2.2 细胞膜控制细胞与周围环境的联系课件(共22张PPT) 2023-2024学年高一生物浙科版（2019）必修第一册

(共22张PPT)
细胞膜控制细胞与周围环境的联系
第2节
1.概述细胞膜的成分和功能
2.阐明流动镶嵌模型的基本内容
你了解细胞膜吗？
　　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。
活动 ：通过模拟实验探究膜的透过性
细胞膜的结构是如何与控制物质进出的功能相适应的呢？
半透膜：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(图2-9),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
细胞膜具有选择透过性
讨论：
1.A组加入碘-碘化钾溶液后,烧杯内蒸馏水呈现什么颜色 静置12h后颜色又如何 原因是什么 透析袋内淀粉溶液颜色有何变化？
2.A组实验说明了什么
3.本尼迪特试剂检测的现象是什么 B组实验说明了什么
烧杯内蒸馏水没有颜色变化；
静置12h后，还是没有颜色变化，说明烧杯中没有淀粉，也就是淀粉不能从透析袋中进入烧杯中；
透析袋内淀粉溶液颜色变蓝色。
A组实验中碘可以通过透析袋，而淀粉分子无法通过。说明了半透膜对分子进出具有半透性。
出现砖红色沉淀，说明了葡萄糖分子可以穿过半透膜。说明了半透膜对分子进出具有半透性。
例2、人的红细胞中的K+的浓度比血浆高，而Na+的浓度比血浆低
例1、小肠绒毛上皮细胞能够吸收葡萄糖，却很难吸收相对分子质量比葡萄糖小的木糖;　
选择透过性 ：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。这一特性称为细胞膜的选择透过性( selective permeability)。
细胞膜为什么具有这样的功能？
1895年E.OvertonE.Overton用500多种物质对植物细胞进行上万次的通透性实验，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。
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）,发现膜的结构被破坏了，证明组成细胞膜的成分中有蛋白质。
应用化学手段分析表明：
质膜的主要成分是脂质和蛋白质，其中脂质中磷脂含量最多，还有少量的糖类。动物细胞中还有一定量的胆固醇。
细胞膜主要由磷脂和蛋白质构成
磷 脂：
探究：依据磷脂分子性质与内外环境，请推测磷脂分子在下列界面中的排布？
在水—空气界面上
在水中：
细胞膜的两侧都有水环境存在，同学们尝试着大胆的推测和想象一下在这样的环境中，磷脂分子在细胞膜中可能是怎样排布的呢？
水
水
A
水
水
B
水
水
C
亲水的“头部”与水接触，疏水的“尾巴”远离水。
连续两层排列
膜蛋白：
1、概念与特性：
细胞膜上的蛋白质统称为膜蛋白。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
2.膜蛋白的功能：
通常细胞的功能越多，其膜蛋白的种类和数量就越多，
选择性地吸收或排出特定物质，控制其进出细胞，如转运蛋白
膜蛋白催化特定化学反应
在细胞与外界的信息交流和细胞识别中发挥重要作用
同一组织的相邻细胞间通过某些膜蛋白紧密连接在一起
①分布：存在于动物细胞膜中，占细胞膜所有脂质的10%～30%。植物细胞膜一般不含胆固醇。
②存在部位：胆固醇分子主要位于磷脂双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。
磷脂双分子层
胆固醇
胆固醇：
③功能：
保持细胞膜的稳定性
对细胞膜中磷脂分子的活动具有双重调节作用
限制磷脂分子运动，增加其有序性的作用
增强磷脂分子运动性
脂质和蛋白质是怎样有机结合构成膜的呢？
无法解释细胞的生长、变形虫的变形运动
时间：1959年
人物：罗伯特森（J.D.Robertsen）
实验：在电镜下看到细胞膜由“暗—亮—暗”的三层结构构成
“三明治”静态结构模型有什么不足？
把生物膜描述为静态的刚性结构，这显然与膜功能的多样性相矛盾。
生物膜是由“蛋白质—脂质—蛋白质”的三层结构构成的静态统一结构
提出假说：
生物膜具有流动性
蛋白质在膜中的分布是不对称的，蛋白质镶嵌、嵌入、横跨在磷脂双分子层中。
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。
时间：1972年
人物：辛格和尼克尔森
提出：生物膜的流动镶嵌模型
磷脂分子
蛋白质
糖蛋白
磷脂双分子层
磷脂分子
①
②
③
观察下图思考：序号处是什么物质 ？
该理论主要包括：
1.磷脂双分子层构成了生物膜的基本支架。
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。
3.磷脂和蛋白质位置不是固定的，生物膜具有一定流动性
1.分布：
2.成分：
3.功能：
4.性质：
无生物活性，是全透性的
植物、真菌及大多数原核细胞都有细胞壁
植物---纤维素和果胶
细菌---肽聚糖
支持和保护
细胞壁
为什么细胞壁不是植物细胞的边界？
细胞壁对要进出细胞的物质没有选择性（即全透性），它不能保证细胞内部的稳定。
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。
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。
质膜
结构特点
功能特点
结构组成
结构探究历程
决定
一定的流
动性
选择透性
脂双层
膜蛋白