細胞膜基本結構和功能

1、第三章 細胞的基本結構,細胞膜---------系統(tǒng)的邊界,細胞壁,細胞膜,葉綠體,細胞核,液 泡,細胞質,細胞膜,細胞質,細胞核,線粒體,細胞的顯微結構,細胞亞顯微結構,一、細胞壁,·植物細胞有細胞壁，動物細胞則沒有,·結構成分：纖維素、果膠,·功能：支持和保護，維持細胞的正常形態(tài),植物細胞,,細胞壁,注意：原核細胞也有，但成分不同：糖類和蛋白質 真菌的細胞壁成分：幾丁質,&

2、#183;特點：全透性,任何系統(tǒng)都有邊界人體的邊界人體內部與外界分隔的皮膚和黏膜國家也有邊界-----國界細胞作為一個基本的生命系統(tǒng),它的邊界是細胞膜細胞膜由什么組成?研究細胞膜的化學組成，首先要把細胞膜與細胞的其他組分分開。如何獲得細胞膜？,二、細胞膜的結構和功能,,（一）、細胞膜的制備：,１、選材,2、制備方法：,原因：動物細胞細胞膜外沒有細胞壁,易漲破; 哺乳動物紅細胞沒有細胞核和線粒體等細胞

3、器, 易離心分離得到純凈的細胞膜.,---選擇哺乳動物成熟的紅細胞作為材料,利用滲透吸水漲破紅細胞的方法,紅細胞核到哪里去了？p41,（二）、細胞膜的化學成分,脂質,蛋白質,糖類,約50%,約40%,約2%~10%,大多數是磷脂,細胞膜上的功能主要由其上的蛋白質來行使，功能越復雜，其蛋白質的種類和數量越多,與膜蛋白和膜脂形成糖蛋白和糖脂，分布在細胞膜外表面，與細胞的信息交流有關,細胞膜主要由脂質和蛋白質組成,控制物

4、質進出細胞,將細胞與外界環(huán)境隔開,由于細胞膜的存在，使細胞既是一個“封閉”的系統(tǒng)，又是一個“開放”的系統(tǒng)。,細胞膜將每個細胞與周圍環(huán)境隔離開，維持　　了細胞自身的相對穩(wěn)定。,進行細胞間的信息交流,細胞間的信息交流，大多與細胞膜的結構和　　　　　功能相關。,（三）、細胞膜的功能,細胞通過細胞膜有選擇地從周圍環(huán)境中獲　　　　取養(yǎng)料，排出代謝廢物。,控制物質進出細胞,控制物質進出細胞,,,,,,,營養(yǎng)物質,廢物,分泌物,病毒、細菌,控制

5、的相對性,,易,發(fā)出信號的細胞,靶細胞,與膜結合的 信號分子,相鄰兩個細胞的細胞膜接觸，信息從一個細胞傳遞給另一個細胞。例如：精子和卵細胞的識別和結合,相鄰兩個細胞之間形成通道，攜帶信息的物質通過通道進入另一個細胞。例如，高等植物細胞之間通過胞間連絲相互連接，也有信息交流的作用,彩圖二 胞間連絲切片（黑棗）,練習,1、將紅細胞放在質量分數為9%的食鹽溶液中，紅細胞的狀態(tài)變化是A、不能判斷

6、B、正常狀態(tài)C、細胞膜破裂 D、細胞皺縮2、下列對細胞膜化學組成表達最全面的是A、蛋白質、糖類、固醇 B、糖蛋白、脂質C、蛋白質、糖類、脂質 D、蛋白質、磷脂,D,C,,3、在哺乳動物受精的過程中，精子能夠與卵細胞相互識別，體現了細胞膜的A、能夠保障細胞內部的相對穩(wěn)定 B、能夠控制物質進出細胞C、有利于卵細胞攝入所需要的精子D、能夠進行細胞間的信息交流,D,實驗一：19世紀

7、末，歐文頓的實驗 20世紀初，膜的分離實驗 課本65頁,細胞膜結構的發(fā)現史 :,,水,實驗二：1925年兩位荷蘭科學家用丙酮從人的紅細胞膜中提取脂質，在空氣－－水界面上鋪展成單層分子，測得單分子層的面積恰為紅細胞表面積的2倍。,細胞膜結構的發(fā)現史 :,實驗三： Danielli和Harvey分別于1931年和1935年發(fā)現細胞膜的表面張力顯著低于油－－水界面的表

8、面張力，已知脂滴表面如吸附有蛋白質成分時，表面張力則降低。,細胞膜結構的發(fā)現史 :,科學家提出兩種模型假說：P66,（四）、細胞膜的結構,1959年，羅伯森特提出三層靜態(tài)模型：,1972年，桑格和尼克森提出流動鑲嵌型模型,1959年,羅伯特森電鏡下觀察細胞膜有“暗-亮-暗”結構圖像,提出三層靜態(tài)模型：蛋白質—磷脂—蛋白質,不少科學家提出了質疑P66~67,,1970年,人-鼠融合實驗：P67,說明細胞膜的流動性,該實驗反映了細胞膜有什么

9、特點？,（1）實驗結果說明細胞膜的結構特點是具有 ，這是因為 。 （2）若在兩個細胞融合成一個細胞后，將融合細胞置于0℃條件下保持40min，則融合細胞仍是一半膜發(fā)綠色熒光，另一半膜發(fā)紅色熒光，這說明 。,實驗分析,一定的流動性,細胞膜的磷脂分子和蛋白質

10、分子大多數是可以運動的。,膜的流動性受溫度的影響,,1972年，桑格和尼克森提出流動鑲嵌型模型,流動鑲嵌型模型為大多數人所接受。,連接,磷脂,蛋白質,,流動鑲嵌型模型的基本內容,糖被:蛋白質與多糖結合形成的糖蛋白,作用：有保護和潤滑 細胞膜表面的識別,細胞膜的結構特點：,表現:組成細胞膜的磷脂分子和蛋白質分子都是可以流動的,實例：變形蟲的運動、人體吞噬細胞吞噬細菌；內吞、外排作用；受精作用；動物細胞融合；,具有一定的流動性,意義:

11、與物質運輸、細胞識別、細胞融合、細胞表面受體功能調節(jié)等有關,,,,,,,嘗試畫出細胞膜結構的簡圖，并注明主要分子的名稱。,（五）物質的跨膜運輸的方式,什么是擴散？什么是被動運輸？什么是主動運輸？,一、被動運輸,被動運輸：物質進出細胞，順濃度梯度的擴散方式。,,自由擴散：,協(xié)助擴散：,物質通過簡單的擴散作用進出細胞。,進出細胞的物質借助載體蛋白的擴散。,1、自由擴散：,特征：,順濃度梯度運輸,1.,2.,不需要載體,3.,不需要消耗能

12、量,4.,實例：水、氧氣、二氧化碳、甘油和脂肪酸等,自由擴散,2、協(xié)助擴散：,特征：,順濃度梯度運輸,1.,需要載體參與,2.,不需要消耗能量,3.,4.,實例：葡萄糖進入紅細胞,協(xié)助擴散,二、主動運輸：,物質從低濃度一側運輸到高濃度的一側，需要載體蛋白的協(xié)助，同時還需要消耗細胞內化學反應所釋放的能量，這種方式叫做主動運輸。,主動運輸,特征：,逆濃度梯度運輸,1.,需要載體,2.,需要消耗能量,3.,4.,實例：葡萄糖、氨基酸通過小腸上

13、皮細胞膜；離子通過細胞膜等,主動運輸,對比,比較三種物質運輸方式的異同：,順濃度梯度,順濃度梯度,逆濃度梯度,不需要,需要,需要,不消耗,不消耗,需要消耗,氧氣、水、二氧化碳等通過細胞膜,,葡萄糖通過紅細胞,葡萄糖、氨基酸通過小腸上皮細胞膜；離子通過細胞膜等,細胞膜可以讓水分子自由通過，細胞要選擇吸收的離子和小分子也可通過，其它的離子、小分子和大分子則不能通過.,細胞膜的功能特性：選擇透過性,,三、胞吞和胞吐,一些大分子或物質團塊的運輸

14、，是通過胞吞和胞吐作用來實現的。,胞吞：物質以囊泡包裹的形式通過細胞膜，從細胞外進入細胞內的過程。（如果進入的是固態(tài)物質，稱為吞噬；如果進入的是液態(tài)物質，稱為胞飲。）,胞吐：物質以囊泡的形式通過細胞膜，從細胞內排到細胞外的過程。,內吞作用： 大分子物質和顆粒性物質附著在細胞膜上，由細胞膜內陷形成小囊，這些物質就被包入小囊內，然后，小囊從細胞膜上脫離下來形成小囊泡，進入細胞內部，這種現象叫做內吞作用。,外排作用： 有

15、些物質在細胞膜內被一層膜所包圍，形成小囊泡，囊泡膜與細胞膜融合在一起，小囊泡逐漸移到細胞表面，并且向細胞外張開，使內含物質排出細胞外，這種現象叫做外排作用。,胞吞和胞吐,細胞攝取或排出大分子和顆粒物質的方式,細胞膜的流動性,物質通過小泡轉移，需要消耗能量，不需要載體,細胞外到細胞內,細胞內到細胞外,變形蟲吞食食物顆粒、白細胞吞噬病菌,胰腺細胞分泌胰島素,物質跨膜運輸的方式,注意：細胞識別、分泌、排泄、免疫,,（五）物質的跨膜運輸,

16、下列最容易通過細胞膜的物質是 （）A．淀粉 B．脂肪酸 C．糖類 D．核酸,海帶體內的碘濃度遠大于海水的濃度，但它仍能不斷地從海水中吸收碘，這種碘通過細胞膜進入海帶體內的方式是 （） A．自由擴散 B．滲透作用 C．主動運輸 D．被動運輸,細胞膜的結構特征是 （） A．具有一定的流

17、動性 B．有保護細胞內部的作用 C．一種半透性膜 D．一種選擇透過性膜,下列跨膜運輸的生理活動，屬于主動運輸的是（） A．酒精進人胃黏膜細胞 B．二氧化碳由靜脈血進人肺泡內 C．原尿中的葡萄糖進入腎小管上皮細胞 D．水分子出入細胞,水分為例擴散：物質從相對含量高的部位移動到相對含量低的部位滲透：水分子（或其他溶劑分子）通過半透膜的擴散水分子的自由擴散即為滲透作用觀察滲透作用裝置,物質跨膜運

18、動實例,滲透作用裝置,半透膜是一類可以讓小分子物質通過而大分子物質不能通過的一類薄膜的總稱,低濃度溶液,滲透作用吸水,②半透膜的兩側的溶液具有濃度差。,滲透作用發(fā)生的條件：,①具有半透膜。,水分滲透方向：,,,高濃度溶液,,實驗現象,結果分析,漏斗中液面上升,單位體積清水中水分子數比單位體積蔗糖溶液中水分子數多，因此，根據擴散作用的原理，在單位時間內，水分子由燒杯透過半透膜進入漏斗內的數量，多于水分子由漏斗透過半透膜進入燒杯內的數量

19、，導致漏斗內液面上升。,動植物細胞符合滲透系統(tǒng),動物細胞半透膜：細胞膜濃度差：細胞質與外界溶液,細胞質,,,,,細胞膜,液泡膜,原生質層,,細胞壁,,細胞液,,（1）一個成熟的植物細胞可構成一個滲透系統(tǒng)，發(fā)生滲透作用,植物細胞,A、理論分析,半透膜,,外界溶液,,濃度差,,,,質壁分離和復原實驗,質壁分離,質壁分離復原,正常細胞,質壁分離細胞,液泡大小與顏色的變化以及原生質層與細胞壁的分離情況。,B、實驗證實：質壁分離與

20、復原實驗,將洋蔥表皮細胞置于0.3g/ml的蔗糖溶液中,實驗方法,質壁分離觀察,質壁分離結果分析,質壁分離復原結果及分析,復原實驗方法,將已經發(fā)生質壁分離的洋蔥表皮細胞置于清水中,取一小塊洋蔥鱗莖的紫色外表皮，放在載玻片的中央。,,,鏡檢——觀察自然狀態(tài)下的紫色洋蔥外表皮細胞的結構。,,從載物臺上取下裝片，用對側引流法加入質量濃度為0.3g/ml的蔗糖溶液，再次鏡檢。觀察浸浴在蔗糖溶液中的表皮細胞有何變化。（與自然狀態(tài)下的表皮細胞比較

21、）,Ⅰ,Ⅱ,Ⅲ,Ⅳ,,1、植物對水分的吸收,主要的器官是：,最活躍的區(qū)域是：,根,根尖成熟區(qū)的表皮細胞,吸脹作用,滲透作用,吸水方式,,無大液泡的細胞,有大液泡的細胞,,,思考根尖各個部分細胞的吸水方式？,滲透作用,,吸脹作用,2、水分的運輸、利用和散失,意義,,,,（1）運輸動力:,,（2）利用,蒸騰散失(95-99%),（3）散失,散失方式:,散失的主要器官:,(1)是植物吸收水分和促使水分在體內運輸的重要動力,(2)是促進溶解在水