高三生物一輪復(fù)習(xí)課件細胞膜的結(jié)構(gòu)和功能

YOURLOGO第4講第1課時細胞膜的結(jié)構(gòu)和功能

動物細胞模式圖

植物細胞模式圖動物細胞細胞膜細胞質(zhì)細胞核植物細胞細胞壁細胞膜細胞質(zhì)細胞核思考：細胞的邊界是細胞壁還是細胞膜呢？思考：為什么細胞壁不是細胞的邊界？1.分布：植物、真菌及大多數(shù)原核細胞

3.功能：支持、保護作用細胞壁與細胞膜結(jié)構(gòu)示意圖植物：纖維素和果膠

細菌：肽聚糖真菌：幾丁質(zhì)

細胞壁對要進出細胞的物質(zhì)沒有選擇性即全透性，它不能保證細胞內(nèi)部的穩(wěn)定。2.成分細胞膜的功能考點一a.將細胞與外界環(huán)境分隔開b.控制物質(zhì)進出細胞c.進行細胞間的信息交流保障細胞內(nèi)部環(huán)境的相對穩(wěn)定注意：植物細胞的邊界也是細胞膜，不是細胞壁，因為細胞壁是全透性的。普遍性相對性功能特點：具有選擇透過性病毒、病菌營養(yǎng)物質(zhì)廢物分泌物物質(zhì)傳遞、接觸傳遞、通道傳遞一、細胞膜的功能糖蛋白一、細胞膜的功能

活細胞的細胞膜可控制物質(zhì)進出細胞，臺盼藍染料是細胞不需要的物質(zhì)，不易通過細胞膜。因此活細胞不能被染色，死細胞的細胞膜不能控制物質(zhì)進出細胞，臺盼藍能通過細胞膜進入細胞，死細胞能被染成藍色?！就卣箲?yīng)用】如何用“染色排除法”鑒別死細胞和活細胞？細胞膜的結(jié)構(gòu)考點一一、對細胞膜的成分和結(jié)構(gòu)的探索提出問題：細胞膜的成分和結(jié)構(gòu)是什么？科學(xué)探究：

②20世紀(jì)，從哺乳動物成熟的紅細胞中分離出細胞膜→組成細胞膜的脂質(zhì)有_____________，其中

含量最多③1925年，荷蘭科學(xué)家戈特和格倫德爾從紅細胞中提取脂質(zhì)，在空氣--水界面鋪展開成單分子層，其面積恰好為紅細胞表面的2倍。磷脂和膽固醇磷脂①1895年，歐文頓植物細胞通透性實驗：溶于脂質(zhì)的物質(zhì)容易穿過細胞，反之則不容易通過。提出假說：細胞膜是由脂質(zhì)組成的進一步提出問題：脂質(zhì)如何組成細胞膜結(jié)構(gòu)呢？提出假說：細胞膜中的磷脂分子排列為連續(xù)的兩層一、對細胞膜的成分和結(jié)構(gòu)的探索提出問題：細胞膜的成分和結(jié)構(gòu)是什么？科學(xué)探究：

提出假說：細胞膜中的磷脂分子排列為連續(xù)的兩層一、對細胞膜的成分和結(jié)構(gòu)的探索親水“頭”部（磷酸頭）疏水“尾”部（脂肪酸尾）△磷脂的結(jié)構(gòu)磷脂是一種由甘油、脂肪酸和磷酸等組成的分子一、對細胞膜的成分和結(jié)構(gòu)的探索用丙酮從人的胰島B細胞中提取脂質(zhì)，在空氣和水的界面鋪展成單層，測得單分子層的面積應(yīng)

（“大于”、“等于”或“小于”）胰島B細胞表面積的2倍。原因是？大于提示胰島B細胞中除細胞膜外，還有核膜和各種細胞器膜，它們的膜中都含有磷脂分子。還有哪些細胞和紅細胞一樣？一、對細胞膜的成分和結(jié)構(gòu)的探索提出問題：細胞膜的成分和結(jié)構(gòu)是什么？科學(xué)探究：

④1935年，丹尼利和戴維森發(fā)現(xiàn)細胞表面張力明顯低于油水界面的表面張力，而已知如果在油脂滴表面吸附有蛋白質(zhì)，則其表面張力會降低。完善假說：細胞膜中除含脂質(zhì)分子外，可能還附有蛋白質(zhì)那么脂質(zhì)和蛋白質(zhì)如何組成細胞膜呢？一、對細胞膜的成分和結(jié)構(gòu)的探索提出問題：細胞膜的成分和結(jié)構(gòu)是什么？科學(xué)探究：

證據(jù)1：電鏡觀察的亮帶是3.5nm,剛好符合磷脂雙分子層親水頭部之間的距離。證據(jù)2：蛋白質(zhì)對電子阻擋作用大、脂雙層對電子阻擋作用小⑤1959年，羅伯特森通過電鏡觀察到細胞膜清晰的暗-亮-暗的三層結(jié)構(gòu)。提出假說：所有細胞膜都是由蛋白質(zhì)-脂質(zhì)-蛋白質(zhì)三層構(gòu)成的靜態(tài)統(tǒng)一結(jié)構(gòu)。一、對細胞膜的成分和結(jié)構(gòu)的探索提出問題：細胞膜的成分和結(jié)構(gòu)是什么？科學(xué)探究：

提出假說：所有細胞膜都是由蛋白質(zhì)-脂質(zhì)-蛋白質(zhì)三層構(gòu)成的靜態(tài)統(tǒng)一結(jié)構(gòu)。提出質(zhì)疑：難以解釋細胞的生長、變形等現(xiàn)象進一步觀察和實驗：⑥1970年，科學(xué)家對膜蛋白進行熒光染料標(biāo)記后使膜融合聚乙二醇、電融合法和滅活的病毒誘導(dǎo)法等修正假說：1972年，桑格，尼克森提出流動鑲嵌模型。此實驗中，若降低溫度，細胞完全融合的時間會延長，為什么？溫度會影響分子運動，進而影響膜的流動性生物膜的模型建立一、對細胞膜的成分和結(jié)構(gòu)的探索源于必修1P44“科學(xué)方法”：細胞膜結(jié)構(gòu)模型的探索過程，反映了提出假說這一科學(xué)方法的作用。科學(xué)家首先根據(jù)已有的知識和信息提出

的一種假說，再用進一步的____________對已建立的假說進行

。解釋某一生物學(xué)問題觀察與實驗修正和補充成分所占比例在細胞膜中的作用脂質(zhì)約50%其中

是細胞膜的基本支架；______是動物細胞膜的重要成分蛋白質(zhì)約40%承擔(dān)細胞膜的主要功能，功能越復(fù)雜的細胞膜，蛋白質(zhì)的

越多糖類2%～10%被稱作

，與細胞膜上的

結(jié)合形成_____________磷脂雙分子層膽固醇種類和數(shù)量糖被蛋白質(zhì)或脂質(zhì)糖蛋白或糖脂(外表面）二、細胞結(jié)構(gòu)模型-流動鑲嵌模型1.成分細胞膜的成分是一成不變的嗎？不是，如癌變的細胞，細胞膜表面糖蛋白減少，

甲胎蛋白和癌胚抗原增加二、細胞結(jié)構(gòu)模型-流動鑲嵌模型二、細胞結(jié)構(gòu)模型-流動鑲嵌模型生物膜蛋白質(zhì)（質(zhì)量分數(shù)/%）脂類（質(zhì)量分數(shù)/%）糖類（質(zhì)量分數(shù)/%）人紅細胞膜49438大鼠肝細胞核膜59352.9內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜6733含量很少線粒體外膜5248含量很少線粒體內(nèi)膜7624含量很少

不同生物膜的組成成分不完全一樣說明什么？單位面積的線粒體內(nèi)膜含有的蛋白質(zhì)高于外膜，說明什么？線粒體內(nèi)膜功能較外膜復(fù)雜，功能越復(fù)雜的生物膜，其蛋白質(zhì)的種類和數(shù)量越多2.結(jié)構(gòu)模型（流動鑲嵌模型）a.磷脂雙分子層→構(gòu)成生物膜的基本支架特點：可以側(cè)向自由移動功能：屏障作用——水溶性分子或離子不能自由通過二、細胞結(jié)構(gòu)模型-流動鑲嵌模型2.結(jié)構(gòu)模型（流動鑲嵌模型）b.蛋白質(zhì)→鑲、部分或全部嵌入、貫穿特點：大多數(shù)蛋白質(zhì)分子是可以運動的功能：在物質(zhì)運輸?shù)确矫嬗兄匾饔眠\輸：載體/通道催化：酶信息交流：受體、信號分子結(jié)構(gòu)蛋白……功能越復(fù)雜的細胞膜，其蛋白質(zhì)的種類和數(shù)量越多。二、細胞結(jié)構(gòu)模型-流動鑲嵌模型①受體蛋白與激素、淋巴因子、神經(jīng)遞質(zhì)等信號分子特異性結(jié)合歸納提升——5種常考的“膜蛋白”②通道蛋白協(xié)助擴散水通道蛋白、離子通道蛋白等③載體蛋白物質(zhì)跨膜運輸方式中:協(xié)助擴散和主動運輸④酶蛋白催化作用：呼吸酶、ATP水解酶等⑤識別蛋白精卵結(jié)合、免疫細胞對抗原的特異性識別等2.結(jié)構(gòu)模型（流動鑲嵌模型）c.糖被→位于細胞膜的外表面功能：保護、潤滑、識別、信息傳遞等與脂質(zhì)結(jié)合→糖脂與蛋白質(zhì)結(jié)合→糖蛋白糖蛋白質(zhì)和糖脂是在_______和_________中合成的(糖鏈被加上去)。內(nèi)質(zhì)網(wǎng)高爾基體二、細胞結(jié)構(gòu)模型-流動鑲嵌模型①細胞膜主要是由磷脂分子和蛋白質(zhì)分子構(gòu)成的。②磷脂雙分子層是膜的基本支架，其內(nèi)部是疏水端，水溶性分子或離子不能自由通過，具有屏障作用。③蛋白質(zhì)分子以不同方式鑲嵌在磷脂雙分子層中：有的鑲在磷脂雙分子層表面，有的部分或全部嵌入磷脂雙分子層中，有的貫穿于整個磷脂雙分子層中。這些蛋白質(zhì)分子在物質(zhì)運輸?shù)确矫婢哂兄匾饔?。④細胞膜的外表面還有糖類分子，與蛋白質(zhì)結(jié)合→糖蛋白與脂質(zhì)結(jié)合→糖脂這類糖類分子稱為糖被（分布在細胞膜外表面）與細胞表面的識別、細胞間的信息傳遞等功能密切相關(guān)。二、細胞結(jié)構(gòu)模型-流動鑲嵌模型必修一p44，p45動物細胞膜還有膽固醇，如何分布呢？膽固醇：調(diào)節(jié)膜的流動性，增加了膜的穩(wěn)定性。二、細胞結(jié)構(gòu)模型-流動鑲嵌模型3.結(jié)構(gòu)特點結(jié)構(gòu)特點：生物膜具有一定的______流動性構(gòu)成細胞膜的磷脂分子可以側(cè)向自由移動、大多數(shù)蛋白質(zhì)可以運動對于細胞完成物質(zhì)運輸、生長、分裂、運動等功能具有重要意義原

因生理

意義細胞融合變形蟲的變形運動分泌蛋白的傳遞分泌二、細胞結(jié)構(gòu)模型-流動鑲嵌模型二、細胞結(jié)構(gòu)模型-流動鑲嵌模型下列能體現(xiàn)膜具有流動性的實例有(多選）A.質(zhì)壁分離與復(fù)原B.變形蟲利用偽足捕食C.興奮在突觸的傳遞D.動物細胞失水皺縮E.受精卵的形成F.載體對相應(yīng)物質(zhì)的運轉(zhuǎn)G.分泌蛋白的分泌H.白細胞吞噬病菌細胞膜的結(jié)構(gòu)特點：具有流動性。3.結(jié)構(gòu)特點結(jié)構(gòu)特點：生物膜具有一定的______流動性構(gòu)成細胞膜的磷脂分子可以側(cè)向自由移動、大多數(shù)蛋白質(zhì)可以運動對于細胞完成物質(zhì)運輸、生長、分裂、運動等功能具有重要意義原

因生理

意義影響因素主要受溫度影響，在適當(dāng)?shù)臏囟确秶鷥?nèi)，隨外界溫度升高，膜的流動性增強，但溫度超出一定范圍，會導(dǎo)致膜的結(jié)構(gòu)被破壞。三、細胞結(jié)構(gòu)模型-流動鑲嵌模型4.功能特點三、流動鑲嵌模型代謝廢物(CO2、尿素)抗體、激素等分泌物核酸等重要成分病毒、細菌有害物質(zhì)不需要物質(zhì)營養(yǎng)物質(zhì)具有選擇透過性1、表現(xiàn)：水分子、被選擇的離子和小分子可以通過，大分子、不被選擇的離子和小分子不能通過（具有相對性）2、原因：轉(zhuǎn)運蛋白種類、數(shù)量或轉(zhuǎn)運蛋白空間結(jié)構(gòu)的變化3、影響因素：內(nèi)因：膜上蛋白質(zhì)的種類和數(shù)量外因：溫度、pH、O2、濃度等△拓展（p46拓展應(yīng)用）脂質(zhì)體是一種人工膜，是根據(jù)磷脂分子可在水中形成穩(wěn)定磷脂雙分子層的原理制成的，是很多藥物的理想載體，其結(jié)構(gòu)示意圖如圖所示。其中的膽固醇有比磷脂更長的尾部，可使膜的通透性降低，對于維持脂質(zhì)體結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性有重要作用?！魍卣梗╬46拓展應(yīng)用）(1)能在水中結(jié)晶的藥物和脂溶性藥物分別被包裹在何處？兩類藥物的包裹位置不相同的原因是什么？水溶性藥物——包裹在磷脂雙分子層內(nèi)部（甲）(2)若脂質(zhì)體運送的藥物是抗癌藥物，則抗體的作用是什么？

脂質(zhì)體膜上的抗體能夠特異性識別癌細胞，從而將藥物定向運送到癌細胞。脂溶性藥物——包裹在兩層磷脂分子之間（乙）（原理：抗原抗體特異性結(jié)合）△拓展（p46拓展應(yīng)用）(3)脂質(zhì)體到達靶細胞后，藥物將如何進入細胞內(nèi)發(fā)揮作用？該過程利用了膜的什么特點？提示脂質(zhì)體與細胞膜結(jié)構(gòu)相似，到達靶細胞后可能會與細胞膜發(fā)生融合，也可能以胞吞方式將攜帶的藥物運入細胞。利用了膜的流動性。△拓展?？嫉哪さ鞍准毎ど系鞍踪|(zhì)種類很多，如具有①運輸作用的轉(zhuǎn)運蛋白；②識別作用的糖蛋白；③接受信號的受體蛋白（糖蛋白）；④具有催化作用的酶：【細胞膜上可存在ATP水解酶（催化ATP水解，用于主動運輸?shù)龋挥秩绾灭B(yǎng)細菌其細胞膜上可附著與有氧呼吸相關(guān)的酶】△拓展細胞膜成分的鑒定方法細胞膜成分鑒定試劑(方法)結(jié)果磷脂脂溶劑處理細胞膜被溶解磷脂酶處理細胞膜被破壞脂溶性物質(zhì)透過實驗脂溶性物質(zhì)優(yōu)先通過蛋白質(zhì)雙縮脲試劑紫色蛋白酶處理細胞膜被破壞細胞膜成分鑒定試劑(方法)結(jié)果磷脂脂溶劑處理細胞膜被溶解磷脂酶處理細胞膜被破壞脂溶性物質(zhì)透過實驗脂溶性物質(zhì)優(yōu)先通過蛋白質(zhì)雙縮脲試劑紫色蛋白酶處理細胞膜被破壞實驗設(shè)計：哺乳動物紅細胞在低滲溶液中能迅速吸水漲破，有人推測這可能與水通道蛋白有關(guān)。請設(shè)計實驗，驗證這個推測是正確的。實驗思路：_____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。預(yù)期實驗結(jié)果：______________________________________。將同種哺乳動物成熟紅細胞等分成甲、乙兩組，破壞甲組紅細胞膜中的蛋白質(zhì)，乙組紅細胞不做處理，然后將兩組細胞同時置于蒸餾水中，測定兩組細胞吸水破裂所需的時間乙組吸水破裂所需時間短，說明推測正確細胞膜的成分、結(jié)構(gòu)和功能細胞膜的成分脂質(zhì)蛋白質(zhì)糖類（少量）磷脂（主要）膽固醇（動物細胞膜）細胞膜的研究簡史膜成分的探索①1895年，歐文頓關(guān)于細胞膜通透性的實驗。②利用哺乳動物成熟的紅細胞分離提純，進行化學(xué)分析。③1925年，紅細胞