第一節(jié)細胞膜——系統(tǒng)的邊界一、實驗：體驗制備細胞膜的方法1、實驗材料哺乳動物成熟的紅細胞原因（1）動物細胞沒有細胞壁，制備細胞膜更容易。（2）人和其他哺乳動物成熟的紅細胞中沒有細胞核和眾多的細胞器，可以制備得到純凈的細胞膜。（3）紅細胞單個存在便于制成懸浮液。紅細胞稀釋液的制備：將少量新鮮血液注入生理鹽水中搖勻。2、原理細胞內(nèi)的物質(zhì)是有一定濃度的，如果把細胞放在清水里，水會進入細胞，把細胞漲破，細胞內(nèi)的物質(zhì)流出來，得到細胞膜。3、步驟二、細胞膜1、細胞膜的結(jié)構(gòu)流動鑲嵌模型（1）19世紀(jì)歐文頓用500多種物質(zhì)對植物細胞的通透性作研究發(fā)現(xiàn)：凡是脂溶性物質(zhì)容易透過細胞膜，不溶于脂類的物質(zhì)透過細胞膜十分困難。（2）20世紀(jì)初，科學(xué)家們第一次將細胞膜從哺乳動物紅細胞中分離出來，化學(xué)分析表明，膜的主要成分是。推理：膜是由脂質(zhì)組成的脂質(zhì)和蛋白質(zhì)●●溶于脂質(zhì)的物質(zhì)不溶于脂質(zhì)的物質(zhì)（3）1925年，兩位荷蘭科學(xué)家用丙酮(一種有機溶劑)提取紅細胞膜中的脂質(zhì)，然后在水面將脂質(zhì)鋪成單分子排列的一層，測得總面積恰好為紅細胞表面積的2倍。細胞膜中的脂質(zhì)分子必然排列為連續(xù)的兩層。（4）研究發(fā)現(xiàn)，脂質(zhì)分子主要是磷脂，它是怎樣排列成單分子層或雙分子層的呢？

這與它的結(jié)構(gòu)有關(guān)。親水端疏水端易與水結(jié)合在一起2條長脂肪酸鏈組成，性質(zhì)像油，不能與水結(jié)合磷脂單分子層磷脂雙分子層（5）

1959年，羅伯特森提出的“三明治”結(jié)構(gòu)模型，所有生物膜都由三層結(jié)構(gòu)。蛋白質(zhì)－脂質(zhì)－蛋白質(zhì)1.把膜的動態(tài)結(jié)構(gòu)描寫成靜止的不變的。

2.認為蛋白質(zhì)在膜中的分布是:均勻分布在脂雙層的兩側(cè)。不足之處(6)1970年有科學(xué)家做了下列實驗細胞膜上的蛋白質(zhì)具有流動性。實驗表明：其他實驗：細胞膜上的磷脂分子也具有流動性。流動鑲嵌模型1.磷脂雙分子層構(gòu)成了膜基本支架。2.蛋白質(zhì)鑲在膜的表面嵌入、貫穿(7)1972年，桑格&尼克森在新的觀察和實驗證據(jù)的基礎(chǔ)上

，提出細胞膜的“流動鑲嵌模型”。

1.膜的流動性：

2.膜蛋白分布的不對稱性。磷脂和蛋白質(zhì)都可以流動的。流動鑲嵌模型流動鑲嵌模型的基本內(nèi)容

構(gòu)成了膜的基本支架，這個支架具有

，

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

，大多數(shù)蛋白質(zhì)分子也是可以

。流動性蛋白質(zhì)分子磷脂雙分子層運動的磷脂雙分子層

細胞膜的結(jié)構(gòu)特點：細胞膜的流動性為細胞的吸收、分泌、修復(fù)、融合、運動、捕食、變形、分裂等提供了物質(zhì)基礎(chǔ)。流動性蛋白質(zhì)多糖細胞骨架：位于細胞膜內(nèi)表面糖蛋白：位于細胞膜外表面“生物膜”應(yīng)改為“細胞膜”，細胞膜外有糖蛋白，細胞器膜外沒有糖蛋白（不需要進行識別）2、細胞膜的成分（1）細胞膜的基本支架是磷脂雙分子層（2）蛋白質(zhì)①載體蛋白：主動運輸、協(xié)助擴散②通道蛋白：水通道蛋白、離子通道蛋白離子通道蛋白是由蛋白質(zhì)復(fù)合物構(gòu)成的，一種離子通道只允許一種離子通過，并且只有在對特定刺激發(fā)生反應(yīng)時才瞬時開放。載體的種類和數(shù)量決定了運輸離子的種類和數(shù)量2、細胞膜的成分（1）細胞膜的基本支架是磷脂雙分子層（2）蛋白質(zhì)①載體蛋白：主動運輸、協(xié)助擴散②通道蛋白：水通道蛋白、離子通道蛋白在神經(jīng)纖維上，靜息電位是膜外正電位膜內(nèi)負電位，受刺激產(chǎn)生興奮，此時Na+大量內(nèi)流，產(chǎn)生動作電位膜外負電位膜內(nèi)正電位。2、細胞膜的成分（1）細胞膜的基本支架是磷脂雙分子層（2）蛋白質(zhì)①載體蛋白：主動運輸、協(xié)助擴散②通道蛋白：水通道蛋白、離子通道蛋白1988年美國科學(xué)家阿格雷成功的將構(gòu)成水通道的蛋白質(zhì)分離出來，如腎小球的濾過作用和腎小管的重吸收作用都與其有關(guān)。2、細胞膜的成分（1）細胞膜的基本支架是磷脂雙分子層（2）蛋白質(zhì)①載體蛋白：主動運輸、協(xié)助擴散②通道蛋白：水通道蛋白、離子通道蛋白③受體蛋白：與信號分子（如激素、神經(jīng)遞質(zhì)）結(jié)合2、細胞膜的成分（1）細胞膜的基本支架是磷脂雙分子層（2）蛋白質(zhì)①載體蛋白：②通道蛋白：③受體蛋白：功能越復(fù)雜的細胞膜，蛋白質(zhì)的種類和數(shù)量越多。2、細胞膜的成分（1）細胞膜的基本支架是磷脂雙分子層（2）蛋白質(zhì)（3）糖蛋白：在細胞膜的外表，由細胞膜上的蛋白質(zhì)和糖類結(jié)合形成糖蛋白。識別；保護和潤滑。2、細胞膜的成分（1）細胞膜的基本支架是磷脂雙分子層（2）蛋白質(zhì)（3）糖蛋白：（4）糖脂：在細胞膜的外側(cè)，脂質(zhì)分子和糖類結(jié)合形成糖脂。2、細胞膜的成分（1）細胞膜的基本支架是磷脂雙分子層（2）蛋白質(zhì)（3）糖蛋白：（4）糖脂：（5）膽固醇：膽固醇只存在于動物細胞，植物細胞和原核細胞一般沒有膽固醇。2、細胞膜的成分（1）細胞膜的基本支架是磷脂雙分子層（2）蛋白質(zhì)（3）糖蛋白：（4）糖脂：（5）膽固醇：（6）癌細胞：①細胞膜的成分改變，產(chǎn)生甲胎蛋白、癌胚抗原等物質(zhì)。②細胞膜上的糖蛋白等物質(zhì)減少，使得癌細胞彼此之間的黏著性降低，容易分散和轉(zhuǎn)移。2、細胞膜的成分細胞膜的主要成分是脂質(zhì)和蛋白質(zhì)此外，還有少量的糖類在組成細胞膜的脂質(zhì)中，最豐富的是磷脂（1）將細胞與外界環(huán)境隔開3、細胞膜的功能細胞膜保障了細胞內(nèi)部環(huán)境的相對穩(wěn)定膜的出現(xiàn)是生命起源過程中至關(guān)重要的階段原始地球環(huán)境（1）將細胞與外界環(huán)境隔開3、細胞膜的功能（2）控制物質(zhì)進出細胞物質(zhì)運輸?shù)姆绞叫》肿哟蠓肿涌缒み\輸非跨膜運輸被動運輸自由擴散協(xié)助擴散（順濃度梯度的擴散）（逆濃度梯度的運輸）主動運輸胞吞胞吐1.自由擴散物質(zhì)順濃度梯度進出細胞的擴散(1)概念：物質(zhì)通過簡單的擴散作用進出細胞。一、被動運輸(2)特點:高濃度→低濃度(單位體積個數(shù)多→單位體積個數(shù)少）不需要載體不耗能細胞膜膜外膜內(nèi)載體高濃度低濃度1.自由擴散(1)概念：物質(zhì)通過簡單的擴散作用進出細胞。(3)實例:1.自由擴散氣體：脂溶性物質(zhì)：水：O2、CO2、N2通過磷脂雙分子層空隙甘油、脂肪酸、乙醇、苯相似相溶水通道蛋白自由擴散濃度梯度運輸速率氧氣濃度運輸速率氧氣濃度運輸速率物質(zhì)濃度（4）影響因素：細胞膜內(nèi)外物質(zhì)的濃度差2.協(xié)助擴散（1）概念：進出細胞的物質(zhì)借助載體蛋白的擴散。

⑴進出細胞的物質(zhì)借助載體蛋白的擴散。膜外

細胞膜

膜內(nèi)高濃度低濃度⑶實例：葡萄糖進入紅細胞⑵特點：高濃度→低濃度（單位體積個數(shù)多→單位體積個數(shù)少），

需要載體，不耗能2.協(xié)助擴散濃度梯度運輸速率物質(zhì)濃度氧氣濃度運輸速率蛋白質(zhì)載體數(shù)量有限（4）影響因素：①細胞膜內(nèi)外物質(zhì)的濃度差②細胞膜上運載體的種類和數(shù)量二、主動運輸（1）概念：物質(zhì)逆濃度梯度進出細胞，從低濃度一側(cè)運輸?shù)礁邼舛纫粋?cè)，需要載體，也需要能量。人紅細胞中K+的濃度比血漿高30倍，Na+的濃度卻只有血漿的1/6.（紅細胞吸K+排Na+）

⑵特點：低濃度→高濃度（單位體積個數(shù)少→單位體積個數(shù)多）需要載體，耗能ATP。膜外細胞膜膜內(nèi)高濃度低濃度能量

⑴概念：物質(zhì)逆濃度梯度進出細胞，從低濃度一側(cè)運輸?shù)礁邼舛纫粋?cè)，需要載體，也需要能量。

⑶實例：離子、葡萄糖、氨基酸、核苷酸等⑷意義：保證了活細胞能夠按照生命活動的需要，主動選擇所需要的營養(yǎng)物質(zhì)，排出代謝廢物和對細胞有害的物質(zhì)。運輸速率物質(zhì)濃度氧氣濃度運輸速率氧氣濃度為0，無氧呼吸供能蛋白質(zhì)載體數(shù)量有限蛋白質(zhì)載體數(shù)量有限（5）影響因素：①細胞膜上載體的種類和數(shù)量②能量（如氧氣濃度、溫度等）比較三種物質(zhì)跨膜運輸方式的異同項目自由擴散協(xié)助擴散主動運輸運輸方向是否需要載體蛋白是否消耗細胞內(nèi)的能量代表例子順濃度梯度順濃度梯度逆濃度梯度不需要需要需要不消耗不消耗需要消耗氧氣、水、二氧化碳等通過細胞膜葡萄糖通過紅細胞葡萄糖、氨基酸通過小腸上皮細胞膜；離子通過細胞膜小分子和離子可以直接穿過細胞膜，方式為自由擴散、協(xié)助擴散和主動運輸。體現(xiàn)了膜的功能特點：選擇透過性1.當(dāng)細胞攝取大分子時，首先是大分子附著在細胞膜表面，這部分細胞膜內(nèi)陷形成小囊，包圍著大分子。然后小囊從細胞膜上分離下來，形成囊泡，進入細胞內(nèi)部，這種現(xiàn)象叫胞吞。大分子物質(zhì)進出細胞的方式2.細胞需要外排的大分子，先在細胞內(nèi)形成囊泡，囊泡移到細胞膜處，與細胞膜融合，將大分子排出細胞，這種現(xiàn)象叫胞吐。大分子物質(zhì)進出細胞的方式細胞的胞吞和胞吐都需要能量大分子物質(zhì)進出細胞的方式胞吐胞吞體現(xiàn)了膜的流動性白細胞內(nèi)吞異物顆粒，外排不能消化的殘渣胞吞的物質(zhì)：蛋白質(zhì)等大分子、細菌、細胞碎片等1.將細胞與外界環(huán)境隔開2.控制物質(zhì)進出細胞3.進行細胞間的信息交流3、細胞膜的功能3.進行細胞間的信息交流（1）垂體對甲狀腺的控制神經(jīng)細胞之間的聯(lián)系植物細胞之間的聯(lián)系細胞分泌的化學(xué)物質(zhì)（如激素），隨血液到達全身各處，與靶細胞的細胞膜表面的受體結(jié)合，將信息傳遞給靶細胞。發(fā)出信號的細胞靶細胞與膜結(jié)合的