3.1 细胞膜的结构和功能 课件 2022—2023学年高一上学期生物人教版必修1

我确信哪怕一个最简单的细胞，也比迄今为止设计出的任何智能电脑更精巧。 ——翟中和院士等主编 《细胞生物学》 大概念： 概念1 细胞是生物体结构与生命活动的基本单位 重要概念： 1.2 细胞各部分结构既分工又合作，共同执行细胞的各项生命活动 Copyright © 2018 芃苇_PengV. All Rights Reserved. 1 第3章 细胞的基本结构 核心素养目标： 1. 结合生活中的边界线以及台盼蓝染色的现象，认同细胞膜发挥了细胞边界的作用（生命观念）； 2. 分析科学史上探索细胞膜结构的实验，培养基于证据进行分析论证的能力（科学思维，科学探究）； 3.说明流动镶嵌模型的基本内容，了解膜结构在医学领域的应用（生命观念，科学思维，社会责任） 第1节 细胞膜的结构和功能 细胞的边界在哪里？ Copyright © 2018 芃苇_PengV. All Rights Reserved. 任务1—寻找细胞的边界 实验探究：鉴别动物细胞是否死亡常用台盼蓝染液。用它染色时，死细胞会被染成蓝色，而活细胞不会被染色。 用台盼蓝染液染色后的 死细胞和活细胞（放大200倍） 思考： 1.植物细胞的边界是什么？ 植物细胞壁亚显微结构：微纤丝呈网状排列，中间有空隙 细胞壁具有全透性 细胞膜（质膜）是细胞的边界 动物细胞的边界是细胞膜 2.作为系统的边界体现了细胞膜具有怎样的功能？ 功能1：控制物质进出细胞 选择透过性 分泌，不轻易流失，有害物质 3 任务1—寻找细胞的边界 细胞的起源 思考：细胞膜的出现对于生命起源有什么意义？ 功能2：将细胞与外界环境分隔开 细胞膜的控制作用是相对的 【边界被攻破】新冠病毒的刺突蛋白与名为ACE2的宿主细胞受体结合后,宿主细胞分子TMPRSS2便会剪切刺突蛋白,暴露出的部位让病毒外膜与宿主细胞膜融合。 4 任务2—探索细胞膜结构 实验探究1：欧文顿用500多种化学物质对细胞膜的通透性进行了研究。 细胞膜为何能成为细胞的边界？ ● ● 细胞膜 ● ● ● ● ● ● 溶于脂质的物质 ● ● 不溶于脂质的物质 推测1：细胞膜是由脂质组成的 思考：为什么细胞膜对水的通透性如此高？ 欧文顿实验的部分结果 5 任务2—探索细胞膜结构 对细胞膜提取分析，确定其中的脂质主要是磷脂和固醇。 亲水头部 疏水尾部 磷脂分子结构式 磷脂分子模型 磷脂分子示意图 磷酸 甘油 脂肪酸 实验探究2：1917 年，美国化学家朗缪尔（I. Langmuir）将磷脂溶于苯中，并与水混合，使其在空气-水界面进行排列； 1.预测实验结果，用磷脂分子模型表示。 2.若在水-苯混合溶剂中排列结果如何？ 小组合作探究： 任务2—探索细胞膜结构 小组合作探究： 细胞核 细胞膜 组织液 细胞内液 血液 试预测细胞膜中的磷脂分子应该如何排布？ 【实验探究3】1925 年，荷兰生物学家戈特（E. Gorter）和格伦德尔（F. Grendel）用丙酮从人的红细胞中提取脂质，利用朗缪尔的方法，在空气 - 水界面上将其铺展成单分子层。 预测单分子层的面积S1与红细胞表面积S2之间的关系。 S1=2S2 内侧 外侧 细胞膜 水环境 水环境 磷脂双分子层 7 任务2—探索细胞膜结构 【实验探究4】1935年英国学者丹尼利（J.F.Danielli）和戴维森(H. Davson)研究了细胞膜的张力。他们发现细胞的表面张力明显低于油一水界面的表面张力,推测细胞膜中含有蛋白质。 设计实验探究细胞膜中是否含有蛋白质。 思考： 20世纪初，科学家发现哺乳动物的细胞膜会被蛋白酶分解。 总结细胞膜的物质组成 由这些物质如何组成细胞膜？ 8 任务3—细胞膜的模型构建 1959年，罗伯特森在电镜下看到了细胞膜清晰的暗—亮—暗的三层结构，他结合其他科学家的工作，提出了细胞膜模型的假说。 静态的“三明治模型” 第一步—初构模型 9 任务3—细胞膜的模型构建 【实验探究1】对细胞膜中各成分进行测量，若单独测量膜蛋白可知其厚度为5-10nm，磷脂的厚度为3.5nm，而细胞膜整体的厚度为5-10nm。 【实验探究2】电镜下的细胞膜内部切面（冷冻蚀刻技术）： 冷冻蚀刻切割的细胞膜电镜照片 【实验探究3】人鼠细胞融合实验 （教材43页） 小组合作探究： 结合实验证据，对“三明治模型”进行论证。 细胞膜具有流动性 蛋白质分子镶嵌在磷脂双分子层中 第二步—修正模型 10 任务3—细胞膜的模型构建 第三步—完善模型 1972年,辛格(S.J.Singer)和尼科尔森(G.Nicolson)提出了 模型 流动 镶嵌