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第三章 细胞的基本结构
第1节 细胞膜的结构和功能
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。
讨论：
1.为什么活细胞不能被染色，而死细胞能被染色？
2.据此推测，细胞膜作为细胞的边界，应该具有什么功能？
细胞膜的功能
1
流动镶嵌模型的基本内容
4
对细胞膜成分的探索
2
对细胞膜结构的探索
3
一.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
营养物质
细胞不需要的物质
抗体、激素、代谢废物
细胞有用的成分
×
对细胞有害的物质
病毒、细菌
靶细胞
内分泌细胞
激素
靶细胞
血管
发出信号的细胞
靶细胞
与膜结合的信号分子
内分泌细胞分泌的激素（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
相邻两个细胞的细胞膜接触，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。
胞间连丝
相邻两个细胞间形成通道，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
是谁，隔开了原始海洋的动荡
是谁，奏鸣了生命的交响
是谁，为我日夜守边疆
是谁，为我传信报安康。
啊，伟大的细胞膜呀！
没有你，我会是何等模样！
与外界环境隔开
——控制物质进出
——进行细胞间信息交流
二.对细胞膜成分的探索
请阅读课本“科学家对细胞膜成分的探索历程”内容，回答下列问题
1.欧文顿实验是如何得出“细胞膜是由脂质组成的”这一推论的？
【补充材料】1917年，科学家朗缪尔把溶有膜脂的挥发性溶剂倾倒在水面上，溶剂挥发掉，而脂类分子可在水面上铺开成一层，并且测出脂分子的极性一端被吸附在水分子上，而非极性一端直立在水面上（如图）
2.朗缪尔实验说明组成细胞膜的脂质有何特点？
3.科学家利用红细胞制备细胞膜并进行成分分析的结果是什么？
P
O
O
O
O-
CH2
CH2
N+(CH3)3
CH2-CH-CH2
O
O
C
o
C
o
CH2
CH2
CH2
CH2
CH2
CH2
CH2
CH2
CH2
CH2
CH2
CH2
CH2
CH2
CH2
CH2
CH2
CH2
CH2
CH2
CH2
CH2
CH2
CH2
CH2
CH2
CH2
CH2
CH2
CH2
CH2
CH2
磷脂分子结构式
磷脂分子模型
磷脂分子示意图
4.细胞内外均为水环境，磷脂分子应如何分布，如果将磷脂分子置于水—苯混合溶剂中，会如何分布？
水环境
水环境
水环境
苯环境
5.1925年，戈特和格伦德尔的实验结果是如何得出“细胞膜中的磷脂分子排列成两层”的？
6.为什么选择红细胞作为实验材料？
水环境
苯环境
二.对细胞膜成分的探索
7.1935年，丹尼利和戴维森的实验结果是什么？推论是什么？
【补充材料】科学家陆续测定了不同细胞的生物膜的化学组成，如下表：
生物膜 蛋白质/% 脂质/% 糖类/%
人的CNS髓鞘 20 79 少
人的红细胞膜 49 43 8
大鼠的肝细胞核膜 59 35 2.9
内质网膜 67 33 少
线粒体外膜 52 48 少
线粒体内膜 76 24 少
8.请概述细胞膜的组成成分？
二.对细胞膜结构的探索
请阅读课本“科学家对细胞膜结构的探索”内容，回答下列问题
1.蛋白质-脂质-蛋白质的静态膜结构模型（三明治模型）能解释膜的哪些功能？不能解释哪些功能？
【补充资料】1959年，罗伯特森利用电子显微镜拍摄到了细胞膜的图像为暗—亮—暗的三层结构，测定细胞膜的厚度为7~8nm，恰好是单层磷脂膜厚度的两倍，而按照“三明治”模型，加上两侧的蛋白质，膜的总厚度应当超过20nm。
2.根据电镜照片和膜厚度的照片，请对细胞膜结构提出你的猜测。
三.对细胞膜结构的探索
3.1970年，科学家人鼠细胞融合实验，得出的结论是什么？
小鼠细胞
人细胞
绿色荧光染料标记的膜蛋白
红色荧光染料标记的膜蛋白
细胞融合
37℃
40min
正在融合的细胞
融合细胞
荧光标记的小鼠细胞和人细胞融合实验示意图
【补充资料】物理科学家在低温下将细胞膜切开，升温后暴露两层磷脂之间的断裂面（冰冻刻蚀法），发现蛋白质镶嵌、贯穿于磷脂双分子层中。
四.流动镶嵌模型的基本内容
细胞膜主要是由磷脂分子和蛋白质分子构成的
磷脂双分子层是膜的基本支架，其内部是磷脂分子的疏水端
蛋白质分子以不同的方式镶嵌在磷脂双分子层中：
镶在表面；
部分或全部嵌入；
贯穿
细胞膜的结构特点：
细胞膜具有一定的流动性
细胞膜的功能特点：
细胞膜具有选择透过性
细胞膜上的糖
分布在细胞膜外表面上的糖类分子，与蛋白质结合形成糖蛋白，与脂质结合形成糖脂。
这些糖类分子叫作糖被，与细胞表面的识别、细胞间的信息传递等有密切关系
与生活的联系
右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，脂溶性的药物被包在两层磷脂分子之间
1.为什么两类药物的包裹位置各不相同？
由双层磷脂分子构成的脂质体，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；脂质体内部是水溶液的环境，能在水中结晶的药物可稳定地包裹其中
2.请推测：脂质体到达细胞后，药物将如何进入细胞内发挥作用？
由于脂质体是由磷脂双分子层构成的，到达细胞后可能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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