【同步備課】高一生物必修1優(yōu)質課件：3.1 細胞膜的結構和功能-人教版

第3章細胞的基本結構第1節(jié)細胞膜的結構和功能我確信哪怕一個最簡單的細胞，也比迄今為止設計出的任何智能電腦更精巧?！缘灾泻驮菏康戎骶幍摹都毎飳W》細胞作為一個完整的系統(tǒng)，它有邊界細胞膜（質膜）科學家在電子顯微鏡誕生之后，用它清晰地觀察到了細胞膜；但在此之前，已經(jīng)能夠確定細胞膜的存在了。細胞膜保障了細胞內部環(huán)境的相對穩(wěn)定1.將細胞與外界環(huán)境分隔開一、細胞膜的功能閱讀教材40—41頁用涼水洗莧菜時，水是清的。炒完之后，湯汁卻是紅色的。細胞死亡，細胞內容物外流，色素分子也流出細胞外。植物細胞中含有各種色素?；畹募毎軌蚩刂莆镔|進出細胞這一現(xiàn)象表明了細胞膜的什么功能呢？閱讀教材40—41頁2.控制物質進出細胞一、細胞膜的功能問題探討課本40頁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。用臺盼藍染液染色后的死細胞和活細胞(放大200倍)1.為什么活細胞不能被染色，而死細胞能被染色?2.據(jù)此推測，細胞膜作為細胞的邊界，應該具有什么功能?活細胞的細胞膜具有選擇透過性，臺盼藍染色劑是細胞不需要的物質，不能通過細胞膜進入細胞，所以活細胞不被染色。而死的動物細胞的細胞膜失去控制物質進出細胞的功能，所以臺盼藍染色劑能夠進入死細胞內，使其被染色?！叭旧懦ā辫b別細胞死活細胞膜作為細胞的邊界，具有控制物質進出細胞的功能。一、細胞膜的功能2.控制物質進出細胞（選擇透過性）（1）進入細胞的情況①細胞需要的物質—進入細胞②不需要或對細胞有害的物質—不容易進入細胞（2）排出細胞的物質（并不都是廢物）①釋放（分泌）到細胞外發(fā)揮作用的物質——抗體、激素等②細胞產(chǎn)生的廢物【警示】細胞膜的控制作用是相對的。有些有害的物質以及病毒、病菌也可以進入細胞（3）細胞內有用的成分卻不會輕易流失到細胞外一、細胞膜的功能演示3.進行細胞間的信息交流發(fā)出信號的細胞膜上接受信號分子的受體一、細胞膜的功能靶細胞發(fā)出信號的細胞與膜結合的信號分子膜上接受信號分子的受體相鄰兩個細胞的細胞膜接觸，信息從一個細胞傳遞給另一個細胞。例如，精子和卵細胞之間的識別和結合。演示3.進行細胞間的信息交流一、細胞膜的功能相鄰兩個細胞之間形成通道，攜帶信息的物質通過通道進入另一個細胞。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3.進行細胞間的信息交流在相鄰的生活細胞之間,細胞質常常以極細的細胞質絲穿過細胞壁而彼此相互聯(lián)系,這種穿過細胞壁的細胞質絲叫胞間連絲。一、細胞膜的功能1.將細胞與外界環(huán)境分隔開2.控制物質進出細胞3.進行細胞間的信息交流細胞膜的功能小結：除此之外，細胞膜還具有保護、分泌、識別、免疫等功能一、細胞膜的功能細胞壁對要進出細胞的物質沒有選擇性（即全透性），無法在細胞壁內制造一個穩(wěn)定的內部環(huán)境，因此細胞壁不是細胞這一生命系統(tǒng)的邊界拓展提升主要成分：纖維素和果膠主要功能：支持和保護成分為肽聚糖幾丁質回到19世紀重溫科學發(fā)現(xiàn)之旅……科學家對細胞膜成分的探索歷程二、對細胞膜成分的探索實驗現(xiàn)象：假說：細胞膜是由脂質組成的脂質分子更容易通過細胞膜不溶于脂質的物質溶于脂質的物質細胞膜時間：19世紀末1895年人物：歐文頓(E.Overton)實驗：用500多種物質對植物細胞的通透性進行上萬次的實驗1、根據(jù)實驗現(xiàn)象和有關知識提出假說二、對細胞膜成分的探索2、制備細胞膜，進行化學成分分離鑒定哺乳動物成熟的紅細胞高等動物細胞高等植物細胞細菌請從下面細胞中選出符合研究細胞膜的細胞，并說明理由二、對細胞膜成分的探索制備細胞膜1.材料：人和哺乳動物的____________。原因:①無_________，細胞易吸水漲破②無_______和__________，易制得純凈的細胞膜。成熟的紅細胞細胞壁細胞核眾多細胞器漲破“三無”細胞2．原理：把紅細胞放在清水中，水會進入細胞，把細胞_______，細胞內物質流出來，經(jīng)過離心即可獲得純凈的細胞膜了。二、對細胞膜成分的探索(2)實驗流程:選材:豬(或牛、羊、人)的新鮮的(成熟)紅細胞稀釋液

制作裝片:用滴管吸取少量紅細胞稀釋液,滴一小滴在載玻片上,蓋上蓋玻片觀察:用顯微鏡觀察紅細胞的正常形態(tài)(由低倍鏡→高倍鏡)

制備細胞膜二、對細胞膜成分的探索滴清水:在蓋玻片的一側滴一滴蒸餾水,同時在另一側用吸水紙吸引(引流法)

觀察:持續(xù)觀察細胞的變化

結果:如果上述實驗在試管內進行，要獲得較純的細胞膜可以借助_______法。離心(2)實驗流程:制備細胞膜凹陷消失,細胞體積增大,細胞破裂,內容物流出,獲得細胞膜二、對細胞膜成分的探索(3)幾種液體的作用:①生理鹽水:使紅細胞維持原有形態(tài)②蒸餾水:使紅細胞吸水漲破。滴加時速度要緩慢,且邊滴邊用吸水紙吸引。制備細胞膜二、對細胞膜成分的探索時間：20世紀初實驗：科學家將細胞膜從哺乳動物的紅細胞中分離出來。化學分析表明：

組成細胞膜的脂質有磷脂和膽固醇，其中磷脂含量最多2、制備細胞膜，確定細胞膜中脂質成分類型二、對細胞膜成分的探索時間：1925年人物：荷蘭科學家戈特和格倫德爾實驗：用丙酮從人的紅細胞中提取脂質，在空氣-水界面上鋪展成單層分子，發(fā)現(xiàn)面積是細胞膜的2倍提出假說：細胞膜中的脂質是雙層的3.磷脂分子鋪展實驗二、對細胞膜成分的探索磷脂是一種由甘油、脂肪酸和磷酸所組成的分子，磷酸“頭”部是親水的，脂肪酸“尾”部是疏水的。親水頭部疏水尾部磷脂分子在空氣-水界面上如何鋪展成單分子層？3.磷脂分子鋪展實驗二、對細胞膜成分的探索磷脂在生物膜中的排列生物膜中的磷脂分子排列為連續(xù)的兩層3.磷脂分子鋪展實驗二、對細胞膜成分的探索實驗：科學家將膜從哺乳動物的紅細胞中分離出來，然后用蛋白酶處理。（已知蛋白酶能專一性的催化蛋白質的分解）實驗現(xiàn)象：細胞膜被破壞資料1.科學家的實驗資料1.科學家的實驗資料1.科學家的實驗資料1.科學家的實驗人們已經(jīng)發(fā)現(xiàn)：油脂表面如果吸附有蛋白質時，表面張力會減小4.丹尼利和戴維森的推測時間：1935年人物：丹尼利和戴維森（英國）實驗：細胞膜的表面張力小于脂質-水界面的表面張力提出假說：細胞膜的成分有蛋白質二、對細胞膜成分的探索細胞膜的成分：脂質(約50%)：蛋白質(約40%)：糖類(約2%-10%)：功能越復雜的細胞膜蛋白質的種類和數(shù)量越多在組成細胞膜的脂質中，磷脂最豐富,是構成膜的基本支架;動物的細胞膜中還含有膽固醇。與膜脂結合→糖脂與膜蛋白結合→糖蛋白細胞膜主要元素組成：C、H、O、N、P（與核酸相同）脂質和蛋白質是怎樣有機結合構成膜的呢？與細胞識別有關二、對細胞膜成分的探索電子顯微鏡三、對細胞膜結構的探索電子束照射大分子物質散射度高，黑暗；照射小分子物質，散射度低，光亮。1.羅伯特森提出的模型你認可這一靜態(tài)模型觀點嗎？時間：1959年人物：羅伯特森實驗：在電鏡下看到細胞膜清晰的暗-亮-暗的三層結構大膽的提出所 有的生物膜都由蛋白質－脂質－蛋白質三層結構構成。蛋白質蛋白質磷脂三、對細胞膜結構的探索那么變形蟲的變形運動，細胞的生長怎樣解釋？單位膜靜止模型能解釋這種現(xiàn)象嗎？結構要與功能相適應基本的生物學觀點三、對細胞膜結構的探索細胞的生長過程變形蟲的運動三、對細胞膜結構的探索細胞膜中大多數(shù)蛋白質分子是可以運動的時間：1970年實驗：將小鼠細胞和人細胞膜蛋白用不同熒光染料標記后融合根據(jù)實驗現(xiàn)象能推測出什么結論？2.人鼠細胞融合實驗三、對細胞膜結構的探索三、對細胞膜結構的探索生物膜的結構特點——具有流動性磷脂分子和大多數(shù)蛋白質分子可以運動三、對細胞膜結構的探索蛋白質在膜中的分布是不對稱的實驗：標本用干冰等冰凍。后用冷刀斷開，升溫后暴露斷裂面。根據(jù)實驗現(xiàn)象能推測出什么結論？3.冰凍蝕刻電子顯微法三、對細胞膜結構的探索4.1972年，桑格和尼克森提出了新的生物膜結構模型---流動鑲嵌模型三、對細胞膜結構的探索1、生物膜中脂質和蛋白質的分布:內部是磷脂分子的疏水端,水溶性分子或離子不能自由通過2、細胞膜中糖類的分布---細胞膜外表（2）蛋白質分子---膜結構內外的不對稱性①有的鑲在磷脂雙分子層表面②有的部分或全部嵌入磷脂雙分子層中③有的貫穿于整個磷脂雙分子層與脂質、蛋白質結合形成糖蛋白、糖脂（糖被:識別、細胞間信息傳遞等功能）（1）磷脂雙分子層---基本支架三、流動鑲嵌模型的基本內容結構特點：

流動性選擇透過性（磷脂分子和大多數(shù)蛋白質分子可以運動）3、生物膜的特點：結基構礎生理意義：對于細胞完成物質運輸、生長、分裂、運動，細胞融合等功能實驗驗證：影響因素：結構基礎：膜上具有載體蛋白生理意義：控制物質進出功能特性：變形蟲的運動、白細胞吞噬細菌、胞吞和胞吐現(xiàn)象三、流動鑲嵌模型的基本內容溫度生物膜的探索歷程小結19世紀末，歐文頓根據(jù)脂溶性物質更容易通過細胞膜，提出膜是由______組成的。20世紀初，化學分析表明，膜的主要成分是___________。1925年，荷蘭科學家得出細胞膜中的脂質分子排列為連續(xù)的_____。20世紀40年代，科學家推測脂質兩邊各覆蓋著________。1959年，羅伯特森認為生物膜由___________________三層結構構成。1970年，人鼠細胞雜交實驗表明，細胞膜具有_______。1972年，桑格和尼克森提出的生物膜的________模型為大多數(shù)人所接受。脂質脂質和蛋白質兩層蛋白質蛋白質—脂質—蛋白質流動性流動鑲嵌生物膜的探索歷程小結細胞膜的流動鑲嵌模型細胞膜的主要成分：細胞膜的成分：膜內部分是疏水的，水分子為什么能跨膜運輸呢？利用廢舊物品制作生物膜模型磷脂和蛋白質磷脂、蛋白質，糖類，膽固醇四、利用廢舊物品制作生物膜模型據(jù)研究發(fā)現(xiàn)，膽固醇、小分子脂肪酸、維生素D等物質較容易優(yōu)先通過細胞膜，這是因為（）A細胞膜具有一定流動性B細胞膜是選擇透過性C細胞膜主要含有磷脂雙分子層D細胞膜上鑲嵌有各種蛋白質分子一位科學家發(fā)現(xiàn)，當溫度升高到一定程度時，細胞膜的厚度變小而面積增大，這是由于細胞膜的什么特性所決定的()A.具有一定的流動性B.是選擇透過性膜C.具有專一性D.具有運輸物質的功能AC典例講解下列哪項敘述不是細胞膜的結構特點？（)A．細胞膜是選擇透過性膜B．細胞膜由磷脂分子和蛋白質分子構成C．細胞膜的分子結構具有流動性D．有些蛋白質分子可在膜的內外之間移動A生物膜的“三明治靜態(tài)結構”模型不能解釋下列哪種現(xiàn)象：（）細胞膜是細胞的邊界溶于脂質的物質能夠優(yōu)先通過細胞膜高爾基體形成的囊泡與細胞膜融合細胞膜中的磷脂