3.1細(xì)胞膜的結(jié)構(gòu)和功能課件-一上學(xué)期生物人教版（2019）必修1

第3章細(xì)胞的基本結(jié)構(gòu)第1節(jié)細(xì)胞膜的結(jié)構(gòu)和功能細(xì)胞的邊界：細(xì)胞膜(質(zhì)膜)人體的邊界：皮膚和黏膜國家的邊界：邊防線等01

細(xì)胞膜的功能膜的出現(xiàn)是生命起源過程中至關(guān)重要的階段。它

將生命物質(zhì)與外界環(huán)境分

隔開，產(chǎn)生了原始的細(xì)胞。

并保障了細(xì)胞內(nèi)部環(huán)境的

相對(duì)穩(wěn)定。1.將細(xì)胞與外界環(huán)境分隔開推測(cè)的原始海洋景觀圖病毒病菌活細(xì)胞的細(xì)胞膜具有選擇透過

性，這種控制既具有普遍性，又

具有相對(duì)性。死細(xì)胞

活細(xì)胞鑒別動(dòng)物細(xì)胞是否死亡

常用臺(tái)盼藍(lán)染液。2.控制物質(zhì)進(jìn)出細(xì)胞

營養(yǎng)物質(zhì)代謝

廢物分泌物內(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)通過細(xì)胞分泌化學(xué)物質(zhì)完成間接交流胞的受體

靶細(xì)胞信號(hào)分子→血液→靶細(xì)內(nèi)分泌細(xì)胞

靶細(xì)胞相鄰兩個(gè)細(xì)胞的細(xì)胞膜接觸，信息從一個(gè)細(xì)胞傳遞到另一個(gè)

細(xì)胞。例如，精子和

卵細(xì)胞之間的識(shí)別和

結(jié)合3.進(jìn)行細(xì)胞間的信息交流(2)通過相鄰兩個(gè)細(xì)胞的細(xì)胞膜接觸膜上的信息分子→膜上的受體3.進(jìn)行細(xì)胞間的信息交流(3)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

交流的作用普遍性2.控制物質(zhì)進(jìn)出細(xì)胞----選擇透過性相對(duì)性物質(zhì)傳遞3.進(jìn)行細(xì)胞間的信息交流

接觸傳遞通道傳遞(胞間連絲細(xì)胞膜的功能1.將細(xì)胞與外界環(huán)境分隔開對(duì)細(xì)胞膜成分的探索光學(xué)顯微鏡下的幾種細(xì)胞1.實(shí)驗(yàn)：測(cè)定不同物質(zhì)穿過細(xì)胞

膜的速度2.現(xiàn)

象：溶于脂質(zhì)的物質(zhì)容易穿

過細(xì)胞膜3.假說：細(xì)胞膜由脂質(zhì)構(gòu)成甘油脂溶性

丙基醇乙基脲乙

醇二乙基脲1895年歐文頓尿素通透性水

●選材：哺乳動(dòng)物成熟的紅細(xì)胞

①無細(xì)胞壁，②無細(xì)胞核

和眾多的細(xì)胞器。結(jié)論：細(xì)胞膜中的脂質(zhì)有磷脂

和膽固醇，其中磷脂含量

最

多離心之后進(jìn)

行提取獲得細(xì)胞

膜，對(duì)細(xì)胞膜進(jìn)

行化學(xué)成分分析細(xì)胞吸水漲破，內(nèi)容物流出驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)假說：細(xì)胞膜中的磷脂分子呈雙層排列o=POCH—CH?OC=OCH?CH?吉志吉活王CHCH?CH?CH?CH?CH?CH?CH?CH?CH?頭部：

親水性尾部：疏水性膜內(nèi)(水溶液)吉志去去去去去去去去舌活舌膜外(水溶液)CHOC=0

CH?CH?CH?CH?1925年荷蘭科學(xué)家戈特&格倫德爾1.實(shí)驗(yàn)：用丙酮從人的紅細(xì)胞中提取出脂質(zhì)，在空氣--水界面鋪成S單層磷脂=2S紅3.結(jié)論：細(xì)胞膜中的磷脂分子必然排列為連續(xù)的兩層單分子層。2.現(xiàn)象：1935年英國科學(xué)家丹尼利&戴維森1.實(shí)

驗(yàn)：研究細(xì)胞膜的表面張力2

.現(xiàn)象：細(xì)胞的表面張力明顯低于油水界面的表面張力已知油脂滴表面如果吸附有蛋白質(zhì)成分，表面張力會(huì)降低3.假說：細(xì)胞膜除含脂質(zhì)分子外，可能還附有蛋白質(zhì)。脂質(zhì)(大約占50%)磷脂膽固醇(動(dòng)物細(xì)胞膜)蛋白質(zhì)(大約占40%)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(大約占2%

—

10%)驗(yàn)證方法：化學(xué)分析。糖類2-10%蛋白質(zhì)40%脂質(zhì)50%03

對(duì)細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)的探索光學(xué)顯微鏡下的幾種細(xì)胞1959年羅伯特森1.現(xiàn)象：在電鏡下觀察到細(xì)胞膜有“暗-亮-暗”

三層結(jié)構(gòu)。蛋白質(zhì)三層結(jié)構(gòu)構(gòu)成的靜態(tài)的統(tǒng)一結(jié)構(gòu)。細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)的電鏡照片細(xì)胞外蛋白質(zhì)2.假說：細(xì)胞膜是由蛋白質(zhì)—脂質(zhì)—脂雙層蛋白質(zhì)脂雙層蛋白質(zhì)3.缺陷：膜靜態(tài)模型無法解釋客觀事實(shí)，如：細(xì)胞的生長(zhǎng)、變形蟲的變形運(yùn)動(dòng)、白細(xì)胞吞噬細(xì)菌、受精時(shí)細(xì)胞融合等1959年羅伯特森蛋白質(zhì)一細(xì)胞外冰凍蝕刻技術(shù)研究細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)新發(fā)現(xiàn)：磷脂雙分子層構(gòu)成了細(xì)胞膜的基本支架；蛋白質(zhì)分子鑲嵌

部分或全部嵌入、貫穿于脂雙層。對(duì)模型的修正細(xì)胞膜蛋白質(zhì)外層磷脂內(nèi)側(cè)內(nèi)層磷脂內(nèi)側(cè)內(nèi)層磷脂小鼠細(xì)胞細(xì)胞融合

37℃40min人細(xì)胞

正在融合的細(xì)胞生物膜的流動(dòng)性主要受溫度影響。在適宜的

溫度范圍內(nèi)，隨外界溫

度升高，膜的流動(dòng)性增

強(qiáng)；但溫度超出一定范

圍，會(huì)導(dǎo)致膜被破壞。1970年人鼠細(xì)胞融合實(shí)驗(yàn)綠色熒光

標(biāo)記的膜

蛋白紅色熒光

標(biāo)記的膜

蛋白結(jié)

論：細(xì)胞膜具有流動(dòng)性融合細(xì)胞1972年辛格&尼科爾森糖蛋白磷脂分子磷脂雙分子層蛋白質(zhì)分子細(xì)胞膜的結(jié)構(gòu)示意圖總結(jié)前人經(jīng)驗(yàn)，在新的觀察和實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，提出細(xì)胞

膜的流動(dòng)鑲嵌模型。流動(dòng)鑲嵌模型光學(xué)顯微鏡下的幾種細(xì)胞04①細(xì)胞膜主要是由磷脂分子

和蛋白質(zhì)分子構(gòu)成②

磷脂雙分子層是膜的基本支

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，因此具有屏障作用。③蛋白質(zhì)分子以不同方式鑲嵌在磷脂雙分子層中：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(gè)磷

脂雙分子層。這些蛋白質(zhì)分

子在物質(zhì)運(yùn)輸?shù)确矫婢哂兄?/p>

要作用。④細(xì)胞膜不是靜止不動(dòng)的，而是具有流動(dòng)性，主要表現(xiàn)

為構(gòu)成膜的磷脂分子可以側(cè)

向自由移動(dòng)，膜中的蛋白質(zhì)

大多也能運(yùn)動(dòng)。細(xì)胞膜的流

動(dòng)性對(duì)于細(xì)胞完成物質(zhì)運(yùn)輸

、生長(zhǎng)、分裂、運(yùn)動(dòng)等功能

都是非常重要的。細(xì)胞膜的外表面還有糖類分子和蛋白質(zhì)分子結(jié)合形成

的糖蛋白，或與脂質(zhì)結(jié)合形

成的糖脂，這些糖類分子叫

作糖被。糖被在細(xì)胞生命活動(dòng)中具有重要的功能。例如，糖被與細(xì)胞表面的識(shí)別、細(xì)胞間的信息傳遞等功能有密切關(guān)系科學(xué)方法——提出假說科學(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。功能1.將細(xì)胞與外界環(huán)

境分隔開2.控制物質(zhì)進(jìn)出細(xì)