3.1 细胞膜的结构与功能课件-2024-2025学年高一上学期生物人教版（2019）必修1

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。——《细胞生物学》 第3章 细胞的基本结构 第1节 细胞膜的结构和功能 问题探讨 P40 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？ 问题探讨 一个国家液也有它自己的边界...... 病毒 皮肤是人体的边界...... 有效阻挡紫外线 煮熟 一、细胞膜的功能 新鲜的苋菜叶泡进水中，水一般不会变红，但高温炒熟的苋菜中却有红红的汤汁，这可能是因为什么？ 鸡蛋中其实只有蛋黄才算真正的细胞，蛋清只是供受精卵发育的营养物质。当你打破一个鸡蛋时，蛋清会迅速平摊在桌面，朝各个方向流去，蛋黄却好像被包裹了起来，不会四处流动，由此你想到了什么？ 一、细胞膜的功能 细胞作为最基本的生命系统，它的边界就是细胞膜，也叫质膜。 一、细胞膜的功能 一、细胞膜的功能 P40 功能1：将细胞与外界环境分隔开来 生命起源于原始地球——一盆“热汤”中，膜的出现是生命起源过程中至关重要的阶段，细胞膜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。细胞膜保障了细胞内部环境的相对稳定。 一、细胞膜的功能 功能2：控制物质进出细胞 注：细胞膜的控制作用是相对的 一、细胞膜的功能 活细胞的细胞膜具有选择透过性，细胞膜对进出细胞的物质具有控制作用。细胞需要的的营养物质可以从外界进入细胞，细胞不需要的物质不容易进入细胞。如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能力，台盼蓝能通过细胞膜进入细胞，死细胞能被染成蓝色。 功能3：进行细胞间的信息交流 多细胞生物依赖各种分化的细胞密切合作，共同完成一系列复杂的生命活动。各个细胞之间必须保持功能的协调性，这种协调性的实现不仅依赖于物质和能量的交换，也依赖于信息的交流。 一、细胞膜的功能 方式一：物质传递 内分泌细胞 激素 靶细胞 血管 靶细胞 实例：胰岛素从胰岛B细胞的细胞膜释放后，随血液到达全身各处，与靶细胞的细胞膜上的相应受体结合，将信息传递给靶细胞。 【进行细胞间信息交流的方式】 一、细胞膜的功能 方式二：接触传递 发出信号的细胞 靶细胞 与膜结合的信号分子 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。 如：精子和卵细胞之间的结合 【进行细胞间信息交流的方式】 一、细胞膜的功能 一、细胞膜的功能 P41 方式三：通道传递 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：高等植物细胞间通过胞间连丝相互连接进行信息交流。 一、细胞膜的功能 【进行细胞间信息交流的方式】 1.下列生理活动不能体现细胞间信息交流的是（ ） A.动物分泌的激素使靶细胞的代射活动发生改变 B.人成熟的红细胞吸收水分 C.精卵之间的识别与结合 D.高等植物细胞间通过胞间连丝求进行信息交流 【小试牛刀】 二、对细胞膜成分的探索 【自主阅读】请同学们自主阅读教材P42相关科学史，感悟科学探究的基本思路和方法，沿时间线梳理并完善下列内容： 推测： 细胞膜是由 组成的 组成细胞膜的脂质有 和 其中 含量最多 推断： 细胞膜中的磷脂分子排列为连续的 层 推测： 细胞膜除含脂质分子外，可能还附有 脂质 磷脂 胆固醇 磷脂 两 蛋白质 1895年 欧文顿的研究 制备细胞膜 进行化学分析 1925年 戈特、格伦德尔 提取脂质、铺展实验 1935年 丹尼利、戴维森 细胞膜张力研究 二、对细胞膜成分的探索 1895年 欧文顿 用500多种物质对植物细胞进行上万次的通透性实验，发现溶于脂质的物质比不溶于脂质的物质更容易通过细胞膜。 提出假说:膜是由脂质组成的 脂溶性物质 水溶性物质 使用哺乳动物成熟的红细胞获得了细胞膜 化学分析后发现组成细胞膜的脂质有磷脂和胆固醇，磷脂含量最多。 二、对细胞膜成分的探索 1925年 戈特、格伦德尔 测得面积S1 提取脂质，在空气—水界面上铺成单分子层 测得面积S2 提出假说:细胞膜中的磷脂分子排列为连续的两层 1925年 丹尼利和戴维森 二、对细胞膜成分的探索 已知：油滴表面如果吸附有蛋白质，表面张力就会降低。 细胞的表面张力明显低于油—水界面的表面张力 细胞膜可能还含有蛋白质 推测 注意：细胞膜功能越复杂，蛋白质的种类和数量就越多 二、对细胞膜成分的探索 细胞膜主要由脂质和蛋白质组成。此外，还有少量的糖类。注意，动物细胞膜还有少量胆固醇。 脂质（50%） 蛋白质（40%） 少量糖类（2%~10%） 磷脂分子的结构式 磷酸 亲水的头部 （极性） 脂肪酸 疏水的尾部 （非极性） 磷脂分子模型 磷脂分子示意图 二、对细胞膜成分的探索 空气 水 在水中形成的磷脂双分子层模式图 水面 水面 二、对细胞膜成分的探索 2.细胞膜中的各种成分及其含量如图所示，其中①②③对应的成分是（ ） A.①磷脂，②蛋白质，③胆固醇 B.①蛋白质，②脂肪，③糖类 C.①糖类，②脂质，③蛋白质 D.①糖类，②蛋白质，③脂质 【小试牛刀】 三、对细胞膜结构的探索 959年，罗伯特森在电镜下看到细胞膜由“暗—亮—暗”的三层结构构成。他大胆地提出假说：所有细胞膜都是由蛋白质—脂质—蛋白质三层结构构成的静态统一结构。 1959年 罗伯特森 细胞膜结构的电镜照片 ( 静态结构 ) 蛋白质－脂质－蛋白质三层结构的细胞膜 三、对细胞膜结构的探索 后来，不少科学家对于细胞膜是静态的观点提出了质疑：如果细胞膜是静态的，很难解释细胞的生长、变形虫的变形运动等现象。 人细胞 鼠细胞 荧光标记 膜蛋白 诱导融合 40分钟后 370C 人鼠荧光标记 细胞膜具有流动性 （结构特点） 三、对细胞膜结构的探索 1970年 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。 三、对细胞膜结构的探索 提出了细胞膜的流动镶嵌模型。 1972年 辛格、尼科尔森 细胞膜主要是由磷脂分子和蛋白质分子构成的。 磷脂双分子层是细胞膜的基本支架，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，因此具有屏障作用。 蛋白质分子以不同方式镶嵌在磷脂双分子层中：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，有的贯穿于整个磷脂双分子层。这些蛋白质分子在物质运输等方面具有重要作用。 三、对细胞膜结构的探索 细胞膜的外表面还有糖类分子，它和蛋白质分子结合形成的糖蛋白或与脂质结合形成的糖脂，这些糖类分子叫做糖被，糖被在细胞生命活动中有重要的功能，例如糖被与细胞表面的识别、细胞间的信息传递等功能有密切关系 三、对细胞膜结构的探索 流动镶嵌模型与蛋白质—脂质—蛋白质的“三明治”模型，除了蛋白质的分布不同之外，最主要的区别在哪里？ 流动镶嵌模型的一个动态的模型，细胞膜具有流动性，构成膜的磷脂分子可以侧向自由移动，膜中的蛋白质大多也能运动。细胞膜的流动性对于细胞完成物质运输、生长、分裂、运动等功能都是非常重要的。 三、对细胞膜结构的探索 3.下列相关说法正确的是（ ） A.A面是细胞膜的内侧，B面是细胞膜的外侧 B.①是糖蛋白，具有识别功能，只分布在细胞膜的外表面 C.③是磷脂分子的头端，具有疏水性，④是磷脂分子的尾端，具有亲水性 D.②是蛋白质，与物质运输无关 【小试牛刀】 $$