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第3章 细胞的基本结构
人教版 生物学
必修一 分子与细胞
细胞膜的结构和功能
第3章 第1节
细胞膜——系统的边界
一个国家有陆地、海域、领空的边界——保证国家的相对独立
人体的边界:皮肤和粘膜——人体内部与外界环境分隔，使人成为一个完整的生命体
细胞膜（又称为质膜） :
细胞（基本的生命系统）的边界
作为系统边界的细胞膜有怎样的作用和功能呢
？
一、细胞膜的功能:
将细胞与外界环境分隔开
细胞膜:将细胞与外界环境分隔开，形成相对独立的系统，保障了细胞内部环境的相对稳定。
原始生命的起源
一、细胞膜的功能:
控制物质进出细胞
问题探讨:
材料:
动物细胞、台盼蓝染液
现象:
活细胞无色，死的细胞被染成蓝色。
结论:
推测细胞膜能够控制物质进出细胞。
上图示:用台盼蓝染液染色后的死细胞和活细胞图
一、细胞膜的功能:
控制物质进出细胞
细胞需要的营养物质
对细胞有害的物质，如病毒，病菌。
细胞内的有用成分
细胞不需要的物质
抗体、激素等分泌物，细胞产生的废物
细胞膜
选择透过性
相对的
一、细胞膜的功能:
进行细胞间的信息交流
在多细胞生物体内，各个细胞都不是孤立存在的，它们之间必须保持功能的协调，才能使生物体健康的生存。这种协调性的实现，不仅依赖于物质和能量的交换，也有赖于信息的交流。
细胞间信息交流的方式
间接交流:
通过化学物质传递信息（如激素、神经递质等）
直接接触:
精子与卵细胞之间的识别和结合
形成通道:
高等植物细胞之间通过胞间连丝相互连接
受体（糖被)
信号分子
细胞间信息交流的意义
通过细胞间的信息交流，细胞各司其职，保证了各个细胞之间功能的协调性，使得多细胞生物能作为一个整体，去完成各项生命活动
结构决定功能
细胞膜的功能是由它的成分和结构决定的。
细胞膜化学成分与结构的探索？
二、细胞膜的成分
年份 科学家 实验方法 实验现象 结论
二、细胞膜的成分
年份 科学家 实验方法 实验现象 结论
19895 欧文顿 对植物细胞的通透性进行实验 脂溶性物质更容易通过细胞膜 推测细胞膜是由脂质组成的
20世纪初 -- 利用动物的卵细胞、红细胞、神经细胞等作为研究材料提纯进行化学分析 组成细胞膜的脂质有磷脂和胆固醇，其中磷脂含量最多 磷脂分子在水中总是自发的形成双分子层 1925 戈特、格伦德尔 用丙酮从人的红细胞中提取脂质在空气—水界面上铺展成单分子层 单层分子的面积为红细胞表面积的二倍 细胞膜中的磷脂分子必然排列为连续的两层
1935 丹尼利、戴维森 研究细胞膜的张力 细胞的表面张力明显低于油水界面的表面张力（已发现了油脂滴的表面如果吸附有蛋白质成分，则表面张力会降低） 细胞膜除含有脂质分子外，还可能附有蛋白质
在水中形成的磷脂双分子层
水分子
磷脂双分子层
头部磷酸：亲水
尾部脂肪酸：疏水
磷脂分子分散到水溶液中自发组装成球状小泡
脂质在空气—水界面上铺展成单分子层
三、细胞膜的结构
膜成分
膜结构
20世纪40年代 推测脂质两边覆盖着蛋白质
1959年， 罗伯斯特森 细胞膜都是由蛋白质-脂质-蛋白质三层结构构成，是静态的统一结构
20世纪60年代 对细胞膜是静态的观点提出质疑
1970年 荧光标记小鼠和人的细胞融合实验得出细胞膜具有流动性。
1972年， 辛格和尼科尔森 提出的流动镶嵌模型为大多数人所接受
细胞膜结构的电镜照片（放大400000倍）
暗-亮-暗 三层结构
蛋白质-脂质-蛋白质
静态的统一结构
细胞膜具有流动性
三、细胞膜的结构——流动镶嵌模型
三、细胞膜的结构——流动镶嵌模型
1.主要组成:
①磷脂双分子层：（作为基本骨架）
②蛋白质:
位置：镶嵌、贯穿、覆盖于磷脂双分子层中。
功能：与细胞膜的运输功能有关
功能越复杂的细胞膜，蛋白质的种类和数量也就越多
③糖被:
分类：糖脂、糖蛋白
功能：位于细胞膜外 识别作用、细胞间的信息传递
三、细胞膜的结构——流动镶嵌模型
2.细胞膜的结构特点
具有一定的流动性
磷脂分子与蛋白质分子大多是可流动的。
细胞膜的磷脂双分子层的三维立体结构
小结：细胞膜的结构和功能
磷脂（多）
细胞膜 ——系统的边界
成分
结构
功能
组成
决定
流动镶嵌模型
主要内容
磷脂双分子层（基本骨架）
蛋白质结合方式：镶嵌、贯穿等
特点
结构特点：流动性
功能特点：选择透过性
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
脂质50%
胆固醇
蛋白质40%
糖类1%-10%
小试牛刀
P46练习与应用
谢谢！

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