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(共31张PPT)
3.1 细胞膜的结构和功能
第3章 细胞的基本结构
磷脂双分子层
磷脂分子
蛋白质分子
糖蛋白
糖脂
科学家用显微注射器将一种叫做伊红的物质注入变形虫体内，伊红很快扩散到整个细胞,却不能逸出细胞。此实验说明了什么？
细胞存在边界——细胞膜
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，细胞膜作为细胞膜的边界，应该具有什么的功能？
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，因此活细胞不被染色。死细胞的细胞膜失去控制物质出入细胞的功能，台盼蓝能通过细胞膜进入细胞，死细胞能被染成蓝色。
细胞膜作为细胞的边界，具有控制物质进出细胞的功能。
一、细胞膜的功能
1、将细胞与外界坏境分隔开
推测的原始海洋景观想象图
膜的出现是生命起源过程中至关重要的阶段。
膜的出现是生命起源过程中至关重要的阶段。
古细菌
原始生命
不需要或对细
胞有害的物质
需要的物质
废物
释放到细胞外发
挥作用的物质
演示
注意：细胞膜的控制作用是相对的
2、控制物质进出细胞
一、细胞膜的功能
当你和朋友面对面时，你们会通过什么方式交流？当你和朋友不在一个地方，你们又会通过什么方式交流呢？如果你们不在一个地方，但是又想面对面交流，那又怎么办呢？
间接交流
直接交流
通道交流
一、细胞膜的功能
3、进行细胞间的信息交流
内分泌细胞
靶细胞
激素
血管
靶细胞
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。
受体（糖蛋白）
一、细胞膜的功能
靶细胞：接受信号的细胞
受体：靶细胞膜上与信号
特异性结合的位点
3、进行细胞间的信息交流
发出信号的细胞
靶细胞
与膜结合的信号分子
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。
一、细胞膜的功能
3、进行细胞间的信息交流
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。
胞间连丝（植物特有）
一、细胞膜的功能
细胞壁的成分和功能
1．成分
植物细胞壁的主要成分是纤维素和果胶。细菌细胞壁的主要成分是肽聚糖。
2．功能
（1）保护作用。
（2）支持作用：细胞壁具有较坚韧的支撑性，它对植物体起着骨架作用，以维持细胞正常的形态。
3．特性：全透性。
细胞壁与细胞膜结构示意图
二、对细胞膜结构的探索
对细胞膜的成分探索：
1925年，荷兰科学家戈特等人用丙酮从人的红细胞中提取磷脂，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。
结论：细胞膜由两层磷脂分子构成。
19世纪末，欧文顿通过化学物质对植物细胞通透性的实验，
推测：细胞膜是由脂质组成的。
对细胞膜的成分探索
☆为什么磷脂在“空气-水”界面上可以铺展成单分子层呢？
☆细胞膜的两层磷脂分子将是如何排列的呢？
二、对细胞膜结构的探索
对细胞膜的成分探索
亲水“头”部
（极性）
疏水“尾”部
（非极性）
二、对细胞膜结构的探索
对细胞膜的成分探索
亲水的头部
疏水的尾部
在水中形成的磷脂双分子层模式图
二、对细胞膜结构的探索
细胞膜的成分
脂质（约50%）
蛋白质（约40%）
糖类（约2%~10%）
磷脂最丰富，动物细胞膜含有少量胆固醇
膜功能越复杂，蛋白质种类和数量越多
二、对细胞膜结构的探索
细胞膜的主要成分
（约50%）
（约40%）:
（约2%—10%）：形成糖蛋白或糖脂，在细胞膜的外表面，糖蛋白具有保护、润滑和细胞识别的作用
功能越复杂的细胞膜，蛋白质的_____和______越多.
（主要）
（动物细胞膜）
种类
数量
糖类
脂质
蛋白质
磷脂
胆固醇
二、对细胞膜结构的探索
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(7～8nm)。
磷脂、蛋白质等成分如何构成细胞膜？
细胞膜是静态结构吗？
蛋白质
蛋白质
脂质
单位膜模型
二、对细胞膜结构的探索
诱导
融合
人细胞
鼠细胞
荧光标记 蛋白质
1970年，科学家人-鼠细胞融合实验
结论：细胞膜的结构具有流动性
40分钟后
370C
二、对细胞膜结构的探索
磷脂双分子层
磷脂分子
蛋白质分子
糖蛋白
三、流动镶嵌模型的基本内容
糖脂
1、基本内容
（1）磷脂双分子层构成了膜的基本支架，磷脂双分子层具有流动性。
（2）蛋白质分子有的镶在磷脂双分子层表面，有的部分或全部嵌入
磷脂双分子层中，有的横跨整个磷脂双分子层。
（3）大多数蛋白质分子也是可以运动的。
（4）在细胞膜的外表面有一层糖蛋白，叫糖被。与细胞识别、信息
交流有关。
三、流动镶嵌模型的基本内容
2、特点
（1）镶嵌性：膜的基本结构是由磷脂双分子层和镶嵌蛋白构成的。
（2）流动性：膜结构中的蛋白质和脂质分子在膜中可做多种形式的移动。膜整体结构也具有流动性。流动性具有重要生理意义，物质运输、细胞融合等均与之相关。
（3）不对称性：膜两侧的分子性质和结构不相同。
三、流动镶嵌模型的基本内容
糖被：细胞表面的识别、细胞间的信息传递等
⑦
⑥
③
④
⑧
①
②
⑤
磷脂双分子层
三、流动镶嵌模型的基本内容
课堂总结
细胞膜的功能
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
——结构特点
一定的流动性
——功能特点
选择透过性
细胞膜的特点
19世纪末，欧文顿的实验和推论：膜是由______组成的；
20世纪初，化学分析结果指出膜主要由_______和_________ 组成；
1925年，细胞膜中的脂质排列为连续的_____层
罗伯特森1959年提出的“三明治”模型：所有生物膜都
由_______________________ _三层结构；
1970年，荧光标记小鼠细胞和人细胞融合实验，指出细胞膜具有 _____________；
1972年，辛格和尼科尔森提出了 _______________ 。
脂质
脂质
蛋白质
蛋白质－脂质－蛋白质
一定的流动性
流动镶嵌模型
生物膜流动镶嵌模型的探索历程
两
课堂总结
即时训练
1、下图为细胞膜的流动镶嵌模型示意图，有关其叙述错误的是（ ）
D
①
A．具有① 的一侧为细胞膜的外侧
B． ① 与细胞膜表面的识别有关
C． ②是构成细胞膜的基本支架
D．②和③不能运动
②
③
2、细胞之间通过信息交流，保证细胞间功能的协调。关于细胞间信息交流的说法错误的是（ ）
A．B细胞与乙细胞上的受体化学本质都是蛋白质
B．图2可以表示精子与卵细胞的识别
C．细胞间信息交流的方式多种多样，可以是细胞接触传递信息，也可以通过介质传递
D．细胞膜上的受体是细胞间信息交流所必需的结构
D
3、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
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？
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；脂质体的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，也可能会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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