【新教材】高中生物人教版必修1課件3.1細(xì)胞膜的結(jié)構(gòu)和功能

第3章細(xì)胞的基本結(jié)構(gòu)第1節(jié)細(xì)胞膜的結(jié)構(gòu)與功能針對特定的生物學(xué)現(xiàn)象，進(jìn)行觀察、提問。體現(xiàn)了科學(xué)探究的核心素養(yǎng)。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)伊紅為什么不會逸出細(xì)胞？此實(shí)驗(yàn)說明了什么？變形蟲概述細(xì)胞都由質(zhì)膜包裹，質(zhì)膜將細(xì)胞與其生活環(huán)境分開，能控制物質(zhì)進(jìn)出，并參與細(xì)胞間的信息交流1.結(jié)合實(shí)例記憶并理解細(xì)胞膜的功能。（生命觀念）2.結(jié)合教材，了解科學(xué)家對細(xì)胞膜成分和結(jié)構(gòu)的探索歷程。（科學(xué)探究）3.通過模型識記細(xì)胞膜的結(jié)構(gòu)、磷脂雙分子層和蛋白質(zhì)分子的分布特點(diǎn)。（科學(xué)思維）4.通過實(shí)例理解細(xì)胞膜的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)。（生命觀念）

體會課堂探究的樂趣，汲取新知識的營養(yǎng)，讓我們一起吧！進(jìn)走課堂一、細(xì)胞膜的功能推測的原始海洋景觀圖（2）進(jìn)化方面的意義：細(xì)胞膜的出現(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(xì)胞，成為相對獨(dú)立的系統(tǒng)。細(xì)胞作為一個(gè)基本的生命系統(tǒng)，它的邊界就是細(xì)胞膜，也叫質(zhì)膜。1.將細(xì)胞與外界環(huán)境分隔開（1）對細(xì)胞的作用：細(xì)胞膜將細(xì)胞與外界環(huán)境分隔開，保障了細(xì)胞內(nèi)部環(huán)境的相對穩(wěn)定。細(xì)胞膜控制物質(zhì)進(jìn)出細(xì)胞具有普遍性和相對性細(xì)胞膜細(xì)胞外細(xì)胞內(nèi)營養(yǎng)物質(zhì)細(xì)胞內(nèi)核酸對細(xì)胞有害的物質(zhì)病毒、病菌抗體、激素、代謝廢物2.控制物質(zhì)進(jìn)出細(xì)胞內(nèi)分泌細(xì)胞分泌的激素(如胰島素）隨血液到達(dá)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。多細(xì)胞生物體作為一個(gè)更大的系統(tǒng)由分化的細(xì)胞構(gòu)成，不同類型的細(xì)胞間要相互協(xié)作才能完成各項(xiàng)生命活動，這就要求不同的細(xì)胞之間要進(jìn)行“溝通”和“交流”，也就是細(xì)胞間的信息交流。3.進(jìn)行細(xì)胞間的信息交流（1）通過細(xì)胞分泌化學(xué)物質(zhì)間接傳遞信息（2）通過相鄰細(xì)胞的細(xì)胞膜直接接觸傳遞信息相鄰兩個(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)胞之間通過胞間連絲相互連接，也有信息交流的作用。（3）相鄰兩細(xì)胞之間形成通道，來傳遞信息細(xì)胞膜的功能是由它的成分和結(jié)構(gòu)決定的【易錯(cuò)提醒】1.細(xì)胞膜上的受體并不是細(xì)胞間的信息交流所必需的結(jié)構(gòu)。如高等植物細(xì)胞之間是通過胞間連絲信息交流的，而不需要膜上的受體。2.細(xì)胞間的信息交流發(fā)生在細(xì)胞與細(xì)胞之間，不是發(fā)生在細(xì)胞內(nèi)。3.細(xì)胞膜對于物質(zhì)的進(jìn)出具有選擇性，細(xì)胞膜的功能特性是選擇透過性。基于生物學(xué)事實(shí)和證據(jù)運(yùn)用歸納與概括。體現(xiàn)了科學(xué)思維的核心素養(yǎng)?！纠?】“某些病毒、病菌能侵入細(xì)胞，使生物體患病”，這一些事實(shí)說明（）A．細(xì)胞膜不能將細(xì)胞與外界環(huán)境分隔開B．細(xì)胞膜可控制物質(zhì)進(jìn)出細(xì)胞C．細(xì)胞膜對物質(zhì)進(jìn)出的控制作用是相對的D．細(xì)胞膜是進(jìn)行細(xì)胞間信息交流的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)C細(xì)胞膜將細(xì)胞與外界環(huán)境隔開，保證細(xì)胞內(nèi)部環(huán)境的相對穩(wěn)定，細(xì)胞膜能阻止病菌和病毒侵入細(xì)胞，但“某些病毒、病菌能侵入細(xì)胞，使生物體患病”，說明細(xì)胞膜對物質(zhì)進(jìn)出的控制作用具有相對性。1.19世紀(jì)末，歐文頓（E.Overton）發(fā)現(xiàn)：不溶于脂質(zhì)的物質(zhì)溶于脂質(zhì)的物質(zhì)細(xì)胞膜二、對生物膜成分和結(jié)構(gòu)的探索【思考】歐文頓的實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)了什么？提出假說：膜是由脂質(zhì)組成的。（一）對生物膜成分的探索針對特定的生物學(xué)現(xiàn)象，進(jìn)行觀察、提問。體現(xiàn)了科學(xué)探究的核心素養(yǎng)。

2.科學(xué)家利用哺乳動物的紅細(xì)胞，通過一定的方法制備出純凈的細(xì)胞膜，進(jìn)行化學(xué)分析，得知組成細(xì)胞膜的脂質(zhì)有磷脂和膽固醇，其中磷脂含量最多。為什么用哺乳動物的紅細(xì)胞能制備出純凈的細(xì)胞膜呢？因?yàn)椴溉閯游锍墒斓募t細(xì)胞沒有細(xì)胞核和眾多的細(xì)胞器。針對特定的生物學(xué)現(xiàn)象，進(jìn)行觀察、提問。體現(xiàn)了科學(xué)探究的核心素養(yǎng)。親水疏水3.1925年,荷蘭科學(xué)家戈特和格倫德爾用丙酮從人的紅細(xì)胞中提取脂質(zhì)，在空氣—水界面上鋪展成單分子層，測得單分子層的面積恰為紅細(xì)胞表面積的2倍。多個(gè)磷脂分子在水中總是自發(fā)地形成雙分子層。4.1935年，英國學(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)胞的表面張力明顯低于油一水界面的表面張力。

由于人們已發(fā)現(xiàn)了油脂滴表面如果吸附有蛋白質(zhì)成分則表面張力會降低，因此丹尼利和戴維森推測細(xì)胞膜除含脂質(zhì)分子外，可能還附有蛋白質(zhì)?！練w納總結(jié)】1.細(xì)胞膜的成分：脂質(zhì)、蛋白質(zhì)和糖類。2.功能越復(fù)雜的細(xì)胞膜，蛋白質(zhì)的種類和數(shù)量越多?；谏飳W(xué)事實(shí)和證據(jù)運(yùn)用歸納與概括。體現(xiàn)了科學(xué)思維的核心素養(yǎng)?！纠?】科學(xué)家將細(xì)胞膜中的磷脂成分提取出來，并將它在空氣－水界面上鋪成單分子層，發(fā)現(xiàn)這個(gè)單分子層的表面積相當(dāng)于原細(xì)胞膜表面積的兩倍。這說明磷脂分子在細(xì)胞膜上的分布狀況是（）A．單層排列B．均勻稀疏排列C．雙層排列D．均勻緊密排列C單層磷脂分子的表面積是細(xì)胞表面積的2倍。

1.1959年羅伯特森（）在電鏡下看到細(xì)胞膜由“暗—亮—暗”的三層結(jié)構(gòu)構(gòu)成【思考】“三明治”結(jié)構(gòu)模型有什么不足？無法解釋細(xì)胞的生長、變形蟲的變形運(yùn)動。把生物膜描述為靜態(tài)的剛性結(jié)構(gòu)，這顯然與膜功能的多樣性相矛盾。生物膜是由“蛋白質(zhì)—脂質(zhì)—蛋白質(zhì)”的三層結(jié)構(gòu)構(gòu)成的靜態(tài)統(tǒng)一結(jié)構(gòu)提出假說：（二）對生物膜結(jié)構(gòu)的探索針對特定的生物學(xué)現(xiàn)象，進(jìn)行觀察、提問。體現(xiàn)了科學(xué)探究的核心素養(yǎng)。綠色熒光標(biāo)記的膜蛋白紅色熒光標(biāo)記的膜蛋白細(xì)胞融合人細(xì)胞鼠細(xì)胞人鼠雜交細(xì)胞細(xì)胞融合初期37℃、40min細(xì)胞融合2.1970年將人和鼠的細(xì)胞膜蛋白質(zhì)用不同熒光染料標(biāo)記后融合。結(jié)論：蛋白質(zhì)分子是可以運(yùn)動的,說明細(xì)胞膜具有一定的流動性3.在新的觀察和實(shí)驗(yàn)證據(jù)的基礎(chǔ)上，1972年辛格和尼科爾森提出了新的生物膜模型———流動鑲嵌模型，為多數(shù)人所接受?？茖W(xué)家首先根據(jù)已有的知識和信息提出解釋某一生物學(xué)問題的一種假說，再用進(jìn)一步的觀察與實(shí)驗(yàn)對已建立的假說進(jìn)行修正和補(bǔ)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(shí)驗(yàn)結(jié)果相吻合?？茖W(xué)方法——提出假說流動鑲嵌模型的基本內(nèi)容1.細(xì)胞膜主要是由磷脂分子和蛋白質(zhì)分子構(gòu)成的。2.磷脂雙分子層是膜的基本支架，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，因此具有屏障作用。3.蛋白質(zhì)分子以不同方式鑲嵌在磷脂雙分子層中：有的鑲在磷脂雙分子層表面，有的部分或全部嵌入磷脂雙分子層中，有的貫穿于整個(gè)磷脂雙分子層。蛋白質(zhì)分子在物質(zhì)運(yùn)輸?shù)确矫婢哂兄匾饔谩?.細(xì)胞膜不是靜止不動的，而是具有流動性，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(yùn)動?！就卣寡由臁考?xì)胞膜的外表面還有糖類分子，它和蛋白質(zhì)分子結(jié)合形成糖蛋白，或與脂質(zhì)結(jié)合形成糖脂，這些糖類分子叫作糖被(glycocalyx)。糖被在細(xì)胞生命活動中具有重要的功能。例如，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。細(xì)胞膜的結(jié)構(gòu)特點(diǎn):具有一定的流動性細(xì)胞膜的流動性對于細(xì)胞完成物質(zhì)運(yùn)輸、生長、分裂、運(yùn)動等功能都是非常重要的。影響細(xì)胞膜流動性的主要因素：溫度在適宜的溫度范圍內(nèi)，隨外界溫度的升高，細(xì)胞膜的流動性增強(qiáng)。但溫度超過一定范圍，會導(dǎo)致細(xì)胞膜被破壞?；谏飳W(xué)事實(shí)和證據(jù)運(yùn)用歸納與概括。體現(xiàn)了科學(xué)思維的核心素養(yǎng)?！纠?】科學(xué)家用兩種熒光染料分別標(biāo)記人和小鼠細(xì)胞表面的蛋白質(zhì)分子,將這兩種標(biāo)記細(xì)胞進(jìn)行融合。細(xì)胞剛發(fā)生融合時(shí),兩種熒光染料在融合細(xì)胞表面對等分布(即各占半邊),最后在融合細(xì)胞表面均勻分布。這一實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象支持的結(jié)論是()A.膜蛋白能自主翻轉(zhuǎn)B.細(xì)胞膜具有流動性C.細(xì)胞膜具有選擇透過性D.膜蛋白可以作為載體蛋白B人鼠細(xì)胞融合說明細(xì)胞膜具有流動性。細(xì)胞膜功能組成成分流動鑲嵌模型將細(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)胞間的信息交流脂質(zhì)：以磷脂為主蛋白質(zhì)：決定了細(xì)胞膜的功能糖類：形成糖蛋白和糖脂主要內(nèi)容結(jié)構(gòu)特點(diǎn)基本支架：磷脂雙分子層蛋白質(zhì)：鑲嵌或貫穿在雙磷脂分子層中糖類：形成糖蛋白或糖脂具有一定的流動性1.科學(xué)家在實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，脂溶性物質(zhì)能夠優(yōu)先通過細(xì)胞膜，并且細(xì)胞膜會被溶解脂質(zhì)的溶劑溶解，也會被蛋白酶分解。這些事實(shí)說明了組成細(xì)胞膜的物質(zhì)中有（）A．糖類和脂質(zhì) B．糖類和蛋白質(zhì) C．蛋白質(zhì)和脂質(zhì) D．蛋白質(zhì)和核酸C脂溶性物質(zhì)能夠優(yōu)先通過細(xì)胞膜，并且細(xì)胞膜會被溶解脂類物質(zhì)的溶劑溶解，說明細(xì)胞膜中有脂質(zhì)，會被蛋白酶分解，說明細(xì)胞膜中有蛋白質(zhì)，所以細(xì)胞膜中的物質(zhì)有脂質(zhì)和蛋白質(zhì)。2.血管緊張素Ⅱ受體是一種膜蛋白。當(dāng)血液中的血管緊張素Ⅱ與該受體結(jié)合時(shí)，可激活細(xì)胞內(nèi)的第二信使Ca2+等，進(jìn)而調(diào)節(jié)細(xì)胞的代謝活動，例如使血管壁平滑肌收縮，導(dǎo)致血壓升高。這所體現(xiàn)的細(xì)胞膜的功能是（）A.分隔細(xì)胞與環(huán)境B.信息交流C.控制物質(zhì)的進(jìn)出D.具有流動性B血管緊張素Ⅱ與細(xì)胞膜上的受體蛋白結(jié)合，進(jìn)而調(diào)節(jié)細(xì)胞的代謝活動，體現(xiàn)了細(xì)胞膜的信息傳遞功能。3.細(xì)胞膜上與細(xì)胞識別、免疫反應(yīng)、信息傳遞和血型的決定有著密切關(guān)系的化學(xué)物質(zhì)是（）A.糖蛋白B.磷脂C.脂肪D.核酸A細(xì)胞膜的主要成分是脂質(zhì)和蛋白質(zhì)，此外還含有少量的糖類。其中糖類與蛋白質(zhì)結(jié)合形成糖蛋白，具有識別功能，能參加細(xì)胞間的信息識別、免疫反應(yīng)、信息傳遞和血型決定等。4.實(shí)驗(yàn)室中鑒別細(xì)胞死活，常用“染色排除法”。例如：用臺盼藍(lán)染色，死細(xì)胞會被染成藍(lán)色，而活細(xì)胞不著色，從而判斷細(xì)胞死活。該實(shí)驗(yàn)所利用的細(xì)胞膜特性或功能是(

)A．進(jìn)行細(xì)胞間的信息交流

B．保護(hù)細(xì)胞內(nèi)部結(jié)構(gòu)C．流動性

D．選擇透過性D流動性為細(xì)胞膜的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，選擇透過性為細(xì)胞膜的功能特性?；罴?xì)胞具有選擇透過性，但死細(xì)胞會喪失選擇透過性。5．某科學(xué)家利用體外膽管上皮細(xì)胞感染模型，分析了隱孢子蟲的子孢子侵入細(xì)胞內(nèi)的全過程。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，隱孢子蟲的子孢子侵入宿主細(xì)胞膜內(nèi)時(shí)，會誘發(fā)大量宿主細(xì)胞膜載體及水通道聚集，導(dǎo)致膜局部快速水內(nèi)流，從而促使局部細(xì)胞膜伸展突起。據(jù)此回答：（1）上述材料說明細(xì)胞膜的結(jié)構(gòu)具有

的特點(diǎn)。（2）下列哪些現(xiàn)象與細(xì)胞膜伸展突起相關(guān)（）A．腫瘤細(xì)胞的浸潤轉(zhuǎn)移

B．白細(xì)胞吞噬異物C．葡萄糖進(jìn)入小腸上皮細(xì)胞

D．抗體的分泌（3）若要進(jìn)一步證明水的快速內(nèi)流是細(xì)胞膜水通道蛋白開放所致，可另設(shè)計(jì)一組對照實(shí)驗(yàn)，用____________對______________進(jìn)行處理。一定的流動性A、B、D蛋白質(zhì)抑制劑水通道蛋白細(xì)胞膜受到刺激可使細(xì)胞膜伸