細(xì)胞膜的結(jié)構(gòu)和功能課件【高效課堂+備課精研】高一上學(xué)期生物人教版必修1

第1節(jié)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)核心素養(yǎng)概述細(xì)胞膜的成分和功能1掌握流動(dòng)鑲嵌模型的內(nèi)容3了解生物膜結(jié)構(gòu)的探究歷程2

學(xué)習(xí)目標(biāo)通過(guò)對(duì)細(xì)胞膜的功能、組成和結(jié)構(gòu)的學(xué)習(xí)，形成結(jié)構(gòu)與功能相適應(yīng)的觀點(diǎn)生命觀念通過(guò)生物膜探索實(shí)驗(yàn)培養(yǎng)演繹推理能力科學(xué)思維問(wèn)題探討1．為什么活細(xì)胞不能被染色，而死細(xì)胞能被染色？2．據(jù)此推測(cè)，細(xì)胞膜作為細(xì)胞的邊界，應(yīng)該具有什么功能？鑒別動(dòng)物細(xì)胞是否死亡常用臺(tái)盼藍(lán)染液。用它染色時(shí)，死細(xì)胞會(huì)被染成藍(lán)色，而活細(xì)胞不會(huì)著色。討論國(guó)家的邊界：邊防線等人體的邊界：皮膚和黏膜一個(gè)系統(tǒng)總有它的邊界細(xì)胞的邊界：細(xì)胞膜（質(zhì)膜）一、細(xì)胞膜的功能1.將細(xì)胞與外界環(huán)境分隔開(kāi)推測(cè)的原始海洋景觀圖在原始海洋，膜的出現(xiàn)是生命起源的至關(guān)重要階段。膜的存在使細(xì)胞成為一個(gè)相對(duì)獨(dú)立的系統(tǒng)，為細(xì)胞的生命活動(dòng)提供了一個(gè)穩(wěn)定的內(nèi)部環(huán)境。材料用具：莧菜、冷水、開(kāi)水、燒杯、玻璃棒實(shí)驗(yàn)步驟：①②③預(yù)期結(jié)果：取2只燒杯，編號(hào)A、B，各加入300mL的冷水和開(kāi)水。向兩只燒杯中各加入兩株的紅色莧菜。用玻璃棒攪拌，觀察現(xiàn)象

1、為什么冷水浸泡莧菜，溶液顏色不變，而開(kāi)水浸泡莧菜，溶液顏色變紅？

2、科研上鑒別死細(xì)胞和活細(xì)胞，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。你能解釋“染色排除法”的原理嗎?活細(xì)胞膜具有控制物質(zhì)進(jìn)出細(xì)胞的功能2.控制物質(zhì)進(jìn)出細(xì)胞相對(duì)性選擇性演示(1)物質(zhì)傳遞3.進(jìn)行細(xì)胞間的信息交流海洋中的生物進(jìn)行繁殖時(shí)，將精子和卵細(xì)胞排到水中，海水中有很多生物的精子和卵細(xì)胞，為什么只有同種生物的精子和卵細(xì)胞結(jié)合呢？？蜜蜂為植物傳粉時(shí)，是不分植物的種類(lèi)的，雌蕊的柱頭上有多種不同植物的花粉，但只有同種植物的花粉能萌發(fā)出花粉管，為什么？？靶細(xì)胞發(fā)出信號(hào)的細(xì)胞與膜結(jié)合的信號(hào)分子膜上接受信號(hào)分子的受體相鄰兩個(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。例如，精子和卵細(xì)胞之間的識(shí)別和結(jié)合。演示（2）接觸傳遞相鄰兩個(gè)細(xì)胞之間形成通道，攜帶信息的物質(zhì)通過(guò)通道進(jìn)入另一個(gè)細(xì)胞。例如，高等植物細(xì)胞之間通過(guò)胞間連絲相互連接，也有信息交流的作用。胞間連絲（3）通道傳遞二、對(duì)細(xì)胞膜成分的探索細(xì)胞膜不溶于脂質(zhì)的物質(zhì)溶于脂質(zhì)的物質(zhì)1895年，歐文頓用500多種化學(xué)物質(zhì)對(duì)植物細(xì)胞的通透性進(jìn)行上萬(wàn)次實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)：溶于脂質(zhì)的物質(zhì)比不能溶于脂質(zhì)的物質(zhì)更容易通過(guò)細(xì)胞膜。據(jù)此推測(cè)：細(xì)胞膜是由脂質(zhì)組成的。12科學(xué)家利用哺乳動(dòng)物的紅細(xì)胞，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。得知：組成細(xì)胞膜的脂質(zhì)有磷脂和膽固醇，其中磷脂含量最多。因?yàn)椴溉閯?dòng)物成熟的紅細(xì)胞沒(méi)有細(xì)胞核和眾多的細(xì)胞器。為什么用哺乳動(dòng)物的紅細(xì)胞能制備出純凈的細(xì)胞膜呢？親水疏水多個(gè)磷脂分子在水中總是自發(fā)地形成雙分子層。31925年，兩位荷蘭科學(xué)家戈特和格倫德?tīng)栍帽獜娜说募t細(xì)胞中提取脂質(zhì)，在空氣—水界面上鋪成單分子層，測(cè)得單層分子的面積恰為紅細(xì)胞的表面積的2倍。推斷：細(xì)胞膜中的磷脂分子必然排列為連續(xù)的兩層水層空氣磷脂雙分子層41935年，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一水界面的表面張力。由于人們已發(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，因此丹尼利和戴維森推測(cè)細(xì)胞膜除含脂質(zhì)分子外，可能還附有蛋白質(zhì)。脂質(zhì)蛋白質(zhì)

糖類(lèi)細(xì)胞膜的化學(xué)成分大約占50%大約占40%大約占2%—10%蛋白質(zhì)在細(xì)胞膜行使功能時(shí)起重要作用，因此功能越復(fù)雜的細(xì)胞膜，蛋白質(zhì)的種類(lèi)和數(shù)量越多。三、對(duì)細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)的探索1959年，羅伯特森在電鏡下看到膜清晰的暗—亮—暗的三層結(jié)構(gòu)，他結(jié)合其他科學(xué)家的工作，大膽地提出了細(xì)胞膜模型的假說(shuō)：所有的細(xì)胞膜都由蛋白質(zhì)—脂質(zhì)—蛋白質(zhì)三層結(jié)構(gòu)構(gòu)成，電鏡下看到的中間的亮層是脂質(zhì)分子，兩邊的暗層是蛋白質(zhì)分子。他把細(xì)胞膜描述為靜態(tài)的統(tǒng)一結(jié)構(gòu)。120世紀(jì)60年代以后，人們對(duì)這一模型的異議增加了。不少科學(xué)家對(duì)于細(xì)胞膜是靜態(tài)的觀點(diǎn)提出質(zhì)疑：如果是這樣，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)、變形蟲(chóng)的變形運(yùn)動(dòng)這樣的現(xiàn)象都難以解釋。2融合細(xì)胞細(xì)胞融合37℃40min正在融合的細(xì)胞紅色熒光染料標(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)胞這一實(shí)驗(yàn)以及相關(guān)的其他實(shí)驗(yàn)證據(jù)表明，細(xì)胞膜具有流動(dòng)性。1970年，細(xì)胞融合實(shí)驗(yàn)：1970年，細(xì)胞融合實(shí)驗(yàn)：

3在新的觀察和實(shí)驗(yàn)證據(jù)的基礎(chǔ)上，又有學(xué)者提出了一些關(guān)于細(xì)胞膜的分子結(jié)構(gòu)模型。其中，1972年，辛格（S.J.Singer)和尼科爾森（G.Nicolson)提出的流動(dòng)鑲嵌模型為大多數(shù)人所接受。四、流動(dòng)鑲嵌模型的基本內(nèi)容內(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)，因此具有屏障作用。生物膜的基本骨架：磷脂雙分子層這些蛋白質(zhì)分子在物質(zhì)運(yùn)輸?shù)确矫婢哂兄匾饔?。蛋白質(zhì)分子存在形態(tài)：有鑲在表面、嵌入、貫穿三種磷脂分子和大多數(shù)蛋白質(zhì)分子都是運(yùn)動(dòng)的。細(xì)胞膜的流動(dòng)性對(duì)于細(xì)胞完成物質(zhì)運(yùn)輸、生長(zhǎng)、分裂、運(yùn)動(dòng)等功能都是非常重要的。生物膜的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：一定的流動(dòng)性磷脂分子磷脂雙分子層糖蛋白細(xì)胞膜的外表面，糖類(lèi)分子與蛋白質(zhì)結(jié)合形成糖蛋白，或與脂質(zhì)結(jié)合形成糖脂，這些糖類(lèi)分子叫做糖被。糖被在細(xì)胞生命活動(dòng)中具有重要的功能。例如，糖被與細(xì)胞表面的識(shí)別、細(xì)胞間的信息傳遞等功能有密切關(guān)系。生物膜結(jié)構(gòu)特點(diǎn)功能特點(diǎn)結(jié)構(gòu)探究歷程決定流動(dòng)性選擇透過(guò)性磷脂雙分子層蛋白質(zhì)分子結(jié)構(gòu)組成課堂小結(jié)1、在人類(lèi)對(duì)生物膜結(jié)構(gòu)的探索歷程中，羅伯特森提出的三層結(jié)構(gòu)模型與流動(dòng)鑲嵌模型的相同點(diǎn)是(

)A.兩種模型都認(rèn)為組成生物膜的主要物質(zhì)是蛋白質(zhì)和脂質(zhì)B.兩種模型都認(rèn)為蛋白質(zhì)分子均勻排列在脂質(zhì)分子的兩側(cè)C.兩種模型都認(rèn)為磷脂雙分子層是構(gòu)成膜的基本支架D.兩種模型都認(rèn)為組成生物膜的磷脂分子和大多數(shù)蛋白質(zhì)分子可以運(yùn)動(dòng)A課堂練習(xí)2、如圖表示將小白鼠細(xì)胞和人體細(xì)胞融合成雜交細(xì)胞的過(guò)程，圖中的小球和小三角表示各自膜表面的蛋白質(zhì)，下列有關(guān)敘述不正確的是(

)A.圖中膜表面的蛋白質(zhì)構(gòu)成了細(xì)胞膜的基本骨架，此外，細(xì)胞膜的主要成分還包括磷脂雙分子層B.細(xì)胞膜的元素組成包括C、H、O、N、PC.該實(shí)驗(yàn)證明了細(xì)胞膜具有一定的流動(dòng)性D.適當(dāng)提高溫度有利于圖示細(xì)胞融合A3、如圖表示生物膜的亞顯微結(jié)構(gòu)，下列敘述錯(cuò)誤的是（

）A.①在生物膜中是不均勻分布的B.②是生物膜的基本骨架C.CO2、O2通過(guò)細(xì)胞的方式相同D.②是運(yùn)動(dòng)的，但①是靜止的，所以細(xì)胞膜具有流動(dòng)性D拓展應(yīng)用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)藥物的包裹位置各不相同？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，能在