细胞膜的结构和功能课件

第3章细胞的基本结构第1节细胞膜的结构和功能

细胞膜--系统的边界身边的细胞膜细胞作为基本的生命系统，它的边界就是细胞膜，也叫质膜思考：细胞膜作为系统的边界，它在细胞的生命活动中起什么作用呢？1.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.细胞膜作为细胞的边界，具有控制物质进出细胞的功能。疑惑：为什么细胞壁位于植物细胞、原核细胞等细胞的最外层，它不能成为细胞的边界呢？学生活动一：

认真阅读教材P40—41的文字，思考回答以下问题：细胞膜有哪些功能？如何理解细胞膜的这些功能？一、细胞膜的功能功能1：将细胞与外界环境分隔开说明膜的出现是生命起源过程中至关重要的阶段——保障细胞内部环境的相对稳定

废物CO2、尿素、多余的无机盐等❹❶营养物质水、无机盐、葡萄糖、氨基酸等❷分泌物激素、抗体等物质❸病毒、病菌等①②③表明细胞膜的控制作用具有普遍性；④有些病毒、病菌也能侵入细胞使生物体患病，表明细胞膜的控制作用具有相对性。控制作用是相对的功能2：控制物质进出细胞总结：一般来说细胞需要的物质和代谢废物可以进出细胞而细胞不需要的物质不容易进入细胞。体现了细胞膜的功能特点：选择透过性。功能3：进行细胞间的信息交流思考：你能据下图说说细胞膜是如何实现细胞间的信息交流的吗？类型1：通过信息分子完成细胞间的间接信息交流实例：内分泌细胞与靶细胞间、神经细胞间受体功能3：进行细胞间的信息交流思考：你能据下图说说细胞膜是如何实现细胞间的信息交流的吗？类型2：两细胞彼此直接接触完成细胞间的信息交流实例：精子与卵细胞间、靶细胞与细胞毒性T细胞间受体功能3：进行细胞间的信息交流思考：你能据下图说说细胞膜是如何实现细胞间的信息交流的吗？类型3：经特殊通道交流信息分子完成细胞间的信息交流实例：植物细胞的胞间连丝胞间连丝特别提醒：1.该方式中没有受体参与;2.通道具有信息交流功能的同时还有物质运输的功能。思考1：多细胞生物的细胞之间的生命活动离不开信息交流，而这种交流大多与细胞膜的成分和结构有关，那么细胞膜的成分及结构怎样呢？思考2：细胞膜非常的薄，即使在高倍镜下都很难看清它的真面目，人们对细胞膜化学成分与结构的认识经历了哪些历程呢？学生活动二：阅读教材P42的“思考与讨论”的相关资料，分组讨论并完成相关的讨论题二、对细胞膜的成分的探索欧文顿1895年不溶于脂质的物质溶于脂质的物质细胞膜从实验现象能推测出什么结论呢？思考与讨论:最初认识到生物膜是由脂质组成的，是通过对实验现象的推理分析还是通过膜成分的提取和鉴定？膜是由脂质组成在推理分析得出结论后，还有必要对膜的成分进行提取、分离和鉴定吗？二、对细胞膜的成分的探索欧文顿1895年成分提取实验思考：为什么选择哺乳动物和人的红细胞膜提取细胞膜？思考：通过化学分析，得知动物细胞膜的脂质成分是什么？思考：仔细观察磷脂分子的结构式分析，磷脂的元素组成和物质构成？亲水的头疏水的尾二、对细胞膜的成分的探索欧文顿1895年成分提取实验戈特、格伦德尔1925年1925年Gorter和Grendel用丙酮（一种有机溶剂）从一定数量的红细胞中抽提脂类，在空气-水界面上铺展成单分子层，测得单分子层的面积恰为红细胞表面积的2倍脂质分子必然排列为连续的两层此时你能回答讨论题2、3、4题了吗？二、对细胞膜的成分的探索欧文顿1895年成分提取实验戈特、格伦德尔1925年质疑：细胞膜上还有其他成分吗？推测：细胞膜上可能还附有蛋白质丹尼利、戴维森1935年二、对细胞膜的成分的探索质疑：细胞膜上还有其他成分吗？成分所占比例脂质

蛋白质

糖类

2~10%约50%约40%膜的成分拓展特别提醒:膜成分是可变的。学生活动三：阅读教材P43—44的教材，然后按时间顺序说说有哪些科学家对细胞膜结构的建构做出贡献，做出什么贡献？三、对细胞膜的结构的探索罗伯特森1959年人鼠细胞融合实验1970年辛格、尼科尔森1972年联系：细胞膜的流动性与选择透过性区别结构特点：功能特点：细胞膜的流动性是表现其选择透过性的结构基础具有流动性选择透过性Why?科学方法学生活动四：阅读教材P45的教材，说说你对糖被的认识。据此判断上图哪侧为膜外？A侧B侧课堂总结思考：细胞的边界为什么是细胞膜而不是细胞壁？特点：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。作用：细胞壁的作用是维持细胞形状。（支持与保护）想一想：磷脂分子在空气-水界面上会怎么样铺展？水空气亲水的“头部”与水接触，疏水的“尾部”远离水，朝向空气的一面，在水空气界面上铺展成单分子层。2.因为磷脂分子的“头部”亲水，“尾部”疏水，所以在水-空气的界面上磷脂分子是“头部”向下与水面接触，“尾部”则朝向空气的一面。科学家因测得从哺乳动物成熟的红细胞中提取的脂质，铺成单分子层的面积恰为红细胞表面积的2倍，才得出膜中的脂质必然排列为连续的两层这一结论。水建模：请根据磷脂分子的特点在图中构建在水中磷脂如何自发地形成双分子层？亲水头部

疏水尾部

细胞膜的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？现在你能回答第3题了吗？膜外（组织液等）膜内（细胞质）细胞膜水3.由于磷脂分子有亲水的“头部”和疏水的“尾部”，在水溶液中，朝向水的是“头部”，“尾部”受水的排斥。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。4.如果将磷脂分子置于水—苯的混合溶剂中，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。苯水分子水通道蛋白既然膜的内部分是疏水的，水分子为什么能跨膜运输？P45（1）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;（2）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。1959年罗伯特森在电镜下看到了细胞膜清晰的暗—亮—暗的三层结构。细胞膜结构的电镜照片提出假说：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。他把细胞膜描述为静态的统一结构。时间：人物：发现：二、对细胞膜的成分的探索时间：20世纪60年代以后科学家对细胞膜是静态的观点提出质疑：细胞膜的复杂功能将难以实现，就连细胞的生长、变形虫的运动这样的现象都难以解释。变形虫的运动模拟细胞的生长人细胞鼠细胞荧光标记

膜蛋白诱导融合40分钟后370C方法名称:荧光标记法证据表明：细胞膜具有流动性

1972年辛格和尼科尔森流动镶嵌模型时间：人物：提出：细胞膜主要由和构成的。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。蛋白质分子以不同方式镶嵌在磷脂双分子层中：有的，有的磷脂双分子层中，有的整个磷脂双分子层。这些蛋白质分子在物质运输等方面具有重要作用。4.细胞膜