細(xì)胞膜的結(jié)構(gòu)和功能高一上生物人教版必修1

生物科學(xué)史話P33世界上第一個(gè)人工合成蛋白質(zhì)的誕生我國(guó)科學(xué)家經(jīng)過(guò)6年9個(gè)月的不懈努力，與1965年完成了人工合成結(jié)晶牛胰島素。對(duì)于我們體內(nèi)的胰島細(xì)胞來(lái)說(shuō)，合成和分泌胰島素是一件很容易的事。為什么靠人力很難完成的工作，對(duì)細(xì)胞來(lái)說(shuō)卻輕而易舉的呢？細(xì)胞中是不是有一條“生產(chǎn)線”？細(xì)胞擁有怎樣的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)，才能讓細(xì)胞完成生命活動(dòng)呢？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)和功能第1課時(shí)

細(xì)胞膜的功能和成分

細(xì)胞膜

細(xì)胞質(zhì)

細(xì)胞核1.秦始皇為什么要修建長(zhǎng)城？抵御外敵、作為邊境、軍事需要等3.細(xì)胞的邊界是什么呢？細(xì)胞膜，也叫“質(zhì)膜”2.人體的邊界是什么呢？皮膚和粘膜一、細(xì)胞膜的功能（閱讀P40-41，理解歸納細(xì)胞膜的功能）功能1.將細(xì)胞與外界環(huán)境分隔開(kāi)原始海洋電閃雷鳴、宇宙射線等產(chǎn)生眾多有機(jī)物,包括氨基酸、核苷酸細(xì)胞膜將生命物質(zhì)與外界環(huán)境分隔開(kāi)產(chǎn)生了原始的細(xì)胞問(wèn)題探討：

鑒別動(dòng)物細(xì)胞是否死亡常用臺(tái)盼藍(lán)染液，死細(xì)胞會(huì)被染成藍(lán)色，而活細(xì)胞不會(huì)著色。1.臺(tái)盼藍(lán)染液是細(xì)胞需要的物質(zhì)嗎？為什么活細(xì)胞沒(méi)有被染色？

臺(tái)盼藍(lán)染液不是細(xì)胞需要的物質(zhì)，被活細(xì)胞的細(xì)胞膜阻隔在外，但是當(dāng)細(xì)胞死亡，這種功能也就隨之消失。一、細(xì)胞膜的功能功能2：控制物質(zhì)進(jìn)出細(xì)胞需要的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)不需要的物質(zhì)抗體、激素等物質(zhì)代謝廢物細(xì)胞可以進(jìn)入不容易進(jìn)入排出分泌出去有用的成分不會(huì)輕易流失到細(xì)胞外細(xì)胞膜的控制作用是相對(duì)的！細(xì)胞膜的功能特性：選擇透過(guò)性病菌、病毒等可能侵入功能2：控制物質(zhì)進(jìn)出細(xì)胞一、細(xì)胞膜的功能當(dāng)你和朋友面對(duì)面時(shí)，你們會(huì)通過(guò)什么方式交流？間接交流直接交流通道交流當(dāng)你和朋友不在一個(gè)地方，你們會(huì)通過(guò)什么方式交流呢？如果你們不在一個(gè)地方，但是又想面對(duì)面交流，那又怎么辦呢？一、細(xì)胞膜的功能功能3.進(jìn)行細(xì)胞間的信息交流（1）通過(guò)血液運(yùn)輸?shù)募に貍鬟f信息——間接交流激素受體信號(hào)分子種類：糖蛋白、蛋白質(zhì)、

糖類、糖脂等特點(diǎn)：專一性（一種受體只能識(shí)別一種或一類物質(zhì)）受體：功能3.進(jìn)行細(xì)胞間的信息交流一、細(xì)胞膜的功能發(fā)出信號(hào)的細(xì)胞靶細(xì)胞信號(hào)分子精子和卵細(xì)胞之間的識(shí)別和結(jié)合相鄰兩個(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。（2）通過(guò)細(xì)胞膜的直接接觸傳遞信息受體一、細(xì)胞膜的功能功能3.進(jìn)行細(xì)胞間的信息交流胞間連絲相鄰兩個(gè)細(xì)胞之間形成通道，攜帶信息的物質(zhì)通過(guò)通道進(jìn)入另一個(gè)細(xì)胞?！救绺叩戎参锛?xì)胞之間通過(guò)胞間連絲相互連接，也有信息交流的作用】（3）相鄰兩細(xì)胞之間形成通道胞間連絲細(xì)胞壁功能3.進(jìn)行細(xì)胞間的信息交流一、細(xì)胞膜的功能一、細(xì)胞膜的功能小結(jié)將細(xì)胞與外界環(huán)境分隔開(kāi)控制物質(zhì)進(jìn)出細(xì)胞進(jìn)行細(xì)胞之間的信息交流除了以上提到的三種功能外，細(xì)胞膜還有細(xì)胞識(shí)別、保護(hù)細(xì)胞、參與細(xì)胞的運(yùn)動(dòng)、分泌等功能。細(xì)胞膜的功能特性：選擇透過(guò)性下列實(shí)例分別體現(xiàn)細(xì)胞膜的哪個(gè)功能：1.新鮮的小米菜葉泡進(jìn)涼水中，水一般不會(huì)變紅，但高溫炒熟的小米菜中卻有紅紅的湯汁；2.蓮“出淤泥而不染”；

3.沒(méi)有受精的雞蛋中，雞蛋黃可看作一個(gè)卵細(xì)胞，雞蛋黃與蛋清之間被什么樣的結(jié)構(gòu)分隔開(kāi)?說(shuō)明了其有什么功能？4.鼻子接觸香水分子，為什么大腦皮層能產(chǎn)生“香”的感覺(jué)？

控制物質(zhì)進(jìn)出細(xì)胞控制物質(zhì)進(jìn)出細(xì)胞將細(xì)胞與外界環(huán)境分隔開(kāi)進(jìn)行細(xì)胞間的信息交流說(shuō)一說(shuō)1、成分：纖維素和果膠3、功能：支持和保護(hù)2、特性：具有全透性想一想

植物細(xì)胞最外面的結(jié)構(gòu)是什么？植物細(xì)胞的邊界又是什么？細(xì)胞膜的功能是由它的成分和結(jié)構(gòu)決定的細(xì)胞壁；細(xì)胞膜1.歐文頓（E.Overton）實(shí)驗(yàn)：

我是歐文頓，經(jīng)過(guò)上萬(wàn)次實(shí)驗(yàn)我發(fā)現(xiàn)……細(xì)胞膜非脂溶性物質(zhì)脂溶性物質(zhì)相似相溶原理問(wèn)題:

你從歐文頓的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象能得到的結(jié)論是什么？細(xì)胞膜是由脂質(zhì)組成的。二、細(xì)胞膜的成分---對(duì)細(xì)胞膜成分的探索如何進(jìn)一步研究構(gòu)成細(xì)胞膜的脂質(zhì)類型？2.對(duì)細(xì)胞膜進(jìn)行成分分析：

【資料】科學(xué)家利用動(dòng)物的卵細(xì)胞、紅細(xì)胞、神經(jīng)細(xì)胞等作為研究材料，并利用哺乳動(dòng)物成熟紅細(xì)胞，通過(guò)一定的方法制備出純凈的細(xì)胞膜。細(xì)胞膜化學(xué)分析表明：脂質(zhì)有磷脂和膽固醇，磷脂含量最多問(wèn)題：

為什么選擇哺乳動(dòng)物成熟紅細(xì)胞來(lái)制備細(xì)胞膜？哺乳動(dòng)物成熟紅細(xì)胞無(wú)細(xì)胞核和各種細(xì)胞器。二、細(xì)胞膜的成分---對(duì)細(xì)胞膜成分的探索磷脂分子由什么構(gòu)成？3.磷脂的結(jié)構(gòu)：

問(wèn)題:

請(qǐng)根據(jù)磷脂分子的特點(diǎn)猜測(cè)其在空氣與水界面上分布的模型。二、細(xì)胞膜的成分---對(duì)細(xì)胞膜成分的探索空氣水如果有一個(gè)水槽，把磷脂分子鋪在水面上，磷脂分子將如何在水—空氣界面上排布？動(dòng)動(dòng)手1同學(xué)們嘗試著大膽的推測(cè)和想象一下如果在細(xì)胞膜的兩側(cè)都有水的環(huán)境中，磷脂分子在細(xì)胞膜中可能是怎樣排布的呢？

動(dòng)動(dòng)手2理論需要實(shí)驗(yàn)的支持！水水親水的“頭部”與水接觸，疏水的“尾巴”遠(yuǎn)離水4.荷蘭科學(xué)家戈特和格倫德?tīng)枺?/p>

(1)實(shí)驗(yàn)過(guò)程：

從人的紅細(xì)胞膜中提取脂質(zhì)，在空氣—水界面上鋪成單分子層，測(cè)得單層脂質(zhì)分子的面積恰為紅細(xì)胞的表面積的2倍。S1S2(2)實(shí)驗(yàn)結(jié)論：細(xì)胞膜中的磷脂分子必然排列成連續(xù)的兩層。問(wèn)題:

如果用其他細(xì)胞膜做實(shí)驗(yàn)，數(shù)量關(guān)系還是2倍嗎？二、細(xì)胞膜的成分---對(duì)細(xì)胞膜成分的探索問(wèn)題:

如果用其他細(xì)胞膜做實(shí)驗(yàn)，數(shù)量關(guān)系還是2倍嗎？用丙酮從人的胰島B細(xì)胞中提取脂質(zhì)，在空氣和水的界面鋪展成單層，測(cè)得單分子層的面積應(yīng)

（“大于”、“等于”或“小于”）胰島B細(xì)胞表面積的2倍。原因是？大于

胰島B細(xì)胞中除細(xì)胞膜外，還有核膜和各種細(xì)胞器膜，它們的膜中都含有磷脂分子。問(wèn)題:

想一想，還有什么細(xì)胞也是2倍關(guān)系？二、細(xì)胞膜的成分---對(duì)細(xì)胞膜成分的探索實(shí)戰(zhàn)訓(xùn)練

將一個(gè)細(xì)胞中的磷脂成分全部提取出來(lái)，并將其在空一水界面上鋪成單分子層，結(jié)果測(cè)得單分子層的表面積相當(dāng)于原來(lái)細(xì)胞膜表面積的兩倍。用下列細(xì)胞實(shí)驗(yàn)與此結(jié)果最相符的是(

)A.人的肝細(xì)胞B.蛙的紅細(xì)胞C.洋蔥鱗片葉表皮細(xì)胞D.大腸桿菌細(xì)胞細(xì)胞膜的成分除了脂質(zhì)外，還有其他嗎？5.英國(guó)學(xué)者丹尼利和戴維森：

實(shí)驗(yàn)：細(xì)胞的表面張力明顯低于油—水界面的表面張力。（人們已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了油脂滴表面如果附有蛋白質(zhì)成分則表面張力會(huì)降低）細(xì)胞膜除含脂質(zhì)分子外，可能還附有蛋白質(zhì)推測(cè)：↓二、細(xì)胞膜的成分---對(duì)細(xì)胞膜成分的探索歐文頓對(duì)植物細(xì)胞進(jìn)行了上萬(wàn)次的實(shí)驗(yàn)1895年科學(xué)家分離出紅細(xì)胞膜20世紀(jì)初戈特和格倫德?tīng)柼崛〖t細(xì)胞脂質(zhì)平鋪1925年丹尼利和戴維森1935年推測(cè)細(xì)胞膜由脂質(zhì)組成得知細(xì)胞膜中有磷脂和膽固醇，磷脂含量最多推斷細(xì)胞膜中的磷脂分子為連續(xù)的兩層推測(cè)細(xì)胞膜除脂質(zhì)分子外，可能還有蛋白質(zhì)二、細(xì)胞膜的成分---對(duì)細(xì)胞膜成分的探索細(xì)胞膜功能把細(xì)胞和周圍環(huán)境分隔開(kāi)結(jié)構(gòu)控制物質(zhì)進(jìn)出細(xì)胞進(jìn)行細(xì)胞間信息交流化學(xué)成分通過(guò)血液的運(yùn)輸通過(guò)細(xì)胞膜直接接觸通過(guò)相鄰細(xì)胞間的通道脂質(zhì)蛋白質(zhì)糖類課堂小結(jié)動(dòng)物細(xì)胞膜還有膽固醇蛋白質(zhì)在細(xì)胞膜行使功能時(shí)起著重要作用。功能越復(fù)雜的細(xì)胞膜，蛋白質(zhì)的種類和數(shù)量越多。（磷脂最豐富）大約占50%大約占40%大約占2%—10%25小試牛刀1、功能越復(fù)雜的細(xì)胞膜，它的脂質(zhì)成分越復(fù)雜。（）2、變形蟲(chóng)和草履蟲(chóng)的細(xì)胞膜基本組成成分不同。（）3、在組成細(xì)胞膜的脂質(zhì)中，磷脂最為豐富。（）4、不同細(xì)胞膜的磷脂分子是相同的，而蛋白質(zhì)分子是不同的。()脂質(zhì)、蛋白質(zhì)等成分是如何組成細(xì)胞膜的？假說(shuō)：“所有細(xì)胞膜都由蛋白質(zhì)—脂質(zhì)—蛋白質(zhì)”三層結(jié)構(gòu)構(gòu)成“三層結(jié)構(gòu)模型”認(rèn)為膜是靜態(tài)的。電子顯微鏡下：暗—亮—暗兩層暗一層亮三、對(duì)細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)的探索資料1：1959年，羅伯特森細(xì)胞膜的靜態(tài)模型不能解釋下列現(xiàn)象：細(xì)胞的生長(zhǎng)、

分裂、變形蟲(chóng)的變形運(yùn)動(dòng)等現(xiàn)象都是難以實(shí)現(xiàn)的。

20世紀(jì)60年代以后，人們對(duì)這一模型的異議增加了，不少科學(xué)家對(duì)于細(xì)胞膜是靜態(tài)的觀點(diǎn)提出質(zhì)疑。酵母菌出芽生殖變形蟲(chóng)攝食纖毛蟲(chóng)

細(xì)胞分裂實(shí)驗(yàn)、推理和想象提出假說(shuō)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證修正模型科學(xué)方法

一種假說(shuō)最終被接受或者被否定取決于它是否能與以后不斷得到的觀察和實(shí)驗(yàn)結(jié)果相吻合。提出假說(shuō)人細(xì)胞鼠細(xì)胞細(xì)胞融合40分鐘370C思考：當(dāng)人和鼠細(xì)胞融合后，最初兩種顏色以中間為界各居一邊，在370C下經(jīng)過(guò)40min兩種顏色的熒光均勻分布。這說(shuō)明了什么？膜的流動(dòng)性受溫度影響熒光標(biāo)記法資料2：1970年，人鼠細(xì)胞融合實(shí)驗(yàn)證實(shí)：結(jié)合其他實(shí)驗(yàn)證據(jù)表明，細(xì)胞膜具有流動(dòng)性三、對(duì)細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)的探索綠色熒光染料標(biāo)記膜蛋白紅色熒光染料標(biāo)記膜蛋白

1972年，辛格和尼科爾森在新的觀察和實(shí)驗(yàn)證據(jù)的基礎(chǔ)上，提出了細(xì)胞膜的流動(dòng)鑲嵌模型。四、流動(dòng)鑲嵌模型的基本內(nèi)容1972年，辛格和尼科爾森提出流動(dòng)鑲嵌模型閱讀課本P44-45，圖文結(jié)合完成下列問(wèn)題：1.細(xì)胞膜的主要成分是？膜的基本支架是什么？2.糖類可以和哪些物質(zhì)結(jié)合？糖類又叫？分布？作用？3.蛋白質(zhì)分子如何分布？4.細(xì)胞膜的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)？主要表現(xiàn)在哪些地方？蛋白質(zhì)分子膽固醇磷脂分子磷脂雙分子層糖蛋白糖脂1.細(xì)胞膜的主要成分是？膜的基本支架是什么？2.糖類可以和哪些物質(zhì)結(jié)合？糖類又叫？分布？作用？鑲在嵌入貫穿3.蛋白質(zhì)分子如何分布？具有流動(dòng)性（磷脂分子和大多數(shù)蛋白質(zhì)分子可運(yùn)動(dòng)）4.細(xì)胞膜的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)？主要表現(xiàn)在哪些地方？細(xì)胞膜的流動(dòng)性對(duì)于細(xì)胞完成物質(zhì)運(yùn)輸、生長(zhǎng)、分裂、運(yùn)動(dòng)等功能都非常重要。水分子極小，可以通過(guò)由于磷脂分子運(yùn)動(dòng)而產(chǎn)生的間隙；膜上還存在水通道蛋白，水分子可以通過(guò)水通道蛋白通過(guò)膜。旁欄思考：（P45）既然膜內(nèi)部分是疏水的，水分子為什么能跨膜運(yùn)輸呢？課堂小結(jié)1、細(xì)胞膜的化學(xué)組成成分：2、細(xì)胞膜的基本支架：3、蛋白質(zhì)分子的分布：4、糖類分子的分布：主要由蛋白質(zhì)和脂質(zhì)（磷脂豐富）組成，還有少量的糖類磷脂雙分子層鑲在表面、嵌入、貫穿具有的流動(dòng)性（磷脂分子和大多數(shù)蛋白質(zhì)分子可運(yùn)動(dòng)）6、細(xì)胞膜的功能特點(diǎn)：具有選擇透過(guò)性（主要由蛋白質(zhì)的種類和數(shù)量決定的）5、細(xì)胞膜的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：糖被，在膜的外側(cè)，與細(xì)胞識(shí)別、信息交流等功能有關(guān)四、流動(dòng)鑲嵌模型的基本內(nèi)容組分細(xì)胞膜功能蛋白質(zhì)糖類（少）結(jié)構(gòu)磷脂1、將細(xì)胞與外界環(huán)境分隔開(kāi)2、控制物質(zhì)進(jìn)出細(xì)胞3、進(jìn)行細(xì)胞間信息交流結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：流動(dòng)性細(xì)胞的物質(zhì)運(yùn)輸、生長(zhǎng)、分裂、運(yùn)動(dòng)等生命活動(dòng)磷脂雙分子層為基本支架鑲、嵌、貫穿細(xì)胞表面運(yùn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)有序組合適應(yīng)總結(jié)流動(dòng)鑲嵌模型1.下圖為細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)模型示意圖，請(qǐng)回答下列問(wèn)題。(1)圖中②

是構(gòu)成細(xì)胞膜的基本支架。(2)離子進(jìn)入細(xì)胞的方向是

(用圖中字母和“→”表示)。(3)與細(xì)胞相互識(shí)別有關(guān)的是圖中③

。(4)膜功能復(fù)雜程度主要取決于膜成分中

的種類和數(shù)量。磷脂雙分子層A→B糖蛋白蛋白質(zhì)課堂檢測(cè)2.下列有關(guān)細(xì)胞間信息交流，據(jù)圖回答問(wèn)題：

（1）圖中反映的是細(xì)胞膜的_________功能．

（2）圖中乙表示________，丙表示________．

（3）細(xì)胞間信息交流的方式多種多樣，有直接傳遞信息的，如_______________的識(shí)別和結(jié)合就是通過(guò)兩個(gè)細(xì)胞的________直接接觸，完成信息交流．信息交流靶細(xì)胞受體

精子和卵細(xì)胞細(xì)胞膜3．下列關(guān)于生物膜結(jié)構(gòu)探索歷程的說(shuō)法，不正確的是（

）A．最初通過(guò)對(duì)現(xiàn)象的推理分析得出細(xì)胞膜是由脂質(zhì)組成的B．三層結(jié)構(gòu)模型認(rèn)為生物膜為靜態(tài)的結(jié)構(gòu)C．流動(dòng)鑲嵌模型認(rèn)為構(gòu)成生物膜的磷脂分子和大多數(shù)蛋白質(zhì)分子可以運(yùn)動(dòng)D．三層結(jié)構(gòu)模型和流動(dòng)鑲嵌模型都認(rèn)為蛋白質(zhì)分子在膜中的分布是不均勻的D4．如圖為細(xì)胞膜流動(dòng)鑲