3.1細胞膜的的結構和功能課件高一上學期生物人教版必修1

水(70%~90%)無機鹽(1%～1.5%)脂質(1~2%)組成細胞的分子必須有序地組織成細胞的結構，才

能成為一個基本的生命系統(tǒng)。蛋白質(7%~10%)糖類和核酸_

(1~1.5%)第1節(jié)細胞膜的結構和功能一種叫做伊紅的物質注入變形蟲體內，伊紅很快擴散到整個細胞，卻不能逸出細胞。此實驗說明了什么細胞存在邊界——細胞膜細胞膜伊紅染液

細胞核科學家用顯微注射器將細胞壁

1.分布：植物、真菌及大多數原核細胞2.成分：

植物：纖維素和果膠細菌：肽聚糖真菌：幾丁質Q:為什么細胞壁不是植物細胞的邊界細胞壁對要進出細胞的物質沒有選擇性即全透性，它不能保證細胞內部的穩(wěn)定。3.功能：支持、保護作用4.特性：無生物活性，全透性細胞壁與細胞膜結構示意圖生命起源于原始海洋這盆“熱湯”中，膜的出現是生命起源

過程中至關重要的階段，細胞膜

將生命物質與外界環(huán)境分隔開，

產生了原始的細胞，并成為相對

獨立的系統(tǒng)。細胞膜保障了細胞

內部環(huán)境的相對穩(wěn)定。一

、細胞膜的功能1、將細胞于外界環(huán)境分隔開一

、細胞膜的功能2、控制物質進出細胞被臺盼藍染色的死細胞活細胞科研上鑒別死細胞和活細胞

常用“染色排除法”。為什么用涼水洗莧菜水不變色，而炒或者煮湯汁都會變紅不需要、有害的物質(如細菌、病毒等)細胞膜的控制作用是相對的、有限的，環(huán)境中一些對細胞有害的物質有

可能進入；有些病毒、病菌也能侵入細胞，使生物體患病。2、控制物質進出細胞

選擇透過性營養(yǎng)物質(氨基酸、無機鹽、葡萄糖等)廢物細胞代謝產生(CO?、尿素等)抗體、激素等細胞合成并分泌James

P.Allison

。Tasuku

Honjo“for

their

discovery

ofcancer

therapy

by

inhibitionofnegative

immuneregulation”THENOBELASSEMBLYATKAROLINSKAINSTITUTET2018年諾貝爾生理學或醫(yī)

學獎授予兩位免疫學家：

美國的詹姆斯

·

艾利森(James

P

。

Allison)與日本的庶佑

(TasukuHonjo)

,

以表彰他們

“發(fā)現負性免疫調節(jié)治療

癌癥的療法方面的貢獻”THE

NOBEL

PRIZEIN

PHYSIOLOGY

OR

MEDICINE

2018兄弟!別開槍自己人!Anti

PD-1PD-1PD-L1Anti

PD-L1免疫激活一、細胞膜的功能T-cellreceptorAntigenT-cellreceptorAntigen免疫逃逸你根本不是自己人!PD-1PD-L1Tumor

CellT-cell

OFF多細胞生物是一個繁忙而有序的“社會”,生物體要作為一個整

體完成生命活動，細胞間必須進行信息交流。而細胞中大多數

信息交流，都與細胞膜有關。內分泌細胞受體一激素血管靶細胞一

、細胞膜的功能3、進行細胞間的信息交流受體

化學本質：

糖蛋白特點：

專一性(1)

通過化學物質傳遞信息靶細胞一

、細胞膜的功能3、進行細胞間的信息交流(2)

通過

細胞膜直接接觸

傳遞信息發(fā)出信號的細胞靶細胞與膜結合的信號分子一

、細胞膜的功能3、進行細胞間的信息交流(3)

通過

細胞通道(胞間連絲)

傳遞信息細胞膜細胞核—胞間連絲胞間連絲高等植物細胞選擇透過性物質傳遞接觸傳遞通道傳遞①將細胞和外界環(huán)

保障細胞內部環(huán)

境分隔開

境的相對穩(wěn)定③進行細胞間的信

息交流②控制物質的進出細胞膜

的結構細胞膜

的功能1895年歐文頓用500多種化學物

質對植物細胞的通透性進行了上

萬次實驗。發(fā)

現

：脂質更容易通過細胞膜推

測

：細胞膜是由脂質組成的二

、對細胞結構的探索我就想搞清楚細胞膜的成分是啥子!資料1還是油大的香啊!植物細胞歐文頓生物學家這個吃不，這個呢這個吃不

二

、對細胞結構的探索

資料2

20世紀初科學家利用哺乳動物的紅細胞，制備出純凈的細胞膜，

進行化學分析?；瘜W分析表明：組成細胞膜的脂質

有磷脂和膽固醇，其中

磷脂含

量最多。正常成熟的哺乳動物紅細

胞沒有細胞核，也沒有高爾基

體和線粒體等細胞器，但它仍

具有代謝功能。

N+(CH?。-p-0-CH-H?—HcCH?CH?CH?CHCH?CH?CH?CH?磷脂是一種由甘油、脂肪酸

和磷酸所組成的分子。磷酸“頭”部是親水的，脂肪酸“尾”部是疏水的。多個磷脂分子在水

中總是自發(fā)地形成

雙分子層。言志志志志言于志志志主志志脂

質

體CH?—0志水)?

二

、對細胞結構的探索1925年，兩位荷蘭科學家戈特和格倫德爾用丙酮從人的紅細胞中提取脂質，在空氣—水界面上鋪成單分子層，測得單層分子的面積恰為紅細胞表面積的2倍。實驗證據：S?=2S?

資料3

在液體和氣體的分界處，即液體表面及兩種不能混合的液體之間的界面處，由于分

子之間的吸引力，產生了極其微小的拉力，使液體能抵抗拉伸引力。假想在表面處存在一個薄膜層，它承受著此表面的拉伸力，液體的這一拉力稱為表面張力。雜質也會明顯地改變液體的表面張力，雜質越多，表面張力越小。1935年，英國學者丹尼利和戴維森研究了細胞膜的張力。他們發(fā)現細胞的

表面張力明顯低于油—水界面的表面

張力。人們已發(fā)現了油脂滴表面如果吸附有蛋白質成分則表面張力會降低。二

、對細胞結構的探索資料4水黽(mǐn)站在水面上生物膜蛋白質/%脂類1%糖類人的CNS髓鞘2079少人的紅細胞膜49438大鼠的肝細胞核

膜59352.9內質網膜6733少線粒體外膜5248少線粒體內膜7624少磷脂膽固醇

(少量)功能越復

雜的細胞

膜，蛋白

質的種類

和數量越多。二、對細胞結構的探索資料5請概述細胞膜的成分組成糖類(2%-10%)蛋白質

(約40%)脂質(約50%)細胞膜

的組成

成分細胞外蛋白質脂雙層蛋白質羅伯特森提出：生物膜是由“蛋白

質—脂質—蛋白質”的三層結構構成的靜態(tài)統(tǒng)一結構1959年，羅伯特森在電鏡下看到細胞膜清晰的暗—亮—暗的三層結構。二

、對細胞結構的探索資料6蛋白質-脂質-蛋白質模型三明治模型無法解釋：·

細胞的生長與分裂·膜蛋白與脂質的含量差異·

電鏡下細胞膜的厚度細胞類型蛋白質%磷脂%哺乳動物紅細胞4933玉米葉肉細胞4726大腸桿菌7525電子顯微鏡下，細胞

膜的厚度約為7~8nm,是

單層磷脂厚度的兩倍，加

上兩側的蛋白質，膜的總

厚度應當超過20nm。人工合成的脂雙層也呈現為“暗-亮-暗”結構。變形蟲攝食纖毛蟲細胞分裂磷脂雙分子層構成了細胞膜的

基本支架；蛋白質分子鑲嵌、部分或全部

嵌入、貫穿于脂雙層。內層磷脂內側

冰凍蝕刻技術研究細胞膜結構細

胞

膜

內層磷脂蛋白質外層磷脂內側資料6脂雙層蛋白質小鼠細胞正在融合

的細胞37℃40min融合細胞二、對細胞結構的探索資料71970年，科學家用發(fā)綠色熒光的燃料標記小鼠細胞表面的蛋白質分子，用發(fā)紅色熒光的染料標記人細胞表面的蛋白質分

子，將兩個細胞融合。側向自由移動結論：膜上蛋白質可以運動細胞膜具有一定的流動性人細胞二

、對細胞結構的探索資料81972年，桑格和尼克森在新的觀察和實驗證據的基礎上，提出了細胞膜的流動鑲嵌模型。磷脂分子蛋白質分子(鑲嵌、嵌入、貫穿)磷脂雙分子層糖蛋白糖脂糖被三

、流動鑲嵌模型的基本內容a.細胞膜主要由脂質和蛋白質組成b.細胞膜的基本支架為磷脂雙分子層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，有的貫穿于整個磷脂雙分子層。(膜結構內外的不

對稱性)旁欄思考Q:

既然膜內部分是

疏水的，水分子為

什么能跨膜運輸

呢

A:1.水分子極小，可以通過由于磷脂

分子運動而產生

的

間隙

；2.膜上存在水通道

蛋白，水分子可以

通過通道蛋白通過構成生物膜的磷脂分子和大多數蛋白質分子是可以運動的意

義

：細胞膜的流動性對于細胞完成物質運輸、生長、分裂、

運動等功能都是非常重要的。磷脂雙分子層內部為疏水端(尾部),水溶性分子或離子不能自由通過，因此具有屏障作用。外部為親水端(頭部)d.細胞膜的結構特性：一定的流動性e.細胞膜的功能特性：選擇透過性c.蛋白質分子存在形態(tài)：膜。f.細胞膜上蛋白質與糖類結合形成糖蛋白(脂質與糖類結合形成糖脂)糖被功能：識別、保護、潤滑

注

意

細胞膜結構圖示中糖蛋白的多糖側鏈是判斷生物膜內、外側的依據，多糖側鏈所在的一側胞膜外側，另一側則為細胞膜內側。外側拓展資料資料：科學家用去污劑處理細胞膜提取蛋白質時，發(fā)現總有些區(qū)域的蛋白質不能被提取出來，說明這些區(qū)域中的蛋白質與脂質成分的聯(lián)系十分緊密。流動鑲嵌模型還在不斷發(fā)展中……細胞膜(質膜)幽能耕思一蛋白質鑲嵌在磷。脂雙分子層上普遍認可的結構模型

流動鑲嵌結構模型

主要內容成

質構成膜的磷脂分

子和大多數蛋分子可以運動成

分

蛋白質

磷脂雙分子層構

膜的基本支

構

成

糖類

將細胞和外界環(huán)

境分開進行細胞間的信

息交流

主要和貫穿型蛋白質有關

架

白

磷脂糖被功