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

第1节 细胞膜的结构和功能 第3章 细胞的基本结构 S z L w h S z L w h 国家的边界：边防线等 人体的边界：皮肤和黏膜 细胞的边界——细胞膜（质膜） 植物细胞 动物细胞 S z L w h 问题探讨 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。 1.为什么活细胞不能染色，而死细胞能被染色？ 2.据此推测，细胞膜作为系统的边界，应该具有什么功能？ 讨论 用台盼蓝染液染色后的死细胞和活细胞（放大200倍） 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。 活细胞的细胞膜具有选择透过性，台盼蓝是细胞不需要的物质，不易通过细胞膜。 细胞膜具有控制物质进出细胞的功能。 3 无机物→简单有机物→复杂有机物→原始生命体 意义：细胞膜保障了细胞内部环境的相对稳定 1.将细胞与外界分隔开 细胞膜的功能 考点一 一 S z L w h 营养 代谢废物 分泌物 病毒、细菌及有害物 （控制的相对性） 流感病毒入侵细胞 细胞膜的功能特性： 选择透过性 2.控制物质进出细胞 细胞膜的功能 考点一 一 S z L w h 资料：施莱登和施旺在细胞学说中强调“细胞是一个相对独立的单位，既有它自己的生命，又对与其他细胞共同组成的整体起作用”。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。 【思考】细胞之间是如何实现协调配合的？ 【思考】细胞之间信息交流的方式有哪些？ 3.进行细胞间的信息交流 细胞膜的功能 考点一 一 S z L w h 6 （如激素） 血 液 靶细胞 内分泌细胞 （主要是糖蛋白，具特异性） （1）间接交流：细胞分泌化学物质（如激素），通过膜表面的受体传递信息 信号分子 受体 3.进行细胞间的信息交流 细胞膜的功能 考点一 一 S z L w h 实例：精子和卵细胞之间的识别和结合 3.进行细胞间的信息交流 （2）直接接触：细胞膜直接接触 与膜结合的信号分子 受体：具有特异性 细胞膜的功能 考点一 一 S z L w h 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）高等植物细胞通过 传递信息。 胞间连丝 不需要受体 3.进行细胞间的信息交流 细胞膜的功能 考点一 一 S z L w h 细胞膜的功能 1.将细胞与外界环境分隔开 2.控制物质进出细胞 3.进行细胞间的信息交流 【思考】细胞膜的功能是由什么决定的？ 结构→功能 间接 直接 胞间连丝 膜功能小结： S z L w h 细胞膜 非脂溶性物质 脂溶性物质 相似相溶原理 【资料1】1895年欧文顿：500多种物质对植物细胞膜的通透性实验，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。 【思考】欧文顿对细胞膜的组成成分作出怎样的推测？ 细胞膜的主要组成成分中有脂质。 二 细胞膜成分的探索 S z L w h 11 【资料2】科学家利用哺乳动物的成熟红细胞作为实验材料，制备出纯净的细胞膜，并对细胞膜的成分进行分析，得出 【思考】为什么选择哺乳动物成熟红细胞来制备细胞膜？ 易制得纯净的细胞膜。 细胞膜的脂质有磷脂和胆固醇，其中磷脂含量最多。 没有细胞核和众多的细胞器， 红细胞+清水→细胞吸水胀破 二 细胞膜成分的探索 S z L w h 胆 碱 磷 酸 甘 油 脂肪酸 磷脂的一端是磷酸亲水的“头”， 两个脂肪酸一端为疏水的“尾”。 亲水头 疏水尾 二 细胞膜成分的探索 S z L w h 磷脂分子在水-空气界面的分布 磷脂分子 根据磷脂分子的特点，推测磷脂分子在水—空气界面的排布方式。 S z L w h 二 细胞膜成分的探索 14 磷脂分子在水-空气界面的分布 S z L w h 二 细胞膜成分的探索 15 磷脂分子在水-空气界面的分布 S z L w h 二 细胞膜成分的探索 16 磷脂分子在水-空气界面的分布 S z L w h 二 细胞膜成分的探索 17 磷脂分子在水-空气界面的分布 S z L w h 二 细胞膜成分的探索 磷脂分子在水-空气界面的分布 S z L w h 二 细胞膜成分的探索 磷脂分子在水-空气界面的分布 S z L w h 二 细胞膜成分的探索 【资料3】1925年，两位荷兰科学家戈特和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。 【问题】该实验得出了怎样的推论？ 细胞膜中的磷脂分子必然排列为连续的两层 思考：将人的肝细胞中的磷脂全部提取出来，铺成单分子层，其面积是肝细胞表面积的2倍吗？为什么？ 大大超过2倍，肝细胞具有多种具膜的细胞器 二 细胞膜成分的探索 S z L w h 磷脂分子在水环境中的分布 根据磷脂分子的特点，推测磷脂分子在水环境中的排布方式。 水环境 S z L w h 二 细胞膜成分的探索 磷脂分子在水环境中的分布 水环境 S z L w h 二 细胞膜成分的探索 磷脂分子在水环境中的分布 水环境 S z L w h 二 细胞膜成分的探索 磷脂分子在水环境中的分布 水环境 S z L w h 二 细胞膜成分的探索 磷脂分子在水环境中的分布 水环境 S z L w h 二 细胞膜成分的探索 磷脂分子在水环境中的分布 水环境 S z L w h 二 细胞膜成分的探索 磷脂分子在水环境中的分布 根据磷脂分子的特点，分析推测细胞膜中磷脂分子的排布情况。 A B 水环境 戈特和格伦德尔 1925年 S z L w h 二 细胞膜成分的探索 讨论：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？ 磷脂的“头部”将与水接触，“尾部”与苯接触，磷脂分子分布成单层。 二 细胞膜成分的探索 S z L w h 【资料4】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？ 细胞膜除含脂质分子外，可能还附有蛋白质 二 细胞膜成分的探索 S z L w h 细胞膜的成分 脂质 蛋白质 糖类 （约占50%）主要是磷脂，还有少量胆固醇。 （约占40%） （约占2%—10%） 功能越复杂的细胞膜，蛋白质的种类和数量越多。 考点三 三 细胞膜结构的探索 S z L w h 蛋白质的电子密度高，在电镜下显暗色； 磷脂分子的电子密度低，显亮色。 小资料 1 细胞膜结构的探索 (1)1959年，罗伯特森 ①方法：在电子显微镜下观察细胞膜。 ②现象：细胞膜呈现清晰的______________的三层结构。 ③结论：所有的细胞膜都由______________________三层结构构成，是一种______的统一结构。 暗—亮—暗 蛋白质—脂质—蛋白质 静态 质疑：该静态结构模型不能解释细胞的哪些功能？ 不能解释细胞的生长、变形虫的运动、白细胞吞噬细菌等。 三明治模型 考点三 三 细胞膜结构的探索 S z L w h 1 细胞膜结构的探索 （2）实验： 实验技术： 融合细胞 诱导 融合 人细胞 小鼠细胞 40min 37℃ 正在融合的细胞 细胞膜具有流动性 该实验及相关的其他实验表明： 小鼠细胞—人细胞融合 荧光标记技术 用荧光染料标记某种物质，利用其荧光特性，来反应研究对象的相关信息。 荧光标记技术 考点三 三 细胞膜结构的探索 S z L w h 2 流动镶嵌模型的主要内容 人物：辛格 和 尼科尔森 提出： 流动镶嵌模型 考点三 三 细胞膜结构的探索 S z L w h 34 2 流动镶嵌模型的主要内容 A B C D （1）主要成分： 磷脂和蛋白质 （2）基本支架： 磷脂双分子层 具有屏障作用 考点三 三 细胞膜结构的探索 S z L w h 35 2 流动镶嵌模型的主要内容 （3）蛋白质的位置： 镶在、部分或全部嵌入、贯穿于整个磷脂双分子层 物质运输作用 考点三 三 细胞膜结构的探索 S z L w h 36 2 流动镶嵌模型的主要内容 磷脂分子：侧向自由移动 蛋白质分子：大多也能运动 具有一定的流动性 （4）细胞膜的结构特性： 实例：细胞融合、变形虫变形运动、白细胞吞噬细菌等。 考点三 三 细胞膜结构的探索 S z L w h 37 2 流动镶嵌模型的主要内容 细胞膜外表面 糖蛋白： 具有识别、信息传递等功能 A B C D 糖蛋白 糖脂 考点三 三 细胞膜结构的探索 S z L w h 38 思考 罗伯特森提出的细胞模型与流动镶嵌模型有什么不同？ 静态 一定的流动性 对称分布 不对称分布 考点三 三 细胞膜结构的探索 S z L w h 39 （1）细胞膜上的受体是细胞间信息交流必需的（ ） （2）高等植物的胞间连丝也能使细胞间进行物质交换（ ） （3）罗伯特森用高倍显微镜观察到了细胞膜亮-暗-亮的三层结构（ ） （4）细胞膜的基本支架是由磷脂分子和蛋白质分子共同形成的（ ） （5）功能越复杂的细胞膜，磷脂的种类与数量越多（ ） （6）构成细胞膜的脂质主要是磷脂、脂肪、胆固醇（ ） （7）脂质和蛋白质分子在细胞膜两侧是不对称分布的（ ） （8）构成细胞膜的磷脂和蛋白质分子全都是可以运动的（ ）2 （9）细胞膜的基本支架是磷脂分子（ ） ✘ ✘ ✘ ✘ ✘ ✘ ✔ ✔ ✘ 考向突破 S z L w h 40 二、拓展应用 1.在解释不容易理解的陌生事物时，人们常用类比的方法，将陌生的事物与熟悉的事物作比较。有人在解释细胞膜时，把它与窗纱进行类比：窗纱能把昆虫挡在外面，同时窗纱的小洞又能让空气进出。你认为这种类比有什么合理之处，有没有不妥当的地方? 把细胞膜与窗纱进行类比,合理之处是说明细胞膜与窗纱一样可以允许一些物质出入,阻挡其他物质出入。这样的类⽐也有不妥之处。例如,窗纱是一种简单的刚性的结构,功能较单纯,细胞膜的结构和功能要复杂得多;细胞膜是活细胞的重要组成部分,活细胞的生命活动是一个主动的过程,⽽窗纱是没有生命的,它只能是被动地在起作用。 脂质体 二、拓展应用 2.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? 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)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。 考向突破 S z L w h 42 细 胞 膜 成分与结 构 功 能 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、糖脂 功能特性 结构特性 （选择透过性） （一定的流动性） 【课堂小结】 S z L w h $