3.1 细胞膜的结构和功能-【点亮课堂】2023-2024学年高一生物名师精讲课件（人教版2019必修1）

第一节 细胞膜的结构和功能 第三章 细胞的基本结构 新鲜的苋菜泡进水中，水一般不会变红，沸水焯后苋菜中却有红红的汤汁，为什么？ 没有受精的鸡蛋中，鸡蛋黄可看作一个卵细胞。蛋清是供受精卵发育的营养物质。鸡蛋打碎后，蛋清会迅速平摊在桌面，朝各个方向流去，蛋黄为什么不会？ 科学家用显微镜注射器将一种叫作伊红的物质注入变形虫体内，伊红很快扩散到整个细胞，却不能逸出细胞，为什么？ 学习目标 1. 生命观念 2. 科学思维 3. 社会责任 通过“问题探讨”及分析细胞膜的功能,概述细胞膜作为系统边界的功能。 通过概括、比较不同细胞膜结构模型,说出不同模型的要点,阐释流动镶嵌模型。 通过分析细胞膜结构模型建立的历程及其他资料,能基于事实和证据进行推理提出或否定假说(或模型),加深对“模型与建模”的理解,感悟科学在质疑与创新中不断发展。 通过“脂质体药物”的分析,体会科学知识与解决现实问题之间的密切联系,增强社会责任感。 细胞膜的功能 酵母菌台盼蓝染色 为什么活细胞不能被染色，而死细胞能被染色？ 根据实验现象推测，细胞膜作为细胞的边界，应该具备什么功能？ 【问题探讨】 细胞膜的功能 将生命物质与外界环境分隔开，使细胞成为一个相对独立的系统，细胞膜保障了细胞内部环境的相对稳定。 1 将细胞与外界环境分隔开 电子显微镜下的细胞膜 细胞膜的功能 2 控制物质进出细胞 （细胞膜的控制作用是相对的） 细胞膜的功能 发出信号的细胞 靶细胞 与膜结合的信号分子 接触传递 通道传递 物质传递 3 进行细胞间的信息交流 内分泌细胞 靶细胞 靶细胞 分泌的激素 体 液 的 传 送 细胞膜的制备 怎样获得纯净的膜材料 正常的红细胞 哺乳动物成熟的红细胞没有细胞核和其它众多的具膜细胞器，可以避免其它膜的干扰,提取较纯正的细胞膜。 哺乳动物成熟的红细胞 高等动物细胞 高等植物细胞 细菌细胞 1895 欧文顿（E.Overton）实验： 细胞膜 E.Overton的结论： 膜是由脂质组成的。 非脂溶性物质 脂溶性物质 细胞膜成分的探索 科学家第一次将膜从哺乳动物的红细胞中分离出来 红细胞的细胞膜 细胞膜成分的探索： 20世纪初 应用化学手段分析表明： 1、膜的主要成分是脂质和蛋白质，其中磷脂含量最多。 2、膜的组成成分是脂质、蛋白质、糖类。 脂质（约50%） 蛋白质（约40%） 糖类（约2%-10%） 标签 0 112 192 1917 指出磷脂分子的头部是亲水的，尾部是疏水的。 细胞膜成分的探索： 结构图 模型 示意图 亲水端 （磷酸） 疏水端 （脂肪酸） 朗姆瓦 标签 0 112 192 根据磷脂分子的特点，建构磷脂分子在空气—水界面的分布模型。 水 空气 细胞膜成分的探索： 1917 标签 0 112 192 用丙酮从红细胞中提取脂质，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2倍。 E.Gorter 细胞膜成分的探索： 1925 结论：细胞膜中的脂质分子必然排列为连续的两层！ 标签 0 112 192 罗伯特森在电镜下看到细胞膜清晰的暗—亮—暗的三层结构。 1959 细胞膜成分的探索： 两层暗 一层亮 结论：生物膜为“蛋白质—脂质—蛋白质”三层静态统一结构模型 “蛋白质-脂质-蛋白质”结构模式图 标签 0 112 192 细胞膜成分的探索： 20世纪60年代以后，人们对这一模型的异议增加了，不少科学家对于生物膜是静态的观点提出质疑。 膜静态模型不能解释下列现象：细胞的生长、分裂、变形虫的变形运动等现象都是难以实现的。把生物膜描述为静态的结构，这显然与膜功能的多样性相矛盾。 标签 0 112 192 20世纪 60年代 冰冻蚀刻电子显微法： 细胞膜成分的探索： 将标本用干冰（或液氮）冰冻后断开，升温后暴露断裂面,在电镜下观察到的蛋白质分布模型如下： 结论：蛋白质镶嵌、贯穿、嵌入在磷脂双分子层中 标签 0 112 192 诱导融合 40分钟后 370C 荧光标记膜蛋白 鼠细胞 人细胞 结论：细胞膜上的蛋白质是可以运动的。细胞膜具有一定的流动性。 1970 细胞膜成分的探索： 弗雷和埃迪登( Frye 和 Edidin ):人鼠细胞融合实验 标签 0 112 192 细胞膜成分的探索： S. J. Singer G. Nicolson 1972 细胞膜成分的探索： 辛格(S.J.Singer)和尼克尔森(G.Nicolson)提出了新的生物膜模型——流动镶嵌模型 标签 0 112 192 细胞膜成分的探索： 1、生物膜的基本支架： 磷脂双分子层 2、蛋白质分子存在形态： 镶在表面、嵌入、贯穿；体现了