細胞膜的結(jié)構(gòu)和功能課件高一上學期生物人教版必修13

第3章細胞的基本結(jié)構(gòu)第1節(jié)細胞膜的結(jié)構(gòu)和功能一、細胞膜的功能國家的邊界：邊防線等人體的邊界：皮膚和黏膜每個系統(tǒng)都有一定邊界細胞的邊界：細胞膜（質(zhì)膜）細胞膜的功能膜的出現(xiàn)是生命起源過程中至關(guān)重要的階段，它將生命物質(zhì)與外界環(huán)境分隔開，產(chǎn)生了原始的細胞，并成為相對獨立的系統(tǒng)。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2.控制物質(zhì)進出細胞一、細胞膜的功能抗體、激素等分泌物和廢物水、無機鹽、氨基酸、葡萄糖等。營養(yǎng)物質(zhì)對細胞有害的物質(zhì)可進可出不可出細胞內(nèi)有用的成分不易進病菌、病毒等可能侵入控制作用是相對的激素內(nèi)分泌細胞的激素（如胰島素），隨血液到達全身各處，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，化學本質(zhì)：糖蛋白信息分子內(nèi)分泌細胞靶細胞激素受體方式一：通過分泌化學物質(zhì)間接交流3.進行細胞間的信息交流一、細胞膜的功能方式二：細胞膜直接接觸交流一、細胞膜的功能3.進行細胞間的信息交流例：精卵結(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。胞間連絲例如: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。一、細胞膜的功能3.進行細胞間的信息交流方式三：通道傳遞1.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通過物質(zhì)傳遞細胞間直接接觸細胞間的通道（胞間連絲）課堂小結(jié)一.細胞膜的功能【判斷正誤】①細胞膜是細胞的一道屏障，只有細胞需要的物質(zhì)才能進入細胞，而對細胞有害的物質(zhì)則不能進入()②細胞間的信息交流都依賴于信息分子與受體的識別()③高等植物的胞間連絲也能使細胞間進行物質(zhì)交換()×√×一、細胞膜的功能【例1】下圖表示細胞膜的功能模式圖。據(jù)圖分析，下列說法不正確的是(

)A．功能①在生命起源過程中具有重要作用B．功能②表示進入細胞的物質(zhì)對細胞都有利C．胰島素調(diào)控生命活動可用圖中③表示D．相鄰的高等植物細胞可通過功能④進行信息交流那就讓我們穿過時空隧道，跟隨科學家的腳步來探索細胞膜成分和結(jié)構(gòu)。一.對細胞膜成分的探索【資料1】1895年歐文頓：多種物質(zhì)對膜的通透性實驗，溶于脂質(zhì)的物質(zhì)容易通過細胞膜，不溶于脂質(zhì)的物質(zhì)，不容易通過細胞膜。細胞膜非脂溶性物質(zhì)脂溶性物質(zhì)推測：細胞膜是由脂質(zhì)組成的相似相溶原理哈哈，熟人，請進請進哼，不熟，免進一.對細胞膜成分的探索【資料2】20世紀初，科學家對哺乳動物成熟紅細胞膜進行了化學成分分析。紅細胞的細胞膜化學分析表明：細胞膜中的脂質(zhì)有：磷脂和膽固醇，磷脂含量最多【無細胞核及其他細胞器】【置于蒸餾水中吸水漲破】脂肪酸鏈磷酸基團甘油疏水尾部親水頭部磷脂分子的結(jié)構(gòu)如果有一個水槽，把磷脂分子鋪在水面上，磷脂分子將如何在水—空氣界面上排布？想一想水空氣親水的“頭部”與水接觸，疏水的“尾巴”遠離水，朝向空氣的一面，在水空氣界面上鋪展成單分子層。一.對細胞膜成分的探索問題2：細胞膜的兩側(cè)都有水環(huán)境存在。請大膽的推測和想象一下在這樣的環(huán)境中，細胞膜中的磷脂分子可能怎么排布？水水水水理論需要實驗的支持！假說:細胞膜中的磷脂呈雙層排布。一.對細胞膜成分的探索【資料3】1925年，兩位荷蘭科學家戈特和格倫德爾用丙酮從人的紅細胞中提取脂質(zhì)，在空氣—水界面上鋪成單分子層，測得單層分子的面積恰為紅細胞表面積的2倍。推論：細胞膜中磷脂排列成連續(xù)的兩層一.對細胞膜成分的探索【資料4】1935年，英國學者丹尼利和戴維森發(fā)現(xiàn)細胞表面張力明顯低于油水界面的表面張力；當時人們已經(jīng)知道了，如果在油水界面中加入一定量的蛋白質(zhì)，其表面張力降低?？偨Y(jié)：細胞膜的組成成分：

、

還有少量的糖類。細胞膜除含有脂質(zhì)分子外，可能還附有蛋白質(zhì)脂質(zhì)蛋白質(zhì)科學家首先根據(jù)已有的知識和信息提出解釋某一生物學問題的一種假說，再用進一步的觀察與實驗對已建立的假說進行修正和補充。一種假說最終被接受或被否定，取決于它是否能與以后不斷得到的觀察和實驗結(jié)果相吻合?？茖W方法——提出假說一.對細胞膜成分的探索細胞膜的成分:主要是脂質(zhì)和蛋白質(zhì)，還有少量的糖脂質(zhì)（約50%）蛋白質(zhì)（約40%）注意：（1）不同細胞膜中，各種物質(zhì)的含量是不同的。

（2）功能越復雜的細胞膜，蛋白質(zhì)的種類和數(shù)量越多。磷脂（主要）膽固醇（動物細胞膜）糖類（約2%-10%）一.對細胞膜成分的探索提問：細胞膜中含有的元素有哪些？C、H、O、N、P脂質(zhì)和蛋白質(zhì)等成分是如何組成細胞膜的呢？二.對細胞膜結(jié)構(gòu)的探索【資料5】(1)1959年，羅伯特森①方法：在電子顯微鏡下觀察細胞膜。②現(xiàn)象：細胞膜呈現(xiàn)清晰的______________的三層結(jié)構(gòu)。③結(jié)論：所有的細胞膜都由______________________三層結(jié)構(gòu)構(gòu)成，是一種______的統(tǒng)一結(jié)構(gòu)。暗—亮—暗蛋白質(zhì)—脂質(zhì)—蛋白質(zhì)靜態(tài)分析：“三明治模型”的靜態(tài)結(jié)構(gòu)模型不能解釋哪些功能？

不能解釋細胞的生長、白細胞吞噬細菌、受精時細胞融合等。兩層暗一層亮二.對細胞膜結(jié)構(gòu)的探索時間：1970年實驗：弗雷和埃迪登(Frye和Edidin)將人和鼠的細胞膜蛋白分別用紅、綠熒光標記后，讓兩種細胞融合，雜交細胞的一半發(fā)紅色熒光、另一半發(fā)綠色熒光，放置一段時間后發(fā)現(xiàn)兩種顏色的熒光均勻分布。融合細胞細胞融合37℃40min正在融合的細胞紅色熒光染料標記膜蛋白綠色熒光染料標記膜蛋白人細胞小鼠細胞【資料6】人——鼠細胞融合實驗（熒光標記實驗）結(jié)論：細胞膜具有流動性二.對細胞膜結(jié)構(gòu)的探索【資料7】物理學家將細胞膜冰凍處理后用冷刀斷開，升溫后暴露兩層磷脂之間的斷裂面，復膜后在電鏡下觀察斷裂面的形態(tài)結(jié)構(gòu)。（冰凍蝕刻顯微技術(shù)）蛋白質(zhì)鑲嵌、嵌入或貫穿于磷脂雙分子層中。

冰凍蝕刻電鏡技術(shù)觀察的蛋白質(zhì)分布模型發(fā)現(xiàn)：二.對細胞膜結(jié)構(gòu)的探索【資料8】1972年辛格（S.J.Singer）和尼科爾森（G.Nicolson）總結(jié)前人的研究成果，并且在新的觀察和實驗證據(jù)的基礎(chǔ)上，提出了新的生物膜模型———流動鑲嵌模型，為多數(shù)人所接受。19世紀末，歐文頓的實驗和推論：膜是由______組成的；20世紀初，化學分析結(jié)果指出膜主要由_______和_________組成；1925年，細胞膜中的脂質(zhì)排列為連續(xù)的_____層；羅伯特森1959年提出的“三明治”模型：所有生物膜都

由______________________三層結(jié)構(gòu)；1970年，熒光標記小鼠細胞和人細胞融合實驗，指出細胞膜具有______________；1972年，辛格和尼科尓森提出了_______________。脂質(zhì)脂質(zhì)蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)－脂質(zhì)－蛋白質(zhì)一定的流動性流動鑲嵌模型生物膜流動鑲嵌模型的探索歷程兩課堂檢測【判斷正誤】①構(gòu)成細胞膜的脂質(zhì)主要是磷脂、脂肪、膽固醇()②羅伯特森在高倍顯微鏡下看到了細胞膜清晰的暗—亮—暗的三層結(jié)構(gòu)()③羅伯特森提出的細胞膜的靜態(tài)結(jié)構(gòu)模型不能解釋細胞的生長現(xiàn)象()【例2】對細胞膜成分和結(jié)構(gòu)的探索經(jīng)歷了漫長的過程，下列結(jié)論或假說對應錯誤的是(

)A．根據(jù)脂溶性物質(zhì)更易通過細胞膜推測細胞膜是由脂質(zhì)組成的B．根據(jù)提取的哺乳動物成熟紅細胞的脂質(zhì)鋪展成的單分子層面積是該紅細胞表面積的2倍，推測細胞膜中的磷脂分子排列為連續(xù)的兩層C．根據(jù)電鏡下細胞膜呈清晰的暗—亮—暗三層結(jié)構(gòu)，羅伯特森認為所有的細胞膜都由脂質(zhì)—蛋白質(zhì)—脂質(zhì)三層結(jié)構(gòu)構(gòu)成D．小鼠細胞和人細胞融合實驗可證明細胞膜具有流動性內(nèi)容1：磷脂雙分子層是細胞膜的基本支架。其內(nèi)部是磷脂分子疏水端，水溶性分子或離子不能自由通過，因此具有屏障作用。四、流動鑲嵌模型的基本內(nèi)容磷脂雙分子層內(nèi)容2：蛋白質(zhì)分子以不同方式鑲嵌在磷脂雙分子層中。有的鑲在磷脂分子層表面。有的部分或全部嵌入磷脂雙分子層中，有的貫穿于整個磷脂雙分子層表面。與物質(zhì)運輸有關(guān)。四、流動鑲嵌模型的基本內(nèi)容蛋白質(zhì)內(nèi)容3：細胞膜不是靜止不動的，其結(jié)構(gòu)特點而是具有一定的流動性。細胞膜的流動性對于細胞完成物質(zhì)運輸、生長、分裂、運動等功能非常重要。主要表現(xiàn)為構(gòu)成膜的磷脂分子可以側(cè)向自由移動，膜中的蛋白質(zhì)大多也能運動。四、流動鑲嵌模型的基本內(nèi)容內(nèi)容4：在細胞膜外表面，糖類分子與蛋白質(zhì)結(jié)合形成糖蛋白，或與脂質(zhì)結(jié)合形成糖脂，這些糖類分子叫做糖被。糖脂四、流動鑲嵌模型的基本內(nèi)容糖蛋白它與細胞表面的識別、細胞間的信息傳遞等功能有密切關(guān)系。消化道和呼吸道上表皮的糖蛋白有保護和潤滑作用?！舅伎肌咳绾闻袛嗉毎さ膬?nèi)外側(cè)？外側(cè)：糖蛋白的一側(cè)內(nèi)側(cè)：沒有糖蛋白的一側(cè)三.流動鑲嵌模型的基本內(nèi)容總結(jié)“流動鑲嵌模型”的基本內(nèi)容。①_______________，是膜的基本支架；②蛋白質(zhì)分子有的____在表面，有的部分或全部______，有的________磷脂雙分子層；③細胞膜具有_________性：磷脂分子側(cè)向自由移動，大多數(shù)蛋白質(zhì)可以運動；④糖類和蛋白質(zhì)結(jié)合形成

，與脂質(zhì)結(jié)合成

，這些糖類叫作_______，和細胞表面的識別、細胞間的信息傳遞等功能有關(guān)。磷脂雙分子層鑲嵌入貫穿流動糖蛋白糖脂糖被二、拓展應用2.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載體，將其運送到特定的細胞發(fā)揮作用。在脂質(zhì)體中，能在水中結(jié)晶的藥物被包在

中，脂溶性的藥物被包在

。雙分子層兩層磷脂分子之間【判斷正誤】①向細胞內(nèi)注射物質(zhì)后，細胞