3.1细胞膜的结构和功能课件高一上学期生物人教版必修1

第3章细胞的基本结构第1节细胞膜的结构和功能行业PPT模板http:///hangye/本节聚焦细胞膜的主要功能。细胞膜结构模型建立的历程及其他资料，能基于事实和证据进行推理、论证，提出或否定假说（或模型），加深对“模型与建模”的理解，领悟科学的过程和方法。3.通过概括、比较不同细胞膜结构模型，说出不同模型的要点，阐释流动镶嵌模型。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，活细胞不会着色。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，应该具备什么功能？提示：活细胞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。提示：具有控制物质进出细胞的功能。一个国家有陆地、海域、领空的边界，人体有皮肤和黏膜作为边界，细胞作为一个基本的生命系统。它的边界就是细胞膜，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？——今天我们就来学习细胞膜的结构和功能一、细胞膜的功能第1节一、细胞膜的功能细胞膜的结构和功能保障了细胞内部环境的相对稳定。功能1-将细胞与外界环境分隔开第1节一、细胞膜的功能细胞膜的结构和功能功能2-控制物质进出细胞如葡萄糖、氨基酸等营养物质抗体、激素等物质、细胞产生的废物对细胞有害的物质细胞内的核酸等重要成分提示：【细胞膜的控制作用是相对的】，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。课堂练习提示：红墨水中的颗粒物质不能自由通过细胞膜进入细胞，而胚乳细胞和煮熟的胚细胞已经死亡，细胞膜失去了控制作用。控制物质进出细胞验证细胞膜控制物质进出细胞的方法(1)台盼蓝染色法。台盼蓝染液常用于检测细胞膜的完整性。正常的活细胞，细胞膜结构完整，能够排斥台盼蓝，使之不能够进入胞内；而丧失活性或细胞膜不完整的细胞，可被台盼蓝染成蓝色。(2)将有颜色的植物组织放入清水中，然后分别用高温、强酸、强碱处理，观察实验前后清水的颜色变化。处理前清水无颜色变化，处理后植物组织细胞死亡，细胞膜失去控制物质进出的功能，清水呈现出植物组织的颜色。(3)利用红墨水处理正常玉米种子和煮熟的玉米种子。煮熟的玉米种子细胞死亡，细胞膜丧失控制物质进出细胞的功能，红墨水中的色素分子可以大量进入细胞，使细胞呈红色，正常种子的细胞不会变红。第1节一、细胞膜的功能细胞膜的结构和功能功能3-进行细胞间的信息交流提示：在多细胞生物体内，各个细胞都不是孤立存在的，它们之间必须保持功能的协调，这种协调性的实现不仅依赖于物质和能量的交换，也依赖于信息的交流。第1节一、细胞膜的功能细胞膜的结构和功能功能3-进行细胞间的信息交流01方式含义——通过细胞【分泌的化学物质】来间接传递信息。实例——内分泌细胞分泌的激素（如胰岛细胞分泌胰岛素），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。通过【信息分子】传递信息靶细胞靶细胞细胞膜表面的受体——蛋白质第1节一、细胞膜的功能细胞膜的结构和功能功能3-进行细胞间的信息交流02方式含义——相邻两个细胞的【细胞膜直接接触】，信息从一个细胞传递给另一个细胞。实例——精子与卵细胞间的识别和结合。通过【膜的接触】传递信息第1节一、细胞膜的功能细胞膜的结构和功能功能3-进行细胞间的信息交流03方式含义——【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。实例——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。通过【细胞通道】传递信息课堂练习1.细胞之间通过信息交流，保证细胞间功能的协调。下列关于细胞间信息交流的说法，错误的是()A．图1是远距离的细胞间信息交流，图2是细胞直接接触B．图2可以表示精子与卵细胞的识别C．图1表示内分泌细胞产生激素，通过血液循环最终作用于靶细胞D．细胞膜上的受体是细胞间信息交流所必需的结构提示:核酸由C、H、O、N、P组成。N存在于含氮碱基中,P存在于磷酸基团中。D课堂练习2.如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是有利的C．胰岛素调控生命活动可用图中③表示D．相邻的植物细胞可通过功能④进行信息交流B课堂练习3.（不定项）如图为细胞间信息交流的三种方式，下列有关叙述正确的是()A．这三种方式中都需要信号分子与细胞膜上的受体进行识别与结合B．图甲可表示胰岛素经血液运输到靶细胞对其生命活动进行调节C．图乙可表示同种动物精子和卵细胞之间的识别和结合D．图丙可表示高等植物细胞间通过胞间连丝相互连接并进行信息交流BCD课堂练习4.取两种不同的海绵动物细胞，使其分散成单个，然后掺在一起混合培养，发现只有同种的细胞才能融合，这一现象体现了细胞膜的什么功能？提示：进行细胞间的信息交流。“细胞膜的功能”的特别提醒(1)细胞膜的功能是复杂多样的，教材中介绍的三方面功能只是其中的一部分，如细胞膜还具有保护细胞的作用，参与细胞的运动、分泌等。(2)细胞膜的复杂多样的生理功能是由它的【成分和结构】决定的，尤其是与细胞膜上的蛋白质分子有关。二、对细胞膜成分的探索第1节二、对细胞膜成分的探索细胞膜的结构和功能1895年，欧文顿用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。现象：溶于脂质的物质，容易穿过细胞膜；不溶于脂质的物质，不容易穿过细胞膜。01据此推测：细胞膜是由脂质组成的。脂质的推测思考：科学家如何证明脂质存在的呢？第1节二、对细胞膜成分的探索细胞膜的结构和功能为了进一步确定细胞膜中脂质成分的类型，科学家利用动物的卵细胞、红细胞、神经细胞等作为研究材料，并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。02进行化学分析：得知组成细胞膜的脂质有磷脂和胆固醇，其中【磷脂】含量最多。脂质类型的确定思考：脂质分子在细胞膜中是如何排布的呢？第1节二、对细胞膜成分的探索细胞膜的结构和功能1925年，两位荷兰科学家戈特和格伦德尔，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，测得单层分子的面积恰为红细胞表面积的2倍。03由此推断出：推断细胞膜中的磷脂分子必然排列为连续的两层。磷脂双分子层的推断思考：脂质分子在细胞膜中是如何排布的呢？第1节二、对细胞膜成分的探索细胞膜的结构和功能两层磷脂分子的排布第1节二、对细胞膜成分的探索细胞膜的结构和功能1935年，英国学者丹尼利和戴维森研究了细胞膜的表面张力。他们发现细胞的表面张力明显低于油—水界面的表面张力。由于人们已发现了油脂滴表面如果附着蛋白质成分则表面张力会降低。04由此推断出：细胞膜除含脂质分子外，可能还附着蛋白质。蛋白质的推测第1节细胞膜的结构和功能“对细胞膜成分的探索”讨论P421.最初对细胞成分的认识，是通过对现象的推理分析，还是通过对膜成分的提取与检测？2.根据磷脂分子的特点解释，为什么磷脂在空气一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？提示：最初对细胞膜成分的认识，是通过对现象的推理分析得出的。提示：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”则朝向空气的一面。科学家因测得从红细胞中提取的脂质，铺成单分子层的面积恰为红细胞表面积的2倍，才得出膜中的脂质必然排列为连续的两层这一结论。第1节细胞膜的结构和功能“对细胞膜成分的探索”讨论P423.磷脂分子在水中能自发地形成双分子层，你如何解释这一现象？由此，你能否就细胞膜是由磷脂双分子层构成的原因作出分析？4.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？提示：由于磷脂分子有亲水的“头部”和疏水的“尾部”，在水溶液中，朝向水的是“头部”，“尾部”受水的排斥。当磷脂分子的内外两侧均是水环境时，磷脂分子的“尾部”相对排列在内侧，“头部”则分别朝向两侧水的环境，形成磷脂双分子层。细胞的内外环境都是水溶液，所以细胞膜磷脂分子的“头部”向着膜的内外两侧而“尾部”相对排在内侧，形成磷脂双分子层。提示：如果将磷脂分子置于水-苯的混合溶剂中，磷脂的“头部”将与水接触，“尾部”与苯接触，磷脂分子分布成单层。三、细胞膜的成分第1节三、细胞膜的成分细胞膜的结构和功能脂质组成细胞膜的脂质中，磷脂的含量最为丰富。此外还有少量的胆固醇。>蛋白质功能主要由蛋白质起重要作用。功能越复杂，蛋白质的种类和数量越多。>糖类糖类分子和蛋白质结合形成糖蛋白，或与脂质集合形成糖脂。【糖被】>四、对细胞膜结构的探索第1节四、对细胞膜结构的探索细胞膜的结构和功能蛋白质分布方式1895年欧文顿：膜是由脂质组成的。1925年戈特和格伦德尔：膜中的磷脂分子必然排列为连续的两层。1935年丹尼利和戴维森：除含脂质分子外，可能还附着蛋白质。20世纪40年代，推测脂质两边各覆盖着蛋白质。1959年，罗伯特森在电镜下看到了细胞膜清晰的暗-亮-暗三层结构，他结合其他科学家的工作，大胆提出了细胞膜模型的假说：所有的细胞膜都是由蛋白质—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，两边是蛋白质。他把细胞膜描述为静态的统一结构。提出假说细胞膜结构模型的探索过程，反映了提出假说这一科学方法的作用。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。第1节四、对细胞膜结构的探索细胞膜的结构和功能静态的观点提出质疑20世纪60年代以后，人类对这一模型的异议增加了。不少科学家对细胞膜是静态的观点提出了质疑：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。第1节四、对细胞膜结构的探索细胞膜的结构和功能细胞膜流动性的发现1970年，科学家用绿色荧光染料标记小鼠细胞表面的蛋白质分子，用红色荧光的染料标记人细胞表面的蛋白质分子，将小鼠细胞和人细胞诱导融合。结论：细胞膜具有流动性随着新的技术手段不断运用于细胞膜的研究，如冰冻蚀刻扫描电镜技术的应用，科学家发现膜蛋白有的镶嵌在脂质双分子层中的。流动镶嵌模型提出1972年，辛格和尼科尔森提出了细胞膜的【流动镶嵌模型】第1节四、对细胞膜结构的探索细胞膜的结构和功能五、流动镶嵌模型的基本内容镶在表面部分或全部嵌入贯穿糖被排布：细胞膜外表面特点：和蛋白质结合形成糖蛋白，或与脂质结合形成糖脂作用：与细胞表面识别、细胞间

信息传递等有密切关系磷脂双分子层蛋白质排布作用：在物质运输等方面具有重要作用排布：内部是疏水端作用：膜的基本支架；具有屏障作用成分(组成)：糖类分子第1节五、流动镶嵌模型的基本内容细胞膜的结构和功能细胞膜主要是由【磷脂分子和蛋白质分子】构成的。01【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。02蛋白质分子以【嵌入、镶嵌、贯穿】三种方式和磷脂双分子层联系，大多数可以流动。03细胞膜流动性的基础——【构成膜的磷脂分子有多种运动方式，主要表现为侧向自由移动，膜中的蛋白质大多也能运动】。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。第1节知识总结细胞膜的结构和功能练习与应用P461.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，而蛋白质是固定不动的。（

）（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。（

）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D.细胞的生长现象不支持细胞膜的静态结构模型