【同步備課】高一生物必修1優(yōu)質(zhì)課件：3.1 細(xì)胞膜的結(jié)構(gòu)和功能-人教版

第3章細(xì)胞的基本結(jié)構(gòu)第1節(jié)細(xì)胞膜的結(jié)構(gòu)和功能我確信哪怕一個最簡單的細(xì)胞，也比迄今為止設(shè)計出的任何智能電腦更精巧?！缘灾泻驮菏康戎骶幍摹都?xì)胞生物學(xué)》細(xì)胞作為一個完整的系統(tǒng)，它有邊界細(xì)胞膜（質(zhì)膜）科學(xué)家在電子顯微鏡誕生之后，用它清晰地觀察到了細(xì)胞膜；但在此之前，已經(jīng)能夠確定細(xì)胞膜的存在了。細(xì)胞膜保障了細(xì)胞內(nèi)部環(huán)境的相對穩(wěn)定1.將細(xì)胞與外界環(huán)境分隔開一、細(xì)胞膜的功能閱讀教材40—41頁用涼水洗莧菜時，水是清的。炒完之后，湯汁卻是紅色的。細(xì)胞死亡，細(xì)胞內(nèi)容物外流，色素分子也流出細(xì)胞外。植物細(xì)胞中含有各種色素?；畹募?xì)胞能夠控制物質(zhì)進(jìn)出細(xì)胞這一現(xiàn)象表明了細(xì)胞膜的什么功能呢？閱讀教材40—41頁2.控制物質(zhì)進(jìn)出細(xì)胞一、細(xì)胞膜的功能問題探討課本40頁鑒別動物細(xì)胞是否死亡常用臺盼藍(lán)染液。用它染色時，死細(xì)胞會被染成藍(lán)色，而活細(xì)胞不會著色。用臺盼藍(lán)染液染色后的死細(xì)胞和活細(xì)胞(放大200倍)1.為什么活細(xì)胞不能被染色，而死細(xì)胞能被染色?2.據(jù)此推測，細(xì)胞膜作為細(xì)胞的邊界，應(yīng)該具有什么功能?活細(xì)胞的細(xì)胞膜具有選擇透過性，臺盼藍(lán)染色劑是細(xì)胞不需要的物質(zhì)，不能通過細(xì)胞膜進(jìn)入細(xì)胞，所以活細(xì)胞不被染色。而死的動物細(xì)胞的細(xì)胞膜失去控制物質(zhì)進(jìn)出細(xì)胞的功能，所以臺盼藍(lán)染色劑能夠進(jìn)入死細(xì)胞內(nèi)，使其被染色?！叭旧懦ā辫b別細(xì)胞死活細(xì)胞膜作為細(xì)胞的邊界，具有控制物質(zhì)進(jìn)出細(xì)胞的功能。一、細(xì)胞膜的功能2.控制物質(zhì)進(jìn)出細(xì)胞（選擇透過性）（1）進(jìn)入細(xì)胞的情況①細(xì)胞需要的物質(zhì)—進(jìn)入細(xì)胞②不需要或?qū)?xì)胞有害的物質(zhì)—不容易進(jìn)入細(xì)胞（2）排出細(xì)胞的物質(zhì)（并不都是廢物）①釋放（分泌）到細(xì)胞外發(fā)揮作用的物質(zhì)——抗體、激素等②細(xì)胞產(chǎn)生的廢物【警示】細(xì)胞膜的控制作用是相對的。有些有害的物質(zhì)以及病毒、病菌也可以進(jìn)入細(xì)胞（3）細(xì)胞內(nèi)有用的成分卻不會輕易流失到細(xì)胞外一、細(xì)胞膜的功能演示3.進(jìn)行細(xì)胞間的信息交流發(fā)出信號的細(xì)胞膜上接受信號分子的受體一、細(xì)胞膜的功能靶細(xì)胞發(fā)出信號的細(xì)胞與膜結(jié)合的信號分子膜上接受信號分子的受體相鄰兩個細(xì)胞的細(xì)胞膜接觸，信息從一個細(xì)胞傳遞給另一個細(xì)胞。例如，精子和卵細(xì)胞之間的識別和結(jié)合。演示3.進(jìn)行細(xì)胞間的信息交流一、細(xì)胞膜的功能相鄰兩個細(xì)胞之間形成通道，攜帶信息的物質(zhì)通過通道進(jìn)入另一個細(xì)胞。例如，高等植物細(xì)胞之間通過胞間連絲相互連接，也有信息交流的作用3.進(jìn)行細(xì)胞間的信息交流在相鄰的生活細(xì)胞之間,細(xì)胞質(zhì)常常以極細(xì)的細(xì)胞質(zhì)絲穿過細(xì)胞壁而彼此相互聯(lián)系,這種穿過細(xì)胞壁的細(xì)胞質(zhì)絲叫胞間連絲。一、細(xì)胞膜的功能1.將細(xì)胞與外界環(huán)境分隔開2.控制物質(zhì)進(jìn)出細(xì)胞3.進(jìn)行細(xì)胞間的信息交流細(xì)胞膜的功能小結(jié)：除此之外，細(xì)胞膜還具有保護(hù)、分泌、識別、免疫等功能一、細(xì)胞膜的功能細(xì)胞壁對要進(jìn)出細(xì)胞的物質(zhì)沒有選擇性（即全透性），無法在細(xì)胞壁內(nèi)制造一個穩(wěn)定的內(nèi)部環(huán)境，因此細(xì)胞壁不是細(xì)胞這一生命系統(tǒng)的邊界拓展提升主要成分：纖維素和果膠主要功能：支持和保護(hù)成分為肽聚糖幾丁質(zhì)回到19世紀(jì)重溫科學(xué)發(fā)現(xiàn)之旅……科學(xué)家對細(xì)胞膜成分的探索歷程二、對細(xì)胞膜成分的探索實驗現(xiàn)象：假說：細(xì)胞膜是由脂質(zhì)組成的脂質(zhì)分子更容易通過細(xì)胞膜不溶于脂質(zhì)的物質(zhì)溶于脂質(zhì)的物質(zhì)細(xì)胞膜時間：19世紀(jì)末1895年人物：歐文頓(E.Overton)實驗：用500多種物質(zhì)對植物細(xì)胞的通透性進(jìn)行上萬次的實驗1、根據(jù)實驗現(xiàn)象和有關(guān)知識提出假說二、對細(xì)胞膜成分的探索2、制備細(xì)胞膜，進(jìn)行化學(xué)成分分離鑒定哺乳動物成熟的紅細(xì)胞高等動物細(xì)胞高等植物細(xì)胞細(xì)菌請從下面細(xì)胞中選出符合研究細(xì)胞膜的細(xì)胞，并說明理由二、對細(xì)胞膜成分的探索制備細(xì)胞膜1.材料：人和哺乳動物的____________。原因:①無_________，細(xì)胞易吸水漲破②無_______和__________，易制得純凈的細(xì)胞膜。成熟的紅細(xì)胞細(xì)胞壁細(xì)胞核眾多細(xì)胞器漲破“三無”細(xì)胞2．原理：把紅細(xì)胞放在清水中，水會進(jìn)入細(xì)胞，把細(xì)胞_______，細(xì)胞內(nèi)物質(zhì)流出來，經(jīng)過離心即可獲得純凈的細(xì)胞膜了。二、對細(xì)胞膜成分的探索(2)實驗流程:選材:豬(或牛、羊、人)的新鮮的(成熟)紅細(xì)胞稀釋液

制作裝片:用滴管吸取少量紅細(xì)胞稀釋液,滴一小滴在載玻片上,蓋上蓋玻片觀察:用顯微鏡觀察紅細(xì)胞的正常形態(tài)(由低倍鏡→高倍鏡)

制備細(xì)胞膜二、對細(xì)胞膜成分的探索滴清水:在蓋玻片的一側(cè)滴一滴蒸餾水,同時在另一側(cè)用吸水紙吸引(引流法)

觀察:持續(xù)觀察細(xì)胞的變化

結(jié)果:如果上述實驗在試管內(nèi)進(jìn)行，要獲得較純的細(xì)胞膜可以借助_______法。離心(2)實驗流程:制備細(xì)胞膜凹陷消失,細(xì)胞體積增大,細(xì)胞破裂,內(nèi)容物流出,獲得細(xì)胞膜二、對細(xì)胞膜成分的探索(3)幾種液體的作用:①生理鹽水:使紅細(xì)胞維持原有形態(tài)②蒸餾水:使紅細(xì)胞吸水漲破。滴加時速度要緩慢,且邊滴邊用吸水紙吸引。制備細(xì)胞膜二、對細(xì)胞膜成分的探索時間：20世紀(jì)初實驗：科學(xué)家將細(xì)胞膜從哺乳動物的紅細(xì)胞中分離出來。化學(xué)分析表明：

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2、制備細(xì)胞膜，確定細(xì)胞膜中脂質(zhì)成分類型二、對細(xì)胞膜成分的探索時間：1925年人物：荷蘭科學(xué)家戈特和格倫德爾實驗：用丙酮從人的紅細(xì)胞中提取脂質(zhì)，在空氣-水界面上鋪展成單層分子，發(fā)現(xiàn)面積是細(xì)胞膜的2倍提出假說：細(xì)胞膜中的脂質(zhì)是雙層的3.磷脂分子鋪展實驗二、對細(xì)胞膜成分的探索磷脂是一種由甘油、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。親水頭部疏水尾部磷脂分子在空氣-水界面上如何鋪展成單分子層？3.磷脂分子鋪展實驗二、對細(xì)胞膜成分的探索磷脂在生物膜中的排列生物膜中的磷脂分子排列為連續(xù)的兩層3.磷脂分子鋪展實驗二、對細(xì)胞膜成分的探索實驗：科學(xué)家將膜從哺乳動物的紅細(xì)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）實驗現(xiàn)象：細(xì)胞膜被破壞資料1.科學(xué)家的實驗資料1.科學(xué)家的實驗資料1.科學(xué)家的實驗資料1.科學(xué)家的實驗人們已經(jīng)發(fā)現(xiàn)：油脂表面如果吸附有蛋白質(zhì)時，表面張力會減小4.丹尼利和戴維森的推測時間：1935年人物：丹尼利和戴維森（英國）實驗：細(xì)胞膜的表面張力小于脂質(zhì)-水界面的表面張力提出假說：細(xì)胞膜的成分有蛋白質(zhì)二、對細(xì)胞膜成分的探索細(xì)胞膜的成分：脂質(zhì)(約50%)：蛋白質(zhì)(約40%)：糖類(約2%-10%)：功能越復(fù)雜的細(xì)胞膜蛋白質(zhì)的種類和數(shù)量越多在組成細(xì)胞膜的脂質(zhì)中，磷脂最豐富,是構(gòu)成膜的基本支架;動物的細(xì)胞膜中還含有膽固醇。與膜脂結(jié)合→糖脂與膜蛋白結(jié)合→糖蛋白細(xì)胞膜主要元素組成：C、H、O、N、P（與核酸相同）脂質(zhì)和蛋白質(zhì)是怎樣有機(jī)結(jié)合構(gòu)成膜的呢？與細(xì)胞識別有關(guān)二、對細(xì)胞膜成分的探索電子顯微鏡三、對細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)的探索電子束照射大分子物質(zhì)散射度高，黑暗；照射小分子物質(zhì)，散射度低，光亮。1.羅伯特森提出的模型你認(rèn)可這一靜態(tài)模型觀點嗎？時間：1959年人物：羅伯特森實驗：在電鏡下看到細(xì)胞膜清晰的暗-亮-暗的三層結(jié)構(gòu)大膽的提出所 有的生物膜都由蛋白質(zhì)－脂質(zhì)－蛋白質(zhì)三層結(jié)構(gòu)構(gòu)成。蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)磷脂三、對細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)的探索那么變形蟲的變形運(yùn)動，細(xì)胞的生長怎樣解釋？單位膜靜止模型能解釋這種現(xiàn)象嗎？結(jié)構(gòu)要與功能相適應(yīng)基本的生物學(xué)觀點三、對細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)的探索細(xì)胞的生長過程變形蟲的運(yùn)動三、對細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)的探索細(xì)胞膜中大多數(shù)蛋白質(zhì)分子是可以運(yùn)動的時間：1970年實驗：將小鼠細(xì)胞和人細(xì)胞膜蛋白用不同熒光染料標(biāo)記后融合根據(jù)實驗現(xiàn)象能推測出什么結(jié)論？2.人鼠細(xì)胞融合實驗三、對細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)的探索三、對細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)的探索生物膜的結(jié)構(gòu)特點——具有流動性磷脂分子和大多數(shù)蛋白質(zhì)分子可以運(yùn)動三、對細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)的探索蛋白質(zhì)在膜中的分布是不對稱的實驗：標(biāo)本用干冰等冰凍。后用冷刀斷開，升溫后暴露斷裂面。根據(jù)實驗現(xiàn)象能推測出什么結(jié)論？3.冰凍蝕刻電子顯微法三、對細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)的探索4.1972年，桑格和尼克森提出了新的生物膜結(jié)構(gòu)模型---流動鑲嵌模型三、對細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)的探索1、生物膜中脂質(zhì)和蛋白質(zhì)的分布: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2、細(xì)胞膜中糖類的分布---細(xì)胞膜外表（2）蛋白質(zhì)分子---膜結(jié)構(gòu)內(nèi)外的不對稱性①有的鑲在磷脂雙分子層表面②有的部分或全部嵌入磷脂雙分子層中③有的貫穿于整個磷脂雙分子層與脂質(zhì)、蛋白質(zhì)結(jié)合形成糖蛋白、糖脂（糖被:識別、細(xì)胞間信息傳遞等功能）（1）磷脂雙分子層---基本支架三、流動鑲嵌模型的基本內(nèi)容結(jié)構(gòu)特點：

流動性選擇透過性（磷脂分子和大多數(shù)蛋白質(zhì)分子可以運(yùn)動）3、生物膜的特點：結(jié)基構(gòu)礎(chǔ)生理意義：對于細(xì)胞完成物質(zhì)運(yùn)輸、生長、分裂、運(yùn)動，細(xì)胞融合等功能實驗驗證：影響因素：結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)：膜上具有載體蛋白生理意義：控制物質(zhì)進(jìn)出功能特性：變形蟲的運(yùn)動、白細(xì)胞吞噬細(xì)菌、胞吞和胞吐現(xiàn)象三、流動鑲嵌模型的基本內(nèi)容溫度生物膜的探索歷程小結(jié)19世紀(jì)末，歐文頓根據(jù)脂溶性物質(zhì)更容易通過細(xì)胞膜，提出膜是由______組成的。20世紀(jì)初，化學(xué)分析表明，膜的主要成分是___________。1925年，荷蘭科學(xué)家得出細(xì)胞膜中的脂質(zhì)分子排列為連續(xù)的_____。20世紀(jì)40年代，科學(xué)家推測脂質(zhì)兩邊各覆蓋著________。1959年，羅伯特森認(rèn)為生物膜由___________________三層結(jié)構(gòu)構(gòu)成。1970年，人鼠細(xì)胞雜交實驗表明，細(xì)胞膜具有_______。1972年，桑格和尼克森提出的生物膜的________模型為大多數(shù)人所接受。脂質(zhì)脂質(zhì)和蛋白質(zhì)兩層蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)—脂質(zhì)—蛋白質(zhì)流動性流動鑲嵌生物膜的探索歷程小結(jié)細(xì)胞膜的流動鑲嵌模型細(xì)胞膜的主要成分：細(xì)胞膜的成分：膜內(nèi)部分是疏水的，水分子為什么能跨膜運(yùn)輸呢？利用廢舊物品制作生物膜模型磷脂和蛋白質(zhì)磷脂、蛋白質(zhì)，糖類，膽固醇四、利用廢舊物品制作生物膜模型據(jù)研究發(fā)現(xiàn)，膽固醇、小分子脂肪酸、維生素D等物質(zhì)較容易優(yōu)先通過細(xì)胞膜，這是因為（）A細(xì)胞膜具有一定流動性B細(xì)胞膜是選擇透過性C細(xì)胞膜主要含有磷脂雙分子層D細(xì)胞膜上鑲嵌有各種蛋白質(zhì)分子一位科學(xué)家發(fā)現(xiàn)，當(dāng)溫度升高到一定程度時，細(xì)胞膜的厚度變小而面積增大，這是由于細(xì)胞膜的什么特性所決定的()A.具有一定的流動性B.是選擇透過性膜C.具有專一性D.具有運(yùn)輸物質(zhì)的功能AC典例講解下列哪項敘述不是細(xì)胞膜的結(jié)構(gòu)特點？（)A．細(xì)胞膜是選擇透過性膜B．細(xì)胞膜由磷脂分子和蛋白質(zhì)分子構(gòu)成C．細(xì)胞膜的分子結(jié)構(gòu)具有流動性D．有些蛋白質(zhì)分子可在膜的內(nèi)外之間移動A生物膜的“三明治靜態(tài)結(jié)構(gòu)”模型不能解釋下列哪種現(xiàn)象：（）細(xì)胞膜是細(xì)胞的邊界溶于脂質(zhì)的物質(zhì)能夠優(yōu)先通過細(xì)胞膜高爾基體形成的囊泡與細(xì)胞膜融合細(xì)胞膜中的磷脂