《细胞膜的结构和功能》课件

第1节细胞膜的结构和功能第3章

细胞的基本结构细胞的边界：细胞膜（质膜）一个系统总有它的边界国家的边界：边防线等人体的边界：皮肤和黏膜将生命物质与外界环境分隔开，产生了原始的细胞，并成为一个相对独立的系统，细胞膜保障了细胞内部环境的相对稳定。细胞膜的功能功能①：将细胞与外界环境分隔开。问题探讨

鉴别动物细胞是否死亡常用台盼蓝染液。用它染色时，死细胞会被染成蓝色，而活细胞不会被染色。讨论：1.为什么活细胞不能被染色，而死细胞能被染色？2.据此推测，细胞膜作为细胞膜的边界，应该具有什么的功能？营养物质

(氨基酸、无机盐、葡萄糖等）分泌物(抗体、激素等)废物（CO2、尿素等）不需要、有害的物质(细菌、病毒)控制的相对性功能②：控制物质进出细胞。

功能特性：选择透过性（DNA等）×细胞功能③：进行细胞间的信息交流。物质传递激素血管靶细胞内分泌细胞受体：蛋白质受体：蛋白质接触传递细胞膜的功能胞间连丝功能③：进行细胞间的信息交流。通道传递1.将细胞与外界环境分隔开2.控制物质进出细胞----选择透过性3.进行细胞间的信息交流物质传递接触传递通道传递（胞间连丝）一、细胞膜的功能Year1895年细胞膜非脂溶性物质脂溶性物质我是欧文顿，经过上万次实验我发现……细胞膜成分的探索提出假说：膜是由脂质组成的相似相溶原理选材：细胞膜提取实验哺乳动物成熟的红细胞原因：①无细胞壁，细胞容易吸水涨破。②无细胞核和众多的细胞器，易制得纯净的细胞膜；细胞吸水涨破，内容物流出如何从混合液中分离出纯度较高的细胞膜？混合液原理：内容物和细胞膜密度不同，离心之后进行提取获得细胞膜。对细胞膜进行化学成分分析结论：细胞膜中的脂质有磷脂和胆固醇，

其中磷脂含量最多CHCH2CH2OC=OCH-CH2CH2CH2CH2CH2CH2C=OCH2OCH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2=CHCH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2ˉN+（CH）33OOO=PˉO甘油脂肪酸尾部头部(亲水)(疏水)磷酸磷脂分子Year1925年1895年实验：用丙酮从人的红细胞中提取出脂质，在空气--水界面铺成单分子层。细胞膜结构的探索（荷兰）戈特和格伦德尔空气水实验现象：S单层磷脂=2S红实验结论：细胞膜中的脂质分子必然排列为连续的两层！磷脂双分子在细胞膜上又是如何排布的呢？膜外（水溶液）膜内（水溶液）讨论如果将磷脂分子置于水——苯的混合溶剂中，磷脂分子将会如何分布？如果将磷脂分子置于水——苯的混合溶剂中，磷脂的“头部”将与水接触，“尾部”与苯接触，磷脂分子分布成单层。Year1925年1895年1935年(英国)丹尼利和戴维森结论或假说：细胞膜除含脂质分子外，可能还附有蛋白质。研究细胞膜的张力，他们发现细胞的表面张力明显低于油水界面的表面张力。已知油脂滴表面如果吸附有蛋白质成分，表面张力会降低＋膜的主要成分是脂质和蛋白质细胞膜成分的探索脂质（大约占50%）蛋白质（大约占40%）糖类（大约占2%—10%）功能越复杂的细胞膜，蛋白质的种类和数量越多细胞膜的主要成分（最丰富）磷脂胆固醇（动物细胞膜）脂质（主要是磷脂）和蛋白质是怎样有机结合构成细胞膜的呢？细胞膜结构的探索20世纪40年代，曾经有科学家推测：蛋白质覆盖在脂质的两边。两层暗一层亮思考：

这种“三明治”静态结构模型有什么不足呢？推测：细胞膜是“三明治”静态结构模型细胞膜结构的探索Year1959年1895年1925年在电子显微镜下看到：暗-亮-暗的三层结构1935年罗伯特森细胞的生长变形虫的变形运动白细胞吞噬细菌受精时细胞融合膜静态模型不能解释下列现象：细胞膜结构的探索人—鼠细胞融合实验用荧光染料标记膜表面蛋白质，利用荧光特性，来反映膜的相关信息。结构特性：具有一定的流动性细胞膜结构的探索Year1970年1895年1925年1959年1935年1972年流动镶嵌模型的诞生在新的观察和实验基础上，辛格(S.J.Singer)和尼克尔森(G.Nicolson)提出了新的生物膜模型——流动镶嵌模型细胞膜结构的探索Year1970年1895年1925年1959年1935年

①有的镶嵌在磷脂双分子层表面；②有的部分或全部嵌入磷脂双分子层中③有的贯穿于整个磷脂双分子层。

-----膜的基本支架磷脂双分子层蛋白质分子成分（细胞识别、细胞间信息交流）糖类糖蛋白糖脂糖被（分布在细胞膜外侧）嵌贯穿镶冰冻蚀刻电子显微法流动镶嵌模型的基本内容细胞膜的流动镶嵌模型结构可以完成何种功能的适应呢？科学方法——提出假说细胞膜结构模型的探索过程，反映了提出假说这一科学方法的作用。科学家首先根据已有的知识和信息提出解释某一生物学问题的一种假说，再用进一步的观察与实验对已建立的假说进行修正和补充。一种假说最终被接受被否定，取决于它是否能与以后不断得到的观察和试验结果相吻合细胞壁细菌细胞壁成分?肽聚糖1、成分：2、功能：纤维素和果胶支持和保护真菌细胞壁成分?壳多糖（几丁质）细胞壁是全透性的，无生物活性。植物细胞的细胞壁细胞膜结构功能小结2.控制物质相对进出3.信息交流1.将细胞与外界分隔脂质蛋白质糖类磷脂双分子层镶、嵌、贯穿糖蛋白功能特点结构特点（选择透过性）（流动性）1．下列哪项叙述不是细胞膜的结构特点？（）

A．细胞膜是选择透过性膜

B．细胞膜由磷脂分子和蛋白质分子构成

C．细胞膜的分子结构具有流动性

D．有些蛋白质分子可在膜的内外之间移动2．人体某些白细胞能进行变形运动、穿出小血管壁，吞噬侵入人体内的病菌，这个过程的完成依靠细胞膜的（）。

A．选择透过性B．保护作用C．流动性D．自由扩散AC课堂练习:3.细胞膜具有控制物质进出细胞的功能。下列有关这一功能的理解，不正确的是（）A.细胞需要的物质可以进出细胞B.细胞不需要或对细胞有害的物质一般不能进入细胞C.细胞中的成分如核酸等不会流失到细胞外D.由于细胞膜的存在，致病的病毒、细菌等不能进入细胞D4.下图为细胞间信息传递的几种方式示意图，下面有关说法不正确的是（）A．图甲分泌的激素可以直接进入靶细胞而起到信息交流的作用B．图乙可以表示精子与卵细胞结合时的信息交流方式C．图丙中靶细胞表面，存在接受神经细胞所产生的信号分子的受体D．细胞间的信息交流有利于细胞间功能的协调A123456789101112A组必备知识基础练1.(广东茂名高一期末)动物的死细胞会被台盼蓝染液染成蓝色,而活细胞不会着色,由此说明(

)A.细胞膜的外表面有糖被

B.细胞膜是静态结构模型C.活细胞的细胞膜能控制物质进出

D.细胞膜将细胞与外界环境分隔开C解析活细胞的细胞膜能控制物质进出细胞,对吸收的物质具有选择透过性,染色剂不能透过细胞膜进入细胞内部,活细胞不会着色,而死细胞的细胞膜失去控制物质进出的功能,染色剂会进入细胞而将其染上颜色。因此,动物的死细胞会被台盼蓝染液染成蓝色,而活细胞不会着色,由此说明活细胞的细胞膜能控制物质进出,C项符合题意。1234567891011122.科学家对细胞膜结构与功能的认识经历了很长的探索历程。下列有关说法错误的是(

)A.脂溶性物质更易通过细胞膜,推测细胞膜的主要组成成分中有脂质B.人—鼠细胞融合实验说明细胞膜具有流动性C.细胞膜除含有脂质分子外,还含有蛋白质和少量糖类D.电镜下细胞膜呈清晰的暗—亮—暗三层结构,推测细胞膜由脂质—蛋白质—脂质三层结构构成D123456789101112解析根据相似相溶的原理,脂溶性物质更易通过细胞膜,说明细胞膜的主要组成成分中有脂质,A项正确;科学家用绿色和红色荧光染料标记小鼠细胞和人细胞表面的蛋白质,并使之融合,发现融合细胞中两种颜色的荧光均匀分布,这一实验及其他相关实验表明细胞膜具有流动性,B项正确;细胞膜主要是由脂质和蛋白质组成,此外,还含有少量的糖类,C项正确;电镜下细胞膜呈清晰的暗—亮—暗三层结构,罗伯特森认为所有的生物膜由蛋白质—脂质—蛋白质三层结构构成,D项错误。1234567891011123.(北京密云高一期末)用食醋和蔗糖可将鲜蒜腌制成酸甜可口的糖醋蒜,依据的生物学原理是(

)A.醋酸和蔗糖分子分解后被大蒜细胞吸收B.醋酸与蔗糖分子存在于大蒜细胞间隙中C.腌制时间长,醋酸和蔗糖渗入大蒜细胞内D.醋酸杀死大蒜细胞,醋酸和蔗糖进入大蒜细胞D解析醋酸能破坏大蒜细胞膜上的蛋白质分子,进而杀死大蒜细胞,细胞膜失去选择透过性,变成全透性的,醋酸和蔗糖进入大蒜细胞,很快地腌成糖醋蒜,D项符合题意。1234567891011124.如图是细胞膜结构模式图,下列相关叙述正确的是(

)A.若该图表示动物细胞膜,则B面为细胞质基质B.①是蛋白质,与糖类结合形成糖蛋白,是细胞间信息交流所必需的结构C.③是磷脂分子的头部,具有疏水性,④是磷脂的尾部,具有亲水性D.分离出口腔上皮细胞中的磷脂,在空气—水的界面铺成单分子层,其面积刚好是细胞表面积的2倍A123456789101112解析糖蛋白位于细胞膜外侧,可以判断A面是细胞膜的外侧,B面是细胞膜的内侧,则B面为细胞质基质,A项正确;①是蛋白质,与糖类结合形成糖蛋白,但是糖蛋白并非是细胞间信息交流所必需的结构,如高等植物细胞间可以通过胞间连丝进行信息交流,不需要糖蛋白,B项错误;③是磷脂分子的头部,具有亲水性,④是磷脂的尾部,具有疏水性,C项错误;由于口腔上皮细胞中含有具膜细胞器和细胞核,所以分离出的口腔上皮细胞中的磷脂在空气—水界面铺成单分子层的面积是其表面积的2倍多,D项错误。1234567891011125.下列关于细胞膜的探索历程中相关实验与结论之间对应关系,错误的是(

)选项实验结论A人成熟红细胞膜中脂质铺成单分子层后是细胞表面积的2倍细胞膜中的脂质分子排列为连续的两层B荧光标记的人—鼠细胞融合实验证明了细胞膜的流动镶嵌模型C用蛋白酶处理细胞膜后,其通透性改变细胞膜中含有蛋白质D脂溶性物质更易通过细胞膜细胞膜中含有脂质B123456789101112解析人红细胞膜中脂质铺展成单分子层后是红细胞表面积的2倍,说明细胞膜中的脂质分子排列为连续的两层,A项正确;荧光标记的人—鼠细胞融合实验,说明细胞膜具有流动性,B项错误;蛋白酶可水解蛋白质,用蛋白酶处理细胞膜后,其通透性改变,说明细胞膜中含有蛋白质,C项正确;脂溶性物质更易通过细胞膜,根据相似相溶原理,可推知细胞膜中含有脂质,D项正确。1234567891011126.(多选)下图表示真核生物细胞膜的组成与结构,下列与此相关的叙述,正确的是(

)A.图中物质甲表示蛋白质,物质乙表示多糖,物质丙表示磷脂B.具有①的一侧可能为细胞膜的外侧,也可能为细胞膜的内侧C.③在不同细胞的细胞膜中种类不完全相同D.③和大多数的②是可以运动的AC123456789101112解析蛋白质的元素组成主要是C、H、O、N,糖类的元素组成一般为C、H、O,磷脂除了含有元素C、H、O,还有P甚至N,根据细胞膜的成分可知,甲、乙、丙分别是蛋白质、多糖和磷脂,A项正确;①为糖蛋白,具有糖蛋白的一侧一定是细胞膜的外侧,B项错误;③为蛋白质,蛋白质是细胞膜功能的体现者,功能不同的细胞,其细胞膜中蛋白质的种类和数量不完全相同,C项正确;②为磷脂分子,③为蛋白质,磷脂分子和大多数蛋白质分子是可以运动的,体现了细胞膜的流动性,D项错误。1234567891011127.[教材第45页小字部分]目前“敲除排斥基因”的猪已经降生。人们渴望利用这种猪大量“生产”适用于移植手术的器官。在此之前,如果把猪器官移植给人体,人类的免疫系统能识别猪细胞上的某种物质,从而发生强烈的排异反应。该物质所处的位置和化学成分分别是(

)A.细胞膜、胆固醇

B.细胞膜、糖与蛋白质的复合物C.细胞质、蛋白质

D.细胞核、脱氧核糖核酸B解析由题干可知该物质是抗原性物质,引起免疫反应,起识别作用,应该分布在细胞膜上,很可能是糖蛋白,B项符合题意。1234567891011128.下图是细胞间的3种信息交流方式,回答下列问题。

(1)图甲表示通过细胞分泌的化学物质,随__________到达全身各处,与靶细胞表面的__________结合,将信息传递给靶细胞。

(2)图乙表示通过相邻两个细胞的____________________,使信息从一个细胞传递给另一个细胞。

血液(体液)受体

细胞膜接触

123456789101112(3)一般认为细胞识别的分子基础是受体。受体主要指细胞膜上的____________________,它与细胞外信号分子的结合有特异性。

(4)图丙表示相邻两植物细胞之间形成____________________,携带信息的物质从一个细胞传递给另一个细胞。

(5)多细胞生物体内,各细胞之间维持功能协调,才能使生物体健康地生存。这种协调性的实现不仅依赖于物质和能量的交换,也依赖于信息的交流,这种交流大多与____________________有关。

蛋白质或糖蛋白

通道(或胞间连丝)细胞膜的结构和功能

123456789101112解析

(1)图甲表示内分泌细胞分泌的化学物质随血液(体液)流到全身各处,与靶细胞表面的受体结合,将信息传递给靶细胞。(2)图乙表示的是相邻两个细胞的细胞膜直接接触来进行信息交流。(3)受体主要指细胞膜上的蛋白质或糖蛋白。(4)植物细胞之间可以通过建立特定的结构如通道(或胞间连丝)来传递信息。(5)多细胞生物体内,各个细胞之间信息的传递与交流,大多与细胞膜的结构和功能有关。123456789101112B组能力素养提升练9.[教材第42页“思考·讨论”]去垢剂是一端亲水、一端疏水的两性小分子。下图为去垢剂处理细胞膜的过程,下列相关叙述错误的是(

)A.细胞膜的基本支架是磷脂双分子层B.组成细胞膜的磷脂和大部分蛋白质可运动C.高浓度去垢剂不能破坏细胞膜的结构D.去垢剂可用于从细胞膜中分离膜蛋白C123456789101112解析细胞膜的基本支架是磷脂双分子层,A项正确;细胞膜中的磷脂和大多数蛋白质都可以运动,体现了细胞膜具有流动性,B项正确;高浓度去垢剂能破坏细胞膜结构,造成细胞损伤、功能丧失,甚至引起死亡,去垢剂通过溶解膜上磷脂类化合物等,使细胞膜结构改变,C项错误;去垢剂是同时具有亲水极性基团和疏水非极性基团的双极性分子,能够使脂膜解体释放膜蛋白,并在溶液中为去膜状态下的膜蛋白提供疏水环境,维持和保护膜蛋白的疏水跨膜结构,因此去垢剂可用于从细胞膜中分离膜蛋白,D项正确。12345678910111210.脂筏模型被认为是对细胞膜流动镶嵌模型的重要补充,脂筏是动物细胞膜上富含胆固醇和鞘磷脂(磷脂的一种)的微结构域,脂筏就像一个蛋白质停泊的平台,该结构区域相对稳定、分子排列较紧密、流动性较低。下列叙述错误的是(

)A.脂筏区域的主要成分是脂质和蛋白质B.脂筏区域与细胞的免疫、物质运输等功能有关C.脂筏模型表明脂质分子在膜上的分布是均匀的D.脂筏区域流动性较低可能与脂质的种类、蛋白质的种类和数量有关C123456789101112解析脂筏是动物细胞膜上富含胆固醇和鞘磷脂(磷脂的一种)的微结构域,因此,脂筏区域的主要成分是脂质和蛋白质,A项正确;脂筏区域具有一定流动性,与细胞的免疫、物质运输等功能有关,B项正确;脂筏模型表明,磷脂、胆固醇、蛋白质等在膜上是不均匀分布的,C项错误;脂筏区域流动性较低,可能与脂质的种类、蛋白质的种类和数量有关,D项正确。12345678910111211.不同温度下胆固醇对人工膜(人工合成的脂质膜)流动性的影响如图,其中微粘度的大小与膜流动性的高低呈负相关。下列叙述错误的是(

)A.与人工膜相比,动物细胞膜的成分还有蛋白质和糖类等物质B.由图可知,在温度较高时,胆固醇可以提高人工膜的流动性C.由图可知,胆固醇使膜的流动性在一定温度范围内保持相对稳定D.脂质膜具有流动性,主要表现为构成脂质膜的分子大多可以运动B123456789101112解析与含胆固醇的人工膜相比,动物细胞膜还含有蛋白质和糖类,A项正确;在温度较高时,与不含胆固醇的人工膜相比,含胆固醇的人工膜的微粘度较高,流动性较小,即胆固醇可以降低膜的流动性,B项错误;含有胆固醇的人工膜的微粘度随温度变化的范围小于不含胆固醇的人工膜,说明胆固醇具有稳定人工膜的作用,可以使膜的流动性在一定温度范围内保持相对稳定,C