第二节细胞膜和细胞壁

1、第二节第二节 细胞膜和细胞壁细胞膜和细胞壁实验处理实验处理甲组：将两粒泡涨甲组：将两粒泡涨的玉米种子，用刀的玉米种子，用刀片沿片沿胚的中线胚的中线纵向纵向切开，切开，用稀释红墨用稀释红墨水染色并洗去浮色水染色并洗去浮色乙组：将两粒泡乙组：将两粒泡涨并涨并煮熟煮熟的玉米的玉米种子，用同样的种子，用同样的方法处理染色方法处理染色实验现象实验现象纵切纵切 乙乙 ( (已煮熟已煮熟) )甲甲 ( (未煮过未煮过) )胚胚染色深染色深胚胚染色浅染色浅 胚胚 胚乳胚乳甲组甲组( (未煮过未煮过 ) )乙组乙组( (已煮熟已煮熟) )分析：煮过的玉米胚细胞已死亡，胚染色深。分析：煮过的玉米胚细胞已死亡，胚染

2、色深。 说明红墨水分子能进入死细胞；说明红墨水分子能进入死细胞； 没有煮过的玉米胚细胞是活的，胚染色没有煮过的玉米胚细胞是活的，胚染色浅，说明红墨水分子不能进入活细胞。浅，说明红墨水分子不能进入活细胞。为什么这两组籽粒的胚着色情况不同？为什么这两组籽粒的胚着色情况不同？结论：结论：活细胞吸收物质具有活细胞吸收物质具有选择性选择性问题的提出：问题的提出： 细胞的边界到底是谁呢？细胞的边界到底是谁呢？实验：实验： 将洋葱表皮细胞浸润在将洋葱表皮细胞浸润在30%30%的蔗糖溶液中。的蔗糖溶液中。结论：结论：细胞膜是细胞的边界。细胞膜是细胞的边界。细胞膜（质膜）的主要功能细胞膜（质膜）的主要功能1 1

3、、控制物质进出细胞（选择透性）、控制物质进出细胞（选择透性）2 2、细胞识别、免疫（信息传递）、细胞识别、免疫（信息传递）功能以结构为基础功能以结构为基础对细胞膜结构的探索历程对细胞膜结构的探索历程细胞膜是由细胞膜是由脂质脂质组成的组成的资料资料1 18951 1895年，英国细胞生理学家年，英国细胞生理学家OvertonOverton曾用曾用500500多种多种化学物质对细胞的化学物质对细胞的通透性通透性进行了进行了上万次上万次实验。实验。发现发现细胞膜对细胞膜对不同物质不同物质的通透性是的通透性是不一样不一样的：胆固的：胆固醇、甘油等脂溶性物质容易透过细胞膜，不溶于脂醇、甘油等脂溶性物质容

4、易透过细胞膜，不溶于脂类的物质透过细胞膜相对困难。类的物质透过细胞膜相对困难。推测推测: :注：注：2020年后，科学家们第一次将细胞膜从细胞中分年后，科学家们第一次将细胞膜从细胞中分离出来，化学分析表明，它们的主要成分是离出来，化学分析表明，它们的主要成分是磷脂磷脂。磷脂分子结构磷脂分子结构磷酸基团磷酸基团（亲水的头部）（亲水的头部）脂肪酸脂肪酸（亲脂的尾部）（亲脂的尾部）对细胞膜结构的探索历程对细胞膜结构的探索历程推测：推测： 细胞膜中的磷脂分子为脂双层细胞膜中的磷脂分子为脂双层资料资料2 19252 1925年荷兰科学家年荷兰科学家E.GorterE.Gorter和和F.GrendelF

5、.Grendel用用丙酮丙酮从人的从人的成熟的红细胞成熟的红细胞中提取磷脂，在中提取磷脂，在空气空气水界面水界面上铺展成上铺展成单分子层单分子层，测得单分子层的面积，测得单分子层的面积恰为红细胞表面积的恰为红细胞表面积的2 2倍。倍。脂双层中的磷脂分子是怎么排列的呢？脂双层中的磷脂分子是怎么排列的呢？对细胞膜结构的探索历程对细胞膜结构的探索历程细胞膜是否只由磷脂分子构成呢？细胞膜是否只由磷脂分子构成呢？ 空气空气 水水水水水水人体内的组织细胞人体内的组织细胞对细胞膜结构的探索历程对细胞膜结构的探索历程资料资料3 3 科学家在实验中发现：细胞膜不但会被溶解科学家在实验中发现：细胞膜不但会被溶解脂

6、质的物质溶解，也会被脂质的物质溶解，也会被蛋白酶蛋白酶( (能专一地分解蛋白能专一地分解蛋白质的物质质的物质) )分解。分解。推测：推测：细胞膜成分中含有蛋白质细胞膜成分中含有蛋白质有什么方法证明呢？有什么方法证明呢？脂双层中的蛋白质是怎么分部的呢？脂双层中的蛋白质是怎么分部的呢？对细胞膜结构的探索历程对细胞膜结构的探索历程蛋白质蛋白质子子覆盖覆盖，嵌入嵌入或或贯穿贯穿在在磷脂双分子层中磷脂双分子层中推测：推测：资料资料4 204 20世纪初，人们通过研究发现，构成蛋白质世纪初，人们通过研究发现，构成蛋白质的的2020种氨基酸的种氨基酸的R R基团有的是亲水的，有的是疏水的。基团有的是亲水的，

7、有的是疏水的。那么由氨基酸组成的蛋白质分子表面基团，就有以那么由氨基酸组成的蛋白质分子表面基团，就有以下几种可能：全部都是亲水基团；全部都是疏水基下几种可能：全部都是亲水基团；全部都是疏水基团；部分是亲水基团而另一部分则是疏水基团。团；部分是亲水基团而另一部分则是疏水基团。对细胞膜结构的探索历程对细胞膜结构的探索历程 冰冻蚀刻复型技术冰冻蚀刻复型技术(20(20世纪世纪5050年代年代) )细胞膜标本冰冻，撕裂后暴露断裂面。细胞膜标本冰冻，撕裂后暴露断裂面。资料资料5 5断裂面中有颗粒（蛋白质）断裂面中有颗粒（蛋白质）蛋白质在膜中的分布是蛋白质在膜中的分布是不对称不对称的的对细胞膜结构的探索历

8、程对细胞膜结构的探索历程变形虫的吞噬变形虫的吞噬过程过程说明细胞膜是动态的，说明细胞膜是动态的，而不是静态的而不是静态的细胞的胞吞过程细胞的胞吞过程技术背景：技术背景：2020世纪世纪6060年代，荧光染料标记技术（标记大年代，荧光染料标记技术（标记大分子，并能检测到被标记的大分子的具体分布）已经得分子，并能检测到被标记的大分子的具体分布）已经得到广泛的应用到广泛的应用诱导诱导融合融合人细胞人细胞鼠细胞鼠细胞荧光荧光标记标记 膜蛋膜蛋白白4040分钟后分钟后37370 0C C资料资料6 19706 1970年年 弗雷和埃迪登弗雷和埃迪登( Frye ( Frye 和和 EdidinEdidi

9、n ) )人人- -鼠细胞融合实验鼠细胞融合实验证明了组成细胞膜的蛋白质是运动的证明了组成细胞膜的蛋白质是运动的资料资料7 7 磷脂分子的运动磷脂分子的运动4 4、细胞膜的两侧具有不对称性、细胞膜的两侧具有不对称性19721972年年SingerSinger和和NicolsonNicolson在继承中创新提出在继承中创新提出“流动流动镶嵌模型镶嵌模型”对细胞膜结构的探索历程对细胞膜结构的探索历程1 1、磷脂双分子层构成膜的基本骨架、磷脂双分子层构成膜的基本骨架2 2、蛋白质分子覆盖，嵌入或贯穿磷脂双分子层、蛋白质分子覆盖，嵌入或贯穿磷脂双分子层3 3、磷脂分子和蛋白质分子都不是静止不动的、磷脂

10、分子和蛋白质分子都不是静止不动的, ,而是而是具有一定的具有一定的流动性流动性。细胞膜的主要功能细胞膜的主要功能1 1、控制物质进出细胞（选择透性）、控制物质进出细胞（选择透性）2 2、细胞识别、免疫（信息传递）、细胞识别、免疫（信息传递）细胞细胞识别识别增加细胞增加细胞膜的刚性膜的刚性脂双层：脂双层：细胞膜细胞膜的基本的基本骨架骨架识别化学信号识别化学信号识别其他的细胞识别其他的细胞识别抗原异物识别抗原异物载体载体催化剂催化剂（酶）（酶）细胞标细胞标志物志物膜中各种组分的作用膜中各种组分的作用细胞膜的结构成分决定了其主要的功能细胞膜的结构成分决定了其主要的功能控制物质交换控制物质交换细胞通讯

11、细胞通讯催化新陈代谢催化新陈代谢细胞识别细胞识别免疫免疫脂双层脂双层膜蛋白（载体蛋白）膜蛋白（载体蛋白）糖蛋白糖蛋白膜蛋白（催化剂膜蛋白（催化剂酶）酶）细胞膜的功能细胞膜的功能细胞膜的结构成分细胞膜的结构成分O O2 2 H H2 2O COO CO2 2 甘油甘油无机盐离子无机盐离子 某些小分子有机物某些小分子有机物 细胞膜可以主动吸收细胞所需要的无机盐、细胞膜可以主动吸收细胞所需要的无机盐、葡萄糖和氨基酸等小分子物质的葡萄糖和氨基酸等小分子物质的人工合成的脂双层人工合成的脂双层将两种不同的海绵动物的将两种不同的海绵动物的细胞分散成单个的细胞，细胞分散成单个的细胞，然后掺合在一起培养，结然后

12、掺合在一起培养，结果发现，只有同种海绵动果发现，只有同种海绵动物的细胞才结合在一起，物的细胞才结合在一起，这说明细胞能相互识别。这说明细胞能相互识别。通过对细胞表面成分的分通过对细胞表面成分的分析，发现两种海绵动物细析，发现两种海绵动物细胞表面的糖蛋白有差异。胞表面的糖蛋白有差异。（糖蛋白）（糖蛋白）靶细胞（甲乙）靶细胞（甲乙）1 1、据研究发现，胆固醇、小分子脂肪酸等物质、据研究发现，胆固醇、小分子脂肪酸等物质较容易优先通过细胞膜，这是因为较容易优先通过细胞膜，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双分子层为基本骨架细胞膜的结构是以磷脂双分子层为基本骨架 D D、 细胞膜上镶嵌有各种蛋白质分子细胞膜上镶嵌有各种蛋白质分子练一练练一练2 2、人体某些白细胞能进行变形运动、穿出小、人体某些白细胞能进行变形运动、穿出小血管壁，吞噬侵入人体内的病菌，这个过程血管壁，吞噬侵入人体内的