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第3章 细胞的基本结构
第1节
细胞膜——系统的边界
系统都有边界。系统的边界对系统的稳定性至关重要。
皮肤和粘膜就是人体的边界。
细胞作为一个基本的生命系统，它的边界就是细胞膜，也叫做质膜。
（1）将细胞与外界环境分隔开
细胞膜保障了细胞__________的相对稳定。
内部环境
使细胞成为___________的系统。
相对独立
01
细胞膜的功能
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中,却不能逸出细胞。
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？
死细胞
活细胞
（1）将细胞与外界环境分隔开
（2）控制物质进出细胞
01
细胞膜的功能
细 胞
营养物质
代谢废物
病毒病菌等
抗体、激素等分泌物
不容易
不需要、有害物质
细胞膜的控制作用是相对的
如：有些病毒、细菌也能侵入细胞，使生物体患病。
细胞膜功能特点：选择透过性
3.进行细胞间的信息交流
细胞分泌的化学物质，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。
(1)通过化学物质传递信息
在多细胞生物体内，各个细胞都不是孤立存在的，它们之间是如何进行细胞间的信息交流以保持功能的协调，使生物体健康地生存呢？
阅读P41图相关内容
01
细胞膜的功能
(2)通过细胞膜直接接触传递信息
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
精子和卵细胞之间的识别和结合
(3)通过细胞间通道传递信息
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细胞
01
细胞膜的功能
细胞膜的功能
将细胞和外界环境分隔开
进行细胞间的信息交流
控制物质进出
保障细胞内部环境的相对稳定
选择透过性
胞间连丝
直接接触
间接接触
1.对细胞膜成分的探索
(1)1895年欧文顿：
溶于脂质的物质容易通过细胞膜，不容易脂质的物质，不容易通过细胞膜。
用500多种化学物质对植物细胞的通透性进行过上万次的实验
发现：
膜是由脂质组成的
提出假设：
实验：
02
对生物膜的探索
（2）利用动物的卵细胞、红细胞、神经细胞等作为研究材料
02
对生物膜的探索
为什么选用哺乳动物成熟的红细胞？
a.无细胞壁，细胞易吸水涨破
b.无细胞核和众多细胞器，易制的纯净的细胞膜
经过化学分析，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
亲水头部
疏水尾部
空气
水
02
对生物膜的探索
02
对生物膜的探索
（3）1925年，两位荷兰的科学家 和 用丙酮从人的红细胞中提取脂质。
戈特
格伦德尔
推断：细胞膜中的磷脂分子必然排列为连续的两层
除了红细胞外，其他细胞的单层分子的面积等于细胞表面积的2倍吗？
不是，因为真核细胞有细胞器膜和核膜，不等于两倍，而是大于2倍
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？
推测
水
水 D
A
水 C
水
B
水
水 E
C
（4）1935年，英国学者 和 研究了细胞膜的张力。
02
对生物膜的探索
丹尼利
戴维森
推测：细胞膜的除了含脂质分子之外，可能还附有蛋白质
生物膜 蛋白质% 脂类% 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
线粒体外模 52 48 少
线粒体内膜 76 24 少
后来研究发现
请概述细胞膜的成分组成
_______（约50%）
________（约40%）
主要
成分
少量____________（约2%~10%）
________（主要）
_______（动物细胞膜）
脂质
蛋白质
糖类
磷脂
胆固醇
蛋白质的_______与_______决定细胞膜功能的复杂程度。
种类
数量
细胞膜成分的小结：
1959年，罗伯特森观察的细胞膜电子显微镜照片
静态统一结构
暗—亮—暗
蛋白质—脂质—蛋白质
细胞膜结构的电镜照片
02
对生物膜的探索
质疑：如果是这样，细胞膜的复杂功能难以实现，就连细胞的生长、变形虫的变形运动这样的现象都难以解释。
1970年，荧光标记的细胞融合实验
细胞膜结构特点：具有流动性
02
对生物膜的探索
1972年，辛格和尼科尔森提出流动镶嵌模型
02
对生物膜的探索
α螺旋蛋白质
通道蛋白
蛋白质
糖类
胆固醇
糖脂
糖蛋白
蛋白质
蛋白质
糖被
细胞表面的识别、细胞间的信息传递等功能有密切关系
蛋白质分子在物质运输等方面具有重要作用
功能越复杂的细胞膜，蛋白质的种类和数量就越多。
03
流动镶嵌模型的基本内容
一、提出者：辛格、尼科尔森
二、内容：
（1）磷脂双分子层是膜的基本支架。
（2）蛋白质有的镶在磷脂双分子表面，有的部分或全部嵌入磷脂双分子层，有的贯穿整个双分子层，大多数蛋白质也是可以运动的,细胞膜两侧具有不对称性
（3）细胞膜的外表披有糖被，功能包括黏着和识别
细胞膜表面有糖类分子—糖蛋白（具有识别功能，与细胞间的信息传递等功能有密切关系）
03
流动镶嵌模型的基本内容
脂质
CHONP
磷脂
CHONP
胆固醇
CHO
蛋白质
CHON
越复杂
种类
数量
糖类
CHO
糖蛋白
识别、保护
糖脂
03
流动镶嵌模型的基本内容
1.下列有关膜的叙述，错误的是（ ）
A.细胞膜主要有脂质和蛋白质组成
B.细胞膜中还有少量的糖类
C.线粒体膜和叶绿体膜中的蛋白质分子是相同的
D.在组成细胞膜的脂质中，磷脂最丰富
线粒体和叶绿体的功能不一样，细胞膜上的蛋白质种类和数量不一样。
因此正确答案是C
2.用丙酮从口腔上皮细胞中提取脂质,在空气—水界面上铺成单分子层,测得单分子层面积为S1,设细胞膜表面积为S2,则S1与S2关系最恰当的是 (　　)
A.S1<2S2 B.S1=2S2
C.S1>2S2 D.S2C 　　　　　　
3.下图为细胞间的3种信息交流方式，请回答：
(1)图A表示通过细胞分泌的化学物质，随①____到达全身各处，与靶细胞表面的②________结合，将信息递给靶细胞。
(2)图B表示通过相邻两细胞的____________，使信息从一个细胞传递给另一个细胞，图中③表示__________________请举一个例子：
血液
受体
细胞膜接触
与膜结合的信号分子
精子与卵细胞之间的识别和结合
(3)图C表示相邻两植物细胞之间形成______，携带信息的物质从一个细胞传递给另一个细胞，图中④表示__________。
(4)由以上分析可知：在多细胞生物体内，各个细胞之间都维持功能的协调，才能使生物体健康地生存。这种协调性的实现不仅依赖于物质和能量的交换，也依赖于______的交流，这种交流大多与______________有关。
通道
胞间连丝
信息
细胞膜的结构

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