高中生物必修一生物膜的流动镶嵌模型及物质跨膜运输的方式.pptx

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1、1919世纪末，欧文顿用世纪末，欧文顿用500500多种化学物质对植物细胞多种化学物质对植物细胞的通透性进行上万次实验，发现脂溶性物质容易通的通透性进行上万次实验，发现脂溶性物质容易通过细胞膜，为什么？过细胞膜，为什么？非脂溶性物质非脂溶性物质脂溶性物质脂溶性物质一、生物膜的流动镶嵌模型第1页/共38页时间：20世纪初实验：科学家对哺乳动物红细胞的细胞膜进行了化学分析红细胞的细胞膜红细胞的细胞膜成果：确定细胞膜的主要成分的确是脂质和蛋白质。第2页/共38页磷脂分子第3页/共38页磷脂分子可以在空气和水的界面上磷脂分子可以在空气和水的界面上展开为一层展开为一层第4页/共38页 1959年，罗伯特

2、森利用电镜，获得了清晰的细胞膜照片，显示暗明暗的三层结构。第5页/共38页“蛋白质脂质蛋白质”三明治模型第6页/共38页小鼠细胞和人细胞融合实验时间：时间：1970年 人物：人物：费雷和埃迪登等实验：实验：将人和鼠的细胞膜蛋白质用不同荧光染料标记后融合第7页/共38页 1972年，桑格和尼克森在新的观察和实验桑格和尼克森在新的观察和实验证据的基础上，提出了流动镶嵌模型证据的基础上，提出了流动镶嵌模型。第8页/共38页1.1.细胞膜的结构模型流动镶嵌模型第9页/共38页细胞膜的流动镶嵌模型的内容细胞膜的流动镶嵌模型的内容 （1 1）构成膜的基本支架。构成膜的基本支架。（2 2）蛋白质分子有的）蛋

3、白质分子有的 ，有的部分或全部嵌入磷脂双分子层中，有的有的部分或全部嵌入磷脂双分子层中，有的 .。（3 3）细胞膜表面的糖类可以和蛋白质结合形成）细胞膜表面的糖类可以和蛋白质结合形成 ，也可以和脂质结合形成，也可以和脂质结合形成 。磷脂双分子层镶在磷脂双分子层表面跨整个磷脂双分子层横糖蛋白糖脂第10页/共38页根据糖蛋白的分布可判断膜的内外侧，糖蛋白的功根据糖蛋白的分布可判断膜的内外侧，糖蛋白的功能是能是识别识别的作用，此外，消化道和呼吸道上皮细胞的作用，此外，消化道和呼吸道上皮细胞表面的糖蛋白还有表面的糖蛋白还有保护保护和和润滑润滑作用；作用；膜外膜外膜内膜内第11页/共38页2.细胞膜的结

4、构特点（1 1）细胞膜的结构特点：）细胞膜的结构特点：具有一定的流动性具有一定的流动性结构基础：结构基础：构成膜的磷脂分子和大多数构成膜的磷脂分子和大多数蛋白质是运动的蛋白质是运动的举例举例变形虫在吞噬草履虫第12页/共38页3 3、细胞膜的功能特点：选择透过性选择透过性结构基础：结构基础：膜上载体蛋白的种类和数量不同膜上载体蛋白的种类和数量不同.第13页/共38页二二 、物质运输方式的比较物质运输方式的比较1.1.离子、小分子的跨膜运输比较离子、小分子的跨膜运输比较物质出入物质出入细胞的方细胞的方式式被动运输被动运输 主动运输主动运输 自由扩散自由扩散 协助扩散协助扩散 运输方向运输方向 高

5、浓度高浓度低浓度低浓度 高浓度高浓度低浓度低浓度 一般为低浓一般为低浓度度高浓度高浓度 是否需要是否需要载体载体 不需要不需要 需要需要需要需要是否消耗是否消耗能量能量 不消耗不消耗 不消耗不消耗 消耗消耗第14页/共38页图例图例 举例举例 O O2 2、COCO2 2、H H2 2O O、甘油、乙醇、甘油、乙醇、苯等出入细胞苯等出入细胞 红细胞吸收葡红细胞吸收葡萄糖萄糖 肠绒毛上皮细肠绒毛上皮细胞吸收葡萄糖、胞吸收葡萄糖、氨基酸、无机氨基酸、无机盐等盐等 表示曲表示曲线线(一定一定浓度范浓度范围内）围内）第15页/共38页特别提醒特别提醒(1 1)影影响响自自由由扩扩散散、协协助助扩扩散散

6、、主主动动运运输输的的因因素素影影响响自自由由扩扩散散的的因因素素：细细胞胞膜膜内内外外物物质质的的浓浓度度差。差。影影响响协协助助扩扩散散的的因因素素：a a.细细胞胞膜膜内内外外物物质质的的浓浓度差；度差；b.b.细胞膜上载体的种类和数量。细胞膜上载体的种类和数量。影影响响主主动动运运输输的的因因素素:a a.载载体体（核核糖糖体体）;b b.能能量量（细细胞胞质质基基质质和和线线粒粒体体）。凡凡能能影影响响细细胞胞内内产产生生能能量量的的因因素素，都都能能影影响响主主动动运运输输，如如氧氧气气浓浓度度、温度等。温度等。第16页/共38页2.2.大分子的膜泡运输大分子的膜泡运输 运输方向运

7、输方向 实例实例 特点特点 胞吞胞吞 细胞外细胞外细胞内细胞内 白细胞吞白细胞吞噬细菌等噬细菌等大分子大分子进进出细胞出细胞需消耗需消耗能能量不需载量不需载体体协助协助 胞吐胞吐细胞内细胞内细胞外细胞外 分泌蛋白、神分泌蛋白、神经递质的分泌经递质的分泌释放等释放等第17页/共38页3.3.流动性和选择透过性的关系流动性和选择透过性的关系 （1 1）区别）区别 结构基础结构基础 代表实例代表实例 流动性流动性（结构（结构特点）特点）构成膜的磷脂分子和构成膜的磷脂分子和蛋白质分子大多数是蛋白质分子大多数是运动的，而不是静止运动的，而不是静止的的 细胞融合、变形虫变形、细胞融合、变形虫变形、白细胞吞

8、噬细菌（胞吞）、白细胞吞噬细菌（胞吞）、分泌蛋白的分泌（胞吐）、分泌蛋白的分泌（胞吐）、温度改变时膜的厚度改变、温度改变时膜的厚度改变、动物细胞吸水膨胀或失水动物细胞吸水膨胀或失水皱缩等皱缩等 选择选择透过性透过性（功能（功能特性）特性）膜上载体蛋白的种类膜上载体蛋白的种类和数量不同，决定了和数量不同，决定了出入细胞的物质的种出入细胞的物质的种类和数量不同类和数量不同 协助扩散和主动运输中物协助扩散和主动运输中物质进出细胞膜质进出细胞膜 第18页/共38页（2 2）联联系系：流流动动性性是是选选择择透透过过性性的的基基础础，因因为为只只有有细细胞胞膜膜具具有有流流动动性性，细细胞胞才才能能完完

9、成成其其各各项项生生理理功功能能，才才能能表表现现出出选选择择透透过过性性。相相反反，细细胞胞膜膜失失去了选择透过性，也就意味着细胞已经死亡。去了选择透过性，也就意味着细胞已经死亡。第19页/共38页对位训练对位训练1.1.（20092009宁夏、辽宁理综，宁夏、辽宁理综，3 3）下列关于物质跨下列关于物质跨 膜运输的叙述，错误的是膜运输的叙述，错误的是 ()()A.A.植物细胞积累植物细胞积累K K+需消耗能量需消耗能量 B.B.细胞对离子的吸收具有选择性细胞对离子的吸收具有选择性 C.C.海水中的海藻细胞可通过积累溶质防止质壁海水中的海藻细胞可通过积累溶质防止质壁 分离分离 D.D.液泡中

10、积累大量离子，故液泡膜不具有选择液泡中积累大量离子，故液泡膜不具有选择 透过性透过性D第20页/共38页2.2.如图表示细胞对大分子物质如图表示细胞对大分子物质“胞吞胞吞”和和“胞吐胞吐”的过程。下列与此有关的叙述错误的是的过程。下列与此有关的叙述错误的是()()A.a A.a与与b b均要以膜的流动性为基础才可能发生均要以膜的流动性为基础才可能发生 B.a B.a要有细胞表面识别和内部供能才可能完成要有细胞表面识别和内部供能才可能完成C.bC.b表示细胞分泌的同时会导致膜成分的更新表示细胞分泌的同时会导致膜成分的更新D.bD.b与与a a分别是细胞排泄废物和摄取养分的基本方式分别是细胞排泄废

11、物和摄取养分的基本方式D第21页/共38页对位训练对位训练3.3.某同学欲获得纯净的细胞膜，以研究其结构及某同学欲获得纯净的细胞膜，以研究其结构及 功能。请你帮助设计一个简易的实验。功能。请你帮助设计一个简易的实验。（1 1）下列哪项作为获取细胞膜纯净物的来源）下列哪项作为获取细胞膜纯净物的来源 ，理由是理由是 .。A.A.成熟红细胞成熟红细胞 B.B.神经细胞神经细胞 C.C.白细胞白细胞 D.D.口腔上皮细胞口腔上皮细胞 （2 2）将选取的上述材料放入）将选取的上述材料放入 中，由于中，由于 作用，一段时间后细胞将破裂。作用，一段时间后细胞将破裂。（3 3）再用）再用 法获得纯净的细胞膜，

12、上清液中法获得纯净的细胞膜，上清液中 含量最多的有机物是含量最多的有机物是 。A A成熟红细胞中无细胞器膜及核膜，只有细胞膜清水渗透离心血红蛋白（蛋白质）第22页/共38页典例分析典例分析 美美国国科科学学家家理理查查德德 阿阿克克塞塞尔尔和和琳琳达达 巴巴克克在在气气 味味受受体体和和嗅嗅觉觉系系统统组组织织方方式式研研究究中中作作出出重重大大贡贡献献 他他们们的的研研究究使使我我们们知知道道了了“闻闻香香识识女女人人”的的 奥奥 秘秘 现现在在我我们们已已知知道道，一一种种嗅嗅觉觉受受体体细细胞胞只只拥拥有有一一种种 类类型型的的气气味味受受体体，每每个个单单独独的的嗅嗅觉觉受受体体只只表

13、表达达一一 种种并并且且只只有有一一种种气气味味受受体体基基因因。气气味味受受体体有有多多 少少，就就有有多多少少类类型型的的嗅嗅觉觉受受体体细细胞胞。每每一一种种受受体体 能能探探测测到到有有限限数数量量的的气气味味物物质质。当当气气味味物物质质分分子子 流流动动到到我我们们的的鼻鼻端端黏黏膜膜处处的的嗅嗅觉觉受受体体细细胞胞处处时时，气气味味物物质质分分子子可可以以粘粘附附于于细细胞胞膜膜上上特特殊殊的的气气味味受受 体体上上。我我们们基基因因的的 3 3%被被用用来来编编码码嗅嗅觉觉受受体体细细胞胞细细 胞膜上的不同气味受体。胞膜上的不同气味受体。第23页/共38页下图为嗅觉受体细胞细胞

14、膜模式图（局部）：下图为嗅觉受体细胞细胞膜模式图（局部）：第24页/共38页请据以上材料和模式图回答问题：请据以上材料和模式图回答问题：（1 1）A A代表代表 分子；分子；C C代表代表 。（2 2）气味物质分子首先要与图中）气味物质分子首先要与图中 结结合，才有产生嗅觉的可能。合，才有产生嗅觉的可能。（3 3）图图中中A A具具有有特特异异性性，这这种种特特异异性性最最终终是是由由 决定的。决定的。（4 4）气味物质分子一旦与气味受体细胞结合后，）气味物质分子一旦与气味受体细胞结合后，该细胞膜内外的电位状况是该细胞膜内外的电位状况是 。（5 5）某某些些有有机机溶溶剂剂如如苯苯酚酚，可可溶

15、溶解解B B造造成成膜膜的的损损伤伤，使使 嗅嗅 觉觉 分分 辨辨 能能 力力 下下 降降，B B的的 完完 整整 化化 学学 名名 称称 是是 。第25页/共38页答案答案 （1 1）蛋白质）蛋白质 多糖多糖 （2 2）A A 气味受体气味受体（3 3）DNADNA（或基因、遗传物质）（或基因、遗传物质）（4 4）膜外为负、）膜外为负、膜内为正膜内为正 （5 5）磷脂双分子层）磷脂双分子层第26页/共38页 4 4变式训练变式训练 如图是真核细胞膜的亚显微结构模式如图是真核细胞膜的亚显微结构模式 图，图，表示物质。下列有关说法错误的是表示物质。下列有关说法错误的是 ()()第27页/共38页

16、A.A.在细胞膜上都不是静止的在细胞膜上都不是静止的B.B.细胞识别与物质细胞识别与物质有关有关C.C.在细胞膜上的分布是不均匀的在细胞膜上的分布是不均匀的D.D.的单分子层面积等于该细胞所有膜面积的两倍的单分子层面积等于该细胞所有膜面积的两倍答案答案 D D第28页/共38页1 1.（2 20 00 09 9广广 东东 理理 基基，3 37 7）细细胞胞膜膜上上一一般般不不 含含 ()()A.A.胆固醇胆固醇 B.B.磷脂磷脂 C.C.糖蛋白糖蛋白 D.D.血红蛋白血红蛋白2 2.（2 20 00 09 9浙浙江江理理综综，5 5）对对某某动动物物细细胞胞进进行行荧荧光光 标标记记实实验验，

17、如如下下图图所所示示，其其基基本本过过程程：用用某某 种种荧荧光光染染料料标标记记该该动动物物细细胞胞，细细胞胞表表面面出出现现荧荧 光光斑斑点点。用用激激光光束束照照射射该该细细胞胞表表面面的的某某一一区区 域域，该该区区域域荧荧光光淬淬灭灭（消消失失）。停停止止激激光光束束 照照射射一一段段时时间间后后，该该区区域域的的荧荧光光逐逐渐渐恢恢复复，即即 又出现了斑点。上述实验不能说明的是又出现了斑点。上述实验不能说明的是 ()()第30页/共38页A.A.细胞膜具有流动性细胞膜具有流动性B.B.荧光染料能与细胞膜组成成分结合荧光染料能与细胞膜组成成分结合C.C.根据荧光恢复的速率推算出物质跨

18、膜运输的速率根据荧光恢复的速率推算出物质跨膜运输的速率D.D.根据荧光恢复的速率可推算出膜中蛋白质或脂质根据荧光恢复的速率可推算出膜中蛋白质或脂质 的流动速率的流动速率答案答案 C C第31页/共38页题组二：物质跨膜运输的方式题组二：物质跨膜运输的方式3.3.（20082008江苏卷，江苏卷，2 2）线粒体线粒体DNADNA上的基因所表上的基因所表 达的酶与线粒体功能有关。若线粒体达的酶与线粒体功能有关。若线粒体DNADNA受损受损 伤，则下列细胞的功能受影响最大的是伤，则下列细胞的功能受影响最大的是()()A.A.红细胞吸收葡萄糖红细胞吸收葡萄糖 B.B.小肠上皮细胞吸收水小肠上皮细胞吸收

19、水 C.C.神经细胞吸收神经细胞吸收K K+D.D.肺泡细胞吸收氧气肺泡细胞吸收氧气4 4.（2 20 00 08 8广广东东卷卷，2 2）甲甲、乙乙两两种种物物质质分分别别依依赖赖 自自由由扩扩散散（简简单单扩扩散散）和和协协助助扩扩散散进进入入细细胞胞，如如果果以以人人工工合合成成的的无无蛋蛋白白磷磷脂脂双双分分子子膜膜代代替替细细 胞膜，并维持其他条件不变，则胞膜，并维持其他条件不变，则 ()()A.A.甲运输被促进甲运输被促进 B.B.乙运输被促进乙运输被促进 C.C.甲运输被抑制甲运输被抑制 D.D.乙运输被抑制乙运输被抑制5.5.如图是细胞膜结构图，下表是海水和某海洋植如图是细胞膜

20、结构图，下表是海水和某海洋植 物细胞液的离子浓度对照表。据图和表的内容物细胞液的离子浓度对照表。据图和表的内容 回答下列问题：回答下列问题：第34页/共38页（1 1）图中）图中1 1是是 ，2 2是是 ，3 3是是 。（2 2）图中）图中1 1是构成细胞膜的是构成细胞膜的 。图中。图中2 2在钾离在钾离子、氯离子通过该植物细胞膜时起子、氯离子通过该植物细胞膜时起 作用。作用。（3 3）从表中数据可知，植物细胞从海水中吸收）从表中数据可知，植物细胞从海水中吸收离子并向海水中排出离子并向海水中排出 离子。由此可见，该离子。由此可见，该细胞膜对离子的通过具有细胞膜对离子的通过具有 性。性。被测物质

21、被测物质 钾离子（相对值）钾离子（相对值）氯离子（相对值）氯离子（相对值）海水海水 0.01 0.01 0.50 0.50 细胞液细胞液 0.59 0.59 0.04 0.04 第35页/共38页（4 4）钾离子和氯离子通过细胞膜的方式是）钾离子和氯离子通过细胞膜的方式是 ，作出此判断的依据是作出此判断的依据是 。答案答案 （1 1）磷脂分子）磷脂分子 蛋白质分子蛋白质分子 多糖分子（糖侧链多糖分子（糖侧链（2 2）基本支架）基本支架 载体载体 （3 3）钾）钾 氯氯 选择选择 （4 4）主动）主动运输钾、氯离子从低浓度向高浓度运输运输钾、氯离子从低浓度向高浓度运输第36页/共38页第37页/共38页感谢您的观看！第38页/共38页