内容正文:
第5.1讲 细胞膜
核心素养目标
一、细胞膜的结构
1. 生物膜结构的探索历程
时间 科学家或实验 结论
19世
纪末 欧文顿发现脂溶性物质更容易通过细
胞膜 膜是由 组成的
20世
纪初 将膜分离提纯,并进行化学分析 组成细胞膜的脂质有
,其中
的含量最多
1925年 戈特和格伦德尔发现红细胞膜中脂质铺成单分子层后面积是红细胞表面积的2倍 细胞膜中的脂质分子必然排列为连续的
脂质
磷脂和胆固醇
磷脂
两层
时间 科学家或实验 结论
1935年 丹尼利和戴维森发现细胞膜表面张力低于油—水界面的表面张力 膜中含有
1959年 罗伯特森,电镜下细胞膜呈清晰的暗—亮—暗三层结构 所有的细胞膜都由
三层结构构成
1970年 荧光标记的小鼠细胞和人细胞融合实验 细胞膜具有
1972年 辛格和尼科尔森不断观察和分析实验数据 提出生物膜的 模型
蛋白质
蛋白质—脂质—蛋白质
流动性
流动镶嵌
2. 细胞膜的成分
成分 在细胞膜中的作用
脂质 ① 含量丰富,是构成细胞膜的主要成分
②有少量的
蛋白质 ①在细胞膜行使功能方面具有重要作用
②功能越复杂的细胞膜, 越多
糖类 常与蛋白质、脂质结合形成糖蛋白、糖脂,糖被与
等功能有关
磷脂
胆固醇
蛋白质的种类与数量
细胞表面的识别、细胞间信息传递
细胞膜组成成分的三个关键点
(1)不同细胞膜的成分种类一般相同,但各组分的含量不同。功能越复杂的膜中,蛋白质的种类和数量越多。
(2)细胞膜的成分是可变的,如细胞癌变过程中,细胞膜的成分发生变化,糖蛋白含量下降,有的产生甲胎蛋白(AFP)、癌胚抗原(CEA)等物质。
(3)糖类分别与蛋白质和脂质结合形成糖蛋白和糖脂,都与细胞识别作用有关。糖蛋白分布于细胞膜外侧,据此可判断细胞的内外侧。
特别提醒
3.细胞膜的结构——流动镶嵌模型
(1)[1] 是膜的基本支架。
(2)[2] 是生物膜功能的行使者,有的
磷脂双分子层表面,有的部分或全部
磷脂双分子层中,有的 于整个磷脂双分子层。
(3)在细胞膜的外表面,有一层由细胞膜上的[2] 与[3] 结合形成的 。另外,细胞膜上还有[3] 和脂质分子结合形成的
。这些糖类分子叫作糖被。糖被与 、细胞间的 有密切联系。
磷脂双分子层
蛋白质
镶在
嵌入
贯穿
蛋白质
糖类
糖蛋白
糖类
糖脂
细胞表面的识别
信息传递
4.细胞膜的结构特点(人—鼠细胞融合的实验)
①方法:________法。
②现象:采用荧光标记法标记小鼠细胞与人细胞表面的蛋白质分子,做如下图实验。
a.人—鼠细胞的两种荧光最终均匀分布的原因是 。
b.在人—鼠细胞融合的实验中,将温度维持在0 ℃,与37 ℃相比,实验现象的变化是
,原因是
。
c.该实验以及相关的其他实验证据表明,细胞膜具有 性。
细胞膜上的蛋白质是可以运动的
两种荧光不能均匀分布,或者需要更长的时间才能分布均匀
温度降低影响了蛋白质运动的速度
流动
荧光标记
下列生物现象或生理过程体现细胞膜的流动性的是_____________
①质壁分离与复原 ②变形虫的运动 ③胞吞和胞吐 ④白细胞的吞噬作用 ⑤精卵细胞的相互识别 ⑥神经递质的释放 ⑦水分子进出细胞 ⑧植物根系对矿质元素的吸收
①②③④⑥
例1.[不定选]荧光漂白恢复技术在细胞生物学中具有重要的应用,包括三个步骤:绿色荧光染料与膜上的蛋白质结合,细胞膜上呈现一定强度的绿色;激光照射淬灭(漂白)膜上部分绿色荧光;检测淬灭部位荧光再现速率。实验过程如图甲,结果如图乙所示。下列说法错误的是 ( )
A.该技术说明细胞膜具有流动性
B.应用该技术可以测定膜上单个蛋白质的流动速率
C.降低实验温度,漂白区域荧光强度恢复到F2的时间将变短
D.理论分析,漂白区域恢复足够长的时间,荧光强度F2仍小于F1
BC
思考讨论:
胰岛B细胞中除细胞膜外,还有核膜和各种细胞器膜,它们的膜中都含有磷脂分子。
2.在小鼠细胞和人细胞融合实验中,若降低温度,细胞完全融合所需要的时间明显延长,请分析原因。
1.用丙酮从人的胰岛B细胞中提取脂质,在空气和水的界面铺展成单层,测得单分子层的面积远大于胰岛B细胞表面积的2倍。请分析原因。
温度会影响分子的运动,进而影响细胞膜的流动性。若降低温度,分子