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第二节：细胞膜控制细胞与周围环境的联系
细胞膜（质膜）：
是将细胞与周围环境区分开
是细胞对外界环境的屏障
控制着物质的进出，保证了细胞内部环境的相对稳定
使细胞内的生命活动有序进行
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。
活动：通过模拟实验探究膜的透过性
如果我们将淀粉溶液和葡萄糖溶液分别装入透析袋里，按书本29页步骤实验，完成讨论。
1、无颜色变化；无颜色变化；烧杯中无淀粉（淀粉不能穿过透析膜）；变蓝。
2、淀粉不能穿过透析膜但碘可以；透析膜对分子具有半透性。
3、红黄色沉淀；葡萄糖分子可以穿过透析膜，透析膜对分子具有半透性。
细胞膜也是半透膜是否具有类似特性?
例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
例2：人体组织细胞将胞外K+移入膜内，同时将胞内Na+移出膜外，使得胞内K+浓度约为细胞外的30倍，胞外Na+浓度约为胞内的12倍
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。
细胞膜具有选择透性（功能特点）
细胞膜为什么会具有选择透性？
细胞膜为什么会具有选择透性？（功能）
细胞膜的成分构成
结构
决定
对生物膜结构成分的探索历程
时间：1895年
人物：欧文顿（E.Overton）
实验：用500多种物质对细胞膜进行上万次的通
透性实验，发现脂质更容易通过细胞膜。
●
●
不溶于脂质的物质
溶于脂质的物质
细胞膜
E.Overton的推测：
细胞膜中含脂质。
实验：科学家将膜从哺乳动物的红细胞中分离出来，然后用蛋白酶处理。
（已知蛋白酶能专一性的催化蛋白质的分解）
实验现象：细胞膜被破坏
得出结论：细胞膜中含有蛋白质
应用化学手段分析表明：
膜的主要成分是脂质和蛋白质，还有少量糖类。组成膜的脂质中磷脂含量最多，动物中还有少量胆固醇。
亲水头部
疏水尾部
磷脂是一种由脂肪酸和磷酸所组成的分子，磷酸“头”部是亲水的，脂肪酸“尾”部是疏水的，（也称非极性）
认识磷脂（C、H、O、P）有些含有N
磷脂具有非极性这导致它在水中是怎么分布的？
磷脂分子平铺于水面上
空气-水界面
水中可形成双层结构，称为磷脂双分子层（基本骨架）
侧向扩散
旋转
摆动
翻转
旋转异构
伸缩震荡
磷脂分子是可以运动的
膜蛋白（细胞膜上的蛋白质）
膜蛋白也和磷脂分子一样，?有水溶性部分和脂溶性部分。
膜蛋白的功能
同一组织的相邻细胞间通过某些膜蛋白紧密连接在起。
某些膜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。
选择性地吸收或排出特定物质，控制其进出细胞，这类膜蛋白称为转运蛋白。
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。
有些膜蛋白催化特定化学反应，
电镜冰冻蚀刻(冰冻断裂)将标本冰冻,然后用冷刀断开，升温后暴露断裂面。
蛋白质贯穿、插在（嵌插）、露在（覆盖）在磷脂双分子层中。
蛋白质在膜中的分布是不对称的
膜蛋白的性质决定了其在膜中是怎样分布的？
糖类（细胞外被/糖萼）
存在于细胞外表面，由多糖与质膜中的蛋白质或脂质结合而成。
例子：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。
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。
功能：
保护、识别作用
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%到30%。植物细胞膜一般不含有胆固醇，动物中用来保持膜的稳定性。
分布：磷脂分子层的疏水环境中，具有一个很小的亲水基团，与磷脂头部连接。
作用：调节磷脂的运动使膜具有一定的刚性
1959年，罗伯特森在电镜下看到了细胞膜清晰的暗-亮-暗的三层结构，他结合其他科学家的工作，提出了细胞膜模型的假说：“蛋白质-脂质-蛋白质”三层的静态统一结构。
这些成分是如何分布的？
蛋白质
糖蛋白
磷脂
磷脂双分子层（脂双层）构成了膜的基本支架，这个支架不是静止的。磷脂双分子层具有流动性。蛋白质分子有的贯穿在膜中，有的一部分插在膜中，一部分露在膜外，还有的整个露在膜表面。大多数蛋白质分子也是可以运动的。
糖脂
胆固醇
这些成分是如何分布的？
外侧
诱导
融合
人细胞
鼠细胞
荧光标记
蛋白质
40分钟后
370C
实验：人-鼠细胞融合实验(荧光标记法)
实验结论:
细胞膜具有流动性
膜上蛋白质和磷脂具有流动性
时间：1972年
人物：桑格和尼克森
假说：
流动镶嵌模型
1、脂双层构成膜的基本支架。（其中磷脂分子的亲水性头部朝向两侧，疏水性的尾部朝向内侧）
2、蛋白质分子有的整个贯穿膜中，有的部分插在膜中，有的露在膜外,有的整个露在膜表面.（体现了膜结构内外的不对称性）
流动镶嵌模型的基本内容
4、大多数的蛋白质分子也是可以运动的。（也体现了膜的流动性）
3、磷脂分子是可以运动的，具有流动性。（其分子的运动有多种形式）
细胞膜具有一定的流动性（结构特点）
6.细胞膜的功能：
保护作用
控制物质进出
膜蛋白
信息交流、识别
糖蛋白
概念图
质膜
结构特点
功能特点
结构组成
结构探究历程
决定
③
④
②
流动性
选择透性
脂双层
膜蛋白
①
细胞壁
1.植物细胞细胞膜外有一层细胞壁
细胞壁的成分：主要是纤维素、果胶
细胞壁的功能：保护细胞和支撑植物体
2.真菌细胞壁：壳多糖
3.细菌细胞壁：
主要是肽聚糖
全透性（与细胞的选择透性无关）
细胞壁的功能
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。
青霉素为什么能杀菌？
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。
1.下列关于细胞膜的说法，不正确的是(　　)
A.组成不同细胞膜的化学成分种类基本相同，但每种成分的含量不同
B.白细胞能吞噬某些细菌，说明细胞膜具有一定的选择透性
C.不具有流动性的细胞膜将不具有选择透性
D.不同细胞对同一种物质的吸收量不同，体现了细胞膜的选择透性功能
B
2．如图表示质膜的结构示意图。下列有关叙述错误的是
A．图中A为蛋白质、B为磷脂分子
B．质膜的控制物质进出功能只与图中的A有关
C．构成质膜的A与B大多数可以运动
D．适当提高温度，能使A和B的相对运动加快，透性增加，有利于生命活动的进行
B
3.下列物质中最容易通过细胞膜进入细胞的是
A、葡萄糖
B、蛋白质
C、甘油
D、无机盐离子
4.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
5．下列有关膜的叙述，错误的是(　　)
A．质膜主要由脂质和蛋白质组成
B．质膜中还有少量的糖类
C．线粒体膜和叶绿体膜中的蛋白质分子是相同的
D．在组成质膜的脂质中，磷脂最丰富
C
A
B
C
9．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细胞膜控制细胞与周围环境的联系
预习梳理
细胞边界
将细胞与
区分开来，保证了细胞内部环境的相对稳定，是细胞内的生命活动有序进行。
细胞膜具有选择透过性
细胞膜的选择透过性：细胞膜可以控制物质的进出，选择性的吸收
和排出
，保持细胞内生化反应有序进行。
细胞膜的成分
1.细胞膜主要由
和
组成，除此之外，还有少量
。动物细胞膜中还含有一定量的
。
2.膜中各种组分的作用
（1）磷脂：构成细胞膜的
。
（2）膜蛋白：①控制物质进出，如
；②特定化学反应，如小肠上皮细胞的某些膜蛋白；③与外界进行
与细胞识别，如胰岛素受体等。
（3）胆固醇：保持
稳定性。
四、生物膜
1、概念：
称之为生物膜。
2、生物膜的流动镶嵌模型
填写下列结构名称
②
③
④
⑤
该理论主要包括：
构成了生物膜的基本骨架；蛋白质分子分布在磷脂分子的不同部位，体现了膜内外结构的
；磷脂和蛋白质的位置是不固定的，生物膜具有
。
五、细胞壁
1、植物细胞壁的构成：主要由
组成，此外，还含有
等多种物质。
和
同样具有细胞壁，单组成物质和结构与植物不同。
2、功能：细胞壁的重要作用是
，
，加强细胞的
。此外，细胞壁也参与细胞间的
，是激素等化学信号传递的
和
。
3、细胞壁具有
，所有物质均能通过。
当堂自测
三、自我检测
1．下列关于细胞膜的叙述，错误的是（
）
细胞膜主要由脂质和蛋白质组成
B.
膜的基本支架是磷脂单分子层
C.
细胞膜是选择透过性膜
D.
细胞膜具有一定的流动性
2．下列图示中，能正确反映磷脂分子和蛋白质分子构成细胞膜情况的是（
）
(
人细胞
鼠细胞
红色荧光染料标记的膜蛋白
绿色荧光染料标记的膜蛋白
)
3．科学工作者用不同颜色的荧光染料分别标
记人和鼠细胞的膜蛋白后，进行细胞融合实验（如下图
所示）。该实验说明（
）
A.膜蛋白是可以移动的
B.两种细胞的膜蛋白种类相同
C.膜蛋白可以起生物催化作用
D.膜蛋白能控制某些物质出入细胞
4．下列有关质膜的叙述，错误的是
（
）
A.质膜的主要成分是磷脂与蛋白质
B.质膜具有一定的流动性
C.质膜的识别功能与膜蛋白有关
D.质膜不具有选择透性
5．下列物质属于组成细胞膜主要成分的是（
）
A.
磷脂和蛋白质
B.磷脂和植物蜡
C.油脂和蔗糖
D.纤维素和蛋白质
答案：
(预习梳理]
一、细胞膜(质膜)
周围环境
二、营养物质
代谢产物
三1.磷脂
蛋白质
糖类
胆固醇
2.
(1)基本骨架
(2)转运蛋白
催化
信息交流
(3)细胞膜
四、1.细胞内所有的膜
2.糖蛋白
糖脂
磷脂
胆固醇
蛋白质
磷脂分子层
不对称性
一定流动性
五、1.纤维素
果胶
真菌
大多数原核细胞
2.保护细胞
维持细胞形态
机械强度相互粘连
介质
通路
3.全透性
BAADA

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