的外表面。因此，根据糖蛋白的分布，可以判断细胞膜的内外侧。可以判断细胞膜的内外侧。糖蛋白糖蛋白(又叫糖被又叫糖被)有保护和润滑作用，还与细胞识别作用有保护和润滑作用，还与细胞识别作用有密切关系。有密切关系。各种膜所含蛋白质与脂质的比例同膜的功能有关，功能复杂各种膜所含蛋白质与脂质的比例同膜的功能有关，功能复杂的膜，其蛋白质含量和种类较多。的膜，其蛋白质含量和种类较多。各种蛋白质在膜上的分布是不对称的。

12、细胞膜上的蛋白质各种蛋白质在膜上的分布是不对称的。细胞膜上的蛋白质种类很多，如运输物质的载体、识别作用的糖蛋白、接受信种类很多，如运输物质的载体、识别作用的糖蛋白、接受信号的受体、体现病原体特异性的抗原以及催化作用的酶等。号的受体、体现病原体特异性的抗原以及催化作用的酶等。正常细胞癌变后，细胞膜上产生甲胎蛋白和癌胚抗原等物正常细胞癌变后，细胞膜上产生甲胎蛋白和癌胚抗原等物质，以此可以作为细胞是否癌变的指标之一。质，以此可以作为细胞是否癌变的指标之一。物质能否通过细胞膜，并不完全取决分子大小，而是根据物质能否通过细胞膜，并不完全取决分子大小，而是根据细胞生命活动是否需要。如木糖分子比葡萄糖分子小

13、，但细细胞生命活动是否需要。如木糖分子比葡萄糖分子小，但细胞能吸收葡萄糖不能吸收木糖。胞能吸收葡萄糖不能吸收木糖。对点练习对点练习1.（2009年北京卷）细胞膜在细胞的生命活动中具有重要作年北京卷）细胞膜在细胞的生命活动中具有重要作用。下列相关叙述不正确的是用。下列相关叙述不正确的是( )A.细胞膜的糖被在细胞间具有识别作用细胞膜的糖被在细胞间具有识别作用B.细胞膜对膜两侧物质的进出具有选择性细胞膜对膜两侧物质的进出具有选择性C.细胞膜内外两侧结合的蛋白质种类有差异细胞膜内外两侧结合的蛋白质种类有差异D.载体蛋白是镶在细胞膜内外表面蛋白质载体蛋白是镶在细胞膜内外表面蛋白质2 2、当具有蛋白质衣

14、壳的、当具有蛋白质衣壳的SARSSARS病毒侵入人体后，体内淋巴细病毒侵入人体后，体内淋巴细胞就能识别这一异物，并产生相应的抗体。淋巴细胞之所以胞就能识别这一异物，并产生相应的抗体。淋巴细胞之所以能识别能识别SARSSARS病毒，这是因为细胞膜上具有（病毒，这是因为细胞膜上具有（ ） A A、磷脂分子、磷脂分子 B B、糖被、糖被 C C、蛋白质、蛋白质 D D、抗体、抗体DB共建概念图共建概念图质膜质膜结构特点结构特点功能特点功能特点结构组成结构组成结构探究历程结构探究历程决定决定 流动性流动性选择透性选择透性脂双层脂双层膜蛋白膜蛋白四四. .细胞膜的功能：细胞膜的功能： 1.1.将细胞与外

15、界环境分隔开将细胞与外界环境分隔开 2.2.控制物质进出细胞控制物质进出细胞 3.3.进行细胞间的信息交流进行细胞间的信息交流垂体对甲状腺的控制垂体对甲状腺的控制精子和卵细胞之间的识精子和卵细胞之间的识别和结合别和结合胞间连丝胞间连丝细胞膜细胞膜的功能的功能将细胞与外界环境分开，保将细胞与外界环境分开，保证细胞内部环境的相对稳定证细胞内部环境的相对稳定控制物质进出细胞控制物质进出细胞进行细胞之间的信息交流进行细胞之间的信息交流细胞膜的结构细胞膜的结构决定决定细胞膜细胞膜结构结构功能功能流动性流动性选择透过性选择透过性决定决定特点特点对点练习对点练习3. (2007上海高考上海高考)下图是神经细

16、胞的细胞膜结构模式图下图是神经细胞的细胞膜结构模式图,正确的是正确的是( )4. (2010新创题新创题)有关有关“细胞膜细胞膜系统的边界系统的边界”叙述正确的是叙述正确的是( )A. 同一生物体内的细胞之间同一生物体内的细胞之间,细胞膜上糖蛋白均完全相同细胞膜上糖蛋白均完全相同,以便于细胞识以便于细胞识别别B. 细胞对大分子物质的吸收体现了细胞膜的流动性细胞对大分子物质的吸收体现了细胞膜的流动性,而对而对K+的吸收则与的吸收则与流动性无关流动性无关C. 抗体与病毒囊膜上的抗原物质结合抗体与病毒囊膜上的抗原物质结合,体现了细胞膜的信息功能体现了细胞膜的信息功能D. 温度温度 pH等条件可改变细

17、胞膜的流动速度等条件可改变细胞膜的流动速度,影响其信息功能的发挥影响其信息功能的发挥ADA图1所示生物膜最可能是细胞膜、细胞器膜和核膜B物质通过离子通道不需要消耗ATPC由图1和图2可知，膜脂和膜蛋白在细胞膜上的分布是不对称的D若丁是受体，则丁的化学本质为糖蛋白A五五、细胞壁、细胞壁 生物细胞的细胞壁也有信息交流的作用，其主要成分生物细胞的细胞壁也有信息交流的作用，其主要成分为纤维素和果胶，它们都属于多糖类物质。为纤维素和果胶，它们都属于多糖类物质。1.1.植物和藻类的细胞壁主要是由纤维素组成的，水分子和植物和藻类的细胞壁主要是由纤维素组成的，水分子和其他分子都极易通过纤维之间的间隙，所以细胞

18、壁与细胞其他分子都极易通过纤维之间的间隙，所以细胞壁与细胞的透性无关，主要起保护和支持的作用。的透性无关，主要起保护和支持的作用。2.2.真菌的细胞壁由壳多糖真菌的细胞壁由壳多糖( (是氨基葡萄糖的多聚体是氨基葡萄糖的多聚体) )组成，组成，又称为几丁质，它也是虾、蟹等的又称为几丁质，它也是虾、蟹等的外壳和昆虫外骨胳的主要成分，根霉细胞壁的重要成分是外壳和昆虫外骨胳的主要成分，根霉细胞壁的重要成分是几丁质。几丁质。3.3.细菌的细胞壁主要由肽聚糖细菌的细胞壁主要由肽聚糖( (多肽和多糖的聚合物多肽和多糖的聚合物) )组成。组成。 科研上鉴别死细胞和活细胞，常用科研上鉴别死细胞和活细胞，常用“染

19、色排除法染色排除法”。例如，用台盼蓝染色，死的动物细胞会被染成蓝色，而例如，用台盼蓝染色，死的动物细胞会被染成蓝色，而活的动物细胞不着色，从而判断细胞是否死亡。你能解活的动物细胞不着色，从而判断细胞是否死亡。你能解释释“染色排除法染色排除法”的原理吗？的原理吗？ 活细胞的细胞膜具有控制物质进出的能力，染色活细胞的细胞膜具有控制物质进出的能力，染色剂无法进入细胞内，所以活细胞不会被染色；当细胞剂无法进入细胞内，所以活细胞不会被染色；当细胞死亡后，细胞膜随之失去控制物质进出的能力，染色死亡后，细胞膜随之失去控制物质进出的能力，染色剂进入细胞，细胞被染成蓝色。根据细胞是否被染色剂进入细胞，细胞被染成

20、蓝色。根据细胞是否被染色来细胞是否具有活力。来细胞是否具有活力。体验制备细胞膜的方法实验:1.1.选择材料选择材料: :2.2.实验原理实验原理: :3.3.实验过程实验过程猪成熟的红细胞猪成熟的红细胞红细胞吸水胀破红细胞吸水胀破4.4.用用离心离心从混合液中分离出纯度较高的细胞膜从混合液中分离出纯度较高的细胞膜思考：如何将盖玻片下的生理盐思考：如何将盖玻片下的生理盐水换成蒸馏水水换成蒸馏水?亲水头部亲水头部疏水尾部疏水尾部磷脂是一种由甘油，脂肪酸和磷酸所组成的分磷脂是一种由甘油，脂肪酸和磷酸所组成的分子，子，磷酸磷酸“头头”部是亲水的，脂肪酸部是亲水的，脂肪酸“尾尾”部部是疏水的。是疏水的。

21、认识磷脂：认识磷脂：磷脂分子平铺于水面上磷脂分子平铺于水面上空气空气-水界面水界面“蛋白质蛋白质- -脂质脂质- -蛋白质蛋白质”三明治模型三明治模型生物膜的结构特点生物膜的结构特点具有一定的流动性具有一定的流动性(1)结构基础：构成膜的磷脂分子和大多数蛋白质分子是运动的。结构基础：构成膜的磷脂分子和大多数蛋白质分子是运动的。(2)实验验证实验验证人鼠细胞融合实验人鼠细胞融合实验(3)实例证明：质壁分离与复原、变形虫运动、胞吞和胞吐、白细胞吞噬细菌等。实例证明：质壁分离与复原、变形虫运动、胞吞和胞吐、白细胞吞噬细菌等。三、物质进出细胞的方式三、物质进出细胞的方式进出方式进出方式小分子、离子小分

22、子、离子被动运输被动运输主动运输主动运输自由扩散自由扩散协助扩散协助扩散大分子物质大分子物质胞吞胞吞胞吐胞吐1自由扩散、协助扩散和主动运输的比较自由扩散、协助扩散和主动运输的比较物质出物质出入细胞入细胞的方式的方式 被动运输被动运输主动运输主动运输自由扩散自由扩散协助扩散协助扩散运输方向运输方向是否需要载体是否需要载体是否消耗能量是否消耗能量图例图例举例举例O2、CO 2、H2O、甘油、乙醇、苯等甘油、乙醇、苯等出入细胞出入细胞红细胞红细胞吸收葡萄糖吸收葡萄糖小肠小肠吸收葡萄糖、吸收葡萄糖、氨基酸、无机盐氨基酸、无机盐等等高浓度高浓度低浓度低浓度高浓度高浓度低浓度低浓度低浓度低浓度高浓度高浓度

23、不需要不需要需要需要需要需要不消耗不消耗不消耗不消耗消耗消耗2. 2. 大分子物质出入细胞的方式大分子物质出入细胞的方式大分子物质是通过大分子物质是通过胞吞和胞吐胞吞和胞吐来运输的。来运输的。胞吞和胞吐不属于胞吞和胞吐不属于跨膜运输的方式。跨膜运输的方式。 (1)(1)胞吞和胞吐进行的结构基础是细胞膜的流动性。胞吞和胞吐进行的结构基础是细胞膜的流动性。 (2)(2)胞吞和胞吐与主动运输一样也需要能量供应，如果分胞吞和胞吐与主动运输一样也需要能量供应，如果分泌细胞中的泌细胞中的ATPATP合成受阻，则胞吐作用不能继续进行。合成受阻，则胞吐作用不能继续进行。 3 3影响自由扩散、协助扩散、主动运输

24、的因素影响自由扩散、协助扩散、主动运输的因素(1)影响自由扩散的因素：影响自由扩散的因素：(2)影响协助扩散的因素：影响协助扩散的因素：(3)影响主动运输的因素：影响主动运输的因素：细胞膜内外物质的细胞膜内外物质的浓度差浓度差。细胞膜内外物质的细胞膜内外物质的浓度差浓度差；细胞膜上细胞膜上载体的种类和数量载体的种类和数量。载体；载体；能量能量：凡能影响细胞内产生能量的因素，：凡能影响细胞内产生能量的因素，都能影响主动运输，如都能影响主动运输，如氧气浓度、温度氧气浓度、温度等。等。(1)(1)载体是细胞膜上的一类蛋白质，它具有特异性，不同载体是细胞膜上的一类蛋白质，它具有特异性，不同物质的载体不同，不同生物细胞膜上的载体的种类和数量物质的载体不同，不同生物细胞膜上的载体的种类和数量也不同；也不同；(2)(2)载体具有饱和现象，当细胞膜上的