细胞膜镶嵌学习.pptx

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1、二、对生物膜结构的探索历程二、对生物膜结构的探索历程填表填表时间时间实例实例(实验实验)结论结论(假说假说)19世世纪纪末末脂溶性物质更易通过脂溶性物质更易通过细胞膜细胞膜欧文顿认为膜是由欧文顿认为膜是由 组组成的成的20世世纪纪初初将膜分离提纯，并进将膜分离提纯，并进行化学分析行化学分析膜的主要成分是膜的主要成分是 和和 1925年年红细胞膜中脂质铺展红细胞膜中脂质铺展成单分子层后是红细成单分子层后是红细胞表面积的胞表面积的2倍倍细胞膜中的脂质分子排列细胞膜中的脂质分子排列为为 脂质脂质蛋白质连续的两层第1页/共51页第2页/共51页第3页/共51页第4页/共51页第5页/共51页脂质（50

2、）磷脂（重点）状态 双分子层排列构成膜的基本骨架 作用 脂质、脂溶性物质更易通过膜 定义 糖和脂质结合所形成的物质的总称作用 常常被作为细胞表面标志物质。糖脂又是细胞表面抗原的重要组分，许多胞外生理活性物质的受体，参与细胞识别和信息传递过程 胆固醇定义 又称胆甾醇。一种环戊烷多氢菲的衍生物作用 真核细胞膜中有大量的胆固醇插在膜磷脂之间，可以加强膜脂双层的稳定性，增加膜脂的有序性并降低其流动性，调节膜的机械性能第6页/共51页蛋白（约40）位置表层、嵌插、贯穿种类 有的只参与膜的构成、有的还起载体作用，参与协助扩散和主动运输 功能 载体具有专一性，在一定程度上决定了膜的选择透过性。膜的选择透过性

3、决定于载体的种类和数量。细胞膜的功能越丰富，蛋白质的种类和数量越多 糖类（210）与某些蛋白质构成糖被，具有识别、保护、免疫等作用，并与信息交流有关 第7页/共51页说明：1细胞膜主要由脂质和蛋白质构成，还含有少量糖类。其中脂质含量最多。各种蛋白质在膜上的分布是不对称的。膜功能的复杂程度与膜上蛋白质的种类和数量有关。糖类与蛋白质结合成糖蛋白，糖蛋白有保护、润滑和细胞识别能力；正常细胞癌变后膜上产生甲胎蛋白和癌胚抗原等物质，同时糖蛋白减少，黏性下降。第8页/共51页2.由于细胞膜很薄，当初人们是通过其功能研究细胞膜的成分的。例如脂溶性物质容易通过细胞膜，说明细胞膜的成分中有脂质类物质。细胞分裂以

4、及变形虫的运动说明膜不是静止的结构。这都体现了结构决定功能，有什么样的结构才能有什么样的功能。3研究膜的成分还可以用酶分解法，用蛋白酶处理细胞能使细胞膜破裂，说明细胞膜上有蛋白质。第9页/共51页 二、细胞壁 生物细胞的细胞壁也有信息交流的作用，其主要成分为纤维素和果胶，它们都属于多糖类物质。1.植物和藻类的细胞壁主要是由纤维素组成的，水分子和其他分子都极易通过纤维之间的间隙，所以细胞壁与细胞的透性无关，主要起保护和支持的作用。2.真菌的细胞壁由壳多糖(是氨基葡萄糖的多聚体)组成，又称为几丁质，它也是虾、蟹等的外壳和昆虫外骨胳的主要成分，根霉细胞壁的重要成分是几丁质。3.细菌的细胞壁主要由肽聚

5、糖(多肽和多糖的聚合物)组成。第10页/共51页考点二 细胞膜的结构 第11页/共51页时间时间实例实例(实验实验)结论结论(假说假说)1959年年电镜下细胞膜呈清晰的电镜下细胞膜呈清晰的暗暗亮亮暗三层结构暗三层结构罗伯特森认为生物膜由罗伯特森认为生物膜由 三三层结构构成层结构构成1970年年 人鼠细胞杂交实验人鼠细胞杂交实验细胞膜具有细胞膜具有 1972年年经不断观察及实验数据经不断观察及实验数据分析分析桑格和尼克森提出了生物桑格和尼克森提出了生物膜的膜的蛋白质脂质蛋白质流动性流动镶嵌模型第12页/共51页二、生物膜流动镶嵌模型的基本内容 1组成成分及其分布(1)构成膜的基本支架。(2)蛋白

6、质分子有的 ，有的部分或全部嵌入磷脂双分子层中，有的 。(3)细胞膜表面的糖类可以和蛋白质结合形成 ，也可以和脂质结合形成 。磷脂双分子层镶在磷脂双子层表面横跨整个磷脂双分子层糖蛋白糖脂第13页/共51页2.结构(1)磷脂分子 第14页/共51页磷脂分子的元素组成：C、H、O、N、P。单层磷脂分子层水界面排列及搅拌后图解。第15页/共51页磷脂分子及其性质磷脂分子及其性质趣味实验与反思趣味实验与反思单层磷脂分子层水界面排列单层磷脂分子层水界面排列第16页/共51页反思铺在水面的单层磷脂分子为什么“头”朝下？形成脂质体时为什么尾对尾而不是头对头？答案：水为极性分子，磷脂分子“头”朝下体现了“相似

7、相溶原理”。搅拌后“脂质体”的形成更能体现“相似相溶原理”。搅拌后形成脂质体搅拌后形成脂质体第17页/共51页(2)细胞膜结构示意图 第18页/共51页脂质分子中最主要的是磷脂，此外还有胆固醇等。膜上蛋白质是功能行使者，决定膜功能复杂程度。常见蛋白质如载体蛋白、组成糖蛋白等的蛋白质。糖蛋白的位置只有一个细胞膜的外侧，细胞器膜和细胞膜内侧不存在，可用于确定膜内外位置。第19页/共51页考点三 细胞膜的功能 第20页/共51页3细胞膜的功能 第21页/共51页第22页/共51页(2)控制物质进出细胞细胞需要的 ，进入细胞。细胞产生的 、和废物排到细胞外。细胞膜的控制作用是 。(3)进行细胞间的信息

8、交流 基础：大多与细胞膜的 有关。方式a通过细胞分泌的 间接传递信息。b通过相邻两细胞的 直接接触传递信息。c通过相邻两细胞间形成 进行信息交流。营养物质可以从外界抗体激素相对的糖被(糖蛋白)化学物质细胞膜通道第23页/共51页第24页/共51页第25页/共51页第26页/共51页第27页/共51页第28页/共51页第29页/共51页第30页/共51页考点四 体验制备细胞膜的方法 第31页/共51页1选哺乳动物成熟的红细胞作实验材料的原因(1)动物细胞没有细胞壁，不但省去了去除细胞壁的麻烦，而且无细胞壁的支持、保护，细胞易吸水胀破。(2)哺乳动物和人成熟的红细胞，没有细胞核和具有膜结构的细胞器

9、，易用离心分离法得到不掺杂细胞内膜系统的纯净的细胞膜。(3)红细胞数量大，材料易得。2实验原理细胞内的物质具有一定的浓度。把细胞放入清水中，细胞由于吸水而胀破，除去细胞内的其他物质，得到细胞膜。考点三：体验制备细胞膜的方法体验制备细胞膜的方法第32页/共51页考点剖析考点剖析 1实验原理、步骤及现象 第33页/共51页 2实验注意问题 选哺乳动物成熟的红细胞作为实验材料的原因 动物细胞没有细胞壁。哺乳动物和人成熟的红细胞，没有细胞核和具膜结构的细胞器。红细胞数量大，材料易得。提醒一定不能选鸡、鱼等非哺乳动物的红细胞作为实验材料，因为有细胞核和各种细胞器。取得红细胞后应先用适量的生理盐水稀释，目

10、的是 使红细胞分散开，不易凝集成块。使红细胞暂时维持原有的形态。操作时载物台应保持水平，否则易使蒸馏水流走。第34页/共51页4实验注意事项(1)取得红细胞后应先用适量的生理盐水稀释，目的是：使红细胞分散开，不易凝集成块。使红细胞暂时维持原有的形态。(2)操作时载物台应保持水平，否则易使蒸馏水流走。(3)滴蒸馏水时应缓慢，边滴加边用吸水纸吸引，同时用显微镜观察红细胞的形态变化。(4)如果该实验过程不是在载物台上的载玻片上操作，而是在试管中进行，那要想获得较纯净的细胞膜，红细胞破裂后，还必须经过离心、过滤才能成功。第35页/共51页 滴蒸馏水时应缓慢，边滴加边用吸水纸吸引，同时用显微镜观察红细胞

11、的形态变化。如果该实验过程不是在载物台上的载玻片上操作，而是在试管中进行，那要想获得较纯净的细胞膜，红细胞破裂后，还必须经过离心、过滤才能成功。第36页/共51页第37页/共51页第38页/共51页1组成、结构与功能的关系组成、结构与功能的关系第39页/共51页第40页/共51页2功能分析功能分析第41页/共51页2细胞膜的结构特点和功能特性细胞膜的结构特点和功能特性(1)结构特点和功能特性分析结构特点和功能特性分析项目项目特点特点原因原因实例实例影响因素影响因素结构结构特点特点一定的一定的流动性流动性构成细胞膜的构成细胞膜的磷脂分子和蛋磷脂分子和蛋白质分子不是白质分子不是静止的，而是静止的，

12、而是可以运动的可以运动的变形虫的变变形虫的变形运动，细形运动，细胞融合、胞胞融合、胞吞、胞吐、吞、胞吐、主动运输主动运输温度，在一温度，在一定范围内，定范围内，温度越高，温度越高，细胞膜的流细胞膜的流动性越大动性越大第42页/共51页项目项目特点特点原因原因实例实例影响因素影响因素功能功能特性特性选择选择透过透过性性遗传特性遗传特性 决定决定载体种类、载体种类、数量数量 决定决定选择透过性选择透过性植物对离子的植物对离子的选择性吸收、选择性吸收、神经细胞对神经细胞对K的吸收和的吸收和Na的排出，肾的排出，肾小管的重吸收小管的重吸收和分泌等和分泌等内因：细胞内因：细胞膜上载体的种膜上载体的种类和

13、数量；类和数量；外因：温度、外因：温度、pH、O2等影等影响呼吸作用的响呼吸作用的因素因素第43页/共51页(2)(2)实验验证实验验证细胞融合实验细胞融合实验流动性流动性第44页/共51页植物对无机盐的吸收植物对无机盐的吸收选择透过性选择透过性第45页/共51页第46页/共51页特别提醒特别提醒流动性是选择透过性的基础，只有具有流动性，才能流动性是选择透过性的基础，只有具有流动性，才能实现选择透过性。实现选择透过性。决定糖蛋白识别作用的是糖类的不同。决定糖蛋白识别作用的是糖类的不同。膜上蛋白质具有物质运输膜上蛋白质具有物质运输(载体蛋白载体蛋白)、信息传递、信息传递(受体受体)、识别等作用。

14、识别等作用。第47页/共51页第48页/共51页课题课题2.细胞膜成分的鉴定及功能验证细胞膜成分的鉴定及功能验证1探究思路探究思路获取细胞膜材料明确细胞膜的组成成分利用化学试剂和相关酶进行物质鉴定结合细胞融合和主动运输，推断细胞膜的结构和功能特点。2实验探究分析实验探究分析(1)研究细胞膜成分的常用材料：动物细胞、红细胞；最佳材料是哺乳动物成熟的红细胞，原因是这类细胞中没有其他的膜结构，只含有细胞膜一种膜结构。(2)动物细胞膜的制备方法：猪的新鲜血液 红细胞 红细胞的细胞膜(3)细胞膜中磷脂成分的鉴定：用溶解脂质的溶剂处理细胞膜，细胞膜被溶解；脂溶性物质能够优先通过细胞膜；用磷脂酶处理细胞膜，

15、细胞膜被破坏等。加柠檬酸钠后离心或沉淀加蒸馏水后离心第49页/共51页(4)细胞膜中蛋白质成分的鉴定：制备细胞膜样液，用双缩脲试剂鉴定；用蛋白酶处理细胞膜，细胞膜被破坏。(5)细胞膜中磷脂双分子层的鉴定：将膜结构中的磷脂分子提取出来，铺在水面上，测得磷脂占有面积，对比细胞膜的面积进行分析。(6)物质通过细胞膜方式的探究：自由扩散：物质进入细胞的速率随着该物质浓度的增大不断提高；主动运输：物质进入细胞的方式受氧气浓度、呼吸抑制剂等因素的影响。(7)细胞膜选择透过性的探究：利用有颜色的植物组织，放入清水中，然后，再用高温、强酸、强碱处理，观察实验前后清水的颜色变化。(8)温度影响物质的跨膜运输：测定不同的温度条件下，物质进入细胞速率的变化。第50页/共51页感谢您的观看！第51页/共51页