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第2节 细胞—生命活动的基本单位
第1课时 细胞膜的结构和功能
第二章 细胞的结构和生命活动
01
02
理解细胞质膜的功能，建构结构与功能观。
通过分析科学史料，认识细胞质膜的探索历程，并通过模型构建，理解流动镶嵌模型的基本内容。
实验演示：新鲜的红玫瑰花瓣在冷水中和沸水中的变化
观察现象，并思考为什么会出现这种现象？
●
●
不溶于脂质的物质
溶于脂质的物质
细胞质膜
细胞质膜由脂质构成。
欧文顿的实验
结论
（相似相溶原理)
资料1
1895年
一、细胞质膜的成分探索历程
脂质呈双分子层排布。
结论
哺乳动物成熟的红细胞没有细胞核和众多的细胞器，可以避免细胞质膜与其它膜结构混在一起。
1925年，戈特和格伦德尔用丙酮提取红细胞质膜，结果脂质在水面上铺成单分子层，其面积大约是红细胞表面积的两倍。
资料2
（1）常用的材料：哺乳动物成熟红细胞
（2）方法：置于清水中，吸水涨破后，离心获得细胞质膜
思考2：能否用植物细胞或鸡的红细胞获取细胞质膜？
答：否，植物细胞有细胞壁且有细胞核以及众多的细胞器；
鸡的红细胞有细胞核和众多的细胞器。
思考1：如何选择材料并制备细胞膜呢？
疏水尾部
亲水头部
(脂肪酸)
(磷酸)
磷脂分子的结构
思考3：磷脂分子在空气—水面上的排布方式是怎样的？
【磷脂分子的结构】
思考4：细胞质膜的两侧都有水环境存在。在这样的环境中，细胞质膜中的磷脂分子可能怎么排布？
水
水
磷脂连续两层排列
水
水
1925年，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时表面张力会降低。
细胞质膜中应含有蛋白质成分。
结论
资料3
脂质（约50%）
蛋白质（约40%）
糖类（约2%-10%）
磷脂最丰富
主要由脂质和蛋白质组成
注：功能越复杂的细胞，细胞质膜上蛋白质的种类和数量往往越多。
二、细胞质膜的成分
1959年，罗伯特森通过电子显微镜观察，发现细胞质膜显示“暗一明一暗”三条带。他推测细胞质膜为蛋白质-脂质双分子层-蛋白质的静态统一结构，即“单位膜模型”。
暗带厚约2nm
明带厚约3.5nm
蛋白质
脂质双分子层
资料4
变形虫吞噬食物
白细胞追逐并吞噬细菌
思考5：用“三明治”静态模型假说能不能解释下述现象？说明了什么问题？
细胞分裂
绿色荧光素
标记的抗原
红色荧光素
标记的抗体
细胞融合
人细胞
鼠细胞
细胞融合初期
37℃、40min
细胞融合后期
1970年，人鼠细胞的融合实验
结论
细胞质膜具有一定的流动性。
（结构特点）
资料5
细胞质膜具有流动性，必然体现在膜的形状变化或其上分子的运动。
1972年，辛格和尼克尔森提出细胞质膜的结构模型——流动镶嵌模型
1.磷脂双分子层构成细胞质膜的基本支架。
磷脂双分子层
蛋白质
糖蛋白
外侧
2.细胞质膜上的蛋白质，有的镶在磷脂双分子层的内侧或外侧，有的部分或全部嵌入磷脂双分子层中，有的贯穿整个磷脂双分子层。
注意：蛋白质分子和磷脂分子具有一定的流动性
C
A
B
D
细胞质膜结构模式图
外侧
内侧
3.通常在细胞质膜的外表面，糖链与蛋白质或脂质分子相结合，形成糖蛋白或糖脂。
将细胞与周围环境分隔开，维持着细胞内部环境相对稳定。
1
原始地球环境
膜的出现是生命起源过程中至关重要的阶段。
三、细胞质膜的功能
控制着细胞与周围环境的物质交换。
2
控制作用是相对的。
细胞
营养物质
废物
激素、抗体等分泌物
有害物质、病菌、病毒难进入
功能特点：
选择透过性
细胞质膜
通常靠蛋白质进行细胞之间的信息交流。
3
方式1
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
发出信号的细胞
靶细胞
与膜结合的信号分子
受体
糖蛋白
具有特异性
方式2
较远动物细胞间：
借助体液
受体
（信号分子）
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
维持细胞形态、
保护细胞内部结构
细胞壁
纤维素、果胶
主要成分：
功能：
植物细胞
四、细胞壁的成分和功能
细胞质膜将细胞与外界环境隔开
成分和结构
功能
控制物质进出细胞
细胞间的信息交流
隔开外界环境
细胞壁的成分和功能
成分
脂质、蛋白质、糖类
研究历程
结构
流动镶嵌模型
（结构特点：具有一定的流动性）
（功能特点：选择透过性）
C
1.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
B
2.下列能够反映细胞质膜的结构特点的实例是 ( 　　 )
① 白细胞吞噬病菌 　 ② 不能吸收蛋白质 　
③ 变形虫的变形运动 　 ④ 水分子能自由进出细胞 　 ⑤ 细胞融合
A ． ①②③ B ． ①③⑤
C ． ①④⑤ D ． ③④⑤

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