3.1細(xì)胞膜的結(jié)構(gòu)和功能課件高一上學(xué)期生物人教版必修1(4)2

第三章

細(xì)胞的基本結(jié)構(gòu)我相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。——《細(xì)胞生物學(xué)》第一節(jié)

細(xì)胞膜的結(jié)構(gòu)和功能任務(wù)一：感受細(xì)胞存在邊界分析以下實驗現(xiàn)象，回答問題。

實驗1.將伊紅（有色染料）注入變形蟲（一種單細(xì)胞生物）體內(nèi)，伊紅很快擴(kuò)散到整個細(xì)胞,卻沒有逸出細(xì)胞。

實驗2.鑒別動物細(xì)胞是否死亡常用臺盼藍(lán)染液。用它染色時，死細(xì)胞會被染成藍(lán)色，而活細(xì)胞不會著色。任務(wù)一：感受細(xì)胞存在邊界小組合作分析以下實驗現(xiàn)象，回答問題。（1）伊紅為什么不會逸出，這個實驗說明了什么問題？（2）為什么活細(xì)胞不能被染色，而死細(xì)胞能被染色？（3）基于以上實驗結(jié)果，推測細(xì)胞膜作為細(xì)胞的邊界，應(yīng)該具有什么功能？細(xì)胞作為一個完整的系統(tǒng)，具有邊界，將細(xì)胞與外界環(huán)境分隔開。活細(xì)胞膜具有選擇透過性，臺盼藍(lán)是細(xì)胞不需要的物質(zhì)，不易通過細(xì)胞膜，因此活細(xì)胞不會被染色。死細(xì)胞胞膜失去控制物質(zhì)進(jìn)出細(xì)胞的功能，臺盼藍(lán)可通過細(xì)胞膜進(jìn)入細(xì)胞，死細(xì)胞被染成藍(lán)色。細(xì)胞膜作為細(xì)胞的邊界，具有控制物質(zhì)進(jìn)出細(xì)胞的功能。

活動2.小組合作，完成以下有關(guān)細(xì)胞膜功能的分析。任務(wù)二：細(xì)胞膜的功能

①用涼水洗菠菜，水不變色，但是用開水燙菠菜，水會變成綠色，這是什么原因呢？這體現(xiàn)細(xì)胞膜的什么功能？

開水破壞了菠菜細(xì)胞的細(xì)胞膜，細(xì)胞內(nèi)的葉綠素使水會變成綠色。這體現(xiàn)細(xì)胞膜能控制物質(zhì)的進(jìn)出。

活動2.小組合作，完成以下有關(guān)細(xì)胞膜功能的分析。任務(wù)二：細(xì)胞膜的功能

②用適當(dāng)?shù)募^在圖中表示細(xì)胞膜對各類物質(zhì)進(jìn)出細(xì)胞的控制。細(xì)胞營養(yǎng)物質(zhì)廢物分泌物病菌、病毒

活動2.小組合作，完成以下有關(guān)細(xì)胞膜功能的分析。任務(wù)二：細(xì)胞膜的功能

②細(xì)胞膜的選擇性是絕對的嗎？細(xì)胞不需要的物質(zhì)一定不能進(jìn)入細(xì)胞嗎？舉例說明。

細(xì)胞膜的選擇性不是絕對的。環(huán)境中一些對細(xì)胞有害的物質(zhì)有可能進(jìn)入，如有些病毒、病菌可能侵入細(xì)胞，使生物體患病?；顒?.閱讀教材第41頁圖3-2（細(xì)胞間進(jìn)行信息交流的方式舉例），類比人類信息交流的方式。任務(wù)二：細(xì)胞膜的功能（1）化學(xué)物質(zhì)：內(nèi)分泌細(xì)胞分泌的激素等，隨血液到達(dá)全身各處，與靶細(xì)胞表面的受體結(jié)合，將信息傳遞給靶細(xì)胞。（非定向）活動3.閱讀教材第41頁圖3-2（細(xì)胞間進(jìn)行信息交流的方式舉例），類比人類信息交流的方式。任務(wù)二：細(xì)胞膜的功能（2）直接接觸：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）細(xì)胞細(xì)胞活動3.閱讀教材第41頁圖3-2（細(xì)胞間進(jìn)行信息交流的方式舉例），類比人類信息交流的方式。任務(wù)二：細(xì)胞膜的功能（3）形成通道：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。細(xì)胞細(xì)胞通道通道物質(zhì)、信息的交流胞間連絲

活動4.歸納細(xì)胞膜的功能。任務(wù)二：細(xì)胞膜的功能①細(xì)胞分泌化學(xué)物質(zhì)，通過膜表面的受體傳遞信息

②通過相鄰細(xì)胞膜接觸傳遞信息

③相鄰細(xì)胞之間形成通道傳遞信息任務(wù)三：探究細(xì)胞膜的成分細(xì)胞膜具有如此復(fù)雜和重要的功能，到底是什么樣的成分和結(jié)構(gòu)支持的呢？任務(wù)三：探究細(xì)胞膜的成分

活動1.閱讀資料，回答問題。（1）分析資料1可得出的推論是：細(xì)胞膜由脂質(zhì)構(gòu)成資料1.歐文頓用500多種化學(xué)物質(zhì)對植物細(xì)胞的通透性進(jìn)行了上萬次實驗,發(fā)現(xiàn)“溶于脂類的物質(zhì)，容易穿過細(xì)胞膜”。細(xì)胞膜易溶于脂質(zhì)的物質(zhì)不易溶于脂質(zhì)的物質(zhì)卵細(xì)胞成熟紅細(xì)胞神經(jīng)細(xì)胞哺乳動物成熟紅細(xì)胞無細(xì)胞核和其他細(xì)胞器。資料2.科學(xué)家利用動物的卵細(xì)胞、紅細(xì)胞、神經(jīng)細(xì)胞作為研究材料，并利用哺乳動物成熟紅細(xì)胞制備出純凈的細(xì)胞膜。

活動1.閱讀資料，回答問題。任務(wù)三：探究細(xì)胞膜的成分純凈細(xì)胞膜的制備提取紅細(xì)胞使紅細(xì)胞吸水漲破離心分離（2）完成填空：將哺乳動物成熟的紅細(xì)胞放入_________，由于滲透作用，一段時間后細(xì)胞會___________，然后再利用離心的方法，可獲得純凈的細(xì)胞膜。清水吸水漲破任務(wù)三：探究細(xì)胞膜的成分

活動2.了解磷分子的特點，完成探究。資料.磷脂是一種由甘油、脂肪酸和磷酸等所組成的分子親水頭部疏水尾部任務(wù)三：探究細(xì)胞膜的成分

活動2.了解磷分子的特點，完成探究。資料1.磷脂的一端為親水的頭，兩個脂肪酸一端為疏水的尾。水-空氣界面上的排布方式?？諝馑疄榧?xì)胞提供了液體環(huán)境——細(xì)胞膜的兩側(cè)都是水環(huán)境。在這樣的環(huán)境中，細(xì)胞膜中的磷脂分子可能怎么排布？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？水水苯水任務(wù)三：探究細(xì)胞膜的成分活動2.了解磷分子的特點，完成探究。

細(xì)胞膜中的磷脂分子必然排列為連續(xù)的兩層資料3.1925年，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)，脂質(zhì)在空氣—水界面上鋪展成單分子層，測得單層分子的面積恰好為紅細(xì)胞表面積的2倍。任務(wù)三：探究細(xì)胞膜的成分

資料5.科學(xué)家對細(xì)胞膜化學(xué)成分深層分析發(fā)現(xiàn)，細(xì)胞膜會被蛋白酶分解。（蛋白酶.是生物體內(nèi)普遍存在的只對蛋白質(zhì)分解起催化作用的物質(zhì)）。細(xì)胞膜除含脂質(zhì)分子外，可能還附有蛋白質(zhì)任務(wù)三：探究細(xì)胞膜的成分資料4.1925年，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)，脂質(zhì)在空氣—水界面上鋪展成單分子層，測得單層分子的面積恰好為紅細(xì)胞表面積的2倍。1935年，英國學(xué)者丹尼利和戴維森研究了細(xì)胞膜的張力，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。（研究已知：油脂滴表面如果吸附有蛋白質(zhì)成分則表面張力會降低。）任務(wù)三：探究細(xì)胞膜的成分

活動3.分析資料,回答問題：

進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)，神經(jīng)髓鞘功能簡單（主要起絕緣作用），細(xì)胞內(nèi)所含蛋白質(zhì)含量少，種類只有三種。而心肌線粒體、紅細(xì)胞、大腸桿菌等細(xì)胞膜中蛋白質(zhì)的種類和數(shù)量相對較多。（1）細(xì)胞膜的主要成分是________和________。細(xì)胞膜的脂質(zhì)中_______含量最豐富。蛋白質(zhì)

脂質(zhì)磷脂

（2）細(xì)胞膜的功能復(fù)雜程度與________密切相關(guān)。一般來說，功能越復(fù)雜的細(xì)胞膜，蛋白質(zhì)的種類和數(shù)量________。蛋白質(zhì)越多任務(wù)三：探究細(xì)胞膜的成分

活動4.歸納總結(jié)細(xì)胞膜的化學(xué)成分。脂質(zhì)：約占50%（磷脂最豐富，此外還含少量膽固醇）蛋白質(zhì)：約占40%（功能越復(fù)雜的細(xì)胞膜，蛋白質(zhì)的種類和數(shù)量越多）糖類：占2~10%任務(wù)四：探索細(xì)胞膜的結(jié)構(gòu)閱讀資料，歸納并總結(jié)流動鑲嵌模型的基本內(nèi)容。J.D.羅伯特森細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)的電鏡照片（放大400000倍）資料1.1959年，羅伯特森在電鏡下看到細(xì)胞膜清晰的暗—亮—暗的三層結(jié)構(gòu)，大膽提出了細(xì)胞膜模型的假說：所有細(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。他把細(xì)胞膜描述為靜態(tài)的統(tǒng)一結(jié)構(gòu)。任務(wù)四：探索細(xì)胞膜的結(jié)構(gòu)閱讀資料，歸納并總結(jié)流動鑲嵌模型的基本內(nèi)容。【討論】（1）你認(rèn)同羅伯特森“細(xì)胞膜是靜態(tài)的”的觀點嗎？暗（大分子）亮（小分子）暗（大分子）蛋白質(zhì)脂質(zhì)蛋白質(zhì)（分子量小的物質(zhì)透光率大，反之，透光率小）

靜態(tài)的細(xì)胞膜無法實現(xiàn)復(fù)雜的功能如細(xì)胞的生長分裂、變形蟲的運(yùn)動、白細(xì)胞的吞噬等現(xiàn)象都難以解釋。變形蟲的運(yùn)動白細(xì)胞追逐并吞噬細(xì)菌任務(wù)四：探索細(xì)胞膜的結(jié)構(gòu)許多生命現(xiàn)象依賴于細(xì)胞膜動態(tài)變化1970年，人-鼠細(xì)胞融合實驗（熒光標(biāo)記實驗）資料2.誘導(dǎo)融合人細(xì)胞鼠細(xì)胞熒光標(biāo)記蛋白質(zhì)40分鐘后37℃融合細(xì)胞熒光標(biāo)記的小鼠細(xì)胞和人細(xì)胞融合試驗示意圖細(xì)胞膜具有流動性生物膜的流動性受溫度影響。在適宜的溫度范圍內(nèi)，隨外界溫度升高，膜的流動性增強(qiáng)。細(xì)胞膜上的蛋白質(zhì)具有流動性任務(wù)四：探索細(xì)胞膜的結(jié)構(gòu)資料3.有科學(xué)家測定細(xì)胞膜的厚度為7-8nm，恰好是單層磷脂膜厚度的兩倍，而按照“蛋白質(zhì)—脂質(zhì)—蛋白質(zhì)”模型，加上兩側(cè)的蛋白質(zhì)，膜的總厚度應(yīng)當(dāng)超過20nm。根據(jù)電鏡圖片和膜厚度，你猜測細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)會是什么樣的？任務(wù)四：探索細(xì)胞膜的結(jié)構(gòu)膽固醇磷脂分子蛋白質(zhì)分子磷脂雙分子層糖類分子基本支架膜功能的承擔(dān)者任務(wù)四：探索細(xì)胞膜的結(jié)構(gòu)閱讀資料，歸納并總結(jié)流動鑲嵌模型的基本內(nèi)容。資料4.1972年，辛格和尼科爾森提出的流動鑲嵌模型為大多數(shù)人所接受。1、生物膜的基本支架：磷脂雙分子層2、蛋白質(zhì)分子以不同方式鑲嵌在磷脂雙分子層中：有的鑲在磷脂雙分子層表面，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。3、細(xì)胞膜具有流動性：①構(gòu)成膜的磷脂分子可以側(cè)向自由移動；②膜中的蛋白質(zhì)大多也能運(yùn)動。水溶性分子或離子不能自由通過，具有屏蔽作用。物質(zhì)運(yùn)輸物質(zhì)運(yùn)輸、生長、分裂、運(yùn)動等任務(wù)四：探索細(xì)胞膜的結(jié)構(gòu)細(xì)胞膜外表面有糖類分子：糖類分子和脂質(zhì)結(jié)合——糖脂糖類分子和蛋白質(zhì)分子結(jié)合——糖蛋白糖被細(xì)胞表面的識別細(xì)胞間的信息傳遞如何判斷細(xì)胞膜內(nèi)外側(cè)？外側(cè)：有糖蛋白；內(nèi)側(cè)：無糖蛋白膽固醇嵌入緊密排列的磷脂雙分子層之間：①有助于調(diào)節(jié)膜的流動性；②有助于保持膜結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。任務(wù)四：探索細(xì)胞膜的結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)探索歷程細(xì)胞膜的結(jié)構(gòu)細(xì)胞膜的功能決定結(jié)構(gòu)組成結(jié)構(gòu)特性磷脂雙分子層蛋白質(zhì)分子流動性糖類分子將細(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)胞間的信息交流流動鑲嵌模型功能特性選擇透過性脂質(zhì)體由磷脂分子構(gòu)成的脂質(zhì)體可以作為藥物的運(yùn)載體，將藥物運(yùn)送到特定的細(xì)胞發(fā)揮作用。（1）水溶性藥物可以包裹在脂質(zhì)體的哪個位置？脂溶性藥