高三生物一轮复习课件细胞膜的结构和功能

YOURLOGO第4讲第1课时细胞膜的结构和功能

动物细胞模式图

植物细胞模式图动物细胞细胞膜细胞质细胞核植物细胞细胞壁细胞膜细胞质细胞核思考：细胞的边界是细胞壁还是细胞膜呢？思考：为什么细胞壁不是细胞的边界？1.分布：植物、真菌及大多数原核细胞

3.功能：支持、保护作用细胞壁与细胞膜结构示意图植物：纤维素和果胶

细菌：肽聚糖真菌：几丁质

细胞壁对要进出细胞的物质没有选择性即全透性，它不能保证细胞内部的稳定。2.成分细胞膜的功能考点一a.将细胞与外界环境分隔开b.控制物质进出细胞c.进行细胞间的信息交流保障细胞内部环境的相对稳定注意：植物细胞的边界也是细胞膜，不是细胞壁，因为细胞壁是全透性的。普遍性相对性功能特点：具有选择透过性病毒、病菌营养物质废物分泌物物质传递、接触传递、通道传递一、细胞膜的功能糖蛋白一、细胞膜的功能

活细胞的细胞膜可控制物质进出细胞，台盼蓝染料是细胞不需要的物质，不易通过细胞膜。因此活细胞不能被染色，死细胞的细胞膜不能控制物质进出细胞，台盼蓝能通过细胞膜进入细胞，死细胞能被染成蓝色。【拓展应用】如何用“染色排除法”鉴别死细胞和活细胞？细胞膜的结构考点一一、对细胞膜的成分和结构的探索提出问题：细胞膜的成分和结构是什么？科学探究：

②20世纪，从哺乳动物成熟的红细胞中分离出细胞膜→组成细胞膜的脂质有_____________，其中

含量最多③1925年，荷兰科学家戈特和格伦德尔从红细胞中提取脂质，在空气--水界面铺展开成单分子层，其面积恰好为红细胞表面的2倍。磷脂和胆固醇磷脂①1895年，欧文顿植物细胞通透性实验：溶于脂质的物质容易穿过细胞，反之则不容易通过。提出假说：细胞膜是由脂质组成的进一步提出问题：脂质如何组成细胞膜结构呢？提出假说：细胞膜中的磷脂分子排列为连续的两层一、对细胞膜的成分和结构的探索提出问题：细胞膜的成分和结构是什么？科学探究：

提出假说：细胞膜中的磷脂分子排列为连续的两层一、对细胞膜的成分和结构的探索亲水“头”部（磷酸头）疏水“尾”部（脂肪酸尾）△磷脂的结构磷脂是一种由甘油、脂肪酸和磷酸等组成的分子一、对细胞膜的成分和结构的探索用丙酮从人的胰岛B细胞中提取脂质，在空气和水的界面铺展成单层，测得单分子层的面积应

（“大于”、“等于”或“小于”）胰岛B细胞表面积的2倍。原因是？大于提示胰岛B细胞中除细胞膜外，还有核膜和各种细胞器膜，它们的膜中都含有磷脂分子。还有哪些细胞和红细胞一样？一、对细胞膜的成分和结构的探索提出问题：细胞膜的成分和结构是什么？科学探究：

④1935年，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，而已知如果在油脂滴表面吸附有蛋白质，则其表面张力会降低。完善假说：细胞膜中除含脂质分子外，可能还附有蛋白质那么脂质和蛋白质如何组成细胞膜呢？一、对细胞膜的成分和结构的探索提出问题：细胞膜的成分和结构是什么？科学探究：

证据1：电镜观察的亮带是3.5nm,刚好符合磷脂双分子层亲水头部之间的距离。证据2：蛋白质对电子阻挡作用大、脂双层对电子阻挡作用小⑤1959年，罗伯特森通过电镜观察到细胞膜清晰的暗-亮-暗的三层结构。提出假说：所有细胞膜都是由蛋白质-脂质-蛋白质三层构成的静态统一结构。一、对细胞膜的成分和结构的探索提出问题：细胞膜的成分和结构是什么？科学探究：

提出假说：所有细胞膜都是由蛋白质-脂质-蛋白质三层构成的静态统一结构。提出质疑：难以解释细胞的生长、变形等现象进一步观察和实验：⑥1970年，科学家对膜蛋白进行荧光染料标记后使膜融合聚乙二醇、电融合法和灭活的病毒诱导法等修正假说：1972年，桑格，尼克森提出流动镶嵌模型。此实验中，若降低温度，细胞完全融合的时间会延长，为什么？温度会影响分子运动，进而影响膜的流动性生物膜的模型建立一、对细胞膜的成分和结构的探索源于必修1P44“科学方法”：细胞膜结构模型的探索过程，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和信息提出

的一种假说，再用进一步的____________对已建立的假说进行

。解释某一生物学问题观察与实验修正和补充成分所占比例在细胞膜中的作用脂质约50%其中

是细胞膜的基本支架；______是动物细胞膜的重要成分蛋白质约40%承担细胞膜的主要功能，功能越复杂的细胞膜，蛋白质的

越多糖类2%～10%被称作

，与细胞膜上的

结合形成_____________磷脂双分子层胆固醇种类和数量糖被蛋白质或脂质糖蛋白或糖脂(外表面）二、细胞结构模型-流动镶嵌模型1.成分细胞膜的成分是一成不变的吗？不是，如癌变的细胞，细胞膜表面糖蛋白减少，

甲胎蛋白和癌胚抗原增加二、细胞结构模型-流动镶嵌模型二、细胞结构模型-流动镶嵌模型生物膜蛋白质（质量分数/%）脂类（质量分数/%）糖类（质量分数/%）人红细胞膜49438大鼠肝细胞核膜59352.9内质网膜6733含量很少线粒体外膜5248含量很少线粒体内膜7624含量很少

不同生物膜的组成成分不完全一样说明什么？单位面积的线粒体内膜含有的蛋白质高于外膜，说明什么？线粒体内膜功能较外膜复杂，功能越复杂的生物膜，其蛋白质的种类和数量越多2.结构模型（流动镶嵌模型）a.磷脂双分子层→构成生物膜的基本支架特点：可以侧向自由移动功能：屏障作用——水溶性分子或离子不能自由通过二、细胞结构模型-流动镶嵌模型2.结构模型（流动镶嵌模型）b.蛋白质→镶、部分或全部嵌入、贯穿特点：大多数蛋白质分子是可以运动的功能：在物质运输等方面有重要作用运输：载体/通道催化：酶信息交流：受体、信号分子结构蛋白……功能越复杂的细胞膜，其蛋白质的种类和数量越多。二、细胞结构模型-流动镶嵌模型①受体蛋白与激素、淋巴因子、神经递质等信号分子特异性结合归纳提升——5种常考的“膜蛋白”②通道蛋白协助扩散水通道蛋白、离子通道蛋白等③载体蛋白物质跨膜运输方式中:协助扩散和主动运输④酶蛋白催化作用：呼吸酶、ATP水解酶等⑤识别蛋白精卵结合、免疫细胞对抗原的特异性识别等2.结构模型（流动镶嵌模型）c.糖被→位于细胞膜的外表面功能：保护、润滑、识别、信息传递等与脂质结合→糖脂与蛋白质结合→糖蛋白糖蛋白质和糖脂是在_______和_________中合成的(糖链被加上去)。内质网高尔基体二、细胞结构模型-流动镶嵌模型①细胞膜主要是由磷脂分子和蛋白质分子构成的。②磷脂双分子层是膜的基本支架，其内部是疏水端，水溶性分子或离子不能自由通过，具有屏障作用。③蛋白质分子以不同方式镶嵌在磷脂双分子层中：有的镶在磷脂双分子层表面，有的部分或全部嵌入磷脂双分子层中，有的贯穿于整个磷脂双分子层中。这些蛋白质分子在物质运输等方面具有重要作用。④细胞膜的外表面还有糖类分子，与蛋白质结合→糖蛋白与脂质结合→糖脂这类糖类分子称为糖被（分布在细胞膜外表面）与细胞表面的识别、细胞间的信息传递等功能密切相关。二、细胞结构模型-流动镶嵌模型必修一p44，p45动物细胞膜还有胆固醇，如何分布呢？胆固醇：调节膜的流动性，增加了膜的稳定性。二、细胞结构模型-流动镶嵌模型3.结构特点结构特点：生物膜具有一定的______流动性构成细胞膜的磷脂分子可以侧向自由移动、大多数蛋白质可以运动对于细胞完成物质运输、生长、分裂、运动等功能具有重要意义原

因生理

意义细胞融合变形虫的变形运动分泌蛋白的传递分泌二、细胞结构模型-流动镶嵌模型二、细胞结构模型-流动镶嵌模型下列能体现膜具有流动性的实例有(多选）A.质壁分离与复原B.变形虫利用伪足捕食C.兴奋在突触的传递D.动物细胞失水皱缩E.受精卵的形成F.载体对相应物质的运转G.分泌蛋白的分泌H.白细胞吞噬病菌细胞膜的结构特点：具有流动性。3.结构特点结构特点：生物膜具有一定的______流动性构成细胞膜的磷脂分子可以侧向自由移动、大多数蛋白质可以运动对于细胞完成物质运输、生长、分裂、运动等功能具有重要意义原

因生理

意义影响因素主要受温度影响，在适当的温度范围内，随外界温度升高，膜的流动性增强，但温度超出一定范围，会导致膜的结构被破坏。三、细胞结构模型-流动镶嵌模型4.功能特点三、流动镶嵌模型代谢废物(CO2、尿素)抗体、激素等分泌物核酸等重要成分病毒、细菌有害物质不需要物质营养物质具有选择透过性1、表现：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（具有相对性）2、原因：转运蛋白种类、数量或转运蛋白空间结构的变化3、影响因素：内因：膜上蛋白质的种类和数量外因：温度、pH、O2、浓度等△拓展（p46拓展应用）脂质体是一种人工膜，是根据磷脂分子可在水中形成稳定磷脂双分子层的原理制成的，是很多药物的理想载体，其结构示意图如图所示。其中的胆固醇有比磷脂更长的尾部，可使膜的通透性降低，对于维持脂质体结构的稳定性有重要作用。△拓展（p46拓展应用）(1)能在水中结晶的药物和脂溶性药物分别被包裹在何处？两类药物的包裹位置不相同的原因是什么？水溶性药物——包裹在磷脂双分子层内部（甲）(2)若脂质体运送的药物是抗癌药物，则抗体的作用是什么？

脂质体膜上的抗体能够特异性识别癌细胞，从而将药物定向运送到癌细胞。脂溶性药物——包裹在两层磷脂分子之间（乙）（原理：抗原抗体特异性结合）△拓展（p46拓展应用）(3)脂质体到达靶细胞后，药物将如何进入细胞内发挥作用？该过程利用了膜的什么特点？提示脂质体与细胞膜结构相似，到达靶细胞后可能会与细胞膜发生融合，也可能以胞吞方式将携带的药物运入细胞。利用了膜的流动性。△拓展常考的膜蛋白细胞膜上蛋白质种类很多，如具有①运输作用的转运蛋白；②识别作用的糖蛋白；③接受信号的受体蛋白（糖蛋白）；④具有催化作用的酶：【细胞膜上可存在ATP水解酶（催化ATP水解，用于主动运输等）；又如好养细菌其细胞膜上可附着与有氧呼吸相关的酶】△拓展细胞膜成分的鉴定方法细胞膜成分鉴定试剂(方法)结果磷脂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蛋白质双缩脲试剂紫色蛋白酶处理细胞膜被破坏细胞膜成分鉴定试剂(方法)结果磷脂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蛋白质双缩脲试剂紫色蛋白酶处理细胞膜被破坏实验设计：哺乳动物红细胞在低渗溶液中能迅速吸水涨破，有人推测这可能与水通道蛋白有关。请设计实验，验证这个推测是正确的。实验思路：_____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。预期实验结果：______________________________________。将同种哺乳动物成熟红细胞等分成甲、乙两组，破坏甲组红细胞膜中的蛋白质，乙组红细胞不做处理，然后将两组细胞同时置于蒸馏水中，测定两组细胞吸水破裂所需的时间乙组吸水破裂所需时间短，说明推测正确细胞膜的成分、结构和功能细胞膜的成分脂质蛋白质糖类（少量）磷脂（主要）胆固醇（动物细胞膜）细胞膜的研究简史膜成分的探索①1895年，欧文顿关于细胞膜通透性的实验。②利用哺乳动物成熟的红细胞分离提纯，进行化学分析。③1925年，红细胞