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

第3章 细胞的基本结构 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 第1节 细胞膜的结构和功能 植物的细胞壁起支持和保护的作用，具有全透性，并不能控制物质进出细胞，所以不是真正的边界。 思考1：植物细胞最外面是细胞壁，那么植物细胞的边界为什么不是细胞壁而是细胞膜呢？ 思考2：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。 活细胞的细胞膜具有选择透过性，台盼蓝是细胞不需要的物质，不易通过细胞膜。 本节聚焦 1、细胞膜有哪些主要功能？ 2、流动镶嵌模型的基本内容是什么？ 3、通过对细胞膜结构的探索过程的分析，你对科学的过程和方法有哪些领悟？ 1.将细胞与外界环境分隔开 2. 控制物质进出细胞 3. 进行细胞间的信息交流 一、细胞膜的功能(P40) 分泌物 代谢废物 CO2、尿素、多余的无机盐等。 抗体、激素等物质 水、无机盐、氨基酸、葡萄糖等。 营养物质 病毒病菌 方式一 通过细胞分泌的化学物质交流（间接交流） 方式二 通过细胞膜相互接触交流（直接交流） 发出信号的细胞 与膜结合的信号分子 靶细胞 膜上接受信号分子的受体 方式三 通过通道传递（通道交流） 思考：结构决定功能，那么细胞膜的结构是怎么样的呢？ 二、细胞膜成分的探索 【资料1】1895年欧文顿：多种物质对膜的通透性实验，溶于脂质的物质容易通过细胞膜，不溶于脂质的物质，不容易通过细胞膜。 细胞膜 非脂溶性物质 脂溶性物质 相似相溶原理 推断：膜是由脂质组成的 【资料2】科学家利用动物的卵细胞、红细胞、神经细胞等作为研究材料，并利用哺乳动物成熟红细胞，通过一定的方法制备出纯净的细胞膜，并对细胞膜的成分进行分析，得出组成细胞膜的脂质有磷脂和胆固醇，其中磷脂的含量最多。 思考：为什么选择哺乳动物成熟红细胞来制备细胞膜？ 如何获得？ 【磷脂】是一种由甘油、脂肪酸和磷酸所组成的分子。磷酸“头部”是亲水的，脂肪酸“尾部”是疏水的。 磷脂分子的结构 思考：磷脂分子在空气——水界面上会怎样排布？ 【资料3】1925年，两位荷兰科学家戈特和格伦德尔用丙酮从人的红细胞中提取脂质，在空气—水界面上铺成单分子层，测得单层分子的面积恰为红细胞表面积的2倍。 推断：细胞膜中的磷脂分子必然排列为连续的两层。 【资料4】1935年，英国学者丹尼利和戴维森发现细胞表面张力明显低于油水界面的表面张力；当时人们已经知道了，如果在油水界面中加入一定量的蛋白质，其表面张力降低。 推测：细胞膜除含有脂质分子外，可能还附有蛋白质。 【资料5】 科学家对细胞膜化学成分深层分析发现，细胞膜会被蛋白酶分解（提示：蛋白酶是生物体内普遍存在的只对蛋白质分解起催化作用的物质） 【资料6】神经髓鞘的蛋白质含量不仅少，而且蛋白质种类只有3种。神经髓鞘也比较简单，主要起绝缘作用。红细胞、肝细胞、大肠杆菌的细胞膜都承担着非常复杂繁多的生理功能，它们的细胞膜中蛋白质的种类和数量均较多。 细胞膜中确定含有蛋白质，且种类不同。 不同细胞膜中蛋白质种类和数量均较多。 膜成分的探索小结 1895欧文顿 溶于脂质的物质容易通过细胞膜，不溶于脂质的物质，不容易通过细胞膜。 20世纪初 利用哺乳动物成熟红细胞作为实验材料，制备出纯净的细胞膜，分析得出组成细胞膜的脂质有磷脂和胆固醇，其中磷脂含量最多。 1935丹尼利和戴维森 细胞表面张力明显低于油水界面的表面张力 推测：细胞膜除含有脂质分子外，可能还附有蛋白质。 1925 戈特和格伦德尔 用丙酮从人的红细胞中提取脂质，在空气—水界面上铺成单分子层，测得单层分子的面积恰为红细胞表面积的2倍 科学研究发现 细胞膜主要成分是由脂质和蛋白质，还有少量的糖类。 细胞膜的成分 脂质（约占50%） 蛋白质（约占40%） 糖类（2%-10%） 资料1 1959年罗伯特森在电镜下观察到了细胞膜的清晰的暗—亮—暗的三层结构，是一种静态的统一结构。 “三明治模型” 三、细胞膜结构的探索 思考： 如果细胞膜是静态的，如何解释细胞的生长、白细胞吞噬细菌、受精时细胞融合呢？ 资料2 1970年，人——鼠细胞融合实验（荧光标记实验） 细胞膜具有流动性 资料3 1959年，罗伯特森利用电子显微镜拍摄到了细胞膜的图像为暗—亮—暗的三层结构，测定细胞膜的厚度为7—8nm，恰好是单层磷脂膜厚度的两倍，若“三明治”模型成立，两层磷脂加上两侧的蛋白质，膜的总厚度应当超过20nm。 物理学家采用冰冻蚀刻法在低温下将细胞膜断开，升温后暴露两层磷脂之间的断裂面，发现蛋白质镶嵌、贯穿于磷脂双分子层中。 资料4 否定了罗伯特森的“三明治模型“ 资料5 1972年辛格（S. J. Singer）