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1、必修必修1 1 分子与细胞分子与细胞 第第4 4章章 细胞的物质输入和输出细胞的物质输入和输出 第第2 2节节 生物膜的流动镶嵌模型生物膜的流动镶嵌模型 第第3 3节节 物质跨膜运输的方式物质跨膜运输的方式 脂质脂质脂质和蛋白质脂质和蛋白质排列为连续的两层排列为连续的两层19591959年年电镜下细胞膜呈清晰的暗电镜下细胞膜呈清晰的暗亮亮暗三层结构暗三层结构生物膜生物膜_三层结构构成三层结构构成19701970年年 人鼠细胞融合实验人鼠细胞融合实验细胞膜具有细胞膜具有_19721972年年桑格桑格和和尼克森尼克森进行相关研究进行相关研究 生物膜的生物膜的_模型模型蛋白质蛋白质-脂质脂质-蛋白质
2、蛋白质流动性流动性流动镶嵌流动镶嵌思考：根据你学过的知识，举出能证明细胞膜具有流动性的实例？思考：根据你学过的知识，举出能证明细胞膜具有流动性的实例？如：如：变形虫的运动变形虫的运动、胞吞与胞吐胞吞与胞吐、吞噬细胞吞噬病吞噬细胞吞噬病菌菌、精子与卵细胞的融合精子与卵细胞的融合、质壁分离与复原质壁分离与复原等。等。跟踪训练跟踪训练:1.1.在人类对生物膜结构的探索历程中，罗伯特在人类对生物膜结构的探索历程中，罗伯特森提出的三层结构模型与流动镶嵌模型的相同点是森提出的三层结构模型与流动镶嵌模型的相同点是A A都认为磷脂双分子层是构成膜的基本支架都认为磷脂双分子层是构成膜的基本支架B B都认为蛋白质
3、分子均匀排列在脂质分子的两侧都认为蛋白质分子均匀排列在脂质分子的两侧C C都认为组成生物膜的主要物质是蛋白质和脂质都认为组成生物膜的主要物质是蛋白质和脂质D D都认为构成生物膜的磷脂分子和大多数蛋白质分子可都认为构成生物膜的磷脂分子和大多数蛋白质分子可以运动以运动C 二、生物膜流动镶嵌模型的基本内容二、生物膜流动镶嵌模型的基本内容1、结构基本支架基本支架：磷脂双分子层磷脂双分子层。特性：特性：头部亲水，尾部疏水头部亲水，尾部疏水；排列：；排列：尾相对尾相对。蛋白质分布：蛋白质分布：镶在磷脂双分子层表面镶在磷脂双分子层表面 部分或全部嵌入磷脂双分子层中部分或全部嵌入磷脂双分子层中 贯穿整个磷脂双
4、分子层贯穿整个磷脂双分子层糖被：组成糖被：组成:蛋白质蛋白质+糖类糖类；分布；分布:细胞膜的外表面细胞膜的外表面；功能功能:具有具有保护保护、润滑润滑和和识别识别作用作用2 2、结构特点：、结构特点：具有一定的流动性具有一定的流动性。原因原因:组成膜的磷脂分子和大多数蛋白质分子都是可以运动的组成膜的磷脂分子和大多数蛋白质分子都是可以运动的。3 3、功能特点：、功能特点：具有选择透过性具有选择透过性。4 4、膜的组成结构和功能可表示为：、膜的组成结构和功能可表示为：特别提醒：特别提醒：(1)(1)细胞膜组成中的蛋白质有部分起细胞膜组成中的蛋白质有部分起载体作用载体作用，其，其特异性特异性和和数量
5、的多少数量的多少，决定了其，决定了其运输物质的种类运输物质的种类和和数量数量。(2)(2)流动性是细胞膜结构的固有属性流动性是细胞膜结构的固有属性，无论细胞是否与外界发生物质交，无论细胞是否与外界发生物质交换关系，流动性总是存在的，而换关系，流动性总是存在的，而选择透过性只在完成物质交换功能时选择透过性只在完成物质交换功能时才能体现出来才能体现出来。磷脂双分子层磷脂双分子层覆盖覆盖嵌入嵌入贯穿贯穿组组成成磷脂分子磷脂分子流动性流动性保证保证物质交换正常进行物质交换正常进行体现体现选择透过性选择透过性被动运输被动运输主动运输主动运输物质交换物质交换+细胞识别细胞识别功能功能结构结构组成组成决定决
6、定分布分布糖被糖被细胞膜细胞膜外表面外表面部分部分+蛋白质分子蛋白质分子+糖类糖类跟踪训练跟踪训练:2.2.下图是细胞膜的亚显微结构模式图，下图是细胞膜的亚显微结构模式图，表示构成细胞膜的物质。有关说法表示构成细胞膜的物质。有关说法错误错误的是的是A A构成细胞膜的基本骨架构成细胞膜的基本骨架B B细胞膜结构特点是选择透过性细胞膜结构特点是选择透过性C C细胞识别与物质细胞识别与物质有关有关D D由由参加的物质运输不一定为主动运输参加的物质运输不一定为主动运输B三、三、物质跨膜运输的方式物质跨膜运输的方式1.离子、小分子物质运输方式的比较运输方式运输方式被动运输被动运输主动运输主动运输自由扩散
7、自由扩散协助扩散协助扩散运输方向运输方向高浓度高浓度低浓度低浓度低浓度低浓度高浓度高浓度运输特点运输特点不需要载体不需要载体蛋白和能量蛋白和能量需要载体蛋白、需要载体蛋白、不需要能量不需要能量需要载体蛋白需要载体蛋白和能量和能量图例图例动力动力浓度差浓度差浓度差浓度差能量能量(由由ATP直接提供直接提供)实例实例水、气体、水、气体、脂溶性物质脂溶性物质红细胞吸收葡红细胞吸收葡萄糖萄糖小肠吸收无机盐、葡小肠吸收无机盐、葡萄糖、氨基酸等萄糖、氨基酸等2 2大分子物质的运输方式大分子物质的运输方式大分子物质以大分子物质以_方式进出细胞。方式进出细胞。胞吞和胞吐胞吞和胞吐胞吐作用胞吐作用胞吞作用运输方
8、式运输方向运输特点实例胞吞细胞外细胞内需要能量，不需要载体蛋白白细胞吞噬病菌变形虫吞噬食物颗粒胞吐细胞内细胞外胰腺细胞分泌胰岛素跟踪训练跟踪训练:3.下列关于物质跨膜运输的叙述，下列关于物质跨膜运输的叙述，错误错误的是的是 A.主动运输过程中，需要载体蛋白协助和主动运输过程中，需要载体蛋白协助和ATP提供能量提供能量B.在静息状态下，神经细胞不再进行葡萄糖的跨膜运输在静息状态下，神经细胞不再进行葡萄糖的跨膜运输C.质壁分离过程中，水分子外流导致细胞内渗透压升高质壁分离过程中，水分子外流导致细胞内渗透压升高D.抗体分泌过程中，囊泡膜经融合成为细胞膜的一部分抗体分泌过程中，囊泡膜经融合成为细胞膜的
9、一部分B跟踪训练跟踪训练:4.4.有一位科学家分离到一种动物细胞的细胞膜，有一位科学家分离到一种动物细胞的细胞膜，他将膜放在特制的仪器中，分隔两边装蒸馏水的槽。当他将他将膜放在特制的仪器中，分隔两边装蒸馏水的槽。当他将稀释的乙酸放入一侧时，发现另一侧槽中的稀释的乙酸放入一侧时，发现另一侧槽中的pHpH没有变化。于没有变化。于是他将动物细胞匀浆磨碎，过滤出细胞器和膜的碎片，然后是他将动物细胞匀浆磨碎，过滤出细胞器和膜的碎片，然后再将滤液加到加过乙酸的一侧，这时发现另外一侧的再将滤液加到加过乙酸的一侧，这时发现另外一侧的pHpH下降下降了。造成这种变化的了。造成这种变化的最合理最合理的解释是的解释
10、是 A A质子通过主动运输跨膜运输质子通过主动运输跨膜运输 B B质子通过自由扩散跨膜运输质子通过自由扩散跨膜运输 C C质子通过协助扩散跨膜运输质子通过协助扩散跨膜运输 D D细胞滤液能溶解膜中的脂质细胞滤液能溶解膜中的脂质A 一、影响跨膜运输的因素一、影响跨膜运输的因素1.1.物质浓度物质浓度运运输输速速率率物质浓度物质浓度自由扩散自由扩散物质浓度物质浓度运运输输速速率率P P点后速率受载体蛋白数量制约点后速率受载体蛋白数量制约协助扩散或主动运输协助扩散或主动运输P P细细胞胞内内浓浓度度P P时间时间主动运输主动运输O OP P点后点后:低浓度低浓度 高浓度高浓度细胞外浓度细胞外浓度2.
11、2.氧气浓度氧气浓度3.3.温度温度二、物质跨膜运输中易混概念的比较二、物质跨膜运输中易混概念的比较1.1.扩散、自由扩散和渗透扩散、自由扩散和渗透(1)(1)概念比较概念比较扩散：指物质从高浓度区域向低浓度区域自然运动的现象，例如向扩散：指物质从高浓度区域向低浓度区域自然运动的现象，例如向一杯清水中滴入一滴红墨水后发生的现象或向一杯水中加一匙蔗糖后一杯清水中滴入一滴红墨水后发生的现象或向一杯水中加一匙蔗糖后发生的现象。发生的现象。自由扩散：指物质通过半透膜的顺浓度梯度的扩散，如细胞吸收氧自由扩散：指物质通过半透膜的顺浓度梯度的扩散，如细胞吸收氧气和排出二氧化碳的现象。气和排出二氧化碳的现象。
12、渗透：指水分子或其他溶剂分子通过半透膜的扩散，如细胞的渗透渗透：指水分子或其他溶剂分子通过半透膜的扩散，如细胞的渗透吸水或失水。吸水或失水。(2)(2)概念图比较概念图比较 a a：扩散：扩散 b b：自由扩散：自由扩散 c c：渗透：渗透(3)(3)三种方式的比较三种方式的比较运动方向运动方向 是否通过是否通过半透膜半透膜 物质类型物质类型 扩散扩散 高浓度高浓度低浓低浓度度 不一定通过不一定通过 溶质、溶剂溶质、溶剂 自由扩散自由扩散 高浓度高浓度低浓低浓度度 通过通过 溶质、溶剂溶质、溶剂 渗透渗透 高浓度高浓度低浓低浓度度 通过通过 溶剂溶剂 2.2.半透膜、脂双层膜、全透膜与选择透过
13、性膜半透膜、脂双层膜、全透膜与选择透过性膜(1)(1)半透膜：某些物质可以透过，而另一些物质不能透过的半透膜：某些物质可以透过，而另一些物质不能透过的多孔性薄膜多孔性薄膜(如动物的膀胱、肠衣及玻璃纸等如动物的膀胱、肠衣及玻璃纸等)。能否透过半。能否透过半透膜往往取决于分子直径的大小和膜上小孔直径的大小。透膜往往取决于分子直径的大小和膜上小孔直径的大小。(2)(2)脂双层膜脂双层膜(人工质膜人工质膜)：人工合成的无蛋白质的脂质双分：人工合成的无蛋白质的脂质双分子膜，类似于磷脂双分子层，它能允许水、甘油、乙醇、子膜，类似于磷脂双分子层，它能允许水、甘油、乙醇、O O2 2、COCO2 2、N N2 2等小分子通过，其他分子、离子都不能通过。等小分子通过，其他分子、离子都不能通过。(3)(3)全透膜：各种大分子和小分子物质都能通过的膜全透膜：各种大分子和小分子物质都能通过的膜(如失如失去活性的生物膜去活性的生物膜)。(4)(4)选择透过性膜：具有选择透过性的膜选择透过性膜：具有选择透过性的膜(细胞膜、细胞器细胞膜、细胞器膜等生物膜膜等生物膜)，只有被选择的小分子和离子才能通过。能否，只有被选择的小分子和离子才能通过。能否通过膜取决于膜上载体蛋白的种类和数量。通过膜取决于膜上载体蛋白的种类和数量。