沪科版 (2019)必修1《分子与细胞》第三章 细胞具有分工合作的复杂结构第一节 细胞都由质膜包裹优质课件ppt

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据最新研究发现，内皮素在皮肤中分布不均，是造成色斑的主要原因。内皮拮抗剂进入皮肤，可以和黑色素细胞的受体结合，使内皮素失去作用，这为美容研究机构带来了福音，这个方法是应用细胞膜具有信息交流这个功能。
1674年，列文虎克第一次看到了活细胞。在此后的200多年里，人们观察了更多类型的细胞，但却一直未能直接观察到质膜的存在，直到20世纪50年代末期，伦敦大学的罗伯特森（J.Rbertsn）才在电子显微镜下观察到质膜的结构（图3-2）。人类对质膜的认识经历了哪些阶段？作为细胞的界膜，质膜在结构和功能上必须具备哪些特点才能“恪尽职守”呢？
质膜主要由脂质和蛋白质构成
无论是真核细胞还是原核细胞，它们的外层都有一层膜结构包围着，为了与细胞内的其他膜结构区分开，我们将其称为质膜（plasma membrane），也称细胞膜。
科学家为了研究质膜的结构，设计了许多巧妙的实验。这些实验对于探索质膜的成分和构建质膜的结构模型具有重要意义。资料1]1895年，英国生物学家奥弗顿（E.Overtn）利用多种化学物质对植物根毛细胞的透性进行实验，发现脂溶性物质比水溶性物质更容易透过质膜进入细胞中。资料2]1917年，美国化学家朗缪尔（.Langmuir）将磷脂溶于苯中，并与水混合，当苯挥发完以后，磷脂分子在水面上分布散乱，经过推挤，磷脂分子排列成了单层，而且其磷酸基团的极性头部浸入水中，疏水端浮于水面。
资料3]1925年，荷兰生物学家霍尔特（E.Grter）和格伦德尔（F.Grendel）用丙酮从人的红细胞中提取脂质，利用朗缪尔的方法，在空气-水界面上将其铺展成单分子层，测得单分子层的面积约为红细胞表面积的2倍。
从红细胞中提取脂质并测量分子层面积
1.奥弗顿的实验可以得出什么结论？2.推测一下，红细胞质膜是由几层脂质分子组成的？3.质膜内外都是以水为介质的液体环境，请猜测质膜中脂质的排列方式。
细胞膜的组成成分中有脂质和蛋白质。
1935年，英国生物学家丹尼利（J.Danielli）和达夫森（H.Davsn）研究了质膜的张力。他们发现，细胞的表面张力明显低于油-水界面的张力，由此推断质膜除含有脂质分子外，可能还含有其他物质。随着研究的深入，人们认识到质膜主要由脂质和蛋白质组成。
1970年，美国生物学家弗赖伊（L.Frye）和埃迪登（H.Edidin）用绿色荧光染料标记小鼠细胞表面的蛋白质分子，用红色荧光染料标记人细胞表面的蛋白质分子，将小鼠细胞与人细胞融合。两种细胞刚融合时，融合细胞的一半发绿色荧光，另一半发红色荧光。将融合细胞在37℃环境中培养40min，两种颜色的荧光均匀分布。可见，构成质膜的分子是可以运动的。
红色荧光染料标记的膜蛋白
绿色荧光染料标记的膜蛋白
人-鼠细胞融合实验示意图
在探索质膜结构的过程中，科学家陆续提出一些质膜的结构模型。目前被普遍接受的是1972年英国生物化学家辛格（S.Singer）和美国细胞生物学家尼科尔森（G Niclsn）提出的流动镶嵌模型。
流动镶嵌模型认为，质膜主要由脂质和蛋白质组成。构成质膜的脂质主要为磷脂分子，它包括亲水性的头部和疏水性的尾部。磷脂分子以疏水性的尾部相对，亲水性的头部朝向两侧，构成了磷脂双分子层，以此作为质膜的基本骨架。质膜中蛋白质的分布是不对称的，它们以不同深度覆盖、镶嵌或贯穿于磷脂双分子层中。构成质膜的磷脂分子和蛋白质分子大多是可以流动的。
在质膜外侧，有些膜蛋白和磷脂还与糖链结合，形成糖蛋白和糖脂，能帮助细胞识别化学信号和负责细胞间的相互识别。膜蛋白是质膜功能的主要执行者，占膜质量的40%~50%。质膜中的脂质除磷脂外，还有一些固醇类物质，其中胆固醇可以调节膜的流动性，增加膜的稳定性。
脂质（约50%）蛋白质（约40%）糖类（约2%-10%）
动物细胞膜含有少量胆固醇
细胞膜中含有的元素主要有：C、H、O、N、P
知识补充：细胞膜上的糖类和蛋白质可相互结合形成——糖蛋白。糖蛋白是存在于细胞膜表面具有信息识别作用的物质。
癌细胞的恶性增殖和转移与细胞膜有关
易转移与细胞膜成分（特别是糖蛋白的减少）的改变有关
1997年德国生物学家西蒙斯等研究发现，质膜的磷脂双分子层并不是完全均勾的结构，内部存在富含胆固醇、鞘磷脂和特定种类膜蛋白的微小区堿。由于鞘磷脂具有较长的饱和脂肪酸链，分子间的作用力较强，所以这些区域结构致密，如同漂浮在磷脂双分子层上的“筏”，称为脂筏。脂筏载着具有生物功能的膜蛋白，就像一个蛋白质停泊的平台，与膜的信号传递、物质的跨膜运输及病原体侵染细胞和蛋白质分选等均有密切的关系。脂筏最初可能在内质网上形成，转运到质膜上后，有些脂筏可在不同程度上与膜下细胞骨架蛋白交联。据推测，个直径100mm大小的脂筏可能载有600个蛋白质分子。
癌细胞的恶性增殖和转移与癌细胞膜成分的改变有关,如产生甲胎蛋白、癌胚抗原等。
为什么细胞壁不是植物细胞的边界？
细胞壁对要进出细胞的物质没有选择性（即全透性），它不能保证细胞内部的稳定。
脂质：磷脂最丰富 蛋白质 糖类（少）
概念：真核细胞还是原核细胞，它们的外层都有一层膜结构包围着，为了与细胞内的其他膜结构区分开，我们将其称为质膜。
1.下列有关细胞膜的叙述，正确的是（　　）A．细胞膜两侧的离子浓度差是通过自由扩散实现的B．细胞膜与线粒体膜、核膜中所含的蛋白质功能相同C．膜中的磷脂分子是由胆固醇、脂肪酸和磷酸组成的D．分泌蛋白分泌到细胞外的过程存在膜脂的流动现象
2.组成细胞膜的主要成分是（　　） A．糖类  蛋白质 B．磷脂  蛋白质 C．糖脂  糖蛋白 D．磷脂  胆固醇