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第三章 细胞膜1

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细胞膜(1)

细胞膜(1)
元素是（ B ）
A.C、H、O、N
B. C、H、O、N、P
C. C、H、O、P D. C、H、O、Mg、Fe
2.细胞膜的功能是（ D ）
A.保护和支持作用 B.保护和分泌作用
C.保护和吸收
D.保护和物质交换作用
的结前细合胞，两膜将种信表息面方传的式递受给体都靶要依赖
细于胞。细胞膜上的受体
高等植物细胞之间 通过胞间连丝相互 连接
请同学们欣赏诗歌，考虑诗歌讲的细胞 的一种结构并考虑其功能。
是你，隔开了原始海洋的动荡。——将细胞与外界环境分隔开 是你，为我日夜守卫边疆。 ——控制物质进出细胞 是你，为我传信报安康。——进行细胞间的信息交流 啊！伟大的你呀！ 没有你，我会是何等模样？
第3章 第1节 细胞膜——系统的边界
滨海中学 周亮
探究一
科学家是怎样确定细胞膜的存在的？
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。
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。
病菌、病毒 （控制具有相对性）
实验探究三：你能设计一组实验证 明细胞膜控制物质进出细胞吗？
实验材料及用具： ①新鲜的喇叭花 ②烧杯 ③玻璃棒 ④沸水 ⑤清水 ⑥量筒
3.进行细胞间的信息交流
远距离传送交流 直接接触交流
通道连接交流
细胞分泌的化学物质 （如激素），随血液到 达全身各处，与靶细胞
相邻两个细胞的细胞膜直接 接触传递信息，如精卵识别。
功能越复杂的细胞膜，蛋白质的 种类和数量越多。
【与生活的联系】
细胞发生癌变与细胞膜上的成分有什么关系？ 如何进一步确认体内是否出现癌细胞？

第三章 第一节 细胞膜的结构和功能(共22张PPT)

第三章 第一节 细胞膜的结构和功能(共22张PPT)
运输葡萄糖
它体现了细胞膜的哪种功能？
控制物质进出细胞的功能
细胞膜行使该功能时有何特点？
具有选择性
下图表示三种细胞间信息交流方式。
①图(1)所示的信息交流方式中，A细胞主要是_内__分_泌__细__胞，产生 的信息分子主要是___激__素______，需要通过____血__液__的运输才能 运至B细胞，信息分子要与B细胞膜上的______受__体结合才能完 成信息的传递。
• 磷脂分子以疏水的尾部相对，亲水的头部朝向两 侧，构成 磷脂双分子层，以此作为细胞膜的基本 支架。细胞膜中的脂质除磷脂外，还有一些糖脂 和 胆固醇 等。
• 细胞膜中的蛋白质以不同深度 覆盖 、 镶嵌 或 贯穿 于磷脂双分子层中，有的蛋白质分子与
糖结合成 糖蛋白 。它们是细胞膜功能的主要执 行者。 • 构成细胞膜的磷脂和蛋白质分子大多不是静止， 而是可以运动的，即细胞膜具有 一定的流动性 。
不知道自己缺点的人，一辈子都不会想要改善。成功的花，人们只惊慕她现时的明艳！然而当初她的芽儿，浸透了奋斗的泪泉，洒遍了牺牲的血雨。成功的条件在于勇气和 信乃是由健全的思想和健康的体魄而来。成功了自己笑一辈子，不成功被人笑一辈子。成功只有一个理由，失败却有一千种理由。从胜利学得少，从失败学得多。你生而有 前进，形如蝼蚁。你一天的爱心可能带来别人一生的感谢。逆风的方向，更适合飞翔。只有承担起旅途风雨，才能最终守得住彩虹满天只有创造，才是真正的享受，只有拚 活。知识玩转财富。志不立，天下无可成之事。竹笋虽然柔嫩，但它不怕重压，敢于奋斗、敢于冒尖。阻止你前行的，不是人生道路上的一百块石头，而是你鞋子里的那一 爱，不必呼天抢地，只是相顾无言。最值得欣赏的风景，是自己奋斗的足迹。爱的力量大到可以使人忘记一切，却又小到连一粒嫉妒的沙石也不能容纳。生活不可能像你想 不会像你想的那么糟。时间告诉你什么叫衰老，回忆告诉你什么叫幼稚。不要总在过去的回忆里缠绵，昨天的太阳，晒不干今天的衣裳。实现梦想往往是一个艰苦的坚持的 到位，立竿见影。那些成就卓越的人，几乎都在追求梦想的过程中表现出一种顽强的毅力。世界上唯一不变的字就是“变”字。事实胜于雄辩，百闻不如一见。思路决定出 细节决定成败，性格决定命运虽然你的思维相对于宇宙智慧来说只不过是汪洋中的一滴水，但这滴水却凝聚着海洋的全部财富；是质量上的一而非数量上的一；你的思维拥 所有过不去的都会过去，要对时间有耐心。人总会遇到挫折，总会有低潮，会有不被人理解的时候。如果你希望成功，以恒心为良友，以经验为参谋，以小心为兄弟，以希 个人不知道他要驶向哪个码头，那么任何风都不会是顺风。沙漠里的脚印很快就消逝了。一支支奋进歌却在跋涉者的心中长久激荡。上天完全是为了坚强你的意志，才在道 碍。拥有资源不能成功，善用资源才能成功。小成功靠自己，大成功靠团队。炫耀什么，缺少什么；掩饰什么，自卑什么。所谓正常人，只是自我防御比较好的人。真正的 防而又不受害。学习必须如蜜蜂一样，采过许多花，这才能酿出蜜来态度决定高度。外在压力增加时，就应增强内在的动力。我不是富二代，不能拼爹，但为了成功，我可 站在万人中央成为别人的光。人一辈子不长不短，走着走着，就进了坟墓，你是要轰轰烈烈地风光下葬，还是一把骨灰撒向河流山川。严于自律：不能成为自己本身之主人 他周围任何事物的主人。自律是完全拥有自己的内心并将其导向他所希望的目标的惟一正确的途径。生活对于智者永远是一首昂扬的歌，它的主旋律永远是奋斗。眼泪的存 伤不是一场幻觉。要不断提高自身的能力，才能益己及他。有能力办实事才不会毕竟空谈何益。故事的结束总是满载而归，就是

人教版高中生物必修一第3章第1节细胞膜——系统的边界 课件(共30张PPT)

人教版高中生物必修一第3章第1节细胞膜——系统的边界 课件(共30张PPT)
啊,伟大的细胞膜呀！
没有你,我会是何等模样！
为了表彰细胞膜的突出贡献，细胞王国写了一首赞美诗给细胞膜，我们一起来看一下， 大家一起来说说都赞美了细胞的什么功能?
练一练
1、细胞膜功能的复杂程度，主要取决于膜 上的（ B ） A 磷脂含量 B 蛋白质的种类和数量 C 糖的种类 D 水含量
2、处理污水时，人们设计出一种膜结构， 有选择地将有毒金属离子阻挡在膜的一侧 ，以降低有毒金属离子对水的污染，这是 试图模拟细胞膜的 （ D ）
探究一：
病毒能不能侵入细胞？
能，细胞膜的控制作用是相对的。一 些对细胞有害的物质有可能进入。
细胞膜的控制作用具有普遍性和相对性，图解如下：
①②③表明细胞膜的控制作用具有普遍性；④表明细胞 膜的控制作用具有相对性。
特殊性：细胞内的核酸等重要成分不会流失到细胞外。
功能二 控制物质进出细胞
探究二：
死细胞的细胞膜具不具有该功能？你 能举生活中的例子说明吗？
功能三 、进行细胞间的信息交流
举例说出人与人之间信息交流的方式有哪 些？
面对面、 电话、 邮件 细胞间的信息交流方式有几种？
功能三 、进行细胞间的信息交流
方式一：通过化学物质传递信息（邮件）
受体（糖蛋白）
例如：抗体、激素、胰岛素等 发出信息的物质叫内分泌细胞，接收信号的物质叫靶细胞。
模拟：寄信人、信件、邮件、收信人、邮差？
A、通信功能 B、免疫功能 C、屏障功能 D、控制物质进出功能
小结
细胞膜成分
磷脂：
脂质（50%）
1、脂质中磷脂最丰富，含量最多。 2、磷脂双分子层：构成细胞膜的基 本骨架。
胆固醇
蛋白质（40%）：功能越复杂的细胞膜，蛋白质种类和数 量越多。

003-细胞膜(1)(细胞-2012五)

003-细胞膜(1)(细胞-2012五)

Acetylcholine
Ca2+ result in contraction
(三).膜糖类：
动物细胞膜中的糖类有7种:D-葡萄糖、D-半乳糖、D甘露糖、L-岩藻糖、N-乙酰半乳糖、N-乙酰葡萄糖胺和 唾液酸。 (1). 糖蛋白(glycoprotein):糖与肽链的氨基端共价结合。 (2). 糖脂(glycolipid):糖与脂类分子亲水端共价结合。 依寡糖链的单糖的数量种类结合方式排列顺序及有无 分支，可构模型(The Lamella Structure Model) Danielli 于1935年提出: 细胞膜为“蛋白质-磷脂-蛋白 质” 的三夹层结构。
2.单位膜模型(The Unit Membrane Model) Robertson — 单位膜(1960)
3.液态镶嵌模型(The Fluid Mosaic Model) 细胞膜是镶嵌着蛋白质的磷脂双分子层，具有流动性 和不对称性。 该模型解释了膜的流动性是膜某些功能(受体的移动) 得以完成的前提，而膜表面物质(蛋白质)分布的不对称性 决定了膜表面功能的不对称性。
O型:细胞膜(蛋白)-葡萄糖-半乳糖-乙酰葡萄糖胺半乳糖-岩藻糖(构成H抗原) A型:细胞膜-H抗原(半乳糖)-乙酰氨基半乳糖 B型:细胞膜-H抗原(半乳糖)-D型半乳糖
三. 细胞膜的结构:
Overton — 质壁分离、膜的通透性 — 细胞膜由脂类 组成（1895）
Gorter — 膜为脂质双分子层（1925）
去垢剂(detergent):一端亲水另一端疏水的双极性小分子。
有离子去垢剂(十二烷基磺酸钠SDS使膜崩解，膜 蛋白变性)和非离子去垢剂(Triton X-100使膜崩解，但 不使蛋白质变性，常用于显示细胞骨架)两种。

高中生物必修一教案 第三章 第1节 细胞膜

高中生物必修一教案 第三章 第1节 细胞膜

第三章细胞的基本结构第1节细胞膜──系统的边界舒城育才学校 pfsz教学目标1．知识目标：简述细胞膜的成分和功能，解释细胞膜在维持细胞结构和功能中的重要作用。

2．能力目标：进行用哺乳动物红细胞制备细胞膜的实验，体验制备细胞膜的方法。

3．情感目标：认同细胞膜作为系统的边界，对于细胞这个生命系统的重要意义。

教学重点（1）细胞膜的成分和功能；(2）细胞膜对与细胞这个生命系统的重要意义。

教学难点（1）用哺乳动物红细胞制备细胞膜的方法；（2）细胞膜对与细胞这个生命系统的重要意义。

教学过程：引入：请同学们谈一谈你对细胞的认识？（提示从细胞的结构和细胞的成分两方面谈起）引出第三章课题当人们对细胞有一定认识后，有人尝试过想组装细胞，你们推测一下能否成功？通过这个事例你能得出什么结论？结论：系统不是其组分的简单堆砌，而是通过组织间结构和功能的密切联系，形成的统一整体每一个系统都有一定的边界，那么细胞是否也有边界呢？引入课题：第1节细胞膜──系统的边界1．展示一幅图片，创设问题情境请尝试说出图中哪些是气泡？哪些是细胞？并讨论能否在显微镜下看到细胞膜？2．要想真正观察细胞膜要用电子显微镜，但是在电子显微镜诞生之前，科学家已经能够确定细胞膜的存在了，你能想办法验证细胞膜的存在吗？（教师评价：通过讨论，我们已看出有些同学想法和科学家的想法有相似之处,希望同学们认真思考问题，大胆想象）那么，细胞膜的成分是什么呢？它又具有哪些功能呢？要想解决这个问题，我们应当想办法获取细胞膜下面我们就结合实验体验一下细胞膜的制备一、制备细胞膜1.首先，我们应该确定合适的实验材料对于一个实验来说，合适的实验材料是实验成功的关键（课件展示几种细胞的图片）讨论：上述图中分别是什么细胞？哪一种细胞比较适合提取细胞膜呢？请尝试说出原因？阅读课本P41旁栏相关信息：对红细胞有特殊要求吗？鸡红细胞可以吗？2.如何利用红细胞获取细胞膜呢？用镊子撕取行吗？用针刺破行吗？应当用什么办法来获取细胞膜？课件展示红细胞在不同溶液中的图片根据图中红细胞的形态差异，你能描述一下本实验的实验原理吗？3.准备实验材料：红细胞是从哪儿获得呢？新鲜的血液非常黏稠，为了便于观察，需要对血液进行稀释，用什么溶液呢？（生理盐水）4.进行实验操作：（课件展示）第一步：制作临时装片第二步：高倍显微镜观察：5.实验结果及评价:①你能体会到这个实验的关键步骤是什么?（高倍镜下引流法，使红细胞浸润在水中使之涨破的过程）②刚才我们只是观察到细胞膜的存在和破裂，并没有真正把细胞膜提取出来如果把这个实验在试管中进行的话，你能够想办法获得较为纯净的细胞膜吗？答案提示：细胞膜和细胞质中的其他结构密度不一样采用不同转速离心的方法将细胞膜与其他物质分开如果没有离心机的话，我们还可以采取静置的方法二、细胞膜的成分提供材料：材料一:科学家在实验中发现：脂溶性物质能够优先通过细胞膜，并且细胞膜能够被溶解脂类物质的溶剂溶解材料二：人的消化液中含有许多能够水解蛋白质的物质，称为蛋白酶用蛋白酶处理细胞膜，会使细胞膜分解，请根据以上资料思考细胞膜在组成上有何特点?追问①膜中的脂质主要是哪一类物质呢？追问②你能设计实验证明细胞膜中含有蛋白质吗?追问③阅读教材P41,细胞膜的成分中是否只有磷脂和蛋白质?蛋白质在细胞膜行使功能是起重要作用,因此,蛋白质的种类和数量越多,细胞膜的功能越复杂医疗上我们也可根据细胞膜上的蛋白质改变情况了解人的健康，如癌症患者的甲胎蛋白和癌胚抗原超标，据此可检查是否患病。

高中生物必修一 第三章 第1节 细胞膜的结构和功能

高中生物必修一 第三章 第1节 细胞膜的结构和功能

高中生物必修一第三章第1节细胞膜的结构和功能
一、细胞膜的功能
1.将细胞与外界环境分隔开
细胞膜使细胞成为相对独立的系统，保障了细胞内部环境的相对稳定。

2.控制物质进出细胞
(1)细胞需要的营养物质可以从外界进入细胞；细胞不需要或者对细胞有害的物质不容易进入细胞。

(2)细胞内合成的抗体、激素等物质和代谢废物要排到细胞外，细胞内有用的成分不会轻易流失到细胞外。

(3)有些对细胞有害的病菌和病毒有时候也能进入细胞，说明这种控制作用是相对的。

思维拓展
图解分析细胞膜的控制作用具有普遍性和相对性
①③④表明细胞膜的控制作用具有普遍性；②表明细胞膜的控制作用具有相对性。

3.进行细胞间的信息交流
(1)细胞膜是细胞的保护性屏障()
(2)细胞膜可以控制物质进出，任何对细胞有害的物质都不能进入细胞()
(3)植物细胞之间的胞间连丝具有物质运输的作用()
答案(1)√(2)×(3)√。

人教版高中生物必修1第三章第1节《细胞膜的结构和功能》ppt课件

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体验制备细胞膜的方法
阅读教材P40-P41实验，思考： 1. 为什么要用哺乳动物成熟的红细胞进行膜结构的研究？ 2. 新鲜的红细胞溶液为什么要加生理盐水稀释？ 3. 制备好装片后先观察再滴加蒸馏水再观察其目的是？ 4. 若实验在试管中进行，怎样才能获得较为纯净的细胞膜？
10
体验制备细胞膜的方法
1. ①动物细胞无细胞壁 ②没有细胞核和具膜结构的众多的细胞器的干扰 ③红细胞数量多，材料易得
2. 使红细胞分散开，不易凝集成块，维持红细胞的正常形态 3. 前后对照，遵循实验的对照原则 4. 离心、过滤
11
实验小结
1. 选材：哺乳动物成熟的红细胞 2. 原理：吸水涨破法
3. 步骤：
制片→观察→滴蒸馏水(引流法) →持续观察 4. 方法：引流法或者离心法
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细胞膜的化学组成
• 细胞膜主要有脂质和蛋白质组成。 • 此外，还有少量糖类。
脂质：约50% 蛋白质：约40% 糖类2%-10%
13
磷脂双分子层在细胞膜上如何排布？
A
B
C
14
细胞膜的结构
磷脂双分子层
15
资料4：
• 1959年，罗伯特森在电子显微镜下看到了细胞膜清 晰的暗-亮-暗的三层结构，他结合其他科学家的工 作，大胆提出了细胞膜的模型，所有的生物膜都由 蛋白质-脂质-蛋白质三层结构构成。他把生物膜描 述为静态的统一结构。
注释: ①磷脂为有机物； ②苯是有机溶剂， 能溶解有机物。
7
可得出结论： 磷脂分子的头部亲水，
尾部疏水。
8
资料3：
• 1925年，荷兰科学家高特和格伦德把红细胞膜中的磷脂抽 提出来，在水面上铺成单分子层，结果发现磷脂分子排成 单层后的面积恰好等于红细胞表面积的两倍。

第三章 第1节 《细胞膜的结构和功能》课件ppt


预习反馈 1.判断正误。 (1)细胞膜内、外侧结构具有不对称性。( √ ) (2)磷脂分子构成细胞膜的基本支架。( × ) (3)组成细胞膜的蛋白质分子是可以运动的,而磷脂分子是静止的。( × ) (4)糖被就是糖蛋白。( × )
2.下列说法中,与细胞膜发现史不一致的是( ) A.欧文顿在实验基础上提出,膜是由脂质组成的 B.荷兰科学家用丙酮从人的红细胞中提取脂质,在空气—水界面上铺展成单分 子层,测得单分子层面积为红细胞表面积的2倍。他们由此得出结论:细胞膜中的 脂质分子必然排列为连续的两层 C.罗伯特森在电镜下看到细胞膜清晰的暗—亮—暗的三层结构,提出所有的细 胞膜都是由蛋白质—脂质—蛋白质三层结构构成的 D.科学家将不同荧光染料标记的人细胞和鼠细胞的磷脂分子进行融合,证明了 细胞膜的流动性 答案 D
3.1959年,罗伯特森提出的暗—亮—暗三层结构模型中,“暗”“亮”分别代表 什么物质?该模型的缺陷是什么? 答案 “暗”“亮”分别代表蛋白质和磷脂。根据暗—亮—暗三层结构模型,细 胞膜是静态的统一结构,无法解释细胞的生长、变形虫的变形运动等现象。
【归纳提升】
1.细胞膜的成分
成 分 所占比例成分说明
四、流动镶嵌模型的基本内容 1.细胞膜的化学构成 细胞膜主要由磷脂分子和蛋白质分子构成。 2.流动镶嵌模型 (1)磷脂双分子层构成膜的基本支架,水溶性分子或离子不能自由通过,因 此具有屏障作用。 (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。
例
识别
胞
息交流
方 通过信息分子间接交流 细胞间直接交流
式
经特殊通道交流
图 示
二、对细胞膜成分的探索 1.1895年,欧文顿对植物细胞进行通透性实验,发现溶于脂质的物质容易穿 过细胞膜;不溶于脂质的物质,不容易穿过细胞膜。据此推测细胞膜是由 脂质组成的。 2.1925年,戈特和格伦德尔提取的脂质在空气—水界面形成单分子层,发现 单分子层的面积恰好为红细胞表面积的2倍,它们推断细胞膜中的磷脂分 子必然排列为连续的两层。 3.1935年,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,推测细胞膜除含有脂质分子外,可能还附有 蛋白质。

第三章细胞的基本结构第1节细胞膜的结构和功能

第三章细胞的基本结构第1节细胞膜的结构和功能一、教材分析本节内容选自新人教版高中生物必修一第三章第一节《细胞膜的结构与功能》，主要包含了细胞膜的获取、成分和功能，对细胞中的化合物具有具体化和结构化的作用，又对物质的输入输出做出了铺垫，具有承上启下的作用，内在联系是“功能-结构-功能”，而且有助于帮助学生建立结构与功能相适应的观点。

所以将细胞膜的成分、功能与生物膜的流动镶嵌模型相结合更有利于学生从整体上系统掌握细胞膜的功能及与功能相适应的结构。

二、学情分析学生在知识储备上对细胞与细胞之间的关系已经有了感性认识，了解了细胞的结构，并且对组成细胞的化合物有了一定的掌握。

教师在讲解内容时可借助多媒体技术，帮助学生识记和理解。

三、教学目标1.简述细胞膜的结构和功能。

2.说出流动镶嵌模型的基本内容。

3.分析对细胞膜成分与结构的探索历程，认同科学理论的形成是一个科学精神、科学思维和技术手段结合下不断修正与完善的过程。

四、教学重难点1.教学重点(1)细胞膜的功能(2)流动镶嵌模型的主要内容2.教学难点(1)细胞膜的结构与其组成成分的内在联系(2)对细胞膜结构的探索五、教学方法讲授法、直观教学法、自主学习法六、教学过程（一）明确学习目标师：课件展示本节重点：1.结合实例理解细胞膜的结构和功能的适应性（生命观念）2.借助模型识记细胞膜的结构特点（科学思维）一细胞膜有哪些主要功能？一流动镶嵌模型的基本内容是什么？一通过对细胞膜结构的探索过程的分析，你对科学的过程和方法有哪些领悟？（二）课堂导入：问题探讨师：展示课本P40的问题探讨有关台盼蓝实验能使死细胞染色的资料，展示相关图片。

引导学生思考相关问题，并讲解。

讨论1：L为什么活细胞不能被染色，而死细胞能被染色？提示：染料台盼蓝是细胞不需要的物质，活细胞的细胞膜可以阻止台盼蓝进入细胞，死细胞的细胞膜不能，台盼蓝能通过细胞膜进人细胞，死细胞能被染成蓝色。

生：思考回答。

（活细胞的细胞膜具有控制物质进出细胞的能力）讨论2：据此推测，细胞膜作为细胞的边界，应该具有什么功能？提示：细胞膜作为细胞的边界，具有控制物质进出细胞的功能。

必修一生物第三章第一节细胞膜

必修一生物第三章第一节细胞膜1. 细胞膜的结构细胞膜是细胞的外包层，由磷脂双分子层和一些膜蛋白组成。

磷脂分子具有亲水性的头部和疏水性的疏水尾部，形成了双分子层结构。

膜蛋白包括通道蛋白、受体蛋白、酶蛋白等，它们在细胞膜中具有多种功能。

2. 细胞膜的功能细胞膜有多种重要的功能，包括： - 维持细胞的完整性：细胞膜作为细胞的外包层，维持了细胞内环境的稳定性，防止细胞溶解或失去功能。

- 控制物质的进出：细胞膜具有选择性渗透性，通过膜蛋白调控物质的进出，保持细胞内外物质的平衡。

- 传导信号：细胞膜上的受体蛋白可以识别特定的信号分子，从而转导信号到细胞内，并触发相应的生物过程。

- 细胞识别和黏附：细胞膜上的糖蛋白可以作为呈现细胞特异性标志物的支架，参与细胞间的识别和黏附。

3. 细胞膜的渗透性细胞膜具有选择性渗透性，可以控制物质的进出。

对于小分子物质和非极性分子，可以通过细胞膜的磷脂双分子层进行扩散。

而对于大分子物质或极性分子，需要依赖膜蛋白进行特异性转运。

细胞膜上的通道蛋白可以形成孔道，以便水分子和离子等小分子物质通过。

而载体蛋白则通过结合物质并经历构象变化来实现物质的转运。

这些蛋白通道和载体的选择性能够确保只有特定的物质可以进入或释放出细胞。

4. 细胞膜的流动性细胞膜是一个具有流动性的结构。

由于脂质双分子层及蛋白分子的存在，细胞膜能够进行自由的侧向流动，这种流动性被称为“流动性”。

细胞膜的流动性有助于维持细胞膜上膜蛋白的正常功能，例如蛋白通道的打开和关闭。

此外，流动性还可以使细胞膜上的脂质和蛋白更好地参与细胞内外的相互作用，从而影响细胞的生物活性。

5. 细胞膜的特殊结构在某些特殊情况下，细胞膜可以形成一些特殊的结构。

例如，细胞膜的小囊泡结构可以用于运输物质。

小囊泡在细胞内外之间进行快速的融合和分离，实现物质的运输。

此外，细胞膜还可以形成一些突起，例如细胞骨架起到维持细胞形态和结构的作用。

6. 细胞膜与疾病细胞膜在一些疾病中发挥着重要的作用。

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• 膜蛋白的流动性 （1）运动方式：
① 侧向扩散 ② 旋转
（2）影响因素：
① 膜蛋白本身的聚集。 ② 内在蛋白与细胞骨 架相互作用。 ③ 膜外物质与内在蛋 白相互作用。
பைடு நூலகம்
膜蛋白与膜质分子的 相互作用也是影响膜 流动性的重要因素
二、不对称性（asymmetry）
细胞膜内外两层的组分和功能有明显的差异。
• 膜蛋白的不对称性
膜蛋白分布的不对称性是绝对的，并由此引起功能的不对 称性。 ① 跨膜蛋白——血型糖蛋白，N端在外侧 ② 酶蛋白 内侧——腺苷酸环化酶 外侧——磷酸二酯酶 ③ 糖蛋白 外侧
• 膜脂的不对称性
膜两侧分布的各类脂的含量比例不同
① 脂双层中所含的磷脂种类不同 外侧——磷脂酰胆碱，鞘磷脂 内侧——磷脂酰乙醇胺，磷脂酰丝胺酸 ② 胆固醇主要在外侧 ③ 糖脂 排列在外侧
• 1972年，Singer和Nicolson提出 基本论点： • 细胞膜由流动的脂质双分子层中镶嵌着的球形蛋白质按二维 排列的，所有类脂分子亲水端向膜表面，疏水端朝膜中央； • 流动的脂双分子层构成了细胞膜的连续主体，蛋白质分子无 规则地分散在脂质分子中。
• 液态镶嵌模型的优点：
① 保留了单位膜的脂双层的正确概念。 ② 膜脂兼具有序性和流动性。 ③ 蛋白质分布具有不对称性。
细胞膜
细胞质
静态的单位膜模型 动态的流动镶嵌模型
第一节 细胞膜的化学组成
• 细胞膜（cell membrane）
包围在细胞外周的一层薄膜，又称质膜（plasma membrane） 脂类 蛋白质 糖类 水 无机盐 50% 40% 2~10% 少量 少量
细胞膜成分
蛋白质:脂类 4:1~1:4
1、膜脂（membrane lipid）
第二节 细胞膜的分子结构
一、单位膜模型（unit membrane model）
• 生物膜在电镜下均可呈现出三夹板式结构，上下两层为电 子密度较高的暗层（2nm，蛋白），而中间为电子密度较 低的明层（3.5nm，脂层），这种具有暗-明-暗三层结构 的膜即为单位膜。
• 单位膜模型的意义：指出了生物膜在形态结构上的一个共 性——暗-明-暗三层结构。
膜的厚度 为7.5nm
• 单位膜模型的缺点：
① 把各种膜视为一种单一的静态结构，不能圆满解释膜的动态变 化和各种重要功能； ② 膜的厚度不都是7.5nm，而是5~10 nm； ③ 它认为蛋白质与膜脂的结合就一种方式，无法解释为什麽有些 蛋白质容易分离，而另一些则不易分离。
二、液态镶嵌模型（fluid mosaic model）
亲水
疏水
磷脂分子结构示意图
2、膜蛋白 （membrane protein）
• 生物膜所含的蛋白质，约占细胞蛋白总量的25%； • 膜功能的主要承担者和执行者； • 根据其与膜脂结合方式的不同分为整合蛋白和外周蛋白两类。
（1）整合蛋白（integral protein） • 约占膜蛋白70-80%，贯穿膜脂双层或插入膜脂双层的内外两侧
第三节 细胞膜的特性
一、流动性（mobility）
膜蛋白和膜脂处于不断的运动状态。 膜质：液晶态 • 膜脂的流动性 （1）运动方式：
① ② ③ ④ 侧向扩散 旋转 摆动 翻转
相变温度
晶态
（2）影响膜质流动性的因素：
① 脂肪酸链的长度 ② 脂肪酸链的饱和度 ③ 环境温度 ④ 胆固醇，胆固醇的含量增 加会降低膜的流动性 ⑤ 卵磷脂和鞘磷脂的比值 ⑥ 其它（pH，金属离子）
• 液态镶嵌模型的缺点：
① 忽视了蛋白质分子对脂质分子的控制作用。 ② 不能说明具有流动性的细胞膜在变化中如何维持其相对完整 和稳定性。
• 后又陆续出现晶格模型、板块镶嵌模型和脂筏模型等，对细 胞膜的结构进一步完善
• 现在对细胞膜结构的认识：
（1）脂类分子亲水端向着膜表面，疏水端朝向膜中央，流动的脂质 分子构成了细胞膜的连续主体，也是基本结构成分。 （2）蛋白质以不同方式镶嵌在脂双层分子中或结合在其表面，蛋白 的类型、蛋白分布的不对称性及其与脂分子的协同作用赋予各自 的特性和功能。 （3）糖类附着于膜的外表面，与蛋白质和脂类的亲水端相结合，构 成糖蛋白和糖脂。
第三章 细 胞 膜
• 细胞膜的化学组成 • 细胞膜的分子结构 • 细胞膜的特性 • 细胞膜的功能 • 细胞膜表面
细胞膜结构的研究历程 • 自发现细胞以来，由于光镜下看不到细胞膜结构，长期以 来怀疑细胞可能是没有边界的；
细胞膜结构的研究历程 • 19世纪中叶K.W.Mageli发现细胞表面有阻碍染料进入的现 象，提示膜结构的存在；； • 1895年，E. Overton发现膜表面疏水，认为细胞膜是由连 续的脂质组成； • 20世纪初，分离哺乳动物的红细胞膜，发现膜可被能溶解 脂质的物质溶解，而且可被蛋白酶分解，因而初步确定细 胞膜的主要成分是脂质和蛋白质； • 1925年，E. Gorter & F. Grendel 用丙酮抽提人红细胞膜的 膜脂成分，发现单层分子铺展的面积是红细胞变面积的2倍， 提示细胞膜脂质排列为双层结构； • 1935年， J. Danielli & H. Davson发现质膜的表面张力比油 -水界面的低得多，推测膜脂质表面吸附有蛋白质，提出蛋 白质-脂质-蛋白质的模型；
磷脂、糖脂、胆固醇 （1）磷脂 • 构成膜脂的主要
成分，约占整个膜 脂的50%以上；
• 分为磷酸甘油酯 和神经鞘磷脂两种；
• 通常磷脂酰胆碱 （卵磷脂）含量最 高，其次是磷脂酰 乙醇胺（脑磷脂）；
（2） 糖脂

原核和真核细胞膜上普遍存在， 含量约占膜脂总量的5%以下，目 前发现40余种；
结构与鞘磷脂相似，是鞘氨醇的 衍生物，但糖脂中以一个或几个 糖单位代替磷酰胆碱单位； 最简单的糖脂是半乳糖脑苷脂， 最复杂、变化最多的是神经节苷 脂；
面，以非极性氨基酸与脂质双层分子的非极性疏水区相互作用， 结合在质膜上，不溶于水。 • 也称镶嵌蛋白、内在蛋白（intrinsic protein）或跨膜蛋白。
整合蛋白
（2）外周蛋白（peripheral protein）
• 约占膜蛋白20-30%，分布在质膜脂双层的内外两侧，与膜脂极性 头部结合，或通过与内在蛋白相互作用，间接与膜结合，溶于水。 也称外在蛋白（extrinsic protein）。 • 暴露在膜外侧的膜蛋白常与寡糖链以共价键结合，形成糖蛋白。
• 复合糖的不对称性
糖类只分布在膜表面，与膜质和膜蛋白分布结合成糖脂和糖 蛋白
• 膜分子结构的不对称性决定了膜内外表面功能的不 对称性，并具方向性。


半乳糖脑苷脂
神经节苷脂
（3）胆固醇
• 只存在于真核细胞膜上，含量不超过膜脂的1/3； • 散布于磷脂分子之间，极性头部与磷脂的极性头紧靠； • 增加膜的稳定性，降低某些水溶性物质的通透性；
亲水
疏水
• 膜脂分子结构特征： • 双型性分子（amphipathic molecule） 分子结构中含亲水和疏水两部分，也称兼性分子，或双亲 媒性分子。
糖蛋白
外周蛋白
外周蛋白
3、膜糖类
• 含量较少，约占8%，膜碳水化合物 （membrane carbohydrate）； • 不单独存在，以糖脂（glycolipid）或糖蛋白（glycoprotein） 的形式存在。这些糖主要是多分枝的寡糖。 • 与细胞识别、细胞黏附、信号接收、免疫应答等方面都有 关系。 • 有些细胞表面的糖链与其分泌的糖蛋白等粘在一起，形成 一层厚度约200nm的外被，称为细胞衣或糖萼。
电子显微镜下 的细胞：膜系 统的发现
细胞膜结构的研究历程
• 1959年， J. D. Robertson 用超薄切片技术获得了清晰的细 胞膜照片，显示暗-明-暗三层结构，厚约7.5nm，推断生物 膜由蛋白质-脂质-蛋白质的单位膜构成，即单位膜模型； • 1970年，荧光抗体标记技术、冰冻蚀刻技术发现膜中的蛋 白质可以流动，且双层膜脂中存在蛋白颗粒； • 1972年， S. J. Singer & G. Nicolson 根据的研究结果，在 “单位膜”模型的基础上提出“流动镶嵌模型”，强调膜的流 动性和膜蛋白分布的不对称性。