2022-2023學(xué)年浙科版（2019）必修一 2.2 細胞膜控制細胞與周圍環(huán)境的聯(lián)系（包含2個課時） 課件（30張）

浙科版版2019版必修一2.2

細胞膜控制細胞與周圍環(huán)境的聯(lián)系（第一課時）

你了解細胞膜嗎？細胞膜=質(zhì)膜細胞膜是細胞對外界環(huán)境的屏障，控制著物質(zhì)的進出，保證了胞內(nèi)環(huán)境的相對穩(wěn)定，使細胞內(nèi)的生命活動有序進行。新課導(dǎo)入一、活動：通過模擬實驗探究膜的透過性細胞膜的結(jié)構(gòu)是如何與控制物質(zhì)進出的功能相適應(yīng)的呢？半透膜：一些膜具有一定大小的孔徑,水等小分子和離子可以自由通過,而蛋白質(zhì)、淀粉等大分子則無法通過,這種膜稱為半透膜。透析膜就是一種半透膜。如果我們將淀粉溶液和葡萄糖溶液分別裝入透析袋里(圖2-9),那么,透析膜對兩者的通透情況是否相同?細胞膜是否具有類似特性?一、活動：通過模擬實驗探究膜的透過性實驗?zāi)康模?.嘗試模擬實驗的方法2.推測細胞膜具有選擇透過性。材料用具：淀粉溶液,葡萄糖溶液,蒸餾水,碘-碘化鉀溶液,本尼迪特試劑,透析袋,細線,燒杯,玻璃棒。方法步驟1、取A、B兩個透析袋,將等量的淀粉溶液和葡萄糖溶液分別裝入A、B透析袋中。透析袋兩端用細線系緊。2.將透析袋一端的細線綁在玻璃棒中央,透析袋置于燒杯內(nèi),玻璃棒橫置于燒杯上方。3.向燒杯內(nèi)注入等量蒸餾水,直至淹沒透析袋。向A組透析袋外面的蒸餾水中加入適量碘-碘化鉀溶液4.靜置12h。觀察A組實驗現(xiàn)象;取B組透析袋外面的蒸餾水2mL,加入2mL本尼迪特試劑,熱水浴2~3min,觀察顏色變化。討論：1.A組加入碘-碘化鉀溶液后,燒杯內(nèi)蒸餾水呈現(xiàn)什么顏色?靜置12h后顏色又如何?原因是什么?透析袋內(nèi)淀粉溶液顏色有何變化？2.A組實驗說明了什么?3.本尼迪特試劑檢測的現(xiàn)象是什么?B組實驗說明了什么?燒杯內(nèi)蒸餾水沒有顏色變化；靜置12h后，還是沒有顏色變化，說明燒杯中沒有淀粉，也就是淀粉不能從透析袋中進入燒杯中；透析袋內(nèi)淀粉溶液顏色變藍色。A組實驗中碘可以通過透析袋，而淀粉分子無法通過。說明了半透膜對分子進出具有半透性。出現(xiàn)磚紅色沉淀，說明了葡萄糖分子可以穿過半透膜。說明了半透膜對分子進出具有半透性。例2、人的紅細胞中的K+的濃度比血漿高，而Na+的濃度比血漿低例1、小腸絨毛上皮細胞能夠吸收葡萄糖，卻很難吸收相對分子質(zhì)量比葡萄糖小的木糖;

二、細胞膜具有選擇透過性選擇透過性：細胞膜可以控制物質(zhì)進出,選擇性地吸收營養(yǎng)物質(zhì)和排出代謝產(chǎn)物,保持細胞內(nèi)生化反應(yīng)有序進行。這一特性稱為細胞膜的選擇透過性(selectivepermeability)。細胞膜為什么具有這樣的功能？磷脂脂肪酸甘油磷酸脂肪酸分子具有親脂性；磷酸分子具有親水性。磷脂分子是一端親脂而另一端親水的兩性分子。二、細胞膜主要由磷脂和蛋白質(zhì)構(gòu)成膜蛋白膜蛋白也和磷脂分子一樣,有水溶性部分和脂溶性部分。....................................................................................................................................................................細胞的功能越多,其膜蛋白的種類和數(shù)量就越多。細胞膜的功能主要通過膜蛋白來實現(xiàn)。....................................................................................................................................................................

有些膜蛋白選擇性地吸收或排出特定物質(zhì),控制其進出細胞,這類膜蛋白稱為轉(zhuǎn)運蛋白。例如,細胞吸收離子、葡萄糖、氨基酸等營養(yǎng)物質(zhì)都需要通過特定的轉(zhuǎn)運蛋白來完成。有些膜蛋白催化持定化學(xué)反應(yīng),例如,小腸上皮細胞的某些膜蛋白可促進食物中營養(yǎng)物質(zhì)的消化分解。同一組織的相鄰細胞問通過某些膜蛋白緊密連接在一起。某些膜蛋白接收外界信息或刺激,激活細胞內(nèi)相應(yīng)生理生化反應(yīng),在細胞與外界的信息交流和細胞識別中發(fā)揮重要作用,如胰島素受體。膜蛋白細胞膜上的蛋白質(zhì)統(tǒng)稱為膜蛋白。膽固醇存在于動物細胞膜中,占細胞膜所有脂質(zhì)的10%~30%。植物細胞膜一般不含膽固醇。在動物細胞中,膽固醇能保持細胞膜的穩(wěn)定性。...............................................................................................................................................................................膽固醇分子主要位于磷脂雙分子層的疏水環(huán)境中,具有一個很小的親水基團,與磷脂頭部連接(圖2-12)。...............................................................................................................................................................................膽固醇對細胞膜中磷脂分子的活動具有雙重調(diào)節(jié)作用。一方面,膽固醇通過與磷題固醇脂脂肪鏈的相互作用,具有限制其運動、增加其有序性的作用;另一方面,也能將磷脂分子分隔開以增強其運動性。這種雙重的調(diào)節(jié)作用取決于環(huán)境和膽固醇的數(shù)量。例如,環(huán)境溫度較低時膽固醇有助于保持細胞膜的柔韌性;細胞膜外側(cè)磷脂分子中膽固醇的含量往往高于內(nèi)側(cè),因此內(nèi)側(cè)的磷脂活動性較弱膽固醇...............................................................................................................................................................................細胞內(nèi)所有的膜稱為生物膜。雖然細胞內(nèi)不同部位的膜功能有所不同，但它們都具有相似的物質(zhì)組成和空間結(jié)構(gòu)生物膜三、細胞膜的結(jié)構(gòu)科學(xué)家的足跡

——對細胞膜結(jié)構(gòu)的探索歷程

1895年E.OvertonE.Overton用500多種物質(zhì)對植物細胞進行上萬次的通透性實驗，發(fā)現(xiàn)細胞膜對不同物質(zhì)的通透性不一樣:凡是可以溶于脂質(zhì)的物質(zhì),比不能溶于脂質(zhì)的物質(zhì)更容易通過細胞膜進入細胞,于是他提出了膜由脂質(zhì)組成。實驗：科學(xué)家將膜從哺乳動物的紅細胞中分離出來，然后用蛋白酶處理。（已知蛋白酶能專一性的催化蛋白質(zhì)的分解）,發(fā)現(xiàn)膜的結(jié)構(gòu)被破壞了，證明組成細胞膜的成分中有蛋白質(zhì)。應(yīng)用化學(xué)手段分析表明：

質(zhì)膜的主要成分是脂質(zhì)和蛋白質(zhì)，其中脂質(zhì)中磷脂含量最多，還有少量的糖類。動物細胞中還有一定量的膽固醇。細胞膜的組成成分是什么呢？思維探究依據(jù)磷脂分子的性質(zhì)，請推測磷脂分子在下列界面中的排布情況?？諝馑剿献魈骄浚阂罁?jù)細胞的內(nèi)外環(huán)境，磷脂分子在細胞膜中怎樣分布？1925年,戈特(E.Gorter)和格蘭德爾(F.Grendel)用有機溶劑抽提了人紅細胞細胞膜的脂質(zhì)成分后,將其鋪展在水面,測出其面積約為所有紅細胞表面積的2倍,并推測細胞膜由雙層脂質(zhì)分子構(gòu)成。膜蛋白膜蛋白也和磷脂分子一樣,有水溶性部分和脂溶性部分。....................................................................................................................................................................細胞的功能越多,其膜蛋白的種類和數(shù)量就越多。細胞膜的功能主要通過膜蛋白來實現(xiàn)。....................................................................................................................................................................

有些膜蛋白選擇性地吸收或排出特定物質(zhì),控制其進出細胞,這類膜蛋白稱為轉(zhuǎn)運蛋白。例如,細胞吸收離子、葡萄糖、氨基酸等營養(yǎng)物質(zhì)都需要通過特定的轉(zhuǎn)運蛋白來完成。有些膜蛋白催化持定化學(xué)反應(yīng),例如,小腸上皮細胞的某些膜蛋白可促進食物中營養(yǎng)物質(zhì)的消化分解。同一組織的相鄰細胞問通過某些膜蛋白緊密連接在一起。某些膜蛋白接收外界信息或刺激,激活細胞內(nèi)相應(yīng)生理生化反應(yīng),在細胞與外界的信息交流和細胞識別中發(fā)揮重要作用,如胰島素受體。膜蛋白細胞膜上的蛋白質(zhì)統(tǒng)稱為膜蛋白。膽固醇存在于動物細胞膜中,占細胞膜所有脂質(zhì)的10%~30%。植物細胞膜一般不含膽固醇。在動物細胞中,膽固醇能保持細胞膜的穩(wěn)定性。...............................................................................................................................................................................膽固醇分子主要位于磷脂雙分子層的疏水環(huán)境中,具有一個很小的親水基團,與磷脂頭部連接(圖2-12)。...............................................................................................................................................................................膽固醇對細胞膜中磷脂分子的活動具有雙重調(diào)節(jié)作用。一方面,膽固醇通過與磷題固醇脂脂肪鏈的相互作用,具有限制其運動、增加其有序性的作用;另一方面,也能將磷脂分子分隔開以增強其運動性。這種雙重的調(diào)節(jié)作用取決于環(huán)境和膽固醇的數(shù)量。例如,環(huán)境溫度較低時膽固醇有助于保持細胞膜的柔韌性;細胞膜外側(cè)磷脂分子中膽固醇的含量往往高于內(nèi)側(cè),因此內(nèi)側(cè)的磷脂活動性較弱膽固醇...............................................................................................................................................................................細胞內(nèi)所有的膜稱為生物膜。雖然細胞內(nèi)不同部位的膜功能有所不同，但它們都具有相似的物質(zhì)組成和空間結(jié)構(gòu)生物膜1.以半透膜為實驗材料進行“通過模擬實驗探究膜的透過性”活動。下列敘述錯誤的是（）A．實驗用半透膜模擬的是生物膜

B．實驗中燒杯中的溶液變藍色C．B組燒杯中的溶液出現(xiàn)磚紅色沉淀，說明葡萄糖分子可以通過半透膜D．實驗結(jié)果推測生物膜作為細胞的邊界，對物質(zhì)的進出具有選擇透過性B2．在哺乳動物的受精過程中，精子能夠與卵細胞相互識別，精子將其頭部鉆入卵細胞中，與卵細胞發(fā)生結(jié)合，當一個精子進入后，細胞發(fā)生變化，不再讓其他精子進入。這一現(xiàn)象體現(xiàn)出細胞膜能夠(

)A．保障細胞內(nèi)部環(huán)境的相對穩(wěn)定B．控制物質(zhì)進出細胞C．保證卵細胞攝入所需要的精子D．進行細胞間的信息交流B3．在哺乳動物的受精過程中，精子能夠與卵細胞相互識別，精子將其頭部鉆入卵細胞中，與卵細胞發(fā)生結(jié)合，當一個精子進入后，細胞發(fā)生變化，不再讓其他精子進入。這一現(xiàn)象體現(xiàn)出細胞膜能夠（）A．保障細胞內(nèi)部環(huán)境的相對穩(wěn)定B．控制物質(zhì)進出細胞C．保證卵細胞攝入所需要的精子D．進行細胞間的信息交流D4、下列物質(zhì)中最容易通過細胞膜進入細胞的是（）A、葡萄糖B、蛋白質(zhì)C、甘油D、無機鹽離子C浙科版版2019版必修一第二節(jié)細胞膜控制細胞與周圍環(huán)境的聯(lián)系（第二課時）

細胞膜為什么具有這樣的功能？細胞膜的功能有哪些？回顧三、細胞膜的結(jié)構(gòu)科學(xué)家的足跡

——對細胞膜結(jié)構(gòu)的探索歷程

1895年E.OvertonE.Overton用500多種物質(zhì)對植物細胞進行上萬次的通透性實驗，發(fā)現(xiàn)細胞膜對不同物質(zhì)的通透性不一樣:凡是可以溶于脂質(zhì)的物質(zhì),比不能溶于脂質(zhì)的物質(zhì)更容易通過細胞膜進入細胞,于是他提出了膜由脂質(zhì)組成。實驗：科學(xué)家將膜從哺乳動物的紅細胞中分離出來，然后用蛋白酶處理。（已知蛋白酶能專一性的催化蛋白質(zhì)的分解）,發(fā)現(xiàn)膜的結(jié)構(gòu)被破壞了，證明組成細胞膜的成分中有蛋白質(zhì)。應(yīng)用化學(xué)手段分析表明：

質(zhì)膜的主要成分是脂質(zhì)和蛋白質(zhì)，其中脂質(zhì)中磷脂含量最多，還有少量的糖類。動物細胞中還有一定量的膽固醇。細胞膜的組成成分是什么呢？思維探究依據(jù)磷脂分子的性質(zhì)，請推測磷脂分子在下列界面中的排布情況?？諝馑剿?/p>

脂質(zhì)和蛋白質(zhì)是怎樣有機結(jié)合構(gòu)成膜的呢？合作探究：依據(jù)細胞的內(nèi)外環(huán)境，磷脂分子在細胞膜中怎樣分布？1925年,戈特(E.Gorter)和格蘭德爾(F.Grendel)用有機溶劑抽提了人紅細胞細胞膜的脂質(zhì)成分后,將其鋪展在水面,測出其面積約為所有紅細胞表面積的2倍,并推測細胞膜由雙層脂質(zhì)分子構(gòu)成。隨后,丹尼利(J.Danielli)和戴維森(H.Davson)發(fā)現(xiàn)細胞膜的表面張力比油-水界面的張力低得多,推測出膜中含有蛋白質(zhì),從而提出了“蛋白質(zhì)一脂質(zhì)一蛋白質(zhì)”的“三明治”模型，認為細胞膜是由雙層脂質(zhì)分子及其內(nèi)外表面附著的蛋白質(zhì)共同構(gòu)成.1959年,羅伯遜(.DR小)根據(jù)電鏡超薄切片中細胞膜展現(xiàn)的暗-亮-暗三條帶(圖2-16),推測兩邊暗的條帶是蛋白質(zhì),中間亮的部分是脂雙層分子。羅伯遜在“三明治”模型的基礎(chǔ)上提出了單位膜模型,推斷所有的生物膜都由蛋白質(zhì)-脂質(zhì)一蛋白質(zhì)構(gòu)成。蛋白質(zhì)位于細胞膜的什么位置？是怎樣分布的？“三明治”模型和單位膜模型的不足之處是把脂質(zhì)看成靜態(tài)的剛性結(jié)構(gòu)。許多實驗如細胞融合,證明生物膜中的蛋白質(zhì)是可流動的。1970年熒光標記的小鼠細胞和人細胞融合實驗這個實驗說明了什么？細胞膜上的蛋白質(zhì)分是呈流動狀態(tài)的。蛋白質(zhì)在膜中的分布是不對稱的，蛋白質(zhì)鑲嵌、嵌入、橫跨在磷脂雙分子層中。電鏡冰凍蝕刻（冰凍斷裂）將標本冰凍，然后用冷刀斷開，升溫后暴露斷裂面。1972年，桑格和尼克森在新的觀察和實驗證據(jù)的基礎(chǔ)上，提出了細胞膜的流動鑲嵌模型。奠定了生物膜結(jié)構(gòu)和功能的基礎(chǔ)。該理論主要包括：1.磷脂雙分子層構(gòu)成了生物膜的基本支架。2.蛋白質(zhì)分子有的鑲在磷脂雙分子層表面,有的全部或部分嵌入磷脂雙分子層中,有的貫穿于整個磷脂雙分子層,體現(xiàn)了膜內(nèi)外結(jié)構(gòu)的不對稱性。3.磷脂和蛋白