細(xì)胞膜的結(jié)構(gòu)和功能

第三章細(xì)胞的基本結(jié)構(gòu)第1節(jié)細(xì)胞膜的結(jié)構(gòu)和功能本節(jié)目標(biāo)細(xì)胞膜的功能對(duì)細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)的探索流動(dòng)鑲嵌模型的基本內(nèi)容課堂導(dǎo)入1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？新課講授2一、細(xì)胞膜的功能細(xì)胞膜的功能將細(xì)胞與外界環(huán)境分隔開控制物質(zhì)進(jìn)出細(xì)胞進(jìn)行細(xì)胞間的信息交流1將細(xì)胞與外界環(huán)境分隔開細(xì)胞膜保障了細(xì)胞內(nèi)部環(huán)境的相對(duì)穩(wěn)定。排出不需要的物質(zhì)分泌物，細(xì)胞產(chǎn)生的廢物水、無(wú)機(jī)鹽、氨基酸、葡萄糖等營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)。有害物質(zhì)和病毒病菌可以進(jìn)入可能進(jìn)入控制作用是相對(duì)的不易進(jìn)入細(xì)胞細(xì)胞膜功能特點(diǎn)：選擇透過性2控制物質(zhì)進(jìn)出細(xì)胞激素內(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。3進(jìn)行細(xì)胞間的信息交流（1）通過體液運(yùn)輸信號(hào)分子完成間接交流（2）通過相鄰兩個(gè)細(xì)胞的細(xì)胞膜接觸完成直接交流發(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)別和結(jié)合）（3）通道交流（不需要受體）胞間連絲相鄰兩個(gè)細(xì)胞之間形成通道，攜帶信息的物質(zhì)通過通道進(jìn)入另一個(gè)細(xì)胞。例如：高等植物細(xì)胞之間通過胞間連絲相互連接，也有信息交流的作用是誰(shuí)，隔開了原始海洋的動(dòng)蕩是誰(shuí)，奏鳴了生命的交響是誰(shuí)，為我日夜守邊防是誰(shuí)，為我傳信報(bào)安康。啊，偉大的細(xì)胞膜呀！沒有你，我會(huì)是何等模樣！將細(xì)胞與外界環(huán)境分隔開——控制物質(zhì)進(jìn)出細(xì)胞——進(jìn)行細(xì)胞間信息交流這些詩(shī)句說的是細(xì)胞膜的什么功能？問題探討1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)胞膜具有選擇透過性，臺(tái)盼藍(lán)是細(xì)胞不需要的物質(zhì)，不易通過細(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)能通過細(xì)胞膜進(jìn)入細(xì)胞，死細(xì)胞能被染成藍(lán)色。時(shí)間(人物)實(shí)驗(yàn)依據(jù)結(jié)論或假說1895年，歐文頓溶于脂質(zhì)的物質(zhì)更容易通過細(xì)胞膜

20世紀(jì)初對(duì)哺乳動(dòng)物紅細(xì)胞的細(xì)胞膜進(jìn)行化學(xué)分析1925年，戈特和格倫德爾將從人的紅細(xì)胞中提取的脂質(zhì)，在空氣—水界面鋪成單分子層，其面積是紅細(xì)胞表面積的2倍1935年，丹尼利和戴維森細(xì)胞的表面張力明顯低于油—水界面的表面張力思考討論對(duì)細(xì)胞膜成分的探索時(shí)間：1859年人物：歐文頓實(shí)驗(yàn)：選用500多種化學(xué)物質(zhì)對(duì)動(dòng)物細(xì)胞膜的通透性進(jìn)行了上萬(wàn)次的研究。發(fā)現(xiàn)：凡是易溶于脂質(zhì)的物質(zhì)，也容易穿過膜，反之，不容易溶于脂質(zhì)的物質(zhì)，也不容易穿過膜。對(duì)細(xì)胞膜成分的探索細(xì)胞膜溶于脂質(zhì)的物質(zhì)不溶于脂質(zhì)的物質(zhì)據(jù)此推測(cè)：細(xì)胞膜是由脂質(zhì)組成的實(shí)驗(yàn)：20世紀(jì)初，科學(xué)家利用哺乳動(dòng)物的紅細(xì)胞，通過一定的方法制備出純凈的細(xì)胞膜，進(jìn)行化學(xué)分析：疏水尾部親水頭部CHCH2CH2OC=OCH-CH2CH2CH2CH2CH2CH2C=OCH2OCH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2=CHCH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2ˉN+（CH）33OOO=PˉO磷酸甘油脂肪酸

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。時(shí)間：1925年人物：戈特和格倫德爾實(shí)驗(yàn)：用丙酮從人的紅細(xì)胞中提取脂質(zhì)，在空氣—水界面上鋪展成單分子層，檢測(cè)其面積。發(fā)現(xiàn)：測(cè)得單分子層的面積恰為紅細(xì)胞表面積的2倍。據(jù)此推測(cè)：細(xì)胞膜中的磷脂分子必然排列為連續(xù)的兩層。時(shí)間：1935年人物：丹尼利和戴維森實(shí)驗(yàn)：研究膜的張力發(fā)現(xiàn)：細(xì)胞的表面張力明顯低于油—水界面的表面張力。（人們已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了油脂滴表面如果附有蛋白質(zhì)成分則表面張力會(huì)降低）據(jù)此推測(cè)：細(xì)胞膜除含脂質(zhì)分子外，可能還附有蛋白質(zhì)時(shí)間(人物)實(shí)驗(yàn)依據(jù)結(jié)論或假說1895年，歐文頓溶于脂質(zhì)的物質(zhì)更容易通過細(xì)胞膜

20世紀(jì)初對(duì)哺乳動(dòng)物紅細(xì)胞的細(xì)胞膜進(jìn)行化學(xué)分析1925年，戈特和格倫德爾將從人的紅細(xì)胞中提取的脂質(zhì)，在空氣—水界面鋪成單分子層，其面積是紅細(xì)胞表面積的2倍1935年，丹尼利和戴維森細(xì)胞的表面張力明顯低于油—水界面的表面張力細(xì)胞膜是由脂質(zhì)組成的組成細(xì)胞膜的脂質(zhì)有磷脂和膽固醇，其中磷脂含量最多細(xì)胞膜中的磷脂分子必然排列為連續(xù)的兩層細(xì)胞膜除含脂質(zhì)分子外，可能還附有蛋白質(zhì)思考討論對(duì)細(xì)胞膜成分的探索細(xì)胞膜的成分

磷脂最豐富蛋白質(zhì)（約占40%）脂質(zhì)（約占50%）蛋白質(zhì)在細(xì)胞膜行使功能時(shí)起重要作用，功能越復(fù)雜的細(xì)胞膜，蛋白質(zhì)的種類和數(shù)量越多糖類約占（2%—10%）細(xì)胞膜的組成成分細(xì)胞膜的主要成分是：脂質(zhì)和蛋白質(zhì)1959年，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)兩層暗一層亮生物膜為“蛋白質(zhì)—脂質(zhì)—蛋白質(zhì)”三層靜態(tài)統(tǒng)一結(jié)構(gòu)模型（“三明治”模型）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)的探索變形蟲質(zhì)壁分離白細(xì)胞吞噬病菌的過程細(xì)胞膜靜態(tài)模型不能解釋下列現(xiàn)象：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)性融合細(xì)胞細(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)胞熒光標(biāo)記法科學(xué)方法——提出假說細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)模型的探索過程，反映了提出假說這一科學(xué)方法的作用。科學(xué)家首先根據(jù)已有的知識(shí)和信息提出解釋某一生物學(xué)問題的一種假說，再用進(jìn)一步的觀察與實(shí)驗(yàn)對(duì)已建立的假說進(jìn)行修正和補(bǔ)充。一種假說最終被接受被否定，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1972年，辛格和尼科爾森提出的流動(dòng)鑲嵌模型為大多數(shù)人所接受三、流動(dòng)鑲嵌模型的基本內(nèi)容磷脂雙分子層蛋白質(zhì)多糖糖蛋白膜的基本支架：磷脂雙分子層蛋白質(zhì)的分布（鑲嵌方式）：鑲在磷脂雙分子層表面、部分或全部嵌入磷脂雙分子層中、貫穿于整個(gè)磷脂雙分子層細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：流動(dòng)性判斷細(xì)胞膜內(nèi)外側(cè)的方法：有糖蛋白的一側(cè)是外側(cè)磷脂分子糖被的分布和功能：分布在細(xì)胞膜外表識(shí)別功能三、流動(dòng)鑲嵌模型的基本內(nèi)容課堂總結(jié)1科學(xué)上鑒別死細(xì)胞和活細(xì)胞，常用“染色排除法”，例如，用臺(tái)盼藍(lán)染色，死的動(dòng)物細(xì)胞會(huì)被染成藍(lán)色，而活的動(dòng)物細(xì)胞不著色，從而判斷細(xì)胞是否死亡。所利用的是細(xì)胞膜的哪種功能（

）A．保護(hù)細(xì)胞內(nèi)部結(jié)構(gòu)的功能

B．進(jìn)行細(xì)胞間的信息交流C．控制物質(zhì)進(jìn)出功能

D．免疫功能課堂檢測(cè)C2動(dòng)物細(xì)胞和植物葉肉細(xì)胞的功能差異較大，其主要功能是構(gòu)成細(xì)胞膜的成分中（）A脂質(zhì)不同B磷脂不同C蛋白質(zhì)不同D水不同C3．科學(xué)家常用哺乳動(dòng)物的成熟紅細(xì)胞作材料來研究細(xì)胞