3.1细胞膜的结构和功能 课件-2025-2026学年高一上学期生物人教版必修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。 为什么活细胞不能被染色， 而死细胞可以？ P34 预习探讨（台盼蓝染液的原理） 第三单元 细胞的基本结构 3.1 细胞膜的结构和功能 学习目标 说出细胞膜的功能。 了解细胞膜结构的探索历程。 2 1 3 说出流动镶嵌模型的基本内容。 目录 细胞膜的功能 细胞膜结构的探索历程 2 1 3 流动镶嵌模型 预习探讨（系统的边界） 人体的边界-皮肤 动物细胞-细胞膜 植物细胞-细胞膜 系统是有边界的，边界对系统的稳定性是至关重要的。 注：细胞壁具有全透性，无法给细胞提供稳定的内部环境，因此无法作为细胞的边界。 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。 细胞膜的功能 原始地球环境 原始海洋中有机物聚集 进化出原始生命 产生了原始的细胞 并成为相对独立的系统 细胞膜保障了细胞内部环境的相对稳定 细胞膜出现 意义 将细胞与外界环境分隔开 细胞膜的功能 需要的营养物质 代谢废物 不需要的物质或病毒、细菌等有害物质 分泌物 细胞内有用的成分 控制物质进出细胞（细胞膜的控制作用是相对的） 细胞膜的功能 进行细胞间的信息交流 通过体液运输交流 通过细胞膜接触交流 通过形成通道交流 方式1 方式2 方式3 通过 膜受体 相邻细胞 受体的化学本质是糖蛋白或蛋白质 方式1：通过体液运输交流 细胞膜的功能 内分泌 细胞 靶细胞 靶细胞 内分泌细胞分泌的激素 与靶细胞的细胞膜表面的受体结合 随血液到达全身各处 将信息传递到靶细胞 (如激素 、神经递质、细胞因子） 方式2：通过细胞膜接触交流 细胞膜的功能 发出信号的细胞 靶细胞 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。 与膜结合的信号分子 受体 精子和卵细胞之间的识别和结合 精子 发出信号的细胞 靶细胞 卵细胞 细胞膜的功能 方式3：通过形成通道交流 细胞膜的功能 通道 高等植物细胞之间通过胞间连丝相互连接，进行信息交流 某些细胞之间形成电突触，快速传导兴奋 1 2 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 放大 胞间连丝 1 功能3：进行细胞间的信息交流 细胞膜的功能 方式3：通过形成通道交流 功能3：进行细胞间的信息交流 细胞膜的功能 方式3：通过形成通道交流 电突触 2 电信号通过电突触从一个细胞传导另一个细胞，不需要进行 电信号→化学信号→电信号的转化。 电信号 某些无脊椎动物和鱼类快速准确的逃避就是依靠细胞之间的电突触。 心肌细胞之间存在电突触，保证心脏的正常跳动。 小肠平滑肌之间存在电突触，以协调细胞群体行为。 功能3：进行细胞间的信息交流 细胞膜的功能 方式3：通过形成通道交流 电突触 2 功能1：将细胞与外界环境分隔开 总结：细胞膜(质膜)的功能 功能2：控制物质进出细胞 功能3：进行细胞间的信息交流 细胞膜在控制物质进出的过程中，还具有能量转化的功能， 如主动运输和胞吞胞吐。 分隔 控制 交流 为多种酶提供结合位点，使酶促反应高效而有序。 如蓝细菌细胞膜上发生有氧呼吸第三阶段。 细胞膜的其他功能 1.能量转化 2.提供酶的结合位点 保证细胞内部环境的稳定 保证细胞的物质代谢和能量代谢 保证各细胞间的协调配合 细胞膜的功能 细胞膜的功能 细胞膜的功能由它的成分和结构决定 多细胞生物是一个繁忙而有序的“社会”，如果没有信息交流，生物体不可能作为一个整体完成生命活动。细胞间的信息交流，大多与细胞膜的结构有关。 1895年 20世纪初 1925年 1935年 通过对细胞膜通透性的实验探究推测：细胞膜是由脂质组成的。 欧文顿 利用哺乳动物成熟的红细胞分析：细胞膜的脂质有磷脂和胆固醇，其中磷脂含量最多。 深入研究 对细胞膜成分的探索 磷脂的分子一端为亲水的头，两个脂肪酸一端为疏水的尾。 请模拟磷脂分子的排布方式 在空气-水界面上 完全浸没在水中 置于水—苯的混合溶剂中 请思考细胞膜内外的环境， 模拟细胞膜中磷脂分子的排布方式。 对细胞膜成分的探索 对细胞膜成分的探索 1895年 20世纪初 1925年 1935年 通过对细胞膜通透性的实验探究推测：细胞膜是由脂质组成的。 欧文顿 利用哺乳动物成熟的红细胞分析：细胞膜的脂质有磷脂和胆固醇，其中磷脂含量最多。 测定磷脂单分子层的面积推测：细胞膜中的磷脂分子必然排列为连续的两层。 戈特和格伦德尔 通过测定细胞膜表面张力推测：细胞膜除了含有磷脂分子外，还有蛋白质。 丹尼利和戴维森 深入研究 研究发现：细胞膜主要由脂质和蛋白质组成。此外，还有少量的糖类 对细胞膜成分的探索 细胞膜的成分 细胞膜的主要成分 （约50%） （约40%）: （约2%—10%）：形成糖蛋白或糖脂，在细胞膜的外表面。糖被与细胞表面的识别、细胞间信息的传递等有密切关系。 功能越复杂的细胞膜，蛋白质的_____和______越多. （主要） （动物细胞膜） 种类 数量 糖类 脂质 蛋白质 磷脂 胆固醇 细胞膜的结构探索历程 1959年，科学家罗伯特森在电镜下观察细胞膜有“暗-亮-暗”结构。 罗伯特森提出：生物膜是由“蛋白质—脂质—蛋白质”的三层结构构成的静态统一结构 细胞膜的结构探索历程 细胞膜的结构探索历程 1970年，科学家用发绿色荧光的燃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，将两个细胞融合。 流动镶嵌模型 1972年，辛格和尼科尔森提出“流动镶嵌模型”。 磷脂双分子层基本支架 内部疏水 屏障作用 脂质 蛋白质 镶在、嵌入或贯穿 承担膜的主要功能 细胞膜 少量糖类 组分 细胞表面 信息传递 结构特点：具有流动性 1.将细胞与外界环境分隔开 结构 功能 2.控制物质进出细胞 3.进行细胞间的信息交流 功能特点：选择透过性 流动镶嵌模型 功能特点——选择透过性 结构基础：膜上具有蛋白质、磷脂双分子层有屏障作用 意义：控制物质进出细胞 结构特点——具有流动性 原因：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。 意义：细胞膜的流动性对于细胞完成物质运输、生长、分裂、运动等功能都是 非常重要的。 膜的流动性主要受温度影响，一定温度范围内，温度越高，流动性越强。 但超过一定范围，膜结构会被破坏。 流动镶嵌模型 细胞膜的特点： 空气和水界面上 单分子排布 搅动后 水溶液中 形成球状的微团 双层脂分子的球形脂质体 脂质体：根据磷脂在水相中形成稳定脂双层膜的现象而制备的人工膜 用途：可嵌入不同的膜蛋白，研究膜脂与膜蛋白生物学性质 与生活的联系 下图是由磷脂分子构成的脂质体，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？ 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，也可能会被细胞以胞吞的方式进入细胞，从而使药物在细胞内发挥作用。（体现流动性） 课后固学 感谢观看 $