细胞膜的结构和功能课件高一上学期生物人教版必修13

第3章细胞的基本结构第1节细胞膜的结构和功能一、细胞膜的功能国家的边界：边防线等人体的边界：皮肤和黏膜每个系统都有一定边界细胞的边界：细胞膜（质膜）细胞膜的功能膜的出现是生命起源过程中至关重要的阶段，它将生命物质与外界环境分隔开，产生了原始的细胞，并成为相对独立的系统。保障了细胞内部环境的相对稳定。1.将细胞与外界环境分隔开2.控制物质进出细胞一、细胞膜的功能抗体、激素等分泌物和废物水、无机盐、氨基酸、葡萄糖等。营养物质对细胞有害的物质可进可出不可出细胞内有用的成分不易进病菌、病毒等可能侵入控制作用是相对的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。受体靶细胞：接受信号的细胞受体：靶细胞膜上与信号特异性结合的位点，化学本质：糖蛋白信息分子内分泌细胞靶细胞激素受体方式一：通过分泌化学物质间接交流3.进行细胞间的信息交流一、细胞膜的功能方式二：细胞膜直接接触交流一、细胞膜的功能3.进行细胞间的信息交流例：精卵结合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3.进行细胞间的信息交流方式三：通道传递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通过物质传递细胞间直接接触细胞间的通道（胞间连丝）课堂小结一.细胞膜的功能【判断正误】①细胞膜是细胞的一道屏障，只有细胞需要的物质才能进入细胞，而对细胞有害的物质则不能进入()②细胞间的信息交流都依赖于信息分子与受体的识别()③高等植物的胞间连丝也能使细胞间进行物质交换()×√×一、细胞膜的功能【例1】下图表示细胞膜的功能模式图。据图分析，下列说法不正确的是(

)A．功能①在生命起源过程中具有重要作用B．功能②表示进入细胞的物质对细胞都有利C．胰岛素调控生命活动可用图中③表示D．相邻的高等植物细胞可通过功能④进行信息交流那就让我们穿过时空隧道，跟随科学家的脚步来探索细胞膜成分和结构。一.对细胞膜成分的探索【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。细胞膜非脂溶性物质脂溶性物质推测：细胞膜是由脂质组成的相似相溶原理哈哈，熟人，请进请进哼，不熟，免进一.对细胞膜成分的探索【资料2】20世纪初，科学家对哺乳动物成熟红细胞膜进行了化学成分分析。红细胞的细胞膜化学分析表明：细胞膜中的脂质有：磷脂和胆固醇，磷脂含量最多【无细胞核及其他细胞器】【置于蒸馏水中吸水涨破】脂肪酸链磷酸基团甘油疏水尾部亲水头部磷脂分子的结构如果有一个水槽，把磷脂分子铺在水面上，磷脂分子将如何在水—空气界面上排布？想一想水空气亲水的“头部”与水接触，疏水的“尾巴”远离水，朝向空气的一面，在水空气界面上铺展成单分子层。一.对细胞膜成分的探索问题2：细胞膜的两侧都有水环境存在。请大胆的推测和想象一下在这样的环境中，细胞膜中的磷脂分子可能怎么排布？水水水水理论需要实验的支持！假说:细胞膜中的磷脂呈双层排布。一.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。推论：细胞膜中磷脂排列成连续的两层一.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。总结：细胞膜的组成成分：

、

还有少量的糖类。细胞膜除含有脂质分子外，可能还附有蛋白质脂质蛋白质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或被否定，取决于它是否能与以后不断得到的观察和实验结果相吻合。科学方法——提出假说一.对细胞膜成分的探索细胞膜的成分:主要是脂质和蛋白质，还有少量的糖脂质（约50%）蛋白质（约40%）注意：（1）不同细胞膜中，各种物质的含量是不同的。

（2）功能越复杂的细胞膜，蛋白质的种类和数量越多。磷脂（主要）胆固醇（动物细胞膜）糖类（约2%-10%）一.对细胞膜成分的探索提问：细胞膜中含有的元素有哪些？C、H、O、N、P脂质和蛋白质等成分是如何组成细胞膜的呢？二.对细胞膜结构的探索【资料5】(1)1959年，罗伯特森①方法：在电子显微镜下观察细胞膜。②现象：细胞膜呈现清晰的______________的三层结构。③结论：所有的细胞膜都由______________________三层结构构成，是一种______的统一结构。暗—亮—暗蛋白质—脂质—蛋白质静态分析：“三明治模型”的静态结构模型不能解释哪些功能？

不能解释细胞的生长、白细胞吞噬细菌、受精时细胞融合等。两层暗一层亮二.对细胞膜结构的探索时间：1970年实验：弗雷和埃迪登(Frye和Edidin)将人和鼠的细胞膜蛋白分别用红、绿荧光标记后，让两种细胞融合，杂交细胞的一半发红色荧光、另一半发绿色荧光，放置一段时间后发现两种颜色的荧光均匀分布。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【资料6】人——鼠细胞融合实验（荧光标记实验）结论：细胞膜具有流动性二.对细胞膜结构的探索【资料7】物理学家将细胞膜冰冻处理后用冷刀断开，升温后暴露两层磷脂之间的断裂面，复膜后在电镜下观察断裂面的形态结构。（冰冻蚀刻显微技术）蛋白质镶嵌、嵌入或贯穿于磷脂双分子层中。

冰冻蚀刻电镜技术观察的蛋白质分布模型发现：二.对细胞膜结构的探索【资料8】1972年辛格（S.J.Singer）和尼科尔森（G.Nicolson）总结前人的研究成果，并且在新的观察和实验证据的基础上，提出了新的生物膜模型———流动镶嵌模型，为多数人所接受。19世纪末，欧文顿的实验和推论：膜是由______组成的；20世纪初，化学分析结果指出膜主要由_______和_________组成；1925年，细胞膜中的脂质排列为连续的_____层；罗伯特森1959年提出的“三明治”模型：所有生物膜都

由______________________三层结构；1970年，荧光标记小鼠细胞和人细胞融合实验，指出细胞膜具有______________；1972年，辛格和尼科尓森提出了_______________。脂质脂质蛋白质蛋白质－脂质－蛋白质一定的流动性流动镶嵌模型生物膜流动镶嵌模型的探索历程两课堂检测【判断正误】①构成细胞膜的脂质主要是磷脂、脂肪、胆固醇()②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()③罗伯特森提出的细胞膜的静态结构模型不能解释细胞的生长现象()【例2】对细胞膜成分和结构的探索经历了漫长的过程，下列结论或假说对应错误的是(

)A．根据脂溶性物质更易通过细胞膜推测细胞膜是由脂质组成的B．根据提取的哺乳动物成熟红细胞的脂质铺展成的单分子层面积是该红细胞表面积的2倍，推测细胞膜中的磷脂分子排列为连续的两层C．根据电镜下细胞膜呈清晰的暗—亮—暗三层结构，罗伯特森认为所有的细胞膜都由脂质—蛋白质—脂质三层结构构成D．小鼠细胞和人细胞融合实验可证明细胞膜具有流动性内容1：磷脂双分子层是细胞膜的基本支架。其内部是磷脂分子疏水端，水溶性分子或离子不能自由通过，因此具有屏障作用。四、流动镶嵌模型的基本内容磷脂双分子层内容2：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表面。与物质运输有关。四、流动镶嵌模型的基本内容蛋白质内容3：细胞膜不是静止不动的，其结构特点而是具有一定的流动性。细胞膜的流动性对于细胞完成物质运输、生长、分裂、运动等功能非常重要。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。四、流动镶嵌模型的基本内容内容4：在细胞膜外表面，糖类分子与蛋白质结合形成糖蛋白，或与脂质结合形成糖脂，这些糖类分子叫做糖被。糖脂四、流动镶嵌模型的基本内容糖蛋白它与细胞表面的识别、细胞间的信息传递等功能有密切关系。消化道和呼吸道上表皮的糖蛋白有保护和润滑作用。【思考】如何判断细胞膜的内外侧？外侧：糖蛋白的一侧内侧：没有糖蛋白的一侧三.流动镶嵌模型的基本内容总结“流动镶嵌模型”的基本内容。①_______________，是膜的基本支架；②蛋白质分子有的____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糖类和蛋白质结合形成

，与脂质结合成

，这些糖类叫作_______，和细胞表面的识别、细胞间的信息传递等功能有关。磷脂双分子层镶嵌入贯穿流动糖蛋白糖脂糖被二、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，将其运送到特定的细胞发挥作用。在脂质体中，能在水中结晶的药物被包在

中，脂溶性的药物被包在

。双分子层两层磷脂分子之间【判断正误】①向细胞内注射物质后，细胞