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

我確信哪怕一個最簡單的細(xì)胞，也比迄今為止設(shè)計出的任何智能電腦更精巧?！缘灾泻驮菏康戎骶幍摹都?xì)胞生物學(xué)》CELLBIOLOGY翟中和院士人教版高中生物必修一第三章·細(xì)胞的基本結(jié)構(gòu)系統(tǒng)的邊界對系統(tǒng)的穩(wěn)定至關(guān)重要國家邊界：邊防線等細(xì)胞的邊界：細(xì)胞膜（質(zhì)膜）人體邊界：皮膚和黏膜細(xì)胞質(zhì)細(xì)胞核細(xì)胞膜細(xì)胞膜的功能FUNCTIONOFCELLMEMBRANE01細(xì)胞膜的功能將細(xì)胞與外界環(huán)境分開01原始海洋中的有機(jī)物聚集并相互作用，進(jìn)化出原始的生命。膜的出現(xiàn)是生命起源過程中至關(guān)重要的階段，它將生命物質(zhì)與外界環(huán)境分隔開，產(chǎn)生了原始的細(xì)胞，并成為相對獨(dú)立的系統(tǒng)。細(xì)胞膜保障了細(xì)胞內(nèi)部環(huán)境的相對穩(wěn)定——體現(xiàn)細(xì)胞膜的功能特性：選擇透過性01細(xì)胞膜的功能控制物質(zhì)進(jìn)出細(xì)胞02不易“進(jìn)”可“進(jìn)”細(xì)胞需要的營養(yǎng)物質(zhì)細(xì)胞不需要的物質(zhì)抗體、激素等物質(zhì)細(xì)胞產(chǎn)生的廢物細(xì)胞內(nèi)有用的成分不易“出”可“出”對細(xì)胞有害的物質(zhì)、細(xì)菌、病毒不易“進(jìn)”細(xì)胞膜的控制作用是相對的01細(xì)胞膜的功能進(jìn)行細(xì)胞間的信息交流03物質(zhì)傳遞內(nèi)分泌細(xì)胞靶細(xì)胞激素血管靶細(xì)胞內(nèi)分泌細(xì)胞分泌的激素（如胰島素），隨血液到達(dá)全身各處，與靶細(xì)胞的細(xì)胞膜表面的受體結(jié)合，將信息傳遞給靶細(xì)胞。受體接觸傳遞01細(xì)胞膜的功能進(jìn)行細(xì)胞間的信息交流03發(fā)出信號的細(xì)胞與膜結(jié)合的信號分子靶細(xì)胞膜上接受信號分子的受體相鄰兩個細(xì)胞的細(xì)胞膜接觸，信息從一個細(xì)胞傳遞給另一個細(xì)胞。例如，精子和卵細(xì)胞之間的識別和結(jié)合。通道傳遞01細(xì)胞膜的功能進(jìn)行細(xì)胞間的信息交流03胞間連絲相鄰兩個細(xì)胞之間形成通道，攜帶信息的物質(zhì)，通過通道進(jìn)入另一個細(xì)胞。例如，高等植物細(xì)胞之間通過胞間連絲相互連接，也有信息交流的作用。小結(jié)：細(xì)胞膜的功能進(jìn)行細(xì)胞間的信息交流控制物質(zhì)進(jìn)出細(xì)胞細(xì)胞膜的功能

.將細(xì)胞與外界環(huán)境分隔開保障細(xì)胞內(nèi)部環(huán)境的相對穩(wěn)定類型化學(xué)物質(zhì)傳遞（如

）通道傳遞（如

）接觸傳遞（如

）激素胞間連絲精卵結(jié)合體現(xiàn)細(xì)胞膜的功能特性：

選擇透過性突破疑難點(diǎn)：細(xì)胞壁具有全透性任何細(xì)胞的邊界都是細(xì)胞膜。細(xì)胞壁有全透性，不能控制物質(zhì)進(jìn)出細(xì)胞。植物細(xì)胞位于植物細(xì)胞細(xì)胞膜的外面，主要由

和

構(gòu)成，對細(xì)胞起

與

作用。纖維素果膠支持保護(hù)全透性細(xì)胞壁考點(diǎn)：細(xì)胞膜的功能表示內(nèi)分泌細(xì)胞分泌的激素,隨①

到達(dá)全身各處,與

表面的②

結(jié)合,從而將信息傳遞給靶細(xì)胞。表示通過相鄰兩細(xì)胞的

,使信息從一個細(xì)胞傳遞給另一個細(xì)胞,圖中③表示

,③需要與靶細(xì)胞膜上的

結(jié)合。血液靶細(xì)胞受體細(xì)胞膜接觸與膜結(jié)合的信號分子受體考點(diǎn)：細(xì)胞膜的功能表示相鄰兩植物細(xì)胞之間形成

,攜帶信息的物質(zhì)從一個細(xì)胞傳遞給另一個細(xì)胞,圖中④表示

。用臺盼藍(lán)染色,死細(xì)胞會被染成藍(lán)色,而活細(xì)胞不著色,從而可判斷細(xì)胞死活。該實(shí)驗(yàn)所利用的細(xì)胞膜特性或功能是

?？刂莆镔|(zhì)進(jìn)出細(xì)胞通道胞間連絲對細(xì)胞膜成分的探索EXPLORATIONOFCELLMEMBRANECOMPONENTS

02對細(xì)胞膜成分的探索脂質(zhì)組成細(xì)胞膜的脂質(zhì)有

，其中

含量最多磷脂和膽固醇磷脂細(xì)胞膜中的脂質(zhì)分子必然排列為

.連續(xù)的兩層細(xì)胞膜除含脂質(zhì)分子外，可能還附有

.蛋白質(zhì)歐文頓實(shí)驗(yàn)細(xì)胞膜是由

組成的最初對細(xì)胞膜成分的認(rèn)識，是通過對現(xiàn)象的推理分析而推測出來的。細(xì)胞膜非脂溶性物質(zhì)脂溶性物質(zhì)相似相溶原理確定脂質(zhì)成分的類型實(shí)驗(yàn)組成細(xì)胞膜的脂質(zhì)有

，其中

含量最多科學(xué)家利用動物的卵細(xì)胞、紅細(xì)胞、神經(jīng)細(xì)胞等作為研究材料，并利用哺乳動物的(成熟)紅細(xì)胞通過一定的方法制備出純凈的細(xì)胞膜，并進(jìn)行化學(xué)分析02對細(xì)胞膜成分的探索1無細(xì)胞壁2無細(xì)胞核和眾多的細(xì)胞器磷脂和膽固醇磷脂02對細(xì)胞膜成分的探索頭部（親水）尾部（疏水）戈特、格倫德爾實(shí)驗(yàn)細(xì)胞膜中的脂質(zhì)分子必然排列為

。02對細(xì)胞膜成分的探索1925年，兩位荷蘭科學(xué)家戈特和格倫德爾用丙酮從人的紅細(xì)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(xì)胞表面積的2倍。連續(xù)的兩層丹尼利、戴維森實(shí)驗(yàn)細(xì)胞膜除含脂質(zhì)分子外，可能還附有

。02對細(xì)胞膜成分的探索1935年，英國學(xué)者丹尼利和戴維森研究了細(xì)胞膜的張力。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。前提二人發(fā)現(xiàn)細(xì)胞的表面張力明顯低于油-水界面的表面張力。+細(xì)胞膜除含脂質(zhì)分子外，可能還附有蛋白質(zhì)。推測后來有科學(xué)家用蛋白酶處理細(xì)胞膜，膜結(jié)構(gòu)被破壞，證實(shí)細(xì)胞膜中有蛋白質(zhì)的存在。蛋白質(zhì)02對細(xì)胞膜成分的探索磷脂膽固醇蛋白質(zhì)糖類(2%~10%）(40%）脂質(zhì)(50%）對細(xì)胞膜成分的研究發(fā)現(xiàn)，細(xì)胞膜主要是由

和

組成的。此外，還有少量的

。脂質(zhì)蛋白質(zhì)糖類功能越復(fù)雜的細(xì)胞膜，蛋白質(zhì)的種類與數(shù)量就越多。不同生物的細(xì)胞膜，其成分和占比不同。小結(jié)：對細(xì)胞膜成分的探索歐文頓實(shí)驗(yàn)確定脂質(zhì)成分的類型實(shí)驗(yàn)戈特、格倫德爾實(shí)驗(yàn)丹尼利、戴維森實(shí)驗(yàn)對細(xì)胞膜成分的探索細(xì)胞膜是由

組成的組成細(xì)胞膜的脂質(zhì)有

，其中

含量最多細(xì)胞膜中的脂質(zhì)分子必然排列為

.細(xì)胞膜除含脂質(zhì)分子外，可能還附有

.脂質(zhì)磷脂和膽固醇磷脂連續(xù)的兩層蛋白質(zhì)小結(jié)：對細(xì)胞膜成分的探索成分所占比例在細(xì)胞膜中的作用脂質(zhì)約50%其中____________是細(xì)胞膜的基本支架；________是動物細(xì)胞膜的重要成分蛋白質(zhì)約40%功能越復(fù)雜的細(xì)胞膜，蛋白質(zhì)的__________越多糖類2%～10%被稱作糖被，與細(xì)胞膜上的蛋白質(zhì)/脂質(zhì)結(jié)合形成糖蛋白/糖脂磷脂雙分子層膽固醇種類和數(shù)量考點(diǎn)：對細(xì)胞膜成分的探索將哺乳動物或人的成熟紅細(xì)胞經(jīng)過某種處理后,可造成紅細(xì)胞破裂出現(xiàn)溶血現(xiàn)象,再將溶出細(xì)胞外的物質(zhì)沖洗掉,剩下的結(jié)構(gòu)在生物學(xué)上稱為“血影”。1.“某種處理”是將紅細(xì)胞放入

中。2.選用哺乳動物或人的成熟紅細(xì)胞的原因是：

。3.“血影”的主要成分是

。6.細(xì)胞膜功能越復(fù)雜,

的種類與數(shù)量就越多4.各種哺乳動物紅細(xì)胞膜的成分

（填寫“相同”、“相似”或“不同”）清水①無細(xì)胞壁，易吸水漲破②無細(xì)胞器膜和核膜的干擾脂質(zhì)和蛋白質(zhì)相似蛋白質(zhì)對細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)的探索EXPLORATIONOFCELLMEMBRANESTRUCTURE03對細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)的探索20世紀(jì)40年代，曾有學(xué)者推測脂質(zhì)兩邊各覆蓋著蛋白質(zhì)。03對細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)的探索1959年，羅伯特森用電鏡看到了細(xì)胞膜的“暗-亮-暗”三層結(jié)構(gòu)。細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)的電鏡照片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)分子所有的細(xì)胞膜都是由蛋白質(zhì)-脂質(zhì)-蛋白質(zhì)三層結(jié)構(gòu)構(gòu)成細(xì)胞膜模型的假說03對細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)的探索20世紀(jì)60年代以后，人們對細(xì)胞膜的靜態(tài)模型的提出異議。若是靜態(tài)的，細(xì)胞膜的復(fù)雜功能將難以實(shí)現(xiàn)就連細(xì)胞的生長、變形蟲的變形運(yùn)動這樣的現(xiàn)象都難以解釋。白細(xì)胞吞噬細(xì)菌03對細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)的探索小鼠細(xì)胞人細(xì)胞正在融合的細(xì)胞融合細(xì)胞熒光標(biāo)記的小鼠細(xì)胞和人細(xì)胞融合實(shí)驗(yàn)示意圖綠色熒光染料標(biāo)記的膜蛋白紅色熒光染料標(biāo)記的膜蛋白細(xì)胞融合37℃40min1970年，科學(xué)家將小鼠細(xì)胞和人細(xì)胞融合，跟蹤熒光染料標(biāo)記的細(xì)胞膜表面的蛋白質(zhì)分子。實(shí)驗(yàn)結(jié)論證明細(xì)胞膜具有流動性（結(jié)構(gòu)特性）03對細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)的探索1972年，辛格和尼科爾森提出的流動攘嵌模型，被大多數(shù)人所接受。糖被小結(jié)：對細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)的探索1959年羅伯特森在電鏡下看到細(xì)胞膜清晰的_____________的三層結(jié)構(gòu)假說所有的細(xì)胞膜都由________________________三層結(jié)構(gòu)構(gòu)成，且為靜態(tài)的統(tǒng)一結(jié)構(gòu)1970年科學(xué)家用熒光染料標(biāo)記的______細(xì)胞和___細(xì)胞進(jìn)行融合實(shí)驗(yàn)結(jié)論細(xì)胞膜具有流動性1972年辛格和尼科爾森新的觀察和實(shí)驗(yàn)證據(jù)提出模型細(xì)胞膜的__________模型小鼠人暗—亮—暗蛋白質(zhì)-脂質(zhì)-蛋白質(zhì)流動鑲嵌考點(diǎn)：對細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)的探索羅伯特森在電鏡下看到了細(xì)胞膜的暗—亮—暗的三層結(jié)構(gòu)，提出生物膜由脂質(zhì)—蛋白質(zhì)—脂質(zhì)三層結(jié)構(gòu)構(gòu)成的假說科學(xué)家利用放射性同位素標(biāo)記法進(jìn)行人—鼠細(xì)胞融合實(shí)驗(yàn)，證明細(xì)胞膜具有流動性辛格和尼科爾森通過新的觀察和實(shí)驗(yàn)證據(jù)，提出細(xì)胞膜的流動鑲嵌模型常需要利用進(jìn)一步的觀察和實(shí)驗(yàn)對已建立的假設(shè)進(jìn)行修正和補(bǔ)充××√√判一判流動鑲嵌模型的基本內(nèi)容BASICCONTENTSOFFLUIDMOSAICMODEL

04流動鑲嵌模型的基本內(nèi)容時間：人物：提出：辛格和尼科爾森流動鑲嵌模型1972年1、細(xì)胞膜主要是由

和

構(gòu)成的。磷脂分子蛋白質(zhì)分子04流動鑲嵌模型的基本內(nèi)容時間：人物：提出：辛格和尼科爾森流動鑲嵌模型1972年2、

是膜的基本支架，其內(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，具有屏障作用。磷脂雙分子層3、蛋白質(zhì)分子以不同方式鑲嵌在磷脂雙分子層中：有的

在磷脂雙分子層表面，有的部分或全部

磷脂雙分子層中，有的

整個磷脂雙分子層。這些蛋白質(zhì)分子在物質(zhì)運(yùn)輸?shù)确矫婢哂兄匾饔谩?4流動鑲嵌模型的基本內(nèi)容時間：人物：提出：辛格和尼科爾森流動鑲嵌模型1972年鑲嵌入貫穿于04流動鑲嵌模型的基本內(nèi)容時間：人物：提出：辛格和尼科爾森流動鑲嵌模型1972年4、細(xì)胞膜不是靜止不動的，而是具有

，主要表現(xiàn)為構(gòu)成膜的磷脂分子可以側(cè)向自由移動，膜中的蛋白質(zhì)大多也能運(yùn)動。細(xì)胞膜的流動性對于細(xì)胞完成物質(zhì)運(yùn)輸、生長、分裂、運(yùn)動等功能都是非常重要的。流動性04流動鑲嵌模型的基本內(nèi)容對細(xì)胞膜的深入研究發(fā)現(xiàn)，細(xì)胞膜的外表面還有糖類分子，它和蛋白質(zhì)分子結(jié)合形成

，或與脂質(zhì)結(jié)合形成

，這些糖類分子叫作

(glycocalyx)。糖被在細(xì)胞生命活動中具有重要的功能。例如，糖被與細(xì)胞表面的識別、細(xì)胞間的信息傳遞等功能有密切關(guān)系。糖蛋白糖脂糖被小結(jié)：流動鑲嵌模型的基本內(nèi)容蛋白質(zhì)磷脂雙分子層膽固醇糖蛋白糖脂膜外膜內(nèi)結(jié)構(gòu)模型(流動鑲嵌模型)磷脂雙分子層地位特點(diǎn)功能是___的基本支架可以_____自由移動_________———水溶性分子或離子不能自由通過基本內(nèi)容側(cè)向屏障作用膜小結(jié)：流動鑲嵌模型的基本內(nèi)容小結(jié)：流動鑲嵌模型的基本內(nèi)容基本內(nèi)容蛋白質(zhì)位置特點(diǎn)功能有的鑲在磷脂雙分子層的____；

有的__________嵌入磷脂雙分子中；有的____于整個磷脂雙分子層中膜中的蛋白質(zhì)大多也能_____.在_________等方面具有重要作用表面部分或全部貫穿物質(zhì)運(yùn)輸運(yùn)動小結(jié)：流動鑲嵌模型的基本內(nèi)容基本內(nèi)容糖被分布功能位于細(xì)胞膜的外表面_________________________________等與蛋白質(zhì)結(jié)合→糖蛋白與脂質(zhì)結(jié)合→糖脂細(xì)胞表面的識別、細(xì)胞間的信息傳遞小結(jié)：流動鑲嵌模型的基本內(nèi)容結(jié)構(gòu)特點(diǎn)與功能特點(diǎn)磷脂分子大多數(shù)蛋白質(zhì)分子成分結(jié)構(gòu)功能組

成決

定流動鑲嵌模型……控制物質(zhì)進(jìn)出細(xì)胞流動性選擇透過性具有運(yùn)動性導(dǎo)致保證物質(zhì)交換正常進(jìn)行具有①的一側(cè)為細(xì)胞膜的內(nèi)側(cè),與細(xì)胞之間的信息交流有關(guān)②構(gòu)成了細(xì)胞膜的基本支架細(xì)胞膜的選擇透過性與③的種類和數(shù)量有關(guān)判一判考點(diǎn)：流動鑲嵌模型的基本內(nèi)容×√√細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)模型的探索過程，反映了“提出假說”這一科學(xué)方法的作用。一種假說最終被接受或被否定，取決于它是否能與以后不斷得到的觀察和實(shí)驗(yàn)結(jié)果相吻合?；具^程根據(jù)已有的知識和信息解釋某一生物學(xué)問題的一種假說進(jìn)一步的觀察與實(shí)驗(yàn)提出修正、補(bǔ)充科學(xué)方法-提出假說課堂總結(jié)：成分脂質(zhì)（磷脂、膽固醇）、蛋白質(zhì)、糖類結(jié)構(gòu)流動鑲嵌模型功能將細(xì)胞與外界環(huán)境分隔開控制物質(zhì)進(jìn)出細(xì)胞進(jìn)行細(xì)胞間的信息交流組成決定細(xì)胞膜基本支架：磷脂雙分子層蛋白質(zhì)結(jié)合方式：鑲、嵌或貫穿等結(jié)構(gòu)特性：具有流動性功能特性：選擇透過性生活應(yīng)用[情境]使用脂質(zhì)體作為靶向給藥的載體,成為各藥企研究的重要攻關(guān)方向。脂質(zhì)體是由具有親水基、疏水基雙重特性的磷脂分子等組裝形成的一種雙分子層結(jié)構(gòu),具有靶向性強(qiáng)、穩(wěn)定性高的優(yōu)異性能。近幾年作為一種新型