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

細胞膜的結(jié)構(gòu)和功能國家的邊界：邊防線人體的邊界：皮膚與黏膜細胞的邊界：細胞膜細胞膜作為系統(tǒng)的邊界，它在細胞的生命活動中起什么作用呢？科學家用顯微注射器將一種叫做伊紅的物質(zhì)注入變形蟲體內(nèi)，伊紅很快擴散到整個細胞，卻不能逸出細胞。伊紅充滿細胞卻不能溢出細胞，說明了什么呢？細胞膜將細胞與外界分隔開，導致伊紅不能逸出細胞。功能1：將細胞與外界環(huán)境分隔開細胞膜的功能細胞膜的功能細胞膜的出現(xiàn)是生命起源過程中至關(guān)重要的階段產(chǎn)生了原始的細胞，并形成了相對穩(wěn)定的環(huán)境細胞膜的功能細胞需要的營養(yǎng)物質(zhì)可以從外界進入細胞；細胞不需要的物質(zhì)、有害物質(zhì)

不容易進入細胞；抗體、激素等物質(zhì)在細胞內(nèi)合成后，分泌到細胞外；細胞產(chǎn)生的廢物也要排到細胞外；細胞有用的成分不會輕易流失到細胞外。功能2：細胞膜可以控制物質(zhì)進出細胞選擇透過性小分子無機鹽、氨基酸、葡萄糖細胞膜的功能環(huán)境中的有害物質(zhì)、病毒、病菌也可能進入細胞中，使生物體患病。細胞膜的控制作用是相對的細胞膜的功能相鄰兩個細胞的細胞膜接觸，信息從一個細胞傳遞給另一個細胞。例如，精子和卵細胞之間的識別與結(jié)合。通過細胞直接接觸傳遞信息功能3：進行細胞間的信息交流。細胞膜的功能內(nèi)分泌細胞分泌的激素（如胰島素），隨血液到達全身各處，與靶細胞的細胞膜表面的受體結(jié)合，將信息傳遞給靶細胞。通過細胞分泌化學物質(zhì)間接傳遞信息大家觀察下面的圖片，我們可以把圖中哪些物質(zhì)比作發(fā)信人、信件、郵差、收信人呢？細胞膜的功能相鄰兩個細胞之間形成通道，攜帶信息的物質(zhì)通過通道進入另一個細胞。例如，高等植物之間通過胞間連絲相互連接，也有信息交流的作用。通過細胞間的通道傳遞信息。細胞膜的功能

練一練鑒別動物細胞是否死亡常用臺盼藍染液。用它染色時，死細胞也會被染成藍色，而活細胞不會著色。那么為什么活細胞不能被染色，而死細胞能被染色？答：正常的活細胞，細胞膜結(jié)構(gòu)完整，具有控制物質(zhì)進出的功能，臺盼藍不是細胞需要的物質(zhì)，細胞能夠阻止臺盼藍進入細胞；而喪失活性的細胞，細胞膜的通透性增加，控制物質(zhì)進出細胞的功能喪失，可被臺盼藍染成藍色。細胞膜的功能

練一練植物細胞的邊界是細胞壁還是細胞膜呢？答：植物細胞的邊界也是細胞膜，不是細胞壁，因為細胞壁是全透性的。1.將細胞與外界環(huán)境分隔開2.控制物質(zhì)進出細胞----選擇透過性3.進行細胞間的信息交流物質(zhì)傳遞接觸傳遞通道傳遞細胞膜的功能普遍性相對性（探索一）時間：19世紀末1895年

人物：歐文頓（E.Overton）

實驗：用500多種物質(zhì)對植物細胞進行上萬次的通透性實驗

●●細胞膜●●●●●●溶于脂質(zhì)的物質(zhì)●●不溶于脂質(zhì)的物質(zhì)發(fā)現(xiàn)：溶于脂質(zhì)的物質(zhì)更容易通過細胞膜，不溶于脂質(zhì)的物質(zhì)不容易穿過細胞膜。提出假說：細胞膜是由脂質(zhì)組成的1895一、對生物膜成分的探索哺乳動物的成熟紅細胞

苔蘚植物細胞

青蛙的體細胞沒有核和眾多的細胞器有細胞核細胞器和細胞壁有細胞核和眾多的細胞器選擇合適的材料制備純凈的細胞膜：（探索二）實驗：科學家將膜從哺乳動物的成熟紅細胞中分離然后進行化學分析?；瘜W分析表明：組成細胞膜的脂質(zhì)有磷脂和膽固醇，其中磷脂含量最多。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。磷脂分子結(jié)構(gòu)式磷脂分子模型磷脂分子示意圖

（探索三）

時間：1925年

人物：荷蘭科學家戈特和格倫德爾

實驗：從細胞膜中提取脂質(zhì)，鋪成單層分子，發(fā)現(xiàn)面積是細胞膜的2倍細胞膜中的磷脂是雙層的水空氣提出假說：1.根據(jù)磷脂分子的特點解釋，為什么磷脂在空氣一水界面上鋪展成單分子層?磷脂分子的“頭部”親水,尾部疏水,所以在水一空氣的界面上磷脂分子是“頭部”向下與水面接觸,“尾部”則朝向空氣的一面。推測：磷脂分子在水-空氣界面是如何排布的？18951925細胞膜的兩側(cè)都有水環(huán)境存在，同學們嘗試著大膽的推測和想象一下在這樣的環(huán)境中，磷脂分子在細胞膜中可能是怎樣排布的呢？水水A水水B水水C親水的“頭部”與水接觸，疏水的“尾巴”遠離水因此丹尼利和戴維森推測細胞膜除含脂質(zhì)分子外，可能還附有蛋白質(zhì)。（探索四）1935年，英國學者丹尼利(.fDanielli)和戴維森(H.Davson)研究了細胞膜的張力。他們發(fā)現(xiàn)細胞的表面張力明顯低于油一水界面的表面張力。細胞需要的一些極性分子和離子可以快速通過細胞膜（脂質(zhì)不允許極性分子和離子快速通過）。由于人們已發(fā)現(xiàn)了油脂滴表面如果吸附有蛋白質(zhì)成分則表面張力會降低。到了20世紀30年代，科學家已經(jīng)確定細胞膜中存在蛋白質(zhì)。189519251935細胞膜的化學成分成分所占比例在細胞膜構(gòu)成中的作用脂質(zhì)約50%脂質(zhì)中的磷脂是構(gòu)成細胞膜的重要成分，此外還有少量的膽固醇蛋白質(zhì)約40%蛋白質(zhì)在細胞膜行使功能時起重要作用，因此功能越復(fù)雜的細胞膜，蛋白質(zhì)的種類和數(shù)量越多糖類2~10%糖類與蛋白質(zhì)或脂質(zhì)分子結(jié)合形成糖蛋白或糖脂，分布在細胞膜的外表面，糖蛋白具有保護、潤滑和細胞識別的作用時間：1959年人物：羅伯特森發(fā)現(xiàn)：在電鏡下看到了細胞膜清晰的暗—亮—暗的三層結(jié)構(gòu)。細胞膜結(jié)構(gòu)的電鏡照片提出假說：所有的細胞膜都由蛋白質(zhì)—脂質(zhì)—蛋白質(zhì)三層結(jié)構(gòu)構(gòu)成，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，我們稱之為“三明治模型”。他把細胞膜描述為靜態(tài)的統(tǒng)一結(jié)構(gòu)。二、對細胞膜結(jié)構(gòu)的探索同學們支持這一生物模型嗎？1895192519351959時間：20世紀60年代以后質(zhì)疑：科學家對細胞膜是靜態(tài)的觀點提出質(zhì)疑：如果是這樣，細胞膜的復(fù)雜功能將難以實現(xiàn)，就連細胞的生長、變形蟲的運動這樣的現(xiàn)象都難以解釋。變形蟲的運動細胞的生長對模型的修正新發(fā)現(xiàn)：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。

冰凍蝕刻技術(shù)研究細胞膜結(jié)構(gòu)時間：1970年實驗：人——鼠細胞熒光標記融合實驗證據(jù)表明：細胞膜具有流動性細胞融合37℃40min正在融合的細胞紅色熒光染料標記膜蛋白綠色熒光染料標記膜蛋白人細胞小鼠細胞又有其他實驗表明，細胞膜上的磷脂分子也是流動的，它可以左右移動，上下移動，180°旋轉(zhuǎn)，甚至上層的磷脂分子可以翻轉(zhuǎn)到下層去。這些都表明了細胞膜是有流動性的。18951925193519591970融合細胞熒光均勻分布時間：1972年人物：辛格和尼科爾森提出：流動鑲嵌模型①膜的組成成分有哪些？②膜的基本支架是什么？③蛋白質(zhì)分子在磷脂雙分子層上是如何排布的？④膜的結(jié)構(gòu)特點和功能特點有哪些？思考189519251935195919701972①膜的組成成分有哪些？②膜的基本支架是什么？③蛋白質(zhì)分子在磷脂雙分子層上是如何排布的？④膜的結(jié)構(gòu)特點和功能特點有哪些？思考189519251935195919701972①蛋白質(zhì)和脂質(zhì)組成（還有少量糖類）。②磷脂雙分子層。③有的表面鑲嵌，有的部分嵌插，有的貫穿。④結(jié)構(gòu)特點：流動性。功能特點：選擇透過性?？偨Y(jié)歐文頓細胞膜是由脂質(zhì)組成的18