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一

细胞壁 细胞膜 第1节 细胞膜的结构和功能 细胞质 细胞质基质 细胞器 第2节 细胞器之间的分工作 细胞核 第3节 细胞核的结构和功能 植物细胞亚显微结构模式图 第3章 细胞的基本结构 第1节 细胞膜的结构和功能 2 鸡的卵细胞是自然界中较大的细胞，卵黄膜可看作是卵细胞膜，只有卵黄膜完好时，才能维持卵细胞的正常形态。打破鸡蛋外壳，将蛋清和蛋黄倒入培养皿中，用蓝墨水染色后清洗，刺破卵黄膜发现蛋黄没有染色，说明细胞膜什么功能？有什么意义呢？ 国家的边界：边防线等 人体的边界：皮肤和黏膜 细胞的边界：细胞膜 （质膜） 4 细胞质 纤毛 细胞膜 细胞壁 鞭毛 核糖体 拟核 思考：细胞的边界为什么是细胞膜而不是细胞壁？ 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。 5 1 细胞膜的功能 6 一、细胞膜的功能 膜的出现是生命起源过程中至关重要的阶段。 原始海洋 原始生命 （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，使细胞成为相对独立的系统，保障了细胞内部环境的相对稳定。 资料1：科研上鉴别死细胞和活细胞，常用“染色排除法”。例如，用台盼蓝染色，死的动物细胞会被染成蓝色，而活的动物细胞不着色，从而判断细胞是否死亡。 【思考】为什么活细胞不能被染色，而死细胞能被染色？ 【思考】为什么用凉水洗苋菜水不变色，而炒或者煮汤汁都会变红？可能原因是什么，这一现象与细胞膜的功能有什么关系？ 资料2： 死 细 胞 活 细 胞 一、细胞膜的功能 （一）将细胞与外界环境分隔开 一、细胞膜的功能 （二）控制物质进出细胞 营养物质 代谢废物 不需要或对细胞有害的物质 细胞内合成后，分泌到细胞外的物质 核酸等重要成分 （二）控制物质进出细胞 核 CO2 细胞 产物 代谢 废物 O2 营 养 物 质 细胞膜 以上说明细胞膜有________性，控制作用是_____的 选择透过 相对 不需的，有害的物质 有些病毒病菌 一、细胞膜的功能 ①细胞需要的物质—进入细胞 ②不需要或对细胞有害的物质—不容易进入细胞 ③抗体、激素等物质合成后可分泌到胞外；细胞产生的废物也要排到胞外 ④有些病毒、病菌也能侵入细胞 一、细胞膜的功能 （三）进行细胞间的信息交流 资料3：施莱登和施旺在细胞学说中强调“细胞既是一个相对独立的单位，又和其他细胞构成的整体起作用”。由此说明多细胞生物体的生命活动必须依赖于细胞之间的协调配合才能完成。这体现了细胞膜的什么功能呢？ 靶细胞 发出信号的细胞 与膜结合的信号分子 膜上接受信号分子的受体 相邻两个细胞细胞膜接触，信息从一个细胞传递给另一个细胞。 演示 （1）直接交流：细胞膜的接触 一、细胞膜的功能 （三）进行细胞间的信息交流 （1）直接交流：细胞膜的接触 受体 血管 （2）间接交流：细胞分泌化学物质（如激素），通过膜表面的受体传递信息 1、化学本质：糖蛋白 2、作用：接受激素等化学物质的信号 3、特点：专一性（一种受体只能识别一种或者一类物质） 受体简介 接受信号的细胞 靶细胞: 一、细胞膜的功能 （三）进行细胞间的信息交流 （1）直接交流：细胞膜的接触 （2）间接交流：细胞分泌化学物质（如激素），通过膜表面的受体传递信息 胞间连丝 （3）植物细胞通过 传递信息。 通道（胞间连丝） 强调：通道交流不需要细胞膜上的受体 2 对细胞膜成分的探索 14 二、对细胞膜成分的探索 探究：阅读课本P42页的内容，完成在对细胞膜成分探索历程中有哪些科学家参与，作出了哪些贡献？ 1 2 3 4 1895年欧文顿做了什么实验？实验现象是什么？ 欧文顿提出了什么假说？谁用什么方法证明了他的假说？ 1925年科学家们做了什么实验？得出了什么结论？ 1935年谁做了什么实验？得出了什么结论？ 二、对细胞膜成分的探索 【资料4】1895年欧文顿：多种物质对膜通透性实验，溶于脂质的物质易通过细胞膜，不溶于脂质的物质，不易通过细胞膜。 ● ● 细胞膜 ● ● ● ● ● ● 溶于脂质的物质 ● ● 不溶于脂质的物质 【资料5】科学家利用哺乳动物成熟红细胞作实验材料，制出纯净细胞膜，并对细胞膜成分分析，得出组成细胞膜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 细胞膜具体是由哪些脂质组成呢？ 【思考】为什么选择哺乳动物成熟红细胞来制备细胞膜？ ①无细胞壁，细胞容易吸水涨破； ②无细胞核和众多的细胞器，易制得纯净的细胞膜。 二、对细胞膜成分的探索 结构图 模型 示意图 亲水“头部” 疏水“尾部” 测磷脂分子在空气-水界面上会怎么样铺展？ 二、对细胞膜成分的探索 空气 磷脂分子排列为单分子层 二、对细胞膜成分的探索 细胞膜中的磷脂分子必然排列成连续的两层。 推断： S1 实验： 1925年荷兰科学家戈特和格伦德尔 用丙酮从人的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表面积的2倍。 S2 二、对细胞膜成分的探索 细胞膜两侧都有水环境存在，推测在这样环境中，磷脂分子在细胞膜中怎样排列两层？ 水 水 A 水 水 B 水 水 C 亲水的“头部”与水接触，疏水的“尾巴”远离水 在水中形成的磷脂双分子层模式图 水 水 二、对细胞膜成分的探索 【资料6】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。 【思考】以上资料说明细胞膜中还可能含有什么物质？ 推测：细胞膜除含有脂质分子外，可能还附有蛋白质。 二、对细胞膜成分的探索 (1)成分 _____（约50% ） _______（约40% ） 糖类（2%～10%） _____（主要 ） 胆固醇 (动物细胞膜具有) 脂质 磷脂 蛋白质 C、H、O +N （+P、N） 3 对细胞膜结构的探索 24 二、对细胞膜结构的探索 探究：课本P43页内容，完成在对细胞膜结构探索历程中有哪些科学家参与，他们作出了哪些贡献？ 1 2 3 4 20世纪60年代以后，人们提出什么质疑？ 1970年科学家做了什么实验？他们得出了什么结论？ 1972年辛格和尼科尔森在什么基础上提什么观点？ 20世纪学者推测是什么？1959年罗伯特森发现了什么？ 二、对细胞膜结构的探索 提出假说： 实验： 时间：1959年 人物：罗伯特森 用电镜观察到了清晰的细胞膜照片，看到了暗－亮－暗三层结构。 细胞膜由蛋白质－脂质－蛋白质三层结构构成，中间亮层是脂质分子；是静态统一的结构。 图3-1 细胞膜结构电镜照片 二、对细胞膜结构的探索 该模型可解释细胞哪些功能？不能解释哪些现象？ 蛋白质膜两侧可帮助细胞进行物质运输等，但是错误的将细胞膜描述为静态统一的结构，无法解释细胞生长和分裂、变形虫的运动、受精时细胞融合等。 【资料7】1970年，科学家用绿色荧光染料标记小鼠细胞膜表面蛋白质分子，用红色荧光染料标记人细胞表面的蛋白质分子，将小鼠细胞和人细胞融合。两个细胞刚融合时，融合细胞一半发绿色荧光，另一半发红色荧光；在37℃下经过40 min，两种颜色的荧光均匀分布。 二、对细胞膜结构的探索 细胞膜具有流动性 (结构特性） 二、对细胞膜结构的探索 【资料8】20世纪60年代，科学家应用冰冻蚀刻技术将细胞进行快速低温冷冻，用冷刀将细胞标本骤然冲断开。磷脂双分子层疏水端裂开，显示出蛋白质颗粒在膜中真实分布情况。电镜观察到细胞膜外层磷脂和内层磷脂表面都有凸起蛋白质颗粒，还有蛋白质随另一层磷脂离开之后留下的窟窿。 蛋白质镶嵌、嵌入或贯穿于磷脂双分子层中。 体现了膜结构内外的不对称性 4 流动镶嵌模型 30 二、对细胞膜结构的探索 【资料9】1972年辛格和尼科尔森总结前人的研究成果，并且在新的观察和实验证据的基础上，提出了新的生物膜模型———流动镶嵌模型，为多数人所接受。 外侧：糖蛋白一侧 内侧：没糖蛋白一侧 蛋白质 胆固醇 磷脂分子 磷脂双分子层 糖蛋白 糖脂 在细胞膜外表面，糖类分子与蛋白质结合形成___________，或与脂质结合形成_________，这些糖类分子叫做_______。 糖蛋白 糖脂 糖被 ：识别、保护、润滑、 细胞间信息传递。 二、对细胞膜结构的探索 二、对细胞膜结构的探索 流动镶嵌模型的基本内容 细胞膜主要由磷脂分子和蛋白质分子构成。 磷脂双分子层构成膜的基本支架。内部是磷脂分子疏水端，水溶性分子或离子不能通过，因此具有屏障作用。 蛋白质分子以不同的方式镶嵌在磷脂分子层中： 有的镶在磷脂双分子层表面，有的部分或全部嵌入磷脂双分子层中，有的贯穿整个磷脂双分子层。这些蛋白质在物质运输方面由重要作用。 科学方法 提出假说 细胞膜结构模型探索过程，反映了提出假说这一科学方法的作用。科学家首先根据已有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假说进行修正和补充。一种假说最终被接受被否定，取决于它是否能与以后不断得到的观察和试验结果相吻合。 与生活中的联系： 癌症——21世纪的“第一杀手” 细胞膜组分并不是不可变的，如细胞癌变过程中，膜组分发生变化，糖蛋白含量下降，产生甲胎蛋白(AFP)、癌胚抗原(CEA)等物质。 35 细 胞 膜 成分与结 构 功 能 2.控制物质相对进出 3.信息交流 1.将细胞与外界分隔 脂 质 蛋白质 糖 类 磷脂双分子层-基本支架 镶、嵌、贯穿 糖蛋白 功能特点 结构特点 （选择透过性） （流动性） 课堂小结 FormatFactory : www.pcfreetime.com Lavf58.29.100 Packed by Bilibili XCoder v2.0.2 $$