細胞膜的結(jié)構(gòu)和功能課件 高一上學(xué)期生物人教版（2019）必修1

第1節(jié)

細胞膜的結(jié)構(gòu)和功能SW生老師用臺盼藍染液染色

后放大的的細胞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：1、為什么活細胞不能被染色，而死細胞能被染色？2、據(jù)此推測：細胞膜做為細胞的邊界，應(yīng)該具有什么功能？??1、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、細胞膜做為細胞的邊界，具有控制物質(zhì)進出細胞的功能。植物細胞的邊界是什么呢？為什么？

細胞壁對要進出細胞的物質(zhì)沒有選擇性（即全透性），它不能保證細胞內(nèi)部的穩(wěn)定。植物細胞的邊界是細胞膜。?主要功能：支持和保護?特性：全透性一、細胞膜的功能1、將細胞與外界環(huán)境分隔開原始地球環(huán)境膜的出現(xiàn)是生命起源過程中至關(guān)重要的階段，它將生命物質(zhì)與外界環(huán)境分隔開，產(chǎn)生了原始的細胞，并成為相對獨立的系統(tǒng)。細胞膜保障了細胞內(nèi)部環(huán)境的相對穩(wěn)定。2、控制物質(zhì)進出細胞細胞膜細胞外細胞內(nèi)水、無機鹽、氨基酸、葡萄糖等營養(yǎng)物質(zhì)細胞內(nèi)核酸對細胞有害物質(zhì)病毒、病菌抗體、激素、代謝廢物（CO2、尿素等）注意：細胞膜的控制作用是相對的。環(huán)境中一些對細胞有害的物質(zhì)有可能進入：有些病毒、病菌也能侵入細胞，使生物體患病。3、進行細胞間的信息交流（1）通過化學(xué)物質(zhì)傳遞信息血管內(nèi)分泌細胞靶細胞激素受體例子：激素的作用：內(nèi)分泌細胞分泌的激素，隨血液到達全身各處，與靶細胞的細胞膜表面的受體結(jié)合，將信息傳遞給靶細胞靶細胞：接受信號的細胞受體：靶細胞膜上與信號特異性結(jié)合的位點（2）通過細胞膜直接接觸傳遞信息。舉例：精子和卵細胞之間的識別和結(jié)合發(fā)出信號的細胞信號分子靶細胞受體（3）通過通道交流和識別舉例：高等植物細胞之間通過胞間連絲相互連接，也有信息交流的作用。胞間連絲細胞細胞通道?相鄰兩個細胞之間形成通道，攜帶信息的物質(zhì)通過通道進入另一個細胞。二、細胞膜成分的探索細胞膜的功能是由它的成分和結(jié)構(gòu)決定的，但細胞膜非常薄，即使在高倍顯微鏡下依然難以看清它的真面目，人們對細胞膜化學(xué)成分的認識經(jīng)歷了很長的過程?；氐?9世紀(jì)重溫科學(xué)發(fā)現(xiàn)之旅……科學(xué)家對細胞膜成分的探索歷程科學(xué)家探索內(nèi)容結(jié)論或假說1895年歐文頓溶于脂質(zhì)的物質(zhì)，容易穿過細胞膜；不溶于脂質(zhì)的物質(zhì)，不容易穿過細胞膜20世紀(jì)初制備出哺乳動物成熟紅細胞的純凈細胞膜，進行化學(xué)分析細胞膜是由脂質(zhì)組成的組成細胞膜的脂質(zhì)有磷脂和膽固醇，其中磷脂含量最多?目的：為了進一步確定細胞膜中脂質(zhì)成分的類型。?實驗：利用哺乳動物成熟的紅細胞，通過一定方法制備出純凈的細胞膜，并對細胞膜進行化學(xué)成分分析。探究思考：為什么哺乳動物成熟的紅細胞能制備出純凈的細胞膜？?因為哺乳動物成熟的紅細胞沒有細胞核和眾多的細胞器。將紅細胞置于蒸餾水中，使其吸水漲破，然后離心、過濾?發(fā)現(xiàn)：組成細胞膜的脂質(zhì)有磷脂和膽固醇，其中磷脂含量最多。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？親水頭部（磷酸）疏水尾部（脂肪酸）正常情況下細胞膜一般處于什么環(huán)境？磷脂分子形成兩層分子。親水頭部分別在兩側(cè)朝向外部的水溶液。疏水尾部相對排列在內(nèi)部?？茖W(xué)家探索內(nèi)容結(jié)論或假說戈特和格倫德爾把從紅細胞提取的脂質(zhì)，在空氣—水界面上鋪展成單分子層，測得單分子層的面積恰好是紅細胞表面積的2倍丹尼利和戴維森細胞的表面張力明顯低于油—水界面的表面張力。人們已經(jīng)發(fā)現(xiàn)油脂滴表面如果附有蛋白質(zhì)則表面張力會降低細胞膜中的磷脂分子必然排列為連續(xù)的兩層。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:脂質(zhì)（約50%）蛋白質(zhì)（約40%）糖類（約2%-10%）磷脂（主要）膽固醇（存在于動物細胞膜）（1）細胞膜主要由脂質(zhì)和蛋白質(zhì)組成，還有少量糖類（2）在組成細胞膜的脂質(zhì)中，______最豐富，還有少量膽固醇（3）功能越復(fù)雜的細胞膜，蛋白質(zhì)的種類和數(shù)量越多。磷脂三、流動鑲嵌模型的基本內(nèi)容探究1959年，羅伯特森在電鏡下觀察到細胞膜清晰的暗-亮-暗的三層結(jié)構(gòu)。于是提出細胞膜模型的假說：所有細胞膜都是由蛋白質(zhì)-脂質(zhì)-蛋白質(zhì)組成，他把細胞膜描述為靜態(tài)的統(tǒng)一結(jié)構(gòu)?！暗鞍踪|(zhì)－脂質(zhì)－蛋白質(zhì)”的靜態(tài)模型是否有缺陷？應(yīng)如何修正？細胞膜是靜態(tài)的？細胞的生長過程變形蟲的運動熒光標(biāo)記的小鼠細胞和人細胞融合實驗誘導(dǎo)融合人細胞鼠細胞熒光標(biāo)記蛋白質(zhì)40分鐘后370C實驗結(jié)果表明：細胞膜具有一定流動性（結(jié)構(gòu)特點）溫度會影響膜的流動性探究時間：1972年科學(xué)家：辛格(S.J.Singer)

尼科爾森(G.Nicolson)提出假說：細胞膜的流動鑲嵌模型。

科學(xué)方法提出假說細胞膜結(jié)構(gòu)模型的探索過程，反映了提出假說這一科學(xué)方法的作用。科學(xué)家首先根據(jù)已有的知識和信息提出解釋某一生物學(xué)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。一種假說最終被接受或被否定，取決于它是否能與以后不斷得到的觀察和實驗結(jié)果相吻合。1.成分：磷脂、蛋白質(zhì)、糖類2.結(jié)構(gòu)模型磷脂分子磷脂雙分子層蛋白質(zhì)分子糖蛋白糖脂糖被磷脂雙分子層構(gòu)成細胞膜的基本支架；蛋白質(zhì)分子以不同方式鑲嵌在磷脂雙分子層中；糖類分子（也叫糖被）分別和蛋白質(zhì)分子或與脂質(zhì)結(jié)合形成糖蛋白、糖脂。磷脂分子磷脂雙分子層蛋白質(zhì)分子糖蛋白糖脂糖被據(jù)圖分析細胞膜的流動鑲嵌模型中各成分的作用（1）磷脂：磷脂構(gòu)成雙分子層成為細胞膜的基本支架。（2）蛋白質(zhì)：在物質(zhì)運輸?shù)确矫婢哂兄匾饔?。?）糖被（糖脂、糖蛋白)：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。流動鑲嵌模型基本內(nèi)容：細胞膜的結(jié)構(gòu)特點：具有流動性1.細胞膜主要有磷脂分子和蛋白質(zhì)分子構(gòu)成。2.磷脂雙分子層是膜的基本支架。3.蛋白質(zhì)分子有的鑲在磷脂雙分子層表面，有的部分或全部嵌入其中，有的貫穿于整個磷脂雙分子層，與物質(zhì)運輸有關(guān)。4.細胞膜不是靜止不動的，而是具有流動性，主要表現(xiàn)為磷脂分子可以側(cè)向自由移動，膜中的蛋白質(zhì)大多也能運動。細胞膜的功能特點：具有選擇透過性課堂總結(jié)課堂練習(xí)一、概念檢測1.基于對細胞膜結(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，細胞膜上會留下一個空洞。（

）×××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，因此水分子不能通過細胞膜C.細胞膜的蛋白質(zhì)分子有物質(zhì)運輸功能D.細胞的生長現(xiàn)象不支持細胞膜的靜態(tài)結(jié)構(gòu)模型B二、拓展應(yīng)用1.在解釋不容易理解的陌生事物時，人們常用類比的方法，將陌生的事物與熟悉的事物作比較。有人在解釋細胞膜時，把它與窗紗進行類比：窗紗能把昆蟲擋在外面，同時窗紗的小洞又能讓空氣進出。你認為這種類比有什么合理之處，有沒有不妥當(dāng)?shù)牡胤?把細胞膜與窗紗進行類比，合理之處是說明細胞膜與窗紗一樣可以允許一些物質(zhì)出入，阻擋其他物質(zhì)出入。這樣的類比也有不妥之處。例如，窗紗是一種簡單的剛性結(jié)構(gòu)，功能較單純，細胞膜的結(jié)構(gòu)和功能要復(fù)雜得多；細胞膜是活細胞的重要組成部分，活細胞的生命活動是一個主動的過程，而窗紗是沒有生命的，它只能被動地起作用。2.右圖是由磷脂分子構(gòu)成的脂質(zhì)體，它可以作為藥物的運載體，將其運送到特定的細胞發(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。(