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思考：
将细胞内含有的各种物质配齐，并按照他们在细胞中的比例放在一个试管中，能构成一个生命系统吗？为什么？
不能，因为生命系统内部是一个严谨有序的结构，由彼此间相互作用、相互依赖的组分有规律地组合而形成的整体，不是物质随意堆砌而成的。
组成细胞的分子必须有序地组织成细胞的结构，才能成为一个基本的生命系统。
3.1　细胞膜的结构和功能
我确信哪怕一个最简单的细胞，也比迄今为止设计出的任何智能电脑更精巧。
——引自翟中和院士等主编的《细胞生物学》
光学显微镜下的动物细胞
细胞壁对绝大部多数溶质是通透的，无法在细胞壁内制造一个稳定的内部环境，因此细胞壁不是细胞这一生命系统的边界。
一、细胞膜(质膜)的功能
1、将细胞和外界环境分开
草履虫
保障了细胞内部环境的相对稳定
推测的原始海洋景观图
使细胞成为相对独立的系统
一、细胞膜(质膜)的功能
2、控制物质进出细胞
细胞膜的控制作用是相对的
细胞膜
细胞外
细胞内
营养物质
细胞内
核酸等
细胞不需要的物质
抗体、激素、代谢废物
例如：一些对细胞有害的物质有可能进入，如重金属；
有些病毒、细菌也能侵入细胞，使生物体患病。
功能特性：选择透过性
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，染料台盼蓝是细胞不需要的物质，不易通过细胞膜，所以活细胞没有被染色。死细胞的细胞膜失去控制物质进出细胞的这一功能，台盼蓝能够通过细胞膜进入到细胞中，所以死细胞能够被染成蓝色。
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。
2．据此推测，细胞膜作为细胞的边界，应该具有什么功能？
细胞膜作为细胞的边界，具有控制物质进出细胞的功能。
一、细胞膜(质膜)的功能
3、进行细胞间的信息交流
（1）通过 传递信息——间接传递
化学物质
内分泌细胞
靶细胞
一、细胞膜(质膜)的功能
3、进行细胞间的信息交流
（2）通过 传递信息——直接传递
细胞间接触
发出信号的细胞
靶细胞
例如：精子和卵细胞之间的识别和结合。
一、细胞膜(质膜)的功能
3、进行细胞间的信息交流
（3）通过 传递信息——通道交流
细胞通道
胞间连丝:
细胞壁中小的开口，相邻细胞的细胞膜伸入其中彼此相连，两个细胞的内质网也彼此相连，构成胞间连丝。
物质运输
信息交流
二、细胞膜(质膜)的成分
对膜成分的探索
1895年欧文顿
溶于脂质的物质
不溶于脂质的物质
推测:细胞膜是由脂质组成的
二、细胞膜(质膜)的成分
对膜成分的探索
1895年欧文顿
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磷脂和胆固醇，其中磷脂含量最多。
哺乳动物成熟的红细胞无细胞核和各种细胞器
二、细胞膜(质膜)的成分
对膜成分的探索
1895年欧文顿
1925年戈特和格伦德尔
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，彻底单层分子的面积恰为红细胞表面积的2倍。由此推测：细胞膜中的磷脂分子必然排列为连续的两层
对膜成分的探索
1895年欧文顿
亲水头部
疏水尾部
磷脂分子结构式
磷脂分子模型
磷脂分子示意图
1925年戈特和格伦德尔
水
空气
空气—水界面
水
空气
空气—水界面
苯
水
水—苯混合溶剂
二、细胞膜(质膜)的成分
对膜成分的探索
1895年欧文顿
1925年戈特和格伦德尔
研究了细胞膜的表面张力，他们发现细胞的表面张力明显低于油—水界面的表面张力。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。
1935年丹尼利和戴维森
主要是_____，还有胆固醇
种类和数量越多，细胞膜功能越_____
磷脂
复杂
二、细胞膜(质膜)的成分
1895
1925
1935
40年代
1959年
罗伯特森
三、细胞膜(质膜)的结构
暗—亮—暗
推测：所有的细胞膜都是由蛋白质—脂质—蛋白质三层结构构成。
1895
1925
1935
40年代
1959年
罗伯特森
三、细胞膜(质膜)的结构
1970
人细胞
鼠细胞
荧光标记的膜蛋白
细胞
融合
40min
37℃
三、流动镶嵌模型的主要内容
蛋白质
胆固醇
磷脂分子
磷脂双分子层
糖蛋白
糖脂
1、磷脂双分子层构成膜的基本支架
磷脂的疏水尾部决定了水溶性极性分子或离子难以通过——屏
障作用
2、蛋白质分子以不同方式镶嵌在磷脂双分子层中
镶嵌的具体方式：镶、嵌入或贯穿——物质运输等方面有重要作用
功能越复杂的膜，蛋白质的种类和含量越多
3、膜具有流动性
组成膜的磷脂分子和大部分蛋白质分子可以运动
膜的流动性对于膜执行功能非常重要
4、糖被是指细胞膜外表面的糖类分子，与细胞表面识别和细胞间信息传递密切相关
大分子物质也不能通过
侧向扩散
旋转
摆动
翻转
旋转异构
伸缩震荡
1、磷脂双分子层构成膜的基本支架
磷脂的疏水尾部决定了水溶性极性分子或离子难以通过——屏
障作用
2、蛋白质分子以不同方式镶嵌在磷脂双分子层中
镶嵌的具体方式：镶、嵌入或贯穿——物质运输等方面有重要作用
功能越复杂的膜，蛋白质的种类和含量越多
3、膜具有流动性
组成膜的磷脂分子和大部分蛋白质分子可以运动
膜的流动性对于膜执行功能非常重要
4、糖被是指细胞膜外表面的糖类分子，与细胞表面识别和细胞间信息传递密切相关
三、流动镶嵌模型的主要内容
蛋白质
胆固醇
磷脂分子
磷脂双分子层
糖蛋白
糖脂
科学家首先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。一种假说最终被接受或被否定，取决于它是否能与以后不断得到的观察和实验结果相吻合。
科学方法——提出假说
二、拓展应用
1.合理之处：细胞膜与纱窗一样可以允许一些物质出入，阻挡其他物质出入。
不妥当之处：纱窗是一种简单的刚性结构，功能简单，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，活细胞生命活动是一个主动的过程，而纱窗是没有生命的，它只是被动的起作用。
2.（1）两层磷脂分子之间的部分是疏水的，脂溶性药物能被稳定地包裹在其中；脂质体的内部是水环境，能在水中结晶的药物可稳定地包裹在其中。
（2）由于脂质体是磷脂双分子层构成的，到达细胞后可能会与细胞的细胞膜发生融合，也可能被细胞以胞吞的方式进入细胞，从而使药物在细胞内发挥作用。

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