3.1.2 細(xì)胞膜的結(jié)構(gòu)和功能(科學(xué)史)-高一生物同步教學(xué)課件（人教版2019必修1）

3.1.2細(xì)胞膜的結(jié)構(gòu)和功能第3章細(xì)胞的基本結(jié)構(gòu)1.細(xì)胞膜的功能2.細(xì)胞膜的成分和結(jié)構(gòu)(流動(dòng)鑲嵌模型的基本內(nèi)容)3.對(duì)細(xì)胞膜成分和結(jié)構(gòu)的探索(科學(xué)史)課本42對(duì)細(xì)胞膜成分的探索歐文頓脂質(zhì)脂質(zhì)磷脂膽固醇磷脂2兩蛋白質(zhì)磷脂頭部親水，尾部疏水課本42對(duì)細(xì)胞膜成分的探索無(wú)細(xì)胞壁、細(xì)胞核和眾多的細(xì)胞器哺乳動(dòng)物成熟的紅細(xì)胞排除其他生物膜（如核膜、細(xì)胞器膜）的干擾有利于得到純凈的細(xì)胞膜課本42對(duì)細(xì)胞膜成分的探索細(xì)胞膜的兩側(cè)都有水環(huán)境存在，推測(cè)和想象一下在這樣的內(nèi)外側(cè)都是水的環(huán)境中，磷脂分子在細(xì)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“尾部”遠(yuǎn)離水在水中形成的磷脂雙分子層模式圖水水疏水的“尾部”相對(duì)排列在內(nèi)側(cè)，親水的“頭部”朝向兩側(cè)的水環(huán)境，形成磷脂雙分子層結(jié)合磷脂分子的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)推測(cè)：(1)磷脂分子在水—空氣界面的正確排布方式是

。(2)根據(jù)磷脂分子的特點(diǎn)，解釋這一現(xiàn)象。提示：因?yàn)榱字肿拥摹邦^部”親水，“尾部”疏水，所以在空氣—水的界面上，磷脂分子是“頭部”向下與水面接觸，“尾部”則朝向空氣的一面。A(3)磷脂分子在水環(huán)境中的正確排布方式是

(填“A”或“B”)。B“頭部”親水“尾部”疏水課本43對(duì)細(xì)胞膜成分的探索研究發(fā)現(xiàn)：細(xì)胞膜主要由脂質(zhì)和蛋白質(zhì)組成，還有少量的糖類判斷細(xì)胞膜內(nèi)外的主要依據(jù)，有則在細(xì)胞膜外側(cè)細(xì)胞膜的主要成分

（約50%）

（約40%）:

（約2%—10%）與膜的_____有關(guān)，功能越復(fù)雜的細(xì)胞膜，蛋白質(zhì)的_______和________越多種類數(shù)量糖類脂質(zhì)蛋白質(zhì)磷脂膽固醇主要在細(xì)胞膜______，分別與蛋白質(zhì)、脂質(zhì)結(jié)合形成糖蛋白、糖脂。外側(cè)（主要）（分布在動(dòng)物細(xì)胞膜）功能課本43對(duì)細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)的探索所有的細(xì)胞膜都由_____________________三層結(jié)構(gòu)構(gòu)成，是一種靜態(tài)的統(tǒng)一結(jié)構(gòu)。在__________下觀察細(xì)胞膜。細(xì)胞膜呈現(xiàn)清晰的___________的三層結(jié)構(gòu)。1.1959年，羅伯特森——靜態(tài)的統(tǒng)一結(jié)構(gòu)(1)方法(2)現(xiàn)象(3)結(jié)論電子顯微鏡暗—亮—暗蛋白質(zhì)—脂質(zhì)—蛋白質(zhì)膜上的蛋白質(zhì)對(duì)稱地平鋪在磷脂的兩側(cè)細(xì)胞膜是一種靜態(tài)的統(tǒng)一結(jié)構(gòu)課本43對(duì)細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)的探索如果細(xì)胞膜是靜態(tài)的，細(xì)胞膜的復(fù)雜功能將難以實(shí)現(xiàn)，就連細(xì)胞的生長(zhǎng)、運(yùn)動(dòng)等現(xiàn)象都難以解釋。2.

20世紀(jì)60年代，質(zhì)疑羅伯特森的靜態(tài)模型(1)理由變形蟲(chóng)攝取草履蟲(chóng)酵母菌出芽生殖受精卵卵裂(2)推測(cè)質(zhì)疑細(xì)胞膜是靜態(tài)的觀點(diǎn)，細(xì)胞膜應(yīng)該能夠流動(dòng)。正在融合的細(xì)胞課本43對(duì)細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)的探索熒光標(biāo)記技術(shù)3.

1970年人鼠細(xì)胞融合實(shí)驗(yàn)(1)方法開(kāi)始一半發(fā)綠色熒光，另一半發(fā)紅色熒光。在37℃下經(jīng)過(guò)40min后兩種顏色的熒光均勻分布。(2)現(xiàn)象(3)結(jié)論細(xì)胞膜具有流動(dòng)性紅色熒光染料標(biāo)記膜蛋白綠色熒光染料標(biāo)記膜蛋白人細(xì)胞小鼠細(xì)胞【思考】若適當(dāng)降低溫度，膜蛋白最終均勻分布的時(shí)間會(huì)______(填“縮短”或“延長(zhǎng)”)。延長(zhǎng)課本44對(duì)細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)的探索4.1972年，辛格和尼科爾森提出為大多數(shù)人所接受的____________流動(dòng)鑲嵌模型課本43-44對(duì)細(xì)胞膜成分和結(jié)構(gòu)的探索1970年熒光標(biāo)記人鼠細(xì)胞融合顯示細(xì)胞膜具有流動(dòng)性19世紀(jì)末歐文頓推測(cè)膜由脂質(zhì)組成20世紀(jì)初化學(xué)分析得知膜主要成分是脂質(zhì)和蛋白質(zhì)1925年證明細(xì)胞膜中的磷脂分子是雙層的1959年羅伯特森電鏡觀察推測(cè)細(xì)胞膜為三層靜態(tài)統(tǒng)一結(jié)構(gòu)探究成分探究結(jié)構(gòu)探究結(jié)構(gòu)特點(diǎn)60年代對(duì)于細(xì)胞膜是靜態(tài)的觀點(diǎn)提出質(zhì)疑1972年辛格、尼科爾森提出流動(dòng)鑲嵌模型科學(xué)方法——提出假說(shuō)細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)模型的探索過(guò)程，反映了提出假說(shuō)這一科學(xué)方法的作用?？茖W(xué)家首先根據(jù)已有的知識(shí)和信息提出解釋某一生物學(xué)問(wèn)題的一種假說(shuō)，再用進(jìn)一步的觀察與實(shí)驗(yàn)對(duì)已建立的假說(shuō)進(jìn)行修正和補(bǔ)充。

一種假說(shuō)最終被接受被否定，取決于它是否能與以后不斷得到的觀察和試驗(yàn)結(jié)果相吻合。課本44選擇題4.(2024·黑龍江哈爾濱三中段考)關(guān)于細(xì)胞膜的探索歷程，下列敘述正確的是(

) A.歐文頓通過(guò)對(duì)膜成分的提取和化學(xué)分析提出膜是由脂質(zhì)和蛋白質(zhì)組成的 B.暗—亮—暗三層結(jié)構(gòu)的靜態(tài)模型無(wú)法解釋細(xì)胞的生長(zhǎng)、變形蟲(chóng)的變形運(yùn)動(dòng)等現(xiàn)象 C.人細(xì)胞和小鼠細(xì)胞的融合實(shí)驗(yàn)說(shuō)明細(xì)胞膜中的脂質(zhì)分子具有流動(dòng)性 D.細(xì)胞膜功能的不同是由膜上磷脂的不同決定的B課本44-45①有的____在磷脂雙分子層____；②有的____或_________磷脂雙分子層中；③有的____于____磷脂雙分子層1層生物膜＝__層磷脂雙分子層＝__層磷脂分子磷脂雙分子層

蛋白質(zhì)分子（蛋白質(zhì)以不同的方式鑲嵌在磷脂雙分子層中）流動(dòng)鑲嵌模型的基本內(nèi)容（基本支架）12鑲表面部分全部嵌入貫穿整個(gè)糖蛋白糖脂糖被+脂質(zhì)→糖脂糖被+蛋白質(zhì)→糖蛋白細(xì)胞膜外細(xì)胞膜內(nèi)【思考】細(xì)胞膜兩側(cè)是否對(duì)稱？不對(duì)稱磷脂分子：頭部親水，尾部疏水②細(xì)胞膜的流動(dòng)性在________、____、____、____等方面具有重要作用。①細(xì)胞膜不是靜止不動(dòng)的，而是具有_______，主要表現(xiàn)為構(gòu)成膜的________可以側(cè)向自由移動(dòng)，膜中的______大多也能運(yùn)動(dòng)。流動(dòng)性磷脂分子蛋白質(zhì)物質(zhì)運(yùn)輸生長(zhǎng)分裂運(yùn)動(dòng)課本44-45流動(dòng)鑲嵌模型的基本內(nèi)容糖蛋白磷脂雙分子層蛋白質(zhì)細(xì)胞膜外側(cè)細(xì)胞膜內(nèi)側(cè)大本41選擇題D3.(2024·廣東廣州期末)如圖是某高等植物葉肉細(xì)胞細(xì)胞膜的亞顯微結(jié)構(gòu)模式圖，①～③表示物質(zhì)。下列有關(guān)敘述正確的是(

)A.②③在細(xì)胞膜上是靜止的B.細(xì)胞識(shí)別與①無(wú)關(guān)C.②均勻分布在細(xì)胞膜上D.③是磷脂雙分子層，是細(xì)胞膜的基本支架其內(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(guò)，具有屏障作用。磷脂分子：頭部親水，尾部疏水拓展①水分子極小，可以通過(guò)由于磷脂分子運(yùn)動(dòng)而產(chǎn)生的間隙(快)；②膜上存在水通道蛋白，水分子可以通過(guò)通道蛋白通過(guò)膜(慢)。1.水進(jìn)出磷脂雙分子層速率較慢，結(jié)合細(xì)胞膜的結(jié)構(gòu)分析原因。

提示：磷脂雙分子層中間形成疏水區(qū)，阻礙水分子的進(jìn)出。2.實(shí)際上，水分子可快速進(jìn)出細(xì)胞，分析其原因。

提示：細(xì)胞膜上的蛋白質(zhì)(水通道蛋白)參與了水分子的運(yùn)輸。(課本P68)大本40拓展課本40-41細(xì)胞膜的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和功能特點(diǎn)區(qū)別結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：功能特點(diǎn)：聯(lián)系具有一定的流動(dòng)性選擇透過(guò)性結(jié)構(gòu)決定功能→膜只有具有流動(dòng)性，才能表現(xiàn)其選擇透過(guò)性，如果細(xì)胞膜中部分蛋白質(zhì)充當(dāng)了運(yùn)輸?shù)妮d體，運(yùn)輸物質(zhì)進(jìn)出細(xì)胞，只有它是運(yùn)動(dòng)的，才能運(yùn)輸物質(zhì)。生物膜的流動(dòng)性是表現(xiàn)其選擇透過(guò)性的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)課本43-45細(xì)胞膜的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和功能特點(diǎn)具有一定的流動(dòng)性構(gòu)成膜的

可以側(cè)向自由移動(dòng)，大多數(shù)

也是可以運(yùn)動(dòng)的。磷脂分子蛋白質(zhì)分子變形蟲(chóng)運(yùn)動(dòng)、胞吞和胞吐、細(xì)胞融合、白細(xì)胞的吞噬作用等溫度：一定范圍內(nèi)，溫度升高，膜流動(dòng)性

。加快結(jié)構(gòu)特點(diǎn)內(nèi)容原因?qū)嵗绊懸蛩卣n本40-41細(xì)胞膜的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和功能特點(diǎn)選擇透過(guò)性控制物質(zhì)進(jìn)出細(xì)胞用臺(tái)盼藍(lán)染液判斷細(xì)胞的死活功能特點(diǎn)內(nèi)容表現(xiàn)應(yīng)用課本46課后習(xí)題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。(2)請(qǐng)推測(cè)：脂質(zhì)體到達(dá)細(xì)胞后，藥物將如何進(jìn)入細(xì)胞內(nèi)發(fā)揮作用？由雙層磷脂分子構(gòu)成的脂質(zhì)體，兩層磷脂分子之間的部分是疏水的，脂溶性的藥物能被穩(wěn)定地包裹在其中；脂質(zhì)體的內(nèi)部是水溶液的環(huán)境，水溶性的藥物可穩(wěn)定地包裹其中。由于脂質(zhì)體是磷脂雙分子層構(gòu)成的，到達(dá)細(xì)胞后可能會(huì)與細(xì)胞的細(xì)胞膜發(fā)生融合，也可能會(huì)被細(xì)胞以胞吞的方式進(jìn)入細(xì)胞，從而使藥物在細(xì)胞內(nèi)發(fā)揮作用。(1)為什么兩類藥物的包裹位置各不相同?大本41C5.脂質(zhì)體是由磷脂分子構(gòu)成的人工膜(如圖所示)，下列敘述錯(cuò)誤的是(

)A.脂質(zhì)體的形成是由于磷脂分子具有親水端和疏水端B.脂質(zhì)體含有C、H、O、N、P五種元素C.藥物甲為脂溶性藥物，藥物乙為水溶性藥物D.脂質(zhì)體能與細(xì)胞膜融合，這依賴于細(xì)胞膜的流動(dòng)性解析:藥物甲在脂質(zhì)體內(nèi)部親水環(huán)境中，為水溶性藥物，藥物乙包裹在兩層磷脂分子之間的疏水環(huán)境中，為脂溶性藥物，C錯(cuò)誤。課本46課后習(xí)題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。（）