31《细胞膜系统的边界》

第１节细胞膜——系统的边界第3章细胞的基本结构石阡县第三高级中学黄飞是谁,隔开了原始海洋的动荡,是谁,为我日夜守边防,是谁,为我传信报安康。没有你,我——一个小小的细胞会是何等模样?石阡县第三高级中学黄飞2020/1/12第１节细胞膜——系统的边界第3章细胞的基本结构讨论1、你怎样区分显微镜视野中的气泡与细胞？光学显微镜下能看见细胞膜吗？问题探讨提示：气泡是光亮的，里面只有空气。细胞是一个具有细胞膜、细胞核和细胞质的复杂结构，而且是一个立体的结构。在显微镜下，通过调节焦距可以观察到细胞的不同层面。光学显微镜下不能看见细胞膜，但是能够观察到细胞与外界环境之间是有界限的。依据的实验事实主要有：讨论2、展开你的想象，尽量多的提出在光学显微镜下可以证明细胞膜存在的方法。1.进入活细胞的物质要通过一道选择性的屏障，并不是所有的物质都能进入细胞：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，却不能很快逸出细胞；细胞作为一个完整的系统，它有边界。2.在光学显微镜下看到，用微针触碰细胞表面时，细胞表面有弹性，可以伸展；用微针插入细胞内，细胞表面有一层结构被刺破；如果细胞表面结构受损面过大，细胞会死亡。哺乳动物成熟的红细胞高等动物细胞一、细胞膜的成分请从下面细胞中选出符合研究细胞膜的细胞，并说明理由高等植物细胞细菌请从下面细胞中选出符合研究细胞膜的细胞，并说明理由（一）制备细胞膜为什么要用哺乳动物红细胞作材料研究膜的组成?哺乳动物成熟的红细胞内没有细胞核和其它众多的细胞器，可以避免细胞膜与其它膜结构混在一起。正常形态的红细胞吸水后胀破的红细胞正常形态的红细胞吸水后胀破的红细胞实验原理：哺乳动物成熟的红细胞吸水胀破。细胞膜——系统的边界思考：如何从混合液中分离出纯度较高的细胞膜？细胞破裂后细胞内物质流出，细胞膜和细胞质中的其他结构质量不一样，可以采用不同转速离心的方法将细胞膜与其他物质分开，得到较纯的细胞膜。从生理功能入手的科学研究19世纪末，欧文顿（E.Overton）在研究各种未受精卵细胞的透性实验不溶于脂质的物质溶于脂质的物质细胞膜从实验现象能推测出什么结论呢？思考与讨论:•最初认识到生物膜是由脂质组成的，是通过对实验现象的推理分析还是通过膜成分的提取和鉴定？•在推理分析得出结论后，还有必要对膜的成分进行提取、分离和鉴定吗？---膜是由脂质组成最初依据实验现象和有关知识，经过严谨的推理和大胆的想像，提出设想，是一种常见的科学方法。假说还需要通过实验观察来证实。提出假说20世纪初，科学家将细胞膜从哺乳动物的成熟的红细胞中分离出来，化学分析膜表明：从生理功能入手的科学探究膜的主要成分是脂质和蛋白质脂质和蛋白质是怎样组合形成膜的呢？单位膜模型的提出磷脂是组成细胞的主要脂质，是一种由甘油、脂肪酸、和磷酸等所组成的分子。它有一个亲水磷酸“头”部，和一个疏水的脂肪酸的“尾”部。想一想：磷脂分子在空气-水界面上会怎么样铺展？亲水“头部”水空气亲水的“头部”与水接触，疏水的“尾巴”远离水，朝向空气的一面，在水空气界面上铺展成单分子层。疏水“尾部”单位膜模型的提出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？1925年两位荷兰科学家用丙酮（一种有机溶剂）从一定数量的红细胞中抽提脂类，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表面积的2倍脂质分子必然排列为连续的两层GORTER蛋白质位于细胞膜的什么位置呢？推测？？……40年代，曾经有学者推测蛋白质覆盖在脂质的两边1959年，罗伯特森（J.D.Robertson）用超薄切片技术获得了清晰的细胞膜电镜下的照片，显示暗-明-暗三层结构。蛋白质的电子密度高，在电镜下显暗色；磷脂分子的电子密度低，显亮色。蛋白质蛋白质脂质单位膜模型单位膜模型----无法解释的现象:变形虫的生命活动现象2020/1/1221质壁分离现象2020/1/1222“蛋白质—脂质—蛋白质”单位膜模型有什么不足？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.2020/1/1224跨膜蛋白外周蛋白嵌入蛋白新技术带来新模型蛋白质在膜中的分布是不对称的科学家关于蛋白质在细胞膜上存在的三种方式的概括：镶在膜表面嵌在膜中贯穿膜标本用干冰等冰冻。后用冷刀断开，升温后暴露断裂面。膜上的蛋白质可以运动新技术带来新模型磷脂分子的运动细胞膜具有流动性新技术带来新模型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。流动镶嵌模型流动镶嵌模型基本内容的总结:1、生物膜的组成：2、生物膜的基本骨架：3、蛋白质分子存在形态：4、生物膜的结构特点：主要由蛋白质和脂质（磷脂分子）组成,此外，细胞膜中还含有少量的胆固醇与多糖等成分。磷脂双分子层（亲水性头部朝向两侧，疏水性尾部朝向内侧）。有镶在表面、嵌入、贯穿三种，外侧的蛋白质分子与糖类结合形成糖被。体现了生物膜的不对称性。（糖被与细胞识别、胞间信息交流等有密切联系）流动性（磷脂分子和大多数蛋白质分子都是运动的）注意：2020/1/1230现象观察：19世纪末，欧文顿发现物质更容易透过细胞膜。提出假说：实验证明：20世纪初，对膜的化学分析结果指出膜主要由和组成。提出问题：脂质和蛋白质是怎样形成膜的呢？实验探究：1925年荷兰科学家测得膜单分子层恰为红细胞表面积的2倍，提出.1959年罗伯特森提出的单位膜模型：所有生物膜都由三层结构。提出新问题：如果膜是静态的，细胞的一些复杂功能又怎样解释呢？组织新探究：1970年，荧光标记小鼠细胞和人细胞融合实验，指出细胞膜具有。1972年，桑格和尼克森提出了。回顾：对生物膜结构的探索历程溶于脂质的膜是由脂质组成脂质蛋白质脂质分子排列为连续的两层蛋白质-脂质-蛋白质流动性流动镶嵌模型小结：概念图基本支架具有流动性有的横跨整个磷脂双分子层生物膜大多数可以运动生物膜具有结构特性:磷脂双分子层蛋白质分子部分镶在磷脂双分子层表面部分或全部嵌入磷脂双分子层中流动性成分细胞膜的主要成分脂质（磷脂最丰富）大约占50%蛋白质大约占40%糖类大约占2%—10%二、细胞膜的成分05101520253035404550脂质蛋白质糖类百分含量%脂质（约50%）蛋白质（约40%）糖类（约2%~10%）思考：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？1、将细胞与外界坏境分隔开原始地球环境三、细胞膜的功能膜的出现是生命起源过程中至关重要阶段。2、控制物质进出细胞体现了细胞膜的什么特点？功能特点：选择透性3、进行细胞间的信息交流2020/1/1238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。细胞壁是什么细胞具有的结构？主要化学成分是什么？对植物细胞有何作用？细胞壁2020/1/12411、细胞壁的化学组成:（1)植物和藻类：主要是纤维素和果胶（2)细菌：肽聚糖（蛋白质和糖类）2、细胞壁的主要作用：——支持和保护3.特点：细胞壁是全透性细胞壁2020/1/1242课堂练习题1、在组成细胞膜的脂质中，最丰富的是A、脂肪B、固醇C、磷脂D、维生素D课堂练习题2、下列关于细胞膜的功能不正确的是A、维持细胞内部环境的相对稳定B、防止有用的物质流失C、实现细胞间的信息交流D、绝对避免有害物质进入细胞课堂练习题3、下列关于人体成熟红细胞的叙述中，不正确的是A.细胞中没有染色体B.细胞中没有DNAC.细胞中没有细胞核D.细胞中含有线粒体和内质网课堂练习题4、生物膜上信息交流的受体大多是属于下列哪类物质A.脂质类B.蛋白质类C.核酸类D.纤维素类再见！