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

“清黃不接”的原因是什么？細(xì)胞作為一個基本的生命系統(tǒng)，它有邊界

-----細(xì)胞膜第1節(jié)

細(xì)胞膜的結(jié)構(gòu)和功能細(xì)胞膜=質(zhì)膜第3章

細(xì)胞的基本結(jié)構(gòu)1.通過理解細(xì)胞膜的功能和其成分結(jié)構(gòu)的關(guān)系，形成結(jié)構(gòu)決定功能的生命觀念。2.分析流動鑲嵌模型的探究歷程，掌握科學(xué)探究的思路與方法。3.構(gòu)建磷脂分子和生物膜的物理模型。學(xué)習(xí)目標(biāo)開開腦洞

植物細(xì)胞最外層是細(xì)胞膜，為什么系統(tǒng)的邊界是細(xì)胞膜，而不是細(xì)胞壁呢？細(xì)胞壁是全透性的，不能控制物質(zhì)進(jìn)出細(xì)胞植物細(xì)胞壁主要成分是纖維素和果膠，有支持和保護(hù)功能P48一、細(xì)胞膜的功能作用：保障了細(xì)胞內(nèi)部環(huán)境的相對穩(wěn)定。1.將細(xì)胞與外界環(huán)境分隔開原始地球膜的出現(xiàn)將生命物質(zhì)與外界環(huán)境分隔開，產(chǎn)生了原始的細(xì)胞。一、細(xì)胞膜的功能細(xì)胞代謝廢物營養(yǎng)物質(zhì)分泌物（抗體、激素）細(xì)菌病毒病毒感染紅細(xì)胞2.控制物質(zhì)進(jìn)出細(xì)胞（控制是相對的）葡萄糖、氨基酸、氧氣等P41右上功能特性：選擇透過性受體（本質(zhì)：糖蛋白）3.進(jìn)行細(xì)胞間的信息交流細(xì)胞間功能的協(xié)調(diào)性有賴于？①物質(zhì)傳遞：細(xì)胞通過分泌激素（如胰島素），隨血液到全身各處，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。受體②接觸傳遞：通過相鄰細(xì)胞膜接觸傳遞信息（直接交流）如：精子和卵細(xì)胞的識別和結(jié)合胞間連絲③通道傳遞：相鄰兩個細(xì)胞之間形成通道，攜帶信息的物質(zhì)通過通道進(jìn)入另一個細(xì)胞。高等植物細(xì)胞之間通過胞間連絲相互連接，也有信息交流的作用。不需要受體的交流方式【小結(jié)】細(xì)胞膜的功能101.將細(xì)胞與外界環(huán)境分隔開。2.控制物質(zhì)進(jìn)出細(xì)胞。3.進(jìn)行細(xì)胞間的信息交流。保障了細(xì)胞內(nèi)部環(huán)境的相對穩(wěn)定?；罴?xì)胞的細(xì)胞膜對物質(zhì)進(jìn)入細(xì)胞具有控制作用。①通過信號分子運(yùn)輸傳遞信息——間接交流②通過相鄰細(xì)胞膜的直接接觸進(jìn)行信息交流③通道傳遞：相鄰兩個細(xì)胞之間形成通道，

攜帶信息的物質(zhì)通過通道進(jìn)入另一個細(xì)胞。例：2021北京高考19題圖

光合產(chǎn)物如何進(jìn)入葉脈中的篩管1.用涼水洗莧菜水不變色，而炒或者煮湯汁都會變紅，這說明細(xì)胞膜有什么功能？控制物質(zhì)進(jìn)出細(xì)胞2.植物傳粉后，同種和不同種的花粉都會落到雌蕊的柱頭上，同種的花粉能萌發(fā)，異種的花粉不能萌發(fā)。這體現(xiàn)了細(xì)胞膜的什么功能？進(jìn)行細(xì)胞間信息交流【聯(lián)系生活】例1.細(xì)胞之間通過信息交流，保證細(xì)胞間功能的協(xié)調(diào)。關(guān)于細(xì)胞間信息交流的說法錯誤的是()A．B細(xì)胞與乙細(xì)胞上的受體化學(xué)本質(zhì)都是蛋白質(zhì)B．圖2可以表示精子與卵細(xì)胞的識別C．細(xì)胞間信息交流的方式多種多樣，可以是細(xì)胞接觸傳遞信息，也可以通過介質(zhì)傳遞D．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)D例2.根據(jù)圖解回答下面的問題：(1)圖中反映的是細(xì)胞膜的________功能。(2)圖中甲表示的是__________的細(xì)胞，乙表示的是__________細(xì)胞。(3)圖中①表示__________，②表示____細(xì)胞膜上的_______。(4)細(xì)胞之間除了通過直接接觸傳遞信息外，還可間接傳遞信息，如內(nèi)分泌細(xì)胞將__________分泌出來后，由__________運(yùn)輸?shù)饺砀魈?，作用于遠(yuǎn)處的靶細(xì)胞。(5)細(xì)胞膜除了具備圖中所示功能外，還具有_________和

________的功能。進(jìn)行細(xì)胞間的信息交流與膜結(jié)合的信號分子靶受體發(fā)出信號的細(xì)胞靶激素血液控制物質(zhì)進(jìn)出細(xì)胞將細(xì)胞與外界環(huán)境分隔開例3.下圖表示三種細(xì)胞間信息交流方式。①圖(1)所示的信息交流方式中，A細(xì)胞主要是________，產(chǎn)生的信息分子主要是___________，需要通過________的運(yùn)輸才能運(yùn)至B細(xì)胞，信息分子要與B細(xì)胞膜上的________結(jié)合才能完成信息的傳遞。②請舉一個以圖(2)中的信息交流方式的例子：__________________。③圖(3)中所示的是________細(xì)胞間的信息交流方式，該通道是________。內(nèi)分泌細(xì)胞激素血液受體精子與卵細(xì)胞的識別和結(jié)合高等植物胞間連絲●●細(xì)胞膜●●●●●●溶于脂質(zhì)的物質(zhì)●●不溶于脂質(zhì)的物質(zhì)發(fā)現(xiàn)脂質(zhì)更容易通過細(xì)胞膜。推測：實(shí)驗(yàn)：時間：1895年人物：歐文頓（E.Overton）用500多種化學(xué)物質(zhì)對植物細(xì)胞的通透性進(jìn)行了上萬次實(shí)驗(yàn)。資料1:二、對細(xì)胞膜成分的探索歷程膜中含脂質(zhì)原理：相似相溶磷脂分子結(jié)構(gòu)式磷脂分子模型磷脂的一端為親水的頭，兩個脂肪酸一端為疏水的尾，多個磷脂分子在水中總是自發(fā)地形成雙分子層。頭部親水尾部疏水磷脂分子示意圖磷脂分子是一種甘油、脂肪酸和磷酸所組成的分子元素組成：

CHONP資料3：磷脂分子結(jié)構(gòu)想一想：1、細(xì)胞生活在液體環(huán)境中，細(xì)胞膜中磷脂分子該如何排布呢？空氣-水界面上：2、在空氣---水界面上，磷脂分子該如何排布?

單層排列P42下親水的“頭部”與水接觸，疏水的“尾巴”遠(yuǎn)離水

時間：1925年

人物：荷蘭科學(xué)家E.Gorter和F.Grendel

實(shí)驗(yàn)：把紅細(xì)胞膜中的磷脂抽提出來，在水面上鋪展成單分子層，結(jié)果發(fā)現(xiàn)磷脂分子排成單層，后的面積恰好等于紅細(xì)胞表面積的兩倍。

資料4：高特和格倫徳對血影的研究細(xì)胞膜中的磷脂是雙層的結(jié)論：實(shí)驗(yàn)材料(1)材料：人和其他哺乳動物的_______________。(2)材料選擇的原因：①無_______和眾多_________

②無________。細(xì)胞核細(xì)胞器細(xì)胞壁成熟的紅細(xì)胞三無細(xì)胞P42上細(xì)菌高等動物細(xì)胞高等植物細(xì)胞哺乳動物成熟紅細(xì)胞選材：選出適合作為提取細(xì)胞膜材料的細(xì)胞，說明理由。1935年英國學(xué)者丹尼利和戴維森研究了細(xì)胞膜的張力，發(fā)現(xiàn)細(xì)胞膜表現(xiàn)張力明顯低于油—水界面的表面張力。實(shí)驗(yàn)證據(jù)資料5：結(jié)論：細(xì)胞膜除含脂質(zhì)分子外，可能還附有蛋白質(zhì)。資料2：

人的消化液中含有許多能夠水解蛋白質(zhì)的物質(zhì)，稱為蛋白酶。用蛋白酶處理細(xì)胞膜，會使細(xì)胞膜分解。

根據(jù)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象,你對膜化學(xué)成分在種類上認(rèn)識是否還有新的結(jié)論?

得出結(jié)論：推測膜中可能還含有蛋白質(zhì)等教材中是如何探索出細(xì)胞膜中附有蛋白質(zhì)的？細(xì)胞膜的成分脂質(zhì)主要糖類蛋白質(zhì)約50%磷脂最豐富。動物細(xì)胞膜中還含有膽固醇。約40%決定膜的功能。功能越復(fù)雜的細(xì)胞膜，蛋白質(zhì)的種類和數(shù)量越多。2%~10%參考P45，找出存在形式及功能++三、對細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)的探索資料5：三明治模型（單位膜模型）觀點(diǎn)：所有的細(xì)胞膜都是由蛋白質(zhì)—脂質(zhì)—蛋白質(zhì)構(gòu)成的靜態(tài)統(tǒng)一結(jié)構(gòu)。時間：1959年羅伯特森看到的細(xì)胞膜電鏡照片（放大400000倍）兩側(cè)暗層兩側(cè)暗層三明治模型背景資料

隨著電鏡的問世和技術(shù)的不斷改良，科學(xué)家測得細(xì)胞膜的厚度為7-8nm。單獨(dú)測量磷脂雙分子層的厚度約為3.5nm，膜蛋白的厚度約為5-10nm。

三明治模型?三、對細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)的探索熒光標(biāo)記蛋白質(zhì)人細(xì)胞誘導(dǎo)融合鼠細(xì)胞40分鐘后370C資料6：

時間：1970年

人物：弗雷和埃迪登(Frye和Edidin)

實(shí)驗(yàn)：人、鼠細(xì)胞融合實(shí)驗(yàn)

結(jié)論：細(xì)胞膜具有一定的流動性實(shí)驗(yàn)方法：熒光標(biāo)記法！蛋白質(zhì)鑲在、嵌入或貫穿于磷脂雙分子層中蛋白質(zhì)在膜中的分布是不對稱的。冰凍蝕刻技術(shù)與掃描電子顯微鏡技術(shù)資料7：【資料】冰凍蝕刻技術(shù)：標(biāo)本用干冰等冰凍，后用冷刀斷開，升溫后在真空下暴露斷裂面。時間：1972年人物：桑格和尼科爾森提出：流動鑲嵌模型

多糖糖蛋白蛋白質(zhì)分子磷脂雙分子層膽固醇（剛性）基本支架保護(hù)、潤滑、識別（細(xì)胞間的信息）等四、流動鑲嵌模型基本內(nèi)容細(xì)胞膜外側(cè)多糖與脂質(zhì)結(jié)合成糖脂P44圖糖被嵌入鑲在貫穿分布在動物細(xì)胞膜脂雙層的內(nèi)部四、流動鑲嵌模型的基本內(nèi)容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：磷脂雙分子層構(gòu)成細(xì)胞膜的基本支架；蛋白質(zhì)：蛋白質(zhì)分子以不同方式鑲嵌在磷脂雙分子層中；糖被：與細(xì)胞表面的識別、細(xì)胞間的信息傳遞等功能有密切關(guān)系。將細(xì)胞與外界環(huán)境分隔開控制物質(zhì)進(jìn)出細(xì)胞進(jìn)行細(xì)胞間的信息交流探究三：小組合作根據(jù)課本44-45頁內(nèi)容，利用手中的材料，在白紙上作出細(xì)胞膜的模型并嘗試解說這一模型。結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：一定的流動性

原因：構(gòu)成細(xì)胞膜的磷脂分子和大多數(shù)蛋白質(zhì)分子都是可以運(yùn)動的功能特性:

選擇透過性原因：主要取決于細(xì)胞膜上轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白的種類和數(shù)量。P44下四、流動鑲嵌模型的基本內(nèi)容四、流動鑲嵌模型的基本內(nèi)容四、流動鑲嵌模型的基本內(nèi)容例4.(不定項(xiàng))下圖為細(xì)胞膜的流動鑲嵌模型示意圖，下列有關(guān)敘述不正確的是(

)

A．細(xì)胞膜具有兩層磷脂分子，磷脂分子的頭部為親水基團(tuán)B．具有①的一側(cè)為細(xì)胞膜的外側(cè)，①與細(xì)胞之間的信息交流有關(guān)C．②和③構(gòu)成了細(xì)胞膜的基本支架，是可以運(yùn)動的D．細(xì)胞膜的選擇透過性與①的種類和數(shù)量有關(guān)√√磷脂雙分子層

基本支架

一定的流動性

蛋白質(zhì)分子

鑲

嵌入

貫穿

運(yùn)動

糖蛋白、糖脂

外表面

糖被

細(xì)胞識別和信息傳遞等例5.3．結(jié)構(gòu)特點(diǎn)有一定的__________。流動性

4.功能特點(diǎn)具有一定的

。

選擇透過性親水的“頭部”與水接觸，疏水的“尾巴”遠(yuǎn)離水

既然膜內(nèi)部是疏水的，為什么水分子能跨膜運(yùn)輸呢？

①因?yàn)樗肿訕O小，可以通過由于磷脂分子的側(cè)向自由移動而產(chǎn)生的間隙自由擴(kuò)散。

②因?yàn)榧?xì)胞膜上存在水通道蛋白，水分子可以通過水通道蛋白協(xié)助擴(kuò)散通過細(xì)胞膜。P45右鑒別動物細(xì)胞是否死亡常用臺盼藍(lán)染液。用它染色時，死細(xì)胞會被染成藍(lán)色，而活細(xì)胞不會著色。

討論

1．為什么活細(xì)胞不能被染色，而死細(xì)胞能被染色？

活細(xì)胞的細(xì)胞膜具有選擇透過性，染料臺盼藍(lán)是細(xì)胞不需要的物質(zhì)，不易通過細(xì)胞膜，所以活細(xì)胞沒有被染色。死細(xì)胞的細(xì)胞膜失去控制物質(zhì)進(jìn)出細(xì)胞的這一功能，臺盼藍(lán)能夠通過細(xì)胞膜進(jìn)入到細(xì)胞中，所以死細(xì)胞能夠被染成藍(lán)色。

細(xì)胞膜作為細(xì)胞的邊界，具有控制物質(zhì)進(jìn)出細(xì)胞的功能。

2．據(jù)此推測，細(xì)胞膜作為細(xì)胞的邊界，應(yīng)該具有什么功能？問題探討成分細(xì)胞膜功能脂質(zhì)糖類蛋白質(zhì)進(jìn)行細(xì)胞間的信息交流控制物質(zhì)進(jìn)出細(xì)胞將細(xì)胞與外界環(huán)境分隔開結(jié)構(gòu)決定基本支架--磷脂雙分子層蛋白質(zhì)分子--鑲、嵌、貫穿(流動鑲嵌模型)約50%約2%-10%約40%觀察下列三個圖的信息交流類型，請思考并回答下列問題：

(1)圖甲、乙、丙分別通過______________________________實(shí)現(xiàn)信息交流。(2)精卵識別屬于圖________類型，激素調(diào)節(jié)屬于圖________類型，植物細(xì)胞的胞間連絲與圖________方式相吻合。激素、細(xì)胞膜直接接觸、細(xì)胞通道乙甲丙課堂檢測流動鑲嵌模型的基本內(nèi)容：1.細(xì)胞膜主要由

和

組成。細(xì)胞膜上的脂質(zhì)主要是

。2.磷脂分子以疏水的尾部相對，親水的頭部朝向兩側(cè)，構(gòu)成

，以此作為細(xì)胞膜的