第三章細(xì)胞的基本結(jié)構(gòu)第1節(jié)細(xì)胞膜的結(jié)構(gòu)和功能本節(jié)目標(biāo)細(xì)胞膜的功能0102對(duì)細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)的探索03流動(dòng)鑲嵌模型的基本內(nèi)容國(guó)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）植物細(xì)胞動(dòng)物細(xì)胞課堂導(dǎo)入細(xì)胞質(zhì)纖毛細(xì)胞膜細(xì)胞壁鞭毛核糖體擬核思考：細(xì)胞的邊界為什么是細(xì)胞膜而不是細(xì)胞壁？細(xì)胞壁的作用是維持細(xì)胞形狀,具有全透性，并不能控制物質(zhì)進(jìn)出細(xì)胞,所以不是真正的邊界。資料1：科學(xué)家用顯微注射器將一種叫做伊紅的物質(zhì)注入變形蟲(chóng)體內(nèi)，伊紅很快擴(kuò)散到整個(gè)細(xì)胞，卻不能逸出細(xì)胞。為什么伊紅不會(huì)溢出細(xì)胞？【思考】細(xì)胞膜作為系統(tǒng)的邊界，它在細(xì)胞的生命活動(dòng)中起什么作用？1將細(xì)胞和外界環(huán)境分開(kāi)意義：保持細(xì)胞內(nèi)部環(huán)境的相對(duì)穩(wěn)定推測(cè)的原始海洋景觀圖膜的出現(xiàn)是生命起源過(guò)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(kāi)，產(chǎn)生了原始的細(xì)胞，并成為相對(duì)獨(dú)立的系統(tǒng)。資料2：科研上鑒別死細(xì)胞和活細(xì)胞，常用“染色排除法”。例如，用臺(tái)盼藍(lán)染色，死的動(dòng)物細(xì)胞會(huì)被染成藍(lán)色，而活的動(dòng)物細(xì)胞不著色，從而判斷細(xì)胞是否死亡。【思考】為什么活細(xì)胞不能被染色，而死細(xì)胞能被染色？【思考】為什么用涼水洗莧菜水不變色，而炒或者煮湯汁都會(huì)變紅？可能原因是什么，這一現(xiàn)象與細(xì)胞膜的功能有什么關(guān)系？資料3：死細(xì)胞活細(xì)胞分泌物③廢物①2.控制物質(zhì)進(jìn)出細(xì)胞CO2、尿素、多余的無(wú)機(jī)鹽等。抗體、激素等物質(zhì)水、無(wú)機(jī)鹽、氨基酸、葡萄糖等?？刂频南鄬?duì)性營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)②病毒病菌④①②③表明細(xì)胞膜的控制作用具有普遍性；④有些病毒、病菌也能侵入細(xì)胞使生物體患病，表明細(xì)胞膜的控制作用具有相對(duì)性資料4：施萊登和施旺在細(xì)胞學(xué)說(shuō)中強(qiáng)調(diào)“細(xì)胞既是一個(gè)相對(duì)獨(dú)立的單位，又和其他細(xì)胞構(gòu)成的整體起作用”。由此說(shuō)明多細(xì)胞生物體的生命活動(dòng)必須依賴(lài)于細(xì)胞之間的協(xié)調(diào)配合才能完成。【思考】細(xì)胞之間是如何實(shí)現(xiàn)協(xié)調(diào)配合的？【思考】細(xì)胞之間信息交流的方式有哪些？3進(jìn)行細(xì)胞間的信息交流3進(jìn)行細(xì)胞間的信息交流（1）間接交流：細(xì)胞分泌化學(xué)物質(zhì)（如激素），通過(guò)膜表面的受體傳遞信息激素內(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。（2）直接交流：細(xì)胞膜的接觸強(qiáng)調(diào)：只有同種生物的精子和卵細(xì)胞能夠識(shí)別和結(jié)合。3進(jìn)行細(xì)胞間的信息交流發(fā)出信號(hào)的細(xì)胞靶細(xì)胞與膜集合的信號(hào)分子精子和卵細(xì)胞之間的識(shí)別和結(jié)合相鄰兩個(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。例如，精子和卵細(xì)胞的識(shí)別。細(xì)胞發(fā)出的信號(hào)分子與靶細(xì)胞細(xì)胞膜外表面的受體結(jié)合。思考：所有細(xì)胞間的信息交流都需要膜上的受體嗎？3進(jìn)行細(xì)胞間的信息交流胞間連絲（3）植物細(xì)胞通過(guò)

傳遞信息。通道（胞間連絲）筆記：通道交流不需要細(xì)胞膜上的受體細(xì)胞膜的功能1.將細(xì)胞與外界環(huán)境分隔開(kāi)2.控制物質(zhì)進(jìn)出細(xì)胞3.進(jìn)行細(xì)胞間的信息交流【思考】細(xì)胞膜的功能是由什么決定的？結(jié)構(gòu)→功能間接交流直接交流通道交流膜功能小結(jié)：細(xì)胞膜非脂溶性物質(zhì)脂溶性物質(zhì)膜是由脂質(zhì)組成的相似相溶原理【資料1】1895年歐文頓：多種物質(zhì)對(duì)膜的通透性實(shí)驗(yàn)，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?！舅伎肌繗W文頓對(duì)細(xì)胞膜的組成成分作出怎樣的推測(cè)？1細(xì)胞膜成分的探索最初對(duì)細(xì)胞膜成分的認(rèn)識(shí)，是通過(guò)對(duì)現(xiàn)象的推理分析,還是通過(guò)膜成分的提取和檢測(cè)？從生理功能上入手，通過(guò)對(duì)現(xiàn)象的推理分析的?！举Y料2】科學(xué)家利用哺乳動(dòng)物成熟紅細(xì)胞作為實(shí)驗(yàn)材料，制備出純凈的細(xì)胞膜，并對(duì)細(xì)胞膜的成分進(jìn)行分析，得出組成細(xì)胞膜的脂質(zhì)有磷脂和膽固醇，其中磷脂含量最多?！舅伎肌繛槭裁催x擇哺乳動(dòng)物成熟紅細(xì)胞來(lái)制備細(xì)胞膜？①無(wú)細(xì)胞壁，細(xì)胞容易吸水漲破；②無(wú)細(xì)胞核和眾多的細(xì)胞器，易制得純凈的細(xì)胞膜?！玖字渴且环N由甘油、脂肪酸和磷酸所組成的分子。磷酸“頭部”是親水的，脂肪酸“尾部”是疏水的。親水的頭疏水的尾磷脂分子的結(jié)構(gòu)（P42）水空氣【思考】磷脂分子在空氣——水界面上會(huì)怎樣排布？筆記：磷脂的元素組成CHONP，頭部親水，尾部疏水?！举Y料3】1925年，兩位荷蘭科學(xué)家戈特和格倫德?tīng)栍帽獜娜说募t細(xì)胞中提取脂質(zhì)，在空氣—水界面上鋪成單分子層，測(cè)得單層分子的面積恰為紅細(xì)胞表面積的2倍?！締?wèn)題1】該實(shí)驗(yàn)得出了怎樣的推論？水水【問(wèn)題2】細(xì)胞膜上的磷脂分子是怎樣排列的？水水1層細(xì)胞膜含2層磷脂分子教材深挖：將人的肝細(xì)胞中的磷脂全部提取出來(lái)，鋪成單分子層，其面積是肝細(xì)胞表面積的2倍嗎？為什么？大大超過(guò)2倍，肝細(xì)胞具有多種具膜的細(xì)胞器和細(xì)胞核討論：如果將磷脂分子置于水—苯的混合溶劑中，磷脂分子將會(huì)如何分布？如果將磷脂分子置于水—苯的混合溶劑中，磷脂的“頭部”將與水接觸，“尾部”與苯接觸，磷脂分子分布成單層。【資料4】1935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；當(dāng)時(shí)人們已經(jīng)知道了，如果在油水界面中加入一定量的蛋白質(zhì)，其表面張力降低?！舅伎肌恳陨腺Y料說(shuō)明細(xì)胞膜中還可能含有什么物質(zhì)？推測(cè)：細(xì)胞膜除含有脂質(zhì)分子外，可能還附有蛋白質(zhì)。細(xì)胞膜_____（約50%）_______（約40%）：糖類(lèi)（2%～10%）_____（主要

）膽固醇(動(dòng)物細(xì)胞膜具有)與細(xì)胞膜功能密切相關(guān)脂質(zhì)磷脂蛋白質(zhì)C、H、O+N（+P、N）2細(xì)胞膜的成分

【資料5】神經(jīng)髓鞘的蛋白質(zhì)含量不僅少，而且蛋白質(zhì)種類(lèi)只有3種。神經(jīng)髓鞘也比較簡(jiǎn)單，主要起絕緣作用。紅細(xì)胞、肝細(xì)胞、大腸桿菌的細(xì)胞膜都承擔(dān)著非常復(fù)雜繁多的生理功能，它們的細(xì)胞膜中蛋白質(zhì)的種類(lèi)和數(shù)量均較多。細(xì)胞膜的功能主要由

決定，功能越復(fù)雜的細(xì)胞膜，

的

和

越多?！舅伎肌坑缮鲜霾牧峡芍?xì)胞膜的功能主要由哪一類(lèi)物質(zhì)決定？蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)種類(lèi)數(shù)量1細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)的探索(1)1959年，羅伯特森①方法：在電子顯微鏡下觀察細(xì)胞膜。②現(xiàn)象：細(xì)胞膜呈現(xiàn)清晰的______________的三層結(jié)構(gòu)。③結(jié)論：所有的細(xì)胞膜都由______________________三層結(jié)構(gòu)構(gòu)成，是一種______的統(tǒng)一結(jié)構(gòu)。暗—亮—暗蛋白質(zhì)—脂質(zhì)—蛋白質(zhì)靜態(tài)分析：“三明治模型”的靜態(tài)結(jié)構(gòu)模型不能解釋哪些功能？

不能解釋細(xì)胞的生長(zhǎng)、白細(xì)胞吞噬細(xì)菌、受精時(shí)細(xì)胞融合等。細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)的電鏡照片(2)1970年，人鼠細(xì)胞融合實(shí)驗(yàn)①方法：________法(如圖)。②現(xiàn)象：a．開(kāi)始：一半發(fā)________，另一半發(fā)________。b．在37℃下經(jīng)過(guò)40min后兩種顏色的熒光________。③．結(jié)論：細(xì)胞膜具有______。熒光標(biāo)記綠光熒光紅色熒光均勻分布流動(dòng)性1細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)的探索融合細(xì)胞細(xì)胞融合37℃40min正在融合的細(xì)胞紅色熒光染料標(biāo)記膜蛋白綠色熒光染料標(biāo)記膜蛋白人細(xì)胞小鼠細(xì)胞1細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)的探索(3)1972年，辛格和尼科爾森①方法：新的觀察和實(shí)驗(yàn)證據(jù)。②結(jié)果：提出為大多數(shù)人所接受的____________。流動(dòng)鑲嵌模型科學(xué)方法提出假說(shuō)細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)模型的探索過(guò)程，反映了提出假說(shuō)這一科學(xué)方法的作用?？茖W(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(wèn)題的一種假說(shuō)，再用進(jìn)一步的觀察與實(shí)驗(yàn)對(duì)已建立的假說(shuō)進(jìn)行修正和補(bǔ)充。一種假說(shuō)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?！咀灾鲗W(xué)習(xí)】閱讀教材P44—P45關(guān)于流動(dòng)鑲嵌模型的基本內(nèi)容，回答下列問(wèn)題：1.細(xì)胞膜的基本支架是什么？

2.蛋白質(zhì)在細(xì)胞膜上如何分布？3.細(xì)胞膜具有流動(dòng)性的原因是什么？4.什么叫糖蛋白？有什么功能？1.生物膜的基本支架：A磷脂雙分子層2.蛋白質(zhì)分子存在形態(tài)B鑲在表面

嵌入

貫穿3.在細(xì)胞膜外表面，糖類(lèi)和蛋白質(zhì)結(jié)合形成C()，與脂質(zhì)結(jié)合成D()，這些糖類(lèi)叫作_______，和細(xì)胞表面的識(shí)別、細(xì)胞間的信息傳遞等功能有關(guān)。糖蛋白糖脂糖被細(xì)胞膜的流動(dòng)性與選擇透過(guò)性區(qū)別結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：具有流動(dòng)性功能特點(diǎn)：選擇透過(guò)性聯(lián)系膜只有具有流動(dòng)性，才能表現(xiàn)其選擇透過(guò)性，如果細(xì)胞膜中部分蛋白質(zhì)充當(dāng)了載體，運(yùn)輸物質(zhì)進(jìn)出細(xì)胞，只有它是運(yùn)動(dòng)的，才能運(yùn)輸物質(zhì)。課堂總結(jié).

1.基于對(duì)細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)和功能的理解，判斷下列相關(guān)表述是否正確（1）構(gòu)成細(xì)胞膜的磷脂分子具有流動(dòng)性，而蛋白質(zhì)是固定不動(dòng)的。（

）（2）細(xì)胞膜是細(xì)胞的一道屏障，只有細(xì)胞需要的物質(zhì)才能進(jìn)入，而對(duì)細(xì)胞有害的物質(zhì)則不能進(jìn)入。（

）（3）向細(xì)胞內(nèi)注射物質(zhì)后，細(xì)胞膜上會(huì)留下一個(gè)空洞。（

）4.1概念檢測(cè)×××鞏固反饋.

2.細(xì)胞膜的特性和功能是由其結(jié)構(gòu)決定的。下列相關(guān)敘述錯(cuò)誤的是（

）A.細(xì)胞膜的脂質(zhì)結(jié)構(gòu)使溶于脂質(zhì)的物質(zhì)，容易通過(guò)細(xì)胞膜B.由于磷脂雙分子層內(nèi)部是疏水的，因此水分子不能通過(guò)細(xì)胞膜C.細(xì)胞膜的蛋白質(zhì)分子有物質(zhì)運(yùn)輸功能D.細(xì)胞的生長(zhǎng)現(xiàn)象不支持細(xì)胞膜的靜態(tài)結(jié)構(gòu)模型B4.1概念檢測(cè)解析：一是因?yàn)樗肿訕O小，可以通過(guò)由于磷脂分子運(yùn)動(dòng)而產(chǎn)生的間隙；二是因?yàn)槟ど洗嬖谒ǖ赖鞍?，水分子可以通過(guò)通道蛋白通過(guò)膜。.

4.2拓展應(yīng)用1.在解釋不容易理解的陌生事物時(shí)，人們常用類(lèi)比的方法，將陌生的事物與熟悉的事物作比較。有人在解釋細(xì)胞膜時(shí)，把它與窗紗進(jìn)行類(lèi)比：窗紗能把昆蟲(chóng)擋在外面，同時(shí)窗紗的小洞又能讓空氣進(jìn)岀。你認(rèn)為這種類(lèi)比有什么合理之處，有沒(méi)有不妥當(dāng)?shù)牡胤?？把?xì)胞膜與窗紗進(jìn)行類(lèi)比,合理之處是說(shuō)明細(xì)胞膜與窗紗一樣可以允許一些物質(zhì)出入，阻擋其他物質(zhì)出入。這樣的類(lèi)比也有不妥之處。例如，窗紗是一種簡(jiǎn)單的剛性的結(jié)構(gòu)，功能較單純，細(xì)胞膜的結(jié)構(gòu)和功能要復(fù)雜得多；細(xì)胞膜是活細(xì)胞的重要組成部分，活細(xì)胞的生命活動(dòng)是一個(gè)主動(dòng)的過(guò)程，而窗紗是沒(méi)有生命的，它只能是被動(dòng)地在起作用。.

4.2拓展應(yīng)用2.下圖是由磷脂分子構(gòu)成的脂質(zhì)體，它可以作為藥物的運(yùn)載體，將其運(yùn)送到特定的細(xì)胞發(fā)揮作用。在脂質(zhì)體中，能在水中結(jié)晶的藥物被包在雙分子層中，脂溶