3.1細胞膜的結構和功能第三章細胞的基本結構

我確信哪怕一個最簡單的細胞，也比迄今為止設計出的任何智能電腦更精巧。

——翟中和院士問題探討

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？

2．據(jù)此推測，細胞膜作為細胞的邊界，應該具有什

么功能？死細胞活細胞新鮮的莧菜葉泡進水中，水一般不會變紅，但高溫炒熟的莧菜中卻有紅紅的湯汁，這可能是因為什么？古代國家的邊防建筑——長城321流動鑲嵌模型的基本內容細胞膜的功能對細胞膜結構的探索一.細胞膜的功能將細胞與外界環(huán)境分隔開生命起源于原始地球——一盆“熱湯”中，膜的出現(xiàn)是生命起源過程中至關重要的階段，細胞膜將生命物質與外界環(huán)境分隔開，產生了原始的細胞，并成為相對獨立的系統(tǒng)。細胞膜保障了細胞內部環(huán)境的相對穩(wěn)定。控制物質進出細胞細胞膜對進出細胞的物質具有控制作用。細胞需要的營養(yǎng)物質可以從外界進入細胞，細胞不需要的物質不容易進入細胞。思考：這種作用是絕對的嗎？相對的一.細胞膜的功能與膜結合的信號分子發(fā)出信號的細胞靶細胞激素血管靶細胞靶細胞內分泌細胞分泌的激素（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。相鄰兩個細胞的細胞膜接觸，信息從一個細胞傳遞給另一個細胞。進行細胞間的信息交流一.細胞膜的功能胞間連絲

相鄰兩個細胞之間形成通道，攜帶信息的物質通過通道進入另一個細胞。例如，高等植物細胞之間通過胞間連絲相互連接，也有信息交流的作用。一.細胞膜的功能321流動鑲嵌模型的基本內容細胞膜的功能對細胞膜結構的探索1895年歐文頓脂溶性物質水溶性物質細胞膜由脂質組成使用哺乳動物成熟的紅細胞獲得了細胞膜化學分析后發(fā)現(xiàn)組成細胞膜的脂質有磷脂和膽固醇，磷脂含量最多。二.對細胞膜結構的探索水中形成的磷脂雙分子層1925年戈特、格倫德爾測得面積S1測得面積S2S2=2S1提取脂質，在空氣—水界面上鋪成單分子層細胞膜中的磷脂分子排列為連續(xù)的兩層二.對細胞膜結構的探索1925年丹尼利和戴維森細胞的表面張力明顯低于油—水界面的表面張力已知：油滴表面如果吸附有蛋白質，表面張力就會降低。推測細胞膜可能還含有蛋白質后來研究發(fā)現(xiàn)脂質蛋白質糖類細胞膜（50％）（40％）（2％~10％）▲主要是磷脂,還

含有少量膽固醇二.對細胞膜結構的探索1959年羅伯特森

電鏡下看到了細胞膜清晰的暗－亮－暗的三層結構(7～8nm)。蛋白質－脂質－蛋白質三層結構的細胞膜細胞膜結構的電鏡照片(靜態(tài)結構)靜態(tài)結構的細胞膜能使其實現(xiàn)復雜的功能嗎？這個模型能解釋細胞的生長嗎？二.對細胞膜結構的探索1970年用發(fā)綠色熒光的染料標記小鼠細胞表面的蛋白質分子，用發(fā)紅色熒光的染料標記人細胞表面的蛋白質分子，將小鼠細胞和人細胞融合。紅色熒光染料標記的膜蛋白綠色熒光染料標記的膜蛋白小鼠細胞人細胞細胞融合37℃40min正在融合的細胞融合細胞兩種顏色的熒光均勻地分布細胞膜具有流動性。二.對細胞膜結構的探索321流動鑲嵌模型的基本內容細胞膜的功能對細胞膜結構的探索1972年辛格、尼科爾森提出了細胞膜的流動鑲嵌模型。細胞膜主要是由磷脂分子和蛋白質分子構成的。

磷脂雙分子層是細胞膜的基本支架，其內部是磷脂分子的疏水端，水溶性分子或離子不能自由通過，因此具有屏障作用。三.流動鑲嵌模型的基本內容三.流動鑲嵌模型的基本內容既然膜內部分是疏水的，水分子為什么能跨膜運輸呢？【答案】一是因為水分子極小，可以通過由于磷脂分子運動而產生的間隙;二是因為膜上存在水通道蛋白，水分子可以通過通道蛋白通過膜。思考（P45)

蛋白質分子以不同方式鑲嵌在磷脂雙分子層中：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，有的貫穿于整個磷脂雙分子層。這些蛋白質分子在物質運輸?shù)确矫婢哂兄匾饔谩Ｈ?流動鑲嵌模型的基本內容細胞膜的外表面還有糖類分子，它和蛋白質分子結合形成的糖蛋白或與脂質結合形成的糖脂，這些糖類分子叫做糖被，糖被在細胞生命活動中有重要的功能，例如糖被與細胞表面的識別、細胞間的信息傳遞等功能有密切關系三.流動鑲嵌模型的基本內容流動鑲嵌模型與蛋白質—脂質—蛋白質的“三明治”模型，除了蛋白質的分布不同之外，最主要的區(qū)別在哪里？流動鑲嵌模型的一個動態(tài)的模型，細胞膜具有流動性，構成膜的磷脂分子可以側向自由移動，膜中的蛋白質大多也能運動。細胞膜的流動性對于細胞完成物質運輸、生長、分裂、運動等功能都是非常重要的。三.流動鑲嵌模型的基本內容三.流動鑲嵌模型的基本內容磷脂雙分子層

基本支架

一定的流動性

蛋白質

鑲

貫穿

運動的

糖蛋白

糖被

細胞識別

1.下列生物膜結構探索歷程的說法，錯誤的是(

)A.最初通過對現(xiàn)象的推理分析得出細胞膜是由脂質組成的B.三層結構模型認為生物膜為靜態(tài)的結構C.流動鑲嵌模型認為構成生物膜的磷脂分子和大多數(shù)蛋白質分子

可以運動D.三層結構模型和流動鑲嵌模型都認為蛋白質分子在膜中的分布

是不均勻的D四.隨堂檢測2.一位科學家發(fā)現(xiàn)，當升高一定溫度時，細胞膜的厚度變