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

“清黃不接”的原因是什么？細胞作為一個基本的生命系統(tǒng)，它有邊界

-----細胞膜第1節(jié)

細胞膜的結(jié)構(gòu)和功能細胞膜=質(zhì)膜第3章

細胞的基本結(jié)構(gòu)1.通過理解細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。學習目標開開腦洞

植物細胞最外層是細胞膜，為什么系統(tǒng)的邊界是細胞膜，而不是細胞壁呢？細胞壁是全透性的，不能控制物質(zhì)進出細胞植物細胞壁主要成分是纖維素和果膠，有支持和保護功能P48一、細胞膜的功能作用：保障了細胞內(nèi)部環(huán)境的相對穩(wěn)定。1.將細胞與外界環(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)生了原始的細胞。一、細胞膜的功能細胞代謝廢物營養(yǎng)物質(zhì)分泌物（抗體、激素）細菌病毒病毒感染紅細胞2.控制物質(zhì)進出細胞（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.進行細胞間的信息交流細胞間功能的協(xié)調(diào)性有賴于？①物質(zhì)傳遞：細胞通過分泌激素（如胰島素），隨血液到全身各處，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。受體②接觸傳遞：通過相鄰細胞膜接觸傳遞信息（直接交流）如：精子和卵細胞的識別和結(jié)合胞間連絲③通道傳遞：相鄰兩個細胞之間形成通道，攜帶信息的物質(zhì)通過通道進入另一個細胞。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。不需要受體的交流方式【小結(jié)】細胞膜的功能101.將細胞與外界環(huán)境分隔開。2.控制物質(zhì)進出細胞。3.進行細胞間的信息交流。保障了細胞內(nèi)部環(huán)境的相對穩(wěn)定?；罴毎募毎ξ镔|(zhì)進入細胞具有控制作用。①通過信號分子運輸傳遞信息——間接交流②通過相鄰細胞膜的直接接觸進行信息交流③通道傳遞：相鄰兩個細胞之間形成通道，

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

光合產(chǎn)物如何進入葉脈中的篩管1.用涼水洗莧菜水不變色，而炒或者煮湯汁都會變紅，這說明細胞膜有什么功能？控制物質(zhì)進出細胞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)了細胞膜的什么功能？進行細胞間信息交流【聯(lián)系生活】例1.細胞之間通過信息交流，保證細胞間功能的協(xié)調(diào)。關(guān)于細胞間信息交流的說法錯誤的是()A．B細胞與乙細胞上的受體化學本質(zhì)都是蛋白質(zhì)B．圖2可以表示精子與卵細胞的識別C．細胞間信息交流的方式多種多樣，可以是細胞接觸傳遞信息，也可以通過介質(zhì)傳遞D．細胞膜上的受體是細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)圖中反映的是細胞膜的________功能。(2)圖中甲表示的是__________的細胞，乙表示的是__________細胞。(3)圖中①表示__________，②表示____細胞膜上的_______。(4)細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)分泌細胞將__________分泌出來后，由__________運輸?shù)饺砀魈?，作用于遠處的靶細胞。(5)細胞膜除了具備圖中所示功能外，還具有_________和

________的功能。進行細胞間的信息交流與膜結(jié)合的信號分子靶受體發(fā)出信號的細胞靶激素血液控制物質(zhì)進出細胞將細胞與外界環(huán)境分隔開例3.下圖表示三種細胞間信息交流方式。①圖(1)所示的信息交流方式中，A細胞主要是________，產(chǎn)生的信息分子主要是___________，需要通過________的運輸才能運至B細胞，信息分子要與B細胞膜上的________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________細胞間的信息交流方式，該通道是________。內(nèi)分泌細胞激素血液受體精子與卵細胞的識別和結(jié)合高等植物胞間連絲●●細胞膜●●●●●●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)更容易通過細胞膜。推測：實驗：時間：1895年人物：歐文頓（E.Overton）用500多種化學物質(zhì)對植物細胞的通透性進行了上萬次實驗。資料1:二、對細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、細胞生活在液體環(huán)境中，細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”遠離水

時間：1925年

人物：荷蘭科學家E.Gorter和F.Grendel

實驗：把紅細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胞表面積的兩倍。

資料4：高特和格倫徳對血影的研究細胞膜中的磷脂是雙層的結(jié)論：實驗材料(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________。細胞核細胞器細胞壁成熟的紅細胞三無細胞P42上細菌高等動物細胞高等植物細胞哺乳動物成熟紅細胞選材：選出適合作為提取細胞膜材料的細胞，說明理由。1935年英國學者丹尼利和戴維森研究了細胞膜的張力，發(fā)現(xiàn)細胞膜表現(xiàn)張力明顯低于油—水界面的表面張力。實驗證據(jù)資料5：結(jié)論：細胞膜除含脂質(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。用蛋白酶處理細胞膜，會使細胞膜分解。

根據(jù)實驗現(xiàn)象,你對膜化學成分在種類上認識是否還有新的結(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胞膜中附有蛋白質(zhì)的？細胞膜的成分脂質(zhì)主要糖類蛋白質(zhì)約50%磷脂最豐富。動物細胞膜中還含有膽固醇。約40%決定膜的功能。功能越復雜的細胞膜，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、對細胞膜結(jié)構(gòu)的探索資料5：三明治模型（單位膜模型）觀點：所有的細胞膜都是由蛋白質(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，科學家測得細胞膜的厚度為7-8nm。單獨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、對細胞膜結(jié)構(gòu)的探索熒光標記蛋白質(zhì)人細胞誘導融合鼠細胞40分鐘后370C資料6：

時間：1970年

人物：弗雷和埃迪登(Frye和Edidin)

實驗：人、鼠細胞融合實驗

結(jié)論：細胞膜具有一定的流動性實驗方法：熒光標記法！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、潤滑、識別（細胞間的信息）等四、流動鑲嵌模型基本內(nèi)容細胞膜外側(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：與細胞表面的識別、細胞間的信息傳遞等功能有密切關(guān)系。將細胞與外界環(huán)境分隔開控制物質(zhì)進出細胞進行細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，在白紙上作出細胞膜的模型并嘗試解說這一模型。結(jié)構(gòu)特點：一定的流動性

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

選擇透過性原因：主要取決于細胞膜上轉(zhuǎn)運蛋白的種類和數(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)下圖為細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．細胞膜具有兩層磷脂分子，磷脂分子的頭部為親水基團B．具有①的一側(cè)為細胞膜的外側(cè)，①與細胞之間的信息交流有關(guān)C．②和③構(gòu)成了細胞膜的基本支架，是可以運動的D．細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

運動

糖蛋白、糖脂

外表面

糖被

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

4.功能特點具有一定的

。

選擇透過性親水的“頭部”與水接觸，疏水的“尾巴”遠離水

既然膜內(nèi)部是疏水的，為什么水分子能跨膜運輸呢？

①因為水分子極小，可以通過由于磷脂分子的側(cè)向自由移動而產(chǎn)生的間隙自由擴散。

②因為細胞膜上存在水通道蛋白，水分子可以通過水通道蛋白協(xié)助擴散通過細胞膜。P45右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？

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

細胞膜作為細胞的邊界，具有控制物質(zhì)進出細胞的功能。

2．據(jù)此推測，細胞膜作為細胞的邊界，應該具有什么功能？問題探討成分細胞膜功能脂質(zhì)糖類蛋白質(zhì)進行細胞間的信息交流控制物質(zhì)進出細胞將細胞與外界環(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，植物細胞的胞間連絲與圖________方式相吻合。激素、細胞膜直接接觸、細胞通道乙甲丙課堂檢測流動鑲嵌模型的基本內(nèi)容：1.細胞膜主要由

和

組成。細胞膜上的脂質(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

，以此作為細胞膜的