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,#,第三章 细胞的基本结构,2019,人教版必修,1,分子与细胞,我确信哪怕一个最简单的细胞，也比迄今为止设计出的任何智能电脑更精巧。,引自翟中和院士等主编的,细胞生物学,第三章 细胞的基本结构2019人教版必修1分子与细胞我,1,问题探讨,鉴别动物细胞是否死亡常用台盼蓝染液。用它染色时，死细胞会被染成蓝色，而活细胞不会着色。,1.,为什么活细胞不能被染色，而死细胞能被染色,?,2.,据此推测，细胞膜作为细胞的边界，应该具有什么用台盼蓝染液染色后的功能,?,用台盼蓝染液染色后的死细胞和活细胞,(,放大,200,倍,),任何系统都有边界。细胞作为一个基本的生命系统，它的边界就是细胞膜，也叫质膜。,第一节,细胞膜的结构和功能,问题探讨鉴别动物细胞是否死亡常用台盼蓝染液。用它染色时，死细,2,一、,细胞膜的功能,将细胞与外界坏境分隔开,原始地球环境,细胞膜作为细胞的边界，能够将细胞和外界环境分开。如果没有,细胞膜,，细胞内容物就会和外界融为一体。正是由于细胞膜的存在，才使细胞从环境中独立出来，成为一个相对独立的系统。,一、细胞膜的功能将细胞与外界坏境分隔开原始地球环境细胞膜作为,3,二、细胞膜的功能,控制物质进出细胞,细胞膜的控制作用是相对的,细胞膜,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,二、细胞膜的功能控制物质进出细胞细胞膜的控制作用是相对的细胞,4,二、细胞膜的功能,进行细胞间的信息交流,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。,多细胞生物体作为一个更大的系统由分化的细胞构成，不同类型的细胞间要相互协作才能完成各项生命活动，这就要求不同的细胞之间要进行“沟通”和“交流”，也就是细胞间的信息交流。,二、细胞膜的功能进行细胞间的信息交流内分泌细胞分泌的激素(如,5,易,发出信号的细胞,靶细胞,与膜结合的,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：精子和卵细胞的识别和结合。,易发出信号的细胞 靶细胞 与膜结合的相,6,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,胞间连丝切片（黑枣）,细胞膜的功能是由它的成分和结构决定的,人教版生物,细胞膜的结构和功能,课件下载,1,人教版生物,细胞膜的结构和功能,课件下载,1,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,7,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,.,细胞膜,溶于脂质的物质,不溶于脂质的物质,发现脂质更容易通过细胞膜。,提出假说,：,细胞膜,是由脂质组成的,三、,对,生物膜成分的探索,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。,人教版生物,细胞膜的结构和功能,课件下载,1,人教版生物,细胞膜的结构和功能,课件下载,1,时间：19世纪末 1895年细胞膜溶,8,实验,：科学家将膜从哺乳动物的红细胞中分离然后进行化学分析。,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,。,磷脂分子结构式,磷脂分子模型,磷脂分子示意图,人教版生物,细胞膜的结构和功能,课件下载,1,人教版生物,细胞膜的结构和功能,课件下载,1,实验：科学家将膜从哺乳动物的红细胞中分离然后进行化学分析。化,9,时间,：,1925,年,人物,：荷兰科学家,Gorter,和,Grendel,实验,：,从细胞膜中提取脂质，铺成单层分子，发现面,积是细胞膜的,2,倍,细胞膜中的磷脂是双层的,水,空气,提出假说,：,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。,人教版生物,细胞膜的结构和功能,课件下载,1,人教版生物,细胞膜的结构和功能,课件下载,1,时间：1925年细胞膜中的磷脂是双层的水空气提出假说,10,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,人教版生物,细胞膜的结构和功能,课件下载,1,人教版生物,细胞膜的结构和功能,课件下载,1,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,11,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,?,磷脂分子在水中能自发地形成双分子层，你如何解释这一现象,?,由此，你能否就细胞膜是由磷脂双分子层构成的原因作出分析,?,由于磷脂分子有亲水的“头部”和疏水的“尾部”,在水溶液中,朝向水的是头部,尾部受水的排斥。当磷脂分子的内外两侧均是水环境时,磷脂分子的尾部相对排列在内侧,头部则分别朝向两侧水的环境,形成磷脂双分子层。细胞的内外环境都是水溶液,所以细胞膜磷脂分子的头部向着膜的内外两侧而尾部相对排在内侧,形成磷脂双分子层。,如果将磷脂分子置于水一苯的混合溶剂中,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。,讨论,在水中形成的磷脂分子层,人教版生物,细胞膜的结构和功能,课件下载,1,人教版生物,细胞膜的结构和功能,课件下载,1,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?,12,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。,到了,20,世纪,30,年代，科学家已经确定细胞膜中存在蛋白质,人教版生物,细胞膜的结构和功能,课件下载,1,人教版生物,细胞膜的结构和功能,课件下载,1,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,13,三、对生物膜结构的探索,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,人教版生物,细胞膜的结构和功能,课件下载,1,人教版生物,细胞膜的结构和功能,课件下载,1,三、对生物膜结构的探索细胞膜成分脂质(50%)蛋白质(40%,14,无法解释细胞的生长、变形虫的变形运动,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,“,三明治”结构模型有什么不足？,把生物膜描述为静态的刚性结构，这显然与,膜功能,的多样性相矛盾。,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,：,2,、,对,生物膜结构的探索过程,人教版生物,细胞膜的结构和功能,课件下载,1,人教版生物,细胞膜的结构和功能,课件下载,1,无法解释细胞的生长、变形虫的变形运动 时间：1959年,15,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,人教版生物,细胞膜的结构和功能,课件下载,1,人教版生物,细胞膜的结构和功能,课件下载,1,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,16,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,人教版生物,细胞膜的结构和功能,课件下载,1,人教版生物,细胞膜的结构和功能,课件下载,1,在新的观察和实验证据的基础上，1972年桑格(S.J.Sin,17,四,.,流动镶嵌模型的基本内容,(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，水溶性分子或离子不能自由通过，因此具有,屏障,作用。,人教版生物,细胞膜的结构和功能,课件下载,1,人教版生物,细胞膜的结构和功能,课件下载,1,四.流动镶嵌模型的基本内容(1)磷脂双分子层是膜的基本支架，,18,四,.,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。,人教版生物,细胞膜的结构和功能,课件下载,1,人教版生物,细胞膜的结构和功能,课件下载,1,四.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,19,四,.,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。,人教版生物,细胞膜的结构和功能,课件下载,1,人教版生物,细胞膜的结构和功能,课件下载,1,四.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,20,四,.,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。,人教版生物,细胞膜的结构和功能,课件下载,1,人教版生物,细胞膜的结构和功能,课件下载,1,四.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,21,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,人教版生物,细胞膜的结构和功能,课件下载,1,人教版生物,细胞膜的结构和功能,课件下载,1,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,22,小结,人教版生物,细胞膜的结构和功能,课件下载,1,人教版生物,细胞膜的结构和功能,课件下载,1,小结人教版生物细胞膜的结构和功能课件下载1人教版生物细,23,