高中生物第一冊3.1細胞膜的結(jié)構(gòu)和功能 課件-2021-2022學年高一上學期生物人教版（2019）必修一

1、第3章 細胞的基本結(jié)構(gòu)第1節(jié) 細胞膜的結(jié)構(gòu)和功能鑒別動物細胞是否死亡常用臺盼藍染液。用它染色時，死細胞會被染成藍色，而活細胞不會著色。用臺盼藍染液染色后的死細胞和活細胞(放大200倍)1.為什么活細胞不能被染色，而死細胞能被染色？活細胞的細胞膜具有選擇透過性，染料臺盼藍是細胞不需要的物質(zhì)，不易通過細胞膜，因此活細胞不被染色。死細胞的細胞膜失去控制物質(zhì)進出細胞的功能，臺盼藍能通過細胞膜進入細胞，死細胞能被染成藍色?！締栴}探討】2.據(jù)此推測，細胞膜作為系統(tǒng)的邊界，應該具有什么功能？細胞膜作為細胞的邊界，具有控制物質(zhì)進出的功能。一、細胞膜的功能1.將細胞與外界環(huán)境分隔開保障細胞內(nèi)部環(huán)境的相對穩(wěn)定2.

2、控制物質(zhì)進出細胞活細胞的細胞膜具有選擇透過性（功能特點）一、細胞膜的功能1.將細胞與外界環(huán)境分隔開保障細胞內(nèi)部環(huán)境的相對穩(wěn)定2.控制物質(zhì)進出細胞活細胞的細胞膜具有選擇透過性（功能特點）3.進行細胞間的信息交流3.進行細胞間的信息交流方式1：通過細胞分泌化學物質(zhì)傳遞信息細胞分泌的化學物質(zhì) （如激素） ，隨血液到達全身各處，與靶細胞的細胞膜表面的受體結(jié)合，將信息傳遞給靶細胞。表示:_表示:_信號分子 受體 方式2：接觸交流相鄰兩個細胞的細胞膜接觸，信息從一個細胞傳遞給另一個細胞 。例如 ，精子和卵細胞之間的識別和結(jié)合。表示:_與膜結(jié)合的信號分子 膜上接受信號分子的受體（蛋白質(zhì)）3.進行細胞間的信息

3、交流3.進行細胞間的信息交流方式3：通道交流相鄰兩個細胞之間形成通道，攜帶信息的物質(zhì)通過通道進入另一個細胞。例如，高等植物細胞之間通過胞間連絲相互連接 ，也有信息交流的作用。表示:_胞間連絲 二、細胞膜的成分與結(jié)構(gòu)成分_（約50%）_（約40%）主要成分_（約2%10%）_（主要）_（主要是動物細胞膜具有）脂質(zhì)蛋白質(zhì)糖類磷脂膽固醇蛋白質(zhì)的_與_決定細胞膜功能的復雜程度。種類數(shù)量結(jié)構(gòu)流動鑲嵌模型(1)_是膜的基本支架a.內(nèi)容：磷脂雙分子層其內(nèi)部是疏水端，水溶性分子或離子不能自由通過，因此具有屏障作用。二、細胞膜的成分與結(jié)構(gòu)(2)_以不同方式鑲嵌在磷脂雙分子層有的鑲在磷脂分子層表面。有的部分或全部

4、嵌入磷脂雙分子層中，有的貫穿于整個磷脂雙分子層表面。蛋白質(zhì)分子結(jié)構(gòu)流動鑲嵌模型a.內(nèi)容：(3)在細胞膜外表面，糖類分子與蛋白質(zhì)結(jié)合形成_，或與脂質(zhì)結(jié)合形成_，這些糖類分子叫做_。糖蛋白糖脂糖被糖被與細胞膜表面的識別、細胞間的信息傳遞等功能有密切關(guān)系。二、細胞膜的成分與結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)流動鑲嵌模型b.結(jié)構(gòu)特點具有一定的流動性細胞膜的流動性對于細胞完成物質(zhì)運輸、生長、分裂、運動等功能非常重要。磷脂分子可以側(cè)向自由移動蛋白質(zhì)大多也能運動。_是膜的基本支架磷脂雙分子層有的鑲在磷脂分子層表面。有的部分或全部嵌入磷脂雙分子層中，有的貫穿于整個磷脂雙分子層表面。蛋白質(zhì)分子在細胞膜外表面，糖類分子與蛋白質(zhì)結(jié)合形成_，

5、或與脂質(zhì)結(jié)合形成_，這些糖類分子叫做_。糖蛋白糖脂糖被三、細胞膜的研究簡史序號實驗過程與結(jié)果實驗結(jié)論11895年歐文頓多種物質(zhì)對膜的通透性實驗，溶于脂質(zhì)的物質(zhì)容易通過細胞膜；不容易脂質(zhì)的物質(zhì)，不容易通過細胞膜。2利用哺乳動物的紅細胞制備出純凈的細胞膜，進行化學分析。31925年，戈特和格倫德爾將紅細胞中脂質(zhì)在空氣-水界面上鋪展成單分子層，測得単分子層的面積為紅細胞的表面積的2倍。41935年，丹尼利和戴維森發(fā)現(xiàn)細胞表面張力明顯低于油水界面的表面張力，如果在油水界面中加入一定量的蛋白質(zhì)，其表面張力降低，并接近細胞表面張力。對細胞膜成分的探索細胞膜由_組成組成細胞膜的脂質(zhì)有磷脂和膽固醇。其中_含量

6、最多。細胞膜中的磷脂分子必然排列為連續(xù)的兩層。細胞膜除含脂質(zhì)分子外，可能還有附有蛋白質(zhì)。/video/BV1SJ411R7bN?from=search&seid=2033386439071797132脂質(zhì)磷脂實驗及其結(jié)果：1925年，科學家將紅細胞中脂質(zhì)在空氣-水界面上鋪展成單分子層，測得單分子層的面積為紅細胞的表面積的2倍。實驗結(jié)論：科學家推測，細胞膜中的磷脂分子必然排列為連續(xù)的兩層。1. 最初對細胞膜成分的認識，是通過對現(xiàn)象的推理分析，還是通過對膜成分的提取與檢測？【答案】最初對細胞膜成分的認識，是通過對現(xiàn)象的推理分析得出的。2.根據(jù)磷脂分子的特點解釋，為什么磷脂在空氣一水界面上鋪展成單分

7、子層？科學家是如何推導出“脂質(zhì)在細胞膜中必然排 列為連續(xù)的兩層”這一結(jié)論的？【答案】因為磷脂分子的“頭部”親水，尾部疏水，所以在水-空氣的界面上磷脂分子是“頭部”向下與水面接觸，“尾部”則朝向空氣的一面。科學家因測得從紅細胞中提取的脂質(zhì)，鋪成單分子層的面積恰為紅細胞表面積的2倍，才得出膜中的脂質(zhì)必然排列為連續(xù)的兩層這一結(jié)論。3.磷脂分子在水中能自發(fā)地形成雙分子層，你如何解釋這一現(xiàn)象？由此，你能否就細胞膜是由磷脂雙分子層構(gòu)成的原因作出分析？【答案】由于磷脂分子有親水的“頭部”和疏水的“尾部”，在水溶液中，朝向水的是“頭部”，“尾部”受水的排斥。當磷脂分子的內(nèi)外兩側(cè)均是水環(huán)境時，磷脂分子的“尾部”

8、相對排列在內(nèi)側(cè)，“頭部”則分別朝向兩側(cè)水的環(huán)境，形成磷脂雙分子層。細胞的內(nèi)外環(huán)境都是水溶液，所以細胞膜磷脂分子的“頭部”向著膜的內(nèi)外兩側(cè)而“尾部”相對排在內(nèi)側(cè)，形成磷脂雙分子層。4.如果將磷脂分子置于水-苯的混合溶劑中，磷脂分子將會如何分布？【答案】如果將磷脂分子置于水-苯的混合溶劑中，磷脂的“頭部”將與水接觸，“尾部”與苯接觸，磷脂分子分布成單層。【旁欄思考】既然膜內(nèi)部分是疏水的，水分子為什么能跨膜運輸呢？【答案】一是因為水分子極小，可以通過由于磷脂分子運動而產(chǎn)生的間隙；二是因為膜上存在水通道蛋白，水分子可以通過通道蛋白通過膜。思考：磷脂分子在水中將會如何分布？脂質(zhì)體脂單分子層微團對細胞膜結(jié)

9、構(gòu)的探索序號實驗過程與結(jié)果實驗結(jié)論520世紀40年代，科學家推測細胞膜為脂雙層，蛋白質(zhì)分子覆蓋在細胞膜兩側(cè)。61959年羅伯特森在電鏡看到細胞膜_三層結(jié)構(gòu)。71970年，用不同顏色熒光染料標記分別標記人和鼠細胞表面的蛋白質(zhì)，然后將人-鼠細胞融合，一段時間后，不同顏色的熒光染料均勻分布在融合細胞膜表面。81972年，辛格和尼科爾森總結(jié)前人的研究成果，提出_。推測為：蛋白質(zhì)-脂質(zhì)雙層-蛋白質(zhì)的三明治結(jié)構(gòu)。所有的細胞膜都是由_三層構(gòu)成。認為細胞膜是靜態(tài)的統(tǒng)一結(jié)構(gòu)。細胞膜具有_暗-亮-暗蛋白質(zhì)-脂質(zhì)-蛋白質(zhì)流動性提出假說最初依據(jù)實驗現(xiàn)象和有關(guān)知識，經(jīng)過嚴謹?shù)耐评砗痛竽懙南胂?，需要觀察和實驗進一步驗證和

10、完善。流動鑲嵌模型熒光標記的小鼠細胞和人細胞融合實驗示意圖用發(fā)綠色熒光的染料標記小鼠細胞表面的蛋白質(zhì)用發(fā)紅色熒光的染料標記人細胞表面的蛋白質(zhì)細胞膜中的蛋白質(zhì)分子是可以運動的。實驗結(jié)論:一、概念檢測1.基于對細胞膜結(jié)構(gòu)和功能的理解，判斷下列相關(guān)表述是否正確。(1)構(gòu)成細胞膜的磷脂分子具有流動性，而蛋白質(zhì)是固定不動的。( )(2)細胞膜是細胞的一道屏障，只有細胞需要的物質(zhì)才能進入，而對細胞有害的物質(zhì)則不能進入。( )(3)向細胞內(nèi)注射物質(zhì)后，細胞膜上會留下個空洞。( ) 2.細胞膜的特性和功能是由其結(jié)構(gòu)決定的。下列相關(guān)敘述錯誤的是( )A.細胞膜的脂質(zhì)結(jié)構(gòu)使溶于脂質(zhì)的物質(zhì)，容易通過細胞膜B.由于磷

11、脂雙分子層內(nèi)部是疏水的，因此水分子不能通過細胞膜C.細胞膜的蛋白質(zhì)分子有物質(zhì)運輸功能D.細胞的生長現(xiàn)象不支持細胞膜的靜態(tài)結(jié)構(gòu)模型B 二、拓展應用1.在解釋不容易理解的陌生事物時，人們常用類比的方法，將陌生的事物與熟悉的事物作比較。有人在解釋細胞膜時，把它與窗紗進行類比：窗紗能把昆蟲擋在外面，同時窗紗的小洞又能讓空氣進出。你認為這種類比有什么合理之處，有沒有不妥當?shù)牡胤?把細胞膜與窗紗進行類比,合理之處是說明細胞膜與窗紗一樣可以允許一些物質(zhì)出入,阻擋其他物質(zhì)出入。這樣的類比也有不妥之處。例如,窗紗是一種簡單的剛性的結(jié)構(gòu),功能較單純,細胞膜的結(jié)構(gòu)和功能要復雜得多;細胞膜是活細胞的重要組成部分,活細胞的生命活動是一個主動的過程,而窗紗是沒有生命的,它只能是被動地在起作用。 二、拓展應用2.右下圖是由磷脂分子構(gòu)成的脂質(zhì)體，它可以作為藥物的運載體，將其運送到特定的細胞發(fā)揮作用。在脂質(zhì)體中，能在水中結(jié)晶的藥物被包在雙分子層中，脂溶性的藥物被包在兩層磷脂分子之間。(1)為什么兩類藥物的包裹位置各不相同?由雙層磷脂分子構(gòu)成的脂質(zhì)體,兩層磷脂分之間的部分是疏水的,脂溶性藥物能被穩(wěn)定地包裹在其中;脂質(zhì)體的內(nèi)部是水溶液的環(huán)境,能在水中結(jié)晶的藥物可穩(wěn)定地包裹其中。二、拓展應用2