《 細(xì)胞膜的結(jié)構(gòu)和功能 》參考課件

第三章第1節(jié)細(xì)胞膜的結(jié)構(gòu)和功能

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)胞會(huì)被染成藍(lán)色，而活細(xì)胞不會(huì)著色。討論

1．為什么活細(xì)胞不能被染色，而死細(xì)胞能被染色？活細(xì)胞的細(xì)胞膜具有選擇透過(guò)性，臺(tái)盼藍(lán)是細(xì)胞不需要的物質(zhì)，不易通過(guò)細(xì)胞膜。因此活細(xì)胞不被染色，死細(xì)胞的細(xì)胞膜失去控制物質(zhì)進(jìn)出細(xì)胞的功能，臺(tái)盼藍(lán)能通過(guò)細(xì)胞膜進(jìn)入細(xì)胞，死細(xì)胞能被染成藍(lán)色。2.據(jù)此推測(cè)，細(xì)胞膜作為細(xì)胞的邊界，應(yīng)該具有什么功能？具有控制物質(zhì)進(jìn)出細(xì)胞的功能問(wèn)題探討：思考：細(xì)胞的邊界為什么是細(xì)胞膜而不是細(xì)胞壁？細(xì)胞壁的作用是維持細(xì)胞形狀,具有全透性，并不能控制物質(zhì)進(jìn)出細(xì)胞,所以不是真正的邊界。細(xì)胞作為一個(gè)基本的生命系統(tǒng)，它的邊界就是細(xì)胞膜，也叫質(zhì)膜。推測(cè)的原始海洋景觀圖將細(xì)胞與外界環(huán)境分隔開(kāi)1一、細(xì)胞膜的功能將生命物質(zhì)與外界環(huán)境分隔開(kāi)，使細(xì)胞成為一個(gè)相對(duì)獨(dú)立的系統(tǒng)，細(xì)胞膜保障了細(xì)胞內(nèi)部環(huán)境的相對(duì)穩(wěn)定。營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)（氨基酸、無(wú)機(jī)鹽、葡萄糖等）不需要、有害的物質(zhì)（如細(xì)菌、病毒等）抗體、激素等細(xì)胞合成并分泌廢物（CO2、尿素等）細(xì)胞代謝產(chǎn)生細(xì)胞膜的控制作用是相對(duì)的，環(huán)境中一些對(duì)細(xì)胞有害的物質(zhì)有可能進(jìn)入；有些病毒、病菌也能侵入細(xì)胞，使生物體患病?？刂莆镔|(zhì)進(jìn)出細(xì)胞2激素內(nèi)分泌細(xì)胞的激素（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。（1）通過(guò)細(xì)胞分泌化學(xué)物質(zhì)間接傳遞信息。進(jìn)行細(xì)胞間的信息交流3受體化學(xué)本質(zhì)：糖蛋白作用：激素等化學(xué)物質(zhì)的信號(hào)接受特點(diǎn)：專一性（一種受體只能識(shí)別一種或者一類物質(zhì)）信息分子發(fā)出信號(hào)的細(xì)胞靶細(xì)胞與膜結(jié)合的信號(hào)分子受體信息從一個(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)別和結(jié)合），細(xì)胞識(shí)別得以實(shí)現(xiàn)的基礎(chǔ)是細(xì)胞膜表面某些生物大分子（如糖蛋白、糖脂）提供的識(shí)別信息，使細(xì)胞可以識(shí)別不同的細(xì)胞。（2）通過(guò)相鄰細(xì)胞的細(xì)胞膜直接接觸傳遞信息。（3）相鄰兩細(xì)胞之間形成通道，來(lái)傳遞信息胞間連絲細(xì)胞膜的功能是由它的成分和結(jié)構(gòu)決定的是什么決定了細(xì)胞膜具有這樣的功能呢？是否還需要信息分子和受體？相鄰兩個(gè)細(xì)胞之間形成

，攜帶信息的物質(zhì)通過(guò)其進(jìn)入另一個(gè)細(xì)胞。

例如，高等植物細(xì)胞之間通過(guò)

相互連接，也有信息交流的作用。通道胞間連絲●●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)：推測(cè)：細(xì)胞膜是由脂質(zhì)組成的二、對(duì)生物膜成分的探索實(shí)驗(yàn)：時(shí)間：1895年

人物：歐文頓（E.Overton）用500多種化學(xué)物質(zhì)對(duì)植物細(xì)胞的通透性進(jìn)行了上萬(wàn)次實(shí)驗(yàn)。相似相溶脂質(zhì)更容易通過(guò)細(xì)胞膜細(xì)胞膜具體是由哪些脂質(zhì)組成呢？科學(xué)家利用哺乳動(dòng)物的紅細(xì)胞，通過(guò)一定的方法制備出純凈的細(xì)胞膜，進(jìn)行化學(xué)分析，得知組成細(xì)胞膜的脂質(zhì)有哪些？為什么要用哺乳動(dòng)物的紅細(xì)胞來(lái)制備出純凈細(xì)胞膜呢？可以用其他細(xì)胞代替嗎？因?yàn)椴溉閯?dòng)物成熟的紅細(xì)胞沒(méi)有細(xì)胞核和眾多的細(xì)胞器。磷脂和膽固醇（動(dòng)物細(xì)胞膜），其中磷脂含量最多大腸桿菌等部分原核生物也可以。磷脂的結(jié)構(gòu)尾部(疏水)頭部(親水)磷酸甘油脂肪酸時(shí)間：1925年人物：荷蘭科學(xué)家哥特和格倫德?tīng)枌?shí)驗(yàn)：細(xì)胞膜中的磷脂是雙層的水空氣推斷：從人紅細(xì)胞膜中提取脂質(zhì)，在空氣—水界面上鋪成單分子層，測(cè)得單層分子的面積恰為紅細(xì)胞的表面積的2倍。如果用其他細(xì)胞膜（雞的紅細(xì)胞）做實(shí)驗(yàn)，數(shù)量關(guān)系還是2倍嗎？為什么？為什么磷脂鋪開(kāi)一定為單分子層？如何推導(dǎo)出磷脂在細(xì)胞膜中排列為雙層這一結(jié)論？細(xì)胞的內(nèi)外兩側(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？細(xì)胞外液細(xì)胞內(nèi)液4.如果將磷脂分子置于水一苯的混合溶劑中，磷脂分子將會(huì)如何分布?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?當(dāng)磷脂分子的內(nèi)外兩側(cè)均是水環(huán)境時(shí),磷脂分子的尾部相對(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)排在內(nèi)側(cè),形成磷脂雙分子層。磷脂的“頭部”將與水接觸，“尾部”與苯接觸，磷脂分子分布成單層1935年，英國(guó)學(xué)者丹尼利和戴維森研究了細(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。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，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)。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功能越復(fù)雜的細(xì)胞膜，蛋白質(zhì)的種類和數(shù)量越多脂質(zhì)和蛋白質(zhì)是如何組成細(xì)胞膜的呢？無(wú)法解釋細(xì)胞的生長(zhǎng)、變形蟲的變形運(yùn)動(dòng)時(shí)間：1959年人物：羅伯特森實(shí)驗(yàn)：在

下看到細(xì)胞膜的

三層結(jié)構(gòu)“三明治”靜態(tài)結(jié)構(gòu)模型有什么不足？這顯然與膜功能的多樣性相矛盾。生物膜是由

的三層結(jié)構(gòu)構(gòu)成

的

統(tǒng)一結(jié)構(gòu)推論：三、對(duì)生物膜結(jié)構(gòu)的探索電鏡“暗—亮—暗”“蛋白質(zhì)—脂質(zhì)—蛋白質(zhì)”靜態(tài)三、

對(duì)細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)的探索2、用熒光標(biāo)記的小鼠細(xì)胞和人細(xì)胞融合實(shí)驗(yàn)。結(jié)論：

。細(xì)胞膜具有一定的流動(dòng)性科學(xué)方法——根據(jù)已有的知識(shí)和信息提出解釋某一生物學(xué)問(wèn)題的一種假說(shuō)，再用進(jìn)一步的觀察與實(shí)驗(yàn)對(duì)已建立的假說(shuō)進(jìn)行修正和補(bǔ)充。提出假說(shuō)一種假說(shuō)最終被接受被否定，取決于它是否能與以后不斷得到的觀察和試驗(yàn)結(jié)果相吻合.P44觀察下圖思考討論，該模型的結(jié)構(gòu)和基本內(nèi)容是什么？大多數(shù)人所接受的模型——流動(dòng)鑲嵌模型②①③④⑤流動(dòng)鑲嵌模型的基本內(nèi)容是什么？1.細(xì)胞膜主要由

和

組成，還有少量的

。2.

是膜的基本支架，其內(nèi)部是磷脂分子的疏水端，水溶性分子或離子不能自由通過(guò)，具有屏障作用3.蛋白質(zhì)有的

磷脂雙分子層的表面，有的部分或者全部

磷脂雙分子層,有的

整個(gè)磷脂雙分子層。4.細(xì)胞膜不是靜止不動(dòng)的，而是具有

，主要表現(xiàn)為構(gòu)成膜的磷脂分子可以

移動(dòng)，膜中的

大多也能運(yùn)動(dòng)思考：膜內(nèi)部分是疏水的，水分子為什么能跨膜運(yùn)輸呢？一是因?yàn)樗肿訕O小，可以通過(guò)由于磷脂分子運(yùn)動(dòng)而產(chǎn)生的間隙；二是因?yàn)槟ど洗嬖谒ǖ赖鞍?，水分子可以通過(guò)通道蛋白通過(guò)膜。磷脂分子蛋白質(zhì)糖類磷脂雙分子層鑲在嵌入貫穿流動(dòng)性側(cè)向自由蛋白質(zhì)糖蛋白磷脂雙分子層（膜的基本支架）糖脂只存在于細(xì)胞膜外側(cè)細(xì)胞膜還有哪些結(jié)構(gòu)？作用？識(shí)別、保護(hù)、潤(rùn)滑、黏著糖蛋白糖被糖脂位置？1、生物膜的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：

具有一定的流動(dòng)性（原因：磷脂分子和大多數(shù)蛋白質(zhì)分子都是可以運(yùn)動(dòng)的）2、生物膜的功能（生理）特性：具有選擇透過(guò)性生物膜的特點(diǎn)課堂檢測(cè)一、概念檢測(cè)1.基于對(duì)細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)和功能的理解，判斷下列相關(guān)表述是否正確。（1）構(gòu)成細(xì)胞膜的磷脂分子具有流動(dòng)性，而蛋白質(zhì)是固定不動(dòng)的。()（2）細(xì)胞膜是細(xì)胞的一道屏障，只有細(xì)胞需要的物質(zhì)才能進(jìn)入，而對(duì)細(xì)胞有害的物質(zhì)則不能進(jìn)入。()（3）向細(xì)胞內(nèi)注射物質(zhì)后，細(xì)胞膜上會(huì)留下一個(gè)空洞。()2.細(xì)胞膜的特性和功能是由其結(jié)構(gòu)決定的。下列相關(guān)敘述錯(cuò)誤的是（）A.細(xì)胞膜的脂質(zhì)結(jié)構(gòu)使溶于脂質(zhì)的物質(zhì)，容易通過(guò)細(xì)胞膜B.由于磷脂雙分子層內(nèi)部是疏水的，因此水分子不能通過(guò)細(xì)胞膜C.細(xì)胞膜的蛋白質(zhì)分子有物質(zhì)運(yùn)輸功能D.細(xì)胞的生長(zhǎng)現(xiàn)象不支持細(xì)胞膜的靜態(tài)結(jié)構(gòu)模型×××B二、拓展應(yīng)用1.在解釋不容易理解的陌生事物時(shí)，人們常用類比的方法，將陌生的事物與熟悉的事物作比較。有人在解釋細(xì)胞膜時(shí)，把它與窗紗進(jìn)行類比：窗紗能把昆蟲擋在外面，同時(shí)窗紗的小洞又能讓空氣進(jìn)岀。你認(rèn)為這種類比有什么合理之處，有沒(méi)有不妥當(dāng)?shù)牡胤?？【提示】把?xì)胞膜與窗紗進(jìn)行類比,合理之處是說(shuō)明細(xì)胞膜與窗紗一樣可以允許一些物質(zhì)出入，阻擋其他物質(zhì)出入。這樣的類比也有不妥之處。例如，窗紗是一種簡(jiǎn)單的剛性的結(jié)構(gòu)，功能較單純，細(xì)胞膜的結(jié)構(gòu)和功能要復(fù)雜得多；細(xì)胞膜是活細(xì)胞的重要組成部分，活細(xì)胞的生命活動(dòng)是一個(gè)主動(dòng)的過(guò)程，而窗紗是沒(méi)有生命的，它只能是被動(dòng)地在起作用。2.下圖是由磷脂分子構(gòu)成的脂質(zhì)體，它可以作為藥物的運(yùn)載體，將其運(yùn)送到特定的細(xì)胞發(fā)揮作用。在脂質(zhì)體中，能在水中結(jié)晶的藥物被包在雙分子層中，脂溶性的藥物