【課件】細(xì)胞膜的結(jié)構(gòu)和功能課件2023-2024學(xué)年高一上學(xué)期生物人教版必修1

第1節(jié)

細(xì)胞膜的結(jié)構(gòu)和功能目標(biāo)010203制備細(xì)胞膜的方法及細(xì)胞膜成分的鑒定。（科學(xué)探究）通過(guò)學(xué)習(xí)細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)的探索，體會(huì)科學(xué)發(fā)現(xiàn)的艱難，為科學(xué)奉獻(xiàn)精神。（社會(huì)責(zé)任）通過(guò)細(xì)胞膜功能，及流動(dòng)鑲嵌模型的學(xué)習(xí)建立結(jié)構(gòu)與功能觀。（生命觀念）教學(xué)目標(biāo)

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(kuò)散到整個(gè)細(xì)胞,卻不能逸出細(xì)胞。伊紅為什么不會(huì)逸出細(xì)胞？此實(shí)驗(yàn)說(shuō)明了什么？

細(xì)胞做為一個(gè)基本的生命系統(tǒng)，它的邊界就是_________，也叫_________。細(xì)胞膜質(zhì)膜國(guó)家的邊界：邊防線等人體的邊界：皮膚和黏膜細(xì)胞的邊界：細(xì)胞膜（質(zhì)膜）細(xì)胞膜的功能一1.將細(xì)胞與外界環(huán)境分隔開在原始海洋這盆“熱湯”中，膜的出現(xiàn)是生命起源過(guò)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(xì)胞，并成為相對(duì)獨(dú)立的系統(tǒng)。細(xì)胞膜保障了細(xì)胞內(nèi)部環(huán)境的相對(duì)穩(wěn)定。需要的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)（氨基酸、無(wú)機(jī)鹽，葡萄糖等）O2不需要的物質(zhì)抗體、激素等物質(zhì)代謝廢物細(xì)胞可以進(jìn)入不容易進(jìn)入排出分泌出去有用的成分不會(huì)輕易流失到細(xì)胞外病菌、病毒等可能侵入2.控制物質(zhì)進(jìn)出細(xì)胞細(xì)胞膜的控制作用是相對(duì)的。死細(xì)胞“染色排除法”利用了活細(xì)胞的細(xì)胞膜能夠控制物質(zhì)進(jìn)出細(xì)胞的原理。資料：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。1.對(duì)玉米種子的實(shí)驗(yàn)處理和觀察現(xiàn)象如下，該實(shí)驗(yàn)結(jié)果說(shuō)明（）實(shí)驗(yàn)處理將玉米種子浸泡15小時(shí)，從中央縱切后，用稀釋紅墨水染色將浸泡的玉米種子煮熟，從中央縱切后，用稀釋紅墨水染色實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象胚細(xì)胞著色淺胚細(xì)胞著色深A(yù).細(xì)胞膜具有流動(dòng)性B.紅墨水能自由進(jìn)出玉米細(xì)胞C.細(xì)胞膜具有全透性D.活的細(xì)胞膜具有控制物質(zhì)進(jìn)出的作用對(duì)位練習(xí)D我們是怎么聞到氣味的？受體神經(jīng)大腦皮層信息交流信息分子信息分子（1）通過(guò)細(xì)胞分泌的化學(xué)物質(zhì)間接傳遞信息靶細(xì)胞：接受信號(hào)分子的細(xì)胞受體：靶細(xì)胞膜上與信號(hào)分子特異性結(jié)合的位點(diǎn)，一般為糖蛋白。（信號(hào)分子）靶細(xì)胞受體受體內(nèi)分泌細(xì)胞3.進(jìn)行細(xì)胞間的信息交流*（課本：P41）與膜結(jié)合的信號(hào)分子膜上接受信號(hào)分子的受體發(fā)出信號(hào)的細(xì)胞靶細(xì)胞相鄰兩個(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)胞精子和卵細(xì)胞之間的識(shí)別和結(jié)合（2）相鄰兩個(gè)細(xì)胞的細(xì)胞膜接觸直接傳遞信息相鄰兩個(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)__________相互連接，也有信息交流的作用。（3）相鄰兩細(xì)胞之間形成通道，來(lái)傳遞信息胞間連絲因此胞間連絲既有物質(zhì)運(yùn)輸?shù)淖饔?，又有信息交流的作用。胞間連絲對(duì)位練習(xí)2.(2020·天津高一期末)下列不屬于細(xì)胞間信息交流方式的有（）A.精子和卵細(xì)胞相互接觸完成受精作用B.內(nèi)分泌細(xì)胞分泌的激素經(jīng)血液運(yùn)輸并作用于組織細(xì)胞C.細(xì)胞膜將細(xì)胞與外界環(huán)境分隔開D.植物細(xì)胞間有胞間連絲，是植物細(xì)胞進(jìn)行信息交流的方式C說(shuō)出下列各實(shí)例分別體現(xiàn)了細(xì)胞膜的哪項(xiàng)功能：1.新鮮的莧菜葉泡進(jìn)涼水中，水一般不會(huì)變紅，但高溫炒熟的莧菜中卻有紅紅的湯汁；2.蓮“出淤泥而不染”；3.沒(méi)有受精的雞蛋中，雞蛋黃可看作一個(gè)卵細(xì)胞，雞蛋黃與蛋清之間被什么樣的結(jié)構(gòu)分隔開?說(shuō)明了其有什么功能？4.鼻子接觸香水分子，為什么大腦皮層能產(chǎn)生“香”的感覺(jué)?

手碰到火，為什么手臂的肌肉會(huì)收縮？

控制物質(zhì)進(jìn)出細(xì)胞控制物質(zhì)進(jìn)出細(xì)胞將細(xì)胞與外界環(huán)境分隔開進(jìn)行細(xì)胞間的信息交流植物細(xì)胞的細(xì)胞壁主要功能：支持和保護(hù)。知識(shí)拓展植物的細(xì)胞壁起支持和保護(hù)的作用，具有全透性，并不能控制物質(zhì)進(jìn)出細(xì)胞，所以不是真正的邊界。注：細(xì)菌細(xì)胞壁的主要成分是肽聚糖,真菌是幾丁質(zhì)。特性：全透性。主要組成成分：果膠和纖維素。思考：植物細(xì)胞最外面是細(xì)胞壁，但植物細(xì)胞的邊界是細(xì)胞膜而不是細(xì)胞壁，這是為什么呢？細(xì)胞膜成分的探索二我是歐文頓，經(jīng)過(guò)上萬(wàn)次實(shí)驗(yàn)我發(fā)現(xiàn)……Year1895年細(xì)胞膜非脂溶性物質(zhì)脂溶性物質(zhì)相似相溶原理?yè)?jù)此推測(cè)：_____________________________細(xì)胞膜是由脂質(zhì)組成的討論1：最初對(duì)細(xì)胞膜成分的認(rèn)識(shí)，是通過(guò)對(duì)現(xiàn)象的推理分析，還是通過(guò)對(duì)膜成分的提取與檢測(cè)?

問(wèn)：在推理分析提出假說(shuō)后，還有必要對(duì)膜的成分進(jìn)行提取、分離和鑒定嗎？哺乳動(dòng)物成熟的紅細(xì)胞為了進(jìn)一步確定細(xì)胞膜中脂質(zhì)成分的類型，科學(xué)家利用動(dòng)物的卵細(xì)胞、紅細(xì)胞、神經(jīng)細(xì)胞等作為研究材料，并利用哺乳動(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。①無(wú)細(xì)胞壁，細(xì)胞容易吸水漲破；②無(wú)細(xì)胞核和眾多的細(xì)胞器，易制得純凈的細(xì)胞膜。Year科學(xué)家1895年細(xì)胞膜成分的探索組成細(xì)胞膜的脂質(zhì)有_______和__________，其中________含量最多。多個(gè)磷脂分子在水中總是自發(fā)地形成________________。

磷脂膽固醇磷脂雙分子層磷脂分子模型親水的“頭”疏水的“尾”結(jié)構(gòu)式分子示意圖Year1925年1895年科學(xué)家1925年，兩位荷蘭科學(xué)家戈特和格倫德爾用_______從人的紅細(xì)胞中提取脂質(zhì)，在空氣-水界面上鋪展成_____分子層，測(cè)得_______________________________________________丙酮單單分子層的面積恰為紅細(xì)胞表面積的2倍實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：S單層磷脂=2S紅空氣水層ABC細(xì)胞膜的兩側(cè)都有水環(huán)境存在，在這樣的環(huán)境中，磷脂分子在細(xì)胞膜中可能是怎樣排布的呢？Year1925年1895年科學(xué)家1935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)胞膜的表面張力明顯低于油-水界面的表面張力。人們發(fā)現(xiàn)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。1935年據(jù)此推測(cè)：________________________________________細(xì)胞膜除脂質(zhì)分子外，可能還附有蛋白質(zhì)生物膜蛋白質(zhì)%脂類%糖類人的CNS髓鞘2079少人的紅細(xì)胞膜49438大鼠的肝細(xì)胞核膜59352.9內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜6733少線粒體外模5248少線粒體內(nèi)膜7624少成分含量說(shuō)明脂質(zhì)蛋白質(zhì)**糖類約50%約40%2%-10%主要是磷脂，動(dòng)物細(xì)胞膜有少量的膽固醇細(xì)胞膜功能越復(fù)雜，種類和數(shù)量越多與信息交流有關(guān)主要由______和_______組成，此外，還有少量的________。細(xì)胞膜的組成成分：脂質(zhì)蛋白質(zhì)糖類細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)的探索三兩層暗一層亮Year1959年電子顯微鏡下：蛋白質(zhì)發(fā)暗脂質(zhì)發(fā)亮20世紀(jì)40年代，曾經(jīng)有學(xué)者推測(cè)脂質(zhì)兩邊各覆蓋著蛋白質(zhì)；1959年，羅伯特森在___________下看到了細(xì)胞膜清晰的______________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)：電鏡暗—亮—暗他把蛋白質(zhì)描述為_____的_____結(jié)構(gòu)。靜態(tài)統(tǒng)一暗—亮—暗蛋白質(zhì)—脂質(zhì)—蛋白質(zhì)對(duì)細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)的探索Year1959年20世紀(jì)60年代以后觀看圖片，注意觀察細(xì)胞膜是否可以運(yùn)動(dòng)對(duì)細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)的探索Year人—鼠細(xì)胞融合實(shí)驗(yàn)1959年20世紀(jì)60年代1970年人細(xì)胞紅色熒光染料標(biāo)記的膜蛋白綠色熒光染料標(biāo)記的膜蛋白小鼠細(xì)胞細(xì)胞融合雜交細(xì)胞37℃

40min對(duì)細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)的探索這一實(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。（結(jié)構(gòu)特點(diǎn)）（在一定范圍內(nèi)，溫度升高，流動(dòng)性增強(qiáng)）膜的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：流動(dòng)性磷脂分子側(cè)向自由移動(dòng)膜中的蛋白質(zhì)大多也能運(yùn)動(dòng)流動(dòng)鑲嵌模型的基本內(nèi)容四1972年辛格(S.J.Singer)、尼科爾森(G.Nicolson)提出的流動(dòng)鑲嵌模型為多數(shù)人所接受。①①②③④⑤糖脂

1.

磷脂雙分子層是細(xì)胞膜的基本支架，其內(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。1972年辛格、尼科爾森提出了細(xì)胞膜的流動(dòng)鑲嵌模型旁欄思考：既然膜內(nèi)部分是疏水的，水分子為什么能跨膜運(yùn)輸呢？①是因?yàn)樗肿訕O小，可以通過(guò)由于磷脂分子運(yùn)動(dòng)而產(chǎn)生的間隙；②是因?yàn)槟ど洗嬖谒ǖ赖鞍?，水分子可以由此通過(guò)。細(xì)胞膜主要是由磷脂分子和蛋白質(zhì)分子構(gòu)成的

2.蛋白質(zhì)分子以不同方式鑲嵌在磷脂雙分子層：表面；部分或全部嵌入，貫穿。這些蛋白質(zhì)分子在物質(zhì)運(yùn)輸?shù)确矫婢哂兄匾饔谩?972年辛格、尼科爾森提出了細(xì)胞膜的流動(dòng)鑲嵌模型細(xì)胞膜主要是由磷脂分子和蛋白質(zhì)分子構(gòu)成的體現(xiàn)了膜結(jié)構(gòu)的不對(duì)稱性3.細(xì)胞膜的外表面還有糖類分子，它和蛋白質(zhì)分子結(jié)合形成的糖蛋白或與脂質(zhì)結(jié)合形成的糖脂，這些糖類分子叫做糖被，糖被在細(xì)胞生命活動(dòng)中有重要的功能，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。1972年辛格、尼科爾森提出了細(xì)胞膜的流動(dòng)鑲嵌模型如何判斷細(xì)胞膜的內(nèi)外側(cè)？3.如圖為細(xì)胞膜的流動(dòng)鑲嵌模型。下列各項(xiàng)中，不是細(xì)胞膜中磷脂分子形成雙層結(jié)構(gòu)原因的是A.磷脂分子有親水的頭部B.磷脂分子有疏水的尾部C.細(xì)胞膜內(nèi)外環(huán)境都是水環(huán)境D.使細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)更加堅(jiān)固√4.如圖是細(xì)胞膜亞顯微結(jié)構(gòu)模式圖，請(qǐng)據(jù)圖回答：(1)圖中[B]_________的基本組成單位是________。構(gòu)成細(xì)胞膜基本支架的結(jié)構(gòu)是[

]_____________。(2)與細(xì)胞膜的識(shí)別功能有關(guān)的結(jié)構(gòu)是_____。蛋白質(zhì)氨基酸D磷脂雙分子層糖被(3)吞噬細(xì)胞吞噬細(xì)菌的過(guò)程體現(xiàn)了細(xì)胞膜具有______性，這是因?yàn)開__________________________________________________。流動(dòng)組成細(xì)胞膜的磷脂分子和大多數(shù)蛋白質(zhì)分子是可以運(yùn)動(dòng)的(4)不同細(xì)胞細(xì)胞膜的