高三生物一輪復(fù)習(xí)課件細(xì)胞膜的結(jié)構(gòu)和功能

YOURLOGO第4講第1課時細(xì)胞膜的結(jié)構(gòu)和功能

動物細(xì)胞模式圖

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

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

細(xì)菌：肽聚糖真菌：幾丁質(zhì)

細(xì)胞壁對要進(jìn)出細(xì)胞的物質(zhì)沒有選擇性即全透性，它不能保證細(xì)胞內(nèi)部的穩(wěn)定。2.成分細(xì)胞膜的功能考點一a.將細(xì)胞與外界環(huán)境分隔開b.控制物質(zhì)進(jìn)出細(xì)胞c.進(jìn)行細(xì)胞間的信息交流保障細(xì)胞內(nèi)部環(huán)境的相對穩(wěn)定注意：植物細(xì)胞的邊界也是細(xì)胞膜，不是細(xì)胞壁，因為細(xì)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(xì)胞膜的功能糖蛋白一、細(xì)胞膜的功能

活細(xì)胞的細(xì)胞膜可控制物質(zhì)進(jìn)出細(xì)胞，臺盼藍(lán)染料是細(xì)胞不需要的物質(zhì)，不易通過細(xì)胞膜。因此活細(xì)胞不能被染色，死細(xì)胞的細(xì)胞膜不能控制物質(zhì)進(jìn)出細(xì)胞，臺盼藍(lán)能通過細(xì)胞膜進(jìn)入細(xì)胞，死細(xì)胞能被染成藍(lán)色?！就卣箲?yīng)用】如何用“染色排除法”鑒別死細(xì)胞和活細(xì)胞？細(xì)胞膜的結(jié)構(gòu)考點一一、對細(xì)胞膜的成分和結(jié)構(gòu)的探索提出問題：細(xì)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(xì)胞中分離出細(xì)胞膜→組成細(xì)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(xì)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(xì)胞表面的2倍。磷脂和膽固醇磷脂①1895年，歐文頓植物細(xì)胞通透性實驗：溶于脂質(zhì)的物質(zhì)容易穿過細(xì)胞，反之則不容易通過。提出假說：細(xì)胞膜是由脂質(zhì)組成的進(jìn)一步提出問題：脂質(zhì)如何組成細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)呢？提出假說：細(xì)胞膜中的磷脂分子排列為連續(xù)的兩層一、對細(xì)胞膜的成分和結(jié)構(gòu)的探索提出問題：細(xì)胞膜的成分和結(jié)構(gòu)是什么？科學(xué)探究：

提出假說：細(xì)胞膜中的磷脂分子排列為連續(xù)的兩層一、對細(xì)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(xì)胞膜的成分和結(jié)構(gòu)的探索用丙酮從人的胰島B細(xì)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(xì)胞表面積的2倍。原因是？大于提示胰島B細(xì)胞中除細(xì)胞膜外，還有核膜和各種細(xì)胞器膜，它們的膜中都含有磷脂分子。還有哪些細(xì)胞和紅細(xì)胞一樣？一、對細(xì)胞膜的成分和結(jié)構(gòu)的探索提出問題：細(xì)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(xì)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(xì)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(xì)胞膜呢？一、對細(xì)胞膜的成分和結(jié)構(gòu)的探索提出問題：細(xì)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?、?959年，羅伯特森通過電鏡觀察到細(xì)胞膜清晰的暗-亮-暗的三層結(jié)構(gòu)。提出假說：所有細(xì)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(xì)胞膜的成分和結(jié)構(gòu)的探索提出問題：細(xì)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(xì)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(xì)胞的生長、變形等現(xiàn)象進(jìn)一步觀察和實驗：⑥1970年，科學(xué)家對膜蛋白進(jìn)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(xì)胞完全融合的時間會延長，為什么？溫度會影響分子運動，進(jìn)而影響膜的流動性生物膜的模型建立一、對細(xì)胞膜的成分和結(jié)構(gòu)的探索源于必修1P44“科學(xué)方法”：細(xì)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?？茖W(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(jìn)一步的____________對已建立的假說進(jìn)行

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

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

越多糖類2%～10%被稱作

，與細(xì)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(xì)胞結(jié)構(gòu)模型-流動鑲嵌模型1.成分細(xì)胞膜的成分是一成不變的嗎？不是，如癌變的細(xì)胞，細(xì)胞膜表面糖蛋白減少，

甲胎蛋白和癌胚抗原增加二、細(xì)胞結(jié)構(gòu)模型-流動鑲嵌模型二、細(xì)胞結(jié)構(gòu)模型-流動鑲嵌模型生物膜蛋白質(zhì)（質(zhì)量分?jǐn)?shù)/%）脂類（質(zhì)量分?jǐn)?shù)/%）糖類（質(zhì)量分?jǐn)?shù)/%）人紅細(xì)胞膜49438大鼠肝細(xì)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(xì)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(xì)胞膜，其蛋白質(zhì)的種類和數(shù)量越多。二、細(xì)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?？嫉摹澳さ鞍住雹谕ǖ赖鞍讌f(xié)助擴(kuò)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(kuò)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(xì)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(xì)胞膜的外表面功能：保護(hù)、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(xì)胞結(jié)構(gòu)模型-流動鑲嵌模型①細(xì)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饔谩＂芗?xì)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(xì)胞膜外表面）與細(xì)胞表面的識別、細(xì)胞間的信息傳遞等功能密切相關(guān)。二、細(xì)胞結(jié)構(gòu)模型-流動鑲嵌模型必修一p44，p45動物細(xì)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(xì)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(xì)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(xì)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(xì)胞融合變形蟲的變形運動分泌蛋白的傳遞分泌二、細(xì)胞結(jié)構(gòu)模型-流動鑲嵌模型二、細(xì)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(xì)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(xì)胞吞噬病菌細(xì)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(xì)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(xì)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(qiáng)，但溫度超出一定范圍，會導(dǎo)致膜的結(jié)構(gòu)被破壞。三、細(xì)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(xì)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(xì)胞，從而將藥物定向運送到癌細(xì)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(dá)靶細(xì)胞后，藥物將如何進(jìn)入細(xì)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(xì)胞膜結(jié)構(gòu)相似，到達(dá)靶細(xì)胞后可能會與細(xì)胞膜發(fā)生融合，也可能以胞吞方式將攜帶的藥物運入細(xì)胞。利用了膜的流動性?！魍卣钩？嫉哪さ鞍准?xì)胞膜上蛋白質(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(xì)胞膜上可存在ATP水解酶（催化ATP水解，用于主動運輸?shù)龋?；又如好養(yǎng)細(xì)菌其細(xì)胞膜上可附著與有氧呼吸相關(guān)的酶】△拓展細(xì)胞膜成分的鑒定方法細(xì)胞膜成分鑒定試劑(方法)結(jié)果磷脂脂溶劑處理細(xì)胞膜被溶解磷脂酶處理細(xì)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(xì)胞膜被破壞細(xì)胞膜成分鑒定試劑(方法)結(jié)果磷脂脂溶劑處理細(xì)胞膜被溶解磷脂酶處理細(xì)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(xì)胞膜被破壞實驗設(shè)計：哺乳動物紅細(xì)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(xì)胞等分成甲、乙兩組，破壞甲組紅細(xì)胞膜中的蛋白質(zhì)，乙組紅細(xì)胞不做處理，然后將兩組細(xì)胞同時置于蒸餾水中，測定兩組細(xì)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(xì)胞膜的成分、結(jié)構(gòu)和功能細(xì)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(xì)胞膜）細(xì)胞膜的研究簡史膜成分的探索①1895年，歐文頓關(guān)于細(xì)胞膜通透性的實驗。②利用哺乳動物成熟的紅細(xì)胞分離提純，進(jìn)行化學(xué)分析。③1925年，紅細(xì)胞