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

知识回顾 请指出以下两种细胞共同的基本结构 细胞膜 细胞质 细胞核 细胞膜（质膜）的功能： 控制物质进出细胞 细胞膜还有其他的功能吗？ 生物初六 第三章细胞的基本结构 第一节 细胞膜的结构和功能 生物初六 1 细胞膜的功能 生物初六 自主学习 阅读书本P40-41，学习细胞膜的功能 功能一： 将细胞与外界环境分隔开 细胞膜将生命物质与外界环境分隔开，使细胞成为相对独立的系统，保障了细胞内部环境的相对稳定。 系统的边界 生物初六 细胞的边界： 细胞膜（质膜） 国家的边界： 边防线等 人体的边界： 皮肤和黏膜 一个系统总有它的边界 生物初六 那某些细胞的边界可不可以是细胞壁？ 植物细胞壁成分：纤维素和果胶 原核细胞壁成分：肽聚糖 真菌细胞壁：几丁质 功能：保护和支持作用 特性：全透性 生物初六 功能二： 控制物质进出细胞 CO2 代谢废物 O2 营养物质 代谢废物排出细胞 不需要的物质或有害物质不易进入细胞 铅离子 尿素 细胞需要的营养物质进入细胞 细胞内有用的成分不轻易流出细胞 以上说明细胞膜有选择透过性 细胞膜的功能特点 控制作用是相对的，例如某些病菌也可能进入到细胞内。 细胞膜的功能特点：选择透过性 生物初六 科学探究 细胞膜对物质进出细胞具有“控制”作用 染色排除法： 正常的玉米种子 煮熟的玉米种子 红墨水处理 清水冲洗 正常玉米胚细胞不呈红色 煮熟玉米胚细胞呈红色 细胞膜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 死细胞——染成蓝色 ；活细胞——不着色 生物初六 功能三： 进行细胞见的信息交流 (1)通过化学物质间接传递信息 靶细胞：接受信号的细胞 靶细胞上与信号特异性结合的结构 化学本质为蛋白质 受体： （三种方式） 生物初六 (2)细胞膜直接接触传递信息 发出信号的细胞 靶细胞 与膜结合的信号分子 精子与卵细胞的识别与结合 (3)通过胞间连丝传递信息 胞间连丝 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，高等植物之间通过胞间连丝相互连接，进行信息交流。 生物初六 1.通过以上学习，请说 出下列各实例分别体现了细胞膜的哪项功能： (1)新鲜的苋菜叶泡进凉水中，水一般不会变红，但高温炒熟的苋菜中却有红红的汤汁； (2)莲“出淤泥而不染”； (3)没有受精的鸡蛋中，鸡蛋黄可看作一个卵细胞，鸡蛋黄与蛋清之间被细胞膜分隔开。 (4)鼻子接触香水分子，大脑皮层能产生“香”的感觉；手碰到火，手臂的肌肉会收缩。 控制物质进出细胞 控制物质进出细胞 将细胞与外界环境分隔开 进行细胞间的信息交流 课堂检测 生物初六 细胞膜的功能是由它的成分和结构决定的。 非常薄，高倍显微镜下难以看清 细胞膜化学成分和结构的探索过程 生物初六 2 细胞膜的结构 生物初六 经过上万次 实验我发现…… 细胞膜 非脂溶性物质 脂溶性物质 相似相溶原理 推测：细胞膜主要是由脂质组成的。 哼，不熟，免进 哈哈，熟人，请进请进 细 胞 膜 成 分 的 探 索 欧文顿 资料一：1895年,欧文顿的实验,发现细胞膜对不同物质的通透性是不一样的:凡可以溶于脂质的物质,比不能溶于脂质的物质更容易通过细胞膜进入细胞。 合作探究 生物初六 资料二：科学家们利用哺乳动物的红细胞制备出细胞膜。 多个磷脂分子在水中总是自发地形成双分子层。 化学分析表明：动物细胞膜的脂质有磷脂和胆固醇，磷脂含量最多。 为什么选择哺乳动物成熟红细胞来制备细胞膜？ 问 ②哺乳动物成熟红细胞无细胞核和各种细胞器，易获得纯净细胞膜 ①无细胞壁，细胞容易吸水涨破。 生物初六 磷脂的结构： 知识延伸 磷脂是一种由甘油、脂肪酸和磷酸所组成的分子。（磷酸“头”部是亲水的，脂肪酸“尾”部是疏水的) 1：试画出磷脂分子在空气—水界面上的排布方式。 2：如果将磷脂分子置于水—苯的混合溶剂中，磷脂分子将会如何分布？ 3：如果将空气—水界面上的磷脂分子压入水中，试画出磷脂分子在水中(呈球状)的排布方式。 4：细胞膜内外都是水环境，类比推测细胞膜中的磷脂分子应该怎样分布？ 请根据磷脂分子的特点猜测以下不同环境中磷脂分布的模型。 画一画 生物初六 空气—水界面 苯 苯 水 水 水—苯的混合溶剂 磷脂分子压入水中 细胞膜外 内 生物初六 资料三：1925年,两位荷兰科学家戈特E.Gorter和格伦德尔F.Grendel用丙酮从人的红细胞膜中提取脂质, 在空气—水界面上铺展成单分子层,测得单分子的面积相当于所用的红细胞表面积的2倍。 结论： 细胞膜中的脂质分子必然排列为连续的两层。 如果用鸡的红细胞或人的肝细胞，为什么测得单分子层的面积应大于鸡的红细胞/人的口腔上皮细胞表面积的2倍？ 问 鸡的红细胞以及人的肝细胞中除细胞膜外，还有核膜和各种细胞器膜，它们的膜中都含有磷脂分子。 生物初六 资料四：1935年，英国学者丹尼利和戴维森研究了细胞膜张力。他们发现细胞的表面张力明显低于油-水界面的表面张力。人们发现油脂滴表面如果吸附了蛋白质则表面张力会降低。 结论： 细胞膜的组成成分中还含有蛋白质 生物初六 归纳总结 资料一得知：细胞膜主要是由脂质组成的。 资料二得知：细胞膜脂质中磷脂含量最多。 资料四得知：细胞膜的组成成分中还含有蛋白质。 细胞膜主要是由脂质和蛋白质组成。 脂质（50%）：其中磷脂最丰富；动物细胞膜还含有胆固醇。 蛋白质（40%）：细胞功能越复杂，蛋白质的种类和数量越多。 糖类（2%-10%）：可与蛋白质和脂质结合形成糖被，参与细胞表面识别及信息传递。 生物初六 自主学习 阅读书本P42，完成细胞膜成分的探索 历程 探索内容 推测或结论 1895年 欧文顿 对植物细胞进行通透性实验，发现 更容易穿过细胞膜。 细胞膜主要成分中 含有 。 —— 分离出哺乳动物红细胞的细胞膜，进行化学分析。 组成动物细胞膜的脂质有磷脂和胆固醇，其中磷脂含量最多。 1925年 戈特和格伦德尔 提取人的红细胞中的脂质，在空气——水界面上铺展成单分子层，测得其面积为红细胞表面积的 倍。 细胞膜中的磷脂分子必然排列为 。 1935年 丹尼利 研究了细胞膜的张力，发现细胞的表面张力低于油——水界面的表面张力。 推测细胞膜除含脂质分子外，还可能附有 。 溶于脂质的物质 脂质 2 连续的两层 蛋白质 生物初六 脂质和蛋白质等成分是如何组成细胞膜的呢? 阅读书本P43-44，了解细胞膜结构的探索过程 生物初六 20世纪40年代： 有学者推测脂质两边各覆盖着蛋白质。 1959年：罗伯特森实验 ：电镜下细胞膜呈暗-亮-暗三层结构 提出假说：生物膜是由蛋白质-脂质-蛋白质三层结构构成，且该结构是静态的。 生物初六 假说生物膜是由蛋白质-脂质-蛋白质三层结构构成，且是静态的。 正确吗？ 细胞膜的静态模型难以解释一些生命现象 细胞生长 细胞分裂 变形虫摄食 生物初六 1970年，科学家们用荧光标记小鼠细胞和人细胞,并将二者融合。 科学探究 人—鼠细胞融合实验（荧光标记法） 红色荧光染料标记的膜蛋白（人细胞） 绿色荧光染料标记的膜蛋白(小鼠细胞) 细胞融合 37℃ 40min 融合细胞 结论： 细胞膜具有流动性 细胞膜的结构特点 生物初六 1972年桑格(S.J.Singer)和尼克尔森(G.Nicolson)提出了新的生物膜模型——流动镶嵌模型，为多数人所接受。 蛋白质 糖类 磷脂双分子层 生物初六 蛋白质 糖类 磷脂双分子层 自主学习 阅读书本P44-45，完成下列问题。 1.细胞膜的基本支架是？ 2.蛋白质分子的位置？ 3.怎么区别细胞膜的内外侧？ 4.细胞膜的流动性的表现是？ 生物初六 1.细胞膜的基本支架是磷脂双分子层。 磷脂分子的内部是疏水端，水溶性分子或离子不能自由通过，因此磷脂双分子层具有屏障作用。 虽然中间部分是疏水的，但是水分子能跨过磷脂双分子层。 原因：水分子极小，可以通过由于磷脂分子运动而产生的间隙；其次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。 1层细胞膜=1层磷脂双分子层=2层磷脂分子 生物初六 2.蛋白质分子的位置 ①有的镶嵌在磷脂双分子层表面 ②有的部分或全部嵌入磷脂双分子层中 ③有的贯穿于整个磷脂双分子层 细胞膜表面的糖类分子与蛋白质分子结合形成糖蛋白，与脂质分子结合形成糖脂，糖蛋白和糖脂统称为糖被。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。 3.细胞膜外侧有糖被。 生物初六 4.细胞膜的流动性 主要的表现为磷脂分子的侧向自由移动，以及膜中蛋白质大多数也能运动。 细胞的流动性对于细胞完成物质运输、生长、分裂、运动等功能都是十分重要的。 生物初六 2. 如图为细胞膜的结构模型示意图，通过已学的知识回答下列问题 （1）细胞膜以 为基本支架，3在细胞膜上的分布是 ,在物质运输等方面具有重要作用。 （2）图中A侧为细胞 侧，因为有 。 （3）磷脂分子的侧向自由移动，以及膜中蛋白质大多数也能运动，因此细胞膜具有 。 （4）台盼蓝一般 进入细胞，因为细胞膜有 ，这是细胞膜的 特点。 课堂检测 磷脂双分子层 有的镶嵌、有的嵌入、有的贯穿磷脂双分子层 外 糖被 流动性 不能 选择透过性 功能 生物初六 右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?(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? 思考讨论 (1)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。 (2)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，从而使药物在细胞内发挥作用。 生物初六 $$