3.1細(xì)胞膜的的結(jié)構(gòu)和功能課件高一上學(xué)期生物人教版必修1

水(70%~90%)無機(jī)鹽(1%～1.5%)脂質(zhì)(1~2%)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)。蛋白質(zhì)(7%~10%)糖類和核酸_

(1~1.5%)第1節(jié)細(xì)胞膜的結(jié)構(gòu)和功能一種叫做伊紅的物質(zhì)注入變形蟲體內(nèi)，伊紅很快擴(kuò)散到整個(gè)細(xì)胞，卻不能逸出細(xì)胞。此實(shí)驗(yàn)說明了什么細(xì)胞存在邊界——細(xì)胞膜細(xì)胞膜伊紅染液

細(xì)胞核科學(xué)家用顯微注射器將細(xì)胞壁

1.分布：植物、真菌及大多數(shù)原核細(xì)胞2.成分：

植物：纖維素和果膠細(xì)菌：肽聚糖真菌：幾丁質(zhì)Q:為什么細(xì)胞壁不是植物細(xì)胞的邊界細(xì)胞壁對要進(jìn)出細(xì)胞的物質(zhì)沒有選擇性即全透性，它不能保證細(xì)胞內(nèi)部的穩(wěn)定。3.功能：支持、保護(hù)作用4.特性：無生物活性，全透性細(xì)胞壁與細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)示意圖生命起源于原始海洋這盆“熱湯”中，膜的出現(xiàn)是生命起源

過程中至關(guān)重要的階段，細(xì)胞膜

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

獨(dú)立的系統(tǒng)。細(xì)胞膜保障了細(xì)胞

內(nèi)部環(huán)境的相對穩(wěn)定。一

、細(xì)胞膜的功能1、將細(xì)胞于外界環(huán)境分隔開一

、細(xì)胞膜的功能2、控制物質(zhì)進(jìn)出細(xì)胞被臺(tái)盼藍(lán)染色的死細(xì)胞活細(xì)胞科研上鑒別死細(xì)胞和活細(xì)胞

常用“染色排除法”。為什么用涼水洗莧菜水不變色，而炒或者煮湯汁都會(huì)變紅不需要、有害的物質(zhì)(如細(xì)菌、病毒等)細(xì)胞膜的控制作用是相對的、有限的，環(huán)境中一些對細(xì)胞有害的物質(zhì)有

可能進(jìn)入；有些病毒、病菌也能侵入細(xì)胞，使生物體患病。2、控制物質(zhì)進(jìn)出細(xì)胞

選擇透過性營養(yǎng)物質(zhì)(氨基酸、無機(jī)鹽、葡萄糖等)廢物細(xì)胞代謝產(chǎn)生(CO?、尿素等)抗體、激素等細(xì)胞合成并分泌James

P.Allison

。Tasuku

Honjo“for

their

discovery

ofcancer

therapy

by

inhibitionofnegative

immuneregulation”THENOBELASSEMBLYATKAROLINSKAINSTITUTET2018年諾貝爾生理學(xué)或醫(yī)

學(xué)獎(jiǎng)授予兩位免疫學(xué)家：

美國的詹姆斯

·

艾利森(James

P

。

Allison)與日本的庶佑

(TasukuHonjo)

,

以表彰他們

“發(fā)現(xiàn)負(fù)性免疫調(diào)節(jié)治療

癌癥的療法方面的貢獻(xiàn)”THE

NOBEL

PRIZEIN

PHYSIOLOGY

OR

MEDICINE

2018兄弟!別開槍自己人!Anti

PD-1PD-1PD-L1Anti

PD-L1免疫激活一、細(xì)胞膜的功能T-cellreceptorAntigenT-cellreceptorAntigen免疫逃逸你根本不是自己人!PD-1PD-L1Tumor

CellT-cell

OFF多細(xì)胞生物是一個(gè)繁忙而有序的“社會(huì)”,生物體要作為一個(gè)整

體完成生命活動(dòng)，細(xì)胞間必須進(jìn)行信息交流。而細(xì)胞中大多數(shù)

信息交流，都與細(xì)胞膜有關(guān)。內(nèi)分泌細(xì)胞受體一激素血管靶細(xì)胞一

、細(xì)胞膜的功能3、進(jìn)行細(xì)胞間的信息交流受體

化學(xué)本質(zhì)：

糖蛋白特點(diǎn)：

專一性(1)

通過化學(xué)物質(zhì)傳遞信息靶細(xì)胞一

、細(xì)胞膜的功能3、進(jìn)行細(xì)胞間的信息交流(2)

通過

細(xì)胞膜直接接觸

傳遞信息發(fā)出信號(hào)的細(xì)胞靶細(xì)胞與膜結(jié)合的信號(hào)分子一

、細(xì)胞膜的功能3、進(jìn)行細(xì)胞間的信息交流(3)

通過

細(xì)胞通道(胞間連絲)

傳遞信息細(xì)胞膜細(xì)胞核—胞間連絲胞間連絲高等植物細(xì)胞選擇透過性物質(zhì)傳遞接觸傳遞通道傳遞①將細(xì)胞和外界環(huán)

保障細(xì)胞內(nèi)部環(huán)

境分隔開

境的相對穩(wěn)定③進(jìn)行細(xì)胞間的信

息交流②控制物質(zhì)的進(jìn)出細(xì)胞膜

的結(jié)構(gòu)細(xì)胞膜

的功能1895年歐文頓用500多種化學(xué)物

質(zhì)對植物細(xì)胞的通透性進(jìn)行了上

萬次實(shí)驗(yàn)。發(fā)

現(xiàn)

：脂質(zhì)更容易通過細(xì)胞膜推

測

：細(xì)胞膜是由脂質(zhì)組成的二

、對細(xì)胞結(jié)構(gòu)的探索我就想搞清楚細(xì)胞膜的成分是啥子!資料1還是油大的香啊!植物細(xì)胞歐文頓生物學(xué)家這個(gè)吃不，這個(gè)呢這個(gè)吃不

二

、對細(xì)胞結(jié)構(gòu)的探索

資料2

20世紀(jì)初科學(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。化學(xué)分析表明：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。正常成熟的哺乳動(dòng)物紅細(xì)

胞沒有細(xì)胞核，也沒有高爾基

體和線粒體等細(xì)胞器，但它仍

具有代謝功能。

N+(CH?。-p-0-CH-H?—HcCH?CH?CH?CHCH?CH?CH?CH?磷脂是一種由甘油、脂肪酸

和磷酸所組成的分子。磷酸“頭”部是親水的，脂肪酸“尾”部是疏水的。多個(gè)磷脂分子在水

中總是自發(fā)地形成

雙分子層。言志志志志言于志志志主志志脂

質(zhì)

體CH?—0志水)?

二

、對細(xì)胞結(jié)構(gòu)的探索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，測得單層分子的面積恰為紅細(xì)胞表面積的2倍。實(shí)驗(yàn)證據(jù)：S?=2S?

資料3

在液體和氣體的分界處，即液體表面及兩種不能混合的液體之間的界面處，由于分

子之間的吸引力，產(chǎn)生了極其微小的拉力，使液體能抵抗拉伸引力。假想在表面處存在一個(gè)薄膜層，它承受著此表面的拉伸力，液體的這一拉力稱為表面張力。雜質(zhì)也會(huì)明顯地改變液體的表面張力，雜質(zhì)越多，表面張力越小。1935年，英國學(xué)者丹尼利和戴維森研究了細(xì)胞膜的張力。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。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。二

、對細(xì)胞結(jié)構(gòu)的探索資料4水黽(mǐn)站在水面上生物膜蛋白質(zhì)/%脂類1%糖類人的CNS髓鞘2079少人的紅細(xì)胞膜49438大鼠的肝細(xì)胞核

膜59352.9內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜6733少線粒體外膜5248少線粒體內(nèi)膜7624少磷脂膽固醇

(少量)功能越復(fù)

雜的細(xì)胞

膜，蛋白

質(zhì)的種類

和數(shù)量越多。二、對細(xì)胞結(jié)構(gòu)的探索資料5請概述細(xì)胞膜的成分組成糖類(2%-10%)蛋白質(zhì)

(約40%)脂質(zhì)(約50%)細(xì)胞膜

的組成

成分細(xì)胞外蛋白質(zhì)脂雙層蛋白質(zhì)羅伯特森提出：生物膜是由“蛋白

質(zhì)—脂質(zhì)—蛋白質(zhì)”的三層結(jié)構(gòu)構(gòu)成的靜態(tài)統(tǒng)一結(jié)構(gòu)1959年，羅伯特森在電鏡下看到細(xì)胞膜清晰的暗—亮—暗的三層結(jié)構(gòu)。二

、對細(xì)胞結(jié)構(gòu)的探索資料6蛋白質(zhì)-脂質(zhì)-蛋白質(zhì)模型三明治模型無法解釋：·

細(xì)胞的生長與分裂·膜蛋白與脂質(zhì)的含量差異·

電鏡下細(xì)胞膜的厚度細(xì)胞類型蛋白質(zhì)%磷脂%哺乳動(dòng)物紅細(xì)胞4933玉米葉肉細(xì)胞4726大腸桿菌7525電子顯微鏡下，細(xì)胞

膜的厚度約為7~8nm,是

單層磷脂厚度的兩倍，加

上兩側(cè)的蛋白質(zhì)，膜的總

厚度應(yīng)當(dāng)超過20nm。人工合成的脂雙層也呈現(xiàn)為“暗-亮-暗”結(jié)構(gòu)。變形蟲攝食纖毛蟲細(xì)胞分裂磷脂雙分子層構(gòu)成了細(xì)胞膜的

基本支架；蛋白質(zhì)分子鑲嵌、部分或全部

嵌入、貫穿于脂雙層。內(nèi)層磷脂內(nèi)側(cè)

冰凍蝕刻技術(shù)研究細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)細(xì)

胞

膜

內(nèi)層磷脂蛋白質(zhì)外層磷脂內(nèi)側(cè)資料6脂雙層蛋白質(zhì)小鼠細(xì)胞正在融合

的細(xì)胞37℃40min融合細(xì)胞二、對細(xì)胞結(jié)構(gòu)的探索資料71970年，科學(xué)家用發(fā)綠色熒光的燃料標(biāo)記小鼠細(xì)胞表面的蛋白質(zhì)分子，用發(fā)紅色熒光的染料標(biāo)記人細(xì)胞表面的蛋白質(zhì)分

子，將兩個(gè)細(xì)胞融合。側(cè)向自由移動(dòng)結(jié)論：膜上蛋白質(zhì)可以運(yùn)動(dòng)細(xì)胞膜具有一定的流動(dòng)性人細(xì)胞二

、對細(xì)胞結(jié)構(gòu)的探索資料81972年，桑格和尼克森在新的觀察和實(shí)驗(yàn)證據(jù)的基礎(chǔ)上，提出了細(xì)胞膜的流動(dòng)鑲嵌模型。磷脂分子蛋白質(zhì)分子(鑲嵌、嵌入、貫穿)磷脂雙分子層糖蛋白糖脂糖被三

、流動(dòng)鑲嵌模型的基本內(nèi)容a.細(xì)胞膜主要由脂質(zhì)和蛋白質(zhì)組成b.細(xì)胞膜的基本支架為磷脂雙分子層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。(膜結(jié)構(gòu)內(nèi)外的不

對稱性)旁欄思考Q:

既然膜內(nèi)部分是

疏水的，水分子為

什么能跨膜運(yùn)輸

呢

A:1.水分子極小，可以通過由于磷脂

分子運(yùn)動(dòng)而產(chǎn)生

的

間隙

；2.膜上存在水通道

蛋白，水分子可以

通過通道蛋白通過構(gòu)成生物膜的磷脂分子和大多數(shù)蛋白質(zhì)分子是可以運(yùn)動(dòng)的意

義

：細(xì)胞膜的流動(dòng)性對于細(xì)胞完成物質(zhì)運(yùn)輸、生長、分裂、

運(yùn)動(dòng)等功能都是非常重要的。磷脂雙分子層內(nèi)部為疏水端(尾部),水溶性分子或離子不能自由通過，因此具有屏障作用。外部為親水端(頭部)d.細(xì)胞膜的結(jié)構(gòu)特性：一定的流動(dòng)性e.細(xì)胞膜的功能特性：選擇透過性c.蛋白質(zhì)分子存在形態(tài)：膜。f.細(xì)胞膜上蛋白質(zhì)與糖類結(jié)合形成糖蛋白(脂質(zhì)與糖類結(jié)合形成糖脂)糖被功能：識(shí)別、保護(hù)、潤滑

注

意

細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)圖示中糖蛋白的多糖側(cè)鏈?zhǔn)桥袛嗌锬?nèi)、外側(cè)的依據(jù)，多糖側(cè)鏈所在的一側(cè)胞膜外側(cè)，另一側(cè)則為細(xì)胞膜內(nèi)側(cè)。外側(cè)拓展資料資料：科學(xué)家用去污劑處理細(xì)胞膜提取蛋白質(zhì)時(shí)，發(fā)現(xiàn)總有些區(qū)域的蛋白質(zhì)不能被提取出來，說明這些區(qū)域中的蛋白質(zhì)與脂質(zhì)成分的聯(lián)系十分緊密。流動(dòng)鑲嵌模型還在不斷發(fā)展中……細(xì)胞膜(質(zhì)膜)幽能耕思一蛋白質(zhì)鑲嵌在磷。脂雙分子層上普遍認(rèn)可的結(jié)構(gòu)模型

流動(dòng)鑲嵌結(jié)構(gòu)模型

主要內(nèi)容成

質(zhì)構(gòu)成膜的磷脂分

子和大多數(shù)蛋分子可以運(yùn)動(dòng)成

分

蛋白質(zhì)

磷脂雙分子層構(gòu)

膜的基本支

構(gòu)

成

糖類

將細(xì)胞和外界環(huán)

境分開進(jìn)行細(xì)胞間的信

息交流

主要和貫穿型蛋白質(zhì)有關(guān)

架

白

磷脂糖被功