《医学专题—细胞膜公开课版本28245》由会员分享，可在线阅读，更多相关《医学专题—细胞膜公开课版本28245（37页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、 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(t ni),伊红很快扩散到整个细胞,却不能逸出细胞。 伊红为什么不会逸出细胞？此实验伊红为什么不会逸出细胞？此实验(shyn)(shyn)说明了什么？说明了什么？细胞作为(zuwi)一个完整的系统，它有边界第一页，共三十七页。 第第1 1节系统节系统(xtng)(xtng)的边界的边界细胞膜细胞膜第二页，共三十七页。口腔口腔(kuqing)上皮上皮细胞细胞植物叶肉植物叶肉(yru)细胞细胞细菌细菌(xjn)细胞细胞哺乳动物成熟哺乳动物成熟的红细胞的红细胞问题问题1 1：研究细胞膜应选择何种细胞？：研究细胞膜应选择何种细胞？第三页，共三十七
2、页。人的成熟红细胞人的成熟红细胞红细胞在清水中吸水破裂红细胞在清水中吸水破裂哺乳动物成熟的红细胞哺乳动物成熟的红细胞没有细胞核及复没有细胞核及复杂的细胞器，吸水涨破后进行杂的细胞器，吸水涨破后进行(jnxng)(jnxng)离心操作，离心操作，即可制备较纯净的细胞膜。即可制备较纯净的细胞膜。第四页，共三十七页。问题问题(wnt)2：细胞膜的组成成分是什么？：细胞膜的组成成分是什么？第五页，共三十七页。时间：时间：18951895年年人物：人物：欧文顿（欧文顿（E.OvertonE.Overton）实验：实验：用用500500多种物质对细胞膜进行上万次的通透性多种物质对细胞膜进行上万次的通透性
3、实验，发现脂溶性物质能够优先通过实验，发现脂溶性物质能够优先通过(tnggu)(tnggu)细胞膜，细胞膜， 且细胞膜会被溶解脂质的溶剂溶解。且细胞膜会被溶解脂质的溶剂溶解。结论：结论： 资料资料(zlio)(zlio)1 1：细胞膜中含有细胞膜中含有(hn yu)脂脂质。质。非脂溶性物质非脂溶性物质脂溶性物质脂溶性物质细胞膜细胞膜第六页，共三十七页。资料资料(zlio)(zlio)2 2：科学家在实验中发现科学家在实验中发现(fxin)(fxin)细胞膜不细胞膜不但会被溶解脂质的物质溶解，也会被但会被溶解脂质的物质溶解，也会被蛋白酶蛋白酶( (能专一地分解蛋白质的物质能专一地分解蛋白质的物质
4、) )分解。分解。结论结论(jiln)(jiln)：细胞膜中含有蛋白质。细胞膜中含有蛋白质。第七页，共三十七页。细胞膜的组成细胞膜的组成(z chn)成分成分脂质脂质（约（约50%50%）蛋白质蛋白质（约（约40%40%）糖类糖类(tn li)(tn li)（约（约2%-2%-10%10%）第八页，共三十七页。问题问题3：各组成成分各组成成分(chng fn)在细胞膜中如何分布？在细胞膜中如何分布？第九页，共三十七页。磷脂磷脂含含C、H、O、N、P五种五种(w zhn)元素，是由胆碱，元素，是由胆碱，甘油，脂肪酸和磷酸所组成的分子，其甘油，脂肪酸和磷酸所组成的分子，其“头头”部是亲水的部是亲水
5、的， “尾尾”部是疏水的。部是疏水的。亲水头部亲水头部疏水尾部疏水尾部(wi b)第十页，共三十七页。水面水面(shu min)上的磷脂分子上的磷脂分子水中的磷脂分子水中的磷脂分子第十一页，共三十七页。时间：时间：19251925年年人物：人物： Gorter 和和Grendel （荷兰）（荷兰）实验：实验： 用丙酮从人的红细胞中提取磷脂，在水面上铺用丙酮从人的红细胞中提取磷脂，在水面上铺(shn p)(shn p) 展成单分子层，测得单层磷脂分子的总面积为展成单分子层，测得单层磷脂分子的总面积为 红细胞膜表面积的红细胞膜表面积的2 2倍。倍。结论：结论： 资料资料(zlio)(zlio)3
6、3： Gorter 和和Grendel实验实验水水细胞膜是由双层磷脂分子细胞膜是由双层磷脂分子(fnz)组成的。组成的。磷脂分子在细胞膜中如何分布？磷脂分子在细胞膜中如何分布？第十二页，共三十七页。细胞主要生存细胞主要生存(shngcn)在液体环境中，细在液体环境中，细胞膜中的双层磷脂分子应该怎样排布才能胞膜中的双层磷脂分子应该怎样排布才能稳定地存在于水体中？稳定地存在于水体中？第十三页，共三十七页。排布特点：亲水头部朝两侧排布特点：亲水头部朝两侧(lin c)，疏水尾部相对，疏水尾部相对磷磷脂脂(ln zh)双双分分子子层层磷脂分子在细胞膜中如何磷脂分子在细胞膜中如何(rh)分布？分布？蛋白
7、质分子在细胞膜中如何分布？蛋白质分子在细胞膜中如何分布？第十四页，共三十七页。资料资料(zlio)(zlio)4 4：三明治模型：三明治模型J. D. Robertson 1959 用超薄切片技术获用超薄切片技术获得了清晰的细胞膜照片，显示暗得了清晰的细胞膜照片，显示暗-明明-暗三层暗三层结构结构(jigu)(如图如图)，厚约，厚约7.5nm。这就是所谓。这就是所谓的的“单位膜单位膜”模型。它由厚约模型。它由厚约3.5nm的双层的双层脂分子和内外表面各厚约脂分子和内外表面各厚约2nm的蛋白质构的蛋白质构成。成。 暗暗- -明明- -暗暗蛋白质蛋白质- -磷脂磷脂(ln zh)(ln zh)-
8、-蛋蛋白质白质三明治模型三明治模型第十五页，共三十七页。问题问题4：蛋白质和脂质在细胞膜中的位置蛋白质和脂质在细胞膜中的位置(wi zhi)是固定是固定不变的吗？不变的吗？第十六页，共三十七页。资料资料5 5：19701970年，人、鼠细胞融合实验年，人、鼠细胞融合实验诱导诱导融合融合人细胞人细胞鼠细胞鼠细胞荧光标记荧光标记 蛋白质蛋白质4040分钟后分钟后370C膜蛋白可以膜蛋白可以(ky)运动运动 结论结论(jiln)(jiln)：第十七页，共三十七页。磷脂分子磷脂分子(fnz)的运动的运动第十八页，共三十七页。 冰冻蚀刻电子显微法冰冻蚀刻电子显微法将细胞膜标本冰冻将细胞膜标本冰冻, ,然
9、然后用冷刀断开，升温后暴露断裂面进行观察。后用冷刀断开，升温后暴露断裂面进行观察。蛋白质蛋白质覆盖覆盖在磷脂双分子在磷脂双分子(fnz)层的层的两侧、或两侧、或嵌插嵌插在在磷脂双分子层中，或磷脂双分子层中，或贯穿贯穿整个磷脂双分子层。整个磷脂双分子层。第十九页，共三十七页。时间：时间：19721972年年人物：人物：桑格和尼克森（桑格和尼克森（S. J. Singer & G.Nicolson S. J. Singer & G.Nicolson ）内容：内容：1.1.磷脂双分子磷脂双分子(fnz)(fnz)层层构成细胞膜的基本骨架；构成细胞膜的基本骨架； 2.2.蛋白质分子蛋白质分子在细胞膜中
10、不对称分布；在细胞膜中不对称分布；资料资料6 6：细胞膜的：细胞膜的流动流动(lidng)(lidng)镶嵌模型镶嵌模型3.3.磷脂分子是可以运磷脂分子是可以运动动(yndng)(yndng)的，具有的，具有流动流动性性；4.4.大多数蛋白质分子可大多数蛋白质分子可以运动，也体现了膜的以运动，也体现了膜的流动性流动性。第二十页，共三十七页。细胞膜的结构特点：细胞膜的结构特点：具有具有(jyu)一定的流动性。一定的流动性。白细胞吞噬白细胞吞噬(tnsh)细菌细菌变形虫吞噬变形虫吞噬(tnsh)食物食物第二十一页，共三十七页。问题问题5：细胞膜具有哪些：细胞膜具有哪些(nxi)功能？功能？第二十二
11、页，共三十七页。1、细胞膜将细胞与外界坏境分隔开，具有、细胞膜将细胞与外界坏境分隔开，具有(jyu)保护作用。保护作用。原始地球原始地球(dqi)(dqi)环环境境 膜的出现在生命起源过程中膜的出现在生命起源过程中至关重要。它使原始细胞成为相至关重要。它使原始细胞成为相对对(xingdu)(xingdu)独立的系统，细胞膜独立的系统，细胞膜维维持了细胞内部环境的相对稳持了细胞内部环境的相对稳定。定。生生活活在在水水里里的的草草履履虫虫第二十三页，共三十七页。科学家做过这样的实验：将番茄和水稻分别科学家做过这样的实验：将番茄和水稻分别(fnbi)(fnbi)放在含放在含CaCa2+2+、MgMg
12、2+2+、SiSi4+4+的培养液中培养。的培养液中培养。一段时间后，番茄培养液中的一段时间后，番茄培养液中的CaCa2+2+、和、和MgMg2+2+减少；减少；水稻培养液中的水稻培养液中的CaCa2+2+、和、和MgMg2+2+增多。增多。SiSi4+4+的情况刚好相反：水稻吸收大量的的情况刚好相反：水稻吸收大量的SiSi4+4+，而，而番茄几乎不吸收番茄几乎不吸收SiSi4+4+。这说明了什么？这说明了什么？细胞膜的功能特性：细胞膜的功能特性：选择选择(xunz)透过性透过性2、有选择地从周围环境中获取养料，排出废物，、有选择地从周围环境中获取养料，排出废物，不断地与周围环境不断地与周围环
13、境进行物质进行物质(wzh)(wzh)交换交换。第二十四页，共三十七页。开花植物的雌蕊依靠细胞识别能力接受花粉进行受精开花植物的雌蕊依靠细胞识别能力接受花粉进行受精(shu jng)(shu jng)；当细菌侵入体内时，会被白细胞吞噬，但白细胞从不吞噬血当细菌侵入体内时，会被白细胞吞噬，但白细胞从不吞噬血液中的正常细胞。液中的正常细胞。细胞相互识别的分子基础是细胞膜上的细胞相互识别的分子基础是细胞膜上的糖蛋白糖蛋白。 3、信息交流与、信息交流与细胞细胞(xbo)(xbo)识别识别。第二十五页，共三十七页。第二十六页，共三十七页。细胞细胞(xbo)之间的联系之间的联系高等植物细胞高等植物细胞(x
14、bo)之间通过之间通过胞间连丝进行信息交流胞间连丝进行信息交流第二十七页，共三十七页。二、细胞膜的结构：流动镶嵌二、细胞膜的结构：流动镶嵌(xingqin)(xingqin)模型模型1. 1. 将细胞与外界环境分隔开，起保护作用；将细胞与外界环境分隔开，起保护作用；2. 2. 控制物质进出细胞，与环境进行物质交换；控制物质进出细胞，与环境进行物质交换；3. 3. 进行细胞间的信息进行细胞间的信息(xnx)(xnx)(xnx)(xnx)交流与细胞识别。交流与细胞识别。一、细胞膜的成分一、细胞膜的成分(chng fn)(chng fn)脂质、蛋白质、糖类脂质、蛋白质、糖类课课 堂堂 小小 结结磷脂
15、双分子层磷脂双分子层基本骨架基本骨架蛋白质：不对称分布蛋白质：不对称分布三、细胞膜的功能三、细胞膜的功能糖蛋白：位于细胞膜外侧糖蛋白：位于细胞膜外侧第二十八页，共三十七页。1. 在下列几组化学元素在下列几组化学元素(hu xu yun s)(hu xu yun s)中，构成细胞膜所必中，构成细胞膜所必需的需的基本元素是基本元素是 . C、H、O . C、H、O 、P . C、H、O 、N . C、H、O 、N 、P 2. 2.制备细胞膜采用的优良材料是制备细胞膜采用的优良材料是 A. A. 口腔上皮细胞口腔上皮细胞 B. B. 叶肉叶肉(yru)(yru)细胞细胞 C. C. 人的成熟红细胞人
16、的成熟红细胞 D. D. 鸡的红细胞鸡的红细胞课堂练习课堂练习第二十九页，共三十七页。3.流动镶嵌模型流动镶嵌模型：细胞膜的成分为细胞膜的成分为_和和 _及少量及少量糖类糖类。基本骨架为基本骨架为_蛋白质则蛋白质则_、 _ 或或_在磷脂在磷脂(ln zh)双分子层中。双分子层中。磷脂分子和蛋白质都有一定的磷脂分子和蛋白质都有一定的_。磷脂磷脂(ln zh)蛋白质蛋白质磷脂磷脂(ln zh)双分子层双分子层贯穿贯穿镶嵌镶嵌覆盖覆盖流动性流动性课堂练习课堂练习第三十页，共三十七页。课堂练习课堂练习4. 据研究发现，胆固醇、小分子脂肪酸、维生素据研究发现，胆固醇、小分子脂肪酸、维生素D D等物质较等
17、物质较容易优先通过细胞膜，这是因为容易优先通过细胞膜，这是因为 A. A. 细胞膜具有一定流动性细胞膜具有一定流动性 B. B. 细胞膜是选择细胞膜是选择(xunz)(xunz)透过性透过性 C. C. 细胞膜以磷脂分子层为基本骨架细胞膜以磷脂分子层为基本骨架 D. D. 细胞膜上镶嵌有各种蛋白质分子细胞膜上镶嵌有各种蛋白质分子第三十一页，共三十七页。课堂练习课堂练习5.5.变形虫的任何部位都能伸出伪足，人体某些白细胞能吞变形虫的任何部位都能伸出伪足，人体某些白细胞能吞噬病菌噬病菌(bngjn)(bngjn)，这些生理过程的完成都依赖于细胞膜的，这些生理过程的完成都依赖于细胞膜的A. A. 保
18、护作用保护作用 B. B. 一定的流动性一定的流动性 C. C. 主动运输主动运输 D. D. 选择透过性选择透过性6.6.将紫色萝卜的块根切成小块放入清水中，水的颜色将紫色萝卜的块根切成小块放入清水中，水的颜色无明显变化。若对其进行无明显变化。若对其进行(jnxng)(jnxng)加温，随着水温的升高，加温，随着水温的升高，水水的颜色会逐渐变红。其原因是的颜色会逐渐变红。其原因是A.A.细胞壁在升温的过程中受到破坏细胞壁在升温的过程中受到破坏 B.B.水温升高，花青素的溶解度加大水温升高，花青素的溶解度加大 C. C. 升温使生物膜被破坏而丧失功能升温使生物膜被破坏而丧失功能 D. D. 升
19、温使水中的化学物质发生了反应升温使水中的化学物质发生了反应 第三十二页，共三十七页。7. 7. 在处理污水时，人们设计出一种膜结构，有选择地将有毒重在处理污水时，人们设计出一种膜结构，有选择地将有毒重金属离子阻挡在膜的一侧，以降低有毒重金属离子对水的污金属离子阻挡在膜的一侧，以降低有毒重金属离子对水的污染，这是试图模拟生物膜的染，这是试图模拟生物膜的 A. A. 流动镶嵌模型流动镶嵌模型 B. B. 流动性流动性 C. C. 保护功能保护功能(gngnng)(gngnng) D. D. 选择透过性选择透过性课堂练习课堂练习8.8.细胞膜上与细胞识别和细胞间信息交流有着细胞膜上与细胞识别和细胞间
20、信息交流有着(yu zhe)(yu zhe)密切关密切关系的化学物质是系的化学物质是 A. A. 糖蛋白糖蛋白 B. B. 磷脂磷脂 C. C. 脂肪脂肪 D. D. 核酸核酸第三十三页，共三十七页。 9. 9. 科研上鉴别死细胞和活细胞，常用科研上鉴别死细胞和活细胞，常用“染色染色排除法排除法”。例如，用台盼蓝染色，死的动物细胞会被染成蓝色，。例如，用台盼蓝染色，死的动物细胞会被染成蓝色，而活的动物细胞不着色，从而判断细胞是否而活的动物细胞不着色，从而判断细胞是否(sh fu)(sh fu)死亡。你能死亡。你能解释解释“染色排除法染色排除法”的原理吗？的原理吗？第三十四页，共三十七页。概念图
21、小结概念图小结(xioji)细胞膜细胞膜结构结构(jigu)特点特点功能功能(gngnng)特特点点结构组成结构组成决定决定流动性流动性选择透过性选择透过性脂双层脂双层蛋白质分子蛋白质分子第三十五页，共三十七页。 做一做做一做: : 根据今天所获得的信息，请你尝试根据今天所获得的信息，请你尝试(chngsh)(chngsh)用可以得到的材料用可以得到的材料（最好是废物利用）构建一个细胞膜结构模型。（最好是废物利用）构建一个细胞膜结构模型。第三十六页，共三十七页。内容(nirng)总结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。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。且细胞膜会被溶解脂质的溶剂溶解。一段时间后，番茄培养液中的Ca2+、和Mg2+减少。水稻培养液中的Ca2+、和Mg2+增多(zn du)。2. 控制物质进出细胞，与环境进行物质交换。磷脂双分子层基本骨架。做一做:第三十七页，共三十七页。
