《 细胞膜的结构和功能 》参考课件

第三章第1节细胞膜的结构和功能

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。讨论

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，死细胞能被染成蓝色。2.据此推测，细胞膜作为细胞的边界，应该具有什么功能？具有控制物质进出细胞的功能问题探讨：思考：细胞的边界为什么是细胞膜而不是细胞壁？细胞壁的作用是维持细胞形状,具有全透性，并不能控制物质进出细胞,所以不是真正的边界。细胞作为一个基本的生命系统，它的边界就是细胞膜，也叫质膜。推测的原始海洋景观图将细胞与外界环境分隔开1一、细胞膜的功能将生命物质与外界环境分隔开，使细胞成为一个相对独立的系统，细胞膜保障了细胞内部环境的相对稳定。营养物质（氨基酸、无机盐、葡萄糖等）不需要、有害的物质（如细菌、病毒等）抗体、激素等细胞合成并分泌废物（CO2、尿素等）细胞代谢产生细胞膜的控制作用是相对的，环境中一些对细胞有害的物质有可能进入；有些病毒、病菌也能侵入细胞，使生物体患病。控制物质进出细胞2激素内分泌细胞的激素（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间接传递信息。进行细胞间的信息交流3受体化学本质：糖蛋白作用：激素等化学物质的信号接受特点：专一性（一种受体只能识别一种或者一类物质）信息分子发出信号的细胞靶细胞与膜结合的信号分子受体信息从一个细胞传递给另一个细胞（例如精子和卵细胞之间的识别和结合），细胞识别得以实现的基础是细胞膜表面某些生物大分子（如糖蛋白、糖脂）提供的识别信息，使细胞可以识别不同的细胞。（2）通过相邻细胞的细胞膜直接接触传递信息。（3）相邻两细胞之间形成通道，来传递信息胞间连丝细胞膜的功能是由它的成分和结构决定的是什么决定了细胞膜具有这样的功能呢？是否还需要信息分子和受体？相邻两个细胞之间形成

，携带信息的物质通过其进入另一个细胞。

例如，高等植物细胞之间通过

相互连接，也有信息交流的作用。通道胞间连丝●●细胞膜●●●●●●溶于脂质的物质●●不溶于脂质的物质发现：推测：细胞膜是由脂质组成的二、对生物膜成分的探索实验：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。相似相溶脂质更容易通过细胞膜细胞膜具体是由哪些脂质组成呢？科学家利用哺乳动物的红细胞，通过一定的方法制备出纯净的细胞膜，进行化学分析，得知组成细胞膜的脂质有哪些？为什么要用哺乳动物的红细胞来制备出纯净细胞膜呢？可以用其他细胞代替吗？因为哺乳动物成熟的红细胞没有细胞核和众多的细胞器。磷脂和胆固醇（动物细胞膜），其中磷脂含量最多大肠杆菌等部分原核生物也可以。磷脂的结构尾部(疏水)头部(亲水)磷酸甘油脂肪酸时间：1925年人物：荷兰科学家哥特和格伦德尔实验：细胞膜中的磷脂是双层的水空气推断：从人红细胞膜中提取脂质，在空气—水界面上铺成单分子层，测得单层分子的面积恰为红细胞的表面积的2倍。如果用其他细胞膜（鸡的红细胞）做实验，数量关系还是2倍吗？为什么？为什么磷脂铺开一定为单分子层？如何推导出磷脂在细胞膜中排列为双层这一结论？细胞的内外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？细胞外液细胞内液4.如果将磷脂分子置于水一苯的混合溶剂中，磷脂分子将会如何分布?3.磷脂分子在水中能自发地形成双分子层，你如何解释这一现象?由此，你能否就细胞膜是由磷脂双分子层构成的原因作出分析?当磷脂分子的内外两侧均是水环境时,磷脂分子的尾部相对排列在内侧,头部则分别朝向两侧水的环境,形成磷脂双分子层。细胞的内外环境都是水溶液,所以细胞膜磷脂分子的头部向着膜的内外两侧而尾部相对排在内侧,形成磷脂双分子层。磷脂的“头部”将与水接触，“尾部”与苯接触，磷脂分子分布成单层1935年，英国学者丹尼利和戴维森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一水界面的表面张力。由于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，因此丹尼利和戴维森推测：细胞膜除含脂质分子外，可能还附有蛋白质。细胞膜成分脂质(50%)蛋白质(40%)少量的糖类(2%~10%)磷脂最丰富，此外还有少量的胆固醇功能越复杂的细胞膜，蛋白质的种类和数量越多脂质和蛋白质是如何组成细胞膜的呢？无法解释细胞的生长、变形虫的变形运动时间：1959年人物：罗伯特森实验：在

下看到细胞膜的

三层结构“三明治”静态结构模型有什么不足？这显然与膜功能的多样性相矛盾。生物膜是由

的三层结构构成

的

统一结构推论：三、对生物膜结构的探索电镜“暗—亮—暗”“蛋白质—脂质—蛋白质”静态三、

对细胞膜结构的探索2、用荧光标记的小鼠细胞和人细胞融合实验。结论：

。细胞膜具有一定的流动性科学方法——根据已有的知识和信息提出解释某一生物学问题的一种假说，再用进一步的观察与实验对已建立的假说进行修正和补充。提出假说一种假说最终被接受被否定，取决于它是否能与以后不断得到的观察和试验结果相吻合.P44观察下图思考讨论，该模型的结构和基本内容是什么？大多数人所接受的模型——流动镶嵌模型②①③④⑤流动镶嵌模型的基本内容是什么？1.细胞膜主要由

和

组成，还有少量的

。2.

是膜的基本支架，其内部是磷脂分子的疏水端，水溶性分子或离子不能自由通过，具有屏障作用3.蛋白质有的

磷脂双分子层的表面，有的部分或者全部

磷脂双分子层,有的

整个磷脂双分子层。4.细胞膜不是静止不动的，而是具有

，主要表现为构成膜的磷脂分子可以

移动，膜中的

大多也能运动思考：膜内部分是疏水的，水分子为什么能跨膜运输呢？一是因为水分子极小，可以通过由于磷脂分子运动而产生的间隙；二是因为膜上存在水通道蛋白，水分子可以通过通道蛋白通过膜。磷脂分子蛋白质糖类磷脂双分子层镶在嵌入贯穿流动性侧向自由蛋白质糖蛋白磷脂双分子层（膜的基本支架）糖脂只存在于细胞膜外侧细胞膜还有哪些结构？作用？识别、保护、润滑、黏着糖蛋白糖被糖脂位置？1、生物膜的结构特点：

具有一定的流动性（原因：磷脂分子和大多数蛋白质分子都是可以运动的）2、生物膜的功能（生理）特性：具有选择透过性生物膜的特点课堂检测一、概念检测1.基于对细胞膜结构和功能的理解，判断下列相关表述是否正确。（1）构成细胞膜的磷脂分子具有流动性，而蛋白质是固定不动的。()（2）细胞膜是细胞的一道屏障，只有细胞需要的物质才能进入，而对细胞有害的物质则不能进入。()（3）向细胞内注射物质后，细胞膜上会留下一个空洞。()2.细胞膜的特性和功能是由其结构决定的。下列相关叙述错误的是（）A.细胞膜的脂质结构使溶于脂质的物质，容易通过细胞膜B.由于磷脂双分子层内部是疏水的，因此水分子不能通过细胞膜C.细胞膜的蛋白质分子有物质运输功能D.细胞的生长现象不支持细胞膜的静态结构模型×××B二、拓展应用1.在解释不容易理解的陌生事物时，人们常用类比的方法，将陌生的事物与熟悉的事物作比较。有人在解释细胞膜时，把它与窗纱进行类比：窗纱能把昆虫挡在外面，同时窗纱的小洞又能让空气进岀。你认为这种类比有什么合理之处，有没有不妥当的地方？【提示】把细胞膜与窗纱进行类比,合理之处是说明细胞膜与窗纱一样可以允许一些物质出入，阻挡其他物质出入。这样的类比也有不妥之处。例如，窗纱是一种简单的刚性的结构，功能较单纯，细胞膜的结构和功能要复杂得多；细胞膜是活细胞的重要组成部分，活细胞的生命活动是一个主动的过程，而窗纱是没有生命的，它只能是被动地在起作用。2.下图是由磷脂分子构成的脂质体，它可以作为药物的运载体，将其运送到特定的细胞发挥作用。在脂质体中，能在水中结晶的药物被包在双分子层中，脂溶性的药物