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课前准备：复习脂质相关知识点
1.脂质包括了哪几类？
2.油脂的结构组成？
3.油脂可溶于什么物质？
4.磷脂的作用？
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
课程导入
你了解细胞膜吗？
细胞膜=质膜
　　细胞膜是细胞对外界环境的屏障，控制着物质的进出，保证了胞内环境的相对稳定，使细胞内的生命活动有序进行。（P28）
细胞膜的结构是如何与控制物质进出的功能相适应的呢？
一、活动：通过模拟实验探究膜的透过性
一些膜具有一定大小的孔径，水等小分子和离子可以自由通过，而蛋白质、淀粉等大分子则无法通过，这种膜称为半透膜。透析膜就是一种半透膜。如果我们将淀粉溶液和葡萄糖溶液分别装入透析袋里，那么，透析膜对两者的通透情况是否相同？细胞膜是否具有类似特性？
玻璃棒
透析袋
淀粉或葡萄糖溶液
蒸馏水
烧杯
透析膜实验装置示意图
两端用绳子系紧
1、推测实验目的？
2、推测什么物质能出入？
3、怎么验证？要做几组？
方法步骤
1. 取A、B两个透析袋，将等量的淀粉溶液和葡萄糖溶液分别装入A、B透析袋中。透析袋两端用细线系紧。
2. 将透析袋一端的细线绑在玻璃棒中央，透析袋置于烧杯内，玻璃棒横置于烧杯上方。
3. 向烧杯内注入等量蒸馏水，直至淹没透析袋。向A组透析袋外面的蒸馏水中加入适量碘-碘化钾溶液。
4. 静置12h。观察A组实验现象；取B组透析袋外面的蒸馏水2mL，加入2mL本尼迪特试剂，热水浴2～3min，观察颜色变化。
A
淀粉
向A透析袋外面的蒸馏水中加入适量碘-碘化钾溶液，静置12h后
1. A组加入碘-碘化钾后，烧杯内蒸馏水呈现什么颜色？
淡棕色
静置12h后颜色又如何？原因是什么？
蒸馏水恢复较澄清，碘离子扩散进入透析袋内
透析袋内淀粉溶液颜色有何变化？
由无色变蓝色
2. A组实验说明了什么呢？
碘离子可以通过透析膜，而淀粉分子不可以
A组实验
B
葡萄糖
静置12h后，取B组透析袋外面的蒸馏水2mL，加入2mL本尼迪特试剂，热水浴2~3min，观察颜色变化
＋
2mLB组透析袋外面的蒸馏水
2ml本尼迪特试剂
热水浴

3. 本尼迪特试剂检测的现象是什么？B组实验说明了什么？
2mLB组透析袋外面的蒸馏水和本尼迪特试剂热水浴出现红黄色沉淀。葡萄糖分子可以通过透析膜。
B组实验
细胞膜是细胞的边界，将细胞与外界环境分开，是外界物质进入细胞的屏障。
葡萄糖分子和碘可以通过透析膜，而淀粉分子无法通过。所以，透析膜对物质的进出具有半透性。所以可以类比细胞膜
细胞对物质的进出具有选择透过性
推测
二、细胞膜具有选择透过性
选择透过性（功能特性）：活细胞的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。
（1）海带细胞能源源不断地从周围的海水中吸收碘，使得碘在细胞内的浓度远高于周围海水；
（2）胡萝卜放在清水中，清水颜色无明显变化，但是如果加热，随着水温的升高，水的颜色逐渐变深。
例如：
三、细胞膜的研究历程
1. 1895年，欧文顿（E.Overton）用500多种化学物质对植物细胞的通透性进行了上万次实验，发现细胞膜对不同物质的通透性不一样：凡是可以溶于脂质的物质，比不能溶于脂质的物质更容易通过细胞膜进入细胞，于是他提出了“膜由脂质组成”。
●
●
不溶于脂质的物质
溶于脂质的物质
细胞膜
四、细胞膜主要由磷脂和蛋白质构成
1. 磷脂
元素组成：C、H、O、N、P
头部含N和P，具有亲水性，也称极性
尾部由2条脂肪酸链构成，具疏水性，也称非极性
亲水性头部
疏水性尾部
如果有一个水槽，把磷脂分子铺在水面上，磷脂分子将如何在水—空气界面上排布？
与水亲和的亲水头部分布在水中，而两条疏水尾与水不亲和，因此受到水分子的排斥而朝向空气中。
动动手
空气
水
空气
水
资料2. 1925年，戈特（E.Gorter）和格兰德尔（F.Grendel）用有机溶剂抽提了人红细胞细胞膜的脂质成分后，将其铺展在水面，测出其面积约为所有红细胞表面积的2倍，并推测细胞膜由双层脂质分子构成。
水层
空气
磷脂双分子层
留个小问题到第三节后再回答：为什么选用红细胞做实验？
生物体含量最多的化合物是？
正常情况下细胞膜两侧一般处于什么环境？
磷脂分子形成两层分子，亲水头部分别在两侧朝向外部的水溶液，疏水尾部相对排列在内。
磷脂双分子层——细胞膜的基本骨架
水溶液环境
水溶液环境
2. 膜蛋白
受体蛋白：接收外界信息或刺激，激活细胞内相应生理生化反应，在细胞与外界的信息交流和细胞识别中发挥重要作用，如胰岛素受体。
细胞膜上的蛋白质统称为膜蛋白。
细胞膜的功能主要通过膜蛋白来实现。
转运蛋白：选择性地吸收或排出特定物质，控制其进出细胞，例如，细胞吸收离子、葡萄糖、氨基酸等营养物质都需要通过特定的转运蛋白来完成。
酶蛋白：催化特定化学反应，例如，小肠上皮细胞的某些膜蛋白可促进食物中营养物质的消化分解。
膜蛋白也和磷脂分子一样，有水溶性部分和脂溶性部分。
细胞膜的功能主要通过膜蛋白来实现，通常细胞的功能越多，其膜蛋白的种类和数量就越多。
蛋白质分子有的镶在磷脂双分子层表面，有的部分或全部嵌入磷脂双分子层中，有的贯穿于整个磷脂双分子层。
问题：为什么不同的蛋白质会分布情况会不一样？
3. 胆固醇
胆固醇
胆固醇存在于动物细胞膜中，占细胞膜所有脂质的10%~30%。能保持细胞膜的稳定性。
这种双重的调节作用取决于环境和胆固醇的数量。
胆固醇对细胞膜的磷脂分子具有双重调节作用：
（1）通过和脂肪酸链相互作用，限制其运动，增加其有序性
（2）将磷脂分子隔开增强其运动性
里面
例如，环境温度较低时，胆固醇有助于保持细胞膜的柔韧性；细胞膜外侧磷脂分子中胆固醇的含量往往高于内侧．因此内侧的磷脂活动性较弱。
胆固醇存在于细胞膜里面还是表面？
4、小资料——细胞外被
细胞外被又称糖萼，存在于细胞膜外表面，由多糖与细胞膜中的蛋白质或脂质结合而成，是细胞膜的正常成分。细胞外被不仅对细胞膜起保护作用，而且在细胞识别过程中起重要作用。
最早关于细胞识别的观察，是将两种不同的海绵动物的细胞分散成单个细胞，然后混合培养。结果发现，只有同种海绵的细胞才能结合在一起。这说明细胞能相互识别。通过对细胞表面成分的分析，发现两种海绵细胞表面的糖蛋
白有差异，其差异主要表现为糖类的不同。
五、生物膜具有流动性
除细胞膜外，细胞内还存在其他的膜结构，它们构成了细胞核等多种结构的边界。细胞内所有的膜称为生物膜（biomembrane）。虽然细胞内不同部位的膜功能有所不同，但它们都具有相似的物质组成和空间结构。
1. 生物膜
一些实验表明，生物膜并不是刚性的固态结构。1970年，科学家进行了著名的人鼠细胞融合实验。
诱导
融合
人细胞
鼠细胞
荧光标记 蛋白质
40分钟后
370C
例1：
例2：变形虫吞噬
结论：细胞膜具有流动性
流动镶嵌模型理论主要包括：
（1）磷脂双分子层构成了生物膜的基本支架。
（3）磷脂和蛋白质位置不是固定的，生物膜具有一定流动性。
（2）蛋白质分子有的镶在磷脂双分子层表面，有的全部或部分嵌入磷脂双分子层中，有的贯穿于整个磷脂双分子层，体现了膜内外结构的不对称性。
辛格和尼克尔森在多个实验基础上提出生物膜的流动镶嵌模型
结构特性
外侧
蛋白质
糖蛋白
磷脂
内侧
胆固醇
细胞外被（糖萼）
1、细胞膜的物质组成：
2、细胞膜具有的特点：
3、什么叫模型？下面这个图是显微镜观察到的吗？
主要有磷脂、蛋白质、胆固醇、糖
选择透性、流动性、不对称性
流动镶嵌模型
原因：青霉素抑制细菌合成肽聚糖。因为不能合成细胞壁物质，细菌就不能生长和繁殖，所以青霉素能杀菌。
事例1：青霉素为什么能杀菌？
事例2：参天大树之所以能挺立？
原因：靠死细胞的细胞壁支撑、支持作用。
【思考】
六、细胞壁是植物、真菌和大多数原核细胞的外层结构
☆1. 位置：
细胞膜外面
☆2. 成分：
植物：纤维素和果胶
细菌：肽聚糖
真菌：几丁质/壳多糖
☆3. 功能：
①保护细胞
②维持细胞形态
③加强细胞的机械强度
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。
全透性
细胞壁
细胞膜
叶绿体
细胞核
液泡
细胞质
膳食纤维
谷物、蔬菜、水果等食物中所含的纤维素被称为膳食纤维，它虽然并不能被人体消化吸收，却有着重要的生理作用。膳食纤维吸水性很强，吸水后在肠胃中与其他食物交织在一起，减缓血糖等营养物质的吸收，避免血糖迅速升高，有利于维持血糖平衡。另外，吸水后的膳食纤维促进肠道蠕动，增加粪便体积，滅少便秘的发生。所以，在日常生活中，适当增加膳食纤维的摄入，可减少肥胖、糖尿病、高血脂和肠道方面疾病的发生。
巩固练习
1. 生物膜具有流动性是指( )
A. 整个细胞膜具有流动性
B. 细胞膜上的磷脂是静止的，蛋白质具有流动性
C. 细胞膜中磷脂和大多数蛋白质都具有流动性
D. 细胞膜上的蛋白质是静止的，磷脂具有流动性
C
2. 细胞膜具有控制物质进出细胞的功能。下列有关这一功能的理解，不正确的是（ ）
A. 细胞需要的物质可以进出细胞
B. 细胞不需要或对细胞有害的物质一般不能进入细胞
C. 细胞中的成分如核酸等不会流失到细胞外
D. 由于细胞膜的存在，致病的病毒、细菌等不能进入细胞
D
3. 将紫色萝卜的块根切成小块放入清水中，水的颜色无明显变化。若对其进行加温，随着水温的升高，水的颜色会逐渐变红。其原因是（ ）
A. 细胞壁在升温的过程中受到破坏
B. 水温升高，花青素的溶解度加大
C. 升温使生物膜被破坏而丧失功能
D. 升温使水中的化学物质发生了反应
C
4. 下列关于植物细胞细胞壁的叙述中，错误的是(　　)
A．主要由纤维素组成
B．不具有选择透性
C．具有支撑和保护作用
D．其组成与细菌、真菌的细胞壁成分相同
D
5．如图为质膜的亚显微结构模式图，有关说法不正确的是(　　)
A．①表示质膜外表面有些糖分与膜蛋白结合为糖蛋白
B．②和③大都是运动的
C．③构成质膜的基本骨架，与物质进出无关
D．质膜保障了细胞内部环境的相对稳定
C
6. 如图为细胞膜结构模型示意图，①～③表示构成细胞膜的物质，下列叙述错误的是（　　）
A．①是糖蛋白
B．③是磷脂双分子层
C．细胞膜结构中只有③具有流动性
D．细胞膜的功能主要与①②的种类和数量有关
C

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