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

一个国家有国界线,国界线多种多样,有的以河为界线,有的以山为界线,有的以一条路为界线,有的修筑一堵墙为界线,甚至还有的画一条线为界线。细胞以什么为界呢? 导入新课 活 细 胞 死 细 胞 植物细胞 动物细胞 细胞作为一个基本的生命系统，细胞的边界—细胞膜（质膜） 注意：植物细胞的边界也是细胞膜（质膜） 细胞的基本结构 第3章 第1节　细胞膜的结构和功能 学习目标 通过对细胞膜结构的探索及细胞膜功能的学 习，理解“结构决定功能”这一生命观念 通过模型构建，理解细胞膜流动镶嵌模型的 基本内容 通过对细胞膜结构的探索过程的分析，领悟 科学的过程和方法 思维导图 一、细胞膜的功能 一、细胞膜的功能 如图没有受精的鸡蛋中，鸡蛋黄可看作一个卵细胞，鸟类的卵细胞是自然界中较大的细胞。 请同学们思考: 鸡蛋黄与蛋清之间被什么样的结构分隔开?说明次结构有什么作用？ 功能一 ①将细胞与外界环境分隔开，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 科研上鉴别死细胞和活细胞，常用台盼蓝染色法，死的动物细胞会被染成蓝色，而活的动物细胞不着色，从而判断细胞是否死亡。 为什么活细胞不能被染色，而死细胞能被染色？ 一、细胞膜的功能 活 细 胞 死 细 胞 死 细 胞 活细胞的细胞膜对物质进入细胞有控制功能，而台盼蓝不是细胞需要的物质。 ②细胞膜能控制物质进出细胞 ？ ？ ？ ？ ？ ②控制物质进出细胞 营养物质 代谢废物、抗体、激素等 细胞不需要的物质 核酸等 水、葡萄糖等 控制作用是相对的 细胞膜的功能特点：选择透过性 一、细胞膜的功能 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，细胞间如何协调配合呢？ 请解释冷水清洗苋菜时不变色，烹饪后汤汁变红？ 请思考 植物细胞的边界是细胞膜，而不是细胞壁为什么？ 作为系统的边界对物质进出细胞有控制作用，而细胞壁是全透性的，没有控制作用。 烹饪后苋菜细胞膜对物质的进出失去控制作用，所以烹饪后汤汁变红。 学以致用 内分泌细胞分泌的激素（如胰岛素），随血液到达全身各处，与靶细胞的细胞膜表面的受体结合，将信息传递给靶细胞。 体 液 的 传 送 1.化学信号传导（如激素） 内分泌细胞 分泌的激素 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 一、细胞膜的功能 ③进行细胞间的信息交流 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。 ③ 进行细胞间的信息交流 2.直接交流 一、细胞膜的功能 发出信号的细胞 靶细胞 例如，精子和卵细胞之间的识别和结合。 直接交流和间接交流都依赖细胞膜上的受体。 受体 信号分子 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.形成通道传递信息 通道交流不需要细胞膜上的受体 高等植物细胞形成胞间连丝 一、细胞膜的功能 细胞膜的功能取决于其结构 二、细胞膜的成分的探索 实 验 一 实验方法 欧文顿用500多种化学物质对植物细胞的通透性进行了上万次的实验 实验现象 溶于脂质的物质,________________;不溶于脂质的物质,_________________ 实验结论 推测细胞膜是由______组成的 容易穿过细胞膜 不容易穿过细胞膜 脂质 实 验 二 实验目的 探究细胞膜中脂质成分的类型 实验方法 利用__________的红细胞,通过一定的方法制备出纯净的细胞膜,进行化学分析 实验结论 组成细胞膜的脂质有______________,其中______含量最多 二、细胞膜的成分的探索 哺乳动物 磷脂和胆固醇 磷脂 用哺乳动物的成熟红细胞制备出纯净的细胞膜,用其他细胞可以吗？ 磷脂在细胞膜上如何分布呢？ 三、细胞膜成分的探索——磷脂 磷脂分子结构式 1.磷脂分子的结构 亲水性 亲水头部 疏水尾部 磷脂分子示意图 疏水性 【组成元素】C、H、O、P、N 如果把磷脂分子放在空气-水界面上，磷脂分子会如何排布？ 细胞内外均为水环境，磷脂分子应如何分布? 空气 水 三、细胞膜成分的探索——磷脂 实验三 1925年，荷兰科学家戈特、格伦德尔用丙酮从人的红细胞中提取脂质，在空气——水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 推测 细胞膜中的磷脂分子必然排列为连续的两层 思考一 科学结论的得出与实验材料的选择密切相关，荷兰科学家戈特、格伦德尔用丙酮从人的红细胞中提取脂质，若用口腔上皮细胞能得出相同结果吗？ 二、细胞膜的成分的探索 实 验 三 实验目的 英国学者丹尼利和戴维森研究细胞膜的张力 实验现象 发现细胞的表面张力明显低于油—水界面的表面张力(人们已发现了油脂滴表面如果吸附有蛋白质成分则表面张力会降低) 实验结论 推测________________________ 细胞膜可能还附有蛋白质 20世纪50年代，美国学者贝尔和罗斯维尔发现细胞膜中含有糖类。 细胞膜 蛋白质（≈40%）细胞膜功能越复杂，蛋白质的种类和数量越多 脂质（≈50%）：磷脂（最丰富） 胆固醇（主要在动物细胞中） 糖类（≈2%~10%）：参与形成糖蛋白和糖脂 二、细胞膜的成分的探索 细胞膜上的这些物质如何排列构成细胞膜的呢？ 1959年 罗伯特森用电镜观察细胞结构 假说：所有的细胞膜都由蛋白质——脂质——蛋白质三层结构构成，且为静态的统一结构 1970年 荧光染料标记细胞融合实验 1972年 辛格和尼科尔森提出细胞膜结构模型 建构模型：流动镶嵌模型 三、对细胞膜结构的探索 细胞膜具有流动性 版权为学生物真有范所有 17 1959年，罗伯特森利用电子显微镜拍摄到了细胞膜的图像为暗——亮——暗的三层结构，大胆提出假设 细胞膜都是由蛋白质-脂质-蛋白质三层构成。认为细胞膜是静态的统一结构。。 这种推测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 变形虫变形运动 第一阶段观察实验 第二阶段人鼠细胞融合实验 1970年，科学家人鼠细胞融合实验，得出的结论是什么? 该实验加上其他实验证明细胞膜具有流动性。 绿色荧光染料标记的膜蛋白 小鼠细胞 两种颜色的荧光均匀地分布 红色荧光染料标记的膜蛋白 37℃ 40min 人细胞 构成细胞膜的蛋白质具有流动性，进一步否定“三明治”模型对蛋白质是静态的描述。 第三阶段流动镶嵌模型的提出 在新的观察和实验证据的基础上，又有学者提出了一些关于细胞膜的分子结构模型。其中，1972年，辛格和尼科尔森提出的流动镶嵌模型为大多数人所接受。 ①_______________是膜的基本支架。 磷脂双分子层 其内部是疏水端，水溶性分子或离子不能自由通过，因此具有屏障作用。 流动镶嵌模型的基本内容 ②_________________以不同方式镶嵌在磷脂双分子层中。 蛋白质分子 ③细胞膜不是静止不动的，而是具有 。 流动性 细胞膜的结构特点 思考： 细胞膜的磷脂双分子层内部分是疏水的，水分子为什么能跨膜运输呢？ 一、水分子极小，可以通过由于磷脂分子运动而产生的间隙， 二、膜上存在水通道蛋白，水分子可以由此通过。 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 细胞膜具有流动性的原因 明辨是非(画“√”或“×”) (1)细胞膜是细胞的一道屏障,只有细胞需要的物质才能进入细胞,而对细胞有害的物质则不能进入。 ( ) (2)细胞间的信息交流都是通过细胞膜的直接接触来完成的。 ( ) (3)功能越复杂的细胞膜中磷脂的含量越多。 ( ) (4)构成细胞膜的大多数蛋白质分子和磷脂分子都是可以运动的。 ( ) (5)细胞膜的基本支架是由磷脂分子和蛋白质分子共同构成的。 ( ) × × × √ × 学以致用 1.(2024·扬州高一期中)细胞膜的特性和功能是由其结构决定的。下列相关叙述错误的是 (　　) A.细胞膜的脂质结构使溶于脂质的物质容易通过细胞膜 B.构成细胞膜的磷脂分子具有流动性,而蛋白质是固定不动的 C.细胞膜的蛋白质分子有物质运输功能 D.细胞的生长现象不支持细胞膜的静态结构模型 B 2.(2024·徐州高一期中)如图为细胞间某种信息交流示意图,相关的叙述错误的是 (　　) A.该图说明细胞膜具有细胞间信息交流的功能 B.该图可以表示精子与卵细胞的识别 C.①②化学组成通常是蛋白质 D.所有细胞间的信息交流都有受体②参与 D 3.下列有关细胞膜化学成分和结构的探索历程的叙述,错误的是 (　　) A.欧文顿发现溶于脂质的物质比不溶于脂质的物质更容易穿过细胞膜,据此推测细胞膜是由脂质组成的 B.从人的成熟的红细胞中抽提的脂质在空气-水界面上铺展成单分子层的面积是其细胞表面积的2倍 C.罗伯特森在电镜下看到细胞膜的暗-亮-暗三层结构,提出了所有细胞膜都是由蛋白质-脂质-蛋白质三层结构构成的假说 D.罗伯特森提出的细胞膜模型假说可以解释变形虫的运动 D $