3.1 细胞膜的结构和功能-【探究设计】2024-2025 学年高一生物同步优质课件（人教版2019必修1）

第3章 细胞的基本结构 国家中小学课程资源 第3章第1节 细胞膜的结构和功能 年 级：高一 学 科：生物学（20修订人教版） 主讲人：△△ 学 校：△△中学 国家中小学课程资源 2 学习目标 学科素养 重难点 1.从系统与环境关系的角度，阐释细胞膜作为系统的边界所具有的的功能 生命观念 科学思维 重点 2.分析细胞膜组成成分与结构的关系，说明细胞膜结构的物质基础，概述流动镶嵌模型的主要内容 生命观念 科学思维 重点 难点 3.分析对细胞膜成分与结构的探索历程，认同科学理论的形成是一个精神、思维和技术结合下不断修正过程 科学思维 社会责任 难点 本节聚焦 细胞膜有哪些主要功能？ （科学思维∙生命观念） 流动镶嵌模型的基本内容是什么？ （生命观念） 对细胞膜结构的探索过程与方法，有何领悟？ (科学思维∙社会责任） 第3章第1节 细胞膜的结构和功能 国家中小学课程资源 3 第1课时 细胞膜的功能和对膜成分的探索 国家中小学课程资源 4 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？ 2.据此推测，细胞膜作为系统的边界，应该具有什么功能？ 用台盼蓝染液染色后的 死细胞和活细胞(放大200倍) 活细胞膜具有选择透过性，死细胞膜变全透性。台盼蓝是活细胞不需要的物质，不易通过细胞膜，但能通过死细胞膜 【情境导入】 控制物质进出 【延伸思考】植物细胞的边界是细胞壁吗？为什么？ 不是，细胞壁是全透性的 死细胞 活细胞 称为“染色排除法” 活细胞 活细胞 活细胞 活细胞 死细胞 死细胞 死细胞 死细胞 细胞膜 高中生物学 【活动】阅读教材P40-41，试举例说明细胞膜的三大功能。 探究一：细胞膜的功能。 1. ——起边界作用。 （1）进化意义：_________是生命起源过程中至关重要的阶段，从此产生了 。 （2）现实意义：保障了 。 将细胞与外界环境分隔开 膜的出现 原始细胞 细胞内部环境的相对稳定 推测的原始海洋景观图 高中生物学 探究一：细胞膜的功能。 【拓展】设计实验验证“细胞膜是细胞的边界”。 ——依红显微注射法。 【走进生活】 显微注射器 伊红实验1 伊红实验2 显微注射器 鸡蛋里面的蛋黄膜其实就是细胞结构中的 (也叫 )。 细胞膜 质膜 【活动】阅读教材P40-41，试举例说明细胞膜的三大功能。 1. ——起边界作用。 （1）进化意义：_________是生命起源过程中至关重要的阶段，从此产生了 。 （2）现实意义：保障了 。 将细胞与外界环境分隔开 膜的出现 原始细胞 细胞内部环境的相对稳定 高中生物学 【活动】阅读教材P40-41，试举例说明细胞膜的三大功能。 探究一：细胞膜的功能。 1. ——起边界作用。 将细胞与外界环境分隔开 2. ——使细胞膜具有___________的功能特性。 （1）具有 。 （2）具有 。 控制物质进出细胞 选择透过性 细胞 需要的营养物质、O2 代谢废物、CO2 细胞分泌物 （抗体、激素等） 不需要、有害物质 （病菌、病毒） 核酸等有用成分 普遍性 相对性 × × 高中生物学 【活动】阅读教材P40-41，试举例说明细胞膜的三大功能。 探究一：细胞膜的功能。 1. ——起边界作用。 将细胞与外界环境分隔开 2. ——使细胞膜具有___________的功能特性。 控制物质进出细胞 选择透过性 细胞需要的营养物质 细胞产生的废物和分泌物 (CO2、尿素；激素、抗体) 不需物、有害物、 病原体(病菌、病毒) 细胞内有用物 ① ② ③ ④ ⑤ ⑥ 【反馈练习】看图填编号。 （1）控制的普遍性 体现在 。 （2）控制的相对性 体现在 。 ①③④⑥ ②⑤ 高中生物学 【活动】阅读教材P40-41，试举例说明细胞膜的三大功能。 探究一：细胞膜的功能。 1. ——起边界作用。 将细胞与外界环境分隔开 2. ——使细胞膜具有___________的功能特性。 控制物质进出细胞 选择透过性 【反馈练习】 右图不仅能说明细胞膜 具有 功能，同时也能说明该项功能 具有 。 控制物质进出 普遍性和相对性 高中生物学 【活动】阅读教材P40-41，试举例说明细胞膜的三大功能。 探究一：细胞膜的功能。 1. ——起边界作用。 将细胞与外界环境分隔开 2. ——使细胞膜具有___________的功能特性。 控制物质进出细胞 选择透过性 【拓展】设计实验验证“细胞膜具有控制物质进出细胞的功能”。 ①台盼蓝染色排除法 活细胞 活细胞 活细胞 活细胞 ②分别用清水和沸水浸泡苋菜，观察水色变化 【对照说明】活细胞膜不让染料进 【对照说明】活细胞膜不让色素出 高中生物学 胞间连丝 【活动】阅读教材P40-41，试举例说明细胞膜的三大功能。 探究一：细胞膜的功能。 1. ——起边界作用。 将细胞与外界环境分隔开 2. ——使细胞膜具有___________的功能特性。 控制物质进出细胞 选择透过性 3. ——使多细胞生物体内各个细胞的_________。 进行细胞间的信息交流 功能协调 接触传递方式 必需信号分子和受体 通道传递方式 需信号分子，不需受体 信息交流 物质运输 发出信 号细胞 靶细胞 与膜结合的 信号分子 受体 受体 特异性受体 接收信 号细胞 发出 信号 细胞 信号分子 必需信号分子和受体 体液传递方式 受体 信号 高中生物学 【活动】阅读教材P40-41，试举例说明细胞膜的三大功能。 探究一：细胞膜的功能。 1. ——起边界作用。 将细胞与外界环境分隔开 2. ——使细胞膜具有___________的功能特性。 控制物质进出细胞 选择透过性 3. ——使多细胞生物体内各个细胞的_________。 进行细胞间的信息交流 功能协调 方式 体液传递 接触传递 通道传递 实例 信号分子 受体 激素传递 精卵识别 胞间连丝 √ √ √ √ √ × 【归纳提升】信息交流 有信号分子， 有受体；高等植物细胞间的胞间连丝除了信息交流外，还有 功能。 【温馨提示】细胞膜的三大功能是由它的 决定的。 成分和结构 一定 但不一定 物质运输 高中生物学 1 2 3 4 1895年欧文顿探究植物细胞 膜的通透性 【活动1】阅读教材P42对细胞膜成分的探索历程，然后回答问题。 探究二：对细胞膜成分的探究历程。 (1)根据相似相溶原理，你认为细胞膜中含有什么物质？ (2)这样的判断是推测（假说）还是结论？ 【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。 溶于脂质的物质 不溶脂质的物质 推测:细胞膜是由 组成的 脂质 脂质 假说 高中生物学 1 2 3 4 1895年欧文顿探究植物细胞 膜的通透性 【活动1】阅读教材P42对细胞膜成分的探索历程，然后回答问题。 探究二：对细胞膜成分的探究历程。 【资料2】20世纪初，为了确定细胞膜中脂质成分的类型，科学家研究了动物的卵细胞、红细胞、神经细胞等多种细胞，最终选择了哺乳动物成熟的红细胞，第一次制备出纯净的细胞膜，并进行化学分析，得知组成细胞膜的脂质有磷脂和胆固醇，其中磷脂含量最多。 推测:细胞膜是由 组成的 脂质 (1)为什么选择哺乳动物的成熟红细胞提取细胞膜？ 190X年科学家首次提纯分析 哺成红细胞膜的脂质成分 哺成红细胞→吸水涨破→过滤离心→化学分析 得知:______(多)、_______ 磷脂 胆固醇 优点：无细胞壁利于吸水涨破；无核膜和众多细胞器膜干扰利于提纯细胞膜。 (2)怎样才能获得细胞膜？ (3)该化学分析结果能否说明欧文顿的假说是对的？ 能 提出假说 验证 假说 高中生物学 1 2 3 4 1895年欧文顿探究植物细胞 膜的通透性 【活动1】阅读教材P42对细胞膜成分的探索历程，然后回答问题。 探究二：对细胞膜成分的探究历程。 【资料2】20世纪初，为了确定细胞膜中脂质成分的类型，科学家研究了动物的卵细胞、红细胞、神经细胞等多种细胞，最终选择了哺乳动物成熟的红细胞，第一次制备出纯净的细胞膜，并进行化学分析，得知组成细胞膜的脂质有磷脂和胆固醇，其中磷脂含量最多。 推测:细胞膜是由 组成的 脂质 190X年科学家首次提纯分析 哺成红细胞膜的脂质成分 得知:______(多)、_______ 磷脂 胆固醇 【教P42讨论1】最初对细胞膜成分的认识，是通过对现象的推理分析，还是通过对膜成分的提取与鉴定？ 对现象的推理分析——提出假说 对膜成分的提取鉴定——验证假说 验证 假说 高中生物学 1 2 3 4 1895年欧文顿探究植物细胞 膜的通透性 【活动1】阅读教材P42对细胞膜成分的探索历程，然后回答问题。 探究二：对细胞膜成分的探究历程。 推测:细胞膜是由 组成的 脂质 190X年科学家首次提纯分析 哺成红细胞膜的脂质成分 得知:______(多)、_______ 磷脂 胆固醇 【化学知识】磷脂是一种由甘油、脂肪酸和磷酸等所组成的小分子。磷脂的一端为亲水的头，两个脂肪酸一端为疏水的尾，是两性分子。 亲水的头部 疏水的尾部 脂肪酸链 磷酸基团 甘油 胆碱 验证 假说 高中生物学 水面排布 水中排布 水 空气 空气 水中 【提出假说】请推测并画出多个磷脂分子在空气-水界面和水中的排布图，进而为细胞膜上的磷脂分子的排布方式提出一种合理的假说。 1 2 3 4 1895年欧文顿探究植物细胞 膜的通透性 【活动1】阅读教材P42对细胞膜成分的探索历程，然后回答问题。 探究二：对细胞膜成分的探究历程。 推测:细胞膜是由 组成的 脂质 190X年科学家首次提纯分析 哺成红细胞膜的脂质成分 得知:______(多)、_______ 磷脂 胆固醇 【提出假说】细胞膜上的磷脂呈 排列 【教P42讨论2和3】根据磷脂分子的特点解释，为什么磷脂在空气-水界面上铺展成单分子层，而在水中却排列成单或双分子层？ 因为:头部 →接触水，尾部 →避开水 亲水 疏水 水 空 双分子层 【教P42讨论3】? 水 水 水 水 水 水 验证 假说 假说 细胞膜磷脂呈双层排列 高中生物学 水 水 水 水面排布 水中排布 水 空气 空气 水中 【提出假说】请推测并画出多个磷脂分子在空气-水界面和水中的排布图，进而为细胞膜上的磷脂分子的排布方式提出一种合理的假说。 1 2 3 4 1895年欧文顿探究植物细胞 膜的通透性 【活动1】阅读教材P42对细胞膜成分的探索历程，然后回答问题。 探究二：对细胞膜成分的探究历程。 推测:细胞膜是由 组成的 脂质 190X年科学家首次提纯分析 哺成红细胞膜的脂质成分 得知:______(多)、_______ 磷脂 胆固醇 【提出假说】细胞膜上的磷脂呈 排列 【教P42讨论4】如果将磷脂分子置于水-苯的混合溶剂中，磷脂分子将会如何分布？请画图说明。 水 空 双分子层 水 水 水 水 水 水 【教P42讨论3】? 验证 假说 假说 细胞膜磷脂呈双层排列 苯 苯 高中生物学 1 2 3 4 1895年欧文顿探究植物细胞 膜的通透性 【活动1】阅读教材P42对细胞膜成分的探索历程，然后回答问题。 探究二：对细胞膜成分的探究历程。 推测:细胞膜是由 组成的 脂质 190X年科学家首次提纯分析 哺成红细胞膜的脂质成分 得知:______(多)、_______ 磷脂 胆固醇 【资料3】1925年，两位荷兰科学家戈特（E.Gorter）和格伦德尔（F.Grendel）用丙酮从人的红细胞中提取脂质，在空气-水界面上铺展成单分子层，测得单层分子的面积恰为红细胞表面积的2倍。 他们由此推断：细胞膜中的磷脂分子必然排列为连续的 层。 1925年戈特和格伦德尔将人 红细胞膜磷脂铺展成单分子 推断：细胞膜磷脂必然排列 为连续的 层 戈特（E.Gortet) 格伦德尔(F.Grendel) S1 S2 人红细胞 丙酮 S2＝2S1 两 两 验证 假说 假说 细胞膜磷脂呈双层排列 高中生物学 1 2 3 4 1895年欧文顿探究植物细胞 膜的通透性 【活动1】阅读教材P42对细胞膜成分的探索历程，然后回答问题。 探究二：对细胞膜成分的探究历程。 推测:细胞膜是由 组成的 脂质 190X年科学家首次提纯分析 哺成红细胞膜的脂质成分 得知:______(多)、_______ 磷脂 胆固醇 【资料3】1925年，两位荷兰科学家戈特（E.Gorter）和格伦德尔（F.Grendel）用丙酮从人的红细胞中提取脂质，在空气-水界面上铺展成单分子层，测得单层分子的面积恰为红细胞表面积的2倍。 他们由此推断：细胞膜中的磷脂分子必然排列为连续的两层。 1925年戈特和格伦德尔将人 红细胞膜磷脂铺展成单分子 推断：细胞膜磷脂必然排列 为连续的 层 ①单分子层面积=2倍红细胞表面积 ②人红细胞无核膜和细胞器膜，只有细胞膜 【教P42讨论2】科学家是如何推导出“脂质在细胞膜中必然排列为连续的两层”这一结论的？ 【延伸思考】若用蛙红细胞代替人红细胞，则单分子层面积 2×细胞膜面积。 ＞ 两 因蛙红细胞含核膜 S1 S2 人红细胞 丙酮 S2＝2S1 验证 假说 假说 细胞膜磷脂呈双层排列 高中生物学 1 2 3 4 1895年欧文顿探究植物细胞 膜的通透性 【活动1】阅读教材P42对细胞膜成分的探索历程，然后回答问题。 探究二：对细胞膜成分的探究历程。 推测:细胞膜是由 组成的 脂质 190X年科学家首次提纯分析 哺成红细胞膜的脂质成分 得知:______(多)、_______ 磷脂 胆固醇 【资料3】1925年，两位荷兰科学家戈特（E.Gorter）和格伦德尔（F.Grendel）用丙酮从人的红细胞中提取脂质，在空气-水界面上铺展成单分子层，测得单层分子的面积恰为红细胞表面积的2倍。 他们由此推断：细胞膜中的磷脂分子必然排列为连续的两层。 1925年戈特和格伦德尔将人 红细胞膜磷脂铺展成单分子 推断：细胞膜磷脂必然排列 为连续的 层 两 验证 C B A D 验证 假说 “细胞膜磷脂呈双层排列” S1 S2 人红细胞 丙酮 S2＝2S1 水 水 水 水 水 水 水 水 水 验证 假说 假说 细胞膜磷脂呈双层排列是对的 细胞膜磷脂呈双层排列 高中生物学 【走进医学】脂质体(脂双层)在“生物导弹”上的应用。 观察图片中运载药物的脂质体的特点，分析回答问题。 1.图中有两类药物：脂溶性药物和水溶性药物，请在图上标注。 2.嵌入抗体在运载体上能稳定存在并发挥作用，则抗体在结构上具有什么特点？ 3.请推测：脂质体到达细胞后，药物将如何进入细胞发挥作用？ 4.该脂质体的研究应用依据了细胞膜的哪些功能？ 一端具疏水性，另一端能识别抗原 膜融合 控制物质进出、信息交流 保护性结构 (导向) 抗体 脂双层 脂质体 脂溶性 药物 水溶性 药物 高中生物学 1 2 3 4 1895年欧文顿探究植物细胞 膜的通透性 【活动1】阅读教材P42对细胞膜成分的探索历程，然后回答问题。 探究二：对细胞膜成分的探究历程。 推测:细胞膜是由 组成的 脂质 190X年科学家首次提纯分析 哺成红细胞膜的脂质成分 得知:______(多)、_______ 磷脂 胆固醇 【资料4】1935年，英国学者丹尼利（J.F.Danieli）和戴维森（H.Davson）研究了细胞膜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附着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，可能还附着 。 1925年戈特和格伦德尔将人 红细胞膜磷脂铺展成单分子 推断：细胞膜磷脂必然排列 为连续的 层 两 1935年丹尼利和戴维森探究 细胞膜的表面张力 推测：细胞膜除含脂质分子 分子外，可能还附有 蛋白质 蛋白质 丹尼利（J.F.Danielli) 戴维森(H.Davson) 细胞膜磷脂呈双层排列 验证 验证 假说 假说 高中生物学 1 2 3 4 1895年欧文顿探究植物细胞 膜的通透性 【活动1】阅读教材P42对细胞膜成分的探索历程，然后回答问题。 探究二：对细胞膜成分的探究历程。 推测:细胞膜是由 组成的 脂质 190X年科学家首次提纯分析 哺成红细胞膜的脂质成分 得知:______(多)、_______ 磷脂 胆固醇 【资料4】1935年，英国学者丹尼利（J.F.Danieli）和戴维森（H.Davson）研究了细胞膜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附着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，可能还附着 。 1925年戈特和格伦德尔将人 红细胞膜磷脂铺展成单分子 推断：细胞膜磷脂必然排列 为连续的 层 两 1935年丹尼利和戴维森探究 细胞膜的表面张力 推测：细胞膜除含脂质分子 分子外，可能还附有 蛋白质 蛋白质 细胞膜 = 脂双层 + 细胞膜除脂质外可能还附有蛋白质 表面张力大小的测定结果 细胞膜(脂双层+？) ≈ 油脂滴+蛋白质 ＜ 油脂滴(油水界面) 其他物质 【最合理假说】 推 推 测 测 假说 如何验证该假说呢？ 验证 验证 假说 假说 验证 细胞膜磷脂呈双层排列 高中生物学 方法2 方法1 1 2 3 4 1895年欧文顿探究植物细胞 膜的通透性 【活动1】阅读教材P42对细胞膜成分的探索历程，然后回答问题。 探究二：对细胞膜成分的探究历程。 推测:细胞膜是由 组成的 脂质 190X年科学家首次提纯分析 哺成红细胞膜的脂质成分 得知:______(多)、_______ 磷脂 胆固醇 【资料4】1935年，英国学者丹尼利（J.F.Danieli）和戴维森（H.Davson）研究了细胞膜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附着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，可能还附着 。 1925年戈特和格伦德尔将人 红细胞膜磷脂铺展成单分子 推断：细胞膜磷脂必然排列 为连续的 层 两 1935年丹尼利和戴维森探究 细胞膜的表面张力 推测：细胞膜除含脂质分子 分子外，可能还附有 蛋白质 蛋白质 （沉淀消失） 【验证假说】请设计实验验证细胞膜上存在蛋白质。 （显紫色） 蛋白酶溶液 双缩脲试剂 假说 验证 验证 假说 假说 验证 细胞膜磷脂呈双层排列 高中生物学 1 2 3 4 1895年欧文顿探究植物细胞 膜的通透性 【活动1】阅读教材P42对细胞膜成分的探索历程，然后回答问题。 探究二：对细胞膜成分的探究历程。 推测:细胞膜是由 组成的 脂质 190X年科学家首次提纯分析 哺成红细胞膜的脂质成分 得知:______(多)、_______ 磷脂 胆固醇 【验证假说】下表是近年对多种细胞细胞膜成分的化学分析结果，请分析它们的相同点。 1925年戈特和格伦德尔将人 红细胞膜磷脂铺展成单分子 推断：细胞膜磷脂必然排列 为连续的 层 两 1935年丹尼利和戴维森探究 细胞膜的表面张力 推测：细胞膜除含脂质分子 分子外，可能还附有 蛋白质 细胞膜 种类 人体 红细胞 猪 红细胞 猪 肌细胞 猪小肠上皮 小鼠 肝细胞 变形虫 蛋白质 49 42 36 50 44 54 脂质 磷脂 43 43 60 44 52 42 胆固醇 少量 10 少量 少量 少量 少量 糖类 8 5 4 6 4 4 脂质50% 蛋白质40% 糖类2~10% 主要成分 次要 主要成分 次要 最多 磷脂 胆固醇 脂质 50% 蛋白质 40% 糖类 2~10% 假说 验证 验证 假说 假说 验证 细胞膜磷脂呈双层排列 高中生物学 【活动2】阅读教材P43第一段和P45最后一段小字内容，请回答问题。 探究二：对细胞膜成分的探索历程。 细胞膜主要由 (约占50%)和 (约占40%)组成。此外，还有少量的 (约占2-10%)。 1. 在组成细胞膜的脂质中， 最丰富，此外还有少量的 。 2. 在细胞膜行使功能方面， 起着重要作用。因此，功能越复杂的细胞膜， 就越多。 3. 在细胞膜的 分布的糖类分子叫作 ，和蛋白质分子、脂质分子分别结合形成 。糖被与细胞表面的 、细胞间的_________等功能有密切关系。 脂质 蛋白质 糖类 磷脂 胆固醇 【拓展提升】 （1）细胞膜的 随着发育时期的变化而变化。 （2） 能调节动物细胞膜的流动性，提高动物细胞膜的 。 蛋白质 蛋白质的种类与数量 外表面 糖被 糖蛋白、糖脂 信息传递 识别 成分和含量 胆固醇 稳定性 高中生物学 细胞通透性实验 膜由脂质组成 膜成分化学分析 推测：膜由脂质、蛋白质组成 红细胞膜脂质展层实验 膜张力实验 证明 欧文顿 戈特 格伦德尔 丹尼利 戴维森 膜中磷脂排列为连续的两层 【小结】对细胞膜成分的探索 高中生物学 第2课时 细胞膜结构的探索 国家中小学课程资源 30 1 2 3 4 1895年欧文顿探究植物细胞 膜的通透性 推测:细胞膜是由 组成的 脂质 190X年科学家首次提纯分析 哺成红细胞膜的脂质成分 得知:______(多)、_______ 磷脂 胆固醇 1925年戈特和格伦德尔将人 红细胞膜磷脂铺展成单分子 推断：细胞膜磷脂必然排列 为连续的 层 两 1935年丹尼利和戴维森探究 细胞膜的表面张力 推测：细胞膜除含脂质分子 分子外，可能还附有 蛋白质 假说 验证 验证 假说 假说 验证 细胞膜磷脂呈双层排列 【承前启后】 【科学方法——提出假说】细胞膜的探索过程，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的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的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。 如何提出假说？ 实验现象 有关知识 严谨推理 大胆想像 提出假说 (具合理性) 观察/实验验证 (肯定-修订-完善) 高中生物学 电子显微镜 细胞膜的脂质、蛋白质、糖类究竟是如何组装构成细胞膜的呢？ 【情境导入】 50% 40% 2~10% 磷脂 胆固醇 磷脂呈双分子层 高中生物学 5 6 7 8 9 【资料5】1959年，罗伯特森在电镜下看到细胞膜清晰的暗-亮-暗三层结构。他结合其他科学家的工作，大胆地提出 “细胞膜模型”的假说：所有细胞膜都是由“蛋白质-脂质-蛋白质”三层结构构成，被描述为静态统一结构。 【活动1】阅读教材P43-44有关细胞膜结构的探索历程，然后回答问题。 探究三：对细胞膜结构的探究历程。 J.D.罗伯特森 细胞膜的暗-亮-暗三层结构 1959年罗伯特森用电镜看到 细胞膜照片“暗-亮-暗”三层 高中生物学 5 6 7 8 9 【资料5】1959年，罗伯特森在电镜下看到细胞膜清晰的暗-亮-暗三层结构。他结合其他科学家的工作，大胆地提出 “细胞膜模型”的假说：所有细胞膜都是由“蛋白质-脂质-蛋白质”三层结构构成，被描述为静态统一结构。 【活动1】阅读教材P44-45有关细胞膜结构的探索历程，然后回答问题。 探究三：对细胞膜结构的探究历程。 细胞膜的暗-亮-暗三层结构 (三明治模型) 静态三层模型 特点：静态、蛋白质对称分布 1959年罗伯特森用电镜看到 细胞膜照片“暗-亮-暗”三层 推测:细胞膜的静态三层模型 高中生物学 5 6 7 8 9 【资料5】1959年，罗伯特森在电镜下看到细胞膜清晰的暗-亮-暗三层结构。他结合其他科学家的工作，大胆地提出 “细胞膜模型”的假说：所有细胞膜都是由“蛋白质-脂质-蛋白质”三层结构构成，被描述为静态统一结构。 【活动1】阅读教材P44-45有关细胞膜结构的探索历程，然后回答问题。 探究三：对细胞膜结构的探究历程。 静态三层模型 (静态、蛋白质对称分布) 1959年罗伯特森用电镜看到 细胞膜照片“暗-亮-暗”三层 推测:细胞膜的静态三层模型 假说 高中生物学 5 6 7 8 9 细胞分裂-生长 【资料6】196X年以后，人们对“静态三层模型”中的细胞是静态的观点提出质疑。如果这样，就难以解释细胞膜的许多复杂功能——细胞分裂、生长、吞噬、变形运动、融合等现象。 【活动1】阅读教材P44-45有关细胞膜结构的探索历程，然后回答问题。 探究三：对细胞膜结构的探究历程。 196X年科学家对静态三层模 型提出质疑 变形运动 修订 需要修订“静态三层模型” 1959年罗伯特森用电镜看到 细胞膜照片“暗-亮-暗”三层 推测:细胞膜的静态三层模型 假说 吞噬病菌 挑战 细胞融合 高中生物学 5 6 7 8 9 【资料7】196X年以后，某些科学家采用“冰冻蚀刻”技术（冰冻断裂电镜技术）处理标本，看到了细胞膜的断裂面结构。 【活动1】阅读教材P44-45有关细胞膜结构的探索历程，然后回答问题。 探究三：对细胞膜结构的探究历程。 【思考】从冰冻蚀刻的实验结果，你发现了什么？ 196X年科学家采用冰冻蚀刻 技术处理细胞膜 发现:蛋白质镶嵌在脂双层中 修订后模型 196X年科学家对静态三层模 型提出质疑 修订 1959年罗伯特森用电镜看到 细胞膜照片“暗-亮-暗”三层 推测:细胞膜的静态三层模型 假说 挑战 贯 穿 贯穿 镶 镶 部分嵌入 全部嵌入 全部嵌入 部分嵌入 部分嵌入 全部嵌入 冰冻蚀刻技术研究细胞膜结构 不对称分布 高中生物学 5 6 7 8 9 【活动1】阅读教材P44-45有关细胞膜结构的探索历程，然后回答问题。 探究三：对细胞膜结构的探究历程。 【资料8】1970年，科学家利用荧光标记技术，标记细胞表面的蛋白质分子，将小鼠细胞和人细胞融合。实验现象如下图： 196X年科学家采用冰冻蚀刻 技术处理细胞膜 发现:蛋白质镶嵌在脂双层中 196X年科学家对静态三层模 型提出质疑 修订 1959年罗伯特森用电镜看到 细胞膜照片“暗-亮-暗”三层 推测:细胞膜的静态三层模型 假说 挑战 1970年科学家采用荧光标记 技术让人和鼠细胞融合 人鼠细胞融合实验 【思考】从荧光标记实验的结果看出，_________是可以运动的，进而表明_______________________。 膜蛋白 细胞膜具有流动性 发现：蛋白质是可以运动的 结论：细胞膜具有流动性 修订 高中生物学 5 6 7 8 9 【活动1】阅读教材P44-45有关细胞膜结构的探索历程，然后回答问题。 探究三：对细胞膜结构的探究历程。 【资料8】1970年，科学家利用荧光标记技术，标记细胞表面的蛋白质分子，将小鼠细胞和人细胞融合。实验现象如下图： 196X年科学家采用冰冻蚀刻 技术处理细胞膜 发现:蛋白质镶嵌在脂双层中 196X年科学家对静态三层模 型提出质疑 修订 1959年罗伯特森用电镜看到 细胞膜照片“暗-亮-暗”三层 推测:细胞膜的静态三层模型 假说 挑战 1970年科学家采用荧光标记 技术让人和鼠细胞融合 修订 二次修订模型 膜蛋白是可运动的 脂双层也是运动的 结论：细胞膜具有流动性 高中生物学 有人将人-鼠融合细胞置于0℃条件下保持40min，结果融合细胞依旧是一半膜发绿色荧光，另一半膜发红色荧光，该实验结果说明 A.膜蛋白是不可以运动的 B.膜不具有流动性，是静态的 C.膜的流动性不受温度的影响 D.低温降低了膜蛋白的流动性 【反馈练习】 高中生物学 5 6 7 8 9 【活动1】阅读教材P44-45有关细胞膜结构的探索历程，然后回答问题。 探究三：对细胞膜结构的探究历程。 【资料9】1972年，辛格和尼克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，提出了新的细胞膜模型———流动镶嵌模型，为多数人所接受。 辛格（S.J.Singer） 尼科尔森(G.Nicolson) 196X年科学家采用冰冻蚀刻 技术处理细胞膜 发现:蛋白质镶嵌在脂双层中 196X年科学家对静态三层模 型提出质疑 1959年罗伯特森用电镜看到 细胞膜照片“暗-亮-暗”三层 推测:细胞膜的静态三层模型 1970年科学家采用荧光标记 技术让人和鼠细胞融合 结论：细胞膜具有流动性 1972年辛格和尼克尔森总结 提出新模型： 流动镶嵌模型 修订 假说 挑战 修订 总结 高中生物学 5 6 7 8 9 【活动1】阅读教材P44-45有关细胞膜结构的探索历程，然后回答问题。 探究三：对细胞膜结构的探究历程。 【资料9】1972年，辛格和尼克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，提出了新的细胞膜模型———流动镶嵌模型，为多数人所接受。 196X年科学家采用冰冻蚀刻 技术处理细胞膜 发现:蛋白质镶嵌在脂双层中 196X年科学家对静态三层模 型提出质疑 1959年罗伯特森用电镜看到 细胞膜照片“暗-亮-暗”三层 推测:细胞膜的静态三层模型 1970年科学家采用荧光标记 技术让人和鼠细胞融合 结论：细胞膜具有流动性 1972年辛格和尼克尔森总结 提出新模型： 流动镶嵌模型 修订 假说 挑战 修订 总结 流动镶嵌模型 高中生物学 【探索历史】 1895年欧文顿的假说：膜是由脂质组成的。 1925年戈特和格伦德尔的结论：膜中的磷脂分子必然排列为连续的两层。 1935年丹尼利和戴维森的假说：除含脂质分子外，可能还附着蛋白质。 1959年罗伯特森的假说：蛋白质—脂质—蛋白质三层结构构成。 1972年，辛格和尼克尔森的结论:流动镶嵌模型 高中生物学 1. 组成：细胞膜主要是由 分子和 分子构成的。 2. 结构。 （1） 是膜的基本支架，其内部是磷脂分子的 ，_________________不能自由通过，因此具有屏障作用。 （2）蛋白质分子以不同方式 在磷脂双分子层中，有的 在其表面，有的 其中，有的 其中。这些蛋白质分子在_________等方面具有重要作用。 3. 结构特点：细胞膜具有 。 （1）原因：构成膜的 分子可以侧向自由移动， 也能运动。 （2）意义：利于细胞完成 、 、 、 等功能。 【拓展】细胞膜还具有“不对称性”，表现在膜蛋白的种类和数量分布以及糖被分布 【活动2】阅读教材P44-45，请说出流动镶嵌模型的基本内容。 探究三：对细胞膜结构的探索历程。 脂质 蛋白质 磷脂双分子层 疏水端 镶嵌 部分或全部嵌入 贯穿 流动性 水溶性分子或离子 镶 磷脂 蛋白质大多 物质运输 物质运输 生长 分裂 运动 高中生物学 50% 40% 2~10% 磷脂 胆固醇 【最新成果】细胞膜的化学成分和结构模型。 化学成分 结构模型 流动镶嵌模型 高中生物学 磷脂双分子层 蛋白质分子 糖被 膜外 膜内 【最新成果】细胞膜的化学成分和结构模型。 磷脂分子 糖脂 糖蛋白 高中生物学 【最新成果】细胞膜的化学成分和结构模型。 高中生物学 膜的基本支架 种类和数量决定 膜功能的复杂程度 脂质 (最多) 提高膜稳定性 (调节膜流动性) 糖被 细胞内 细胞外 信息交流（识别→传递） 疏水区作屏障 膜通道/膜载体 (控制物质进出细胞/选择透过性) (将细胞与外界环境分隔开) (进行细胞间的信息交流) 膜 结构 特点:__________ 膜(功能)特性:__________ 流动性 选择透过性 【思维提升】细胞膜的结构决定功能。 【拓展】细胞膜具不对称性 ——膜蛋白的种类和数量，糖被只分布在外侧 受体本质 高中生物学 细胞膜的化学成分：_____________________。 细胞膜的基本支架：_____________________。 3.蛋白质的存在形态：_____________________。 4.糖 类的存在位置：_____________________。 5.细胞膜的结构特点：_____________________。 6.细胞膜的功能特点：_____________________。 【归纳重点】 脂质、蛋白质、糖类 磷脂双分子层 镶、嵌(部分、全部、贯穿) 流动性 选择透过性 生物膜的外表面 高中生物学 细胞膜三大功能的物质基础 序号 细胞膜的结构 细胞膜的功能 1 2 3 磷脂双分子层内部的疏水区 膜蛋白(载体蛋白/通道蛋白) 糖被 将细胞与外界环境分隔开 控制物质进出细胞(选择透过性) 进行细胞间的信息交流 【思维提升】 【温馨提示】在细胞间进行信息交流时，靶细胞膜上的受体都是 。 糖蛋白 高中生物学 【辨析】细胞膜的流动性和选择透过性。 项目 结构特点——流动性 功能特点——选择透过性 实例 变形运动、细胞生长分裂、细胞融合、胞吞、胞吐 植物对离子的选择性吸收、 肾小管的重吸收 结构基础 脂质和 蛋白质分子都可以运动 (1)脂双层：允许脂溶性小分子通过，不允许水溶性分子和离子自由通过 (2)蛋白质：允许细胞要选择的小分子和离子通过 (3)细胞不选择的小分子、离子、大分子通常都不能通过 联系 性是 性的基础 即：只有膜具有 性，才能表现出 性 全部 大多 流动 选择透过 流动 选择透过 高中生物学 蛋白质 磷脂双 分子层 糖蛋白 糖脂 糖被 【反馈练习】 (1)填写图中的结构名称。 高中生物学 【反馈练习】 第一，水分子特别小，可通过由于磷脂分子运动而产生的间隙。 第二，细胞膜上存在水通道蛋白，水分子可借此通过细胞膜。 (2)水分子如何穿过膜中间的疏水层？ (3)异体器官的移植手术往往很难成功。最大的障碍就是异体细胞间的排斥，这主要是由于细胞膜具有识别作用。这种生理功能的结构基础是 A. 细胞膜由磷脂分子和蛋白质分子构成 B. 细胞膜表面有糖蛋白 C. 细胞膜具有一定的流动性 D. 细胞膜具有选择透过性 高中生物学 【反馈练习】 (4)关于细胞膜的组成、结构、功能之间的关系，逻辑顺序正确的是 ①膜主要由磷脂分子和蛋白质分子组成 ②膜具有流动性 ③膜具有选择透过性 ④膜内大多数蛋白质和全部磷脂分子都是运动的 ⑤物质运输得以正常进行 A. ①④②⑤③ B. ①②④③⑤ C. ①④②③⑤ D. ①②④⑤③ 高中生物学 细胞膜的流动镶嵌模型 是否已经完美无缺了呢？ ？ ？ ？ 【科学前景】 高中生物学 科学无止境 2003年度诺贝尔化学奖，授予两名发现水通道蛋白的美国科学家Peter Agre和Roderick MacKinnon ，这是自1991年来诺贝尔奖第三次颁发给与细胞膜蛋白质有关的研究成果。 皮特·阿格雷 罗德里克·麦金农 高中生物学 科学无止境 2011年10月3日，诺贝尔生理学或医学奖授予美国科学家布鲁斯·博伊特勒、法国籍科学家朱尔斯·霍夫曼，以表彰他们发现了细胞膜上参与免疫的关键“受体蛋白质”。 布鲁斯·博伊特勒 朱尔斯·霍夫曼 高中生物学 【课外制作】利用废旧物品制作生物膜模型(9′11″) 高中生物学 脂双层为基本骨架 细胞的物质运输、生长、分裂、运动等生命活动 磷脂 蛋白质 镶、嵌入、贯穿 细胞膜 糖类（少） 组分 内部疏水，屏障 物质运输等 细胞表面 信息传递等 运动 运动 结构特点：流动性 1.将细胞与外界环境分隔开 结构 功能 2.控制物质进出细胞 3.进行细胞间的信息交流 【知识网图】 高中生物学 体液传递 接触传递 通道传递 将细胞与外 界环境分隔开 控制物 质进出 进行细胞间 的信息交流 蛋白质 脂质 糖类 【知识网图】 高中生物学 【知识网图】 高中生物学 高中生物学 $$