3.1 细胞膜的结构和功能-2023-2024学年高一生物同步优质课件（2019人教版必修1）

必修一 分子与细胞 第3章 细胞的基本结构 第1节 细胞膜的结构和功能 为什么死细胞被染色，活细胞不被染色？ 死细胞的细胞膜不能控制物质进出细胞，活细胞的细胞膜具有选择透过性。 细胞膜具有控制物质进出的功能 问题探讨 科学家常用台盼蓝染液鉴别动物细胞是否死亡，死细胞会被染成蓝色，而活细胞不会着色。 一个国家有陆地、海域、领空的边界，皮肤和黏膜是人体的边界。边界的存在对于维持国家及机体的稳定至关重要！ 细胞的边界是细胞膜(质膜)。细胞膜在细胞的生命活动中起什么作用呢？ 一、细胞膜的功能 （一）将细胞与外界环境分隔开 细胞膜将生命物质与外界环境分隔开，产生了原始的细胞，并保障了细胞内部环境的相对稳定。 原始海洋景观图 （二）控制物质进出细胞 活细胞的细胞膜具有选择透过性，这种控制既具有普遍性，又具有相对性。 营养物质 进 病毒病菌 阻 代谢废物 分泌物 出 细胞膜的控制作用是相对的，一些病毒、病菌仍能突破细胞膜这层屏障，进入细胞，造成损伤。 （三）进行细胞间的信息交流 （三）进行细胞间的信息交流 通过细胞分泌化学物质完成信息交流。如：胰岛B细胞分泌的胰岛素，随血液到达全身各处，与靶细胞的细胞膜表面的受体结合，将信息传递给靶细胞。 1.物质传递--间接交流 受体的化学本质：糖蛋白 作用：接受化学物质的信号 （特异性：一种受体只能识别一种或一类物质） 内分泌细胞 靶细胞 激素 受体 通过相邻两个细胞的细胞膜接触，信息从一个细胞传递到另一个细胞。例如，精子和卵细胞之间的识别和结合 2.接触传递--直接交流 （三）进行细胞间的信息交流 发出信号的细胞 靶细胞 与膜结合的信号分子 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。如：高等植物细胞之间通过胞间连丝相互连接，具有信息交流的作用。 3.通道传递 胞间连丝 （三）进行细胞间的信息交流 一层细胞膜拥有如此复杂的功能，到底是什么样的成分、什么样的结构进行支持的？ 阅读课本42页、43页的内容，确定细胞膜的成分。 二、对细胞膜成分的探索 资料1：1895年欧文顿用500多种物质对植物细胞进行上万次的通透性实验，发现溶于脂质的物质容易穿过细胞膜。 非脂溶性物质 相似相溶原理 细胞膜 脂溶性物质 据此推测：细胞膜由脂质构成。 选择了哺乳动物成熟的红细胞来制备细胞膜，为什么？ 哺乳动物成熟红细胞无细胞核和各种细胞器。 细胞吸水涨破，内容物流出，离心之后提取获得细胞膜，分析化学成分。 细胞膜中的脂质有磷脂和胆固醇，其中磷脂含量最多 二、对细胞膜成分的探索 为了进一步确定脂质的成分，众多科学家进行了实验。 资料2： 尾部:脂肪酸 疏水性 磷脂是由甘油、脂肪酸、磷酸等组成的分子。 头部:磷酸 亲水性 多个磷脂分子在水中会形成双分子层，这是为什么？ 膜内 （水溶液） 膜外（水溶液） 细胞膜中的磷脂分子必然排列为连续的两层 资料3：1925年荷兰科学家戈特和格伦德尔用丙酮从人的红细胞中抽提出脂质，在空气-水界面上铺展成单分子层，测得单分子层的面积恰为红细胞表面积的两倍。 二、对细胞膜成分的探索 水 空气 细胞膜除含脂质分子外，可能还附有蛋白质。 二、对细胞膜成分的探索 资料4：1935年英国科学家丹尼利和戴维森研究细胞膜的表面张力，细胞的表面张力明显低于油水界面的表面张力，已知油脂滴表面如果吸附有蛋白质成分，表面张力会降低。 蛋白质 脂质 脂质（大约占50%）： 蛋白质（大约占40%）： 糖类（大约占2%-10%） 功能越复杂的细胞膜， 蛋白质的种类和数量越多 磷脂最丰富 胆固醇(动物细胞膜含有 ) 二、对细胞膜成分的探索 细胞膜成分 通过前面的分析，已经可以确定细胞膜主要由脂质和蛋白质组成，并且磷脂是双层排布的，那么蛋白质是如何分布的呢？ 三、对细胞膜结构的探索 资料1：1959年罗伯特森在电镜下观察到细胞膜有“暗-亮-暗”三层结构。 细胞膜结构的电镜照片 提出假说：细胞膜是由蛋白质-脂质-蛋白质三层,构成的静态统一结构。 蛋白质 脂质 蛋白质 蛋白质-脂质-蛋白质模型 科学方法---提出假说 科学家根据已有的知识和信息提出解释某一生物学问题的一种假说，再用进一步的观察与实验对已建立的假说进行修正和补充。一种假说是否正确，需要进一步的确认。 罗伯特森的观点 认为所有膜的结构都是蛋白质-脂质-蛋白质结构，且都是静态的。 不足： 每种生物膜的功能不同，结构决定功能，那么结构也应不同； 无法解释细胞的生长、变形虫的变形运动、白细胞吞噬细菌、受精时细胞融合等现象。 三、对细胞膜结构的探索 资料2：1970年科学家用不同的荧光标记人和鼠的细胞表面的蛋白，让两种细胞融合，一段时间后发现两种荧光均匀分布。 提出假说：细胞膜具有一定的流动性 人细胞 鼠细胞