3.1 细胞膜的结构和功能-【同步备课】2023-2024学年高一生物教学精品资源（人教版2019必修1）

第三章第1节 细胞膜的结构和功能 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。 讨论 1．为什么活细胞不能被染色，而死细胞能被染色？ 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。因此活细胞不被染色，死细胞的细胞膜失去控制物质进出细胞的功能，台盼蓝能通过细胞膜进入细胞，死细胞能被染成蓝色。 2.据此推测，细胞膜作为细胞的边界，应该具有什么功能？ 具有控制物质进出细胞的功能 思考：细胞的边界为什么不是细胞壁？ 细胞壁的作用是维持细胞形状,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。 细胞作为一个基本的生命系统，它的边界就是细胞膜，也叫质膜。 推测的原始海洋景观图 将细胞与外界环境分隔开 1 一、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。 营养物质（氨基酸、无机盐、葡萄糖等） 不需要、有害的物质（如细菌、病毒等） 抗体、激素等 细胞合成并分泌 废物 （CO2、尿素等） 细胞代谢产生 细胞膜的控制作用是相对的，环境中一些对细胞有害的物质有可能进入；有些病毒、病菌也能侵入细胞，使生物体患病。 控制物质进出细胞 2 5 激素 内分泌细胞的激素（如胰岛素），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）通过细胞分泌化学物质间接传递信息。 进行细胞间的信息交流 3 受体 化学本质：糖蛋白 作用：激素等化学物质的信号接受 特点：专一性（一种受体只能识别一种或者一类物质） 信息分子 发出信号的细胞 靶细胞 与膜结合的信号分子 受体 信息从一个细胞传递给另一个细胞（例如精子和卵细胞之间的识别和结合），细胞识别得以实现的基础是细胞膜表面某些生物大分子（如糖蛋白、糖脂）提供的识别信息，使细胞可以识别不同的细胞。 （2）通过相邻细胞的细胞膜直接接触传递信息。 （3）相邻两细胞之间形成通道，来传递信息 胞间连丝 细胞膜的功能是由它的成分和结构决定的 是什么决定了细胞膜具有这样的功能呢？ 是否还需要信息分子和受体？ 相邻两个细胞之间形成 ，携带信息的物质通过其进入另一个细胞。 例如，高等植物细胞之间通过 相互连接，也有信息交流的作用。 通道 胞间连丝 巩固练习 1、（判断）细胞的边界是细胞膜，只有对细胞有益的物质才能通过。（ ） 2、“氨基酸被小肠上皮细胞吸收”和“高等植物细胞间的胞间连丝”所体现出 的细胞膜的功能依次为（ ） A、进行细胞间的信息交流、将细胞与外界环境分隔开 B、控制物质进出细胞、进行细胞间的信息交流 C、将细胞与外界环境分隔开、控制物质进出细胞 D、进行细胞间的信息交流、控制物质进出细胞 ● ● 细胞膜 ● ● ● ● ● ● 溶于脂质的物质 ● ● 不溶于脂质的物质 发现： 推测： 细胞膜是由脂质组成的 二、对生物膜成分的探索 实验： 时间：1895年 人物：欧文顿（E.Overton） 用500多种化学物质对植物细胞的通透性进行了上万次实验。 脂质更容易通过细胞膜 那么细胞膜具体是由哪些脂质组成呢？ 科学家以哺乳动物的红细胞为材料，通过一定的方法制备出纯净的细胞膜，进行了化学分析，最终得知组成细胞膜的脂质都有哪些 思考：为什么要用哺乳动物的红细胞来制备出纯净细胞膜呢？非哺乳动物不行吗？ 因为哺乳动物成熟的红细胞没有细胞核和众多的细胞器。 磷脂和胆固醇（动物细胞膜），其中磷脂含量最多 大肠杆菌等部分原核生物也可以。 可以用其他细胞代替吗？ 磷脂的结构 尾部(疏水) 头部(亲水) 磷酸 甘油 脂肪酸 时间：1925年 人物：荷兰科学家哥特和格伦德尔 实验： 细胞膜中的磷脂是双层的 水 空气 推断： 从人红细胞膜中提取脂质，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的表面积的2倍。 为什么磷脂铺开一定为单分子层？如何推导出磷脂在细胞膜中排列为双层这一结论？ 细胞的内外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？ 细胞外液 细胞内液 14 14 1935年，英国学者丹尼利和戴维森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。 由于人们已发现了油脂滴表面如果吸附有蛋白质成分则表面张力会降低，因此丹尼利和戴维森推测： 细胞膜除含脂质分子外，可能还附有蛋白质。 细胞膜成分 脂质(50%) 蛋白质(40%) 少量的糖类(2%~10%) 磷脂最丰富，此外还有少量的胆固醇 功能越复杂的细胞膜，蛋白质的种类和数量越多 脂质和蛋白质是如何组成细胞膜的呢？ 无法解释细胞的生