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细胞的边界是什么？有哪些功能？
“边界”
第三章 细胞的基本结构
第1节 细胞膜的结构和功能
学习目标
细胞膜的功能
01
02
对细胞膜结构的探索
03
流动镶嵌模型的基本内容
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。
思考
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，死细胞的细胞膜不具有。
台盼蓝是细胞不需要的物质，不易通过细胞膜。因此活细胞不会被染色，而死细胞被染成蓝色。
思考
2.据此推测，细胞膜作为细胞的边界，应该具有什么功能？
具有控制物质进出的功能
新课讲授
2
一、细胞膜的功能(P40、41)
细胞膜的功能
将细胞与外界环境分隔开
控制物质进出细胞
进行细胞间的信息交流
功能1：将细胞与外界环境分隔开 (P40)
在原始海洋这盆“热汤”中，膜的出现是生命起源过程中至关重要的阶段。
细胞膜保障了细胞内部环境的相对稳定
推测的原始海洋景观想象图
分泌物
③
废物
①
CO2、多余的无机盐等。
抗体、激素等物质
水、无机盐、葡萄糖等。
相对性
营养物质
②
病毒病菌
④
功能 2：控制物质进出细胞 (P40)
细胞膜的控制性是无限的吗
激素
内分泌细胞的激素，随血液到达全身各处，与靶细胞的细胞膜表面的受体(主要指蛋白质)相结合，将信息传递给靶细胞。
功能3：进行细胞间的信息交流 (P40)
分泌化学物质完成信息交流
（物质传递）
交流方式一：
受体：
1.化学本质：糖蛋白(蛋白质)
2.作用：接受激素等化学物质的信号
3.特点：专一性
（一种受体只能识别一种或者一类物质）
受体
通过相邻细胞的细胞膜接触
（接触传递）
发出信号的细胞
靶细胞
信号分子
受体
相邻两个细胞通过细胞膜接触，将信息从一个细胞传递给另一个细胞。例如，精子与卵细胞的结合。
交流方式二：
相邻两个细胞之间形成通道。
（通道传递）
胞间连丝
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。例如：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
交流方式三：
（1）将细胞与外界环境分隔开；
（2）控制物质进出细胞；
（3）进行细胞间的信息交流。
（物质传递、接触传递、通道传递）
细胞膜的功能
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1895年欧文顿做了什么实验？实验现象是什么？
欧文顿提出了什么假说？谁用什么方法证明了他的假说？
1925年科学家们做了什么实验？得出了什么结论？
1935年谁做了什么实验？得出了什么结论？
阅读教材42页，找到以下内容
二、对细胞膜成分的探索（P42-44）
1.时间：1895年
2.人物：欧文顿
3.实验：选用不同的化学物质对植物细胞的通透性进行研究。
4.发现：溶于脂质的物质，易穿过细胞膜，不溶于脂质的物质，不易穿过膜
对细胞膜成分的探索
细胞膜
溶于脂质的物质
不溶于脂质的物质
据此推测：
细胞膜是由脂质组成的
1.目的：为进一步确定细胞膜中脂质成分的类型
2.实验：利用哺乳动物成熟的红细胞制备纯净的细胞膜，进行分析
3.发现：组成细胞膜的脂质有磷脂和胆固醇，其中磷脂含量最多。
磷脂
亲水头部(磷酸)
疏水尾部(脂肪酸)
磷脂的结构
磷脂分子在空气与水界面上分布的模型
水
水
亲水的“头部”与水接触，疏水的“尾巴”远离水
水
水
磷脂的排布
2.在细胞膜的两侧都有水的环境中磷脂分子的排布？
1.在水——苯混合溶剂中，磷脂分子的排布？
苯
水
水
1.时间：1925年
2.人物：戈特和格伦德尔
3.实验：在空气—水界面上检测细胞膜中脂质其面积。
4.发现：测得单分子层的面积恰为红细胞表面积的2倍。
据此推测：
细胞膜中的磷脂分子必然排列为连续的两层。
1.时间：1935年
2.人物：丹尼利和戴维森
3.实验：研究细胞膜的张力
4.发现：细胞的表面张力明显低于油—水界面的表面张力。
（此时人们已经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）
据此推测：
细胞膜除了含有脂质分子外，可能还附有蛋白质
细胞膜的成分（P43）
细胞膜主要是由 和 组成的，此外还有少量的 。其中脂质约占细胞膜总质量的 ，蛋白质约占 ，糖类占 。在组成细胞膜的脂质中， 最丰富，此外还有少量的 。蛋白质在细胞膜行使功能方面起着重要的作用，因此功能越复杂的细胞膜， 的种类与数量就越多。
脂质
蛋白质
糖类
50%
40%
2%-10%
磷脂
胆固醇
蛋白质
1.时间：1959年
2.人物：罗伯特森
3.发现：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，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
二、对细胞膜结构的探索（P43）
1.时间：20世纪60年代以后
2.质疑？
如果是静态结构，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。
模拟细胞的生长
1.时间：1970年
2.实验：人——鼠细胞荧光标记融合实验
融合细胞
细胞
融合
37℃
40min
正在融合的细胞
红色荧光染料标记膜蛋白
绿色荧光染料标记膜蛋白
人细胞
小鼠细胞
本实验及其他像关实验表明：细胞膜具有一定的流动性
1.时间：1972年
2.人物：辛格和尼科尔森
3.提出：流动镶嵌模型
三、流动镶嵌模型的基本内容
1.细胞膜主要是由 和 构成的。
2. 是膜的基本支架，其内部是磷脂分子的 ，水溶性分子或离子不能自由通过，因此具有 作用。
3.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 等方面具有重要作用。
细胞膜不是静止不动的，而是具有 ，主要表现为构成膜的 可以 ，膜中的 大多也能运动。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。
流动镶嵌模型的基本内容
磷脂分子
蛋白质分子
磷脂双分子层
镶在磷脂双分子层表面
部分或全部嵌入
贯穿于
流动性
疏水端
物质运输
屏障
磷脂分子
蛋白质
侧向自由移动
课堂小结
课堂精练
1、苋菜无论用清水怎么洗，都不见红色物质，但如果放在开水中烫，水立刻变成红色，这是因为( )
A.在清水中没有物质出入
B.沸水使细胞膜失去控制物质进出的功能
C.在清水中细胞膜没有控制物质进出的功能
D.沸水中色素会进行分解
B
课堂精练
2、细胞膜上的受体主要是指( )
A.糖类 B.脂质
C.蛋白质 D.胆固醇
C
3、科学家在制备纯净的细胞膜时，选用的是哺乳动物成熟的红细胞，其原因是( )
A.是动物细胞 B.有各种细胞器
C.选材方便 D.没有细胞核及众多细胞器
D
4.下图表示细胞某一部分的亚显微结构，就这个简图回答问题：

（1）这个简图表示的是__________的亚显微结构
（2）图中的化学成分：1. ，2. _
（3）这种结构的主要特点是__________________
细胞膜
磷脂分子
蛋白质分子
具有一定的流动性

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