2021-2022学年高一上学期生物人教版必修13.1细胞膜的结构和功能课件（16张ppt）

(共16张PPT)
第3章 细胞的基本结构
第1节
细胞膜的结构和功能
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？
细胞膜作为细胞的边界，具有控制物质进出的功能。
活细胞的细胞膜具有选择透过性，台盼蓝染液是细胞不需要的物质，不易通过细胞膜，故未被染色。
死细胞的细胞膜失去控制物质进出细胞这一功能，染液能通过细胞膜进入到细胞中，故能被染成蓝色。
酵母菌台盼蓝染色
一、细胞膜的功能
1.将细胞与外界坏境分隔开
草履虫
细胞膜保障了细胞内部环境的相对稳定
推测的原始海洋景观图
膜的出现是生命起源过程中至关重要的阶段
一、细胞膜的功能
2.控制物质进出细胞
细胞膜的控制作用是相对的
细胞外
细胞内
营养
物质
细胞内
核酸
对细胞有害物质病毒、病菌
抗体、激素、代谢废物
例如：有些病毒、细菌也能侵入细胞，使生物体患病。
细胞膜
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。
内分泌细胞
靶细胞
激素
血管
靶细胞
内分泌细胞分泌的激素(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。
a.通过化学物质间接交流
b.直接交流
c.通过细胞通道
一、细胞膜的功能
2.进行细胞间的信息交流
靶细胞
受体
发出信号的细胞
信号分子
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，精子和卵细胞之间的识别和结合。
一、细胞膜的功能
1.时间：1895年
科学家：欧文顿(E.Overton)
非脂溶性物质
脂溶性物质
细胞膜是由脂质组成的。
二、对细胞膜成分的探索
实验：选用500多种化学物质对动物细胞膜的通透性进行了上万次的研究。
发现：凡是易溶于脂质的物质，也容易穿过膜，反之，不容易溶于脂质的物质，也不容易穿过膜。
相似相溶
最初对膜成分的认识是通过对现象的推理分析得出的。
二、对细胞膜成分的探索
2.时间：20世纪初
实验：科学家利用哺乳动物的红细胞，制备出纯净的细胞膜，然后进行化学分析。
结论：细胞膜的脂质有磷脂和胆固醇，其中磷脂含量最多。
亲水的头部
疏水的尾部
水
空气
二、对细胞膜成分的探索
3.时间：1925年
科学家：戈特(E.Gorter) 格伦德尔(F.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，测得单层分子的面积恰为红细胞表面积的2倍。
推测：细胞膜中的磷脂分子必然排列为连续的两层。
磷脂的一端为亲水的头，两个脂肪酸一端为疏水的尾，多个磷脂分子在水中总是自发地形成双分子层。
二、对细胞膜成分的探索
4.时间：1935年
科学家：丹尼利(J.F.Danielli)
实验：发现细胞的表面张力明显低于油－水界面的表面张力，人们已经发现了油脂滴表面如果附有蛋白质成分则表面张力会降低。
推测：细胞膜可能还附有蛋白质。
5.细胞膜的成分
成分 所占比例 在细胞膜构成中的作用
脂质 约50% 脂质中的磷脂是构成细胞膜的重要成分，此外还有少量的胆固醇
蛋白质 约40% 蛋白质在细胞膜行使功能时起重要作用，因此功能越复杂的细胞膜，蛋白质的种类和数量越多
糖类 2~10% 糖类与蛋白质或脂质分子结合形成糖蛋白或糖脂，
细胞膜结构的电镜照片
三、对细胞膜结构的探索
1.时间：1959年
科学家：罗伯特森(J.D.Robertson)
发现：在电镜下看到了细胞膜清晰的暗-亮-暗的三层结构。
提出假说：所有的细胞膜都由蛋白质-脂质-蛋白质三层结构构成，电镜下看到的中间的亮层是脂质分子，两边的暗层是蛋白质分子。他把细胞膜描述为静态的统一结构。
三、对细胞膜结构的探索
【思考】“三明治”结构模型有什么不足？
把生物膜描述为静态的结构，无法解释细胞的生长、变形虫的变形运动。这显然与膜功能的多样性相矛盾。
三、对细胞膜结构的探索
2.时间：1970年
实验： 将人和鼠的细胞膜用不同的荧光染料标记后，让两种细胞融合
结论：细胞膜可以融合说明细胞膜上的脂质是可以流动的；在37摄氏度下培养了40min后红绿荧光蛋白最终均匀分布
说明细胞膜上的蛋白质也是可以流动的；综上细胞膜具有一定的流动性。
四、流动镶嵌模型
时间：1972年
科学家：辛格(S.J.Singer) 尼科尔森(G.Nicolson)
提出假说：细胞膜的流动镶嵌模型。
磷脂分子
磷脂双分子层
蛋白质分子
糖蛋白
糖脂
糖被
细胞膜的基本支架为磷脂双分子层
磷脂双分子层内部为疏水端（尾部），水溶性分子或离子不能自由通过，因此具有屏障作用。外部为亲水端（头部）
蛋白质分子存在形态
蛋白质分子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。（膜结构内外的不对称性）
细胞膜上糖类与蛋白质结合形成糖蛋白，糖类与脂质结合形成糖脂
糖被与细胞表面的识别、
信息传递等功能有密切关系
细胞膜的结构特性
流动性
四、流动镶嵌模型
细胞膜
功能
将细胞与外界环境分隔开
控制物质进出细胞
进行细胞间的信息交流
结构
磷脂双分子层构成基本支架
蛋白质镶、嵌贯、穿于磷脂双分子层中
磷脂和大多数蛋白质都是可以运动的
成分
脂质分子
蛋白质分子
糖类