細胞膜的結(jié)構(gòu)和功能高一上學期生物人教版必修1

人教版必修一第三章細胞的基本結(jié)構(gòu)細胞膜的結(jié)構(gòu)和功能第1節(jié)課堂導入我確信哪怕一個最簡單的細胞，也比迄今為止設(shè)計出的任何智能電腦更精巧。——引自翟中和院士等主編的《細胞生物學》一個任何系統(tǒng)都有自己的邊界課堂導入國家邊界：國防線等人體邊界：皮膚和粘膜細胞邊界：細胞膜（質(zhì)膜）學習目標生命觀念通過對細胞膜結(jié)構(gòu)、功能和組成的學習，形成結(jié)構(gòu)與功能相適應(yīng)的生命觀念?？茖W思維通過對細胞膜流動鑲嵌模型的學習，培養(yǎng)模型與建模的科學思維方式?？茖W探究安排學生小組討論磷脂雙分子層的排列方式，鍛煉學生的團隊合作與交流討論的能力。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。討論：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，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選擇透過性，不能控制物質(zhì)進出。因此，臺盼藍能進入細胞，死細胞能被染成藍色。細胞膜的功能01將細胞與外界環(huán)境分隔開使細胞成為相對獨立的系統(tǒng)1保障細胞內(nèi)部環(huán)境的相對穩(wěn)定2推測的原始海洋景觀想象圖細胞膜的功能02控制物質(zhì)進出細胞細胞膜的控制作用是相對的；細胞膜的功能特點：選擇透過性；營養(yǎng)物質(zhì)氨基酸、無機鹽、葡萄糖….廢物細胞代謝產(chǎn)生細胞合成并分泌抗體、激素等不需要、有害物質(zhì)病毒、細菌××核酸等有用成分細胞膜的功能03進行細胞間的信息交流在細胞學說中強調(diào)“細胞既是一個相對獨立的單位，又和其他細胞構(gòu)成的整體起作用”。由此說明，多細胞生物體的生命活動必須依賴于細胞之間的協(xié)調(diào)配合才能完成。施萊登、施旺？當手被熱水燙到時，會下意識地把手抽開，這一系列的過程有哪些細胞的參與？1細胞之間是如何實現(xiàn)協(xié)調(diào)配合的？2細胞之間的信息交流有哪些方式？細胞膜的功能03進行細胞間的信息交流(1)間接交流內(nèi)分泌細胞分泌的激素（如胰島素），隨血液運至全身各處，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。注意該種結(jié)合方式是特異性結(jié)合，受體為特異性受體。細胞膜的功能03進行細胞間的信息交流(2)直接交流：細胞膜接觸與膜結(jié)合的信息分子膜上接受信息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與結(jié)合。細胞膜的功能03進行細胞間的信息交流(3)通道交流高等植物通過胞間連絲相互連接，也有信息傳遞的功能。

注意1.通道交流不需要分子、受體；2.通道還有物質(zhì)運輸?shù)墓δ?；細胞膜的功能總結(jié)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細胞決定功能，那么細胞膜的結(jié)構(gòu)是什么樣的呢？細胞膜的成分探索成分和結(jié)構(gòu)細胞膜的功能細胞膜非常薄，即使在高倍顯微鏡下依然難以看清它的面目，人們對細胞膜化學成分結(jié)構(gòu)的認識經(jīng)歷了很長的過程。細胞膜的成分探索1895年，歐文頓用500多種化學物質(zhì)對植物細胞的通透性進行了上萬次實驗，發(fā)現(xiàn)細胞膜對不同物質(zhì)的通透性不一樣。細胞膜溶于脂質(zhì)的物質(zhì)不溶于脂質(zhì)的物質(zhì)資料1我只是想搞清楚細胞膜的成分是啥子？細胞膜的成分探索歐文頓實驗歐文頓發(fā)現(xiàn)細胞膜對不同物質(zhì)的通透性不一樣:溶于脂質(zhì)的物質(zhì)比不溶于脂質(zhì)的物質(zhì)更容易穿過細胞膜。提出假說：細胞膜是由脂質(zhì)構(gòu)成的。事實假說細胞膜的成分探索膜質(zhì)成分類型探究實驗為了進一步確定細胞膜中脂質(zhì)成分的類型，科學家利用成熟哺乳動物的卵細胞、紅細胞、神經(jīng)細胞等作為研究材料，并利用哺乳動物的紅細胞，通過一定的方法制備出純凈的細胞膜，進行化學成分分析，得知組成細胞膜的脂質(zhì)有磷脂和膽固醇。其中，磷脂的含量最多。資料2磷脂分子結(jié)構(gòu)式與模型磷脂分子示意圖親水頭部疏水尾部細胞膜的成分探索細胞膜的成分探索思考·討論如果有一個水槽，把磷脂分子鋪在水面上，磷脂分子將如何在水-空氣界面上排布？空氣水細胞膜的成分探索思考·討論如果有一個水槽，把磷脂分子鋪在水面上，磷脂分子將如何在水-空氣界面上排布？空氣水細胞膜的成分探索戈特和格倫德爾實驗1925年，兩位荷蘭科學家戈特和格倫德爾用丙酮從人的紅細胞中提取脂質(zhì)，在空氣-水界面上鋪展成單分子層，測得單層分子的面積恰好是紅細胞表面積的兩倍。提出假說：細胞膜中的磷脂分子必然排列為連續(xù)的兩層。事實假說哺乳動物成熟紅細胞沒有細胞核和眾多的細胞器資料3細胞膜的成分探索小組討論細胞膜兩側(cè)都有水環(huán)境存在。請大膽推測在這樣的環(huán)境中，細胞膜中的磷脂分子的可能的排列方式細胞膜的成分探索丹尼利和戴維森的實驗1935年，英國學者丹尼利和戴維森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。由于人們已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了油脂滴表面如果吸附有蛋白質(zhì)成分，表面張力則會降低。因此，丹尼利和戴維森推測細胞膜除了含有脂質(zhì)分子外，可能還附有蛋白質(zhì)。資料4細胞膜的成分探索丹尼利和戴維森的實驗蛋白酶細胞膜細胞膜部分溶解思考如何通過實驗證明細胞膜中含有蛋白質(zhì)呢？細胞膜含有蛋白質(zhì)細胞膜的成分探索人物時間實驗過程結(jié)果歐文頓1895年發(fā)現(xiàn)脂溶性物質(zhì)更易通過細胞膜推測細胞膜由脂質(zhì)組成科學家利用哺乳動物紅細胞制備細胞膜，進行化學成分分析組成細胞膜的脂質(zhì)有磷脂和膽固醇，其中磷脂含量最多戈特格倫德爾1925年從人的紅細胞中提取脂質(zhì)，在水-空氣界面中鋪展成單分子層，其面積是紅細胞表面的2倍細胞膜中的磷脂必然排列為連續(xù)的兩層丹尼利戴維森1935年研究了細胞膜的張力細胞膜除含脂質(zhì)分子外，可能還附有蛋白質(zhì)細胞膜的成分探索總結(jié)細胞膜的成分脂質(zhì)（約占50%）蛋白質(zhì)（約占40%）糖類（約占2%~10%）不同細胞的細胞膜，各種物質(zhì)的含量是不同的磷脂是構(gòu)成細胞膜的主要成，分此外還有少量膽固醇在細胞膜行使功能時起重要作用，功能越復雜的細胞膜，蛋白質(zhì)的數(shù)量和種類就越多糖類+蛋白質(zhì)→糖蛋白；糖類+脂質(zhì)→糖脂；分布在細胞膜的外表面細胞膜的結(jié)構(gòu)探索1959年，羅伯特森在電鏡下觀察到了細胞膜的清晰暗-亮-暗的三層結(jié)構(gòu)，是一種靜態(tài)的統(tǒng)一結(jié)構(gòu)。資料1蛋白質(zhì)-脂質(zhì)-蛋白質(zhì)細胞外細胞內(nèi)蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)磷脂雙分子層細胞膜的結(jié)構(gòu)探索1970年，人-鼠細胞融合實驗（熒光標記實驗）資料2[熒光標記法]利用熒光蛋白或熒光蛋白基因作為標記物對研究對象進行分析的方法。[細胞融合]指在自發(fā)或人工誘導下，兩個細胞或原生質(zhì)體融合形成一個雜種細胞。熒光標記的小鼠細胞和人細胞融合實驗室意圖細胞膜的結(jié)構(gòu)探索實驗發(fā)現(xiàn)：雜交細胞的一半呈現(xiàn)紅色，一半呈現(xiàn)綠色放置一段時間后發(fā)現(xiàn)，兩種顏色的熒光均勻分布結(jié)論：細胞膜表面的蛋白質(zhì)分子是可以運動的，該實驗及其他相關(guān)實驗說明細胞膜具有流動性，這是細胞膜的結(jié)構(gòu)特點。細胞膜的結(jié)構(gòu)探索物理學家采用冰凍蝕刻法在低溫下將細胞膜斷開，升溫后暴露兩層磷脂之間的斷裂面，發(fā)現(xiàn)蛋白質(zhì)鑲嵌、貫穿于磷脂雙分子層中。資料31972年，辛格和尼科爾森提出流動鑲嵌模型。資料4細胞膜的結(jié)構(gòu)探索人物時間實驗過程結(jié)果羅伯特森1959年電鏡下觀察到了細胞膜的清晰暗-亮-暗的三層結(jié)構(gòu)提出“三明治模型”1970年科學家將小鼠細胞和人細胞融合，并用發(fā)綠色熒光的染料標記小鼠細胞表面的蛋白質(zhì)分子，用發(fā)紅色熒光的染料標記人細胞表面的蛋白質(zhì)分子。發(fā)現(xiàn)細胞膜具有流動性物理學家采用冰凍蝕刻法在低溫下將細胞膜斷開，升溫后暴露兩層磷脂之間的斷裂面發(fā)現(xiàn)蛋白質(zhì)鑲嵌、貫穿于磷脂雙分子層中辛格尼科爾森1972年提出流動鑲嵌模型流動鑲嵌模型的基本內(nèi)容生物膜的基本骨架：蛋白質(zhì)分子的存在形態(tài)：在細胞膜的外表面，糖類分子與蛋白質(zhì)結(jié)合形成

，或與脂質(zhì)結(jié)合形成

，這些糖類分子叫做

。磷脂雙分子層糖蛋白鑲在表面、嵌入、貫穿糖脂糖被流動鑲嵌模型的基本內(nèi)容糖脂細胞膜兩側(cè)具有不對稱性·糖脂和糖蛋白稱為糖被。·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(guān)系。消化道和呼吸上表皮的糖蛋白有保護和潤滑的作用。小試牛刀1.下列關(guān)于生物膜結(jié)構(gòu)的探索歷程的說法，不正確的是（）A,歐文頓通過對膜成分的提取和鑒定，認識到細胞膜由脂質(zhì)構(gòu)成B,科學家通過提取紅細胞的脂質(zhì)實驗，得出結(jié)論：膜的脂質(zhì)分子呈雙層排布C,丹利和戴維森研究了細胞膜的張力，推測細胞膜還可能含有蛋白質(zhì)D,在建立生物膜結(jié)構(gòu)模型的過程中，實驗技術(shù)起到了關(guān)鍵的推動作用A細胞膜的結(jié)構(gòu)和功能小試牛刀2.細胞膜的特性和功能是由其結(jié)構(gòu)決定的。下列相關(guān)敘述錯誤的是 () A.細胞膜的脂質(zhì)結(jié)構(gòu)使溶于脂質(zhì)的物質(zhì)，容易通過細胞膜B.由于磷脂雙分子層內(nèi)部是疏水的，因此水分子不