细胞膜的结构和功能课件

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,0,第三章 细胞的基本结构,细胞膜,:,系统的边界,细胞质,:,有,各种细胞,器,分工合作,细胞核,:,系统的控制,中心,第三章 细胞的基本结构细胞膜:系统的边界,1,为什么活细胞不能被染色，而死细胞能被染色？,据此推测，细胞膜作为细胞的边界，应该具备什么功能？,问题探讨,酵母菌台盼蓝染色,1.,动物活细胞的细胞膜具有,选择透过性,，不允许台盼蓝（有毒）进入；而死细胞的细胞膜,失去,了选择透过性，故被染色。,2.,据此推测，细胞膜应该有,控制物质进出,细胞的功能。,为什么活细胞不能被染色，而死细胞能被染色？问题探讨酵母菌台盼,一个系统总有它的边界,国家的边界：,边防线等,人体的边界：,皮肤和黏膜,细胞的边界：,细胞膜,一个系统总有它的边界,3,第一节,细胞膜的结构和功能,第一节 细胞膜的结构和功能,4,1.,将细胞与外界坏境分隔开,一、细胞膜的功能,细胞膜保障了细胞内部环境的相对稳定,1.将细胞与外界坏境分隔开一、细胞膜的功能,5,2.,控制物质进出细胞,一、细胞膜的功能,表明细胞膜的控制作用具有普遍性；,表明细胞膜的控制作用具有相对性。,选择透过性,2.控制物质进出细胞一、细胞膜的功能表明细胞膜的控制作,6,有,人把细胞膜的这个功能比喻窗纱，窗纱能将小虫挡在外面，而能让空气进入，你认为这个比喻恰当吗？有没有不妥之处？,相同之处：,对通过的物质有选择性,不同之处：,细胞膜对进出细胞的物质的选择有主动性。而窗纱没有，只是机械的阻隔,有人把细胞膜的这个功能比喻窗纱，窗纱能将小虫挡在外面，而能让,7,3.,进行细胞间的信息交流,一、细胞膜的功能,3.进行细胞间的信息交流一、细胞膜的功能,8,相邻,两个细胞的细胞膜接触，信息从一个细胞传递给另一个细胞。例如：精子和卵细胞的识别和结合,相邻两个细胞的细胞膜接触，信息从一个细胞传递给另一个细胞。例,9,相邻两个细胞之间形成通道（进行物质运输），携带信息的物质通过通道进入另一个细胞。如,胞间连丝,相邻两个细胞之间形成通道（进行物质运输），携带信息的物质通过,10,小结：细胞膜的功能：,1.,将细胞与外界环境分隔开,2.,控制物质进出细胞,-,选择透过性,3.,进行细胞间的信息交流,通过体液运输完成间接交流,细胞间细胞膜直接接触,细胞间形成通道,胞间连丝,小结：细胞膜的功能：1.将细胞与外界环境分隔开2.控制物质进,11,时间,：,19,世纪末,1895,年,人物,：欧文顿（,E.Overton,）,实验,：用,500,多种物质对植物细胞进行上万次的通透,性,实验,.,发现溶于脂质的物质更容易通过细胞膜。,提出假说：,细胞膜,是由脂质组成的,最初对细胞膜成分的认识，,是通过,对现象,的推理,分析,还是,通过膜成分的提取,和检测？,从生理功能上入手，通过对现象的推理分析的。,二、对细胞膜结构的探索,不溶于脂质的物质,溶于脂质的物质,材料一,时间：19世纪末 1895年发现溶于脂质的物质更容易,12,实验,：科学家利用,哺乳动物的成熟红细胞,制备细胞膜，,然后进行化学分析。,化学分析,表明,：组成细胞膜的脂质有磷脂和胆固醇，其中,磷脂,含量最多。,亲水头部,疏水尾部,磷脂分子结构式,磷脂分子模型,磷脂分子示意图,材料二,实验：科学家利用哺乳动物的成熟红细胞制备细胞膜，然后进行化学,13,S,2,2S,1,S,1,S,2,时间,：,1925,年,人物,：荷兰科学家,Gorter,和,Grendel,实验,：,用丙酮从,人的红细胞,中提取脂质，在空气水界面上铺展成单分子层，测得单分子层的面积恰好为红细胞表面积的2倍。,细胞膜中的磷脂必然排列为连续的两层,提出假说,：,材料三,S22S1S1S2 时间：1925年细胞膜中的磷脂必,14,水,空气,根据磷脂分子的特点解释，为什么磷脂在空气一水界面上铺展成单分子层,?,科学家是如何推导出“脂质在细胞膜中必然排列为连续的两层”这一结论的,?,磷脂分子的“头部”亲水,尾部疏水,所以在水一空气的界面上磷脂分子是“头部”向下与水面接触,“尾部”则朝向空气的一面。,科学家因测得从红细胞中提取的脂质,铺成单分子层的面积恰为红细胞表面积的,2,倍,才得出膜中的脂质必然排列为连续的两层这一结论。,水空气根据磷脂分子的特点解释，为什么磷脂在空气一水界面上铺展,15,细胞膜的两侧都有水环境存在，,同学们尝试着大胆的推测和想象一下在这样的环境中，磷脂分子在细胞膜中可能是怎样排布的呢？,水,水,A,水,水,B,水,水,C,亲水的“头部”与水接触，疏水的“尾巴”远离水,细胞膜的两侧都有水环境存在，同学们尝试着大胆的推测和想象一下,16,如果将磷脂分子置于水一苯的混合溶剂中，磷脂分子将会如何分布,?,磷脂的头部将与水接触,尾部与苯接触,磷脂分子分布成单层。,水,苯,如果将磷脂分子置于水一苯的混合溶剂中，磷脂分子将会如何分布?,17,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,。,1935,年，英国学者丹尼利,(.f Danielli),和戴维森,(H. Davson),研究了细胞膜的张力。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。,细胞需要的一些极性分子和离子可以快速通过细胞膜（脂质不允许极性分子和离子快速通过）。,由于人们已发现了油脂滴表面如果吸附有蛋白质成分则表面张力会降低。,材料四,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,18,细胞膜成分,脂质,(50%),蛋白质,(40%),少量的,糖类,(2%10%),磷脂最丰富，此外还有少量的胆固醇,功能越复杂的细胞膜，,蛋白质,的种类和数量越多。,1,、细胞膜的成分,二、对细胞膜结构的探索,细胞膜成分脂质(50%)蛋白质(40%)少量的糖类(2%1,19,时间,：,1959,年,人物,：罗伯特森（,J.D.Robertsen,）,实验,：在电镜下看到细胞膜由,“,暗,亮,暗,”,的三,层,结构构成,生物膜是由“蛋白质,脂质,蛋白质”的三层结构构成的静态统一结构,提出假说,：,二、对细胞膜结构的探索,材料五,时间：1959年生物膜是由“蛋白质脂质蛋白质”的,20,该结构模型有什么不足？,把生物膜描述为静态的结构，这显然与膜功能的多样性,相矛盾,。,如：细胞的生长，变形虫的变形运动。,蛋白质,蛋白质,脂质,单位膜模型,质壁分离,变形虫变形,该结构模型有什么不足？ 把生物膜描述为静态的结构，这显,21,绿色,荧光,标记的抗体,红色,荧光,标记的抗体,细胞融合,人细胞,鼠细胞,人鼠杂交细胞,细胞融合初期,37,、,40min,细胞融合,时间,：,1970,年,实验,：将人和鼠的细胞膜,蛋白质,用,不同荧光染料,标记后融合。,结论：蛋白质分子是可以运动,的,说明细胞膜具有一定的,流动性,材料六,绿色荧光红色荧光细胞融合人细胞鼠细胞人鼠杂交细胞细胞融合初期,22,在新的观察和实验证据的基础上，,1972,年桑格,(S.J.Singer),和尼克森,(G.Nicolson),提出了新的生物膜模型,流动镶嵌模型,，为多数人所接受。,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或被否定，取决于它是否能与以后不断得到的观察和实验结果相吻合。,科学方法,提出假说,材料七,在新的观察和实验证据的基础上，1972年桑格(S.J.Sin,23,(1),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。,三、流动镶嵌模型的内容,(1)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，,24,四,.,流动镶嵌模型的基本内容,(2),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。,蛋白质分子,在,物质运输,等方面具有重要作用。,四.流动镶嵌模型的基本内容(2)蛋白质分子以不同方式镶嵌在磷,25,四,.,流动镶嵌模型的基本内容,(3),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。,四.流动镶嵌模型的基本内容(3)细胞膜不是静止不动的，而是具,26,四,.,流动镶嵌模型的基本内容,细胞膜的外表面还有糖类分子，它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,( glycocalyx),。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。,模拟题提示：,原教材认为糖被是细胞膜外的糖蛋白。练习题不一定能及时更正该说法。,注意糖被位于细胞膜外侧。,四.流动镶嵌模型的基本内容细胞膜的外表面还有糖类分子，它和蛋,27,细胞膜的成分结构与功能相适应,1.,将细胞和外界环境分开,磷脂双分子层,屏障作用,2.,控制物质进出细胞,膜转运蛋白（细胞膜上起运输作用的蛋白质,主要）和磷脂双分子层（允许弱极性或无极性分子以及极性小分子穿过，阻止离子和强极性分子通过）,3.,进行细胞间的信息交流,糖被,细胞膜的成分结构与功能相适应1.将细胞和外界环境分开,用凉水洗红苋菜，水不变红；煮苋菜汤，汤却是红色的，这与细胞膜的功能有何关系？,思 考,用凉水洗红苋菜，水不变红；煮苋菜汤，汤却是红色的，这与细胞,29,细胞膜是细胞的边界,细胞壁对绝大部多数溶质是通透的，无法在细胞壁内制造一个稳定的内部环境，因此细胞壁不是细胞这一生命系统的边界,细胞膜是细胞的边界细胞壁对绝大部多数溶质是通透的，无法在细胞,30,小结,小结,31,1.,植物细胞与动物细胞相比，植物细胞特有的是（,）,A,、细胞膜,B,、细胞质,C,、细胞核,D,、细胞壁,2.,在制备纯净的细胞膜时，我们一般不选用植物细 胞作为实验材料，主要原因是（ ）,A,、细胞膜与细胞壁紧密结合，不易分离,B,、不易吸水胀破,C,、很难得到完整的细胞膜,D,、膜成分较多，提取过程繁琐,D,A,可用酶解法,四,.,随堂检测,1.植物细胞与动物细胞相比，植物细胞特有的是（ ）DA可,32,如图是细胞膜的亚显微结构模式图，表示构成细胞膜的物质，下列有关说法错误的是,(,),A,细胞之间的相互识别与有关,B,表示蛋白质分子,C,分子大都是可以运动的,D,细胞膜的功能特性与分子无关,据研究发现，胆固醇、小分子脂肪酸、维生素,D,等物质较容易优先通过细胞膜，这是因为,(,),A,细胞膜具有一定的流动性,B,细胞膜是选择透过性膜,C,细胞膜的结构以磷脂双分子层为基本支架,D,细胞膜上镶嵌有各种蛋白质分子,D,C,如图是细胞膜的亚显微结构模式图，表示构成细胞膜的物质，,33,科学家将哺乳动物（或人）的成熟红细胞特殊处理后，造成红细胞破裂出现溶血现象，再将溶出细胞外的物质冲洗掉，剩下的结构就是较纯净的细胞膜，在生物学上称为“血影”。问：,（,1,）“血影”的化学组成是,_,、,_,、,_,；其中对行使细胞膜功能有重要作用的是,_,，功能越复杂的细胞，该成分的,_,也就越多。,（,2,）对红细胞所谓的特殊处理是,_,。,（,3,）“血影”中的脂质主要是,_,。,脂质,蛋白质,糖类,蛋白质,种类和数量,将红细胞放入蒸馏水中,磷脂,科学家将哺乳动物（或人）的成熟红细胞特殊处理后，造成红细胞破,34,