二细胞膜的结构
人教版高中生物必修一《细胞膜的结构和功能》细胞的基本结构PPT教学课件(第2课时)
糖类与蛋白质或脂质分子结合形成糖蛋白或糖脂， 分布在细胞膜的外表面，糖蛋白具有保护、润滑和 细胞识别的作用
二、对细胞膜结构的探索
时间：1959年
人物：罗伯特森
发现：在电镜下看到了细胞膜清晰的暗—亮—暗的三层结构。
提出假说：所有的细胞膜都由蛋白质—脂 质—蛋白质三层结构构成，电镜下看到的
中间的亮层是脂质分子，两边的暗层是蛋
科学方法——提出假说
细胞膜结构模型的探索过程，反映了提出假说这一科学方法的作 用。科学家首先根据已有的知识和信息提出解释某一生物学问题的一 种假说，再用进一步的观察与实验对已建立的假说进行修正和补充。 一种假说最终被接受被否定，取决于它是否能与以后不断得到的观察 和试验结果相吻合
三、流动镶嵌模型的基本内容
白质分子。他把细胞膜描述为静态的统一 结构。
细胞膜结构的电镜照片
时间：20世纪60年代以后 质疑：科学家对细胞膜是静态的观点提出质疑：如果是这样，细 胞膜的复杂功能将难以实现，就连细胞的生长、变形虫的运动这 样的现象都难以解释。
变形虫的运动
模拟细胞的生长
时间：1970年 实验：人——鼠细胞荧光标记融合实验
影响因素 温度等
特点
流动性
实例
Hale Waihona Puke 小鼠细胞和 人细胞融合进行细胞间的信息交流开
原因
主要表现 为构成膜
的磷脂分
子可以侧
向自由移
动，膜中
的蛋白质
④细胞膜不是静止不动的，而是具有流动性，主要表现为构成膜的磷脂 分子可以侧向自由移动，膜中的蛋白质大多也能运动。细胞膜的流动性 对于细胞完成物质运输、生长、分裂、运动等功能都是非常重要的。
对细胞膜的深入研究发现
细胞膜的外表面还有糖类分子和蛋白质分子结合形成的糖蛋白，或与脂质结合 形成的糖脂，这些糖类分子叫作糖被（glycocalyx）。
细胞质膜的结构与功能
细胞质膜的结构与功能细胞质膜是所有生物细胞的基本结构之一，它是由脂质双层和一些蛋白质组成的，外加少量膜糖、胆固醇和其他类似物质。
细胞质膜的主要作用是将细胞内部与外部区分开来，以维持细胞内稳定的环境。
细胞质膜的结构和功能非常重要，接下来请听我仔细讲解。
一、细胞膜的结构1. 脂质双层细胞质膜由两层脂质分子所构成，每一层都是由磷脂分子和胆固醇分子组成的，磷脂分子的疏水端面朝内，与细胞质接触，疏水端面朝外，与细胞外界接触。
这种排列使得细胞质膜成为了一个高度隔离的通道，仅能让少量的分子通过。
2. 膜蛋白膜蛋白是另一种组成细胞质膜的重要成分，它们扮演了多种角色，包括细胞信号的传递、物质的转移、细胞内外环境的监测等等。
毫不夸张地说，膜蛋白是细胞质膜功能的核心。
3. 糖类和其他杂质细胞质膜上还有一些糖类和其他类似物质，它们的存在使得细胞质膜能够扮演更多的角色，例如细胞间相互作用、认同和核心酶的缩合等等。
二、细胞膜的功能1. 控制物质的进出细胞膜是控制物质进出的关键，它因此被称为“选择性透过性膜”。
细胞膜通过膜蛋白通道，选择性地筛选分子的大小和化学性质，协助一些物质进入或离开细胞，例如水分子、氧气、二氧化碳、食物、代谢产物等。
2. 保护和维持细胞形态细胞质膜扮演着保护和维持细胞形态的角色，细胞膜的磷脂层和胆固醇等物质保护细胞的内部不被外界物质侵蚀，而且还能够防止细胞在外界环境的压力下破裂溶解。
3. 传递信息细胞质膜上的许多膜蛋白扮演着传递信息的角色，例如激活内部酶、转导外部信号等。
这些转出外部膜的蛋白质非常敏感，当它们接收到有关细胞内或外生物体的信号时，便会向内部细胞发出反应，从而协助细胞在不同环境下协调适应。
细胞质膜是细胞高度隔离的主要结构，其结构和功能非常繁复、精细，并且与细胞的生命活动紧密相关。
通过对细胞质膜的详细研究，可以更好地了解细胞的内部结构和生命过程，为生物学研究提供坚实的基础。
细胞膜的结构和功能ppt课件
（1）因为水分子极 小， 可以通过由于磷脂
分子运动而产生的间隙; （2）是因为膜上存在水 通道蛋白，水分子可以 通过通道蛋白通过膜。
水分子 水通道蛋白
二、对细胞膜的成分的探索
时间：1959年
人物：罗伯特森
发现：在电镜下看到了细胞膜清晰的暗—亮—暗的三层结构。
提出假说：所有的细胞膜都由蛋白质—脂 质—蛋白质三层结构构成，电镜下看到的中间
诱导融合
40分钟后
370C
鼠细胞
时间：1972年 人物：辛格和尼科尔森
提出：流动镶嵌模型
流动镶嵌模型的基本内容P45 结构模型
1.细胞膜主要由 磷脂分子和 蛋白质分子 构成的。 2. 磷脂分子层是膜的基本支架，其内部是磷脂分子的疏水端， 水溶性分子或离子不能自由通过，具有屏障作用。 3有分.子的蛋层白镶中质在，分磷有子脂的以双不分贯同子穿方层于式表镶整面嵌个，在磷有磷脂的脂双部双分分分子或子层全层。部中这嵌：些入蛋白磷质脂分双子 在物质运输等方面具有重要作用。 流动性 4成.膜细的胞磷膜脂不分是子静可止不以动侧的向，自而由是移具动有，膜中的，蛋主白要质表现大为多构 也能运动。
二、对细胞膜的成分的探索 学分组生活讨动论二并：完成阅相读关教的材P讨42论的题“思考与思讨考论与讨”论的:相关资料，
•最初认识到生物膜是
不溶于脂 溶于脂质的物质
由脂质组成的，是通过
质的物质
对实验现象的推理分析
还是通过膜成分的提取
细胞膜
和鉴定？
从实验现象能推测出什么结论呢？
欧文顿
1895年
膜是由脂质组成
实例：内分泌细胞与靶 细胞间、神经细胞间
受体
功能3：进行细胞间的信息交流
思考：你能据下图说说细胞膜是如何实现细胞间 的信息交流的吗？
细胞生物学中的细胞膜的结构和功能
细胞生物学中的细胞膜的结构和功能细胞膜是细胞内外环境的分界线，对维持细胞的稳态、物质和能量的传递起着至关重要的作用。
本文将介绍细胞膜的结构和功能。
一、细胞膜的结构细胞膜主要由磷脂双层组成。
磷脂分子具有极性的“头”和非极性的“尾”，它们排列成一层双层，使得细胞膜表面呈现疏水性。
在这层双层中，疏水性的“尾”相互靠近，而极性的“头”则朝向细胞内外溶液。
另外，细胞膜还包含许多不同类型的蛋白质。
这些蛋白质有多种功能，如通道蛋白质用于物质的运输、受体蛋白质用于细胞信号传导等。
蛋白质可以占据细胞膜上的不同位置，有些完全贯穿细胞膜，形成跨膜蛋白质，有些则只存在于细胞膜的一侧。
此外，细胞膜还包含一些糖类分子，形成糖蛋白和糖脂。
这些糖类分子位于细胞膜的外侧，形成糖基化细胞膜。
糖基化细胞膜在细胞识别和黏附中起到重要作用。
二、细胞膜的功能1. 分隔细胞内外环境细胞膜的主要功能之一是分隔细胞内外环境。
细胞内外环境差异巨大，通过细胞膜的选择性通透性，细胞可以控制物质的进出，维持内外溶液的稳定。
细胞膜通过磷脂双层和跨膜蛋白质形成了一个障碍，大部分物质不能自由穿过，只能依赖细胞膜上的通道蛋白质进行运输。
2. 物质的运输细胞膜上的通道蛋白质可以选择性地允许特定物质跨越细胞膜。
通道蛋白质有多种类型，如离子通道蛋白质、水通道蛋白质等。
离子通道蛋白质可使离子以浓度梯度自由穿越细胞膜，保持细胞内外离子浓度的平衡。
水通道蛋白质则形成了水分子的通道，促进水的跨膜运输。
这些通道蛋白质的开闭状态受到多种因素的调控，确保物质的运输高效而有序。
3. 细胞识别和黏附糖基化细胞膜中的糖类分子在细胞识别和黏附中扮演重要角色。
细胞膜上的糖基化分子可以与其他细胞、细胞外基质分子或病原体相互作用，实现细胞的粘附、信号传递或炎症反应等功能。
这些糖基化分子可以形成特定的细胞标识，使细胞能够识别和与其他细胞或环境相互作用。
4. 细胞信号传导细胞膜上的受体蛋白质可以接受外部信号分子的结合，通过调节细胞膜的内外信号传导通路，影响细胞的生理和生化过程。
第四章-细胞膜的结构
中的分布位置是不同的（如血影蛋 白只分布在内侧）。
第二： 膜蛋白在内外两层膜种数量不同。
第三： 膜蛋白穿越脂双层具有一定的方向性。
第四： 跨膜蛋白两个亲水端结构不同。
※膜脂和膜蛋白分布的不对称性决定了膜内外表面 功能的不对称性。
.
31
（二）膜的流动性(fluidity)是膜功能活动 的保证
（二）、膜蛋白的流动性
膜蛋白分子的运动方式 （1）侧向移动 （2）旋转运动
小鼠细胞
膜蛋白 (抗原）
人细胞
异核细胞 小鼠膜蛋白抗体 + 荧光素
小鼠膜蛋白抗体 + 小鼠膜蛋白（抗原）
人膜蛋白抗体 + 罗丹明
人膜蛋白抗体+ 人膜蛋白（抗原） 孵育（37℃，40分钟）
光 脱 色 恢 复 技 术 （
）
Fluorescence recovery after photobleaching
外在膜蛋白（20 ～30%） (extrinsic membrane protein)
脂锚定蛋白 (lipid anchored protein)
.
22
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23
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24
去垢剂
SDS Triton X-100
.
25
（三 ）存在于质膜表面的糖脂和糖蛋白
单糖或多聚糖 + 膜 脂
共价键
糖脂
单糖或多聚糖 + 膜蛋白
积相当于所用红细胞膜总面积的两倍,因而首次提出细胞 膜是由连续的脂双分子层组成的。
迄今为止，关于膜的几十种结构模型都是建立 在“脂双分子层”这一基础之上的。
一、片层结构模型
[夹层学说]
(lamella structure model)
细胞膜的结构与功能
细胞膜的结构与功能细胞膜是细胞最外层的一个重要组成部分，它起到了维持细胞内外环境稳定的作用。
细胞膜的结构和功能是细胞生命活动的基础，本文将对其相关知识进行阐述。
一、细胞膜的结构细胞膜主要由磷脂双层组成，这是由两层磷脂分子排列起来形成的，磷脂分子包括磷脂酰胆碱、磷脂酰乙醇胺等。
这两种磷脂分子的亲水头部（磷酸基和氨基）朝向细胞外，亲脂尾部则聚集在一起，形成一个非极性的隧道。
除了磷脂双层，细胞膜还含有多种蛋白质，蛋白质在细胞膜中起着支持、调节和传递信息的作用。
这些蛋白质可以分为两类：固定蛋白质和跨膜蛋白质。
固定蛋白质附着在细胞膜的内外表面，而跨膜蛋白质则穿越整个细胞膜。
此外，细胞膜中还包含一些碳水化合物，这些碳水化合物通常与蛋白质结合形成糖蛋白复合物，或与磷脂分子结合形成糖脂复合物。
这些复合物在细胞识别、细胞黏附以及细胞信号传递中发挥着重要的作用。
二、细胞膜的功能1. 分离和保护细胞内部环境：细胞膜作为细胞与外界环境的界面，通过选择性渗透的方式控制物质的进出。
通过膜的脂溶性，脂溶性物质可以自由通过细胞膜，而水溶性物质则需要依靠通道蛋白等特定的传输通道。
2. 维持细胞形态和结构：细胞膜与细胞骨架相互作用，给细胞提供了必要的支持和稳定性。
同时，细胞膜上的蛋白质可以形成通道和泵，参与细胞内外物质的运输和调节，维持细胞内外环境的动态平衡。
3. 调节细胞内外物质的传递：细胞膜上的跨膜蛋白质可以通过形成通道或受体来调节物质的传递。
例如，离子通道在神经细胞中起到了电信号传导的关键作用，而受体则能够感受外界信号并引发细胞内的相应反应。
4. 参与细胞间通讯：细胞膜上的糖蛋白复合物参与了细胞的识别和黏附过程，使细胞能够互相识别并与其它细胞相互作用。
这对于组织的形成和器官的功能起着重要的作用。
三、细胞膜的动态变化细胞膜的结构和功能是可以发生改变的。
细胞膜具有流动性，通过磷脂分子的扩散和糖脂复合物的运动，细胞膜的组成可以发生调整。
初一生物细胞膜的结构与功能
初一生物细胞膜的结构与功能生物学的基础知识对于初中生来说，是非常重要的。
细胞是生物体的基本单位，而细胞膜是细胞的重要组成部分之一。
初一生物课程中，我们需要学习细胞膜的结构和功能。
本文将详细介绍细胞膜的结构与功能。
一、细胞膜的结构细胞膜是由脂质双层组成的。
脂质双层由两层磷脂分子排列而成，每一层磷脂分子的疏水性“尾部”互相靠近，而亲水性的“头部”则面朝外部和内部环境。
这种双层结构的磷脂分子使细胞膜具有选择性渗透性，起到屏障的作用，控制物质的进出。
除了磷脂分子外，细胞膜中还有许多蛋白质分子。
这些蛋白质分子可以嵌入在细胞膜中，也可以位于细胞膜的内侧或外侧。
蛋白质分子在细胞膜中起到了许多关键的功能，例如接收信号、运输物质和维持细胞结构等。
二、细胞膜的功能1. 细胞膜的选择性渗透性细胞膜是半透性的，它具有选择性地允许物质通过。
细胞膜通过蛋白质通道和运输蛋白来控制物质的进出。
一些小分子，如氧气和二氧化碳，可以通过简单扩散进出细胞膜。
而一些大分子，如葡萄糖和氨基酸，则需要通过蛋白质通道或运输蛋白来进入或离开细胞。
2. 细胞膜的传递信号细胞膜中的蛋白质可以接收外界的信号，并将其传递到细胞内部。
当外界信号分子与细胞膜上的受体结合时，会触发一系列的信号传递过程，从而调控细胞的活动，例如细胞的生长、分化和死亡等。
3. 细胞膜的细胞识别细胞膜上的特定蛋白质可以识别其他细胞或分子的特征，从而进行细胞间的相互作用。
这种细胞识别在许多生物体内起到了重要的作用，例如免疫系统中的免疫识别和细胞间的黏附。
4. 细胞膜的维持细胞结构细胞膜不仅是一个物质的屏障，还起到了维持细胞形状和结构的作用。
细胞膜与细胞骨架相互作用，形成了细胞的形状。
同时，细胞膜还能通过内外信号的调控来维持细胞的稳态。
三、细胞膜的重要性细胞膜是细胞内外环境的隔离层，它不仅能够控制物质的进出，还能传递信号和维持细胞结构。
正因为如此，细胞膜在生物体内起到了重要的作用。
首先，细胞膜的选择性渗透性使细胞能够维持恰当的内外环境。
细胞膜的功能和结构
细胞膜的功能和结构细胞膜是一个非常重要的细胞结构，它不仅仅是一个容器，还具有很多生物学功能。
在本文中，我们将讨论细胞膜的主要功能和结构。
一、细胞膜的功能1. 细胞膜的物质分界功能细胞膜的物质分界功能是指细胞膜能够将细胞内的物质与外界隔离开来，从而使细胞内部的代谢过程得以独立进行。
同时，细胞膜还能够调节细胞内的物质进出，这是通过细胞膜上的离子通道实现的。
2. 细胞膜的识别和通讯功能细胞膜具有很强的识别性，它能够识别外界的分子信号，从而将这些信号传递给细胞内部，调节细胞的代谢活动。
另外，细胞膜还能够通过细胞间连接和信号转导通路，实现细胞之间的通讯。
3. 细胞膜的运输功能细胞膜还能够透过运输蛋白将细胞内的物质运输到细胞外或细胞内部。
这是细胞生物学过程中非常重要的一环。
二、细胞膜的结构细胞膜主要由磷脂分子、蛋白质和碳水化合物组成。
其中，磷脂分子是细胞膜的主要结构，它们通过亲水头和疏水尾连接在一起，形成双层膜结构。
这种磷脂分子在水环境中会自组装成一个带有空心结构的球形，外层是亲水性的磷酸基团，内层是疏水性的脂肪酰基团。
在磷脂双层的背景下，存在大量的膜蛋白，这些蛋白质可以通过不同的方式与磷脂分子相互作用，从而影响细胞膜的功能。
另外，碳水化合物也是细胞膜结构的重要组成部分，它们通过糖酵素与蛋白质结合在一起，形成糖蛋白。
细胞膜的内在结构非常复杂，它通过一系列的蛋白质相互作用，形成了一个动态平衡的状态。
细胞膜上的脂质、蛋白质和碳水化合物不断地被代谢和更新，从而保持细胞膜的完整性和稳定性。
综上所述，细胞膜是细胞生命的重要组成部分，具有多种重要的生物学功能。
细胞膜的结构非常复杂，由多种生物分子相互作用而成，其中磷脂分子是细胞膜的主要结构。
对于我们理解细胞的生命过程，理解细胞膜的功能和结构是非常重要的。
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功能2：控制物质进出细胞
营养物质
抗体、激素等物质 及细胞产生的废物
细胞
不需要或对细胞 有害的物质
选择性 相对性
细胞内的核酸等 重要成分
功能3：进行细胞间的信息交流 信息传递
接触传递
发出信号的细胞
靶细胞
与膜结合的信号分子
通道传 递
胞间连丝
了解细胞壁
红色 染料
全透性
细胞壁的功能：对植物细胞有支持和保护作用
一、对膜结构的探索历程
资料 七
新技术带来新模型（下）
磷脂分子的运动
得出结论：膜上的 _磷__脂__具有流动性。
①侧向扩散运动；②旋转 运动；③摆动运动
表明： 细胞膜的结构特点：具有流动性
二、结构模型——流动镶嵌模型的基本内容
资料 流动镶嵌模型 八
1972年，桑格和尼克森提出流动镶嵌模型，为大多 数人所接受。
思考1:“白细胞吞噬细菌”这一过程与细胞的哪个结 构紧密相关？
思考2:“白细胞吞噬细菌”体现了细胞膜的哪个功能？
白细胞吞噬细菌
第4章 细胞的物质输入和输出
第2节 生物膜的流动镶嵌模型
一、对膜结构的探索历程 思考3:如果你是科学家，接下来会继续开展哪方面的研究？
成分 ✔
主要是脂质和蛋白质
结构
功能
一、对膜结构的探索历程
二、结构模型——流动镶嵌模型的基本内容
资料 ④流动镶嵌模型 八1972年，桑格和尼克森提出流动镶嵌模型，为大①多
数人所接受。
②
③
结合模型和教材P68： 1. ①②③④分别代表？
2. 膜的化学组成？
3. 糖蛋白的作用？
4. 膜的基本骨架？
5. 蛋白质的位置？
6. 膜的结构特点？
三、细胞膜的功能
功能1：将细胞与外界环境分隔开
一、对膜结构的探索历程
提出假说 膜的成分和结构的初步阐明，最初 都是先根据实验现象和有关知识，提出假说，而不 是通过实验观察直接证实的。假说的提出要有实验 和观察的依据，同时还需要严谨的推理和大胆的想 象。假说需要通过观察和实验进一步验证和完善。
二、细胞膜的结构模型——流动镶嵌模型的基本内容 构建模型
探究学习二： 这是一个红细胞，红细胞生活在血浆（液体环境）
中，这时磷脂分子在细胞膜上会怎样排布？
水水
水
一、对膜结构的探索历程
成分 ✔
主要是脂质和蛋白质
✔
结构
功能
一、对膜结构的探索历程
资料 四实证：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。
提出模型：由_蛋__白__质_－_脂__质__－ _蛋__白__质__三层结构构成
注：蛋白质的电子密度高，显暗色 磷脂的电子密度低，显亮色
罗伯特森提出静态模型的观点
蛋白质 磷脂
蛋白质
蛋白质位于膜的两侧 （对称分布）
一、对膜结构的探索历程
资料 新技术带来新模型（上） 五
冰冻蚀刻(冰冻断裂)技术：标本用干冰等冰冻后用 冷刀断开，升温后暴露断裂面。
得出结论：蛋白质在膜中的分布是不对称的，即 _镶___在膜表面、部分或全部_嵌___入膜中、贯穿膜
思考4:哪种脂质是构成细胞膜的重要成分？ 磷脂
一、对膜结构的探索历程
探究学习一： 磷脂分子在空气－水界面上的排布方式是怎样的？
磷脂是组成细胞的 主要脂质，是一种 由甘油、脂肪酸、
亲水 “头部”
和磷酸等所组成的
分子。
疏水
磷酸“头”部是亲 水的，，脂肪酸 “尾”部是疏水的。
“尾部”
水
一、对膜结构的探索历程
制 备 的 实 验 流 程
离心 获得纯净的细胞膜
6人一组，请同学们合理利用工具包，构建流动镶 嵌模型，限时10 min。工具包里的材料如下：
磷脂 （10 个）
蛋白质 （4个）
糖类 （2个）
【课堂练习】
1．如图表示细胞膜的流动镶嵌模型，有关叙述不正确的是( D )
A．具有①的一侧为细胞膜的外侧 B．①与细胞表面的识别有关 C．②是构成细胞膜的基用“染色排除
法”。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，从而判断细胞是否死 亡。你能解释“染色排除法”的原理吗？
四、实验“体验细胞膜的制备方法”（阅读教材）
1. 实验材料：哺乳动物成熟的红细胞 2. 实验原理：渗透作用，红细胞吸水涨破
3. 实验步骤
蛋白质 磷脂
蛋白质
静态模型
思考5：细胞膜的结构是静态？（请举例说明）
推测：细胞膜是动态的。
一、对膜结构的探索历程
资料 新技术带来新模型（中） 六 1970年，科学家用发绿色荧光的染料标记小鼠细胞
表面的蛋白质分子，用发红色荧光的染料标记人细胞表 面的蛋白质分子，将小鼠细胞和人细胞融合。
得出结论：膜上的 蛋__白__质_具有流动性。