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)和功能國家的邊界：邊防線等人體的邊界：皮膚和黏膜細(xì)胞的邊界：細(xì)胞膜（質(zhì)膜）01細(xì)胞膜的功能1.將細(xì)胞與外界環(huán)境分隔開推測的原始海洋景觀圖膜的出現(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)境的相對穩(wěn)定。2.控制物質(zhì)進(jìn)出細(xì)胞鑒別動物細(xì)胞是否死亡常用臺盼藍(lán)染液。代謝廢物營養(yǎng)物質(zhì)分泌物病毒病菌

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，又具有相對性。3.進(jìn)行細(xì)胞間的信息交流內(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。（1）通過細(xì)胞分泌化學(xué)物質(zhì)完成間接交流信號分子→血液→靶細(xì)胞的受體3.進(jìn)行細(xì)胞間的信息交流相鄰兩個細(xì)胞的細(xì)胞膜接觸，信息從一個細(xì)胞傳遞到另一個細(xì)胞。例如，精子和卵細(xì)胞之間的識別和結(jié)合（2）通過相鄰兩個細(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（3）相鄰兩個細(xì)胞之間形成通道，攜帶信息的物質(zhì)通過通道進(jìn)入另一個細(xì)胞。胞間連絲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)胞----選擇透過性3.進(jìn)行細(xì)胞間的信息交流物質(zhì)傳遞接觸傳遞通道傳遞（胞間連絲）細(xì)胞膜的功能普遍性相對性02對細(xì)胞膜成分的探索1895年歐文頓1.實(shí)驗(yàn)：測定不同物質(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)成驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)選材：哺乳動物成熟的紅細(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，其中磷脂含量最多細(xì)胞吸水漲破，內(nèi)容物流出離心之后進(jìn)行提取獲得細(xì)胞膜，對細(xì)胞膜進(jìn)行化學(xué)成分分析頭部:親水性尾部:疏水性膜內(nèi)（水溶液）膜外（水溶液）假說：細(xì)胞膜中的磷脂分子呈雙層排列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--水界面鋪成單分子層。2.現(xiàn)象：

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)。驗(yàn)證方法：化學(xué)分析。脂質(zhì)（大約占50%）蛋白質(zhì)（大約占40%）糖類（大約占2%—10%）功能越復(fù)雜的細(xì)胞膜，蛋白質(zhì)的種類和數(shù)量越多磷脂膽固醇(動物細(xì)胞膜)03對細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)的探索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)。細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)的電鏡照片2.假說：細(xì)胞膜是由蛋白質(zhì)—脂質(zhì)—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)。1959年羅伯特森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、變形蟲的變形運(yùn)動、白細(xì)胞吞噬細(xì)菌、受精時細(xì)胞融合等對模型的修正新發(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。冰凍蝕刻技術(shù)研究細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)1970年人鼠細(xì)胞融合實(shí)驗(yàn)結(jié)論：細(xì)胞膜具有流動性生物膜的流動性主要受溫度影響。在適宜的溫度范圍內(nèi)，隨外界溫度升高，膜的流動性增強(qiáng)；但溫度超出一定范圍，會導(dǎo)致膜被破壞。

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)胞膜的流動鑲嵌模型。1972年辛格＆尼科爾森04流動鑲嵌模型①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)确矫婢哂兄匾饔谩?/p>

④細(xì)胞膜不是靜止不動的，而是具有流動性，主要表現(xiàn)為構(gòu)成膜的磷脂分子可以側(cè)向自由移動，膜中的蛋白質(zhì)大多也能運(yùn)動。細(xì)胞膜的流動性對于細(xì)胞完成物質(zhì)運(yùn)輸、生長、分裂、運(yùn)動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)胞生命活動中具有重要的功能。例如，糖被與細(xì)胞表面的識別、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。組分結(jié)構(gòu)功能磷脂蛋白質(zhì)糖類（少）