3.1細(xì)胞膜的結(jié)構(gòu)與功能課件-2023-2024學(xué)年高一上學(xué)期生物人教版（2019）必修1

第1節(jié)細(xì)胞膜的結(jié)構(gòu)與功能問題探討

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。討論:1.為什么活細(xì)胞不能被染色，而死細(xì)胞能被染色？

活細(xì)胞的細(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)胞不被染色。死細(xì)胞的細(xì)胞膜失去控制物質(zhì)進(jìn)出細(xì)胞的功能，臺盼藍(lán)能通過細(xì)胞膜進(jìn)入細(xì)胞，死細(xì)胞能被染成藍(lán)色。2.據(jù)此推測，細(xì)胞膜作為細(xì)胞的邊界，應(yīng)該具有什么功能？

具有控制物質(zhì)進(jìn)出的功能。一、細(xì)胞膜的功能國家的邊界細(xì)胞的邊界——細(xì)胞膜（質(zhì)膜）1、將細(xì)胞與外界壞境分隔開細(xì)胞膜保障了細(xì)胞內(nèi)部環(huán)境的相對穩(wěn)定一、細(xì)胞膜的功能2、控制物質(zhì)進(jìn)出細(xì)胞控制作用是相對的不需要或?qū)?xì)胞有害的物質(zhì)需要的營養(yǎng)物質(zhì)廢物抗體、激素等釋放到細(xì)胞外發(fā)揮作用的物質(zhì)演示有些病毒、病菌一、細(xì)胞膜的功能3、進(jìn)行細(xì)胞間的信息交流間接交流直接交流通道交流當(dāng)你沒交作業(yè)，老師怎么催你交？一、細(xì)胞膜的功能3、進(jìn)行細(xì)胞間的信息交流（1）通過細(xì)胞分泌化學(xué)物質(zhì)間接傳遞信息。內(nèi)分泌細(xì)胞靶細(xì)胞激素受體受體化學(xué)本質(zhì)：糖蛋白作用：激素等化學(xué)物質(zhì)的信號接受特點：專一性（一種受體只能識別一種或者一類物質(zhì)）內(nèi)分泌細(xì)胞的激素（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。一、細(xì)胞膜的功能3、進(jìn)行細(xì)胞間的信息交流（2）通過相鄰細(xì)胞的細(xì)胞膜直接接觸傳遞信息發(fā)出信號的細(xì)胞靶細(xì)胞與膜結(jié)合的信號分子相鄰兩個細(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。精子和卵細(xì)胞的識別和結(jié)合一、細(xì)胞膜的功能3、進(jìn)行細(xì)胞間的信息交流（3）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胞間連絲一、細(xì)胞膜的功能[聯(lián)系生活]用涼水洗紅莧菜，水不變紅；煮莧菜湯，湯卻是紅色的，這個現(xiàn)象體現(xiàn)了細(xì)胞膜的什么功能？控制物質(zhì)進(jìn)出細(xì)胞一、細(xì)胞膜的功能將細(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)胞間的信息交流細(xì)胞膜的功能間接交流直接交流通道交流【思考】細(xì)胞膜的功能是由什么決定的？結(jié)構(gòu)→功能二、細(xì)胞膜成分探索我是歐文頓，經(jīng)過上萬次實驗我發(fā)現(xiàn)……細(xì)胞膜非脂溶性物質(zhì)脂溶性物質(zhì)提出假說：膜是由脂質(zhì)組成的資料1：1895年，歐文頓實驗哈哈，熟人，請進(jìn)請進(jìn)哼，不熟，免進(jìn)相似相溶原理資料2：實驗：科學(xué)家將膜從哺乳動物的紅細(xì)胞中分離然后進(jìn)行化學(xué)分析。化學(xué)分析表明：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。二、細(xì)胞膜成分探索親水頭部疏水尾部磷脂的一端為親水的頭，兩個脂肪酸一端為疏水的尾，多個磷脂分子在水中總是自發(fā)地形成雙分子層。磷脂分子模型磷脂分子示意圖無核膜和多種細(xì)胞器膜二、細(xì)胞膜成分探索單層磷脂分子在空氣—水界面上是如何排布的呢？二、細(xì)胞膜成分探索資料3：荷蘭科學(xué)家戈特和格倫德爾從人的紅細(xì)胞中提取脂質(zhì)，鋪成單層分子，發(fā)現(xiàn)面積是紅細(xì)胞表面積S的2倍細(xì)胞膜中的磷脂必然排列為連續(xù)的雙層提出假說：內(nèi)側(cè)外側(cè)細(xì)胞膜水環(huán)境水環(huán)境細(xì)胞膜的內(nèi)外都有水，磷脂分子又該如何排布？二、細(xì)胞膜成分探索連續(xù)兩層排列細(xì)胞膜的內(nèi)外都有水，磷脂分子又該如何排布？二、細(xì)胞膜成分探索資料4：1935年，英國學(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。蛋白質(zhì)會降低表面張力結(jié)論：細(xì)胞膜的組成成分中含

.蛋白質(zhì)二、細(xì)胞膜成分探索資料5不同細(xì)胞的生物膜的化學(xué)組成表生物膜人的CNS髓鞘人的紅細(xì)胞膜大鼠的肝細(xì)胞核膜內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜線粒體外膜線粒體內(nèi)膜蛋白質(zhì)/%204959675276脂類/%794335334824糖類/%少82.9少少少結(jié)論：細(xì)胞膜主要由

和

組成，此外還有少量的

.脂質(zhì)蛋白質(zhì)糖類二、細(xì)胞膜成分探索細(xì)胞膜的主要成分

（約50%）

（約40%）:

（約2%—10%）：形成糖蛋白或糖脂，在細(xì)胞膜的外表面，糖蛋白與細(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。功能越復(fù)雜的細(xì)胞膜，蛋白質(zhì)的_____和______越多.

（主要）

（動物細(xì)胞膜）種類數(shù)量糖類脂質(zhì)蛋白質(zhì)磷脂膽固醇三、細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)探索資料6：羅伯特森在電鏡下看到細(xì)胞膜由“暗—亮—暗”的三層結(jié)構(gòu)構(gòu)成提出假說：生物膜是由“蛋白質(zhì)—脂質(zhì)—蛋白質(zhì)”的三層結(jié)構(gòu)構(gòu)成的靜態(tài)統(tǒng)一結(jié)構(gòu)細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)的電鏡照片注：蛋白質(zhì)的電子密度高，在電鏡下會呈暗色磷脂分子相對來說電子密度低，顯亮色三、細(xì)胞膜成分探索羅伯特森提出的“蛋白質(zhì)-脂質(zhì)-蛋白質(zhì)”三明治模型不能解釋細(xì)胞膜的哪些功能？能解釋蛋白質(zhì)可以幫助物質(zhì)運輸，不能解釋細(xì)胞的細(xì)胞的生長、膜的變形能力等。細(xì)胞膜具有流動性“靜態(tài)結(jié)構(gòu)”細(xì)胞的生長與分裂白細(xì)胞追殺細(xì)菌變形蟲的變形運動三、細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)探索資料7：人鼠細(xì)胞融合實驗過程圖小鼠細(xì)胞人細(xì)胞細(xì)胞融合40min37℃雜交細(xì)胞紅色熒光染料標(biāo)記的膜蛋白綠色熒光染料標(biāo)記的膜蛋白結(jié)論：構(gòu)成細(xì)胞膜的蛋白質(zhì)具有，從而證明了細(xì)胞膜的流動性。流動性方法：熒光標(biāo)記法標(biāo)記位置：膜蛋白三、細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)探索資料9：20世紀(jì)60年代，科學(xué)家用掃描電鏡技術(shù)和冰凍蝕刻技術(shù)揭示了細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)中蛋白顆粒在磷脂雙分子層中的位置結(jié)論：生物膜中的蛋白質(zhì)

、

、

于磷脂雙分子層鑲在嵌入貫穿四、流動鑲嵌模型的基本內(nèi)容1972年，辛格和尼科爾森在新的觀察和實驗證據(jù)的基礎(chǔ)上，提出了細(xì)胞膜的流動鑲嵌模型，被多數(shù)人認(rèn)同。磷脂雙分子層磷脂分子蛋白質(zhì)分子糖蛋白糖脂必考多糖四、流動鑲嵌模型的基本內(nèi)容成分基本支架蛋白質(zhì)排布方式多糖結(jié)構(gòu)特點功能特點脂質(zhì)、蛋白質(zhì)、少量糖類磷脂雙分子層（屏障作用）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，有的貫穿整個磷脂雙分子層形成糖蛋白或糖脂，僅位于膜外側(cè)具有一定的流動性（磷脂側(cè)向移動，大部分蛋白能運動）選擇透過性細(xì)胞膜的不對稱性四、流動鑲嵌模型的基本內(nèi)容糖被：細(xì)胞表面的識別、細(xì)胞間的信息傳遞等磷脂雙分子層判斷細(xì)胞膜內(nèi)外側(cè)的方法：外側(cè)：糖蛋白的一側(cè)（賣糖葫蘆）內(nèi)側(cè)：沒有糖蛋白的一側(cè)五、拓展1、科學(xué)方法：提出假說P44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。科學(xué)家首先根據(jù)已有的知識和信息提出解釋某一生物學(xué)問題的一種假說，再用進(jìn)一步的觀察與實驗對已建立的假說進(jìn)行修正和補(bǔ)充。一種假說最終被接受被否定，取決于它是否能與以后不斷得到的觀察和試驗結(jié)果相吻合。六、總結(jié)練一練1、判斷題①構(gòu)成細(xì)胞膜的磷脂分子具有流動性，而蛋白質(zhì)是固定不動的。()②向細(xì)胞內(nèi)注射物質(zhì)后，細(xì)胞膜上會留下一個空洞。()③細(xì)胞的生長現(xiàn)象不支持細(xì)胞膜的靜態(tài)結(jié)構(gòu)模型。()④構(gòu)成細(xì)胞膜的脂質(zhì)主要是磷脂、脂肪、膽固醇(

)⑤羅伯特森在高倍顯微鏡下看到了細(xì)胞膜清晰的暗—亮—