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(共29张PPT)
第1节 细胞膜的结构和功能
1.概述细胞膜作为系统边界所具有的功能。
2.分析细胞膜结构的探索历程，领悟科学的过程和方法。
3.说出流动镶嵌模型的基本内容。
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
在生命起源的过程中，原始海洋中的有机物逐渐聚集并且相互作用，进化出原始的生命。膜的出现是生命起源中至关重要的阶段。它将生命物质与外界环境分隔开，产生了原始细胞，并成为相对独立的系统。细胞膜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
一、细胞膜的功能
细胞膜的控制作用是相对的
细胞膜
细胞外
细胞内
营养物质
细胞有用的成分
对细胞有害物质病毒、病菌
抗体、激素、代谢废物
例如：有些病毒、细菌也能侵入细胞，使生物体患病。
可以
不易
可以
不能
具有选择透过性
功能特性
2、控制物质进出细胞
①通过化学物质进行信息传递——间接交流
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。
糖蛋白或糖脂统称为糖被，糖被与细胞表面的识别、细胞间的信息传递等功能有密切的关系。
受体是什么？
3、进行细胞间的信息交流
②通过细胞膜的直接接触进行信息交流
相邻的两个细胞膜接触，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。
吞噬细胞的吞噬作用。
③形成细胞通道进行信息交流
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。
例如：高等植物细胞之间通过胞间连丝相互连接，进行信息交流。
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。细胞膜的功能总结人物 时间 实验过程 结果
欧文顿
1895年
用500多种化学物质对植物细胞的通透性进行了上万次试验，发现细胞膜对不同物质的通透性不一样。
溶于脂质的物质
不溶于脂质的物质
细胞内
细胞外
细胞膜
推测细胞膜由脂质组成。
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检测？
相似相溶原理
二、对细胞膜成分的探索
目的 材料 实验过程 结果
通过一定的方法制备出纯净的
细胞膜，进行化学分析。
确定细胞膜中脂质成分的类型
哺乳动物红细胞
组成细胞膜的脂质有磷脂和胆固醇，其中磷脂含量最多。
多个磷脂分子在水中形成双分子层
2.细胞膜的两侧都有水环境存在，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？
3
水
1
水
2
水
水
水
水
1.展示自己制作的磷脂分子的模型，指出磷脂分子的极性。模拟在空气—水的界面上磷脂分子排成一层的状态。
人物时间实验过程结果戈特格伦德尔1925年用丙酮从人的红细胞中提取脂质，在空气-水界面中铺展成单分子层，测得单层分子的面积恰为红细胞表面的2倍。细胞膜中的磷脂分子必然排列为连续的两层空气水人物 时间 实验过程 结果
丹尼利
戴维森
1935年
研究了细胞膜的张力，发现细胞表面的张力明显低于油-水界面的表面张力。
推测细胞膜可能附有蛋白质。
人物 时间 实验过程 结果
欧文顿
1895年
发现脂溶性物质更易通过细胞膜
推测细胞膜由脂质组成
科学家利用哺乳动物的红细胞制备细胞膜，进行化学成分分析
组成细胞膜的脂质有磷脂和胆固醇，其中磷脂含量最多
戈特
格伦德尔
1925年
从人的红细胞中提取脂质，在空气-水界面中铺展成单分子层，其面积是红细胞表面的2倍
细胞膜中的磷脂必然排列为连续的两层
丹尼利
戴维森
1935年
研究了细胞膜的张力
细胞膜除含脂质分子外，
可能还附有蛋白质
【思 考】
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于检测？
2、根据磷脂分子的特点解释，为什么磷脂在空气——水界面上铺展成单分子层？科学家是如何推导出“脂质在细胞膜中必然排列为连续的两层”这一结论的？
是通过对现象的推理分析得出的
因为科学家测得从红细胞中提取的脂质铺成单分子层的面积恰为红细胞表面积的2倍，所以才得出膜中的脂质必然排列为连续的两层这一结论。
3、磷脂分子在水中能自发地形成双分子层，你如何解释这一现象？由此，你能否就细胞膜是由磷脂双分子层构成的原因做出分析？
4、如果将磷脂分子置于水——苯的混合溶剂中，磷脂分子将会如何分布？
由于磷脂分子有亲水的头部和疏水的尾部，在水溶液中，朝向水的是头部，尾部受水的排斥。当磷脂分子的内外两侧都是水环境时，磷脂分子的尾部相对排列在内侧，头部则分别朝向两侧的水环境。
如果将磷脂分子置于水—苯的混合溶剂中，磷脂的头部将与水接触，尾部与苯接触，磷脂分子分布成单层。
细胞膜的成分
脂质（约占50%）
蛋白质（约占40%）
糖类（2%-10%）
磷脂是构成细胞膜的主要成分，此外还有少量的胆固醇
在细胞膜行使功能时起重要作用，功能越复杂的细胞膜，蛋白质的数量和种类就越多
糖类+蛋白质 糖蛋白；糖类+脂质分子 糖脂；分布在细胞膜的外表面；
糖蛋白具有保护、润滑和细胞识别的作用
不同种类的细胞的细胞膜的组成成分含量相同吗？
不相同，如癌细胞表面的糖蛋白含量较少。
通过前面的分析，已经可以确定细胞膜主要由脂质和蛋白质组成，并且磷脂是双层排布的，那么蛋白质是如何分布的呢？
三、对细胞膜结构的探索
资料1：1959年罗伯特森在电镜下观察到细胞膜有“暗-亮-暗”三层结构。
细胞膜结构的电镜照片
提出假说：细胞膜是由蛋白质-脂质-蛋白质三层,构成的静态统一结构。
蛋白质
脂质
蛋白质
蛋白质-脂质-蛋白质模型
科学方法——提出假说
科学家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。一种假说是否正确，需要进一步的确认。
罗伯特森的观点
认为所有膜的结构都是蛋白质-脂质-蛋白质结构，且都是静态的。
不足：
每种生物膜的功能不同，结构决定功能，那么结构也应不同；
无法解释细胞的生长、变形虫的变形运动、白细胞吞噬细菌、受精时细胞融合等现象。
资料2：1970年科学家用不同的荧光标记人和鼠的细胞表面的蛋白，让两种细胞融合，一段时间后发现两种荧光均匀分布。
提出假说：细胞膜具有一定的流动性
人细胞
鼠细胞
诱导融合
40分钟后
370C
资料3：1972年，辛格和尼科尔森总结前人经验，在新的观察和实验证据的基础上，提出的流动镶嵌模型为大多数人所接受。
四、流动镶嵌模型的基本内容
阅读课本45页的内容，概括流动镶嵌模型的主要内容
1.细胞膜主要由_______和__________组成的。
脂质
蛋白质
2.磷脂双分子层是膜的 ；蛋白质以不同方式镶嵌在
磷脂双分子层中，蛋白质分子有的镶在磷脂双分子层表面，
有的 磷脂双分子层中，有的贯穿于整个磷
脂双分子层。
3.细胞膜的结构特点：细胞膜不是静止不动的，具有
。
4.细胞膜的功能特性：选择透过性。
基本支架
部分或全部嵌入
一定的流动性
四、流动镶嵌模型的基本内容
生物膜的流动性主要受温度影响。在一定温度范围内，随温度升高，流动性增强；若温度超出一定范围，会破坏膜。
细胞膜的外表面还有糖类分子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。如：糖蛋白与细胞的相互识别、细胞间的信息传递等功能密切相关。
糖被的结构及功能

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