我確信哪怕一個最簡單的細胞，也比迄今為止設(shè)計出的任何智能電腦更精巧。——引自翟中和院士等主編的《細胞生物學》CELLBIOLOGY翟中和院士人教版高中生物必修一第三章·細胞的基本結(jié)構(gòu)系統(tǒng)的邊界對系統(tǒng)的穩(wěn)定至關(guān)重要國家邊界：邊防線等細胞的邊界：細胞膜（質(zhì)膜）人體邊界：皮膚和黏膜細胞質(zhì)細胞核細胞膜細胞膜的功能FUNCTIONOFCELLMEMBRANE01細胞膜的功能將細胞與外界環(huán)境分開01原始海洋中的有機物聚集并相互作用，進化出原始的生命。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)生了原始的細胞，并成為相對獨立的系統(tǒng)。細胞膜保障了細胞內(nèi)部環(huán)境的相對穩(wěn)定——體現(xiàn)細胞膜的功能特性：選擇透過性01細胞膜的功能控制物質(zhì)進出細胞02不易“進”可“進”細胞需要的營養(yǎng)物質(zhì)細胞不需要的物質(zhì)抗體、激素等物質(zhì)細胞產(chǎn)生的廢物細胞內(nèi)有用的成分不易“出”可“出”對細胞有害的物質(zhì)、細菌、病毒不易“進”細胞膜的控制作用是相對的01細胞膜的功能進行細胞間的信息交流03物質(zhì)傳遞內(nèi)分泌細胞靶細胞激素血管靶細胞內(nèi)分泌細胞分泌的激素（如胰島素），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。受體接觸傳遞01細胞膜的功能進行細胞間的信息交流03發(fā)出信號的細胞與膜結(jié)合的信號分子靶細胞膜上接受信號分子的受體相鄰兩個細胞的細胞膜接觸，信息從一個細胞傳遞給另一個細胞。例如，精子和卵細胞之間的識別和結(jié)合。通道傳遞01細胞膜的功能進行細胞間的信息交流03胞間連絲相鄰兩個細胞之間形成通道，攜帶信息的物質(zhì)，通過通道進入另一個細胞。例如，高等植物細胞之間通過胞間連絲相互連接，也有信息交流的作用。小結(jié)：細胞膜的功能進行細胞間的信息交流控制物質(zhì)進出細胞細胞膜的功能

.將細胞與外界環(huán)境分隔開保障細胞內(nèi)部環(huán)境的相對穩(wěn)定類型化學物質(zhì)傳遞（如

）通道傳遞（如

）接觸傳遞（如

）激素胞間連絲精卵結(jié)合體現(xiàn)細胞膜的功能特性：

選擇透過性突破疑難點：細胞壁具有全透性任何細胞的邊界都是細胞膜。細胞壁有全透性，不能控制物質(zhì)進出細胞。植物細胞位于植物細胞細胞膜的外面，主要由

和

構(gòu)成，對細胞起

與

作用。纖維素果膠支持保護全透性細胞壁考點：細胞膜的功能表示內(nèi)分泌細胞分泌的激素,隨①

到達全身各處,與

表面的②

結(jié)合,從而將信息傳遞給靶細胞。表示通過相鄰兩細胞的

,使信息從一個細胞傳遞給另一個細胞,圖中③表示

,③需要與靶細胞膜上的

結(jié)合。血液靶細胞受體細胞膜接觸與膜結(jié)合的信號分子受體考點：細胞膜的功能表示相鄰兩植物細胞之間形成

,攜帶信息的物質(zhì)從一個細胞傳遞給另一個細胞,圖中④表示

。用臺盼藍染色,死細胞會被染成藍色,而活細胞不著色,從而可判斷細胞死活。該實驗所利用的細胞膜特性或功能是

?？刂莆镔|(zhì)進出細胞通道胞間連絲對細胞膜成分的探索EXPLORATIONOFCELLMEMBRANECOMPONENTS

02對細胞膜成分的探索脂質(zhì)組成細胞膜的脂質(zhì)有

，其中

含量最多磷脂和膽固醇磷脂細胞膜中的脂質(zhì)分子必然排列為

.連續(xù)的兩層細胞膜除含脂質(zhì)分子外，可能還附有

.蛋白質(zhì)歐文頓實驗細胞膜是由

組成的最初對細胞膜成分的認識，是通過對現(xiàn)象的推理分析而推測出來的。細胞膜非脂溶性物質(zhì)脂溶性物質(zhì)相似相溶原理確定脂質(zhì)成分的類型實驗組成細胞膜的脂質(zhì)有

，其中

含量最多科學家利用動物的卵細胞、紅細胞、神經(jīng)細胞等作為研究材料，并利用哺乳動物的(成熟)紅細胞通過一定的方法制備出純凈的細胞膜，并進行化學分析02對細胞膜成分的探索1無細胞壁2無細胞核和眾多的細胞器磷脂和膽固醇磷脂02對細胞膜成分的探索頭部（親水）尾部（疏水）戈特、格倫德爾實驗細胞膜中的脂質(zhì)分子必然排列為

。02對細胞膜成分的探索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(zhì)，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。連續(xù)的兩層丹尼利、戴維森實驗細胞膜除含脂質(zhì)分子外，可能還附有

。02對細胞膜成分的探索1935年，英國學者丹尼利和戴維森研究了細胞膜的張力。人們已發(fā)現(xiàn)了油脂滴表面如果吸附有蛋白質(zhì)成分則表面張力會降低。前提二人發(fā)現(xiàn)細胞的表面張力明顯低于油-水界面的表面張力。+細胞膜除含脂質(zhì)分子外，可能還附有蛋白質(zhì)。推測后來有科學家用蛋白酶處理細胞膜，膜結(jié)構(gòu)被破壞，證實細胞膜中有蛋白質(zhì)的存在。蛋白質(zhì)02對細胞膜成分的探索磷脂膽固醇蛋白質(zhì)糖類(2%~10%）(40%）脂質(zhì)(50%）對細胞膜成分的研究發(fā)現(xiàn)，細胞膜主要是由

和

組成的。此外，還有少量的

。脂質(zhì)蛋白質(zhì)糖類功能越復雜的細胞膜，蛋白質(zhì)的種類與數(shù)量就越多。不同生物的細胞膜，其成分和占比不同。小結(jié)：對細胞膜成分的探索歐文頓實驗確定脂質(zhì)成分的類型實驗戈特、格倫德爾實驗丹尼利、戴維森實驗對細胞膜成分的探索細胞膜是由

組成的組成細胞膜的脂質(zhì)有

，其中

含量最多細胞膜中的脂質(zhì)分子必然排列為

.細胞膜除含脂質(zhì)分子外，可能還附有

.脂質(zhì)磷脂和膽固醇磷脂連續(xù)的兩層蛋白質(zhì)小結(jié)：對細胞膜成分的探索成分所占比例在細胞膜中的作用脂質(zhì)約50%其中____________是細胞膜的基本支架；________是動物細胞膜的重要成分蛋白質(zhì)約40%功能越復雜的細胞膜，蛋白質(zhì)的__________越多糖類2%～10%被稱作糖被，與細胞膜上的蛋白質(zhì)/脂質(zhì)結(jié)合形成糖蛋白/糖脂磷脂雙分子層膽固醇種類和數(shù)量考點：對細胞膜成分的探索將哺乳動物或人的成熟紅細胞經(jīng)過某種處理后,可造成紅細胞破裂出現(xiàn)溶血現(xiàn)象,再將溶出細胞外的物質(zhì)沖洗掉,剩下的結(jié)構(gòu)在生物學上稱為“血影”。1.“某種處理”是將紅細胞放入

中。2.選用哺乳動物或人的成熟紅細胞的原因是：

。3.“血影”的主要成分是

。6.細胞膜功能越復雜,

的種類與數(shù)量就越多4.各種哺乳動物紅細胞膜的成分

（填寫“相同”、“相似”或“不同”）清水①無細胞壁，易吸水漲破②無細胞器膜和核膜的干擾脂質(zhì)和蛋白質(zhì)相似蛋白質(zhì)對細胞膜結(jié)構(gòu)的探索EXPLORATIONOFCELLMEMBRANESTRUCTURE03對細胞膜結(jié)構(gòu)的探索20世紀40年代，曾有學者推測脂質(zhì)兩邊各覆蓋著蛋白質(zhì)。03對細胞膜結(jié)構(gòu)的探索1959年，羅伯特森用電鏡看到了細胞膜的“暗-亮-暗”三層結(jié)構(gòu)。細胞膜結(jié)構(gòu)的電鏡照片電鏡下看到的中間的亮層是脂質(zhì)分子兩邊的暗層是蛋白質(zhì)分子所有的細胞膜都是由蛋白質(zhì)-脂質(zhì)-蛋白質(zhì)三層結(jié)構(gòu)構(gòu)成細胞膜模型的假說03對細胞膜結(jié)構(gòu)的探索20世紀60年代以后，人們對細胞膜的靜態(tài)模型的提出異議。若是靜態(tài)的，細胞膜的復雜功能將難以實現(xiàn)就連細胞的生長、變形蟲的變形運動這樣的現(xiàn)象都難以解釋。白細胞吞噬細菌03對細胞膜結(jié)構(gòu)的探索小鼠細胞人細胞正在融合的細胞融合細胞熒光標記的小鼠細胞和人細胞融合實驗示意圖綠色熒光染料標記的膜蛋白紅色熒光染料標記的膜蛋白細胞融合37℃40min1970年，科學家將小鼠細胞和人細胞融合，跟蹤熒光染料標記的細胞膜表面的蛋白質(zhì)分子。實驗結(jié)論證明細胞膜具有流動性（結(jié)構(gòu)特性）03對細胞膜結(jié)構(gòu)的探索1972年，辛格和尼科爾森提出的流動攘嵌模型，被大多數(shù)人所接受。糖被小結(jié)：對細胞膜結(jié)構(gòu)的探索1959年羅伯特森在電鏡下看到細胞膜清晰的_____________的三層結(jié)構(gòu)假說所有的細胞膜都由________________________三層結(jié)構(gòu)構(gòu)成，且為靜態(tài)的統(tǒng)一結(jié)構(gòu)1970年科學家用熒光染料標記的______細胞和___細胞進行融合實驗結(jié)論細胞膜具有流動性1972年辛格和尼科爾森新的觀察和實驗證據(jù)提出模型細胞膜的__________模型小鼠人暗—亮—暗蛋白質(zhì)-脂質(zhì)-蛋白質(zhì)流動鑲嵌考點：對細胞膜結(jié)構(gòu)的探索羅伯特森在電鏡下看到了細胞膜的暗—亮—暗的三層結(jié)構(gòu)，提出生物膜由脂質(zhì)—蛋白質(zhì)—脂質(zhì)三層結(jié)構(gòu)構(gòu)成的假說科學家利用放射性同位素標記法進行人—鼠細胞融合實驗，證明細胞膜具有流動性辛格和尼科爾森通過新的觀察和實驗證據(jù)，提出細胞膜的流動鑲嵌模型常需要利用進一步的觀察和實驗對已建立的假設(shè)進行修正和補充××√√判一判流動鑲嵌模型的基本內(nèi)容BASICCONTENTSOFFLUIDMOSAICMODEL

04流動鑲嵌模型的基本內(nèi)容時間：人物：提出：辛格和尼科爾森流動鑲嵌模型1972年1、細胞膜主要是由

和

構(gòu)成的。磷脂分子蛋白質(zhì)分子04流動鑲嵌模型的基本內(nèi)容時間：人物：提出：辛格和尼科爾森流動鑲嵌模型1972年2、

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

在磷脂雙分子層表面，有的部分或全部

磷脂雙分子層中，有的

整個磷脂雙分子層。這些蛋白質(zhì)分子在物質(zhì)運輸?shù)确矫婢哂兄匾饔谩?4流動鑲嵌模型的基本內(nèi)容時間：人物：提出：辛格和尼科爾森流動鑲嵌模型1972年鑲嵌入貫穿于04流動鑲嵌模型的基本內(nèi)容時間：人物：提出：辛格和尼科爾森流動鑲嵌模型1972年4、細胞膜不是靜止不動的，而是具有

，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)大多也能運動。細胞膜的流動性對于細胞完成物質(zhì)運輸、生長、分裂、運動等功能都是非常重要的。流動性04流動鑲嵌模型的基本內(nèi)容對細胞膜的深入研究發(fā)現(xiàn)，細胞膜的外表面還有糖類分子，它和蛋白質(zhì)分子結(jié)合形成

，或與脂質(zhì)結(jié)合形成

，這些糖類分子叫作

(glycocalyx)。糖被在細胞生命活動中具有重要的功能。例如，糖被與細胞表面的識別、細胞間的信息傳遞等功能有密切關(guān)系。糖蛋白糖脂糖被小結(jié)：流動鑲嵌模型的基本內(nèi)容蛋白質(zhì)磷脂雙分子層膽固醇糖蛋白糖脂膜外膜內(nèi)結(jié)構(gòu)模型(流動鑲嵌模型)磷脂雙分子層地位特點功能是___的基本支架可以_____自由移動_________———水溶性分子或離子不能自由通過基本內(nèi)容側(cè)向屏障作用膜小結(jié)：流動鑲嵌模型的基本內(nèi)容小結(jié)：流動鑲嵌模型的基本內(nèi)容基本內(nèi)容蛋白質(zhì)位置特點功能有的鑲在磷脂雙分子層的____；

有的__________嵌入磷脂雙分子中；有的____于整個磷脂雙分子層中膜中的蛋白質(zhì)大多也能_____.在_________等方面具有重要作用表面部分或全部貫穿物質(zhì)運輸運動小結(jié)：流動鑲嵌模型的基本內(nèi)容基本內(nèi)容糖被分布功能位于細胞膜的外表面_________________________________等與蛋白質(zhì)結(jié)合→糖蛋白與脂質(zhì)結(jié)合→糖脂細胞表面的識別、細胞間的信息傳遞小結(jié)：流動鑲嵌模型的基本內(nèi)容結(jié)構(gòu)特點與功能特點磷脂分子大多數(shù)蛋白質(zhì)分子成分結(jié)構(gòu)功能組

成決

定流動鑲嵌模型……控制物質(zhì)進出細胞流動性選擇透過性具有運動性導致保證物質(zhì)交換正常進行具有①的一側(cè)為細胞膜的內(nèi)側(cè),與細胞之間的信息交流有關(guān)②構(gòu)成了細胞膜的基本支架細胞膜的選擇透過性與③的種類和數(shù)量有關(guān)判一判考點：流動鑲嵌模型的基本內(nèi)容×√√細胞膜結(jié)構(gòu)模型的探索過程，反映了“提出假說”這一科學方法的作用。一種假說最終被接受或被否定，取決于它是否能與以后不斷得到的觀察和實驗結(jié)果相吻合?；具^程根據(jù)已有的知識和信息解釋某一生物學問題的一種假說進一步的觀察與實驗提出修正、補充科學方法-提出假說課堂總結(jié)：成分脂質(zhì)（磷脂、膽固醇）、蛋白質(zhì)、糖類結(jié)構(gòu)流動鑲嵌模型功能將細胞與外界環(huán)境分隔開控制物質(zhì)進出細胞進行細胞間的信息交流組成決定細胞膜基本支架：磷脂雙分子層蛋白質(zhì)結(jié)合方式：鑲、嵌或貫穿等結(jié)構(gòu)特性：具有流動性功能特性：選擇透過性生活應(yīng)用[情境]使用脂質(zhì)體作為靶向給藥的載體,成為各藥企研究的重要攻關(guān)方向。脂質(zhì)體是由具有親水基、疏水基雙重特性的磷脂分子等組裝形成的一種雙分子層結(jié)構(gòu),具有靶向性強、穩(wěn)定性高的優(yōu)異性能。近幾年作為一種新型