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高中生物细胞膜的结构与功能本讲稿第一页，共三十五页第一章细胞的物质交换第一章细胞的物质交换第一节细胞膜的结构与功能第一节细胞膜的结构与功能本讲稿第二页，共三十五页谁谁是是细细胞膜胞膜结结构的构的发现发现者？者？本讲稿第三页，共三十五页学习目标学习目标1.简简述述细细胞膜的胞膜的结结构与功能。构与功能。2.说说出出细细胞膜的成分、胞膜的成分、结结构特点及功能。构特点及功能。关键术语关键术语1.流流动镶动镶嵌模型嵌模型2.细细胞膜的基本骨架胞膜的基本骨架3.糖蛋白与信号糖蛋白与信号转导转导、细细胞胞识别识别4.细细胞膜的胞膜的结结构特点构特点本讲稿第四页，共三十五页1细胞膜结构的认识过程细胞膜结构的认识过程细胞膜的结构细胞膜的结构时间科学家发现结论1895年欧瓦顿 比非脂溶性物质更容易透过细胞膜进入细胞细胞膜由脂质组成20世纪初分离并分析出哺乳动物红细胞膜的主要成分为 .细胞膜的主要成分是 .脂溶性物脂溶性物质质磷脂和蛋白磷脂和蛋白质质磷脂和蛋白磷脂和蛋白质质本讲稿第五页，共三十五页1917年朗姆瓦将 溶于苯和水中，其磷脂分子可排列成单层，其 浸入水中细胞膜中的脂质主要是 ，它具有 .1925年高特和格伦德磷脂分子排成单层后的面积恰好等于红细胞表面积的 .细胞膜具有 结构磷脂磷脂磷脂分子磷脂分子亲亲水性水性头头部部亲亲水性水性头头部部两倍两倍磷脂双分子磷脂双分子层层本讲稿第六页，共三十五页1970年弗雷和埃迪登 细胞杂交实验细胞膜具有 .1972年辛格等提出 .人鼠人鼠一定的流一定的流动动性性流流动镶动镶嵌模型嵌模型本讲稿第七页，共三十五页2.流动镶嵌模型流动镶嵌模型(1)细胞膜的成分细胞膜的成分主主要成分是要成分是 和和 。构成构成细细胞膜的脂胞膜的脂质质主要是主要是 ，还还有一些有一些 和和 等。等。(2)细胞膜的基本骨架细胞膜的基本骨架 。(3)细胞膜中的蛋白质细胞膜中的蛋白质以以不同深度不同深度 、或或 于磷脂双分子于磷脂双分子层层中。中。有有的的蛋蛋白白质质分分子子与与糖糖结结合合成成 ，与与 和和细细胞胞识别识别有关。有关。脂脂质质蛋白蛋白质质磷脂分子磷脂分子糖脂糖脂胆固醇胆固醇磷脂双分子磷脂双分子层层覆盖覆盖镶镶嵌嵌贯贯穿穿糖蛋白糖蛋白信号信号转导转导本讲稿第八页，共三十五页(4)细胞膜的结构特点细胞膜的结构特点具有一定的具有一定的 。原因：构成原因：构成细细胞膜的胞膜的 和和 分子大多数是可以运分子大多数是可以运动动的。的。思维激活思维激活1 如如何制何制备较为纯净备较为纯净的的细细胞膜？胞膜？提提示示选选用用没没有有细细胞胞核核和和众众多多细细胞胞器器的的哺哺乳乳动动物物的的成成熟熟红红细细胞胞，放放入清水中，细胞吸水涨破，细胞内容物流出，即可得到细胞膜。入清水中，细胞吸水涨破，细胞内容物流出，即可得到细胞膜。流流动动性性磷脂磷脂蛋白蛋白质质本讲稿第九页，共三十五页1生物膜的流动镶嵌模型生物膜的流动镶嵌模型本讲稿第十页，共三十五页(1)化学成分：主要由脂化学成分：主要由脂质质和蛋白和蛋白质组质组成。成。(2)基基本本骨骨架架：磷磷脂脂双双分分子子层层(磷磷脂脂分分子子以以疏疏水水性性的的尾尾部部相相对对，亲亲水水性的性的头头部朝向两部朝向两侧侧而构成而构成)。(3)蛋白蛋白质质在膜上的排列方式及功能在膜上的排列方式及功能排列方式：覆盖、排列方式：覆盖、镶镶嵌或嵌或贯贯穿于磷脂双分子穿于磷脂双分子层层中。中。(4)蛋白蛋白质质的功能的功能作作为载为载体，体，负责细负责细胞内外物胞内外物质质运运输输。信号信号转导转导作用，通作用，通过过糖蛋白和信号分子糖蛋白和信号分子结结合合进进行。行。本讲稿第十一页，共三十五页2生物膜的结构特点生物膜的结构特点具有一定的流动性具有一定的流动性(1)结结构构基基础础：构构成成膜膜的的磷磷脂脂分分子子和和大大多多数数蛋蛋白白质质分分子子是是可可以以运运动动的。的。(2)实验验证实验验证人鼠人鼠细细胞融合胞融合实验实验本讲稿第十二页，共三十五页(3)其其他他验验证证实实例例：质质壁壁分分离离与与复复原原、变变形形虫虫运运动动、内内吞吞和和外外排、白排、白细细胞吞噬胞吞噬细细菌等。菌等。提醒提醒通过糖蛋白的位置可判断细胞膜的内侧和外侧。通过糖蛋白的位置可判断细胞膜的内侧和外侧。细胞膜上的脂质主要是磷脂，还有胆固醇和糖脂。细胞膜上的脂质主要是磷脂，还有胆固醇和糖脂。对细胞膜具有流动性的理解：对细胞膜具有流动性的理解：膜膜结结构构中中的的蛋蛋白白质质和和脂脂质质分分子子在在膜膜中中可可做做多多种种形形式式的的移移动动，膜膜整整体体结结构构也也具具有有流流动动性性。流流动动性性具具有有重重要要的的生生理理意意义义：物物质质运运输输、细细胞胞识识别别、细细胞胞融融合合、细细胞胞膜膜表表面面受受体体功功能能调调节节等等均与之相关。均与之相关。本讲稿第十三页，共三十五页【巩固巩固1】下下列哪列哪项项不符合生物膜的流不符合生物膜的流动镶动镶嵌模型嵌模型()。A磷脂双分子磷脂双分子层层是是轻轻油般的流体，具有流油般的流体，具有流动动性性B每个磷脂分子的疏水端都向内每个磷脂分子的疏水端都向内C嵌入磷脂双分子嵌入磷脂双分子层层的蛋白的蛋白质质大多能运大多能运动动D膜中的磷脂和蛋白膜中的磷脂和蛋白质质之之间间没有没有联联系，所以才具流系，所以才具流动动性性解解析析膜膜中中的的磷磷脂脂分分子子和和蛋蛋白白质质分分子子大大都都不不是是静静止止的的，都都能能发发生生一一定定的的运运动动。但但生生物物膜膜是是一一个个整整体体，它它上上面面的的各各种种分分子子相相互互作作用用、密密切联系，才维持了生物膜的整体性。切联系，才维持了生物膜的整体性。答案答案D本讲稿第十四页，共三十五页1细胞膜首先具有细胞膜首先具有 作用，将细胞与外界环境分隔开。作用，将细胞与外界环境分隔开。2细细胞膜具有控制胞膜具有控制细细胞与外界胞与外界 的功能。的功能。3细细胞胞膜膜具具有有 功功能能。如如动动物物细细胞胞膜膜表表面面的的 具具有有识识别别作作用用，就就像像细细胞胞与与细细胞胞间间以以及及细细胞胞与与大大分分子子物物质质间间互互相相联联络络的的语语言。言。细胞膜的功能细胞膜的功能屏障屏障物物质质交交换换信息信息传递传递糖蛋白糖蛋白本讲稿第十五页，共三十五页思维激活思维激活2“出淤泥而不染出淤泥而不染”体体现现了了细细胞膜的什么功能？胞膜的什么功能？提提示示体体现现了了将将细细胞胞与与外外界界环环境境分分隔隔开开及及控控制制物物质质进进出出细细胞胞两两方方面面的功能。的功能。本讲稿第十六页，共三十五页1屏障作用屏障作用保保护细护细胞不受外来物胞不受外来物质质的干的干扰扰和有害物和有害物质质的侵的侵袭袭。2控制细胞的物质交换控制细胞的物质交换(1)活活细细胞胞进进行行新新陈陈代代谢谢时时，将将需需要要的的营营养养物物质质运运入入细细胞胞，将将代代谢谢废废物排出去。物排出去。(2)能能将将生生物物生生命命活活动动需需要要的的物物质质运运入入，阻阻止止不不需需要要的的物物质质进进入入，即即具具有有选选择择性性。这这种种特特点点是是有有一一定定限限度度的的，如如病病毒毒对对人人体体有有害害，但但可以可以进进入入细细胞；胞；铅对铅对人体有毒，能影响智力，也能人体有毒，能影响智力，也能进进入人体。入人体。(3)细细胞膜胞膜对对物物质质的的选择选择性运性运输输与其上的与其上的载载体种体种类类和数量有关。和数量有关。本讲稿第十七页，共三十五页3细胞间的信息交流细胞间的信息交流(1)细细胞膜在胞膜在细细胞胞间联间联系中系中负责负责信息的接收与信息的接收与传递传递。(2)“细细胞胞识识别别”是是指指一一种种生生物物的的细细胞胞对对同同种种或或另另一一种种生生物物的的细细胞胞认认识识与与鉴鉴别别。如如白白细细胞胞能能吞吞噬噬细细菌菌却却从从来来不不吞吞噬噬自自身身的的正正常常细细胞胞，精精子子和和卵卵细细胞胞识识别别后后融融合合等等。这这些些细细胞胞间间的的识识别别作作用用依依赖赖于于细细胞胞膜膜表表面的糖蛋白。面的糖蛋白。本讲稿第十八页，共三十五页提醒提醒细胞间信息交流主要有三种方式细胞间信息交流主要有三种方式通过体液的传递来进行，如激素通过体液的传递来进行，如激素相邻细胞间的直接接触：如精子和卵细胞相邻细胞间的直接接触：如精子和卵细胞通过形成通道进行联系：如植物细胞间的胞间连丝通过形成通道进行联系：如植物细胞间的胞间连丝本讲稿第十九页，共三十五页【巩固巩固2】下下列列选项选项不属于不属于细细胞膜的生理功能胞膜的生理功能()。A保保护护性屏障性屏障B控制物控制物质进质进出出细细胞胞C信息的接收和信息的接收和传递传递D能量的能量的储储存和存和释释放放解解析析细细胞胞膜膜将将细细胞胞与与外外界界环环境境分分隔隔开开，保保障障了了细细胞胞内内部部环环境境的的相相对对稳稳定定，起起到到了了保保护护性性屏屏障障的的作作用用，能能控控制制物物质质进进出出细细胞胞，进进行行细细胞间的信息交流，能量的储存和释放不属于细胞膜的功能。胞间的信息交流，能量的储存和释放不属于细胞膜的功能。答案答案D本讲稿第二十页，共三十五页【例例1】下下列关于列关于细细胞膜的叙述，不正确的是胞膜的叙述，不正确的是()。A细细胞膜主要由脂胞膜主要由脂质质和蛋白和蛋白质组质组成成B不同功能的不同功能的细细胞，其胞，其细细胞膜上蛋白胞膜上蛋白质质的种的种类类和数量相同和数量相同C组组成成细细胞膜的脂胞膜的脂质质中，磷脂最丰富中，磷脂最丰富D癌癌细细胞的胞的恶恶性增殖和性增殖和转转移与癌移与癌细细胞膜成分的改胞膜成分的改变变有关有关细胞膜的成分及特点细胞膜的成分及特点本讲稿第二十一页，共三十五页思维导图思维导图：答案答案B本讲稿第二十二页，共三十五页反思反思不同细胞膜的特点：不同细胞膜的特点：不同的细胞膜所含蛋白质与脂质的比例有所不同。不同的细胞膜所含蛋白质与脂质的比例有所不同。癌癌细细胞胞与与正正常常细细胞胞相相比比，细细胞胞膜膜的的成成分分发发生生改改变变，有有的的产产生生了了甲甲胎蛋白和癌胚抗原等物质。胎蛋白和癌胚抗原等物质。本讲稿第二十三页，共三十五页【变式突破变式突破1】细细胞胞膜膜上上与与细细胞胞的的识识别别、免免疫疫、信信息息传传递递有有着着密密切切关关系系的的化化学学物物质质是是()。A磷脂磷脂 B脂肪脂肪C核酸核酸 D蛋白蛋白质质解解析析细细胞胞膜膜主主要要由由脂脂质质和和蛋蛋白白质质组组成成，其其中中蛋蛋白白质质的的种种类类很很多多，有有的的是是运运输输物物质质的的载载体体，有有的的是是识识别别作作用用的的糖糖蛋蛋白白，有有的的是是接接受受信信号号的的受受体体，有有的的是是具具有有特特异异性性的的抗抗体体，所所以以蛋蛋白白质质与与细细胞胞识识别别、免免疫、信息传递有着密切关系。疫、信息传递有着密切关系。答案答案D本讲稿第二十四页，共三十五页【例例2】细细胞膜胞膜对对物物质进质进出出细细胞的控制主要体胞的控制主要体现现在哪些方面在哪些方面()。细细胞需要的胞需要的营营养物养物质质可以从外界可以从外界进进入入细细胞胞细细胞胞产产生的代生的代谢产谢产物可能排出物可能排出细细胞胞细细胞内的核酸等重要成分不会流出胞内的核酸等重要成分不会流出细细胞胞环环境中一切有害的物境中一切有害的物质质都不能通都不能通过细过细胞膜胞膜进进入入细细胞胞A B C D细胞膜功能的理解细胞膜功能的理解本讲稿第二十五页，共三十五页思维导图思维导图：细细胞胞膜膜在在控控制制物物质质进进出出细细胞胞方方面面具具有有普普遍遍性性和和相相对对性性两两个个方方面面，如如图所示图所示答案答案A反反思思细细胞胞膜膜控控制制物物质质进进出出细细胞胞具具有有普普遍遍性性和和相相对对性性，但但物物质质能能否否通通过过细细胞胞膜膜，是是根根据据细细胞胞生生命命活活动动的的需需要要，并并不不完完全全取取决决于于物物质质分子的大小。分子的大小。本讲稿第二十六页，共三十五页【变式突破变式突破2】下下列不属于列不属于细细胞膜的功能的是胞膜的功能的是()。A控制物控制物质进质进出出细细胞胞B将将产产生的抗体分泌到生的抗体分泌到细细胞外胞外C维维持持细细胞内部胞内部环环境的境的稳稳定定D使使细细胞内的各种生物化学反胞内的各种生物化学反应应速率加快速率加快解解析析A、B、C三三项项所所叙叙述述的的内内容容都都是是细细胞胞膜膜的的功功能能，但但D项项所所叙叙述的内容与细胞膜没有关系。加快生化反应速率的物质是酶。述的内容与细胞膜没有关系。加快生化反应速率的物质是酶。答案答案D本讲稿第二十七页，共三十五页1组组成成细细胞膜的成分是胞膜的成分是()。A磷脂、蛋白磷脂、蛋白质质、核酸、核酸 B水、水、纤维纤维素、脂素、脂质质C脂脂质质、蛋白、蛋白质质、糖、糖类类 D脂脂质质、蛋白、蛋白质质、无机、无机盐盐解析解析细胞膜主要是由脂质、蛋白质组成，此外还含有少量糖类。细胞膜主要是由脂质、蛋白质组成，此外还含有少量糖类。答案答案C 本讲稿第二十八页，共三十五页2下下图图为为细细胞胞膜膜的的液液态态流流动动镶镶嵌嵌模模型型示示意意图图，下下列列有有关关叙叙述中不正确的是述中不正确的是()。A具有具有的一的一侧为细侧为细胞膜的外胞膜的外侧侧B细细胞膜表面胞膜表面的含量通常的含量通常较细较细胞器的膜要多胞器的膜要多C组组成成细细胞膜的基本骨架是胞膜的基本骨架是D细细胞膜的胞膜的选择选择透透过过性与性与的种的种类类和数量有关和数量有关解解析析是是磷磷脂脂分分子子，而而构构成成细细胞胞膜膜基基本本骨骨架架的的应应为为磷磷脂脂双双分子层，故分子层，故C错误。错误。答案答案C本讲稿第二十九页，共三十五页3细细胞膜完成各胞膜完成各项项生理功能极生理功能极为为重要的重要的结结构特点是构特点是()。A磷脂排成双分子磷脂排成双分子层层B两两侧侧膜物膜物质质分子排列不分子排列不对对称称C蛋白蛋白质质分子分子镶镶嵌于磷脂双分子嵌于磷脂双分子层层中中D膜物膜物质质分子的运分子的运动动使其具有一定的流使其具有一定的流动动性性解解析析细细胞胞膜膜的的结结构构基基础础是是磷磷脂脂双双分分子子层层和和蛋蛋白白质质分分子子，无无论论磷磷脂脂分分子子还还是是蛋蛋白白质质分分子子大大都都是是可可以以运运动动的的，这这样样细细胞胞膜膜就就具具有有一一定定的的流动性，与其完成各项生理功能相适应。流动性，与其完成各项生理功能相适应。答案答案D本讲稿第三十页，共三十五页4.下列关于下列关于细细胞膜的胞膜的说说法中，法中，错误错误的是的是()。A细细胞膜保障了胞膜保障了细细胞内部胞内部环环境的境的稳稳定定B在原始生命的起源在原始生命的起源过过程中，程中，细细胞核指胞核指导导合成了合成了细细胞膜胞膜C有些病毒也能突破有些病毒也能突破细细胞膜胞膜进进入到入到细细胞内部，使机体生病胞内部，使机体生病D癌癌细细胞的胞的识别识别功能功能发发生了改生了改变变解解析析细细胞胞膜膜的的基基本本功功能能是是保保障障了了细细胞胞内内部部环环境境的的稳稳定定，但但是是有有些些病病毒毒也也能能突突破破细细胞胞膜膜进进入入到到细细胞胞内内部部，使使机机体体生生病病；癌癌细细胞胞发发生生时时细细胞胞膜膜表表面面的的糖糖类类成成分分发发生生了了改改变变，故故识识别别功功能能发发生生改改变变；在在原原始始生命的起源过程中，作为界膜的膜系统不一定比细胞核发生的更晚。生命的起源过程中，作为界膜的膜系统不一定比细胞核发生的更晚。答案答案B本讲稿第三十一页，共三十五页5用不同用不同荧荧光染料光染料标记标记的抗体，分的抗体，分别别与小鼠和人与小鼠和人细细胞膜上的一种胞膜上的一种抗原相抗原相结结合，使它合，使它们们分分别产别产生生绿绿色和色和红红色色荧荧光。将光。将这这两种两种细细胞融合胞融合成一个成一个细细胞胞时时，开始，开始时时一半成一半成绿绿色，另一半成色，另一半成红红色，但在色，但在37水水浴中保温浴中保温40 min后，融合后，融合细细胞上两种胞上两种颜颜色的色的荧荧光点呈均匀分布，如光点呈均匀分布，如下下图图所示，所示，请请据据图图回答回答问题问题。本讲稿第三十二页，共三十五页(1)这这个个实验说实验说明了明了细细胞膜具有胞膜具有_性，性，这这种特点是由于种特点是由于_。(2)细细胞在完成上述生理活胞在完成上述生理活动动中中还还需要需要_(细细胞器胞器)为为其提供能其提供能量。量。(3)细细胞外的物胞外的物质质不能随便不能随便进进入入细细胞，胞，细细胞内的物胞内的物质质也不能随便从也不能随便从内部出去，内部出去，这这体体现现了了细细胞膜的胞膜的_作用。尽管如此，有机磷作用。尽管如此，有机磷农农药药仍然可以迅速仍然可以迅速进进入入细细胞内使人体中毒，其原因是胞内使人体中毒，其原因是_。本讲稿第三十三页，共三十五页答答案案(1)一一定定的的流流动动组组成成细细胞胞膜膜的的磷磷脂脂分分子子和和蛋蛋白白质质分分子子大大都都可以运可以运动动(2)线线粒体粒体(3)屏障有机磷屏障有机磷农药农药属于脂溶性物属于脂溶性物质质，容易透，容易透过细过细胞膜胞膜本讲稿第三十四页，共三十五页课堂小结课堂小结本讲稿第三十五页，共三十五页