2022-2023學年 人教版 必修一 細胞膜的結(jié)構(gòu)和功能 課件 （48張）

1、解讀教材章首圖文培養(yǎng)學習志向勇?lián)鐣熑握率醉撘晕覈茖W工作者人工合成胰島素的偉大成就為例，通過人工化學合成與胰島細胞生物合成的比較，說明人工合成的艱難與細胞生物合成的“輕而易舉”。細胞何以把一個靠人力完成非常艱難的工作變得輕而易舉呢？請同學們思考：細胞是不是有合成胰島素的特定結(jié)構(gòu)？細胞中是不是有一條條“生產(chǎn)線”呢？實際上細胞中各細胞器是分工和協(xié)作的，細胞是一個整體。接著，教材以類比的方式說明：單純的建筑材料不能讓人居住，建筑材料必須以一定的方式搭建起房屋才能成為居所。同樣地，組成細胞的分子機械地堆放在一起，它們不能進行生命活動；這些分子必須有序地組成細胞的結(jié)構(gòu)，才能進行生命活動。這里包含了兩

2、層意思：一是物質(zhì)必須形成特定的結(jié)構(gòu)才能發(fā)揮功能，二是細胞的不同結(jié)構(gòu)間需要協(xié)調(diào)配合才能有序、高效地完成生命活動。本章將帶領(lǐng)同學們探求“細胞到底有什么樣的精巧結(jié)構(gòu)？它們又是如何協(xié)調(diào)配合著完成生命活動的呢？”這些問題。本章題圖是細胞三維結(jié)構(gòu)模式圖，顯示了細胞核的核仁、核孔等結(jié)構(gòu)，以及線粒體、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)和核糖體等細胞器。這么多的復雜“組件”，要在小小的細胞里有序地組合成一個系統(tǒng)，可見細胞是多么的“精巧”。教材章題圖上壓圖文字借翟中和院士細胞生物學中的話表達了這樣的含義。理清本章架構(gòu)初識概念體系具備系統(tǒng)思維第1節(jié)細胞膜的結(jié)構(gòu)和功能學有目標課標要求必明記在平時核心語句必背1.從系統(tǒng)與環(huán)境關(guān)系的角度，闡釋細胞膜

3、作為系統(tǒng)的邊界所具有的功能2.分析細胞膜組成成分與結(jié)構(gòu)的關(guān)系，說明細胞膜結(jié)構(gòu)的物質(zhì)基礎，概述流動鑲嵌模型的主要內(nèi)容3.分析對細胞膜成分與結(jié)構(gòu)的探索歷程，認同科學理論的形成是一個科學精神、科學思維和技術(shù)手段結(jié)合下不斷修正與完善的過程1.細胞膜的主要組成成分是脂質(zhì)和蛋白質(zhì)，還含少量糖類2.細胞膜是細胞的邊界，不僅將細胞與外界環(huán)境分隔開，還具有控制物質(zhì)進出、進行細胞間的信息交流等作用，功能越復雜的細胞膜蛋白質(zhì)的種類與數(shù)量就越多3.流動鑲嵌模型認為：磷脂雙分子層構(gòu)成膜的基本支架，蛋白質(zhì)分子鑲在或嵌入或貫穿于磷脂雙分子層4.細胞膜的結(jié)構(gòu)特點是具有一定的流動性，功能特性是具有選擇透過性5.糖蛋白分布于細胞

4、膜的外表面，與細胞表面的識別、細胞間的信息傳遞等功能有密切關(guān)系【主干知識梳理】一、細胞膜的功能1將細胞與外界環(huán)境分隔開細胞膜將生命物質(zhì)與外界環(huán)境分隔開，保障了細胞 的相對穩(wěn)定。2控制物質(zhì)進出細胞內(nèi)部環(huán)境3進行細胞間的信息交流(1)通過 傳遞信息。(2)通過 直接接觸傳遞信息。(3)通過 傳遞信息?；瘜W物質(zhì)細胞膜細胞通道二、細胞膜成分和結(jié)構(gòu)的探索1對細胞膜成分的探索(1)對細胞膜成分的早期探索歷程時間和人物實驗依據(jù)結(jié)論或假說1895年，歐文頓對植物細胞進行通透性實驗，發(fā)現(xiàn)可以溶于脂質(zhì)的物質(zhì)更容易通過細胞膜細胞膜是由 組成的部分科學家對哺乳動物紅細胞的細胞膜進行化學分析細胞膜的脂質(zhì)有_和 ，其中_

5、含量最多脂質(zhì)磷脂磷脂膽固醇1925年，荷蘭科學家戈特和格倫德爾將從人的紅細胞中提取的脂質(zhì)鋪成單分子層。其面積是紅細胞表面積的2倍細胞膜中的磷脂分子必然排列為連續(xù)的 層1935年，英國學者丹尼利和戴維森細胞的表面張力明顯低于油水界面的表面張力細胞膜除含脂質(zhì)分子外，可能還附有_ 兩蛋白質(zhì)續(xù)表(2)細胞膜的成分細胞膜主要由 組成，此外，還有少量的 。在組成細胞膜的脂質(zhì)中， 最豐富，此外還有少量的 。 在細胞膜行使功能方面起重要作用，功能越復雜的細胞膜，蛋白質(zhì)的 就越多。脂質(zhì)和蛋白質(zhì)糖類磷脂膽固醇種類與數(shù)量蛋白質(zhì)2對細胞膜結(jié)構(gòu)的探索時間實例(實驗)結(jié)論(假說)1959年電鏡下細胞膜呈清晰的暗亮暗的三層

6、結(jié)構(gòu)羅伯特森認為所有的細胞膜都由 _三層結(jié)構(gòu)構(gòu)成1970年人、鼠細胞融合實驗細胞膜具有_1972年流動鑲嵌模型辛格和尼科爾森提出了生物膜的 _ 蛋白質(zhì)脂肪蛋白質(zhì)流動鑲嵌模型流動性三、流動鑲嵌模型的基本內(nèi)容1結(jié)構(gòu)模型2結(jié)構(gòu)特點：具有一定的_。流動性【教材微點發(fā)掘】結(jié)合教材第42頁有關(guān)磷脂分子的示意圖，思考并討論下列問題：(1)磷脂分子含有的元素組成是_。答案：C、H、O、N、P(2)水是一種極性溶劑，根據(jù)磷脂分子的結(jié)構(gòu)特點在右圖畫出它在水空氣界面上的分布情況(用 表示磷脂分子)。答案：(3)單純的磷脂分子在水中可以形成雙層脂分子的球形脂質(zhì)體(如圖)，它可以作為藥物的運載體，將其運送到特定的細胞發(fā)

7、揮作用。脂質(zhì)體中，在b處嵌入脂溶性藥物，在a處嵌入水溶性藥物。為什么兩類藥物的包裹位置各不相同？提示：構(gòu)成細胞膜的磷脂雙分子層，其中磷脂分子是一種由甘油、脂肪酸和磷酸等所組成的分子，磷酸“頭”部是親水的，脂肪酸“尾”部是疏水的，所以a是親水性的物質(zhì)，b是疏水性的脂溶性的物質(zhì)。脂質(zhì)體到達細胞后，藥物是如何進入細胞內(nèi)發(fā)揮作用的？提示：細胞膜主要是由磷脂雙分子層構(gòu)成的，也含有脂質(zhì)，利用圖中脂質(zhì)體可以和細胞膜融合的特點，將藥物送入靶細胞內(nèi)部。 教材問題提示(一) 思考討論1最初對細胞膜成分的認識，是通過對現(xiàn)象的推理分析得出的。2因為磷脂分子的“頭部”親水，“尾部”疏水，所以在水空氣的界面上磷脂分子是“

8、頭部”向下與水面接觸，“尾部”則朝向空氣的一面。科學家因測得從哺乳動物成熟的紅細胞中提取的脂質(zhì)，鋪成單分子層的面積恰為紅細胞表面積的2倍，才得出脂質(zhì)在細胞膜中必然排列為連續(xù)的兩層這一結(jié)論。3由于磷脂分子有親水的“頭部”和疏水的“尾部”，在水溶液中，朝向水的是“頭部”，“尾部”受水的排斥。當磷脂分子的內(nèi)外兩側(cè)均是水環(huán)境時，磷脂分子的“尾部”相對排列在內(nèi)側(cè)，“頭部”則分別朝向兩側(cè)水的環(huán)境，形成磷脂雙分子層。細胞的內(nèi)外環(huán)境都是水溶液，所以細胞膜磷脂分子的“頭部”向著膜的內(nèi)外兩側(cè)，而“尾部”相對排在內(nèi)側(cè)，形成磷脂雙分子層。4如果將磷脂分子置于水苯的混合溶劑中，磷脂的“頭部”將與水接觸，“尾部”與苯接觸

9、，磷脂分子分布成單層。(二)旁欄思考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。新知探究(一)細胞膜的功能【拓展深化】1細胞膜的功能圖解2細胞間信息交流的三種方式(1)一些細胞，如內(nèi)分泌細胞分泌的一些物質(zhì)(如激素)，通過血液的傳遞運送到作用部位的細胞(靶細胞)，被靶細胞的細胞膜上的受體(成分為糖蛋白)識別，引起靶細胞的生理反應(圖示如下)。(2)相鄰兩個細胞的細胞膜直接接觸，通過糖蛋白識別，將信息從一個細胞傳遞給另一個細胞(圖示如下)。(3)植物細胞間的識別主要是通過植物細胞間的胞間連絲來實現(xiàn)的(圖示如下)?！镜漕}例析】典

10、例1在處理污水時，人們設計出一種膜結(jié)構(gòu)，有選擇地將有毒重金屬離子阻擋在膜的一側(cè)，以降低有毒重金屬離子對水的污染。這是試圖模擬細胞膜的 ()A將細胞與外界環(huán)境分隔開的功能B控制物質(zhì)進出細胞的功能C進行細胞間信息交流的功能D具有免疫的功能解析由題干信息“有選擇地將有毒重金屬離子阻擋在膜的一側(cè)”體現(xiàn)了細胞膜控制物質(zhì)進出細胞的功能。故選B。答案B延伸思考生長在水底淤泥中的蓮藕“出淤泥而不染”，它能從水和淤泥中吸收所需的營養(yǎng)物質(zhì)，并排出代謝廢物，而蓮藕不需要的物質(zhì)卻不會輕易進入蓮藕細胞。蓮藕“出淤泥而不染”的事例說明細胞膜具有什么功能？這種功能的具體體現(xiàn)是什么？提示：控制物質(zhì)進出細胞的功能。主要體現(xiàn)在對

11、營養(yǎng)物質(zhì)的吸收及對有害廢物的排出，以及防止病菌、病毒的侵入等方面。典例2作為系統(tǒng)的邊界，細胞膜在細胞的生命活動中有多種功能。有關(guān)下圖模型的說法錯誤的是 ( )A圖示信息主要體現(xiàn)了細胞膜能進行細胞間信息交流的功能B甲細胞分泌a物質(zhì)與細胞膜控制物質(zhì)進出功能有關(guān)C乙細胞上識別a物質(zhì)的受體b可以識別所有的信號分子Db物質(zhì)的主要成分是蛋白質(zhì)解析圖示所示的是細胞間進行信息交流的一種方式，A正確；甲細胞分泌物質(zhì)a也是細胞膜控制物質(zhì)出入細胞的一個實例，B正確；不同的信息分子具有不同的受體，所以圖中的受體b不能識別所有的信息分子，C錯誤；b的化學本質(zhì)是糖蛋白，其主要成分是蛋白質(zhì)，D正確。答案C易錯提醒細胞間信息

12、交流的兩個提醒(1)三種信息交流方式是發(fā)生于細胞與細胞之間的，而不是細胞內(nèi)的信息交流。(2)通過化學物質(zhì)傳遞信息和通過細胞膜接觸傳遞信息都依賴于細胞膜上的受體蛋白，但是通過細胞通道的信息交流不需要受體?！緫皿w驗】1最新研究發(fā)現(xiàn)，內(nèi)皮素在皮膚中分布不均是造成色斑的主要原因。內(nèi)皮素拮抗劑可以進入皮膚和細胞膜上的黑色素受體結(jié)合，使內(nèi)皮素失去作用。下列有關(guān)敘述錯誤的是 ()A該研究說明細胞膜具有信息交流的功能B內(nèi)皮素拮抗劑與內(nèi)皮素結(jié)構(gòu)相似C當內(nèi)皮素拮抗劑與黑色素受體結(jié)合以后，內(nèi)皮素就不能再與其膜受體結(jié)合了D該研究說明細胞膜具有控制物質(zhì)進出細胞的功能解析：細胞膜上的受體識別相應的信號分子并與之結(jié)合來完

13、成信息傳遞的過程，屬于細胞膜的信息交流功能，A正確，D錯誤；根據(jù)題干信息分析可知，內(nèi)皮素拮抗劑與內(nèi)皮素結(jié)構(gòu)相似，B正確；根據(jù)題干信息“內(nèi)皮素拮抗劑可以進入皮膚和細胞膜上的黑色素受體結(jié)合，使內(nèi)皮素失去作用”可知，當內(nèi)皮素拮抗劑與黑色素受體結(jié)合以后，內(nèi)皮素就不能再與其膜受體結(jié)合了，C正確。答案：D2據(jù)圖分析細胞膜的功能及特點。提示：據(jù)圖可知，細胞膜能控制物質(zhì)進出細胞，細胞需要的物質(zhì)才能進入細胞，但是對細胞有害的病菌和病毒有時候也能進入細胞，說明這種控制作用是相對的。新知探究(二)細胞膜的成分和結(jié)構(gòu)【探究深化】情境質(zhì)疑 1許多有關(guān)細胞膜化學組成的資料，都來自細胞膜(尤其是紅細胞膜)的研究。下表是豬的

14、幾種細胞的細胞膜組成成分，回答問題：細胞膜的種類主要成分含量/%蛋白質(zhì)脂質(zhì)糖類成熟的紅細胞膜42535肌細胞膜36604小腸絨毛上皮細胞膜50446(1)不同細胞的細胞膜各種成分的含量完全相同嗎？提示：不完全相同。(2)上述幾種細胞膜的脂質(zhì)成分中哪種含量最豐富？提示：磷脂含量最豐富。(3)小腸絨毛上皮細胞膜蛋白質(zhì)含量最高，功能也最復雜，這說明什么？提示：說明蛋白質(zhì)在細胞膜行使功能時起重要作用。2科學家用熒光分子標記細胞的膜蛋白，然后用高能激光束照射質(zhì)膜的某一區(qū)域，使該區(qū)域內(nèi)的熒光分子發(fā)生不可逆的破壞，這一區(qū)域稱為光漂白區(qū)。繼續(xù)觀察，可以發(fā)現(xiàn)光漂白區(qū)逐漸重新出現(xiàn)熒光(如圖)。光漂白區(qū)重新出現(xiàn)熒光

15、的原因是什么？質(zhì)膜是靜態(tài)的還是具有一定流動性的？提示：是由于質(zhì)膜上其他區(qū)域的蛋白質(zhì)流動到光漂白區(qū)呈現(xiàn)的熒光。質(zhì)膜是具有一定的流動性的。重難點撥 1生物膜的流動鑲嵌模型(1)細胞膜中的脂質(zhì)除磷脂外，還有一些糖脂和膽固醇。(2)糖脂和糖蛋白都分布于細胞膜的外表面。(3)脂質(zhì)和蛋白質(zhì)分子并不是均勻分布的，而是呈不對稱性分布。2細胞膜的結(jié)構(gòu)特點流動性(1)結(jié)構(gòu)基礎：磷脂分子和大多數(shù)蛋白質(zhì)分子是可以運動的。(2)生理意義：保證了細胞的物質(zhì)運輸、信息交流、分裂和融合等正常生命活動的進行。(3)表現(xiàn)：分泌蛋白的分泌、細胞膜厚度的改變、動物細胞吸水膨脹和失水皺縮、變形蟲的運動等，都體現(xiàn)了細胞膜的流動性?！镜漕}

16、例析】典例1如圖表示各種細胞膜組成成分的含量，圖示能說明的是()A構(gòu)成細胞膜的主要成分是蛋白質(zhì)、脂質(zhì)和糖類B細胞膜中的脂質(zhì)和蛋白質(zhì)含量的變化與細胞膜的功能有關(guān)C細胞膜的功能越簡單，所含蛋白質(zhì)的數(shù)量越多D蛋白質(zhì)在進行細胞間的信息交流中具有重要作用解析由題圖中數(shù)據(jù)可知，細胞膜的組成成分有蛋白質(zhì)、脂質(zhì)和糖類，但主要成分是蛋白質(zhì)和脂質(zhì)，A錯誤；細胞膜的功能越復雜，其蛋白質(zhì)的種類和數(shù)量越多，C錯誤；蛋白質(zhì)在細胞間的信息交流中有重要作用，但由圖中信息不能得出該結(jié)論，D錯誤。答案B典例2如圖為生物膜流動鑲嵌模型的模式圖。下列有關(guān)敘述正確的是 ()A若該生物膜表示動物細胞膜，則其脂質(zhì)成分就是圖中的a(磷脂)B

17、若該生物膜表示細胞膜，則在結(jié)構(gòu)上其存在雙層膜C若該生物膜表示某細胞器膜，則a種類的多樣性決定了膜功能的多樣性D若該生物膜表示人體消化道上皮細胞的細胞膜，則b與細胞的表面識別和信息交流有關(guān)解析圖中a表示磷脂分子，b表示糖蛋白，c表示蛋白質(zhì)。若該生物膜表示動物細胞膜，則其脂質(zhì)成分除磷脂外，還應該有膽固醇等，A錯誤；若該生物膜表示細胞膜，則其在結(jié)構(gòu)上具有磷脂雙分子層，而不是具有雙層膜，B錯誤；若該生物膜表示某細胞器膜，則膜上蛋白質(zhì)(c)種類的多樣性決定了膜功能的多樣性，C錯誤；此外，糖蛋白的種類差異也會導致膜功能的不同，而a為磷脂。細胞膜外表面的糖蛋白與細胞識別和信息交流有關(guān)，D正確。答案D【應用體

18、驗】1科學家在實驗中發(fā)現(xiàn)，脂溶性物質(zhì)能夠優(yōu)先通過細胞膜，并且細胞膜會被溶解脂質(zhì)的溶劑溶解，也會被蛋白酶分解。這些事實說明了組成細胞膜的物質(zhì)中含有()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)和核酸解析：由題意可知，脂溶性物質(zhì)能夠優(yōu)先通過細胞膜，并且細胞膜會被溶解脂質(zhì)的溶劑溶解，這說明細胞膜的成分中含有脂質(zhì)；細胞膜也會被蛋白酶分解，說明細胞膜的成分中含有蛋白質(zhì)。答案：C2生物膜的流動鑲嵌模型并不完美，以下現(xiàn)象不能用細胞膜的流動鑲嵌模型解釋的是 ()A小鼠細胞和人細胞的融合B膽固醇容易經(jīng)細胞膜進入細胞C神經(jīng)細胞的細胞膜對離子的選擇通透性D生物膜中不同位置的脂質(zhì)和蛋白質(zhì)的種類不同解析：小鼠細

19、胞和人細胞的融合實驗體現(xiàn)了細胞膜的流動性，膽固醇為脂溶性物質(zhì)容易通過細胞膜需借助于膜的流動性，神經(jīng)細胞的細胞膜對離子的選擇通透性，是以細胞膜的流動性為基礎的，均可以用細胞膜的流動鑲嵌模型解釋，A、B、C錯誤；生物膜中不同位置的脂質(zhì)和蛋白質(zhì)的種類不同，只能說明生物膜由蛋白質(zhì)和脂質(zhì)分子組成，不能用生物膜的流動鑲嵌模型解釋，D正確。答案：D3如圖為細胞膜的亞顯微結(jié)構(gòu)示意圖，圖中“ ”表示物質(zhì)a，下列相關(guān)敘述錯誤的是 ()A是糖蛋白，與細胞表面的識別有密切關(guān)系B是磷脂雙分子層，構(gòu)成細胞膜的基本支架C是蛋白質(zhì)，在不同的細胞膜中其含量不同D圖中所示的物質(zhì)a是從膜外進入到膜內(nèi)解析：糖蛋白位于細胞膜外，因此圖中所示的物質(zhì)a是從膜內(nèi)出去到膜外。故選D。答案：D科學探究細胞膜成分和功能的實驗探究1細胞膜成分的鑒定細胞膜成分鑒定試劑(方法)結(jié)果磷脂脂溶劑處理細胞膜被溶解磷脂酶處理細胞膜被破壞脂溶性物質(zhì)透過實驗脂溶性物質(zhì)優(yōu)先通過蛋白質(zhì)雙縮脲試劑紫色蛋白酶處理細胞膜被破壞2細胞膜功能的實驗驗證(1)控制物質(zhì)進出功能的驗證(2)識別功能的驗證【素養(yǎng)評價】1取細胞膜上糖蛋白成分相同的兩種海綿動物，將其細