【课件】细胞膜的结构和功能课件高一上学期生物人教版必修1

第三章

细胞的基本结构第一节

细胞膜的结构与功能1.将细胞与外界环境分隔开细胞膜保障了细胞__________的相对稳定。内部环境将生命物质与外界环境分隔开，使细胞成为___________的系统。相对独立膜的出现是生命起源过程中至关重要的阶段一.细胞膜的功能推测的原始海洋景观图古细菌无机物→简单有机物→复杂有机物→原始生命体2.控制物质进出细胞抗体、激素等分泌物和CO2、尿素等废物水、无机盐、氨基酸、葡萄糖等。细胞膜具有选择透过性，控制作用是相对的。营养物质细胞不需要、有害的物质、病毒病菌可进可出不可出细胞内有用的成分不易进一.细胞膜的功能（DNA等）×问题探讨鉴别动物细胞是否死亡常用台盼蓝染液。用它染色时，死细胞会被染成蓝色，而活细胞不会着色。1.为什么活细胞不能被染色，而死细胞能被染色？活细胞的细胞膜具有选择透过性，台盼蓝染料是细胞不需要的物质，不易通过细胞膜，因此活细胞不被染色。死细胞的细胞膜失去控制物质进出细胞的功能，台盼蓝能通过细胞膜进入细胞，因此被染成蓝色。2.据此推测，细胞膜作为系统的边界，应该具有什么功能？细胞膜(质膜)作为细胞的边界，具有控制物质进出的功能。注意：植物细胞的边界是细胞膜，不是细胞壁，因为细胞壁是全透性的。染色排除法死细胞活细胞内分泌细胞的激素(如胰岛素)，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。（1）通过细胞分泌化学物质(如激素)完成间接交流3.进行细胞间的信息交流一.细胞膜的功能靶细胞：接受信号的细胞受体本质：蛋白质（糖蛋白）受体：靶细胞膜上与信号特异性结合的位点3.进行细胞间的信息交流一.细胞膜的功能例如：精子和卵细胞之间的识别与结合（2）通过相邻两个细胞的细胞膜接触（直接交流）例如：毒性T细胞与靶细胞接触精子表面的信号分子与同种生物卵细胞的细胞膜表面的受体特异性结合受体高等植物细胞之间通过胞间连丝相互连接（3）相邻两个细胞之间形成通道交流,携带信息的物质通过通道进入另一个细胞。（物质交换，信息交流）3.进行细胞间的信息交流一.细胞膜的功能通道交流不需要细胞膜上的受体1.对细胞膜成分的探索提出假说：膜是由脂质组成的实验：（1）时间：1895年

人物：欧文顿（E.Overton）用500多种化学物质对植物细胞的通透性进行了上万次实验。二.细胞膜的组成成分和结构提出假说细胞膜不溶于脂质的物质溶于脂质的物质●●●●●●●●相似相溶最初对细胞膜成分的认识，是通过对现象的推理分析,还是通过膜成分的提取和检测？从生理功能上入手，通过对现象的推理分析的。（2）

科学家利用动物的卵细胞、红细胞、神经细胞作为研究材料，利用哺乳动物成熟红细胞中分离出纯净的细胞膜。化学分析表明：膜成分化学分析细胞膜的脂质有磷脂和胆固醇，磷脂最多验证、完善1.对细胞膜成分的探索二.细胞膜的组成成分和结构①无细胞壁，细胞容易吸水涨破；②无细胞核和众多的细胞器，易制得纯净的细胞膜。①磷脂分子头部尾部亲水疏水磷酸基团甘油脂肪酸链胆碱元素组成：CHONP验证、完善1.对细胞膜成分的探索二.细胞膜的组成成分和结构请根据磷脂分子的特点构建其在水中的分布的模型脂质体脂单分子层微团空气(苯等疏水环境)磷脂分子在水相中形成稳定脂双层膜制备的人工膜，可嵌入不同的膜蛋白，是研究膜脂与膜蛋白生物学性质以及转基因、药物靶向的好材料。二.细胞膜的组成成分和结构1.对细胞膜成分的探索实验验证（3）科学家：（1925年）戈特和格伦德尔实验结果：用丙酮从人的红细胞中提取脂质，在空气-水界面上铺成单层分子，测得单层脂质的面积恰为红细胞膜表面积的2倍。结论：细胞膜的脂质分子必然排列为连续的两层。新的发现1.对细胞膜成分的探索二.细胞膜的组成成分和结构（4）科学家：（1935年）丹尼利和戴维森实验内容：研究了细胞膜的张力，他们发现细胞的表面张力明显低于油-水界面的表面张力。人们已发现了油脂滴表面如果吸附有蛋白质成分则表面张力会降低。推测：细胞膜除含脂质分子外，可能还附有蛋白质。成分所占比例在细胞膜构成中的作用主要1.对细胞膜成分的探索二.细胞膜的组成成分和结构磷脂构成细胞膜的重要成分（主要）；还有少量的胆固醇（动物）。在细胞膜行使功能时起重要作用；功能越复杂的细胞膜，蛋白质的种类和数量越多。糖类与蛋白质或脂质分子结合形成糖蛋白或糖脂，分布在细胞膜的外表面。糖蛋白具有保护、润滑和细胞识别的作用约50%约40%2~10%脂质蛋白质糖类（1）1959年，科学家罗伯特森在电镜下观察细胞膜有“暗-亮-暗”三层结构。2.对细胞膜结构的探索二.细胞膜的组成成分和结构脂质和蛋白质等成分如何组成细胞膜？电子显微镜罗伯特森提出：细胞膜是由“蛋白质—脂质—蛋白质”的三层结构构成的静态统一结构“三明治”静态模型假说一层亮两层暗暗带蛋白质对电子阻挡作用大电子透过样品少亮带脂双层对电子阻挡作用小电子透过样品多电子显微镜是用电子束照射被检样品2.对细胞膜结构的探索二.细胞膜的组成成分和结构变形虫运动细胞生长草履虫生长如果细胞膜是静态的结构，细胞膜的复杂功能将难以实现，细胞的生长、变形虫的变形运动等现象很难解释。资料冰冻蚀刻电子显微法标本用液氮冰冻后用冷刀断开，升温后暴露断裂面冰冻蚀刻技术研究细胞膜结构磷脂双分子层构成了细胞膜的基本支架;蛋白质分子镶在表面、部分或全部嵌入、贯穿于脂双层。对三明治模型的修正2.对细胞膜结构的探索二.细胞膜的组成成分和结构

蛋白质镶在贯穿嵌入磷脂双分子层（2）1970年，荧光染料标记膜蛋白技术2.对细胞膜结构的探索二.细胞膜的组成成分和结构细胞膜可以融合说明：

。红绿荧光蛋白最终均匀分布说明：

。综上细胞膜具有一定的流动性。细胞膜上的脂质可以流动细胞膜上的蛋白质可以流动2.对细胞膜结构的探索二.细胞膜的组成成分和结构（3）1972年，辛格和尼科尔森提出流动镶嵌模型蛋白质胆固醇磷脂分子磷脂双分子层糖蛋白糖脂1.细胞膜主要由主要由磷脂分子和蛋白质分子组成流动镶嵌模型基本内容：二.细胞膜的组成成分和结构蛋白质胆固醇(动物细胞膜)磷脂分子磷脂双分子层糖蛋白糖脂2.

，构成膜的基本支架磷脂双分子层磷脂双分子疏水端朝向内侧，亲水端朝向两侧，水溶性分子或离子不能自由通过，因此具有屏障作用。思考：既然膜内部分是疏水的，水分子为什么能跨膜运输呢？1.水分子极小，可以通过磷脂分子运动而产生的间隙；2.膜上存在水通道蛋白，水分子可以通过通道蛋白通过膜。流动镶嵌模型基本内容：有镶在表面、嵌入、贯穿三种。体现了细胞膜的不对称性。二.细胞膜的组成成分和结构流动镶嵌模型基本内容：3.

以不同方式镶嵌在磷脂双分子层中蛋白质分子功能越复杂的细胞膜，其蛋白质的种类和数量越多.细胞膜上蛋白质种类很多，如①运输作用的载体蛋白、②识别作用的糖蛋白、③接受信号的受体蛋白(糖蛋白)、④具有催化作用的酶；等胆固醇磷脂分子磷脂双分子层糖蛋白蛋白质糖脂蛋白质分子承担膜的主要功能二.细胞膜的组成成分和结构胆固醇磷脂分子磷脂双分子层糖蛋白蛋白质糖脂流动镶嵌模型基本内容：糖被细胞膜外表面有糖类分子与蛋白质分子结合形成的糖蛋白，或与脂质结合形成的糖脂，这些糖类分子叫作糖被。4.

参与细胞表面识别、细胞间信息传递、保护、润滑、免疫等功能。糖被细胞膜的组分并不是不可变的，正常细胞癌变后，细胞膜上的糖蛋白等物质减少，使得癌细胞彼此之间的黏着性显著降低，容易在体内分散和转移。判断细胞膜内、外侧的依据5.细胞膜的结构特点

：磷脂分子侧向自由运动和大多数蛋白质分子也能运动,细胞膜的流动性对于细胞完成物质运输、生长、分裂、运动等功能都是非常重要的。细胞膜的结构特点是流动性；功能特点是选择透过性。二.细胞膜的组成成分和结构流动镶嵌模型基本内容：蛋白质胆固醇磷脂分子磷脂双分子层糖蛋白糖脂流动性流动性是选择透过性的基础，只有膜具有流动性，才能表现出选择透过性，凡是影响磷脂分子和蛋白质分子活性的因素(温度、pH、蛋白酶等)