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第二节 细胞—生命活动的基本单位 （第1课时）
苏 教 版 | 选 择 性 必 修 1
第二章 细胞的结构和生命活动
01
通过细胞质膜发现的科学史,掌握细胞质膜的成分和结构;
02
通过实例归纳总结细胞质膜多样的功能。
科学家用显微镜注射器将一种叫作伊红 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。
伊红为什么不会逸出细胞？此实验说明了什么？
细胞作为一个基本的生命系统，它的边界就是细胞膜(质膜)
注入伊红
1674年，列文虎克第一次看到了活细胞。在此后的200多年里，人们观察了更多类型的细胞，但却一直未能直接观察到质膜的存在，直到20世纪50年代末期，伦敦大学的罗伯特森（J.Robertson)才在电子显微镜下观察到质膜的结构（图3-2)。人类对质膜的认识经历了哪些阶段？
一、细胞质膜的成分和结构
细胞质膜的结构与功能是怎样被认识的呢？
积极思维：
证明：__________________________。
资料1：1895年，欧文顿对多种物质做膜的通透性实验，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。
细胞质膜
非脂溶性物质
脂溶性物质
相似相溶原理
欧文顿（E·Overton）
细胞质膜是由脂质组成的
科学家为了研究质膜的结构，设计了许多巧妙的实验。这些实验对于探索质膜的成分和构建质膜的结构模型具有重要意义。
细胞质膜的结构与功能是怎样被认识的呢？
积极思维：
证明： 。
资料2：科学家用丙酮提取人红细胞质膜中的磷脂，在空气-水界面上铺成单分子层，测得其所占面积时红细胞表面积的2倍。
哺乳动物成熟的红细胞没有细胞核和众多细胞器。
脂质呈双分子层排布
疏水尾部
(脂肪酸)
亲水头部
(磷酸)
水
水
水
水
后来，科学家为了弄清楚细胞质膜中脂质的成分类型，利用哺乳动物成熟的红细胞，通过一定的方法制备出纯净的细胞质膜，进行化学分析，得知构成动物细胞质膜的脂质有磷脂和胆固醇，其中磷脂含量最多。
为什么利用哺乳动物成熟的红细胞，能制备出纯净的细胞质膜？
哺乳动物成熟的红细胞没有细胞核和各种具膜的细胞器，没有其他膜的干扰，能够获得纯净的细胞质膜。
资料4：科学家发细胞质膜的表面张力比“油--水”界面的张力低得多，
已知油脂滴表面吸附有蛋白质则表面张力降低。
推测：细胞质膜除含脂质分子外，可能还附有 。
蛋白质
资料3：美国化学家朗缪尔将磷脂溶于苯中，并与水混合，当苯挥发完以后，磷脂分子在水面上排列成了单层，而且其极性头部浸入水中，疏水尾部浮于水面。
空气和水界面上
单分子排布
一、细胞质膜的成分和结构
1.细胞质膜的成分
成分 所占比例 在细胞膜构成中的作用
约50% 动物还有少量的胆固醇（磷脂含量最高）
约40% 功能越复杂的细胞膜，蛋白质的种类和
数量越多。
2~10% 糖类与蛋白质或脂质分子结合形成糖蛋白
或糖脂，分布在细胞膜的外表面。
主要
细胞质膜的功能主要由蛋白质来承担。
细胞质膜的结构具有怎样的特点呢？
脂质
蛋白质
糖类
“蛋白质—脂质—蛋白质“静态统一结构
资料5：1959年罗伯特森通过电子显微镜观察，发现细胞质膜显示“暗—
亮—暗”的三条带。提出“单位膜模型”。
暗带（磷脂）
明带（蛋白质）
提出假说： 。
用“单位膜”静态模型假说能不能解释下述现象？
白细胞追逐并吞噬细菌
细胞分裂
变形虫吞噬食物
不能解释！
资料6：1970年，科学家用发绿色荧光的染料和红色荧光的染料分别标记人、鼠细胞表面的蛋白质分子，进行融合实验。
人细胞与鼠细胞为什么能融合？
实验表明：细胞质膜具有 。（结构特点）
一定的流动性
积极思维：
1972年,科学家辛格和尼科尔森提出了细胞质膜结构的 模型。
流动镶嵌
磷脂双分子层
（基本支架）
镶在表面
嵌入
贯穿
A
B
D
糖蛋白
磷脂分子
蛋白质
糖脂
（识别功能）
外侧
内侧
2.流动镶嵌模型的基本内容：
①基本支架: 。
②蛋白质 磷脂双分子层。
③糖链（又称糖被）在细胞质膜的 。
磷脂双分子层
镶、嵌、贯穿
分布特点：不均匀，不对称。
(1)内容：
外侧
(2)结构特点： 。
磷脂分子可以侧向自由移动，蛋白质大多也能运动。
具有一定的流动性
结构决定功能，细胞质膜的功能有哪些？
1.将细胞与外界环境分隔开
二、细胞质膜的功能
维持着细胞内部环境的相对稳定。
膜的出现是生命起源过程中至关重要的阶段。
原始海洋
原始生命
2. 控制物质进出细胞
营养物质（氨基酸、无机盐、葡萄糖等）
不需要、有害的物质（如细菌、病毒等）
抗体、激素等
细胞合
成并分泌
废物
（CO2、尿素等）
细胞代
谢产生
普遍性
相对性
具有选择透过性
功能特点： 。
3.进行细胞间的信息交流
（接触传递、物质传递、通道传递）
发出信号的细胞
靶细胞
相邻动物细胞间：
细胞质膜互相接触
精卵之间的识别和结合
方式1
与膜结合的信号分子
受体
特异性
糖蛋白
方式2
较远动物细胞间：
借助体液
内分泌细胞
与靶细胞膜上的受体结合，将信息传递给靶细胞
细胞间远距离传递信息示意图
靶细胞：接受信号分子的细胞
受体：靶细胞膜上与信号分子特异性结合的位点，一般为糖蛋白。
方式3
相邻植物细胞间 ：
形成通道
高等植物细胞之间通过胞间连丝相互连接。
胞间连丝
细胞间的信息交流是否都需要受体？
否
3.进行细胞间的信息交流
细胞壁
① 成分：
② 功能：
③ 特性：
纤维素和果胶
维持细胞形态，保护细胞内部结构
细胞壁是全透性的，无生物活性
1.植物细胞壁：
2.细菌细胞壁：
3.真菌细胞壁：
肽聚糖、磷壁酸、脂质和蛋白质
主要是多糖，还有少量蛋白质和脂质
低等真菌：纤维素
酵母菌：葡聚糖
高等陆生真菌：几丁质
植物细胞的边界也是细胞质膜，不是细胞壁。
知识链接：细胞壁的成分和功能
如何用“染色排除法”鉴别死细胞和活细胞？
活细胞的细胞膜可控制物质进出细胞，台盼蓝染料是细胞不需要的物质，不易通过细胞膜。因此活细胞不能被染色，死细胞的细胞膜不能控制物质进出细胞，台盼蓝能通过细胞膜进入细胞，死细胞能被染成蓝色。
拓展延伸
C
1.据研究发现，胆固醇、小分子脂肪酸、维生素D等物质较容易优先通过细胞质膜，这是因为( )
A.细胞质膜具有一定流动性
B.细胞质膜是选择透过性
C.细胞质膜的结构是以磷脂分子层为基本支架
D.细胞质膜上镶嵌有各种蛋白质分子
C
2.下图所示为细胞质膜的结构模式图，下列有关叙述错误的是(　　)
A．①表示细胞质膜外表面有些糖分子与膜蛋白结合为糖蛋白，具有识别作用
B．②和③大都是运动的
C．③构成细胞质膜的基本支架，与物质进出无关
D．细胞质膜为细胞的生命活动提供相对稳定的内部环境
C
3.下列关于细胞质膜结构的流动镶嵌模型的论述中 ， 错误的是 ( 　 )
A ． 磷脂排列成双分子层
B ． 蛋白质分子覆盖或镶嵌在磷脂双分子层中
C ． 膜物质是固定不动的
D ． 膜物质的运动使其具有流动性
D
4.下列有关细胞质膜功能的叙述，正确的是(　　)
A．细胞质膜中磷脂含量越高，功能越复杂
B．细胞质膜作为系统的边界，严格控制物质进出细胞，细胞内的物质不能流失到细胞外面，细胞外的物质也不能进入
C．相邻细胞的信息交流全靠细胞间接触
D．细胞间的信息交流与细胞质膜的结构有关

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