第4讲-细胞膜和细胞壁课件.ppt

1、第第4讲讲 细胞膜和细胞壁细胞膜和细胞壁考点一：细胞膜和细胞壁考点一：细胞膜和细胞壁的主要成分和功能的主要成分和功能植植物物细细胞胞结结构构显微结构：显微结构：光学显微镜下能看到的结构光学显微镜下能看到的结构(放大几十千余倍放大几十千余倍)细胞壁细胞壁细胞核细胞核液液 泡泡细胞质细胞质细胞膜细胞膜细胞是一切生命活动的基础细胞是一切生命活动的基础,因为因为_一、细胞膜的成分一、细胞膜的成分o细胞膜主要由细胞膜主要由 （约占（约占 ）和和 （约占（约占 ）组成，此外组成，此外还有少量的还有少量的 （约占（约占 ）。功能越复杂的细胞膜上，功能越复杂的细胞膜上，的种的种类和数量越多。类和数量越多。o癌

2、变的细胞膜的成分发生改变，产生有癌变的细胞膜的成分发生改变，产生有 和和 等物质。等物质。二、制备细胞膜的方法二、制备细胞膜的方法o1、选材：一般选用、选材：一般选用 ，要用适，要用适量的量的 制成稀释液。原因制成稀释液。原因是是 。o2、原理：、原理：。o3、方法步骤：、方法步骤：o4、实验现象：近水部分的红细胞发生变化：消、实验现象：近水部分的红细胞发生变化：消失，细胞体积失，细胞体积 ，很快细胞，很快细胞 ，内容物流出。，内容物流出。o5、获得较纯细胞膜的方法：、获得较纯细胞膜的方法：。三、细胞膜的功能三、细胞膜的功能o1、。o2、。o3、。o细胞分泌的细胞分泌的 ，随，随 到达全身，到

3、达全身，与靶细胞的与靶细胞的 （化学实质：（化学实质：）结合，结合，将信息传递给靶细胞；将信息传递给靶细胞；相邻两个细胞相邻两个细胞的的 ，信息从一个细胞传递给另一个，信息从一个细胞传递给另一个细胞；细胞；相邻两个细胞之间相邻两个细胞之间 ，携带信，携带信息的物质通过息的物质通过 进入另一个细胞。进入另一个细胞。四、细胞壁的组成成分与功能四、细胞壁的组成成分与功能o1、植物细胞壁成分主要是、植物细胞壁成分主要是 。o原核生物细胞壁主要成分是原核生物细胞壁主要成分是 。o2、细胞壁的功能：、细胞壁的功能：和和 。考点二考点二 生物膜的流动镶嵌模型生物膜的流动镶嵌模型o一、生物膜的定义：一、生物膜

4、的定义：o1、膜（如：膜（如：、o 、等的膜）、等的膜）、膜和膜和o 膜，共同构成细胞的生物膜系统。膜，共同构成细胞的生物膜系统。o2、生物膜的结构和功能的关系：生物膜的、生物膜的结构和功能的关系：生物膜的o组成成分和组成成分和 很很 ；在结构和功能；在结构和功能上上 ，进一步体现出细胞内各种结构之间，进一步体现出细胞内各种结构之间的的 。o3、生物膜的功能、生物膜的功能oooo4 4、生物膜的结构特点：、生物膜的结构特点：。o5 5、生物膜的特性、生物膜的特性:。考点二考点二 生物膜的流动镶嵌模型生物膜的流动镶嵌模型二、生物膜的流动镶嵌模型二、生物膜的流动镶嵌模型（一）对生物膜结构的探索历程

5、1、E.Overton 1895年发现凡是溶于脂肪年发现凡是溶于脂肪的物质很容易透过植的物质很容易透过植物的细胞膜，而不溶物的细胞膜，而不溶于脂肪的物质不易透于脂肪的物质不易透过细胞膜。过细胞膜。因此推测细胞膜由脂类物质组成。因此推测细胞膜由脂类物质组成。推测细胞膜由双层脂分子组成推测细胞膜由双层脂分子组成 。3、E.Gorter&F.Grendel 1925用有机溶剂提取了用有机溶剂提取了人类红细胞质膜的脂类人类红细胞质膜的脂类成分，将其铺展在水面，成分，将其铺展在水面，测出膜脂展开的面积二测出膜脂展开的面积二倍于细胞表面积。倍于细胞表面积。2、20世纪初，科学家第一次将膜从哺乳动物的红世纪

6、初，科学家第一次将膜从哺乳动物的红细胞中分离出来。化学分析表明，膜的主要成分细胞中分离出来。化学分析表明，膜的主要成分是脂质和蛋白质。是脂质和蛋白质。磷脂分子是一种由甘油、磷脂分子是一种由甘油、脂肪酸和磷酸所组成的分脂肪酸和磷酸所组成的分子，磷酸子，磷酸“头部头部”是亲水是亲水的，脂肪酸的，脂肪酸“尾部尾部”是疏是疏水的。请运用相关的化学水的。请运用相关的化学知识，解释知识，解释为什么磷脂在为什么磷脂在空气水界面上铺展成单空气水界面上铺展成单分子层分子层，而科学家如何从，而科学家如何从这一现象推导出这一现象推导出“脂质在脂质在细胞膜中必然排列为连续细胞膜中必然排列为连续两层两层”这一结论。这一

7、结论。4、J.D.Robertson 1959有超薄切片获有超薄切片获得了清晰的细胞膜照片，显示暗得了清晰的细胞膜照片，显示暗-明明-暗暗三层结构，厚约三层结构，厚约7.5nm。他大胆地提出他大胆地提出“单位膜单位膜”模型。它由厚约模型。它由厚约3.5nm的双层脂分子和内外表面各厚约的双层脂分子和内外表面各厚约2nm的蛋白质的蛋白质构成，即蛋白质构成，即蛋白质脂质脂质蛋白质三层结构。蛋白质三层结构。在融合细胞的细胞膜上红、在融合细胞的细胞膜上红、绿荧光为什么会均匀分布？绿荧光为什么会均匀分布？细胞膜有什么作用？细胞膜有什么作用？5、人、鼠细胞融合实验、人、鼠细胞融合实验细胞膜上蛋白质运动的结果

8、。细胞膜上蛋白质运动的结果。具有一定的流动性。具有一定的流动性。该实验反映了细胞膜结构上该实验反映了细胞膜结构上的什么特点？的什么特点？6、S.J.Singer&G.Nicolson 1972根据免疫荧根据免疫荧光技术、冰冻蚀刻技术的研究结果，在光技术、冰冻蚀刻技术的研究结果，在“单位单位膜膜”模型的基础上提出模型的基础上提出“流动镶嵌模型流动镶嵌模型”。强调膜的强调膜的流动性流动性和膜蛋白分布的和膜蛋白分布的不对称性不对称性。o冰冻蚀刻冰冻蚀刻(freeze-etching)技术技术 在冰冻断裂技术的基础上发展起来的更在冰冻断裂技术的基础上发展起来的更复杂的复型技术。如果将冰冻断裂的样品复杂

9、的复型技术。如果将冰冻断裂的样品的温度稍微升高，让样品中的冰在真空中的温度稍微升高，让样品中的冰在真空中升华，而在表面上浮雕出细胞膜的超微结升华，而在表面上浮雕出细胞膜的超微结构。当大量的冰升华之后，对浮雕表面进构。当大量的冰升华之后，对浮雕表面进行铂行铂-碳复型，并在腐蚀性溶液中除去生物碳复型，并在腐蚀性溶液中除去生物材料，材料，复型经重蒸水多次清洗后，置于载复型经重蒸水多次清洗后，置于载网上作电镜观察网上作电镜观察二、细胞膜的流动镶嵌模型1、提出者：、提出者：年年 和和 提出生物膜提出生物膜的流动镶嵌模型。的流动镶嵌模型。二、二、流动镶嵌模型流动镶嵌模型的基本内容的基本内容 1 1）以）以

10、 为基为基本骨架，蛋白质分本骨架，蛋白质分子子 、其其中或中或 表面。表面。2）膜上的蛋白质和脂质大多可以膜上的蛋白质和脂质大多可以 。2、要点：、要点：1磷脂的类型磷脂的类型组成：组成：卵卵/脑磷脂脑磷脂、磷脂酰丝氨酸、鞘磷脂、磷脂酰肌醇、磷脂酰丝氨酸、鞘磷脂、磷脂酰肌醇结构：头部、尾部结构：头部、尾部碱基碱基+磷酸磷酸+甘油甘油亲水性亲水性 碳氢链碳氢链疏水性疏水性头头尾尾既亲水又疏水的双亲性分子既亲水又疏水的双亲性分子存在方式：存在方式：脂质双分子层脂质双分子层 球状的胶态分子团球状的胶态分子团脂质体（脂质体（liposome）：）：双分子层游离末端自动闭合形成双分子层游离末端自动闭合形

11、成 的中空结构。的中空结构。重点分析膜上蛋白质重点分析膜上蛋白质:膜功能的复杂程度决定于膜中膜功能的复杂程度决定于膜中蛋白质的种类。蛋白质的种类。糖被o化学本质：糖蛋白化学本质：糖蛋白o作用：保护、润滑、细胞表面的识别、抗作用：保护、润滑、细胞表面的识别、抗原抗体之间的识别、血型决定物质原抗体之间的识别、血型决定物质o所处位置：细胞膜的外表面所处位置：细胞膜的外表面自由扩散自由扩散(被动运输被动运输)高浓度高浓度低浓度低浓度不需要消耗能量不需要消耗能量不需要载体不需要载体举例举例:O O2 2、COCO2 2、H H2 2O O、甘油、甘油、乙醇、苯等乙醇、苯等载体载体离子和小分子物质离子和小

12、分子物质 大分子和颗粒物质大分子和颗粒物质 自由扩散自由扩散 协助扩散协助扩散 主动运输主动运输 内吞内吞 外排外排 运输运输方向方向 高浓度高浓度低浓度低浓度 高浓度高浓度低浓度低浓度 低浓度低浓度高高浓度浓度 细胞外细胞外内内 细胞内细胞内外外 运输运输动力动力 浓度差浓度差 浓度差浓度差 能量（能量（ATP）能量能量（ATP）能量能量（ATP）物质跨膜运输的方式物质跨膜运输的方式运载运载体体 不需要不需要 需要需要 需要需要 不需要不需要 不需要不需要 实例实例 水、水、CO2、O2、甘油、甘油、乙醇、苯乙醇、苯 红细胞吸收红细胞吸收葡萄糖葡萄糖 K+、Ca2+、Mg2+，小肠，小肠吸收

13、氨基酸、吸收氨基酸、葡萄糖葡萄糖 白细胞吞噬白细胞吞噬病菌、变形病菌、变形虫吞食食物虫吞食食物颗粒颗粒 胰岛胰岛B细胞分细胞分泌胰岛素泌胰岛素 原理原理 细胞膜的选择透过性细胞膜的选择透过性 细胞膜的流动性细胞膜的流动性 模型模型（3）用曲线表示各物质进入细胞的速率。）用曲线表示各物质进入细胞的速率。甘油进入细胞速率与外界甘油浓度（在一定浓度范甘油进入细胞速率与外界甘油浓度（在一定浓度范围内）、围内）、O2浓度、细胞呼吸强度之间的关系。浓度、细胞呼吸强度之间的关系。葡萄糖进入红细胞速率与葡萄糖浓度（在一定范围葡萄糖进入红细胞速率与葡萄糖浓度（在一定范围内）、内）、O2浓度、细胞呼吸强度之间的关

14、系。浓度、细胞呼吸强度之间的关系。氨基酸被小肠绒毛上皮细胞吸收速率与氨基酸浓度、氨基酸被小肠绒毛上皮细胞吸收速率与氨基酸浓度、O2浓度、细胞呼吸强度之间的关系。浓度、细胞呼吸强度之间的关系。答案答案对法囊藻（一种海藻）细胞液中各种离子浓度的分析表明，细对法囊藻（一种海藻）细胞液中各种离子浓度的分析表明，细胞液的成分与海水的成分很不相同，如右图：胞液的成分与海水的成分很不相同，如右图：（1 1）K K+和和ClCl在细胞内积累，而在细胞内积累，而NaNa+、CaCa2+2+等在细胞液中的含量等在细胞液中的含量低于海水含量，这表明低于海水含量，这表明_。（2 2）K K+和和ClCl进入细胞的转运

15、方向是进入细胞的转运方向是_，这种，这种吸收方式叫做吸收方式叫做_，这种吸收方式需要的两个基本条，这种吸收方式需要的两个基本条件是件是_。（3 3）NaNa+和和CaCa+进入细胞的转运方向是进入细胞的转运方向是_，它们的吸收方式属于，它们的吸收方式属于_。（4 4）法囊藻细胞液中的各种离子）法囊藻细胞液中的各种离子浓度与海水中各种离子浓度不成比例，浓度与海水中各种离子浓度不成比例，其结构基础是其结构基础是_。法囊藻对离子的吸收具有选择性法囊藻对离子的吸收具有选择性 从低浓度到高浓度从低浓度到高浓度 主动运输主动运输载体和能量载体和能量从高浓度到低从高浓度到低浓度浓度 主动运输主动运输细胞膜上

16、不同离子的载体数量细胞膜上不同离子的载体数量 细胞膜是一种细胞膜是一种选择透过性膜选择透过性膜可可以让以让水水分子自由通过，细胞要分子自由通过，细胞要吸收的离吸收的离子和小分子子和小分子物质也可以通过，而其他的物质也可以通过，而其他的离子、小分子和大分子则不能通过。离子、小分子和大分子则不能通过。细胞膜的功能特性离子通过细胞膜是一个主动运输的过程。为了证明此结论，某同学设计了部分实验方案及过程，请帮他设计完整。实验材料：草履虫、适宜浓度的KCl溶液、呼吸抑制 剂(能抑制细胞产生能量)、ATP、烧杯等。实验步骤：将草履虫放入盛有适宜浓度的溶液的烧杯 中，过30分钟测KCl溶液浓度。实验结果：、两

17、步最后测得KCl浓度 。最后测的KCl浓度与最后测的KCl浓度 相比 。实验结论：主动运输过程需要消耗能量。加入呼吸抑制剂，过30分钟测KCl溶液浓度加入ATP，过30分钟测KCl溶液浓度基本一致明显下降完成下面的概念关系图，理解并掌握相互关系。完成下面的概念关系图，理解并掌握相互关系。细胞膜结构与功能关系图细胞膜结构与功能关系图如图是某物质通过红细胞膜的示意图，请据图回答：如图是某物质通过红细胞膜的示意图，请据图回答：(1)(1)这是哪种运输方这是哪种运输方式式其理其理由是由是 (2)B(2)B代表的物质是代表的物质是_。(3)(3)你认为你认为A A可能代表下列哪种物质可能代表下列哪种物质?_?_。(供选答案：供选答案：O O2 2、甘油、甘油、K K+)主动运输主动运输消耗能量消耗能量且需要载体协助且需要载体协助 载体载体K K+