細胞膜的結構和功能課件高一上學期生物人教版必修12

第1節(jié)細胞膜的結構和功能第3章

細胞的基本結構我確信哪怕一個最簡單的細胞，也比迄今為止設計出的任何智能電腦更精巧。---引自翟中和院士等主編的《細胞生物學》

鑒別動物細胞是否死亡常用臺盼藍染液。用它染色時，死細胞會被染成藍色，而活細胞不會著色。1、為什么活細胞不能被染色，而死細胞能被染色？2、據此推測，細胞膜作為細胞的邊界，應該具有什么功能？?

活細胞的細胞膜具有選擇透過性，染料臺盼藍是細胞不需要的物質，不易通過細胞膜，因此活細胞不被染色。死細胞的細胞膜失去控制物質出入細胞的功能，臺盼藍能通過細胞膜進入細胞，死細胞能被染成藍色。?

具有控制物質進出細胞的功能。問題探討用臺盼藍染液染色后的死細胞和活細胞細胞膜的功能?

膜的出現是生命起源過程中至關重要的階段，使細胞成為一個相對獨立的系統(tǒng)。一、將細胞與外界環(huán)境分隔開原始海洋景觀想象圖?

細胞膜保障了細胞內部環(huán)境的相對穩(wěn)定。健康細胞④①②③→細胞膜的控制作用具有普遍性。④環(huán)境中一些對細胞有害的物質有可能進入細胞；有些病毒、病菌也能侵入細胞使生物體患病?！?/p>

細胞膜的控制作用具有相對性。②③不需要或有害物質①二、控制物質進出細胞細胞膜的功能（一）細胞通過分泌相關物質間接傳遞信息細胞膜的功能三、進行細胞間的信息交流例如：內分泌細胞分泌的激素，經血液循環(huán)后與靶細胞的細胞膜表面的受體（膜受體）結合，將信息傳遞給靶細胞。（二）相鄰兩個細胞的細胞膜直接接觸傳遞信息：發(fā)出信號的細胞靶細胞與膜結合的信號分子細胞膜的功能三、進行細胞間的信息交流例如：精子和卵細胞之間的識別和結合。（三）相鄰兩個細胞直接形成通道，攜帶信息的物質通過通道進入另一個細胞。胞間連絲細胞膜的功能三、進行細胞間的信息交流?

例如：高等植物細胞之間通過胞間連絲互相連接，也有信息交流的作用。?

此外，細胞膜還有細胞識別、保護細胞、參與細胞的運動、分泌等功能。小結思考·討論：對細胞膜成分的探索思考·討論：對細胞膜成分的探索時間：19世紀末-1895年人物：歐文頓（E.Overton）實驗：用500多種物質對植物細胞進行上萬次的通透性實驗。發(fā)現：脂質更容易通過細胞膜，不溶于脂質的物質不容易穿過細胞膜?！瘛窦毎ぁ瘛瘛瘛瘛瘛袢苡谥|的物質●●不溶于脂質的物質推測：細胞膜是由脂質組成的。思考·討論：對細胞膜成分的探索時間：20世紀初實驗：科學家利用動物的卵細胞、紅細胞、神經細胞作為研究材料，從哺乳動物的紅細胞中分離出純凈的細胞膜，并進行化學分析。發(fā)現：（1）組成細胞膜的脂質有磷脂和膽固醇，其中磷脂含量最多。（2）磷脂的一端為親水的頭，兩個脂肪酸一端為疏水的尾，且多個磷脂分子在水中總是自發(fā)地形成雙分子層。親水頭部疏水尾部思考·討論：對細胞膜成分的探索時間：1925年人物：戈特（E.Gorter）、格倫德爾（F.Grendel）--荷蘭科學家實驗：用丙酮從人的紅細胞中提取脂質，在“空氣-水”界面上展鋪成單分子層。發(fā)現：測得單層分子的面積恰為紅細胞表面積的2倍。水空氣2倍推測：細胞膜中的磷脂分子必然排列為連續(xù)的兩層。思考·討論：對細胞膜成分的探索討論：根據磷脂分子的特點解釋，為什么磷脂在“空氣-水”界面上鋪展成單分子層？科學家是如何推導出“脂質在細胞膜中必然排列為連續(xù)的兩層”這一結論的？

因為磷脂分子的“頭部”親水，“尾部”疏水，所以在“空氣一水”界面上磷脂分子是“頭部”向下與水面接觸,“尾部”則朝向空氣的一面?？茖W家因測得從紅細胞中提取的脂質，鋪成單分子層的面積恰為紅細胞表面積的2倍，才得出“膜中的脂質必然排列為連續(xù)的兩層”這一結論。時間：1925年人物：戈特（E.Gorter）、格倫德爾（F.Grendel）--荷蘭科學家實驗：用丙酮從人的紅細胞中提取脂質，在“空氣-水”界面上展鋪成單分子層。思考·討論：對細胞膜成分的探索討論：磷脂分子在水中能自發(fā)地形成雙分子層，你如何解釋這一現象？由此，你能否就細胞膜是由磷脂雙分子層構成的原因作出分析？

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。當磷脂分子的內外兩側均是水環(huán)境時，磷脂分子的“尾部”相對排列在內側，“頭部”則分別朝向兩側水的環(huán)境，形成磷脂雙分子層。細胞的內外環(huán)境都是水溶液，所以細胞膜磷脂分子的“頭部”向著膜的內外兩側而“尾部”相對排在內側，形成磷脂雙分子層。思考·討論：對細胞膜成分的探索水水A水水B水水C親水的“頭部”與水接觸，疏水的“尾巴”遠離水。討論：細胞膜的兩側都有水環(huán)境存在，同學們嘗試著大膽地推測和想象一下，在這樣的環(huán)境中，磷脂分子在細胞膜中可能是怎樣排布的呢？思考·討論：對細胞膜成分的探索思考·討論：對細胞膜成分的探索討論：如果將磷脂分子置于水-苯的混合溶劑中，磷脂分子將會如何分布？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，磷脂分子分布成單層。思考·討論：對細胞膜成分的探索時間：1935年人物：丹尼利（F.Danielli）和戴維森（H.Davson）--英國學者實驗：研究細胞膜的張力。發(fā)現：細胞的表面張力<“油—水”界面張力油脂滴+蛋白質<“油—水”界面張力推測：細胞膜的成分除了有脂質分子外，還有蛋白質。對細胞膜結構的探索脂質和蛋白質等成分是如何組成細胞膜的呢？時間：1959年人物：羅伯特森（J.D.Robertsen）實驗：在電鏡下觀察細胞膜。提出假說：所有的細胞膜都是由“蛋白質-脂質-蛋白質”三層結構構成的靜態(tài)的統(tǒng)一結構。中間的亮層是脂質分子，兩邊的暗層是蛋白質分子。時間：20世紀60年代以后質疑：科學家對細胞膜是靜態(tài)的觀點提出質疑：如果是這樣，細胞膜的復雜功能將難以實現，就連細胞的生長、變形蟲的運動這樣的現象都難以解釋。對細胞膜結構的探索脂質和蛋白質等成分是如何組成細胞膜的呢？時間：1970年實驗：熒光染料標記人和鼠細胞表面的蛋白質后，將兩種細胞融合。表明：細胞膜具有流動性。兩種顏色的熒光均勻分布對細胞膜結構的探索脂質和蛋白質等成分是如何組成細胞膜的呢？時間：1972年人物：辛格（S.J.Singer）和尼科爾森（G.Nicolson）提出：流動鑲嵌模型脂質和蛋白質等成分是如何組成細胞膜的呢？對細胞膜結構的探索流動鑲嵌模型的基本內容?

磷脂分子構成基本支架，內部是磷脂分子疏水端，水溶性分子和離子不能通過。?

蛋白質分子鑲嵌在磷脂雙分子層中：有的鑲在表面，有的部分或全部嵌入，有的貫穿雙分子層。?

細胞膜具有流動性：磷脂分子可以側向自由移動，蛋白質大多也能運動。?

細胞膜的流動性對于細胞完成物質運輸、生長、分裂、運動等功能都是非常重要的。流動鑲嵌模型的基本內容糖蛋白糖脂糖被（細胞表面的識別、細胞間的信息傳遞等）鑲嵌在表面部分或全部嵌入貫穿磷脂雙分子層基本支架蛋白質分子以不同形式鑲嵌在磷脂雙分子層中流動鑲嵌模型的基本內容細胞膜上蛋白質的功能組成細胞膜的脂質中，磷脂最豐富。蛋白質在細胞膜行使功能方面起重要作用。因此，功能越復雜的細胞膜，蛋白質的種類和數量就越多。流動鑲嵌模型的基本內容歸納·總結小試牛刀1、下列關于真核細胞細胞膜的敘述，正確的是（

）A.

細胞膜上的受體是細胞間信息交流必需的B.

構成膜的脂質主要是磷脂、脂肪和膽固醇C.

細胞膜的特定功能主要由膜蛋白決定D.

細胞膜作為系統(tǒng)的邊界，細胞不需要的物質一定不能進入細胞解析：高等植物細胞之間可通過胞間連絲進行細胞間的信息交流，不需要細胞膜上的受體，A錯誤；構成膜的脂質主要是磷脂和膽固醇，不含脂肪，B錯誤；蛋白質在細胞膜行使功能方面起著重要作用，生物膜的特定功能主要由膜蛋白決定，C正確；細胞膜控制物質進出細胞的功能是相對的，細胞不需要的物質如細菌、病毒，也可能進入細胞，D錯誤。【易錯提醒】細胞間信息交流的兩點提醒：(1)三種信息交流方式發(fā)生于細胞與細胞之間，不是細胞內的信息交流方式。(2)細胞間信息交流并非都需要受體。通過化學物質傳遞信息、通過細胞膜直接接觸傳遞信息都依賴于細胞膜上的受體，但高等植物細胞之間通過胞間連絲傳遞信息不需要受體。C小試牛刀2、若將細胞膜的磷脂提取后放入盛有水的容器中，下列能正確反映其分布的圖是(

)解析：組成細胞膜的磷脂分子既有親水的部分，又有疏水的部分，親水的部分為磷脂分子的“頭”部，疏水的部分為磷脂分子的“尾”部，因此，磷脂分子在水中呈現出“頭”部在水中，而“尾”部在空氣中的分布，即題圖A所示的分布情況。A小試牛刀3、提取細胞膜中的磷脂分子，將其放入水中可以形成雙層脂分子的球形脂質體(如圖)，它載入藥物后可以將藥物送入相應細胞。下列關于細胞膜和脂質體的敘述，錯誤的是(

)解析：題中的脂質體是由磷脂雙分子層構成的結構，該脂質體上沒有蛋白質，只有易溶于脂質的物質才容易進入該脂質體，所以該脂質體也具有一定的選擇透過性，A錯誤。磷脂分子存在親水的“頭”部和疏水的“尾”部，故在水中能自發(fā)形成脂雙層，B正確。球形脂質體的雙層脂分子的親水端朝外，疏水端朝內，所以圖中A處可嵌入水溶性藥物，B處可嵌入脂溶性藥物；細胞膜的基本支架是磷脂雙分子層，磷脂也是脂質，利用脂質體可以和細胞膜融合的特點，將藥物送入靶細胞內部，C、D正確。AA.

該脂質體與細胞膜在功能上的主要區(qū)別是前者無選擇透過性B.

磷脂分子在水中能自發(fā)形成脂雙層是因為它是一個兩性分子C.

在A處嵌入水溶性藥物，利用脂質體與細胞膜融合的特點將藥物送入細胞D.

在B處嵌入脂溶性藥物，利用脂質體與細胞膜融合的特點將藥物送入細胞小試牛刀4、如圖是細胞膜的亞顯微結構模式圖，①~③表示構成細胞膜的物質，有關說法正確的是(