下载文档原格式
细胞质膜与细胞表面教案一、教学目标1. 理解细胞质膜的概念、结构和功能。
2. 掌握细胞质膜的主要成分及其作用。
3. 了解细胞表面的特点和功能。
4. 能够分析细胞质膜与细胞表面在生命活动中的重要性。
二、教学内容1. 细胞质膜的定义和结构细胞质膜的组成成分细胞质膜的结构模型（如流动镶嵌模型）2. 细胞质膜的功能物质交换与运输细胞识别与信号传递细胞黏附与细胞骨架3. 细胞表面的特点细胞表面的组成细胞表面的分子标志细胞表面的功能4. 细胞质膜与细胞表面的关系细胞质膜在细胞表面功能中的作用细胞表面分子在细胞质膜功能中的作用5. 细胞质膜与细胞表面的实例分析细胞黏附与细胞迁移细胞识别与免疫应答细胞信号传递与细胞代谢三、教学方法1. 讲授法：讲解细胞质膜与细胞表面的基本概念、结构和功能。
2. 案例分析法：分析具体实例，阐述细胞质膜与细胞表面在生命活动中的重要性。
3. 讨论法：引导学生探讨细胞质膜与细胞表面的关系及其在疾病和治疗中的作用。
4. 问题解决法：提出问题，培养学生分析问题和解决问题的能力。
四、教学评估1. 课堂参与度：评估学生在讨论、提问等方面的积极性。
2. 作业与小测：评估学生对细胞质膜与细胞表面知识的理解和应用能力。
3. 期终考试：设置有关细胞质膜与细胞表面的题目，全面评估学生的学习效果。
五、教学资源1. 教材：细胞生物学、生物化学等相关教材。
2. 课件：细胞质膜与细胞表面的结构、功能和实例图片。
3. 视频资料：细胞质膜与细胞表面的相关实验和现象。
4. 网络资源：细胞质膜与细胞表面的研究进展和应用案例。
六、教学活动设计1. 导入新课：通过展示细胞质膜与细胞表面的相关图片，引发学生的好奇心，激发学习兴趣。
2. 知识讲解：详细讲解细胞质膜与细胞表面的结构、功能和特点，结合实例进行分析。
3. 小组讨论：将学生分成小组，讨论细胞质膜与细胞表面在生命活动中的重要性，分享各自的观点。
4. 案例分析：分析细胞质膜与细胞表面在疾病和治疗中的作用，如细胞黏附与肿瘤转移、细胞识别与免疫治疗等。
第三章细胞质膜与细胞表面(Plasma membrane and Sirface)第一节细胞质膜与细胞表面特化结构细胞质膜(plasma membrane),又称细胞膜(cell membrane)、生物膜(biomembrane) 。
一、胞质膜的结构模型1、研究简史（见）(1) 1890 脂层（2）E.Gorter和F．Grendel（1925）: “蛋白质-脂类-蛋白质”三夹板质膜结构模型（3）J.D.Robertson（1959年）：单位膜模型(unit membrane model)(4)S.J.Singer和G.Nicolson（1972）：生物膜的流动镶嵌模型(fluid mosaic model) 2、生物膜结构的特征（1）磷脂双分子层是基本结构成分,起主要功能作用，蛋白周边整合；（2）膜的流动性决定因素：脂肪链长短、不饱和程度、固醇含量、温度、细胞骨架荧光标记实验(3)膜的不对称性a、细胞质膜各部分的名称(见书图4-7 p83)b、膜脂与糖脂的不对称性（见书图4-8 p84）糖脂仅存在于质膜的ES面，是完成其生理功能的结构基础c、膜蛋白与糖蛋白的不对称性⏹方向性；⏹糖蛋白糖残基均分布在质膜的ES面；⏹不对称性是生理功能的保证。
(5) 分相现象二、膜脂——生物膜的基本组成成分1、成分：膜脂主要包括磷脂、糖脂和胆固醇三种类。
（1）磷脂：膜脂的基本成分（50％以上）a、分为二类: 甘油磷脂和鞘磷脂b、主要特征：①具有一个极性头和两个非极性的尾(脂肪酸链)（心磷脂除外）；②脂肪酸碳链碳原子为偶数；③有饱和及不饱和脂肪酸两种；（2）膜脂的四种热运动方式：侧向自旋摆动flip-flop2、脂质体（liposome）及应用脂质体是根据磷脂分子可在水相中形成稳定的脂双层膜的趋势而制备的人工膜。
（1）脂质体的类型（见书图4-3 p77）。
（2）脂质体的应用a、研究膜脂与膜蛋白及其生物学性质；b、基因转移；c、在临床治疗中,脂质体作为药物或酶等载体三、膜蛋白1、基本类型（1）外在(外周)膜蛋白(extrinsic/peripheral membrane proteins )；"水溶性蛋白,靠离子键或其它弱键与膜表面的蛋白质分子或脂分子结合，易分离。
第四章细胞膜与细胞表面第一节细胞膜与细胞表面特化结构细胞膜(cell membrane)又称质膜(plasma membrane)：是指围绕在细胞最外层，由脂质和蛋白质组成的生物膜。
细胞膜不仅是细胞结构上的边界，使细胞有一个相对稳定的内环境，同时在细胞与环境之间进行物质、能量的交换及信息传递过程中也起着决定性的作用。
生物膜(biomembrane)：真核细胞内部存在着由膜围绕构建的各种细胞器。
细胞内的膜系统与细胞膜统称为生物膜。
它们具有共同的结构特征。
一、细胞膜的结构模型人们用光学显微镜发现了细胞，但到20世纪50年代初，在电镜下显示出了质膜的超微结构。
但人们并未感到惊奇，因为此前细胞生理学家在研究细胞内渗透压时已证明了质膜的存在。
1925年E. Gorter和F. Grendel研究红细胞发现膜脂单层分子为红细胞表面积的二倍，提示了质膜是由双层脂分子构成的。
随后，人们发现质膜的表面张力比油—水界面的表面张力低得多，若脂滴表面吸附有蛋白成分则表面张力降低，因此Davson和Danielli提出“蛋白质—脂质—蛋白质”的三明治式的质膜结构模型。
这一模型影响达20年之久。
1959年，J. D. Robertson发展了三明治模型，提出了单位膜模型(unit membrane model)，并推断所有的生物膜都由蛋白质—脂质—蛋白质的单位膜构成。
随后的一些实验，如免疫荧光标记技术等证明，质膜中的蛋白质是可流动的；冷冻蚀刻技术显示了双层膜脂中存在膜蛋白颗粒。
1972年，S. J. Singer和G. Nicolson在此基础上又提出了生物膜的流动镶嵌模型(fluid mosaic model) 。
这一模型随即得到各种实验结果的支持。
流动镶嵌模型主要强调：①膜的流动性，膜蛋白和膜脂均可侧向运动；②膜蛋白分布的不对称性，有的镶在膜表面，有的嵌入或横跨脂双分子层。
近年来有人提出脂筏模型(lipid rafts model)，即在生物膜上富含胆固醇, 形成有序的脂相，如同“脂筏”一样, 并载有各种蛋白。
第三节细胞表面及其特化结构一、细胞表面的概念细胞膜在结构与功能上并不是孤立存在的,各类细胞在质膜外还附有一些物质和结构,它们参与了细胞膜功能的实现。
当前,人们把细胞膜,细胞膜外面的糖萼(亦称细胞外被)、细胞间连接结构以及膜的其他一些特化结构等总称为细胞表面(Cell Surface),有的把细胞膜内表面0.1-0.2um的溶胶层(胞质溶胶)也包括在内。
细胞表面是一个复合的结构体系,其中细胞膜是细胞表面中结构与功能的核心,它和细胞表面中的其他结构一起,使细胞有了一个稳定的微环境,实现其物质交换、信息传递、细胞识别和免疫反应等功能活动。
下面分三个方面,重点介绍细胞外被,细胞连接和其他特化结构。
(一)细胞外被(Cell Coat)广义地说,所有细胞膜外面含有糖类的覆盖物都看成是细胞的外被,或称糖萼(glycocalyx),实际上,细胞外表的覆盖物可根据其来源、性质及与质膜的关系分为细胞外被,表面粘着物和外在结构,后二种是由细胞分泌出来的含糖大分子。
而细胞外被是质膜中糖蛋白和糖脂向外伸出的分支或不分支的寡糖链,实际上是细胞膜结构的一部份。
但它又有一定的独立性,如果去掉细胞外被,不会损伤细胞膜,它好似“皮”与“毛”的关系。
现已知糖蛋白的寡糖链未端的单糖常为唾液酸,带负电荷,它们彼此相斥,使糖链充分展开而占很大空间。
糖链又彼此交织成网状结构,细胞被网络在其中,另方面由于它有大量的负电荷,吸引了大量的水分子于其周围,还能捕捉Na+、Ca2＋等阳离子,从而促使细胞与其周围环境建立起水盐平衡环境。
细胞外被在生命活动中起着重要的作用,主要有以下三个方面的功能:1.保护作用:消化道、呼吸道、生殖道等上皮细胞的细胞外被有润滑作用,不仅可减少、机械或摩擦,同时可保护上皮不受消化酶的消化,阻止细菌的侵袭。
2.细胞识别与通讯作用:细胞外被中特定的单糖顺序好似细胞的“化学天线”,它是细胞相互识别和通讯的基础。
3.物质运输作用:细胞外被参与物质运输的主要方式是细胞膜受体介导的胞吞作用。
细胞膜与细胞表⾯第四章细胞膜与细胞表⾯第⼀节细胞膜与细胞表⾯特化结构细胞膜(cell membrane)⼜称质膜(plasma membrane)：是指围绕在细胞最外层，由脂质和蛋⽩质组成的⽣物膜。
细胞膜不仅是细胞结构上的边界，使细胞有⼀个相对稳定的内环境，同时在细胞与环境之间进⾏物质、能量的交换及信息传递过程中也起着决定性的作⽤。
⽣物膜(biomembrane)：真核细胞内部存在着由膜围绕构建的各种细胞器。
细胞内的膜系统与细胞膜统称为⽣物膜。
它们具有共同的结构特征。
⼀、细胞膜的结构模型⼈们⽤光学显微镜发现了细胞，但到20世纪50年代初，在电镜下显⽰出了质膜的超微结构。
但⼈们并未感到惊奇，因为此前细胞⽣理学家在研究细胞内渗透压时已证明了质膜的存在。
1925年E. Gorter和F. Grendel研究红细胞发现膜脂单层分⼦为红细胞表⾯积的⼆倍，提⽰了质膜是由双层脂分⼦构成的。
随后，⼈们发现质膜的表⾯张⼒⽐油—⽔界⾯的表⾯张⼒低得多，若脂滴表⾯吸附有蛋⽩成分则表⾯张⼒降低，因此Davson和Danielli提出“蛋⽩质—脂质—蛋⽩质”的三明治式的质膜结构模型。
这⼀模型影响达20年之久。
1959年，J. D. Robertson发展了三明治模型，提出了单位膜模型(unit membrane model)，并推断所有的⽣物膜都由蛋⽩质—脂质—蛋⽩质的单位膜构成。
随后的⼀些实验，如免疫荧光标记技术等证明，质膜中的蛋⽩质是可流动的；冷冻蚀刻技术显⽰了双层膜脂中存在膜蛋⽩颗粒。
1972年，S. J. Singer和G. Nicolson在此基础上⼜提出了⽣物膜的流动镶嵌模型(fluid mosaic model) 。
这⼀模型随即得到各种实验结果的⽀持。
流动镶嵌模型主要强调：①膜的流动性，膜蛋⽩和膜脂均可侧向运动；②膜蛋⽩分布的不对称性，有的镶在膜表⾯，有的嵌⼊或横跨脂双分⼦层。
近年来有⼈提出脂筏模型(lipid rafts model)，即在⽣物膜上富含胆固醇, 形成有序的脂相，如同“脂筏”⼀样, 并载有各种蛋⽩。
细胞表面受体的结构和功能细胞表面受体是一种重要的分子，在细胞信号转导中起着至关重要的作用。
它们通过结合外界的信号分子，诱导进一步的细胞反应，从而调节细胞的功能和行为。
本文将从细胞表面受体的结构和功能两个方面进行阐述。
一、细胞表面受体的结构细胞表面受体主要由膜蛋白和一些辅助分子组成，其结构可以被大致分为两类：单个膜通道型和跨膜受体型。
单个膜通道型受体主要由一条膜通道和一些外部结构域（extracellular domain，ECD）组成，利用膜通道内的离子（如钠、钾）或分子（如水、尿素）来传递信号分子。
比如说，人体内的钾离子通道型受体（KIR）就是一种单个膜通道型受体，它可以通过调节钙离子浓度或其他离子的浓度来调节细胞的行为。
跨膜受体型受体主要由一个跨越细胞膜的蛋白质通道和两个朝向不同的结构域组成。
最常见的是七段膜跨膜受体（GPCR），其中七段膜是指其具有七个靠近细胞膜的跨膜区域。
七段膜跨膜受体的结构中有两个结构域值得关注：其中一个是ECD（顶部结构域），另一个是胞内结构域（intracellular domain，ICD）。
ECD 与信号分子结合，ICD与细胞内的信号传导通路直接相连，媒介进一步的细胞反应。
七段膜跨膜受体包括许多重要的接受体，如视觉感光受体rodopsin、催产素受体和阿片受体等。
二、细胞表面受体的功能细胞表面受体主要起着两个功能：取代性激活和信号转导。
（一）取代性激活一些受体本身可以被激活，而这些自身激活的过程往往需要外界的反应，如光、热等刺激。
此时受体会发生构象变化，内部结构域与细胞内相关的蛋白质相互作用，从而转化成外部信号到细胞内部的信息信号，引发相应的细胞反应。
典型的例子是视觉感光受体rodopsin的光致激活过程，这个过程可以使普通的蛋白质发生极性变化，而最终导致深色适应、颜色视觉和调节生物钟等生理作用。
（二）信号转导受体可以传递，扩散和放大一些外部信号分子的信息，并充当细胞内信号传递的桥梁。
