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(共18张PPT)
第1节 细胞膜的结构和功能
第三章 细胞的基本结构
本节聚焦
1、细胞膜具有哪些功能？
2、细胞膜的主要成分是什么？
3、对细胞膜结构的探索历程
4、流动镶嵌模型的基本内容
新课引入
细胞膜的功能
产生了原始的细胞
膜的出现是生命起源过程中至关重要阶段
1. 将细胞与外界环境分隔开
（保障细胞内部环境的相对稳定）
原始地球环境
细胞膜的功能
2. 细胞膜
能控制物质
进出细胞
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
细胞膜的功能特性：选择透过性
细胞膜的功能
3. 进行细胞之间的交流
1、通过信息分子间接交流
2、通过细胞膜直接接触
3、相邻细胞间形成通道
那么细胞膜的功能是由什么决定的呢？
成分和结构
时间：19世纪末 1895年
人物：欧文顿（E.Overton）
实验：用500多种物质对植物细胞进行上万次的通透性实验.
发现脂质更容易通过细胞膜。
推测：
细胞膜是由脂质组成的
最初对细胞膜成分的认识，是通过对现象的推理分析,还是通过膜成分的提取和检测？
从生理功能上入手，通过对现象的推理分析的。
对生物膜成分的探索
实验：科学家将膜从哺乳动物的红细胞中分离然后进行化学分析。
化学分析表明：组成细胞膜的脂质有磷脂和胆固醇，其中磷脂含量最多。
对生物膜成分的探索
尾部(疏水)
头部(亲水)
磷酸
甘油
脂肪酸
时间：1925年
人物：荷兰科学家Gorter和Grendel
实验：从细胞膜中提取脂质，铺成单层分子，发现面
积是细胞膜的2倍
细胞膜中的磷脂分子必然排列为连续的两层
推测：
对生物膜成分的探索
细胞处于以水为基础的液体环境中，细胞膜的两侧都有水存在，请推测，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？
亲水的“头部”与水接触，疏水的“尾巴”远离水
对生物膜成分的探索
水
水 D
A
水 C
水
B
水
水 E
C
在水中形成的磷脂双分子层模式图
如果将磷脂分子置于水一苯的混合溶剂中，磷脂分子将会如何分布
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。
丹尼利和戴维森推测细胞膜除含脂质分子外，可能还附有蛋白质。
1935年，英国学者丹尼利(.f Danielli)和戴维森(H. Davson)研究了细胞膜的张力。他们发现细胞的表面张力明显低于油一水界面的表面张力。
已发现油脂滴表面如果吸附有蛋白质成分则表面张力会降低。
到了20世纪30年代，科学家已经确定细胞膜中存在蛋白质
对生物膜成分的探索
推测：除脂质外，细胞膜应该还有其他成分
根据现象推测细胞膜由脂质组成
细胞膜各种脂质的种类和比例
细胞膜中磷脂排列为连续的两层
细胞膜中还存在蛋白质
研究历程：
细胞膜成分
脂质(50%)
蛋白质(40%)
少量的糖类(2%~10%)
磷脂最丰富，
此外还有少量的胆固醇
功能越复杂的细胞膜，蛋白质的种类和数量越多。
归纳：细胞膜的成分
对生物膜成分的探索
对细胞膜结构的探索
时间：1959年
人物：罗伯特森（J.D.Robertsen）
实验：在电镜下看到细胞膜清晰的暗-亮-暗的三层结构。
提出生物膜的模型：所有的生物膜都由蛋白质—脂质—蛋白质三层结构构成。他把生物膜描述为静态的统一结构。（单位膜模型/三明治模型）
脂质和蛋白质是如何构成细胞膜的？(阅读P43）
缺陷？
对细胞膜结构的探索
荧光标记的小鼠细胞和人细胞融合实验示意图
结论：细胞膜具有流动性（结构特性）
流动镶嵌模型的基本内容
时间：20世纪80年代人物：辛格（S.J.Singer）和尼克尔森（G.Nicolson）
1.细胞膜主要由 和 组成，还有少量的 。
2. 是膜的基本支架，其内部是磷脂分子的疏水端，水溶性分子或离子不能自由通过，具有屏障作用
3.蛋白质有的 磷脂双分子层的表面，有的部分或者全部 磷脂双分子层,有的 整个磷脂双分子层。
4.细胞膜不是静止不动的，而是具有 ，主要表现为构成膜的磷脂分子可以 自由移动，膜中的 大多也能运动
磷脂分子
蛋白质
糖类
磷脂双分子层
镶在
嵌入
贯穿
流动性
侧向
蛋白质
蛋白质
磷脂双
分子层
糖蛋白
流动镶嵌模型的基本内容
糖蛋白
磷脂双分子层
（膜的基本支架）
糖脂
只存在于细胞膜外侧
细胞膜还有哪些结构？
作用？
识别、信息传递
糖蛋白
糖被
糖脂
位置？
细胞膜的成分:脂质（主要是磷脂），蛋白质，糖类
细胞膜的流动镶嵌模型：基本骨架——磷脂双分子层；蛋白质分子--镶、嵌、贯穿
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
具有选择透过性（功能特性）
细胞与细胞膜的识别和结合
细胞与细胞间通道的连接
课堂小结
1.在制备纯净的细胞膜时，我们一般不选用植物细胞作为实验材料，主要原因是（ ）
A、细胞膜与细胞壁紧密结合，不易分离 B、不易吸水胀破
C、很难得到完整的细胞膜 D、膜成分较多，提取过程繁琐
A
2.细胞膜上与细胞识别、免疫反应、信息传递和血型决定有密切关系的化学物质是（ ）
A、糖蛋白 B、磷脂
C、脂肪 D、核酸
A
3.在下列几组化学元素中，构成细胞膜所必需的基本元素是（ ）
A. C、H、O B. C、H、O、P
C. C、H、O、N D. C、H、O、N、P
D
练习反馈
4.异体器官移植手术很难成功，最大的障碍就是异体细胞间的排斥，这主要是由于细胞膜具有识别作用，这种生理功能的结构基础是（ ）
A、细胞膜由磷脂分子和蛋白质分子构成
B、细胞膜具有选择透过性
C、细胞膜具有一定的流动性
D、细胞膜的外面有糖蛋白
D
5.研究发现植物种子细胞以小油滴的方式贮存油，每个小油滴都由磷脂膜包被着，该膜最可能的结构是（ ）
A、由单层磷脂分子构成，磷脂的尾部向着油滴内
B、由单层磷脂分子构成，磷脂的头部向着油滴内
C、由两层磷脂分子构成，结构与细胞膜基本相同
D、由两层磷脂分子构成，两层磷脂的头部相对
A

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