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3.1细胞膜的结构和功能
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。
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
问题探讨
膜的出现是生命起源过程中 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，保障了细胞内 部环境的相对稳定。
一、细胞膜的功能
1.将细胞与外界环境分隔开
原始地球
一、细胞膜的功能 2.控制物质进出细胞
营养物质
控制作用是相对的
病菌、病毒
分泌物、代谢废物 (如消化酶、CO 等)
不需要或有
害的物质
X 核酸等重要物质
细胞
一、细胞膜的功能 3.进行细胞间的信息交流
多细胞生物体内，各个细胞都不是孤立存在的，必须保持 功能的协调，除了依赖物质和能量的交换，还依赖信息的 交流
内分泌细胞 靶巴细胞
物 质 传 递 ：细胞通过分泌化学物质
(如激素)建立细胞的信息交流
(如：胰岛素对血糖的调节)
血管
激素
靶细胞
3.进行细胞间的信息交流
发出信号的细胞
与膜结合的信号分子
接触传递：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： 精子和卵细胞的识别和结合
通道传递： 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。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
3.进行细胞间的信息交流
二、对细胞膜成分的探索
1895年：欧文顿用500多种化学物质进行了上万次的实验，发现脂溶 性物质比非脂溶性物质更容易透过细胞膜进入细胞中
→细胞膜是由脂质组成的
非脂溶性物质
脂溶性物质
细胞膜
二、对细胞膜成分的探索
科学家利用哺乳动物的红细胞，制备出纯净的细胞膜，经过化学分析 得知细胞膜的脂质有磷脂和胆固醇，且磷脂含量最多
磷脂分子的结构
头部
亲水
尾部
疏水
磷酸
甘油
脂肪酸
1935年：丹尼利和戴维森研究了细胞膜的张力，推测细 含脂质外，可能还附有蛋白质。
水
OOOOOOOOOOOOOO
OOOOOOOOOOOOOO
水
二、对细胞膜成分的探索
1925年：戈特和格伦德尔发现，红细胞细胞膜中的磷脂分子排成 单层后的面积恰好等于红细胞表面积的两倍
→ 细胞膜中的磷脂分子必然排列为连续的两层
胞 膜 除 了
亲水头部
Aqueou solutioi
水溶液
Hydrophobi
疏水尾部
三、对细胞膜结构的探索
脂质，大约占 50%
细胞膜的成分 蛋白质，大约占 40%
糖 类 ，大约占 2%~10%
细胞膜主要由脂质和蛋白质组成
在组成细胞膜的脂质中，磷 脂 最丰富。
功能越复杂的细胞膜，蛋白质的种类和数量 越多。
膜的功能活动主要由蛋白质来承担。
三、对细胞膜结构的探索
1959年，罗伯特森在电镜下看到细胞膜的暗-亮-暗的三层结构
提出假说：
细胞膜由蛋白质 - 脂质 - 蛋白质三层结构构成 认为细胞膜为静 态的统 一 结构
蛋白质-脂质-蛋白质模型
细胞外
蛋白质
脂双层
蛋白质
三、对细胞膜结构的探索
20世纪60年代后，人们提出质疑：
如果细胞膜是静态的，无法实现细胞膜的功能，也无法解释细胞 的生长、变形虫的变形运动等现象
变形虫摄食纤毛虫 受精卵分裂
三、对细胞膜结构的探索
1970年，科学家用红、绿荧光染料分别标记小鼠细胞和人细胞 表面的蛋白质分子，进行细胞融合实验
实验表明：细胞膜具有流动性
小鼠细胞
细胞融合 37℃
40min
绿色荧光
标记的膜 蛋白
红色荧光 标记的膜 蛋白
正在融合的细胞
融合细胞
人细胞
三、对细胞膜结构的探索
1972年，辛格和尼科尔森提出了流动镶嵌模型
主要由磷脂分子和 蛋白质分子构成
胆固醇
基本内容：
1、磷脂双分子层是膜的基本支架，水 溶性分子活离子不能自由通过，具有 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：有的镶在表面，有的 部分或全部嵌入，有的贯穿磷脂双分 子层
细胞膜的结构特点：具有流动性
流动镶嵌模型
糖蛋白
三、对细胞膜结构的探索
磷脂分了
胆固醇
磷 脂 双 分 子层
蛋白质分子
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
脂双层为基本骨架
内部疏水，屏障
镶嵌、嵌入、贯穿
物质运输等
细胞表面
信息传递等
结构特点：流动性
细胞的物质运输、生长、分裂、运动等生命活动
组分
运动
磷脂
运动
蛋白质
糖类(少)
桑格和尼克森提出流动镶嵌模型
细 胞 膜
结构
练 习
1、下列物质中，易通过细胞膜的是( B )
A、淀 粉 B、性 激 素
C、蛋 白 质 D、糖 类
2 、在组成细胞膜的脂质中，最丰富的是 ( C )
A、脂 肪 B、固 醇
C、磷脂 D 、维生素D
3、将小麦种子浸泡在红墨水中10分钟后，取出剖开，发现胚为 白色，胚乳为红色，这说明( A )
A. 胚成活，胚乳已死亡 B. 胚已死亡，胚乳成活
C. 胚和胚乳均成活 D. 胚和胚乳均死亡
练 习
4、细胞膜的成分中起支架作用和细胞识别作用的物质分别是( c )
A. 淀粉和纤维素 B. 纤维素和果胶
C. 磷脂和糖被 D. 蛋白质和磷脂
5、将紫色水萝卜的根切成的小块放入清水中，清水的颜色没有明显 的变化，若把紫色水萝卜根切成的小块放入沸水中，水变成红色，其 原因是( C )
A. 沸水破坏细胞壁的结构
B. 水温升高，色素溶解度增大
C. 沸水破坏了细胞膜和液泡膜，使其丧失控制物质进出的功能
D. 沸水使反应加快
练 习
1、上图是细胞膜的结构模型示意图，①表示是 磷脂双分子层，是 细胞膜的 基本支架。
2、②表示蛋 白 质 分 子，细胞膜上的这种物质种类和数量越多，说明 其功能越_ 复杂。
3、③表示 糖 蛋白，由蛋白质和糖类构成，与细胞识别等功能有关。

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