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，動物細(xì)胞則沒有,·結(jié)構(gòu)成分：纖維素、果膠,·功能：支持和保護，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：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家也有邊界-----國界細(xì)胞作為一個基本的生命系統(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。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：動物細(xì)胞細(xì)胞膜外沒有細(xì)胞壁,易漲破; 哺乳動物紅細(xì)胞沒有細(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)進出細(xì)胞,將細(xì)胞與外界環(huán)境隔開,由于細(xì)胞膜的存在，使細(xì)胞既是一個“封閉”的系統(tǒng)，又是一個“開放”的系統(tǒng)。,細(xì)胞膜將每個細(xì)胞與周圍環(huán)境隔離開，維持　　了細(xì)胞自身的相對穩(wěn)定。,進行細(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)進出細(xì)胞,控制物質(zhì)進出細(xì)胞,,,,,,,營養(yǎng)物質(zhì),廢物,分泌物,病毒、細(xì)菌,控制

5、的相對性,,易,發(fā)出信號的細(xì)胞,靶細(xì)胞,與膜結(jié)合的 信號分子,相鄰兩個細(xì)胞的細(xì)胞膜接觸，信息從一個細(xì)胞傳遞給另一個細(xì)胞。例如：精子和卵細(xì)胞的識別和結(jié)合,相鄰兩個細(xì)胞之間形成通道，攜帶信息的物質(zhì)通過通道進入另一個細(xì)胞。例如，高等植物細(xì)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(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、下列對細(xì)胞膜化學(xué)組成表達最全面的是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、在哺乳動物受精的過程中，精子能夠與卵細(xì)胞相互識別，體現(xiàn)了細(xì)胞膜的A、能夠保障細(xì)胞內(nèi)部的相對穩(wěn)定 B、能夠控制物質(zhì)進出細(xì)胞C、有利于卵細(xì)胞攝入所需要的精子D、能夠進行細(xì)胞間的信息交流,D,實驗一：19世紀(jì)

7、末，歐文頓的實驗 20世紀(jì)初，膜的分離實驗 課本65頁,細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)的發(fā)現(xiàn)史 :,,水,實驗二：1925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 :,實驗三： 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，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：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-鼠融合實驗：P67,說明細(xì)胞膜的流動性,該實驗反映了細(xì)胞膜有什么

9、特點？,（1）實驗結(jié)果說明細(xì)胞膜的結(jié)構(gòu)特點是具有 ，這是因為 。 （2）若在兩個細(xì)胞融合成一個細(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，這說明 。,實驗分析,一定的流動性,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(shù)人所接受。,連接,磷脂,蛋白質(zhì),,流動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：有保護和潤滑 細(xì)胞膜表面的識別,細(xì)胞膜的結(jié)構(gòu)特點：,表現(xiàn):組成細(xì)胞膜的磷脂分子和蛋白質(zhì)分子都是可以流動的,實例：變形蟲的運動、人體吞噬細(xì)胞吞噬細(xì)菌；內(nèi)吞、外排作用；受精作用；動物細(xì)胞融合；,具有一定的流動性,意義:

11、與物質(zhì)運輸、細(xì)胞識別、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)的簡圖，并注明主要分子的名稱。,（五）物質(zhì)的跨膜運輸?shù)姆绞?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(zhì)進出細(xì)胞，順濃度梯度的擴散方式。,,自由擴散：,協(xié)助擴散：,物質(zhì)通過簡單的擴散作用進出細(xì)胞。,進出細(xì)胞的物質(zhì)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(xì)胞,協(xié)助擴散,二、主動運輸：,物質(zhì)從低濃度一側(cè)運輸?shù)礁邼舛鹊囊粋?cè)，需要載體蛋白的協(xié)助，同時還需要消耗細(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(xì)胞膜；離子通過細(xì)胞膜等,主動運輸,對比,比較三種物質(zhì)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(xì)胞膜,,葡萄糖通過紅細(xì)胞,葡萄糖、氨基酸通過小腸上皮細(xì)胞膜；離子通過細(xì)胞膜等,細(xì)胞膜可以讓水分子自由通過，細(xì)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(xì)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(zhì)團塊的運輸

14、，是通過胞吞和胞吐作用來實現(xiàn)的。,胞吞：物質(zhì)以囊泡包裹的形式通過細(xì)胞膜，從細(xì)胞外進入細(xì)胞內(nèi)的過程。（如果進入的是固態(tài)物質(zhì)，稱為吞噬；如果進入的是液態(tài)物質(zhì)，稱為胞飲。）,胞吐：物質(zhì)以囊泡的形式通過細(xì)胞膜，從細(xì)胞內(nèi)排到細(xì)胞外的過程。,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)胞膜上脫離下來形成小囊泡，進入細(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，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)胞膜的流動性,物質(zhì)通過小泡轉(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)跨膜運輸?shù)姆绞?注意：細(xì)胞識別、分泌、排泄、免疫,,（五）物質(zhì)的跨膜運輸,

16、下列最容易通過細(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，這種碘通過細(xì)胞膜進入海帶體內(nèi)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(xì)胞膜的結(jié)構(gòu)特征是 （） A．具有一定的流

17、動性 B．有保護細(xì)胞內(nèi)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?shù)纳砘顒?，屬于主動運輸?shù)氖牵ǎ?A．酒精進人胃黏膜細(xì)胞 B．二氧化碳由靜脈血進人肺泡內(nèi) C．原尿中的葡萄糖進入腎小管上皮細(xì)胞 D．水分子出入細(xì)胞,水分為例擴散：物質(zhì)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(zhì)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(zhì)通過而大分子物質(zhì)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(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,,實驗現(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)擴散作用的原理，在單位時間內(nèi)，水分子由燒杯透過半透膜進入漏斗內(nèi)的數(shù)量，多于水分子由漏斗透過半透膜進入燒杯內(nèi)的數(shù)量

19、，導(dǎo)致漏斗內(nèi)液面上升。,動植物細(xì)胞符合滲透系統(tǒng),動物細(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）一個成熟的植物細(xì)胞可構(gòu)成一個滲透系統(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)原實驗,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、實驗證實：質(zhì)壁分離與

20、復(fù)原實驗,將洋蔥表皮細(xì)胞置于0.3g/ml的蔗糖溶液中,實驗方法,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)原實驗方法,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)。,,從載物臺上取下裝片，用對側(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,,無大液泡的細(xì)胞,有大液泡的細(xì)胞,,,思考根尖各個部分細(xì)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(nèi)運輸?shù)闹匾獎恿?(2)是促進溶解在水