第四讲 细胞膜的结构和功能（考点1） 高考生物一轮 复习课件

细胞基本结构细胞膜（质膜）细胞质细胞核细胞质基质细胞骨架细胞器细胞壁（植物、原核生物(除支原体外)、真菌）---系统的边界---系统的控制中心---细胞的主要代谢场所植物细胞最外层是细胞壁，为什么“系统的边界”却是细胞膜呢？

因为这里指的“系统”是生命系统。细胞壁并不具有生命活性，无选择透过性。而细胞膜具有选择透过性。第4讲细胞膜和细胞核考点1细胞膜的结构和功能进入可能进入细胞膜的功能控制物质进出细胞营养物质_______分泌物排出胞内组成不能排出普遍性病原体相对性被动运输主动运输_______方式参与胞间信息交流一、细胞膜的功能代谢废物胞吞胞吐将细胞与外界环境分隔开激素、神经递质、细胞因子胞间连丝

同种生物精卵结合进行细胞间的信息交流一定需要受体吗？受体一定位于细胞膜上吗？内分泌细胞分泌激素进入体液体液运输靶细胞受体靶细胞分泌的化学物质一定需要血液运输才能到达靶细胞吗？吞噬细胞与T淋巴细胞之间的识别动物细胞之间的通道——间隙连接连接子用台盼蓝染液鉴别动物细胞是否死亡死细胞活细胞红墨水处理清水冲洗细胞膜具有控制物质进出细胞的功能正常的玉米种子煮熟的玉米种子红墨水处理清水冲洗煮熟的玉米胚细胞呈红色正常的玉米胚细胞不呈红色1.如何验证细胞膜具有控制物质进出的功能?a.台盼蓝染色法b.质壁分离与复原c.高温、强酸或强碱处理，观察处理前后溶液颜色是否发生变化生态系统胞内胞间2.生命系统信息传递的三类主体信号分子激素、神经递质等直接接触精、卵细胞识别等胞间连丝存在于植物细胞间遗传信息第二信使第三信使DNA、RNAcAMP、cGMPIP3、DAG、Ca2+核内外信号转导的物质化学信息物理信息行为信息有机酸、生物碱、性外激素等动物特定的行为动作光、声、电、磁、温度、湿度等功能特性具有___________水分子、被选择的离子和小分子可以通过，大分子、不被选择的离子和小分子不能通过遗传性选择性决定决定载体种类、数量选择透过性3.细胞膜的功能特性

除了以上提到的三种功能外，细胞膜还有细胞识别、保护细胞、参与细胞的运动、分泌等功能。光学显微镜下看得清细胞膜的结构吗？【思考】细胞膜的功能是由什么决定的？结构→功能细胞膜非脂溶性物质脂溶性物质膜是由脂质组成的相似相溶原理①1895年欧文顿：多种物质对膜的通透性实验，溶于脂质的物质容易通过细胞膜，不溶于脂质的物质，不容易通过细胞膜。【思考】欧文顿对细胞膜的组成成分作出怎样的推测？二、对细胞膜成分与结构的探索欧文顿戈特和格兰德尔丹尼利和戴维森罗伯特森费雷和埃迪登辛格和尼科尔森1细胞膜成分的探索②科学家利用了动物的卵细胞、红细胞、神经细胞等材料，并利用哺乳动物成熟红细胞作为实验材料，制备出纯净的细胞膜，并对细胞膜的成分进行分析，得出组成细胞膜的脂质有磷脂和胆固醇，其中磷脂含量最多。【思考】为什么选择哺乳动物成熟红细胞来制备细胞膜？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。磷脂分子的结构（P42）【磷脂】是一种由甘油、脂肪酸和磷酸所组成的分子。磷酸“头部”是亲水的，脂肪酸“尾部”是疏水的。亲水疏水【思考】单层磷脂分子在空气——水界面上会怎样排布？水空气【思考】磷脂单分子层、磷脂双分子层在水中会怎样排布？③1925年，两位荷兰科学家戈特和格伦德尔用丙酮从人的红细胞中提取脂质，在空气—水界面上铺成单分子层，测得单层分子的面积恰为红细胞表面积的2倍。【问题1】该实验得出了怎样的推论？水水【问题2】细胞膜上的磷脂分子是怎样排列的？水水1层细胞膜含2层磷脂分子教材深挖：将人的肝细胞中的磷脂全部提取出来，铺成单分子层，其面积是肝细胞表面积的2倍吗？为什么？大大超过2倍，肝细胞具有多种具膜的细胞器和细胞核推论：细胞膜中的磷脂分子必然排列为连续的两层。【思考】A.用其他真核细胞（除哺乳动物成熟红细胞）做上述实验，若磷脂单分子层的面积为2S，则细胞表面积为_______S(”大于“、”小于“、”等于“)B.用细菌细胞做上述实验，若细胞表面积为S，则磷脂单分子层的表面积_______2S(”大于“、”小于“、”等于“)等于大于C.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？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。④1935年，英国学者丹尼利和戴维森发现细胞表面张力明显低于油水界面的表面张力；当时人们已经知道了，如果在油水界面中加入一定量的蛋白质，其表面张力降低。【思考】以上资料说明细胞膜中还可能含有什么物质？推测：细胞膜除含有脂质分子外，可能还附有蛋白质。小结：细胞膜的成分细胞膜C、H、O_____（约50%）脂质_____（主要

）胆固醇(动物细胞膜特有)磷脂（+P、N）_______（约40%）：与细胞膜功能密切相关蛋白质+N糖类（2%～10%）调节膜的流动性，保持膜的稳定性

细胞膜的组分并不是不可变的，正常细胞癌变后，细胞膜产生

等物质，以此可以作为细胞是否癌变的指标。细胞膜上的

等物质减少，使得癌细胞彼此之间的黏着性显著降低，容易在体内

。甲胎蛋白和癌胚抗原糖蛋白

分散和转移脂肪不参与具有物种的特异性。没有物种特异性。

阅读资料：神经髓鞘的蛋白质含量不仅少，而且蛋白质种类只有3种。神经髓鞘也比较简单，主要起绝缘作用。红细胞、肝细胞、大肠杆菌的细胞膜都承担着非常复杂繁多的生理功能，它们的细胞膜中蛋白质的种类和数量均较多。细胞膜的功能主要由

决定，功能越复杂的细胞膜，

的

和

越多。【思考】由上述材料可知，细胞膜的功能主要由哪一类物质决定？蛋白质蛋白质种类数量膜功能的主要体现(执行)者。原核生物细胞膜、线粒体内膜、内质网膜等，蛋白质的比例高。2细胞膜结构的探索①1959年，罗伯特森（1）方法：在电子显微镜下观察细胞膜。（2）现象：细胞膜呈现清晰的______________的三层结构。（3）结论：所有的细胞膜都由______________________三层结构构成，是一种______的统一结构。暗—亮—暗蛋白质—脂质—蛋白质静态分析：“三明治模型”的静态结构模型不能解释哪些功能？

不能解释细胞的生长、白细胞吞噬细菌、受精时细胞融合等。两层暗一层亮(电子显微镜是用电子束照射被检样品，因蛋白质电子密度高，故显暗带，磷脂分子电子密度低则呈亮带。)②1970年，人鼠细胞融合实验（1）方法：________法(如图)。（2）现象：a．开始：一半发________，另一半发________。b．在37℃下经过40min后两种颜色的荧光________。c．结论：细胞膜具有______。③1972年，辛格和尼科尔森（1）方法：新的观察和实验证据。（2）结果：提出为大多数人所接受的____________。荧光标记绿光荧光红色荧光均匀分布流动性流动镶嵌模型【提出假说】细胞膜结构的探索过程，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信息，提出解释某一生物学问题的一种假说，再进一步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或被否定，取决于它是否能与以后不断得到的观察和实验结果相吻合！1）A为_____________，是膜的基本支架；2）B为____________，镶嵌在磷脂双分子层中：有的___在表面，有的部分或全部______，有的______磷脂双分子层；3）细胞膜具有______性：磷脂分子侧向自由移动，大多数蛋白质可以运动；（脂质和蛋白质分子是分布不均匀的）4）糖类和蛋白质结合形成C()，与脂质结合成D()，这些糖类叫作_______，在细胞膜的外表面，和细胞表面的识别、细胞间的信息传递等功能有关。磷脂双分子层蛋白质分子镶嵌入贯穿流动糖蛋白糖脂糖被嵌贯穿镶冰冻蚀刻电子显微法A

B

C

D

（3）流动镶嵌模型的主要内容具有细胞识别、细胞黏着、保护等功能。蛋白质分子上的糖链是在内质网和高尔基体中添加的。结构特性具有______________构成膜的

和

大都是可以运动的质壁分离、变形虫运动、胞吞和胞吐、白细胞的吞噬作用等温度：一定范围内，温度升高，膜流动性_____一定的流动性磷脂分子蛋白质分子加快内容原因实例影响因素3细胞膜的结构特性

在多细胞生物体内，各个细胞之间相互联系，共同维持功能的协调，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。细胞膜的结构和功能4构建膜的成分，组成和功能之间的关系功能越复杂的生物膜，蛋白质的种类和数量就越多。线粒体内膜进行有氧呼吸第三阶段。思考：线粒体内膜的蛋白质种类和数量比外膜高,从结构与功能观角度分析,原因是？5试举例理解细胞膜结构与功能的统一性受体蛋白与激素、细胞因子、神经递质等信号分子特异性结合识别蛋白如精卵细胞间的识别、免疫细胞对抗原的特异性识别等用于细胞与细胞间相互识别的糖蛋白通道蛋白通过开闭通道控制物质顺浓度梯度通过，属于协助扩散，包括水通道蛋白、离子通道蛋白等载体蛋白协助小分子物质跨膜运输，方式包括协助扩散和主动运输酶蛋白催化作用：如呼吸酶，ATP水解酶(催化ATP水解，用于主动运输等)如好养细菌其细胞膜上可附着与有氧呼吸相关的酶】6五种常考的“膜蛋白”细胞膜成分鉴定试剂(方法)结果磷脂蛋白质7细胞膜成分的鉴定方法脂溶剂处理细胞膜被溶解磷脂酶处理细胞膜被破坏脂溶性物质透过实验脂溶性物质优先通过双缩脲试剂紫色蛋白酶处理细胞膜被破坏项目设计思路细胞膜磷脂分子为双层的验证细胞膜具有流动性的验证细胞膜的选择透过性8细胞膜的相关实验设计思路提取细胞膜中的磷脂分子，铺在水面上，测得磷脂单分子层占有面积，与细胞膜面积对比分析取两种动物细胞，分别用红色、绿色荧光的染料标记细胞表面的蛋白质分子，进行融合实验，一段时间后，观察两种颜色的荧光物质在细胞膜上的分布情况取两组材料，一组保持活性，一组丧失活性，观察有色物质台盼蓝或红墨水进出情况（1）酶解法除植物细胞壁（所用酶为纤维素酶和果胶酶）后的结构为原生质体。生物类型成分作用的酶或物质植物真菌原核生物(除支原体等)主要是纤维素和果胶，与其形成有关的细胞器为高尔基体和线粒体。三、植物细胞壁1.成分

2.功能

支持和保护。动物细胞在清水中可吸水涨破，但植物细胞不会，主要是细胞壁的作用。纤维素+果胶纤维素酶、果胶酶几丁质(壳多糖)几丁质酶肽聚糖溶菌酶、青霉素等注意：A.由于细胞壁是全透性的，对物质没有选择性，故细胞壁不是系统的边界，细胞膜才是系统的边界。P一63B.形成于有丝分裂末期，细胞板向四周扩展形成新的细胞壁。P一113例题1．下列有关生物膜蛋白的叙述，正确的是(

)

A．叶绿体内膜和基粒上分布有催化ATP合成的酶

B．线粒体外膜上葡萄糖载体蛋白含量较内膜低

C．肌肉细胞细胞膜上分布有与神经递质或激素等信息分子结合的受体蛋白D．一个神经元上只分布有一种与神经递质结合的受体蛋白例题2.细胞的膜蛋白具有物质运输、信息传递、免疫识别等重要的生理功能。下列图中，可正确表示不同细胞的膜蛋白及其相应功能的是(

)DC例题3．哺乳动物成熟红细胞没有细胞核和具膜的细胞器，是研究膜结构功能的常用材料。当成熟红细胞破裂时，仍然保持原本的基本形态和大小，这种结构称为红细胞影，其部分结构如图所示。下列有关叙述错误的是

（

）A．构成红细胞膜的基本支架是磷脂双分子层，它是轻油般的流体，具有流动性B．红细胞膜上有多种蛋白质，其中B蛋白与多糖结合，与信息交流有关C．膜上G蛋白与跨膜运输有关，同时兼有催化功能D．当血浆中胆固醇浓度升高，会导致更多的胆固醇插入到红细胞膜上，使细胞膜流动性增大DA.组成细胞膜的磷脂分子在磷脂双分子层中的分布是不对称的B.若该细胞是哺乳动物的红细胞,则①侧的液体是血浆C.若该细胞是动物的神经细胞,则乙酰胆碱的分泌是消耗能量的主动运输D.若该细胞是动物细胞,在细胞膜上除了磷脂还有蛋白质、糖类和胆固醇等例题4.科学家对哺乳动物红细胞膜上不同种类的磷脂(SM、PC、PS、