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

人教版必修一第三章細(xì)胞的基本結(jié)構(gòu)細(xì)胞膜的結(jié)構(gòu)和功能第1節(jié)課堂導(dǎo)入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)》一個任何系統(tǒng)都有自己的邊界課堂導(dǎo)入國家邊界：國防線等人體邊界：皮膚和粘膜細(xì)胞邊界：細(xì)胞膜（質(zhì)膜）學(xué)習(xí)目標(biāo)生命觀念通過對細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)、功能和組成的學(xué)習(xí)，形成結(jié)構(gòu)與功能相適應(yīng)的生命觀念?？茖W(xué)思維通過對細(xì)胞膜流動鑲嵌模型的學(xué)習(xí)，培養(yǎng)模型與建模的科學(xué)思維方式?？茖W(xué)探究安排學(xué)生小組討論磷脂雙分子層的排列方式，鍛煉學(xué)生的團(tuán)隊合作與交流討論的能力。問題探討鑒別動物細(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。討論：為什么活細(xì)胞不能被染色，而死細(xì)胞能被染色？活細(xì)胞的細(xì)胞膜具有選擇透過性，臺盼藍(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)胞膜失去選擇透過性，不能控制物質(zhì)進(jìn)出。因此，臺盼藍(lán)能進(jìn)入細(xì)胞，死細(xì)胞能被染成藍(lán)色。細(xì)胞膜的功能01將細(xì)胞與外界環(huán)境分隔開使細(xì)胞成為相對獨立的系統(tǒng)1保障細(xì)胞內(nèi)部環(huán)境的相對穩(wěn)定2推測的原始海洋景觀想象圖細(xì)胞膜的功能02控制物質(zhì)進(jìn)出細(xì)胞細(xì)胞膜的控制作用是相對的；細(xì)胞膜的功能特點：選擇透過性；營養(yǎng)物質(zhì)氨基酸、無機(jī)鹽、葡萄糖….廢物細(xì)胞代謝產(chǎn)生細(xì)胞合成并分泌抗體、激素等不需要、有害物質(zhì)病毒、細(xì)菌××核酸等有用成分細(xì)胞膜的功能03進(jìn)行細(xì)胞間的信息交流在細(xì)胞學(xué)說中強(qiáng)調(diào)“細(xì)胞既是一個相對獨立的單位，又和其他細(xì)胞構(gòu)成的整體起作用”。由此說明，多細(xì)胞生物體的生命活動必須依賴于細(xì)胞之間的協(xié)調(diào)配合才能完成。施萊登、施旺？當(dāng)手被熱水燙到時，會下意識地把手抽開，這一系列的過程有哪些細(xì)胞的參與？1細(xì)胞之間是如何實現(xiàn)協(xié)調(diào)配合的？2細(xì)胞之間的信息交流有哪些方式？細(xì)胞膜的功能03進(jìn)行細(xì)胞間的信息交流(1)間接交流內(nèi)分泌細(xì)胞分泌的激素（如胰島素），隨血液運至全身各處，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。注意該種結(jié)合方式是特異性結(jié)合，受體為特異性受體。細(xì)胞膜的功能03進(jìn)行細(xì)胞間的信息交流(2)直接交流：細(xì)胞膜接觸與膜結(jié)合的信息分子膜上接受信息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)胞之間的識別與結(jié)合。細(xì)胞膜的功能03進(jìn)行細(xì)胞間的信息交流(3)通道交流高等植物通過胞間連絲相互連接，也有信息傳遞的功能。

注意1.通道交流不需要分子、受體；2.通道還有物質(zhì)運輸?shù)墓δ?；?xì)胞膜的功能總結(jié)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)胞間的信息交流間接交流直接交流通道交流細(xì)胞決定功能，那么細(xì)胞膜的結(jié)構(gòu)是什么樣的呢？細(xì)胞膜的成分探索成分和結(jié)構(gòu)細(xì)胞膜的功能細(xì)胞膜非常薄，即使在高倍顯微鏡下依然難以看清它的面目，人們對細(xì)胞膜化學(xué)成分結(jié)構(gòu)的認(rèn)識經(jīng)歷了很長的過程。細(xì)胞膜的成分探索1895年，歐文頓用500多種化學(xué)物質(zhì)對植物細(xì)胞的通透性進(jìn)行了上萬次實驗，發(fā)現(xiàn)細(xì)胞膜對不同物質(zhì)的通透性不一樣。細(xì)胞膜溶于脂質(zhì)的物質(zhì)不溶于脂質(zhì)的物質(zhì)資料1我只是想搞清楚細(xì)胞膜的成分是啥子？細(xì)胞膜的成分探索歐文頓實驗歐文頓發(fā)現(xiàn)細(xì)胞膜對不同物質(zhì)的通透性不一樣:溶于脂質(zhì)的物質(zhì)比不溶于脂質(zhì)的物質(zhì)更容易穿過細(xì)胞膜。提出假說：細(xì)胞膜是由脂質(zhì)構(gòu)成的。事實假說細(xì)胞膜的成分探索膜質(zhì)成分類型探究實驗為了進(jìn)一步確定細(xì)胞膜中脂質(zhì)成分的類型，科學(xué)家利用成熟哺乳動物的卵細(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)成分分析，得知組成細(xì)胞膜的脂質(zhì)有磷脂和膽固醇。其中，磷脂的含量最多。資料2磷脂分子結(jié)構(gòu)式與模型磷脂分子示意圖親水頭部疏水尾部細(xì)胞膜的成分探索細(xì)胞膜的成分探索思考·討論如果有一個水槽，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？空氣水細(xì)胞膜的成分探索思考·討論如果有一個水槽，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？空氣水細(xì)胞膜的成分探索戈特和格倫德爾實驗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，測得單層分子的面積恰好是紅細(xì)胞表面積的兩倍。提出假說：細(xì)胞膜中的磷脂分子必然排列為連續(xù)的兩層。事實假說哺乳動物成熟紅細(xì)胞沒有細(xì)胞核和眾多的細(xì)胞器資料3細(xì)胞膜的成分探索小組討論細(xì)胞膜兩側(cè)都有水環(huán)境存在。請大膽推測在這樣的環(huán)境中，細(xì)胞膜中的磷脂分子的可能的排列方式細(xì)胞膜的成分探索丹尼利和戴維森的實驗1935年，英國學(xué)者丹尼利和戴維森研究了細(xì)胞膜的張力，他們發(fā)現(xiàn)細(xì)胞的表面張力明顯低于油-水界面的表面張力。由于人們已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了油脂滴表面如果吸附有蛋白質(zhì)成分，表面張力則會降低。因此，丹尼利和戴維森推測細(xì)胞膜除了含有脂質(zhì)分子外，可能還附有蛋白質(zhì)。資料4細(xì)胞膜的成分探索丹尼利和戴維森的實驗蛋白酶細(xì)胞膜細(xì)胞膜部分溶解思考如何通過實驗證明細(xì)胞膜中含有蛋白質(zhì)呢？細(xì)胞膜含有蛋白質(zhì)細(xì)胞膜的成分探索人物時間實驗過程結(jié)果歐文頓1895年發(fā)現(xiàn)脂溶性物質(zhì)更易通過細(xì)胞膜推測細(xì)胞膜由脂質(zhì)組成科學(xué)家利用哺乳動物紅細(xì)胞制備細(xì)胞膜，進(jìn)行化學(xué)成分分析組成細(xì)胞膜的脂質(zhì)有磷脂和膽固醇，其中磷脂含量最多戈特格倫德爾1925年從人的紅細(xì)胞中提取脂質(zhì)，在水-空氣界面中鋪展成單分子層，其面積是紅細(xì)胞表面的2倍細(xì)胞膜中的磷脂必然排列為連續(xù)的兩層丹尼利戴維森1935年研究了細(xì)胞膜的張力細(xì)胞膜除含脂質(zhì)分子外，可能還附有蛋白質(zhì)細(xì)胞膜的成分探索總結(jié)細(xì)胞膜的成分脂質(zhì)（約占50%）蛋白質(zhì)（約占40%）糖類（約占2%~10%）不同細(xì)胞的細(xì)胞膜，各種物質(zhì)的含量是不同的磷脂是構(gòu)成細(xì)胞膜的主要成，分此外還有少量膽固醇在細(xì)胞膜行使功能時起重要作用，功能越復(fù)雜的細(xì)胞膜，蛋白質(zhì)的數(shù)量和種類就越多糖類+蛋白質(zhì)→糖蛋白；糖類+脂質(zhì)→糖脂；分布在細(xì)胞膜的外表面細(xì)胞膜的結(jié)構(gòu)探索1959年，羅伯特森在電鏡下觀察到了細(xì)胞膜的清晰暗-亮-暗的三層結(jié)構(gòu)，是一種靜態(tài)的統(tǒng)一結(jié)構(gòu)。資料1蛋白質(zhì)-脂質(zhì)-蛋白質(zhì)細(xì)胞外細(xì)胞內(nèi)蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)磷脂雙分子層細(xì)胞膜的結(jié)構(gòu)探索1970年，人-鼠細(xì)胞融合實驗（熒光標(biāo)記實驗）資料2[熒光標(biāo)記法]利用熒光蛋白或熒光蛋白基因作為標(biāo)記物對研究對象進(jìn)行分析的方法。[細(xì)胞融合]指在自發(fā)或人工誘導(dǎo)下，兩個細(xì)胞或原生質(zhì)體融合形成一個雜種細(xì)胞。熒光標(biāo)記的小鼠細(xì)胞和人細(xì)胞融合實驗室意圖細(xì)胞膜的結(jié)構(gòu)探索實驗發(fā)現(xiàn)：雜交細(xì)胞的一半呈現(xiàn)紅色，一半呈現(xiàn)綠色放置一段時間后發(fā)現(xiàn)，兩種顏色的熒光均勻分布結(jié)論：細(xì)胞膜表面的蛋白質(zhì)分子是可以運動的，該實驗及其他相關(guān)實驗說明細(xì)胞膜具有流動性，這是細(xì)胞膜的結(jié)構(gòu)特點。細(xì)胞膜的結(jié)構(gòu)探索物理學(xué)家采用冰凍蝕刻法在低溫下將細(xì)胞膜斷開，升溫后暴露兩層磷脂之間的斷裂面，發(fā)現(xiàn)蛋白質(zhì)鑲嵌、貫穿于磷脂雙分子層中。資料31972年，辛格和尼科爾森提出流動鑲嵌模型。資料4細(xì)胞膜的結(jié)構(gòu)探索人物時間實驗過程結(jié)果羅伯特森1959年電鏡下觀察到了細(xì)胞膜的清晰暗-亮-暗的三層結(jié)構(gòu)提出“三明治模型”1970年科學(xué)家將小鼠細(xì)胞和人細(xì)胞融合，并用發(fā)綠色熒光的染料標(biāo)記小鼠細(xì)胞表面的蛋白質(zhì)分子，用發(fā)紅色熒光的染料標(biāo)記人細(xì)胞表面的蛋白質(zhì)分子。發(fā)現(xiàn)細(xì)胞膜具有流動性物理學(xué)家采用冰凍蝕刻法在低溫下將細(xì)胞膜斷開，升溫后暴露兩層磷脂之間的斷裂面發(fā)現(xiàn)蛋白質(zhì)鑲嵌、貫穿于磷脂雙分子層中辛格尼科爾森1972年提出流動鑲嵌模型流動鑲嵌模型的基本內(nèi)容生物膜的基本骨架：蛋白質(zhì)分子的存在形態(tài)：在細(xì)胞膜的外表面，糖類分子與蛋白質(zhì)結(jié)合形成

，或與脂質(zhì)結(jié)合形成

，這些糖類分子叫做

。磷脂雙分子層糖蛋白鑲在表面、嵌入、貫穿糖脂糖被流動鑲嵌模型的基本內(nèi)容糖脂細(xì)胞膜兩側(cè)具有不對稱性·糖脂和糖蛋白稱為糖被?！ぬ潜慌c細(xì)胞表面的識別、細(xì)胞間的信息傳遞等功能有密切關(guān)系。消化道和呼吸上表皮的糖蛋白有保護(hù)和潤滑的作用。小試牛刀1.下列關(guān)于生物膜結(jié)構(gòu)的探索歷程的說法，不正確的是（）A,歐文頓通過對膜成分的提取和鑒定，認(rèn)識到細(xì)胞膜由脂質(zhì)構(gòu)成B,科學(xué)家通過提取紅細(xì)胞的脂質(zhì)實驗，得出結(jié)論：膜的脂質(zhì)分子呈雙層排布C,丹利和戴維森研究了細(xì)胞膜的張力，推測細(xì)胞膜還可能含有蛋白質(zhì)D,在建立生物膜結(jié)構(gòu)模型的過程中，實驗技術(shù)起到了關(guān)鍵的推動作用A細(xì)胞膜的結(jié)構(gòu)和功能小試牛刀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