生物必修一 细胞膜的结构和功能

● 不溶于脂质的物质 ● 溶于脂质的物质
细胞膜
讨论：
1. 如果你是欧文顿，你能得出怎样的结论呢？
推测：细胞膜是由脂质组成的
2. 该结论是通过对现象的推理分析还是通过膜成分的提取
和鉴定得出的？
对现象的推理分析
3. 有必要对膜成分进行提取和鉴定吗？ 有
膜成分的提取
1935年，丹尼利和戴维森 1970年，荧光标记细胞
二 细胞膜成分的探索
➢脂质（约50%）
磷脂最丰富 动物细胞膜含有少量 胆固醇
C、H、O、N、P （S）
➢蛋白质（约40%） ➢糖类（约2%-10%）
功能越复杂的细胞膜， 蛋白质的种类和数量就越多
三 细胞膜结构的探索
探究活动： 将磷脂分子放入水中搅拌，停止搅拌后，磷 脂分子会怎样排列？
水
空气 水
化学分析结果 指出组成膜的 脂质是磷脂和 胆固醇
谢谢
1935年，丹尼利和戴维森 提出细胞膜除含脂质分子 外，可能还附有蛋白质
1970年，荧光标记细胞
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1895年，欧文顿： 1925年，细胞膜中
细胞膜是由脂质 的脂质排列为连续
组成的
的两层
1959年,罗伯特森
1972年，辛格和 尼克尔森
三 细胞膜结构的探索
资料五： 1959年，罗伯特森在电镜下看到细胞膜清晰的暗-亮-暗 三层结构
化学分析结果 指出组成膜的 脂质是磷脂和 胆固醇
1935年，丹尼利和戴维森 1970年，荧光标记细胞
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1895年，欧文顿： 1925年，提取脂质 细胞膜是由脂质 组成的
1959年,罗伯特森
1972年，辛格和 尼克尔森
二 细胞膜成分的探索
资料三： 1925年，戈特和格伦德尔用丙酮从口人腔的上红皮细细胞胞 中提取脂 质（主要是磷脂），在空气—水界面上铺展成单分子层， 测得单分子层的面积恰为红细胞膜面积的两倍。
细胞膜具有流动性 膜蛋白可以运动
化学分析结果 指出组成膜的 脂质是磷脂和 胆固醇
1935年，丹尼利和戴维森 提出细胞膜除含脂质分子 外，可能还附有蛋白质
1970年，指出细 胞膜具有流动性
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1895年，欧文顿： 1925年，细胞膜中
细胞膜是由脂质 的脂质排列为连续
组成的
的两层
1959年,罗伯特森 提出的“三明治” 模型：生物膜都 由蛋白质-脂质蛋白质三层结构 构成
1972年，辛格和 尼克尔森
二 细胞膜结构的探索
资料七： 1972年，辛格和尼克尔森总结前人的研究成果，并且在新的观察和 实验证据的基础上，提出了新的细胞膜模型———流动镶嵌模型， 为多数人所接受。
化学分析结果 指出组成膜的 脂质是磷脂和 胆固醇
1935年，丹尼利和戴维森 提出细胞膜除含脂质分子 外，可能还附有蛋白质
蛋白质
脂质
蛋白质在电镜下显暗色； 脂质分子显亮色。
蛋白质
“蛋白质－脂质－蛋白质” 静态的统一结构
思考：细胞膜是固定不动的吗？
三 细胞膜结构的探索
细胞的分裂
化学分析结果 指出组成膜的 脂质是磷脂和 胆固醇
1935年，丹尼利和戴维森 提出细胞膜除含脂质分子 外，可能还附有蛋白质
1970年，荧光标记细胞
导入
细胞膜 细胞质 以DNA作为遗传物质
第三章 第一节
细胞膜的结构和功能
材料
科学家用显微注射器将一种叫做伊红的物质注入变 形虫体内，伊红很快扩散到整个细胞，却不能逸出细胞。
动
动
伊红为什么不会逸出细胞？
脑
此实验说明了什么？
筋
细胞作为一个完整的系统，它有边界。其边界就是细胞膜。
一、细胞膜的功能
1、将细胞与外界环境分隔开
（2）通过相邻细胞膜的接触传递信息。 精子和卵细胞之间的识别和结合。
（3）相邻细胞之间形成通道来传递信息。 高等植物细胞之间通过胞间连丝传递信息。
胞间连 丝
①
②
1.将细胞与外界环境分隔开 2.控制物质进出细胞
③
④
3.进行细胞间的信息交流
膜成分的提取
1935年，丹尼利和戴维森 1970年，荧光标记细胞
1970年，指出细 胞膜具有流动性
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1895年，欧文顿： 1925年，细胞膜中
细胞膜是由脂质 的脂质排列为连续
组成的
的两层
1959年,罗伯特森 提出的“三明治” 模型：生物膜都 由蛋白质-脂质蛋白质三层结构 构成
1972年，辛格和 尼克尔森提出流 动镶嵌模型
四 流动镶嵌模型
3
A
1
B
1 名称:
思考：实验一中B烧杯的水为什么变成紫红色？而A 烧杯颜色不变？实验二中B组玉米粒为什么被染成红 色，而A组的颜色不变？
你能根据实验现象推测细胞膜的功能吗？
2、控制物质进出细胞
营养物质、O2
细胞产物
× 细胞
不需要、有害的物 质
× （抗体、激素等）
（相对性）
（病菌、病毒）
核酸等重要成 分 代谢废物、CO2
讨论： 1. 为什么磷脂在空气—水界面上铺展成单分子层？
磷脂头部亲水，与水接触，尾部疏水，位于空气中，铺成单分子层 2. 据实验现象可推断出？ 细胞中的磷脂分子必然排列为连续的两层
化学分析结果 指出组成膜的 脂质是磷脂和 胆固醇
1935年，丹尼利和戴维森 1970年，荧光标记细胞
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1895年，欧文顿： 1925年，细胞膜中
2
磷脂双分子层 2 名称: 蛋白质 3 名称: 糖蛋白
地位:
位置:
细胞膜的基本支架 镶 嵌 贯穿
位置:
作用：屏障作用
特点: 可以侧向自由移动
特点:
分布于细胞膜的外表面
膜中的蛋白质大多 能运动
功能: 识别、信息传递
磷脂双分子层
糖被
结构特点
细胞膜的探究历程 细胞膜的功能
流动镶嵌模型
功能特点
蛋白质的存在形式
——保障了细胞内部环境的相对稳定。
无机物→简单有机物→复杂有机物→原始生命体
实验一：取A、B两个烧杯，分别加入等体 积的清水和沸水，然后将新鲜的紫色苋菜叶 实验分析 分别浸入A、B两个烧杯中，观察颜色的变 化。
实验二：取数量相等的玉米粒两份，为A、 B两组，将B组玉米粒煮熟，然后分别加入 红墨水，几分钟后用缓水流冲洗两组玉米粒。
“染色排除法”利用了活 细胞的细胞膜能够控制物质 进出细胞的原理。台盼蓝染 色剂是细胞不需要的物质， 不能通过细胞膜进入细胞， 所以活细胞不被染色。而死 的动物细胞的细胞膜不具有 控制物质进出细胞的功能， 所以台盼蓝染色剂能够进入 死细胞内，使其被染色。
3、进行细胞间的信息交流
（1）细胞分泌化学物质，通过膜表面的受体传递信息。
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1895年，欧文顿： 1925年，细胞膜中
细胞膜是由脂质 的脂质排列为连续
组成的
的两层
1959年,罗伯特森 提出的“三明治” 模型：生物膜都 由蛋白质-脂质蛋白质三层结构 构成
1972年，辛格和 尼克尔森
二 细胞膜结构的探索
资料六： 1970年，科学家利用荧光标记技术，标记细胞表面的蛋白质分子， 将小鼠细胞和人细胞融合。
细胞膜是由脂质 的脂质排列为连续
组成的
的两层
1959年,罗伯特森
1972年，辛格和 尼克尔森
二 细胞膜成分的探索
资料四： 1935年，英国学者丹尼利和戴维森研究了细胞膜的张力， 发现细胞的表面张力明显低于油-水界面的表面张力
推断细胞膜除含脂质分子外，可能还附有蛋白质
思考：如果让你设计一个实验来证明蛋白质的存在，怎么做？ 用双缩脲试剂检测，看是否有紫色反应
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1895年，欧文顿： 1925年，提取脂质 细胞膜是由脂质 组成的
1959年,罗伯特森
1972年，辛格和 尼克尔森
二 细胞膜成分的探索
资料二：科学家将膜从哺乳动物的红细胞中分离出来，制备出纯净的细胞膜， 得知组成细胞膜的脂质有磷脂和胆固醇，其中磷脂含量最多。
亲水性头部 疏水性尾部
思考：为什么选择哺乳动物红细胞？ 哺乳动物成熟红细胞无细胞核和众多的细胞器
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1895年，欧文顿 1925年，提取脂质
1959年,罗伯特森
1972年，辛格和 尼克尔森
二 细胞膜成分的探索
资料一：1895年，欧文顿选用500多种化学物质对植物细胞膜的通透性
进行上万次的实验。发现：凡是可溶于脂质的物质，比不溶于脂质的物
质更容易穿过细胞膜。
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