1、2021高三一轮复习细胞膜的结构和功能36PPT初步水解初步水解彻底水解彻底水解DNADNA脱氧核苷酸脱氧核苷酸(4(4种种)磷酸、脱氧核糖、磷酸、脱氧核糖、碱基碱基COCO2 2、H H2 2O O、含、含N N废物废物RNARNA核糖核苷酸核糖核苷酸(4(4种种)磷酸、核糖、碱磷酸、核糖、碱基基COCO2 2、H H2 2O O、含、含N N废物废物蛋白质蛋白质多肽多肽氨基酸氨基酸COCO2 2、H H2 2O O、尿素、尿素多糖多糖麦芽糖麦芽糖葡萄糖葡萄糖脂肪脂肪甘油和脂肪酸甘油和脂肪酸重难点突破重难点突破3-3-水解产物和氧化分解产物水解产物和氧化分解产物1.1.将将细胞与细胞与外界环
2、境外界环境分隔开，分隔开，保障了细胞内部环境的相对稳定保障了细胞内部环境的相对稳定 细细 胞胞 膜膜 的的 功功 能能笔记：笔记：细胞壁无活性，全透性，不是细胞的边界细胞壁无活性，全透性，不是细胞的边界细胞细胞营养物质、营养物质、O2代谢废物、代谢废物、CO2细胞产物细胞产物（抗体、激素等）（抗体、激素等）不需要、有害的物质不需要、有害的物质 （相对性）（相对性）DNA等重要成分等重要成分 细细 胞胞 膜膜 的的 功功 能能2 2.控制物质进出细胞控制物质进出细胞（病菌、病毒）（病菌、病毒）笔记：笔记：DNADNA不出细胞不出细胞 细细 胞胞 膜膜 的的 功功 能能3 3.进行细胞间的信息交流
3、进行细胞间的信息交流（1 1）间接）间接交流：交流：细胞分泌化学物质细胞分泌化学物质（如激素）（如激素），通过，通过膜表面的受体膜表面的受体传递信息。传递信息。内分泌细胞内分泌细胞激素激素受体受体靶细胞靶细胞血液血液 细细 胞胞 膜膜 的的 功功 能能笔记：笔记：受体的本质是糖蛋白。受体的本质是糖蛋白。激素运输到身体各处，只作用于靶细胞，因为只有靶细胞的细胞膜表激素运输到身体各处，只作用于靶细胞，因为只有靶细胞的细胞膜表面具有与该激素特异性结合的受体。面具有与该激素特异性结合的受体。发出信号的细胞发出信号的细胞与膜结合的信号分子与膜结合的信号分子膜上接受信号膜上接受信号分子的受体分子的受体相邻
4、两个细胞的相邻两个细胞的细胞膜接触细胞膜接触，信息从一个细胞传递给另一个细胞。，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例如，精子和卵细胞之间的识别和结合。细细 胞胞 膜膜 的的 功功 能能（2 2）直接直接交流交流：细胞膜的接触：细胞膜的接触笔记：笔记：只有同种生物的精子和卵细胞能够识别和结合。只有同种生物的精子和卵细胞能够识别和结合。胞间连丝胞间连丝（3）相邻相邻细胞之间形成细胞之间形成通道通道来传递信息。来传递信息。高等植物高等植物细胞之间通过细胞之间通过胞间连丝胞间连丝传递信息。传递信息。细细 胞胞 膜膜 的的 功功 能能笔记：笔记：通道交流不需要细胞膜上的受
5、体通道交流不需要细胞膜上的受体胞间连丝胞间连丝通道传递通道传递胞间连丝胞间连丝向高等植物的一个向高等植物的一个细胞细胞中注入荧光染料中注入荧光染料(能发出荧光的染料能发出荧光的染料)，则染料迅，则染料迅速扩散到相邻的速扩散到相邻的细胞细胞内。内。笔记：笔记：胞间连丝也是物质运输的通道。胞间连丝也是物质运输的通道。细细 胞胞 膜膜 的的 功功 能能化学物质传递细胞膜接触通道受体受体（糖蛋白）（糖蛋白）与膜结合的信息分子与膜结合的信息分子对对 位位 训训 练练判断：细胞间的信息交流必须通过细胞膜的接触 （）细胞间的识别是通过细胞膜上的磷脂实现的（）3种信息交流方式都需要细胞膜上的受体 （）细胞间的
6、通道就是胞间连丝 （）植物细胞的胞间连丝具有物质运输的作用 （）多细胞生物体内只有相邻的两细胞才可以进行信息交流（）对对 位位 训训 练练 对生物膜组分的探索对生物膜组分的探索YearYear18951895年年欧文顿（欧文顿（E.OvertonE.Overton）实验：）实验：细胞膜细胞膜推测：推测：膜是由膜是由脂质脂质组成的。组成的。（根据（根据“相似相溶相似相溶”的原理）的原理）非脂溶性物质非脂溶性物质脂溶性物质脂溶性物质对对 细细 胞胞 膜膜 成成 分分 的的 探探 索索对脂质成分的探索对脂质成分的探索 科学家第一次将膜从哺乳动物的红细科学家第一次将膜从哺乳动物的红细胞中分离出来。胞中
7、分离出来。化学分析表明：组成细胞膜的脂质有化学分析表明：组成细胞膜的脂质有磷脂磷脂 和和胆固醇胆固醇，其中磷脂含量最多。，其中磷脂含量最多。YearYear2020世纪初世纪初对对 细细 胞胞 膜膜 成成 分分 的的 探探 索索笔记：研究细胞膜选用哺乳动物成熟红细胞含有的膜结构只有细胞膜，无其他膜干扰（细胞器膜、核膜）含有的膜结构只有细胞膜，无其他膜干扰（细胞器膜、核膜）YearYear19171917年年对磷脂分子排布的探索对磷脂分子排布的探索 指出磷脂分子的头部是指出磷脂分子的头部是亲水亲水的，的，尾部是尾部是疏水疏水的。的。CHCHCHCH2 2CHCH2 2O OC=OC=OCH-CH
8、2CH-CH2CHCH2 2CHCH2 2CHCH2 2CHCH2 2CHCH2 2C=OC=OCHCH2 2O OCHCH2 2CHCH2 2CHCH2 2CHCH2 2CHCH2 2CHCH2 2CHCH2 2CHCH2 2CHCH2 2CHCH2 2CHCH2 2CHCH2 2CHCH2 2CHCH2 2CHCH2 2CHCH2 2CHCH2 2=CHCHCHCH2 2CHCH2 2CHCH2 2CHCH2 2CHCH2 2CHCH2 2CHCH2 2CHCH2 2CHCH2 2CHCH2 2 N N+（CH CH）3 33 3O OO OO=PO=P O O甘油甘油脂肪酸脂肪酸(亲水亲
9、水)(疏水疏水)磷酸磷酸对对 细细 胞胞 膜膜 成成 分分 的的 探探 索索含含N N碱基碱基笔记：笔记：磷脂的元素组成磷脂的元素组成C H O N P，头部亲水，尾部疏水。，头部亲水，尾部疏水。YearYear19171917年年对磷脂分子排布的探索对磷脂分子排布的探索请根据请根据磷脂分子的特点，磷脂分子的特点，建构磷脂分子建构磷脂分子在空气在空气水界面的分布模型。水界面的分布模型。水水空气空气对对 细细 胞胞 膜膜 成成 分分 的的 探探 索索YearYear对磷脂分子排布的探索对磷脂分子排布的探索荷兰科学家荷兰科学家GorterGorter和和GrendelGrendel用丙酮从用丙酮从
10、红细红细胞胞中提取脂质，在空气中提取脂质，在空气水界面上铺展成水界面上铺展成单分子层单分子层，测得单分子层的面积恰为红细，测得单分子层的面积恰为红细胞表面积的胞表面积的2 2倍倍。19251925年年对对 细细 胞胞 膜膜 成成 分分 的的 探探 索索推断：细胞膜中的磷脂分子必然排列为连续推断：细胞膜中的磷脂分子必然排列为连续的两层。的两层。将人的肝细胞中的磷脂全部提取出来，铺成单分子层，其面积是肝细胞表面积的2倍吗？为什么？大大超过大大超过2倍，肝细胞具有多种具膜的细胞器和细胞核倍，肝细胞具有多种具膜的细胞器和细胞核笔记：笔记：哺乳动物成熟的红细胞、原核细胞是哺乳动物成熟的红细胞、原核细胞是
11、2倍的关系倍的关系YearYear对生物膜组分的探索对生物膜组分的探索 英国学者丹尼利和戴维森研究了细胞英国学者丹尼利和戴维森研究了细胞膜的张力。发现膜的张力。发现细胞的表面张力明显低于细胞的表面张力明显低于油油水界面的表面张力。水界面的表面张力。19351935年年对对 细细 胞胞 膜膜 成成 分分 的的 探探 索索推测：细胞膜除含推测：细胞膜除含脂质脂质分子外，可能还附有分子外，可能还附有蛋白质蛋白质。已知：油脂滴表面如果吸附有已知：油脂滴表面如果吸附有蛋白质蛋白质分子则表面张力会分子则表面张力会降低降低。思思 考考 讨讨 论论 P42P421.最初对细胞膜成分的认识，是通过对现象的推理分
12、析，还是通过对膜成分的提取与检测？推理分析 思考：为什么不直接对膜的成分进行提取、分离和鉴定呢？当时的技术不能实现技术对科学研究具有重要的推动作用！技术对科学研究具有重要的推动作用！水水空气空气思思 考考 讨讨 论论 P42P422.根据磷脂分子的特点解释，为什么磷脂在空气水界面上铺展成单分子层？科学家是如何推导出“脂质在细胞膜中必然排列为连续的两层”这一结论的？因为磷脂分子的因为磷脂分子的“头部头部”亲水，亲水，“尾部尾部”疏水，所以在水疏水，所以在水空气的界面空气的界面上，磷脂分子是上，磷脂分子是“头部头部”向下与水面接触，向下与水面接触，“尾部尾部”则朝向空气的一面。则朝向空气的一面。科
13、学家因测得从哺乳动物成熟的红细胞中提取的脂质，铺成单分子层科学家因测得从哺乳动物成熟的红细胞中提取的脂质，铺成单分子层的面积恰为红细胞表面积的的面积恰为红细胞表面积的2倍，才得出膜中的脂质必然排列为连续的两倍，才得出膜中的脂质必然排列为连续的两层这一结论。层这一结论。思思 考考 讨讨 论论 P42P423.磷脂分子在水中能自发地形成双分子层，你如何解释这一现象？由此，你能否就细胞膜是由磷脂双分子层构成的原因作出分析？由于磷脂分子有亲水的“头部”和疏水的“尾部”，在水溶液中，朝向水的是“头部”，“尾部”受水的排斥。当磷脂分子的内外两侧均是水环境时，磷脂分子的“尾部”相对排列在内侧，“头部”则分别
14、朝向两侧水的环境，形成磷脂双分子层。亲水性头部亲水性头部疏水性尾部疏水性尾部 思思 考考 讨讨 论论 P42P423.磷脂分子在水中能自发地形成双分子层，你如何解释这一现象？由此，你能否就细胞膜是由磷脂双分子层构成的原因作出分析？细胞的内外环境都是水溶液，所以细胞膜磷脂分子的“头部”向着膜的内外两侧，而“尾部”相对排在内侧，形成磷脂双分子层。细胞内细胞内水环境水环境 细胞外水环境细胞外水环境思思 考考 讨讨 论论 P42P424.如果将磷脂分子置于水苯的混合溶剂中，磷脂分子将会如何分布？如果将磷脂分子置于水苯的混合试剂中，磷脂的“头部”将与水接触，“尾部”与苯接触，磷脂分子分布呈单层。总总 结
15、：磷结：磷 脂脂 分分 子子 分分 布布 特特 点点细胞内细胞内水环境水环境 细胞外水环境细胞外水环境空气水界面水中水苯环境小油滴（课时作业本八第小油滴（课时作业本八第7题，药物（课本题，药物（课本46页）页）细胞膜主要成分是脂质和蛋白质细胞膜主要成分是脂质和蛋白质细胞膜成分是脂质、蛋白质和糖类细胞膜成分是脂质、蛋白质和糖类细胞膜的成分脂质 大约占50%（磷脂最丰富、少量胆固醇）蛋白质 大约占40%（功能越复杂的细胞膜，蛋白质的种类与数量就越多）糖类 大约占2%10%细细 胞胞 膜膜 的的 成成 分分 思考：根据细胞膜的成分，写出组成细胞膜的基本化学元素有哪些？C H O N PC H O N
16、 P（笔记）（笔记）两层暗两层暗YearYear19591959年年对生物膜分子排布的探索对生物膜分子排布的探索 罗伯特森在罗伯特森在电镜电镜下看到细胞膜清晰的下看到细胞膜清晰的暗暗亮亮暗的三层结构。暗的三层结构。对对 细细 胞胞 膜膜 结结 构构 的的 探探 索索两层暗两层暗YearYear19591959年年对生物膜分子排布的探索对生物膜分子排布的探索 罗伯特森在电镜下看到细胞膜清晰的罗伯特森在电镜下看到细胞膜清晰的暗暗亮亮暗的三层结构。（静态）暗的三层结构。（静态）对对 细细 胞胞 膜膜 结结 构构 的的 探探 索索 电子显微镜下由于电子与不同物质发生电子显微镜下由于电子与不同物质发生碰
17、撞而产生不同散射度。碰撞而产生不同散射度。因因蛋白质蛋白质电子密电子密度高，故显度高，故显暗带暗带，磷脂磷脂分子电子密度低则分子电子密度低则呈呈亮带亮带。技术技术简介简介“蛋白质蛋白质脂质脂质蛋白质蛋白质”三明治模型三明治模型对对 细细 胞胞 膜膜 结结 构构 的的 探探 索索u要点要点：所有膜结构都相同；所有膜结构都相同；静态的结构。静态的结构。“蛋白质蛋白质脂质脂质蛋白质蛋白质”的静态结构模型不能解释哪些功能？的静态结构模型不能解释哪些功能？不能解释细胞的生长、膜的变形能力等。不能解释细胞的生长、膜的变形能力等。YearYear19701970年年对生物膜结构特点的探究对生物膜结构特点的探
18、究诱导融合40分钟后37荧光标记 膜蛋白小鼠细胞小鼠细胞人细胞人细胞结论结论:细胞膜上的蛋白质是可以运动的。细胞膜上的蛋白质是可以运动的。细胞膜具有一定的流动性细胞膜具有一定的流动性对对 细细 胞胞 膜膜 结结 构构 的的 探探 索索Year19721972年年流动镶嵌模型的诞生流动镶嵌模型的诞生 在新的观察和实验证据的基础上，又有学者提出在新的观察和实验证据的基础上，又有学者提出一些关于生物膜的分子结构模型。其中，一些关于生物膜的分子结构模型。其中，19721972年年辛格辛格和和尼科尔森尼科尔森提出提出流动镶嵌模型流动镶嵌模型为大多数人所接受。为大多数人所接受。对对 细细 胞胞 膜膜 结结
19、 构构 的的 探探 索索YearYear19721972年年流动镶嵌模型的诞生流动镶嵌模型的诞生辛格辛格和和尼科尔森尼科尔森在继承创新中提出了流动镶嵌模型在继承创新中提出了流动镶嵌模型 S.J.Singer S.J.SingerG.NicolsonG.Nicolson对对 细细 胞胞 膜膜 结结 构构 的的 探探 索索3.3.蛋白质分子存在形态：蛋白质分子存在形态：有有镶在表面、嵌入、贯穿镶在表面、嵌入、贯穿三种三种糖被与细胞识别、细胞间信息交流等有密切联系）糖被与细胞识别、细胞间信息交流等有密切联系）（判断细胞膜内外（判断细胞膜内外侧方法）侧方法）流流 动动 镶镶 嵌嵌 模模 型型 的的 基
20、基 本本 内内 容容P45 P45 既然膜内部分是疏水的，水分子为什么能跨膜运输呢？既然膜内部分是疏水的，水分子为什么能跨膜运输呢？一是因为水分子极小，可以通过由于磷脂分子运动而产生的间隙；一是因为水分子极小，可以通过由于磷脂分子运动而产生的间隙；二是因为膜上存在水通道蛋白，水分子可以通过通道蛋白通过膜。二是因为膜上存在水通道蛋白，水分子可以通过通道蛋白通过膜。课课 堂堂 小小 结结对对 细细 胞胞 膜膜 成成 分分 的的 探探 索索时间（人物）时间（人物）依据依据1895年（欧文顿）发现溶于脂质的物质，容易穿过细胞膜；不溶于脂质的物质，不容易穿过细胞膜细胞膜是由脂质组成的通过一定方法制备出纯
21、净细胞膜，进行化学分析组成细胞膜的脂质有磷脂和胆固醇，其中磷脂含量最多1925年（戈特和格伦德尔）用丙酮从人的红细胞中提取脂质，脂质在空气水界面上铺展成单分子层，测得单层分子的面积恰为红细胞表面积的2倍细胞膜中的磷脂分子必然排列为连续的两层1935年（丹尼利和戴维森）细胞的表面张力明显低于油水界面的表面张力，而人们已经发现了油脂滴表面如果吸附有蛋白质则表面张力会降低细胞膜除含脂质分子外，可能还附有蛋白质对对 细细 胞胞 膜膜 结结 构构 的的 探探 索索时间时间（人物）（人物）细胞膜细胞膜结构模型结构模型依依 据据1959年（罗伯特森）膜的静态模型电镜下细胞膜呈清晰的暗亮暗的三层结构所有的细胞
22、膜都由蛋白质脂质蛋白质三层结构构成，电镜下看到的中间的亮层是脂质分子，两边的暗层是蛋白质分子1970年膜的动态模型不同颜色荧光标记的小鼠细胞和人细胞融合实验（及其他相关实验）细胞膜具有流动性1972年（辛格和尼科尔森）新的观察和实验证据提出了为大多数人所接受的流动镶嵌模型(1)细胞膜的成分为脂质、蛋白质和糖类(2013北京卷)(2)构成膜的脂质主要是磷脂、脂肪和胆固醇(2010山东卷)(3)细胞膜含有糖脂和糖蛋白(2011海南卷)(4)变形虫和草履虫的细胞膜基本组成成分不同(2012广东卷)(5)生物膜的特定功能主要由膜蛋白决定(2010山东卷)(6)胰岛B细胞分泌胰岛素依赖于细胞膜的流动性(2010全国卷)(7)细胞膜上的大多数蛋白质是可以运动的(2011海南卷)判判 断断
