细胞膜的结构和功能含动画新教材人教必修学习教案

1、会计学1第一页，共30页。 鉴别动物细胞是否死亡常用台盼蓝染液。鉴别动物细胞是否死亡常用台盼蓝染液。用它染色时，死细胞会被染成蓝色，而活细用它染色时，死细胞会被染成蓝色，而活细胞不会着色。胞不会着色。 讨论讨论 1 1为什么活细胞不能被染色，而死细胞为什么活细胞不能被染色，而死细胞能被染色？能被染色？ 2 2据此推测，细胞膜作为细胞的边界，据此推测，细胞膜作为细胞的边界，应该具有应该具有(jyu)(jyu)什么功能？什么功能？第1页/共30页第二页，共30页。推测的原始推测的原始海洋景观图海洋景观图第2页/共30页第三页，共30页。第3页/共30页第四页，共30页。3.3.进行进行(jnxng

2、)(jnxng)细胞间的信息交细胞间的信息交流。流。第4页/共30页第五页，共30页。第5页/共30页第六页，共30页。胞间连丝通道通道(tngdo)(tngdo)传递传递胞间连丝胞间连丝 向高等植物的一个细胞中注入荧光染料向高等植物的一个细胞中注入荧光染料( (能发出荧光的染料能发出荧光的染料) )，则染料迅速，则染料迅速(xn s)(xn s)扩散到相邻的细胞内。扩散到相邻的细胞内。第6页/共30页第七页，共30页。18951895年，英国科学家欧文年，英国科学家欧文(u wn)(u wn)顿（顿（E.OvertonE.Overton）实验。）实验。不溶于脂质的物质不溶于脂质的物质(wzh

3、)(wzh)溶于脂质的物质溶于脂质的物质(wzh)(wzh)细胞膜细胞膜通过通过上述实验上述实验，你，你会做出会做出什么样的推测？什么样的推测？细胞膜细胞膜中中含有脂质含有脂质。二二、对细胞膜成分的探索、对细胞膜成分的探索第7页/共30页第八页，共30页。 科学家利用哺乳动物科学家利用哺乳动物(brdngw)(brdngw)的红细胞，通过一定的方法制备出的红细胞，通过一定的方法制备出纯净的细胞膜，进行化学分析，得知组成细胞膜的脂质有磷脂和胆固醇，纯净的细胞膜，进行化学分析，得知组成细胞膜的脂质有磷脂和胆固醇，一其中磷脂含量最多。一其中磷脂含量最多。为什么用哺乳动物的红细胞能制备为什么用哺乳动物

4、的红细胞能制备(zhbi)(zhbi)出纯净的细胞出纯净的细胞膜呢？膜呢？ 因为因为(yn wi)(yn wi)哺乳动物成熟的红细胞没有细胞核和众多的哺乳动物成熟的红细胞没有细胞核和众多的细胞器。细胞器。第8页/共30页第九页，共30页。亲水亲水疏水疏水第9页/共30页第十页，共30页。多个磷脂多个磷脂(ln zh)分子在水中总是自发地形成双分子层。分子在水中总是自发地形成双分子层。第10页/共30页第十一页，共30页。细胞膜中的磷脂细胞膜中的磷脂(ln zh)(ln zh)分子必然排列为连续的两层。分子必然排列为连续的两层。他们他们(t men)(t men)由此推断：由此推断： 1925

5、1925年，两位荷兰科学家戈特（年，两位荷兰科学家戈特（E.GonerE.Goner）和格伦德尔（）和格伦德尔（F.Grendel)F.Grendel)用丙酮用丙酮(bn tn)(bn tn)从人的红细胞中提取脂质，在空气从人的红细胞中提取脂质，在空气水界面上铺成单分水界面上铺成单分子层，测得单层分子的面积恰为红细胞的表面积的子层，测得单层分子的面积恰为红细胞的表面积的2 2倍。倍。第11页/共30页第十二页，共30页。 1935 1935年，英国学者丹尼利年，英国学者丹尼利(J.F.Danielli)(J.F.Danielli)和戴维森和戴维森(H.Davson)(H.Davson)研究研究

6、了细胞膜的张力。他们发现细胞的表面张力明显低于油一水界面的表面了细胞膜的张力。他们发现细胞的表面张力明显低于油一水界面的表面张力。张力。 由于人们已发现了油脂滴表面如果吸附由于人们已发现了油脂滴表面如果吸附(xf)(xf)有蛋白质成分则有蛋白质成分则表面张力会降低，因此丹尼利和戴维森推测细胞膜除含脂质分子外，可表面张力会降低，因此丹尼利和戴维森推测细胞膜除含脂质分子外，可能还附有蛋白质。能还附有蛋白质。第12页/共30页第十三页，共30页。脂质脂质蛋白质蛋白质 糖类糖类(tn (tn li)li)细胞膜的细胞膜的化学成分化学成分大约大约(dyu)(dyu)占占50%50%大约大约(dyu)(d

7、yu)占占40%40%大约大约(dyu)2%10%(dyu)2%10%细胞膜的细胞膜的化学成分化学成分第13页/共30页第十四页，共30页。蛋白质在细胞膜行使功能时起重要作用，因此功能越复杂的蛋白质在细胞膜行使功能时起重要作用，因此功能越复杂的细胞膜，蛋白质的种类细胞膜，蛋白质的种类(zhngli)和数量越多。和数量越多。第14页/共30页第十五页，共30页。三、对细胞膜结构三、对细胞膜结构(jigu)(jigu)的探索的探索 20 20世纪世纪4040年代，曾经有学者年代，曾经有学者(xuzh)(xuzh)推测脂质两边各覆盖着蛋白质。推测脂质两边各覆盖着蛋白质。 1959 1959年，罗伯特

8、森（年，罗伯特森（J. D. RobertsonJ. D. Robertson）在电镜下看到膜清晰的暗）在电镜下看到膜清晰的暗亮亮暗的三层结构，他结合暗的三层结构，他结合(jih)(jih)学家的工作，大胆地提出了细胞膜模型的假说学家的工作，大胆地提出了细胞膜模型的假说：所有的细胞膜都由蛋白质：所有的细胞膜都由蛋白质脂质脂质蛋白质三层结构构成，电镜下看到的中间蛋白质三层结构构成，电镜下看到的中间的亮层是脂质分子，两边的暗层是蛋白质分子。他把细胞膜描述为静态的统一的亮层是脂质分子，两边的暗层是蛋白质分子。他把细胞膜描述为静态的统一结构。结构。第15页/共30页第十六页，共30页。对罗伯特森模型对

9、罗伯特森模型(mxng)(mxng)的质的质疑：疑： 不少科学家对于不少科学家对于(duy)(duy)细胞膜是静态的观点提出质疑：如果是这样，细胞膜是静态的观点提出质疑：如果是这样，细胞膜的复杂功能将难以实现，就连细胞的生长、变形虫的变形运动这细胞膜的复杂功能将难以实现，就连细胞的生长、变形虫的变形运动这样的现象都难以解释。样的现象都难以解释。2020世纪世纪6060年代以后，人们对这一模型年代以后，人们对这一模型(mxng)(mxng)的异议增加了。的异议增加了。第16页/共30页第十七页，共30页。19701970年，细胞融合实验年，细胞融合实验(shyn)(shyn)：融合融合(rngh

10、)(rngh)细胞细胞细细胞胞融融合合37374040minmin正在正在(zhngzi)(zhngzi)融合的细胞融合的细胞红色荧红色荧光染料光染料标记膜标记膜蛋白蛋白绿色荧绿色荧光染料光染料标记膜标记膜蛋白蛋白人细胞人细胞小鼠细胞小鼠细胞 这一实验以及相关的其他实验证据表明，细胞膜具有流动性。这一实验以及相关的其他实验证据表明，细胞膜具有流动性。第17页/共30页第十八页，共30页。 在新的观察在新的观察(gunch)(gunch)和实验证据的基础上，又有学者提出了一些关于细胞和实验证据的基础上，又有学者提出了一些关于细胞膜的分子结构模型。其中，膜的分子结构模型。其中，19721972年，

11、辛格（年，辛格（S.J.Singer)S.J.Singer)和尼科尔森（和尼科尔森（G.Nicolson)G.Nicolson)提出的流动镶嵌模型为大多数人所接受。提出的流动镶嵌模型为大多数人所接受。第18页/共30页第十九页，共30页。四、流动镶嵌模型四、流动镶嵌模型(mxng)(mxng)的基本内容的基本内容第19页/共30页第二十页，共30页。 细胞膜主要是由磷脂分子和蛋白质分子构成的。细胞膜主要是由磷脂分子和蛋白质分子构成的。 是膜的基本支架，是膜的基本支架，其内部是磷脂分子的疏水端，水溶性分子或离子不能自由通过，因此具有屏障作用其内部是磷脂分子的疏水端，水溶性分子或离子不能自由通过，

12、因此具有屏障作用。蛋白质分子以不同发方式镶嵌在磷脂双分子层中：有的。蛋白质分子以不同发方式镶嵌在磷脂双分子层中：有的 在磷脂双分子层表在磷脂双分子层表面，有的部分或全部面，有的部分或全部 磷脂双分子层中，有的磷脂双分子层中，有的 整个整个(zhngg)(zhngg)磷脂双分磷脂双分子层。这些蛋白质分子在物质运输等方面具有重要作用。子层。这些蛋白质分子在物质运输等方面具有重要作用。磷脂磷脂(ln zh)(ln zh)双分子层双分子层镶镶嵌入嵌入(qin r)(qin r)贯穿于贯穿于第20页/共30页第二十一页，共30页。 细胞膜不是静止不动的，而是具有流动性，主要表现为构成膜的磷脂细胞膜不是静

13、止不动的，而是具有流动性，主要表现为构成膜的磷脂分子可以侧向自由移动，膜中的蛋白质大多也能运动。细胞膜的流动性对分子可以侧向自由移动，膜中的蛋白质大多也能运动。细胞膜的流动性对于细胞完成于细胞完成(wn chng)(wn chng)物质运输、生长、分裂、运动等功能都是非常重物质运输、生长、分裂、运动等功能都是非常重要的。要的。第21页/共30页第二十二页，共30页。细胞细胞膜膜的的流动性流动性第22页/共30页第二十三页，共30页。 对细胞膜的深入研究发现，细胞膜的外表面还有糖类分子对细胞膜的深入研究发现，细胞膜的外表面还有糖类分子(fnz)(fnz)，它和蛋白，它和蛋白质分子质分子(fnz)

14、(fnz)结合形成的糖蛋白，或与脂质结合形成的糖脂，这些糖类分子结合形成的糖蛋白，或与脂质结合形成的糖脂，这些糖类分子(fnz)(fnz)叫作糖被。叫作糖被。 糖被在细胞生命活动中具有重要的功能。例如，糖被与细胞表面的识别、细糖被在细胞生命活动中具有重要的功能。例如，糖被与细胞表面的识别、细胞间的信息传递等功能有密切关系。胞间的信息传递等功能有密切关系。五、糖被五、糖被第23页/共30页第二十四页，共30页。第24页/共30页第二十五页，共30页。1.1.任何一种细胞都有细胞膜，组成细胞膜的成分任何一种细胞都有细胞膜，组成细胞膜的成分(chng fn)(chng fn)是是 A. A.脂质脂质

15、 B. B.蛋白质蛋白质 C. C.脂质和糖类脂质和糖类 D. D.脂质、蛋白质和少量糖类脂质、蛋白质和少量糖类D练一练练一练第25页/共30页第二十六页，共30页。2.2.多细胞生物体内实现各个细胞间的功能多细胞生物体内实现各个细胞间的功能(gngnng)(gngnng)协调依赖于协调依赖于 A. A.细胞间的物质和能量交换细胞间的物质和能量交换 B. B.细胞间的信息交流细胞间的信息交流 C. C.细胞间的物质交换细胞间的物质交换 D. D.细胞间物质和能量的交换以及信息的交流细胞间物质和能量的交换以及信息的交流D第26页/共30页第二十七页，共30页。3.3.据研究发现，胆固醇、小分子脂肪酸、维生素据研究发现，胆固醇、小分子脂肪酸、维生素D D等物质等物质(wzh)(wzh)较容较容易优先通过细胞膜，这是因为易优先通过细胞膜，这是因为 A. A.细胞膜具有一定流动性细胞膜具有一定流动性 B. B.细胞膜是选择透过性细胞膜是选择透过性 C. C.细胞膜的结构是以磷脂分子层为基本骨架细胞膜的结构是以磷脂分子层为基本骨架 D. D.细胞膜上镶嵌有各种蛋白