3.1細(xì)胞膜的結(jié)構(gòu)和功能課件高一上學(xué)期生物人教版必修1(1)2

細(xì)胞膜的結(jié)構(gòu)和功能國(guó)家的邊界：邊防線人體的邊界：皮膚與黏膜細(xì)胞的邊界：細(xì)胞膜細(xì)胞膜作為系統(tǒng)的邊界，它在細(xì)胞的生命活動(dòng)中起什么作用呢？科學(xué)家用顯微注射器將一種叫做伊紅的物質(zhì)注入變形蟲(chóng)體內(nèi)，伊紅很快擴(kuò)散到整個(gè)細(xì)胞，卻不能逸出細(xì)胞。伊紅充滿細(xì)胞卻不能溢出細(xì)胞，說(shuō)明了什么呢？細(xì)胞膜將細(xì)胞與外界分隔開(kāi)，導(dǎo)致伊紅不能逸出細(xì)胞。功能1：將細(xì)胞與外界環(huán)境分隔開(kāi)細(xì)胞膜的功能細(xì)胞膜的功能細(xì)胞膜的出現(xiàn)是生命起源過(guò)程中至關(guān)重要的階段產(chǎn)生了原始的細(xì)胞，并形成了相對(duì)穩(wěn)定的環(huán)境細(xì)胞膜的功能細(xì)胞需要的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)可以從外界進(jìn)入細(xì)胞；細(xì)胞不需要的物質(zhì)、有害物質(zhì)

不容易進(jìn)入細(xì)胞；抗體、激素等物質(zhì)在細(xì)胞內(nèi)合成后，分泌到細(xì)胞外；細(xì)胞產(chǎn)生的廢物也要排到細(xì)胞外；細(xì)胞有用的成分不會(huì)輕易流失到細(xì)胞外。功能2：細(xì)胞膜可以控制物質(zhì)進(jìn)出細(xì)胞選擇透過(guò)性小分子無(wú)機(jī)鹽、氨基酸、葡萄糖細(xì)胞膜的功能環(huán)境中的有害物質(zhì)、病毒、病菌也可能進(jìn)入細(xì)胞中，使生物體患病。細(xì)胞膜的控制作用是相對(duì)的細(xì)胞膜的功能相鄰兩個(gè)細(xì)胞的細(xì)胞膜接觸，信息從一個(gè)細(xì)胞傳遞給另一個(gè)細(xì)胞。例如，精子和卵細(xì)胞之間的識(shí)別與結(jié)合。通過(guò)細(xì)胞直接接觸傳遞信息功能3：進(jìn)行細(xì)胞間的信息交流。細(xì)胞膜的功能內(nèi)分泌細(xì)胞分泌的激素（如胰島素），隨血液到達(dá)全身各處，與靶細(xì)胞的細(xì)胞膜表面的受體結(jié)合，將信息傳遞給靶細(xì)胞。通過(guò)細(xì)胞分泌化學(xué)物質(zhì)間接傳遞信息大家觀察下面的圖片，我們可以把圖中哪些物質(zhì)比作發(fā)信人、信件、郵差、收信人呢？細(xì)胞膜的功能相鄰兩個(gè)細(xì)胞之間形成通道，攜帶信息的物質(zhì)通過(guò)通道進(jìn)入另一個(gè)細(xì)胞。例如，高等植物之間通過(guò)胞間連絲相互連接，也有信息交流的作用。通過(guò)細(xì)胞間的通道傳遞信息。細(xì)胞膜的功能

練一練鑒別動(dòng)物細(xì)胞是否死亡常用臺(tái)盼藍(lán)染液。用它染色時(shí)，死細(xì)胞也會(huì)被染成藍(lán)色，而活細(xì)胞不會(huì)著色。那么為什么活細(xì)胞不能被染色，而死細(xì)胞能被染色？答：正常的活細(xì)胞，細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)完整，具有控制物質(zhì)進(jìn)出的功能，臺(tái)盼藍(lán)不是細(xì)胞需要的物質(zhì)，細(xì)胞能夠阻止臺(tái)盼藍(lán)進(jìn)入細(xì)胞；而喪失活性的細(xì)胞，細(xì)胞膜的通透性增加，控制物質(zhì)進(jìn)出細(xì)胞的功能喪失，可被臺(tái)盼藍(lán)染成藍(lán)色。細(xì)胞膜的功能

練一練植物細(xì)胞的邊界是細(xì)胞壁還是細(xì)胞膜呢？答：植物細(xì)胞的邊界也是細(xì)胞膜，不是細(xì)胞壁，因?yàn)榧?xì)胞壁是全透性的。1.將細(xì)胞與外界環(huán)境分隔開(kāi)2.控制物質(zhì)進(jìn)出細(xì)胞----選擇透過(guò)性3.進(jìn)行細(xì)胞間的信息交流物質(zhì)傳遞接觸傳遞通道傳遞細(xì)胞膜的功能普遍性相對(duì)性（探索一）時(shí)間：19世紀(jì)末1895年

人物：歐文頓（E.Overton）

實(shí)驗(yàn)：用500多種物質(zhì)對(duì)植物細(xì)胞進(jìn)行上萬(wàn)次的通透性實(shí)驗(yàn)

●●細(xì)胞膜●●●●●●溶于脂質(zhì)的物質(zhì)●●不溶于脂質(zhì)的物質(zhì)發(fā)現(xiàn)：溶于脂質(zhì)的物質(zhì)更容易通過(guò)細(xì)胞膜，不溶于脂質(zhì)的物質(zhì)不容易穿過(guò)細(xì)胞膜。提出假說(shuō)：細(xì)胞膜是由脂質(zhì)組成的1895一、對(duì)生物膜成分的探索哺乳動(dòng)物的成熟紅細(xì)胞

苔蘚植物細(xì)胞

青蛙的體細(xì)胞沒(méi)有核和眾多的細(xì)胞器有細(xì)胞核細(xì)胞器和細(xì)胞壁有細(xì)胞核和眾多的細(xì)胞器選擇合適的材料制備純凈的細(xì)胞膜：（探索二）實(shí)驗(yàn)：科學(xué)家將膜從哺乳動(dòng)物的成熟紅細(xì)胞中分離然后進(jìn)行化學(xué)分析。化學(xué)分析表明：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的一端為親水的頭，兩個(gè)脂肪酸一端為疏水的尾。磷脂分子結(jié)構(gòu)式磷脂分子模型磷脂分子示意圖

（探索三）

時(shí)間：1925年

人物：荷蘭科學(xué)家戈特和格倫德?tīng)?/p>

實(shí)驗(yàn)：從細(xì)胞膜中提取脂質(zhì)，鋪成單層分子，發(fā)現(xiàn)面積是細(xì)胞膜的2倍細(xì)胞膜中的磷脂是雙層的水空氣提出假說(shuō)：1.根據(jù)磷脂分子的特點(diǎn)解釋，為什么磷脂在空氣一水界面上鋪展成單分子層?磷脂分子的“頭部”親水,尾部疏水,所以在水一空氣的界面上磷脂分子是“頭部”向下與水面接觸,“尾部”則朝向空氣的一面。推測(cè)：磷脂分子在水-空氣界面是如何排布的？18951925細(xì)胞膜的兩側(cè)都有水環(huán)境存在，同學(xué)們嘗試著大膽的推測(cè)和想象一下在這樣的環(huán)境中，磷脂分子在細(xì)胞膜中可能是怎樣排布的呢？水水A水水B水水C親水的“頭部”與水接觸，疏水的“尾巴”遠(yuǎn)離水因此丹尼利和戴維森推測(cè)細(xì)胞膜除含脂質(zhì)分子外，可能還附有蛋白質(zhì)。（探索四）1935年，英國(guó)學(xué)者丹尼利(.fDanielli)和戴維森(H.Davson)研究了細(xì)胞膜的張力。他們發(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。細(xì)胞需要的一些極性分子和離子可以快速通過(guò)細(xì)胞膜（脂質(zhì)不允許極性分子和離子快速通過(guò)）。由于人們已發(fā)現(xiàn)了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。到了20世紀(jì)30年代，科學(xué)家已經(jīng)確定細(xì)胞膜中存在蛋白質(zhì)。189519251935細(xì)胞膜的化學(xué)成分成分所占比例在細(xì)胞膜構(gòu)成中的作用脂質(zhì)約50%脂質(zhì)中的磷脂是構(gòu)成細(xì)胞膜的重要成分，此外還有少量的膽固醇蛋白質(zhì)約40%蛋白質(zhì)在細(xì)胞膜行使功能時(shí)起重要作用，因此功能越復(fù)雜的細(xì)胞膜，蛋白質(zhì)的種類和數(shù)量越多糖類2~10%糖類與蛋白質(zhì)或脂質(zhì)分子結(jié)合形成糖蛋白或糖脂，分布在細(xì)胞膜的外表面，糖蛋白具有保護(hù)、潤(rùn)滑和細(xì)胞識(shí)別的作用時(shí)間：1959年人物：羅伯特森發(fā)現(xiàn)：在電鏡下看到了細(xì)胞膜清晰的暗—亮—暗的三層結(jié)構(gòu)。細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)的電鏡照片提出假說(shuō)：所有的細(xì)胞膜都由蛋白質(zhì)—脂質(zhì)—蛋白質(zhì)三層結(jié)構(gòu)構(gòu)成，電鏡下看到的中間的亮層是脂質(zhì)分子，兩邊的暗層是蛋白質(zhì)分子，我們稱之為“三明治模型”。他把細(xì)胞膜描述為靜態(tài)的統(tǒng)一結(jié)構(gòu)。二、對(duì)細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)的探索同學(xué)們支持這一生物模型嗎？1895192519351959時(shí)間：20世紀(jì)60年代以后質(zhì)疑：科學(xué)家對(duì)細(xì)胞膜是靜態(tài)的觀點(diǎn)提出質(zhì)疑：如果是這樣，細(xì)胞膜的復(fù)雜功能將難以實(shí)現(xiàn)，就連細(xì)胞的生長(zhǎng)、變形蟲(chóng)的運(yùn)動(dòng)這樣的現(xiàn)象都難以解釋。變形蟲(chóng)的運(yùn)動(dòng)細(xì)胞的生長(zhǎng)對(duì)模型的修正新發(fā)現(xiàn)：蛋白質(zhì)分子以不同方式鑲嵌在磷脂雙分子層中：有的鑲在磷脂雙分子層表面，有的部分或全部嵌入磷脂雙分子層中，有的貫穿于整個(gè)磷脂雙分子層。

冰凍蝕刻技術(shù)研究細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)時(shí)間：1970年實(shí)驗(yàn)：人——鼠細(xì)胞熒光標(biāo)記融合實(shí)驗(yàn)證據(jù)表明：細(xì)胞膜具有流動(dòng)性細(xì)胞融合37℃40min正在融合的細(xì)胞紅色熒光染料標(biāo)記膜蛋白綠色熒光染料標(biāo)記膜蛋白人細(xì)胞小鼠細(xì)胞又有其他實(shí)驗(yàn)表明，細(xì)胞膜上的磷脂分子也是流動(dòng)的，它可以左右移動(dòng)，上下移動(dòng)，180°旋轉(zhuǎn)，甚至上層的磷脂分子可以翻轉(zhuǎn)到下層去。這些都表明了細(xì)胞膜是有流動(dòng)性的。18951925193519591970融合細(xì)胞熒光均勻分布時(shí)間：1972年人物：辛格和尼科爾森提出：流動(dòng)鑲嵌模型①膜的組成成分有哪些？②膜的基本支架是什么？③蛋白質(zhì)分子在磷脂雙分子層上是如何排布的？④膜的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和功能特點(diǎn)有哪些？思考189519251935195919701972①膜的組成成分有哪些？②膜的基本支架是什么？③蛋白質(zhì)分子在磷脂雙分子層上是如何排布的？④膜的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和功能特點(diǎn)有哪些？思考189519251935195919701972①蛋白質(zhì)和脂質(zhì)組成（還有少量糖類）。②磷脂雙分子層。③有的表面鑲嵌，有的部分嵌插，有的貫穿。④結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：流動(dòng)性。功能特點(diǎn)：選擇透過(guò)性?？偨Y(jié)歐文頓細(xì)胞膜是由脂質(zhì)組成的18