2017-6-3細胞膜和生物膜的流動鑲嵌模型

細胞膜——系統(tǒng)的邊界第二部分細胞的基本結(jié)構(gòu)與物質(zhì)運輸生物膜的流動鑲嵌模型一、顯微結(jié)構(gòu)和亞顯微結(jié)構(gòu)：1、顯微結(jié)構(gòu)：指在光學顯微鏡下觀察到的細小結(jié)構(gòu)。

2、亞顯微結(jié)構(gòu)：

指在電子顯微鏡下觀察到的微小結(jié)構(gòu)，觀察到的結(jié)構(gòu)直徑在0.2mm以下。

二、細胞的亞顯微結(jié)構(gòu)示意圖：（2）要知道各種結(jié)構(gòu)的功能。

（1）要知道各種結(jié)構(gòu)的名稱。1、要求：

2、動、植物細胞的亞顯微結(jié)構(gòu)的區(qū)別：

細胞壁的有無、葉綠體的有無、液泡的有無、中心體的有無。

細胞有前三者，

細胞和

細胞有后者。

根尖分生區(qū)細胞等無葉綠體和液泡，原因是分生區(qū)細胞是末經(jīng)生長和分化的細胞。也不是所有植物細胞都無中心體，也不是所有成熟植物細胞都有葉綠體等特殊情況。

注意：成熟植物低等植物動物三、細胞壁：2、化學成份：

主要成分是

和

，要除去它可用

酶處理。呈網(wǎng)狀，對于物質(zhì)的通透屬于

性的。與其形成有關(guān)的細胞器為

和----------

。纖維素果膠纖維素酶和果膠全透3、主要功能：

對植物細胞具有

和

的作用。支持保護1．位置：植物細胞________的外面。細胞膜高爾基體線粒體

提示：因為我們這里的“系統(tǒng)”是生命系統(tǒng)。在組成細胞的結(jié)構(gòu)中，具有生命活性的結(jié)構(gòu)是細胞膜、細胞質(zhì)和細胞核，而細胞壁并不具有生命活性。思考：四、細胞膜——系統(tǒng)的邊界：

植物細胞最外層是細胞壁，為什么“系統(tǒng)的邊界”卻是細胞膜呢？（一）位置：

細胞壁內(nèi)表面，原生質(zhì)體外表面。說明：

植物細胞的細胞膜緊貼在細胞壁內(nèi)表面。要觀察植物細胞的細胞膜，就要使植物細胞處于

狀態(tài)，這時原生質(zhì)層的最外層就是細胞膜。質(zhì)壁分離說明：(1)主要成分是

，另外還有少量的

。(2)細胞膜成分中含量最多的是脂質(zhì)，該成分含量最豐富的是

。蛋白質(zhì)與脂質(zhì)糖類磷脂（二）細胞膜的成分及制備：1．細胞膜的成分：化合物含量作用脂質(zhì)磷脂≈50%構(gòu)成細胞膜的基本骨架膽固醇與膜的流動性有關(guān)蛋白質(zhì)≈40%膜功能的主要承擔者，功能越復雜的細胞膜，蛋白質(zhì)的種類和數(shù)量越多。如載體、受體糖類少量糖蛋白與細胞識別有關(guān)，具有保護、潤滑作用膽堿磷酸甘油脂肪酸C、H、OC、H、OO、PC、H、NC、H、O、N、P吸水漲破2．細胞膜的制備：(1)選材：-------------------------------------

。(2)選材原因:①無

和眾多

，易制得純凈的細胞膜。②無

，細胞易吸水漲破。

(3)實驗原理：細胞

獲得細胞膜。思考：哺乳動物紅細胞核退化的意義？為能攜帶氧氣的血紅蛋白騰出空間。細胞核細胞器細胞壁③紅細胞單個存在，便于制成懸浮液，且材料易得。哺乳動物成熟的紅細胞（4）實驗步驟：（引流法）（1）將細胞與外界環(huán)境

，保障細胞內(nèi)部環(huán)境的相對穩(wěn)定。（2）控制物質(zhì)---------------①進入細胞的情況：需要的營養(yǎng)物質(zhì)進入，細胞不需要的或?qū)毎泻Φ奈镔|(zhì)（病毒、病菌）不能進入。②排出細胞的物質(zhì)：細胞代謝廢物（尿素等）的排出；抗體、激素等分泌物的排出，細胞的重要組成成分（核酸）不能排出。

分隔開進出細胞（三）功能：1、功能：①通過

傳遞信息，如激素調(diào)節(jié)、突觸中興奮傳遞。②通過

直接接觸傳遞信息，如受精作用、效應T細胞裂解靶細胞。③通過

傳遞信息，如植物細胞胞間連絲。化學物質(zhì)細胞膜細胞通道細胞間信息交流（3）進行

。細胞分泌化學物質(zhì)通過內(nèi)環(huán)境傳遞信息相鄰細胞間細胞膜直接接觸傳遞信息相鄰細胞間形成通道傳遞信息2．細胞膜功能之間的關(guān)系：1、不同細胞的細胞膜中所含蛋白質(zhì)與脂質(zhì)的比例和含量不同，這與細胞的功能有關(guān)，如功能復雜的膜中，蛋白質(zhì)數(shù)量和種類越多。2、細胞膜的組分也會發(fā)生變化，如癌細胞膜上糖蛋白含量下降，產(chǎn)生甲胎蛋白和癌胚抗原等物質(zhì)。3、糖類主要與蛋白質(zhì)和脂質(zhì)結(jié)合形成糖蛋白和糖脂，都與細胞識別作用有關(guān)。說明：(1)紅細胞中沒有細胞核和眾多的細胞器，可用作提取細胞膜的材料。()(2)細胞膜由脂質(zhì)和蛋白質(zhì)組成。()(3)功能越復雜的細胞膜，蛋白質(zhì)種類和數(shù)量越多。()(4)脂質(zhì)中的磷脂和膽固醇都是組成膜的成分。()判斷正誤：××√√1．作為系統(tǒng)的邊界，細胞膜在細胞的生命活動中有多種功能。下圖的模型主要表明了細胞膜的何種功能(

)A．將細胞與外界環(huán)境分開B．控制物質(zhì)進出細胞C．進行細胞間信息交流D．促進物質(zhì)的運輸隨學隨練：C2、下列生理現(xiàn)象中，沒有涉及細胞間信息交流的是(

)A．記憶細胞識別特定抗原B．細胞膜表面的受體結(jié)合胰島素C．興奮在神經(jīng)纖維上的傳導D．同種生物的精子與卵細胞結(jié)合C

例3：生物膜上的多糖通常與蛋白質(zhì)結(jié)合成糖蛋白。在細胞生命活動過程中，糖蛋白在細胞的識別，以及細胞內(nèi)外的信號傳導中有重要作用。下列結(jié)構(gòu)中，糖蛋白含量最高的可能是(

)A.類囊體膜B.線粒體外膜C.細胞膜D.滑面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜C例4：下列不屬于細胞間信息交流實例的是（）A.垂體分泌的促甲狀腺激素通過血液運輸?shù)郊谞钕?，與甲狀腺細胞膜表面的受體結(jié)合B.吞噬細胞對抗原處理后，以直接接觸方式將抗原呈遞給T細胞C.高等植物細胞之間通過胞間連絲進行物質(zhì)運輸和信息交流D.細胞內(nèi)通過蛋白質(zhì)纖維組成的網(wǎng)架結(jié)構(gòu)進行物質(zhì)運輸、能量轉(zhuǎn)換和信息傳遞D例5：下列哪一項不屬于細胞膜的功能(

)A．控制物質(zhì)進出細胞B．將產(chǎn)生的抗體分泌到細胞外C．維持細胞內(nèi)部環(huán)境的穩(wěn)定D．使細胞內(nèi)的各種生物化學反應加快D1、對生物膜結(jié)構(gòu)的探索歷程：五、生物膜的流動鑲嵌模型：時間實例（實驗）結(jié)論（假說）19世紀末脂溶性物質(zhì)更易通過細胞膜歐文頓認為20世紀初將膜分離提純，并進行化學分析膜的主要成分是1925年紅細胞膜中脂質(zhì)鋪展成單分子層后是紅細胞表面積的2倍細胞膜中的脂質(zhì)分子1959年電鏡下細胞膜呈清晰的暗—亮—暗三層結(jié)構(gòu)羅伯特森認為生物膜由

三層結(jié)構(gòu)構(gòu)成1970年人鼠細胞雜交實驗細胞膜具有

.1972年桑格和尼克森提出了生物膜的

.膜是由脂質(zhì)組成的脂質(zhì)和蛋白質(zhì)排列為連續(xù)的兩層蛋白質(zhì)—脂質(zhì)—蛋白質(zhì)流動性流動鑲嵌模型細胞融合37℃40min1970年科學家做了如下實驗：膜具有一定的流動性實驗證明：

人細胞小鼠細胞雜交細胞

①

構(gòu)成膜的基本支架。

②蛋白質(zhì)分子有的

磷脂雙分子層表面，有的部分或全部

磷脂雙分子層中，有的

于整個磷脂雙分子層。

③細胞膜表面的糖類可以和蛋白質(zhì)結(jié)合形成

，也可以和脂質(zhì)結(jié)合形成

。

④糖蛋白的功能為

，還有保護和潤滑作用；（解題時用于判斷膜的內(nèi)外）磷脂雙分子層鑲在貫穿糖蛋白糖脂識別作用嵌入2、(1)流動鑲嵌模型的基本內(nèi)容:1972年桑格和尼克森提出流動鑲嵌模型磷脂雙分子層蛋白質(zhì)分子糖蛋白磷脂分子(2)結(jié)構(gòu)模型:糖類糖蛋白（細胞膜外）蛋白質(zhì)分子磷脂雙分子層②原因(結(jié)構(gòu)基礎)：組成膜的-------------

和

大都是運動的。流動性磷脂分子蛋白質(zhì)（3）細胞膜的結(jié)構(gòu)特點：①特點：具有一定的

。③實驗驗證——人鼠細胞融合實驗:主要受

影響，適當溫度范圍內(nèi)，隨外界溫度升高，膜的流動性增強，但溫度高出一定范圍，則導致膜的破壞。溫度

質(zhì)壁分離與復原、變形蟲運動、胞吞和胞吐、白細胞吞噬細胞等。④實例：⑤影響因素：（4）細胞膜的功能特性：具有

。選擇透過性水分子可以自由通過，一些離子和小分子可以通過，而其他離子、小分子和大分子不能通過。①區(qū)別：流動性是細胞膜結(jié)構(gòu)的特性，選擇透過性是功能的特性.②聯(lián)系：細胞膜的流動性是選擇透過性的結(jié)構(gòu)基礎。只有細胞膜具有流動性，細胞才能完成其各項生理功能，才能表現(xiàn)選擇透過性。（5）細胞膜的流動性與選擇透過性的關(guān)系：3、細胞膜的組成、結(jié)構(gòu)和功能關(guān)系：4、實驗—細胞膜成分的鑒定及功能驗證①用溶解脂質(zhì)的溶劑處理細胞膜，細胞膜被溶解；②脂溶性物質(zhì)能夠優(yōu)先通過細胞膜；③用磷脂酶處理細胞膜，細胞膜被破壞等。(1)細胞膜中磷脂成分的鑒定：(2)細胞膜中蛋白質(zhì)成分的鑒定：①制備細胞膜樣液，用雙縮脲試劑鑒定；②用蛋白酶處理細胞膜，細胞膜被破壞。(4)細胞膜中磷脂雙分子層的鑒定：

將膜結(jié)構(gòu)中的磷脂分子提取出來，鋪在水面上，測得磷脂占有面積，對比細胞膜的面積進行分析。(5)細胞膜選擇透過性的探究：

利用有顏色的植物組織，放入清水中，然后，再用高溫、強酸、強堿處理，觀察實驗前后清水的顏色變化。（或用臺盼藍染色，活細胞不著色，死細胞著色）(3)細胞膜中糖類的鑒定：

用斐林試劑鑒定1．如圖為細胞膜的液態(tài)流動鑲嵌模型示意圖，有關(guān)敘述錯誤的是(

)隨學隨練：A．a(chǎn)是指磷脂分子的尾部，具有疏水性B．c指磷脂分子的頭部，具有親水性C．糖蛋白在細胞膜的內(nèi)外側(cè)均有分布D．細胞膜的選擇透過性與b、d的種類和數(shù)量有關(guān)

C2、如圖為細胞膜的亞顯微結(jié)構(gòu)，下列相關(guān)敘述錯誤的是(

)A．圖中①能完成細胞間的信息傳遞B．圖中②的種類是由遺傳物質(zhì)決定的C．圖中③是細胞膜的基本支架D．吞噬細胞吞噬抗原僅需要②參與D3.如圖所示為細胞膜的亞顯微結(jié)構(gòu)，其中a和b為物質(zhì)的兩種運輸方式，下列對細胞膜結(jié)構(gòu)和功能的敘述錯誤的是(

)A.若圖示為肝細胞膜，則尿素的運輸方向是Ⅱ→ⅠB.細胞間的識別、免疫、細胞的癌變與②有密切的關(guān)系C.大多數(shù)②可以運動D.b過程不需要ATP，a過程能體現(xiàn)膜的選擇透過性這一生理特性B4.細胞膜在細胞的生命活動中具有重要作用。下列相關(guān)敘述不正確的是(

)A．細胞膜的糖被在細胞間具有識別作用B．細胞膜對膜兩側(cè)物質(zhì)的進出具有選擇性C．細胞膜內(nèi)外兩側(cè)結(jié)合的蛋白質(zhì)種類有差異D．載體蛋白是鑲在細胞膜內(nèi)外表面的蛋白質(zhì)D5：據(jù)圖分析神經(jīng)細胞，敘述不正確的是(

)A．此圖可表示突觸小泡膜B．靜息電位的形成可能與膜上的②、⑤等載體有關(guān)C．若此圖為突觸后膜，則突觸間隙位于圖示膜的A面D．若將神經(jīng)細胞膜的磷脂層平展在空氣—水界面上，③與水面接觸A6：現(xiàn)有人的成熟紅細胞、人的口腔上皮細胞、蛙的紅細胞、雞肝研磨液等生物材料及相關(guān)用具，請根據(jù)以上材料，完成下列實驗設計并分析有關(guān)問題。(1)為獲得純凈的細胞膜，應選取上述材料中的__________做實驗。選用該材料的原因是它__________。(2)將選取的上述材料放入__________中，由于__________作用，一段時間后細胞將破裂。(3)科學家將膜結(jié)構(gòu)中的磷脂分子提取出來，鋪在水面上，測得磷脂占有面積為S，那么該細胞膜的表面積約為_