細(xì)胞膜的結(jié)構(gòu)和功能

1.雞蛋黃與雞蛋清之間被什么樣的結(jié)構(gòu)分開？

血細(xì)胞與血漿的邊界是什么？一、細(xì)胞膜的功能2.

為什么活細(xì)胞不能夠被染色，而死細(xì)胞卻會(huì)被染色？3.由此推測(cè)出，細(xì)胞膜作為細(xì)胞的邊界，應(yīng)該具有什么樣的功能？4.細(xì)胞膜的“控制物質(zhì)進(jìn)出”功能和“與外界環(huán)境分隔開”功能是矛盾的嗎？活細(xì)胞外的臺(tái)盼藍(lán)染料分子不能穿過(guò)細(xì)胞膜，細(xì)胞不會(huì)著色。死細(xì)胞的細(xì)胞膜失去了選擇性，臺(tái)盼藍(lán)會(huì)穿過(guò)細(xì)胞膜進(jìn)入細(xì)胞，細(xì)胞會(huì)被染色。5．細(xì)胞膜的選擇性是絕對(duì)的嗎？細(xì)胞不需要的物質(zhì)一定不能進(jìn)入細(xì)胞嗎？請(qǐng)舉例說(shuō)明自己的觀點(diǎn)。一、細(xì)胞膜的功能1.

上述例子說(shuō)明細(xì)胞膜還具備什么功能？2.

對(duì)于多細(xì)胞生物，為什么要有上述功能？細(xì)胞不是孤立存在的，它們要保持功能協(xié)調(diào)。二、對(duì)細(xì)胞膜成分的探索任務(wù)1:自主學(xué)習(xí)“對(duì)細(xì)胞膜成分的探索“；思考?討論1．最初對(duì)細(xì)胞膜成分的認(rèn)識(shí)，是通過(guò)對(duì)現(xiàn)象的推理分析，還是對(duì)膜成分的提取與檢測(cè)？

實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：1895年，歐文頓通透性實(shí)驗(yàn)：溶于脂質(zhì)的物質(zhì)容易通過(guò)細(xì)胞膜；不溶于脂質(zhì)的物質(zhì)不容易通過(guò)細(xì)胞膜.提出假說(shuō)：細(xì)胞膜是由脂質(zhì)組成的相似相溶原理：分子結(jié)構(gòu)越相似的物質(zhì)，越是容易相互溶解。二、對(duì)細(xì)胞膜成分的探索任務(wù)1:自主學(xué)習(xí)“對(duì)細(xì)胞膜成分的探索“。思考?討論1．最初對(duì)細(xì)胞膜成分的認(rèn)識(shí)，是通過(guò)對(duì)現(xiàn)象的推理分析，還是對(duì)膜成分的提取與檢測(cè)？

實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：1.1935年丹尼利和戴維森發(fā)現(xiàn)細(xì)胞的表面張力明顯低于油一水界面的表面張力。

2.油脂滴表面如果吸附有蛋白質(zhì)成分則表面張力會(huì)降低。提出假說(shuō)：細(xì)胞膜除含脂質(zhì)外，可能還附有蛋白質(zhì)組成細(xì)胞膜的脂質(zhì)有磷脂和膽固醇，其中磷脂含量最多。親水頭部疏水尾部磷脂分子結(jié)構(gòu)式磷脂分子模型磷脂分子示意圖C、H、O、N、P溶于脂溶性溶劑，不溶于水問(wèn)題：科學(xué)家利用紅細(xì)胞制備細(xì)胞膜并進(jìn)行成分分析的結(jié)果是什么？思考?討論2．根據(jù)磷脂分子的特點(diǎn)解釋，為什么磷脂在空氣—水界面上鋪展成單分子層？科學(xué)家是如何推導(dǎo)出“脂質(zhì)在細(xì)胞膜中必然排列為連續(xù)的兩層”這一結(jié)論的？水空氣因?yàn)榱字肿拥摹邦^部”親水,尾部疏水。所以在水-空氣界面上磷脂分子是”頭部“向下與水面接觸，”尾部“則朝向空氣的一面。實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：1925年，戈特和格倫德?tīng)枌⒓t細(xì)胞中的脂質(zhì)鋪在水-空氣界面上，測(cè)得單分子層的面積是紅細(xì)胞表面積的2倍.提出假說(shuō)：脂質(zhì)在細(xì)胞膜中必然排列為連續(xù)的兩層二、對(duì)細(xì)胞膜成分的探索思考?討論3．細(xì)胞內(nèi)外均為水環(huán)境，磷脂分子應(yīng)如何分布？如果將磷脂分子至于水-苯混合溶劑中，會(huì)如何分布？細(xì)胞內(nèi)水細(xì)胞外水二、對(duì)細(xì)胞膜成分的探索

水

苯思考?討論3．磷脂分子在水中能自發(fā)地形成雙分子層，你如何解釋這一現(xiàn)象？由此，你能否就細(xì)胞膜是由磷脂雙分子層構(gòu)成的原因作出分析？細(xì)胞內(nèi)水細(xì)胞外水二、對(duì)細(xì)胞膜成分的探索在水溶液中，朝向水的是磷脂分子親水的“頭部”，疏水的“尾部”受水的排斥。當(dāng)磷脂分子的兩側(cè)均是水環(huán)境時(shí)，“尾部”相對(duì)排列在內(nèi)側(cè)，“頭部”則分別朝向兩側(cè)水的環(huán)境，形成磷脂雙分子層。細(xì)胞的內(nèi)外環(huán)境都是水溶液，所以細(xì)胞膜磷脂分子的“頭部”向著膜的內(nèi)外兩側(cè)，而“尾部”相對(duì)排列在內(nèi)側(cè)，形成磷脂雙分子層。三、對(duì)細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)的探索細(xì)胞膜成分脂質(zhì)(50%)蛋白質(zhì)(40%)少量的糖類(2%~10%)磷脂最豐富，此外還有少量的膽固醇脂質(zhì)和蛋白質(zhì)等成分是如何組成細(xì)胞膜的？1、細(xì)胞膜的成分三、對(duì)細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)的探索2、脂質(zhì)和蛋白質(zhì)等成分是如何組成細(xì)胞膜的呢？細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)的電鏡照片事實(shí)1.羅伯特森在電鏡下看到了細(xì)胞膜清晰的暗-亮-暗的三層結(jié)構(gòu)。事實(shí)2.其它科學(xué)家：電子顯微鏡用電子束照射被檢樣品。由于電子與不同物質(zhì)發(fā)生碰撞而產(chǎn)生不同散射度。由于蛋白質(zhì)電子密度高，所以顯暗帶，磷脂分子則電子密度低呈亮帶。提出假說(shuō)：生物膜是由“蛋白質(zhì)—脂質(zhì)—蛋白質(zhì)”的三層結(jié)構(gòu)構(gòu)成的靜態(tài)統(tǒng)一結(jié)構(gòu)三、對(duì)細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)的探索2、脂質(zhì)和蛋白質(zhì)等成分是如何組成細(xì)胞膜的呢？新的觀察和實(shí)驗(yàn)證據(jù)：電鏡冰凍蝕刻技術(shù)(冰凍斷裂)。將質(zhì)膜冰凍，再將其撕裂，從而使兩條線之間的內(nèi)部結(jié)構(gòu)暴露出來(lái)。蛋白質(zhì)鑲嵌、嵌入、貫穿在脂雙層中。模式圖事實(shí)3.用電子顯微鏡測(cè)定細(xì)胞膜的厚度為7~8nm，恰好是單層磷脂膜厚度的兩倍，而按照“蛋白質(zhì)-脂質(zhì)-蛋白質(zhì)”模型，加上兩側(cè)的蛋白質(zhì)，膜的總厚度應(yīng)該超過(guò)20nm。請(qǐng)對(duì)細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)提出你的猜測(cè)。三、對(duì)細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)的探索2、脂質(zhì)和蛋白質(zhì)等成分是如何組成細(xì)胞膜的呢？

“蛋白質(zhì)—脂質(zhì)—蛋白質(zhì)”結(jié)構(gòu)模型能解釋膜的哪些功能？不能解釋哪些功能？事實(shí)1.變形蟲的變形運(yùn)動(dòng)。事實(shí)2.細(xì)胞生長(zhǎng)、分裂。......時(shí)間：1970年實(shí)驗(yàn)：將人和鼠的細(xì)胞膜蛋白質(zhì)用不同熒光染料標(biāo)記后融合。實(shí)驗(yàn)結(jié)果：紅綠膜蛋白均勻分布。實(shí)驗(yàn)結(jié)論：細(xì)胞膜中的蛋白分子可以運(yùn)動(dòng)。相關(guān)其它實(shí)驗(yàn)證據(jù)。細(xì)胞膜具有流動(dòng)性依據(jù)事實(shí)對(duì)該模型提出質(zhì)疑四、流動(dòng)鑲嵌模型的基本內(nèi)容1、膜結(jié)構(gòu)的基本支架——磷脂雙分子層（脂雙層）。（內(nèi)部的疏水端，不允許水溶性的分子或離子通過(guò)，具有屏障作用。）2、蛋白質(zhì)分子有的鑲嵌在表面、有的部分或全部嵌入脂雙層、有的貫穿在磷脂雙分子層3、膜結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：具有一定的流動(dòng)性（磷脂分子可以側(cè)向自由移動(dòng)和蛋白質(zhì)分子也能運(yùn)動(dòng)。）四、流動(dòng)鑲嵌模型的基本內(nèi)容細(xì)胞膜的流動(dòng)性對(duì)于細(xì)胞完成物質(zhì)運(yùn)輸、生長(zhǎng)、分裂、運(yùn)動(dòng)等功能都是非常重要的。結(jié)構(gòu)成分功能特點(diǎn)結(jié)構(gòu)模型“蛋白質(zhì)-脂質(zhì)-蛋白質(zhì)”模型流動(dòng)鑲嵌模型磷脂脂雙層膽固醇（基本支架）鑲嵌、嵌入、貫穿結(jié)構(gòu)特點(diǎn)能移動(dòng)“剛性”限制移動(dòng)一定的流動(dòng)性選擇透過(guò)性第1節(jié)細(xì)胞膜的結(jié)構(gòu)和功能…功能將細(xì)胞與外界環(huán)境隔開控制物質(zhì)