3.1细胞膜的结构和功能课件 课件-2024-2025学年高一上学期人教版（2019）生物必修1

第1节 细胞膜的结构和功能 第3章 细胞的基本结构 组成细胞的分子必须有序地组织成细胞的结构，才能成为一个基本的生命系统。 细胞作为一个基本的生命系统，它的边界就是细胞膜 2 任务1：认识细胞膜的功能 思考：卵黄膜将卵细胞与卵清分开，得出细胞膜有什么功能？ 任务1：认识细胞膜的功能 活动1：观察实验结果，分析细胞膜的功能。 【思考】用凉水洗红苋菜，水不变红；煮苋菜汤，汤却是红色的，这与细胞膜的功能有何关系？ 高温破坏了细胞膜，失去控制物质进出功能 4 细胞膜的功能 Function of cell membrane 在球场上，当发现足球快速向你头部飞奔过来，你会迅速躲避或用胳膊阻挡。 思考： 1.哪些细胞参与完成了上述活动？它们的联系说明细胞膜还要具备什么功能？ 2.对于多细胞生物，为什么要有上述功能？ 激素（信号分子） 内分泌细胞的激素（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。 受体 受体 血液 认识细胞间信息交流过程中细胞膜的作用 6 受体是细胞表面的一种分子，可以识别并特异地与外界环境中的某种化学物质结合，从而启动一系列生物化学反应，最后产生该信号物质特定的生物效应。 靶细胞是某种细胞成为另外的细胞或抗体的攻击目标，前者就叫后者的靶细胞。 3.细胞间的信息交流 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。 细胞膜的功能 Function of cell membrane 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。 3.细胞间的信息交流 胞间连丝 例如:高等植物细胞之间通过胞间连丝相互连接，既有信息交流的作用，也是物质通道。 细胞膜的功能 Function of cell membrane 活动2：分析1895年欧文顿的实验，推测细胞膜的成分。 任务2：对细胞膜成分的探索 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检测？ 据此推测：细胞膜是由脂质组成的 9 观察磷脂分子的结构并分析其特点。 任务2：对细胞膜成分的探索 结构图 模型 示意图 10 任务2：对细胞膜成分的探索 1.单层磷脂在空气－水界面上如何分布？若置于水-苯的混合溶剂呢？ 水 空气 2.请画出两层磷脂分子在水环境中排列的情况。 水 水 11 任务2：对细胞膜成分的探索 3.细胞内外侧都是水，细胞膜中两层磷脂分子如何分布？ 水 水 12 实验及其结果： 实验结论： 细胞膜中的磷脂分子必然排列为连续的两层。 （磷脂双分子层） 思考：为什么选择哺乳动物红细胞，刚好是细胞表面积的2倍吗？若其他细胞呢？ 任务2：对细胞膜成分的探索 资料：1935年，丹尼利和戴维森研究细胞膜张力，发现细胞的表面张力明显低于油-水界面的表面张力。由于人们已经发现了油脂表面如果附有蛋白质成分，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，可能还附有蛋白质。 思考：如何证明这个推测成立？ 活动5：分析比较数据，概括细胞膜成分的异同。 细胞类型 蛋白质% 磷脂% 固醇% 糖类等其他成分% 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 任务2：对细胞膜成分的探索 __________（约50%） __________（约40%） 主要 成分 ____________（约2%~10%） ________（主要） _________（少量，动物细胞膜具有） 脂质 蛋白质 糖类 磷脂 胆固醇 蛋白质的_______与________ 决定细胞膜功能的复杂程度。 种类 数量 脂质和蛋白质等成分如何构成细胞膜的呢？ 细胞膜成分的小结： 序号 实验过程与结果 实验结论 ① 20世纪40年代，科学家推测细胞膜为脂双层，蛋白质分子覆盖在细胞膜两侧。 ② 1959年罗伯特森在电镜看到细胞膜 暗-亮-暗三层结构。 ③ 1970年，用不同颜色荧光染料标记分别标记人的细胞和鼠的细胞，然后将人-鼠细胞融合，一段时间后，不同颜色的荧光染料均匀分布在融合细胞膜表面 推测为：蛋白质-脂质双层-蛋白质的结构。 细胞膜都是由蛋白质-脂质-蛋白质三层构成。认为细胞膜是静态的统一结构。 细胞膜具有流动性 2.对细胞膜结构的探索 1959年，罗伯特森在电镜下看到了细胞膜清晰的暗—亮—暗结构。 课本实验5 结论 生物膜是由“蛋白质—脂质—蛋白质”构成 的三层静态的统一结构（三明治模型）。 20世纪60年代不少科学家对罗伯特森蛋白质—脂质—蛋白质三层静态结构提出质疑：细胞膜的复杂功能难以实现，细胞的生长、变形虫的运动现象都无法解释。 直到1970年科学家通过小鼠细胞和人细胞融合，证实了细胞膜具有流动性 说明：细胞膜上的蛋白质是可以运动的，即细胞膜具有流动性 绿色荧光的染料标记蛋白 红色荧光的染料标记蛋白 序号 实验过程与结果 实验结论 ① 20世纪40年代，科学家推测细胞膜为脂双层，蛋白质分子覆盖在细胞膜两侧。 ② 1959年罗伯特森在电镜看到细胞膜 暗-亮-暗三层结构。 ③ 1970年，用不同颜色荧光染料标记分别标记人的细胞和鼠的细胞，然后将人-鼠细胞融合，一段时间后，不同颜色的荧光染料均匀分布在融合细胞膜表面 ④ 1972年，辛格和尼科尔森总结前人的研究成果，提出流动镶嵌模型。 推测为：蛋白质-脂质双层-蛋白质的结构。 细胞膜都是由蛋白质-脂质-蛋白质三层构成。认为细胞膜是静态的统一结构。 细胞膜具有流动性 2.对细胞膜结构的探索 3.流动镶嵌模型的基本内容 ①_______________是膜的基本支架。 磷脂双分子层 其内部是疏水端，水溶性分子或离子不能自由通过，因此具有屏障作用。 ②_________________以不同方式镶嵌在磷脂双分子层中。 有的镶在磷脂分子层表面。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表面。 蛋白质分子 ③细胞膜不是静止不动的，而是具有 。 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。 主要表现为构成膜的 。 3.流动镶嵌模型的基本内容 流动性 磷脂分子可以侧向自由移动，膜中的蛋白质大多也能运动 ④在细胞膜外表面，糖类分子与蛋白质结合形成___________，或与脂质结合形成_________，这些糖类分子叫做_______。 糖蛋白 糖脂 糖被 与细胞表面识别、细胞间的信息传递等功能有关 【思考】 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，水分子可以由此通过 【检测】判断正误，正确的画“√”，错误的画“×”。 (1)同一生物体的不同细胞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)动物细胞间的黏着性与细胞膜上的糖蛋白有关。(　　) (5)植物细胞的胞间连丝具有物质运输的作用。(　　) (6)构成细胞膜的磷脂分子具有流动性，而蛋白质是国定不变的(　　) (7)向细胞内注射物质后，细胞膜上会留下一个空洞(　　) (8)功能越复杂的细胞膜,蛋白质的种类和数量相对越多。( ) × × × √ × √ × √ 典题应用 1.(2020·永丰县永丰中学高一期中)下图是人体肝脏细胞的细胞膜的亚显微结构模式图，①～③表示物质。有关说法错误的是（ ） A.③在细胞膜上都不是静止的 B.②在细胞膜上的分布是不均匀的 C.①与细胞间的信息交流功能有密切关系 D.将该细胞中的③这种物质全部提取出来， 发现其单分子层面积等于该细胞膜面积的两倍 D 2.人鼠细胞融合实验是用带有不同荧光染料的抗体标记两种细胞的膜蛋白，一段时间后两种膜蛋白能在杂种细胞膜上均匀分布形成嵌合体。如图是相关实验记录，据此不能得到的结论是(　　) A.当温度增加到15 ℃以上时，膜的流动性发生变化 B.该实验证明膜蛋白能够在膜表面运动 C.温度对膜蛋白的扩散有影响 D.图中数据说明融合时间越长形成的嵌合体越多 D 3.下列对于生物模型建立的完整过程的认识，错误的是( ) A.科学家根据观察的现象和已有的知识提出解释某一生物学问题的假说或模型，用现象和实验对假说或模型进行检验、修正和补充 B.一种模型最终能否被普遍接受，取决于它能否与以后的现象和实验结果相吻合，能否很好地解释相关现象 C.生物膜的流动镶嵌模型完美无缺 D.随实验技术的不断创新和改进，对膜研究更加细致入微，有利于更完善地解释细胞膜的功能 C $$