3.1細胞膜的結(jié)構(gòu)和功能課件-高一上學(xué)期生物人教版必修1-4

本節(jié)目標流動鑲嵌模型的基本內(nèi)容細胞膜的功能0102對細胞膜成分和結(jié)構(gòu)的探索過程的現(xiàn)象和結(jié)論03第三章細胞的基本結(jié)構(gòu)3.1細胞膜的結(jié)構(gòu)與功能

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。討論:

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(yīng)該具有什么功能？

問題探討（P40）具有控制物質(zhì)進出的功能。活細胞的細胞膜具有選擇透過性，臺盼藍是細胞不需要的物質(zhì)，不易通過細胞膜，因此活細胞不被染色。死細胞的細胞膜失去控制物質(zhì)進出細胞的功能，臺盼藍能通過細胞膜進入細胞，死細胞能被染成藍色。【任務(wù)1】：細胞膜的功能

閱讀課本P40-P41頁，解決以下問題：（3min）1.什么是細胞膜？2.細胞膜的功能有哪些？細胞間信息交流的方式有哪些？并舉例說明。細胞作為一個基本的生命系統(tǒng)，它的邊界就是細胞膜，也叫質(zhì)膜。意義：

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)生了原始細胞，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。原始海洋景觀一、細胞膜的功能P401、將細胞與外界環(huán)境分隔開細胞膜細胞外細胞內(nèi)水、無機鹽、氨基酸、葡萄糖等細胞需要的營養(yǎng)物質(zhì)細胞內(nèi)核酸對細胞有害物質(zhì)病毒、病菌抗體、激素、代謝廢物（CO2、尿素等）細胞膜的功能特點：具有選擇透過性2、控制物質(zhì)進出細胞注意：控制作用是相對的，例如：有些病毒、細菌也能侵入細胞，使生物體患病。一、細胞膜的功能P403.進行細胞的信息交流（1）化學(xué)物質(zhì)（間接交流）：受體信號分子細胞通過分泌化學(xué)物質(zhì)（如激素），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。（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。

①化學(xué)本質(zhì)：糖蛋白

②作用：接受激素等化學(xué)物質(zhì)的信號

③特點：專一性(一種受體只能識別一種或者一類物質(zhì))有些小分子（如性激素）的受體位于細胞內(nèi)。一、細胞膜的功能P413.進行細胞的信息交流（2）接觸傳遞：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。如（同種生物的）精卵識別和結(jié)合，靶細胞與細胞毒性T細胞接觸思考：所有細胞間的信息交流都需要膜上的受體嗎？一、細胞膜的功能P41（3）通道傳遞3.進行細胞的信息交流除了以上三種功能外，細胞膜還有細胞識別、保護細胞、參與細胞的運動、分泌等功能。通道交流不需要細胞膜上的受體。如：植物細胞的胞間連絲，動物細胞的間隙連接胞間連絲一、細胞膜的功能P41【任務(wù)2】：對細胞膜成分的探索

閱讀課本P42頁，解決以下問題：（4min）1895年，歐文頓實驗是如何得出“細胞膜是由脂質(zhì)組成的”這一推論？磷脂分子有什么特性？1925年，戈特和格倫德爾的實驗是如何得出“細胞膜中的磷脂分子排列為兩層”的？1935年，丹尼利和戴維森的實驗結(jié)果是什么？推論是什么？19世紀末，歐文頓用500多種化學(xué)物質(zhì)對植物細胞的透性進行過上萬次的實驗。從實驗現(xiàn)象能推測出什么呢？細胞膜是由脂質(zhì)組成的不溶于脂質(zhì)的物質(zhì)溶于脂質(zhì)的物質(zhì)植物細胞膜二、對細胞膜成分的探索資料一P42討論1：最初對細胞膜成分的認識，是通過對現(xiàn)象的推理分析，還是通過對膜成分的提取與檢測？資料二：為了進一步確定細胞膜中脂質(zhì)的類型，利用哺乳動物的紅細胞，通過一定的方法制備出純凈的細胞膜，進行化學(xué)分析，得知組成細胞膜的脂質(zhì)有磷脂和膽固醇，其中磷脂含量最多①無細胞壁②無細胞核和眾多的細胞器資料二親水頭部疏水尾部磷脂分子：磷脂的一端為親水的頭，兩個脂肪酸一端為疏水的尾，多個

磷脂分子在水中總是自發(fā)地形成雙分子層。磷脂分子結(jié)構(gòu)式磷脂分子模型磷脂分子示意圖二、對生物膜成分的探索磷酸甘油脂肪酸想一想：磷脂分子在空氣-水界面

上會怎么樣鋪展？水空氣多多個磷脂分子在水中總是自發(fā)地形成雙分子層?水水水水二、對生物膜成分的探索假設(shè)一：在水中的磷脂分子呈單層排布假設(shè)二：水中的磷脂分子呈雙層排布水水DA水

C水B水水

EC√水環(huán)境內(nèi)側(cè)外側(cè)細胞膜水環(huán)境細胞膜中的磷脂

呈雙層排布資料3：1925年，兩位荷蘭科學(xué)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-水界面上鋪展成單分子層，測得單分子層的面積恰為紅細胞表面積的2倍。推斷：細胞膜的脂質(zhì)分子必然排列為連續(xù)的兩層。二、對細胞膜成分探索水層空氣S1S2P42：討論4如果將磷脂分子置于水-苯的混合溶液中，

磷脂分子將會如何分布？磷脂的“頭部”與水接觸，“尾部”與苯接觸，磷脂分子分布成單層。資料三【資料41935年，英國學(xué)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。推測：細胞膜中除含有脂質(zhì)分子外，可能還附有蛋白質(zhì)二、對細胞膜成分探索小結(jié)：細胞膜的成分P43細胞膜主要是由脂質(zhì)和蛋白質(zhì)組成。此外，還含有少量的糖類。在組成細胞膜的脂質(zhì)中，磷脂最豐富，此外還含有少量的膽固醇（動物細胞膜）功能越復(fù)雜的細胞膜，蛋白質(zhì)的種類和數(shù)量就越多。資料四40%50%2%-10%【任務(wù)3】：對細胞膜結(jié)構(gòu)的探索

閱讀課本P44-P45頁，解決以下問題：（4min）1.羅伯特森在電鏡下看到了什么？假說內(nèi)容是什么？2.1970年，科學(xué)家人鼠細胞融合實驗，得出的結(jié)論是什么？3.辛格和尼科爾森提出的流動鑲嵌模型的基本內(nèi)容？三、對細胞膜的結(jié)構(gòu)探索資料1

1959年，羅伯特森利用電鏡獲得了清晰的細胞膜照片，照片顯示暗—明—暗的三層結(jié)構(gòu)。細胞膜結(jié)構(gòu)的電鏡照片注：蛋白質(zhì)的電子密度高，在電鏡下會呈暗色

磷脂分子相對來說電子密度低，顯亮色提出假說：所有的細胞膜都由蛋白質(zhì)—脂質(zhì)—蛋白質(zhì)三層結(jié)構(gòu)構(gòu)成，電鏡下看到的中間的亮層是脂質(zhì)分子，兩邊的暗層是蛋白質(zhì)分子。他把細胞膜描述為靜態(tài)的統(tǒng)一結(jié)構(gòu)。變形蟲攝食細胞分裂資料2P43圖3-4熒光標記的人鼠細胞融合實驗過程圖表明：細胞膜的具有流動性小鼠細胞人細胞細胞融合40min37℃雜交細胞紅色熒光染料標記的膜蛋白綠色熒光染料標記的膜蛋白三、對細胞膜的結(jié)構(gòu)探索細胞膜的結(jié)構(gòu)特點：具有一定流動性1.細胞膜主要由

和

組成，還有少量的

。2.

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，具有屏障作用。

P453.蛋白質(zhì)有的

磷脂雙分子層的表面，有的部分或者全部

磷脂雙分子層,有的

整個磷脂雙分子層。4.細胞膜不是靜止不動的，而是具有

，主要表現(xiàn)為構(gòu)成膜的磷脂分子可以

移動，膜中的

大多也能運動。磷脂分子蛋白質(zhì)糖類磷脂雙分子層鑲在嵌入貫穿流動性側(cè)向自由蛋白質(zhì)四、流動鑲嵌模型的基本內(nèi)容：1972年，辛格和尼科爾森根據(jù)新的觀察和實驗證據(jù)，提出細胞膜的流動鑲嵌模型。5.在細胞膜外表面，還有糖類，它和蛋白質(zhì)結(jié)合形成糖蛋白。它和脂質(zhì)結(jié)合形成糖脂，這些糖類叫做糖被。

P45

作用：與細胞識別、細胞間信息傳遞等密切相關(guān)。磷脂雙分子層（側(cè)向自由移動）多糖蛋白質(zhì)（鑲、嵌、貫穿）糖蛋白生物膜的流動鑲嵌模型是否已完美無缺呢？思考：大多數(shù)也是可以運動的既然膜內(nèi)部分是疏水的，水分子為什么能跨膜運輸呢？一是因為水分子極小，可以通過由于磷脂分子運動而產(chǎn)生的間隙；二是因為膜上存在水通道蛋白，水分子可以通過通道蛋白通過膜。P45旁欄思考

科學(xué)方法——提出假說P44細胞膜結(jié)構(gòu)模型的探索過程，反映了提出假說這一科學(xué)方法的作用?？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被否定，取決于它是否能與以后不斷得到的觀察和試驗結(jié)果相吻合。課堂小結(jié)1.基于對細胞膜結(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)成細胞膜的磷脂分子具有流動性，而蛋白質(zhì)是固定不動的。(

)(2)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，而對細胞有害的物質(zhì)則不能進人。(

)(3)向細胞內(nèi)注射物質(zhì)后,細胞膜上會留下一個空洞。(

)2.細胞膜的特性和功能是由其結(jié)構(gòu)決定的。下列相關(guān)敘述錯誤的是(

)A.細胞膜的脂質(zhì)結(jié)構(gòu)使溶于脂質(zhì)的物質(zhì)，容易通過細胞膜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細胞膜C.細胞膜的蛋白質(zhì)分子有物質(zhì)運輸功能D.細胞的生長現(xiàn)象不支持細胞膜的靜態(tài)結(jié)構(gòu)模型

練習(xí)與應(yīng)用（P46）一、概念檢測×××B二、拓展應(yīng)用1.在解釋不容易理解的陌生事物時，人們常用類比的方法，將陌生的事物與熟悉的事物作比較。有人在解釋細胞膜時，把它與窗紗進行類比：窗紗能把昆蟲擋在外面，同時窗紗的小洞又能讓空氣進岀。你認為這種類比有什么合理之處，有沒有不妥當?shù)牡胤?？【提示】把細胞膜與窗紗進行類比,合理之處是說明細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，窗紗是一種簡單的剛性的結(jié)構(gòu)，功能較單純，細胞膜的結(jié)構(gòu)和功能要復(fù)雜得多；細胞膜是活細胞的重要組成部分，活細胞的生命活動是一個主動的過程，而窗紗是沒有生命的，它只能是被動地在起作用。練習(xí)與應(yīng)用（P46）

2.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，兩層磷脂分子之間的部分是疏水的，脂溶性藥物能被穩(wěn)定地包裹在其中；脂質(zhì)體的內(nèi)部是水溶液的環(huán)境，能在水中結(jié)晶的藥物可穩(wěn)定地包裹其中。由于脂質(zhì)體是磷脂雙分子層構(gòu)成的，到達細胞后可能會與細胞的細胞膜發(fā)生融合，也可能會被細胞以胞吞的方式進入細胞，從而使藥物在細胞內(nèi)發(fā)揮作用。（2）請推測：脂質(zhì)體到達細胞后，藥物將如何進入細胞內(nèi)發(fā)揮作用？練習(xí)與應(yīng)用（P46）【例3】下列有關(guān)細胞膜的敘述,錯誤的是

(

)A.細胞膜主要由脂質(zhì)和蛋白質(zhì)組成B.功能不同的細胞,細胞膜蛋白質(zhì)的種類和數(shù)量相同C.組成細胞膜的脂質(zhì)中,磷脂最豐富D.蛋白質(zhì)種類和數(shù)量多的細胞膜功能復(fù)雜【例1】(2022·廣東深圳)細胞膜作為系統(tǒng)的邊界,它在