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

資料：科學(xué)家用顯微注射器將一種叫做伊紅的物質(zhì)注入變形蟲體內(nèi)，伊紅很快擴(kuò)散到整個(gè)細(xì)胞，卻不能逸出細(xì)胞。為什么伊紅不會(huì)溢出細(xì)胞？導(dǎo)入新課國家的邊界人體的邊界細(xì)胞膜細(xì)胞作為基本的生命系統(tǒng)，其邊界就是細(xì)胞膜，也稱質(zhì)膜導(dǎo)入新課閱讀教材40-42頁，思考下列問題1、細(xì)胞膜的功能？并背誦2、思考問題探討3、細(xì)胞間信息交流的三種方式？4、最初對細(xì)胞膜成分的認(rèn)識(shí)，是通過對現(xiàn)象的推理分析，還是通過對膜成分的提取與檢測？5、磷脂分子在空氣-水界面上會(huì)怎么樣鋪展？磷脂分子在水中可能是怎樣排布的呢？若將磷脂分子置于水-苯混合溶劑，磷脂分子如何分布？個(gè)體自學(xué)第1節(jié)細(xì)胞膜的結(jié)構(gòu)及功能鑒別動(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。討論用臺(tái)盼藍(lán)染液染色后的死細(xì)胞和活細(xì)胞（放大200倍）課本P40問題探討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(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)胞被染成藍(lán)色。具有控制物質(zhì)進(jìn)出細(xì)胞的功能一、細(xì)胞膜的功能水、無機(jī)鹽

氨基酸等營養(yǎng)物質(zhì)病毒、病菌代謝廢物CO2、尿素等分泌物抗體、激素細(xì)胞的功能特性：選擇透過性2.控制物質(zhì)的進(jìn)出一、細(xì)胞膜的功能

細(xì)胞膜將生命物質(zhì)與外界環(huán)境分隔開，保障了細(xì)胞內(nèi)部環(huán)境的________。1.將細(xì)胞與外界環(huán)境分隔開相對穩(wěn)定（1）對細(xì)胞本身的意義：相對獨(dú)立膜的出現(xiàn)________是生命起源過程中至關(guān)重要的階段，產(chǎn)生了原始的細(xì)胞，并成為_________的系統(tǒng)。（2）在進(jìn)化方面的意義：出現(xiàn)細(xì)胞膜一、細(xì)胞膜的功能3.進(jìn)行細(xì)胞間的信息交流

在多細(xì)胞生物體內(nèi)，各個(gè)細(xì)胞都不是孤立存在的，它們之間必須保持功能的協(xié)調(diào)，才能使生物體健康地生存。這種協(xié)調(diào)性的實(shí)現(xiàn)不僅依賴于物質(zhì)和能量的交換，也有賴于信息的交流。一、細(xì)胞膜的功能激素內(nèi)分泌細(xì)胞的激素（如胰島素），隨血液到達(dá)全身各處，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。受體化學(xué)本質(zhì)：糖蛋白（主要）作用：接受激素等化學(xué)物質(zhì)的信號(hào)特點(diǎn)：專一性（一種受體只能識(shí)別一種或者一類物質(zhì)）（1）通過細(xì)胞分泌化學(xué)物質(zhì)間接傳遞信息。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)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)胞與膜結(jié)合的信號(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。細(xì)胞識(shí)別得以實(shí)現(xiàn)的基礎(chǔ)是細(xì)胞膜表面某些生物大分子（如糖蛋白、糖脂）提供的識(shí)別信息，使細(xì)胞可以識(shí)別同種與異種、同源與異源細(xì)胞受體（2）相鄰細(xì)胞的細(xì)胞膜直接接觸傳遞信息3.進(jìn)行細(xì)胞間的信息交流一、細(xì)胞膜的功能（3）經(jīng)相鄰兩細(xì)胞間特殊通道傳遞信息相鄰兩個(gè)細(xì)胞之間形成通道，可以進(jìn)行物質(zhì)交換和信息交流。

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。胞間連絲3.進(jìn)行細(xì)胞間的信息交流一、細(xì)胞膜的功能思考：所有細(xì)胞間的信息交流都需要膜上的受體嗎？筆記：通道交流不需要細(xì)胞膜上的受體

多細(xì)胞生物是一個(gè)繁忙而有序的“社會(huì)”，如果沒有信息交流，生物體不可能作為一個(gè)整體完成生命活動(dòng)。細(xì)胞間的信息交流，大多與細(xì)胞膜的結(jié)構(gòu)有關(guān)。問題1：最初對細(xì)胞膜成分的認(rèn)識(shí)，是通過對現(xiàn)象的推理分析，還是通過對膜成分的提取與檢測？現(xiàn)象：溶于脂質(zhì)的物質(zhì)容易穿過細(xì)胞膜。假說：細(xì)胞膜是由脂質(zhì)構(gòu)成。驗(yàn)證：制備純凈細(xì)胞膜。組成細(xì)胞膜的脂質(zhì)有磷脂和膽固醇，磷脂含量最多。問題2：推理出結(jié)論后，還有必要提取膜的成分分析嗎？二、對細(xì)胞膜的探索細(xì)胞膜非脂溶性物質(zhì)脂溶性物質(zhì)相似相溶原理科學(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?？茖W(xué)方法——提出假說（教材44頁）二、對細(xì)胞膜的探索問題3：制備細(xì)胞膜選擇什么材料？原因是什么？

哺乳動(dòng)物成熟紅細(xì)胞。沒有細(xì)胞壁，能吸水漲破，且沒有細(xì)胞核和眾多的細(xì)胞器，可獲得較為純凈的細(xì)胞膜二、對細(xì)胞膜的探索問題4：磷脂分子在空氣-水界面上會(huì)怎么樣鋪展？磷脂分子在水中可能是怎樣排布的呢？若將磷脂分子置于水-苯混合溶劑，磷脂分子如何分布？親水疏水頭部尾部二、對細(xì)胞膜的探索1925年戈特和格倫德爾支持：S2=2S1S1S21935年丹尼利和戴維森現(xiàn)象：細(xì)胞的表面張力明顯低于油—水界面的表面張力油滴表面如果吸附有蛋白質(zhì)，表面張力就會(huì)降低假說：細(xì)胞膜中可能還含有蛋白質(zhì)二、對細(xì)胞膜的探索教材深挖：將人的肝細(xì)胞中的磷脂全部提取出來，鋪成單分子層，其面積是肝細(xì)胞表面積的2倍嗎？為什么？大大超過2倍，肝細(xì)胞具有多種具膜的細(xì)胞器和細(xì)胞核問題5：根據(jù)所學(xué)知識(shí)，思考是否可以嘗試其他方法驗(yàn)證細(xì)胞膜中是否含有蛋白質(zhì)嗎？酶解，雙縮脲試劑二、對細(xì)胞膜的探索細(xì)胞膜_____（約50%）_______（約40%）：糖類（2%～10%）_____（主要

）膽固醇(動(dòng)物細(xì)胞膜具有)與細(xì)胞膜功能密切相關(guān)脂質(zhì)磷脂蛋白質(zhì)C、H、O+N（+P、N）二、對細(xì)胞膜的探索

【資料】神經(jīng)髓鞘的蛋白質(zhì)含量不僅少，而且蛋白質(zhì)種類只有3種。神經(jīng)髓鞘也比較簡單，主要起絕緣作用。紅細(xì)胞、肝細(xì)胞、大腸桿菌的細(xì)胞膜都承擔(dān)著非常復(fù)雜繁多的生理功能，它們的細(xì)胞膜中蛋白質(zhì)的種類和數(shù)量均較多。細(xì)胞膜的功能主要由

決定，功能越復(fù)雜的細(xì)胞膜，

的

和

越多?！舅伎肌坑缮鲜霾牧峡芍?，細(xì)胞膜的功能主要由哪一類物質(zhì)決定？蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)種類數(shù)量二、對細(xì)胞膜的探索二、對細(xì)胞膜的探索閱讀教材43頁，完成學(xué)法大視野33頁知識(shí)梳理至34|合作探究|1959年羅伯特森驗(yàn)證：研究細(xì)胞膜的成分，其中脂質(zhì)占細(xì)胞膜總質(zhì)量的50%，

蛋白質(zhì)約占40%，糖類占2%-10%?，F(xiàn)象：電鏡下觀察到細(xì)胞膜的暗—亮—暗三層結(jié)構(gòu)模型：三明治模型（細(xì)胞膜由蛋白質(zhì)—磷脂—蛋白質(zhì)三層結(jié)構(gòu)構(gòu)成）缺陷：二、對細(xì)胞膜的探索靜態(tài)的細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)無法解釋細(xì)胞生長、變形蟲的變形運(yùn)動(dòng)等1959年羅伯特森模型：三明治模型（細(xì)胞膜由蛋白質(zhì)—磷脂—蛋白質(zhì)三層結(jié)構(gòu)構(gòu)成）缺陷：靜態(tài)的細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)無法解釋細(xì)胞生長、變形蟲的變形運(yùn)動(dòng)等新發(fā)現(xiàn)：蛋白質(zhì)分子鑲嵌、部分或全部嵌入、貫穿于脂雙層冰凍蝕刻技術(shù)二、對細(xì)胞膜的探索|合作探究|采用熒光標(biāo)記法標(biāo)記小鼠細(xì)胞與人細(xì)胞，做如圖實(shí)驗(yàn)。請思考：該實(shí)驗(yàn)否定了羅伯特森的“三層結(jié)構(gòu)”生物膜模型，因?yàn)樵撃Ｐ驼J(rèn)為生物膜是靜止的。假若生物膜是靜止的，細(xì)胞無法融合，更無法實(shí)現(xiàn)兩種顏色熒光的均勻分布。(1)本研究所采用的方法是什么?(2)由本實(shí)驗(yàn)結(jié)果可推出何種結(jié)論?(3)如圖是相關(guān)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的記錄，據(jù)此哪項(xiàng)結(jié)論不能成立?①溫度增加到15℃以上，細(xì)胞膜流動(dòng)性增強(qiáng)②該實(shí)驗(yàn)證明膜蛋白能夠運(yùn)動(dòng)③溫度對膜蛋白的運(yùn)動(dòng)有影響④圖中數(shù)據(jù)說明融合時(shí)間越長形成的嵌合體越多二、對細(xì)胞膜的探索細(xì)胞融合37℃40min1970年人鼠細(xì)胞融合實(shí)驗(yàn)細(xì)胞融合37℃40min蛋白質(zhì)流動(dòng)性側(cè)向擴(kuò)散旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)擺動(dòng)運(yùn)動(dòng)伸縮震蕩旋轉(zhuǎn)異構(gòu)構(gòu)成細(xì)胞膜的磷脂具有流動(dòng)性二、對細(xì)胞膜的探索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，并為大多數(shù)人接受三、流動(dòng)鑲嵌模型的基本內(nèi)容【自主學(xué)習(xí)】閱讀教材P44—P45關(guān)于流動(dòng)鑲嵌模型的基本內(nèi)容，完成學(xué)法35頁三、流動(dòng)鑲嵌模型的基本內(nèi)容|自學(xué)檢測|(1)磷脂分子構(gòu)成細(xì)胞膜的基本支架。()(2)組成細(xì)胞膜的蛋白質(zhì)分子是可以運(yùn)動(dòng)的，而磷脂分子是靜止的。()(3)高爾基體形成的囊泡與細(xì)胞膜融合體現(xiàn)了細(xì)胞膜的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)——具有一定的流動(dòng)性。()【典例】下圖是人體肝臟細(xì)胞的細(xì)胞膜的亞顯微結(jié)構(gòu)模式圖，①～③表示物質(zhì)。下列有關(guān)說法錯(cuò)誤的是()A.③在細(xì)胞膜上都不是靜止的B.②在細(xì)胞膜上的分布是不均勻的C.①與細(xì)胞間的信息交流功能有密切關(guān)系D.將該細(xì)胞中的③這種物質(zhì)全部提取出來，發(fā)現(xiàn)其單分子層面積等于該細(xì)胞膜面積的兩倍三、流動(dòng)鑲嵌模型的基本內(nèi)容糖蛋白蛋白質(zhì)分子磷脂雙分子層④⑤磷脂分子糖脂|深度思考|(1)具有糖蛋白的一側(cè)為細(xì)胞膜的外側(cè)還是內(nèi)側(cè)?(2)細(xì)胞膜上的蛋白質(zhì)分子和磷脂分子都是可以運(yùn)動(dòng)的嗎?三、流動(dòng)鑲嵌模型的基本內(nèi)容【變式訓(xùn)練】如圖為生物膜流動(dòng)鑲嵌模型的模式圖。下列有關(guān)敘述正確的是()A.若該生物膜表示動(dòng)物細(xì)胞膜，則其脂質(zhì)成分就是圖中的a(磷脂)B.若該生物膜表示細(xì)胞膜，則在結(jié)構(gòu)上其存在雙層膜C.若該生物膜表示某動(dòng)物細(xì)胞膜，則a種類的多樣性決定了膜功能的多樣性D.若該生物膜表示動(dòng)物細(xì)胞膜，則b可能具有識(shí)別的作用磷脂蛋白質(zhì)細(xì)胞膜糖類(少)組分結(jié)構(gòu)功能脂雙層為基本骨架內(nèi)部疏水，屏障鑲嵌、嵌入、貫穿物質(zhì)運(yùn)輸?shù)冗\(yùn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：流動(dòng)性細(xì)胞表面信息傳遞等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)胞間的信息交流功能特點(diǎn)：選擇透過性細(xì)胞的物質(zhì)運(yùn)輸、生長、分裂、運(yùn)動(dòng)等生命活動(dòng)三、流動(dòng)鑲嵌模型的基本內(nèi)容一是因?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?，水分子可以通過通道蛋白通過膜。三、流動(dòng)鑲嵌模型的基本內(nèi)容既然膜內(nèi)部分是疏水的，水分子為什么能跨膜運(yùn)輸呢？流動(dòng)性和選擇透過性比較項(xiàng)目流動(dòng)性選擇透過性主要表現(xiàn)生物膜中的蛋白質(zhì)個(gè)脂質(zhì)分子在膜中可作為多種形式的移動(dòng)，膜整體也可以流動(dòng)細(xì)胞膜選擇的小分子、離子可以通過，其他小分子、離子、大分子物質(zhì)則不能通過。結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)磷脂分子具有流動(dòng)性，大多數(shù)蛋白質(zhì)分子也可以運(yùn)動(dòng)膜上蛋白質(zhì)的種類和數(shù)量不同區(qū)別流動(dòng)性是膜的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)選擇透過性是膜的功能特性實(shí)例變形蟲的變形運(yùn)動(dòng)、細(xì)胞融合、胞吞、胞吐植物對離子的選擇性吸收、腎小管的重吸收聯(lián)系流動(dòng)性是選擇透過性的基礎(chǔ)，只有膜具有流動(dòng)性，才能表現(xiàn)出選擇透過性，凡是影響磷脂分子和蛋白質(zhì)分子活性的因素（溫度、pH、蛋白酶、脂溶劑等），均能夠影響的流動(dòng)性，影響膜的選擇透過性與生活中的聯(lián)系：癌癥——21世紀(jì)的“第一殺手”

細(xì)胞膜的組分并不是不可變的，如細(xì)胞癌變過程中，細(xì)胞膜組分發(fā)生變化，糖蛋白含量下降，產(chǎn)生甲胎蛋白(AFP)、癌胚抗原(CEA)等物質(zhì)。思考：植物細(xì)胞最外面是細(xì)胞壁，那么植物細(xì)胞的邊界是細(xì)胞膜而不是細(xì)胞壁，這是為什么呢？1、成分：纖維素和果膠2、功能：支持和保護(hù)3、特性：具有全透性植物的細(xì)胞壁起支持和保護(hù)的作用，具有全透性，并不能控制物質(zhì)進(jìn)出細(xì)胞，所以不是真正的邊界。細(xì)胞膜成分與結(jié)構(gòu)功能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1.將細(xì)胞與外界分隔開脂質(zhì)蛋白質(zhì)糖類磷脂雙分子層-基本支架鑲、嵌、貫穿糖蛋白功能特點(diǎn)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)（選擇透過性）（流動(dòng)性）【課堂小結(jié)】練習(xí)與運(yùn)用1.基于對細(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，而對細(xì)胞有害的物質(zhì)則不能進(jìn)入。(

)(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)胞的生長現(xiàn)象不支持細(xì)胞膜的靜態(tài)結(jié)構(gòu)模型

×××B一、概念檢測二、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)牡胤剑俊咎崾尽堪鸭?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。