細(xì)胞膜的結(jié)構(gòu)和功能課件

第三章細(xì)胞的基本結(jié)構(gòu)第一節(jié)細(xì)胞膜的結(jié)構(gòu)和功能課型：新授課大概念：細(xì)胞是生物體結(jié)構(gòu)與生命活動(dòng)的基本單位課程標(biāo)準(zhǔn)對本節(jié)內(nèi)容要求重要概念：細(xì)胞各部分結(jié)構(gòu)既分工又合作，共同執(zhí)行細(xì)胞各項(xiàng)生命活動(dòng)具體概念：概述細(xì)胞膜都是質(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)出細(xì)胞，并參與細(xì)胞間的信息交流學(xué)習(xí)目標(biāo)1、從系統(tǒng)與環(huán)境關(guān)系的角度闡釋細(xì)胞膜作為系統(tǒng)的邊界所具有的功能。2、通過分析細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)模型建立的歷程，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維和科學(xué)探究的能力。3、通過構(gòu)建、闡述細(xì)胞膜的流動(dòng)鑲嵌模型培養(yǎng)模型與建模的科學(xué)思維，形成結(jié)構(gòu)與功能觀。聯(lián)系高考從情境角度分析，該專題如果以非選擇題形式考查，則基本上都是信息題，考查學(xué)生獲取和加工信息、分析和推理的能力。從知識角度分析，細(xì)胞膜的組成、結(jié)構(gòu)、功能考查頻率較高。從素養(yǎng)角度分析，重點(diǎn)考查結(jié)構(gòu)與功能觀、以及分析與推理、歸納與概括等科學(xué)思維。從四翼角度分析，以基礎(chǔ)性題目為主，雖有部分綜合性題目，但知識跨度和難度都不大。THEMAINCONTENTS01細(xì)胞膜的功能02對細(xì)胞膜成分的探索03對細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)的探索04流動(dòng)鑲嵌模型的基本內(nèi)容細(xì)胞膜的功能對細(xì)胞膜成分的探索對細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)的探索流動(dòng)鑲嵌模型的內(nèi)容功能1：將細(xì)胞與外界環(huán)境分隔開膜的出現(xiàn)是生命起源過程中至關(guān)重要的階段無機(jī)物→簡單有機(jī)物→復(fù)雜有機(jī)物→原始生命體鑒別動(dòng)物細(xì)胞是否死亡常用臺盼藍(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。這是為什么？活細(xì)胞的細(xì)胞膜具有選擇透過性，死細(xì)胞的細(xì)胞膜失去控制物質(zhì)進(jìn)出細(xì)胞的功能。細(xì)胞膜的功能對細(xì)胞膜成分的探索對細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)的探索流動(dòng)鑲嵌模型的內(nèi)容功能2：控制物質(zhì)進(jìn)出細(xì)胞細(xì)胞（DNA等）營養(yǎng)物質(zhì)（氨基酸、無機(jī)鹽、葡萄糖等）廢物（CO2、尿素等）細(xì)胞代謝產(chǎn)生抗體、激素等細(xì)胞合成并分泌×細(xì)胞膜的控制作用是絕對的嗎？細(xì)胞膜的功能對細(xì)胞膜成分的探索對細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)的探索流動(dòng)鑲嵌模型的內(nèi)容細(xì)胞（DNA等）營養(yǎng)物質(zhì)（氨基酸、無機(jī)鹽、葡萄糖等）廢物（CO2、尿素等）細(xì)胞代謝產(chǎn)生抗體、激素等細(xì)胞合成并分泌×不需要、有害的物質(zhì)（如細(xì)菌、病毒等）不容易進(jìn)入細(xì)胞膜的控制作用是相對的細(xì)胞膜的功能對細(xì)胞膜成分的探索對細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)的探索流動(dòng)鑲嵌模型的內(nèi)容討論：為什么雙黃蛋的兩個(gè)卵細(xì)胞不能結(jié)合，但卵細(xì)胞可以和精子結(jié)合完成受精作用？體現(xiàn)了細(xì)胞膜的什么功能？你認(rèn)為同一片水域中，不同種類的魚的精子和卵細(xì)胞能否結(jié)合形成受精卵？細(xì)胞膜的功能對細(xì)胞膜成分的探索對細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)的探索流動(dòng)鑲嵌模型的內(nèi)容相鄰兩個(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)胞之間的識別和結(jié)合。受體方式一：細(xì)胞間直接接觸細(xì)胞膜的功能對細(xì)胞膜成分的探索對細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)的探索流動(dòng)鑲嵌模型的內(nèi)容能不能定向運(yùn)輸？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。受體（信號分子）方式二：信號分子間接傳遞信息細(xì)胞膜的功能對細(xì)胞膜成分的探索對細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)的探索流動(dòng)鑲嵌模型的內(nèi)容相鄰兩個(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，從而進(jìn)行信息交流。不需要受體！方式三-形成通道細(xì)胞膜的功能對細(xì)胞膜成分的探索對細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)的探索流動(dòng)鑲嵌模型的內(nèi)容細(xì)胞膜的功能將

分隔開；控制物質(zhì)

；

進(jìn)行細(xì)胞間的

。①直接接觸：如精卵識別結(jié)合，需要受體②化學(xué)物質(zhì)：如激素（胰島素），需要受體③形成通道：高等植物的胞間連絲，不需要受體細(xì)胞與外界環(huán)境進(jìn)出細(xì)胞信息交流細(xì)胞膜的功能對細(xì)胞膜成分的探索對細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)的探索流動(dòng)鑲嵌模型的內(nèi)容資料1：1895年，歐文頓用500多種物質(zhì)對植物細(xì)胞進(jìn)行上萬次的通透性實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)脂溶性物質(zhì)容易穿過細(xì)胞膜，不溶于脂質(zhì)的物質(zhì)不容易穿過細(xì)胞膜。“相似相溶”原理：“相似”是指溶質(zhì)與溶劑在結(jié)構(gòu)上相似，“相溶”是指溶質(zhì)與溶劑彼此互溶。推測：細(xì)胞膜是由脂質(zhì)組成的細(xì)胞膜的功能對細(xì)胞膜成分的探索對細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)的探索流動(dòng)鑲嵌模型的內(nèi)容為什么選擇哺乳動(dòng)物的成熟紅細(xì)胞來提取細(xì)胞膜？哺乳動(dòng)物成熟的紅細(xì)胞沒有細(xì)胞核和眾多的細(xì)胞器。結(jié)論：細(xì)胞膜是由脂質(zhì)組成的，磷脂。資料2：20世紀(jì)初，科學(xué)家從哺乳動(dòng)物的成熟紅細(xì)胞中分離出純凈的細(xì)胞膜，并進(jìn)行了化學(xué)分析，發(fā)現(xiàn)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。細(xì)胞膜的功能對細(xì)胞膜成分的探索對細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)的探索流動(dòng)鑲嵌模型的內(nèi)容觀察磷脂分子的結(jié)構(gòu)并分析其特點(diǎn)小資料：磷脂是一種由甘油、脂肪酸和磷酸所組成的分子，磷脂分子的磷酸“頭部”親水，脂肪酸“尾部”疏水。細(xì)胞膜的功能對細(xì)胞膜成分的探索對細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)的探索流動(dòng)鑲嵌模型的內(nèi)容活動(dòng)1：推測并畫出磷脂在水—空氣界面上的排布方式水空氣細(xì)胞膜的功能對細(xì)胞膜成分的探索對細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)的探索流動(dòng)鑲嵌模型的內(nèi)容活動(dòng)2：多個(gè)磷脂分子在水中，總是自發(fā)的形成雙分子層，推測磷脂在水環(huán)境中屬于一下哪種排列方式。如何通過實(shí)驗(yàn)證明，細(xì)胞膜中的磷脂是雙層呢？ABC水水水水水水細(xì)胞膜的功能對細(xì)胞膜成分的探索對細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)的探索流動(dòng)鑲嵌模型的內(nèi)容資料三：1925年，荷蘭科學(xué)家戈特和格倫德爾從細(xì)胞膜中提取脂質(zhì)，在空氣---水界面鋪成單分子層，發(fā)現(xiàn)面積是細(xì)胞膜的2倍。結(jié)論：細(xì)胞膜中的磷脂是雙層的。細(xì)胞膜的功能對細(xì)胞膜成分的探索對細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)的探索流動(dòng)鑲嵌模型的內(nèi)容資料四：1935年英國學(xué)者丹尼利和戴維森研究了細(xì)胞膜的張力，發(fā)現(xiàn)細(xì)胞的表面張力明顯低于油—水界面的表面張力。此前人們已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了油脂的表面如果吸附有蛋白質(zhì)成分，則表面張力會(huì)降低。細(xì)胞膜的功能對細(xì)胞膜成分的探索對細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)的探索流動(dòng)鑲嵌模型的內(nèi)容水等液體會(huì)產(chǎn)生使表面盡可能縮小的力，這個(gè)力稱為“表面張力”。1935年時(shí)間丹尼利(J.fDanielli)和戴維森(H.Davson)人物實(shí)驗(yàn)細(xì)胞膜除含脂質(zhì)分子外，可能還附有蛋白質(zhì)。推論

研究細(xì)胞膜表面的張力，發(fā)現(xiàn)細(xì)胞表面張力明顯低于油-水界面的表面張力。細(xì)胞表面張力＜油水界面張力有蛋白質(zhì)的油水界面張力＜油水界面張力細(xì)胞膜的功能對細(xì)胞膜成分的探索對細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)的探索流動(dòng)鑲嵌模型的內(nèi)容小結(jié)：細(xì)胞膜細(xì)胞膜的功能對細(xì)胞膜成分的探索對細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)的探索流動(dòng)鑲嵌模型的內(nèi)容提出假說：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)。1959年，羅伯特森在電鏡下看到了細(xì)胞膜清晰的暗—亮—暗的三層結(jié)構(gòu)。電子顯微鏡的工作原理：電子束照射到大分子物質(zhì)上呈現(xiàn)黑暗，反之呈現(xiàn)光亮細(xì)胞膜的功能對細(xì)胞膜成分的探索對細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)的探索流動(dòng)鑲嵌模型的內(nèi)容20世紀(jì)60年代以后，科學(xué)家對細(xì)胞膜是靜態(tài)的觀點(diǎn)提出質(zhì)疑：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、變形蟲的運(yùn)動(dòng)這樣的現(xiàn)象都難以解釋。細(xì)胞膜的功能對細(xì)胞膜成分的探索對細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)的探索流動(dòng)鑲嵌模型的內(nèi)容科學(xué)家利用冰凍蝕刻技術(shù)，將細(xì)胞膜的兩層磷脂分子層劈開后，觀察到細(xì)胞膜斷裂面兩側(cè)在電鏡下呈現(xiàn)不同數(shù)量和形態(tài)的孔洞。細(xì)胞膜的功能對細(xì)胞膜成分的探索對細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)的探索流動(dòng)鑲嵌模型的內(nèi)容推論：蛋白質(zhì)以不同的方式鑲嵌在磷脂雙分子層中細(xì)胞膜的功能對細(xì)胞膜成分的探索對細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)的探索流動(dòng)鑲嵌模型的內(nèi)容資料：電子顯微鏡下，細(xì)胞膜的厚度約為7~8nm，是單層磷脂厚度的兩倍，如果兩側(cè)加上的蛋白質(zhì)，膜的總厚度應(yīng)當(dāng)超過20nm。資料：人工合成的不含蛋白質(zhì)的脂雙層也呈現(xiàn)為“暗-亮-暗”結(jié)構(gòu)。推論：需要對模型進(jìn)一步修正1970年將人和鼠的細(xì)胞膜蛋白質(zhì)用不同的熒光染料標(biāo)記后融合。細(xì)胞膜的功能對細(xì)胞膜成分的探索對細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)的探索流動(dòng)鑲嵌模型的內(nèi)容結(jié)論：1、膜蛋白具有流動(dòng)性2、這一實(shí)驗(yàn)和其他實(shí)驗(yàn)共同說明細(xì)胞膜具有流動(dòng)性在新的觀察和實(shí)驗(yàn)證據(jù)的基礎(chǔ)上，1972年，辛格和尼科爾森提出新的生物膜模型——流動(dòng)鑲嵌模型。細(xì)胞膜的功能對細(xì)胞膜成分的探索對細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)的探索流動(dòng)鑲嵌模型的內(nèi)容合作探究：嘗試用粘土和磁吸紙構(gòu)建細(xì)胞膜的流動(dòng)鑲嵌模型，流動(dòng)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。細(xì)胞膜的功能對細(xì)胞膜成分的探索對細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)的探索流動(dòng)鑲嵌模型的內(nèi)容（2）磷脂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，具有屏障作用。磷脂雙分子層細(xì)胞膜的功能對細(xì)胞膜成分的探索對細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)的探索流動(dòng)鑲嵌模型的內(nèi)容（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。這些蛋白質(zhì)分子在物質(zhì)運(yùn)輸?shù)确矫婢哂兄匾饔?。貫穿鑲在表面嵌入?xì)胞膜的功能對細(xì)胞膜成分的探索對細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)的探索流動(dòng)鑲嵌模型的內(nèi)容流動(dòng)鑲嵌模型的基本內(nèi)容（4）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)。細(xì)胞膜的功能對細(xì)胞膜成分的探索對細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)的探索流動(dòng)鑲嵌模型的內(nèi)容

課堂小結(jié)感悟反思科學(xué)在質(zhì)疑與創(chuàng)新中，不斷發(fā)展。科學(xué)理論的形成是一