3.1细胞膜的结构和功能课件-2024-2025学年高一上学期生物人教版必修1

细胞膜有哪些主要功能？ 流动镶嵌模型的基本内容是什么？ 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？ 第1节　 细胞膜的结构和功能 第1节　 细胞膜的结构和功能 第3章　 细胞的基本结构 本节聚焦 1 　　 　　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。 　　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，台盼蓝是细胞不需要的物质，不易通过细胞膜，所以活细胞没有被染色。死细胞的细胞膜失去选择透过性，台盼蓝可进入细胞，所以死细胞能够被染成蓝色。 台盼蓝染色后的死细胞和活细胞（放大200倍） 【问题探讨】 讨论 2 　　 台盼蓝染色后的死细胞和活细胞（放大200倍） 【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。 　　2．据此推测，细胞膜作为细胞的边界，应该具有什么功能？ 　　细胞膜作为细胞的边界，具有控制物质进出细胞的功能。 讨论 3 　　 流动镶嵌模型的基本内容 1 2 细胞膜的功能 3 细胞膜成分和结构的探索 第1节　细胞膜的结构和功能 4 　　一、对细胞膜的功能 　　鸡蛋黄与蛋清之间被什么样的结构分隔开？ 　　卵黄膜（细胞膜） 　　细胞膜（质膜）是系统的边界。 　　那么，细胞膜作为系统的边界，在细胞的生命中有哪些作用呢？ 你知道吗？ 自主学习 5 　　一、对细胞膜的功能 自主学习 　　1．将细胞与外界环境分隔开 膜的出现 保障细胞内部环境的相对稳定 形成相对独立的系统 膜的出现对生命起源过程至关重要 6 　　1．将细胞与外界环境分隔开 　　2．控制物质进出细胞 营养物质 细胞内的重要成分 抗体、激素等分泌物；代谢废物 对细胞有害的 物质如病菌、病毒 细胞 不易 “进” 不可 “出” 可以 进入 可以 排出 ______________ _______________ ______________ ______________ 有选择性；控制作用是相对的。 　　一、对细胞膜的功能 自主学习 7 　　 　　用冷水洗红苋菜，水不变红；煮苋菜，汤却是红色的，这说明什么问题？ 　　【提示】这说明只有活细胞才能有选择性地控制物质进出细胞。 你知道吗？ 8 　　一、细胞膜的功能 自主学习 　　1．将细胞与外界环境分隔开 　　2．控制物质进出细胞 　　3．进行细胞间的信息交流 （1）通过化学物质传递； （2）通过接触传递； （3）通过通道传递。 胞间连丝 9 　　1．下列有关细胞膜的说法，不正确的是（　　） 　　A．科研上可以用台盼蓝染色法来鉴别动物细胞是否死亡，其中活细胞会被染成蓝色 　　B．细胞膜具有控制物质进出细胞的功能，但这种控制作用是相对的 　　C．细胞膜保障了细胞内部环境的相对稳定，使细胞成为相对独立的系统 　　D．细胞间的信息交流大多与细胞膜的结构有关 A 即 时 巩 固 10 即 时 巩 固 　　2．苋菜的细胞液中有一些红色的物质，无论用清水怎么洗，清水中仍不见红色物质，但若把苋菜放在沸水中烫一烫，水会立刻变成红色。出现这样的现象是因为（　　） 　　A．沸水使细胞膜失去流动性 　　B．沸水使色素分解成小分子物质 　　C．在清水中没有物质出入 　　D．沸水使细胞膜失去控制物质进出细胞的能力 D 11 　　二、对细胞膜成分的探索 　　实验依据1 　　1895年，欧文顿用500多种化学物质对植物细胞的通透性进行了上万次实验，发现溶于脂质的物质更容易通过细胞膜。 　　推测：细胞膜是由＿＿＿组成的。 脂质 非脂溶性物质 脂溶性物质 自主学习 12 　　二、对细胞膜成分的探索 　　实验依据2 　　科学家利用动物的卵细胞、红细胞、神经细胞等作为研究材料，并利用哺乳动物的红细胞制备出纯净的细胞膜，进行化学分析。 　　分析表明：细胞膜的脂质有＿＿＿和＿＿＿＿，＿＿＿含量最多。 磷脂 胆固醇 磷脂 　　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。 思考 自主学习 13 　　 思考·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,还是通过膜成分的提取和检测？ 【提示】从生理功能上入手，通过对现象的推理分析的。 非脂溶性物质 脂溶性物质 14 　　磷脂的一端为亲水的头，两个脂肪酸一端为疏水的尾，多个磷脂分子在水中总是自发地形成＿＿＿＿＿。 头部亲水 磷脂分子示意图 磷脂分子结构式 磷脂分子模型 双分子层 尾部疏水 　　 磷脂分子结构 二、对细胞膜成分的探索 　　实验依据3 　　1925年，荷兰科学家戈特和格伦德尔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是红细胞表面积的2倍。 　　推断：细胞膜中的磷脂分子必然排列为＿＿＿＿＿＿＿＿。 连续的两层 　　二、对细胞膜成分的探索 自主学习 16 　　 2．根据磷脂分子的特点解释，为什么磷脂在空气一水界面上铺展成单分子层？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？　　 　　【提示】在水一空气的界面上磷脂分子是“头部”向下与水面接触,“尾部” 则朝向空气的一面。 　　科学家因测得从红细胞中提取的脂质,铺成单分子层的面积恰为红细胞表面积的2倍,才得出膜中的脂质必然排列为连续的两层这一结论。 　　 思考·讨论 17 　　3．磷脂分子在水中能自发地形成双分子层，你如何解释这一现象？由此，你能否就细胞膜是由磷脂双分子层构成的原因作出分析？ 　　【提示】由于磷脂分子有亲水的“头部”和疏水的“尾部”，在水溶液中,朝向水的是“头部”， “尾部”受水的排斥。当磷脂分子的内外两侧均是水环境时，磷脂分子的“尾部”相对排列在内侧， “头部”则分别朝向两侧水的环境，形成磷脂双分子层。 　　细胞的内外环境都是水溶液，所以细胞膜磷脂分子的“头部”向着膜的内外两侧，而“尾部”相对排在内侧，形成磷脂双分子层。 　　 思考·讨论 18 　　 4．如果将磷脂分子置于水一苯的混合溶剂中，磷脂分子将会如何分布？ 　　【提示】如果将磷脂分子置于水一苯的混合溶剂中，磷脂的头部将与水接触，尾部与苯接触，磷脂分子分布成单层。 苯 　　 思考·讨论 19 　　实验依据4 　　1935年，英国学者丹尼利和戴维森研究了细胞膜的张力。他们发现细胞的表面张力明显低于油一水界面的表面张力。 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。 　　推断：细胞膜除含脂质分子外，可能还附有＿＿＿＿＿。 蛋白质 细胞膜的成分： （1）脂 质：约占50%，磷脂最丰富，含少量胆固醇 （2）蛋白质：约占40% （3）糖 类：占2~10% 功能越复杂的细胞膜，蛋白质的种类和数量越多。 脂质和蛋白质等成分如何组成细胞膜的呢？ 　　二、对细胞膜成分的探索 自主学习 20 　　1．罗伯特森的发现 　　1959年，罗伯特森在电镜下看到了细胞膜清晰的暗—亮—暗的三层结构。 　　提出假说：膜是由“＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿”构成的三层静态的统一结构。 蛋白质—脂质—蛋白质 　　三、对细胞膜结构的探索　 自主学习 21 　　20世纪60年代以后，人们对这一模型的异议增加了，　 不少科学家对于生物膜是静态的观点提出质疑。 变形虫摄取食物 细胞分裂 　　三、对细胞膜结构的探索　 自主学习 22 　　　 细胞生长 2．人-鼠细胞融合实验 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。 实验表明：细胞膜具有＿＿＿＿＿。 流动性 　　三、对细胞膜结构的探索　 自主学习 3．流动镶嵌模型 　　1972年，桑格（S.J.Singer）和尼克森（G.Nicolson）提出的流动镶嵌模型，为大多数人所接受。 　　三、对细胞膜结构的探索　 自主学习 　　1．细胞膜主要是由＿＿＿分子和＿＿＿＿分子构成的。 ＿＿＿＿＿＿＿＿是膜的基本支架。 　　2．蛋白质分子以不同方式镶嵌在磷脂双分子层中：有的＿＿＿表面，有的部分或全部＿＿＿其中，有的＿＿＿于整个磷脂双分子层。 　　3．细胞膜不是静止不动的，而是＿＿＿＿＿＿＿。 磷脂 蛋白质 磷脂双分子层 镶在 嵌入 贯穿 自主学习 四、流动镶嵌模型的基本内容 可以侧向自由移动 大多也能运动 蛋白质 胆固醇 磷脂分子 磷脂双分子层 　　细胞膜的流动性对于细胞完成物质运输、生长、分裂、运动等功能非常重要。 　　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。 糖蛋白 糖脂 具有流动性 26 　　　细胞膜的结构 27 　　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。 糖脂 　　　 旁栏思考 28 　　3．下图是细胞膜的流动镶嵌模型示意图，下列叙述正确的是（　　） 　　A．细胞膜功能的复杂性与②的种类无关 　　B．在水环境中，①可自发形成双层结构 　　C． ③在细胞的内外两侧均有分布，起到信息传递的作用 　　D．此图为电子显微镜下观察到的细胞膜亚显微结构 B 即 时 巩 固 29 　　4．细胞膜在细胞的生命活动中具有重要作用。下列相关叙述不正确的是（　　）。 　　A．细胞膜的糖被在细胞间的信息交流中具有识别作用 　　B．细胞膜对膜两侧物质的进出具有选择性 　　C．细胞膜内外两侧结合的蛋白质种类有差异 　　D．磷脂双分子层不能体现细胞膜控制物质进出的选择性 D 即 时 巩 固 30 　　一、概念检测 　　1．基于对细胞膜结构和功能的理解，判断下列相关表述是否正确。 　　（1）构成细胞膜的磷脂分子具有流动性，而蛋白质是固定不动的。（　　） 　　（2）细胞膜是细胞的一道屏障，只有细胞需要的物质才能进入，而对细胞有害的物质则不能进入。（　　） 　　（3）向细胞内注射物质后，细胞膜上会留下个空洞。（　　） ✘ ✘ ✘ P46　练习与应用 　　2．细胞膜的特性和功能是由其结构决定的。下列相关叙述错误的是（　　） 　　A．细胞膜的脂质结构使溶于脂质的物质，容易通过细胞膜 　　B．由于磷脂双分子层内部是疏水的，因此水分子不能通过细胞膜 　　C．细胞膜的蛋白质分子有物质运输功能 　　D．细胞的生长现象不支持细胞膜的静态结构模型 B P46　练习与应用 　　二、拓展应用 　　1．在解释不容易理解的陌生事物时，人们常用类比的方法，将陌生的事物与熟悉的事物作比较。有人在解释细胞膜时，把它与窗纱进行类比：窗纱能把昆虫挡在外面，同时窗纱的小洞又能让空气进岀。你认为这种类比有什么合理之处，有没有不妥当的地方？ 　　【提示】把细胞膜与窗纱进行类比,合理之处是说明细胞膜与窗纱一样可以允许一些物质出入，阻挡其他物质出入。这样的类比也有不妥之处。例如，窗纱是一种简单的刚性的结构，功能较单纯，细胞膜的结构和功能要复杂得多；细胞膜是活细胞的重要组成部分，活细胞的生命活动是一个主动的过程，而窗纱是没有生命的，它只能是被动地在起作用。 P46　练习与应用 　　二、拓展应用 　　2．下图是由磷脂分子构成的脂质体，它可以作为药物的运载体，将其运送到特定的细胞发挥作用。在脂质体中，能在水中结晶的药物被包在双分子层中，脂溶性的药物被包在两层磷脂分子之间。 　　（1）为什么两类药物的包裹位置各不相同？ 　　【提示】由双层磷脂分子构成的脂质体，两层磷　　　　　脂分子之间的部分是疏水的，脂溶性药物能被稳定地　　　　　　　包裹在其中；脂质体的内部是水溶液的环境，能在水　　　　　　　中结晶的药物可稳定地包裹其中。 P46　练习与应用 　　二、拓展应用 　　2．下图是由磷脂分子构成的脂质体，它可以作为药物的运载体，将其运送到特定的细胞发挥作用。在脂质体中，能在水中结晶的药物被包在双分子层中，脂溶性的药物被包在两层磷脂分子之间。 　　（2）请推测：脂质体到达细胞后，药物将如何　　　　　　进入细胞内发挥作用？ 　　【提示】由于脂质体是磷脂双分子层构成的，到达　　　　　　　细胞后可能会与细胞的细胞膜发生融合，也可能会被细　　　　　胞以胞吞的方式进入细胞，从而使药物在细胞内发挥作用。 P46　练习与应用 提出假说 细胞膜结构模型的探索过程，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。 科学方法 作业 作业：完成课后相关练习。 EV录屏5.1.4软件录制 Lavf58.33.100 本视频由湖南一唯信息科技开发的EV录屏软件录制, www.ieway.cn $$