【生物】细胞膜的结构和功能课件 2023-2024学年高一上学期生物人教版（2019）必修1

第3章

第1节细胞膜的结构和功能问题探讨：P40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？2.据此推测，细胞膜作为细胞的边界，应该具有什么功能?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。细胞膜作为细胞的边界，具有控制物质进出细胞的功能。一个国家的边界：边防线等人体的边界：皮肤和黏膜细胞的边界：细胞膜/质膜注意：植物细胞的边界也是细胞膜，不是细胞壁，因为细胞壁具有支持和保护作用,具有全透性，并不能控制物质进出细胞,所以细胞壁不是边界,所有细胞的边界都是细胞膜。。学生读：书本P40-41细胞膜的功能并思考：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呢？

一、细胞膜的功能草履虫细胞膜保障了细胞内部环境的相对稳定。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1.将细胞与外界坏境分隔开不需要、有害的物质（如细菌、病毒等）_____________细胞膜的控制作用是相对的。细胞营养物质（氨基酸、葡萄糖等）代谢废物（CO2、尿素等）不容易进入抗体、激素等细胞合成并分泌细胞代谢产生（DNA等）×

一、细胞膜的功能2.控制物质进出细胞（体现膜的功能特点：具有选择透过性）

思考：用凉水洗红苋菜，水不变红；煮苋菜汤，汤却是红色的，这与细胞膜的功能有何关系？

活细胞的细胞膜能够控制物质进出细胞，但沸水使细胞膜失去控制物质进出的功能，因此煮苋菜汤，汤是红色的。

一、细胞膜的功能

3.进行细胞间的信息交流（3种方式：P41图3-2）内分泌细胞分泌的激素（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。（1）间接传递：通过内分泌细胞分泌的激素（如胰岛素）传递信息。受体化学本质：糖蛋白

作用：接受激素等化学物质信号特点：专一性（一种受体只能识别一种或一类物质）

一、细胞膜的功能3.进行细胞间的信息交流（3种方式：P41图3-2）（2）直接传递：通过相邻细胞膜上的受体直接接触传递信息。精子和卵细胞之间的识别和融合

一、细胞膜的功能3.进行细胞间的信息交流（3种方式：P41图3-2）胞间连丝（3）通道传递：通过相邻细胞通道（如细胞间连丝）传递信息。思考：细胞间的信息交流都依赖于信息分子和受体吗？

一定依赖于信息分子传递信息，但不一定需要受体，如高等植物细胞之间的胞间连丝。因此胞间连丝既有物质运输的作用，又有信息交流的作用。1.下列关于细胞膜功能的叙述，正确的是（）A.细胞膜上的受体是细胞间信息交流必须的结构B.由于细胞膜具有控制物质进出的作用，所以对细胞有害的物质一定不会进入细胞C.细胞膜的存在有利于保障细胞内部环境的相对稳定D.植物细胞的系统边界是细胞壁C巩固练习2.食醋中的醋酸成分是活细胞不需要的小分子物质，蔗糖不是活细胞需要的物质。用食醋和蔗糖可将新鲜的大蒜头很快地腌成糖醋蒜，其原因是()A．醋酸和蔗糖分子均能存在于活细胞的间隙中B．醋酸和蔗糖分子均能被吸附在活细胞的表面C.

醋酸能固定和杀死活细胞，细胞膜失去了选择性

D．因腌的时间过久，两种物质均慢慢地进入活细胞C巩固练习巩固练习3.细胞膜上的受体主要是指()A.糖类 B.脂质

C.糖蛋白 D.胆固醇

C

细胞膜的功能是由它的成分和结构决定的，但细胞膜非常薄，即使在高倍显微镜下依然难以看清它的真面目，人们对细胞膜的化学成分与结构的认识经历了很长的过程。学生自主阅读教材P42-43第一段完成辅导书《师说--课前自主预习案》P193二1.（1）（2）●●细胞膜●●●●●●溶于脂质的物质●●不溶于脂质的物质二、

对细胞膜成分的探索：P421.1895年，欧文顿（E.Overton）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：溶于脂质的物质更容易通过细胞膜,不溶于脂质的物质不容易穿过细胞膜。推测：细胞膜由脂质构成细胞膜具体是由哪些脂质组成呢二、

对细胞膜成分的探索：P422.科学家利用哺乳动物的红细胞，制备出纯净的细胞膜，进行化学分析。结论：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：为什么要用哺乳动物的红细胞来制备出纯净细胞膜呢？①动物细胞无细胞壁，更易吸水胀破。②哺乳动物成熟的红细胞没有细胞核

和众多的细胞器。分子模型磷脂分子结构式分子示意图磷脂的一端为亲水的头，两个脂肪酸一端为疏水的尾，多个磷脂分子在水中总是自发地形成双分子层。亲水头部疏水尾部磷脂分子的结构特点：思考：磷脂分子在水中总是自发地形成双分子层,那么双层磷脂分子是如何排布构成生物膜结构的？（）A

B

C水水A二、

对细胞膜成分的探索：P423.1925年，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为连续的两层。实验：用丙酮从人的红细胞膜中提取脂质，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。S1S2S2＝2S1在水中形成的磷脂双分子层模式图二、

对细胞膜成分的探索：P424.1935年，英国学者丹尼利和戴维森。实验：丹尼利和戴维森研究细胞膜张力，发现细胞的表面张力明显低于油-水界面的表面张力。由于人们已经发现了油脂表面如果附有蛋白质成分，则表面张力会降低。推断：细胞膜除含脂质分子外，可能还附有蛋白质。小结:对细胞膜成分的探索P42

（学生读）1.1895年，欧文顿的实验和推论：细胞膜是由脂质组成的；2.通过制备纯净的动物细胞膜，进行化学分析得知组成膜的脂质有磷脂和胆固醇；3.1925年，荷兰科学家戈特和格伦德尔用丙酮提取脂质，推断：细胞膜中的磷脂分子必然排列为连续的两层；4.1935年，英国学者丹尼利和戴维森通过研究细胞的表面张力，推测：细胞膜除含脂质分子外，可能还附有蛋白质。主要脂质：约占50%

蛋白质：约占40%总结：细胞膜的成分(P43)（磷脂最丰富,动物细胞膜中还有少量胆固醇）细胞膜的功能和

有关，功能越复杂的细胞膜，————————————————就越多。蛋白质蛋白质的种类和数量糖类：占2%—10%（与脂质或蛋白质结合形成糖脂或糖蛋白，分布在细胞膜的外表面。）少量脂质和蛋白质等成分是如何组成细胞膜的呢？三、对细胞膜结构的探索：P431.1959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。提出假说：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。静态的统一结构。两暗层是蛋白质亮层是脂质分子三、对细胞膜的结构的探索：P4320世纪60年代以后，科学家对于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、变形虫的变形运动这样的现象都难以解释。细胞的生长三、对细胞膜结构的探索：P432.1970年，科学家将小鼠细胞和人细胞融合，并用绿色荧光的染料标记小鼠细胞表面蛋白质分子，用红色荧光的染料标记人细胞表面的蛋白质分子。这两种细胞刚融合时，融合细胞的一半发绿色荧光，另一半发红色荧光。在37℃下经过40min，两种颜色的荧光均匀分布。绿色荧光染料标记的膜蛋白实验表明：细胞膜具有流动性。（膜的结构特点）红色荧光染料标记的膜蛋白小鼠细胞人细胞细胞融合37℃40min融合细胞三、对细胞膜结构的探索：P443.1972年，辛格和尼科尔森提出：流动镶嵌模型，为多数人所接受科学方法：细胞膜结构模型探索过程，放映了提出假说这一科学方法的作用。（P44)小结:对细胞膜结构的探索P43-44

（学生读）1.1959年，罗伯特森通过在电镜下看到的暗-亮-暗三层结构，提出假说：所有生物膜都由蛋白质-脂质-蛋白质三层结构构成；把细胞膜描述为静态统一结构；2.1970年，荧光标记的小鼠细胞和人细胞融合实验，指出细胞膜具有流动性；3.1972年，辛格和尼科尔森提出了流动镶嵌模型。

四、流动镶嵌模型的基本内容P44-451.细胞膜主要是由磷脂分子和蛋白质分子构成的；磷脂双分子层是膜的基本支架,其内部是磷脂分子的疏水端，水溶性分子或离子不能自由通过，因此具有屏障作用。蛋白质分子以不同方式镶嵌在磷脂双分子层中：有的镶在磷脂双分子层表面，有的部分或全部嵌入磷脂双分子层中，有的贯穿于整个磷脂双分子层。

四、流动镶嵌模型的基本内容P44-452.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。细胞膜流动性的意义：对于细胞完成物质运输、生长、分裂、运动等功能都是非常重要的。①___________②___________③_______________④___________⑤___________A、B中_____为细胞外侧,_____为细胞内侧糖蛋白蛋白质磷脂双分子层糖被磷脂分子AB

细胞膜的外表面还有糖类分子，和蛋白质分子结合形成的糖蛋白，或与脂质结合形成的糖脂，这些糖类分子叫作糖被。糖被与细胞表面的识别、细胞间的信息传递等功能有密切关系。糖脂

四、流动镶嵌模型的基本内容：P45一是因为水分子极小，可以通过由于磷脂分子运动而产生的间隙;二是因为膜上存在水通道蛋白，水分子可以通过通道蛋白通过膜。练习与应用:书本P46页

一、2.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既然膜内部分是疏水的，水分子为什么能跨膜运输呢？练习与应用:书本P46页

一、概念检测1.基于对细胞膜结构和功能的理解。判断下列相关表述是否正确。(1)构成细胞膜的磷脂分子具有流动性,而蛋白质是固定不变的。()(2)细胞膜是细胞的一道屏障,只有细胞需要的物质才能进入,而对细胞有害的物质则不能进入。()(3)向细胞内注射物质后,细胞膜上会留下一个空洞。()×××练习与应用:书本P46页

二、拓展应用2.右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