63细胞膜和生物膜的流动镶嵌模型.ppt

细胞膜细胞膜——系统的边界系统的边界第二部分第二部分 细胞的基本结构与物质运输细胞的基本结构与物质运输生物膜的流动镶嵌模型生物膜的流动镶嵌模型一、显微结构和亚显微结构：一、显微结构和亚显微结构：1、显微结构：、显微结构： 指在指在光学显微镜光学显微镜下观察到的细小结构下观察到的细小结构 2、亚显微结构：、亚显微结构： 指在指在电子显微镜电子显微镜下观察到的微小结构，观察到下观察到的微小结构，观察到的结构直径在的结构直径在0.2mm以下 二、细胞的亚显微结构示意图：二、细胞的亚显微结构示意图：（（2）要知道各种）要知道各种结构的功能结构的功能 （（1）要知道各种）要知道各种结构的名称结构的名称1、要求：、要求： 2、动、植物细胞的亚显微结构的区别：、动、植物细胞的亚显微结构的区别： 细胞壁细胞壁的有无、的有无、叶绿体叶绿体的有无、的有无、液泡液泡的有无、的有无、中心体中心体的有无 细胞有前三者，细胞有前三者， 细胞细胞和和 细胞有后者细胞有后者。

根尖分生区细胞根尖分生区细胞等无叶绿体和液泡，原因是等无叶绿体和液泡，原因是分生区细胞是末经生长和分化的细胞也不是所分生区细胞是末经生长和分化的细胞也不是所有植物细胞都无中心体，也不是所有成熟植物细有植物细胞都无中心体，也不是所有成熟植物细胞都有叶绿体等胞都有叶绿体等特殊特殊情况 注意：注意：成熟植物成熟植物低等植物低等植物动物动物三、细胞壁：三、细胞壁：2、化学成份：、化学成份： 主要成分是主要成分是 和和 ，要除去它可，要除去它可用用 酶处理呈网状，对于物质酶处理呈网状，对于物质的通透属于的通透属于 性的与其形成有关的细胞器性的与其形成有关的细胞器为为 和和 ---------- 纤维素纤维素果胶果胶纤维素酶和果胶纤维素酶和果胶全透全透3、主要功能：、主要功能： 对植物细胞具有对植物细胞具有 和和 的作用 支持支持保护保护1．位置：植物细胞．位置：植物细胞________的外面。

的外面细胞膜细胞膜高尔基体高尔基体线粒体线粒体        提示：提示：因为我们这里的因为我们这里的““系统系统””是生命系统在组是生命系统在组成细胞的结构中，成细胞的结构中，具有生命活性具有生命活性的结构是细胞膜、细胞的结构是细胞膜、细胞质和细胞核，而细胞壁并不具有生命活性质和细胞核，而细胞壁并不具有生命活性思考：思考：四、细胞膜四、细胞膜——系统的边界：系统的边界： 植物细胞最外层是细胞壁，为什么植物细胞最外层是细胞壁，为什么“系统的边系统的边界界”却是细胞膜呢？却是细胞膜呢？（一）位置：（一）位置： 细胞壁内表面，原生质体外表面细胞壁内表面，原生质体外表面说明：说明： 植物细胞的细胞膜紧贴在细胞壁内表面要观察植物植物细胞的细胞膜紧贴在细胞壁内表面要观察植物细胞的细胞膜，就要使植物细胞处于细胞的细胞膜，就要使植物细胞处于 状态，状态，这时原生质层的最外层就是细胞膜这时原生质层的最外层就是细胞膜 质壁分离质壁分离说明：说明：(1)(1)主要成分是主要成分是 ，另外还有少量的，另外还有少量的 。

2)(2)细胞膜成分中含量最多的是脂质，该成分含量最丰富的是细胞膜成分中含量最多的是脂质，该成分含量最丰富的是 蛋白质与脂质蛋白质与脂质糖类糖类磷脂磷脂（二）细胞膜的成分及制备：（二）细胞膜的成分及制备：1．细胞膜的成分：．细胞膜的成分：化合物化合物含量含量作用作用脂质脂质磷脂磷脂≈50% ≈50% 构成细胞膜的基本骨架构成细胞膜的基本骨架胆固醇胆固醇与膜的流动性有关与膜的流动性有关蛋白质蛋白质≈40% ≈40% 膜功能的主要承担者，膜功能的主要承担者，功能越复功能越复杂的的细胞膜，蛋白胞膜，蛋白质的种的种类和数量越多和数量越多如载体、受体如载体、受体糖类糖类少量少量糖蛋白与细胞识别有关，具有保护、糖蛋白与细胞识别有关，具有保护、润滑作用润滑作用胆碱胆碱磷酸磷酸甘油甘油脂肪酸脂肪酸C、H、OC、H、OO、PC、H、NC、H、O、N、P吸水涨破吸水涨破2．细胞膜的制备：．细胞膜的制备：(1)选材：选材：------------------------------------- 2)选材原因选材原因:①①无无 和众多和众多 ，易制得纯净，易制得纯净的细胞膜。

的细胞膜②②无无 ，细胞易吸水涨破细胞易吸水涨破 (3)实验原理：细胞实验原理：细胞 获得细胞膜获得细胞膜思考：哺乳动物红细胞核退化的意义？思考：哺乳动物红细胞核退化的意义？为能携带氧气的血红蛋白腾出空间为能携带氧气的血红蛋白腾出空间细胞核细胞核细胞器细胞器细胞壁细胞壁③③红细胞单个存在，便于制成悬浮液，且材料易红细胞单个存在，便于制成悬浮液，且材料易得 哺乳动物成熟的红细胞哺乳动物成熟的红细胞（（4）实验步骤：）实验步骤：（引流法）（引流法）（（1）将细胞与外界环境）将细胞与外界环境 ，保障细胞内部环境的相，保障细胞内部环境的相对稳定2）控制物质）控制物质---------------①①进入细胞的情况：需要的营养物质进入，细胞不需要的进入细胞的情况：需要的营养物质进入，细胞不需要的或对细胞有害的物质（病毒、病菌）不能进入或对细胞有害的物质（病毒、病菌）不能进入②②排出细胞的物质：细胞代谢废物（尿素等）的排出；抗排出细胞的物质：细胞代谢废物（尿素等）的排出；抗体、激素等分泌物的排出，细胞的重要组成成分（核酸）体、激素等分泌物的排出，细胞的重要组成成分（核酸）不能排出。

不能排出 分隔开分隔开进出细胞进出细胞（三）功能：（三）功能：1、功能：、功能： ①通过通过 传递信息，如传递信息，如激素调节、激素调节、突触突触中兴奋传递中兴奋传递 ②通过通过 直接接触传递信息，如受精作直接接触传递信息，如受精作用用、效应、效应T细胞裂解靶细胞细胞裂解靶细胞 ③通过通过 传递信息，如植物细胞胞间连传递信息，如植物细胞胞间连丝化学物质化学物质细胞膜细胞膜细胞通道细胞通道细胞间信息交流细胞间信息交流（（3）进行）进行 2．细胞膜功能之间的关系：．细胞膜功能之间的关系：1 1、、不不同同细细胞胞的的细细胞胞膜膜中中所所含含蛋蛋白白质质与与脂脂质质的的比比例例和和含含量量不不同同，，这这与与细细胞胞的的功功能能有有关关，，如如功功能能复复杂的膜中，蛋白质数量和种类越多杂的膜中，蛋白质数量和种类越多2 2、、细细胞胞膜膜的的组组分分也也会会发发生生变变化化，，如如癌癌细细胞胞膜膜上上糖糖蛋蛋白白含含量量下下降降，，产产生生甲甲胎胎蛋蛋白白和和癌癌胚胚抗抗原原等等物物质。

质3 3、、糖糖类类主主要要与与蛋蛋白白质质和和脂脂质质结结合合形形成成糖糖蛋蛋白白和和糖脂糖脂，都与，都与细胞识别细胞识别作用有关作用有关说明：说明：(1)红细胞中没有细胞核和众多的细胞器，可用作提取细红细胞中没有细胞核和众多的细胞器，可用作提取细胞膜的材料胞膜的材料 ( )(2)细胞膜由脂质和蛋白质组成细胞膜由脂质和蛋白质组成 ( )(3)功能越复杂的细胞膜，蛋白质种类和数量越多功能越复杂的细胞膜，蛋白质种类和数量越多 )(4)脂质中的磷脂和胆固醇都是组成膜的成分脂质中的磷脂和胆固醇都是组成膜的成分 ( )判断正误：判断正误：××√√1．．作作为系系统的的边界界，，细胞胞膜膜在在细胞胞的的生生命命活活动中中有有多多种种功功能能下下图的的模模型型主主要要表表明明了了细胞胞膜膜的的何种功能何种功能(　　　　)A．将．将细胞与外界胞与外界环境分开境分开B．控制物．控制物质进出出细胞胞C．．进行行细胞胞间信息交流信息交流D．促．促进物物质的运的运输随学随练：随学随练：C2、下列生理现象中，没有涉及细胞间信息交流、下列生理现象中，没有涉及细胞间信息交流的是的是(　　　　)A．记忆细胞识别特定抗原．记忆细胞识别特定抗原B．细胞膜表面的受体结合胰岛素．细胞膜表面的受体结合胰岛素C．兴奋在神经纤维上的传导．兴奋在神经纤维上的传导D．同种生物的精子与卵细胞结合．同种生物的精子与卵细胞结合C　　例例3：：生物膜上的多糖通常与蛋白质结合成糖蛋白。

在生物膜上的多糖通常与蛋白质结合成糖蛋白在细胞生命活动过程中，糖蛋白在细胞的识别，以及细胞内细胞生命活动过程中，糖蛋白在细胞的识别，以及细胞内外的信号传导中有重要作用下列结构中，糖蛋白含量最外的信号传导中有重要作用下列结构中，糖蛋白含量最高的可能是高的可能是(　　　　)A.A.类囊体膜　　　　类囊体膜　　　　B.B.线粒体外膜线粒体外膜C.C.细胞膜　　　　　细胞膜　　　　　D.D.滑面内质网膜滑面内质网膜C例例4：：下列不属于下列不属于细胞间细胞间信息交流实例的是（信息交流实例的是（ ））A.A.垂体分泌的促甲状腺激素通过血液运输到甲状腺，与甲状腺细垂体分泌的促甲状腺激素通过血液运输到甲状腺，与甲状腺细胞膜表面的受体结合胞膜表面的受体结合B.B.吞噬细胞对抗原处理后，以直接接触方式将抗原呈递给吞噬细胞对抗原处理后，以直接接触方式将抗原呈递给T T细胞细胞C.C.高等植物细胞之间通过胞间连丝进行物质运输和信息交流高等植物细胞之间通过胞间连丝进行物质运输和信息交流D.D.细胞内通过蛋白质纤维组成的网架结构进行物质运输、能量转细胞内通过蛋白质纤维组成的网架结构进行物质运输、能量转换和信息传递换和信息传递D例例5：下列哪一：下列哪一项不属于不属于细胞膜的功能胞膜的功能(　　　　)A．控制物．控制物质进出出细胞胞B．将．将产生的抗体分泌到生的抗体分泌到细胞外胞外C．．维持持细胞内部胞内部环境的境的稳定定D．使．使细胞内的各种生物化学反胞内的各种生物化学反应加快加快D1、对生物膜结构的探索历程：、对生物膜结构的探索历程：五、生物膜的流动镶嵌模型：五、生物膜的流动镶嵌模型：时间时间实例（实验）实例（实验）结论（假说）结论（假说）1919世纪末世纪末 脂溶性物质更易通过细胞脂溶性物质更易通过细胞膜膜 欧文顿认为欧文顿认为2020世纪初世纪初 将膜分离提纯，并进行化将膜分离提纯，并进行化学分析学分析 膜的主要成分是膜的主要成分是19251925年年 红细胞膜中脂质铺展成单红细胞膜中脂质铺展成单分子层后是红细胞表面积分子层后是红细胞表面积的的2 2倍倍 细胞膜中的脂质分子细胞膜中的脂质分子19591959年年电镜下细胞膜呈清晰的暗电镜下细胞膜呈清晰的暗——亮亮——暗三层结构暗三层结构 罗伯特森认为生物膜由罗伯特森认为生物膜由 三层三层结构构成结构构成 19701970年年 人鼠细胞杂交实验人鼠细胞杂交实验 细胞膜具有细胞膜具有 . .19721972年年 桑格和尼克森提出了生物膜桑格和尼克森提出了生物膜的的 . .膜是由脂质膜是由脂质组成的组成的脂质和脂质和蛋白质蛋白质排列排列为连续的两层为连续的两层蛋蛋白质白质——脂质脂质——蛋白质蛋白质流动性流动性流动镶嵌模型流动镶嵌模型细胞融合37℃40min19701970年科学家做了如下实验：年科学家做了如下实验：膜具有膜具有一定的流动性一定的流动性实验证明：实验证明： 人人细细胞胞小小鼠鼠细细胞胞杂交细胞杂交细胞 ①① 构成膜的构成膜的基本支架基本支架。

②②蛋白质蛋白质分子有的分子有的 磷脂双分子层表面磷脂双分子层表面，， 有的部分或全部有的部分或全部 磷脂双分子层中，有磷脂双分子层中，有的的 于整个磷脂双分子层于整个磷脂双分子层 ③③细胞膜表面的糖类可以和蛋白质结合形成细胞膜表面的糖类可以和蛋白质结合形成 ，也可以和脂质结合形成，也可以和脂质结合形成 ④④糖蛋白的功能为糖蛋白的功能为 ，还有保护和润，还有保护和润 滑作用滑作用；（；（解题时用于解题时用于判断膜的内外判断膜的内外））磷脂双分子层磷脂双分子层镶在镶在贯穿贯穿糖蛋白糖蛋白糖脂糖脂识别作用识别作用嵌入嵌入2 2、、(1)(1)流动镶嵌模型的基本内容流动镶嵌模型的基本内容: :1972年桑格和尼克森提出流动镶嵌模型年桑格和尼克森提出流动镶嵌模型磷脂双分子层磷脂双分子层蛋白质分子蛋白质分子糖蛋白糖蛋白磷脂分子磷脂分子(2)结构模型结构模型:糖类糖类糖蛋白（细胞膜外）糖蛋白（细胞膜外）蛋白质分子蛋白质分子磷脂双分子层磷脂双分子层②②原因原因(结构基础结构基础)：：组成膜的成膜的-------------                    和和              大都是运大都是运动的。

的流动性流动性磷脂分子磷脂分子蛋白质蛋白质（（3）细胞膜的结构特点：）细胞膜的结构特点：①①特点：具有一定的特点：具有一定的 ③③实验验证实验验证——人鼠细胞融合实验人鼠细胞融合实验:主要受主要受 影响，适当温度范围内，随外界影响，适当温度范围内，随外界温度升高，膜的流动性增强，但温度高出一定范温度升高，膜的流动性增强，但温度高出一定范围，则导致膜的破坏围，则导致膜的破坏温度温度 质壁分离与复原、变形虫运动、胞吞和胞吐、质壁分离与复原、变形虫运动、胞吞和胞吐、白细胞吞噬细胞等白细胞吞噬细胞等④④实例：实例：⑤⑤影响因素：影响因素：（（4）细胞膜的功能特性：）细胞膜的功能特性：具有具有 选择透过性选择透过性水分子可以自由通过，一些离子和小分子可以通水分子可以自由通过，一些离子和小分子可以通过，而其他离子、小分子和大分子不能通过过，而其他离子、小分子和大分子不能通过①①区别：区别：流动性是细胞膜流动性是细胞膜结构结构的特性，选择透过性是的特性，选择透过性是功功能能的特性的特性.②②联系：联系：细胞膜的流动性是选择透过性的结构基础。

只细胞膜的流动性是选择透过性的结构基础只有细胞膜具有流动性，细胞才能完成其各项生理功有细胞膜具有流动性，细胞才能完成其各项生理功能，才能表现选择透过性能，才能表现选择透过性5）细胞膜的流动性与选择透过性的关系：）细胞膜的流动性与选择透过性的关系：3、、细胞膜的胞膜的组成、成、结构和功能关系：构和功能关系：4、实验、实验—细胞膜成分的鉴定及功能验证细胞膜成分的鉴定及功能验证①①用用溶溶解解脂脂质的的溶溶剂处理理细胞胞膜膜，，细胞胞膜膜被被溶溶解；解；②②脂溶性物脂溶性物质能能够优先通先通过细胞膜；胞膜；③③用磷脂用磷脂酶酶处理理细胞膜，胞膜，细胞膜被破坏等胞膜被破坏等1)细胞膜中磷脂成分的鉴定：细胞膜中磷脂成分的鉴定：(2)细胞膜中蛋白质成分的鉴定：细胞膜中蛋白质成分的鉴定：①①制备细胞膜样液，用双缩脲试剂鉴定；制备细胞膜样液，用双缩脲试剂鉴定；②②用蛋白酶处理细胞膜，细胞膜被破坏用蛋白酶处理细胞膜，细胞膜被破坏(4)细胞膜中磷脂双分子层的鉴定：细胞膜中磷脂双分子层的鉴定： 将膜结构中的磷脂分子提取出来，铺在水面上，将膜结构中的磷脂分子提取出来，铺在水面上，测得磷脂占有面积，对比细胞膜的面积进行分析。

测得磷脂占有面积，对比细胞膜的面积进行分析5)细胞膜选择透过性的探究：细胞膜选择透过性的探究： 利用有颜色的植物组织，放入清水中，然后，利用有颜色的植物组织，放入清水中，然后，再用高温、强酸、强碱处理，观察实验前后清水的再用高温、强酸、强碱处理，观察实验前后清水的颜色变化或用台盼蓝染色，活细胞不着色，死颜色变化或用台盼蓝染色，活细胞不着色，死细胞着色）细胞着色）(3)细胞膜中糖类的鉴定：细胞膜中糖类的鉴定： 用斐林试剂鉴定用斐林试剂鉴定1．如．如图为细胞膜的液胞膜的液态流流动镶嵌模型示意嵌模型示意图，有关叙，有关叙述述错误的是的是(　　　　)随学随练：随学随练：A．．a是指磷脂分子的尾部，具有疏水性是指磷脂分子的尾部，具有疏水性B．．c指磷脂分子的指磷脂分子的头部，具有部，具有亲水性水性C．糖蛋白在．糖蛋白在细胞膜的内外胞膜的内外侧均有分布均有分布D．．细胞膜的胞膜的选择透透过性与性与b、、d的种的种类和数量有关和数量有关 C  2、如图为细胞膜的亚显微结构，下列相关叙、如图为细胞膜的亚显微结构，下列相关叙述错误的是述错误的是(　　　　)A．图中．图中①①能完成细胞间的信息传递能完成细胞间的信息传递B．图中．图中②②的种类是由遗传物质决定的的种类是由遗传物质决定的C．图中．图中③③是细胞膜的基本支架是细胞膜的基本支架D．吞噬细胞吞噬抗原仅需要．吞噬细胞吞噬抗原仅需要②②参与参与D3. 如图所示为细胞膜的亚显微结构，其中如图所示为细胞膜的亚显微结构，其中a和和b为物质的为物质的两种运输方式，下列对细胞膜结构和功能的叙述错误的两种运输方式，下列对细胞膜结构和功能的叙述错误的是是(　　　　)A. 若图示为肝细胞膜，则尿素的运输方向是若图示为肝细胞膜，则尿素的运输方向是ⅡⅡ→ⅠⅠB. 细胞间的识别、免疫、细胞的癌变与细胞间的识别、免疫、细胞的癌变与②②有密切的关系有密切的关系C. 大多数大多数②②可以运动可以运动D. b过程不需要过程不需要ATP，，a过程能体现膜的选择透过性这一过程能体现膜的选择透过性这一生理特性生理特性B4.细胞膜在细胞的生命活动中具有重要作用。

细胞膜在细胞的生命活动中具有重要作用下列相关叙述不正确的是下列相关叙述不正确的是(　　　　)A．细胞膜的糖被在细胞间具有识别作用．细胞膜的糖被在细胞间具有识别作用B．细胞膜对膜两侧物质的进出具有选择性．细胞膜对膜两侧物质的进出具有选择性C．细胞膜内外两侧结合的蛋白质种类有差异．细胞膜内外两侧结合的蛋白质种类有差异D．载体蛋白是镶在细胞膜内外表面的蛋白质．载体蛋白是镶在细胞膜内外表面的蛋白质D5：据：据图分析神分析神经细胞，叙述不正确的是胞，叙述不正确的是(　　　　)A．此．此图可表示突触小泡膜可表示突触小泡膜B．静息．静息电位的形成可能与膜上的位的形成可能与膜上的②②、、⑤⑤等等载体有关体有关C．若此．若此图为突触后膜，突触后膜，则突触突触间隙位于隙位于图示膜的示膜的A面面D．若将神．若将神经细胞膜的磷脂胞膜的磷脂层平展在空气平展在空气—水界面上，水界面上，③③与水面接触与水面接触A6：：现有有人人的的成成熟熟红细胞胞、、人人的的口口腔腔上上皮皮细胞胞、、蛙蛙的的红细胞胞、、鸡肝肝研研磨磨液液等等生生物物材材料料及及相相关关用用具具，，请根根据据以以上上材材料，完成下列料，完成下列实验设计并分析有关并分析有关问题。

1)为 获 得得 纯 净 的的 细 胞胞 膜膜 ，， 应 选 取取 上上 述述 材材 料料 中中 的的__________做做实验选用用该材料的原因是它材料的原因是它__________2)将将 选 取取 的的 上上 述述 材材 料料 放放 入入 __________中中 ，， 由由 于于__________作用，一段作用，一段时间后后细胞将破裂胞将破裂3)科科学学家家将将膜膜结构构中中的的磷磷脂脂分分子子提提取取出出来来，，铺在在水水面面上上，，测得得磷磷脂脂占占有有面面积为S，，那那么么该细胞胞膜膜的的表表面面积约为________________人的成熟红细胞人的成熟红细胞除细胞膜外无其他膜结构除细胞膜外无其他膜结构蒸馏水蒸馏水(清水清水)渗透渗透S/2(4)通通过有关方法，有关方法，测得多种膜的化学成分，如下表得多种膜的化学成分，如下表上表数据显示，细胞膜与细胞器膜的化学物质组成上的上表数据显示，细胞膜与细胞器膜的化学物质组成上的共同点是共同点是___________________________；主要区别；主要区别是是________________________主要由蛋白质和脂质组成主要由蛋白质和脂质组成细胞膜都含糖，而细胞器膜不含糖细胞膜都含糖，而细胞器膜不含糖(5)有有人人发现，，在在一一定定温温度度条条件件下下，，细胞胞膜膜中中的的磷磷脂脂分分子子均均垂垂直直排排列列于于膜膜表表面面。

当当温温度度上上升升到到一一定定程程度度时，，细胞胞膜膜的的磷磷脂脂分分子子有有75%排排列列不不整整齐，，细胞胞膜膜厚厚度度变小小，，而而膜膜的的表表面面积扩大大，，膜膜对离离子子和和分分子子的的通通透透性性提提高高对上上述述实验现象合理的解象合理的解释是是__________________________6)生生物物膜膜具具有有控控制制物物质进出出的的功功能能，，请根根据据以以下下材材料料设计实验，，验证膜的膜的选择透透过性材材料料：：红玫玫瑰瑰、、质量量分分数数为15%的的盐酸酸、、蒸蒸馏水水、、培培养养皿、量筒皿、量筒实验步步骤：：①①________________________②②________________________③③________________________构成细胞膜的磷脂分子是可以运动的，细胞膜具有一定的流动性构成细胞膜的磷脂分子是可以运动的，细胞膜具有一定的流动性取适量的玫瑰花瓣叶片，均分为两部分，分别加入培养皿中，编号为取适量的玫瑰花瓣叶片，均分为两部分，分别加入培养皿中，编号为A、、BA组加入适量的蒸馏水，组加入适量的蒸馏水，B组加入等量的质量分数为组加入等量的质量分数为15%的盐酸的盐酸观察观察A、、B两组花瓣的颜色变化、溶液的颜色变化两组花瓣的颜色变化、溶液的颜色变化。