細(xì)胞膜基本結(jié)構(gòu)和功能

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

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

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

4、質(zhì)進(jìn)出細(xì)胞,將細(xì)胞與外界環(huán)境隔開(kāi),由于細(xì)胞膜的存在，使細(xì)胞既是一個(gè)“封閉”的系統(tǒng)，又是一個(gè)“開(kāi)放”的系統(tǒng)。,細(xì)胞膜將每個(gè)細(xì)胞與周圍環(huán)境隔離開(kāi)，維持　　了細(xì)胞自身的相對(duì)穩(wěn)定。,進(jìn)行細(xì)胞間的信息交流,細(xì)胞間的信息交流，大多與細(xì)胞膜的結(jié)構(gòu)和　　　　　功能相關(guān)。,（三）、細(xì)胞膜的功能,細(xì)胞通過(guò)細(xì)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(zhì)進(jìn)出細(xì)胞,控制物質(zhì)進(jìn)出細(xì)胞,,,,,,,營(yíng)養(yǎng)物質(zhì),廢物,分泌物,病毒、細(xì)菌,控制

5、的相對(duì)性,,易,發(fā)出信號(hào)的細(xì)胞,靶細(xì)胞,與膜結(jié)合的 信號(hào)分子,相鄰兩個(gè)細(xì)胞的細(xì)胞膜接觸，信息從一個(gè)細(xì)胞傳遞給另一個(gè)細(xì)胞。例如：精子和卵細(xì)胞的識(shí)別和結(jié)合,相鄰兩個(gè)細(xì)胞之間形成通道，攜帶信息的物質(zhì)通過(guò)通道進(jìn)入另一個(gè)細(xì)胞。例如，高等植物細(xì)胞之間通過(guò)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(xí),1、將紅細(xì)胞放在質(zhì)量分?jǐn)?shù)為9%的食鹽溶液中，紅細(xì)胞的狀態(tài)變化是A、不能判斷

6、B、正常狀態(tài)C、細(xì)胞膜破裂 D、細(xì)胞皺縮2、下列對(duì)細(xì)胞膜化學(xué)組成表達(dá)最全面的是A、蛋白質(zhì)、糖類、固醇 B、糖蛋白、脂質(zhì)C、蛋白質(zhì)、糖類、脂質(zhì) D、蛋白質(zhì)、磷脂,D,C,,3、在哺乳動(dòng)物受精的過(guò)程中，精子能夠與卵細(xì)胞相互識(shí)別，體現(xiàn)了細(xì)胞膜的A、能夠保障細(xì)胞內(nèi)部的相對(duì)穩(wěn)定 B、能夠控制物質(zhì)進(jìn)出細(xì)胞C、有利于卵細(xì)胞攝入所需要的精子D、能夠進(jìn)行細(xì)胞間的信息交流,D,實(shí)驗(yàn)一：19世紀(jì)

7、末，歐文頓的實(shí)驗(yàn) 20世紀(jì)初，膜的分離實(shí)驗(yàn) 課本65頁(yè),細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)的發(fā)現(xiàn)史 :,,水,實(shí)驗(yàn)二：1925年兩位荷蘭科學(xué)家用丙酮從人的紅細(xì)胞膜中提取脂質(zhì)，在空氣－－水界面上鋪展成單層分子，測(cè)得單分子層的面積恰為紅細(xì)胞表面積的2倍。,細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)的發(fā)現(xiàn)史 :,實(shí)驗(yàn)三： Danielli和Harvey分別于1931年和1935年發(fā)現(xiàn)細(xì)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(zhì)成分時(shí)，表面張力則降低。,細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)的發(fā)現(xiàn)史 :,科學(xué)家提出兩種模型假說(shuō)：P66,（四）、細(xì)胞膜的結(jié)構(gòu),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(dòng)鑲嵌型模型,1959年,羅伯特森電鏡下觀察細(xì)胞膜有“暗-亮-暗”結(jié)構(gòu)圖像,提出三層靜態(tài)模型：蛋白質(zhì)—磷脂—蛋白質(zhì),不少科學(xué)家提出了質(zhì)疑P66~67,,1970年,人-鼠融合實(shí)驗(yàn)：P67,說(shuō)明細(xì)胞膜的流動(dòng)性,該實(shí)驗(yàn)反映了細(xì)胞膜有什么

9、特點(diǎn)？,（1）實(shí)驗(yàn)結(jié)果說(shuō)明細(xì)胞膜的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是具有 ，這是因?yàn)?。 （2）若在兩個(gè)細(xì)胞融合成一個(gè)細(xì)胞后，將融合細(xì)胞置于0℃條件下保持40min，則融合細(xì)胞仍是一半膜發(fā)綠色熒光，另一半膜發(fā)紅色熒光，這說(shuō)明 。,實(shí)驗(yàn)分析,一定的流動(dòng)性,細(xì)胞膜的磷脂分子和蛋白質(zhì)

10、分子大多數(shù)是可以運(yùn)動(dòng)的。,膜的流動(dòng)性受溫度的影響,,1972年，桑格和尼克森提出流動(dòng)鑲嵌型模型,流動(dòng)鑲嵌型模型為大多數(shù)人所接受。,連接,磷脂,蛋白質(zhì),,流動(dòng)鑲嵌型模型的基本內(nèi)容,糖被:蛋白質(zhì)與多糖結(jié)合形成的糖蛋白,作用：有保護(hù)和潤(rùn)滑 細(xì)胞膜表面的識(shí)別,細(xì)胞膜的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：,表現(xiàn):組成細(xì)胞膜的磷脂分子和蛋白質(zhì)分子都是可以流動(dòng)的,實(shí)例：變形蟲(chóng)的運(yùn)動(dòng)、人體吞噬細(xì)胞吞噬細(xì)菌；內(nèi)吞、外排作用；受精作用；動(dòng)物細(xì)胞融合；,具有一定的流動(dòng)性,意義:

11、與物質(zhì)運(yùn)輸、細(xì)胞識(shí)別、細(xì)胞融合、細(xì)胞表面受體功能調(diào)節(jié)等有關(guān),,,,,,,嘗試畫出細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)的簡(jiǎn)圖，并注明主要分子的名稱。,（五）物質(zhì)的跨膜運(yùn)輸?shù)姆绞?什么是擴(kuò)散？什么是被動(dòng)運(yùn)輸？什么是主動(dòng)運(yùn)輸？,一、被動(dòng)運(yùn)輸,被動(dòng)運(yùn)輸：物質(zhì)進(jìn)出細(xì)胞，順濃度梯度的擴(kuò)散方式。,,自由擴(kuò)散：,協(xié)助擴(kuò)散：,物質(zhì)通過(guò)簡(jiǎn)單的擴(kuò)散作用進(jìn)出細(xì)胞。,進(jìn)出細(xì)胞的物質(zhì)借助載體蛋白的擴(kuò)散。,1、自由擴(kuò)散：,特征：,順濃度梯度運(yùn)輸,1.,2.,不需要載體,3.,不需要消耗能

12、量,4.,實(shí)例：水、氧氣、二氧化碳、甘油和脂肪酸等,自由擴(kuò)散,2、協(xié)助擴(kuò)散：,特征：,順濃度梯度運(yùn)輸,1.,需要載體參與,2.,不需要消耗能量,3.,4.,實(shí)例：葡萄糖進(jìn)入紅細(xì)胞,協(xié)助擴(kuò)散,二、主動(dòng)運(yùn)輸：,物質(zhì)從低濃度一側(cè)運(yùn)輸?shù)礁邼舛鹊囊粋?cè)，需要載體蛋白的協(xié)助，同時(shí)還需要消耗細(xì)胞內(nèi)化學(xué)反應(yīng)所釋放的能量，這種方式叫做主動(dòng)運(yùn)輸。,主動(dòng)運(yùn)輸,特征：,逆濃度梯度運(yùn)輸,1.,需要載體,2.,需要消耗能量,3.,4.,實(shí)例：葡萄糖、氨基酸通過(guò)小腸上

13、皮細(xì)胞膜；離子通過(guò)細(xì)胞膜等,主動(dòng)運(yùn)輸,對(duì)比,比較三種物質(zhì)運(yùn)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(guò)細(xì)胞膜,,葡萄糖通過(guò)紅細(xì)胞,葡萄糖、氨基酸通過(guò)小腸上皮細(xì)胞膜；離子通過(guò)細(xì)胞膜等,細(xì)胞膜可以讓水分子自由通過(guò)，細(xì)胞要選擇吸收的離子和小分子也可通過(guò)，其它的離子、小分子和大分子則不能通過(guò).,細(xì)胞膜的功能特性：選擇透過(guò)性,,三、胞吞和胞吐,一些大分子或物質(zhì)團(tuán)塊的運(yùn)輸

14、，是通過(guò)胞吞和胞吐作用來(lái)實(shí)現(xiàn)的。,胞吞：物質(zhì)以囊泡包裹的形式通過(guò)細(xì)胞膜，從細(xì)胞外進(jìn)入細(xì)胞內(nèi)的過(guò)程。（如果進(jìn)入的是固態(tài)物質(zhì)，稱為吞噬；如果進(jìn)入的是液態(tài)物質(zhì)，稱為胞飲。）,胞吐：物質(zhì)以囊泡的形式通過(guò)細(xì)胞膜，從細(xì)胞內(nèi)排到細(xì)胞外的過(guò)程。,內(nèi)吞作用： 大分子物質(zhì)和顆粒性物質(zhì)附著在細(xì)胞膜上，由細(xì)胞膜內(nèi)陷形成小囊，這些物質(zhì)就被包入小囊內(nèi)，然后，小囊從細(xì)胞膜上脫離下來(lái)形成小囊泡，進(jìn)入細(xì)胞內(nèi)部，這種現(xiàn)象叫做內(nèi)吞作用。,外排作用： 有

15、些物質(zhì)在細(xì)胞膜內(nèi)被一層膜所包圍，形成小囊泡，囊泡膜與細(xì)胞膜融合在一起，小囊泡逐漸移到細(xì)胞表面，并且向細(xì)胞外張開(kāi)，使內(nèi)含物質(zhì)排出細(xì)胞外，這種現(xiàn)象叫做外排作用。,胞吞和胞吐,細(xì)胞攝取或排出大分子和顆粒物質(zhì)的方式,細(xì)胞膜的流動(dòng)性,物質(zhì)通過(guò)小泡轉(zhuǎn)移，需要消耗能量，不需要載體,細(xì)胞外到細(xì)胞內(nèi),細(xì)胞內(nèi)到細(xì)胞外,變形蟲(chóng)吞食食物顆粒、白細(xì)胞吞噬病菌,胰腺細(xì)胞分泌胰島素,物質(zhì)跨膜運(yùn)輸?shù)姆绞?注意：細(xì)胞識(shí)別、分泌、排泄、免疫,,（五）物質(zhì)的跨膜運(yùn)輸,

16、下列最容易通過(guò)細(xì)胞膜的物質(zhì)是 （）A．淀粉 B．脂肪酸 C．糖類 D．核酸,海帶體內(nèi)的碘濃度遠(yuǎn)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(guò)細(xì)胞膜進(jìn)入海帶體內(nèi)的方式是 （） A．自由擴(kuò)散 B．滲透作用 C．主動(dòng)運(yùn)輸 D．被動(dòng)運(yùn)輸,細(xì)胞膜的結(jié)構(gòu)特征是 （） A．具有一定的流

17、動(dòng)性 B．有保護(hù)細(xì)胞內(nèi)部的作用 C．一種半透性膜 D．一種選擇透過(guò)性膜,下列跨膜運(yùn)輸?shù)纳砘顒?dòng)，屬于主動(dòng)運(yùn)輸?shù)氖牵ǎ?A．酒精進(jìn)人胃黏膜細(xì)胞 B．二氧化碳由靜脈血進(jìn)人肺泡內(nèi) C．原尿中的葡萄糖進(jìn)入腎小管上皮細(xì)胞 D．水分子出入細(xì)胞,水分為例擴(kuò)散：物質(zhì)從相對(duì)含量高的部位移動(dòng)到相對(duì)含量低的部位滲透：水分子（或其他溶劑分子）通過(guò)半透膜的擴(kuò)散水分子的自由擴(kuò)散即為滲透作用觀察滲透作用裝置,物質(zhì)跨膜運(yùn)

18、動(dòng)實(shí)例,滲透作用裝置,半透膜是一類可以讓小分子物質(zhì)通過(guò)而大分子物質(zhì)不能通過(guò)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(cè)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(shí)驗(yàn)現(xiàn)象,結(jié)果分析,漏斗中液面上升,單位體積清水中水分子數(shù)比單位體積蔗糖溶液中水分子數(shù)多，因此，根據(jù)擴(kuò)散作用的原理，在單位時(shí)間內(nèi)，水分子由燒杯透過(guò)半透膜進(jìn)入漏斗內(nèi)的數(shù)量，多于水分子由漏斗透過(guò)半透膜進(jìn)入燒杯內(nèi)的數(shù)量

19、，導(dǎo)致漏斗內(nèi)液面上升。,動(dòng)植物細(xì)胞符合滲透系統(tǒng),動(dòng)物細(xì)胞半透膜：細(xì)胞膜濃度差：細(xì)胞質(zhì)與外界溶液,細(xì)胞質(zhì),,,,,細(xì)胞膜,液泡膜,原生質(zhì)層,,細(xì)胞壁,,細(xì)胞液,,（1）一個(gè)成熟的植物細(xì)胞可構(gòu)成一個(gè)滲透系統(tǒng)，發(fā)生滲透作用,植物細(xì)胞,A、理論分析,半透膜,,外界溶液,,濃度差,,,,質(zhì)壁分離和復(fù)原實(shí)驗(yàn),質(zhì)壁分離,質(zhì)壁分離復(fù)原,正常細(xì)胞,質(zhì)壁分離細(xì)胞,液泡大小與顏色的變化以及原生質(zhì)層與細(xì)胞壁的分離情況。,B、實(shí)驗(yàn)證實(shí)：質(zhì)壁分離與

20、復(fù)原實(shí)驗(yàn),將洋蔥表皮細(xì)胞置于0.3g/ml的蔗糖溶液中,實(shí)驗(yàn)方法,質(zhì)壁分離觀察,質(zhì)壁分離結(jié)果分析,質(zhì)壁分離復(fù)原結(jié)果及分析,復(fù)原實(shí)驗(yàn)方法,將已經(jīng)發(fā)生質(zhì)壁分離的洋蔥表皮細(xì)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(xì)胞的結(jié)構(gòu)。,,從載物臺(tái)上取下裝片，用對(duì)側(cè)引流法加入質(zhì)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(xì)胞有何變化。（與自然狀態(tài)下的表皮細(xì)胞比較

21、）,Ⅰ,Ⅱ,Ⅲ,Ⅳ,,1、植物對(duì)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(xì)胞,吸脹作用,滲透作用,吸水方式,,無(wú)大液泡的細(xì)胞,有大液泡的細(xì)胞,,,思考根尖各個(gè)部分細(xì)胞的吸水方式？,滲透作用,,吸脹作用,2、水分的運(yùn)輸、利用和散失,意義,,,,（1）運(yùn)輸動(dòng)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(nèi)運(yùn)輸?shù)闹匾獎(jiǎng)恿?(2)是促進(jìn)溶解在水