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

第三单元 细胞的基本结构 第1节 细胞膜的结构和功能 本节聚焦： 1.细胞膜有哪些主要功能？ 2.流动镶嵌模型的基本内容是什么？ 3.通过对细胞膜结构的探索过程的分析，你对科学的过程和方法有哪些领悟？ 一、教学目标 （1）理解识记细胞膜的功能 （2）分析细胞膜成分探索过程，了解细胞膜的成分 （3）分析细胞膜结构的探索过程，简述生物膜的流动镶嵌模型的基本内容 （4）举例说明生物膜具有的流动性的特点 二、教学重难点 （1）细胞膜的功能 （2）流动镶嵌模型的主要内容 （3）对细胞膜结构的探索过程 三、课时：2 你是否用筷子轻轻感觉到了鸡蛋完整的卵黄周围有一层看不见的膜？ 蛋黄表面有一层薄薄的膜，叫做蛋黄膜，其实就是细胞结构中的细胞膜（也叫质膜），蛋黄膜是鸡蛋内部结构中最内层的保护结构。 细胞膜是细胞的边界 1.将细胞与外界环境分隔开 原始地球环境 原始海洋中有机物聚集进化出原始生命 产生了原始的细胞，并成为相对独立的系统。 细胞膜保障了细胞内部环境的相对稳定。 细胞膜出现 一、细胞膜的功能 4 2、控制物质进出细胞 （1）台盼蓝染色：死细胞染成蓝色，活细胞不着色。 【思考】为什么活细胞不能染色，而死细胞能被染色？ 死 细 胞 活 细 胞 一、细胞膜的功能 细胞之间不是孤立的，会交流 5 2、控制物质进出细胞 （2）细胞膜的控制作用是相对的 一些有害物质、部分病毒和病菌能进入细胞 核 细胞膜 不需要的物质不易进入 有用成分不会轻易流失 抗体、激素等 营 养 物 质 代谢 废物 （1）台盼蓝染色 一、细胞膜的功能 功能特点：选择透过性 细胞之间不是孤立的，会交流 6 3、进行细胞间的信息交流 （1）内分泌细胞分泌的激素，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。 · 内分泌细胞 激素 受体 靶细胞 血液 一、细胞膜的功能 7 例如：精子和卵细胞的识别和结合 （2）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 膜受体 膜上信号分子 一、细胞膜的功能 8 （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。 3、进行细胞间的信息交流 例如：高等植物细胞之间通过胞间连丝相互连接 一、细胞膜的功能 细胞膜的功能是由它的成分和结构决定的 为了与这些功能相适应，细胞膜应该有怎样的成分和结构？ 直接用显微镜去看，但技术不达标，看不到。科学家是如何发现的 9 辨正误 (1)植物细胞的边界是细胞壁，可以维持细胞内部环境的稳定。(　　) 答案：植物细胞的边界是细胞膜。 (2)细胞之间的信息交流必须依赖于细胞膜表面的受体。(　　) 答案：细胞之间的信息交流不一定需要细胞膜表面的受体，如高等植物细胞之间可通过胞间连丝相互联系。 (3)细胞膜的功能并不是由它的成分和结构决定的。(　　) (4)没有信息交流，多细胞生物体也能完成生命活动。(　　) × × × × 返回导航 对细胞膜成分的探索 膜成分的探索 自主阅读教材P41-42，找出细胞膜成分的探索历程科学家采用了什么方法，得出了什么结论？ 二、对细胞膜成分的探索 资料： 1859年，欧文顿选用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，发现：凡是可以溶于脂质的物质，比不能溶于脂质的物质更容易通过细胞膜。 不溶于脂质的物质 溶于脂质的物质 ● ● ● ● 细胞膜 ● ● ● ● ● ● 1、欧文顿： 推测细胞膜中有脂质 二、对细胞膜成分的探索 12 2、利用哺乳动物成熟的红细胞制备细胞膜： 发现组成细胞膜的脂质有磷脂和胆固醇，其中磷脂含量最多 优点： ①无细胞壁，易吸水胀破 ②无细胞核和细胞器，避免其它膜的干扰。 二、对细胞膜成分的探索 磷脂： （亲水） 头部 尾部 （疏水） 二、对细胞膜成分的探索 (2)若细胞内外均为水环境，细胞膜中的磷脂分子应如何分布？请画图表示。 水 水 水 水 A (1)将磷脂放入盛有水的容器中，下列能正确反映其分布特点的是 。 思考： 二、对细胞膜成分的探索 资料： 1925年，两位荷兰科学家戈特（E.Gorter）和格伦德尔（F.Grendel）用丙醇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。 3、戈特和格伦德尔： 测得人的红细胞中的脂质单分子层面积恰为红细胞表面积的2倍 细胞膜中的磷脂分子必然排列为连续的两层 二、对细胞膜成分的探索 蛙的红细胞： 大肠杆菌： 推测细胞膜中还有蛋白质 ——用蛋白酶处理后，细胞膜被分解。 4、丹尼利和戴维森： 发现细胞的表面张力明显低于油-水界面的表面张力 思考：还有其它方法证明细胞膜中存在蛋白质吗？ 二、对细胞膜成分的探索 脂质 50% 蛋白质 40% 糖类 2%-10% 二、对细胞膜成分的探索 1、脂质 磷脂最丰富，还有少量胆固醇。 2、蛋白质 细胞膜功能复杂程度与蛋白质的种类和数量有关。 3、糖类 仅少量。 比例 脂质 蛋白质 糖类 50 40 10 辨正误 (1)构成细胞膜的脂质主要是磷脂、脂肪、胆固醇。(　　) 答案：构成细胞膜的脂质主要是磷脂，动物细胞的细胞膜上还有胆固醇。 (2)动植物的细胞膜均含有胆固醇。(　　) 答案：植物的细胞膜中不含胆固醇。 (3)罗伯特森在高倍显微镜下看到了细胞膜清晰的暗—亮—暗的三层结构。(　　) 答案：罗伯特森在电镜下看到了细胞膜清晰的暗—亮—暗的三层结构。 (4)磷脂分子的头部亲水，尾部疏水。(　　) (5)科学家利用荧光标记人、鼠细胞表面的蛋白质，证明细胞膜具有流动性。(　　) × √ × × √ 返回导航 （电镜成像：电子束照射大分子物质，散射度高，呈暗带；照射小分子物质，散射度低，呈亮带。） （静态统一结构） 1、罗伯特森： 电镜下观察到细胞膜呈暗—亮—暗的三层结构 提出蛋白质—脂质—蛋白质模型 三、对细胞膜结构的探索 这个模型错误的将细胞膜描述为静态统一的结构，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。 三、对细胞膜结构的探索 2、人鼠细胞融合实验： 荧光标记细胞膜的蛋白质 细胞膜具有流动性 三、对细胞膜结构的探索 冰冻蚀刻技术研究细胞膜 其它研究 三、对细胞膜结构的探索 提出流动镶嵌模型 磷脂双分子层 糖蛋白 磷脂 胆固醇 蛋白质 糖脂 3、辛格和尼科尔森： 4、科学方法： 提出假说 三、对细胞膜结构的探索 磷脂双分子层 糖蛋白 胆固醇 蛋白质 糖脂 (1) (2) (3) (4) 四、流动镶嵌模型的基本内容 糖类（糖被） 1.细胞膜的成分： 2.磷脂： 3.蛋白质： 4.结构特点： 主要是磷脂和蛋白质。细胞膜外表面还有糖类（糖被），与识别、信息传递等有关。 磷脂双分子层是膜的基本支架，具有屏障作用（水溶性分子或离子不能自由通过）。 流动性（磷脂分子可以侧向运动，蛋白质分子大多也能运动） 蛋白质以镶在表面、部分或全部嵌入、贯穿三种方式镶嵌在磷脂双分子层中，参与物质运输等。 四、流动镶嵌模型的基本内容 受体：糖蛋白 不对称性 × 辨正误 √ (1)细胞膜的基本支架是磷脂分子。(　　) 答案：细胞膜的基本支架是磷脂双分子层。 (2)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。(　　) 答案：构成细胞膜的蛋白质大多能运动。 (3)细胞膜的脂质结构使溶于脂质的物质容易通过细胞膜。(　　) (4)糖被就是糖蛋白，具有识别等作用。(　　) 答案：构成糖蛋白或糖脂的糖类分子称为糖被。 × × 返回导航 1、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.由于磷脂双分子层内部是疏水的，因此水分子不能通过细胞膜 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 补充练习 （1）通过磷脂分子的间隙； （2）利用水通道蛋白穿过膜。 1、水分子穿过膜中间疏水层的方式 拓展延伸 磷脂双分子层 糖蛋白 磷脂 胆固醇 蛋白质 糖脂 四、流动镶嵌模型的基本内容 外侧：糖蛋白的一侧 内侧：没有糖蛋白的一侧 2、判断细胞膜内外侧 拓展延伸 磷脂双分子层 糖蛋白 磷脂 胆固醇 蛋白质 糖脂 四、流动镶嵌模型的基本内容 （1）水中结晶的药物： 脂溶性药物： 3、脂质体运送药物 拓展延伸 包在脂质体内部 包在磷脂分子之间 （2）进入细胞： 思考：（1）脂质体将能在水中结晶的药物和脂溶性的药物运送到特定的细胞发挥作用。两类药物被包在脂质体的什么位置？ （2）脂质体到达细胞后，药物将如何进入细胞内发挥作用？ 细胞膜融合/胞吞 磷脂双分子层 糖蛋白 磷脂 胆固醇 蛋白质 糖脂 四、流动镶嵌模型的基本内容 2、下列有关细胞间的信息交流的叙述正确的是 A．激素与靶细胞膜上的磷脂结合，传递信息给靶细胞 B．受精作用的过程需要依靠膜接触来传递信息 C．高等植物细胞之间的信息交流只能通过胞间连丝来完成 D．细胞间的信息交流都依赖于细胞膜上的受体 B 补充练习 32 脂双层为基本骨架 细胞的物质运输、生长、分裂、运动等生命活动 磷脂 蛋白质 镶、嵌入、贯穿 流动镶嵌模型 糖类（少） 组分 物质运输等 细胞外侧 识别、信息传递等 结构特点：流动性 1.将细胞与外界环境分隔开 结构 功能 2.控制物质进出细胞 3.进行细胞间的信息交流 课堂小结 33 利用废旧物品制作生物膜模型 细胞膜结构模型作业注意事项：1、蛋白质是生物大分子，而磷脂和糖类不是，故蛋白质要大一点 2、蛋白质有的部分亲水，露在磷脂表面，有的部分疏水，嵌在磷脂里面，但基本上没有蛋白质全部都疏水，“躲在”磷脂双分子层内部，这种蛋白质发挥不了什么作用。 3、磷脂分子有两条“尾部”，一条直的，一条弯的。 4、糖被有两种，都位于细胞外侧，可以与蛋白质结合形成糖蛋白，也可以与磷脂结合形成糖脂 5、写上各部分物质的名称。自己的姓名、班级、学号 34 $