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(共35张PPT)
细胞膜的结构和功能
陆、海、空边界
皮肤和黏膜
植物细胞
动物细胞
细胞的边界——细胞膜
膜的出现是生命起源过程中至关重要的阶段。细胞膜保障了细胞内部环境的相对稳定。
细胞作为一个基本的生命系统,它的边界就是细胞膜
将细胞与外界环境分隔开
推测的原始海洋景观图
细胞膜的功能
思考·讨论
资料1：科研上鉴别死细胞和活细胞，常用“染色排除法”。例如，用台盼蓝染色，死的动物细胞会被染成蓝色，而活的动物细胞不着色，从而判断细胞是否死亡。
控制物质进出细胞
为什么活细胞不能被染色,而死细胞能被染色？
核
CO2
细胞
产物
代谢
废物
O2
营 养
物 质
细胞膜
细胞膜有___________性，控制作用是_____的
选择透过
相对
不需的，有害的物质
有些病毒病菌
控制物质进出细胞
细胞膜的功能
细胞膜的功能
资料2：施莱登和施旺在细胞学说中强调“细胞既是一个相对独立的单位，又和其他细胞构成的整体起作用”。由此说明多细胞生物体的生命活动必须依赖于细胞之间的协调配合才能完成。
思考·讨论
【思考】细胞之间是如何实现协调配合的？
进行细胞间的信息交流
细胞间的信息交流的方式有哪些？
激素
血 液
靶细胞
内分泌细胞
受体：蛋白质
（1）内分泌细胞分泌的激素，通过血液运输到达全身各处，与靶细胞的细胞膜表面的受体传递结合，将信息传递给靶细胞
进行细胞间的信息交流
细胞膜的功能
靶细胞
发出信号的细胞
与膜结合的信号分子
膜上接受信号分子的受体
（2）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。
进行细胞间的信息交流
思考：所有细胞间的信息交流都需要膜上的受体吗？
细胞膜的功能
胞间连丝
（3）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。如：高等植物细胞之间通过胞间连丝相互连接，
进行细胞间的信息交流
细胞膜的功能
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
3
2
1
细胞膜的功能由什么决定？
对细胞膜成分的探索
膜成分的探索
1895欧文顿
溶于脂质的物质容易通过细胞膜，不溶于脂质的物质，不容易通过细胞膜。
20世纪初
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，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。
1935丹尼利和戴维森
细胞表面张力明显低于油水界面的表面张力
推测：细胞膜除含有脂质分子外，可能还附有蛋白质。
1925 戈特和格伦德尔
用丙酮从人的红细胞中提取脂质，在空气—水界面上铺成单分子层，测得单层分子的面积恰为红细胞表面积的2倍
膜是由脂质组成的
为什么选择哺乳动物成熟的红细胞来制备细胞膜？
思考·讨论
①动物细胞无细胞壁，细胞容易吸水涨破；
②哺乳动物成熟的红细胞无细胞核和众多的细胞器，易制得纯净的细胞膜，同时也取材方便。
将人的肝细胞中的磷脂全部提取出来，铺成单分子层，其面积是肝细胞表面积的2倍吗？为什么？
思考·讨论
大大超过2倍，因为肝细胞具有多种具膜的细胞器和细胞核
【磷脂】是一种由甘油、脂肪酸和磷酸所组成的分子。磷酸“头部”是亲水的，“尾部”是疏水的。
亲水的头
疏水的尾
磷脂分子的结构
水
空气
【思考】磷脂分子在空气——水界面上会怎样排布？
磷脂分子
思考·讨论
根据戈特和格伦德尔的实验我们得出推论：细胞膜中的磷脂分子必然排列为连续的两层，那细胞膜上的磷脂分子是如何排列的呢？
水
水
水
水
磷脂
脂质中主要是_____，还有胆固醇
细胞膜的成分
对细胞膜成分的探索
神经髓鞘的蛋白质含量不仅少，而且蛋白质种类只有3种。神经髓鞘也比较简单，主要起绝缘作用。红细胞、肝细胞、大肠杆菌的细胞膜都承担着非常复杂繁多的生理功能，它们的细胞膜中蛋白质的种类和数量均较多。
思考·讨论
由上述材料可知，细胞膜的功能主要由哪一类物质决定？
细胞膜的功能主要由 决定，功能越复杂的细胞膜，
和 越多。
蛋白质
蛋白质的种类
数量
1．如图表示细胞间信息交流的三种方式，叙述不正确的是（　　）
A．图C中植物细胞依靠胞间连丝交流信息，携带信息的物质通过通道进入另一个细胞
B．精子和卵细胞受精时要发生图B所示的信息交流方式
C．从图中可以看出细胞间的信息交流方式多种多样
D．细胞间的信息交流一定需要细胞膜上的受体参与
跟踪检测
D
2．系统的边界对系统的稳定至关重要。细胞作为一个基本的生命系统，它的边界就是细胞膜，以下有关细胞膜功能的说法错误的是（　　）
A．细胞膜对于物质的运输具有选择性，细胞需要的物质更容易进入
B．动物细胞之间的相互信息传递，都是通过细胞表面受体实现的
C．植物细胞间的胞间连丝，能进行信息交流和物质转运
D．多细胞生物体内，细胞通过细胞膜进行细胞间的多种相互作用
3．把一个细胞中的磷脂分子全部提取出来，在空气和水界面上将它们铺成单分子层（假定单分子间距离适当且相等），推测在下列生物中，空气和水界面上磷脂分子层的面积与原细胞的表面积之比最小的是（　　）
A．洋葱根尖成熟区表皮细胞 B．人体浆细胞
C．支原体细胞 D．酵母菌细胞
B
C
4．科学家进行细胞膜化学成分分析时，采用哺乳动物成熟的红细胞作实验材料，通过特殊处理使细胞破裂，一些物质溶出，将溶出的物质洗掉，即可得到纯净的细胞膜（又称“血影”）。科学家将“血影”中的脂质提取出来，使其在空气—水界面上铺展成单分子层，发现单分子层的面积是原细胞表面积的2倍。下列说法错误的是（　　）
A．“特殊处理”是将红细胞放在低渗溶液中使红细胞吸水涨破
B．“血影”的成分是磷脂双分子层
C．可用丙酮溶液提取“血影”中的脂质
D．鸡血细胞不适合作为提取细胞膜的实验材料
B
细胞膜的结构和功能
对细胞膜结构的探索
脂质两边各覆盖着蛋白质
20世纪40年代
1959年
罗伯特森提出细胞膜结构是蛋白质-脂质-蛋白质三层静态结构
两层暗
一层亮
方法
在电子显微镜下观察细胞膜
现象
细胞膜呈现清晰的暗-亮-暗三层结构
结论
所有的细胞膜都由蛋白质-脂质-蛋白质三层结构构成，是一种静态的统一结构
罗伯特森的观点能否满足变形虫的变形运动对膜结构的需求？
变形虫吞吃草履虫
罗伯特森的观点能否满足变形虫的变形运动对膜结构的需求？
不能
对细胞膜结构的探索
脂质两边各覆盖着蛋白质
20世纪40年代
1959年
1970年
罗伯特森提出细胞膜结构是蛋白质-脂质-蛋白质三层静态结构
人鼠细胞融合实验证明细胞膜的流动性
方法
荧光标记法
现象
刚开始一半发绿色荧光，一半发红色荧光
在37 ℃下经过40 min后两种颜色的荧光均匀分布
结论
细胞膜具有流动性
人鼠细胞融合实验
对细胞膜结构的探索
脂质两边各覆盖着蛋白质
20世纪40年代
罗伯特森提出细胞膜结构是蛋白质-脂质-蛋白质三层静态结构
1959年
人鼠细胞融合实验证明细胞膜的流动性
1970年
1972年
辛格和尼克尔森提出流动镶嵌模型
罗伯特森在探究细胞膜的结构时运用了哪种科学方法？
细胞膜结构的探索过程，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信息，提出解释某一生物学问题的一种假说，再进一步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。
自主学习
1.细胞膜的基本支架是什么？
2.蛋白质在细胞膜上如何分布？
3.细胞膜具有流动性的原因是什么？
4.什么叫糖被？有什么功能？
阅读教材P44—P45关于流动镶嵌模型的基本内容及观察图3-5，回答问题：
流动镶嵌模型的基本内容
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：嵌入、镶或贯穿
功能越复杂的膜，蛋白质的含量越多
3.膜具有流动性（结构特点）
组成膜的磷脂分子（如侧向移动）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
流动镶嵌模型的基本内容
嵌
贯穿
镶
4.细胞膜的外表面还有糖类分子，它和蛋白质分子结合形成的糖蛋白，或与脂质结合形成的糖脂，这些糖类分子叫作糖被。糖被在细胞生命活动中具有重要的功能。例如，糖被与细胞表面的识别、细胞间的信息传递等功能有密切关系。
糖蛋白
课堂小结
具有选择透过性（功能特点）
（结构特点）
跟踪检测
1．1959年有学者提出了细胞膜的“蛋白质—脂质—蛋白质”静态统一结构模型，1972年又有学者在此基础上提出了细胞膜的流动镶嵌模型，后者不同于前者的结构特点是（　　）
①细胞膜由脂质和蛋白质组成
②蛋白质可部分或全部嵌入磷脂双分子层中
③细胞膜具有选择透过性
④细胞膜具有一定的流动性
A．①②④ B．②③④ C．①④ D．②④
D
2．如图表示磷脂分子构成的脂质体，它可以作为药物（图中◎表示）的运载体，将药物运送到特定的细胞发挥作用。下列有关叙述错误的是（　　）
A．脂质体的形成与磷脂分子在结构上具有一定的流动性的特点有关
B．图a中是能在水中结晶或溶解的药物，图b中是脂溶性的药
C．若要让携带药物的脂质体与特定细胞起作用，可在脂质体膜上镶嵌某种蛋白质
D．当脂质体与特定细胞接触时，图a的药物可能通过膜融合或胞吞的方式进入细胞内
A
3．如图为荧光标记的小鼠细胞和人细胞融合实验示意图。下列有关该实验的叙述，错误的是（　　）
A．小鼠细胞和人细胞的细胞膜主要成分都是脂质和蛋白质
B．温度会影响不同荧光染料标记的膜蛋白的运动速率
C．该实验证明了细胞膜具有选择透过性的功能特性
D．该实验可证明细胞膜上的一些蛋白质分子是可以运动的
C

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