第1節(jié)

細(xì)胞膜的結(jié)構(gòu)和功能第3章細(xì)胞的基本結(jié)構(gòu)問(wèn)題探討鑒別動(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。用臺(tái)盼藍(lán)染液染色后的死細(xì)胞和活細(xì)胞(放大200倍)討論1.為什么活細(xì)胞不能被染色，而死細(xì)胞能被染色？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。2.據(jù)此推測(cè)，細(xì)胞膜作為系統(tǒng)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。原始地球環(huán)境

膜的出現(xiàn)是生命起源過(guò)程中至關(guān)重要的階段。一.細(xì)胞膜的功能1.將細(xì)胞與外界環(huán)境分隔開(kāi)

細(xì)胞膜的出現(xiàn)使生命起源到了細(xì)胞的形式，也保障了細(xì)胞內(nèi)部環(huán)境的相對(duì)穩(wěn)定。細(xì)胞可“進(jìn)”不易“進(jìn)”可“出”不可“出”營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)對(duì)細(xì)胞有害的物質(zhì)抗體、激素等物質(zhì)，細(xì)胞產(chǎn)生的廢物細(xì)胞內(nèi)的核酸等重要成分病菌、病毒等可能侵入注意：細(xì)胞膜的控制作用是相對(duì)的！2.控制物質(zhì)進(jìn)出細(xì)胞功能特點(diǎn)：選擇透過(guò)性

【思考1】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。你能解釋“染色排除法”的原理嗎？臺(tái)盼藍(lán)染色劑是細(xì)胞不需要的物質(zhì)，不能通過(guò)細(xì)胞膜進(jìn)入細(xì)胞，所以活細(xì)胞不被染色。

【思考2】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？

與細(xì)胞膜具有控制物質(zhì)進(jìn)出細(xì)胞的功能有關(guān)。演示(1)通過(guò)化學(xué)物質(zhì)傳遞信息受體3.細(xì)胞間的信息交流靶細(xì)胞發(fā)出信號(hào)的細(xì)胞3.細(xì)胞間的信息交流演示(2)通過(guò)細(xì)胞膜直接接觸傳遞信息受體信號(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。例如，精子和卵細(xì)胞之間的識(shí)別和結(jié)合。(細(xì)胞識(shí)別)相鄰兩個(gè)細(xì)胞之間形成通道，攜帶信息的物質(zhì)通過(guò)通道進(jìn)入另一個(gè)細(xì)胞。3.細(xì)胞間的信息交流(3)通過(guò)細(xì)胞間通道傳遞信息胞間連絲例如:高等植物細(xì)胞之間通過(guò)胞間連絲相互連接，也有信息交流的作用。1.將細(xì)胞與外界壞境分隔開(kāi)一.細(xì)胞膜的功能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(2)通過(guò)細(xì)胞膜直接接觸傳遞信息(3)通過(guò)細(xì)胞間通道傳遞信息(1)通過(guò)化學(xué)物質(zhì)傳遞信息方式小結(jié)【檢測(cè)】下圖為細(xì)胞間的3種信息交流方式，請(qǐng)據(jù)圖回答：

(1)圖A表示通過(guò)細(xì)胞分泌的化學(xué)物質(zhì)，隨①

到達(dá)全身各處，與靶細(xì)胞表面的②

結(jié)合，將信息遞給靶細(xì)胞。(2)圖B表示通過(guò)相鄰兩細(xì)胞的

，使信息從一個(gè)細(xì)胞傳遞給另一個(gè)細(xì)胞，圖中③表示____________________請(qǐng)舉一個(gè)例子：__________________________________。血液受體細(xì)胞膜接觸與膜結(jié)合的信號(hào)分子精子與卵細(xì)胞之間的識(shí)別和結(jié)合(3)圖C表示相鄰兩植物細(xì)胞之間形成

，攜帶信息的物質(zhì)從一個(gè)細(xì)胞傳遞給另一個(gè)細(xì)胞，圖中④表示

。(4)由以上分析可知：在多細(xì)胞生物體內(nèi)，各個(gè)細(xì)胞之間都維持功能的協(xié)調(diào)，才能使生物體健康地生存。這種協(xié)調(diào)性的實(shí)現(xiàn)不僅依賴于物質(zhì)和能量的交換，也依賴于

的交流，這種交流大多與_________________有關(guān)。通道胞間連絲信息細(xì)胞膜的結(jié)構(gòu)除了以上提到的三種功能外，細(xì)胞膜還有細(xì)胞識(shí)別、保護(hù)細(xì)胞、參與細(xì)胞的運(yùn)動(dòng)、分泌等功能。二.細(xì)胞膜的結(jié)構(gòu)

多細(xì)胞生物是一個(gè)繁忙而有序的細(xì)胞“社會(huì)”。如果沒(méi)有信息交流，生物體不可能作為一個(gè)整體完成生命活動(dòng)。細(xì)胞間信息交流，大多與細(xì)胞膜的結(jié)構(gòu)有關(guān)。

細(xì)胞膜的功能是由它的成分和結(jié)構(gòu)決定的。但細(xì)胞膜非常薄，在高顯微鏡下依然難以看清它的真面目，人們對(duì)細(xì)胞膜化學(xué)成分與結(jié)構(gòu)的認(rèn)識(shí)經(jīng)歷了很長(zhǎng)時(shí)間。二.細(xì)胞膜的結(jié)構(gòu)1.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：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，不容易脂質(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，科學(xué)家將哺乳動(dòng)物紅細(xì)胞中脂質(zhì)在空氣-水界面上鋪展成單分子層，測(cè)得単分子層的面積為紅細(xì)胞的表面積的2倍。細(xì)胞膜由脂質(zhì)組成組成細(xì)胞膜的脂質(zhì)有磷脂和膽固醇。其中磷脂含量最多。細(xì)胞膜中的磷脂分子必然排列為連續(xù)的兩層。問(wèn)題：其他細(xì)胞中的脂質(zhì)分子鋪成單分子層，也剛好是細(xì)胞表面積的2倍嗎？【思考】如果要制備細(xì)胞膜怎樣選材？：選出適合作為研究細(xì)胞膜材料的細(xì)胞，并說(shuō)明理由。理由：1.哺乳動(dòng)物成熟的紅細(xì)胞中無(wú)細(xì)胞核膜和眾多的細(xì)胞器膜，易制得純凈的細(xì)胞膜；2.無(wú)細(xì)胞壁，細(xì)胞容易吸水漲破，容易獲取。

磷脂是一種由

等所組成的分子甘油、脂肪酸和磷酸磷脂分子：含CHONP元素磷脂在空氣－水界面上如何分布水空氣實(shí)驗(yàn)及其結(jié)果：實(shí)驗(yàn)結(jié)論：細(xì)胞膜中的磷脂分子必然排列為連續(xù)的兩層。（磷脂雙分子層）細(xì)胞內(nèi)外側(cè)都是水，細(xì)胞膜中兩層磷脂分子如何分布水水序號(hào)實(shí)驗(yàn)過(guò)程與結(jié)果實(shí)驗(yàn)結(jié)論①1895年歐文頓：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，不容易脂質(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，科學(xué)家將紅細(xì)胞中脂質(zhì)在空氣-水界面上鋪展成單分子層，測(cè)得単分子層的面積為紅細(xì)胞的表面積的2倍。細(xì)胞膜由脂質(zhì)組成組成細(xì)胞膜的脂質(zhì)有磷脂和膽固醇。其中磷脂含量最多。細(xì)胞膜中的磷脂分子必然排列為連續(xù)的兩層。④1935年，發(fā)現(xiàn)細(xì)胞表面張力明顯低于油水界面的表面張力，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，并接近細(xì)胞表面張力。細(xì)胞膜除含脂質(zhì)分子外，可能還有附有蛋白質(zhì)。1.對(duì)細(xì)胞膜成分的探索2.根據(jù)磷脂分子的特點(diǎn)解釋，為什么磷脂在空氣—

水界面上鋪展成單分子層？科學(xué)家是如何推導(dǎo)出“脂質(zhì)在細(xì)胞膜中必然排列為連續(xù)的兩層”的結(jié)論？

磷脂分子的親水性頭部向水面一側(cè)，疏水性尾部向空氣一側(cè)；

脂質(zhì)在細(xì)胞膜中只有排列成連續(xù)的兩層，鋪展成單分子層的面積才會(huì)恰為紅細(xì)胞表面積的2倍。1.最初認(rèn)識(shí)到生物膜是由脂質(zhì)組成的，是通過(guò)對(duì)現(xiàn)

象的推理分析，還是通過(guò)膜成分的提取和鑒定？通過(guò)對(duì)現(xiàn)象的推理分析的。討論：P42

頭部將與水接觸，尾部與苯接觸，磷脂分子分布成單層4.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？3.磷脂分子在水中能自發(fā)地形成雙分子層，你如

何解釋這一現(xiàn)象？由此，你能否就細(xì)胞膜是由

磷脂雙分子層構(gòu)成的原因作出分析？

因?yàn)榱字肿佑幸粋€(gè)親水頭部和疏水尾部,疏水尾巴要聚集到一起,這就使得親水的頭在外與水接觸,疏水的尾巴聚在里頭,形成穩(wěn)定的雙分子層結(jié)構(gòu)；細(xì)胞膜的內(nèi)外都是水。__________（約50%）__________（約40%）主要成分____________（約2%~10%）________（主要）_________（主要是動(dòng)物細(xì)胞膜具有）脂質(zhì)蛋白質(zhì)糖類磷脂膽固醇蛋白質(zhì)的_______與________決定細(xì)胞膜功能的復(fù)雜程度。種類數(shù)量脂質(zhì)和蛋白質(zhì)等成分如何組成細(xì)胞膜的呢細(xì)胞膜成分的小結(jié)：序號(hào)實(shí)驗(yàn)過(guò)程與結(jié)果實(shí)驗(yàn)結(jié)論①20世紀(jì)40年代，科學(xué)家推測(cè)細(xì)胞膜為脂雙層，蛋白質(zhì)分子覆蓋在細(xì)胞膜兩側(cè)。②1959年羅伯特森在電鏡看到細(xì)胞膜暗-亮-暗三層結(jié)構(gòu)。推測(cè)為：蛋白質(zhì)-脂質(zhì)雙層-蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)。細(xì)胞膜都是由蛋白質(zhì)-脂質(zhì)-蛋白質(zhì)三層構(gòu)成。認(rèn)為細(xì)胞膜是靜態(tài)的統(tǒng)一結(jié)構(gòu)。2.對(duì)細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)的探索細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)的電鏡照片(放大400000倍)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？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：細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)的電鏡照片(放大400000倍)暗帶←電子透過(guò)樣品少←蛋白質(zhì)對(duì)電子阻擋作用大亮帶←電子透過(guò)樣品多←脂雙層對(duì)電子阻擋作用小暗帶←電子透過(guò)樣品少←蛋白質(zhì)對(duì)電子阻擋作用大序號(hào)實(shí)驗(yàn)過(guò)程與結(jié)果實(shí)驗(yàn)結(jié)論①20世紀(jì)40年代，科學(xué)家推測(cè)細(xì)胞膜為脂雙層，蛋白質(zhì)分子覆蓋在細(xì)胞膜兩側(cè)。②1959年羅伯特森在電鏡看到細(xì)胞膜暗-亮-暗三層結(jié)構(gòu)。③1970年，用不同顏色熒光染料標(biāo)記分別標(biāo)記人的細(xì)胞和鼠的細(xì)胞，然后將人-鼠細(xì)胞融合，一段時(shí)間后，不同顏色的熒光染料均勻分布在融合細(xì)胞膜表面推測(cè)為：蛋白質(zhì)-脂質(zhì)雙層-蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)。細(xì)胞膜都是由蛋白質(zhì)-脂質(zhì)-蛋白質(zhì)三層構(gòu)成。認(rèn)為細(xì)胞膜是靜態(tài)的統(tǒng)一結(jié)構(gòu)。細(xì)胞膜具有流動(dòng)性2.對(duì)細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)的探索熒光標(biāo)記的小鼠細(xì)胞和人細(xì)胞融合實(shí)驗(yàn)示意圖用發(fā)綠色熒光的染料標(biāo)記小鼠細(xì)胞表面的蛋白質(zhì)用發(fā)紅色熒光的染料標(biāo)記人細(xì)胞表面的蛋白質(zhì)細(xì)胞膜上的大多數(shù)蛋白質(zhì)是可以運(yùn)動(dòng)的，即細(xì)胞膜具有流動(dòng)性序號(hào)實(shí)驗(yàn)過(guò)程與結(jié)果實(shí)驗(yàn)結(jié)論①20世紀(jì)40年代，科學(xué)家推測(cè)細(xì)胞膜為脂雙層，蛋白質(zhì)分子覆蓋在細(xì)胞膜兩側(cè)。②1959年羅伯特森在電鏡看到細(xì)胞膜暗-亮-暗三層結(jié)構(gòu)。③1970年，用不同顏色熒光染料標(biāo)記分別標(biāo)記人的細(xì)胞和鼠的細(xì)胞，然后將人-鼠細(xì)胞融合，一段時(shí)間后，不同顏色的熒光染料均勻分布在融合細(xì)胞膜表面④1972年，辛格和尼科爾森總結(jié)前人的研究成果，提出流動(dòng)鑲嵌模型。推測(cè)為：蛋白質(zhì)-脂質(zhì)雙層-蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)。細(xì)胞膜都是由蛋白質(zhì)-脂質(zhì)-蛋白質(zhì)三層構(gòu)成。認(rèn)為細(xì)胞膜是靜態(tài)的統(tǒng)一結(jié)構(gòu)。細(xì)胞膜具有流動(dòng)性2.對(duì)細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)的探索3.流動(dòng)鑲嵌模型的基本內(nèi)容①_______________是膜的基本支架。磷脂雙分子層其內(nèi)部是疏水端，水溶性分子或離子不能自由通過(guò)，因此具有屏障作用。思考：既然膜內(nèi)部分是疏水的，水分子為什么能跨膜運(yùn)輸呢？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赖鞍祝肿涌梢杂纱送ㄟ^(guò)②_________________以不同方式鑲嵌在磷脂雙分子層中。有的鑲在磷脂分子層表面。有的部分或全部嵌入磷脂雙分子層中，有的貫穿于整個(gè)磷脂雙分子層表面。蛋白質(zhì)分子3.流動(dòng)鑲嵌模型的基本內(nèi)容③細(xì)胞膜不是靜止不動(dòng)的，而是具有

。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。主要表現(xiàn)為構(gòu)成膜的

。3.流動(dòng)鑲嵌模型的基本內(nèi)容流動(dòng)性磷脂分子可以側(cè)向自由移動(dòng)，膜中的蛋白質(zhì)大多也能運(yùn)動(dòng)④在細(xì)胞膜外表面，糖類分子與蛋白質(zhì)結(jié)合形成___________，或與脂質(zhì)結(jié)合形成_________，這些糖類分子叫做_______。糖蛋白糖脂糖被3.流動(dòng)鑲嵌模型的基本內(nèi)容【思考】既然膜內(nèi)部分是疏水的，水分子為什么能跨膜運(yùn)輸呢？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赖鞍祝肿涌梢杂纱送ㄟ^(guò)四.細(xì)胞壁細(xì)菌細(xì)胞壁的主要成分是肽聚糖1.化學(xué)成分:纖維素和果膠2.功能:

支持和保護(hù)細(xì)胞壁具有全透性【檢測(cè)】判斷正誤，正確的畫(huà)“√”，錯(cuò)誤的畫(huà)“×”。(1)同一生物體的細(xì)胞膜中蛋白質(zhì)的種類和數(shù)量相同。(

)(2)在組成細(xì)胞膜的脂質(zhì)中，膽固醇最豐富。(

)(3)細(xì)胞膜的成分是恒定不變的。(

)(4)動(dòng)物細(xì)胞間的黏著性與細(xì)胞膜上的糖蛋白有關(guān)。(

)(5)植物細(xì)胞的胞間連絲具有物質(zhì)運(yùn)輸?shù)淖饔谩?

)(6)細(xì)胞膜的流動(dòng)性與ATP沒(méi)有關(guān)系。(

)(7)熒光染料標(biāo)記人鼠細(xì)胞融合實(shí)驗(yàn)說(shuō)明細(xì)胞膜具有流動(dòng)性。(

)(8)細(xì)胞膜的流動(dòng)性和選擇透過(guò)性均須在完成物質(zhì)交換功能時(shí)才能體現(xiàn)出來(lái)。(

)（9）功能越復(fù)雜的細(xì)胞膜,蛋白質(zhì)的種類和數(shù)量相對(duì)越多。()×××√√×√×√【檢測(cè)】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)