3.1細(xì)胞膜的結(jié)構(gòu)和功能課件-高一上學(xué)期生物人教版必修1-4

本節(jié)目標(biāo)流動(dòng)鑲嵌模型的基本內(nèi)容細(xì)胞膜的功能0102對(duì)細(xì)胞膜成分和結(jié)構(gòu)的探索過程的現(xiàn)象和結(jié)論03第三章細(xì)胞的基本結(jié)構(gòu)3.1細(xì)胞膜的結(jié)構(gòu)與功能

鑒別動(dòng)物細(xì)胞是否死亡常用臺(tái)盼藍(lán)染液。用它染色時(shí)，死細(xì)胞會(huì)被染成藍(lán)色，而活細(xì)胞不會(huì)著色。討論:

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(cè)，細(xì)胞膜作為細(xì)胞的邊界，應(yīng)該具有什么功能？

問題探討（P40）具有控制物質(zhì)進(jìn)出的功能?；罴?xì)胞的細(xì)胞膜具有選擇透過性，臺(tái)盼藍(lán)是細(xì)胞不需要的物質(zhì)，不易通過細(xì)胞膜，因此活細(xì)胞不被染色。死細(xì)胞的細(xì)胞膜失去控制物質(zhì)進(jìn)出細(xì)胞的功能，臺(tái)盼藍(lán)能通過細(xì)胞膜進(jìn)入細(xì)胞，死細(xì)胞能被染成藍(lán)色。【任務(wù)1】：細(xì)胞膜的功能

閱讀課本P40-P41頁(yè)，解決以下問題：（3min）1.什么是細(xì)胞膜？2.細(xì)胞膜的功能有哪些？細(xì)胞間信息交流的方式有哪些？并舉例說明。細(xì)胞作為一個(gè)基本的生命系統(tǒng)，它的邊界就是細(xì)胞膜，也叫質(zhì)膜。意義：

膜的出現(xiàn)是生命起源過程中至關(guān)重要的階段，它將生命物質(zhì)與外界環(huán)境分隔開，產(chǎn)生了原始細(xì)胞，成為相對(duì)獨(dú)立的系統(tǒng)，保障了細(xì)胞內(nèi)部環(huán)境的相對(duì)穩(wěn)定。原始海洋景觀一、細(xì)胞膜的功能P401、將細(xì)胞與外界環(huán)境分隔開細(xì)胞膜細(xì)胞外細(xì)胞內(nèi)水、無機(jī)鹽、氨基酸、葡萄糖等細(xì)胞需要的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)細(xì)胞內(nèi)核酸對(duì)細(xì)胞有害物質(zhì)病毒、病菌抗體、激素、代謝廢物（CO2、尿素等）細(xì)胞膜的功能特點(diǎn)：具有選擇透過性2、控制物質(zhì)進(jìn)出細(xì)胞注意：控制作用是相對(duì)的，例如：有些病毒、細(xì)菌也能侵入細(xì)胞，使生物體患病。一、細(xì)胞膜的功能P403.進(jìn)行細(xì)胞的信息交流（1）化學(xué)物質(zhì)（間接交流）：受體信號(hào)分子細(xì)胞通過分泌化學(xué)物質(zhì)（如激素），與靶細(xì)胞的細(xì)胞膜表面的受體結(jié)合，將信息傳遞給靶細(xì)胞。（接受信號(hào)的細(xì)胞）受體：靶細(xì)胞膜上與信號(hào)特異性結(jié)合的位點(diǎn)。

①化學(xué)本質(zhì)：糖蛋白

②作用：接受激素等化學(xué)物質(zhì)的信號(hào)

③特點(diǎn)：專一性(一種受體只能識(shí)別一種或者一類物質(zhì))有些小分子（如性激素）的受體位于細(xì)胞內(nèi)。一、細(xì)胞膜的功能P413.進(jìn)行細(xì)胞的信息交流（2）接觸傳遞：受體相鄰兩個(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。如（同種生物的）精卵識(shí)別和結(jié)合，靶細(xì)胞與細(xì)胞毒性T細(xì)胞接觸思考：所有細(xì)胞間的信息交流都需要膜上的受體嗎？一、細(xì)胞膜的功能P41（3）通道傳遞3.進(jìn)行細(xì)胞的信息交流除了以上三種功能外，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。通道交流不需要細(xì)胞膜上的受體。如：植物細(xì)胞的胞間連絲，動(dòng)物細(xì)胞的間隙連接胞間連絲一、細(xì)胞膜的功能P41【任務(wù)2】：對(duì)細(xì)胞膜成分的探索

閱讀課本P42頁(yè)，解決以下問題：（4min）1895年，歐文頓實(shí)驗(yàn)是如何得出“細(xì)胞膜是由脂質(zhì)組成的”這一推論？磷脂分子有什么特性？1925年，戈特和格倫德爾的實(shí)驗(yàn)是如何得出“細(xì)胞膜中的磷脂分子排列為兩層”的？1935年，丹尼利和戴維森的實(shí)驗(yàn)結(jié)果是什么？推論是什么？19世紀(jì)末，歐文頓用500多種化學(xué)物質(zhì)對(duì)植物細(xì)胞的透性進(jìn)行過上萬次的實(shí)驗(yàn)。從實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象能推測(cè)出什么呢？細(xì)胞膜是由脂質(zhì)組成的不溶于脂質(zhì)的物質(zhì)溶于脂質(zhì)的物質(zhì)植物細(xì)胞膜二、對(duì)細(xì)胞膜成分的探索資料一P42討論1：最初對(duì)細(xì)胞膜成分的認(rèn)識(shí)，是通過對(duì)現(xiàn)象的推理分析，還是通過對(duì)膜成分的提取與檢測(cè)？資料二：為了進(jìn)一步確定細(xì)胞膜中脂質(zhì)的類型，利用哺乳動(dòng)物的紅細(xì)胞，通過一定的方法制備出純凈的細(xì)胞膜，進(jìn)行化學(xué)分析，得知組成細(xì)胞膜的脂質(zhì)有磷脂和膽固醇，其中磷脂含量最多①無細(xì)胞壁②無細(xì)胞核和眾多的細(xì)胞器資料二親水頭部疏水尾部磷脂分子：磷脂的一端為親水的頭，兩個(gè)脂肪酸一端為疏水的尾，多個(gè)

磷脂分子在水中總是自發(fā)地形成雙分子層。磷脂分子結(jié)構(gòu)式磷脂分子模型磷脂分子示意圖二、對(duì)生物膜成分的探索磷酸甘油脂肪酸想一想：磷脂分子在空氣-水界面

上會(huì)怎么樣鋪展？水空氣多多個(gè)磷脂分子在水中總是自發(fā)地形成雙分子層?水水水水二、對(duì)生物膜成分的探索假設(shè)一：在水中的磷脂分子呈單層排布假設(shè)二：水中的磷脂分子呈雙層排布水水DA水

C水B水水

EC√水環(huán)境內(nèi)側(cè)外側(cè)細(xì)胞膜水環(huán)境細(xì)胞膜中的磷脂

呈雙層排布資料3：1925年，兩位荷蘭科學(xué)家戈特和格倫德爾用丙酮從人的紅細(xì)胞中提取脂質(zhì)，在空氣-水界面上鋪展成單分子層，測(cè)得單分子層的面積恰為紅細(xì)胞表面積的2倍。推斷：細(xì)胞膜的脂質(zhì)分子必然排列為連續(xù)的兩層。二、對(duì)細(xì)胞膜成分探索水層空氣S1S2P42：討論4如果將磷脂分子置于水-苯的混合溶液中，

磷脂分子將會(huì)如何分布？磷脂的“頭部”與水接觸，“尾部”與苯接觸，磷脂分子分布成單層。資料三【資料41935年，英國(guó)學(xué)者丹尼利和戴維森發(fā)現(xiàn)細(xì)胞表面張力明顯低于油水界面的表面張力；當(dāng)時(shí)人們已經(jīng)知道了，如果在油水界面中加入一定量的蛋白質(zhì)，其表面張力降低。推測(cè)：細(xì)胞膜中除含有脂質(zhì)分子外，可能還附有蛋白質(zhì)二、對(duì)細(xì)胞膜成分探索小結(jié)：細(xì)胞膜的成分P43細(xì)胞膜主要是由脂質(zhì)和蛋白質(zhì)組成。此外，還含有少量的糖類。在組成細(xì)胞膜的脂質(zhì)中，磷脂最豐富，此外還含有少量的膽固醇（動(dòng)物細(xì)胞膜）功能越復(fù)雜的細(xì)胞膜，蛋白質(zhì)的種類和數(shù)量就越多。資料四40%50%2%-10%【任務(wù)3】：對(duì)細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)的探索

閱讀課本P44-P45頁(yè)，解決以下問題：（4min）1.羅伯特森在電鏡下看到了什么？假說內(nèi)容是什么？2.1970年，科學(xué)家人鼠細(xì)胞融合實(shí)驗(yàn)，得出的結(jié)論是什么？3.辛格和尼科爾森提出的流動(dòng)鑲嵌模型的基本內(nèi)容？三、對(duì)細(xì)胞膜的結(jié)構(gòu)探索資料1

1959年，羅伯特森利用電鏡獲得了清晰的細(xì)胞膜照片，照片顯示暗—明—暗的三層結(jié)構(gòu)。細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)的電鏡照片注：蛋白質(zhì)的電子密度高，在電鏡下會(huì)呈暗色

磷脂分子相對(duì)來說電子密度低，顯亮色提出假說：所有的細(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，電鏡下看到的中間的亮層是脂質(zhì)分子，兩邊的暗層是蛋白質(zhì)分子。他把細(xì)胞膜描述為靜態(tài)的統(tǒng)一結(jié)構(gòu)。變形蟲攝食細(xì)胞分裂資料2P43圖3-4熒光標(biāo)記的人鼠細(xì)胞融合實(shí)驗(yàn)過程圖表明：細(xì)胞膜的具有流動(dòng)性小鼠細(xì)胞人細(xì)胞細(xì)胞融合40min37℃雜交細(xì)胞紅色熒光染料標(biāo)記的膜蛋白綠色熒光染料標(biāo)記的膜蛋白三、對(duì)細(xì)胞膜的結(jié)構(gòu)探索細(xì)胞膜的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：具有一定流動(dòng)性1.細(xì)胞膜主要由

和

組成，還有少量的

。2.

是膜的基本支架，其內(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，具有屏障作用。

P453.蛋白質(zhì)有的

磷脂雙分子層的表面，有的部分或者全部

磷脂雙分子層,有的

整個(gè)磷脂雙分子層。4.細(xì)胞膜不是靜止不動(dòng)的，而是具有

，主要表現(xiàn)為構(gòu)成膜的磷脂分子可以

移動(dòng)，膜中的

大多也能運(yùn)動(dòng)。磷脂分子蛋白質(zhì)糖類磷脂雙分子層鑲在嵌入貫穿流動(dòng)性側(cè)向自由蛋白質(zhì)四、流動(dòng)鑲嵌模型的基本內(nèi)容：1972年，辛格和尼科爾森根據(jù)新的觀察和實(shí)驗(yàn)證據(jù)，提出細(xì)胞膜的流動(dòng)鑲嵌模型。5.在細(xì)胞膜外表面，還有糖類，它和蛋白質(zhì)結(jié)合形成糖蛋白。它和脂質(zhì)結(jié)合形成糖脂，這些糖類叫做糖被。

P45

作用：與細(xì)胞識(shí)別、細(xì)胞間信息傳遞等密切相關(guān)。磷脂雙分子層（側(cè)向自由移動(dòng)）多糖蛋白質(zhì)（鑲、嵌、貫穿）糖蛋白生物膜的流動(dòng)鑲嵌模型是否已完美無缺呢？思考：大多數(shù)也是可以運(yùn)動(dòng)的既然膜內(nèi)部分是疏水的，水分子為什么能跨膜運(yùn)輸呢？一是因?yàn)樗肿訕O小，可以通過由于磷脂分子運(yùn)動(dòng)而產(chǎn)生的間隙；二是因?yàn)槟ど洗嬖谒ǖ赖鞍祝肿涌梢酝ㄟ^通道蛋白通過膜。P45旁欄思考

科學(xué)方法——提出假說P44細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)模型的探索過程，反映了提出假說這一科學(xué)方法的作用?？茖W(xué)家首先根據(jù)已有的知識(shí)和信息提出解釋某一生物學(xué)問題的一種假說，再用進(jìn)一步的觀察與實(shí)驗(yàn)對(duì)已建立的假說進(jìn)行修正和補(bǔ)充。一種假說最終被接受被否定，取決于它是否能與以后不斷得到的觀察和試驗(yàn)結(jié)果相吻合。課堂小結(jié)1.基于對(duì)細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)和功能的理解，判斷下列相關(guān)表述是否正確。(1)構(gòu)成細(xì)胞膜的磷脂分子具有流動(dòng)性，而蛋白質(zhì)是固定不動(dòng)的。(

)(2)細(xì)胞膜是細(xì)胞的一-道屏障，只有細(xì)胞需要的物質(zhì)才能進(jìn)入，而對(duì)細(xì)胞有害的物質(zhì)則不能進(jìn)人。(

)(3)向細(xì)胞內(nèi)注射物質(zhì)后,細(xì)胞膜上會(huì)留下一個(gè)空洞。(

)2.細(xì)胞膜的特性和功能是由其結(jié)構(gòu)決定的。下列相關(guān)敘述錯(cuò)誤的是(

)A.細(xì)胞膜的脂質(zhì)結(jié)構(gòu)使溶于脂質(zhì)的物質(zhì)，容易通過細(xì)胞膜B.由于磷脂雙分子層內(nèi)部是疏水的，因此水分子不能通過細(xì)胞膜C.細(xì)胞膜的蛋白質(zhì)分子有物質(zhì)運(yùn)輸功能D.細(xì)胞的生長(zhǎng)現(xiàn)象不支持細(xì)胞膜的靜態(tài)結(jié)構(gòu)模型

練習(xí)與應(yīng)用（P46）一、概念檢測(cè)×××B二、拓展應(yīng)用1.在解釋不容易理解的陌生事物時(shí)，人們常用類比的方法，將陌生的事物與熟悉的事物作比較。有人在解釋細(xì)胞膜時(shí)，把它與窗紗進(jìn)行類比：窗紗能把昆蟲擋在外面，同時(shí)窗紗的小洞又能讓空氣進(jìn)岀。你認(rèn)為這種類比有什么合理之處，有沒有不妥當(dāng)?shù)牡胤?？【提示】把?xì)胞膜與窗紗進(jìn)行類比,合理之處是說明細(xì)胞膜與窗紗一樣可以允許一些物質(zhì)出入，阻擋其他物質(zhì)出入。這樣的類比也有不妥之處。例如，窗紗是一種簡(jiǎn)單的剛性的結(jié)構(gòu)，功能較單純，細(xì)胞膜的結(jié)構(gòu)和功能要復(fù)雜得多；細(xì)胞膜是活細(xì)胞的重要組成部分，活細(xì)胞的生命活動(dòng)是一個(gè)主動(dòng)的過程，而窗紗是沒有生命的，它只能是被動(dòng)地在起作用。練習(xí)與應(yīng)用（P46）

2.下圖是由磷脂分子構(gòu)成的脂質(zhì)體，它可以作為藥物的運(yùn)載體，將其運(yùn)送到特定的細(xì)胞發(fā)揮作用。在脂質(zhì)體中，能在水中結(jié)晶的藥物被包在雙分子層中，脂溶性的藥物被包在兩層磷脂分子之間。（1）為什么兩類藥物的包裹位置各不相同？由雙層磷脂分子構(gòu)成的脂質(zhì)體，兩層磷脂分子之間的部分是疏水的，脂溶性藥物能被穩(wěn)定地包裹在其中；脂質(zhì)體的內(nèi)部是水溶液的環(huán)境，能在水中結(jié)晶的藥物可穩(wěn)定地包裹其中。由于脂質(zhì)體是磷脂雙分子層構(gòu)成的，到達(dá)細(xì)胞后可能會(huì)與細(xì)胞的細(xì)胞膜發(fā)生融合，也可能會(huì)被細(xì)胞以胞吞的方式進(jìn)入細(xì)胞，從而使藥物在細(xì)胞內(nèi)發(fā)揮作用。（2）請(qǐng)推測(cè)：脂質(zhì)體到達(dá)細(xì)胞后，藥物將如何進(jìn)入細(xì)胞內(nèi)發(fā)揮作用？練習(xí)與應(yīng)用（P46）【例3】下列有關(guān)細(xì)胞膜的敘述,錯(cuò)誤的是

(

)A.細(xì)胞膜主要由脂質(zhì)和蛋白質(zhì)組成B.功能不同的細(xì)胞,細(xì)胞膜蛋白質(zhì)的種類和數(shù)量相同C.組成細(xì)胞膜的脂質(zhì)中,磷脂最豐富D.蛋白質(zhì)種類和數(shù)量多的細(xì)胞膜功能復(fù)雜【例1】(2022·廣東深圳)細(xì)胞膜作為系統(tǒng)的邊界,它在