细胞膜控制细胞与周围环境的联系课件-高一上学期生物浙科版必修1

第二章细胞的结构第二节:细胞膜控制细胞与周围环境的联系刘瑶瑶

116办公室实验：科学家用显微注射器将一种叫做伊红的物质注入变形虫体内，伊红很快扩散到整个细胞，却不能逸出细胞，见左图。将洋葱表皮细胞浸润在30%的蔗糖溶液中，显微镜观察结果如右图。想一想这些实验现象说明了什么？细胞膜是细胞的边界。细胞膜也称质膜611通过模拟实验探究膜的透过性半透膜具有一定大小的孔径，小分子物质可自由通过，大分子物质无法通过，具有半透性。研究透析膜对淀粉和葡萄糖的通透情况。611P28A淀粉碘-碘化钾1、A组加入碘-碘化钾后，烧杯内蒸馏水呈现什么颜色？静置12h后颜色又如何？原因？透析袋内淀粉溶液颜色有何变化？淡棕色蒸馏水恢复澄清，碘扩散进入透析袋内。由无色变蓝色2、A组实验说明了什么？碘可以进入透析袋，而淀粉无法通过透析袋出来。611B葡萄糖本尼迪特试剂3、本尼迪特试剂检测的现象是什么？

B组实验说明了什么？出现红黄色沉淀说明葡萄糖能透过透析袋进入蒸馏水结论：

和

可以通过透析膜，而

无法通过。

透析膜对分子的进出具有__________。葡萄糖碘淀粉半透性611细胞膜（质膜）细胞膜具有选择透过性细胞膜的推测

细胞膜是细胞的边界，将细胞内与外界环境分隔开，是外界物质进入细胞的屏障。所以，可以推测细胞膜对物质的进出具有

。细胞膜的选择透过性

细胞膜可以控制物质进出，选择性地吸收营养物质和排出代谢产物，保持细胞内生化反应有序进行。选择透过性细胞膜为什么会有选择透性呢？细胞膜由哪些成分组成？611P29细胞膜结构的探索过程1895年欧文顿用500多种化学物质对植物细胞进行上万次的通透性实验，发现细胞膜对不同物质的通透性不一样，溶于脂质的物质更容易通过细胞膜进入细胞。细胞膜的组成成分是什么呢？●▲溶于脂质的物质不溶于脂质的物质结论：细胞膜含有脂质。相似相溶的原理：“相似”是指溶质与溶剂在结构上相似；“相溶”是指溶质与溶剂彼此互溶。资料1问题611P34资料2细胞膜结构的探索过程1925年，戈特和格兰德尔用有机溶剂抽提了人成熟红细胞细胞膜的脂质成分后，将其铺展在水面，测出其面积约为所有红细胞表面积的2倍。结论：细胞膜由双层脂质分子构成。资料3实验：科学家将膜从哺乳动物的红细胞中分离出来，然后用蛋白酶（已知蛋白酶能专一性的催化蛋白质的分解）处理。实验现象：细胞膜被破坏。结论：细胞膜含有蛋白质。细胞膜主要是由磷脂和蛋白质组成，还包括少量糖类。动物细胞膜还含有一定量胆固醇。611细胞膜主要是由磷脂和蛋白质构成亲水性头部疏水性尾部极性非极性①元素组成：C、H、O、P（N）②结构特点：含磷酸分子的头部具有亲水性(极性)脂肪酸链的尾部具有疏水性(非极性)空气—水界面思考：将磷脂分子在空气—水界面上铺展成单分子层，磷脂分子的头尾将如何排布？1、磷脂611P30细胞膜主要是由磷脂和蛋白质构成【思考】磷脂分子在水中搅动后如何排布？水水亲水的头疏水的尾球形脂质体在水中，不同磷脂分子疏水尾部相对排列，内部形成疏水环境，而亲水头部则朝向外侧，与水接触。磷脂分子在水中形成的双层结构，称为磷脂双分子层，构成细胞膜的基本骨架。脂双层——细胞膜的基本骨架

由脂双层组成的膜称为单位膜，脂双层中的任何一层都不能称为膜。611细胞膜主要是由磷脂和蛋白质构成2、膜蛋白细胞膜上的蛋白质统称为膜蛋白。特点：有水溶性部分和脂溶性部分细胞膜的功能主要通过膜蛋白来实现。通常细胞的功能越多，其膜蛋白的种类和数量就越多。转运蛋白酶黏连蛋白糖蛋白受体……小资料——细胞外被

细胞外被又称糖萼，存在于细胞膜外表面，由多糖与细胞膜中的蛋白质或脂质结合而成，是细胞膜的正常成分。细胞外被不仅对细胞膜起保护作用，而且在细胞识别过程中起重要作用，其中细胞识别作用与糖蛋白相关。糖蛋白和糖脂611P31细胞膜主要是由磷脂和蛋白质构成2、膜蛋白信息交流和细胞识别：接收外界信息或刺激，激活细胞内相应生理生化反应，在细胞与外界的信息交流和细胞识别中发挥重要作用，如受体、糖蛋白。转运作用：选择性地吸收或排出特定物质，控制其进出细胞----转运蛋白。

例如，细胞吸收离子、葡萄糖、氨基酸等营养物质需要特定转运蛋白。催化作用----酶，例如小肠上皮细胞的某些膜蛋白可促进营养物质的消化分解。连接作用：同一组织的相邻细胞间通过某些膜蛋白紧密连接在一起----黏连蛋白。功能：611①分布：动物细胞膜，占细胞膜所有脂质的10%-30%；主要位于磷脂双分子层的疏水环境③结构特点：3、胆固醇细胞膜主要是由磷脂和蛋白质构成胆固醇具有一个很小的亲水基团与磷脂头部连接，对细胞膜中的磷脂分子具有双重调节作用。②功能：保持细胞膜的稳定性611P323、胆固醇细胞膜主要是由磷脂和蛋白质构成胆固醇（1）通过和脂肪酸链相互作用，限制其运动，增加

其有序性。（2）将磷脂分子隔开增强其运动性，保证细胞膜

在通常情况下处于流动状态。对磷脂分子的双重调节作用：这种双重的调节作用取决于环境和胆固醇的数量。例：环境温度较低时，胆固醇更有助于保持细胞膜的柔韧性；细胞膜外侧磷脂分子中胆固醇的含量往往高于内侧．因此内侧的磷脂活动性较弱。611资料4生物膜结构的探索过程丹尼利和戴维森提出了“蛋白质-脂质-蛋白质”的“三明治”模型，认为细胞膜是由双层脂质分子及其内外表面附着的蛋白质共同构成。

1959年，罗伯逊根据电镜超薄切片中细胞膜展现的暗-亮-暗三条带，推测两边暗条带是蛋白质，中间亮的部分是脂双层分子。罗伯逊在“三明治”模型的基础上提出了单位膜模型，推断所有的生物膜都由蛋白质-脂质一蛋白质构成。蛋白质亲水区疏水区亲水区生物膜的三明治模型两层暗带(蛋白质)611一层亮带(脂双层)

除细胞膜外，细胞内还存在其他的膜结构，它们构成了细胞核等多种结构的边界。细胞内所有的膜称为生物膜。虽然细胞内不同部位的膜功能有所不同，但它们都具有相似的物质组成和空间结构。线粒体细胞核叶绿体高尔基体生物膜611三明治模型和单位膜模型不足之处：把脂质看成静态的刚性结构。人-鼠细胞融合实验均匀分布说明：细胞膜的蛋白质呈

状态。流动生物膜的流动性资料5611P32冰冻蚀刻实验：标本用干冰冰冻后用冷刀断开，升温后暴露断裂面。贯穿外侧内侧蛋白质在膜中的分布是不对称的，蛋白质镶嵌、嵌入、贯穿在磷脂双分子层中。上下两层磷脂分子层完全相同吗？不完全相同，不对称生物膜中蛋白质的排布资料5镶嵌嵌入611生物膜的流动镶嵌模型奠定了生物膜结构和功能的基础。该理论主要包括：生物膜的流动镶嵌模型——辛格和尼克尔森1、_______________构成生物膜的基本骨架。2、蛋白质分子在磷脂双分子层的相对位置：________________________________——膜内外结构的____________。3、生物膜具有_______________

(磷脂和蛋白质)。磷脂双分子层镶在表面；全部或部分嵌入；贯穿；不对称性一定的流动性识别作用，分布在细胞的外侧糖蛋白细胞膜的流动镶嵌模型611P33细胞膜的流动镶嵌模型磷脂双分子层中间的疏水层通常情况下呈液态，磷脂分子在膜中的位置并不固定，使得磷脂分子及附着于其上的蛋白质分子发生运动。因此，生物膜具有一定的流动性。生物膜具有流动性流动性是生物膜重要的结构特点，与生物膜进行能量转换、物质转运、信息传递和分裂等功能密切相关。611四、细胞壁是植物、真菌和大多数原核细胞的外层结构☆1、位置：细胞最外层结构，细胞膜外面☆2、分布

及成分：植物细胞壁：纤维素(主要)和果胶真菌细胞壁：几丁质(壳多糖)细菌细胞壁：肽聚糖☆4、功能：①保护细胞，维持细胞形态，加强细胞的机械强度；②参与细胞间的相互粘连，是激素等化学信号传递的介质和通路。全透性☆3、特点：细胞壁细胞膜叶绿体细胞核液泡细胞质细胞壁细胞膜细胞质DNA核糖体蓝细菌(蓝藻)模式图植物细胞模式图611P33细胞膜结构特点功能特点主要成分结构探究历程决定一定的流动性选择透过性磷脂蛋白质流动镶嵌模型611基本骨架：磷脂双分子层蛋白质分布：不对称性一定的流动性（磷脂、蛋白质）植物：纤维素(主要)、果胶；真菌和大多数原核生物也有细胞壁，成分不同保护细胞，维持细胞正常形态；参与细胞间的相互粘连激素等化学信号传递的介质和通路磷脂分子膜蛋白胆固醇动物细胞膜多糖主要流动镶嵌模型结构模型功能功能特性：选择透过性组成成分组成成分结构特点：功能全透性水溶性和脂溶性部分双重调节作用糖脂，糖蛋白（识别）能量转换、物质转运、信息传递和分裂细胞膜的功能主要通过膜蛋白实现种类、数目边界结构特点生物膜(1)磷脂分子由亲水“尾”部和疏水“头”部构成，是两性分子(

)(2)单位膜模型认为所有的生物膜都由脂质—蛋白质—脂质构成(

)(3)细胞膜的功能主要通过膜蛋白来实现(

)(4)糖类存在于细胞膜的外表面，对细胞膜只起保护作用(

)(5)流动镶嵌模型认为生物膜具有流动性和内外结构的对称性(

)(6)植物细胞壁其组成与细菌、真菌的细胞壁成分相同(

)××√×××典题应用1.生物膜具有流动性是指()A.整个细胞膜具有流动性B.细胞膜上的磷脂是静止的，蛋白质具有流动性C.细胞膜中磷脂和大多数蛋白质都具有流动性D.细胞膜上的蛋白质是静止的，磷脂具有流动性C2.下列关于植物细胞细胞壁的叙述中，错误的是(