3.1细胞膜的结构和功能课件2023-2024学年高一上学期生物人教版必修1

3.1细胞膜的结构和功能 学习目标 1.掌握细胞膜的功能及成分。 2.了解细胞膜成分及结构的探索历程 3.掌握流动镶嵌模型的基本内容。 细胞膜（质膜）是细胞的边界 细胞膜的功能 1. 将细胞与外界环境分隔开 原始地球 细胞膜使得细胞成为一个相对独立的系统，保障了其内部环境的相对稳定。 细胞膜的功能 2. 控制物质进出细胞 控制作用是相对的 细胞 营养物质 废物 分泌物 病菌、病毒 有害物质不是不能进入细胞膜，是不易进入细胞膜。 有害物质一定不能进入细胞吗？ 思考 有人把细胞膜的这个功能比喻窗纱，窗纱能将小虫挡在外面，而能让空气进入，你认为这个比喻恰当吗？ 相同之处：对通过的物质有选择性 不同之处：细胞膜对进出细胞的物质的选择有主动性。 而窗纱没有，只是机械的阻隔 细胞膜的功能特点：选择透过性 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，而活细胞不会着色。 问题探讨(P34) 为什么活细胞不能被染色，而死细胞能被染色？ 正常的活细胞细胞膜具有选择透过性；而死细胞的细胞膜不完整，因此失去了控制物质进出的功能，可被台盼蓝染成蓝色。 细胞膜的功能 3. 进行细胞间的信息交流 间接交流：细胞通过分泌化学物质（如激素）建立细胞的信息交流（如：胰岛素对血糖的调节） 细胞膜的功能 直接交流：相邻两个细胞的细胞膜接触，进行信息交流。（如：精子和卵细胞的识别和结合） 细胞膜的功能 胞间连丝 通道交流：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） 小结：细胞膜的功能 1. 将细胞与外界环境分隔开 2. 控制物质进出细胞 选择透过性 3.进行细胞间的信息交流 间接交流：化学物质 直接交流：细胞膜接触 最重要的功能 成为相对独立的系统 控制作用是相对的 通道交流：胞间连丝 细胞膜的成分和结构是怎样的呢？ 12 人物 实验现象 结论或者假说 对细胞膜成分的探究 欧文顿对细胞膜的通透性实验 ● ● 不溶于脂质的物质 溶于脂质的物质 细胞膜 结论：细胞膜是由脂质组成的 相似相溶原理 对细胞膜成分的探究 现象：溶于脂质的物质，容易穿过细胞膜；不溶于脂质的物质，不容易穿过细胞膜 为什么要选用哺乳动物成熟红细胞作为获取细胞膜的实验材料？其他细胞（如植物细胞、鸡的红细胞）能否作实验材料，为什么？ 原因： 1.动物细胞无细胞壁更容易吸水胀破 2.哺乳动物成熟红细胞无细胞核及各类细胞器，更易获得较纯净的细胞膜 对细胞膜成分的探究 磷脂分子有一个亲水磷酸“头”部，和一个疏水的脂肪酸的“尾”部。 磷脂分子示意图 对细胞膜成分的探究 疏水尾部 亲水头部 磷脂是组成细胞的主要脂质。磷脂就像一个长这两条尾巴的小蝌蚪~它有一个亲水磷酸头部，和一个疏水的脂肪酸的尾巴。 16 16 磷脂分子在空气-水界面上会怎么样铺展？ 水 空气 亲水的“头部”与水接触，疏水的“尾巴”远离水，朝向空气的一面，在水空气界面上铺展成单分子层。 想一想 细胞膜的两侧都有水环境存在，同学们尝试着大胆的推测和想象一下在这样的环境中，磷脂分子在细胞膜中可能是怎样排布的呢？ 水 水 A 水 水 B 水 水 C 球形脂质体（稳定性） 18 18 对细胞膜成分的探究 人物 实验现象 结论或者假说 欧文顿 溶于脂质的物质，容易穿过细胞膜 细胞膜是由脂质组成的 众多科学家 利用哺乳动物成熟红细胞制备纯净细胞膜并进行化学分析 组成细胞膜的脂质有磷脂和胆固醇，其中磷脂含量最多 戈特和格伦德尔 脂质在空气和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2倍 细胞中的脂质分子必然排列为连续的两层 丹尼利和戴维森 细胞的表面张力明显低于油一水界面的表面张力 细胞膜除了含有脂质分子外，可能还有蛋白质 细胞膜的成分 脂质大约占50% 蛋白质大约占40% 主要成分 磷脂（最丰富）、胆固醇（动物细胞膜） 决定细胞膜功能的主要是蛋白质的种类和数量 功能越复杂的细胞膜，蛋白质的种类和数量越多。 糖类大约占2%—10% 细胞膜的成分 这些成分是如何组成细胞膜的呢？ 蛋白质 蛋白质 脂质 蛋白质-脂质-蛋白质的“三明治”模型 1959年，罗伯特森 在电镜下看到细胞膜清晰的暗—亮—暗的三层结构。 对细胞膜结构的探究—静态结构模型 提出假说：所有细胞膜都是由蛋白质-脂质-蛋白质三层（对称）结构构成的静态的统一结构 分子量小的物质透光率大，反之，透光率小 22 质疑 1.各种生物膜功能不同，结构也不会完全相同 2.细胞的分裂、生长及变形虫的变形运动等现象难以解释 静态结构模型的质疑 结论：细胞膜具有流动性（细胞膜的结构特点）。 人—鼠细胞融合实验 直接说明：细胞膜上的蛋白质具有流动性 1972年，辛格和尼科尔森在