第3章01细胞膜(结构、功能)

1、第第3 3章章 细胞的基本结构细胞的基本结构第第1节节 细胞膜细胞膜系统的边界系统的边界问题讨论问题讨论 ( p40)n1、怎样区分光学显微镜下的细胞和气泡？、怎样区分光学显微镜下的细胞和气泡？n2、光学显微镜下能看到细胞膜吗？、光学显微镜下能看到细胞膜吗？ 气泡是光亮的，里面只有空气。细胞是一气泡是光亮的，里面只有空气。细胞是一个具有细胞膜、细胞质、细胞核的复杂结构，个具有细胞膜、细胞质、细胞核的复杂结构，而且是一个立体结构，在显微镜下，通过调节而且是一个立体结构，在显微镜下，通过调节焦距可以观察到细胞的不同层面。焦距可以观察到细胞的不同层面。不能不能,但是能观察到细胞与外界环境之间是有界但

2、是能观察到细胞与外界环境之间是有界限的限的电子显微镜下可看到，一层膜厚约电子显微镜下可看到，一层膜厚约8 nm3、科学家在用电子显微镜观察到细胞膜之前已、科学家在用电子显微镜观察到细胞膜之前已经能够确定细胞膜的存在了，请你推测，科学经能够确定细胞膜的存在了，请你推测，科学家是怎样确定细胞膜的存在的？家是怎样确定细胞膜的存在的？ 1）通过活细胞的物质要通过一道选择性的屏）通过活细胞的物质要通过一道选择性的屏障，并不是所有的物质都能进入细胞。障，并不是所有的物质都能进入细胞。 2）用显微注射器将一种叫伊红的物质注入变）用显微注射器将一种叫伊红的物质注入变形虫体内伊红能很快扩散到整个细胞，却不能很形

3、虫体内伊红能很快扩散到整个细胞，却不能很快溢出细胞。快溢出细胞。 3）在光学显微镜下用微针碰触细胞表面时，）在光学显微镜下用微针碰触细胞表面时，细胞表面有弹性，可以伸展，用微针插入细胞内，细胞表面有弹性，可以伸展，用微针插入细胞内，细胞表面有一层结构被刺破，如果细胞表面结构细胞表面有一层结构被刺破，如果细胞表面结构受损过大，细胞会死亡。受损过大，细胞会死亡。 任何系统都有边界。细胞作为一个基本任何系统都有边界。细胞作为一个基本的生命系统，它的边界就是细胞膜。的生命系统，它的边界就是细胞膜。探究一：1895年overton在研究各种未受精卵细胞的透性时，发现脂溶性物质易透过细胞膜，不溶于脂类的物

4、质透过细胞膜十分困难。细胞膜也能被蛋白酶分解，这说明了什么？膜结构中具有脂质类物质膜结构中具有脂质类物质膜结构中含有蛋白质类物质膜结构中含有蛋白质类物质一、细胞膜的成分一、细胞膜的成分思考：蛋白质在行使功能时起重要作用，细胞膜思考：蛋白质在行使功能时起重要作用，细胞膜的功能越复杂，蛋白质的种类和数量是越多还是的功能越复杂，蛋白质的种类和数量是越多还是越少？越少？ 脂质脂质 50%成分成分 蛋白质蛋白质 40% 糖类糖类 2%-10%与生活中的联系：与生活中的联系： 癌细胞的恶性增殖和转移与癌细胞膜成分的癌细胞的恶性增殖和转移与癌细胞膜成分的改变有关。改变有关。细胞膜主要是由脂质和蛋白质组成细胞

5、膜主要是由脂质和蛋白质组成越多越多问题探讨：问题探讨： 若制作真核细胞三维结构模型中，现有塑料若制作真核细胞三维结构模型中，现有塑料袋、普通布和弹力布，你认为哪种材料好？理由袋、普通布和弹力布，你认为哪种材料好？理由是？是？ 用弹力布好，因为细胞膜具有一定的弹性，用弹力布好，因为细胞膜具有一定的弹性，且且 能控制物质的出入，弹力布基本上能满足这能控制物质的出入，弹力布基本上能满足这些条件些条件问题：问题： 细胞膜为什么具有一定的弹性，为什么能控细胞膜为什么具有一定的弹性，为什么能控制物质的出入呢？制物质的出入呢？二、细胞膜的结构二、细胞膜的结构生物膜的流动镶嵌模型生物膜的流动镶嵌模型1.对生物

6、膜结构的探索历程对生物膜结构的探索历程阅读教材阅读教材6565页最后两个段落，回答下列问题：页最后两个段落，回答下列问题：问题问题1 1：欧文顿的结论是？：欧文顿的结论是？问题问题2 2：两位荷兰科学家的实验结论是：两位荷兰科学家的实验结论是：脂溶性物质容易通过细胞膜，所以膜是由脂脂溶性物质容易通过细胞膜，所以膜是由脂 质组成的质组成的细胞膜中的脂质分子排列为连续的两层细胞膜中的脂质分子排列为连续的两层思考与讨论思考与讨论（教材（教材66页）页） 1. 1.最初认识到细胞膜是由脂质组成的，是通最初认识到细胞膜是由脂质组成的，是通过对现象的推理分析得出的过对现象的推理分析得出的 2. 2.有必要

7、，仅靠推理的出的结论不一定准确，有必要，仅靠推理的出的结论不一定准确，还应通过科学实验进行检验和修正。还应通过科学实验进行检验和修正。 3. 3.因为磷脂分子的因为磷脂分子的“头部头部”亲水，所以在水亲水，所以在水空气界面上磷脂分子是空气界面上磷脂分子是“头部头部”向下与水面接向下与水面接触，尾部则朝向空气一面。科学家因测得单分子触，尾部则朝向空气一面。科学家因测得单分子层的面积恰为红细胞表面积的层的面积恰为红细胞表面积的2 2倍，从而得出了倍，从而得出了膜中的脂质必然排列为连续的两层这一结论。膜中的脂质必然排列为连续的两层这一结论。 细胞膜是由磷脂和蛋白质构成的，其中的磷细胞膜是由磷脂和蛋白

8、质构成的，其中的磷脂以双分子层存在，蛋白质位于细胞膜的什么位脂以双分子层存在，蛋白质位于细胞膜的什么位置呢？请阅读教材置呢？请阅读教材6666 6767页，回答下列问题：页，回答下列问题：问题问题1 1：19591959年罗伯特森在电镜下看到了细胞膜清年罗伯特森在电镜下看到了细胞膜清 晰的暗晰的暗亮亮暗的三层结构，从而提出了生物暗的三层结构，从而提出了生物 膜的模型是什么？其不足之处是？膜的模型是什么？其不足之处是？问题问题2 2：新技术对生物膜的研究表明蛋白质的分布：新技术对生物膜的研究表明蛋白质的分布 状况是：状况是：生物膜的模型是：蛋白质生物膜的模型是：蛋白质脂质脂质蛋白质；蛋白质；不足

9、之处是：把生物膜描述成静态的结构不足之处是：把生物膜描述成静态的结构问题问题3 3：19701970年的荧光染料标记实验证明了什么？年的荧光染料标记实验证明了什么？ 膜结构中的蛋白质并不是全部平膜结构中的蛋白质并不是全部平铺在脂质表面，有的则是镶嵌在脂质铺在脂质表面，有的则是镶嵌在脂质双双分子层中分子层中19701970年的荧光染料标记后的细胞融合实验年的荧光染料标记后的细胞融合实验细胞膜具有流动性细胞膜具有流动性 1972 1972年桑格和尼克森提出了年桑格和尼克森提出了细胞膜结构的流动镶嵌模型细胞膜结构的流动镶嵌模型红色荧光红色荧光标记的人标记的人细胞细胞绿色荧光绿色荧光标记的小标记的小鼠

10、细胞鼠细胞细胞融合细胞融合 37oc40min蛋白质分子蛋白质分子磷脂双磷脂双分子层分子层糖蛋白糖蛋白2.流动镶嵌模型的基本内容流动镶嵌模型的基本内容以磷脂双分子分子层为基本骨架，其上覆盖、或以磷脂双分子分子层为基本骨架，其上覆盖、或镶嵌、或贯穿有蛋白质分子镶嵌、或贯穿有蛋白质分子结构特点结构特点：具有一定的流动性具有一定的流动性课课 堂堂 练练 习习1、细胞膜上与细胞识别、免疫、信息传递和血型、细胞膜上与细胞识别、免疫、信息传递和血型 决定有着密切关系的化学物质是决定有着密切关系的化学物质是 （ ） a、蛋白质、蛋白质 b 磷脂磷脂 c、核酸、核酸 d、脂肪、脂肪a2、单细胞生物变形虫能不断

11、改变身体的形态，这是、单细胞生物变形虫能不断改变身体的形态，这是由下列哪一项所决定的由下列哪一项所决定的 （ ） a.细胞膜是以磷脂双分子层为基本骨架的细胞膜是以磷脂双分子层为基本骨架的 b.膜结构上的蛋白质分子都能运动膜结构上的蛋白质分子都能运动 c.膜结构具有一定的流动性膜结构具有一定的流动性 d.膜结构上的磷脂分子是可以流动的膜结构上的磷脂分子是可以流动的c3、最可能构成细胞膜的一组元素是、最可能构成细胞膜的一组元素是 （ ） a.碳、氢、氧碳、氢、氧 b.碳、氢、氧、氮碳、氢、氧、氮 c.碳、氢、氧、磷碳、氢、氧、磷 d.碳、氢、氧、氮碳、氢、氧、氮 、磷、磷d4、对细胞膜完成各种生理

12、功能极为重要的结构、对细胞膜完成各种生理功能极为重要的结构 特点是特点是 （ ） a.磷脂排列成双分子层磷脂排列成双分子层 b.两侧膜物质排列不对称两侧膜物质排列不对称 c.蛋白质分子覆盖或镶嵌或贯穿于脂质双分子蛋白质分子覆盖或镶嵌或贯穿于脂质双分子 层中层中 d.膜物质分子的运动使其具有流动性膜物质分子的运动使其具有流动性 d5、一位细胞学家发现，当温度升高到一定程度、一位细胞学家发现，当温度升高到一定程度 时，细胞膜的厚度变薄而面积增大，这是由时，细胞膜的厚度变薄而面积增大，这是由 于细胞膜的什么特性所决定的于细胞膜的什么特性所决定的 （ ） a.细胞膜结构中的蛋白质是可以运动的细胞膜结构

13、中的蛋白质是可以运动的 b.细胞膜对物质的通过具有选择透过性细胞膜对物质的通过具有选择透过性 c.细胞膜结构的流动性细胞膜结构的流动性 d. 细胞膜具有物质运输的功能细胞膜具有物质运输的功能 c三、细胞膜的功能三、细胞膜的功能阅读教材阅读教材42434243页页1、将细胞与外界环境分隔开、将细胞与外界环境分隔开细胞膜保障了细胞内部环境的相对稳定细胞膜保障了细胞内部环境的相对稳定2、控制物质进出细胞、控制物质进出细胞3、进行细胞的信息交流、进行细胞的信息交流物质跨膜运输的方式物质跨膜运输的方式物质跨膜运输的方式物质跨膜运输的方式问题探讨问题探讨：（教材：（教材70页）页） 1. 水、气体分子及甘

14、油、乙醇（脂溶性）等水、气体分子及甘油、乙醇（脂溶性）等小分子物质都能通过，氨基酸、葡萄糖和各种离小分子物质都能通过，氨基酸、葡萄糖和各种离子都不能通过。子都不能通过。 2. 小肠上皮细胞的细胞膜上有能够转运葡萄小肠上皮细胞的细胞膜上有能够转运葡萄糖的物质糖的物质蛋白质蛋白质阅读教材阅读教材7071页的页的“被动运输被动运输”，并思考、讨论，并思考、讨论下列问题：下列问题： 1.什么叫自由扩散？什么叫协助扩散？什么叫自由扩散？什么叫协助扩散？2. 自由扩散和协助扩散需要消耗能量吗？为什么自由扩散和协助扩散需要消耗能量吗？为什么 3. 自由扩散和协助扩散有什么异同？自由扩散和协助扩散有什么异同？

15、4. 为什么自由扩散和协助扩散都称为被动运输？为什么自由扩散和协助扩散都称为被动运输？ 都不需要消耗能量，因它们都是顺物质的浓度都不需要消耗能量，因它们都是顺物质的浓度梯度进行的（高梯度进行的（高低低）。）。 物质通过简单的扩散作用进出细胞的方式称自物质通过简单的扩散作用进出细胞的方式称自由扩散由扩散 物质进出细胞时需借助载体蛋白的扩散方式称物质进出细胞时需借助载体蛋白的扩散方式称协助扩散协助扩散 物质运输的方向都是顺浓度梯度进行的，都不物质运输的方向都是顺浓度梯度进行的，都不需要消耗能量，所以统称被动运输。需要消耗能量，所以统称被动运输。4. 为什么自由扩散和协助扩散都称为被动运输？为什么自

16、由扩散和协助扩散都称为被动运输？3. 自由扩散和协助扩散有什么异同？自由扩散和协助扩散有什么异同？ 共同点是都不需要消耗能量，物质扩散的方向都共同点是都不需要消耗能量，物质扩散的方向都是由高是由高低的；不同之处是是协助扩散需要低的；不同之处是是协助扩散需要载体载体的协助的协助载体的化学本质载体的化学本质细胞膜结构上的一种蛋白质细胞膜结构上的一种蛋白质载体的特点载体的特点特异性特异性可逆性可逆性问题思考问题思考：人体甲状腺滤泡上皮细胞内碘浓人体甲状腺滤泡上皮细胞内碘浓 度比血液高度比血液高2025倍，那么碘在血液和甲状倍，那么碘在血液和甲状 腺滤泡上皮细胞之间的运输方向怎样呢？腺滤泡上皮细胞之间

17、的运输方向怎样呢？ 依然是血液中的碘通过细胞膜不断进入甲状依然是血液中的碘通过细胞膜不断进入甲状腺滤泡上皮细胞，供甲状腺激素的合成。腺滤泡上皮细胞，供甲状腺激素的合成。问题思考问题思考：人体血液中的碘能逆浓度梯度被运人体血液中的碘能逆浓度梯度被运输到甲状腺滤泡上皮细胞内，需要哪一些条件？输到甲状腺滤泡上皮细胞内，需要哪一些条件？物质从低浓度一侧运输到高浓度一侧，需要载体物质从低浓度一侧运输到高浓度一侧，需要载体蛋白的协助，同时还需要消耗能量的运输方式称蛋白的协助，同时还需要消耗能量的运输方式称主动运输主动运输主动运输的意义：保证活细胞能够按照生命活动主动运输的意义：保证活细胞能够按照生命活动

18、的需要，主动选择性地进行物质交换的需要，主动选择性地进行物质交换四、物质跨膜运输的方式四、物质跨膜运输的方式运输方向运输方向载体载体协助协助消耗消耗能量能量实实 例例被被动动运运输输自由自由扩散扩散协助协助扩散扩散主动运主动运输输高高低低高高低低低低高高 不不需要需要需要需要需要需要 不不需要需要 不不需要需要需要需要水、气体分子和小水、气体分子和小分子脂溶性物质分子脂溶性物质葡萄糖通过红细胞葡萄糖通过红细胞膜膜葡萄糖、氨基酸等葡萄糖、氨基酸等小分子及各种离子小分子及各种离子3、进行细胞的信息交流、进行细胞的信息交流1）细胞分泌化学物质（如激素）通过膜表面）细胞分泌化学物质（如激素）通过膜表面

19、 的受体传递信息的受体传递信息2）通过相邻细胞膜的接触传递信息）通过相邻细胞膜的接触传递信息3）相邻细胞之间）相邻细胞之间 形成通道形成通道 ( (如如 高等植物通过高等植物通过 胞间连丝来传胞间连丝来传 递信息递信息) )三、三、 植物细胞的细胞壁植物细胞的细胞壁1、成分、成分纤维素、果胶纤维素、果胶2、功能、功能支持和保护支持和保护1.细胞膜的主要成分是什么？细胞膜的主要成分是什么？小小 结结细胞膜主要由磷脂和蛋白质组成细胞膜主要由磷脂和蛋白质组成2.细胞膜具有哪些功能细胞膜具有哪些功能（1 1）将细胞与外界环境分隔开来）将细胞与外界环境分隔开来（2 2）控制物质进出细胞）控制物质进出细胞

20、（3 3）进行细胞间的信息交流）进行细胞间的信息交流2.生物膜的流动镶嵌模型及其特点怎样？生物膜的流动镶嵌模型及其特点怎样？以磷脂双分子层为基本骨架，其上覆盖、或镶以磷脂双分子层为基本骨架，其上覆盖、或镶嵌、或贯穿有蛋白质分子，磷质分子和大多数嵌、或贯穿有蛋白质分子，磷质分子和大多数蛋白质分子都能运动蛋白质分子都能运动物质跨膜运输的物质跨膜运输的方式方式被动被动运输运输自由扩散：物质顺浓度梯度，通过简单的自由扩散：物质顺浓度梯度，通过简单的 扩散作用进出细胞（不需载体和能量）扩散作用进出细胞（不需载体和能量）协助扩散：在载体的协助下，物质顺浓度协助扩散：在载体的协助下，物质顺浓度 梯度扩散作用

21、进出细胞（不需能量）梯度扩散作用进出细胞（不需能量）在消耗能量和载体的协助下，物质在消耗能量和载体的协助下，物质从低浓度一侧运输到高浓度一侧从低浓度一侧运输到高浓度一侧主动运输：主动运输：课课 堂堂 练练 习习1、下列哪项生命活动与细胞膜没有直接关系、下列哪项生命活动与细胞膜没有直接关系 （ ） a、肝细胞表面的受体能够与胰岛素分子特异性、肝细胞表面的受体能够与胰岛素分子特异性 结合结合 b、胰岛组织液中的氨基酸进入胰岛细胞内、胰岛组织液中的氨基酸进入胰岛细胞内 c、在胰岛、在胰岛b细胞内将氨基酸合成胰岛素细胞内将氨基酸合成胰岛素 d、胰岛、胰岛b细胞将合成的胰岛素分子分泌到细胞细胞将合成的胰岛素分子分泌到细胞 外外c2.下列最容易通过细胞膜的物质是下列最容易通过细胞膜的物质是 （ ） a.淀粉淀粉 b.脂肪酸脂肪酸 c.葡萄糖葡萄