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

细胞是生物体结构与生命活动的基本单位 物质通过多种方式出入细胞；细胞呼吸为细胞生活提供能量；光合作用将光能转化为化学能； …… 细胞由多种多样的分子组成 细胞各部分结构既分工又合作，共同执行细胞的各项生命活动 细胞在结构和功能上是一个统一整体 细胞核是细胞生命活动的控制中心 细胞质是多项生命活动的场所 细胞膜控制细胞与周围环境的联系 支持 学习 支持 学习 支撑 形成 支持 学习 “细胞的基本结构”大单元概念体系 2017年11月27日，世界首个体细胞克隆猴在我国诞生！这是自克隆羊“多莉”诞生后，世界首次成功克隆非人灵长类动物，意义非凡！ “中中”和“华华” 思考：克隆猴的细胞会有哪些结构呢？ 细胞膜的结构和功能 3 从系统与环境关系的角度，阐明细胞膜作为系统的边界所具有的功能。 分析细胞膜组成成分与结构的关系，说明细胞膜结构的物质基础，概述流动镶嵌模型的主要内容。 2 1 分析对细胞膜成分与结构的探索历程，认同科学理论的形成是一个科学精神、科学思维和技术手段结合下不断修正与完善的过程。 3 流动镶嵌模型的基本内容 对细胞膜结构的探索 细胞膜的功能 目标一 目标二 目标三 目 录 CONTENTS 原始地球环境 细胞膜保障了细胞内部环境的相对稳定。 意义 1 将细胞与外界环境分隔开—系统的边界 将细胞与外界环境分隔开 营养物质 抗体、激素等 产生的废物 对细胞有害的物质 病毒、病菌 相对性 细胞 不需要的物质 功能特点——选择透过性 （有用的成分） 2 控制物质进出细胞 资料3：施莱登和施旺在细胞学说中强调“细胞既是一个相对独立的单位，又对与其他细胞构成的整体生命起作用”。由此说明多细胞生物体的生命活动必须依赖于细胞之间的协调配合才能完成。这体现了细胞膜的什么功能呢？ 受体 血管 细胞分泌化学物质（如激素），通过膜表面的受体传递信息 3 进行细胞间的信息交流 ① 间接交流 接受信号的细胞 靶细胞 发出信号的细胞 与膜结合的信号分子 膜上接受信号分子的受体 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。 演示 ② 直接交流 3 进行细胞间的信息交流 思考：所有细胞间的信息交流都需要膜上的受体吗？ 胞间连丝 3 进行细胞间的信息交流 ③ 植物细胞通过 传递信息。 通道（胞间连丝） 强调：通道交流不需要细胞膜上的受体 流动镶嵌模型的基本内容 对细胞膜结构的探索 细胞膜的功能 目标一 目标二 目标三 目 录 CONTENTS 问题： 假说： 结论： 1895年欧文顿发现溶于脂质的物质容易通过细胞膜，不溶于脂质的物质，不容易通过细胞膜。 【自主探究】 1 细胞膜成分的探索 欧文顿通过实验发现了什么问题？ 欧文顿提出什么样的假说？ 科学家由此得出什么结论？ 相似性溶原理 细胞膜的主要成分中有脂质 组成细胞膜的脂质有磷脂和胆固醇，其中磷脂含量最多 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，并利用哺乳动物成熟红细胞，通过一定的方法制备出纯净的细胞膜。 【思考】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。 1 细胞膜成分的探索 1.分析细胞膜中磷脂分子的排布特点(磷脂分子的结构如图所示) 结构图 模型 示意图 【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 细胞膜成分的探索 水 水 水 空气 【小组合作】 根据磷脂分子特点，磷脂在空气——水界面是如何分布的，在水中是如何分布的？ 延迟符 资料三：戈特和格伦德尔 空气-水界面上的单层分子面积恰为红细胞表面积的2倍 假说： 细胞膜中的磷脂分子以尾部对尾部的形式排列为两层 结论：细胞膜中的磷脂分子排列为连续的两层 思考：细胞膜两侧是什么环境呢？细胞膜上的磷脂分子如何排列呢？ 17 【资料6】1935年，英国学者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；当时人们已经知道了，如果在油水界面中加入一定量的蛋白质，其表面张力降低。 【思考】以上资料说明细胞膜中还可能含有什么物质？ 推测：细胞膜除含有脂质分子外，可能还附有蛋白质。 1 细胞膜成分的探索 (1) 成分 _____（约50% ） _______（约40% ） 糖类（2%～10%） _____（主要 ） 胆固醇 (动物细胞膜具有) 脂质 磷脂 蛋白质 C、H、O +N （+P、N） 2 细胞膜的成分 细胞膜成分的探索过程，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信息，提出解释某一生物学问题的一种假说，再进一步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或被否定，取决于它是否能与以后不断得到的观察和实验结果相吻合！ 科学方法 【资料7】神经髓鞘的蛋白质含量不仅少，而且蛋白质种类只有3种。神经髓鞘也比较简单，主要起绝缘作用。红细胞、肝细胞、大肠杆菌的细胞膜都承担着非常复杂繁多的生理功能，它们的细胞膜中蛋白质的种类和数量均较多。 细胞膜的功能主要由 决定，功能越复杂的细胞膜， 蛋白质的 和 越多。 【思考】由上述材料分析，细胞膜功能的复杂程度主要与哪种 成分相关联？ 蛋白质 种类 数量 (2) 细胞膜成分与功能的关系： 2 细胞膜的成分 1. 所有的细胞膜都由蛋白质—脂质—蛋白质构成 2. 细胞膜是静态的统一结构 结合资料根据课本内容，总结罗伯特森提出的两个假说 【自主探究】 【资料】关于电镜成像：电子束照射大分子物质，散射度高，呈暗带；照射小分子物质，散射度低，呈亮带。 冰冻蚀刻技术研究细胞膜结构 (2)通过冰冻蚀刻实验结果，你可以得出什么结论？ 蛋白质分子镶嵌、部分或全部嵌入、贯穿于磷脂双分子层。 该模型不能解释哪些现象？ 将细胞膜描述为静态统一的结构，无法解释细胞的生长和分裂、变形虫的运动、受精时细胞融合等。 【资料3】1970年，用不同颜色荧光染料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。 (3)通过人—鼠细胞融合的结果，可以得出什么结论？ 细胞膜具有流动性 2.分析细胞膜中蛋白质分子的排布特点 流动镶嵌模型的基本内容 对细胞膜结构的探索 细胞膜的功能 目标一 目标二 目标三 目 录 CONTENTS 1972年辛格（S. J. Singer）和尼克尔森（G. Nicolson）总结前人的研究成果，并且在新的观察和实验证据的基础上，提出了新的生物膜模型———流动镶嵌模型，为多数人所接受。 1.结构模型 (1) 图中A 名称：_________________ 作用：膜的_____________ 特点：_________________ 磷脂双分子层 可侧向自由移动 基本支架 A B C (2) 图中B 名称：___________ 三种位置 镶在磷脂双分子层表面 部分或全部______磷脂双分子层中 ______于整个磷脂双分子层 特点：大多数蛋白质分子是可以______的 蛋白质分子 嵌入 贯穿 运动 1.结构模型 A B C (3) 图中C 名称：糖类分子(糖被)，能和蛋白质结合(糖蛋白)或与脂质结合(糖脂) 位置：细胞膜的____表面 作用：与细胞表面的_____、细胞间的__________等功能有密切关系 外 识别 信息传递 1.结构模型 A B C 1.结构模型 流动性 磷脂分子 蛋白质 2.控制物质进出细胞 3.进行细胞间的信息交流 1.将细胞与外界环境分隔开 脂 质 蛋白质 糖 类 磷脂双分子层——基本支架 镶、嵌、贯穿 糖蛋白 功能特点 结构特点 （选择透过性） （流动性） 功 能 成分与结构 细 胞 膜 Lavf58.20.100 $$