3.1細胞膜的結構和功能課件高一上學期生物人教版必修12

水（70%~90%）蛋白質(zhì)（7%~10%）糖類和核酸（1%~1.5%）脂質(zhì)（1%~2%）組成細胞的主要化合物及相對含量無機鹽（1%~1.5%）將組成細胞的物質(zhì)等比例放入燒杯，能不能完成各項生命活動？不能。組成細胞的物質(zhì)必須有序地組織成細胞的結構，才能成為一個基本的生命系統(tǒng)。我確信哪怕一個最簡單的細胞，也比迄今為止設計出的任何智能電腦更精巧?！灾泻驮菏考毎幕窘Y構是怎樣的呢？細胞的各種結構又是怎樣協(xié)調(diào)配合，共同完成生命活動呢？細胞的基本結構第3章材料用具：莧菜、冷水、開水、燒杯、玻璃棒實驗步驟：①②取2只燒杯，編號A、B，向兩只燒杯中各加入15片紅色莧菜葉。小實驗：觀察莧菜在冷水和開水中的變化向A、B燒杯中分別加入200mL的冷水和開水，用玻璃棒攪拌，觀察現(xiàn)象。B(開水)組A(冷水)組為什么冷水浸泡莧菜，水的顏色不變，而開水浸泡莧菜，水變紅？思考：活細胞的細胞膜具有控制物質(zhì)進出細胞的功能。沸水破壞了紅莧菜細胞的細胞膜，使其失去了控制物質(zhì)進出的功能，則細胞內(nèi)的色素釋放到細胞外進入燒杯中的水中。第1節(jié)細胞膜的結構和功能本節(jié)聚焦細胞膜有哪些主要功能？流動鑲嵌模型的基本內(nèi)容是什么？你對科學的過程和方法有哪些領悟？本節(jié)目標對細胞膜結構的探索細胞膜的功能0102對細胞膜成分的探索03流動鑲嵌模型的基本內(nèi)容04國家的邊界：邊防線等人體的邊界：皮膚和黏膜一個系統(tǒng)總有它的邊界細胞作為一個基本的生命系統(tǒng)，它的邊界是什么？細胞膜，也叫質(zhì)膜。細胞膜作為細胞的邊界，它在細胞的生命活動中起什么作用？01細胞膜的功能請閱讀課本P40-41并思考：1.細胞膜有哪些功能？2.細胞間的信息交流有幾種方式？一、細胞膜的功能1.將細胞與外界環(huán)境分隔開推測的原始海洋景觀圖細胞膜保障了細胞__________的相對穩(wěn)定。內(nèi)部環(huán)境使細胞成為___________的系統(tǒng)。相對獨立一、細胞膜的功能一、細胞膜的功能2.控制物質(zhì)進出細胞相對性營養(yǎng)物質(zhì)細胞不需要的物質(zhì)細胞分泌物(抗體和激素）代謝廢物有用成分環(huán)境中的有害物質(zhì)可能進入；病毒、病菌的侵入，使生物體患病。不可出可進可出不易進選擇通過性問題探討

鑒別動物細胞是否死亡常用臺盼藍染液。用它染色時，死細胞會被染成藍色，而活細胞不會著色。1.為什么活細胞不能被染色，而死細胞能被染色？活細胞的細胞膜具有選擇透過性，染料臺盼藍是細胞不需要的物質(zhì)，不易通過細胞膜，因此活細胞不被染色。死細胞的細胞膜失去控制物質(zhì)進出細胞的功能，臺盼藍能通過細胞膜進入細胞，死細胞能被染成藍色。2.據(jù)此推測，細胞膜作為系統(tǒng)的邊界，應該具有什么功能？細胞膜作為細胞的邊界，具有控制物質(zhì)進出的功能。細胞質(zhì)纖毛細胞膜細胞壁鞭毛核糖體擬核思考：細胞的邊界為什么是細胞膜而不是最外層的細胞壁？細胞壁主要對細胞起支持和保護作用，具有全透性，并不能控制物質(zhì)進出細胞,所以不是細胞的邊界。青蛙會排出精子和卵細胞在水中受精形成受精卵，當青蛙的卵細胞遇上魚類的精細胞還會發(fā)生受精作用嗎？3、進行細胞間的信息交流一、細胞膜的功能當然不會。在細胞膜上有一種叫糖蛋白的物質(zhì)，與細胞表面的識別、細胞間的信息傳遞等功能密切相關。只有同種精細胞和卵細胞才能相互識別和結合，完成受精作用。靶細胞發(fā)出信號的細胞與膜結合的信號分子膜上接受信號分子的受體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和結合。演示強調(diào)：只有同種生物的精子和卵細胞能夠識別和結合。（1）直接交流：細胞膜的接觸細胞間的信息交流方式激素血液靶細胞內(nèi)分泌細胞受體：蛋白質(zhì)（2）間接交流：細胞分泌的化學物質(zhì)（如激素），隨血液到達全身各處，與靶細胞的細胞膜表面的受體結合，將信息傳遞給靶細胞。細胞間的信息交流方式胞間連絲（3）相鄰兩細胞之間形成通道，來傳遞信息。植物細胞通過胞間連絲相互連接（交換物質(zhì)，交流信息）。細胞間的信息交流方式思考：細胞間的信息交流都依賴于受體嗎？

不一定需要受體，如高等植物細胞之間的胞間連絲。細胞膜的功能1.將細胞與外界環(huán)境分隔開2.控制物質(zhì)進出細胞3.進行細胞間的信息交流間接交流直接交流通道交流課堂小結受體(1)細胞膜是細胞的一道屏障，只有細胞需要的物質(zhì)才能進入細胞，而對細胞有害的物質(zhì)則不能進入(

)(2)植物細胞之間的胞間連絲具有物質(zhì)運輸?shù)淖饔?

)(3)細胞膜上的受體是細胞間信息交流所必需的結構(

)×√×1.辨析易錯易混隨堂鞏固2、將小麥種子浸泡在紅墨水中10分鐘后，取出剖開，發(fā)現(xiàn)胚為白色，胚乳為紅色，這說明（

）

A．胚成活，胚乳已死亡

B．胚已死亡，胚乳成活

C．胚和胚乳均成活

D．胚和胚乳均死亡A隨堂鞏固3.下列不屬于細胞間信息交流方式的有（）A.精子和卵細胞相互接觸完成受精作用B.內(nèi)分泌細胞分泌的激素經(jīng)血液運輸并作用于組織細胞C.細胞膜將細胞與外界環(huán)境分隔開D.植物細胞間有胞間連絲，是植物細胞進行信息交流的方式C隨堂鞏固02對細胞膜成分的探索二.對細胞膜成分的探索

閱讀教材42-43頁第一段關于“對細胞膜成分的探索”相關內(nèi)容，請思考：1、歐文頓通過實驗，對細胞膜的組成成分作出怎樣的推測？2、制備細胞膜選擇什么材料？原因是什么？3、磷脂分子有什么特點？磷脂分子在細胞膜中如何分布？4、細胞膜的化學成分有哪些？如何鑒定？二、對細胞膜成分的探索細胞膜是由脂質(zhì)組成的【資料1】歐文頓用500多種物質(zhì)對植物細胞的通透性進行了上萬次實驗。歐文頓對細胞膜的組成成分作出怎樣的推測？植物細胞膜易溶于脂質(zhì)的物質(zhì)不易溶于脂質(zhì)的物質(zhì)實驗結果：相似相溶最初對細胞膜成分的認識，是通過對現(xiàn)象的推理分析，還是通過對膜成分的提取與檢測？二、對細胞膜成分的探索最初對細胞膜成分的認識，是通過對現(xiàn)象的推理分析得出的一種假說。（歐文頓的穿模實驗）【資料2】科學家利用哺乳動物成熟紅細胞作為實驗材料，制備出純凈的細胞膜，并對細胞膜的成分進行分析。為什么選擇哺乳動物成熟紅細胞來制備細胞膜？①無細胞壁，細胞容易吸水漲破；②無細胞核和眾多的細胞器，易制得純凈的細胞膜。二、對細胞膜成分的探索科學家利用制備的細胞膜進行成分分析的結果是什么？細胞膜中的脂質(zhì)有磷脂和膽固醇，磷脂含量最多。頭部(親水)尾部(疏水)磷酸甘油脂肪酸結構圖模型示意圖磷脂分子的結構特點:【資料3】1917年，朗繆爾把溶有膜脂的揮發(fā)性溶劑傾倒在水面，溶劑揮發(fā)掉，而脂類分子可以在水面上鋪開成一層。二、對細胞膜成分的探索磷脂分子在水-空氣界面的分布根據(jù)磷脂分子的特點，推測出磷脂在水-空氣界面上的排布方式。水空氣水空氣水空氣水空氣DCAB單層脂質(zhì)分子面積2×紅細胞表面積空氣—水界面磷脂分子排列為單層細胞膜中磷脂分子排列為雙層【資料4】1925年，戈特和格倫德爾用丙酮從人的紅細胞提取脂質(zhì),測得紅細胞中脂質(zhì)鋪成單分子層后，面積恰為紅細胞表面積的2倍。二、對細胞膜成分的探索磷脂分子形成兩層分子。親水頭部分別在兩側朝向外部的水溶液。疏水尾部相對排列在內(nèi)部。細胞膜的兩側都有水存在，試畫出兩層磷脂分子在細胞膜中可能是怎樣排布的呢？磷脂分子在細胞膜中的分布水水不是,大大超過2倍，因為肝細胞具有細胞膜、細胞核和多種具膜的細胞器。思考將人的肝細胞中的磷脂全部提取出來，鋪成單分子層，其面積是肝細胞表面積的2倍嗎？為什么？二、對細胞膜成分的探索【資料5】1935年，英國學者丹尼利(J.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—水界面的表面張力。二、對細胞膜成分的探索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)。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。成分紅細胞膜肝細胞膜心肌細胞膜磷脂55%40%24%蛋白質(zhì)約40%約59%75%糖類5%微量微量【資料6】科學家陸續(xù)測定了不同細胞的細胞膜的成分及含量仔細比較上面表格中不同細胞膜的成分，能說明什么問題？細胞膜中，除了磷脂還含有蛋白質(zhì),還含有少量的糖類。二、對細胞膜成分的探索__________（約50%）__________（約40%）主要成分____________（約2%~10%）________（主要）_________（主要是動物細胞膜具有）脂質(zhì)蛋白質(zhì)糖類磷脂膽固醇蛋白質(zhì)的_______與________決定細胞膜功能的復雜程度。種類數(shù)量細胞膜成分的小結：功能越復雜的細胞膜，蛋白質(zhì)的種類和數(shù)量越多。與生活中的聯(lián)系：癌癥——21世紀的“第一殺手”細胞膜的組分并不是不可變的，如細胞癌變過程中，細胞膜組分發(fā)生變化，糖蛋白含量下降，產(chǎn)生甲胎蛋白(AFP)、癌胚抗原(CEA)等物質(zhì)。脂質(zhì)和蛋白質(zhì)等成分如何組成細胞膜的呢？03細胞膜結構的探索三.細胞膜結構的探索

閱讀教材43-44頁相關內(nèi)容，思考以下問題：1、羅伯特森提出了細胞模型的假說內(nèi)容是什么？2、細胞膜是靜態(tài)的觀點不能解釋哪些現(xiàn)象？3、1970年，科學家做的熒光標記的小鼠細胞和人細胞

融合實驗說明細胞膜具有什么特點？觀察到：細胞膜清晰的暗—亮—暗的三層結構提出模型：所有細胞膜都由蛋白質(zhì)—脂質(zhì)—蛋白質(zhì)三層統(tǒng)一的靜態(tài)結構構成?！举Y料7】1959年羅伯特森在電鏡下觀察到了細胞膜的清晰的暗—亮—暗的三層結構。三.細胞膜結構的探索

蛋白質(zhì)電子密度高顯黑色發(fā)暗，磷脂分子的電子密度低發(fā)亮。變形蟲攝食纖毛蟲

20世紀60年代后，人們提出質(zhì)疑：如果細胞膜是靜態(tài)的，無法實現(xiàn)細胞膜的功能，也無法解釋細胞的生長、變形蟲的變形運動等現(xiàn)象細胞分裂（熒光標記技術）融合細胞細胞融合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這一實驗以及相關的其他實驗證據(jù)表明，細胞膜具有流動性。實驗結論：細胞膜上的蛋白質(zhì)分子是可以運動的。三.細胞膜結構的探索

【資料8】1970年，熒光標記的小鼠細胞和人細胞融合實驗【資料9】1972年辛格（S.J.Singer）和尼科爾森（G.Nicolson）總結提出了新的生物膜模型———流動鑲嵌模型，為多數(shù)人所接受。三.細胞膜結構的探索

實驗、推理和想象提出假說實驗驗證建構模型修正模型

最初依據(jù)實驗現(xiàn)象和已有的知識和信息，提出解釋某一生物學問題的一種假說，再用進一步的觀察與實驗對已建立的假說進行修正和補充。一種假說最終被接收或被否定，取決于它是否能與以后不斷得到的觀察和實驗結果相吻合?？茖W方法提出假說04流動鑲嵌模型的基本內(nèi)容閱讀教材P44—P45關于流動鑲嵌模型的基本內(nèi)容，回答下列問題：1.細胞膜主要是由什么構成的？

2.細胞膜的基本支架是什么？

3.蛋白質(zhì)在細胞膜上如何分布？4.細胞膜具有流動性的原因是什么？5.什么叫糖蛋白？有什么功能？四、流動鑲嵌模型的基本內(nèi)容2.磷脂雙分子層是膜的基本支架，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，因此具有屏障作用。四、流動鑲嵌模型的基本內(nèi)容1.細胞膜主要是由磷脂分子和蛋白質(zhì)分子構成的。磷脂分子磷脂雙分子層蛋白質(zhì)分子糖蛋白糖脂糖被3.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。這些蛋白質(zhì)分子在物質(zhì)運輸?shù)确矫婢哂兄匾饔?。四、流動鑲嵌模型的基本?nèi)容磷脂分子磷脂雙分子層蛋白質(zhì)分子糖蛋白糖脂糖被4.細胞膜的外表面還有糖類分子，和蛋白質(zhì)分子結合形成糖蛋白，或與脂質(zhì)結合形成糖脂，這些糖類分子叫作糖被。糖被與細胞表面的識別、細胞間的信息傳遞等功能有密切關系。磷脂分子磷脂雙分子層蛋白質(zhì)分子糖蛋白糖脂糖被四、流動鑲嵌模型的基本內(nèi)容細胞膜的結構特點------具有一定的流動性構（1）原因：構成膜的磷脂分子可以側向自由移動，膜中的蛋白質(zhì)大多也能運動。（2）意義：細胞膜的流動性對于細胞完成物質(zhì)運輸、生長、分裂、運動等功能都是非常重要的。細胞膜的結構特點------具有一定的流動性（3）膜的流動性主要受溫度影響，一定溫度范圍內(nèi)，溫度越高，流動性越強。但超過一定范圍，膜結構會被破壞。細胞膜的結構特點------具有一定的流動性磷脂分子磷脂雙分子層蛋白質(zhì)分子糖蛋白糖脂糖被（4）實例：人和小鼠細胞融合實驗、變形蟲的運動、白細胞吞噬病菌等。白細胞吞噬細菌細胞膜的結構特點------具有一定的流動性既然膜內(nèi)部分是疏水的，水分子為什么能跨膜運輸呢？一是因為水分子極小，可以通過由于磷脂分子運動而產(chǎn)生的間隙;二是因為膜上存在水通道蛋白，水分子可以通過通道蛋白通過膜。思考（P45)

細胞膜的功能特性——選擇透過性構成（1）結構基礎：膜上具有轉(zhuǎn)運蛋白（2）意義：控制物質(zhì)進出細胞1.判斷正誤，正確的畫“√”，錯誤的畫“×”。(1)同一生物體的細胞膜中蛋白質(zhì)的種類和數(shù)量相同。(

)(2)在組成細胞膜的脂質(zhì)中，膽固醇最豐富。(

)(3)細胞膜的成分是恒定不變的。(

)(4)熒光染料標記人鼠細胞融合實驗說明細胞膜具有流動性。(

)(5）功能越復雜的細胞膜,蛋白質(zhì)的種類和數(shù)量相對越多。(

)×××√√隨堂鞏固2、在組成細胞膜的脂質(zhì)中，最豐富的是（

）A、脂肪

B、固醇

C、磷脂

D、維生素DC隨堂鞏固3、細胞膜的成分中起支架作用和細胞識別作用的物質(zhì)分別是（

）A．淀粉和纖維素

B．纖維素和果膠C．磷脂和糖被

D．蛋白質(zhì)和磷脂C4、上圖是細胞膜的結構模型示意圖，①表示是

，是細胞膜的

。②表示

，細胞膜上的這種物質(zhì)種類和數(shù)量越多，說明其功能越

。③表示

，由

構成，與細胞識別等功能有關。磷脂雙分子層基本支架蛋白質(zhì)分子復雜糖蛋白蛋白質(zhì)和糖類隨堂鞏固細胞膜（質(zhì)膜）流動鑲嵌結構模型將細胞和外界環(huán)境分開控制物質(zhì)進出細胞進行細胞間的信息交流磷脂雙分子層構成膜的基本支架蛋白質(zhì)鑲嵌在磷脂雙分子層上構成膜的磷脂分子和大多數(shù)蛋白質(zhì)分子可以運動磷脂蛋白質(zhì)糖類功能成分糖被主要內(nèi)容普遍認可的結構模型構成主要和貫穿型蛋白質(zhì)有關課堂小結一、概念檢測1.基于對細胞膜結構和功能的理解，判斷下列相關表述是否正確。(1)構成細胞膜的磷脂分子具有流動性，而蛋白質(zhì)是固定不動的。()(2)細胞膜是細胞的一道屏障，只有細胞需要的物質(zhì)才能進入，而對細胞有害的物質(zhì)則不能進入。()(3)向細胞內(nèi)注射物質(zhì)后，細胞膜上會留下個空洞。()×××練習與應用2.細胞膜的特性和功能是由其結構決定的。下列相關敘述錯誤的是()A.細胞膜的脂質(zhì)結構使溶于脂質(zhì)的物質(zhì)，容易通過細胞膜B.由于磷