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

基能过关——问题化 一、判一判(判断正误并找到课本原话) 1．人体的边界是皮肤和黏膜，细胞的边界是细胞膜。(必修1 P40正文) (　　) 2．在生命起源过程中，膜的出现是至关重要的阶段。(必修1 P40正文) (　　) 3．没有信息交流，多细胞生物体也能完成生命活动。(必修1 P41正文) (　　) 4．磷脂分子头部亲水、尾部疏水，在空气—水界面上自发排成双分子层。(必修1 P42“思考·讨论”) (　　) √　 √　 ×　 ×　 1 5．罗伯特森将电镜下看到的“暗—亮—暗”结构描述为“脂质—蛋白质—脂质”三层结构。(必修1 P43正文) (　　) 6．糖类与蛋白质、脂质结合形成的糖蛋白、糖脂统称为糖被。(必修1 P45正文) (　　) 7．糖蛋白分布于细胞膜的内侧和外侧。(必修1 P45图3－5) (　　) 8．真核细胞都有一个细胞核。(必修1 P54正文) (　　) 9．细胞核是细胞代谢和遗传的中心。(必修1 P55正文) (　　) ×　 ×　 ×　 ×　 × 2 细胞的边界：细胞膜 （质膜） 国家的边界：边防线等 人体的边界：皮肤和黏膜 一个系统总有它的边界 第三章 细胞的基本结构 第1节 细胞膜的结构和功能 1.为什么活细胞不能被染色，而死细胞能被染色？ 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。 2. 据此推测，细胞膜作为细胞的边界（系统的边界），应该具有什么功能？ 1.台盼蓝染液不能将活细胞染色，而可以使死细胞染色的原因是活细胞的细胞膜　　　　　　　　，细胞不需要的物质，不易通过细胞膜，因此　　　　　　　　；死细胞的细胞膜失去　　　　　　　　的功能，台盼蓝染液能够通过细胞膜进入细胞，因此死细胞可以　　　　。 2.细胞膜作为细胞的边界，具有控制物质进出细胞的功能。 注意：植物细胞的边界是也细胞膜，不是细胞壁，因为细胞壁是全透性的， 具有选择透过性 活细胞不被染色 控制物质进出细胞 被染成蓝色 不需要的、有害的物质 需要的营养物质 废物 细胞产生的分泌物 1、控制物质进出细胞 （选择透过性） 有些病毒、细菌也能侵入细胞，使生物体患病。 控制作用是相对的 （病菌、病毒等） 废物 细胞产生的分泌物 需要的营养物质 一、细胞膜的功能 分泌物 ③ 废物 ① 1.控制物质进出细胞 CO2、尿素、多余的无机盐等。 抗体、激素等物质 水、无机盐、氨基酸、葡萄糖等。 控制的相对性 营养物质 ② 病毒病菌 ④ ①②③表明细胞膜的控制作用具有普遍性；④有些病毒、病菌也能侵入细胞使生物体患病，表明细胞膜的控制作用具有相对性 一、细胞膜的功能 2 2.将细胞与外界环境分隔开 推测的原始海洋景观图 膜的出现是生命起源过程中至关重要的阶段。细胞膜保障了细胞内部环境的相对稳定。 细胞作为一个基本的生命系统，它的边界就是细胞膜（cell membrane），也叫质膜（plasma membrane）。 一、细胞膜的功能 激素 内分泌细胞的激素（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。 3.进行细胞间的信息交流 （1）通过细胞分泌化学物质完成间接交流 一、细胞膜的功能 （2）通过相邻两个细胞的细胞膜接触 发出信号的细胞 靶细胞 与膜结合的信号分子 受体 信息从一个细胞传递给另一个细胞（例如精子和卵细胞之间的识别和结合）细胞识别得以实现的基础是细胞膜表面某些生物大分子（如糖蛋白、糖脂）提供的识别信息，使细胞可以识别同种与异种、同源与异源细胞 一、细胞膜的功能 膜接触传递 精子和卵细胞之间的识别和结合 一、细胞膜的功能 （3）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。 胞间连丝 例如：高等植物细胞之间通过胞间连丝相互连接，也有信息交流的作用 一、细胞膜的功能 1、(必修1 P41图3－2分析应用)如图是细胞间的三种信息交流方式，据图分析并回答下列问题。 (1)图中物质或结构的名称：①　　　　　　　　；②　　　　；③　　　　。 与膜结合的信号分子 受体 胞间连丝 13 (2)植物细胞间的胞间连丝、人体内胰岛素的作用过程、精子和卵细胞之间的识别和结合分别属于图中的哪种方式？ (3)受体和信号分子的结合有无特异性？信号的识别场所是否一定位于细胞膜上？ 分别属于图丙、图甲、图乙 有特异性。信号的识别场所不一定位于细胞膜上，与受体的分布有关，一部分信息分子(如蛋白质类激素、神经递质等)的受体在细胞膜上，有些小分子物质(如性激素)的受体在细胞内部 14 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 一、细胞膜的功能 通过物质传递 细胞间直接接触 细胞间的通道（胞间连丝） 1、新鲜的苋菜叶泡进凉水中，水一般不会变红，但高温炒熟的苋菜中却有红红的汤汁，这与细胞膜的功能有何关系？ 细胞膜具有控制物质进出细胞的功能。 2.莲“出淤泥而不染” 细胞膜具有控制物质进出细胞的功能。 学以致用 3、没有受精的鸡蛋中，鸡蛋黄可看作一个卵细胞。蛋清是供受精卵发育的营养物质。鸡蛋打碎后，蛋清会迅速平摊在桌面，朝各个方向流去，蛋黄为什么不会？ 细胞膜具有将细胞与外界环境分隔开的功能 4、鼻子接触香水分子，为什么大脑皮层能产生“香”的感觉?手碰到火，为什么手臂的肌肉会收缩？ 进行细胞间的信息交流 学以致用 穿越时空——重温细胞膜的研究历程 二、对细胞膜成分的探索 1895年 欧文顿 20世纪初 1925年 戈特，格伦德尔 1935 丹尼利，戴维森 发现：凡是易溶于脂质的物质，也容易穿过膜，反之，不容易溶于脂质的物质，也不容易穿过膜。 推测：膜是由脂质组成的。 实验：科学家将膜从哺乳动物的红细胞中分离然后进行化学分析。 结论：细胞膜的脂质有磷脂和胆固醇，其中磷脂含量最多。 实验：用丙酮从红细胞中抽提出脂质，在空气—水界面上铺展成单分子层，测得单分子层的面积恰为红细胞表面积的两倍。 推测：细胞膜中的磷脂分子必然排列为连续的两层 实验：研究膜的张力 发现：细胞的表面张力明显低于油—水界面的表面张力。 （人们已经发现了油脂滴表面如果附有蛋白质成分则表面张力会降低） 推测：细胞膜除含脂质分子外，可能还附有蛋白质。 二、对细胞膜成分的探索 细胞膜的成分 脂质（约 50％ ） 蛋白质（ 约40％ ） 糖类（约 2％~10％ ） 磷脂最为丰富，此外还有少量胆固醇 研究发现： 细胞膜主要是由脂质和蛋白质组成的，此外，还有少量的糖类。 蛋白质在细胞膜行使功能方面起着重要作用， 功能越复杂的细胞膜，蛋白质种类和数量越多。 二、对细胞膜成分的探索 时间：1959年 人物：罗伯特森 发现：在电镜下看到了细胞膜清晰的暗—亮—暗的三层结构。 细胞膜结构的电镜照片 提出假说：所有的细胞膜都由蛋白质—脂质—蛋白质三层结构构成，电镜下看到的中间的亮层是脂质分子，两边的暗层是蛋白质分子。他把细胞膜描述为静态的统一结构。 三、对细胞膜结构的探索 时间：20世纪60年代以后 质疑：科学家对细胞膜是静态的观点提出质疑：如果是这样，细胞膜的复杂功能将难以实现，就连细胞的生长、变形虫的运动这样的现象都难以解释。 三、对细胞膜结构的探索 时间：1970年 实验：人——鼠细胞荧光标记融合实验 这一实验以及其他的实验证据表明：细胞膜具有流动性 融合细胞 细胞 融合 37℃ 40min 正在融合的细胞 红色荧光染料标记膜蛋白 绿色荧光染料标记膜蛋白 人细胞 小鼠细胞 荧光标记法是利用荧光蛋白或荧光蛋白基因作为标志物对研究对象进行分析的方法，常用的银光蛋白有绿色和红色两种颜色 三、对细胞膜结构的探索 时间： 人物： 提出： 1972年 辛格和尼科尔森 流动镶嵌模型 三、对细胞膜结构的探索 拓展：荧光漂白恢复技术 (1)亲脂性或亲水性荧光分子，如荧光素、绿色荧光蛋白等与蛋白质或脂质耦联。 (2)高能激光束的照射使某一区域荧光不可逆淬灭。 (3)由于生物膜的流动性，淬灭区荧光强度逐渐恢复。 (4)测定脂质或蛋白质在细胞中的运动速率。 25 四、流动镶嵌模型的基本内容 1、细胞膜的主要成分____________ ____ 2、基本支架为_______ _____ ____ 3、蛋白质在细胞膜中的位置 ____________ __ 4、细胞膜的外表面有__________与细胞表面的识别和细胞间的信息交流有关。 5、结构特点_________ ___ ____ 磷脂双分子层 磷脂和蛋白质 镶嵌在磷脂双分子层中（镶、嵌、贯穿） 糖被 磷脂分子可以侧向自由移动，大多数蛋白质也能运动，细胞膜具有流动性 蛋白质分子的位置: 镶嵌、全部嵌入或横跨磷脂双分子层 ——体现了生物膜内外结构的不对称性 蛋白质 细胞膜的流动性与选择透过性 区别 结构特点：具有流动性 功能特点：选择透过性 联系 膜只有具有流动性，才能表现其选择透过性，如果细胞膜中部分蛋白质充当了载体，运输物质进出细胞，只有它是运动的，才能运输物质。 科学方法——提出假说 细胞膜结构模型的探索过程，反映了提出假说这一科学方法的作用。科学家首先根据已有的知识和信息提出解释某一生物学问题的一种假说，再用进一步的观察与实验对已建立的假说进行修正和补充。一种假说最终被接受被否定，取决于它是否能与以后不断得到的观察和试验结果相吻合 聚焦真题分类练 题组一　真题重组判断类 1．(海南卷改编)蛋白质和脂质是生物膜不可或缺的成分，二者的运动构成膜的流动性，温度变化会影响膜蛋白的运动速度，而膜的特定功能主要由膜蛋白决定 (　　) 2．(河北卷)细胞膜的流动性使膜蛋白均匀分散在脂质中 (　　) 3．(河北卷)细胞膜上多种蛋白质参与细胞间信息交流 (　　) 4．(天津卷)磷是构成藻类生物膜的必要元素 (　　) √　 ×　 √　 √　 30 5．(全国乙卷)鉴别细胞的死活时，台盼蓝能将代谢旺盛的动物细胞染成蓝色 (　　) 6．(北京卷)原核细胞和真核细胞细胞膜的基本结构是脂双层 (　　) 7．(海南卷)磷脂水解的终产物为甘油和脂肪酸 (　　) 8．(全国卷Ⅱ改编)用细胞融合的方法探究细胞膜流动性时，可用荧光染料标记膜蛋白 (　　) ×　 √　 ×　 √　 31 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？ 【答案】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。 【答案】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。 （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？ $