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

第三章

細(xì)胞的基本結(jié)構(gòu)第1節(jié)

細(xì)胞膜的結(jié)構(gòu)和功能核心素養(yǎng)通過(guò)對(duì)細(xì)胞膜的功能、組成和結(jié)構(gòu)的學(xué)習(xí)，形成結(jié)構(gòu)與功能相適應(yīng)的生命觀念。生命觀念通過(guò)對(duì)細(xì)胞膜流動(dòng)鑲嵌模型的學(xué)習(xí)，培養(yǎng)模型與建模的科學(xué)思維方式?？茖W(xué)思維通過(guò)學(xué)習(xí)細(xì)胞膜成分和結(jié)構(gòu)的探索歷程，培養(yǎng)科學(xué)探究能力。社會(huì)責(zé)任問(wèn)題探討新課導(dǎo)入知識(shí)講解課堂小結(jié)基礎(chǔ)檢測(cè)問(wèn)題探討新課導(dǎo)入知識(shí)講解課堂小結(jié)基礎(chǔ)檢測(cè)細(xì)胞膜作為系統(tǒng)的邊界，他在細(xì)胞的生命活動(dòng)中起什么作用呢？

細(xì)胞膜的功能新課導(dǎo)入知識(shí)講解課堂小結(jié)基礎(chǔ)檢測(cè)將細(xì)胞與外界環(huán)境分隔開(kāi)將生命物質(zhì)與外界環(huán)境分隔開(kāi)，使細(xì)胞成為一個(gè)相對(duì)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(duì)穩(wěn)定。電子顯微鏡下的細(xì)胞膜

細(xì)胞膜的功能新課導(dǎo)入知識(shí)講解課堂小結(jié)基礎(chǔ)檢測(cè)控制物質(zhì)進(jìn)出細(xì)胞分泌物③廢物①CO2、尿素、多余的無(wú)機(jī)鹽等。營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)②病毒病菌④抗體、激素等物質(zhì)①②③表明細(xì)胞膜的控制作用具有普遍性；④有些病毒、病菌也能侵入細(xì)胞使生物體患病，表明細(xì)胞膜的控制作用

細(xì)胞膜的功能新課導(dǎo)入知識(shí)講解課堂小結(jié)基礎(chǔ)檢測(cè)細(xì)胞壁具有全透性，無(wú)法在細(xì)胞壁內(nèi)制造一個(gè)穩(wěn)定的內(nèi)部環(huán)境，因此細(xì)胞壁不是細(xì)胞的生命系統(tǒng)的邊界。細(xì)菌細(xì)胞壁肽聚糖植物細(xì)胞壁纖維素和果膠真菌細(xì)胞壁幾丁質(zhì)

細(xì)胞膜的功能新課導(dǎo)入知識(shí)講解課堂小結(jié)基礎(chǔ)檢測(cè)進(jìn)行細(xì)胞間的信息交流體液的傳送內(nèi)分泌細(xì)胞分泌的激素靶細(xì)胞靶細(xì)胞（1）間接交流：細(xì)胞分泌化學(xué)物質(zhì)（如激素），通過(guò)膜表面的受體傳遞信息與靶細(xì)胞膜上的受體（本質(zhì)為糖蛋白、具有特異性）結(jié)合，將信息傳遞給靶細(xì)胞

細(xì)胞膜的功能新課導(dǎo)入知識(shí)講解課堂小結(jié)基礎(chǔ)檢測(cè)進(jìn)行細(xì)胞間的信息交流（2）直接傳遞（直接交流）：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)胞發(fā)出信號(hào)的細(xì)胞靶細(xì)胞與膜結(jié)合的信號(hào)

細(xì)胞膜的功能新課導(dǎo)入知識(shí)講解課堂小結(jié)基礎(chǔ)檢測(cè)進(jìn)行細(xì)胞間的信息交流（3）通道交流：相鄰兩細(xì)胞之間形成通道，來(lái)傳遞信息胞間連絲通道交流不需要信息分子、受體通道還有物質(zhì)運(yùn)輸?shù)墓δ?/p>

思考·討論——對(duì)細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)的探索新課導(dǎo)入知識(shí)講解課堂小結(jié)基礎(chǔ)檢測(cè)最初對(duì)細(xì)胞膜成分的認(rèn)識(shí)，是通過(guò)對(duì)現(xiàn)象的推理分析而推測(cè)出來(lái)的。1895年歐文頓：多種物質(zhì)對(duì)膜的通透性實(shí)驗(yàn)，溶于脂質(zhì)的物質(zhì)容易通過(guò)細(xì)胞膜，不溶于脂質(zhì)的物質(zhì)，不容易通過(guò)細(xì)胞膜。歐文頓（E·Overton）細(xì)胞膜非脂溶性物質(zhì)脂溶性物質(zhì)相似相溶原理膜是由脂質(zhì)組成的【思考】歐文頓對(duì)細(xì)胞膜的組成成分作出怎樣的推測(cè)？資料1

思考·討論——對(duì)細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)的探索新課導(dǎo)入知識(shí)講解課堂小結(jié)基礎(chǔ)檢測(cè)資料2科學(xué)家利用哺乳動(dòng)物成熟紅細(xì)胞作為實(shí)驗(yàn)材料，制備出純凈的細(xì)胞膜，并對(duì)細(xì)胞膜的成分進(jìn)行分析，得出組成細(xì)胞膜的脂質(zhì)有磷脂和膽固醇，其中磷脂含量最多。為什么選擇哺乳動(dòng)物成熟紅細(xì)胞來(lái)制備細(xì)胞膜？1無(wú)細(xì)胞壁，細(xì)胞容易吸水漲破。2無(wú)細(xì)胞核和眾多的細(xì)胞器，易制得純凈的細(xì)胞膜。吸水漲破

思考·討論——對(duì)細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)的探索新課導(dǎo)入知識(shí)講解課堂小結(jié)基礎(chǔ)檢測(cè)頭部（親水）多個(gè)磷脂分子在水中形成雙分子層磷脂的一端為親水的頭，兩個(gè)脂肪酸一端為疏水的尾，多個(gè)磷脂分子在水中總是自發(fā)地形成雙分子層。

思考·討論——對(duì)細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)的探索新課導(dǎo)入知識(shí)講解課堂小結(jié)基礎(chǔ)檢測(cè)資料31925年，兩位荷蘭科學(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。在水中形成的磷脂雙分子層模式圖【推斷】細(xì)胞膜中的磷脂分子必然排列成連續(xù)的兩層。

思考·討論——對(duì)細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)的探索新課導(dǎo)入知識(shí)講解課堂小結(jié)基礎(chǔ)檢測(cè)資料41935年，英國(guó)學(xué)者丹尼利和戴維森發(fā)現(xiàn)細(xì)胞表面張力明顯低于油水界面的表面張力；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(huì)降低。以上資料說(shuō)明細(xì)胞膜中還可能含有什么物質(zhì)？推測(cè)：細(xì)胞膜除含有脂質(zhì)分子外，可能還附有蛋白質(zhì)。

思考·討論——對(duì)細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)的探索新課導(dǎo)入知識(shí)講解課堂小結(jié)基礎(chǔ)檢測(cè)1.最初對(duì)細(xì)胞膜成分的認(rèn)識(shí)，是通過(guò)對(duì)現(xiàn)象的推理分析，還是通過(guò)對(duì)膜成分的提取與檢測(cè)？2.根據(jù)磷脂分子的特點(diǎn)解釋，為什么磷脂在空氣一水界面上鋪展成單分子層？科學(xué)家是如何推導(dǎo)出“脂質(zhì)在細(xì)胞膜中必然排列為連續(xù)的兩層”這一結(jié)論的？最初對(duì)細(xì)胞膜成分的認(rèn)識(shí)。是通過(guò)對(duì)現(xiàn)象的推理分析得出的。因?yàn)榱字肿拥摹邦^部”親水，“尾部”疏水，所以在水—空氣的界面上磷脂分子是“頭”向下與水面接觸，“尾部”則朝向空氣的一面?？茖W(xué)家因測(cè)得從哺乳動(dòng)物成熟的紅細(xì)胞中提取的脂質(zhì)，鋪成單分子層的面積恰為紅細(xì)胞表面積的2倍，才得出膜中的脂質(zhì)必然排列為連續(xù)的兩層這一結(jié)論。

思考·討論——對(duì)細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)的探索新課導(dǎo)入知識(shí)講解課堂小結(jié)基礎(chǔ)檢測(cè)3.磷脂分子在水中能自發(fā)地形成雙分子層，你如何解釋這一現(xiàn)象？由此，你能否就細(xì)胞膜是由磷脂雙分子層構(gòu)成的原因作出分析？4.如果將磷脂分子置于水—苯的混合溶劑中，磷脂分子將會(huì)如何分布？？由于磷脂分子有親水的“頭部”和疏水的“尾部”，在水溶液中，朝向水的是“頭部”，“尾部”受水的排斥。當(dāng)磷脂分子的內(nèi)外兩側(cè)均是水環(huán)境時(shí)，磷脂分子的“尾部”相對(duì)排列在內(nèi)側(cè)，“頭部”則分別朝向兩側(cè)水的環(huán)境，形成磷脂雙分子層。細(xì)胞的內(nèi)外環(huán)境都是水溶液，所以細(xì)胞膜磷脂分子的“頭部”向著膜的內(nèi)外兩側(cè)，而“尾部”相對(duì)排在內(nèi)側(cè)，形成磷脂雙分子層。如果將磷脂分子置于水—苯的混合溶劑中，磷脂的“頭部”將與水接觸，“尾部”與苯接觸，磷脂分子分布成單層。

對(duì)細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)的探索新課導(dǎo)入知識(shí)講解課堂小結(jié)基礎(chǔ)檢測(cè)細(xì)胞膜的成分脂質(zhì)（約占50%）磷脂是構(gòu)成細(xì)胞膜的主要成分，此外還有少量的膽固醇蛋白質(zhì)（約占40%）在細(xì)胞膜行使功能時(shí)起重要作用，功能越復(fù)雜的細(xì)胞膜，蛋白質(zhì)的數(shù)量和種類就越多糖類（2%-10%）糖類+蛋白質(zhì)

糖蛋白；糖類+脂質(zhì)分子

糖脂；分布在細(xì)胞膜的外表面糖蛋白具有①保護(hù)、潤(rùn)滑②細(xì)胞識(shí)別③提高細(xì)胞之間的黏著性的作用

對(duì)細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)的探索新課導(dǎo)入知識(shí)講解課堂小結(jié)基礎(chǔ)檢測(cè)資料61959年羅伯特森在電鏡下觀察到了細(xì)胞膜的清晰的暗—亮—暗的三層結(jié)構(gòu)，是一種靜態(tài)的統(tǒng)一結(jié)構(gòu)。細(xì)胞膜細(xì)胞內(nèi)細(xì)胞外“三明治模型”蛋白質(zhì)-脂質(zhì)-蛋白質(zhì)細(xì)胞外細(xì)胞內(nèi)蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)脂雙層

對(duì)細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)的探索新課導(dǎo)入知識(shí)講解課堂小結(jié)基礎(chǔ)檢測(cè)資料51970年，人——鼠細(xì)胞融合實(shí)驗(yàn)（熒光標(biāo)記實(shí)驗(yàn)）小鼠細(xì)胞人細(xì)胞正在融合的細(xì)胞融合細(xì)胞綠色熒光染料標(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℃40min【熒光標(biāo)記法】是利用熒光蛋白或熒光蛋白基因作為標(biāo)志物對(duì)研究對(duì)象進(jìn)行分析的方法?！炯?xì)胞融合】是指在自發(fā)或人工誘導(dǎo)下，兩個(gè)細(xì)胞或原生質(zhì)體融合形成一個(gè)雜種細(xì)胞。蛋白質(zhì)(

)在磷脂雙分子層中。

對(duì)細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)的探索新課導(dǎo)入知識(shí)講解課堂小結(jié)基礎(chǔ)檢測(cè)資料6運(yùn)用冰凍蝕刻技術(shù)即用冷刀斷開(kāi)冰凍標(biāo)本，使斷裂面暴露。鑲在、嵌入、貫穿

對(duì)細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)的探索新課導(dǎo)入知識(shí)講解課堂小結(jié)基礎(chǔ)檢測(cè)資料7時(shí)間：1972年人物：辛格和尼科爾森提出：生物膜的流動(dòng)鑲嵌模型

流動(dòng)鑲嵌模型的基本內(nèi)容新課導(dǎo)入知識(shí)講解課堂小結(jié)基礎(chǔ)檢測(cè)1111蛋白質(zhì)22345糖蛋白3糖脂4膽固醇磷脂雙分子層25細(xì)胞膜的結(jié)構(gòu)模型示意圖

流動(dòng)鑲嵌模型的基本內(nèi)容新課導(dǎo)入知識(shí)講解課堂小結(jié)基礎(chǔ)檢測(cè)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：流動(dòng)性功能特性：選擇透過(guò)性課堂小結(jié)細(xì)胞膜成分與結(jié)構(gòu)功能2.控制物質(zhì)相對(duì)進(jìn)出3.信息交流1.將細(xì)胞與外界分隔脂質(zhì)蛋白質(zhì)糖類磷脂雙分子層-基本支架鑲、嵌、貫穿糖蛋白功能特點(diǎn)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)（選擇透過(guò)性）（流動(dòng)性）新課導(dǎo)入知識(shí)講解課堂小結(jié)基礎(chǔ)檢測(cè)基礎(chǔ)檢測(cè)新課導(dǎo)入知識(shí)講解課堂小結(jié)基礎(chǔ)檢測(cè)一、概念檢測(cè)1.基于對(duì)細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)和功能的理解，判斷下列相關(guān)表述是否正確。（1）構(gòu)成細(xì)胞膜的磷脂分子具有流動(dòng)性，而蛋白質(zhì)是固定不動(dòng)的。()（2）細(xì)胞膜是細(xì)胞的一道屏障，只有細(xì)胞需要的物質(zhì)才能進(jìn)入，而對(duì)細(xì)胞有害的物質(zhì)則不能進(jìn)入。()（3）向細(xì)胞內(nèi)注射物質(zhì)后，細(xì)胞膜上會(huì)留下一個(gè)空洞。()2.細(xì)胞膜的特性和功能是由其結(jié)構(gòu)決定的。下列相關(guān)敘述錯(cuò)誤的是()A.細(xì)胞膜的脂質(zhì)結(jié)構(gòu)使溶于脂質(zhì)的物質(zhì)，容易通過(guò)細(xì)胞膜B.由于磷脂雙分子層內(nèi)部是疏水的，因此水分子不能通過(guò)細(xì)胞膜C.細(xì)胞膜的蛋白質(zhì)分子有物質(zhì)運(yùn)輸功能D.細(xì)胞的生長(zhǎng)現(xiàn)象不支持細(xì)胞膜的靜態(tài)結(jié)構(gòu)模型×××B基礎(chǔ)檢測(cè)新課導(dǎo)入知識(shí)講解課堂小結(jié)基礎(chǔ)檢測(cè)二、拓展應(yīng)用3.在解釋不容易理解的陌生事物時(shí)，人們常用類比的方法，將陌生的事物與熟悉的事物作比較。有人在解釋細(xì)胞膜時(shí)，把它與窗紗進(jìn)行類比：窗紗能把昆蟲(chóng)擋在外面，同時(shí)窗紗的小洞又能讓空氣進(jìn)出。你認(rèn)為這種類比有什么合理之處，有沒(méi)有不妥當(dāng)?shù)牡胤?？把?xì)胞膜與窗紗進(jìn)行類比，合理之處是說(shuō)明細(xì)胞膜與窗紗一樣具有允許一些物質(zhì)出入、阻擋其他物質(zhì)出入的作用。這種類比也有不妥當(dāng)?shù)牡胤?。例如，窗紗是一種簡(jiǎn)單的剛性結(jié)構(gòu)，功能較單純；細(xì)胞膜的結(jié)構(gòu)和功能要復(fù)雜得多。細(xì)胞膜是活細(xì)胞的重要組成部分，活細(xì)胞的生命活動(dòng)是一個(gè)主動(dòng)的過(guò)程；而窗紗是沒(méi)有生命的，它只是被動(dòng)地在起作用。基礎(chǔ)檢測(cè)新課導(dǎo)入知識(shí)講解課堂小結(jié)基礎(chǔ)檢測(cè)二、拓展應(yīng)用4.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(yùn)載體，將其運(yùn)送到特定的細(xì)胞