1、第三章第三章 细胞的基本结构细胞的基本结构 第第1 1节节 细胞膜的结构和功能细胞膜的结构和功能 人教版必修一分子与细胞 中国与其他国家分隔开的边界？中国与其他国家分隔开的边界？ 人体与外界分隔开的边界？人体与外界分隔开的边界？ 细胞作为一个基本的生命系统，细胞作为一个基本的生命系统， 它的边界就是它的边界就是细胞膜细胞膜，也叫，也叫质膜质膜。 1 1.将细胞与外界环境分隔开将细胞与外界环境分隔开 2 2.控制物质进出细胞控制物质进出细胞 3 3.进行细胞间的信息交流进行细胞间的信息交流 选择透过性选择透过性 物质传递物质传递接触传递接触传递通道传递通道传递 是谁，隔开了原始海洋的动荡 是谁，
2、奏鸣了生命的交响 是谁，为我日夜守边疆 是谁，为我传信报安康。 啊，伟大的细胞膜呀！ 没有你，我会是何等模样！ 与外界环境与外界环境 分隔开分隔开 控制物质进出控制物质进出 细胞细胞 进行细胞间的信进行细胞间的信 息交流息交流 伊红为什么不会逸出细胞？伊红为什么不会逸出细胞？ 此实验说明了细胞膜的什么此实验说明了细胞膜的什么 功能？功能？ 动动动动 脑筋脑筋 科学家用显微注射器将一种叫做科学家用显微注射器将一种叫做伊红伊红 的物质注入变形虫体内，伊红很快扩散到的物质注入变形虫体内，伊红很快扩散到 整个细胞，却不能逸出细胞。整个细胞，却不能逸出细胞。 营养物质营养物质 废物废物分泌物分泌物 病毒
3、，病菌病毒，病菌 控制的相对性控制的相对性 细胞膜的功能特点：细胞膜的功能特点：选择透过性选择透过性 资料资料1： 1891895 5年，年，欧文顿欧文顿选用选用500500多种化学物质对植物细胞膜的通透性进行多种化学物质对植物细胞膜的通透性进行 了上万次的研究。发现溶于脂质的物质，容易穿过细胞膜，反之，了上万次的研究。发现溶于脂质的物质，容易穿过细胞膜，反之， 不容易溶于脂质的物质，不容易穿过细胞膜。不容易溶于脂质的物质，不容易穿过细胞膜。 结论或假说：细胞膜由脂质组成结论或假说：细胞膜由脂质组成 资料资料2： 科学家从哺乳动物红细胞中分离出细胞膜，进行化学分析。科学家从哺乳动物红细胞中分离
4、出细胞膜，进行化学分析。 结论或假说：组成细胞膜的脂质有磷脂和胆固醇，其中磷脂含量最多结论或假说：组成细胞膜的脂质有磷脂和胆固醇，其中磷脂含量最多 分析分析3： 19251925年，两位荷兰科学家年，两位荷兰科学家戈特戈特和和格伦德尔格伦德尔用丙酮从人的红细胞中提取用丙酮从人的红细胞中提取 脂质，在空气脂质，在空气水界面上铺展成单分子层，测得单分子层的面积恰为水界面上铺展成单分子层，测得单分子层的面积恰为 红细胞表面积的红细胞表面积的2 2倍。倍。 结论或假说：细胞膜中的磷脂分子必然排列为连续的两层结论或假说：细胞膜中的磷脂分子必然排列为连续的两层 资料资料4： 19351935年英国学者年英
5、国学者丹尼利丹尼利和和戴维森戴维森研究细胞膜的张力，推测细胞膜的成分。研究细胞膜的张力，推测细胞膜的成分。 结论或假说：细胞膜除含脂质分子外，可能还附有蛋白质结论或假说：细胞膜除含脂质分子外，可能还附有蛋白质 1 1.细胞膜的成分细胞膜的成分 （1）脂质：约）脂质：约50% 其中磷脂最丰富，此外还有少量的胆固醇其中磷脂最丰富，此外还有少量的胆固醇 （2）蛋白质：约）蛋白质：约40% 功能越复杂功能越复杂的细胞膜，其上蛋白质的的细胞膜，其上蛋白质的种类种类和和数量数量越多越多 （3）糖类：）糖类：2%-10% 2. 2.对细胞膜结构的探索对细胞膜结构的探索 （1）1959年年，罗伯特森罗伯特森在
6、电镜下看到了细胞膜清晰的暗在电镜下看到了细胞膜清晰的暗 亮亮暗的三层结构。暗的三层结构。 结论或假说：结论或假说：所有细胞膜都是由蛋白质所有细胞膜都是由蛋白质脂质脂质蛋白质三层结构构蛋白质三层结构构 成的，这是一个静态的统一结构，又称成的，这是一个静态的统一结构，又称“三明治模型三明治模型”。 2. 2.对细胞膜结构的探索对细胞膜结构的探索 （2）1970年年，科学家将科学家将人和鼠人和鼠的细胞表面的细胞表面膜蛋白膜蛋白分别用不分别用不 同的荧光标记后，让两种细胞融合，杂交细胞的一半发红色同的荧光标记后，让两种细胞融合，杂交细胞的一半发红色 荧光、另一半发绿色荧光，一段时间后两种荧光均匀分布。
7、荧光、另一半发绿色荧光，一段时间后两种荧光均匀分布。 结论或假说：细胞膜具有流动性结论或假说：细胞膜具有流动性 绿色荧光 染料标记 细胞融合 40min 37 杂交细胞 红色荧光 染料标记 小鼠细胞 人细胞 （3）1972年年，辛格辛格和和尼科尔森尼科尔森在新的观察和实验证据在新的观察和实验证据 的基础上，提出的的基础上，提出的流动镶嵌模型流动镶嵌模型为大多数人所接受。为大多数人所接受。 磷脂双分子层 糖蛋白 糖脂 蛋白质分子 糖被 1. 1.膜的组成成分：膜的组成成分： 蛋白质分子在细胞膜两侧呈蛋白质分子在细胞膜两侧呈不均匀分布不均匀分布： a.a.有的有的镶镶在磷脂双分子层表面在磷脂双分子
8、层表面 b.b.有的部分或全部有的部分或全部嵌嵌入磷脂双分子层中入磷脂双分子层中 c.c.有的有的贯穿贯穿于整个磷脂双分子层于整个磷脂双分子层 主要是主要是磷脂磷脂分子和分子和蛋白质蛋白质分子，还有少量的分子，还有少量的糖类糖类 2 2. .膜的基本支架：膜的基本支架： 磷脂双分子层，磷脂双分子层，其内部是磷脂分子的疏水端，水溶性分其内部是磷脂分子的疏水端，水溶性分 子或离子不能自由通过，具有屏障作用；子或离子不能自由通过，具有屏障作用； 3 3. .蛋白质分子的分布：蛋白质分子的分布： 4 4. .细胞膜外表面有少量糖类：细胞膜外表面有少量糖类： 5 5. .细胞膜的结构特点细胞膜的结构特点
9、 6 6. .细胞膜的功能特点细胞膜的功能特点 与细胞膜上的蛋白质、脂质结合形成与细胞膜上的蛋白质、脂质结合形成糖蛋白糖蛋白和和糖脂糖脂， 这些糖类叫做这些糖类叫做糖被；糖被； 糖被与细胞识别、细胞间信息交流等有密切联系。糖被与细胞识别、细胞间信息交流等有密切联系。 构成膜的构成膜的磷脂磷脂分子可以侧向自由移动，膜中的分子可以侧向自由移动，膜中的蛋白质蛋白质 大多也能运动。大多也能运动。 选择透过性 水分子自由通过；一些离子和小分子可以通过，其水分子自由通过；一些离子和小分子可以通过，其 他的离子、小分子和大分子不能通过。他的离子、小分子和大分子不能通过。 具有一定的流动性 磷磷 脂脂 最最
10、丰丰 富富 功能越复杂的细胞膜，蛋白质的功能越复杂的细胞膜，蛋白质的种类种类和和数量数量越多。越多。 在细胞膜行使功在细胞膜行使功 能时起重要作用能时起重要作用 细细 胞胞 膜膜 功能功能 主要成分主要成分 将细胞与外界环境分隔开将细胞与外界环境分隔开 控制物质进出细胞控制物质进出细胞 进行细胞间的信息交流进行细胞间的信息交流 脂质脂质50% 蛋白质蛋白质40% （少量糖类（少量糖类2-10%） 课堂小结课堂小结 流动镶嵌模型流动镶嵌模型 疏水尾部 亲水头部 磷酸 脂肪酸 磷脂分子在磷脂分子在空气空气水水界面界面上是怎样分布的？上是怎样分布的？ 细胞膜上的细胞膜上的两层两层磷脂分子层是怎样排列的？磷脂分子层是怎样排列的？ （提示：提示：细胞膜内、外的环境中均含水）细胞膜内、外的环境中均含水）
