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

第1节 细胞膜的结构与功能 第3章 细胞的基本结构 1 科学家用显微注射器将一种叫做伊红的物质注入变形虫体内，伊红很快扩散到整个细胞,却不能逸出细胞。此实验说明了什么？ 细胞存在边界——细胞膜（质膜） 感受细胞膜 细胞膜的功能 1、将细胞与外界环境分隔开 （保障细胞内部环境的相对稳定） 产生了原始的细胞 膜的出现是生命起源过程中至关重要阶段 一、细胞膜的功能 P40 原始海洋景观图 3 细胞膜的功能 2、控制物质进出细胞 营养物质 代谢废物 分泌物 （抗体、激素等） 功能特点： 选择透过性 P40 补充 一、细胞膜的功能 4 问题探讨 1.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。死细胞的细胞膜失去选择透过性，台盼蓝能通过细胞膜进入细胞，死细胞能被染成蓝色。 2.细胞膜作为细胞的边界，具有控制物质进出细胞的功能。 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。 思考：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,细胞膜作为细胞的边界,应该具有什么功能? P40 补充 5 细胞膜的功能 2、控制物质进出细胞 营养物质 代谢废物 分泌物 （抗体、激素等） 有害物质、 病菌、病毒 控制能力的相对性 P41 6 细胞膜的功能 3、进行细胞间的信息交流 在多细胞生物体内，各个细胞不是孤立存在的，它们之间必需保持功能的协调。这种协调性的出现不仅依赖于___________的交换，也依赖于______的传递。 信息 P41 物质和能量 7 细胞膜的功能 ①通过细胞分泌化学物质间接传递信息（化学信息传导） 分泌的激素 体 液 的 传 送 内分泌细胞 与靶细胞膜上的受体结合， 将信息传递给靶细胞 靶细胞 靶细胞 3、进行细胞间的信息交流 P41 受体 分泌的激素等信号分子 8 细胞膜的功能 ②通过相邻细胞的细胞膜直接接触传递信息（细胞膜接触） 发出信号的细胞 靶细胞 与膜结合的信号分子 P41 3、进行细胞间的信息交流 受体 9 细胞膜的功能 ③相邻两细胞之间形成 细胞通道（胞间连丝）， 来传递信息 胞间连丝 3、进行细胞间的信息交流 P41 10 细胞膜成分的探索 资料一： 时间：19世纪末 1895年 人物：欧文顿 实验：用500多种物质对植物细胞进行上万次的通透性实验. 结果：发现脂质更容易通过细胞膜。 二、细胞膜成分的探索 相似相溶原理：溶质与溶剂在结构上越相似，溶质与溶剂彼此互溶的溶解度越大。 P42 P42 讨论1 推理分析 1.细胞膜是由脂质组成的 11 细胞膜成分的探索 亲水头部 疏水尾部 磷脂分子结构式 磷脂分子模型 磷脂分子示意图 资料二：科学家将各种细胞的细胞膜分离然后进行化学分析。 2.组成细胞膜的脂质有磷脂和胆固醇，其中磷脂含量最多 P42 12 细胞膜成分的探索 资料三： 时间：1925年 人物：荷兰科学家戈特和格伦德尔 实验材料：哺乳动物的红细胞 实验：从细胞膜中提取脂质，铺成单层分子 结果：面积是细胞膜的2倍 3.细胞膜中的磷脂是双层的 P42 空气和水界面上 单分子排布 搅动后 水中 形成球状的微团 双层脂分子的球形脂质体 细胞膜成分的探索 3.细胞膜中的磷脂是双层的 P42 1 2 14 P42 讨论2 P43 讨论3和4 细胞膜成分的探索 资料四： 时间：1935年 人物：英国学者丹尼利和戴维森 实验：研究了细胞膜的张力 结果：细胞的表面张力明显低于油---水界面的表面张力。 4.细胞膜除含脂质分子外，可能还附有蛋白质 P42 油脂滴表面如果吸附有蛋白质成分则表面张力会降低 17 细胞膜成分的探索 细胞膜成分 脂质(50%) 蛋白质(40%) 少量的糖类(2%~10%) 磷脂最丰富，此外还有少量的胆固醇 功能越复杂的细胞膜，蛋白质的种类和数量越多。 归纳：细胞膜的成分 P43 18 资料五:1959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，提出细胞模型为蛋白质-脂质-蛋白质，他把细胞膜描述为静态的统一结构。 细胞膜结构的探索 蛋白质 蛋白质 脂质 3.5nm 2nm 2nm 三、细胞膜结构的探索 P43 19 资料六：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。这两种细胞刚融合时，融合细胞的一半发绿色荧光，另一半发红色荧光。在37℃下经过40min,两种颜色的荧光均匀分布。 细胞膜结构的探索 20 细胞膜结构的探索 实验证明：蛋白质分子是可以运动的，细胞膜具有流动性 21 细胞膜结构的探索 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。 现象：脂溶性物质容易通过细胞膜 假说：细胞膜由脂质构成 实验验证：提取哺乳动物成熟红细胞的细胞膜，化学分析表明：主要含有大量磷脂和少量胆固醇，还有蛋白质等。 科学方法——提出假说 P44 提出者：辛格和尼克尔森 细胞膜的流动镶嵌模型 磷脂双分子层（基本支架） 蛋白质 糖蛋白（识别） 结构特点：一定流动性 功能特点：选择透过性 P44 四、细胞膜的流动镶嵌模型 流动镶嵌模型是一个什么样的模型。膜的基本支架---磷脂双分子层---具有运动性。蛋白质分子镶嵌或贯穿在磷脂双分子层中，不同蛋白质具有不同的功能，有的是酶，不同的酶催化不同的化学反应，有的可以进行物质运输，叫载体蛋白，不同的载体蛋白具有专一性，另外，大多数的蛋白质是运动的，所以细胞膜具有流动性。最后，多数糖类和蛋白质结合形成糖蛋白，具有识别作用，所以位于细胞膜外侧。这就是目前被大众普遍接受的模型，之所以被接受，是因为这样的结构能够解释各种生命现象。 细胞膜主要由磷脂分子和蛋白质分子构成的。 磷脂双分子层是膜的基本支架，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，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。 细胞膜不是静止不动的，而是具有流动性，主要表现为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。 流动镶嵌模型的基本内容： 细胞膜的流动镶嵌模型 细胞膜的外表面有糖类分子，它和蛋白质结合形成糖蛋白，或与脂质结合形成糖脂，这些糖类分子叫作糖被。 糖被在细胞生命活动中具有重要功能。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。 细胞膜的流动镶嵌模型 26 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。 27 四、课堂小结 课堂小结 1、人体注射卡介苗后，经过免疫细胞的识别等过程，血液中会出现抗结核杆菌的抗体。抗体的出现体现了细胞膜的哪一种功能？ A．控制物质进出细胞 　　 B．将细胞与外界环境分隔开 C．排泄功能 　　        D．进行细胞间的信息交流 A 随堂检测 2、利用冷冻蚀刻技术处理细胞膜，并用电镜观察，将观察结果绘制成下图，下列有关说法不正确的是 A. BS侧表示细胞膜的外侧 B. BF侧和PF侧都是亲水侧 C. 图中蛋白质的分布是不对称的 D. 该图表明细胞膜的基本支架是磷脂双分子层 B 随堂检测 $$