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

国界线授课人：叶雨轩细胞的边界——细胞膜泥鳅红细胞？第3章

细胞的基本结构第1节

细胞膜的结构和功能01细胞膜的功能一、细胞膜的功能通常把鸟类的卵称为蛋，蛋中包含了一个未受精的卵细胞蛋白（外界环境）其中卵黄膜相当于它的细胞膜一、细胞膜的功能（1）将细胞与外界环境分隔开一、细胞膜的功能推测的原始海洋景观图细胞膜将生命物质与海洋环境相互分隔开来产生原始细胞膜的出现是生命起源过程中至关重要的阶段细胞膜保障细胞内部环境的相对稳定一、细胞膜的功能思考：细胞膜作为细胞的边界，有没有物质的进出？资料一：电镜下观察到鸡卵母细胞摄入脂蛋白颗粒和人胰岛B细胞释放胰岛素。小组讨论结合资料和自己的生活经验，从细胞需求的角度对进出细胞的物质进行归类，尝试归纳出细胞膜的功能？一、细胞膜的功能废物（CO2、尿素、多余的无机盐等）抗体、激素等营养物质（水、无机盐、氨基酸、葡萄糖等）一、细胞膜的功能细胞细胞代谢产生细胞合成并分泌（2）控制物质进出细胞DNA细胞膜的功能特点：选择透过性细胞膜的控制作用是绝对的吗？一、细胞膜的功能一、细胞膜的功能资料二：据央视“315晚会”曝光，市场上很多号称营养价值更高，价格比普通鸡蛋高出两三倍的“土鸡蛋”。蛋黄颜色更红，其实是添加了一种叫斑螯黄的饲料添加剂。斑螯黄是一种在自然界广泛分布的类胡萝卜素，是合法的饲料添加剂。为节约成本，某些养殖户会选择国家禁用的工业色素，比如2006年发生的苏丹红染色“红心鸭蛋”事件，苏丹红具有致敏性，致突变性和致癌性。资料三：鸡蛋壳上有气孔，细菌可以通以气孔进入鸡蛋，人吃了带有致病性细菌的鸡蛋可能发生腹痛、排泄呕吐等症状，而侵入蛋黄的细菌会破坏蛋白质的结构而导致散黄，鸡蛋储存时间以夏天不超过7天，冬天不超过21天为宜.细胞膜的控制作用是绝对的吗?废物（CO2、尿素、多余的无机盐等）抗体、激素等营养物质（水、无机盐、氨基酸、葡萄糖等）一、细胞膜的功能细胞细胞代谢产生细胞合成并分泌（2）控制物质进出细胞DNA细胞膜的功能特点：选择透过性不需要、有害的物质（如细菌、病毒等）不容易进入细胞膜的控制作用是相对的一、细胞膜的功能讨论：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。这是为什么？用台盼蓝染液染色后的死细胞和活细胞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。一、细胞膜的功能小组讨论：为什么双黄蛋的两个卵细胞不能结合，但卵细胞可以和精子结合完成受精作用？你认为同一片水域中，不同种类的鱼的精子和卵细胞能否结合形成受精卵？一、细胞膜的功能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。例如，精子和卵细胞之间的识别和结合。受体（3）进行细胞间的信息交流方式一：直接交流不直接接触可以“写信”一、细胞膜的功能内分泌细胞的激素（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。（信号分子）受体方式二：间接交流一、细胞膜的功能胞间连丝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：高等植物细胞之间通过胞间连丝相互连接，从而进行信息交流。方式三：形成通道1.将

分隔开2.控制物质

----选择透过性3.进行细胞间的

直接接触:如精卵识别结合，需要受体化学物质：如激素（胰岛素），需要受体通道传递：高等植物的胞间连丝，不需要受体小结普遍性相对性细胞与外界环境一、细胞膜的功能进出细胞信息交流小试牛刀一、判断题（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。（

）××√笔记P34页（高等植物细胞的胞间连丝）联系生活活细胞死细胞小组讨论：应用细胞膜的功能相关知识，尝试解释下面的生活现象。细胞膜被破坏思考：细胞的边界为什么是细胞膜而不是细胞壁？细胞膜的成分是什么？02对细胞膜成分的探索组成细胞膜的成分是什么？

观察现象1895年，英国科学家欧文顿的细胞膜通透性试验。欧文顿问题1：●●细胞膜●●●●●●溶于脂质的物质●●不溶于脂质的物质二、细胞膜的成分发现脂溶性物质更容易通过细胞膜，非脂溶性物质不容易穿过细胞膜。组成细胞膜的成分是什么？

观察现象

提出假说1895年，英国科学家欧文顿的细胞膜通透性试验。欧文顿非脂溶性物质脂溶性物质细胞膜是由脂质组成的。问题1：

实验验证[小资料]20世纪初，科学家从哺乳动物的成熟红细胞中分离出细胞膜并进行化学分析，得出细胞膜中的脂质主要是磷脂，少量是胆固醇

得出结论细胞膜中含有脂质（主要是磷脂）。提出假说二、细胞膜的成分科学方法——提出假说(p44)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被否定，取决于它是否能与以后不断得到的观察和试验结果相吻合。相关信息：磷脂分子及其特性空气水

问题2：磷脂分子在空气-水界面上如何排列磷脂分子二、细胞膜的成分小资料：磷脂是一种由甘油、脂肪酸和磷酸所组成的分子，磷脂分子的磷酸“头部”亲水，脂肪酸“尾部”疏水。活动1：根据磷脂分子的特点，推测并画出磷脂在水-空气界面上的排布方式。朗缪尔实验1917年对细胞膜成分的探索对细胞膜成分的探索磷脂分子在水-空气界面的分布磷脂分子磷脂分子在水环境中的分布活动2：根据磷脂分子的特点，推测并画出磷脂分子在水环境中的排布方式。水环境对细胞膜成分的探索

问题3：磷脂分子在细胞膜上是如何排列细胞所处的环境外：液体环境内：液体环境AB[资料]

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磷脂，在空气-水界面上铺展成单分子层,测得磷脂单层分子的面积恰为红细胞表面积的2倍。磷脂分子在细胞膜中呈双层排列二、细胞膜的成分

问题4：细胞膜中只有脂质一种成分吗<油脂细胞膜的表面张力油-水界面的表面张力[科学基础]

油脂表面若吸附有蛋白质，那么其表面张力会降低提出假说：细胞膜中除脂质外，可能还附有蛋白质二、细胞膜的成分活动3：分析比较数据，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对细胞膜成分的探索细胞膜主要是由脂质和蛋白质组成的。此外，还有少量的糖类。细胞膜对细胞膜成分的探索03对细胞膜结构的探索

观察现象

提出假说提出问题蛋白质在细胞膜上是如何分布的？1959年，罗伯特森在电子显微镜下观察细胞膜。[资料]

蛋白质是高分子化合物，由于分子量大，在镜下显示较暗；而脂质分子量小，在电镜下显示较亮。蛋白质脂质蛋白质细胞膜是由蛋白质-脂质-蛋白质三层组成的静态结构，中间的亮层是脂质分子，两边的暗层是蛋白质分子。三、细胞膜的结构两层暗一层亮（暗-亮-暗的三层结构）1959年罗伯特森缺陷：膜静态模型无法解释客观事实，如：细胞的生长、变形虫的变形运动、白细胞吞噬细菌、受精时细胞融合等三、细胞膜的结构

观察现象

提出假说提出问题

实验验证蛋白质在细胞膜上是如何分布的？1959年，罗伯特森在电子显微镜下观察细胞膜。[资料]

蛋白质是高分子化合物，由于分子量大，在镜下显示较暗；而脂质分子量小，在电镜下显示较亮。蛋白质脂质蛋白质细胞膜是由蛋白质-脂质-蛋白质三层组成的静态结构，中间的亮层是脂质分子，两边的暗层是蛋白质分子。冰冻蚀刻技术观察细胞膜的结构。三、细胞膜的结构两层暗一层亮（暗-亮-暗的三层结构）冰冻蚀刻技术标本冰冻→冷刀断开→升温后暴露出断裂面贯穿镶在表面嵌入其中三、细胞膜的结构对模型的修正冰冻蚀刻技术研究细胞膜结构新发现：磷脂双分子层构成了细胞膜的基本支架;蛋白质分子镶嵌、部分或全部嵌入、贯穿于脂双层。

观察现象

提出假说提出问题

实验验证蛋白质在细胞膜上是如何分布的？1959年，罗伯特森在电子显微镜下观察细胞膜。细胞膜是由蛋白质-脂质-蛋白质三层组成的静态结构冰冻蚀刻技术观察细胞膜的结构。

得出结论蛋白质以镶、嵌、贯穿三种方式、不均匀地分布在磷脂双分子层中三、细胞膜的结构静态结构？1970年，科学家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。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。结论：细胞膜具有流动性。三、细胞膜的结构辛格、尼克尔森细胞膜的流动镶嵌模型三、细胞膜的结构

总结前人经验，在新的观察和实验的基础上，提出细胞膜的流动镶嵌模型。对细胞膜的成分的探索对细胞膜结构的探索在新的观察和实验证据的基础上，1972年，辛格和尼科尔森提出新的生物膜模型——流动镶嵌模型。三、细胞膜的结构流动镶嵌模型的基本内容（1）细胞膜主要是由磷脂分子和蛋白质分子构成。小资料：细胞膜的外表面有糖类分子，它和蛋白质分子结合形成糖蛋白，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、细胞膜的结构（2）磷脂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，具有屏障作用。磷脂双分子层三、细胞膜的结构流动镶嵌模型的基本内容（3）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。贯穿镶在表面嵌入三、细胞膜的结构流动镶嵌模型的基本内容（4）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、细胞膜的结构流动镶嵌模型的基本内容小结细胞膜的流动性与选择透过性区别联系结构特点：流动性功能特点：选择透过性细胞膜的流动性是表现其选择透过性的结构基础结构决定功能小试牛刀一、判断题（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）向细胞内注射物质后，细胞膜上会留下一个空洞。

（

）（3）罗伯特森提出的细胞膜的静态结构不能解释细胞的生长现象。（

）××√（流动性）新型冠状病毒（2019-nCoV）外有包膜结构，主要来源于宿主细胞膜，包膜上含有病毒自身的糖蛋白S，该糖蛋白S可以与人体某些细胞表面的蛋白ACE2结合，使病毒的包膜与宿主细胞膜融合，进而侵入宿主细胞。下列相关说法中，不正确的是（

）A.新型冠状病毒外包膜的基本支架为磷脂双分子层B.新型冠状病毒进入细胞的过程依赖于膜的流动性C.高温变性的2019-nCoV的蛋白质与双缩脲试剂会发生紫色反应D.糖蛋白S与受体蛋白ACE2结合