3.1 细胞膜的结构与功能课件-高一上学期生物人教版（2019）必修1

我确信哪怕一个最简单的细胞，也比迄今为止设计出的任何智能电脑更精巧。——《细胞生物学》第3章细胞的基本结构第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，细胞膜作为系统的边界，应该具有什么功能？问题探讨一个国家液也有它自己的边界......病毒皮肤是人体的边界......有效阻挡紫外线煮熟一、细胞膜的功能新鲜的苋菜叶泡进水中，水一般不会变红，但高温炒熟的苋菜中却有红红的汤汁，这可能是因为什么？鸡蛋中其实只有蛋黄才算真正的细胞，蛋清只是供受精卵发育的营养物质。当你打破一个鸡蛋时，蛋清会迅速平摊在桌面，朝各个方向流去，蛋黄却好像被包裹了起来，不会四处流动，由此你想到了什么？一、细胞膜的功能细胞作为最基本的生命系统，它的边界就是细胞膜，也叫质膜。一、细胞膜的功能一、细胞膜的功能P40功能1：将细胞与外界环境分隔开来生命起源于原始地球——一盆“热汤”中，膜的出现是生命起源过程中至关重要的阶段，细胞膜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。细胞膜保障了细胞内部环境的相对稳定。一、细胞膜的功能功能2：控制物质进出细胞注：细胞膜的控制作用是相对的一、细胞膜的功能活细胞的细胞膜具有选择透过性，细胞膜对进出细胞的物质具有控制作用。细胞需要的的营养物质可以从外界进入细胞，细胞不需要的物质不容易进入细胞。如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能力，台盼蓝能通过细胞膜进入细胞，死细胞能被染成蓝色。功能3：进行细胞间的信息交流多细胞生物依赖各种分化的细胞密切合作，共同完成一系列复杂的生命活动。各个细胞之间必须保持功能的协调性，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。一、细胞膜的功能方式一：物质传递内分泌细胞激素靶细胞血管靶细胞实例：胰岛素从胰岛B细胞的细胞膜释放后，随血液到达全身各处，与靶细胞的细胞膜上的相应受体结合，将信息传递给靶细胞。【进行细胞间信息交流的方式】一、细胞膜的功能方式二：接触传递发出信号的细胞靶细胞与膜结合的信号分子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。如：精子和卵细胞之间的结合【进行细胞间信息交流的方式】一、细胞膜的功能一、细胞膜的功能P41方式三：通道传递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。例如：高等植物细胞间通过胞间连丝相互连接进行信息交流。一、细胞膜的功能【进行细胞间信息交流的方式】1.下列生理活动不能体现细胞间信息交流的是（）A.动物分泌的激素使靶细胞的代射活动发生改变B.人成熟的红细胞吸收水分C.精卵之间的识别与结合D.高等植物细胞间通过胞间连丝求进行信息交流【小试牛刀】二、对细胞膜成分的探索【自主阅读】请同学们自主阅读教材P42相关科学史，感悟科学探究的基本思路和方法，沿时间线梳理并完善下列内容：推测：细胞膜是由

组成的组成细胞膜的脂质有

和

其中

含量最多推断：细胞膜中的磷脂分子排列为连续的

层推测：细胞膜除含脂质分子外，可能还附有

脂质磷脂胆固醇磷脂两蛋白质

1895年欧文顿的研究

制备细胞膜进行化学分析

1925年戈特、格伦德尔提取脂质、铺展实验

1935年丹尼利、戴维森

细胞膜张力研究二、对细胞膜成分的探索1895年欧文顿用500多种物质对植物细胞进行上万次的通透性实验，发现溶于脂质的物质比不溶于脂质的物质更容易通过细胞膜。提出假说:膜是由脂质组成的脂溶性物质水溶性物质使用哺乳动物成熟的红细胞获得了细胞膜化学分析后发现组成细胞膜的脂质有磷脂和胆固醇，磷脂含量最多。二、对细胞膜成分的探索1925年戈特、格伦德尔测得面积S1提取脂质，在空气—水界面上铺成单分子层测得面积S2提出假说:细胞膜中的磷脂分子排列为连续的两层1925年丹尼利和戴维森二、对细胞膜成分的探索已知：油滴表面如果吸附有蛋白质，表面张力就会降低。细胞的表面张力明显低于油—水界面的表面张力细胞膜可能还含有蛋白质推测注意：细胞膜功能越复杂，蛋白质的种类和数量就越多二、对细胞膜成分的探索细胞膜主要由脂质和蛋白质组成。此外，还有少量的糖类。注意，动物细胞膜还有少量胆固醇。脂质（50%）蛋白质（40%）少量糖类（2%~10%）磷脂分子的结构式磷酸亲水的头部（极性）脂肪酸疏水的尾部（非极性）磷脂分子模型磷脂分子示意图二、对细胞膜成分的探索空气水在水中形成的磷脂双分子层模式图水面水面二、对细胞膜成分的探索2.细胞膜中的各种成分及其含量如图所示，其中①②③对应的成分是（）A.①磷脂，②蛋白质，③胆固醇B.①蛋白质，②脂肪，③糖类C.①糖类，②脂质，③蛋白质D.①糖类，②蛋白质，③脂质【小试牛刀】三、对细胞膜结构的探索959年，罗伯特森在电镜下看到细胞膜由“暗—亮—暗”的三层结构构成。他大胆地提出假说：所有细胞膜都是由蛋白质—脂质—蛋白质三层结构构成的静态统一结构。1959年罗伯特森细胞膜结构的电镜照片(静态结构)蛋白质－脂质－蛋白质三层结构的细胞膜三、对细胞膜结构的探索后来，不少科学家对于细胞膜是静态的观点提出了质疑：如果细胞膜是静态的，很难解释细胞的生长、变形虫的变形运动等现象。人细胞鼠细胞荧光标记膜蛋白诱导融合40分钟后370C人鼠荧光标记细胞膜具有流动性（结构特点）三、对细胞膜结构的探索1970年用发绿色荧光的染料标记小鼠细胞表面的蛋白质分子，用发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融合。三、对细胞膜结构的探索提出了细胞膜的流动镶嵌模型。1972年辛格、尼科尔森细胞膜主要是由磷脂分子和蛋白质分子构成的。

磷脂双分子层是细胞膜的基本支架，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。这些蛋白质分子在物质运输等方面具有重要作用。三、对细胞膜结构的探索细胞膜的外表面还有糖类分子，它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，这些糖类分子叫做糖被，糖被在细胞生命活动中有重要的功能，例如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三、对细胞膜结构的探索流动镶嵌模型与蛋白质—脂质—蛋白质的“三明治”模型，除了蛋白质的分布不同之外，最主要的区别在哪里？流动镶嵌模型的一个动态的模型，细胞膜具有流动性，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。细胞膜的流动性