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

3.1 细胞膜的结构和功能 磷脂双分子层 磷脂分子 蛋白质分子 糖蛋白 糖脂 科学家用显微注射器将一种叫做伊红的物质注入变形虫体内，伊红很快扩散到整个细胞,却不能逸出细胞。此实验说明了什么？ 细胞存在边界——细胞膜 问题探讨 一、细胞膜的功能 www.islide.cc 3 1 将细胞和外界环境分开 【思考】细胞膜作为系统的边界，它在细胞的生命活动中起什么作用？ 无机物→简单有机物→复杂有机物→原始生命体 意义：保障细胞内部环境的相对稳定 4 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。 讨论 1.为什么活细胞不能被染色，而死细胞能被染色？ 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，因此活细胞不被染色。 死细胞的细胞膜失去控制物质进出细胞的功能，台盼蓝能通过细胞膜进入细胞，死细胞能被染成蓝色。 问题探讨 一、细胞膜的功能 2 控制物质进出细胞 相对性 营养物质 细胞不需要的物质 细胞分泌物代谢废物 有用成分 环境中的有害物质可能进入； 病毒、病菌的侵入，使生物体患病。 一、细胞膜的功能 施莱登和施旺在细胞学说中强调“细胞既是一个相对独立的单位，又和其他细胞构成的整体起作用”。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 一、细胞膜的功能 激素 血 液 靶细胞 内分泌细胞 受体：蛋白质 3 进行细胞间的信息交流 （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 一、细胞膜的功能 靶细胞 发出信号的细胞 与膜结合的信号分子 膜上接受信号分子的受体 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。 例如，精子和卵细胞之间的识别和结合。 演示 （2）直接交流：细胞膜的接触 强调：只有同种生物的精子和卵细胞能够识别和结合。 一、细胞膜的功能 思考：所有细胞间的信息交流都需要膜上的受体吗？ 3 进行细胞间的信息交流 胞间连丝 （3）高等植物细胞通过 进行物质交换和信息交流。 通道交流（胞间连丝） 笔记：通道交流不需要细胞膜上的受体 一、细胞膜的功能 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 间接交流 直接交流 通道交流 二、对细胞膜成分的探索 细胞膜 非脂溶性物质 脂溶性物质 膜是由脂质组成的 相似相溶原理 【资料1】1895年欧文顿：多种物质对膜的通透性实验，溶于脂质的物质容易通过细胞膜，不溶于脂质的物质，不容易通过细胞膜。 【思考】欧文顿对细胞膜的组成成分作出怎样的推测？ 二、对细胞膜成分的探索 【资料2】科学家利用哺乳动物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，得出组成细胞膜的脂质有磷脂和胆固醇，其中磷脂含量最多。 【思考】为什么选择哺乳动物成熟红细胞来制备细胞膜？ ①无细胞壁，细胞容易吸水涨破； ②无细胞核和众多的细胞器，易制得纯净的细胞膜。 磷脂分子在空气与水界面上分布的模型 亲水头部 疏水尾部 磷脂分子结构式 磷脂分子模型 磷脂分子示意图 合作探究：请在纸上画出磷脂分子在空气水面上的分子排列模型 水 二、对细胞膜成分的探索 细胞膜的两侧都有水环境存在，同学们尝试着大胆的推测和想象一下在这样的环境中，磷脂分子在细胞膜中可能是怎样排布的呢？ 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 二、对细胞膜成分的探索 14 14 二、对细胞膜成分的探索 【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1】该实验得出了怎样的推论？ 水 水 【问题2】细胞膜上的磷脂分子是怎样排列的？ 水 水 1层细胞膜含2层磷脂分子 二、对细胞膜成分的探索 【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？ 推测：细胞膜除含有脂质分子外，可能还附有蛋白质。 17 二、对细胞膜成分的探索 人物 时间 实验过程 结果 欧文顿 1895年 发现脂溶性物质更易通过细胞膜 推测细胞膜由脂质组成 科学家利用哺乳动物的红细胞制备细胞膜，进行化学成分分析 组成细胞膜的脂质有磷脂和胆固醇，其中磷脂含量最多 戈特 格伦德尔 1925年 从人的红细胞中提取脂质，在空气-水界面中铺展成单分子层，其面积是红细胞表面的2倍 细胞膜中的磷脂必然排列为连续的两层 丹尼利 戴维森 1935年 研究了细胞膜的张力 细胞膜除含脂质分子外， 可能还附有蛋白质 18 二、对细胞膜成分的探索 细胞膜的成分 脂质（约占50%） 蛋白质（约占40%） 糖类（2%-10%） 磷脂是构成细胞膜的主要成分，此外还有少量的胆固醇 在细胞膜行使功能时起重要作用，功能越复杂的细胞膜，蛋白质的数量和种类就越多 糖类+蛋白质糖蛋白 糖类+脂质分子糖脂 与生活中的联系： 癌症——21世纪的“第一杀手” 细胞膜的组分并不是不可变的，如细胞癌变过程中，细胞膜组分发生变化，糖蛋白含量下降，产生甲胎蛋白(AFP)、癌胚抗原(CEA)等物质。 细胞膜的成分是不是一成不变的？ 脂质和蛋白质等成分是如何组成细胞膜的呢？ 19 20 三、对细胞膜结构的探索 1959年，罗伯特森在电镜下观察到细胞膜清晰的暗-亮-暗的三层结构 三层静态模型 即细胞膜是由蛋白质—脂质—蛋白质三层结构构成的静态的统一结构 1970年，人—鼠荧光标记融合实验 如果细胞膜是静态的，那细胞的生长、变形虫的运动怎么解释？ 磷脂分子具有流动性 沿着膜平面侧向扩散运动 围绕轴心 自旋运动 脂分子 尾部摆动 在磷脂双分子层中做 翻转运动 同学们请看我，把我想象成一个磷脂分子，你们自己也是磷脂分子，我们构成了膜，这是亲水头，身体是疏水尾。老师可以怎么做运动呢？走动，这是侧向扩散。转圈，这是自旋运动，我还可以跳个踢踏舞，最后我还可以翻个筋斗。所以细胞膜并不是静止的，大多数的蛋白质是运动的，磷脂分子也是运动的。 那么，通过验证，单位膜模型的假说被证明是错误的。你看， 罗伯特森失败了，但科学就是在这样的碰撞中前行。于是，20世纪80年代，桑格和尼克森提出了新的模型---流动镶嵌模型。这是个什么样的模型。 22 三、对细胞膜结构的探索 1959年，罗伯特森在电镜下观察到细胞膜清晰的暗-亮-暗的三层结构 三层静态模型 即细胞膜是由蛋白质—脂质—蛋白质三层结构构成的静态的统一结构 1970年，人—鼠荧光标记融合实验 1972年，辛格和尼科尔森在前人的研究的基础上 细胞膜具有流动性 流动镶嵌模型 1972年辛格(S.J.Singer)和尼克尔森(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。 合作探究：请同学们概括出生物膜流动镶嵌模型的基本内容？ 四、流动镶嵌模型的基本内容 ①A为_____________，是膜的基本支架； ②B为____________，以不同方式镶嵌在磷脂双分子层中：有的______在表面，有的部分或全部______，有的______磷脂双分子层； ③细胞膜具有______性：磷脂分子侧向自由移动，大多数蛋白质可以运动； ④细胞膜外表面，糖类和蛋白质结合形成C( )，与脂质结合成D( )，这些糖类分子叫作_______，和细胞表面的识别、细胞间的信息传递等功能密切相关。 磷脂双分子层 蛋白质分子 镶 嵌入 贯穿 流动 糖蛋白 糖脂 糖被 嵌 贯穿 镶 冰冻蚀刻电子显微法 A B C D 五、细胞膜的结构和功能之间的关系 25 磷脂分子 + 蛋白质分子 + 糖类 磷脂双分子层 组成 镶嵌 贯穿 组成 结构 决定 功能 与外界环境分隔开 信息交流 控制物质运输 可运动 导致 流动性 保证 跨膜运输正常进行 体现 选择透过性 结构特性 功能特性 Lavf58.29.100 Packed by Bilibili XCoder v2.0.2 $