【新教材】3.1細(xì)胞膜的結(jié)構(gòu)和功能

思考：

將細(xì)胞內(nèi)含有的各種物質(zhì)配齊，并按照他們?cè)诩?xì)胞中的比例放在一個(gè)試管中，能構(gòu)成一個(gè)生命系統(tǒng)嗎？為什么？

不能，因?yàn)樯到y(tǒng)內(nèi)部是一個(gè)嚴(yán)謹(jǐn)有序的結(jié)構(gòu)，由彼此間相互作用、相互依賴的組分有規(guī)律地組合而形成的整體，不是物質(zhì)隨意堆砌而成的。組成細(xì)胞的分子必須有序地組織成細(xì)胞的結(jié)構(gòu)，才能成為一個(gè)基本的生命系統(tǒng)。3.1細(xì)胞膜的結(jié)構(gòu)和功能

我確信哪怕一個(gè)最簡(jiǎn)單的細(xì)胞，也比迄今為止設(shè)計(jì)出的任何智能電腦更精巧?！缘灾泻驮菏康戎骶幍摹都?xì)胞生物學(xué)》光學(xué)顯微鏡下的動(dòng)物細(xì)胞細(xì)胞壁對(duì)絕大部多數(shù)溶質(zhì)是通透的，無(wú)法在細(xì)胞壁內(nèi)制造一個(gè)穩(wěn)定的內(nèi)部環(huán)境，因此細(xì)胞壁不是細(xì)胞這一生命系統(tǒng)的邊界。一、細(xì)胞膜(質(zhì)膜)的功能1、將細(xì)胞和外界環(huán)境分開(kāi)草履蟲(chóng)保障了細(xì)胞內(nèi)部環(huán)境的相對(duì)穩(wěn)定推測(cè)的原始海洋景觀圖使細(xì)胞成為相對(duì)獨(dú)立的系統(tǒng)一、細(xì)胞膜(質(zhì)膜)的功能2、控制物質(zhì)進(jìn)出細(xì)胞細(xì)胞膜的控制作用是相對(duì)的細(xì)胞膜細(xì)胞外細(xì)胞內(nèi)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)細(xì)胞內(nèi)核酸等細(xì)胞不需要的物質(zhì)抗體、激素、代謝廢物例如：一些對(duì)細(xì)胞有害的物質(zhì)有可能進(jìn)入，如重金屬；有些病毒、細(xì)菌也能侵入細(xì)胞，使生物體患病。功能特性：選擇透過(guò)性

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。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，所以活細(xì)胞沒(méi)有被染色。死細(xì)胞的細(xì)胞膜失去控制物質(zhì)進(jìn)出細(xì)胞的這一功能，臺(tái)盼藍(lán)能夠通過(guò)細(xì)胞膜進(jìn)入到細(xì)胞中，所以死細(xì)胞能夠被染成藍(lán)色。

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。2．據(jù)此推測(cè)，細(xì)胞膜作為細(xì)胞的邊界，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)出細(xì)胞的功能。一、細(xì)胞膜(質(zhì)膜)的功能3、進(jìn)行細(xì)胞間的信息交流（1）通過(guò)

傳遞信息——間接傳遞化學(xué)物質(zhì)內(nèi)分泌細(xì)胞靶細(xì)胞一、細(xì)胞膜(質(zhì)膜)的功能3、進(jìn)行細(xì)胞間的信息交流（2）通過(guò)

傳遞信息——直接傳遞細(xì)胞間接觸發(fā)出信號(hào)的細(xì)胞靶細(xì)胞例如：精子和卵細(xì)胞之間的識(shí)別和結(jié)合。一、細(xì)胞膜(質(zhì)膜)的功能3、進(jìn)行細(xì)胞間的信息交流（3）通過(guò)

傳遞信息——通道交流細(xì)胞通道胞間連絲:

細(xì)胞壁中小的開(kāi)口，相鄰細(xì)胞的細(xì)胞膜伸入其中彼此相連，兩個(gè)細(xì)胞的內(nèi)質(zhì)網(wǎng)也彼此相連，構(gòu)成胞間連絲。物質(zhì)運(yùn)輸信息交流二、細(xì)胞膜(質(zhì)膜)的成分對(duì)膜成分的探索1895年歐文頓溶于脂質(zhì)的物質(zhì)不溶于脂質(zhì)的物質(zhì)推測(cè):細(xì)胞膜是由脂質(zhì)組成的二、細(xì)胞膜(質(zhì)膜)的成分對(duì)膜成分的探索1895年歐文頓

科學(xué)家利用哺乳動(dòng)物的紅細(xì)胞，通過(guò)一定的方法制備出純凈的細(xì)胞膜，進(jìn)行化學(xué)分析，得知組成細(xì)胞膜的脂質(zhì)有磷脂和膽固醇，其中磷脂含量最多。哺乳動(dòng)物成熟的紅細(xì)胞無(wú)細(xì)胞核和各種細(xì)胞器二、細(xì)胞膜(質(zhì)膜)的成分對(duì)膜成分的探索1895年歐文頓1925年戈特和格倫德?tīng)栍帽獜娜说募t細(xì)胞中提取脂質(zhì)，在空氣—水界面上鋪展成單分子層，徹底單層分子的面積恰為紅細(xì)胞表面積的2倍。由此推測(cè)：細(xì)胞膜中的磷脂分子必然排列為連續(xù)的兩層對(duì)膜成分的探索1895年歐文頓親水頭部疏水尾部磷脂分子結(jié)構(gòu)式磷脂分子模型磷脂分子示意圖1925年戈特和格倫德?tīng)査諝饪諝狻缑嫠諝饪諝狻缑姹剿交旌先軇┒?、?xì)胞膜(質(zhì)膜)的成分對(duì)膜成分的探索1895年歐文頓1925年戈特和格倫德?tīng)?/p>

研究了細(xì)胞膜的表面張力，他們發(fā)現(xiàn)細(xì)胞的表面張力明顯低于油—水界面的表面張力。由于人們已發(fā)現(xiàn)了油脂滴表面如果吸附有蛋白質(zhì)成分則表面張力會(huì)降低，因此丹尼利和戴維森推測(cè)細(xì)胞膜除含脂質(zhì)分子外，可能還附有蛋白質(zhì)。1935年丹尼利和戴維森主要是_____，還有膽固醇種類和數(shù)量越多，細(xì)胞膜功能越_____磷脂復(fù)雜二、細(xì)胞膜(質(zhì)膜)的成分18951925193540年代1959年羅伯特森三、細(xì)胞膜(質(zhì)膜)的結(jié)構(gòu)暗—亮—暗推測(cè)：所有的細(xì)胞膜都是由蛋白質(zhì)—脂質(zhì)—蛋白質(zhì)三層結(jié)構(gòu)構(gòu)成。18951925193540年代1959年羅伯特森三、細(xì)胞膜(質(zhì)膜)的結(jié)構(gòu)1970人細(xì)胞鼠細(xì)胞熒光標(biāo)記的膜蛋白細(xì)胞融合40min37℃三、流動(dòng)鑲嵌模型的主要內(nèi)容蛋白質(zhì)膽固醇磷脂分子磷脂雙分子層糖蛋白糖脂1、磷脂雙分子層構(gòu)成膜的基本支架

磷脂的疏水尾部決定了水溶性極性分子或離子難以通過(guò)——屏障作用2、蛋白質(zhì)分子以不同方式鑲嵌在磷脂雙分子層中鑲嵌的具體方式：鑲、嵌入或貫穿——物質(zhì)運(yùn)輸?shù)确矫嬗兄匾饔?/p>

功能越復(fù)雜的膜，蛋白質(zhì)的種類和含量越多3、膜具有流動(dòng)性組成膜的磷脂分子和大部分蛋白質(zhì)分子可以運(yùn)動(dòng)膜的流動(dòng)性對(duì)于膜執(zhí)行功能非常重要4、糖被是指細(xì)胞膜外表面的糖類分子，與細(xì)胞表面識(shí)別和細(xì)胞間信息傳遞密切相關(guān)大分子物質(zhì)也不能通過(guò)側(cè)向擴(kuò)散旋轉(zhuǎn)擺動(dòng)翻轉(zhuǎn)旋轉(zhuǎn)異構(gòu)伸縮震蕩1、磷脂雙分子層構(gòu)成膜的基本支架

磷脂的疏水尾部決定了水溶性極性分子或離子難以通過(guò)——屏障作用2、蛋白質(zhì)分子以不同方式鑲嵌在磷脂雙分子層中鑲嵌的具體方式：鑲、嵌入或貫穿——物質(zhì)運(yùn)輸?shù)确矫嬗兄匾饔?/p>

功能越復(fù)雜的膜，蛋白質(zhì)的種類和含量越多3、膜具有流動(dòng)性組成膜的磷脂分子和大部分蛋白質(zhì)分子可以運(yùn)動(dòng)膜的流動(dòng)性對(duì)于膜執(zhí)行功能非常重要4、糖被是指細(xì)胞膜外表面的糖類分子，與細(xì)胞表面識(shí)別和細(xì)胞間信息傳遞密切相關(guān)三、流動(dòng)鑲嵌模型的主要內(nèi)容蛋白質(zhì)膽固醇磷脂分子磷脂雙分子層糖蛋白糖脂

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(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)最終被接受或被否定，取決于它是否能與以后不斷得到的觀察和實(shí)驗(yàn)結(jié)果相吻合?？茖W(xué)方法——提出假說(shuō)二、拓展應(yīng)用1.合理之處：細(xì)胞膜與紗窗一樣可以允許一些物質(zhì)出入，阻擋其他物質(zhì)出入。不妥當(dāng)之處：紗窗是一種簡(jiǎn)單的剛性結(jié)構(gòu)，功能簡(jiǎn)單，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)胞生命活動(dòng)是一個(gè)主動(dòng)的過(guò)程，而紗窗是沒(méi)有生命的，它只是被