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1、第1节 细胞膜系统的边界第1页，本讲稿共47页第第1节节 细胞膜细胞膜系统的边界系统的边界（第（第4章）第章）第2节节 生物膜的流动镶嵌模型生物膜的流动镶嵌模型本节内容：本节内容：1生物膜结构的探索历程生物膜结构的探索历程2细胞膜的成分及各成分的作用细胞膜的成分及各成分的作用3生物膜的结构生物膜的结构4生物膜的特点生物膜的特点5细胞膜的功能细胞膜的功能6实验：细胞膜的制备实验：细胞膜的制备7鉴别活细胞和死细胞的方法鉴别活细胞和死细胞的方法8细胞壁的化学成分和作用细胞壁的化学成分和作用第2页，本讲稿共47页一、生物膜结构的探索历程一、生物膜结构的探索历程:(1)19(1)19世纪末世纪末,欧文顿
2、通过实验发现脂溶性物质容易通过欧文顿通过实验发现脂溶性物质容易通过细胞膜细胞膜,由此提出：由此提出：_._.(2)20(2)20世纪初世纪初,经过化学分析表明经过化学分析表明:_:_(3)1925(3)1925年年,荷兰科学家提取出构成红细胞膜的脂质荷兰科学家提取出构成红细胞膜的脂质,在在水面上形成的单分子层水面上形成的单分子层,其面积是红细胞面积的两倍其面积是红细胞面积的两倍,得得出结论出结论:.:.(4)1959(4)1959年年,罗伯特森在电镜下观察到细胞膜暗罗伯特森在电镜下观察到细胞膜暗亮亮暗暗三层结构三层结构,提出生物膜的模型提出生物膜的模型:_ :_ _ ._ .膜是由脂质组成的膜
3、是由脂质组成的膜的主要成分是脂质和蛋白质膜的主要成分是脂质和蛋白质细胞膜的脂质排列为两层细胞膜的脂质排列为两层所有生物膜都是由蛋白质所有生物膜都是由蛋白质脂质脂质蛋白质蛋白质构成的构成的,属于统一的属于统一的,静态的模型静态的模型第3页，本讲稿共47页(5)20世纪60年代以后,人们对于生物膜的模型提出质疑:一是经过各种方法研究,蛋白质并非单纯排在脂质两侧,有的镶嵌在脂质层中;二是细胞膜不是静止不动的,通过荧光标记蛋白质可以在细胞融合过程中完全混合,以及其他的各种实验表明:。(6)1972年,桑格和尼克森提出:_,被人们广泛接受.细胞膜具有流动性细胞膜具有流动性细胞膜的流动镶嵌模型细胞膜的流动
4、镶嵌模型第4页，本讲稿共47页成分在细胞膜构成中的作用所占比例蛋白质脂质糖类蛋白质是生命活动的主要承担者，细胞膜的蛋白质是生命活动的主要承担者，细胞膜的功能主要由蛋白质来行使，功能主要由蛋白质来行使，功能越复杂的细功能越复杂的细胞膜，其蛋白质的种类和数量越多胞膜，其蛋白质的种类和数量越多。磷脂磷脂是构成细胞膜的重要成分，在组成细是构成细胞膜的重要成分，在组成细胞膜的脂质中含量最高，有些细胞膜具有胞膜的脂质中含量最高，有些细胞膜具有胆固醇胆固醇 与膜蛋白或膜脂结合成与膜蛋白或膜脂结合成糖蛋白或糖脂糖蛋白或糖脂，分布在，分布在细胞膜的细胞膜的外表面外表面，糖蛋白（也叫糖被）有，糖蛋白（也叫糖被）有
5、保保护、润滑和识别护、润滑和识别作用。作用。约约40%约约50%约约2-10%二、细胞膜的成分及各成分的作用第5页，本讲稿共47页三、生物膜的结构三、生物膜的结构流动镶嵌模型流动镶嵌模型(1)磷脂双分子层磷脂双分子层：构成膜的基本支架构成膜的基本支架(2)蛋白质分子蛋白质分子：有些分布在膜有些分布在膜表面表面；有些；有些部分或全部镶嵌部分或全部镶嵌在磷脂在磷脂双分子层中；有些双分子层中；有些横跨横跨整个磷脂双分子层整个磷脂双分子层(3)糖类糖类：在细胞膜在细胞膜外表外表，由细胞膜上的蛋白质与糖类结合形，由细胞膜上的蛋白质与糖类结合形成的糖蛋白，叫做糖被。成的糖蛋白，叫做糖被。第6页，本讲稿共4
6、7页四、生物膜的特点四、生物膜的特点 1 1、生物膜的结构特点、生物膜的结构特点（1 1）镶嵌性：）镶嵌性：膜的基本结构是由膜的基本结构是由磷脂双分子层和蛋白质磷脂双分子层和蛋白质镶嵌构成镶嵌构成 （2 2）不对称性不对称性：膜两侧的分子性质和结构不相同。（糖蛋膜两侧的分子性质和结构不相同。（糖蛋白只存在于外表面）白只存在于外表面）（3 3）流动性：流动性：第7页，本讲稿共47页结构特点：结构特点：原因：原因：膜结构中的蛋白质和脂质分子是膜结构中的蛋白质和脂质分子是可以运动可以运动的。的。表现：表现：(1)人鼠细胞融合杂交实验人鼠细胞融合杂交实验 (2)变形虫捕食和伪足的形成变形虫捕食和伪足的
7、形成 (3)白细胞吞噬细菌白细胞吞噬细菌 (4)胞吞与胞吐胞吞与胞吐 (5)细胞融合细胞融合影响因素：影响因素：温度、温度、pH、脂溶剂、脂溶剂意义意义:为细胞的吸收为细胞的吸收,分泌分泌,修复修复,融合融合,运动运动,捕食捕食,变形变形,分裂等提供了基础分裂等提供了基础.流动性流动性第8页，本讲稿共47页2、功能特点：、功能特点：原因：原因：遗传物质遗传物质载体种类、数量载体种类、数量选择性选择性表现：表现：植物根对矿质元素的选择性吸收，肾小管的重植物根对矿质元素的选择性吸收，肾小管的重吸收吸收影响因素：影响因素：载体的种类和数量载体的种类和数量选择透过性选择透过性第9页，本讲稿共47页3、
8、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区别：区别：流动性是细胞膜流动性是细胞膜 特点；特点；选择透过性是细胞膜选择透过性是细胞膜 特点。特点。联系：联系：细胞膜的流动性是表现其选择透过性的细胞膜的流动性是表现其选择透过性的结结构基础构基础。结构结构功能功能第10页，本讲稿共47页(10湖北）下列过程中,不直接依赖细胞膜的流动性就能完成的是A.植物体细胞杂交中原生质体融合 B.mRNA与游离核糖体的结合C.胰岛B细胞分泌胰岛素 D.吞噬细胞对抗原的摄取第11页，本讲稿共47页（09广东）细胞膜上一般不含有（）A.胆固醇B.磷脂C.血红蛋白D.糖蛋白第12页，本讲稿共4
9、7页（汕头调研）下列生物中，除细胞膜外几乎不（汕头调研）下列生物中，除细胞膜外几乎不含磷脂分子的有（）含磷脂分子的有（）乳酸菌乳酸菌变形虫变形虫肺炎双球菌肺炎双球菌蓝藻蓝藻酵母菌酵母菌A.B.C.D.第13页，本讲稿共47页（广州一模）下列过程不能体现细胞膜的流动性的是（）A.由一个细胞分裂为两个细胞B.高尔基体产生的囊泡与细胞膜的融合C.萎蔫的植物细胞出现质壁分离D.细胞膜糖蛋白的识别过程第14页，本讲稿共47页（07广东）人体淋巴细胞细胞膜的主要成分是广东）人体淋巴细胞细胞膜的主要成分是A蛋白质和多糖蛋白质和多糖B多糖和脂质多糖和脂质C脂质和核酸脂质和核酸D蛋白质和脂质蛋白质和脂质【答案】
10、【答案】D第15页，本讲稿共47页磷脂是组成细胞膜的重要成分，这与磷脂分子的头部亲水、尾部疏水的性质有关。某研究小组发现植物种子细胞以小油滴的方式贮存油，每个小油滴都由磷脂膜包被着，该膜最可能的结构是（）A.由单层膜磷脂分子构成，磷脂的尾部向着油滴内B.由单层膜磷脂分子构成，磷脂的头部向着油滴内C.由两层膜磷脂分子构成，结构与细胞膜大体相同D.由两层膜磷脂分子构成，两层磷脂的头部相对第16页，本讲稿共47页根据细胞膜的化学成分和结构特点，分析下列材料并回答有关问题：(1)1895年Overton在研究各种未受精卵细胞的通透性时，发现脂溶性物质容易透过细胞膜，不溶于脂类的物质透过细胞膜十分困难。
11、这表明组成细胞膜的主要成分中有_。(2)1925年Gorter Grendel用丙酮提取红细胞膜的类脂，并将它在空气一水接面上展开时，这个单层分子的面积相当于原来红细胞表面积的两倍。由此可以认为细胞膜由_ _组成。脂质脂质磷脂双分子层磷脂双分子层 第17页，本讲稿共47页(3)科学工作者用绿色和红色荧光染料，分别标记人和鼠的细胞膜上的蛋白质，然后将两个细胞融合成一个细胞。起初，一半膜发绿色荧光，另一半膜发红色荧光。一段时间后，两种颜色的荧光点均匀分布，如下图所示：该实验结果说明细胞膜该实验结果说明细胞膜_，这是因为，这是因为_。若在两个细胞融合成一个细胞后，将融合细胞置于若在两个细胞融合成一个
12、细胞后，将融合细胞置于0条件下保持条件下保持40分钟，则融合细胞仍是一半膜发绿色荧光，另一半膜发红色荧光，这说明分钟，则融合细胞仍是一半膜发绿色荧光，另一半膜发红色荧光，这说明_。具有一定的流动性具有一定的流动性 蛋白质分子的活动受温度的影响蛋白质分子的活动受温度的影响 蛋白质分子是可以运动蛋白质分子是可以运动第18页，本讲稿共47页五、细胞膜的功能五、细胞膜的功能1.将细胞与外界环境分隔开将细胞与外界环境分隔开2.控制物质进出细胞控制物质进出细胞3.进行细胞间的信息交流进行细胞间的信息交流第19页，本讲稿共47页1、实验：细胞膜的制备、实验：细胞膜的制备 原理：哺乳动物成熟的红细胞原理：哺乳
13、动物成熟的红细胞在低渗环境中，在低渗环境中，细胞会因过度吸水而涨破，细胞会因过度吸水而涨破，从而可以用来制备从而可以用来制备细胞膜。细胞膜。六、细胞膜的制备方法及材料：第20页，本讲稿共47页2、流程：选材制备装片观察滴清水观察结果选材：选材：哺乳动物成熟的红细胞哺乳动物成熟的红细胞.没有细胞核和具有膜结构的细胞器；没有细胞核和具有膜结构的细胞器；动物细胞没有细胞壁；动物细胞没有细胞壁；红细胞数量大，材料易得。红细胞数量大，材料易得。取得红细胞后应先用适量的生理盐水稀释，目的是：取得红细胞后应先用适量的生理盐水稀释，目的是：使红细胞暂时维持原有的形态；使红细胞暂时维持原有的形态；使红细胞分散开
14、，不易凝集成块使红细胞分散开，不易凝集成块.滴清水：使细胞吸水涨破。滴清水：使细胞吸水涨破。结果：凹陷消失，细胞体积增大，很快细胞结果：凹陷消失，细胞体积增大，很快细胞破裂，内容物流出。破裂，内容物流出。第21页，本讲稿共47页七、鉴别活细胞和死细胞的方法七、鉴别活细胞和死细胞的方法1、染色排除法；、染色排除法；原理：活细胞具有选择透过性原理：活细胞具有选择透过性2、渗透验证法。、渗透验证法。原理：活的植物细胞具有质壁分离与复原现象原理：活的植物细胞具有质壁分离与复原现象第22页，本讲稿共47页支持和保护支持和保护纤维素和果胶纤维素和果胶肽聚糖肽聚糖八、细胞壁的化学成分和作用：1.植物细胞壁组
15、成成分：。2.作用：。3.细菌细胞壁的主要成分是 。4.真菌细胞壁的主要成分是 。几丁质几丁质第23页，本讲稿共47页（09北京）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A.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C.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第24页，本讲稿共47页（09海南）能使植物细胞壁和细胞膜结构均破坏的一组酶是A淀粉酶、纤维素酶、溶菌酶B纤维素酶、果胶酶、蛋白酶C果胶酶、溶菌酶、纤维素酶D磷脂酶、淀粉酶、蛋白酶第25页，本讲稿共47页科学家在制备较纯净的细胞膜时，一般不选用植物细胞，其
16、原因是(双项)A、植物细胞细胞液中的有机酸会溶解膜结构B、光学显微镜下观察植物细胞，看不到细胞膜、植物细胞有细胞壁，提取细胞膜的过程比较繁琐、植物细胞内会有其他膜结构干扰D D第26页，本讲稿共47页人们已经通过化学实验证明了细胞膜中含有磷脂分子。现在请你设计一个实验验证细胞膜中含有蛋白质成分。（1）实验课题：。（2）实验目的：利用化学试剂检测细胞膜中的蛋白质成分。（3）实验原理：。（4）实验材料：细胞膜样液，蒸馏水、洁净试管、滴管、双缩脲试剂等。验证细胞膜中含有蛋白质成分验证细胞膜中含有蛋白质成分蛋白质与双缩脲试剂发生反应呈现紫色蛋白质与双缩脲试剂发生反应呈现紫色第27页，本讲稿共47页（5）实验步骤：）实验步骤：取洁净的试管取洁净的试管2支，编号为甲、乙；支，编号为甲、乙；向甲试管中滴加向甲试管中滴加2ml的细胞膜样液，的细胞膜样液，。（6）实验现象：）实验现象：（7）实验结论：）实验结论：向乙试管中滴加向乙试管中滴加2ml的蒸馏水的蒸馏水向甲、乙试管中各滴加向甲、乙试管中各滴加3-4滴双缩脲试剂，滴双缩脲试剂，振荡摇匀观察其颜色变化振荡摇匀观察其颜色变化甲试管中液体为紫色，乙试管中液体无颜色变化甲试管中液体为紫色，乙试管中液体无颜色变化细胞膜中含有蛋白质成分细胞膜中含有蛋白质成分第28页，本讲稿共47页