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

第3章 细胞的基本结构 第1节 细胞膜的结构和功能 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。 用台盼蓝染液染色后的 死细胞和活细胞(放大200倍) 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，染料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功能，台盼蓝能通过细胞膜进入细胞，死细胞能被染成蓝色。 【问题探讨】 2.据此推测，细胞膜作为系统的边界，应该具有什么功能？ 细胞膜作为细胞的边界，具有控制物质进出的功能。 细胞作为一个基本的生命系统，它的边界就是细胞膜，也叫质膜 思考：细胞的边界为什么是细胞膜不是细胞壁？ 细胞壁的作用是支撑，固定和保护作用，具有全透性，并不能控制物质进出细胞，因此不是真正的边界 大家一起来感受一下细胞膜 1.将细胞与外界环境分隔开 膜的出现是生命起源过程中至关重要的阶段。它将生命物质与外界环境分隔开，使细胞成为一个相对独立的系统。细胞膜保障了细胞内部环境的相对稳定。 推测的原始海洋景观图 一、细胞膜的功能 分泌物 ③ 废物 CO2、尿素、多余的无机盐等。 抗体、激素等物质 水、无机盐、氨基酸、葡萄糖等。 控制的相对性 营养物质 ① 病毒病菌 ④ ①②③表明细胞膜的控制作用具有普遍性；④有些病毒、病菌也能侵入细胞使生物体患病，表明细胞膜的控制作用具有相对性 2.控制物质进出细胞（功能特点） ② 一、细胞膜的功能 3.进行细胞间的信息交流 3.进行细胞间的信息交流 方式1：通过细胞分泌化学物质传递信息 细胞分泌的化学物质 （如激素） ，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。 ①表示:________________ ②表示:________________ 信号分子 　 受体 　 方式2：接触交流 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 。例如 ，精子和卵细胞之间的识别和结合。 ③表示:________________ 与膜结合的信号分子 　 膜上接受信号分子的受体（蛋白质） 3.进行细胞间的信息交流 3.进行细胞间的信息交流 方式3：通道交流 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，高等植物细胞之间通过胞间连丝相互连接 ，也有信息交流的作用。 ④表示:_________ 胞间连丝 　 ④ 二、细胞膜的研究简史 1.对细胞膜成分的探索 ① 1895年，欧文顿(E.Overton)，对植物细胞的通透性进行实验， 现象：可以溶于脂质的物质容易通过细胞膜 不能溶于脂质的物质不容易通过细胞膜 结论：细胞膜有脂质组成 ● ● 不溶于脂质的物质 溶于脂质的物质 细胞膜 ② 科学家通过对哺乳动物的红细胞进行化学分析， 结论：组成细胞膜的脂质有磷脂和胆固醇， 其中，磷脂含量最多。 结论：细胞膜中的磷脂分子必然排列为连续的两层 ③ 1925年 荷兰科学家戈特和格伦德尔用丙酮从人的红细胞中提取脂类，在空气-水界面上铺展成单分子层 测得单分子层的面积恰为红细胞表面积的2倍。 实验结论：科学家推测，细胞膜中的磷脂分子必然排列为连续的两层。 思考：磷脂分子在空气-水、水中，水-油中将会如何分布？ 脂质体 脂单分子层 微团 ④ 1935年，英国学者丹尼利和戴维森研究了细胞膜的张力，发现细胞表面的张力明显低于油—水界面的表面张力 结论：细胞膜除含脂质分子外，可能还附有蛋白质 2.细胞膜的成分 __________（约50%） __________（约40%） 主要 成分 ____________（约2%~10%） ________（主要） _________（主要是动物细胞膜具有） 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 (暗——亮——暗) 3.对细胞膜结构的探索 （5）.1959年罗伯特森在电镜看到细胞膜__________三层结构。 暗-亮-暗 提出假说 最初依据实验现象和有关知识，经过严谨的推理和大胆的想像，需要观察和实验进一步验证和完善。 单位膜静止模型无法解释的现象 （6）. 1970年 荧光标记的小鼠细胞和人细胞融合实验 37℃下40min后出现了什么现象？说明什么？ 膜上的蛋白质具有流动性。 荧光标记技术：用荧光染料标记某种物质，利用其荧光特性，来反应研究对象的相关信息。 绿色荧光染料标记的膜蛋白 杂交细胞 细胞 融合 小鼠细胞 人细胞 红色荧光染料标记的膜蛋白 荧光标记的小鼠细胞和人细胞融合实验示意图 细胞膜上的蛋白质具有流动性。 （7）. 1972年，辛格（S. J. Singer）和尼科尔森（G. Nicolson）提出“流动镶嵌模型”。 4.细胞膜的结构 流动镶嵌模型 (1)_______________是膜的基本支架 a.内容： 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 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)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 糖被与细胞膜表面的识别、细胞间的信息传递等功能有密切关系。 b.结构特点 具有一定的流动性 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。 磷脂分子可以侧向自由移动 蛋白质大多也能运动。 _______________是膜的基本支架 磷脂双分子层 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 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 课堂总结 蛋白质 结构 功能 成分 磷脂 糖类（少） 细胞膜 将细胞与外界环境分隔开 控制物质进出细胞 进行细胞间的信息交流 脂双层为基本骨架 运动 内部疏水、屏障 镶嵌、嵌入、贯穿 运动 物质运输等 细胞表面 信息传递等 流动性 选择透过性 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)细胞膜上的受体是细胞间信息交流所必须的结构 。( ) × × × 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 序号 实验过程与结果 实验结论 1 1895年欧文顿多种物质对膜的通透性实验，溶于脂质的物质容易通过细胞膜；不容易脂质的物质，不容易通过细胞膜。 2 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。 3 1925年，戈特和格伦德尔将红细胞中脂质在空气-水界面上铺展成单分子层，测得単分子层的面积为红细胞的表面积的2倍。 4 1935年，丹尼利和戴维森发现细胞表面张力明显低于油水界面的表面张力，如果在油水界面中加入一定量的蛋白质，其表面张力降低，并接近细胞表面张力。 1.对细胞膜成分的探索 细胞膜由_____组成 组成细胞膜的脂质有磷脂和胆固醇。其中____含量最多。 细胞膜中的磷脂分子必然排列为连续的两层。 细胞膜除含脂质分子外，可能还有附有蛋白质。 https://www.bilibili.com/video/BV1SJ411R7bN?from=search&seid=2033386439071797132 脂质 磷脂 2.对细胞膜结构的探索 序号 实验过程与结果 实验结论 5 1959年罗伯特森在电镜看到细胞膜__________三层结构。 6 1970年，用不同颜色荧光染料标记分别标记人和鼠细胞表面的蛋白质，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。 7 1972年，辛格和尼科尔森总结前人的研究成果，提出______________。 所有的细胞膜都是由_________________三层构成。认为细胞膜是静态的统一结构。 细胞膜具有________ 暗-亮-暗 蛋白质-脂质-蛋白质 流动性 提出假说 最初依据实验现象和有关知识，经过严谨的推理和大胆的想像，需要观察和实验进一步验证和完善。 流动镶嵌模型 $$