3.1 细胞膜的结构和功能-(同课异构课件) 2021-2022学年高一新教材生物必修第一册【步步高】学习笔记(人教版)(通用)

细胞膜的结构和功能 1 中国地图 细胞的边界 2 一个国家有陆地、海域、领空的边界； 使人体内部与外界分隔的皮肤和粘膜，是人体的边界。 细胞作为一个基本的生命系统，它的边界就是细胞膜，也叫质膜。 注意：植物细胞的边界是也细胞膜，不是细胞壁，因为细胞壁是全透性的， 细胞的边界 3 细胞膜的功能 1、将细胞与外界坏境分隔开 4 细胞膜的功能 2、控制物质进出细胞 需要的物质 代谢废物 不需要或对细胞有害的物质 释放到细胞外发挥作用的物质 注意：细胞膜的控制作用是相对的，环境中一些对细胞有害的物质有可能进入；有些病毒、病菌也能侵入细胞，使生物体患病。 5 细胞膜的功能 3、进行细胞间的信息交流 （1）通过细胞分泌的激素来完成。 6 细胞膜的功能 3、进行细胞间的信息交流 与膜结合的信号分子 发出信号的细胞 靶细胞 受体 （2）通过相邻两个细胞的细胞膜接触，信息从一个细胞传递给另一个细胞。 7 细胞膜的功能 3、进行细胞间的信息交流 胞间连丝 细胞 细胞 通道 通道 （3）相邻两个细胞之间形成通道，携带信息的物质通过通道进入另一个细胞。 8 细胞膜的功能 细胞膜的功能 细胞膜的成分 细胞膜的结构 9 细胞膜成分的探索一 时间：1859年 人物：欧文顿 实验：选用500多种化学物质对动物细胞膜的通透性进行了上万次的研究。 发现：凡是易溶于脂质的物质，也容易穿过膜，反之，不容易溶于脂质的物质，也不容易穿过膜。 细胞膜 不溶于脂质的物质 溶于脂质的物质 推测：细胞膜是由脂质组成的。 10 细胞膜成分的探索二 目的：为了进一步确定细胞膜中脂质成分的类型。 实验：利用哺乳动物红细胞，通过一定方法制备出纯净的细胞膜，并对细胞膜进行化学成分分析。 发现：组成细胞膜的脂质有磷脂和胆固醇，其中磷脂含量最多。 亲水头部（磷酸） 疏水尾部（脂肪酸） 11 细胞膜成分的探索三 时间：1925年 人物：戈特和格伦德尔 实验：用丙酮从人的红细胞中提取脂质，在空气—水界面上铺展成单分子层，检测其面积。 发现：测得单分子层的面积恰为红细胞表面积的2倍。 推测：细胞膜中的磷脂分子必然排列为连续的两层。 12 细胞膜成分的探索四 时间：1935年 人物：丹尼利和戴维森 实验：研究细胞膜的张力。 发现：细胞的表面张力明显低于油—水界面的表面张力。 （人们已经发现了油脂滴表面如果附有蛋白质成分则表面张力会降低） 推测：细胞膜除了含有脂质分子外，可能还附有蛋白质。 13 细胞膜成分的探索 1. 最初对细胞膜成分的认识，是通过对现象的推理分析，还是通过对膜成分的提取和检测？ 限于当时的技术条件，人们无法看到细胞膜，也无法对膜的成分提取与检测，是通过对现象的推理分析来探究膜成分的。 14 细胞膜成分的探索 2. 根据磷脂分子的特点解释，为什么磷脂在空气—水界面上铺展成单分子层？科学家是如何推导出“脂质在细胞膜中必然排列为连续的两层”这一结论的？ 磷脂头部由亲水的磷酸构成，尾部由疏水的脂肪酸构成，在空气—水界面上，头部与水接触，而尾部位于空气中，铺成单层分子。科学家根据人成熟的红细胞中无核膜和细胞器膜，只有细胞膜，单层磷脂分子的面积为细胞膜的两倍，推导出“脂质在细胞膜中必然排列为连续的两层”这一结论。 15 细胞膜成分的探索 3. 磷脂分子在水中能自发的形成双分子层，你如何解释这一现象？由此，你能否就细胞膜是由磷脂双分子层构成的原因作出分析？ 磷脂分子在水里，亲水的头部与水接触，而疏水的尾部不与水接触，尾部相互结合形成双层结构才能稳定存在，因此排成两层，使双层磷脂的尾部不与水接触。 由于细胞膜的内侧和外侧是液体环境，可推测细胞膜是由磷脂双分子层构成的。 16 4. 如果将磷脂分子置于水—苯的混合溶剂中，磷脂分子将会如何分布？ 细胞膜成分的探索 17 细胞膜的成分 18 细胞膜结构的探索一 时间：1959年 人物：罗伯特森 发现：在电镜下看到了细胞膜清晰的暗—亮—暗的三层结构。 提出假说：所有的细胞膜都由蛋白质—脂质—蛋白质三层结构构成，电镜下看到的中间的亮层是脂质分子，两边的暗层是蛋白质分子。他把细胞膜描述为静态的统一。 19 细胞膜结构的探索二 细胞膜是静态的 反对 细胞的生长过程 变形虫的运动 20 细胞膜结构的探索二 时间：1970年 实验及发现： 实验表明:细胞膜具有流动性。 21 细胞膜结构的探索三 时间：1972 人物：辛格和尼科尔森 提出：流动镶嵌模型。 22 流动镶嵌模型的基本内容 细胞膜主要由磷脂分子和蛋白质分子构成的。 磷脂分子层是膜的基本支架，其内部是磷脂分子的疏水端，水溶性分子或离子不能自由通过，具有屏障作用。 蛋白质分子以不同方式镶嵌在磷脂双分子层