3.1细胞膜的结构和功能导学案-2024-2025学年高一上学期生物人教版必修1
3.1细胞膜的结构和功能
【学习目标】
1.阐述细胞膜的功能、流动镶嵌模型的基本内容,形成细胞膜的结构与功能相适应的观点。
2.通过对细胞膜成分和结构的探索历程的分析,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和完善的过程。
【学习重难点】
1.学习重点
(1)细胞膜的功能
(2)流动镶嵌模型的主要内容
2.学习难点
(1)细胞膜的结构与其组成成分的内在联系。
(2)对细胞膜结构的探索过程。
知识梳理
一、细胞膜的成分
1、对膜成分的探索
时间及人物 | 实验依据 | 结论或假说 |
欧文顿(1895年) | 溶于脂质的物质,容易穿过细胞膜;不溶于脂质的物质,不容易穿过细胞膜 | 细胞膜是由 脂质 组成的 |
科学家 | 制备哺乳动物成熟红细胞的细 | 组成细胞膜的脂质 |
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| 胞膜并进行化学分析 | 有磷脂 和 胆固醇 ,其中 磷脂 含量最多 |
戈特和格伦德尔(1925年) | 用丙酮从人的红细胞中提取脂质,在空气—水的界面上铺展成单分子层,测得单层分子的面积恰为红细胞表面积的2倍 | 细胞膜中的磷脂分子必然排列为连续的 两层磷脂分子 |
丹尼利和戴维森(1935年) | 细胞的表面张力明显低于油—水界面的表面张力(已知油脂滴表面如果吸附有蛋白质成分则表面张力会降低) | 细胞膜除含 脂质 分子外,可能还附有 蛋白质 |
2、制备细胞膜一般可选的材料是: 哺乳动物成熟的红细胞 ,原因是 ① 无细胞核和众多细胞器,能得到纯净的细胞膜 ;② 无细胞壁,放到清水中,容易吸水胀破 。
3、细胞膜的化学成分主要是 脂质 和 蛋白质 ,此外,还有少量的 糖类,功能越复杂的细胞膜,蛋白质 种类和数量越多。
二、细胞膜的结构
1、对膜结构的探索
时间 | 人物 | 实验依据 | 结论或假说 |
1959年 | 罗伯特森 | 在电镜下看到了细胞膜 暗-亮-暗 的三层结构 | 所有的细胞膜都由 蛋白质-脂质-蛋白质 三层结构构成,把细胞膜描述为 静态 的统一结构 |
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1970年 | 科学家 | 人、鼠细胞融合实验( 融合的细胞陌上,两种颜色的荧光均匀分布 ) | 细胞膜具有流动性 . |
1972年 | 辛格和尼科尔森 | 根据细胞膜的分子结构模型和新的观察和已有的实验证据 | 提出“ 流动镶嵌模型 ” |
2.流动镶嵌模型的基本内容
(1)细胞膜主要是由 磷脂分子 和 蛋白质分子 构成的。
(2) 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。
(3) 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。这些蛋白质与 物质运输 、 信息识别 、 催化 等功能相关。
(4)细胞膜的 外表面 还有糖类分子,它和蛋白质分子结合形成 糖蛋白 ,或与脂质结合形成 糖脂 ,这些糖类分子叫作糖被。与细胞表面的 识别 、细胞间的 信息传递 等功能有密切关系。
(5)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
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