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第3章　细胞的基本结构
　第1节 细胞膜的结构和功能
细胞膜的功能
1.将细胞与外界环境分隔开
细胞膜使细胞成为相对独立的系统，保障了细胞 的 。
内部环境
相对稳定
问题探讨
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死细胞为什么是蓝色，而活细胞不是蓝色的？
②这个现象说明活的细胞膜具有什么功能？
方法技巧
判断细胞是否具有活性的方法
(1)判断依据：只有活细胞的细胞膜才能够控制物质进出细胞。
(2)判断方法：能够控制物质进出→活细胞；
不能够控制物质进出→死细胞。
细胞膜的功能
1.将细胞与外界环境分隔开
细胞膜使细胞成为相对独立的系统，保障了细胞 的 。
内部环境
相对稳定
2.控制物质进出细胞
功能特性：选择透过性
不需要、有害的物质
（如细菌、病毒等）_____________
细胞膜的控制作用是相对的
细胞
营养物质（氨基酸、无机盐、葡萄糖等）
废物
（CO2、尿素等）
抗体、激素等
细胞合成并分泌
细胞代谢产生
（DNA等）
×
不容易进入
为什么细胞壁不是植物细胞的边界？
细胞壁具有全透性，对要进出细胞的物质没有选择性，它不能保证细胞内部的稳定。
拓展
精子
卵细胞
细胞膜的功能
1.将细胞与外界环境分隔开
细胞膜使细胞成为相对独立的系统，保障了细胞 的 。
内部环境
相对稳定
2.控制物质进出细胞
细胞膜的控制作用是 。
相对的
3.进行细胞间的信息交流
功能特性：选择透过性
直接接触（直接交流）
内分泌细胞与靶细胞
分析细胞间信息交流的方式
细胞膜的功能
1.将细胞与外界环境分隔开
细胞膜使细胞成为相对独立的系统，保障了细胞 的 。
内部环境
相对稳定
2.控制物质进出细胞
细胞膜的控制作用是 。
相对的
3.进行细胞间的信息交流
功能特性：选择透过性
化学物质（间接交流）
直接接触（直接交流）
高等植物细胞
分析细胞间信息交流的方式
细胞膜的功能
1.将细胞与外界环境分隔开
细胞膜使细胞成为相对独立的系统，保障了细胞 的 。
内部环境
相对稳定
2.控制物质进出细胞
细胞膜的控制作用是 。
相对的
3.进行细胞间的信息交流
功能特性：选择透过性
化学物质（间接交流）
直接接触（直接交流）
形成通道（直接交流）
请从下面细胞中选出符合研究细胞膜的细胞，并说明理由。
哺乳动物成熟的红细胞
高等动物细胞
高等植物细胞
细菌细胞
对细胞膜成分的探索
哺乳动物成熟的红细胞没有细胞核和其它众多的具膜细胞器，可以避免其它膜的干扰,提取较纯正的细胞膜。
请从下面细胞中选出符合研究细胞膜的细胞，并说明理由。
哺乳动物成熟的红细胞
高等动物细胞
高等植物细胞
细菌细胞
对细胞膜成分的探索
鸡（鸟类）血红细胞
原核细胞没有核膜和细胞器膜，但是有细胞壁（支原
体除外），所以也不能用原核生物制备细胞膜
注
对细胞膜成分的探索
（1）1895年，欧文顿对植物细胞的通透性进行实验
现象：
结论：
溶于脂质的物质，容易穿过细胞膜不溶于脂质的物质，不容易穿过细胞膜
细胞膜是由脂质组成的
●
不溶于脂质的物质
●
溶于脂质的物质
细胞膜
相似相溶原理
对细胞膜成分的探索
（1）1895年，欧文顿对植物细胞的通透性进行实验
现象：
结论：
溶于脂质的物质，容易穿过细胞膜不溶于脂质的物质，不容易穿过细胞膜
细胞膜是由脂质组成的
（2）科学家进一步分析，得知组成细胞膜的脂质有磷脂和胆固醇，磷脂含量最多
组成基团：
组成元素：
1分子胆碱、1分子磷酸、1分子甘油、2分子脂肪酸
C H O N P
头部亲水，尾部疏水
极性头部
非极性尾部
如果有一个水槽，把磷脂分子铺在水面上，磷脂分子将如何在水—空气界面上排布？
空气
水
空气
水
空气
水
√
如果搅动水槽中的水，迫使磷脂分子进入水溶液中，磷脂分子在水溶液中又将如何分布？
水
细胞生活于什么环境中？细胞内含量最多的化合物是什么？
磷脂分子形成两层，亲水头部朝向外部的水溶液，疏水尾部相对排列在内侧。
理论需要实验的支持！
对细胞膜成分的探索
（1）1895年，欧文顿对植物细胞的通透性进行实验
现象：
结论：
溶于脂质的物质，容易穿过细胞膜不溶于脂质的物质，不容易穿过细胞膜
细胞膜是由脂质组成的
（2）科学家进一步分析，得知组成细胞膜的脂质有磷脂和胆固醇，磷脂含量最多
（3）1925年，戈特、格伦德尔用丙酮从人的红细胞中提取脂质，将其在空气-水界面上铺展成单分子层
现象：
结论：
单分子层的面积为红细胞表面积的2倍
细胞膜中的磷脂分子必然排列为连续的两层
对细胞膜成分的探索
（1）1895年，欧文顿对植物细胞的通透性进行实验
现象：
结论：
溶于脂质的物质，容易穿过细胞膜不溶于脂质的物质，不容易穿过细胞膜
细胞膜是由脂质组成的
（2）科学家进一步分析，得知组成细胞膜的脂质有磷脂和胆固醇，磷脂含量最多
（3）1925年，戈特、格伦德尔用丙酮从人的红细胞中提取脂质，将其在空气-水界面上铺展成单分子层
现象：
结论：
单分子层的面积为红细胞表面积的2倍
细胞膜中的磷脂分子必然排列为连续的两层
（4）1935年，丹尼利和戴维森研究细胞膜的张力
现象：
结论：
细胞的表面张力明显低于油-水界面的表面张力
细胞膜除含脂质分子外，可能还附有蛋白质
油脂表面如果吸附有蛋白质成分，则表面张力会降低。
对细胞膜成分的探索
科学家 结论
1895年欧文顿 细胞膜是由脂质组成
其他科学家 细胞膜的脂质有磷脂和胆固醇
1925年戈特、格伦德尔 细胞膜中的磷脂分子必然排列为连续的两层
1935年丹尼利、戴维森 细胞膜可能还附有蛋白质
脂 质：
蛋白质：
糖 类：
约占50%
磷脂最丰富，含少量胆固醇
约占40%
占2~10%
功能越复杂的细胞膜， 的种类与数量越多。
蛋白质
对细胞膜结构的探索
时间(人物) 探索历程 实验依据 结论或假说
1959年 (罗伯特森) 电子显微镜观察 电镜下细胞膜呈清晰的 的三层结构 所有的细胞膜都由
三层结构构成
蛋白质—脂质—蛋白质
暗—亮—暗
对细胞膜结构的探索
时间(人物) 探索历程 实验依据 结论或假说
1959年 (罗伯特森) 电子显微镜观察 电镜下细胞膜呈清晰的暗—亮—暗的三层结构 所有的细胞膜都由
三层结构构成
蛋白质—脂质—蛋白质
变形虫摄食纤毛虫
受精卵卵裂
对细胞膜结构的探索
时间(人物) 探索历程 实验依据 结论或假说
1959年 (罗伯特森) 电子显微镜观察 电镜下细胞膜呈清晰的暗—亮—暗的三层结构 所有的细胞膜都由
三层结构构成
1970年 人—鼠细胞融合实验（荧光标记法）
蛋白质—脂质—蛋白质
蛋白质具有流动性
两种颜色的荧光
均匀分布
对细胞膜结构的探索
时间(人物) 探索历程 实验依据 结论或假说
1959年 (罗伯特森) 电子显微镜观察 电镜下细胞膜呈清晰的暗—亮—暗的三层结构 所有的细胞膜都由
三层结构构成
1970年 人—鼠细胞融合实验（荧光标记法） 两种颜色的荧光 均匀分布
1972年 (辛格和尼科尔森) 提出了为大多数人所接受的细胞膜的_____________
蛋白质—脂质—蛋白质
流动镶嵌模型
蛋白质具有流动性
流动镶嵌模型
1.流动镶嵌模型的基本内容
(1)_____________是膜的基本支架，其内部是磷脂分子的 端，水溶性分子或离子不能自由通过，因此具有 作用。
(2)蛋白质分子以不同方式 在磷脂双分子层中：有的镶在磷脂双分子层表面，有的部分或全部嵌入磷脂双分子层中，有的贯穿于整个磷脂双分子层。蛋白质分子在 等方面具有重要作用。
(3)细胞膜不是静止不动的，而是具有 ，主要表现为构成膜的 分子可以 ，膜中的 大多也能 。细胞膜的流动性对于细胞完成物质运输、生长、分裂、运动等功能都是非常重要的。
磷脂双分子层
疏水
屏障
镶嵌
物质运输
流动性
磷脂
侧向自由移动
蛋白质
运动
流动镶嵌模型
结构特性：具有一定的流动性
流动镶嵌模型
2.糖被
(1) 细胞膜的______表面还有_______分子，它和蛋白质结合形成____________,或与脂质结合形成__________,这些糖类分子叫做___________。
(2)糖被与细胞表面的 、细胞间的 等功能有密切关系。
外
糖类
糖蛋白
糖脂
糖被
识别
信息传递
科学方法
判断细胞膜内外侧的方法
（1）判断依据：糖类的分布情况。
（2）判断方法：
外侧：有糖类存在的一侧
内侧：没有糖类存在的一侧
、细胞膜的功能
学习小结
1.下列关于细胞膜的生理功能的描述，不正确的是
A.将细胞与外界环境分隔开
B.控制物质进出细胞
C.进行细胞间的信息交流
D.具有一定的流动性
√
学以致用
2.科学家揭示出电压控制的钾通道，这些通道是负责K＋进出细胞的门户蛋白质。这一成果从侧面证明了细胞膜具有
A.免疫功能
B.识别功能
C.控制物质进出细胞的功能
D.进行细胞间信息交流的功能
√
学以致用
3.下列有关细胞膜成分的叙述，错误的是
A.细胞膜的主要成分是蛋白质和脂质
B.细胞膜上蛋白质的种类和数量越多，功能越复杂
C.脂质在细胞膜中的含量比蛋白质要少
D.动物细胞膜中不仅含有磷脂，还含有少量的胆固醇
√
学以致用
4.如图表示细胞间进行信息交流的一种方式，下列有关叙述错误的是
A.图中b表示细胞膜上的信号分子
B.图中乙表示靶细胞
C.图中a表示信号分子(如激素)
D.图中反映了细胞膜具有细胞间信息交流的功能
√
学以致用
5.下列能够正确表示细胞膜结构的是
√
学以致用
6.如图为细胞膜结构示意图，A、B表示细胞膜的两侧。请回答下列问题：
(1)该结构模型为目前公认的细胞膜模型，名称为______________。
流动镶嵌模型
解析　分析题图可知，该结构模型是流动镶嵌模型。
学以致用
(2)图中1表示________________，动物细胞吸水时1的厚度会变小，这说明1具有一定的_________。
解析　分析题图可知，图中1表示磷脂双分子层，它构成膜的基本支架，动物细胞吸水时1(磷脂双分子层)的厚度会变小，这说明1(磷脂双分子层)具有一定的流动性。
磷脂双分子层
流动性
学以致用
(3)图中____(填图中字母)侧是细胞膜外侧，判断的理由是________________________
____________________。
解析　由于糖蛋白只存在于细胞膜的外侧，因此A表示细胞膜外侧，B表示细胞膜内侧。
A
A侧有糖蛋白，而糖蛋白只
存在于细胞膜的外侧
学以致用
学以致用
7.右图是细胞膜的亚显微结构示意图，请分析回答下列问题：
(1)图中的4是哪种成分？为什么在细胞膜中是两层的？
提示　4是磷脂分子。因为细胞膜两侧都是水溶液，
磷脂分子“头”部亲水，“尾”部疏水，只有形成
双分子层结构，才能稳定。
(2)2、5、6是蛋白质，其在4上的存在方式分别是什么？
提示　2是镶在表面，5是贯穿，6是嵌入。
(3)1、3分别是________、________。
提示　糖脂　糖蛋白

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