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

第三章細(xì)胞的基本結(jié)構(gòu)我確信哪怕一個(gè)最簡(jiǎn)單的細(xì)胞，也比迄今為止設(shè)計(jì)出的任何智能電腦更精巧?！缘灾泻驮菏康戎骶幍摹都?xì)胞生物學(xué)》3.1

細(xì)胞膜的結(jié)構(gòu)和功能學(xué)習(xí)目標(biāo)闡述細(xì)胞膜的功能說(shuō)明細(xì)胞膜的成分（重點(diǎn)）概述流動(dòng)鑲嵌模型的主要內(nèi)容及結(jié)構(gòu)特點(diǎn)（重難點(diǎn)）問題探討鑒別動(dòng)物細(xì)胞是否死亡常用臺(tái)盼藍(lán)染液。用它染色時(shí)，死細(xì)胞會(huì)被染成藍(lán)色，而活細(xì)胞不會(huì)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，染料臺(tái)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。問題探討鑒別動(dòng)物細(xì)胞是否死亡常用臺(tái)盼藍(lán)染液。用它染色時(shí)，死細(xì)胞會(huì)被染成藍(lán)色，而活細(xì)胞不會(huì)著色。討論:2.據(jù)此推測(cè)，細(xì)胞膜作為細(xì)胞的邊界，應(yīng)該具有什么功能?

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。一個(gè)國(guó)家有陸地、海域、領(lǐng)空的邊界；使人體內(nèi)部與外界分隔的皮膚和黏膜，是人體的邊界。系統(tǒng)的邊界對(duì)系統(tǒng)的穩(wěn)定至關(guān)重要。細(xì)胞作為一個(gè)基本的生命系統(tǒng)，它的邊界就是細(xì)胞膜，也叫（質(zhì)膜）。細(xì)胞膜細(xì)胞質(zhì)細(xì)胞核功能1：將細(xì)胞與外界環(huán)境分隔開細(xì)胞膜的功能細(xì)胞膜的控制作用是相對(duì)的細(xì)胞膜細(xì)胞外細(xì)胞內(nèi)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)細(xì)胞內(nèi)核酸對(duì)細(xì)胞有害物質(zhì)病毒、病菌抗體、激素、代謝廢物例如：有些病毒、細(xì)菌也能侵入細(xì)胞，使生物體患病。細(xì)胞膜可以保護(hù)我們完全免受外界干擾嗎？細(xì)胞膜的功能功能2：控制物質(zhì)進(jìn)出細(xì)胞細(xì)胞膜的功能功能3：進(jìn)行細(xì)胞間的信息交流類型1：化學(xué)物質(zhì)（間接交流）：信息分子通過體液運(yùn)輸，與靶細(xì)胞膜表面受體結(jié)合，從而傳遞信息實(shí)例：激素隨血液將信息傳遞給靶細(xì)胞細(xì)胞膜的功能功能3：進(jìn)行細(xì)胞間的信息交流類型2：直接交流：兩動(dòng)物細(xì)胞膜直接接觸完成細(xì)胞間的信息交流實(shí)例：精子與卵細(xì)胞間、靶細(xì)胞與效應(yīng)T細(xì)胞間細(xì)胞膜的功能功能3：進(jìn)行細(xì)胞間的信息交流類型3：胞間連絲：信息分子通過相鄰兩個(gè)細(xì)胞之間形成的通道傳遞信息實(shí)例：植物細(xì)胞的胞間連絲特別提醒：1.該方式中沒有受體參與2.通道具有信息交流功能的同時(shí)還有物質(zhì)運(yùn)輸?shù)墓δ芗?xì)胞膜的功能(1)將細(xì)胞與外界環(huán)境分隔開

保障了細(xì)胞內(nèi)部環(huán)境的相對(duì)穩(wěn)定。

(2)控制物質(zhì)進(jìn)出細(xì)胞

細(xì)胞膜的控制作用是相對(duì)的(3)進(jìn)行細(xì)胞間的信息交流

細(xì)胞間信息交流的方式多種多樣細(xì)胞膜的功能是由它的成分和結(jié)構(gòu)決定的。結(jié)構(gòu)和功能相適應(yīng)細(xì)胞膜非常的薄，即使在高倍鏡下都很難看清它的真面目，人們對(duì)細(xì)胞膜化學(xué)成分與結(jié)構(gòu)的認(rèn)識(shí)經(jīng)歷了哪些歷程呢？探索歷史1895年歐文頓：膜是由脂質(zhì)組成的。資料1：1895年，歐文頓（E.Overton）用500多種化學(xué)物質(zhì)對(duì)植物細(xì)胞的通透性進(jìn)行上萬(wàn)次實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)細(xì)胞膜對(duì)不同物質(zhì)的通透性不一樣：溶于脂質(zhì)的物質(zhì)，容易穿過細(xì)胞膜；不易溶于脂質(zhì)的物質(zhì)，不容易穿過細(xì)胞膜。假如你是科學(xué)家，如何分析細(xì)胞膜的成分呢？你認(rèn)為細(xì)胞膜中含有什么物質(zhì)能夠允許脂溶性物質(zhì)透過？這樣的判斷是推理還是結(jié)論？如何獲得結(jié)論？探索歷史1895年歐文頓：膜是由脂質(zhì)組成的。對(duì)多種細(xì)胞膜進(jìn)行分離和化學(xué)分析資料2：20世紀(jì)初，科學(xué)家第一次利用哺乳動(dòng)物紅細(xì)胞，制備出純凈的細(xì)胞膜，并進(jìn)行化學(xué)分析，得知組成細(xì)胞膜的脂質(zhì)有磷脂和膽固醇，其中磷脂含量最多。思考：為什么最終選擇哺乳動(dòng)物和人的紅細(xì)胞提取細(xì)胞膜？答：哺乳動(dòng)物成熟的紅細(xì)胞沒有細(xì)胞核以及各種具膜的細(xì)胞器細(xì)胞膜中的磷脂分子如何排列？在空氣—水界面如何排列？探索歷史1895年歐文頓：膜是由脂質(zhì)組成的。對(duì)多種細(xì)胞膜進(jìn)行提純和化學(xué)分析1925年戈特和格倫德爾：膜中的磷脂分子必然排列為連續(xù)的兩層。資料3：1925年，兩位荷蘭科學(xué)家戈特（E.Gorter）和格倫德爾（F.Grendel）用丙醇從人的紅細(xì)胞中提取脂質(zhì)，在空氣—水界面上鋪展成單分子層，測(cè)得單層分子的面積恰為紅細(xì)胞表面積的2倍。由此推斷出：細(xì)胞膜中的磷脂分子必然排列為連續(xù)的兩層。磷脂分子結(jié)構(gòu)式親水頭部疏水尾部想一想：2、細(xì)胞膜的兩側(cè)都有水存在，兩層磷脂分子在細(xì)胞膜中可能是怎樣排布的呢？1、單層磷脂分子在水面如何排列？親水的“頭部”與水接觸，疏水的“尾巴”遠(yuǎn)離水空氣探索歷史1895年歐文頓：膜是由脂質(zhì)組成的。對(duì)多種細(xì)胞膜進(jìn)行提純和化學(xué)分析1925年戈特和格倫德爾：膜中的磷脂分子必然排列為連續(xù)的兩層。1935年丹尼利和戴維森：除含脂質(zhì)分子外，可能還附著蛋白質(zhì)。資料4：1935年，英國(guó)學(xué)者丹尼利（J.F.Danieli）和戴維森（H.Davson）研究了細(xì)胞膜的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)了油脂滴表面如果附著蛋白質(zhì)成分則表面張力會(huì)降低。因此丹尼利和戴維森推測(cè)細(xì)胞膜除含脂質(zhì)分子外，可能還附著______。蛋白質(zhì)功能越復(fù)雜的細(xì)胞膜，蛋白質(zhì)的種類與數(shù)量就越多；蛋白質(zhì)種類與數(shù)量越多，說(shuō)明該細(xì)胞膜功能越復(fù)雜。二、細(xì)胞膜的成分脂質(zhì)50%蛋白質(zhì)40%糖類2%-10%脂質(zhì)主要是磷脂和膽固醇（動(dòng)物細(xì)胞），其中磷脂的含量最為豐富。>蛋白質(zhì)功能主要由蛋白質(zhì)來(lái)承擔(dān)。功能越復(fù)雜，蛋白質(zhì)的種類和數(shù)量越多。>糖類糖蛋白和糖脂，具有保護(hù)、潤(rùn)滑和識(shí)別的作用；只分布于細(xì)胞膜外側(cè)>脂質(zhì)和蛋白質(zhì)等成分是如何組成細(xì)胞膜的呢？細(xì)胞膜主要是由脂質(zhì)和蛋白質(zhì)組成，此外，還有少量的糖類探索歷史1895年歐文頓：膜是由脂質(zhì)組成的。1925年戈特和格倫德爾：膜中的磷脂分子必然排列為連續(xù)的兩層。1935年丹尼利和戴維森：除含脂質(zhì)分子外，可能還附著蛋白質(zhì)。1959年羅伯特森：蛋白質(zhì)—脂質(zhì)—蛋白質(zhì)三層結(jié)構(gòu)構(gòu)成。20世紀(jì)40年代，有學(xué)者推測(cè)兩邊各覆蓋著蛋白質(zhì)。資料5：1959年，羅伯特森（J.D.Robertson）在電鏡下看到了細(xì)胞膜清晰的暗—明—暗三層結(jié)構(gòu)，他結(jié)合其他科學(xué)家的工作，大膽提出了細(xì)胞膜模型的假說(shuō)：所有的細(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，電鏡下看到中間的亮層是脂質(zhì)分子，兩邊是蛋白質(zhì)。他把細(xì)胞膜描述為靜態(tài)的統(tǒng)一結(jié)構(gòu)。不少科學(xué)家對(duì)于細(xì)胞膜是靜態(tài)的觀點(diǎn)提出質(zhì)疑靜態(tài)膜不能解釋細(xì)胞的細(xì)胞的生長(zhǎng)、膜的變形能力等。探索歷史1895年歐文頓：膜是由脂質(zhì)組成的。1925年戈特和格倫德爾：膜中的磷脂分子必然排列為連續(xù)的兩層。1935年丹尼利和戴維森：除含脂質(zhì)分子外，可能還附著蛋白質(zhì)。1959年羅伯特森：蛋白質(zhì)—脂質(zhì)—蛋白質(zhì)三層結(jié)構(gòu)構(gòu)成。補(bǔ)充材料：羅伯特森測(cè)定電子顯微鏡拍攝到的細(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“三明治”模型，加上兩側(cè)的蛋白質(zhì)，膜的總厚度應(yīng)當(dāng)超過20nm。探索歷史1895年歐文頓：膜是由脂質(zhì)組成的。1925年戈特和格倫德爾：膜中的磷脂分子必然排列為連續(xù)的兩層。1935年丹尼利和戴維森：除含脂質(zhì)分子外，可能還附著蛋白質(zhì)。1959年羅伯特森：蛋白質(zhì)—脂質(zhì)—蛋白質(zhì)三層結(jié)構(gòu)構(gòu)成。資料6：1970年科學(xué)家用綠色熒光染料標(biāo)記小鼠細(xì)胞表面的蛋白質(zhì)分子，用紅色熒光的染料標(biāo)記人細(xì)胞表面的蛋白質(zhì)分子，將小鼠細(xì)胞和人細(xì)胞融合。這兩種細(xì)胞剛?cè)诤蠒r(shí)，融合細(xì)胞一半發(fā)綠色熒光，另一半發(fā)紅色熒光。在37℃下經(jīng)過40min，兩種顏色的熒光均勻分布。細(xì)胞膜上的蛋白質(zhì)具有流動(dòng)性結(jié)論：熒光標(biāo)記技術(shù)探索歷史1895年歐文頓：膜是由脂質(zhì)組成的。1925年戈特和格倫德爾：膜中的磷脂分子必然排列為連續(xù)的兩層。1935年丹尼利和戴維森：除含脂質(zhì)分子外，可能還附著蛋白質(zhì)。1959年羅伯特森：蛋白質(zhì)—脂質(zhì)—蛋白質(zhì)三層結(jié)構(gòu)構(gòu)成。1972年，辛格和尼科爾森:流動(dòng)鑲嵌模型在新的觀察和實(shí)驗(yàn)證據(jù)的基礎(chǔ)上，又有學(xué)者提出了一些關(guān)于細(xì)胞膜分子的結(jié)構(gòu)模型。其中，1972年，辛格（S.J.Singer）和尼科爾森（G.Nicolson）提出的流動(dòng)鑲嵌模型為大多數(shù)人所接受。流動(dòng)鑲嵌模型的基本內(nèi)容細(xì)胞膜主要是由磷脂分子和蛋白質(zhì)分子構(gòu)成的。01磷脂雙分子層是膜的基本支架，其內(nèi)部是疏水端，水溶性分子或離子不能自由通過，具有屏障作用。02細(xì)胞膜具有流動(dòng)性，主要表現(xiàn)在構(gòu)成膜的磷脂分子可以側(cè)向運(yùn)動(dòng)，膜中的蛋白質(zhì)分子大多也能運(yùn)動(dòng)。細(xì)胞膜的流動(dòng)性有利于完成物質(zhì)運(yùn)輸、生長(zhǎng)、分裂、運(yùn)動(dòng)等生命活動(dòng)04蛋白質(zhì)分子以覆蓋、鑲嵌、貫穿等不同的方式鑲嵌在磷脂雙分子層中，這些蛋白質(zhì)在物質(zhì)運(yùn)輸?shù)确矫婢哂兄匾饔?3【歸納提升】細(xì)胞膜的特點(diǎn)(1)不對(duì)稱性:膜兩側(cè)的分子性質(zhì)和結(jié)構(gòu)不相同,如糖蛋白只分布在細(xì)胞膜外側(cè)。(2)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)——流動(dòng)性:組成細(xì)胞膜的磷脂分子可以側(cè)向自由移動(dòng),膜中的蛋白質(zhì)大多也能運(yùn)動(dòng)。(3)功能特點(diǎn)——選擇透過性細(xì)胞壁細(xì)胞壁1.分布：2.成分：3.功能4.性質(zhì)：無(wú)生物活性，全透性植物、真菌及大多數(shù)原核細(xì)胞都有細(xì)胞壁植物---纖維素和果膠細(xì)菌---肽聚糖支持和保護(hù)為什么細(xì)胞壁不是植物細(xì)胞的邊界？

細(xì)胞壁對(duì)要進(jìn)出細(xì)胞的物質(zhì)沒有選擇性（即全透性），它不能保證細(xì)胞內(nèi)部的穩(wěn)定。【探究應(yīng)用】1.下列選項(xiàng)中不符合細(xì)胞膜的流動(dòng)鑲嵌模型觀點(diǎn)的是(

)A.磷脂雙分子層可以側(cè)向自由移動(dòng)B.每個(gè)磷脂分子的疏水端都向內(nèi)C.嵌入磷脂雙分子層的蛋白質(zhì)大多能運(yùn)動(dòng)D.膜中的磷脂和蛋白質(zhì)之間沒有聯(lián)系,所以才具有流動(dòng)性D2.下列能正確表示細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)的是(

)B3.下列關(guān)于細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)探索歷程的說(shuō)法,不正確的是(

)A.最初通過對(duì)現(xiàn)象的推理分析得出細(xì)胞膜是由脂質(zhì)組成的B.蛋白質(zhì)—脂質(zhì)—蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)模型認(rèn)為細(xì)胞膜為靜態(tài)的結(jié)構(gòu)C.流動(dòng)鑲嵌模型認(rèn)為構(gòu)成細(xì)胞膜的磷脂分子和大多數(shù)蛋白質(zhì)分子可以運(yùn)動(dòng)D.蛋白質(zhì)—脂質(zhì)—蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)模型和流動(dòng)鑲嵌模型都認(rèn)為蛋白質(zhì)分子在膜中的分布是不均勻的D4.如圖所示為將小鼠細(xì)胞和人細(xì)胞融合成雜交細(xì)胞的過程,圖中的“”和“”表示各自膜表面的蛋白質(zhì),下列有關(guān)敘述不正確的是(

)A.圖中膜表面的蛋白質(zhì)構(gòu)成了細(xì)胞膜的基本支架,此外,細(xì)胞膜的主要成分還包括磷脂雙分子層B.細(xì)胞膜的元素組成包括C、H、O、N、PC.該實(shí)驗(yàn)證明了細(xì)胞膜具有流動(dòng)性D.適當(dāng)提高溫度有利于圖示細(xì)胞融合A5.目前,細(xì)胞膜的流動(dòng)鑲嵌模型已被大多數(shù)人所接受,下圖就是流動(dòng)鑲嵌模型的示意圖。(1)圖中[⑥]

的基本組成單位是

。構(gòu)成細(xì)胞膜基本支