3.1 细胞膜的结构和功能（第2课时）-2024-2025学年高一生物上学期任务型教学课件（2019人教版必修1）

3.1 细胞膜的结构和功能 第三章 细胞的基本结构 第2课时 1 问题1 阅读几种细胞膜的主要成分表格，你能得出什么结论？ 细胞类型 蛋白质% 磷脂% 固醇% 糖类等% 哺乳动物红细胞 49 33 10 8 玉米叶肉细胞 47 26 7 20 大肠杆菌 75 25 0 0 （1）不同细胞的细胞膜的成分有一定的差异。 （2）细胞膜主要是由脂质和蛋白质组成，组成细胞膜的脂质中磷脂最丰富，胆固醇少量，此外，还有少量的糖类。 任务一 阅读以下资料，小组合作完成以下问题 三 对细胞膜结构的探索 2 神经髓鞘的蛋白质含量不仅少，而且蛋白质种类只有3种。神经髓鞘也比较简单，主要起绝缘作用。红细胞、肝细胞、大肠杆菌的细胞膜都承担着非常复杂繁多的生理功能，它们的细胞膜中蛋白质的种类和数量均较多。 细胞膜的功能主要由 决定，功能越复杂的细胞膜， 的 和 越多。 问题2 由上述材料分析，细胞膜功能的复杂程度主要与哪种成分相关联？ 蛋白质 蛋白质 种类 数量 三 对细胞膜结构的探索 3 细胞膜的主要成分 功能越复杂的细胞膜，蛋白质的种类和数量越多 细胞膜的主要成分 胆固醇（动物细胞膜） 磷脂（最丰富） 脂质（大约占50%） 蛋白质（大约占40%） 糖类（大约占2%—10%） 三 对细胞膜结构的探索 4 与生活中的联系： 癌症——21世纪的“第一杀手” 细胞膜的组分并不是不可变的，如细胞癌变过程中，细胞膜组分发生变化，糖蛋白含量下降，产生甲胎蛋白(AFP)、癌胚抗原(CEA)等物质。 脂质和蛋白质等成分如何组成细胞膜的呢？ 三 对细胞膜结构的探索 三 对细胞膜结构的探索 任务二 阅读教材43页第二、三段，小组合作完成以下问题 资料1：罗伯特森在电镜下看到细胞膜由“暗—亮—暗”的三层结构构成 生物膜是由“蛋白质—脂质—蛋白质”的三层结构构成的静态统一结构 细胞膜结构的电镜照片 注：蛋白质的电子密度高，在电镜下会呈暗色磷脂分子相对来说电子密度低，显亮色 提出假说 6 三 对细胞膜结构的探索 思考：蛋白质-脂质-蛋白质三层结构的静态模型是否具有说服力？ 能解释蛋白质可以帮助物质运输，不能解释细胞的细胞的生长、膜 的变形能力等。 细胞的生长与分裂 变形虫的变形运动 7 三 对细胞膜结构的探索 蛋白质分子是可以运动的,说明细胞膜具有一定的流动性。 资料2 科学家将人和鼠的细胞膜蛋白质用不同荧光染料标记后融合。 任务三 阅读教材43页第四段，小组合作完成以下问题 结论： 8 三 对细胞膜结构的探索 在新的观察和实验证据的基础上，1972年辛格和尼科尔森提出了新的细胞膜模型——流动镶嵌模型，为多数人所接受。 9 实验、推理和想象 提出假说 实验验证 建构模型 修正模型 最初依据实验现象和已有的知识和信息，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。一种假说最终被接收或被否定，取决于它是否能与以后不断得到的观察和实验结果相吻合。 提出假说 三 对细胞膜结构的探索 科学方法 10 四 流动镶嵌模型的基本内容 任务四 阅读教材44页—45页第一段，完成以下问题 问题2.细胞膜的基本支架是什么？ 问题3.蛋白质在细胞膜上如何分布？ 问题4.什么叫糖蛋白？有什么功能？ 问题5.细胞膜具有流动性的原因是什么？有什么意义？ 问题1.细胞膜主要是由什么构成的？ 11 四 流动镶嵌模型的基本内容 磷脂双分子层（亲水性头部朝向外侧，疏水性尾部朝向内侧）。 问题1.细胞膜主要是由什么构成的？ 细胞膜主要是由磷脂分子和蛋白质分子构成的。 问题2.细胞膜的基本支架是什么？ 问题3.蛋白质在细胞膜上如何分布？ 有镶在表面、嵌入、贯穿于磷脂双分子层 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 12 四 流动镶嵌模型的基本内容 问题4.什么叫糖蛋白？有什么功能？ 细胞膜的外表面还有糖类分子，和蛋白质分子结合形成糖蛋白，或与脂质结合形成糖脂，这些糖类分子叫作糖被。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。 磷脂分子 磷脂双分子层 蛋白质分子 糖蛋白 糖脂 糖被 外侧（有糖蛋白） 内侧（无糖蛋白） 13 四 流动镶嵌模型的基本内容 问题5.细胞膜具有流动性的原因是什么？有什么意义？ （1）原因：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。 （2）意义：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。 磷脂双分子层 蛋白质分子 14 四 流动镶嵌模型的基本内容 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。 15 四 流动镶嵌模型的基本内容 既然膜内部分是疏水的，水分子为什么能跨膜运输呢？ 一是因为水分子极小，可以通过由于磷脂分子运动而产生的间隙; 二是因为膜上存在水通道蛋白，水分子可以通过通道蛋白通过膜。 任务五 小组合作完成以下问题 载体蛋白 16 【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 细胞膜的功能 细胞膜的结构 决定 细胞膜的成分 1.将细胞与外界环境分隔开 2.控制物质进出细胞（选择透过性） 3.进行细胞间的信息交流 流动镶嵌 模型 脂质：磷脂、胆固醇 蛋白质 糖类 1.磷脂双分子层是基本骨架 2.蛋白质镶嵌在磷脂双分子层中 课堂小结 3.细胞膜具有流动性 18 练一练 1.判断正误，正确的画“√”，错误的画“×”。 (1)同一生物体的细胞膜中蛋白质的种类和数量相同。(　　) (2)在组成细胞膜的脂质中，胆固醇最丰富。(　　) (3)细胞膜的成分是恒定不变的。(　　) (4)荧光染料标记人鼠细胞融合实验说明细胞膜具有流动性。(　　) (5）功能越复杂的细胞膜,蛋白质的种类和数量相对越多。( ) × × × √ √ 练一练 2、上图是细胞膜的结构模型示意图， ①表示是 ，是细胞膜的 。 ②表示 ，细胞膜上的这种物质种类和数量越多，说明其功能越 。 ③表示 ，由 构成，与细胞识别等功能有关。 磷脂双分子层 基本支架 蛋白质分子 复杂 糖蛋白 蛋白质和糖类 练一练 01 3 脂质体是一种人工膜，是根据磷脂分子可在水中形成稳定磷脂双分子层的原理制成的，是很多药物的理想载体，其结构示意图如图所示。其中的胆固醇有比磷脂更长的尾部，可使膜的通透性降低，对于维持脂质体结构的稳定性有重要作用。 (1)能在水中结晶的药物和脂溶性药物分别被包裹在何处？两类药物的包裹位置不相同的原因是什么？ (2)若脂质体运送的药物是抗癌药物，则抗体的作用是什么？ (3)脂质体到达靶细胞后，药物将如何进入细胞内发挥作用？该过程利用了膜的什么特点？ 练一练 (1)能在水中结晶的药物和脂溶性药物分别被包裹在何处？两类药物的包裹位置不相同的原因是什么？ 水溶性药物——包裹在磷脂双分子层内部（甲） (2)若脂质体运送的药物是抗癌药物，则抗体的作用是什么？ 脂质体膜上的抗体能够特异性识别癌细胞，从而将药物定向运送到癌细胞。 脂溶性药物——包裹在两层磷脂分子之间（乙） (3)脂质体到达靶细胞后，药物将如何进入细胞内发挥作用？该过程利用了膜的什么特点？ 脂质体与细胞膜结构相似，到达靶细胞后可能会与细胞膜发生融合，也可能以胞吞方式将携带的药物运入细胞。利用了膜的流动性。 $$