细胞膜的结构和功能【知识精讲+拓展提升】 高一生物 课件（人教版2019必修1）

第三章

第1节

细胞膜的结构和功能

鉴定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。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，台盼蓝能进入细胞而呈蓝色。思考:1.为什么活细胞不能被染色，而死细胞能被染色？2.据此推测，细胞膜作为细胞的边界，应该具有什么功能？一、细胞膜的功能细胞的边界细胞膜（质膜）国家的边界边防线人体的边界皮肤和黏膜地球的边界大气层系统的边界一、细胞膜的功能①将细胞与外界环境分隔开

膜的出现对生命起源过程至关重要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。推测的原始海洋景观图一、细胞膜的功能营养物质

(氨基酸、葡萄糖等）代谢物和分泌物(CO2、尿素、抗体、激素等)不需要、有害的物质(细菌、病毒)控制的普遍性DNA×②控制物质进出细胞控制的相对性③进行细胞间的信息交流物质传递（如胰岛素）接触传递（如精卵识别）通道传递（如高等植物的胞间连丝）一、细胞膜的功能1.(1)通过细胞分泌的__________等“信息分子”交流。如：__________。(2)通过________相互接触交流。如：精子和卵细胞之间的识别和结合。(3)通过通道交流。如：植物细胞的_________。2.细胞膜对物质进出细胞的控制主要体现在哪些方面(

)①细胞需要的营养物质可以从外界进入细胞②细胞产生的代谢废物可以排出细胞③细胞内核酸等重要成分不会流出细胞④环境中一切有害的物质都不能通过细胞膜进入细胞A．①②③ B．①②④C．②③④D．①③④练一练A激素胰岛素细胞膜胞间连丝细胞膜的功能将细胞与外界环境分隔开控制物质进出细胞进行细胞间的信息交流一、细胞膜的功能除了以上的三种功能外，细胞膜还有细胞识别、保护细胞、参与细胞的运动、分泌等功能。----选择透过性物质传递接触传递通道传递（胞间连丝）二、对细胞膜成分的探索1895年

欧文顿细胞膜非脂溶性物质脂溶性物质提出假说：膜是由脂质组成的相似相溶原理实验：选用500多种化学物质对动物细胞膜的通透性进行了上万次的研究。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。二、对细胞膜成分的探索

20世纪初

为了确定细胞膜中脂质成分的类型，科学家利用哺乳动物的红细胞，通过一定的方法制备出纯净的细胞膜，进行化学分析，得知组成细胞膜的脂质有磷脂和胆固醇，一其中磷脂含量最多。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；为什么选用哺乳动物的红细胞作为材料？二、对细胞膜成分的探索将细胞置于低渗溶液中，细胞吸水涨破，内容物流出，得到混合液实验步骤根据内容物和细胞膜密度不同，进行密度梯度离心对细胞膜进行化学成分分析，发现细胞膜中的脂质有磷脂和胆固醇，其中磷脂含量最多二、对细胞膜成分的探索CHCH2CH2OC=OCH-CH2CH2CH2CH2CH2CH2C=OCH2OCH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2=CHCH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2ˉN+（CH）33OOO=PˉO甘油脂肪酸尾部头部(亲水)(疏水)磷酸思考：多个磷脂分子在水中怎样排列？磷脂分子二、对细胞膜成分的探索1925年（荷兰）戈特和格伦德尔用丙酮从人的红细胞中提取脂质，在空气—水界面上铺展成单分子层，检测其面积。测得单分子层的面积恰为红细胞表面积的2倍。据此推测：细胞膜中的磷脂分子必然排列为连续的两层。二、对细胞膜结构的探索思考：根据磷脂分子的特点解释，为什么磷脂在空气——水界面上铺展成单分子层？科学家是如何推导出“脂质在细胞膜中必然排列为连续的两层”这一结论的？S单层磷脂=2S红因为磷脂分子的头部亲水，尾部疏水，所以在水——空气的界面上磷脂分子是头部向下与水面接触，尾部则朝上向空气的一面。二、对细胞膜成分的探索1.磷脂双分子在细胞膜上又是如何排布的呢？2.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？讨论苯水二、对细胞膜成分的探索1935年

丹尼利和戴维森研究膜的张力，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）据此推测：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分析比较下列数据，概括细胞膜成分的异同。细胞类型蛋白质%磷脂%固醇%糖类等其他成分%哺乳动物红细胞4933108玉米叶肉细胞4726720大肠杆菌752500脂质：约占50%（磷脂最丰富，含少量胆固醇）蛋白质：约占40%糖类：占2~10%膜的主要成分是脂质和蛋白质二、对细胞膜成分的探索成分所占比例在细胞膜构成中的作用脂质约50%脂质中的磷脂是构成细胞膜的重要成分，此外还有少量的胆固醇蛋白质约40%蛋白质在细胞膜行使功能时起重要作用，因此功能越复杂的细胞膜，蛋白质的种类和数量越多糖类2~10%糖类与蛋白质或脂质分子结合形成糖蛋白或糖脂，分布在细胞膜的外表面，糖蛋白具有保护、润滑和细胞识别的作用二、对细胞膜结构的探索脂质（主要是磷脂）和蛋白质是怎样有机结合构成细胞膜的呢？1959年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。推测：所有的细胞膜都由蛋白质—脂质—蛋白质三层结构构成，也称“三明治”静态结构模型二、对细胞膜结构的探索思考：

这种“三明治”静态结构模型有什么不足呢？细胞的生长变形虫的变形运动白细胞吞噬细菌受精时细胞融合膜静态模型不能解释下列现象：二、对细胞膜结构的探索1970年人——鼠细胞荧光标记融合实验用荧光染料标记膜表面蛋白质，利用荧光特性，来反映膜的相关信息。证据表明：细胞膜具有流动性二、对细胞膜结构的探索1972年

辛格和尼科尔森

提出：流动镶嵌模型三、流动镶嵌模型的基本内容

①有的镶嵌在磷脂双分子层表面（镶嵌）②有的部分或全部嵌入磷脂双分子层中（嵌入）③有的贯穿于整个磷脂双分子层（贯穿）

-----膜的基本支架磷脂双分子层蛋白质分子基本内容糖类糖蛋白糖脂糖被（分布在细胞膜外侧，承担细胞识别、细胞间信息交流的作用）细胞膜不是静止不动的，而是具有流动性，主要表现为构成膜的磷脂分子可以侧向自由移动，膜中的蛋白质大多也能运动。三、流动镶嵌模型的基本内容-膜的流动性VS选择透过性区别联系结构特点功能特点膜只有具有流动性，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。三、流动镶嵌模型的基本内容1.细胞膜在细胞的生命活动中有多种功能。右图所示的模型主要体现了细胞膜的哪种功能？（） A.将细胞与外界环境分隔开 B.把细胞分隔成许多小区室 C.进行细胞间的信息交流 D.促进物质在血液中的运输

练一练C三、流动镶嵌模型的基本内容2、下列哪项不属于生物膜流动镶嵌模型的基本内容(

)A.磷脂双分子层构成膜的基本支架

B.蛋白质以不同的方式镶在、嵌入、横跨磷脂双分子层

C.磷脂双分子层具有