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(共33張PPT)
第二節：細胞膜控制細胞與周圍環境的聯系
細胞膜（質膜）：
是將細胞與周圍環境區分開
是細胞對外界環境的屏障
控制著物質的進出，保證了細胞內部環境的相對穩定
使細胞內的生命活動有序進行
細胞膜的結構是如何與控制物質進出的功能相適應的呢?
一些膜具有一定大小的孔徑，水等小分子和離子可以自由通過，而蛋白質、淀粉等大分子則無法通過，這種膜稱為半透膜。透析膜就是一種半透膜。
活動：通過模擬實驗探究膜的透過性
如果我們將淀粉溶液和葡萄糖溶液分別裝入透析袋里，按書本29頁步驟實驗，完成討論。
1、無顏色變化；無顏色變化；燒杯中無淀粉（淀粉不能穿過透析膜）；變藍。
2、淀粉不能穿過透析膜但碘可以；透析膜對分子具有半透性。
3、紅黃色沉淀；葡萄糖分子可以穿過透析膜，透析膜對分子具有半透性。
細胞膜也是半透膜是否具有類似特性?
例1：海帶細胞能源源不斷地從周圍的海水中吸收碘，使得碘在細胞內的濃度遠高于周圍海水
例2：人體組織細胞將胞外K+移入膜內，同時將胞內Na+移出膜外，使得胞內K+濃度約為細胞外的30倍，胞外Na+濃度約為胞內的12倍
細胞膜可以控制物質進出，選擇性地吸收營養物質和排出代謝產物，保持細胞內
生化反應有序進行。
細胞膜具有選擇透性（功能特點）
細胞膜為什么會具有選擇透性？
細胞膜為什么會具有選擇透性？（功能）
細胞膜的成分構成
結構
決定
對生物膜結構成分的探索歷程
時間：1895年
人物：歐文頓（E.Overton）
實驗：用500多種物質對細胞膜進行上萬次的通
透性實驗，發現脂質更容易通過細胞膜。
●
●
不溶于脂質的物質
溶于脂質的物質
細胞膜
E.Overton的推測：
細胞膜中含脂質。
實驗：科學家將膜從哺乳動物的紅細胞中分離出來，然后用蛋白酶處理。
（已知蛋白酶能專一性的催化蛋白質的分解）
實驗現象：細胞膜被破壞
得出結論：細胞膜中含有蛋白質
應用化學手段分析表明：
膜的主要成分是脂質和蛋白質，還有少量糖類。組成膜的脂質中磷脂含量最多，動物中還有少量膽固醇。
親水頭部
疏水尾部
磷脂是一種由脂肪酸和磷酸所組成的分子，磷酸“頭”部是親水的，脂肪酸“尾”部是疏水的，（也稱非極性）
認識磷脂（C、H、O、P）有些含有N
磷脂具有非極性這導致它在水中是怎么分布的？
磷脂分子平鋪于水面上
空氣-水界面
水中可形成雙層結構，稱為磷脂雙分子層（基本骨架）
側向擴散
旋轉
擺動
翻轉
旋轉異構
伸縮震蕩
磷脂分子是可以運動的
膜蛋白（細胞膜上的蛋白質）
膜蛋白也和磷脂分子一樣，?有水溶性部分和脂溶性部分。
膜蛋白的功能
同一組織的相鄰細胞間通過某些膜蛋白緊密連接在起。
某些膜蛋白接收外界信息或刺激，激活細胞內相應生理生化反應，在細胞與外界的信息交流和細胞識別中發揮重要作用，如胰島素受體。
細胞吸收離子、葡萄糖、氨基酸等營養物質都需要通過特定的轉運蛋白來完成。
選擇性地吸收或排出特定物質，控制其進出細胞，這類膜蛋白稱為轉運蛋白。
小腸上皮細胞的某些膜蛋白可促進食物中營養物質的消化分解。
有些膜蛋白催化特定化學反應，
電鏡冰凍蝕刻(冰凍斷裂)將標本冰凍,然后用冷刀斷開，升溫后暴露斷裂面。
蛋白質貫穿、插在（嵌插）、露在（覆蓋）在磷脂雙分子層中。
蛋白質在膜中的分布是不對稱的
膜蛋白的性質決定了其在膜中是怎樣分布的？
糖類（細胞外被/糖萼）
存在于細胞外表面，由多糖與質膜中的蛋白質或脂質結合而成。
例子：將兩種不同的海綿動物的細胞分散成單個細胞，然后混合培養。結果發現，只有同種海綿的細胞才能結合在一起。
細胞能相互識別。
通過對細胞表面成分的分析，發現兩種海綿細胞表面的糖蛋白有差異，其差異主要表現為糖類的不同。
功能：
保護、識別作用
膽固醇
膽固醇存在于動物細胞膜中，占細胞膜所有脂質的10%到30%。植物細胞膜一般不含有膽固醇，動物中用來保持膜的穩定性。
分布：磷脂分子層的疏水環境中，具有一個很小的親水基團，與磷脂頭部連接。
作用：調節磷脂的運動使膜具有一定的剛性
1959年，羅伯特森在電鏡下看到了細胞膜清晰的暗-亮-暗的三層結構，他結合其他科學家的工作，提出了細胞膜模型的假說：“蛋白質-脂質-蛋白質”三層的靜態統一結構。
這些成分是如何分布的？
蛋白質
糖蛋白
磷脂
磷脂雙分子層（脂雙層）構成了膜的基本支架，這個支架不是靜止的。磷脂雙分子層具有流動性。蛋白質分子有的貫穿在膜中，有的一部分插在膜中，一部分露在膜外，還有的整個露在膜表面。大多數蛋白質分子也是可以運動的。
糖脂
膽固醇
這些成分是如何分布的？
外側
誘導
融合
人細胞
鼠細胞
熒光標記
蛋白質
40分鐘后
370C
實驗：人-鼠細胞融合實驗(熒光標記法)
實驗結論:
細胞膜具有流動性
膜上蛋白質和磷脂具有流動性
時間：1972年
人物：桑格和尼克森
假說：
流動鑲嵌模型
1、脂雙層構成膜的基本支架。（其中磷脂分子的親水性頭部朝向兩側，疏水性的尾部朝向內側）
2、蛋白質分子有的整個貫穿膜中，有的部分插在膜中，有的露在膜外,有的整個露在膜表面.（體現了膜結構內外的不對稱性）
流動鑲嵌模型的基本內容
4、大多數的蛋白質分子也是可以運動的。（也體現了膜的流動性）
3、磷脂分子是可以運動的，具有流動性。（其分子的運動有多種形式）
細胞膜具有一定的流動性（結構特點）
6.細胞膜的功能：
保護作用
控制物質進出
膜蛋白
信息交流、識別
糖蛋白
概念圖
質膜
結構特點
功能特點
結構組成
結構探究歷程
決定
③
④
②
流動性
選擇透性
脂雙層
膜蛋白
①
細胞壁
1.植物細胞細胞膜外有一層細胞壁
細胞壁的成分：主要是纖維素、果膠
細胞壁的功能：保護細胞和支撐植物體
2.真菌細胞壁：殼多糖
3.細菌細胞壁：
主要是肽聚糖
全透性（與細胞的選擇透性無關）
細胞壁的功能
原因：青霉素抑制細菌合成肽聚糖。因為不能合成細胞壁物質，細菌就不能生長和繁殖，所以青霉素能殺菌。
青霉素為什么能殺菌？
參天大樹之所以能挺立？
原因：靠死細胞的細胞壁支撐、支持作用。
1.下列關于細胞膜的說法，不正確的是(　　)
A.組成不同細胞膜的化學成分種類基本相同，但每種成分的含量不同
B.白細胞能吞噬某些細菌，說明細胞膜具有一定的選擇透性
C.不具有流動性的細胞膜將不具有選擇透性
D.不同細胞對同一種物質的吸收量不同，體現了細胞膜的選擇透性功能
B
2．如圖表示質膜的結構示意圖。下列有關敘述錯誤的是
A．圖中A為蛋白質、B為磷脂分子
B．質膜的控制物質進出功能只與圖中的A有關
C．構成質膜的A與B大多數可以運動
D．適當提高溫度，能使A和B的相對運動加快，透性增加，有利于生命活動的進行
B
3.下列物質中最容易通過細胞膜進入細胞的是
A、葡萄糖
B、蛋白質
C、甘油
D、無機鹽離子
4.生物膜具有流動性是指
A、整個細胞膜具有流動性
B、細胞膜上的磷脂是靜止的，蛋白質具有流動性
C、細胞膜中磷脂和大多數蛋白質都具有流動性
D、細胞膜上的蛋白質是靜止的，磷脂具有流動性
5．下列有關膜的敘述，錯誤的是(　　)
A．質膜主要由脂質和蛋白質組成
B．質膜中還有少量的糖類
C．線粒體膜和葉綠體膜中的蛋白質分子是相同的
D．在組成質膜的脂質中，磷脂最豐富
C
A
B
C
9．下列關于植物細胞細胞壁的敘述中，錯誤的是(　　)
A．主要由纖維素組成
B．不具有選擇透性
C．具有支撐和保護作用
D．其組成與細菌、真菌的細胞壁成分相同
D細胞膜控制細胞與周圍環境的聯系
預習梳理
細胞邊界
將細胞與
區分開來，保證了細胞內部環境的相對穩定，是細胞內的生命活動有序進行。
細胞膜具有選擇透過性
細胞膜的選擇透過性：細胞膜可以控制物質的進出，選擇性的吸收
和排出
，保持細胞內生化反應有序進行。
細胞膜的成分
1.細胞膜主要由
和
組成，除此之外，還有少量
。動物細胞膜中還含有一定量的
。
2.膜中各種組分的作用
（1）磷脂：構成細胞膜的
。
（2）膜蛋白：①控制物質進出，如
；②特定化學反應，如小腸上皮細胞的某些膜蛋白；③與外界進行
與細胞識別，如胰島素受體等。
（3）膽固醇：保持
穩定性。
四、生物膜
1、概念：
稱之為生物膜。
2、生物膜的流動鑲嵌模型
填寫下列結構名稱
②
③
④
⑤
該理論主要包括：
構成了生物膜的基本骨架；蛋白質分子分布在磷脂分子的不同部位，體現了膜內外結構的
；磷脂和蛋白質的位置是不固定的，生物膜具有
。
五、細胞壁
1、植物細胞壁的構成：主要由
組成，此外，還含有
等多種物質。
和
同樣具有細胞壁，單組成物質和結構與植物不同。
2、功能：細胞壁的重要作用是
，
，加強細胞的
。此外，細胞壁也參與細胞間的
，是激素等化學信號傳遞的
和
。
3、細胞壁具有
，所有物質均能通過。
當堂自測
三、自我檢測
1．下列關于細胞膜的敘述，錯誤的是（
）
細胞膜主要由脂質和蛋白質組成
B.
膜的基本支架是磷脂單分子層
C.
細胞膜是選擇透過性膜
D.
細胞膜具有一定的流動性
2．下列圖示中，能正確反映磷脂分子和蛋白質分子構成細胞膜情況的是（
）
(
人細胞
鼠細胞
紅色熒光染料標記的膜蛋白
綠色熒光染料標記的膜蛋白
)
3．科學工作者用不同顏色的熒光染料分別標
記人和鼠細胞的膜蛋白后，進行細胞融合實驗（如下圖
所示）。該實驗說明（
）
A.膜蛋白是可以移動的
B.兩種細胞的膜蛋白種類相同
C.膜蛋白可以起生物催化作用
D.膜蛋白能控制某些物質出入細胞
4．下列有關質膜的敘述，錯誤的是
（
）
A.質膜的主要成分是磷脂與蛋白質
B.質膜具有一定的流動性
C.質膜的識別功能與膜蛋白有關
D.質膜不具有選擇透性
5．下列物質屬于組成細胞膜主要成分的是（
）
A.
磷脂和蛋白質
B.磷脂和植物蠟
C.油脂和蔗糖
D.纖維素和蛋白質
答案：
(預習梳理]
一、細胞膜(質膜)
周圍環境
二、營養物質
代謝產物
三1.磷脂
蛋白質
糖類
膽固醇
2.
(1)基本骨架
(2)轉運蛋白
催化
信息交流
(3)細胞膜
四、1.細胞內所有的膜
2.糖蛋白
糖脂
磷脂
膽固醇
蛋白質
磷脂分子層
不對稱性
一定流動性
五、1.纖維素
果膠
真菌
大多數原核細胞
2.保護細胞
維持細胞形態
機械強度相互粘連
介質
通路
3.全透性
BAADA

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