3.1 细胞膜的结构和功能（精彩课件）-【堂堂清】2024-2025学年高一生物上学期同步精品课件（2019人教版必修1）

3.1 细胞膜的结构和功能 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 问题探讨 一个国家有陆地、海域、领空的边界；使人体内部与外界分隔的皮肤和黏膜，是人体的边界。系统的边界对系统的稳定至关重要。细胞作为一个基本的生命系统，它的边界是什么？ 细胞作为一个基本的生命系统，它的边界是细胞膜。 思考 细胞膜作为系统的边界， 它在细胞的生命活动中起什么作用呢？ 细胞膜的功能 01 1.将细胞与外界环境分隔开 (1)对细胞本身的意义： 保障细胞 的相对稳定，并成为 的系统。 (2)在进化方面的意义： 是生命起源过程中至关重要的阶段， 它将生命物质与外界环境分隔开， 产生了原始的细胞。 内部环境 推测的原始海洋景观图 相对独立 膜的出现 问题探讨 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，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。 思考 据此推测，细胞膜作为细胞的边界，还应该具有什么功能？ 不需要、有害 的物质 细胞 需要的 营养物质 ①细胞合成并分泌的 抗体、激素等； ②细胞代谢产生的废物； 细胞内有用 的成分 细胞膜的功能 01 2.控制物质进出细胞 注：细胞膜的控制作用是相对的。 可以进入 不容易进入 排出 不排出 问题探讨 打疫苗时，虽然打的是胳膊，但是大脑皮层能够产生痛觉， 这是为什么呢？ 接种新冠疫苗 细胞膜的功能 01 3.进行细胞间的信息交流 注：细胞间的信息交流方式多种多样 ①内分泌细胞分泌的激素（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。 靶细胞：接受信号的细胞 受体：靶细胞膜上与信号 特异性结合的位点 【物质传递】 细胞膜的功能 01 3.进行细胞间的信息交流 注：细胞间的信息交流方式多种多样 ②相邻两个细胞的细胞膜接触，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。 【接触传递】 细胞膜的功能 01 3.进行细胞间的信息交流 注：细胞间的信息交流方式多种多样 ③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。 例如，高等植物细胞之间通过胞间连丝相互连接，也有信息交流的作用。 胞间连丝 【通道传递】 细胞膜的功能·小结 01 ； ； ； 传递（如激素等化学物质） 传递（如精卵细胞的识别） 传递（如高等植物细胞的胞间连丝） 将细胞与外界环境分隔开 控制物质进出细胞 进行细胞间的信息交流 物质 接触 通道 思考 细胞膜的功能特点是什么？ 选择透过性 01 1．如图表示细胞膜的功能模式图。据图分析，下列说法不正确的是(　　) A．功能①在生命起源过程中具有重要作用 B．功能②表示进入细胞的物质对细胞都有利 C．胰岛素调控生命活动可用图中③表示 D．相邻的高等植物细胞可通过功能④进行信息交流 重点题型随堂练1：细胞膜的功能 B 细胞膜的控制作用是相对的，×； 将细胞与外界环境分隔开，√； ③物质传递，√； ④胞间连丝，√； 功能①表示细胞膜将细胞与外界环境分隔开，在生命起源过程中具有重要作用，将生命物质与外界环境分隔开，产生了原始的细胞，并成为相对独立的系统，A正确；功能②表示控制物质进出细胞，一般是吸收有利物质，但有些有害物质也能进入细胞，说明细胞膜的控制作用是相对的，B错误；功能③表示进行细胞间的信息交流，激素通过与靶细胞的细胞膜上相应物质的识别来调控生命活动，C正确。 01 2.如图是细胞间的3种信息交流方式，下列叙述错误的是(　　) A．图1内分泌细胞产生的化学物质，随血液运输到全身各处，作用于靶细胞 B．图2可表示精子与卵细胞之间的识别 C．图中a表示受体，细胞膜上的受体是所有细胞间信息交流所必需的结构 D．图中b表示胞间连丝，是植物细胞间传递信息的通道 重点题型随堂练1：细胞膜的功能 C 胞间连丝不需要受体，×； 有些细胞间的信息交流可以不经过细胞膜上的受体，如高等植物细胞之间通过胞间连丝进行信息交流，C错误。 对细胞膜的成分的探索 02 思考 细胞膜需要依靠哪些化学成分和怎么样的结构 去行使相应的功能呢？ 【资料1】1895年，欧文顿（E.Overton）用500多种化学物质对植物细胞的通透性进行上万次实验，发现细胞膜对不同物质的通透性不一样：溶于脂质的物质，容易穿过细胞膜；不易溶于脂质的物质，不容易穿过细胞膜。 推测：细胞膜是由 组成的。 脂质 对细胞膜的成分的探索 02 相似相溶 【资料2】科学家利用哺乳动物成熟的红细胞，通过一定方法制备出纯净细胞膜，进行化学分析。 结论：组成细胞膜的脂质有 和 ，其中 含量最多。 磷脂 胆固醇 磷脂 (仅动物) 对细胞膜的成分的探索 02 亲水头部 疏水尾部 磷脂分子结构式 磷脂分子模型 磷脂分子示意图 胆碱 磷酸 甘油 脂肪酸 将磷脂放入盛有水的容器中， 下列能正确反映其分布的是? 对细胞膜的成分的探索 02 思考 √ 【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膜中提取脂质，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。 推测：细胞膜中的磷脂分子必然排列为 。 连续的两层 在水中形成的磷脂双分子层的模式图 对细胞膜的成分的探索 02 细胞内是水溶液 环境 细胞外是水溶液 环境 对细胞膜的成分的探索 02 细胞膜的两侧都有水存在，两层磷脂分子在细胞膜中可能是怎样排布的呢？ 思考 亲水的“头部”与水接触，疏水的“尾巴”远离水 【资料4】1935年，英国学者丹尼利和戴维森，研究细胞膜的张力发现，细胞的表面张力明显低于油—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。 推测：细胞膜除含脂质分子外，可能还附有 。 蛋白质 对细胞膜的成分的探索 02 细胞膜的成分·小结 02 细胞膜的主要成分 （约50%） （约40%）: （约2%—10%） 功能越复杂的细胞膜， 蛋白质的 和 越多. （主要） （动物细胞膜） 种类 数量 糖类 脂质 蛋白质 磷脂 胆固醇 脂质和蛋白质等成分是如何组成细胞膜的呢？ 思考 【资料5】1959年罗伯特森，在电镜下看到了细胞膜清晰的暗—亮—暗。 假说：所有的细胞膜都是由 三层结构构成， 电镜下看到的中间的亮层是脂质分子，两边的暗层是蛋白质分子。 他把细胞膜描述为静态的统一结构。 【异议】如果“细胞膜是静态的”， 细胞膜的复杂功能将难以实现。 如：细胞的生长、变形虫的变形运动。 蛋白质-脂质-蛋白质 对细胞膜的结构的探索 03 【扩展】关于电镜成像：电子束照射大分子物质散射度高，呈暗带；照射小分子物质，散射度低，呈亮带。 【资料6】1970年，科学家用发绿色荧光的染料标记小鼠细胞表面的蛋白质分子，用发红色荧光的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。这两种细胞刚融合时，融合细胞的一半发绿色荧光，另一半发红色荧光。在37℃下经过40min,两种颜色的荧光均匀分布。 结论： 细胞膜具有 。 流动性 对细胞膜的结构的探索 03 【资料7】在新的观察和实验证据的基础上，又有学者提出了一些关于细胞膜分子的结构模型。其中，1972年，辛格（S.J.Singer）和尼科尔森（G.Nicolson）提出的 为大多数人所接受。 对细胞膜的结构的探索 03 流动镶嵌模型 流动镶嵌模型的基本内容 04 结构模型 图中a 名称： 。 作用：膜的基本支架，具有 作用。 特点： 。 磷脂双分子层 屏障 具有屏障作用的原因： 磷脂分子可以侧向自由移动 其内部是磷脂分子的疏水端，水溶性分子或离子不能自由通过。 流动镶嵌模型的基本内容 04 结构模型 图中b 名称： 。 作用：在 等方面具有重要作用。 特点：大多数蛋白质分子是可以 的。 蛋白质分子 镶在 嵌入 蛋白质分子以不同方式镶嵌在磷脂双分子层中： ①有的 磷脂双分子层表面； ②有的部分或全部 磷脂双分子层中； ③有的 于整个磷脂双分子层； 贯穿 物质运输 运动 流动镶嵌模型的基本内容 04 结构模型 图中c 名称： （糖被）， 可和蛋白质结合形成 ，和脂质结合形成 。 作用：与细胞表面的 、细胞间的 等功能密切相关。 特点：只分布在细胞膜的 表面。 糖类分子 糖蛋白 糖脂 外 识别 信息传递 思考 细胞膜的结构特点是什么？ 具有流动性 原因：组成细胞膜的磷脂分子和蛋白质分子大都是可以运动的。 01 3.如图为细胞膜的结构模型示意图，A、B表示细胞膜的两侧。下列有关说法错误的是(　　) A．细胞膜因具有图中1表示的基本支架而具有对称性 B．动物细胞吸水时，图中1的厚度会变小 C．图中A侧具有糖蛋白，是细胞膜的外侧 D．细胞膜具有流动性与图中1、3都有关 重点题型随堂练2：细胞膜的结构 A 不具有对称性，×； 细胞膜两侧的分布不具有对称性，A错误；动物细胞吸水时细胞膨胀，1磷脂双分子层的厚度会变小，B正确；图中A侧具有糖蛋白，是细胞膜的外侧，与细胞表面的识别、细胞间的信息传递等功能有密切关系，C正确；细胞膜具有流动性依赖于1磷脂双分子层能够流动和大多数3蛋白质可以运动，D正确。 A．磷脂分子在水中能自发形成磷脂双分子层是因为其具有亲水的“头部”和疏水的“尾部” B．在a处嵌入水溶性药物，利用脂质体与细胞膜融合的特点将药物送入细胞 C．在b处嵌入脂溶性药物，利用脂质体与细胞膜融合的特点将药物送入细胞 D．该脂质体与细胞膜融合是利用它们都具有流动性这一功能特点 01 4.提取生物膜中的磷脂分子，将其放入水中可以形成双层磷脂分子的球形脂质体(如图所示)，它载入药物后可以将药物送入相应细胞，下列关于细胞膜和脂质体的叙述，错误的是(　　) 重点题型随堂练2：细胞膜的结构 D 结构特点，×； 该脂质体与细胞膜融合是利用它们都具有流动性这一结构特点，D错误。 $$