资源简介

(共31张PPT)
3.1细胞膜的结构与功能
第三章 细胞的基本结构
3.1 细胞膜的结构与功能
本节目标
流动镶嵌模型的基本内容
细胞膜的功能
01
02
对细胞膜成分和结构的探索
03
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？
活细胞的细胞膜具有选择透过性，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进出细胞的功能，台盼蓝能通过细胞膜进入细胞，死细胞能被染成蓝色。
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。
一、细胞膜的功能
膜的出现至关重要，它将生命物质与外界环境分隔开，产生了原始细胞，成为相对独立的系统，保障了细胞内部环境的相对稳定。
1、将细胞与外界环境分隔开
原始海洋景观
营养物质
无用的、有害的物质
细胞产生的分泌物、废物
控制作用是相对的，例如：有些病毒、细菌也能侵入细胞，使生物体患病。
流感病毒入侵细胞
细胞膜的功能（二）
控制物质
进出细胞
激素
内分泌细胞的激素（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
化学本质：糖蛋白
作用：激素等化学物质的信号接受
特点：专一性（一种受体只能识别一种或者一类物质）
信息分子
功能三：进行细胞间的信息交流
（1）通过细胞分泌化学物质间接传递信息。
内分泌细胞
靶细胞
激素
受体
发出信号的细胞
靶细胞
与膜结合的信号分子
（2）通过相邻细胞的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。
功能三：进行细胞间的信息交流
『通道传递』
两个相邻的植物细胞
细胞壁
细胞质
细胞膜
胞间连丝
胞间连丝
功能三：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其进入另一个细胞。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。
联系生活
用凉水洗红苋菜，水不变红；煮苋菜汤，汤却是红色的，这个现象体现了细胞膜的什么功能？
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
【思考】细胞膜的功能是由什么决定的？
结构→功能
间接交流
直接交流
通道交流
我是欧文顿，经过上万次
实验我发现……
细胞膜
非脂溶性物质
脂溶性物质
提出假说：膜是由脂质组成的
资料1：
1895年，欧文顿实验
资料2：1897年，Crigins和Hedin用红细胞做实验，同样也证明分子的通透性与其在脂类中的溶解度有关。
哈哈，熟人，请进请进
哼，不熟，免进
相似相溶原理
细胞膜成分探索
植物细胞膜
易溶于脂质的物质
不易溶于脂质的物质
讨论1：
最初对细胞膜成分的认识，是通过对现象的推理分析，还是通过对膜成分的提取与检测？
是通过对现象的推理分析得出的
【资料2】科学家利用哺乳动物成熟红细胞作为实验材料，制备出纯净的细胞膜，并对细胞膜的成分进行分析，得出组成细胞膜的脂质有磷脂和胆固醇，其中磷脂含量最多。
哺乳动物成熟红细胞
无细胞核和各种细胞器。
【思考】为什么选择哺乳动物
成熟红细胞来制备细胞膜？
正常的红细胞
圆涨的红细胞
涨破的红细胞
亲水“头”
疏水“尾”
想一想：
磷脂分子在空气-水界面上会怎么样铺展？
空气
水
空气
A
B
C
D
单层磷脂分子在空气—水界面上是如何排布的呢？
√
水
空气
水
空气
水
空气
假设一：细胞膜中的磷脂呈单层排布。
内侧
外侧
细胞膜
水环境
水环境
水
水
水
水
拓展思考：
细胞膜的内外都有水，磷脂分子又该如何排布？
内侧
外侧
细胞膜
水环境
水环境
细胞膜中的磷脂呈双层排布。
假说
假设二：细胞膜中的磷脂呈双层排布。
水
水 D
A
水 C
水
B
水
水 E
C
科学家：戈特和格伦德尔
三、细胞膜的脂质分子必然排列为连续的两层。
验证
细胞膜中的磷脂呈双层排布。
假说
细胞膜成分探索
实验结果：在空气-水界面上铺成单层分子，测得单层脂质的面积恰为红细胞膜表面积的2倍。
水层
空气
S1
S2
【资料4】1935年，英国学者丹尼利和戴维森发现细胞表面张力明显低于油水界面的表面张力；当时人们已经知道了，如果在油水界面中加入一定量的蛋白质，其表面张力降低。
【思考】以上资料说明细胞膜中还可能含有什么物质？
蛋白质
1959年，罗伯特森（J.D.Robertsen）在电镜下看到细胞膜清晰的暗—亮—暗的三层结构。
20世纪40年代，曾有学者推测脂质两边各覆盖着蛋白质。
生物膜是由“蛋白质—脂质—蛋白质”构成的三层静态统一结构。
细胞的生长与分裂
变形虫的变形运动
受精时
细胞融合
白细胞追杀细菌
酵母菌的
出芽生殖
20世纪60年代以后，人们对这一模型的异议增加了。不少科学家对于生物膜是静态的观点提出质疑：
提出假设：
生物膜具有流动性
细胞融合
绿色荧光染料标记鼠细胞表面蛋白质
37℃
40min
结论：
细胞膜具有一定的流动性
1970年，科学家利用细胞融合技术观察蛋白质运动
红色荧光染料标记人细胞表面蛋白质
蛋白质( )在磷脂双分子层中。
蛋白质在膜中的分布是（　　　）的
不对称
镶、嵌、贯穿
冰冻蚀刻技术在生物膜研究中 的应用
1972年，桑格和尼克森在新的观察和实验证据的基础上，提出了细胞膜的流动镶嵌模型，被多数人认同。
科学方法—— 提出假说
细胞膜结构模型的探索过程，反映了提出假说这一科学方法的作用。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被否定，取决于它是否能与以后不断得到的观察和试验结果相吻合。
三、流动镶嵌模型的基本内容
1、生物膜的主要成分？
2、生物膜的基本支架？
3、蛋白质在脂质上的分布方式有哪些？
4、糖被的功能？
5、生物膜的结构特点？
6、生物膜的功能特点？
三、流动镶嵌模型的基本内容
1.成分：磷脂、蛋白质、糖类
2.结构模型
磷脂分子
磷脂双分子层
蛋白质分子
糖蛋白
糖脂
糖被
说一说1：据图用自己的语言描述细胞膜的流动镶嵌模型
流动镶嵌模型的基本内容
①_______________是膜的基本支架。
磷脂双分子层
②_________________以不同方式镶嵌在磷脂双分子层中。
蛋白质分子
a.有的镶在磷脂分子层表面；
b.有的部分或全部嵌入磷脂双分子层中；
c.有的贯穿于整个磷脂双分子层表面；
③细胞膜上 和 可以流动，因而细胞膜不是静止不动的，而是具有 。
流动性
磷脂
大多数蛋白质
蛋白质
胆固醇
磷脂分子
磷脂双分子层
糖蛋白
糖脂
④在细胞膜外表面，糖类分子与蛋白质结合形成___________，或与脂质结合形成_________，这些糖类分子叫做_______。
糖蛋白
糖脂
糖被
糖被功能：识别、保护、润滑、
细胞间信息传递。
判断细胞膜内外侧的方法：
外侧：糖蛋白的一侧
内侧：没有糖蛋白的一侧
与生活中的联系：
癌症——21世纪的“第一杀手”
细胞膜的组分并不是不可变的，如细胞癌变过程中，细胞膜组分发生变化，糖蛋白含量下降，产生甲胎蛋白(AFP)、癌胚抗原(CEA)等物质。
课堂总结

展开更多......

收起↑