細胞膜的結(jié)構(gòu)和功能課件【高效課堂+備課精研】高一上學期生物人教版必修1

第1節(jié)細胞膜的結(jié)構(gòu)和功能第3章細胞的基本結(jié)構(gòu)核心素養(yǎng)概述細胞膜的成分和功能1掌握流動鑲嵌模型的內(nèi)容3了解生物膜結(jié)構(gòu)的探究歷程2

學習目標通過對細胞膜的功能、組成和結(jié)構(gòu)的學習，形成結(jié)構(gòu)與功能相適應(yīng)的觀點生命觀念通過生物膜探索實驗培養(yǎng)演繹推理能力科學思維問題探討1．為什么活細胞不能被染色，而死細胞能被染色？2．據(jù)此推測，細胞膜作為細胞的邊界，應(yīng)該具有什么功能？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。討論國家的邊界：邊防線等人體的邊界：皮膚和黏膜一個系統(tǒng)總有它的邊界細胞的邊界：細胞膜（質(zhì)膜）一、細胞膜的功能1.將細胞與外界環(huán)境分隔開推測的原始海洋景觀圖在原始海洋，膜的出現(xiàn)是生命起源的至關(guān)重要階段。膜的存在使細胞成為一個相對獨立的系統(tǒng)，為細胞的生命活動提供了一個穩(wěn)定的內(nèi)部環(huán)境。材料用具：莧菜、冷水、開水、燒杯、玻璃棒實驗步驟：①②③預(yù)期結(jié)果：取2只燒杯，編號A、B，各加入300mL的冷水和開水。向兩只燒杯中各加入兩株的紅色莧菜。用玻璃棒攪拌，觀察現(xiàn)象

1、為什么冷水浸泡莧菜，溶液顏色不變，而開水浸泡莧菜，溶液顏色變紅？

2、科研上鑒別死細胞和活細胞，常用“染色排除法”。例如，用臺盼藍染色，死的動物細胞會被染成藍色，而活的動物細胞不著色，從而判斷細胞是否死亡。你能解釋“染色排除法”的原理嗎?活細胞膜具有控制物質(zhì)進出細胞的功能2.控制物質(zhì)進出細胞相對性選擇性演示(1)物質(zhì)傳遞3.進行細胞間的信息交流海洋中的生物進行繁殖時，將精子和卵細胞排到水中，海水中有很多生物的精子和卵細胞，為什么只有同種生物的精子和卵細胞結(jié)合呢？？蜜蜂為植物傳粉時，是不分植物的種類的，雌蕊的柱頭上有多種不同植物的花粉，但只有同種植物的花粉能萌發(fā)出花粉管，為什么？？靶細胞發(fā)出信號的細胞與膜結(jié)合的信號分子膜上接受信號分子的受體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。演示（2）接觸傳遞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。胞間連絲（3）通道傳遞二、對細胞膜成分的探索細胞膜不溶于脂質(zhì)的物質(zhì)溶于脂質(zhì)的物質(zhì)1895年，歐文頓用500多種化學物質(zhì)對植物細胞的通透性進行上萬次實驗，發(fā)現(xiàn)：溶于脂質(zhì)的物質(zhì)比不能溶于脂質(zhì)的物質(zhì)更容易通過細胞膜。據(jù)此推測：細胞膜是由脂質(zhì)組成的。12科學家利用哺乳動物的紅細胞，通過一定的方法制備出純凈的細胞膜，進行化學分析。得知：組成細胞膜的脂質(zhì)有磷脂和膽固醇，其中磷脂含量最多。因為哺乳動物成熟的紅細胞沒有細胞核和眾多的細胞器。為什么用哺乳動物的紅細胞能制備出純凈的細胞膜呢？親水疏水多個磷脂分子在水中總是自發(fā)地形成雙分子層。31925年，兩位荷蘭科學家戈特和格倫德爾用丙酮從人的紅細胞中提取脂質(zhì)，在空氣—水界面上鋪成單分子層，測得單層分子的面積恰為紅細胞的表面積的2倍。推斷：細胞膜中的磷脂分子必然排列為連續(xù)的兩層水層空氣磷脂雙分子層41935年，英國學者丹尼利和戴維森研究了細胞膜的張力。他們發(fā)現(xiàn)細胞的表面張力明顯低于油一水界面的表面張力。由于人們已發(fā)現(xiàn)了油脂滴表面如果吸附有蛋白質(zhì)成分則表面張力會降低，因此丹尼利和戴維森推測細胞膜除含脂質(zhì)分子外，可能還附有蛋白質(zhì)。脂質(zhì)蛋白質(zhì)

糖類細胞膜的化學成分大約占50%大約占40%大約占2%—10%蛋白質(zhì)在細胞膜行使功能時起重要作用，因此功能越復雜的細胞膜，蛋白質(zhì)的種類和數(shù)量越多。三、對細胞膜結(jié)構(gòu)的探索1959年，羅伯特森在電鏡下看到膜清晰的暗—亮—暗的三層結(jié)構(gòu)，他結(jié)合其他科學家的工作，大膽地提出了細胞膜模型的假說：所有的細胞膜都由蛋白質(zhì)—脂質(zhì)—蛋白質(zhì)三層結(jié)構(gòu)構(gòu)成，電鏡下看到的中間的亮層是脂質(zhì)分子，兩邊的暗層是蛋白質(zhì)分子。他把細胞膜描述為靜態(tài)的統(tǒng)一結(jié)構(gòu)。120世紀60年代以后，人們對這一模型的異議增加了。不少科學家對于細胞膜是靜態(tài)的觀點提出質(zhì)疑：如果是這樣，細胞膜的復雜功能將難以實現(xiàn)，就連細胞的生長、變形蟲的變形運動這樣的現(xiàn)象都難以解釋。2融合細胞細胞融合37℃40min正在融合的細胞紅色熒光染料標記膜蛋白綠色熒光染料標記膜蛋白人細胞小鼠細胞這一實驗以及相關(guān)的其他實驗證據(jù)表明，細胞膜具有流動性。1970年，細胞融合實驗：1970年，細胞融合實驗：

3在新的觀察和實驗證據(jù)的基礎(chǔ)上，又有學者提出了一些關(guān)于細胞膜的分子結(jié)構(gòu)模型。其中，1972年，辛格（S.J.Singer)和尼科爾森（G.Nicolson)提出的流動鑲嵌模型為大多數(shù)人所接受。四、流動鑲嵌模型的基本內(nèi)容內(nèi)部是磷脂分子的疏水端，水溶性分子或離子不能自由通過，因此具有屏障作用。生物膜的基本骨架：磷脂雙分子層這些蛋白質(zhì)分子在物質(zhì)運輸?shù)确矫婢哂兄匾饔?。蛋白質(zhì)分子存在形態(tài)：有鑲在表面、嵌入、貫穿三種磷脂分子和大多數(shù)蛋白質(zhì)分子都是運動的。細胞膜的流動性對于細胞完成物質(zhì)運輸、生長、分裂、運動等功能都是非常重要的。生物膜的結(jié)構(gòu)特點：一定的流動性磷脂分子磷脂雙分子層糖蛋白細胞膜的外表面，糖類分子與蛋白質(zhì)結(jié)合形成糖蛋白，或與脂質(zhì)結(jié)合形成糖脂，這些糖類分子叫做糖被。糖被在細胞生命活動中具有重要的功能。例如，糖被與細胞表面的識別、細胞間的信息傳遞等功能有密切關(guān)系。生物膜結(jié)構(gòu)特點功能特點結(jié)構(gòu)探究歷程決定流動性選擇透過性磷脂雙分子層蛋白質(zhì)分子結(jié)構(gòu)組成課堂小結(jié)1、在人類對生物膜結(jié)構(gòu)的探索歷程中，羅伯特森提出的三層結(jié)構(gòu)模型與流動鑲嵌模型的相同點是(

)A.兩種模型都認為組成生物膜的主要物質(zhì)是蛋白質(zhì)和脂質(zhì)B.兩種模型都認為蛋白質(zhì)分子均勻排列在脂質(zhì)分子的兩側(cè)C.兩種模型都認為磷脂雙分子層是構(gòu)成膜的基本支架D.兩種模型都認為組成生物膜的磷脂分子和大多數(shù)蛋白質(zhì)分子可以運動A課堂練習2、如圖表示將小白鼠細胞和人體細胞融合成雜交細胞的過程，圖中的小球和小三角表示各自膜表面的蛋白質(zhì)，下列有關(guān)敘述不正確的是(

)A.圖中膜表面的蛋白質(zhì)構(gòu)成了細胞膜的基本骨架，此外，細胞膜的主要成分還包括磷脂雙分子層B.細胞膜的元素組成包括C、H、O、N、PC.該實驗證明了細胞膜具有一定的流動性D.適當提高溫度有利于圖示細胞融合A3、如圖表示生物膜的亞顯微結(jié)構(gòu)，下列敘述錯誤的是（

）A.①在生物膜中是不均勻分布的B.②是生物膜的基本骨架C.CO2、O2通過細胞的方式相同D.②是運動的，但①是靜止的，所以細胞膜具有流動性D拓展應(yīng)用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，兩層磷脂分子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