課堂導(dǎo)入國家的邊界：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）細(xì)胞膜的結(jié)構(gòu)和功能

聚

焦123細(xì)胞膜有哪些功能？流動(dòng)鑲嵌模型的基本內(nèi)容是什么？通過對(duì)細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)探索過程分析，你對(duì)科學(xué)的過程和方法有哪些領(lǐng)悟1細(xì)胞膜的功能推測(cè)的原始海洋景觀想象圖1.1細(xì)胞膜的功能膜的出現(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(xì)胞，并成為相對(duì)獨(dú)立的系統(tǒng)。細(xì)胞膜保障了細(xì)胞內(nèi)部環(huán)境的相對(duì)穩(wěn)定。1、將細(xì)胞與外界環(huán)境分開問題探討鑒別動(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。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)胞膜具有選擇透過性，臺(tái)盼藍(lán)是細(xì)胞不需要的物質(zhì)，不易通過細(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)能通過細(xì)胞膜進(jìn)入細(xì)胞，死細(xì)胞能被染成藍(lán)色。細(xì)胞膜作為細(xì)胞的邊界，應(yīng)該具有什么樣的功能呢？需要的營養(yǎng)物質(zhì)（氨基酸、無機(jī)鹽、葡萄糖等）抗體、激素等細(xì)胞合成并分泌不需要、有害的物質(zhì)（如細(xì)菌、病毒等）細(xì)胞膜的功能特性：選擇透過性細(xì)胞膜的控制作用是相對(duì)的細(xì)胞代謝產(chǎn)生廢物（CO2、尿素等）核酸等有用成分可不

易可不

可2、控制物質(zhì)進(jìn)出在細(xì)胞學(xué)說中強(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”。由此說明多細(xì)胞生物體的生命活動(dòng)必須依賴于細(xì)胞之間的協(xié)調(diào)配合才能完成。施萊登施旺下課接熱水的時(shí)候，水溫太燙下意識(shí)的把手抽開，這一系列反應(yīng)是哪些細(xì)胞參與了？？1細(xì)胞之間是如何實(shí)現(xiàn)協(xié)調(diào)配合的？2細(xì)胞之間信息交流的方式有哪些？?jī)?nèi)分泌細(xì)胞分泌的激素（胰高血糖素），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。內(nèi)分泌細(xì)胞靶細(xì)胞激素血管受體：蛋白質(zhì)靶細(xì)胞3、進(jìn)行細(xì)胞間的信息交流①細(xì)胞分泌化學(xué)物質(zhì)間接傳遞信息（間接交流）發(fā)出信號(hào)的細(xì)胞相鄰兩個(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。與膜結(jié)合的信號(hào)分子靶細(xì)胞膜上接受信號(hào)分子的受體②細(xì)胞膜直接接觸傳遞信息（直接交流）精子和卵細(xì)胞之間的識(shí)別和結(jié)合胞間連絲細(xì)胞膜兩個(gè)相鄰細(xì)胞的細(xì)胞壁相鄰兩個(gè)細(xì)胞之間形成通道，攜帶信息的物質(zhì)通過通道進(jìn)入另一個(gè)細(xì)胞。例如高等植物之間通過胞間連絲相互接觸，也有信息交流③形成通道傳遞信息細(xì)胞膜的功能將細(xì)胞與外界環(huán)境分隔開控制物質(zhì)進(jìn)出細(xì)胞進(jìn)行細(xì)胞間的信息交流間接交流直接交流通道傳遞總結(jié)結(jié)構(gòu)決定功能，那么細(xì)胞膜的結(jié)構(gòu)是怎么樣的呢？（1）右圖為細(xì)胞間信息交流的某些方式的示意圖。以下敘述不正確的是（）A在A、B、C三圖中，靶細(xì)胞都是通過細(xì)胞膜上的受體接受信號(hào)分子B從圖中可以看出細(xì)胞間的信息交流方式多種多樣C細(xì)胞膜上有信息接收功能的物質(zhì)很可能為糖蛋白D細(xì)胞間的信息交流一定依賴細(xì)胞膜上的受體D2對(duì)細(xì)胞膜成分的探索最初對(duì)細(xì)胞膜成分的認(rèn)識(shí)，是通過對(duì)現(xiàn)象的推理分析而推測(cè)出來的。資料11895年歐文頓,用多種化學(xué)物質(zhì)對(duì)植物細(xì)胞的通透性進(jìn)行了上萬次的實(shí)驗(yàn)。細(xì)胞膜非脂溶性物質(zhì)脂溶性物質(zhì)相似相溶原理細(xì)胞膜是由脂質(zhì)組成的【思考】歐文頓對(duì)細(xì)胞膜的組成成分作出怎樣的推測(cè)？事實(shí)：脂溶性的物質(zhì)容易穿過細(xì)胞膜，非脂溶性的物質(zhì)不容易穿過細(xì)胞膜。細(xì)胞膜具體是由哪些脂質(zhì)組成的呢？科學(xué)家利用哺乳動(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。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。為什么要用哺乳動(dòng)物的紅細(xì)胞來制備出純凈細(xì)胞膜呢？①動(dòng)物細(xì)胞無細(xì)胞壁，更易吸水脹破。②哺乳動(dòng)物成熟的紅細(xì)胞沒有細(xì)胞核和眾多的細(xì)胞器。結(jié)論：資料2:吸水漲破多個(gè)磷脂分子在水中形成雙分子層頭部（親水）尾部（疏水）磷脂的一端為親水的頭，兩個(gè)脂肪酸一端為疏水的尾，多個(gè)磷脂分子在水中總是自發(fā)地形成雙分子層。思考·討論如果有一個(gè)水槽，把磷脂分子鋪在水面上，磷脂分子將如何在水-空氣界面上排布？空氣磷脂分子排列為單分子層1925年，兩位荷蘭科學(xué)家戈特和格倫德爾用丙酮從人的紅細(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。在水中形成的磷脂雙分子層模式圖【思考】如果用其他細(xì)胞膜（雞的紅細(xì)胞）做實(shí)驗(yàn)，數(shù)量關(guān)系還是2倍嗎？【推斷】細(xì)胞膜中的磷脂分子必然排列成連續(xù)的兩層。資料3:水環(huán)境思考·討論細(xì)胞膜的兩側(cè)都有水環(huán)境存在，同學(xué)們嘗試著大膽的推測(cè)和想象一下在這樣的環(huán)境中，磷脂分子在細(xì)胞膜中怎樣排列為兩層呢？1935年，英國學(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。資料4:除磷脂外，細(xì)胞膜還有無其它成分？推測(cè)：細(xì)胞膜除含脂質(zhì)分子外，可能還附有蛋白質(zhì)。人物時(shí)間實(shí)驗(yàn)過程結(jié)果歐文頓1895年發(fā)現(xiàn)脂溶性物質(zhì)更易通過細(xì)胞膜推測(cè)細(xì)胞膜由脂質(zhì)組成科學(xué)家利用哺乳動(dòng)物的紅細(xì)胞制備細(xì)胞膜，進(jìn)行化學(xué)成分分析組成細(xì)胞膜的脂質(zhì)有磷脂和膽固醇，其中磷脂含量最多戈特格倫德爾1925年從人的紅細(xì)胞中提取脂質(zhì)，在空氣-水界面中鋪展成單分子層，其面積是紅細(xì)胞表面的2倍細(xì)胞膜中的磷脂必然排列為連續(xù)的兩層丹尼利戴維森1935年研究了細(xì)胞膜的張力細(xì)胞膜除含脂質(zhì)分子外，可能還附有蛋白質(zhì)細(xì)胞膜主要是由脂質(zhì)和蛋白質(zhì)組成的，還有少量糖類3對(duì)細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)的探索脂質(zhì)、蛋白質(zhì)、糖類是如何組成細(xì)胞膜的呢？細(xì)胞膜成分脂質(zhì)(50%)蛋白質(zhì)(40%)少量的糖類(2%~10%)磷脂最豐富，此外還有少量的膽固醇重要的功能作用，功能越復(fù)雜的細(xì)胞膜，種類和數(shù)量越多脂質(zhì)和蛋白質(zhì)等成分是如何組成細(xì)胞膜的呢？1959年羅伯特森在電鏡下觀察到了細(xì)胞膜的清晰的暗—亮—暗的三層結(jié)構(gòu)，是一種靜態(tài)的統(tǒng)一結(jié)構(gòu)。細(xì)胞膜細(xì)胞內(nèi)細(xì)胞外“三明治模型”蛋白質(zhì)-脂質(zhì)-蛋白質(zhì)細(xì)胞外細(xì)胞內(nèi)蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)脂雙層資料1:提出假說：細(xì)胞膜由蛋白質(zhì)－脂質(zhì)－蛋白質(zhì)三層結(jié)構(gòu)構(gòu)成，中間亮層是脂質(zhì)分子；是靜態(tài)統(tǒng)一的結(jié)構(gòu)。如果細(xì)胞膜是靜態(tài)的，如何解釋細(xì)胞的生長(zhǎng)、變形蟲的運(yùn)動(dòng)？1970年，人——鼠細(xì)胞融合實(shí)驗(yàn)（熒光標(biāo)記實(shí)驗(yàn)）小鼠細(xì)胞人細(xì)胞正在融合的細(xì)胞融合細(xì)胞綠色熒光染料標(biāo)記的膜蛋白紅色熒光染料標(biāo)記的膜蛋白細(xì)胞融合37℃40min資料2:實(shí)驗(yàn)：科學(xué)家用綠色熒光染料標(biāo)記小鼠細(xì)胞膜表面蛋白質(zhì)分子，用紅色熒光染料標(biāo)記人細(xì)胞表面的蛋白質(zhì)分子，將小鼠細(xì)胞和人細(xì)胞融合。發(fā)現(xiàn)：這兩個(gè)細(xì)胞剛?cè)诤蠒r(shí)，融合細(xì)胞一半發(fā)綠色熒光，另一半發(fā)紅色熒光；在37℃下經(jīng)過40min，兩種顏色的熒光均勻分布。細(xì)胞融合實(shí)驗(yàn)以及相關(guān)的其他實(shí)驗(yàn)證據(jù)表明，細(xì)胞具有流動(dòng)性（結(jié)構(gòu)特點(diǎn)）1972年辛格（S.J.Singer）和尼科爾森（G.Nicolson）總結(jié)提出了新的生物膜模型———流動(dòng)鑲嵌模型，為多數(shù)人所接受。資料3:科學(xué)方法提出假說細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)模型的探索過程，反映了提出假說這一科學(xué)方法的作用。科學(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)問題的一種假說，再用進(jìn)一步的觀察與實(shí)驗(yàn)對(duì)已建立的假說進(jìn)行修正和補(bǔ)充。一種假說最終被接受被否定，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。4流動(dòng)鑲嵌模型的基本內(nèi)容流動(dòng)鑲嵌模型的基本內(nèi)容磷脂分子磷脂雙分子層蛋白質(zhì)分子1、細(xì)胞膜主要是由磷脂分子和蛋白質(zhì)分子構(gòu)成的2、磷脂雙分子層是膜的基本支架，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，因此具有屏障作用3、蛋白質(zhì)分子以不同的方式鑲嵌在磷脂雙分子層中：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(gè)磷脂雙分子層4、細(xì)胞膜具有流動(dòng)性（結(jié)構(gòu)特點(diǎn)）細(xì)胞膜外表面，有糖類分子與蛋白質(zhì)分子結(jié)合形成的糖蛋白，或與脂質(zhì)結(jié)合形成的糖脂，這些糖類分子叫作糖被。糖被在生命活動(dòng)中具有重要功能，與細(xì)胞表面的識(shí)別、細(xì)胞間的信息傳遞等功能有密切關(guān)系。蛋白質(zhì)膽固醇磷脂分子磷脂雙分子層糖蛋白糖脂（2）在眾多學(xué)者提出的關(guān)于細(xì)胞膜的分子結(jié)構(gòu)模型中，辛格和尼科爾森提出的流動(dòng)鑲嵌模型為大多數(shù)人所接受。如圖是細(xì)胞膜的結(jié)構(gòu)模式圖，①~③表示構(gòu)成細(xì)胞膜的物質(zhì)，有關(guān)說法錯(cuò)誤的是（）A、①位于細(xì)胞膜的內(nèi)側(cè)，與細(xì)胞識(shí)別有關(guān)B、③構(gòu)成細(xì)胞膜的基本支架C、功能越復(fù)雜的細(xì)胞膜，②的種類與數(shù)量就越多D、②與③大多數(shù)是可以運(yùn)動(dòng)的A結(jié)構(gòu)功能①將細(xì)胞與外界環(huán)境分隔開②控制物質(zhì)進(jìn)出細(xì)胞③進(jìn)行細(xì)胞間的信息交流細(xì)胞膜組分保障了細(xì)胞內(nèi)部環(huán)境的相對(duì)穩(wěn)定功能特性