3.1细胞膜的结构和功能课件-2024-2025学年高一上学期生物人教版（2019）必修1

第3章细胞的基本结构 第1节细胞膜的结构和功能 细胞的边界：细胞膜(质膜) 人体的边界：皮肤和黏膜 国家的边界：边防线等 01 细胞膜的功能 膜的出现是生命起源过 程中至关重要的阶段。它 将生命物质与外界环境分 隔开，产生了原始的细胞。 并保障了细胞内部环境的 相对稳定。 1.将细胞与外界环境分隔开 推测的原始海洋景观图 病毒病菌 活细胞的细胞膜具有选择透过 性，这种控制既具有普遍性，又 具有相对性。 死细胞 活细胞 鉴别动物细胞是否死亡 常用台盼蓝染液。 2.控制物质进出细胞 营养物质 代谢 废物 分泌物 内分泌细胞的激素 (如胰岛素),随血 液到达全身各处，与 靶细胞的细胞膜表面 的受体结合，将信息 传递给靶细胞。 3.进行细胞间的信息交流 (1)通过细胞分泌化学物质完成间接交流 胞的受体 靶细胞 信号分子→血液→靶细 内分泌细胞 靶细胞 相邻两个细胞的细 胞膜接触，信息从一 个细胞传递到另一个 细胞。例如，精子和 卵细胞之间的识别和 结合 3.进行细胞间的信息交流 (2)通过相邻两个细胞的细胞膜接触 膜上的信息分子→膜上的受体 3.进行细胞间的信息交流 (3)相邻两个细胞之间形成通道，携带信息的物质通过 通道进入另一个细胞。 例如：高等植物细 胞之间通过胞间连丝 相互连接，也有信息 交流的作用 普遍性 2.控制物质进出细胞----选择透过性 相对性 物质传递 3.进行细胞间的信息交流 接触传递 通道传递(胞间连丝 细胞膜的功能 1.将细胞与外界环境分隔开 对细胞膜成分的探索 光学显微镜下的几种细胞 1.实验： 测定不同物质穿过细胞 膜的速度 2.现 象： 溶于脂质的物质容易穿 过细胞膜 3.假说： 细胞膜由脂质构成 甘油 脂溶性 丙基醇 乙基脲 乙 醇 二乙基脲 1895年欧文顿 尿素 通透性 水 ● 选材： 哺乳动物成熟的红细胞 ①无细胞壁，②无细胞核 和众多的细胞器。 结论： 细胞膜中的脂质有磷脂 和胆固醇，其中磷脂含量 最 多 离心之后进 行提取获得细胞 膜，对细胞膜进 行化学成分分析 细胞吸水涨破，内容物流出 验证实验 假说： 细胞膜中的磷脂分子呈双层排列 o=P O CH—CH₂ O C=O CH₂ CH₂ 吉 志 吉 活 王 CH CH₂ CH₂ CH₂ CH₂ CH₂ CH₂ CH₂ CH₂ CH₃ 头部： 亲水性 尾部： 疏水性 膜内 (水溶液) 吉志去去去去去去去去舌活舌 膜外(水溶液) CH O C=0 CH₂ CH₂ CH₂ CH₂ 1925年荷兰科学家戈特&格伦德尔 1.实验： 用丙酮从人的红细胞中提取出脂质，在空气--水界面铺成 S单层磷脂=2S红 3.结论： 细胞膜中的磷脂分子必然排列 为连续的两层 单分子层。 2.现象： 1935年英国科学家丹尼利&戴维森 1.实 验： 研究细胞膜的表面张力 2 .现象： 细胞的表面张力明显低于油水界面的表面张力 已知油脂滴表面如果吸附有蛋白质成分，表面张力会降低 3.假说： 细胞膜除含脂质分子外，可能还附有蛋白质。 脂质(大约占50%) 磷脂 胆固醇(动物细胞膜) 蛋白质(大约占40%) 功能越复杂的细胞膜，蛋白质的 种类和数量越多 糖 类(大约占2% — 10%) 验证 方法：化学分析。 糖类 2-10% 蛋白质 40% 脂质 50% 03 对细胞膜结构的探索 光学显微镜下的几种细胞 1959年罗伯特森 1.现象： 在电镜下观察到细胞膜有“暗-亮-暗” 三层结构。 蛋白质三层结构构成的静态的 统一结构。 细胞膜结构的电镜照片 细胞外 蛋白质 2.假说： 细胞膜是由蛋白质—脂质— 脂双层 蛋白质 脂双层 蛋白质 3.缺陷： 膜静态模型无法解释客观事实，如：细胞的生长、变形 虫的变形运动、白细胞吞噬细菌、受精时细胞融合等 1959年罗伯特森 蛋白质一 细胞外 冰冻蚀刻技术研究细胞膜结构 新发现： 磷脂双分子层构成了细胞膜的基本支架；蛋白质分子镶 嵌 部分或全部嵌入、贯穿于脂双层。 对模型的修正 细胞膜 蛋白质外层磷脂内侧 内层磷脂内侧 内层磷脂 小鼠细胞 细胞融合 37℃ 40min 人细胞 正在融合的细胞 生物膜的流动性主要 受温度影响。在适宜的 温度范围内，随外界温 度升高，膜的流动性增 强；但温度超出一定范 围，会导致膜被破坏。 1970年人鼠细胞融合实验 绿色荧光 标记的膜 蛋白 红色荧光 标记的膜 蛋白 结 论：细胞膜具有流动性 融合细胞 1972年辛格&尼科尔森 糖蛋白 磷脂分子 磷脂双分子层 蛋白质分子 细胞膜的结构示意图 总结前人经验，在新的观察和实验的基础上，提出细胞 膜的流动镶嵌模型。 流动镶嵌模型 光学显微镜下的几种细胞 04 ①细胞膜主要是由磷脂分子 和蛋白质分子构成 ② 磷脂双分子层是膜的基本支 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。 ③蛋白质分子以不同方式镶 嵌在磷脂双分子层中：有的 镶在磷脂双分子层表面，有 的部分或全部嵌入磷脂双分 子层中，有的贯穿于整个磷 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。 ④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 动性对于细胞完成物质运输 、生长、分裂、运动等功能 都是非常重要的。 细胞膜的外表面还有糖类 分子和蛋白质分子结合形成 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、细胞间的信息传递等功能有密切关系 科学方法——提出假说 科学家首先根据已有的知识和信息提出解释某一 生物学问题的一种假说，再用进一步的观察与实验对 已建立的假说进行修正和补充。一种假说最终被接受 被否定，取决于它是否能与以后不断得到的观察和试 验结果相吻合。 功能 1.将细胞与外界环 境分隔开 2.控制物质进出细 胞 3.进行细胞间的信 息交流 细胞的物质运输、生长、分裂、运动等生命活动 磷脂 蛋白质 镶嵌、嵌入、贯穿 物质运输等 脂双层为基本骨架 内部疏水，屏障 组分 结构 细胞表面 信息传递等 糖类(少) 结构特点：流动性 细胞膜 谢谢观看 $$