3.1 细胞膜的结构和功能课件-2026-2027学年高一上学期生物人教版必修1

细胞壁 细胞膜 细胞质 细胞核 植物细胞亚显微结构模式图 S z L w h S z L w h 鸡蛋黄是一个卵细胞。 鸡蛋黄与蛋清之间被什么结构分隔开？ 由此分析细胞膜具有什么功能？ ——将细胞与外界环境分隔开 （系统的边界） 细胞膜的功能 挑破卵黄膜 （卵细胞膜） S z L w h 膜的出现是生命起源过程中至关重要的阶段。 原始海洋 细胞膜将生命物质与外界环境分隔开，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。 ——将细胞与外界环境分隔开 细胞膜的功能 S z L w h 作为系统的边界，细胞膜应该具有什么样的功能？ ——控制物质进出细胞 细胞膜的功能 S z L w h 营养物质 代谢废物 不需要或对细胞有害的物质 分泌蛋白 细胞内核酸等重要成分 细胞膜的功能特性：选择透过性 ——控制物质进出细胞 细胞膜的功能 S z L w h 营养物质 代谢废物 不需要或对细胞有害的物质 分泌蛋白 细胞内核酸等重要成分 细胞壁：主要由纤维素和果胶构成 功能特点：全透性 ——控制物质进出细胞 细胞膜的功能 细胞膜的功能特性：选择透过性 S z L w h 进出境监管 海关 需要的物质可进入细胞， 不需要的物质不能通过细胞 伪装的“毒品” 伪装的病毒 ——控制物质进出细胞 细胞膜的功能 02 相对性 S z L w h ——控制物质进出细胞 细胞膜的功能 死亡细胞膜：全透性 活细胞膜：选择透过性 S z L w h 受体 血管 1.细胞分泌的信号分子（如激素），随体液到达全身，与靶细胞的受体结合， 将信息传递给靶细胞。 ——进行细胞间的信息交流 细胞膜的功能 S z L w h 受体 作用 2 特点 3 接受激素等信息分子 专一性 位置 1 细胞膜上或细胞内 ——进行细胞间的信息交流 细胞膜的功能 细胞分泌的信号分子（如激素），随体液到达全身，与靶细胞的受体结合，将信息传递给靶细胞。 S z L w h 2.细胞膜直接接触传递信息 发出信号的细胞 靶细胞 与膜结合的信号分子 相邻细胞的细胞膜接触，信息从一个细胞传递给另一个细胞。 细胞发出的信号分子与靶细胞膜外表面的受体结合。 ——进行细胞间的信息交流 细胞膜的功能 S z L w h ——进行细胞间的信息交流 细胞膜的功能 3.相邻细胞间形成通道，携带信息的物质通过通道进入另一个细胞。 S z L w h 多数情况下细胞间的信息交流依赖于膜上的受体蛋白 ——进行细胞间的信息交流 细胞膜的功能 S z L w h 系统的边界 细胞膜的功能 功能特性：选择透过性 S z L w h 透析器—— 细胞膜的功能特性：选择透过性 S z L w h 细胞膜的功能 S z L w h 那就让我们穿过时空隧道，跟随科学家的脚步来探索细胞膜成分。 细胞膜的成分 S z L w h 细胞膜成分与结构的探索 S z L w h 我研究了五百多种 植物，发现…… 细胞膜 非脂溶性物质 脂溶性物质 相似相溶原理 1.欧文顿（E.Overton）实验 实验现象： 假说： 脂质分子更容易通过细胞膜 细胞膜是由脂质组成的 实验方法： 细胞膜成分的探索 现象的推理和分析 S z L w h S z L w h 实验：用500多种化学物质对植物细胞的通透性进行了上万次实验。 发现：细胞膜对不同物质的通透性是不一样的：溶于脂质的物质比不溶于脂质的物质更容易通过细胞膜。 最初认识到细胞膜是由脂质构成的，是直接对膜成分进行提取、鉴定，还是一种推理？ 在推理分析得出结论后，还有必要对膜的成分进行提取、分离和鉴定吗？ 欧文顿的推论是否正确呢？细胞膜中除含有脂质外，还有没有其他成分呢 ？ 2.实验：细胞膜的制备 原理：动物细胞放清水里，细胞吸水胀破，内容物流出即可离心得到细胞膜 材料：哺乳动物的成熟红细胞： 细胞膜化学分析表明：脂质有磷脂和胆固醇，磷脂含量最多 无细胞核和细胞器 实验方法：物质的提取和鉴定 细胞膜成分的探索 S z L w h S z L w h 结构图 磷脂结构 示意图 亲水端（磷酸） 疏水端（脂肪酸） 请根据磷脂分子的特点猜测其在空气与水界面上如何分布？ 细胞膜成分的探索 S z L w h 22 磷脂的排布 磷脂分子在空气与水界面上分布的模型 细胞膜的两侧都有水，磷脂分子在细胞膜中是怎样排布的？ 细胞膜成分的探索 S z L w h S z L w h 水 水 A 水 水 B 水 水 C 亲水的“头部”与水接触，疏水的“尾巴”远离水 水 水 推测：细胞膜中的磷脂分子排列为连续的两层 细胞膜成分的探索 S z L w h S z L w h 24 24 实验：从红细胞膜中提取脂质，在空气—水界面上铺成单分子层， 测得的面积恰为红细胞表面积的2倍。 S 2S 3.荷兰科学家戈特和格伦德尔 推断：_______________________________________ 细胞膜中的磷脂分子必然排列成连续的两层。 如果用其他细胞膜做实验，数量关系还是2倍吗？ 细胞膜成分的探索 S z L w h S z L w h 实验：发现细胞膜的表面张力明显低于油—水界面的。 4.英国学者丹尼利和戴维森 已知：油脂表面如吸附有蛋白质则表面张力会降低 推测：细胞膜除含有脂质分子外，还可能附有蛋白质。 细胞膜成分的探索 S z L w h S z L w h 欧文顿对植物细胞进行了上万次的实验 1985年 科学家分离出红细胞膜 20世纪初 戈特和格伦德尔提取红细胞脂质平铺 1925年 丹尼利和戴维森： 细胞膜表面张力 低于油水界面 1935年 推测细胞膜由脂质组成 得知细胞膜中有磷脂和 胆固醇，磷脂含量最多 推断细胞膜中的磷脂分子为连续的两层 推测膜上有蛋白质 细胞膜成分的探索 S z L w h 蛋白质(%) 磷脂(%) 胆固醇（%） 糖类(%) 哺乳动物红细胞膜 49 33 10 8 小鼠肝细胞膜 44 45 8 3 大肠杆菌细胞膜 75 25 0 0 细胞膜主要是由脂质和蛋白质组成，还有少量的糖类。 1.分析比较表格中的数据，准确阐述细胞膜的组成成分。 2.比较细胞膜的成分异同，分析哪种成分决定细胞膜功能的复杂程度？ 功能越复杂的细胞膜，蛋白质的种类和数量越多。 脂质中磷脂最丰富，动物细胞膜含有少量胆固醇 细胞膜成分 S z L w h 细胞膜结构的探索 S z L w h 观察现象：1959年，科学家罗伯特森在电镜下观察细胞膜有“暗-亮-暗”三层结构。 提出假说： ①细胞膜为蛋白质-脂质-蛋白质三层结构组成（对称） ②细胞膜是静止的 蛋白质 脂质 蛋白质 细胞膜结构的探索 S z L w h 罗伯特森的模型能否解释视频中的现象？ 变形虫摄食纤毛虫 细胞分裂 细胞膜结构的探索 S z L w h 细胞膜结构的探索 这一实验以及相关的其他实验证据表明，细胞膜具有流动性。 人、鼠细胞融合实验 ——荧光标记法 S z L w h 1972年桑格(S.J.Singer)和尼克森(G.Nicolson)提出了新的生物膜模型——流动镶嵌模型，为多数人所接受。 细胞膜结构的探索 S z L w h 磷脂分子的侧向自由移动 膜中的蛋白质大多也能运动 膜的结构特点： 膜的功能特点： 具有选择透过性 具有一定的流动性 ——流动镶嵌模型 细胞膜结构的探索 S z L w h 糖被分布在细胞膜的什么位置？ 糖类和哪些物质结合？作用？ 细胞膜外表面 糖蛋白、糖脂——识别、信息交流 糖被 ——流动镶嵌模型 细胞膜结构的探索 S z L w h S z L w h › 磷脂双分子层 作用：细胞膜的基本支架 特点：侧向流动 › 蛋白质 位置：镶、嵌、贯穿 作用：与细胞膜功能复杂程度有关 特点：多数蛋白质是可以运动的 › 糖被——与蛋白质或磷脂结合 位置：细胞膜外侧 作用：保护、识别、润滑 › 胆固醇：动物细胞膜 细胞膜的结构特点： 具有一定的流动性 细胞膜的功能特点： 具有选择透过性 ——流动镶嵌模型 细胞膜结构的探索 S z L w h 脂双层为基本骨架 磷脂 蛋白质 镶、嵌、贯穿 细胞膜 糖类（少） 组成成分 内部疏水，屏障 细胞膜的外表面 结构 1.将细胞与外界环境分隔开 功能 2.控制物质进出细胞 3.进行细胞间的信息交流 单层膜 小结 结构特点：流动性 功能特性：选择透过性 S z L w h 细胞膜的功能： 与所有成分都有关，主要取决于膜上蛋白质的种类和数量 与磷脂分子（疏水的尾部）有关 与糖被（或糖蛋白）有关 细胞膜的屏障作用： 识别、信息交流： 小结 S z L w h 时间   激光   荧光密度   ①漂白区恢复到与周围荧光强度相同？ ②恢复后漂白区荧光强度与激光处理前相同？ 细胞膜结构特点——流动性 荧光漂白恢复实验——荧光染料标记细胞膜上的磷脂或蛋白质 借助于高强度脉冲激光来照射细胞某一区域，造成该区域荧光分子的光粹灭 该区域周围的非粹灭荧光分子会以一定的速率向受照射区域扩散 S z L w h 细胞膜结构的拓展应用 S z L w h S z L w h 右下角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。 2.该脂质体的研究应用依据？ 细胞膜结构的拓展应用 1.为什么两类药物的包裹位置各不相同？ 3.哪些药物适合这种方法？ S z L w h S z L w h Lavf58.33.100 Content Adaptive Encoding 3.0 Lavf57.62.100 学科网 rbm.xkw.com rbm.xkw.com rbm.xkw.com Lavf58.33.100 学科网版权所有 Codec by Bilibili XCode Worker v4.8.35(fixed_gap:False) Lavf58.29.100 Packed by Bilibili XCoder v2.0.2 Lavf58.29.100 Packed by Bilibili XCoder v2.0.2 Lavf58.51.100 Lavf58.51.100 EVCapture4.1.9软件录制 Lavf57.25.100 本视频由湖南一唯信息科技开发的EV录屏软件录制，www.ieway.cn $