細(xì)胞膜的結(jié)構(gòu)和功能課件-2024-2025學(xué)年高一上學(xué)期生物人教版（2019）必修1

第三章細(xì)胞的基本結(jié)構(gòu)第1節(jié)

細(xì)胞膜的結(jié)構(gòu)和功能細(xì)胞細(xì)胞質(zhì)細(xì)胞膜細(xì)胞核【思考】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(chóng)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。此實(shí)驗(yàn)說(shuō)明了什么？國(guó)家的邊界：邊防線等人體的邊界：皮膚和黏膜一個(gè)系統(tǒng)總有它的邊界細(xì)胞的邊界：細(xì)胞膜（質(zhì)膜）膜的主要成分是脂質(zhì)和蛋白質(zhì)細(xì)胞膜的成分細(xì)胞膜的成分

（約50%）

（約40%）:

（約2%—10%）：形成糖蛋白或糖脂，在細(xì)胞膜的外表面，糖蛋白具有保護(hù)、潤(rùn)滑和細(xì)胞識(shí)別的作用功能越復(fù)雜的細(xì)胞膜，蛋白質(zhì)的_____和______越多.

（主要）

（動(dòng)物細(xì)胞膜）種類數(shù)量糖類脂質(zhì)蛋白質(zhì)磷脂膽固醇與生活中的聯(lián)系：癌細(xì)胞的惡性增殖和轉(zhuǎn)移與癌細(xì)胞膜成分的改變有關(guān),如產(chǎn)生甲胎蛋白.癌胚抗原,糖蛋白減少等。癌癥——21世紀(jì)的“第一殺手”燒烤食物油炸食物霉變食物吸煙細(xì)胞膜的功能功能①：將細(xì)胞與外界環(huán)境分隔開(kāi)。膜的出現(xiàn)是生命起源過(guò)程中至關(guān)重要階段產(chǎn)生了原始的細(xì)胞營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)（氨基酸、無(wú)機(jī)鹽、葡萄糖等）不需要、有害的物質(zhì)（如細(xì)菌、病毒等）抗體、激素等細(xì)胞合成并分泌廢物（CO2、尿素等）細(xì)胞代謝產(chǎn)生

細(xì)胞膜的控制作用是相對(duì)的，環(huán)境中一些對(duì)細(xì)胞有害的物質(zhì)有可能進(jìn)入；有些病毒、病菌也能侵入細(xì)胞，使生物體患病。功能②：控制物質(zhì)進(jìn)出細(xì)胞。細(xì)胞膜的功能

功能特性：選擇透過(guò)性×

請(qǐng)思考為什么用涼水洗莧菜水不變色，而炒或者煮湯汁都會(huì)變紅？可能原因是什么？

鑒別動(dòng)物細(xì)胞是否死亡常用臺(tái)盼藍(lán)染液。用它染色時(shí)，死細(xì)胞會(huì)被染成藍(lán)色，而活細(xì)胞不會(huì)著色。1.為什么活細(xì)胞不能被染色，而死細(xì)胞能被染色？體現(xiàn)了細(xì)胞膜的什么功能特點(diǎn)？2.據(jù)此推測(cè)，細(xì)胞膜作為細(xì)胞的邊界，應(yīng)具有什么功能？細(xì)胞膜具有選擇透過(guò)性，臺(tái)盼藍(lán)是細(xì)胞不需要的物質(zhì)，不易通過(guò)細(xì)胞膜，因此活細(xì)胞不被染色選擇透過(guò)性控制物質(zhì)進(jìn)出細(xì)胞細(xì)胞膜失去選擇透過(guò)性，臺(tái)盼藍(lán)能通過(guò)細(xì)胞膜進(jìn)入細(xì)胞，死細(xì)胞能被染成藍(lán)色。細(xì)胞分泌的化學(xué)物質(zhì)，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。（1）通過(guò)

傳遞信息化學(xué)物質(zhì)內(nèi)分泌細(xì)胞靶細(xì)胞激素血管受體細(xì)胞膜的功能功能③：進(jìn)行細(xì)胞間的信息交流。間接交流相鄰兩個(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。例如，精子和卵細(xì)胞之間的識(shí)別和結(jié)合。（2）通過(guò)

傳遞信息細(xì)胞膜直接接觸發(fā)出信號(hào)的細(xì)胞靶細(xì)胞與膜結(jié)合的信號(hào)分子受體細(xì)胞膜的功能功能③：進(jìn)行細(xì)胞間的信息交流。直接交流相鄰兩個(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)胞間連絲相互連接，也有信息交流的作用。（3）通過(guò)

傳遞信息細(xì)胞通道（胞間連絲）細(xì)胞膜的功能功能③：進(jìn)行細(xì)胞間的信息交流。高等植物細(xì)胞胞間連絲細(xì)胞膜的功能1.將細(xì)胞與外界環(huán)境分隔開(kāi)2.控制物質(zhì)進(jìn)出細(xì)胞3.進(jìn)行細(xì)胞間的信息交流接觸傳遞通道傳遞物質(zhì)傳遞說(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(kāi)?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(kāi)進(jìn)行細(xì)胞間的信息交流1、成分：纖維素和果膠3、特性：具有全透性2、功能：支持和保護(hù)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)胞壁具有全透性，并不能控制物質(zhì)進(jìn)出細(xì)胞。無(wú)法在細(xì)胞壁內(nèi)制造一個(gè)穩(wěn)定的內(nèi)部環(huán)境，所以不是真正的邊界。細(xì)胞壁具有全透性，無(wú)法在細(xì)胞壁內(nèi)制造一個(gè)穩(wěn)定的內(nèi)部環(huán)境，因此細(xì)胞壁不是細(xì)胞的生命系統(tǒng)的邊界。細(xì)菌細(xì)胞壁肽聚糖植物細(xì)胞壁纖維素和果膠真菌細(xì)胞壁幾丁質(zhì)☆溶菌酶可水解肽聚糖而不能水解幾丁質(zhì)，所以溶菌酶能殺死細(xì)菌，卻對(duì)真菌基本沒(méi)作用。拓展：細(xì)胞壁的成分與功能19世紀(jì)末，歐文頓在研究各種未受精卵細(xì)胞的透性實(shí)驗(yàn)不溶于脂質(zhì)的物質(zhì)溶于脂質(zhì)的物質(zhì)細(xì)胞膜從實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象能推測(cè)出什么結(jié)論呢？膜是由脂質(zhì)組成實(shí)驗(yàn)一細(xì)胞膜成分的探索20世紀(jì)初，科學(xué)家將細(xì)胞膜從哺乳動(dòng)物成熟的紅細(xì)胞中分離出來(lái)，化學(xué)分析膜表明：實(shí)驗(yàn)二

結(jié)論：組成細(xì)胞膜的脂質(zhì)有磷脂和膽固醇，其中

的含量最多。磷脂哺乳動(dòng)物成熟的紅細(xì)胞沒(méi)有細(xì)胞核和其它眾多的細(xì)胞器，可以避免其它膜結(jié)構(gòu)的干擾，提取較純正的細(xì)胞膜?！玖字渴且环N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。親水的頭疏水的尾磷脂分子的結(jié)構(gòu)【思考】

磷脂分子在空氣——水界面上會(huì)怎樣排布？水空氣1925年兩位荷蘭科學(xué)家用丙酮從一定數(shù)量的紅細(xì)胞中抽提脂類，在空氣-水界面上鋪展成單分子層，測(cè)得單分子層的面積恰為紅細(xì)胞表面積的2倍。實(shí)驗(yàn)三脂質(zhì)分子必然排列為連續(xù)的兩層人體組織細(xì)胞細(xì)胞外（水環(huán)境)細(xì)胞內(nèi)（水環(huán)境）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？水水A水水B水水C親水的“頭部”與水接觸，疏水的“尾巴”遠(yuǎn)離水水水1935年，科學(xué)家用蛋白酶（能專一地分解蛋白質(zhì)的物質(zhì)）作于細(xì)胞膜時(shí)，發(fā)現(xiàn)細(xì)胞膜被溶解。

結(jié)論：

。細(xì)胞膜上有蛋白質(zhì)實(shí)驗(yàn)四1959年，羅伯特森在電鏡下看到細(xì)胞膜呈清晰的暗-亮-暗三層結(jié)構(gòu)

蛋白質(zhì)在細(xì)胞膜上如何分布？

提出假說(shuō)：細(xì)胞膜由“

”三層結(jié)構(gòu)構(gòu)成蛋白質(zhì)-脂質(zhì)-蛋白質(zhì)實(shí)驗(yàn)五變形蟲(chóng)攝取酵母菌出芽生殖不合理：細(xì)胞膜的復(fù)雜功能將難以實(shí)現(xiàn)，就連細(xì)胞的生長(zhǎng)、變形蟲(chóng)的變形運(yùn)動(dòng)這樣的現(xiàn)象都難以解釋。白細(xì)胞追殺細(xì)菌細(xì)胞分裂技術(shù)推進(jìn)：冰凍蝕刻技術(shù)+電鏡觀察

結(jié)論：蛋白質(zhì)

于磷脂雙分子層中鑲、嵌、貫穿蛋白質(zhì)分布模式圖1970年，科學(xué)家用熒光標(biāo)記蛋白質(zhì)進(jìn)行小鼠細(xì)胞和人細(xì)胞融合實(shí)驗(yàn)證明蛋白質(zhì)可運(yùn)動(dòng)實(shí)驗(yàn)六紅色熒光染料標(biāo)記的膜蛋白綠色熒光染料標(biāo)記的膜蛋白小鼠細(xì)胞人細(xì)胞37℃40min兩種顏色的熒光均勻分布細(xì)胞融合相關(guān)的其他實(shí)驗(yàn)證據(jù)證明磷脂分子可側(cè)向自由移動(dòng)。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)）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)1.發(fā)現(xiàn)者：辛格和尼科爾森2.化學(xué)組成：

細(xì)胞膜的流動(dòng)鑲嵌模型主要是磷脂和蛋白質(zhì)脂質(zhì)蛋白質(zhì)少量多糖流動(dòng)鑲嵌模型的基本內(nèi)容：(1)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(guò)，因此具有屏障作用。(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Ａ鲃?dòng)鑲嵌模型的基本內(nèi)容：(3)細(xì)胞膜不是靜止不動(dòng)的，而是具有流動(dòng)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(dòng)，膜中的蛋白質(zhì)大多也能運(yùn)動(dòng)。（4）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，這些糖類分子叫作糖被。糖被在細(xì)胞生命活動(dòng)中具有重要的功能。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。。細(xì)胞外有糖蛋白流動(dòng)鑲嵌模型的基本內(nèi)容：基本支架:蛋白質(zhì)排布方式:結(jié)構(gòu)特點(diǎn):功能特點(diǎn):磷脂雙分子層（具有流動(dòng)性）蛋白質(zhì)分子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，有的貫穿整個(gè)磷脂雙分子層。（體現(xiàn)了膜結(jié)構(gòu)內(nèi)外的不對(duì)稱性）流動(dòng)性選擇透過(guò)性多糖：形成糖被（僅外側(cè)）識(shí)別、細(xì)胞間的信息傳遞等（大多可運(yùn)動(dòng)）課堂總結(jié)將細(xì)胞與外界環(huán)境分隔開(kāi)流動(dòng)性選擇透過(guò)性1、提出生物膜流動(dòng)鑲嵌模型的科學(xué)家是()A.

歐文頓 B.

羅伯特森C.

辛格和尼克森 D.

施萊登和施旺2、下列哪項(xiàng)不屬于生物膜流動(dòng)鑲嵌模型的基本內(nèi)容(

)A.

磷脂雙分子層構(gòu)成膜的基本支架B.

蛋白質(zhì)以不同的方式鑲在、嵌入、橫跨磷脂雙分子層C.

磷脂雙分子層具有流動(dòng)性,蛋白質(zhì)分子也可以運(yùn)動(dòng)D.

磷脂分子和蛋白質(zhì)分子是靜止的課堂練習(xí)CD3、細(xì)胞膜的特性和功能是由其結(jié)構(gòu)決定的，下列相關(guān)敘述錯(cuò)誤的是(

)A.

細(xì)胞膜的脂質(zhì)結(jié)構(gòu)使溶于脂質(zhì)的物質(zhì)，容易通過(guò)細(xì)胞膜B.

由于磷脂雙分子層內(nèi)部是疏水的，因此水分子不能通過(guò)細(xì)胞膜C.

細(xì)胞膜的蛋白質(zhì)分子有物質(zhì)運(yùn)輸功能D.

細(xì)胞的生長(zhǎng)現(xiàn)象不支持細(xì)胞膜的靜態(tài)結(jié)構(gòu)模型4、構(gòu)成細(xì)胞膜的磷脂分子具有流動(dòng)性，而蛋白質(zhì)是固定不動(dòng)的。（

）5、細(xì)胞膜是細(xì)胞的一道屏障，只有細(xì)胞需要的物質(zhì)才能進(jìn)入，而對(duì)細(xì)胞有害的物質(zhì)則不能進(jìn)入。

（

）6、向細(xì)胞內(nèi)注射物質(zhì)后，細(xì)胞膜上會(huì)留下一個(gè)空洞。

（

）

課堂練習(xí)B×××一、概念檢測(cè)1.基于對(duì)細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)和功能的理解，判斷下列相關(guān)表述是否正確。(1)構(gòu)成細(xì)胞膜的磷脂分子具有流動(dòng)性，而蛋白質(zhì)是固定不動(dòng)的。()(2)細(xì)胞膜是細(xì)胞的一道屏障，只有細(xì)胞需要的物質(zhì)才能進(jìn)入，而對(duì)細(xì)胞有害的物質(zhì)則不能進(jìn)入。()(3)向細(xì)胞內(nèi)注射物質(zhì)后，細(xì)胞膜上會(huì)留下個(gè)空洞。()×××2.細(xì)胞膜的特性和功能是由其結(jié)構(gòu)決定的。下列相關(guān)敘述錯(cuò)誤的是()A.細(xì)胞膜的脂質(zhì)結(jié)構(gòu)使溶于脂質(zhì)的物質(zhì)，容易通過(guò)細(xì)胞膜B.由于磷脂雙分子層內(nèi)部是疏水的，因此水分子不能通過(guò)細(xì)胞膜C.細(xì)胞膜的蛋白質(zhì)分子有物質(zhì)運(yùn)輸功能D.細(xì)胞的生長(zhǎng)現(xiàn)象不支持細(xì)胞膜的靜態(tài)結(jié)構(gòu)模型B二、拓展應(yīng)用1.在解釋不容易理解的陌生事物時(shí)，人們常用類比的方法，將陌生的事物與熟悉的事物作比較。有人在解釋細(xì)胞膜時(shí)，把它與窗紗進(jìn)行類比：窗紗能把昆蟲(chóng)擋在外面，同時(shí)窗紗的小洞又能讓空氣進(jìn)出。你認(rèn)為這種類比有什么合理之處，有沒(méi)有不妥當(dāng)?shù)牡胤?把細(xì)胞膜與窗紗進(jìn)行類比,合理之處是說(shuō)明細(xì)胞膜與窗紗一樣可以允許一些物質(zhì)出入,阻擋其他物質(zhì)出入。這樣的類比也有不妥之處。例如,窗紗是一種簡(jiǎn)單的剛性的結(jié)構(gòu),功能較單純,細(xì)胞膜的結(jié)構(gòu)和功能要復(fù)雜得多;細(xì)胞膜是活細(xì)胞的重要組成部分,活細(xì)胞的生命活動(dòng)是一個(gè)主動(dòng)的過(guò)程,而窗紗是沒(méi)有生命的,它只能是被動(dòng)地在起作用。二、拓展應(yīng)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(yùn)載體，將其運(yùn)送到特定的細(xì)胞發(fā)揮作用。在脂質(zhì)體中，能在水中結(jié)晶的藥物被包在雙分子層中，脂溶性的藥物被包在兩層磷脂分子之間。(1)為什么兩類藥物的包裹位置各不相同?由雙層磷脂分子構(gòu)成的脂質(zhì)體,兩層