1、第3章 细胞的基本结构第1节细胞膜的结构和功能一个鸡蛋是不是一个细胞？一个鸡蛋是不是一个细胞？鸡蛋里面确实只有一个完整的细胞，那就是蛋黄，却不是整个鸡蛋!你是否用筷子轻轻感觉到了鸡蛋完整的卵黄周围有一层看不见的膜？蛋黄表面有一层薄薄的膜，叫做蛋黄膜，其实就是细胞结构中的细胞膜（也叫质膜），蛋黄膜是鸡蛋内部结构中最内层的保护结构。功能1：将细胞与外界环境分隔开膜的出现是生命起源过程中至关重要的阶段意义：保障细胞内部环境的相对稳定一、细胞膜的功能细胞作为一个基本的生命系统，它的边界就是细胞膜，也叫（质膜）。细胞细胞需要的物质（如营养物质）细胞产生的废物抗体、激素等细胞有用的成分有害物质、有些病毒、
2、病菌这说明什么？细胞膜的控制作用是相对的功能2：控制物质进出细胞营养物质营养物质抗体抗体废物废物1 1、体现了细胞膜的体现了细胞膜的控制物质进出细胞：是控制物质进出细胞：是相对的！相对的！功能2：控制物质进出细胞 资料：鉴别动物细胞是否死亡鉴别动物细胞是否死亡常用台盼蓝染液，死细胞会被染成蓝常用台盼蓝染液，死细胞会被染成蓝色，而活细胞不会着色色，而活细胞不会着色。从而判断细胞是否死亡。你能解释“染色排除法”的原理吗？活细胞的细胞膜具有控制物质进出的能力活细胞的细胞膜具有控制物质进出的能力，细胞不需要的物质通常不能进入细，细胞不需要的物质通常不能进入细胞，染色剂不能进入细胞，因此活细胞不会被染色
3、；胞，染色剂不能进入细胞，因此活细胞不会被染色；当当细胞死亡后，细胞膜随之失去控制物质进出的能力细胞死亡后，细胞膜随之失去控制物质进出的能力，染色剂进入细胞，细胞，染色剂进入细胞，细胞被染成蓝色。被染成蓝色。类型1：信息分子通过体液运输，与靶细胞膜表面受体结合，从而传递信息实例：内分泌细胞与靶细胞间、神经细胞间功能3：进行细胞间的信息交流类型2：两动物细胞膜直接接触完成细胞间的信息交流实例：精子与卵细胞间、靶细胞与效应T细胞间功能3：进行细胞间的信息交流一、细胞膜的功能发出信号的细胞发出信号的细胞靶细胞靶细胞 与膜结合的与膜结合的信号分子信号分子胞间胞间连丝连丝类型3：信息分子通过相邻两个细胞
4、之间形成的通道传递信息实例：高等植物细胞的胞间连丝特别提醒：1.该方式中没有受体参与2.通道具有信息交流功能的同时还有物质运输的功能功能3：进行细胞间的信息交流1.将细胞与外界环境分隔开2.控制物质进出细胞3.进行细胞间的信息交流物质物质传递（如激素等化学物质）传递（如激素等化学物质）接触接触传递（如精卵细胞的识别）传递（如精卵细胞的识别）通道通道传递（如高等植物细胞的胞间连丝）传递（如高等植物细胞的胞间连丝）一、细胞膜的功能牛刀小试 1下图为细胞间信息交流的一种方式，下列有关叙述不正确的是（）A图中反映了细胞膜具有细胞间信息交流的功能B图中乙细胞表示靶细胞C图中a表示信号分子（如激素）D细胞
5、间的信息交流必须依赖图中b结构D 细胞膜需要依靠哪些化学成分和结构去行使相应的功能呢？探索历史1895年欧文顿：膜是由脂质组成的。资料资料1 1：18951895年，欧文顿（年，欧文顿（E.OvertonE.Overton）用）用500500多多种化学物质对植物细胞的通透性进行上万次实验，种化学物质对植物细胞的通透性进行上万次实验，发现细胞膜对不同物质的通透性不一样：发现细胞膜对不同物质的通透性不一样：溶于脂溶于脂质的物质，容易穿过细胞膜；不易溶于脂质的物质的物质，容易穿过细胞膜；不易溶于脂质的物质，不容易穿过细胞膜。质，不容易穿过细胞膜。假如你是科学家，如何分析细胞膜的成分呢？你认为细胞膜中
6、含有什么物质？这样的判断是推测还是结论？二、对细胞膜的成分的探索探索历史1895年欧文顿：膜是由脂质组成的。对多种细胞膜进行分离和化学分析资料2：20世纪初，科学家第一次利用哺乳动物红细胞，制备出纯净的细胞膜，并进行化学分析，得知组成细胞膜的脂质有磷脂和胆固醇，其中磷脂含量最多。为什么选择哺乳动物的红细胞提取细胞膜？哺乳动物成熟的红细胞没有细胞核以及众多细胞器 根据磷脂分子的特点，推测并画出磷脂在水-空气界面上的排布方式。亲水亲水头部头部疏水疏水尾部尾部朗缪尔 1917 年想一想：想一想：2、磷脂分子在细胞膜中可能是怎样排布、磷脂分子在细胞膜中可能是怎样排布的呢？的呢？1 1、单层磷脂分子在水
7、面如何、单层磷脂分子在水面如何排列？排列？亲水的“头部”与水接触，疏水的“尾部”远离水空气空气探索历史1895年欧文顿：膜是由脂质组成的。对多种细胞膜进行提纯和化学分析1925年戈特和格伦德尔：膜中的磷脂分子必然排列为连续的两层。资料3：1925年，两位荷兰科学家戈特（E.Gorter）和格伦德尔（F.Grendel）用丙醇从人的红细胞中提取脂质，在空气水界面上铺展成单分子层，测得单层分子的面积恰为红细胞表面积的2倍。推论：细胞膜中的磷脂分子必然排列为连续的两层。一是因为水分子极小，可以通过由于磷脂分子运动而产生的间隙；二是因为膜上存在水通道蛋白，水分子可以通过通道蛋白通过膜。水分子如何穿过膜
8、中间的疏水层？2用丙酮从鸡的红细胞中提取脂质，在空气-水界面上铺成单分子层，测得单分子层面积为S1，设细胞膜表面积为S2，则S1与S2关系最恰当的是（）AS1=2S2 B.S12S2 C.S12S2 D.S2S12S2B 牛刀小牛刀小试试探索历史1895年欧文顿：膜是由脂质组成的。对多种细胞膜进行提纯和化学分析1925年戈特和格伦德尔：膜中的磷脂分子必然排列为连续的两层。1935年丹尼利和戴维森：除含脂质分子外，可能还附着蛋白质。资料4：1935年，英国学者丹尼利（J.F.Danieli）和戴维森（H.Davson）研究了细胞膜的表面张力明显低于油水界面的表面张力。由于人们已发现了油脂滴表面如
9、果附着蛋白质成分则表面张力会降低。因此丹尼利和戴维森推测细胞膜除含脂质分子外，可能还附着_。思考：如何证明？二、对细胞膜的成分的探索 主要是磷脂和胆固醇，其中磷脂的含量最为丰富。脂质 功能主要由蛋白质来承担。功能越复杂，蛋白质的种类和数量越多。蛋白质 含量相较于脂质和蛋白质较少，约占2%-10%。糖类罗伯特森罗伯特森19591959年年三、对细胞膜的结构的探索蛋白质蛋白质脂质单位膜模型静态统一结构能解释细胞的生长、变形虫的变形运动吗？细胞膜上的蛋白质可以运动.这一实验，以及相关的其他实验证据表明细胞膜具有流动性罗伯特森罗伯特森19591959年年人鼠细胞融合实验人鼠细胞融合实验19701970
10、年年辛格、尼科尔森辛格、尼科尔森19721972年年 细胞膜结构模型的探索过程，反映了提出假说这一科学方法的作用。科学家首先根据已有的知识和信息提出解释某一生物学问题的一种假说，再用进一步的观察与实验对已建立的假说进行修正和补充。一种假说最终被接受被否定，取决于它是否能与以后不断得到的观察和试验结果相吻合。1.成分：脂质、蛋白质、糖类2.结构模型磷脂分子磷脂双分子层蛋白质分子糖蛋白糖脂糖被据图用自己的语言描述细胞膜的流动镶嵌模型。四、流动镶嵌模型的基本内容膜外膜内1.1.生物膜的基本骨架：生物膜的基本骨架：2.2.蛋白质分子存在形态：蛋白质分子存在形态：3.3.生物膜的结构特点：生物膜的结构特
11、点：磷脂双分子层磷脂双分子层磷脂内外两层所含的磷脂内外两层所含的蛋白质种类和数量蛋白质种类和数量不同；糖蛋白或糖脂只分布在不同；糖蛋白或糖脂只分布在膜的膜的外表面。外表面。体现了体现了生物膜的不对称性。生物膜的不对称性。（磷脂分子（磷脂分子和和大多数蛋白质分子大多数蛋白质分子都是都是运动的）运动的）生物膜的流动镶嵌模型生物膜的流动镶嵌模型一定的流动性一定的流动性有有镶在镶在表面表面、嵌入、横跨、嵌入、横跨三种三种流动性和选择透过性项目项目结构特点：流动性结构特点：流动性功能特点：选择透过性功能特点：选择透过性主要主要表现表现生物膜中的多数蛋白质和脂质分子在膜生物膜中的多数蛋白质和脂质分子在膜中
12、可移动，膜整体也可以流动中可移动，膜整体也可以流动细胞膜能够选择性的吸收和排出一些物细胞膜能够选择性的吸收和排出一些物质。质。结构结构基础基础磷脂分子具有流动性，大多数蛋白质分磷脂分子具有流动性，大多数蛋白质分子也可以运动子也可以运动膜上蛋白质的种类和数量不同膜上蛋白质的种类和数量不同磷脂双分子层磷脂双分子层实例实例变形虫的变形运动、细胞融合、胞吞、变形虫的变形运动、细胞融合、胞吞、胞吐胞吐小分子或离子通过被动运输、主动运输小分子或离子通过被动运输、主动运输方式进出细胞方式进出细胞联系联系 流动性是选择透过性的基础流动性是选择透过性的基础，只有膜具有流动性，才能表现出选择透过性，只有膜具有流动
13、性，才能表现出选择透过性。补充知识为什么细胞壁不是植物细胞的边界？细胞壁对要进出细胞的物质没有选择性（即全透性），它不能保证细胞内部的稳定。脂双层为基本骨架脂双层为基本骨架细胞的物质运输、生长、分裂、运动等生命活动细胞的物质运输、生长、分裂、运动等生命活动磷脂磷脂蛋白质蛋白质镶嵌、嵌入、贯穿镶嵌、嵌入、贯穿细细胞胞膜膜 糖类（少）糖类（少）组分组分内部疏水，屏障内部疏水，屏障物质运输等物质运输等细胞表面细胞表面信息传递等信息传递等运动运动运动运动结构特点：流动性结构特点：流动性1.1.将细胞与外将细胞与外界环境分隔开界环境分隔开结构结构功能功能2.2.控制物质进控制物质进出细胞出细胞 3.3.进行细胞间进行细胞间的信息交流的信息交流 课堂小结
