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2.2 细胞膜控制细胞与周围环境的联系
第二章 细胞的结构
小资料：紫杉醇可以穿过细胞膜进入细胞内，干扰细胞分裂，阻止
肿瘤细胞的增殖。常用于治疗乳腺癌、卵巢癌等多种癌症。
想一想：现在医学上有很多药物需要进入细胞才能发挥作用，但是有些药物很难进入细胞，导致治疗效果不佳，我们如何解决这个问题呢？
材料三：①内分泌细胞分泌的激素（如胰岛素），随血液到达全身各处，与靶细胞的细胞膜表面的受体结合，将信息传递给靶细胞。②相邻两个细胞的细胞膜接触，信息从一个细胞传递给另一个细胞。例如，精子和卵细胞之间的识别和结合。③高等植物细胞之间通过胞间连丝相互连接，也有信息交流的作用。
任务一：探究细胞膜（质膜）的功能
问题：下列材料说明细胞膜有什么功能？
材料一：鸡蛋蛋黄的细胞膜弄破后里面的物质就会流出来
材料二：苋菜煮熟后汤汁会变红；海带细胞不断从海水中吸收碘，使得碘在细胞内的 浓度远高于周围海水
①所有细胞的边界
②选择透过性--功能特性
③进行细胞间
的信息交流
1、细胞膜的组成成分是什么呢？
①1859年，E.Oerton选用500多种化学物质对植物细胞膜的通透性进行了上万次的研究。发现凡是易溶于脂质的物质，越容易穿过膜，反之，不容易溶于脂质的物质，越不容易穿过膜。
②人的消化液中含有许多能够水解蛋白质的物质，称为蛋白酶。用蛋白酶处理细胞膜，会使细胞膜分解。
说明细胞膜组成成分中含有 和
脂质（磷脂）
蛋白质
问题： 磷脂和蛋白质是怎样排布形成细胞膜的呢？
任务二：探究细胞膜的结构
特点： 性，
也叫： 性
特点： 性
也叫： 性
（1）元素组成：
C、H、O、P、（N）
（2）结构和特点：
极
亲水
非极性
疏水
头部（含磷酸基团）
尾部（2条脂肪酸长链）
2、磷脂的结构是什么样的呢？
任务二：探究细胞膜的结构
空气
水
界面
水
油
界面
3、磷脂在以下界面上将如何排布的呢？
任务二：探究细胞膜的结构
两位荷兰科学家用丙酮（一种有机溶剂，可以溶解脂质）从人的红细胞膜中提取脂质，在空气－水界面上铺展成单分子层，测得单分子层的面积恰好为红细胞表面积的2倍。
细胞膜中的磷脂分子排列为连续的两层——脂双层
结论：
3、细胞膜上的磷脂是如何排布的呢？
任务二：探究细胞膜的结构
水
内部：疏水环境
水
水
磷脂
双分
子层
1层磷脂双分子层= 层磷脂分子= 层（单位）膜
2
1
有水环境中，自发形成，且两层并不是完全对称。
磷脂分子可以运动。
磷脂双分子层的功能：
细胞膜的基本骨架；控制物质出入
4、脂双层的功能？特点？
任务二：探究细胞膜的结构
膜脂分子的运动性
侧向扩散
旋转运动
尾部摆动
翻转扩散
上下跳动
4、磷脂分子特点？
任务二：探究细胞膜的结构
蛋白质 、 、 在脂双层中，这与蛋白质分子结构的 、 有关。
糖蛋白
嵌入
镶在表面
贯穿
冰冻蚀刻电子显微法
镶在表面
全部或部分嵌入
贯穿
水溶性
脂溶性
嵌入
5、细胞膜的蛋白质是如何排布的呢？
任务二：探究细胞膜的结构
荧光标记的小鼠细胞和人细胞融合实验
人细胞
鼠细胞
荧光标
记蛋白质
40分钟后
37℃
膜蛋白也是可以移动的，但没有磷脂来的容易。
结果：两种颜色的荧光在整个细胞中呈 分布
结论：组成细胞的蛋白质是可以 的。
流动
实验步骤：用绿色荧光染料标记小鼠细胞表面的蛋白质分子，用红色荧光染料标记人细胞表面的蛋白质分子，让两个细胞融合在一起，结果如下：
均匀
6、细胞膜的蛋白质有什么特点？
任务二：探究细胞膜的结构
1）控制物质进出；
2）催化；
3）将同一组织中的细胞紧密连接
4）接收外界或细胞的信息或刺激、细胞识别、免疫等
载体/通道蛋白
酶
7、细胞膜的蛋白质是有什么功能？
任务二：探究细胞膜的结构
胆固醇
动物细胞膜成分之一，含量较少,占细胞膜所有脂质的10-30%
1.分布：
主要位于磷脂双分子层的 。
疏水环境/内部
内部：疏水环境
2.功能：
（1）保持细胞膜的稳定性；
（2）对磷脂分子活动具有双重调节作用：
①通过与脂肪酸链相连，限制其运动、增加其有序性；
②将磷脂分子隔开以增强其运动性。
双重调节取决于环境和胆固醇的数量
7、细胞膜的胆固醇分布在哪？功能？
任务二：探究细胞膜的结构
糖类
1.种类：
多糖分别与膜中蛋白质、脂质结合形成
糖蛋白
2.分布：
糖脂
糖脂、糖蛋白只分布于细胞膜的外侧，又称细胞外被/糖萼
3.功能：
标志物
保护
识别
A
B
8、细胞膜的糖类分布在哪？功能？
任务二：探究细胞膜的结构
流动镶嵌模型
（3） 和 位置不固定，
生物膜具有 。
（1） 是生物膜的基本骨架。
（2）蛋白质分子 、 或 嵌入其中、
磷脂双分子层，体现了膜内外结构的不对称性。
任务二：探究细胞膜的结构
磷脂双分子层
镶在表面
贯穿
磷脂分子
蛋白质
一定的流动性
全部
部分
9、请你完善流动镶嵌模型的内容
1.如图表示细胞膜的亚显微结构模式图，请据图回答:
(1)图中构成细胞膜基本支架的结构是[ ] 。
(2)图中的E是 ，由此可判断，细胞质位于图中的 （填“M"或“N”）侧。
(3)变形虫的变形过程体现了细胞膜具有 性，
这是因为 。
(4)不同细胞细胞膜的生理功能不同，主要取决于细胞膜上 的种类和数量。
(5)细胞膜的这种结构模型被称为 。
脂双层
（磷脂双分子层）
糖蛋白
膜蛋白
细胞膜外侧
细胞膜内侧
多糖
磷脂
脂双层(磷脂双分子层）
D
糖蛋白
N
流动
构成细胞膜的磷脂分子和大多数蛋白质分子是可以运动的
蛋白质
流动镶嵌模型
特性 原因 作用
结构特点
功能特点
具有一定的流动性
选择透过性主要由膜蛋白决定，与磷脂也有关。不同细胞膜蛋白的种类和数量不同
组成细胞膜的磷脂和蛋白质位置不是固定的，磷脂更容易移动
与生物膜进行能量转换、物质转运、信息传递和分裂等功能密切相关
细胞膜可以控制物质进出,选择性地吸收营养物质和排出代谢产物,保持细胞内生化反应有序进行
选择透过性
总结
练一练：
2.请说出下列例子体现了细胞膜什么特点
①苋菜煮熟后，汤汁会变成红色
②细胞吸水膨胀或者温度升高后，细胞膜的面积变大，厚度变小
③变形虫摄食
④人体部分细胞胞内K+浓度约为胞外的30倍，胞外Na+浓度约为胞内的12倍。
⑤人的细胞和鼠的细胞发生融合现象
选择透过性
流动性
流动性
选择透过性
流动性
1.利用脂质体包裹药物
2.通过化学方法增加药物的脂溶性。比如在药物分子上连接脂溶性的基团，如长链脂肪酸等
4.改造药物使其与细胞膜受体结合，使药物像 “钥匙” 一样与受体这个 “锁” 结合，触发细胞的内吞作用，将药物带入细胞
3.将药物设计成载运蛋白的底物
任务三：如何改造药物可以使其更容易进入细胞发挥作用？
植物细胞
真菌细胞
细菌细胞等大多数原核细胞
1.哪些生物有细胞壁？它们的细胞壁的组成成分相同吗？
植物、真菌和大多数原核细胞（除支原体）
任务四：探究细胞壁的成分和功能
不同
种类 细胞壁成分 细胞壁作用
植物
真菌 细菌 主要是纤维素和果胶
壳多糖/几丁质
肽聚糖
(1)保护细胞
(2)维持细胞形态
(3)加强细胞机械强度
(4)参与细胞间的相互粘连，是激素等化学信号传递的介质和通路
细胞壁的特性
全透性，与细胞的选择透过性无关
2.细胞壁的成分是什么？有什么作用？
任务三：探究细胞壁的成分和功能
四、活动：通过模拟实验探究膜的透过性
半透膜：
只允许离子和小分子物质通过的多孔性薄膜，而生物大分子物质不能自由通过。
例：动物的膀胱膜、肠衣、蛋壳膜等，还有人工制成的半透膜如玻璃纸、胶棉膜等。
实验目的：探究透析袋对淀粉溶液和葡萄糖溶液的通透性是否相同
四、活动：通过模拟实验探究膜的透过性
透析袋 烧杯内 12h后烧杯内 12h后透析袋内
A组 淀粉
B组 葡萄糖 /
加碘-碘化钾
不变色
（淀粉无法穿过）
变澄清，颜色变浅
（I2穿过透析膜，含量下降）
变蓝
（I2穿过透析膜，与淀粉反应）
加本尼迪特
水浴加热出现红黄色沉淀
（葡萄糖穿过透析膜）
推测细胞膜对物质的进出具有
功能特性
结论：
和 可以通过透析膜， 无法通过。
葡萄糖
碘分子
淀粉
选择透过性。
如何获取纯净的细胞膜？
1.材料：哺乳成熟动物红细胞：
2.步骤：
①渗透吸水，使细胞涨破；
②离心法
没有细胞核和各种细胞器，除了细胞膜外，无其他具膜结构

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