2022-2023學(xué)年浙科版（2019）必修一 2.2細胞膜控制細胞與周圍環(huán)境的聯(lián)系 課件（35張）

2.2細胞膜控制細胞與周圍環(huán)境的聯(lián)系想一想雞蛋打碎了，為何沒有全部散開呢？如何確定細胞膜的存在呢？雞蛋液的外面有一層邊界膜，即細胞膜。導(dǎo)入

想一想？伊紅為什么不會逸出細胞？此實驗說明了什么？科學(xué)探究、科學(xué)思維細胞作為一個完整的系統(tǒng)，它有邊界，其邊界就是細胞膜?？茖W(xué)家用顯微注射器將一種叫做伊紅的物質(zhì)注入變形蟲體內(nèi)，伊紅很快擴散到整個細胞，卻不能逸出細胞。1.概述細胞都由質(zhì)膜包裹，質(zhì)膜將細胞與其生活環(huán)境分開，能控制物質(zhì)進出，并參與細胞間的信息交流。2．通過模擬實驗探究膜的透過性。1.建構(gòu)細胞膜模型（物理模型），闡明細胞膜的結(jié)構(gòu)與功能。(生命觀念、科學(xué)思維)2．掌握模擬實驗的原理與操作流程，深入理解探究膜的透過性。(科學(xué)思維、科學(xué)探究)一、細胞膜的位置與功能1．位置細胞膜也稱，是圍繞在細胞外層，將細胞與周圍環(huán)境區(qū)分開的結(jié)構(gòu)。質(zhì)膜電子顯微鏡下看到的細胞膜科學(xué)探究課堂探究2．功能

細胞膜是細胞對外界環(huán)境的屏障，控制著，保證了細胞內(nèi)部環(huán)境的，使細胞內(nèi)的生命活動有序進行。

相對穩(wěn)定物質(zhì)的進出想一想這幅漫畫體現(xiàn)了細胞膜的什么功能？二、通過模擬實驗探究膜的透過性

1．半透膜一些膜具有一定大小的孔徑，水等小分子和離子可以，而蛋白質(zhì)、淀粉等大分子則，這種膜稱為半透膜。透析膜就是一種半透膜。2．提出問題將淀粉溶液和葡萄糖溶液分別裝入透析袋里，觀察兩者通透情況是否相同？推測細胞膜是否具有類似特性？自由通過無法通過3．方法步驟(1)取A、B兩個透析袋，將的淀粉溶液和葡萄糖溶液分別裝入A、B透析袋中。透析袋兩端用細線系緊。(2)將透析袋一端的細線綁在玻璃棒中央，透析袋置于燒杯內(nèi)，玻璃棒橫置于燒杯上方。(3)向燒杯內(nèi)注入，直至淹沒透析袋。向A組透析袋外面的蒸餾水中加入適量。等量等量蒸餾水碘-碘化鉀溶液(4)靜置12h。觀察A組實驗現(xiàn)象；取B組透析袋外面的蒸餾水2mL，加入，熱水浴2～3min，觀察顏色變化。2mL本尼迪特試劑透析膜實驗裝置示意圖兩端用繩子系緊玻璃棒透析袋淀粉或葡萄糖溶液蒸餾水燒杯4．結(jié)果分析葡萄糖分子和碘可以通過透析膜，而淀粉分子無法通過。所以，透析膜對分子的進出具有。5．對細胞膜的推測細胞膜是細胞的邊界，將細胞內(nèi)與外界環(huán)境分隔開，是外界物質(zhì)進入細胞的屏障。所以，可以推測細胞膜對物質(zhì)的進出具有。選擇透過性半透性【例1】已知物質(zhì)X與物質(zhì)Y能產(chǎn)生藍色反應(yīng)，用X、Y的溶液作為材料來探究物質(zhì)能否通過半透膜，下列實驗的現(xiàn)象和結(jié)論對應(yīng)錯誤的是

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B選項燒杯內(nèi)盛有X溶液漏斗內(nèi)盛有Y溶液結(jié)論A變藍不變藍Y能通過半透膜，而X不能B不變藍不變藍X能通過半透膜，而Y不能C變藍變藍X和Y都能通過半透膜D不變藍變藍X能通過半透膜，而Y不能三、細胞膜的功能特性與結(jié)構(gòu)組成1．細胞膜具有選擇透過性細胞膜可以控制物質(zhì)進出，選擇性地吸收營養(yǎng)物質(zhì)和排出代謝產(chǎn)物，保持細胞內(nèi)生化反應(yīng)有序進行。這一特性稱為細胞膜的。2．細胞膜的分子組成與參與的功能細胞膜主要由組成，除此之外，還含有少量。動物細胞膜中還含一定量的。選擇透過性糖類磷脂和蛋白質(zhì)膽固醇(1)磷脂①元素組成：由五種元素構(gòu)成。②分子特性：兩性分子。其一端含有N和P，形成磷脂的“頭”，具有性，也稱極性；另一端含有2條長長的脂肪酸鏈，形成磷脂的2個“尾”，具有性，也稱非極性。C、H、O、N、P親水疏水親水性頭部疏水性尾部③磷脂雙分子層的形成：在水中，不同磷脂分子疏水性的尾部排列，內(nèi)部形成一個疏水的環(huán)境；而親水性的則朝向外側(cè)，與水接觸。所以，磷脂分子在水中可形成雙層結(jié)構(gòu)，稱為磷脂雙分子層，構(gòu)成了細胞膜的。相對頭部基本骨架磷脂分子磷脂雙分子層(2)膜蛋白①概念與特性：細胞膜上的蛋白質(zhì)統(tǒng)稱為。膜蛋白也和磷脂分子一樣，有部分和部分。膜蛋白水溶性脂溶性膜蛋白②膜蛋白的功能：通常細胞的功能越多，其膜蛋白的就越多。有些膜蛋白選擇性地吸收或排出特定物質(zhì)，控制其進出細胞，這類膜蛋白稱為。有些膜蛋白催化，例如，小腸上皮細胞的某些膜蛋白可促進食物中營養(yǎng)物質(zhì)的消化分解。同一組織的相鄰細胞間通過某些膜蛋白在一起。某些膜蛋白接收外界信息或刺激，激活細胞內(nèi)相應(yīng)生理生化反應(yīng)，在細胞與外界的和中發(fā)揮重要作用。種類和數(shù)量轉(zhuǎn)運蛋白特定化學(xué)反應(yīng)緊密連接信息交流細胞識別(3)膽固醇①分布：存在于細胞膜中，占細胞膜所有脂質(zhì)的10%～30%。細胞膜一般不含膽固醇。②存在部位：膽固醇分子主要位于磷脂雙分子層的環(huán)境中，具有一個很小的親水基團，與連接。動物植物疏水磷脂頭部磷脂雙分子層膽固醇③功能：在動物細胞中，膽固醇能保持細胞膜的。膽固醇對細胞膜中磷脂分子的活動具有作用。一方面，膽固醇通過與磷脂脂肪酸鏈的相互作用，具有限制其運動、增加其的作用；另一方面，也能將磷脂分子分隔開以增強其性。這種雙重的調(diào)節(jié)作用取決于環(huán)境和膽固醇的。穩(wěn)定性雙重調(diào)節(jié)有序性運動數(shù)量3．生物膜(1)生物膜的概念除細胞膜外，細胞內(nèi)還存在其他的膜結(jié)構(gòu)，它們構(gòu)成了細胞核等多種結(jié)構(gòu)的邊界。細胞內(nèi)所有的膜稱為。(2)生物膜的特點：雖然細胞內(nèi)不同部位的膜功能有所不同，但它們都具有相似的和。生物膜物質(zhì)組成空間結(jié)構(gòu)【例2】科學(xué)家將人的紅細胞的質(zhì)膜中磷脂成分提取出來,并將它置于燒杯中的空氣和水界面上,在一定溫度條件下,該膜面積相當于原來質(zhì)膜表面積的兩倍。此膜在實驗過程中磷脂分子的排列方式最可能的是()ADCBC四、生物膜的結(jié)構(gòu)特點與流動鑲嵌模型

1．生物膜的結(jié)構(gòu)特點：生物膜具有。下圖為人鼠細胞融合實驗：流動性細胞融合熒光染料標記膜蛋白37℃下培養(yǎng)40min膜蛋白小鼠細胞人細胞雜交細胞綠色熒光標記物紅色熒光標記物科學(xué)探究實驗說明膜蛋白呈流動狀態(tài)膜蛋白2．流動鑲嵌模型(1)建立者：辛格和尼克爾森根據(jù)多個實驗的證據(jù)提出生物膜的流動鑲嵌模型。(2)理論要點①構(gòu)成了生物膜的基本支架。②蛋白質(zhì)分子有的鑲在磷脂雙分子層表面，有的全部或部分嵌入磷脂雙分子層中，有的貫穿于整個磷脂雙分子層，體現(xiàn)了膜內(nèi)外結(jié)構(gòu)的。③磷脂和蛋白質(zhì)位置不是固定的，生物膜具有。磷脂雙分子層不對稱性一定的流動性外側(cè)內(nèi)側(cè)蛋白質(zhì)糖蛋白膽固醇磷脂生物膜的流動鑲嵌模型(3)生物膜具有流動性的原因及與生物膜的功能關(guān)系①原因：磷脂雙分子層中間的疏水層通常情況下呈，磷脂分子在膜中的位置，使得磷脂分子及附著于其上的蛋白質(zhì)分子發(fā)生運動。②與生物膜的功能關(guān)系：與生物膜進行、、和分裂等功能密切相關(guān)。液態(tài)并不固定能量轉(zhuǎn)換物質(zhì)轉(zhuǎn)運信息傳遞3.半透膜和選擇透過性膜的區(qū)別(1)半透膜是指某些物質(zhì)可以通過，而另一些物質(zhì)不能通過的多孔性薄膜。物質(zhì)能否通過取決于分子的大小，如常見的半透膜有動物的膀胱膜、腸衣、雞蛋的蛋殼膜等。水、葡萄糖等較小的分子可以通過，而蔗糖、蛋白質(zhì)等較大的分子不能通過。(2)選擇透過性膜是指細胞膜等具有活性的生物膜。它具有半透膜的物理特性，更重要的是具有主動選擇性，對物質(zhì)的吸收與否及吸收的多少取決于膜上載體蛋白的種類與數(shù)量，因此不能將生物膜看作單純的半透膜。4．四種“膜蛋白”及其功能的區(qū)分(1)糖蛋白：信號分子(如激素、淋巴因子、神經(jīng)遞質(zhì))的受體蛋白。(2)載體蛋白：協(xié)助跨膜運輸(易化擴散和主動轉(zhuǎn)運)。(3)具催化作用的酶：如好氧型細菌其細胞膜上可附著與需氧呼吸相關(guān)的酶，此外，細胞膜上還可存在ATP水解酶(催化ATP水解，用于主動轉(zhuǎn)運等)。(4)識別蛋白：用于細胞與細胞間相互識別的糖蛋白(如精卵細胞間的識別、免疫細胞對抗原的特異性識別等)?！纠?】下列關(guān)于生物膜和半透膜說法正確的是()A．半透膜是生物膜的一種B．植物細胞發(fā)生質(zhì)壁分離時，細胞膜相當于半透膜C．生物膜和半透膜的主要成分都是脂質(zhì)和蛋白質(zhì)D．半透膜可以讓離子和小分子通過，生物膜只可以讓部分離子和部分小分子通過D【解析】選D。生物膜具有選擇透過性，屬于半透膜的一種，故A錯誤；在質(zhì)壁分離過程中，原生質(zhì)層相當于半透膜，故B錯誤；生物膜的組成成分主要是脂質(zhì)和蛋白質(zhì)，而半透膜不一定是生物膜，故C錯誤；生物膜的選擇透過性允許需要的離子和小分子通過，不需要的離子和小分子不能通過，而分子直徑小于半透膜小孔的均能通過，故D正確。五、細胞壁1．分布細胞壁是植物、和大多數(shù)細胞的外層結(jié)構(gòu)。2．成分植物的細胞壁主要由組成，此外，植物細胞壁還含有等多種物質(zhì)。真菌和大多數(shù)原核細胞同樣具有細胞壁，但組成物質(zhì)和結(jié)構(gòu)與植物。動物細胞細胞壁。真菌原核纖維素果膠不同沒有細胞壁科學(xué)探究你能指出哪部分細胞壁嗎？控制物質(zhì)進出，保障細胞內(nèi)部環(huán)境的相對穩(wěn)定等選擇透過性磷脂、膜蛋白、膽固醇細胞內(nèi)所有的膜統(tǒng)稱為生物膜一定的流動性建構(gòu)物理模型課堂小結(jié)1．下列哪項不屬于細胞膜的功能()A．控制物質(zhì)進出細胞B．將細胞與外界環(huán)境分隔開C．進行細胞間的信息交流D．提高細胞內(nèi)化學(xué)反應(yīng)的速率D隨堂訓(xùn)練2.將大量磷脂分子放入清水中，攪拌后，不可能出現(xiàn)的現(xiàn)象是()

ABACD3.在處理污水時，人們設(shè)計出一種膜結(jié)構(gòu)，它可以將有毒的重金屬離子阻擋在膜的一側(cè)，用這種膜對水進行過濾，這是模擬生物膜的功能特性，該特性是()

A．全透性 B．選擇透過性

C．流動性 D．高效性

B4．下圖為生物膜的結(jié)構(gòu)模型示意圖，據(jù)圖回答下列問題：(1)該模型為什么稱為流動鑲嵌模型？______________________________________________________________________________________________________________________