第三章細胞的基本結構第1節細胞膜的結構和功能本節目標細胞膜的功能對細胞膜結構的探索流動鑲嵌模型的基本內容課堂導入1

鑒別動物細胞是否死亡常用臺盼藍染液。用它染色時，死細胞會被染成藍色，而活細胞不會著色。討論：1.為什么活細胞不能被染色，而死細胞能被染色？

活細胞的細胞膜具有選擇透過性。

臺盼藍是細胞不需要的物質，不易通過細胞膜，因此活細胞不被染色。死細胞的細胞膜失去控制物質進出細胞的功能，臺盼藍能通過細胞膜進入細胞，死細胞能被染成藍色。課堂導入1討論：2.據此推測，細胞膜作為細胞的邊界，應該具有什么功能？細胞膜作為細胞的邊界，具有控制物質進出細胞的功能注意：植物細胞的邊界是也細胞膜，不是細胞壁，因為細胞壁是全透性的。控制物質進出細胞細胞膜的功能一、分泌物廢物CO2、尿素、多余的無機鹽等抗體、激素等水、無機鹽、氨基酸、葡萄糖等。營養物質病毒病菌細胞膜的控制作用具有相對性，有害物質有可能進入。將細胞與外界環境分隔開

膜的出現是生命起源過程中至關重要的階段。細胞膜保障了細胞內部環境的相對穩定。推測的原始海洋景觀圖

細胞作為一個基本的生命系統，它的邊界就是細胞膜，也叫質膜。細胞膜的功能一、細胞膜的功能一、進行細胞間的信息交流發出信號的細胞靶細胞與膜結合的信號分子受體（1）直接交流：細胞膜的接觸如：精子與卵細胞的結合細胞膜的功能一、激素內分泌細胞的激素（如胰島素），隨血液到達全身各處，與靶細胞的細胞膜表面的受體結合，將信息傳遞給靶細胞。（2）間接交流：化學物質（激素、神經遞質）細胞膜的功能一、（3）相鄰兩個細胞之間形成通道（植物細胞的胞間連絲）胞間連絲細胞膜的功能一、細胞膜的功能①將細胞與外界環境分隔開②控制物質進出細胞③進行細胞間的信息交流對細胞膜結構的探索二、對生物膜組分的探索Year1895年歐文頓（E.Overton）實驗：細胞膜結論：細胞膜是由脂質組成的。非脂溶性物質脂溶性物質對細胞膜結構的探索二、對生物膜組分的探索

科學家第一次將膜從哺乳動物的紅細胞中分離出來。紅細胞的細胞膜化學分析表明：組成細胞膜的脂質有磷脂

和膽固醇，磷脂含量最多。Year20世紀初對細胞膜結構的探索二、朗繆爾

指出磷脂分子的頭部是親水的，尾部是疏水的。甘油脂肪酸尾部頭部(親水)(疏水)磷酸對生物膜分子排布的探索Year1917年OC=OC=OCH-CH2CH2OCH2CH2ˉN+（CH）33OOO=PˉOCH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH3CH=CHCH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH3對細胞膜結構的探索二、Year1917年對生物膜分子排布的探索請根據磷脂分子的特點，建構磷脂分子在空氣——水界面的分布模型。水空氣Year對生物膜分子排布的探索

用丙酮從紅細胞中提取脂質，在空氣—水界面上鋪展成單分子層，測得單分子層的面積恰為紅細胞表面積的2倍。1925年對細胞膜結構的探索二、據此推測：細胞膜中的磷脂分子必然排列為連續的兩層。Year1935年對生物膜分子排布的探索對細胞膜結構的探索二、細胞的表面張力明顯低于油—水界面的表面張力。據此推測：細胞膜除含脂質分子外，可能還附有蛋白質成分所占比例在細胞膜構成中的作用脂質約50%脂質中的磷脂是構成細胞膜的重要成分，此外還有少量的膽固醇蛋白質約40%功能越復雜的細胞膜，蛋白質的種類和數量越多糖類2~10%糖類與蛋白質或脂質分子結合形成糖蛋白或糖脂，分布在細胞膜的外表面，糖蛋白具有保護、潤滑和細胞識別的作用對細胞膜結構的探索二、細胞膜主要成分：脂質和蛋白質對細胞膜結構的探索二、兩層暗一層亮Year1959年對生物膜分子排布的探索

羅伯特森在電鏡下看到細胞膜清晰的暗—亮—暗的三層結構。Year20世紀60年代對生物膜結構特點的探究對細胞膜結構的探索二、科學家對細胞膜是靜態的觀點提出質疑：

如果是這樣，細胞膜的復雜功能將難以實現，就連細胞的生長、變形蟲的運動這樣的現象都難以解釋。Year1970年對生物膜結構特點的探究誘導融合40分鐘后370C熒光標記膜蛋白鼠細胞人細胞結論:細胞膜上的蛋白質是可以運動的。細胞膜具有流動性對細胞膜結構的探索二、Year冰凍蝕刻電子顯微法：對生物膜分子排布的探索蛋白質

、

在磷脂雙分子層中。鑲嵌貫穿對細胞膜結構的探索二、Year1972年流動鑲嵌模型的誕生辛格和尼科爾森在繼承創新中提出了流動鑲嵌模型S.J.SingerG.Nicolson對細胞膜結構的探索二、Year1972年流動鑲嵌模型的誕生對細胞膜結構的探索二、Year1972年流動鑲嵌模型的基本內容有保護和潤滑作用，還與細胞膜表面的識別有密切關系對細胞膜結構的探索二、1、細胞膜的組成：2、細胞膜的基本支架：3、蛋白質分子存在形態：4、細胞膜的結構特點：主要由蛋白質和脂質組成

磷脂雙分子層（親水性頭部朝向兩側，疏水性尾部朝向內側）有鑲嵌、貫穿兩種形式，外側的蛋白質分子與糖類結合形成糖蛋白，體現了生物膜的不對稱性。具有一定的流動性（磷脂分子和大多數蛋白質分子都是運動的）細胞膜流動鑲嵌模型的基本內容三、細胞膜流動鑲嵌模型的基本內容三、細胞膜的流動性與選擇透過性區別結構特點：具有一定的流動性功能特點：選擇透過性課堂總結四、1、提出生物膜流動鑲嵌模型的科學家是()A.歐文頓 B.羅伯特森

C.桑格和尼克森 D.