31細胞膜的結(jié)構(gòu)和功能人教版高中生物必修一課件

1、第3章細胞的基本結(jié)構(gòu)第1節(jié)細胞膜的結(jié)構(gòu)和功能第3章細胞的基本結(jié)構(gòu)（a）MCF-7乳腺癌細胞光熱療后的細胞存活率；（b）MCF-7乳腺癌細胞光熱療后的臺盼藍染色。死細胞會被臺盼藍染成藍色，而活細胞不會著色。（a）MCF-7乳腺癌細胞光熱療后的細胞存活率；（b）MC臺盼藍鑒別細胞活性原理：活細胞的細胞膜有選擇透過性，臺盼藍染料不能穿過細胞膜，細胞不會著色，而死細胞的細胞膜失去了選擇透過性，臺盼藍穿過細胞膜進入細胞，細胞會被染色。據(jù)此推測，細胞膜作為細胞的邊界，應(yīng)該具有什么功能呢？細胞膜作為細胞的邊界，控制物質(zhì)進出細胞的功能。臺盼藍鑒別細胞活性原理：活細胞的細胞膜有選擇透過性，臺盼藍染細胞膜在生命活

2、動中起什么作用呢？細胞膜在生命活動中起什么作用呢？一、細胞膜的功能你是否用筷子輕輕感覺到了雞蛋完整的卵黃周圍有一層看不見的膜？一、細胞膜的功能你是否用筷子輕輕感覺到了雞蛋完整的卵黃周圍有在光學(xué)顯微鏡下，能看見細胞膜嗎？不能，但是能夠觀察到細胞與外界環(huán)境之間有界限在光學(xué)顯微鏡下，能看見細胞膜嗎？不能，但是能夠觀察到細胞與外 科學(xué)家用顯微注射器將一種叫做伊紅的物質(zhì)注入變形蟲體內(nèi),伊紅很快擴散到整個細胞,卻不能逸出細胞。如何確定細胞膜的存在？功能一：將細胞與外界環(huán)境分隔開 科學(xué)家用顯微注射器將一種叫做伊紅的物質(zhì)注入變形蟲體內(nèi)聯(lián)系生活： 用涼水洗紅莧菜，水不變紅；煮莧菜湯，湯卻是紅色的。這與細胞膜的功

3、能有何關(guān)系？煮熟后莧菜細胞膜失活，不再具有控制能力。推測細胞膜的另一個功能是什么？功能二：控制物質(zhì)進出細胞聯(lián)系生活：煮熟后莧菜細胞膜失活，不再具有控制能力。推測細胞膜細胞膜上有一類蛋白質(zhì)載體，可以控制物質(zhì)進出細胞膜控制物質(zhì)進出有何意義？推測這一功能與細胞膜的哪種成分有關(guān)？細胞需要的物質(zhì)不需要或有害的物質(zhì)抗體、激素或代謝廢物細胞膜上有一類蛋白質(zhì)載體，可以控制物質(zhì)進出細胞膜控制物質(zhì)細胞膜的控制作用是相對的，一些對細胞有害的物質(zhì)有可能進入。細胞膜的控制作用是相對的，一些對細胞有害的物質(zhì)有可能進入。聯(lián)系生活： 鼻子接觸香水分子，為什么大腦皮層能產(chǎn)生“香”的感覺？細胞膜可以接受外界信息和釋放信息，與體內(nèi)

4、其他細胞間進行信息交流。功能三：進行細胞間的信息交流聯(lián)系生活：細胞膜可以接受外界信息和釋放信息，與體內(nèi)其他細胞間 你知道螞蟻之間是怎樣交流的嗎？ 細胞表面存在很多激素受體，可以接受激素的信號。細胞間信息交流的方式有哪些？ 你知道螞蟻之間是怎樣交流的嗎？ 細胞表面存物質(zhì)傳遞靶細胞：接受信號的細胞受體：靶細胞膜上與信號特異性結(jié)合的位點物質(zhì)傳遞靶細胞：接受信號的細胞膜接觸傳遞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。發(fā)出信號的細胞 靶細胞信號分子受體（糖蛋白）膜接觸傳遞相鄰兩個細胞的細胞膜接觸，信息從一個細胞傳遞給另一膜接觸傳遞精子和卵細胞之間的識別和結(jié)合膜接觸傳遞精子和卵細胞之間的

5、識別和結(jié)合 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。例如，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。通道傳遞 相鄰兩個細胞之間形成通道，攜帶信息的物質(zhì)通過通道進入細胞膜的功能將細胞與外界環(huán)境分開控制物質(zhì)進出細胞進行細胞之間的信息交流細胞膜的功能將細胞與外界環(huán)境分開資料1 1895年，歐文頓（E.Overton）用500多種物質(zhì)對植物細胞進行上萬次的通透性實驗，發(fā)現(xiàn)脂溶性物質(zhì)更容易通過細胞膜。二、對細胞膜成分和結(jié)構(gòu)的探索1、歐文頓提出了什么結(jié)論？2、最初認識到生物膜是由脂質(zhì)組成的，是通過對現(xiàn)象的推理分析還是通過膜成分的提取和鑒定？ 3、還有必要對膜的成分進

6、行提取、分離和鑒定嗎？ 通過對現(xiàn)象的推理分析得出的有必要。僅靠推理得出的結(jié)論不一定準確，還應(yīng)該通過科學(xué)實驗進行檢驗和修正膜是由脂質(zhì)組成的相似相溶原理不溶于脂質(zhì)的物質(zhì)溶于脂質(zhì)的物質(zhì)細胞膜資料1 1895年，歐文頓（E.Overton）用50資料220世紀初，科學(xué)家第一次將細胞膜從哺乳動物成熟的紅細胞中分離出來。通過化學(xué)分析表明，細胞膜的主要成分是脂質(zhì)，包括磷脂和膽固醇，其中磷脂含量最多。脂質(zhì)（約50%）蛋白質(zhì)（約40%）糖類（約2%-10%）磷脂最豐富結(jié)論：細胞膜中含有脂質(zhì)，其中主要是磷脂。資料220世紀初，科學(xué)家第一次將細胞膜從哺乳動物成熟的紅細胞極性頭非極性尾 磷脂是一種由甘油、脂肪酸和磷酸

7、所組成的分子，磷酸“頭”部是親水的，脂肪酸“尾”部是疏水的。極性頭非極性尾 磷脂是一種由甘油、脂肪酸和磷酸所組成的水空氣小組活動一磷脂在空氣水界面上如何分布水空氣小組活動一脂質(zhì)和蛋白質(zhì)是如何組成細胞膜的？脂質(zhì)和蛋白質(zhì)是如何組成細胞膜的？資料3 1925年，戈特和格倫德爾用丙酮（一種有機溶劑，可以溶解脂質(zhì)）從人的紅細胞膜中提取脂質(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為紅細胞表面積的2倍。觀察到的現(xiàn)象：得出的結(jié)論：脂質(zhì)在空氣水界面上鋪展成單分子層時的面積恰為紅細胞表面積的2倍細胞膜是2層磷脂分子構(gòu)成的單層膜。資料3 1925年，戈特和格倫德爾用丙酮（一種有機溶劑，根據(jù)細胞膜的內(nèi)外環(huán)

8、境，構(gòu)建細胞膜中磷脂分子的排布模型活動1判斷：活動1判斷：兼性分子在水環(huán)境中存在的三種形式：單分子團 雙分子層 脂質(zhì)體膜結(jié)構(gòu)的應(yīng)用兼性分子在水環(huán)境中存在的三種形式：膜結(jié)構(gòu)的應(yīng)用脂質(zhì)體（liposome）是根據(jù)磷脂分子在水相中形成穩(wěn)定的脂雙層膜的趨勢而制備的一種人工膜。人工脂質(zhì)體可用于：轉(zhuǎn)基因制備的藥物研究生物膜的特性脂質(zhì)體（liposome）是根據(jù)磷脂分子在水相中形成穩(wěn)定的脂細胞膜中還含有蛋白質(zhì)資料41935年，丹尼利和戴維森研究了細胞膜的表面張力（表面張力是一種物理效應(yīng)，與形成表面物質(zhì)的種類和組成有關(guān)）。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，在當(dāng)時，人們已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了油脂滴表面如果

9、吸附有蛋白質(zhì)成分則表面張力會降低。皮特阿格雷羅德里克麥金農(nóng)2003年度諾貝爾化學(xué)獎授予兩名研究膜蛋白的美國科學(xué)家，這是自1991年來諾貝爾獎第三次頒發(fā)給與細胞膜蛋白質(zhì)有關(guān)的研究成果 。細胞膜中除含有脂質(zhì)外，還含有蛋白質(zhì)。細胞膜中還含有蛋白質(zhì)資料41935年，丹尼利和戴維森研究了細1959年,羅伯特森（J.D.Robertsen）在電鏡下看到細胞膜清晰的暗亮暗三層結(jié)構(gòu)資料5 羅伯特森提出的細胞膜模型假說：細胞膜由蛋白質(zhì)-脂質(zhì)-蛋白質(zhì)三層結(jié)構(gòu)構(gòu)成（三明治模型），為靜態(tài)的統(tǒng)一結(jié)構(gòu)。蛋白質(zhì)脂質(zhì)蛋白質(zhì)細胞膜結(jié)構(gòu)的電鏡照片1959年,羅伯特森（J.D.Robertsen）在電鏡下看“細胞冰凍蝕刻”實驗：將

10、標本用液氮超低溫（-196)冷凍，真空中割斷，稍升溫使冰升華，細胞內(nèi)外凡空隙處或含游離水較多的地方將因失水而下陷，膜和其它一些結(jié)構(gòu)被顯露出來。用金屬對剝開的表面染色，再用掃描電子顯微鏡觀察?！凹毎鶅鑫g刻”實驗：將標本用液氮超低溫（-196)冷凍，功能復(fù)雜的細胞膜，蛋白質(zhì)種類和數(shù)目越多冰凍蝕刻電鏡技術(shù)觀察細胞膜斷裂面示意圖貫穿嵌鑲功能復(fù)雜的細胞膜，蛋白質(zhì)種類和數(shù)目越多冰凍蝕刻電鏡技術(shù)觀察細細胞膜真的是靜態(tài)的嗎？細胞膜真3變形蟲的攝食三、流動鑲嵌模型的基本內(nèi)容變形蟲的攝食變形蟲的攝食三、流動鑲嵌模型的基本內(nèi)容變形蟲的攝食人細胞鼠細胞熒光標記 膜蛋白誘導(dǎo)融合40min37細胞膜具有一定的流動性結(jié)論

11、資料61970，費雷和埃迪登等，將人和鼠的細胞膜蛋白質(zhì)用不同熒光染料標記后融合人細胞鼠細胞熒光標記 膜蛋白誘導(dǎo)40min37細胞膜具磷脂分子的運動磷脂分子的運動膜的主要成分是脂質(zhì)（磷脂）和蛋白質(zhì)1磷脂分子排列成連續(xù)的兩層2蛋白質(zhì)分子鑲嵌、貫穿于磷脂雙分子層3細胞膜具有流動性4知識回顧細胞膜是靜態(tài)的嗎 ？脂質(zhì)和蛋白質(zhì)是如何構(gòu)成膜的？細胞膜的組成成分是什么？活動2根據(jù)你已知道的科學(xué)知識，嘗試構(gòu)建一個生物膜的結(jié)構(gòu)模型膜的主要成分是脂質(zhì)（磷脂）和蛋白質(zhì)1磷脂分子排列成連續(xù)的兩層流動鑲嵌模型流動鑲嵌模型流動鑲嵌模型時間：1972年人物：辛格和尼科爾森磷脂雙分子層（基本支架）蛋白質(zhì)分子細胞膜不是靜止不動的

12、，而是具有流動性。糖被流動鑲嵌模型時間：1972年磷脂雙分子層（基本支架）蛋白質(zhì)分細胞膜成分脂質(zhì)（磷脂、固醇）蛋白質(zhì)（種類越多，細胞膜越復(fù)雜）糖類（單糖或多糖）細胞膜結(jié)構(gòu)磷脂雙分子層基本骨架蛋白質(zhì)貫穿、嵌入、鑲嵌糖蛋白識別作用，在細胞膜外側(cè)面流動鑲嵌模型細胞膜成分脂質(zhì)蛋白質(zhì)糖類細胞膜結(jié)構(gòu)磷脂雙分子層蛋白質(zhì)糖蛋白1、細胞膜的結(jié)構(gòu)：流動鑲嵌模型：思考：“流動”是指誰？ “鑲嵌”是指誰？流動：蛋白質(zhì)分子、磷脂雙分子層。鑲嵌：蛋白質(zhì)分子?；竟羌埽毫字p分子層細胞膜結(jié)構(gòu)上的特點：具有流動性細胞膜的結(jié)構(gòu)1、細胞膜的結(jié)構(gòu)：流動鑲嵌模型：思考：“流動”是指誰？ “1、細胞膜的結(jié)構(gòu)：流動鑲嵌模型：a.磷脂雙分

13、子層：構(gòu)成細胞膜的， 這個骨架不是靜止的，具有。b.蛋白質(zhì)分子鑲嵌、平鋪或貫穿在磷脂雙分子 層上，大多數(shù)蛋白質(zhì)分子也是可以 的。c.糖蛋白位于細胞膜的 表面，由蛋白質(zhì)和 糖類結(jié)合而成，具有識別、保護等作用。流動性基本骨架流動外細胞膜的結(jié)構(gòu)1、細胞膜的結(jié)構(gòu)：流動鑲嵌模型：a.磷脂雙分子層：構(gòu)成細胞1、據(jù)研究發(fā)現(xiàn)，膽固醇、小分子脂肪酸、維生素D等物質(zhì)較容易優(yōu)先通過細胞膜，這是因為（）A 細胞膜具有一定流動性B 細胞膜是選擇透過性C 細胞膜的結(jié)構(gòu)是以磷脂分子層為基本骨架D 細胞膜上鑲嵌有各種蛋白質(zhì)分子課堂練習(xí)C1、據(jù)研究發(fā)現(xiàn)，膽固醇、小分子脂肪酸、維生素D等物質(zhì)較容易優(yōu)2、變形蟲的任何部位都能伸出偽

14、足，人體某些白細胞能吞噬病菌，這些生理過程的完成都依賴于細胞膜的（ ）A 保護作用 B 一定的流動性C 主動運輸 D 選擇透過性課堂練習(xí)B2、變形蟲的任何部位都能伸出偽足，人體某些白細胞能吞噬病菌，3、下圖表示細胞某一部分的亞顯微結(jié)構(gòu)，請據(jù)圖回答：( 中填序號) (1)這個簡圖所表示的是 的亞顯微結(jié)構(gòu)。 (2)這個簡圖所體現(xiàn)的模型的名稱是 。 (3)此模型的基本骨架是 。細胞膜 流動鑲嵌模型 磷脂雙分子層課堂練習(xí)3、下圖表示細胞某一部分的亞顯微結(jié)構(gòu)，請據(jù)圖回答：( 19世紀末，歐文頓:膜是由脂質(zhì)組成的20世紀初，膜是由脂質(zhì)和蛋白質(zhì)組成的 1925年，脂質(zhì)分子排列為連續(xù)的兩層1959年，提出膜的靜態(tài)結(jié)構(gòu)1970年，提出膜具有流動性1972年，提出流動鑲嵌模型課堂小結(jié)生物膜結(jié)構(gòu)的探究歷程談一談在生物膜模型的建立和完善過程中，你受到哪些啟示?19世紀末，