细胞膜和细胞壁公开课

1、第二节细胞膜和细胞壁第二节细胞膜和细胞壁煮过的玉米种子的胚被染成了红色，未煮过的玉米种子没有煮过的玉米种子的胚被染成了红色，未煮过的玉米种子没有被染成红色被染成红色该实验说明：死细胞吸收物质不具有该实验说明：死细胞吸收物质不具有选择性，活细胞吸收物质具有选择性。选择性，活细胞吸收物质具有选择性。细细胞胞细胞膜细胞膜细胞质细胞质细胞核细胞核细胞壁细胞壁（高等植物、真菌、细菌等生物细胞）（高等植物、真菌、细菌等生物细胞）一、细胞膜有一、细胞膜有选择透性选择透性( (细胞膜的功能特点）细胞膜的功能特点）1.1.质膜：细胞膜又叫质膜质膜：细胞膜又叫质膜2.2.透性：质膜有允许某种物质透过的特性，称为透

2、性：质膜有允许某种物质透过的特性，称为质膜对该物质的透性。质膜对该物质的透性。时间：时间：1919世纪末（世纪末（18951895年）年）实验：欧文顿实验：欧文顿(E.Overton)(E.Overton)用用500500多种化学物质对植物细胞的多种化学物质对植物细胞的通透性进行上万次实验，发现细胞膜对不同物质的通透性是通透性进行上万次实验，发现细胞膜对不同物质的通透性是不一样的：可以溶于脂质的物质比不能溶于脂质的物质更容不一样的：可以溶于脂质的物质比不能溶于脂质的物质更容易通过细胞膜。易通过细胞膜。 科学家在实验中还发现：细胞膜不但会被溶解科学家在实验中还发现：细胞膜不但会被溶解脂质的物质溶

3、解，也会被脂质的物质溶解，也会被蛋白酶蛋白酶( (能专一地分解蛋能专一地分解蛋白质的物质白质的物质) )分解。分解。 根据实验现象根据实验现象, ,你对膜化学成分在种类上认识是你对膜化学成分在种类上认识是否还有新的结论否还有新的结论? ? 问题探讨问题探讨：得出结论：得出结论： 推测膜中还含有蛋白质推测膜中还含有蛋白质3 3、对生物膜组分的探索、对生物膜组分的探索蛋白质蛋白质资料资料 实验：科学家将膜从哺乳动物的红细胞中分实验：科学家将膜从哺乳动物的红细胞中分离出来，然后用蛋白酶处理。离出来，然后用蛋白酶处理。（已知蛋白酶能专一性的催化蛋白质的分解）（已知蛋白酶能专一性的催化蛋白质的分解）实验

4、现象：细胞膜被破坏实验现象：细胞膜被破坏得出得出结论结论: 推测膜中还含有蛋白质推测膜中还含有蛋白质应用化学手段分析表明：应用化学手段分析表明： 膜的主要成分是膜的主要成分是脂质和蛋白质脂质和蛋白质 组成膜的脂质中组成膜的脂质中磷脂磷脂含量最多含量最多细胞膜的成分二、细胞膜的成分 功能越复杂的细胞膜，蛋白质的种类和数量越多。脂质（磷脂最丰富）大约占50%蛋白质 大约占40%糖类 大约占2%10% 脂质和蛋白质是怎样有机结合脂质和蛋白质是怎样有机结合构成膜的呢？构成膜的呢？磷脂分子磷脂分子B B：根据磷脂分子的结构特点，猜想根据磷脂分子的结构特点，猜想: :磷脂分子在水磷脂分子在水空气界面中以及

5、水溶液中的排布方式？空气界面中以及水溶液中的排布方式？二、质膜的结构模型二、质膜的结构模型(流动镶嵌模型）流动镶嵌模型）磷脂分子可以在空气和水的界面上磷脂分子可以在空气和水的界面上展开为一层展开为一层时间：时间：19251925年年实验：两位荷兰科学家用丙酮（一种有实验：两位荷兰科学家用丙酮（一种有机溶剂，可以溶解脂质）从人的红细胞机溶剂，可以溶解脂质）从人的红细胞膜中提取脂质，在空气水界面上铺展膜中提取脂质，在空气水界面上铺展成单分子层，测得单分子层的面积恰好成单分子层，测得单分子层的面积恰好为红细胞表面积的为红细胞表面积的2 2倍。倍。 得出结得出结论：论：细胞膜中的脂质分子必然排列为连续

6、的两层细胞膜中的脂质分子必然排列为连续的两层！画一画：细胞膜中画一画：细胞膜中磷脂双分子层磷脂双分子层的排布模型的排布模型 排布特点：排布特点： 头部朝两侧，尾部相对头部朝两侧，尾部相对资料资料5：罗伯特森的：罗伯特森的“蛋白质蛋白质-脂质脂质-蛋白质蛋白质”三明治结三明治结构模型构模型蛋白质位于磷脂双分子层的什么位置呢？蛋白质位于磷脂双分子层的什么位置呢？1959年，罗伯特森年，罗伯特森用用超薄切片技术在电子显微镜下观察到细超薄切片技术在电子显微镜下观察到细胞膜由胞膜由“暗暗-亮亮-暗暗”的三层结构构成，于的三层结构构成，于是认为所有的生物膜是由是认为所有的生物膜是由“蛋白质蛋白质-脂质脂质

7、-蛋白质蛋白质”构成的三层静态统一结构。构成的三层静态统一结构。透射电镜下透射电镜下“两暗夹一明两暗夹一明”因蛋白质电子密度高，故显暗带，因蛋白质电子密度高，故显暗带，磷脂分子电子密度低则呈亮带。磷脂分子电子密度低则呈亮带。这种模型的特点：静态的刚性结构这种模型的特点：静态的刚性结构 蛋白质分子都蛋白质分子都覆盖覆盖在磷脂双分子层的两侧。在磷脂双分子层的两侧。构成细胞膜的蛋白质分子和磷脂分子都是构成细胞膜的蛋白质分子和磷脂分子都是静止不动静止不动的。的。“蛋白质蛋白质-脂质脂质-蛋白质蛋白质”三层静态统一结构三层静态统一结构 标本用干冰等标本用干冰等冰冻冰冻。后用冷刀。后用冷刀断开，升温后暴露

8、断裂面。断开，升温后暴露断裂面。蛋白质蛋白质镶嵌，贯穿，覆盖镶嵌，贯穿，覆盖在在磷脂双分子层中磷脂双分子层中。蛋白质在膜中的分布是蛋白质在膜中的分布是不对称不对称的的诱导融合人细胞人细胞鼠细胞鼠细胞荧光标记 蛋白质40分钟后370C实验结论:细胞膜具有流动性（1）磷脂双分子层构成膜的基本支架，）磷脂双分子层构成膜的基本支架，（2）蛋白质分子有的）蛋白质分子有的镶在镶在磷脂双分子层表面，有的部分或全部磷脂双分子层表面，有的部分或全部嵌入嵌入磷脂双分子层中，有的磷脂双分子层中，有的横跨横跨整个磷脂双分子层（体现了膜结构内外的整个磷脂双分子层（体现了膜结构内外的不对称性）。不对称性）。1972年，年

9、， Singer和和Nicolson ，细胞膜的流动镶嵌模型，细胞膜的流动镶嵌模型（3 3）磷脂是可以运动的，具有流动性。）磷脂是可以运动的，具有流动性。资料资料8：桑格和尼克森在新的观察和实验证据的基础：桑格和尼克森在新的观察和实验证据的基础上提出流动镶嵌模型上提出流动镶嵌模型三、细胞膜的功能三、细胞膜的功能（1）屏障作用：将细胞与外界环境分隔开，使细胞有一个相）屏障作用：将细胞与外界环境分隔开，使细胞有一个相对稳定的内环境。对稳定的内环境。原始地球环境原始地球环境膜的出现是生命起源过膜的出现是生命起源过程中至关重要的阶段。程中至关重要的阶段。载体蛋白（2 2）物质运输：控制物质进出细胞（质

10、膜的功能特）物质运输：控制物质进出细胞（质膜的功能特点是具有选择透过性）。点是具有选择透过性）。细胞外细胞外细胞内细胞内细胞膜细胞膜（3 3）细胞识别：进行细胞间的信息交流（和细胞膜）细胞识别：进行细胞间的信息交流（和细胞膜上的糖蛋白紧密相关）。上的糖蛋白紧密相关）。通过分泌化学物质如激素通过分泌化学物质如激素细胞直接接触，如精子与卵细胞直接接触，如精子与卵细胞结合细胞结合细胞间连接成通道如胞细胞间连接成通道如胞间连丝间连丝细胞外被（糖被，糖萼）：细胞外被（糖被，糖萼）：由多糖与质膜中的蛋白质结合而成，由多糖与质膜中的蛋白质结合而成，具有保护和识别作用。具有保护和识别作用。细胞连接细胞连接内外

11、信息跨膜传递内外信息跨膜传递物质运输物质运输边界和屏障，提供相边界和屏障，提供相对稳定的内环境对稳定的内环境组成细胞内的生组成细胞内的生物膜结构物膜结构概念图概念图生物膜生物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过性选择透过性磷脂双分子层磷脂双分子层蛋白质分子蛋白质分子三.细胞壁： 成分：纤维素和果胶成分：纤维素和果胶 功能：支持和保护功能：支持和保护1 1、变形虫的任何部位都能伸出伪足，这一变形虫的任何部位都能伸出伪足，这一生理过程的完成依赖于细胞膜的生理过程的完成依赖于细胞膜的 A A 、保护作用、保护作用 B B、 一定的流

12、动性一定的流动性C C 、全透性、全透性 D D、信息交流、信息交流3 3、科学家将一个细胞的的细胞膜中的磷脂成分抽提出来，、科学家将一个细胞的的细胞膜中的磷脂成分抽提出来，并将它在空气并将它在空气水界面上铺成单分子层，发现这个单分水界面上铺成单分子层，发现这个单分子层的表面积，相当于原来细胞膜表面积的两倍。这说明子层的表面积，相当于原来细胞膜表面积的两倍。这说明磷脂分子在细胞膜上的分布状况是（磷脂分子在细胞膜上的分布状况是（ ） A A、单层排列、单层排列 B B、均匀稀疏排列、均匀稀疏排列 C C、双层排列、双层排列 D D、均匀紧密排列、均匀紧密排列 4.4.构成玉米细胞的细胞膜的主要化学成分是（构成玉米细胞的细胞膜的主要化学成分是（ ） A A、蛋白质和磷酸、蛋白质和磷酸 B B、蛋白质和脂肪、蛋白质和脂肪 C C、氨基酸和磷脂、氨基酸和磷脂 D D、蛋白质和磷脂、蛋白质和磷脂5.5.动物细胞与植物细胞细胞膜的功能差异较大，其主要动物细胞与植物细胞细胞膜的功能差异较大，其主要原因是构成细胞膜的成分中原因是构成细胞膜的成分中 A A、脂质不同、脂质不同 B B、磷脂不同、磷脂不同 C C、蛋白质不同、蛋白质不同 D D、水不同、水不同6.6.下列有关细胞膜功能的叙述中下列有关细胞膜功能的叙述中, ,错误的是错误的是( )( )A.A.将细胞与外界环