第三章細(xì)胞的結(jié)構(gòu)第一節(jié)細(xì)胞膜的結(jié)構(gòu)和功能鑒別動(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？2.據(jù)此推測(cè)，細(xì)胞膜作為細(xì)胞的邊界，應(yīng)該具有什么功能？活細(xì)胞的細(xì)胞膜具有選擇透過(guò)性，染料臺(tái)盼藍(lán)是細(xì)胞不需要的物質(zhì)，不易通過(guò)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(guò)細(xì)胞膜進(jìn)入細(xì)胞，死細(xì)胞能被染成藍(lán)色。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？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：2.據(jù)此推測(cè)，細(xì)胞膜作為細(xì)胞的邊界，應(yīng)該具有什么功能？細(xì)胞膜作為細(xì)胞的邊界，具有控制物質(zhì)進(jìn)出的功能。1、將細(xì)胞與外界環(huán)境分隔開(kāi)。一、細(xì)胞膜的功能細(xì)胞膜保障了細(xì)胞內(nèi)部環(huán)境的相對(duì)穩(wěn)定。聯(lián)系生活：用涼水洗紅莧菜，水不變紅；煮莧菜湯，湯卻是紅色的。這與細(xì)胞膜的功能有何關(guān)系？2、控制物質(zhì)進(jìn)出細(xì)胞，但細(xì)胞的控制作用是相對(duì)的。①②③表明細(xì)胞膜的控制作用具有普遍性；④表明細(xì)胞膜的控制作用具有相對(duì)性。一、細(xì)胞膜的功能思考：驗(yàn)證細(xì)胞膜具有控制物質(zhì)進(jìn)出的功能a.思路及結(jié)果：胚細(xì)胞不呈紅色正常的玉米種子紅墨水處理→清水沖洗煮熟的玉米種子紅墨水處理→清水沖洗胚細(xì)胞呈紅色b.結(jié)論：細(xì)胞膜具有控制物質(zhì)進(jìn)出的功能。c.應(yīng)用：鑒別細(xì)胞是否死亡。用臺(tái)盼藍(lán)染液對(duì)動(dòng)物細(xì)胞染色，死細(xì)胞會(huì)被染成藍(lán)色，而活細(xì)胞不會(huì)被著色?！旧懦ā?、進(jìn)行細(xì)胞間的信息交流①細(xì)胞通道：如胞間連絲一、細(xì)胞膜的功能通過(guò)細(xì)胞分泌的化學(xué)物質(zhì)(如激素)建立的細(xì)胞交流3、進(jìn)行細(xì)胞間的信息交流②化學(xué)物質(zhì)：如激素、神經(jīng)遞質(zhì)等。內(nèi)分泌細(xì)胞激素血管受體靶細(xì)胞靶細(xì)胞3、進(jìn)行細(xì)胞間的信息交流

細(xì)胞表面存在很多激素受體，可以接受激素的信號(hào)。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

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。③直接接觸：如精子和卵細(xì)胞的識(shí)別和結(jié)合系統(tǒng)集成P26典例1A典例2B二、對(duì)細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)的探索材料①1859年，歐文頓選用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(guò)膜，反之，不容易溶于脂質(zhì)的物質(zhì)，也不容易穿過(guò)膜。你從以上實(shí)驗(yàn)?zāi)艿贸鍪裁唇Y(jié)論？并說(shuō)明理由。動(dòng)動(dòng)腦筋細(xì)胞膜的組成成分中含有脂質(zhì)●●不溶于脂質(zhì)的物質(zhì)溶于脂質(zhì)的物質(zhì)細(xì)胞膜思考：磷脂分子在水中該如何排布？你從以上實(shí)驗(yàn)中能得出什么結(jié)論？動(dòng)動(dòng)腦筋材料

科學(xué)家對(duì)細(xì)胞膜化學(xué)成分深層分析發(fā)現(xiàn)，細(xì)胞膜會(huì)被蛋白酶分解（提示：蛋白酶是生物體內(nèi)普遍存在的只對(duì)蛋白質(zhì)分解起催化作用的物質(zhì)）。細(xì)胞膜的組成成分中還含有蛋白質(zhì)吸水脹破失水皺縮無(wú)變化二、對(duì)細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)的探索（一）對(duì)細(xì)胞膜成分的探索序號(hào)實(shí)驗(yàn)過(guò)程與結(jié)果實(shí)驗(yàn)結(jié)論11895年歐文頓用500多種物質(zhì)對(duì)膜的通透性進(jìn)行了上萬(wàn)次的實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)溶于脂質(zhì)的物質(zhì)容易通過(guò)細(xì)胞膜，不溶于脂質(zhì)的物質(zhì)，不容易通過(guò)細(xì)胞膜。2利用哺乳動(dòng)物的紅細(xì)胞制備出純凈的細(xì)胞膜，進(jìn)行化學(xué)分析。31925年，戈特和格倫德?tīng)栍帽獜娜说募t細(xì)胞中提取脂質(zhì)，在空氣—水界面上鋪展成單分子層，測(cè)得單分子層的面積為紅細(xì)胞的表面積的2倍。41935年，英國(guó)學(xué)者丹尼利和戴維森發(fā)現(xiàn)細(xì)胞表面張力明顯低于油水界面的表面張力，油脂滴表面如果附有蛋白質(zhì)則表面張力會(huì)降低。細(xì)胞膜的組成成分中含有脂質(zhì)組成細(xì)胞膜脂質(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：①用其他真核細(xì)胞（除哺乳動(dòng)物成熟紅細(xì)胞）做上述實(shí)驗(yàn)，若磷脂單分子層的面積為2S，則細(xì)胞表面積

S（“大于”、“小于”、“等于”）。②用細(xì)菌細(xì)胞做上述實(shí)驗(yàn)，若細(xì)胞表面積為S，則磷脂單分子層的表面積

2S（“大于”、“小于”、“等于”）小于等于成分含量在細(xì)胞膜中的作用脂質(zhì)磷脂膽固醇蛋白質(zhì)糖類約50%其中磷脂構(gòu)成細(xì)胞膜的基本支架約40%①載體蛋白、受體蛋白等在物質(zhì)運(yùn)輸、信息交流中具有重要作用②功能越復(fù)雜的膜中，蛋白質(zhì)種類和含量越多約2%~10%與細(xì)胞膜上部分蛋白質(zhì)和脂質(zhì)結(jié)合形成糖蛋白、糖脂，與細(xì)胞識(shí)別等作用有關(guān)（一）對(duì)細(xì)胞膜成分的探索細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)的電鏡照片實(shí)驗(yàn)：

1959年羅伯特森在電鏡下看到細(xì)胞膜由“暗-亮-暗”的三層結(jié)構(gòu)構(gòu)成。生物膜是由“蛋白質(zhì)—脂質(zhì)—蛋白質(zhì)”的三層結(jié)構(gòu)構(gòu)成的靜態(tài)統(tǒng)一結(jié)構(gòu)時(shí)間：人物：

提出模型：（二）對(duì)細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)的探索資料1為什么看到細(xì)胞膜暗—亮—暗三層結(jié)構(gòu)就能說(shuō)明細(xì)胞膜是由蛋白質(zhì)—脂質(zhì)雙分子層—蛋白質(zhì)三層組成的呢？證據(jù)1：電鏡觀察的亮帶是3.5nm，剛好符合磷脂雙分子層親水頭部之間的距離。為什么看到細(xì)胞膜暗—亮—暗三層結(jié)構(gòu)就能說(shuō)明細(xì)胞膜是由蛋白質(zhì)—脂質(zhì)雙分子層—蛋白質(zhì)三層組成的呢？證據(jù)2：“單位膜”模型（蛋白質(zhì)-脂質(zhì)-蛋白質(zhì)三層結(jié)構(gòu)模型）把生物膜描述為靜態(tài)結(jié)構(gòu)，這顯然與膜功能的多樣性相矛盾。缺陷：舉例說(shuō)明細(xì)胞膜具有流動(dòng)性熒光標(biāo)記的小鼠細(xì)胞和人細(xì)胞融合實(shí)驗(yàn)示意圖

資料2細(xì)胞膜具有流動(dòng)性（蛋白質(zhì)）時(shí)間：1970年人物：弗雷和埃迪登(Frye和Edidin)實(shí)驗(yàn)：結(jié)論：紅色熒光染料標(biāo)記的膜蛋白綠色熒光染料標(biāo)記的膜蛋白舉例說(shuō)明細(xì)胞膜具有流動(dòng)性1.變形蟲(chóng)的變形運(yùn)動(dòng)2.植物細(xì)胞的質(zhì)壁分離3.動(dòng)物細(xì)胞吸水膨脹和失水皺縮4.草履蟲(chóng)的攝食和排泄6.分泌蛋白通過(guò)細(xì)胞膜的分泌7.受精時(shí)細(xì)胞的融合過(guò)程5.白細(xì)胞吞噬細(xì)菌、病毒練習(xí)：人鼠細(xì)胞融合實(shí)驗(yàn)是用帶有不同熒光染料的抗體標(biāo)記兩種細(xì)胞的膜蛋白，一段時(shí)間后兩種膜蛋白能在雜種細(xì)胞膜上均勻分布形成嵌合體。如圖是相關(guān)實(shí)驗(yàn)記錄，據(jù)此不能得到的結(jié)論是（）DA.當(dāng)溫度增加到15℃以上時(shí)，膜的流動(dòng)性發(fā)生變化B.該實(shí)驗(yàn)證明膜蛋白能夠在膜表面運(yùn)動(dòng)C.溫度與膜蛋白的擴(kuò)散有影響D.圖中數(shù)據(jù)說(shuō)明融合時(shí)間越長(zhǎng)形成的嵌合體越多系統(tǒng)集成P27典例3C典例4B1972年，桑格和尼克森提出了流動(dòng)鑲嵌模型。探究二、生物膜的流動(dòng)鑲嵌模型探究二、生物膜的流動(dòng)鑲嵌模型時(shí)間：人物：提出：1972年桑格和尼克森流動(dòng)鑲嵌模型1、基本支架——磷脂雙分子層。（磷脂分子是可以運(yùn)動(dòng)的，具有流動(dòng)性。）2、蛋白質(zhì)分子有的鑲、有的嵌入、有的橫跨在磷脂雙分子層。（大多數(shù)蛋白質(zhì)分子也是可以運(yùn)動(dòng)的，體現(xiàn)膜結(jié)構(gòu)內(nèi)外的流動(dòng)性和不對(duì)稱性）3、在細(xì)胞膜的外表，有糖蛋白以及糖脂（識(shí)別、保護(hù)、潤(rùn)滑）。三、流動(dòng)鑲嵌模型的基本內(nèi)容細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)示意圖蛋白質(zhì)分子磷脂分子在細(xì)胞膜外表面，糖類分子與蛋白質(zhì)結(jié)合形成糖蛋白，或與脂質(zhì)結(jié)合形成糖脂，這些糖類分子叫做糖被。糖蛋白（在細(xì)胞膜的外側(cè)）結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：

具有一定的流動(dòng)性；

磷脂分子可以側(cè)向自由移動(dòng)，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)等功能非常重要。膜的流動(dòng)性：①磷脂內(nèi)外兩層所含的蛋白質(zhì)種類和數(shù)量不同,呈現(xiàn)了膜的不對(duì)稱性;②糖類在細(xì)胞膜中的分布很少,并且與蛋白質(zhì)或脂質(zhì)結(jié)合成糖蛋白或糖脂分布在膜的外表面,也呈現(xiàn)了膜的不對(duì)稱性.

因此,根據(jù)糖蛋白的分布,可以判斷細(xì)胞膜的內(nèi)外側(cè)。膜的不對(duì)稱性：1、基本支架——磷脂雙分子層。（磷脂分子是可以運(yùn)動(dòng)的，具有流動(dòng)性。）2、蛋白質(zhì)分子有的鑲、有的嵌入、有的橫跨在磷脂雙分子層。（大多數(shù)蛋白質(zhì)分子也是可以運(yùn)動(dòng)的，體現(xiàn)膜結(jié)構(gòu)內(nèi)外的流動(dòng)性和不對(duì)稱性）4、膜的結(jié)構(gòu)特性：具有流動(dòng)性。5、膜的功能特性：選擇透過(guò)性。3、在細(xì)胞膜的外表，有糖蛋白以及糖脂（識(shí)別、保護(hù)、潤(rùn)滑）。流動(dòng)性是選擇透過(guò)性的基礎(chǔ)，只有膜具有流動(dòng)性，才能表現(xiàn)出選擇透過(guò)性三、流動(dòng)鑲嵌模型的基本內(nèi)容構(gòu)建模型流動(dòng)鑲嵌模型“單位膜”模型思考：流動(dòng)鑲嵌模型與“單位膜”模型有何異同?流動(dòng)鑲嵌模型相同點(diǎn)：都認(rèn)為組成細(xì)胞膜的主要物質(zhì)是脂質(zhì)和蛋白質(zhì)。不同點(diǎn)：1、流動(dòng)鑲嵌模型認(rèn)為蛋白質(zhì)在膜中的分布是不均勻的。而三層結(jié)構(gòu)模型認(rèn)為蛋白質(zhì)均勻分布在脂雙層的兩側(cè)2、流動(dòng)鑲嵌模型強(qiáng)調(diào)組成膜的分子是運(yùn)動(dòng)的，而三層結(jié)構(gòu)認(rèn)為生物膜是靜止結(jié)構(gòu)流動(dòng)鑲嵌模型與“單位膜”模型有何異同?1.生物膜的組成成分有哪些？討論總結(jié)：2.生物膜的基本支架是什么？3.蛋白質(zhì)分子在磷脂雙分子層上是如何排布的？脂質(zhì)、蛋白質(zhì)、糖類磷脂雙分子層覆蓋、嵌入、貫穿4.生物膜的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和功能特點(diǎn)分別是什么？結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：具有流動(dòng)性功能特點(diǎn)：具有選擇透過(guò)性根據(jù)現(xiàn)象和已有知識(shí)提出假說(shuō)或模型用觀察和實(shí)驗(yàn)對(duì)假說(shuō)或模型進(jìn)行檢驗(yàn)、修正和補(bǔ)充

實(shí)踐檢驗(yàn)建模的基本方法

在生物膜模型的建立和完善過(guò)程中，你受到哪些啟示?生