細(xì)胞膜的結(jié)構(gòu)和功能高中生物人教版必修1

第3章細(xì)胞的基本結(jié)構(gòu)第1節(jié)細(xì)胞膜的結(jié)構(gòu)和功能問(wèn)題探討細(xì)胞的邊界：細(xì)胞膜（質(zhì)膜）國(guó)家與國(guó)家的邊界：國(guó)界線人體與外界環(huán)境的邊界：皮膚和黏膜一個(gè)系統(tǒng)總有它的邊界注入伊紅染料資料：科學(xué)家將伊紅注入變形蟲(chóng)體內(nèi)，伊紅很快擴(kuò)散到整個(gè)細(xì)胞，卻不能逸出細(xì)胞伊紅為什么不能逸出細(xì)胞呢？細(xì)胞是一個(gè)完整的系統(tǒng)，它有邊界——細(xì)胞膜1.將細(xì)胞與外界環(huán)境分隔開(kāi)原始海洋景觀想象圖原始海洋中有機(jī)物聚集進(jìn)化出原始生命產(chǎn)生了原始的細(xì)胞，并成為相對(duì)獨(dú)立的系統(tǒng)細(xì)胞膜保障了細(xì)胞內(nèi)部環(huán)境的相對(duì)穩(wěn)定細(xì)胞膜出現(xiàn)意義細(xì)胞膜的功能一、細(xì)胞膜的功能前提條件：活細(xì)胞◆細(xì)胞膜的控制作用是相對(duì)的◆細(xì)胞膜的功能特性：

選擇透過(guò)性病毒抗體、激素細(xì)胞膜的功能2.控制物質(zhì)進(jìn)出細(xì)胞

。營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)一、細(xì)胞膜的功能資料1：鑒別細(xì)胞是否死亡常用“染色排除法”。例如，用臺(tái)盼藍(lán)染色，死的動(dòng)物細(xì)胞會(huì)被染成藍(lán)色，而活的動(dòng)物細(xì)胞不著色，從而判斷細(xì)胞是否死亡?！舅伎肌繛槭裁椿罴?xì)胞不能被染色，而死細(xì)胞能被染色？據(jù)此推測(cè)細(xì)胞膜具有什么功能？【思考】為什么用涼水洗莧菜水不變色，而炒或者煮湯汁都會(huì)變紅？可能原因是什么，這一現(xiàn)象與細(xì)胞膜的功能有什么關(guān)系？資料2：死細(xì)胞問(wèn)題探討一、細(xì)胞膜的功能①間接交流（化學(xué)物質(zhì)）細(xì)胞通過(guò)分泌的激素（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◆靶細(xì)胞：接受信號(hào)的細(xì)胞◆受體：靶細(xì)胞膜上與信號(hào)特異性結(jié)合的位點(diǎn)

①化學(xué)本質(zhì)：糖蛋白②作用：識(shí)別、接受信號(hào)

③特點(diǎn)：特異性(一種受體只能識(shí)別一種或者一類(lèi)物質(zhì))細(xì)胞膜的功能3.進(jìn)行細(xì)胞間的信息交流距離較遠(yuǎn)的細(xì)胞一、細(xì)胞膜的功能相鄰兩個(gè)細(xì)胞的細(xì)胞膜接觸，信息從一個(gè)細(xì)胞傳遞給另一個(gè)細(xì)胞如（同種生物的）精子和卵細(xì)胞的識(shí)別和結(jié)合細(xì)胞膜的功能3.進(jìn)行細(xì)胞間的信息交流②直接接觸交流一、細(xì)胞膜的功能思考：所有細(xì)胞間的信息交流都需要膜上的受體嗎？胞間連絲高等植物細(xì)胞之間通過(guò)

傳遞信息胞間連絲細(xì)胞膜的功能3.進(jìn)行細(xì)胞間的信息交流③形成通道一、細(xì)胞膜的功能胞間連絲①通過(guò)化學(xué)物質(zhì)間接傳遞信息③形成通道②細(xì)胞膜直接接觸2.新冠病毒表面的S蛋白與人體細(xì)胞表面的ACE2受體的結(jié)合體現(xiàn)了細(xì)胞間的信息交流.（

）×信息交流只發(fā)生在細(xì)胞和細(xì)胞之間，不發(fā)生在細(xì)胞內(nèi)或病毒與細(xì)胞之間。1.細(xì)胞膜上的受體是細(xì)胞間信息交流所必需的結(jié)構(gòu)。()×細(xì)胞膜的功能3.進(jìn)行細(xì)胞間的信息交流1．(2024·山西運(yùn)城高一月考)下圖為細(xì)胞膜部分功能模式圖。據(jù)圖分析，下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是(

)

A．功能①在生命起源過(guò)程中具有關(guān)鍵作用B．功能②表示進(jìn)入細(xì)胞的物質(zhì)對(duì)細(xì)胞都有利C．胰島素調(diào)控生命活動(dòng)可用上圖③表示D．相鄰的高等植物細(xì)胞可通過(guò)功能④進(jìn)行信息交流√2．(2024·北京豐臺(tái)高一期末)水溶性染色劑PI能與核酸結(jié)合而使細(xì)胞核著色，可將其應(yīng)用于細(xì)胞死活的鑒別。細(xì)胞浸泡于一定濃度的PI中，僅有死亡細(xì)胞的細(xì)胞核會(huì)被染色，活細(xì)胞則不著色，但將PI注射到活細(xì)胞后，該細(xì)胞核會(huì)著色，利用PI鑒別細(xì)胞的基本原理是(

)A．死細(xì)胞與活細(xì)胞的核酸結(jié)構(gòu)不同B．死細(xì)胞的核酸含量改變C．活細(xì)胞的細(xì)胞膜能阻止PI的進(jìn)入D．活細(xì)胞能分解染色劑PI√①歐文頓實(shí)驗(yàn)溶于脂質(zhì)的物質(zhì)不溶于脂質(zhì)的物質(zhì)對(duì)細(xì)胞膜成分的探索提出假說(shuō)：膜是由脂質(zhì)組成的相似相溶原理二、對(duì)細(xì)胞膜成分的探索科學(xué)家利用

，通過(guò)一定的方法制備出純凈的細(xì)胞膜，進(jìn)行化學(xué)分析組成細(xì)胞膜的脂質(zhì)有______和________，其中_______含量最多。膽固醇磷脂磷脂哺乳動(dòng)物成熟的紅細(xì)胞【思考】為什么選擇哺乳動(dòng)物成熟紅細(xì)胞來(lái)制備細(xì)胞膜？①

動(dòng)物細(xì)胞無(wú)細(xì)胞壁，細(xì)胞容易吸水漲破②

無(wú)細(xì)胞核和眾多的細(xì)胞器，易制得純凈的細(xì)胞膜對(duì)細(xì)胞膜成分的探索②對(duì)細(xì)胞膜中脂質(zhì)成分類(lèi)型的確定磷

酸甘

油脂肪酸頭部膽

堿——疏水——親水CHCH2C=OOCH2CH-CH2CH2CH2CH2CH2CH2C=OOCH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2=CHCH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2ˉON+（CH）33OO=POˉCH2尾部磷脂分子的結(jié)構(gòu)水水水水水【課堂思考】在水—空氣介面，磷脂分子是如何排列的？ABCD【課堂思考】在水—空氣介面，磷脂分子是如何排列的？實(shí)驗(yàn)過(guò)程：用丙酮從人的紅細(xì)胞中抽提出脂質(zhì)，在空氣—水界面上鋪展成單分子層實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：測(cè)得一個(gè)紅細(xì)胞單層分子的面積為其表面積的2倍實(shí)驗(yàn)結(jié)論：___________________________________________細(xì)胞膜中的脂質(zhì)分子必然排列為連續(xù)的兩層

二、對(duì)細(xì)胞膜成分的探索對(duì)細(xì)胞膜成分的探索③戈特和格倫德?tīng)枌?shí)驗(yàn)【隨堂檢測(cè)】將一個(gè)細(xì)胞中的磷脂成分全部提取出來(lái)，并將其在空氣—水界面上鋪成單分子層，結(jié)果測(cè)得單分子層的表面積相當(dāng)于原來(lái)細(xì)胞膜表面積的2倍。用下列細(xì)胞實(shí)驗(yàn)與此結(jié)果最相符的是（

）A．人的肝細(xì)胞

B．大腸桿菌細(xì)胞

C．洋蔥鱗片葉表皮細(xì)胞

D．雞的紅細(xì)胞B【解題規(guī)律】（1）若為2倍，說(shuō)明該細(xì)胞只有細(xì)胞膜（2）若不止有細(xì)胞膜，還有其它的生物膜

（如：核膜、細(xì)胞器膜），則大于2倍二、對(duì)細(xì)胞膜成分的探索英國(guó)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。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(huì)降低推測(cè)：細(xì)胞膜除含脂質(zhì)分子外，可能還附有蛋白質(zhì)Q:能否用已學(xué)知識(shí)證明細(xì)胞膜上確有蛋白質(zhì)呢？對(duì)細(xì)胞膜成分的探索④丹尼利和戴維森實(shí)驗(yàn)二、對(duì)細(xì)胞膜成分的探索細(xì)胞膜的成分

（約50%）

（約40%）:

（約2%—10%）功能越復(fù)雜的細(xì)胞膜，蛋白質(zhì)的_____和____越多

（主要）

（動(dòng)物細(xì)胞膜）種類(lèi)數(shù)量糖類(lèi)脂質(zhì)蛋白質(zhì)磷脂膽固醇對(duì)細(xì)胞膜成分的探索細(xì)胞膜元素：CHONP二、對(duì)細(xì)胞膜成分的探索膜的主要成分是脂質(zhì)和蛋白質(zhì)細(xì)胞膜主要成分：脂質(zhì)和蛋白質(zhì)√（糖類(lèi)×）①羅伯特森的實(shí)驗(yàn)和模型羅伯特森用電鏡下觀察到了清晰的細(xì)胞膜照片，看到了暗－亮－暗的三層結(jié)構(gòu)提出假說(shuō)：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)缺陷：不能解釋細(xì)胞膜的流動(dòng)性對(duì)細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)的探索酵母菌出芽生殖變形蟲(chóng)攝取草履蟲(chóng)①羅伯特森的實(shí)驗(yàn)和模型對(duì)細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)的探索37℃40min②人-鼠細(xì)胞融合實(shí)驗(yàn)綠色熒光標(biāo)記的膜蛋白紅色熒光標(biāo)記的膜蛋白細(xì)胞融合人細(xì)胞小鼠細(xì)胞細(xì)胞膜表面的蛋白質(zhì)可運(yùn)動(dòng)直接證明：間接證明：細(xì)胞膜具有流動(dòng)性對(duì)細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)的探索（細(xì)胞膜的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)）熒光標(biāo)記法閱讀教材P44—P45關(guān)于流動(dòng)鑲嵌模型的基本內(nèi)容，回答下列問(wèn)題：細(xì)胞膜的主要成分是什么？細(xì)胞膜的基本支架是什么？蛋白質(zhì)在細(xì)胞膜上如何分布？細(xì)胞膜具有流動(dòng)性的原因是什么？什么叫糖蛋白、糖脂、糖被？糖被有什么功能？流動(dòng)鑲嵌模型的基本內(nèi)容二、對(duì)細(xì)胞膜成分的探索2.主要由______和_______構(gòu)成的；磷脂蛋白質(zhì)3.____________是膜的基本支架；磷脂雙分子層4.蛋白質(zhì)_____________________磷脂雙分子層中；鑲在、嵌入、貫穿于5.細(xì)胞膜具有________；流動(dòng)性對(duì)細(xì)胞完成物質(zhì)運(yùn)輸、生長(zhǎng)、分裂、運(yùn)動(dòng)等功能具有重要6.糖類(lèi)：

功能：位于外表面，稱(chēng)為糖被。與蛋白質(zhì)、脂質(zhì)結(jié)合成糖蛋白、糖脂。參與細(xì)胞識(shí)別、信息傳遞。意義:流動(dòng)鑲嵌模型的基本內(nèi)容1.提出者：______和___________辛格尼科爾森二、對(duì)細(xì)胞膜成分的探索磷脂雙分子層磷脂分子蛋白質(zhì)分子糖蛋白糖脂糖類(lèi)細(xì)胞外細(xì)胞內(nèi)有糖蛋白一側(cè)1層細(xì)胞膜=1層磷脂雙分子層=2層磷脂分子流動(dòng)鑲嵌模型的基本內(nèi)容二、對(duì)細(xì)胞膜成分的探索功能多樣性的原因：蛋白質(zhì)種類(lèi)和數(shù)量不同2.細(xì)胞膜的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：具有一定的流動(dòng)性1.細(xì)胞膜的功能特點(diǎn)：選擇透過(guò)性細(xì)胞膜功能組成成分流動(dòng)鑲嵌模型將細(xì)胞與外界環(huán)境分隔開(kāi)控制物質(zhì)進(jìn)出細(xì)胞進(jìn)行細(xì)胞間的信息交流脂質(zhì)：以磷脂為主蛋白質(zhì)：決定了細(xì)胞膜的功能糖類(lèi)：形成糖蛋白和糖脂主要內(nèi)容結(jié)構(gòu)特點(diǎn)基本支架：磷脂雙分子層蛋白質(zhì)：鑲嵌、貫穿、嵌入在雙磷脂分子層糖類(lèi)：形成糖蛋白或糖脂具有一定的流動(dòng)性具有一定的選擇透過(guò)性課后總結(jié)一、概念檢測(cè)1.基于對(duì)細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)和功能的理解，判斷下列相關(guān)表述是否正確。(1)構(gòu)成細(xì)胞膜的磷脂分子具有流動(dòng)性，而蛋白質(zhì)是固定不動(dòng)的。()(2)細(xì)胞膜是細(xì)胞的一道屏障，只有細(xì)胞需要的物質(zhì)才能進(jìn)入，而對(duì)細(xì)胞有害的物質(zhì)則不能進(jìn)入。()(3)向細(xì)胞內(nèi)注射物質(zhì)后，細(xì)胞膜上會(huì)留下個(gè)空洞。()×××2.細(xì)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(cuò)誤的是()A.細(xì)胞膜的脂質(zhì)結(jié)構(gòu)使溶于脂質(zhì)的物質(zhì)，容易通過(guò)細(xì)胞膜B.由于磷脂雙分子層內(nèi)部是疏水的，因此水分子不能通過(guò)細(xì)胞膜C.細(xì)胞膜的蛋白質(zhì)分子有物質(zhì)運(yùn)輸功能D.細(xì)胞的生長(zhǎng)現(xiàn)象不支持細(xì)胞膜的靜態(tài)結(jié)構(gòu)模型B練習(xí)與應(yīng)用二、拓展應(yīng)用1.在解釋不容易理解的陌生事物時(shí)，人們常用類(lèi)比的方法，將陌生的事物與熟悉的事物作比較。有人在解釋細(xì)胞膜時(shí)，把它與窗紗進(jìn)行類(lèi)比：窗紗能把昆蟲(chóng)擋在外面，同時(shí)窗紗的小洞又能讓空氣進(jìn)出。你認(rèn)為這種類(lèi)比有什么合理之處，有沒(méi)有不妥當(dāng)?shù)牡胤?練習(xí)與應(yīng)用二、拓展應(yīng)用2.右下圖是由磷脂分子構(gòu)成的脂質(zhì)體，它可以作為藥物的運(yùn)載體，將其運(yùn)送到特定的細(xì)胞發(fā)揮作用。在脂質(zhì)體中，能在水中結(jié)晶的藥物被包在雙分子層中，脂溶性的藥物被包在兩層磷脂分子之間。(1)為什么兩類(lèi)藥物的包裹位