【公開課】細(xì)胞膜的結(jié)構(gòu)和功能+第1課時(shí)課件高一上學(xué)期生物人教版（2019）必修1

第3章細(xì)胞的基本結(jié)構(gòu)

第1節(jié)細(xì)胞膜的結(jié)構(gòu)和功能第1課時(shí)細(xì)胞膜的功能和成分導(dǎo)入一從系統(tǒng)的邊界——細(xì)胞膜開始，認(rèn)識(shí)細(xì)胞的結(jié)構(gòu)。布萊森在《萬(wàn)物簡(jiǎn)史》中有這樣的描述:“每個(gè)細(xì)胞都是自然界的一個(gè)奇跡。即便是最簡(jiǎn)單的細(xì)胞,其構(gòu)造的精巧程度也是人類的智慧難以企及的。”導(dǎo)入二細(xì)胞膜是一層很薄的結(jié)構(gòu),厚度只有7~10nm,在光學(xué)顯微鏡下很難辨識(shí)它的真面目。如果我們將1萬(wàn)層細(xì)胞膜堆疊起來(lái),才只有教材的一頁(yè)紙那么厚。但是,正是這樣的細(xì)胞膜,幫助細(xì)胞成為一個(gè)相對(duì)獨(dú)立的系統(tǒng),維持細(xì)胞內(nèi)部環(huán)境的相對(duì)穩(wěn)定。細(xì)胞膜是如何實(shí)現(xiàn)這個(gè)功能的呢?它又是由什么物質(zhì)組成的?環(huán)節(jié)一：細(xì)胞膜的功能資料1

科學(xué)家用顯微注射器將一種叫作伊紅的物質(zhì)注入變形蟲體內(nèi),伊紅很快擴(kuò)散到整個(gè)細(xì)胞,卻不能逸出細(xì)胞。伊紅為什么不會(huì)逸出細(xì)胞？環(huán)節(jié)一：細(xì)胞膜的功能思考：1.作為邊界,細(xì)胞膜的分隔作用具有什么意義?2.植物細(xì)胞細(xì)胞膜的外側(cè)有細(xì)胞壁,細(xì)胞壁是系統(tǒng)的邊界嗎?細(xì)胞膜將細(xì)胞與外界環(huán)境分隔開,可以維持系統(tǒng)的相對(duì)獨(dú)立,保障細(xì)胞內(nèi)部環(huán)境的相對(duì)穩(wěn)定。

植物細(xì)胞的邊界也是細(xì)胞膜，不是細(xì)胞壁，因?yàn)榧?xì)胞壁是全透性的，不能保障細(xì)胞內(nèi)部環(huán)境的相對(duì)穩(wěn)定。環(huán)節(jié)一：細(xì)胞膜的功能資料2

科研上鑒別死細(xì)胞和活細(xì)胞,常用“染色排除法”。例如,用臺(tái)盼藍(lán)染液染色,死的動(dòng)物細(xì)胞會(huì)被染成藍(lán)色,而活的動(dòng)物細(xì)胞不著色。臺(tái)盼藍(lán)染色法鑒別死細(xì)胞和活細(xì)胞的原理是什么？環(huán)節(jié)一：細(xì)胞膜的功能思考：1.為什么活細(xì)胞不能被染色,而死細(xì)胞能被染色?2.據(jù)此推測(cè),細(xì)胞膜作為細(xì)胞的邊界,應(yīng)該具有什么功能?環(huán)節(jié)一：細(xì)胞膜的功能根據(jù)細(xì)胞膜的功能，試說(shuō)出可以通過(guò)細(xì)胞膜進(jìn)出人體細(xì)胞的物質(zhì)。(1)O2、營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)可以進(jìn)入細(xì)胞。(2)CO2等代謝廢物可以出細(xì)胞。(3)細(xì)胞產(chǎn)物如激素、消化酶、抗體等可以出細(xì)胞。(4)某些病菌、病毒等可以入侵人體細(xì)胞,某些有害的物質(zhì)也可以進(jìn)入細(xì)胞。細(xì)胞膜有控制物質(zhì)進(jìn)出細(xì)胞的功能,但控制作用是相對(duì)的細(xì)胞膜具有的控制物質(zhì)進(jìn)出細(xì)胞的功能有什么意義?環(huán)節(jié)一：細(xì)胞膜的功能資料3

胰島A細(xì)胞分泌的胰高血糖素,隨血液到達(dá)全身各處,與靶細(xì)胞(肝細(xì)胞)細(xì)胞膜表面的受體結(jié)合,將信息傳遞給肝細(xì)胞,使肝糖原分解為葡萄糖,從而使血糖濃度升高。環(huán)節(jié)一：細(xì)胞膜的功能思考：1.胰高血糖素為什么能與肝細(xì)胞結(jié)合?2.由此分析,細(xì)胞膜具有什么功能?信息交流環(huán)節(jié)一：細(xì)胞膜的功能細(xì)胞間信息交流的方式一:物質(zhì)傳遞。激素、神經(jīng)遞質(zhì)、細(xì)胞因子受體細(xì)胞膜環(huán)節(jié)一：細(xì)胞膜的功能資料4

形成受精卵的過(guò)程中,只有同種生物的精子和卵細(xì)胞能夠識(shí)別和結(jié)合。細(xì)胞可以識(shí)別同種與異種細(xì)胞的基礎(chǔ)是細(xì)胞膜表面某些生物大分子提供的識(shí)別信息。環(huán)節(jié)一：細(xì)胞膜的功能細(xì)胞間信息交流的方式二:接觸傳遞。相鄰兩個(gè)細(xì)胞的細(xì)胞膜接觸,信息從一個(gè)細(xì)胞傳遞給另一個(gè)細(xì)胞。環(huán)節(jié)一：細(xì)胞膜的功能資料5

胞間連絲是貫穿細(xì)胞壁、溝通相鄰細(xì)胞的細(xì)胞質(zhì)連線,它由相互連接的相鄰細(xì)胞的細(xì)胞膜共同組成的直徑為20~40nm的管狀結(jié)構(gòu)構(gòu)成,中央是由內(nèi)質(zhì)網(wǎng)延伸形成的連絲微管。胞間連絲形成了物質(zhì)從一個(gè)細(xì)胞進(jìn)入另一個(gè)細(xì)胞的通道,在植物細(xì)胞的信息交流中起非常重要的作用。例如,在分泌旺盛的細(xì)胞中,胞間連絲的數(shù)目達(dá)15個(gè)/μm2,而一般細(xì)胞中約為1個(gè)/μm2。環(huán)節(jié)一：細(xì)胞膜的功能細(xì)胞間信息交流的方式三:通道傳遞。相鄰兩個(gè)細(xì)胞之間形成通道,攜帶信息的物質(zhì)通過(guò)通道進(jìn)入另一個(gè)細(xì)胞。環(huán)節(jié)一：細(xì)胞膜的功能總結(jié)：環(huán)節(jié)二：對(duì)細(xì)胞膜成分的探索一、對(duì)細(xì)胞膜成分的探索1.脂質(zhì)的推測(cè)資料1

1895年,英國(guó)生物學(xué)家歐文頓用500多種化學(xué)物質(zhì)對(duì)植物細(xì)胞的通透性進(jìn)行了上萬(wàn)次的實(shí)驗(yàn),發(fā)現(xiàn)細(xì)胞膜對(duì)不同物質(zhì)的通透性不一樣:溶于脂質(zhì)的物質(zhì),容易穿過(guò)細(xì)胞膜;不溶于脂質(zhì)的物質(zhì),不容易穿過(guò)細(xì)胞膜。根據(jù)歐文頓的實(shí)驗(yàn)結(jié)果推測(cè)細(xì)胞膜的成分。對(duì)現(xiàn)象的推理分析？對(duì)膜成分的提取和檢測(cè)？有脂質(zhì)對(duì)現(xiàn)象的推理分析環(huán)節(jié)二：對(duì)細(xì)胞膜成分的探索2.脂質(zhì)成分類型的確定資料2

科學(xué)家將細(xì)胞膜從哺乳動(dòng)物的紅細(xì)胞中分離,然后進(jìn)行化學(xué)分析。結(jié)果表明:組成細(xì)胞膜的脂質(zhì)有磷脂和膽固醇,其中磷脂含量最多。對(duì)膜成分的提取和檢測(cè)環(huán)節(jié)二：對(duì)細(xì)胞膜成分的探索3.磷脂雙分子層的推測(cè)資料3

磷脂的一端為親水的頭,兩個(gè)脂肪酸一端為疏水的尾。環(huán)節(jié)二：對(duì)細(xì)胞膜成分的探索磷脂分子結(jié)構(gòu)式與脂肪分子有什么異同?環(huán)節(jié)二：對(duì)細(xì)胞膜成分的探索根據(jù)磷脂分子的特點(diǎn),畫出磷脂分子在空氣與水的界面上以及在水中的排列方式。環(huán)節(jié)二：對(duì)細(xì)胞膜成分的探索資料4

1917年,美國(guó)化學(xué)家朗繆爾將磷脂溶于苯中,并與水混合,當(dāng)苯揮發(fā)完以后,磷脂分子在水面上分布散亂,經(jīng)過(guò)推擠,磷脂分子排列成了單層,而且其磷酸基團(tuán)的親水頭部浸入水中,疏水端浮于水面。借鑒朗繆爾的實(shí)驗(yàn),以小組為單位,設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)推導(dǎo)細(xì)胞膜中磷脂分子的層數(shù)。環(huán)節(jié)二：對(duì)細(xì)胞膜成分的探索資料5

1925年,荷蘭生物學(xué)家戈特和格倫德?tīng)栍帽獜娜说募t細(xì)胞中提取脂質(zhì),在空氣—水界面上鋪展成單分子層,測(cè)得單層分子的面積恰為紅細(xì)胞表面積的2倍。細(xì)胞膜中的磷脂分子必然排列為連續(xù)的兩層。環(huán)節(jié)二：對(duì)細(xì)胞膜成分的探索4.蛋白質(zhì)的推測(cè)資料6

1935年,英國(guó)學(xué)者丹尼利和戴維森研究了細(xì)胞膜的張力。他們發(fā)現(xiàn),細(xì)胞的表面張力明顯低于油—水界面的表面張力。此前人們已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了油脂滴表面如果附有蛋白質(zhì)成分則表面張力會(huì)降低。細(xì)胞膜除含脂質(zhì)分子外,可能還附有蛋白質(zhì)。根據(jù)已學(xué)知識(shí),如何設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證這個(gè)推測(cè)成立?環(huán)節(jié)二：對(duì)細(xì)胞膜成分的探索二、細(xì)胞膜的成分資料71.結(jié)合對(duì)細(xì)胞膜成分的探索的相關(guān)知識(shí),列舉出細(xì)胞膜的組成成分。2.比較哺乳動(dòng)物紅細(xì)胞膜和大腸桿菌細(xì)胞膜成分的異同,分析哪種成分決定了細(xì)胞膜功能的復(fù)雜程度。成分蛋白質(zhì)/%磷脂/%膽固醇/%糖類/%哺乳動(dòng)物紅細(xì)胞膜4933108小鼠肝細(xì)胞膜444583大腸桿菌細(xì)胞膜752500環(huán)節(jié)二：對(duì)細(xì)胞膜成分的探索三、拓展應(yīng)用資料8

如圖是由磷脂分子構(gòu)成的脂質(zhì)體,它可以作為藥物的運(yùn)載體,將藥物運(yùn)送到特定的細(xì)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不相同?2.脂質(zhì)體到達(dá)細(xì)胞后,藥物將如何進(jìn)入細(xì)胞發(fā)揮作用?環(huán)節(jié)二：對(duì)細(xì)胞膜成分的探索課外制作:利用廢舊物品制作磷脂雙分子層模型(局部)。核心總結(jié)1.細(xì)胞膜的功能(1)將細(xì)胞與外界環(huán)境分隔開(2)控制物質(zhì)進(jìn)出細(xì)胞(3)進(jìn)行細(xì)胞間信息交流通過(guò)分泌信息分子傳遞信息通過(guò)細(xì)胞接觸傳遞信息通過(guò)相鄰細(xì)胞間的通道傳遞信息核心總結(jié)2.細(xì)胞膜的成分(1)脂質(zhì)的推測(cè):歐文頓通過(guò)實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)脂質(zhì)、脂溶性的物質(zhì)更容易通過(guò)細(xì)胞膜,推測(cè)細(xì)胞膜是由脂質(zhì)組成的。(2)通過(guò)化學(xué)分析得出組成細(xì)胞膜的脂質(zhì)有磷脂和膽固醇。(3)脂雙層的推測(cè):戈特和格倫德?tīng)枩y(cè)得單分子層的面積為紅細(xì)胞表面積的2倍,推測(cè)細(xì)胞膜中的磷脂分子必然排列為連續(xù)的兩層。(4)蛋白質(zhì)的推測(cè):丹尼利和戴維森研究細(xì)胞膜張力,推測(cè)細(xì)胞膜除含脂質(zhì)分子外,可能還附有蛋白質(zhì)。課堂練習(xí)1.下列哪一項(xiàng)不是細(xì)胞間信息交流的方式()A.細(xì)胞分泌的激素通過(guò)血液運(yùn)輸將信息傳遞給靶細(xì)胞B.精子和卵細(xì)胞通過(guò)相互接觸實(shí)現(xiàn)信息的傳遞C.細(xì)胞膜將細(xì)胞與外界環(huán)境分隔開D.高等植物細(xì)胞之間通過(guò)胞間連絲相互連接C2.超濾凈水器制出來(lái)的水既能徹底濾除掉水中的細(xì)菌、鐵銹、膠體等有害物質(zhì),又能保留水中原有的微量元素和礦物質(zhì),補(bǔ)充我們?nèi)粘Ｋ?。這是試圖模擬細(xì)胞膜的()A.將細(xì)胞與外界環(huán)境分隔開的功能B.控制物質(zhì)進(jìn)出細(xì)胞的功能C.保護(hù)功能D.進(jìn)行細(xì)胞間信息交流的功能B課堂練習(xí)3.水溶性染色劑(PI)能與核酸結(jié)合而使細(xì)胞核著色,可將其應(yīng)用于細(xì)胞死活的鑒別。細(xì)胞浸泡于一定濃度的PI中,僅有死亡細(xì)胞的細(xì)胞核會(huì)被染色,活細(xì)胞則不著色。但將PI注射到活細(xì)胞中,則細(xì)胞核會(huì)著色。利用PI鑒別細(xì)胞的基本原理是()A.死細(xì)胞與活細(xì)胞的核酸結(jié)構(gòu)不同B.死細(xì)胞與活細(xì)胞的核酸含量不同C.活細(xì)胞能分解染色劑PID.活細(xì)胞的細(xì)胞膜能阻止PI的進(jìn)入D課堂練習(xí)4.現(xiàn)有人的成熟紅細(xì)胞及相關(guān)用具,請(qǐng)完成下列實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)并分析相關(guān)問(wèn)題。(1)通過(guò)有關(guān)方法測(cè)得多種膜的化學(xué)成分，如表所示。表中數(shù)據(jù)顯示,細(xì)胞膜與細(xì)胞器膜的化學(xué)物質(zhì)組成上的共同點(diǎn)是_____________________________;主要區(qū)別是___________________________________________。都主要由蛋白質(zhì)和脂質(zhì)組成細(xì)胞器膜蛋白質(zhì)含量較高、脂質(zhì)含量較低課堂練習(xí)(2)科學(xué)家在實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn):脂溶性物質(zhì)能夠優(yōu)先通過(guò)細(xì)胞膜,并且細(xì)胞膜會(huì)被溶解脂質(zhì)的溶劑溶解,也會(huì)被蛋白酶破壞。這些事實(shí)說(shuō)明,組成細(xì)胞膜的物質(zhì)中含有______________。(3)在組成細(xì)胞膜時(shí),磷脂自發(fā)形成雙分子層,形成這種排列方式的原因是__________________________________________________________。(4)科研上鑒別死細(xì)胞和活細(xì)胞常用“染色排除法”。如用臺(tái)盼藍(lán)染色,死的動(dòng)