细胞膜的结构和功能(知识点)

1.细胞膜:也称质膜,它是细胞的边界。

2.功能

(1)将细胞与外界环境分隔开:保障了细胞内部环境的相对稳定。

(2)控制物质进出细胞

①可“进”的物质:细胞需要的营养物质。

②不容易“进”的物质:细胞不需要或对细胞有害的物质,以及有些病毒、病菌。

③可“出”的物质:抗体、激素等物质和细胞产生的废物。

④不会轻易“出”的物质:细胞内有用的成分,如核酸。

总结:细胞膜能控制物质进出细胞,且这种控制作用是相对的。

(3)进行细胞间的信息交流

图示

内容

举例

内分泌细胞分泌的激素,随血液到达全身各处,与靶细胞的细胞膜表面的受体结合,将信息传递给靶细胞

胰岛素的分泌及发挥作用

相邻两个细胞的细胞膜接触,信息从一个细胞传递给另一个细胞

精子和卵细胞之间的识别和结合

相邻两个细胞之间形成通道,携带信息的物质通过通道进入另一个细胞

高等植物细胞之间通过胞间连丝相互连接,也有信息交流的作用

知识点二 细胞膜的成分

1.对细胞膜成分的探索

(1)最初对细胞膜成分的探究

1895年

科学家

欧文顿

实验

对植物细胞进行通透性实验,发现溶于脂质的物质,容易穿过细胞膜,不溶于脂质的物质,不容易穿过细胞膜

结论

细胞膜是由脂质组成的

(2)细胞膜中脂质成分实验探究

研究材料

动物的卵细胞、红细胞、神经细胞等

实验

分离出哺乳动物红细胞的细胞膜,进行化学分析

结论

组成细胞膜的脂质有磷脂和胆固醇,其中磷脂含量最多

(3)磷脂分子在细胞膜中排列方式探究

1925年

科学家

荷兰戈特和格伦德尔

实验

用丙酮从人的红细胞中提取脂质,在空气—水界面上铺展成单分子层,其面积为红细胞表面积的2倍

结论

细胞膜中的磷脂分子必然排列为连续的两层

(4)细胞膜中是否还含有其他成分的探究

1935年

科学家

英国丹尼利和戴维森

实验

研究细胞膜的张力,发现细胞的表面张力明显低于油—水界面的表面张力

实验前提

人们已经发现油脂滴表面吸附蛋白质会使其表面张力降低

结论

细胞膜除含有脂质分子外,可能还附有蛋白质

2.细胞膜成分

(1)成分

(2)特点:功能越复杂的细胞膜,蛋白质的种类和数量越多。

知识点三 对细胞膜结构的探索

1.静态结构模型的提出

(2)科学家:罗伯特森。

(3)依据:电镜下看到了细胞膜清晰的暗—亮—暗的三层结构。

(4)模型假说:所有的细胞膜都由蛋白质—脂质—蛋白质三层结构构成,电镜下看到的中间的亮层是脂质分子,两边的暗层是蛋白质分子。

(5)模型缺点:细胞膜的复杂功能将难以实现,就连细胞的生长、变形虫的变形运动这样的现象都难以解释。

2.新技术带来新模型

(1)人—鼠细胞融合实验

1970年

方法

荧光标记法

过程

结果

构成细胞膜的蛋白质分子是可以运动的

细胞膜具有流动性

(2)动态结构模型的提出

1972年

科学家

辛格和尼科尔森

模型名称

流动镶嵌模型

知识点四 流动镶嵌模型的基本内容

1.流动镶嵌模型的基本内容

(1)图中①

名称:磷脂双分子层

地位:膜的基本支架

构成:内部是磷脂分子的疏水端

作用:屏障作用,水溶性分子或离子不能自由通过

特点:侧向自由移动

(2)图中②

名称:蛋白质分子

位置:贯穿于整个磷脂双分子层

作用:在物质运输等方面具有重要作用

特点:蛋白质大多也能运动

(3)图中③

位置:细胞膜外表面

名称:糖类(糖被)与蛋白质结合→④糖蛋白;与脂质结合→糖脂

作用:糖被与细胞表面的识别、细胞间的信息传递等功能有密切关系

2.生物膜的结构特点——具有一定的流动性

(1)原因:构成生物膜的磷脂分子可以侧向自由移动,蛋白质分子大多也是可以运动的。

(2)生理意义:对于细胞完成物质运输、生长、分裂、运动等功能具有重要意义。

(3)实例:变形虫变形;细胞融合;分泌蛋白的传递分泌。

3.生物膜的功能特性——选择透过性

(1)结构基础:膜上具有转运蛋白。

(2)生理意义:控制物质进出细胞。

补充与拓展

1、细胞间的信息交流都依赖于信息分子和受体吗?

提示:一定依赖于信息分子传递信息,但不一定需要受体,如高等植物细胞之间的胞间连丝。

2、研究细胞膜选用哺乳动物成熟红细胞的原因?

提示:哺乳动物成熟红细胞含有的膜结构只有细胞膜,无其他膜干扰。

3、根据磷脂分子特点,解释为什么磷脂在空气—水界面上铺展成单分子层?

提示:因为磷脂分子头部亲水,尾部疏水,所以在空气—水界面磷脂分子是头部向下,与水面接触,尾部则朝向空气一面。

4、将人的肝细胞中的磷脂全部提取出来,铺成单分子层,其面积是肝细胞表面积的2倍吗?为什么?

提示:大大超过2倍,肝细胞具有细胞膜、细胞核和多种具膜的细胞器。

5、仔细观察辛格和尼科尔森提出的流动镶嵌模型,它是对称模型吗?

提示:不对称。因为构成细胞膜的蛋白质分子的分布是不均匀的。

6、你能快速判断出细胞膜的内侧和外侧吗?

提示:根据糖被的分布情况判断,有糖被存在的一侧为细胞膜外侧。

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THE END
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