细胞膜的成分、结构和功能

科学家用显微注射器将一种叫做伊红的物质注入变形虫体内 ,伊红很快扩散到整个细胞 ,却不能逸出细胞。材料伊红为什么不会逸出细胞？此实验说明了什么？动动脑筋任何系统都有边界。细胞作为一个基本的生命系统，它的边界就是细胞膜。细胞膜的成分、结构和功能考纲要求：1、细胞膜的结构和功能（ ）2、物质出入细胞的方式（ ）基础梳理1.细胞壁（ 1）化学成分：主要是 _和 _；（ 2）功能：对植物细胞有 _和 _作用。 2.细胞膜主要是 _（约占细胞膜总量的 50）和 _（约占细胞膜总量的 40），还有少量的_（约占细胞膜总量的 2% 10%）。保护 脂质蛋白质糖类纤维素 果胶支持蛋白质和脂质磷脂双分子层 流动性蛋白质分子蛋白质分子糖蛋白糖脂流动性选择透过性3、4细胞膜的功能 将细胞与 分隔开； 控制物质 _ _ _； 进行细胞间的 _ _。外界环境信息交流进出细胞高浓度 低浓度高浓度 低浓度载体蛋白高浓度低浓度载体蛋白能量5、一、 细胞膜的成分思考与分析一1、我们有哪些手段来分析细胞膜的组成成分？2、蛋白质在行使功能时起重要作用，细胞膜的功能越复杂，蛋白质的种类和数量是越多还是越少？为什么？3、癌细胞的恶性增殖和转移与癌细胞膜成分的改变有关吗？癌细胞膜成分产生甲胎蛋白（ AFP）、癌胚抗原（ CEA），同时糖蛋白减少，黏性下降。相似相溶、酶解法、非 酶解法 等癌细胞膜成分产生甲胎蛋白（ AFP）、癌胚抗原（ CEA），同时糖蛋白减少，黏性下降。细胞膜主要是由脂质和蛋白质组成。一、 细胞膜的成分1.（ 2009年海南卷）能使植物细胞壁和细胞膜结构均破坏的一组酶是 ( )A淀粉酶、纤维素酶、溶菌酶B纤维素酶、果胶酶、蛋白酶C果胶酶、溶菌酶、纤维素酶D磷脂酶、淀粉酶、蛋白酶对点练习B2.（ 2008年山东卷）从细胞膜上提取了某种成分 ,用非酶法处理后 ,加入双缩脲试剂出现紫色；若加入斐林试剂或班氏试剂并加热，出现砖红色。该成分是 ( )A.糖脂 B.磷脂 C.糖蛋白 D.脂蛋白C二、 细胞膜的结构1、用丙酮从人的红细胞中提取出脂质，在空气 水的界面上铺展成单分子层，其面积为红细胞表面积的二倍，这能说明什么，为什么出现这种情况？ 2、电镜下观察到的细胞膜暗 亮 暗的三层结构后，细胞可能具有什么样的结构 ? 3、静态模型能否解释所有的生物现象？5、因此 1972年桑格和尼克森共同提出什么模型 ? 4、吞噬细胞、变形虫的变形过程，细胞膜是怎样完成行为变化的？怎样能使微小的物质运动变得可见？ 思考与分析一流动镶嵌模型细胞膜中的脂质排列为连续的双层“ 蛋白质 -脂质 -蛋白质 ” 三明治模型二、 细胞膜的结构1、对生物膜结构的探索历程冰冻蚀刻电子显微法标本用干冰等 冰冻 。后用冷刀断开，升温后暴露断裂面。蛋白质 镶在 、 嵌入 、 横跨 在 磷脂双分子层中 。2、生物膜的 流动镶嵌模型生物膜结构模型示意图2、生物膜的 流动镶嵌模型磷脂双分子层磷脂双分子层 构成了膜的基本支架，这个构成了膜的基本支架，这个支架不是静止的。磷脂双分子层是轻油般的流支架不是静止的。磷脂双分子层是轻油般的流体，体， 具有流动性具有流动性 。 蛋白质蛋白质 分子有的分子有的 镶在镶在 磷脂双磷脂双分子表面，有的分子表面，有的 部分或全部嵌入部分或全部嵌入 磷脂双分子层磷脂双分子层中，有的中，有的 横跨横跨 整个磷脂双分子层。多数蛋白质整个磷脂双分子层。多数蛋白质分子分子 也是可以运动也是可以运动 的。的。2、生物膜的 流动镶嵌模型结构特点： 具有一定的流动性（ 1）生物膜的结构特点 具有一定的流动性(1)结构基础：构成膜的磷脂分子和大多数蛋白质分子是运动的。(2)实验验证 人鼠细胞融合实验(3)实例证明：质壁分离与复原、变形虫运动、胞吞和胞吐、白细胞吞噬细菌等。（ 2）生物膜的流动性与选择透过性的关系(1)区别：流动性是生物膜的结构特点，选择透过性是生物膜的功能特性。(2)联系：流动性是选择透过性的基础，膜只有具有流动性，才能实现选择透过性。2、生物膜的 流动镶嵌模型（ 3） 组成、结构、功能关系图解特别提醒： 只有活细胞才具有膜的流动性和选择透过性。 膜的流动性受温度影响，在一定温度范围内，随温度升高，膜的流动性增强。 构成细胞膜的化学元素有 C、 H、 O、 N、 P等。 糖蛋白和糖脂分布在膜的外表面。因此，根据糖蛋白的分布，可以判断细胞膜的内外侧。 糖蛋白 (又叫糖被 )有保护和润滑作用，还与细胞识别作用有密切关系。 各种膜所含蛋白质与脂质的比例同膜的功能有关，功能复杂的膜，其蛋白质含量和种类较多。 各种蛋白质在膜上的分布是不对称的。细胞膜上的蛋白质种类很多，如运输物质的载体、识别作用的糖蛋白、接受信号的受体、体现病原体特异性的抗原以及催化作用的酶等。 正常细胞癌变后，细胞膜上产生甲胎蛋白和癌胚抗原等物质，以此可以作为细胞是否癌变的指标之一。 物质能否通过细胞膜，并不完全取决分子大小，而是根据细胞生命活动是否需要。如木糖分子比葡萄糖分子小，但细胞能吸收葡萄糖不能吸收木糖。对点练习1.（ 2009年北京卷）细胞膜在细胞的生命活动中具有重要作用。下列相关叙述不正确的是 ( )A.细胞膜的糖被在细胞间具有识别作用B.细胞膜对膜两侧物质的进出具有选择性C.细胞膜内外两侧结合的蛋白质种类有差异D.载体蛋白是镶在细胞膜内外表面蛋白质2、当具有蛋白质衣壳的 SARS病毒侵入人体后，体内淋巴细胞就能识别这一异物，并产生相应的抗体。淋巴细胞之所以能识别 SARS病毒，这是因为细胞膜上具有（ ）A、磷脂分子 B、糖被 C、蛋白质 D、抗体DB对点练习3. (2007上海高考 )下图是神经细胞的细胞膜结构模式图 ,正确的是 ( )4. (2010新创题 )有关 “细胞膜 系统的边界 ”叙述正确的是 ( )A. 同一生物体内的细胞之间 ,细胞膜上糖蛋白均完全相同 ,以便于细胞识别B. 细胞对大分子物质的吸收体现了细胞膜的流动性 ,而对 K+的吸收则与流动性无关C. 抗体与病毒囊膜上的抗原物质结合 ,体现了细胞膜的信息功能D. 温度 pH等条件可改变细胞膜的流动速度 ,影响其信息功能的发挥AD三、物质进出细胞的方式进出方式小分子、离子被动运输主动运输自由扩散协助扩散大分子物质 胞吞胞吐1自由扩散、协助扩散和主动运输的比较物 质 出入 细 胞的方式 被 动 运 输主 动 运 输自由 扩 散 协 助 扩 散运 输 方向是否需要 载体是否消耗能量图 例举 例O2、 CO 2、 H2O、甘油、乙醇、苯等出入 细 胞红细 胞 吸收葡萄糖小 肠 吸收葡萄糖、氨基酸、无机盐 等高浓度 低浓度高浓度 低浓度 低浓度 高浓度不需要 需要 需要不消耗 不消耗 消耗2. 大分子物质出入细胞的方式大分子物质是通过 胞吞和胞吐 来运输的。 胞吞和胞吐不属于跨膜运输的方式。(1)胞吞和胞吐进行的结构基础是细胞膜的流动性。(2)胞吞和胞吐与主动运输一样也需要能量供应，如果分泌细胞中的 ATP合成受阻，则胞吐作用不能继续进行。3影响自由扩散、协助扩散、主动运输的因素(1)影响自由扩散的因素：(2)影响协助扩散的因素：(3)影响主动运输的因素：细胞膜内外物质的 浓度差 。 细胞膜内外物质的 浓度差 ； 细胞膜上 载体的种类和数量 。 载体； 能量 ：凡能影响细胞内产生能量的因素，都能影响主动运输，如 氧气浓度、温度 等。(1)载体是细胞膜上的一类蛋白质，它具有特异性，不同物质的载体不同，不同生物细胞膜上的载体的种类和数量也不同；(2)载体具有饱和现象，当细胞膜上的载体达到饱和时，细胞吸收该载体运载的物质的速率不再随物质的浓度的增大而增大。 (3)要确定某种物质的运输方式，必须抓三个关键： 分析被运输的物质是否通过细胞膜； 明确被运输物质微粒的性质 (大分子、小分子、离子 )； 分析物质通过细胞膜的转运方向（高浓度 低浓度，低浓度 高浓度），是否需要载体协助，是否需要消耗能量。特别提醒：对点练习1、将萎蔫的菜叶放入清水中，菜叶细胞中的水分能 够得到恢复的原因，属于 ( ) A. 主动吸水 B. 主动运输C. 自由扩散和主动运输 D. 自由扩散2、分析以下资料回答问题： K和 Na均不能通过磷脂双分子层的人工膜； 缬氨霉素是一种脂溶性抗生素； 在人工膜上加入少量缬氨霉素， K可以透过人工膜。下列叙述不正确的是 ( )A缬氨霉素的作用类似于载体蛋白B缬氨霉素与离子的结合具有特异性C本实验在于研究细胞膜的选择透过性D K透过人工膜的方式属于主动运输DD共建概念图质膜结构特点 功能特